脂溶性抗氧化劑

脂溶性抗氧化劑

脂溶性抗氧化劑指能均勻地分布於油脂中,對油脂和含油脂的食品能很好發揮抗氧化作用,防止其氧化酸敗的物質。分人工合成脂溶性抗氧化劑與天然脂溶性抗氧化劑兩大類。目前,各國使用的抗氧化劑大多數是人工合成的,使用較廣泛的有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)等。天然的有愈創樹脂生育酚混合濃縮物等。

人體內的脂溶性抗氧化劑主要有維生素E類胡蘿蔔素泛醌等,它們在對紫外輻射的防護中起著十分重要的作用。脂溶性抗氧化劑在組織中主要位於胞膜等處。

基本介紹

  • 中文名:脂溶性抗氧化劑
  • 外文名:Lipid soluble antioxidants
  • 常見:BHA、BHT、PG等
  • 用途:防止食品酸敗
  • 分布:組織中主要位於胞膜等處
  • 分類:人工合成和天然
定義,作用原理,常見脂溶性抗氧化劑,丁基羥基茴香醚,二丁基羥基甲苯,沒食子酸丙酯,叔丁基對苯二酚,生育酚混合物,

定義

脂溶性抗氧化劑指能均勻地分布於油脂中,對油脂和含油脂的食品能很好發揮抗氧化作用,防止其氧化酸敗的物質。分人工合成脂溶性抗氧化劑與天然脂溶性抗氧化劑兩大類。目前,各國使用的抗氧化劑大多數是人工合成的,使用較廣泛的有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)等。天然的有愈創樹脂、生育酚混合濃縮物等。
脂溶性抗氧化劑

作用原理

油脂的氧化酸敗是一個複雜的化學變化過程。含有不飽和脂肪酸的油脂,由於其結構上不飽和鍵的存在,很容易和空氣中的氧發生自動氧化反應,生成過氧化物,進而又不斷裂解,產生具有臭味的醛或碳鏈較短的羧酸。
食用含有多量過氧化物的食品,會促使人體內的脂肪氧化。過氧化的脂肪及其產物可破壞生物膜,引起細胞功能衰退乃至組織死亡,誘發各種生理異常而引起疾病。最近研究表明,癌症的發生以及人體的老化也與過氧化脂肪有關。
目前常用的防止食品酸敗的抗氧化劑多為酚類化合物。這些酚類抗氧化劑是優良的氫或中子的給予體,當它們向自由基提供氫之後,本身成為自由基,但它們可結合成穩定的二聚體類的物質。而且它們的自由基中間產物比較穩定。
另外,有一些物質本身沒有抗氧化作用,但與抗氧化劑混合使用,卻能增強抗氧化劑的效果,這些物質統稱為抗氧化劑的增效劑。各種金屬離子的螫合劑(如EDTA)是一類間接的抗氧化劑或抗氧化增效劑。對各種酚型抗氧化劑來說,檸檬酸、磷酸、抗壞血酸及它們的酯類(如檸檬酸單甘油酯、抗壞血酸棕櫚酸酯等)具有良好的抗氧化增效作用。所加的酸一方面可為介質(油脂、含脂食品)創造一個酸性環境,以保證原始抗氧化劑和油脂的穩定性;另一方面如抗壞血酸本身易被氧化,從而使其具有消除氧的能力。例如用活性氧法(AOM法,97.8℃,送空氣)試驗橄欖油的穩定性,到達酸敗臨界點(植物油的過氧化值為70mmol/kg)的時間,對照組為6.5h,加0.02%叔丁基對苯二酚(TBHQ)者為12.5h,除TBHQ外另加0.01%檸檬酸者為57h。在21℃貯存橄欖油的結果是對照組42天,0.02%TBHQ組為88天,而另加0.01%檸檬酸者超過103天。豬油在室溫下達到動物油酸敗臨界點(過氧化值為20mmol/kg)的時間,對照組為45天,加入0.01%生育酚後可延至210天,再加入0.005%檸檬酸則可延至294天。
一般情況下,檸檬酸及其酯類往往與合成的抗氧化劑合用,而抗壞血酸及其酯類則與生育酚合用。當兩種抗氧化劑合用時,也會明顯的提高抗氧化效果,這是因為不同的抗氧化劑在不同的油脂氧化階段,能夠分別中止某個油脂氧化的連鎖反應。

常見脂溶性抗氧化劑

丁基羥基茴香醚

丁基羥基茴香醚(BHA)為白色或微黃色蠟樣結晶性粉末,帶有酚類的特異臭氣和有刺激性的氣味。它通常是3-BHA和2一BHA兩種異構體的混合物。熔點48~63℃,隨混合比不同而異。不溶於水,易溶於乙醇、甘油、豬油、玉米油、花生油和丙二醇。3-BHA的抗氧化效果比2一BHA強1.5倍,兩者合用有增效作用。用量為0.02%時比0.01%的抗氧化效果增強10%,但用量超過0.02%時效果反而下降。與其他抗氧化劑相比,它不會與金屬離子作用而著色。BHA除抗氧化作用外,還有相當強的抗菌力。
相對來說,BHA對動物性脂肪的抗氧化作用較之對不飽和植物油更有效。它對熱較穩定,在弱鹼條件下也不容易被破壞,因此有一種良好的持久能力,尤其是對使用動物脂的焙烤製品。具一定的揮發性,能被水蒸氣蒸餾,故在高溫製品中,尤其是在煮炸製品中易損失。但可將其置於食品的包裝材料中。BHA是目前國際上廣泛套用的抗氧化劑之一,也是我國常用的抗氧化劑之一。

二丁基羥基甲苯

二丁基羥基甲苯(BHT)為無色結晶或白色晶體粉末,無臭味或有很淡的特殊氣味。熔點69.5~71.5 ℃(69.7 ℃,純品),沸點265℃。不溶於水和丙二醇,易溶於大豆油、棉子油、豬油、乙醇、丙酮、甲醇、苯、礦物油。化學穩定性好,對熱相當穩定,抗氧化能力強,與金屬離子反應不著色。
脂溶性抗氧化劑
BHT可以用於油脂、焙烤食品、油炸食品、穀物食品、奶製品、肉製品和堅果、蜜餞中。
BHT也可用於包裝材料上,用量為0.2~1 kg/t(包裝材料)。對於不易直接拌和的食品,可溶於乙醇後噴霧使用。BHT價格低廉,為BHA的1/8~1/5,是我國目前生產量最大的抗氧化劑之一。

沒食子酸丙酯

沒食子酸丙酯(PG)為白色至淺褐色結晶粉末,或微乳白色針狀結晶。無臭,微有苦味,水溶液無味。在水或含水乙醇中可得到1分子結晶水的鹽,在105"C失去結晶水變為無水物,熔點146~150℃。沒食子酸丙酯難溶於水(0.359/100mL,25℃),微溶於棉子油(1.0 g/100mL,25℃)、花生油(0.59/100mL,25℃)、全豬脂(109/100mL,25℃)。其0.25%水溶液的pH值為5.5左右。沒食子酸丙酯比較穩定,遇銅、鐵等金屬離子發生呈色反應,變為紫色或暗綠色,有吸濕性,對光不穩定,發生分解,耐高溫性差。沒食子酸丙酯使用量達0.01%時即能自動氧化著色,故一般不單獨使用,而與BHA復配使用,或與檸檬酸、異抗壞血酸等增效劑復配使用。與其他抗氧化劑復配時,使用量約為0.005%即有良好的抗氧化效果。

叔丁基對苯二酚

叔丁基對苯二酚(TBHQ)是白色或淺黃色的結晶粉末,微溶於水,不與鐵或銅形成絡合物。在許多油和溶劑中它都有足夠的溶解性。熔點126~128℃。TBHQ能溶於乙醇、丙二醇、棉子油、玉米油、大豆油、豬油,易溶於椰子油、花生油,在水中溶解度隨溫度升高而增大。TBHQ的抗氧化活性與BHT、BHA或PG相等或稍優於它們。TBHQ的溶解性能與BHA相當,超過BHT和PG。TBHQ對其他的抗氧化劑和螯合劑如PG、BHA、BHT、維生素E、抗壞血酸棕櫚酸酯、檸檬酸和EDTA等有增效作用。TBHQ最有意義的性質是在其他的酚類抗氧化劑都不起作用的油脂中有效,檸檬酸的加入可增強其活性。
在許多情況下,TBHQ對大多數油脂,尤其是植物油,較其他抗氧化劑有著更好的抗氧化穩定性。此外,它不會因遇到銅、鐵而發生顏色和風味方面的變化,只有存在鹼時才會轉變為粉紅色。對蒸煮和油炸食品有良好的持久抗氧化能力,因此,適用於馬鈴薯之類的生產,但它在焙烤製品中的持久力不強,除非與BHA合用。在植物油、膨鬆油和動物油中,TBHQ一般與檸檬酸結合使用。

生育酚混合物

生育酚混合濃縮物為黃色至褐黃色透明黏稠液體,可有少量晶體蠟狀物,幾乎無臭。它不溶於水,溶於乙醇,可與丙醇、三氯甲烷、乙醚、植物油混合,對熱穩定。生育酚的混合濃縮物在空氣及光照下,會緩慢變黑。在較高的溫度下,生育酚有較好的抗氧化性能,生育酚的耐光照、耐紫外線、耐放射線的性能也較BHA和BHT強。生育酚還能防止維生素A在入射線照射下的分解作用,以及防止伊胡蘿蔔素在紫外線照射下的分解作用。此外,它還能防止甜餅乾和速食麵條在El光照射下的氧化作用。近年來的研究結果表明,生育酚還有阻止鹹肉中產生致癌物亞硝胺的作用。
生育酚混合濃縮物是目前國際上唯一大量生產的天然抗氧化劑,這類天然產物都是α一生育酚。但由於其價格較貴,一般場合使用較少,主要用於保健食品、嬰兒食品和其他高價值的食品。WHO批准維生素E用於食品,與其他抗氧化劑不同,不用擔心它們本身會產生異味。維生素E對其他抗氧化劑如BHA、TBHQ、抗壞血酸棕櫚酸酯、卵磷脂等有增效作用。

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