抗氧化剂(Antioxidants)是阻止氧气不良影响的物质。它是一类能帮助捕获并中和自由基,从而祛除自由基对人体损害的一类物质。抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化,提高食品的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。抗氧化剂的正确使用不仅可以延长食品的贮存期、货架期,给生产者、消费者带来良好的经济效益,而且给消费者带来更好的食品安全。
工业抗氧化剂_抗氧化剂 -概念
抗氧化剂①食物中抗氧化剂能够保护食物免受氧化损伤而变质。
②在人体消化道内具有抗氧化作用,防止消化道发生氧化损伤。
③吸收后可在机体其他组织器官内发挥作用。
④来源于食物的某些具有抗氧化作用的提取物可以作为治疗药品。抗氧化剂的作用机理包括鳌合金属离子、清除自由基、淬灭单线态氧、清除氧、抑制氧化酶活性等。
举例:如维生素A、C、E;类胡萝卜素(虾青素、角黄素、叶黄素,β-胡萝卜素等);微量元素:硒、锌、铜和锰等。
工业抗氧化剂_抗氧化剂 -历史
为了适应从海洋生物演变为陆地生物,陆生植物开始产生海洋生物所不具有的抗氧化剂比如维生素C、多酚和生育酚。五千万年到两亿万年前被子植物植物在进化的过程中发展出了许多抗氧化的天然色素--特别是在侏罗纪时代--作为一种化学手段抵御光合作用的副产物活性氧类物质。本来抗氧化剂一词特指那类可以防止氧气消耗的化学物质。在19世纪末至20世纪初,广泛研究集中在重要的工业生产过程对抗氧化剂的使用上,比如防止金属腐蚀、橡胶的硫化、由燃料聚合导致的内燃机积垢等。生物学对抗氧剂的研究早期集中在是如何使用抗氧化剂来避免不饱和脂肪酸氧化引起的酸败。可以通过将一块脂肪置于一个充氧的密封容器后对其氧化速率进行测定的简单方法度量抗氧化活性。然而随着具有抗氧化作用的维生素A、C、E的发现和确认,人们意识到抗氧化剂在生物体内起到生化作用的重要性。当认识到具有抗氧化活性的物质可能本身就容易被氧化的事实后,对抗氧化剂可能作用机理的探索首先开始。通过研究微生素E如何防止脂质过氧化,明确了抗氧化剂作为还原剂通过与活性氧物质反应来避免活性氧物质对细胞的破坏,达到抗氧化的效果。
工业抗氧化剂_抗氧化剂 -应对氧化
详情查看:氧化应激对于生物体的代谢生物体有一种自相矛盾的情况,虽然大部分地球上的生物需要氧气来维持生存,但同时氧气又是一种高反应活性的分子,可以通过产生活性氧物质破坏生物体。所以生物体中建立了一套由抗氧化的代谢产物和酶构成的复杂网络系统,通过有抗氧化作用的代谢中间体和产物与酶之间的协同配合使得重要的细胞成分比如DNA、蛋白质和脂类免受氧化损伤。抗氧化系统大体上通过两种方式实现抗氧化作用,一种是通过阻止活性氧物质的产生来实现的,另一种是在这些活性物质对细胞的重要成分造成损伤之前清除它们来达到抗氧化作用的。然而这些活性氧物质也有重要的细胞功能,比如在生化反应中充当氧化还原信号分子。因此生物体中抗氧化系统的作用不是氧化性物质彻底地全部清除,而是将这些物质保持在适当的水平。
在细胞内产生的活性氧物种包括过氧化氢(H2O2)、次氯酸(HClO)、自由基例如羟基自由基(・OH)和超氧化物阴离子(O2)。羟基自由基特别不稳定,能无特异性地迅速与大多数生物分子反应。这类物种主要是由金属催化过氧化氢还原(比如芬顿反应)产生的。这些氧化剂通过引发链反应比如脂质的过氧化反应、或氧化DNA和蛋白质破坏细胞。受到损害的DNA如果没有得到修复会引起突变、诱发癌症。对蛋白质造成的损伤会使酶的活性受到抑制、蛋白质发生变性或降解。
人体新陈代谢产生能量的过程中需要消耗氧气生成活性氧物种。这个过程中,电子传递链的几个步骤能产生副产物超氧化物阴离子。特别重要的是复合物III中的辅酶Q在被还原的过程中会变成了高活性的自由基中间体(Q・)。这种不稳定的中间体会发生电子的“泄漏”(丢失电子),“泄漏”的电子跳出正常的电子传递链,直接将氧分子还原生成超氧负离子。过氧化物也可以由还原态的黄素蛋白比如复合体Ⅰ的氧化产生。然而,尽管这些酶会生成氧化剂,但是不清楚电子传递链相比其他同样可以产生过氧化物的生化过程是否更为重要。在植物、藻类和蓝菌进行光合作用的过程中尤其是在高辐照强度下,同样会产生活性氧物种,但是类胡萝卜素作为光保护剂吸收过度强光保护细胞,藻类、蓝菌中所含的大量碘和硒也能抵消高辐照强度对细胞造成的氧化损伤,类胡萝卜素、碘和硒作为抗氧化剂通过与被过度还原的光合反应中心反应避免活性氧物种的产生。
工业抗氧化剂_抗氧化剂 -抗氧化代谢物
概述根据溶解性抗氧化剂可分为两大类:水溶性抗氧化剂和脂溶性抗氧化剂。水溶性抗氧化剂通常存在于细胞质基质和血浆中,脂溶性抗氧化剂则保护细胞膜的脂质免受过氧化。这些化合物或在人体内生物合成或通过膳食摄取。不同抗氧化剂以一定范围的浓度分布于体液和组织中。谷胱甘肽和辅酶Q10主要存在于细胞中,而其他抗氧化剂比如尿酸它们的分布更为广泛(详见下表)。一些抗氧化剂由于既有抗氧化作用也是重要的病原体和致病因子所以只存在于某些特定机体组织中。
一些化合物通过与过渡金属配位螯合来阻止金属在细胞中催化自由基的产生,从而起到抗氧化防御的作用。这种抗氧化防御手段中特别重要的一点是要将铁离子通过配位螯合隔离起来,因为铁离子是一些铁结合蛋白(iron-bindingproteins)比如运铁蛋白和铁蛋白能发挥作用的关键。硒和锌通常被认为是抗氧化营养素(antioxidantnutrients),这两种元素本身没有抗氧化作用但会对一些抗氧化酶的活性起到作用。
抗氧化代谢产物溶解性人血清中的浓度(μM)肝组织中的浓度(μmol/kg)
抗坏血酸(维生素C)水溶性50