抗氧化劑和富含抗氧化劑的食品

關(guān)于抗氧化劑和富含抗氧化劑的食品在身體和食品原料中，氧化過程是一種新陳代謝反應(yīng)，對細胞的生存十分必要，正常的新陳代謝一般依賴于氧和自由基。研究表明，氧是呼吸作用的最終電子受體，在新陳代謝過程中，會導致其他衍生于氧的自由基產(chǎn)生（如，超氧化自由基、羥基自由基），這些自由基具有十分強烈的氧化活性，可以引起氧化損傷進而導致細胞和組織的破壞。第2頁,共50頁，2024年2月25日，星期天自由基，化學上也稱為“游離基”，是指化合物的分子在光熱等外界條件下，共價鍵發(fā)生均裂而形成的具有不成對電子的原子或基團，這些未配對或單電子在與另一電子配對時，往往表現(xiàn)出很高的活性。在書寫時，一般在原子符號或者原子團符號旁邊加上一個“·”表示沒有成對的電子。如氫自由基（H·，即氫原子）、氯自由基（Cl·，即氯原子）、甲基自由基（CH3·）。什么是自由基第3頁,共50頁，2024年2月25日，星期天自由基參與到很多反應(yīng)中，當過量的自由基存在時，它們可以抑制保護酶（例如，超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶等）的活性，引起細胞的破壞和致死效應(yīng)（如細胞凋亡），結(jié)果導致細胞的呼吸作用停止。超氧化物歧化酶：超氧化物歧化酶能夠清除超氧化物，保護細胞免受氧化損傷。過氧化氫酶：促使H2O2分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的過氧化氫，從而使細胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。過氧化物酶：是細胞用來催化過氧化氫（過氧化氫是一種代謝過程中產(chǎn)生的廢物，它能夠?qū)C體造成損害）分解的工具。第4頁,共50頁，2024年2月25日，星期天食品的化學變質(zhì)主要原因之一是氧化，不僅導致了異味的產(chǎn)生，還引起了食品營養(yǎng)質(zhì)量、色澤、風味、組織和安全性的退化（甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)，引起食物中毒）。第5頁,共50頁，2024年2月25日，星期天一、自動氧化（一）食品體系中的自動氧化機理大氣中的氧分子和有機分子反應(yīng)產(chǎn)生過氧自由基，過氧自由基的傳遞就是自動氧化。食品在加工、處理、儲存的過程中發(fā)生油脂酸敗：不飽和的油脂在加熱、光照、電離輻射、微量金屬和金屬蛋白等催化條件下發(fā)生氧化，或者被脂肪氧化酶催化氧化。油脂氧化是食品產(chǎn)生異味化合物和惡臭的主要原因，引起一系列其他反應(yīng)，并最終縮短貨架期和降低食品的營養(yǎng)價值。第6頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（二）生物系統(tǒng)中的自動氧化的機理生物系統(tǒng)中的生化防御體系：各種酶類、微量礦物質(zhì)、抗氧化維生素和一些其他化合物等，這些可以保護細胞組分免受氧化的破壞。自由基的產(chǎn)生與分子氧反應(yīng)，并形成過氧化自由基和氫過氧化物，進而引發(fā)鏈式反應(yīng)，破壞細胞成分，最終引起多種主要器官的細胞損壞。第7頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（三）酯類氧化反應(yīng)酯類是食品和其他生物系統(tǒng)中的一種主要的組成部分。在食品中，氧化反應(yīng)可以引起酸敗，導致維生素（VA、VC和VE）和必需脂肪酸結(jié)構(gòu)的破壞，造成食品營養(yǎng)價值降低，也可能形成有毒化合物和有色物質(zhì)。油脂氧化對冠心病、動脈粥樣硬化、癌癥和衰老都有著重要影響。第8頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（四）食品體系中油脂氧化機理油脂氧化反應(yīng)機理大致可以分為三個階段：①鏈引發(fā)階段：自由基的形成；②鏈傳遞階段：自由基鏈反應(yīng)；③鏈終止階段：非游離基化合物的形成。鏈引發(fā)階段主要是由于不飽和脂肪酸（油酸、亞油酸和亞麻酸）在微量金屬、反射線、光或熱下引發(fā)自由基生產(chǎn)，或者與氧接觸產(chǎn)生自由基。第9頁,共50頁，2024年2月25日，星期天鏈傳遞階段：自由基可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌挠坞x基。鏈終止階段：兩個游離基相互作用時，就到了油脂氧化的終止階段。第10頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（五）生物體系中油脂氧化機理人體是通過酯類氧化從脂肪中獲得能量，酯類氧化是一種正常的生物過程，當脂類氧化不受控制時，會引發(fā)一系列疾病的發(fā)生。生物體系中油脂過氧化反應(yīng)（油脂氧化）的鏈引發(fā)和鏈傳遞階段是由鐵離子和微粒體NADPH-細胞色素P-450還原酶催化產(chǎn)生超氧陰離子的形成。第11頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（六）游離基的來源游離基的來源可分為兩類：內(nèi)源和外源。內(nèi)源產(chǎn)生的游離基大部分是由細胞產(chǎn)生的。（1）正常的有氧呼吸。通過線粒體產(chǎn)生能量的過程中，產(chǎn)生自由基。（2）細胞器中的過氧化物酶降解脂肪酸和其他分子的主體，同時生成副產(chǎn)物過氧化氫（H2O2），一部分過氧化氫進入細胞中的其他部分，增加了對DNA分子的氧化損傷。第12頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（3）動物體中的細胞色素P-450酶抵制外源化學試劑所帶來的嚴重毒素影響的同時產(chǎn)生氧化副產(chǎn)物損傷DNA分子。（4）當具有氧化特性的NO、O.2-、H2O2和OCl-急劇增加時,吞噬細胞就會破壞細菌或被病毒感染的細胞。第13頁,共50頁，2024年2月25日，星期天外源性因素對內(nèi)源性氧化劑能力的影響（1）吸煙：香煙的煙中含有氮氧化物可以引起大分子的氧化，大大降低了抗氧化物的含量。第14頁,共50頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（2）飲食因素：①從食物中攝入過多的銅或鐵，可以提高過氧化物中的自由基的氧化。②由于生活的節(jié)奏加快，很多人在中午只是吃快餐或方便面，因而缺乏清除自由基的維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素及微量元素。③很多人只吃精制的大米和面粉，缺乏纖維素和B族維生素。④由于工作繁忙，日常的飲水量減少，使侵入機體污染物和有毒物質(zhì)不能排出體外。⑤由于我國人民肉食以食豬肉為主，豬肉中脂肪含量高，容易導致自由基的產(chǎn)生。第16頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（3）正常飲食中的大量酚類化合物的植物食品通過氧化還原循環(huán)產(chǎn)生氧化劑。（4）輻射/紫外線照射：紫外線是位于日光高能區(qū)的不可見光線。紫外線根據(jù)波長分為：這里近紫外線（UVA），遠紫外線（UVB）和超短紫外線（UVC）。UVA射線可以滲透到皮膚最深處，產(chǎn)生自由基，并能引起皮膚變黑，具有抑制細胞免疫功能。UVB可以引起皮膚曬傷和大部分組織損傷。UVC也能引起皮膚曬黑和過早衰老。第17頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（5）艱苦的工作或鍛煉：在鍛煉過程中，整個身體對氧氣的消耗量的巨大增加，導致線粒體有氧呼吸鏈中電子的滲漏，形成不同單電子氧化的中間代謝產(chǎn)物，在細胞中可以引發(fā)一系列的破壞反應(yīng)。第18頁,共50頁，2024年2月25日，星期天細胞的防御體系細胞都有一套良好的防御體系，以用來阻止和修復(fù)與DNA、蛋白質(zhì)和酯類有關(guān)的氧化損傷，一般這些體系包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽體系、維生素E、抗壞血酸、尿酸鹽，以及部分的脂肪酶、蛋白酶等。第19頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（七）抗氧化劑通過向食品中添加抗氧化劑，或者原本就含在飲食中的抗氧化劑，可以延緩油脂氧化作用的影響。在食品工藝中，抗氧化劑的一個主要的功能是阻止異味、腐爛的產(chǎn)生，并且維持食品的營養(yǎng)價值。第20頁,共50頁，2024年2月25日，星期天抗氧化劑：是在食品中相對于易氧化基質(zhì)含量很低，但卻能夠顯著地延緩或阻止基質(zhì)氧化的一種物質(zhì)。食品中的一切物質(zhì)（除了水）幾乎都屬于易氧化的基質(zhì)，也可以在活體組織中，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物和DNA分子。一種抗氧劑可能只對一種生物或食品體系有保護作用，對其他的體系卻沒有效果。第21頁,共50頁，2024年2月25日，星期天食品抗氧化劑的作用機理食品抗氧化劑的作用比較復(fù)雜?？箟难?、異抗壞血酸及其鈉鹽因其食品抗氧化劑本身易被氧化，因而可保護食品免受氧化。BHA和BHT等酚型抗氧化劑可能與油脂氧化所產(chǎn)生的過氧化物結(jié)合，中斷自動氧化反應(yīng)鏈，阻止氧化。另一些抗氧化劑可能抑制或破壞氧化酶的活性，借以防止氧化反應(yīng)進行。第22頁,共50頁，2024年2月25日，星期天抗氧化劑在保護人體方面的作用機理清除活性氧自由基和氮自由基；降低局部氧分子濃度，從而減少氧分子的氧化能力；代謝脂質(zhì)過氧化物成非自由基的產(chǎn)物；螯合金屬離子阻止自由基的生產(chǎn)。第23頁,共50頁，2024年2月25日，星期天清除自由基的方法1、服用生物體內(nèi)本身就存在的能清除自由基的酶系統(tǒng)，即食入的動植物食品含有這些酶，如：超氧化歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化酶等。2、服用非酶天然抗氧劑，如維生素E、維生素A、維生素C、胡蘿卜素、微量元素鋅、硒、銅、錳等。第24頁,共50頁，2024年2月25日，星期天在許多中草藥的提純物中也含有清除氧自由基作用的化合物，如五味子、甘草類黃酮、人參皂苷、山莨宕堿等。此外，很多食物，如茄子、豆角、韭菜、油菜、土豆、青椒、黃瓜、西紅柿、葡萄、大蒜的水提取物或汁液都有抗氧化作用。茶葉尤其是綠茶，能抗衰老與抗腫瘤。第25頁,共50頁，2024年2月25日，星期天運動員劇烈運動后，肌肉中自由基的含量要比平時增高2-3倍，脂質(zhì)過氧化物也大量增加，若運動員缺乏維生素E，這一情況會更加嚴重。肌注SOD或五味子后，能立即消除疲勞。硒是谷胱甘肽過氧化物酶中的重要元素，缺硒后會導致這一酶的活力降低，因此缺硒所致的克山病，如大骨節(jié)病或心肌壞死都與自由基有關(guān)。第26頁,共50頁，2024年2月25日，星期天來源分類：按抗氧化劑來源分為天然抗氧化劑和合成抗氧化劑。溶解性分類：①油溶性抗氧化劑，常用的有丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）和沒食子酸丙酯（PG）等人工合成的油溶性抗氧化劑；混合生育酚濃縮物及愈創(chuàng)樹脂等天然的油溶性抗氧化劑。②水溶性抗氧化劑，包括抗壞血酸及其鈉鹽、異抗環(huán)血酸及其鈉鹽等人工合成品，從米糠、麩皮中提制的天然品植酸即肌醇六磷酸?？寡趸瘎┑姆诸惖?7頁,共50頁，2024年2月25日，星期天1.天然抗氧化劑抗氧化劑在食品中占據(jù)重要的地位的四個原因：①內(nèi)源性抗氧化劑可以保護食品自身的化學組成免受氧化損害；②人體可以吸收膳食中抗氧化劑，并產(chǎn)生有利影響。③食品衍生的抗氧化劑也能產(chǎn)生有利影響，之間在胃腸道中發(fā)揮作用而不需要被吸收；④以治療為目的的植物提取物已經(jīng)引起人們的廣泛重視。天然抗氧化劑中，主要有兩大部分：生育酚和抗壞血酸。第28頁,共50頁，2024年2月25日，星期天2.食品抗氧化劑的化學分類見課本P15第29頁,共50頁，2024年2月25日，星期天3.依據(jù)抗氧化劑的功能進行分類

第30頁,共50頁，2024年2月25日，星期天4.依據(jù)抗氧化劑合成的位置進行分類內(nèi)源性抗氧化劑：在細胞內(nèi)合成的，如多胺、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶、褪黑色素、雌激素、硫辛酸、血漿酮藍蛋白、清蛋白、乳鐵蛋白、鐵傳遞蛋白；天然抗氧化劑：在食品中發(fā)現(xiàn)的抗氧化劑，如維生素E、維生素C、類胡蘿卜素、多酚類、硒、類黃酮。第31頁,共50頁，2024年2月25日，星期天1、維生素E能抗氧化、防衰老，是主要的天然自由基清除劑或抗氧化劑之一。此外維生素E還是美容的必需品。它可以進入皮膚細胞，具有抗自由基鏈式反應(yīng)的作用，從理論上講，要優(yōu)于SOD（抗氧化酶超氧化物歧化酶）。由于維生素E的疏水結(jié)構(gòu)，所以能插入到不飽和脂肪酸存在的生物膜中。它主要的作用是抗脂質(zhì)過氧化，即清除脂質(zhì)過氧化鏈式反應(yīng)中所產(chǎn)生的自由基。第32頁,共50頁，2024年2月25日，星期天2、維生素C它是水溶性維生素，它能在血液和體液內(nèi)循環(huán)流動。因而處在抗氧化和清除自由基的最前線。可以清除活性氧中的單線氧態(tài)、羥基自由基中的氧、過氧化氫中的氧、臭氧中的氧和氫氧化物中的氧等等?？梢灶A(yù)防肺癌、胃癌等癌癥和白內(nèi)障。第33頁,共50頁，2024年2月25日，星期天3、β-胡蘿卜素它是維生素A的前體，能促進細胞分化與刺激免疫系統(tǒng)外，重要的還在于它是一個抗氧化劑。

能抑制細胞膜的脂質(zhì)過氧化與清除體內(nèi)過多的自由基。維生素E、維生素C與β-胡蘿卜素是著名的三種抗氧化維生素。4、為什么微量元素鋅、銅、錳有清除自由基及抗氧化作用？因為它們是最重要的抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、銅-鋅-SOD及錳-SOD的組成部分。硒則是谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分。第34頁,共50頁，2024年2月25日，星期天5、超氧化歧化酶

簡稱SOD。有銅-鋅-SOD、錳-SOD和鐵-SOD三種，是清除自由基和抗氧化最重要的酶。(1)SOD在人體防御系統(tǒng)中的地位生命離不開氧，氧在代謝過程中產(chǎn)生活性氧。在正常情況下，活性氧不會對細胞構(gòu)成危害。這是因為生物體內(nèi)有一個防御系統(tǒng)------抗氧化酶系統(tǒng)。這些酶中最主要的是SOD，其次還有谷胱甘肽酶，過氧化氫酶等。第35頁,共50頁，2024年2月25日，星期天

(2)、含有SOD的營養(yǎng)保健品●SOD化妝品●SOD牙膏●SOD保健酒●SOD牛奶●SOD糖果●SOD口服液和其它保健品第36頁,共50頁，2024年2月25日，星期天6、金屬硫蛋白金屬硫蛋白(MT)是一類富含半胱氨酸殘基及非金屬離子的非酶蛋白。其分子質(zhì)量非常小，一般為6000-7000u。在人體內(nèi)參與各種代謝活動。它具有奇妙的生物學性質(zhì)，對毒性最高的羥自由基有很強的清除作用。

因此可以保護自由基引起的脂質(zhì)過氧化損傷，使丙二醛的生成明顯減少，防止細胞衰老。第37頁,共50頁，2024年2月25日，星期天自由基是一類含有未配對電子的小分子，活性很高，專門攻擊脂肪酸的不飽和鍵，使不飽和脂肪酸飽和，并產(chǎn)生丙二醛與細胞膜的蛋白質(zhì)交聯(lián)，從而使細胞膜僵硬，流動性能下降。一定的膜流動性是正常細胞完成其功能所必須的。對膜僵硬細胞來說，清除自由基的能力減弱，自由基堆積過剩。這些過剩的自由基又對脂質(zhì)的不飽和脂肪酸攻擊，使之飽和，膜流動就變得更低。這樣形成的惡性循環(huán)，導致細胞功能的喪失并衰老。細胞就是這樣老化的。金屬硫蛋白如何防止細胞老化？第38頁,共50頁，2024年2月25日，星期天6、金屬硫蛋白(MT)對成年人來講，外源性補充MT非常必要。迄今為止，是清除自由基最強的蛋白質(zhì)之一，它清除自由基的能力是SOD的一萬倍以上。它同時可以和人體的重金屬親和，排出體外，達到解毒的作用，因此MT是當今世界上較熱門的研究課題，也是較重要的抗氧化劑和清除自由基的保健食品。目前市場上有“MT活性肽”保健食品。第39頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（一）紅葡萄酒

由于紅葡萄酒在壓榨和發(fā)酵時，葡萄皮和葡萄子都包括在內(nèi)，含有抗氧化劑，能削除自由基，因而紅葡萄酒能預(yù)防冠心病、腦血管疾病和腫瘤。歐洲：含有水楊酸，每1L紅葡萄酒中有100mg，相當于我們?yōu)轭A(yù)防冠心病、中風和動脈粥樣硬化，每天服用腸溶阿斯匹林的兩倍。紅葡萄酒還含有豐富的黃酮類化合物，類似葡萄子中的原花青素低聚合物（OPC）。是很好的抗氧化劑，能清除自由基，所以它也有擴張血管，降低血液粘度，活血化淤和改善微循環(huán)的作用。二、富含抗氧化劑的食品第40頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（一）紅葡萄酒

美國：紅葡萄酒含有機酸，對人體的消化系統(tǒng)有益。此外它能降低低密度脂蛋白膽固醇和升高高密度脂蛋白膽固醇。德國：紅葡萄酒可以使心肌梗阻的發(fā)病率降低45%。患心臟病的病人可以飲用紅葡萄酒。法國：每天喝兩到三杯紅葡萄酒，可以降低老年癡呆的發(fā)病率。由于紅葡萄酒能促進新陳代謝，擴張血管，使腎血流量增加，增強造骨細胞的活力，因此可以減少骨質(zhì)疏松癥及腎結(jié)石的發(fā)生。第41頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（二）番茄1.番茄的抗氧化成分番茄紅素：番茄及其制品食品膳食番茄紅素的主要來源；類胡蘿卜素：最有效的抗氧化成分；槲皮素：黃酮醇的主要存在形式。維C：生番茄要比加工處理的番茄含更多的維生素C，濃縮比番茄汁或罐裝番茄帶來更大的維生素C的損失。第42頁,共50頁，2024年2月25日，星期天2.番茄的治療功效膳食中適當?shù)臄z入番茄紅素可以有效地預(yù)防心腦血管疾病、前列腺癌、胃腸癌，建議多食用新鮮的番茄或其制品。3.番茄紅素益生作用機理與日常日常生活中攝入的其他類胡蘿卜素相比，番茄紅素具有最強的抗氧化作用。番茄紅素可以抑制多癌細胞系的增殖（包括乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌細胞及正常的前列腺細胞。）每周補充2-4個或更多的番茄或番茄產(chǎn)品，可以降低患前列腺癌的幾率，保證老年人的健康。第43頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（三）大蒜大蒜中的抗氧化劑：最主要的話性成分是大蒜素。大蒜的益處包括：減少有害的LDL膽固醇和甘油三脂；預(yù)防血栓形成和血小板聚集；阻礙化學致癌物；刺激各種可能助于抵抗癌癥和真菌感染的免疫因子；保護細胞抵抗各種不同的氧化劑。第44頁,共50頁，2024年2月25日，星期天其治療作用可分為：①抗菌性能：抗細菌、抗真菌、抗原蟲、抗病毒（來源于大蒜素，1mg大蒜素相當于15個國際單位青霉素的抗菌活性）。②對心血管作用：適量食用大蒜可以保護血管不受自由基產(chǎn)生的負面作用，對脂產(chǎn)生積極的作用，增加毛細血管流量，降低高血壓。③抗癌成分：能預(yù)防腸道腐敗并且激活分泌物，引起機體阻抗作用的加強，5mg/mL大蒜水提取物抑制了90%的分離幽門螺桿菌菌株。④其他好處：免疫調(diào)節(jié)、降血糖、似激素的作用、