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国内外香辛料抗氧化效果最新研究进展


※专题论述

食品科学

2008, Vol. 29, No. 01

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国内外香辛料抗氧化效果最新研究进展
杜红霞,李洪军 * ,李小勇,穆莎茉莉
(西南大学食品科学学院, 重庆     400716) 摘   要:综述了国内外香辛料来源的天然抗氧化剂应用于食品工业的起源

、发展、抗氧化性的影响因素、存在 问题及发展趋势。重点对香辛料的抗氧化效果及其影响因素、存在问题进行了详细深入的探讨,以期为香辛料天 然抗氧化剂的开发和在食品工业中的应用有所贡献。 关 键 词:香辛料;抗氧化效果;影响因素;存在问题

New Development on Antioxidant Effects of Natural Spices Antioxidants
DU Hong-xia,LI Hong-jun*,LI Xiao-yong,MU Sha-moli (College of Food Science, Southwest University, Chongqing          400716, China) Abstract  The antioxidant properties of the essential oil from spices are reviewed in this paper. This contains the origin and : development of the antioxidants, antioxidant affecting factors, existing problems and future research direction. The antioxidant effects and affecting factors and existing problems are particularly emphasized in order to help the application of spice antioxidants in food industry. Key words spices antioxidant effect affecting factors existing problems : ; ; ; 中图分类号 TS202.3                                  文献标识码 A                             文章编号 1002-6630(2008)01-0359-05 : : :

目前,世界各国广泛使用添加抗氧化剂的方法来控 制油脂和富油食品的氧化酸败。传统的抗氧化剂是以丁 基羟基茴香醚( B H A ) 、二丁基羟基甲苯( B H T ) 、没食子 酸丙酯(PG)及特丁基对苯二酚(TBHQ)等为主的合成抗氧 化剂。但自 2 0 世纪 7 0 年代以来,人们对一些合成抗氧 化剂的安全性提出了质疑,于是越来越多的食品工作者 把目光转移到安全性更高的天然抗氧化剂的研究、开发 和利用上来。香辛料和中草药主要作为油脂和富油食品 的添加剂,以延长食品的保质期,它们是两类极其重 要的天然抗氧化剂。 本文对国内外香辛料来源天然抗氧化剂的抗氧化效 果、影响因素的研究进展进行综述,同时,探讨了香 辛料抗氧化剂研究中存在的不足、未来的研究方向,以 期能更深入的研究和利用香辛料的抗氧化性为食品工业 服务。 1 香辛料抗氧化效果的研究起源和发展 远古时期,人们已经从生活经验中得知某些具有香 气植物的草、木、枝、叶、果实或花蕾制成的香料 可用于食品的保藏。对香辛料抗氧化作用的科学研究始
收稿日期:2006-11-17

于 20 世纪 30 年代, 其研究对象是各种食用油脂(如猪油 和花生油) 、蛋黄酱、调味汁等,并已发现有一些香辛 料可延缓花生油过氧化物的生成 [ 1 ] 。1 9 3 8 年,美国的 M a v e e t y 将香辛料、油树脂、精油等物质的抽提物和 残渣分别添加到油脂中,发现其具有抑制油脂氧化的作 用,并申请了专利。从此,在世界范围内掀起了香辛 料对含油脂食品抗氧化作用研究的热潮。1 9 5 1 年, Chipault 等人在前人基础上对 32 种香辛料的抗氧化性进 行分析总结,发现蒲桃科的丁子香、多香果,紫苏科 的迷迭香、洋苏叶,生姜科的姜、姜黄都具有较强的 抗氧化效果,其中抗氧化性能最好的是迷迭香和鼠尾 草。1952 年,Chipault 等人又将 6 种粉碎的香辛料加到 猪油、O / W 乳液、蛋黄酱、碎猪肉和沙拉调料 6 种食 品中,以抗氧指数为指标考察了他们的抗氧化性。然 而,1954 年,化学抗氧化剂 BHA 的出现以及 1956 年相 继创出的 B H T ,在一定程度上取代了香辛料抗氧化剂的 应用 [ 2 ] 。 自 1 9 6 0 年起,迷迭香便以其独特的抗氧化功能在 世界范围内声名鹊起。法国从迷迭香干叶粉中提取出两 种晶体抗氧化物质( 鼠尾草酚和迷迭香酚) ,它们比人工

作者简介:杜红霞(1980-),女,硕士研究生,研究方向为肉类科学与酶工程。E-mail:dhx13@163.com * 通讯作者:李洪军(1961-),男,教授,主要从事肉类科学与酶工程的研究。E-mail:hongjunli@yahoo.com.cn

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合成氧化剂 B H T 和 B H A 的抗氧化能力强 4 倍多。日本 田边株式会社也从迷迭香酚中提取出 RM-21A(水溶性)和 R M - 2 1 B ( 脂溶性) 两种抗氧化剂产品。这一时期,人们 研究采用 AOM(active oxygen method)法,总结出 30 种 香辛料对猪油的抗氧化性。结果表明:迷迭香、鼠尾 草具有很强的抗氧化效果;牛至、麝香草、肉豆蔻也 具有较强的活性;有些香辛料的抗氧化性可与 B H A 、 B H T 、V E 匹敌。以具有最强抗氧化活性的迷迭香为基 质,加入其他香辛料的提取物,将此混合的香辛料添加 在鱼油中发现,迷迭香与桂皮、丁香、鼠尾草按一定 比例并用具很好的协同效果。因此,配合使用这些香辛 料,同时具有抗氧化和消臭效果,其实用性相当高。 1960~1999 期间,科研人员重点研究香辛料中具有 抗氧化作用的具体成分的分离和鉴定,并发现其主要抗 氧化成分是酚类及其衍生物,其中包括精油组分中的酚 类物质和非挥发组分中的单宁和黄酮类物质。1 9 8 3 年 Nakatani等从牛至草中分离出5种具有抗氧化作用的酚类 化合物:原儿茶酸、香芹酚、百里香素、麝香草酚 和咖啡酸等,他们均比α- V E 的抗氧化性高,与 B H A 类似。Barbut 等指出添加迷迭香可有效降低香肠 TBA 值 以及增加豆油的抗氧化性。Barbut 等研究显示添加香辛 料鼠尾草、丁香、肉桂、迷迭香、麝香、大蒜以及 姜等都能增加产品的抗氧化效果。杨晓泉等
[3]

中多含有黄酮类、类萜、有机酸等多种抗氧化成分。 自 20 世纪 90 年代末起至今,香辛料活性物质的抗 氧化活性的研究侧重于不同来源的香辛料的抗氧化能力 的比较( 包括抗氧化成分依提取方法、植物品种、部位 和年龄、气候条件、采摘季节及采摘地点表现出的差 异) 、香辛料精油的化学和生物学性质、香辛料功能特 性的延伸( 抗氧化性、抑菌性、抗辐射、抗 H I V 病毒、 抗肿瘤以及对有害物质如腌制食品的亚硝胺、煎炸肉食 品的杂环胺的抑制上)。如 Balogh 等研究表明 VE 和迷迭 香油树脂均可抑制油炸牛肉饼中杂环胺的形成。 Botsogloua 等[8]在鸡饲料内添加牛至精油(以α-VE 为对 照) ,比较了二者对在冰箱贮存期间的生鸡肉和煮鸡肉 的抗脂肪氧化的效果。 T Kulisica 等[9]采用不同方法评价 了牛至精油的抗氧化效果,并分析了对抗氧化性影响的 因素。G Sacchetti 等[11]以商品百里香精油为对照,评价 了 11 种不同来源的香辛料精油的抗氧化性。G Singh 等
[12]

研究了肉豆蔻香精油及其丙酮提取物对贮藏期内的菜

籽油的抗氧化性和抑菌性,通过测定固定间隔的菜籽油 的 P V 、T B A 和总羰基化合物得出,二者都比 B H A 和 B H T 具有更强的抗氧化性,并采用 G C - M S 分析鉴定出 精油中占总量 96.49% 的 49 种成分及提取物中占总量 71. 66% 的 23 种成分。Tzung-HSun Tsai 等[13]研究认为 5 种 常见的抗癌香辛料( 红辣椒、蒜、绿色圆葱和韭菜) 均具 有抗氧化性和抑菌性,且抗氧化性与总酚类化合物的含 量之间有重要的联系( 但它并不是抑菌性的重要决定因 素)。S Fellah 等[10]比较了不同地区的鼠尾草精油的化学 成分和抗氧化性。B Tepe 等[14]比较了 2 种不同来源的百 里香的抗脂肪氧化和清除自由基的能力。L Gachkar 等[15] 分析了姜黄和迷迭香的化学成分和抗氧化性的关系。 2 香辛料抗氧化效果的影响因素 香辛料抗氧化剂的抗氧化效果受很多因素影响,如 抗氧化剂的理化性质、提取方法、提取物的极性、氧 化作用引发者的类型、受体种类、贮存条件以及抗氧 化剂本身的成分等都会不同程度的影响香辛料的抗氧化 效果,同一种香辛料在不同的条件下抗氧化性不同。 2.1 抗氧化剂的理化性质(主要是溶解性)[33] 香辛料天然抗氧化剂分为油溶性和水溶性两大类。 一般认为,油溶性抗氧化剂对以油为主体的系统有较好 的抗氧化效果,同理,水溶性抗氧化剂应对以水为主 体的系统有较好的抗氧化效果。然而,实践证明并不 完全如此。Frankel 等人发现水溶性抗氧化剂在以油为主 体的系统中比油溶性抗氧化剂有较好的抗氧化效果,而 在乳化系统中结果恰恰相反,原因是水溶性抗氧化剂在 油体系统中可有效分布在空气和油分子的界面,从而防 止油脂的氧化作用;当在水为主体的乳化系统中,水溶

研究了小

茴香甲醇提取物的抗氧化性质,采用硫氰酸铁法测定, 发现 12 种组分中占 45% 的香豆素和萜类内酯两种组分(小 茴香甲醇提取物的主要成分) 表现出很强的抗氧化活性, 分别达 9 7 % ± 2 . 4 % 及 8 6 . 2 % ± 3 . 6 % ,优于 B H A 。中 谷正二乙从迷迭香中分离出六种具有松香烷骨架的酚系 二萜化合物,其中鼠尾草酚、迷迭香酚、表迷迭香酚 和异迷迭香酚的抗氧活性是 B H A 和 B H T 的四倍。广未 等人研究了 48 种商品香辛料的不同抽提物对亚油酸甲酯 的抗氧化能力,证实白栎木、樟脑草和除蚤薄荷等均 有较强的抗氧化能力。国外研究者从牛至干叶的甲醇提 取物中分离得到一种糖甙化合物和四种酚酸类物质,抗 氧化作用与 B H A 相当。日本 Y A Y O 等人从百里香的丙 酮提取液中分离得 6 种黄酮类物质,其中 4'- 羟基 -7- 甲 氧基黄酮等三种化合物的抗氧化能力与 B H A 相当。 Kikuzaki和Nakatani 发现生姜中的姜酮和姜醇等12种化
[4]

合物具有比生育酚更强的抗氧化能力。唐薰等人用香紫 苏的油提取物代替 B H A 对猪油的抗氧化。L e e 等[ 5 ] 指出 胡椒的类黄酮、亲脂酚类和其他非极性化合物具有抗氧 化活性。大蒜中的烯丙基硫化物、丁香中的丁子香酚等 物质都有抗氧化性。黄雪松等[ 6 ] 认为生姜甲醇提取物的 抗氧化效果最好,也有人认为生姜乙醇提取物对猪油的 抗氧化作用与 BHT 相当;Yanishlieva 等[7]报道夏日薄荷 的乙醇提取物可抑制葵花油的氧化。综上可见,香辛料

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性抗氧化剂会被水稀释而减低其有效浓度;同理,油溶 性抗氧化剂在乳化系统中能维持有效浓度,因而比相同系 统中的水溶性抗氧化剂有更佳的抗氧化效果。 2.2 香辛料抗氧化剂制备方法和抗氧化剂的成分 香辛料抗氧化剂多为自然来源的植物萃取物,其抗 氧化成分依植物品种、部位、年龄、气候条件、地 理位置、采摘季节、提取方法、提取溶剂类型和极性 等而不同
[10,16-17]

包括贮藏温度、光照等。首先,香辛料精油都必须贮 存于密封、避光且低温条件下,否则,香辛料本身极 易发生氧化,使抗氧化效果减弱甚至发生促氧化。其 次,添加到食品中后,该食品的贮藏条件同样会影响 其抗氧化性。如国内有人研究发现,贮藏温度对大蒜 精油的抗氧化作用有很大影响,添加大蒜精油的花生油 应尽量贮存于低温条件下。 3 趋势 3.1 香辛料的抗氧化效果评估 香辛料活性成分随诸多因素而不同,加上评价抗 氧化性方法( 两类:清除自由基和抑制脂肪氧化) 的不统 一 [ 2 5 , 3 2 ] ,因此,评价清除自由基能力常用:二苯代苦 味肼基自由基(DPPH)法、萤光光谱测定法(oxygen radi- cal absorbance capacity,ORAC) 、过氧化物岐化酶生 物传感器法(SOD biosensor)、酪氨酸酶生物传感器法、 氧吸附法(OXY-Absorbent test)、脱氧核糖分析法、硫 氰酸铁法(FRAP)、β- 胡萝卜素漂白法(BCB)或β- 胡萝 卜素 - 亚油酸检测法和发光氨化学发光法(PCL)等;评价 抑制脂肪氧化常用:过氧化值(PV)法、硫代巴比妥酸反 应物质( T B A R S ) 法、总羰基化合物法、游离脂肪酸 (FFA)或多聚物含量法、多不饱和脂肪酸(PUFA) 含量法 和脂肪衍生挥发物法等。不同评价方法对抗氧化性有很 大影响 [ 1 1 , 2 6 ] ,给正确评估抗氧化活性造成困难,如 DPPH  法和 FRAP 法评价的罗勒糖苷配基和精油的抗氧化 性不一致 [ 2 7 ] 。因此,应尽量将萃取方式固定,将评价 方法标准化,然后将其抗氧化效果与纯的合成标准品抗 氧化剂相比较,以客观准确的评价其抗氧化效果。 3.2 对香辛料抗氧化剂提纯或部分纯化后的单体和精油 目前已知报道的仅有:M Milos 等[28] 以 PV 值为指 标、α- 生育酚为对照,研究发现牛至精油和牛至糖苷 配基的抗氧化性明显好于其主要抗氧化单体麝香草酚和 百里醌单独作用;Giuseppe Ruberto 等[29]研究 100 种纯 精油组分在两种脂系统中的抗氧化性。因此,应对其 单体、单体与精油的关系、不同精油相乘作用或者精 油与其他抗氧化剂协同作用的效果进行研究,给人工合 成高效抗氧化剂提供指导。 3.3 究 国外对香辛料抗氧化性的检测更加专一化,如各种 食品如肉制品中的咸肉、咸鱼、火腿、香肠、油脂 等的研究很多[30-31] ,而国内对香辛料抗氧化性的研究大 部分还是以油脂为受体,目前已知报道仅猪肉馅和鸡肉 国内对各类油脂的抗氧化作用及其他受体物质的研 的抗氧化性之间关系的研究 香辛料抗氧化剂应用于食品工业存在的问题及发展

。香辛料精油和提取物制备方法很多,

如精油主要采用水蒸汽蒸馏法、提取物主要采用溶剂提 取、固相萃取、超临界萃取、微波辅助萃取、高压 液相萃取等方法。溶剂提取法中,提取溶剂的极性对 抗氧化性有很大影响。M a d s e n 等[ 1 9 ] 研究了香辛料的抗 氧化性,认为不同的香辛料,有的提取物极性越大抗 氧化性越好(如迷迭香酚和鼠尾草[20] 等) ;有的提取物极 性越小,抗氧化性越好(如生姜等)。何文珊等[21] 研究了 6 种香辛料的不同有机溶剂提取物对猪油和花生油的抗氧 化能力,结果表明:甲醇提取物的抗氧化效果最好,而 石油醚提取物的抗氧化效果最差。Milan Suhaj[18]综述了 提取溶剂对香辛料抗氧化性的影响:常见提取溶剂如石 油醚、甲苯、丙酮、甲醇、乙醇、乙醚、乙酸乙 酯和水等具有不同的抗氧化性( 一般来说甲醇最好) 。 2.3 氧化作用引发者的种类 香辛料抗氧化剂还受氧化作用引发者的影响,表现 出不同程度的抗氧化效果。Fakourelis 等[22]在研究橄榄 油的氧化稳定性时,证明叶绿素是引起油脂单氧氧化作 用的助氧化剂,抗氧化剂本身的性质会因实验氧化方法 不同及所使用浓度高低而表现出助氧化和抗氧化性。 Jung 等[23] 比较不同浓度的α- 生育酚、γ- 生育酚和δ- 生育酚在大豆油中的抗氧化效果发现,超过一定的浓度 范围,三者都由抗氧化性转变为助氧化性,只是α- 生 育酚的临界浓度稍高。M a d s e n 等 [ 1 9 ] 人认为贮藏初期, 硫代巴比妥酸反应物质( T B A R S ) 大量减少,但是到了后 期 T B A R S 又会增加到样品中未添加香辛料水平。石阶 平、韩雅珊等 [ 2 4 ] 研究发现,随桂皮提取物添加量的增 加,对猪油氧化的抗氧化效能增大,但是在添加量大 的情况下,桂皮提取物自身发生了氧化反应,激发了 油脂氧化。 2.4 受体种类 香辛料抗氧化剂的效果不能单用油脂作为受体,因 单一油脂所测得的抗氧化效果并不一定适用于最终加工 产品。如饼干、巧克力等产品,除含有油脂成分外, 还含有钠、铁离子、乳化剂等非油脂成分,它们均可 影响抗氧化效果。因此,要应用天然抗氧化剂,应尽 量将各种受体及组分一起考虑。 2.5 贮存条件 香辛料抗氧化剂的抗氧化效果还取决于贮存条件,

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科学, 2002, 23(10): 137-140. [3] [4] [5]

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馅等,研究人员可多关注天然抗氧化成分在生物体系和 食品中抗氧化作用的差异,评价其抗氧化性,并用不 同的受体进行专一性检测[ 1 8 ] 。 3.4 理论研究现状 大多数精油在各类食品中的应用在国内仅为香精的 作用,对它的功能性尚未有系统研究,而国外已知报 道很多。因此,我们应研究其增加免疫力、抗癌、抗 病毒( 如 H I V ) 、抗辐射、和抗炎等作用并开发出相应的 保健食品,以提高产品的附加值,将更多的香辛料商 品化。 3.5 食品安全标准短缺[33] 香辛料天然抗氧化剂并非完全安全无毒。Lima 等
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质谱(electrospray ionization mass spectrometry, ESI- MS)、毛细血管电泳 - 电气化学检测(CE-ED)、毛细血管 区域电泳-紫外检测(capillary zone electrophoresis, CZE- UV)和毛细血管电泳 - 紫外二极管检测(CE-UV-diode)等。 多种方法之间的比较和使用范围也都有报道。 3.7 香辛料精油生产中母液利用 水蒸汽蒸馏法制备精油会产生具有潜在抗氧化性的大 量母液,Rocha-Guzma 等[37]认为牛至精油及其乙酸乙酯提 取母液具有抗氧化性,Elzaawely 等[38]报道生产生姜精油 的废液具有抗氧化性。因此应研究利用这部分资源。 4 结  论 21 世纪是一个追求食品安全与可持续发展的绿色世 纪。以天然食品抗氧化剂取代化学合成抗氧化剂是今后 食品抗氧化剂工业发展的趋势,开发实用、高效、成 本低廉的天然抗氧化剂仍是研究重点。在我国,香辛 料是非常丰富的天然抗氧化剂资源,因此,香辛料抗 氧化剂将有广阔的应用前景。
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抗氧化剂的作用机理研究进展_其它_高等教育_教育专区...天然抗氧化剂是国内外食品抗氧化剂发展趋势,但人工...此外,人们也开始从中草药、香辛料、水解蛋白等中...
天然食品抗氧化剂研究进展综述
[2] [1] 二、天然食品抗氧化剂的来源及抗氧化效果 1、从天然食用植物开发天然食品抗氧化剂 1.1、香辛料植物 香国内外学者研究结果表明,香辛料具有较强的抗...
植物提取物抗氧化成分及研究进展
多糖类等,这些成分大多从谷物、中草药、蔬菜、水果、植物饮品和香辛料提取而来...“裸露”在外,越有利于充分地接近活性氧并与之反应,抗氧化效果就越好;供电子...
天然抗氧化剂
发利用或正在研究的氧化剂,主要有香辛料提取物、茶...种化合物均比犷生育酚抗氧化活性高,其抗氧化效果与...2.3 茶多酚在鲜鱼保鲜中的应用 国内外许多学者...
天然抗氧化剂的研究进展
国内外天然食品抗氧化剂... 7页 免费 天然植物抗...天然抗氧化剂与健康研究进展 摘要: 氧化是食品工业...2.5 香辛料 香辛料具有较强的抗氧化性能,其主要...
食品添加剂
天然抗氧化剂的开发利用及最近研究进展高馨雨 指导...香辛料植物是天然植物抗氧化剂的重要来源,国内外对...的抗氧 化效果,以石油醚脱脂甲醇提取的抗氧化效果...
抗氧剂
所以两种或两种以上的抗氧化剂混合使 用,往往比单一使用效果更为显著,这种现象...因此天然抗氧化剂的研究已成为一个研究热点。国内外科技工 作者一直在对香辛料...
抗氧剂
抗氧剂比表 面积研究是非常重要的,抗氧剂的比表...配合抗氧化剂一起使用、能增强抗氧化剂作用效果的...国内外科技工 作者一直在对香辛料、 食用植物、中...
关于香辛料保鲜猪肉技术研究
关于香辛料保鲜猪肉技术研究_冶金/矿山/地质_工程...蛋白质分解及抗氧化作用虽然也有,但效果差一 些,...香辛料的使用量 GB 与国际标准均 无限量, 国外在...
2013公共营养师(二级)考试辅导:食品抗氧化剂5
另外, 两种或两种以上抗氧化剂混合使用, 其效果更好。 如柠檬酸和 2, 6 一...辛料提取物:早在 20 世纪 30 年代,人们就开始对香辛料抗氧化作用进行研究...
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