Какие природные антиоксиданты являются безопасными и эффективными?

В процессе порчи продуктов питания, помимо роли микроорганизмов и возникновения процессов порчи и разложения, также и под воздействием кислорода воздуха происходит реакция окисления, что приводит к прогорканию пищевого жира, обесцвечиванию, подрумяниванию, ухудшению вкуса и разрушению витаминов, и даже к образованию вредных веществ, тем самым снижая качество продуктов питания и их питательную ценность. Случайное употребление таких продуктов может даже вызвать пищевое отравление и поставить под угрозу здоровье человека. Добавление антиоксидантов в пищу может предотвратить ее окисление и порчу.
Классификация пищевых антиоксидантов
В настоящее время не существует единого стандарта для классификации пищевых антиоксидантов. Поскольку основа классификации различна, то и результаты классификации будут разными. По источнику происхождения их можно разделить на синтетические антиоксиданты (например, BHA, BHT, PC и т. д.) и натуральные антиоксиданты (например, полифенолы чая, фитиновая кислота и т. д.).
По растворимости их можно разделить на три категории: маслорастворимые, водорастворимые и частично растворимые. К маслорастворимым антиоксидантам относятся BHA, BHT и т. д. Водорастворимые антиоксиданты включают витамин С, полифенолы чая и т. д. К частично растворимым антиоксидантам относится аскорбил пальмитат.
По способу действия их можно разделить на поглотители свободных радикалов, хелаторы ионов металлов, поглотители кислорода, разлагатели перекиси, ферментные антиоксиданты, поглотители ультрафиолета или тушители однолинейного кислорода.
Механизм действия пищевых антиоксидантов
В связи с большим количеством типов антиоксидантов, механизм действия антиоксидантов не одинаков, обобщенно можно выделить в основном следующие: 1, через восстановительный эффект антиоксидантов, уменьшить содержание кислорода в пищевой системе; 2, прервать процесс окисления цепной реакции, предотвращая процесс окисления дальше; 3, разрушение, ослабление окислительных ферментов, так что он не может катализировать реакцию окисления; 4, будет катализировать и вызвать реакцию окисления веществ, закрытых, таких как комплексы, и реакция окисления вызвана окислителем. 4, сможет катализировать и вызывать реакцию окисления закрытого материала, например, комплексообразование ионов металлов, которые могут катализировать реакцию окисления. Следующее автоматическое окислительное прогоркание жиров и масел и ферментативно окисляемое подрумянивание продуктов питания в качестве примера роли антиоксидантов, которые должны быть кратко представлены в механизме.
2.1 Антиоксиданты препятствуют окислению жиров и масел, натуральные жиры и масла под воздействием воздуха самопроизвольно вступают в реакции окисления, образуя низкосортные жирные кислоты, альдегиды, кетоны и т.д., что приводит к появлению неприятного кислого запаха, ухудшению вкуса и т.д., что является основной причиной порчи жиров и маслосодержащих продуктов. Автоматическое окисление жиров и масел происходит по механизму свободнорадикальной (также называемой свободнорадикальной) реакции: сначала молекула жира (выраженная как RH) активируется теплом, светом, ионами металлов и другими радикальными инициаторами, а затем распадается на нестабильные радикалы R- и H-.
При наличии молекулярного кислорода свободный радикал реагирует с кислородом с образованием перекисного радикала, а этот перекисный радикал реагирует с молекулой жира с образованием гидроперекиси и радикала R-, который затем передается по цепной реакции радикала R- до тех пор, пока сочетание свободных радикалов и свободных радикалов или свободных радикалов и инактиваторов свободных радикалов (обозначенных x) не приведет к образованию стабилизированного соединения, в этот момент реакция завершается.
В результате этого процесса образуется множество короткоцепочечных карбонильных соединений, таких как альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты, которые являются основными веществами, вызывающими прогорклость и неприятный вкус, а также наличие большого количества перекисей, которые также могут оказывать нежелательное воздействие на организм человека. Механизм действия антиоксидантов заключается, прежде всего, в прекращении передачи цепной реакции по следующей схеме (с AH, обозначающей антиоксиданты):

Свободный радикал A- антиоксидантов неактивен, он не может вызвать цепную реакцию, но может участвовать в некоторых реакциях завершения. Например: A- A-→AA A- ROO-→ROOA_Fats and oils antioxidants are mainly butylhydroxyanisole (BHA), dibutylhydroxytoluene (BHT), propyl gallate (PG), tert-butylhydroquinone (TBHQ), tocopherol (Vitamin E) and so on, which all belong to the phenolic antioxidants, and they are more stable after formation of the free radicals, and the reason for this can be explained as follows: атом кислорода на атоме Причину этого можно объяснить тем, что неспаренные электроны на атоме кислорода могут взаимодействовать с π-электронным облаком на бензольном кольце, и возникает эффект сопряжения. В результате этого сопряжения спаренные электроны не фиксируются на атоме кислорода, а частично распределяются по бензольному кольцу. Таким образом, энергия свободных радикалов снижается, они перестают запускать цепные реакции и играют роль антиоксиданта.
2.2 Ингибирование ферментативного окислительного подрумянивания продуктов Ферментативное окислительное подрумянивание - это класс реакций, в которых фенолоксидаза катализирует окисление фенольных веществ в пищевых продуктах с образованием хинонов и их полимеров. Поскольку в результате реакции образуются меланиноподобные вещества, цвет продуктов становится более насыщенным, что влияет на их внешний вид.
Для ферментативного окислительного подрумянивания необходимы три условия: фенолоксидаза, кислород и соответствующие фенольные вещества, причем все они являются обязательными. Поэтому ингибирование ферментативного окислительного подрумянивания продуктов питания можно рассматривать исходя из этих трех условий. Поскольку возможность удаления фенольных веществ из пищи невелика, основные меры, которые могут быть использованы, - это уничтожение и подавление активности фенолоксидазы и устранение кислорода. Добавление в пищу соответствующего количества антиоксидантов может предотвратить ферментативное окислительное подрумянивание пищи за счет снижения содержания кислорода в пищевой системе. Исследования природных антиоксидантов
По мере того как повышаются требования потребителей к безопасности продуктов питания и усиливаются сомнения в безопасности химических синтетических веществ, люди с нетерпением ждут разработки натуральных антиоксидантов, которые были бы безопасными и высокоэффективными. Разновидностей натуральных антиоксидантов, разрешенных к применению в Китае, становится все больше. Помимо витамина Е (токоферола), который входит в состав обогащенных продуктов питания, в настоящее время в Китае используются аскорбиновая кислота, полифенолы чая, фитиновая кислота, антиоксиданты солодки, церулоплазма, экстракты розмарина и т.д., в частности, количество изоаскорбата натрия стремительно растет год от года.
3.1 Витамин С, также известный как L-аскорбиновая кислота, именуемый VC, представляет собой белые или слегка желтоватые кристаллы или порошок, без запаха, кислый вкус, температура плавления 190 ~ 192 ℃ (разложение). Легко растворим в воде, сухое состояние более стабильным, но водный раствор легко окисляется и разлагается, особенно в нейтральном или щелочном растворе; ионы тяжелых металлов могут способствовать его окислению и разложению, цвет постепенно темнеет при воздействии света, поэтому он должен быть защищен от света и держать герметично.
Этот продукт может соединяться с кислородом, превращаясь в раскислитель и препятствуя окислению чувствительных к кислороду пищевых ингредиентов; он может снижать содержание ионов высоковалентных металлов и играть синергетическую роль хелатирующего агента; он обладает эффектом лечения цинги, детоксикации и поддержания проницаемости капилляров. В настоящее время основными производственными процессами являются метод экстракции натуральных веществ, метод Лейса и метод двойной ферментации.
В практическом использовании этот продукт может быть применен ко многим пищевым продуктам, включая фрукты, овощи, мясо, рыбу, напитки и фруктовые соки. Применяемая в вяленых мясных продуктах, аскорбиновая кислота в качестве красящей добавки, от 0,02% до 0,05% от добавленного количества, может эффективно способствовать выработке мясного красного нитрозомиоглобина, предотвращать обесцвечивание мясных продуктов, и в то же время, ингибировать выработку канцерогенных нитрозаминов. Применяется для фруктовых соков и газированных напитков, количество добавки 0.005%~0.002% может эффективно предотвратить обесцвечивание напитка и изменение его вкуса. Применяется для обработки фруктов и овощей, в основном используется для ингибирования подрумянивания, сохранения вкуса и цвета.
3.2 Полифенолы чая Полифенолы чая представляют собой класс полигидроксифенольных соединений, содержащихся в чае и обозначаемых как TP, основной химический состав которых составляют катехины (флаванолы), флавоноиды и флавонолы, антоцианы, фенольные кислоты и фенольные кислоты, полимеризация фенолов и другие соединения комплекса. Среди них катехиновые соединения являются основными компонентами чайных полифенолов, составляя от 65% до 80% от общего количества чайных полифенолов. Катехиновые соединения в основном включают катехин (EC), галлокатехин (EGC), галлат катехина (ECG) и галлокатехин галлат (EGCG) - 4 вида веществ.
Полифенолы чая обладают сильным антиоксидантным действием, особенно катехин эфирного типа EGCG, чья восстанавливаемость может быть даже в 100 раз выше, чем у VC. 4 основных катехиновых соединения, антиоксидантная способность EGCG>EGC>ECG>EC>BHA, и антиоксидантная эффективность с повышением температуры и усилением антиоксидантной эффективности, антиоксидантный эффект животных масел и жиров лучше, чем у растительных жиров и жиров, и с VE, VC, лецитином, Он может быть использован вместе с VE, VC, лецитином, лимонной кислотой и т.д. Он обладает очевидным синергетическим эффектом и может использоваться совместно с другими антиоксидантами.
3.3 Фитиновая кислота, также известная как циклогексанол гексакисфосфат, инозитол гексакисфосфат, обозначаемая как PA, желтая или желто-коричневая вязкая жидкость, похожая на полотенце, водный раствор сильной кислотности, легко разлагается при высоких температурах. Фитиновая кислота обладает сильной антиоксидантной способностью, смешиваясь с ВЭ, оказывает мультипликативное антиоксидантное действие. Молекула фитиновой кислоты в 12 кислотном гидроксиле может хелатировать ионы металлов, при низком pH может количественно осаждать ионы железа, при среднем pH или высоком pH может со всеми другими поливалентными ионами металлов образовывать нерастворимые хелаты.
Китайский "Гигиенический стандарт использования пищевых добавок" (GB2760-2014) предусматривает, что: для консервирования креветок она может использоваться умеренно в соответствии с производственными потребностями, а допустимый остаток составляет 20 мг/кг; для пищевых жиров и масел, фруктов и овощей, напитков и мясных продуктов максимальное использование составляет 0.На практике фитиновая кислота часто используется в качестве антиоксиданта и хелатирующего агента ионов металлов, который применяется для предотвращения окисления пищи, подрумянивания или обесцвечивания продуктов.
Добавление 0.01% в растительное масло может явно предотвратить прогоркание растительного масла; для консервированных водных продуктов, фитиновая кислота может предотвратить образование кристаллов гуано и обесцвечивание, добавление от 0.1% до 5% фитиновой кислоты может предотвратить черноту консервированных моллюсков; добавление 0.1% фитиновой кислоты и 1% цитрата натрия может предотвратить появление синих пятен на консервированном крабе; добавьте от 0,01% до 0,05% фитиновой кислоты и 0,3% сульфита натрия для предотвращения почернения свежих креветок; добавьте от 0,01% до 0,05% фитиновой кислоты и 0,3% сульфита натрия для предотвращения почернения свежих креветок. Сульфит натрия, чтобы предотвратить почернение свежих креветок эффект очень хороший, и может избежать чрезмерного остатка диоксида серы, фитиновая кислота также может быть использована для сохранения фруктов и овощей, огурцы, помидоры, бананы и другие эксперименты имеют очевидный эффект; для мясных продуктов, фитиновая кислота может хелатировать его миоглобин в железе, чтобы предотвратить окисление жира, вызванного железом катализатора; фитиновая кислота может быть использована в винной промышленности для удаления металла агента, смягчителей воды и напитков здравоохранения, и быстрое утоление жажды. Быстрое средство для утоления жажды.
3.4 Розмарин Розмарин, (латинское название: Rosmarinus officinalis) кустарник семейства лабиатовых. Пол любит теплый климат, родом из европейского региона и средиземноморского побережья северной Африки. Еще в период Цао Вэй был завезен в Китай. Из цветков и листьев розмарина можно извлечь антиоксиданты с отличными антиоксидантными свойствами и эфирное масло розмарина.
Антиоксидант розмарина широко используется в медицине, жареной пище, богатой маслом пище и всех видах жиров и масел для сохранения свежести и качества; а эфирное масло розмарина применяется в специях, освежителях воздуха, репеллентах, а также в бактерицидных, инсектицидных и других химических средствах ежедневного использования.
Экстракты розмарина содержат различные активные ингредиенты, такие как шалфейная кислота, розмариновая кислота, фенол шалфея и т. д., которые не только обладают антиоксидантным действием, свойственным традиционным растительным экстрактам, но и обладают большей антисептической и антибактериальной активностью. Кроме того, экстракт розмарина обладает свойством высокой термостойкости: при температуре 240℃ он остается очень стабильным, в то время как на стабильность обычных растительных экстрактов легко влияет температура.
Розмарин - натуральная трава-антиоксидант. В недавнем исследовании доктор Стюарт А. Липтон из Медицинского исследовательского института Сэнфорд-Бернхэм в США и его коллеги сообщили, что карнозиновая кислота, компонент травы розмарина, может способствовать здоровью глаз. Полученные ими данные позволяют предположить, что карнозовая кислота может найти клиническое применение при заболеваниях, поражающих внешнюю сетчатку глаза, включая возрастную макулярную дегенерацию.
Розмариновая кислота (RosA) - это водорастворимое соединение природной фенольной кислоты, выделенное из розмарина, который имеет более широкое распространение, в основном встречается в различных растениях Labiatae, Comfrey, Cucurbitaceae, Tiliaceae и Umbelliferae, с наибольшим содержанием в Labiatae и Comfrey, в частности.
Розмариновая кислота - природный антиоксидант, обладающий более сильной антиоксидантной активностью, чем витамин Е, кофейная кислота, хлорогеновая кислота, фолиевая кислота и др. Она помогает предотвратить повреждение клеток свободными радикалами. Поскольку экстракт розмарина нечувствителен к свету и теплу, а также к кислотам, он признан промышленностью как природный антиоксидант благодаря своему антиоксидантному действию в пищевых добавках, продуктах питания и напитках, свежем мясе и даже приправах. Проблемы и перспективы промышленного производства природных антиоксидантов
4.1 Источники природных антиоксидантов Открыты новые источники сырья в некоторых лекарственных и пищевых растениях. Для дальнейшей промышленной переработки природных антиоксидантов большое значение имеет получение материалов с более высокими антиоксидантными активными веществами путем культивирования, интродукции и скрининга.
4.2 Экстракция и очистка природных антиоксидантов В процессе экстракции и выделения антиоксидантов из биологических материалов сложность биологических материалов будет мешать эффекту экстракции, поэтому их часто экстрагируют с помощью большого количества органических растворителей или растворов сильных кислот и сильных щелочей, но антиоксидантные компоненты экстрактов имеют низкую чистоту, что не только приводит к загрязнению окружающей среды, но и увеличивает стоимость. Это не способствует промышленному производству природных антиоксидантов. Поэтому необходимо изучить новую технологию экстракции и очистки антиоксидантных функциональных компонентов.
Благодаря применению технологии экстракции в физическом поле и с помощью ферментов, сверхкритической экстракции, мембранного разделения, адсорбции на крупносолитонных смолах, хроматографического разделения и других технологий, необходимо создать высокоэффективный метод экстракции и очистки антиоксидантов, повысить чистоту производственного процесса и способствовать развитию циркулярной экономики.
4.3 Синергетический эффект антиоксидантов В настоящее время природные антиоксиданты представлены на рынке в основном в виде мономеров. Некоторые исследования показали, что антиоксидантная активность мономера зачастую не так высока, как антиоксидантная активность многокомпонентного Ян. Например, Ван Шаомей и др. обнаружили, что полифенолы чая и витамин С оказывают синергетическое антиоксидантное действие в системе эмульгирования сала. Природные антиоксиданты обычно выполняют и другие физиологические функции в дополнение к эффективной антиоксидантной функции. Композитные природные антиоксиданты могут в полной мере выполнять различные физиологические функции, и если их удастся производить в промышленных масштабах, они будут иметь большое значение для здоровья человека.