食品抗氧化剂的作用机理
食品抗氧化剂的作用比较复杂。抗坏血酸、异抗坏血酸及其钠盐因其本身易被氧化,因而可保护食品免受氧化。BHA和BHT等酚型抗氧化剂可能与油脂氧化所产生的过氧化物结合,中断自动氧化反应链,阻止氧化。另一些抗氧化剂可能抑制或破坏氧化酶的活性,借以防止氧化反应进行。
由于抗氧化剂种类较多,抗氧化的作用机理也不尽相同,比较复杂,存在着多种可能性。归纳起来,主要有以下几种:
一、是通过抗氧化剂的还原作用,降低食品体系中的氧含量;
二、是中断氧化过程中的链式反应,阻止氧化过程进一步进行;
三、是破坏、减弱氧化酶的活性,使其不能催化氧化反应的进行;
四、是将能催化及引起氧化反应的物质封闭,如络合能催化氧化反应的金属离子等。
下面以油脂自动氧化酸败和食品酶促氧化褐变为例,对抗氧化剂的作用机理加以简单介绍。
(1)抗氧化剂对油脂氧化的抑制;
天然油脂暴露在空气中会自发地发生氧化反应,氧化产物分解生成低级脂肪酸、醛、酮等,产生恶劣的酸臭和口味变坏等,这一现象就称为油脂的自动氧化酸败,此现象是油脂及含油食品败坏变质的主要原因。油脂的自动氧化遵循自由基(也称游离基)反应机制,它包括以下4个阶段(式中以RH代表脂肪或脂肪酸分子)。
第一阶段:引发在第一阶段反应中,脂肪分子(RH)被热、光或金属离子等白由基引发剂活化后,分解成不稳定的自由基R.和H.。由于自由基能重新结合成RH、RR、H2等,因此,易于消失。但当有分子氧存在时。自由基可以与O2反应生成过氧化物自由基。然后,此过氧化物自由基又和脂肪分子反应,生成氢过氧化物和自由基R.,通过自由基R.的链式反应。又再传递下去。此时就是没有活化剂的引发,自由基也能不断产生。随着反应的进行,更多的脂肪分子转变成氢过氧化物,氢过氧化物进一步变化,产生更多的自由基。当自由基和自由基或自由基和自由基失活剂(以X表示)相结合,产生稳定化合物时,反应便告结束。
反应过程中产生许多短链羰基化合物,如醛、酮、羧酸等。是产生酸败和劣味的主要物质,而大经过氧化物的存在,对人体也会产生不良结果。
抗氧化剂的作用机理最主要是终止链式反应的传递用模式如下(以AH代表抗氧化剂):
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