天然香料的抗氧化性
化學成分
天然香料的化學成分十分複雜,一般由近百種化學成分組成,有的甚至由數百種化學成分所組成。其主要的抗氧化性化學成分是由酚類、黃酮類、萜類、醛類、酮類、酸類、醇類、酯類、生物鹼類和不飽和烴類等組成。不同的香料植物,其所含有的主要抗氧化性的化學成分不一樣。天然香料植物中的化學成分,在貯存或使用等過程中還會發生一系列生物化學反應,形成許多新的化合物。
原理
天然香料的成分中都含有具有還原性的成分。如酚羥基、不飽和雙鍵、還原性雜原子等。這些成分除單獨存在具有抗氧化作用外,它們組合在一起也有抗氧化作用,而且大部分是產生協同作用,從而使組合後還原性增強。如含有還原性雜原子的生物鹼與酚類組合,由於生物鹼的氮原子被酚類的氫質子化後,與氮原子結合的化學鍵變得鬆弛而易於斷裂,其電極電位值下降,而變得更易被氧化;酚類的氫失去後,使酚環的電子云削弱,其電極電位下降,導致酚更易被氧化成醌。因此,組合後其抗氧化能力大為增強。另外,天然香料中某些單獨存在時還原能力很弱的化學成分,在貯存、加工或使用的過程中,由於發生了一系列生化反應,而產生具有強還原性的物質,即天然香料中還存在潛在的抗氧化性成分。如植物中廣泛存在的黃酮,分解後得還原性強的多酚、醛和苯甲酸等。
製備方法
天然香料抗氧化成分的製備方法主要有:水蒸氣蒸餾法、減壓蒸餾法、浸提法、吸收法、冷榨法、冷凍法和超臨界萃取法。最常用的有水蒸氣蒸餾法,而超臨界萃取法也日趨顯得重要。水蒸氣蒸餾法就是將天然香料植物製成一定粒度的粉末,用水蒸氣通入樣品中,使樣品的揮發性香料成分隨水蒸氣蒸出。該法適用於揮發性的不溶於水的香料成分的製取。
超臨界萃取法是在臨界條件下將樣品中有效成分進行提取的方法。它無需脫溶便可獲得有效成分,而且特別適用於熱敏性成分的提取。常用CO2臨界萃取法提取天然香料植物中的有效成分。
套用
天然香料抗氧化作用的套用早在古羅馬時期就開始了。在公元前約3000年時,羅馬人就用芝麻油來酉奄漬保鮮魚肉、豬肉等食品。我國也在古時候就會利用天然香料物質來保鮮食品或保護物品。如一些出土珍藏的書籍中有的就放了天然香料來保護,傳統的香油酉奄漬保鮮食物等。但是對天然香料抗氧化和抗菌作用系統的科學研究工作,則是從本世紀初才開始的,到五十年代,進入了一個高潮。
迷迭香有強烈的抗氧化作用,丁香、山蒼籽、馬玉蘭、肉豆蔻、薑黃、鳶尾根、鼠尾根、蒜、薺寧、薰衣草、黃荊、茴香芹、姜、丁香羅勒和茶葉等也有很強的抗氧化活性。天然香料的絕大部分是乙醚提取物的抗氧化能力強於石油醚浸提的的抗氧化能力。因此,浸提天然香料的抗氧化成分宜用乙醚作浸提劑。國內外學者通過對香料在豬油、蛋黃醬、調味料和速食麵等方面進行的抗氧化作用的研究,結果表明,藥草型的紫蘇科具有強烈的抗氧化作用,如迷迭香、鼠尾草、百里香、馬玉蘭等;種子型的肉豆蔻、芫荽、山蒼籽等也有強烈的抗氧化作用;其它的還有多果香、薑黃、姜、蒜、桂皮、丁香、羅勒、茶葉等也都有強烈的抗氧化活性。而且藥草型的迷迭香、鼠尾草對豬油等純油脂型食品的抗氧化作用明顯強於對非純油脂型食品;丁香對水中的油滴型乳化物有特別高的抗氧化效豬油果;多果香、丁香、百里香和馬玉蘭對油脂型和非油脂型食品的抗氧化性的表現與迷迭香和鼠尾草的表現相反,前者在非純油脂型食品中的抗氧化作用明顯強於在純油脂食品,後者則正好相反。
用迷迭香、丁香、姜等天然香料提取物,和叔丁基羥基茴香醚(BHA)、二叔丁基對甲酚(BHT)、維生素E(VE)、茶多酚(TPP)分別對豬油進行抗氧化性試驗。試驗結果見圖1所示。從圖1可見,迷迭香的抗氧化作用超群;丁香、姜的抗氧化作用比VE要好,其中丁香的抗氧化效果優於姜、BHA、BHT和TPP。可見,天然香料提取物有良好的抗氧化作用,而且它們安全可靠,是生產綠色食品的優良抗氧化添加劑。
結束語
天然香料除有抗氧化作用外,還有許多有益的功能。在糧油食品中使用高安全性的天然香料類抗氧化劑,是符合食品發展方向的。開發天然香料型食品抗氧化劑(還有殺菌、抑菌、賦香等作用)比開發天然的單純抗氧化劑,具有更大的價值和意義。因此,在我國這樣一個天然香料資源的大國,應大力開發像迷迭香之類的天然香料型食品抗氧化劑,使資源優勢儘快地轉化為經濟優勢。開發天然香料型食品添加劑也是發展我國山區經濟,幫助山區脫貧致富的好途徑。
抗氧化性測定方法
FRAP，ABTS以及ORAC法等等。
抗氧化作用機制研究進展
在機體內抗氧化活性成分發揮作用主要通過兩個機制：第一是鏈的中斷機制，主要中斷自由基的鏈式反應，例如多酌類化合物、VE、VC等天然抗氧化物質可向自由基提供一個電子來中斷鏈式反應。第二是促使產生自由基的催化劑失活而達到抗氧化的目的。抗氧化物質可與超氧化物歧化酶等酶類或抗氧化物質協同構成抗氧化聯合系統，增強機體的抗氧化能力，修復損傷的DNA，使體內的基因能夠正常的表達。對於食品而言，食品中的抗氧化活性成分不但可以防止食品自身的腐敗變質還可以生產加工為抗氧化劑。田迪英等對41種果蔬進行了抗氧化活性的研究，發現其中大部分果蔬具有較強的抗氧化能力。謝天柱等對添加包括茶多酷在內的多種抗氧化劑的蘋果酒的抗氧化能力的比較，結果發現，添加0.1%的茶多酷可提高果酒的抗氧化能力，並可有效減輕果酒的褐變程度。
果蔬抗氧化物質研究進展
由於人工合成的抗氧化劑可能對機體有毒副作用，所以人們越來越關注天然來源的抗氧化物質，而日常食用的果蔬中的抗氧化物質以其天然、無毒等特點成為了新的研究焦點。果蔬中含有很多不同的抗氧化物質。研究發現，多酌類物質、多糖類、維生素等都是存在於植物中的具有較強抗氧化活性的物質[5_7]。
維生素類
果蔬中含有多種維生素，其中VA、VC、VE被稱為抗氧化三要素。具有較強的抗氧化活性，他們既是營養成分，又是抗氧化活性物質。VA自身具有清除自由基的作用，同時與VC、VE具有協同作用，增強其他非酶抗氧化劑的抗氧化作用。VC是一種存在於血液中的水溶性強抗氧化劑，可與其它抗氧化酶或者抗氧化劑協同發揮抗氧化作用。VE是一種小分子的脂溶性抗氧化劑，它可以直接清除機體的輕基自由基達到抗氧化的目的，或者與超氧化物歧化酶等抗氧化酶協同抗氧化 。
多酚類化合物
除了維生素類，多酸也在果蔬抗氧化中具有重要的作用。多酚主要有酚酸和類黃酮組成。多酚類化合物具有強還原性，可淬滅單線態氧，清除體內的自由基。同時，酚類還具有鰲合金屬離子的能力，能夠絡合催化氧自由基產生的金屬離子，阻斷自由基的產生。多酷的抗氧化活性遠大於維生素，是果蔬保健作用的重要組成部分。
鞣花酸
鞣花酸廣泛存在於石植、葡萄、黑莓等水果中，是一種天然的多酚類物質。現代醫學研究表明，鞣花酸具有抗癌、抗氧化、延緩衰老等功能由於其安全性和有效性，不但可以配合化學藥物預防和治療癌症還可以開發具有抗氧化作用的保健食品。杜欣等從石棺皮中提取出截質，並對其抗腫瘤作用進行動物實驗研究，結果表明，在鞣質在小鼠體內被水解為鞣花酸，且鞣花酸具有54%的腫瘤抑制率。
多糖類化合物
研究發現，植物中的多糖可直接清除機體內的自由基，也可將產生自由基所需的金屬離子絡合來達到抗氧化的目的。研究表明，人參、牛膝、黃苗等傳統中藥中多糖具有抗氧化、抗癌等功效。此外，從食物中提取的海藻多糖、香攝多糖、枸杞多糖等對人體有雙向調節作用，可雙向調節人體激素水平，使其維持在一個正常的水平，保證人體的健康 。
