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竹叶抗氧化物及其在食品中的应用

      抗氧化剂是一种添加到食品里,能够阻止和延缓食品的氧化,从而提高食品质量的稳定性,延长食品货架期的添加剂。各种抗氧化剂的具体作用机理不尽相同,但主要是清除自由基,螯合金属离子以抑制氧化反应[1]。食品抗氧化剂按来源可分为化学合成抗氧化剂和天然抗氧化剂。化学合成抗氧化剂有丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸(PG)等等,但这些抗氧化剂有不同程度的毒性,需要严格控制其添加量,一旦超标,将会对人体健康产生威胁。
    试验发现,过量的BHA和BHT会引起动物肝脏增大,并有致癌的可能性[2]。天然抗氧化剂是以植物、动物和微生物及其代谢产物为原料,经过分离、提取、纯化等工艺获得的一类抗氧化剂。如茶多酚、植酸(VE)、香辛料提取物、生姜提取物等等,这些抗氧化剂均来自天然动植物,因此十分安全。竹叶抗氧化物(Antioxidant ofBamboo,AOB)是一种新型的天然抗氧化剂,它在2003年被我国卫生部认定为天然抗氧化物,可作为用于食用油、肉制品、水产品及膨化食品的食品添加剂[3]。
    1·竹叶抗氧化物的性质
    1.1竹叶抗氧化物的成分
    竹叶抗氧化物(AntioxidantofBamboo,AOB)是采用特殊工艺,从禾本科(Graminae)、竹亚科(Bambusoideae)、刚竹属(Phyllostachys Sieb.et Zucc)品种的嫩叶中得到的酚性制剂[4]。它的主要抗氧化成分包括黄酮(flavones)、内酯(lactone)和酚酸(phenolic acid)类化合物[5]。黄酮类化合物主要是黄酮碳苷(flavone C-glycoside),主要包括荭草素、异荭草素、牡荆黄素、异牡荆黄素;内酯类化合物主要是羟基香豆素(hydroxy coumarin)及其糖苷;酚酸类化合物主要是肉桂酸的衍生物,包括绿原酸(chlorogenic acid)、咖啡酸(caffeic acid)和阿魏酸[3-4]。
    1.2竹叶抗氧化物的抗氧化性和抑菌性
    竹叶抗氧化物的主要成分黄酮、内酯和酚酸,这些物质均具有抗氧化活性。Yu Zhang等[6]试验证明从竹叶抗氧化物的乙醇提取物水溶液中提取出的4种黄酮碳苷是荭草素、异荭草素、牡荆黄素、异牡荆黄素,并采用色谱法从6.5 g由5 L竹叶抗氧化物浓缩液获得的物质中,测定荭草素49 mg、异荭草素142 mg、牡荆黄素15 mg、异牡荆黄素62 mg。黄酮碳苷是抗肝毒的有效成分[7],并具有强效的抗炎症的作用[8]。它还具有清除自由基,抗氧化的功能。Danuta Zielińska和Henryk Zieliński[9]实验证明清除自由基ABTS·(2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐)和DPPH·(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)的能力顺序是异荭草素>荭草素>异牡荆素>牡荆素;清除O2(-超氧阴离子)能力顺序同上,而抗氧化能力异荭草素>荭草素,牡荆黄素和异牡荆黄素抗氧化能力没有表现。唐浩国等[10]采用分子免疫学、细胞生物学和分子生物学等多种技术评价了竹叶黄酮对小鼠的免疫增强作用,结果显示一定剂量的竹叶黄酮能增强小鼠的免疫调节能力,并呈明显的剂量效应关系。酚酸类化合物具有清除自由基,抗脂质过氧化的能力。肉桂酸衍生物对·OH引发的DNA损伤有保护作用[11]。胡宗福等[12]研究表明绿原酸对超氧阴离子自由基、羟基自由基和过氧化氢有清除能力,同时具有抗脂质过氧化能力。阿魏酸具有明显的抗氧化活性,它对Fe3+有强还原能力,是VC的2倍,它也能清除羟基自由基、超氧阴离子自由基和DPPH自由基[13-14]。
    竹叶抗氧化物抑菌作用体现在对食品致病菌伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、小肠结炎耶尔森氏菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽胞杆菌、魏氏梭菌、肉毒梭菌、表皮葡萄球菌、黑曲霉均有不同程度的抑制作用[15-18]。因其含黄酮这一成分,有报道黄酮具有抑菌作用[18],但其机理尚不明确。
    竹叶抗氧化物除具有抗氧化性和抑菌性,它还能够清除亚硝酸盐,阻断N-亚硝胺的形成[5]。此外,竹叶抗氧化物还可抑制食品中丙烯酰胺的形成[19],丙烯酰胺是富含淀粉类食品经高温处理后的一种产物,有生殖毒性、神经毒性和遗传毒性,并能致癌。
    1.3竹叶抗氧化物的安全性
    竹叶抗氧化物在2003年被我国卫生部认定为天然食品抗氧化剂,其安全性是得到肯定的。Baiyi Lu等[3,20],通过对小鼠的生殖毒性、急性毒性及亚慢性毒性研究,普通AOB的ADI值是4.30 g/kg体重(人体耐受量是860 mg/60 kg体重),可被认为是无毒的食品添加剂。傅剑云等[21-23]也同样利用小鼠进行了生殖毒性、急性毒性及亚慢性毒性以及致畸和致突变研究,也表明竹叶抗氧化物是安全的。
    2·竹叶抗氧化物在食品中的应用
    2.1肉制品中的应用
    楼鼎鼎等[24]将AOB添加到唯新西式灌肠中,结果表明AOB添加量为0.01%(以黄酮含量计)可以有效地对灌肠肉制品起到抗氧化作用,并且比茶多酚有更强的清除亚硝酸盐的能力,同时在灌肠中亚硝酸盐和异抗坏血酸钠添加量减半时,也能改进灌肠抗氧化性能,强化产品质地。楼鼎鼎等[25-26]将AOB也添加到中式香肠和双汇西式肉制品中,添加0.01%~0.03%的AOB即能增强产品抗氧化性能,也降低了亚硝酸盐含量。
    2.2膨化食品中的应用
    将AOB用乙醇溶解后添加到棕榈油中,再制成雪饼,可以有效地起到抗氧化作用。最佳添加量为0.02%,效果优于同等添加量的TBHQ(叔丁基对苯二酚),明显强于茶多酚。而AOB添加量为0.01%的雪饼经6个月常温贮藏实验结果显示,能使产品在保质期内达到出口日本的要求[27]。
    2.3在其他食品中的应用
    在调味品蛋黄酱中AOB的添加量为0.03%时,抗氧化效果最好,并优于同等剂量的茶多酚。高温灭菌奶中添加量为75 mg/L时,清除羟基自由基的能力是对照样的200%。啤酒中添加150 mg/L时,啤酒的抗氧化性能和贮存稳定性明显增加,且与酒体有良好的相容性,保证酒体原有品质的同时,增加了竹叶的香味和醇厚的口感[4]。江美都等[28]将AOB用于油炸食品琥珀桃仁中,研究表明最佳添加量为0.01%,抗氧化性能优于同等剂量TBHQ、PG,明显强于茶多酚。还见用于发酵饮料和麦乳精[29-30]等食品中。
    3·结语
    竹叶抗氧化物有较强的抗氧化、抑菌、抑制亚硝酸盐的能力,安全无毒,可广泛用于各种食品,是一种新型的抗氧化剂,具有广阔的使用前景。

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