抗氧化剂的作用机理
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第221页(1316字)
抗氧化剂的作用比较复杂,存在多种可能性,主要有以下两种:
①通过抗氧化剂的还原反应,降低食品内部及其环境的氧含量。有的抗氧化剂例如抗坏血酸等本身极易被氧化,能使食品中的氧首先与其反应,从而避免油脂等的氧化。
②抗氧化剂能释放出氢原子,与氧化过程中产生的过氧化物形成稳定产物,阻断链式反应,从而阻止氧化过程继续进行。
油脂类的自动氧化,第一阶段是空气中的氧与不饱和脂肪酸成分作用,产生游离基。游离基与空气进一步作用生成过氧化物和氢过氧化物。游离基产生的过程如下:
RH+O2→R·+OH
R·+O2→ROO·(过氧化游离基)
油脂氧化的链式反应结果是分解生成醛、酮、酸等,产生油脂酸败味。酚类抗氧化剂BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(二丁基羟基甲苯)和PG(没食子酸)丙酯及维生素E等均能提供氢原子,与油脂等氧化产生的游离基结合,形成稳定产物,终止链式反应的传递,直至抗氧化剂(AH)能提供的氢原子耗尽。
其作用机理如下:
AH+R·→A+RH(稳定产物)
AH·ROO·→A·+ROOH(稳定产物)
上式中A·、R·、H·、HOO·、ROO·为不同的游离基,RH为脂肪或脂肪酸分子,ROOH为氢过氧化物。
抗氧化剂的游离基A没有活性,不能引起链式反应的传递,但能参与一些终止反应,侧如:
A·+A·→AA A·+ROO·→ROOA
有一些物质本身没有抗氧化作用,但与酚类等抗氧化剂共存时却能增强抗氧化剂的抗氧化能力,具有增效作用,这些物质称为抗氧化增效剂。增效剂能钝化促进氧化作用的金属离子,成为封锁金属离子的螯合剂,同时产生的氢离子又可使抗氧化剂获得再生,抗氧化增效剂(SH)的反应如下:
SH+A·→S·+AH
抗氧化增效剂或金属螯合剂有柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、富马酸等有机酸,以及植酸、磷酸、聚磷酸盐等。聚磷酸盐有酸性焦磷酸钠(Na2H2P2O7)、焦磷酸钾(K4P2O7)、焦磷酸钠(结晶:Na4P2O7·10H2O,无水Na4P2O7)、聚磷酸钾(Kn+2PnO3n+1)、偏磷酸钠[(NaPO3)n]、偏磷酸钾[(KPO3)n]等。一般酚类抗氧化剂配合使用其量1/4~1/2的柠檬酸或其他有机酸或抗坏血酸、异抗坏血酸等增效剂就可显着提高抗氧化效果。