1、抗氧化剂在食品中的应用实验设计方案国标 GB/T5530 中的方法:两种滴定法和一种电位计法。热乙醇测定法,冷溶剂法和电位计法。冷溶剂法:(适用于浅色油脂)原理:样品溶解于混合溶剂中,用氢氧化钠溶液滴定。混合溶剂:乙醚和 95%的乙醇:1+1 体积混合。每一百毫升混合溶剂中加入 0.3ml 酚酞指示剂。氢氧化钠溶液:可以醇溶,可以水溶。浓度:0.1017 摩尔每升酚酞指示剂:10g/L 溶于 95%的乙醇测定:1、取样:10g 精确度:0.02 酸值:1-4 放入锥形瓶中2、测定:在锥形瓶中加入 50ml 混合溶剂。将样品和溶剂充分混合。用氢氧化钠溶液边摇晃边滴定,直到溶液变色,并保持溶液15
2、s 不褪色即为终点。记录消耗氢氧化钠的体积 V。一高温条件下金属离子的催化:铜离子 0.05g/100g取油量是:30g 左右变量:温度和金属离子。温度:30,90 摄氏度 30保温 1h 不加铜离子 保温 2h 测酸值和过氧化值 30保温 1h 加铜离子 保温 2h 测酸值和过氧化值 90保温 1h 加铜离子铜离子加入量是十毫升二抗氧化剂的作用 天然和人工抗氧化剂BHA 丁基羟基茴香醚 TBHQ 叔丁基对苯二酚 VE 茶多酚 对照组取油量:40g 左右每种抗氧化剂的加入量是十毫升保温时间是 1h 和 2h 温度是 30 测酸值和过氧化值1.茶多酚:茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称儿茶素含量 7
3、0分子式: C17H19N3O 分子量: 281.36对重金属盐和生物碱中毒的抗解作用茶多酚具有很强的抗氧化作用,其抗氧化能力是人工合成抗氧化剂 BHT、BHA的 4-6 倍, VE 的 6-7 倍,VC 的 5-10 倍,且用量少:0.01-0.03%即可起作用。根据我国食品添加剂使用卫生标准(GB 2760-2011)规定茶多酚的使用范围和使用量如下:(g/kg):基本不含水的脂肪和油,0.4茶多酚,易溶于温水(40一 80) 和含水乙醇;稳定性极强,在 pH 值 48、250左右的环境中,1.5 个小时内均能保持稳定,在三价铁离子下易分解。2.BHA白色或微黄色结晶状物高浓度是略有酚味,
4、易溶于乙醇(25 g/100 mL,25)不溶于水。BHA 对热稳定,在弱碱条件下不易被破坏,与金属离子作用不着色。分子式:C11H16O2分子量:180.25最大使用量/(g/kg) 备注02.0 脂肪,油和乳化脂肪制品0.2 以油脂中的含量计02.01 基本不含水的脂肪和油 0.23、TBHQC10H14O2分子量:166.224.维生素 E维生素 E 具有抗氧化的作用,对酸、热都很稳定,对碱不稳定分 子 式:C29H50O2分 子 量:430.71方案设计原理一 油脂的自动氧化机理:典型的游离基反应 光敏氧化 酶促氧化 热氧化分为三个时期:诱导期:不饱和脂肪酸不吸收氧,生成反应性高的脂肪
5、酸游离基和氢离子,然后游离基发生链传递反应链传递:吸收氧气,生成响应的氢过氧化物,油脂氢过氧化值升高,并积累。链终止:过一段时间氢过氧化物开始分解成小分子化合物,氢过氧化值降低,但氧化反应继续进行,聚合反应发生,游离基相互结合,链终止。二 金属元素催化机理铜 铁 锰 铬 镍 锌 铝能加速氢过氧化物的分解,将其重新转化为新的游离基,从而加速链反应的进行,高温能使游离脂肪酸上升,发生水解反应。三 油脂氧化酸败分析评价过氧化值 POV 氢过氧化物加碘化钾反应生产碘,早期的氧化程度。初始阶段 1 千克油脂中氢过氧化物的毫克当量数来表示。TBA 实验总挥发羰基化合物加速实验法 活性氧法色谱法和光谱法氧吸
6、收法和碘价法四 抗氧化剂酚类化合物 具有酚羟基 同游离基发生反应,与游离基链增殖反应相竞争,减少了自动氧化反应至关重要的游离基 R的生成,延缓了链增殖反应进行。五评价参数:酸值的测定:酸碱滴定法酸值系指中和脂肪、脂肪油或其他类似物质 1 克中含有的游离脂肪酸所需氢氧化钾的重量(毫克数) 。皂化值的测定:滴定法 皂化反应 皂化值的定义是皂化 1 克试样油所需氢氧化钾的毫克数。碘值的测定:指 100g 物质中所能吸收(加成) 碘的克数。韦氏法过氧化值的测定:1 千克样品中的活性氧含量,以过氧化物的毫摩尔数表示红小豆(Vigna angularis (Willd) Ohwi H.Ohashi,同义学
7、名:Phaseolus angularis (Willd、)W. F.Wight),又称赤小豆、赤豆、红豆、小豆、饭豆等,是中国、日本、韩国等亚洲国家和地区人们喜食的一种豆类。在中国传统医学中,红小豆常用作解毒剂、利尿剂、退热驱风剂等,还用于治疗水肿和脚气。红小豆中含有多种生物话性物质,如多酚、单宁、柑酸、皂甙等。单宁和多酚均具有很强的抗氧化活性,对多肽和蛋白质有很强的亲和力,能够抑制淀粉酶和胰蛋白酶;而多酚和植酸又具有潜在的降血糖活性。红小豆中还含有大量的原花色素,体外试验表明这类物质具有显著的自由基清除能力,原花色素对于预防和控制炎症、心血管疾病、动脉粥样硬化、糖尿病和癌症中的氧化损伤均有
8、帮助。本文从抗氧化活性、对糖尿病的有益作用、护肝、助肾、抗癌、抗菌和抗病毒等方面对红小豆的保健功能进行综述。1 红小豆的保健功能1.1 红小豆的抗氧化活性豆类,尤其是红小豆等有色豆类的豆皮中含有丰富的多酚类物质,具有抗氧化活,能够帮助保护血管健康和减少癌症风险。在各种豆类当中,红小豆皮中的单宁含量较高,而单宁含量丰富的食品和饮料具有涩味,即单宁的收敛性,源自单宁与唾液中含有自由氨基酸较多的蛋白质间发生的相互作用。Amarowicz 等研究发现红小豆、蚕豆、罗泛豆、红豆、豌豆、红色小扁豆、绿色小扁豆等的酚类物质提取物80%丙酮水溶液(V/V)的总抗氧化活性与总酚含量、单宁含量、收敛性均呈显著正相
9、关。另一项研究也表明,豆皮颜色与酚类物质含量、抗氧化活性正相关。红小豆在东方国家中常用于制作红豆沙和红豆汤,为了减轻涩味,人们往往在煮制过程中把红小豆的汤弃去。然而 Lin 等报道,红小豆热水提取物能够显著抑制 FeCl2-抗坏血酸诱发的小鼠肝匀浆脂质过氧化,并且具自很强的超氧阴离子清除能力,还能够抑制超氧化物的形成,提示红小豆热水提取物是一种潜在的抗氧化剂。易建勇等指出,煮制红小豆汤在窒温下保存时,其抗氧化能力在24h 内比较稳定,综合考虑抗氧化性和口感等因素,煮制红小豆汤时,时间应控制在 2030 min,pH 8.0 左右,料液比为 l:30l:40。红小豆的乙醇提取物也具有很强的抗氧化
10、能力。李波等“研究发现红小豆乙醇提取物对 Fe2+介导的大鼠原代肝细胞氧化损伤具有显著的保护作用。对红小豆乙醇提取物进行分离、纯化和结构鉴定发现,其主要成分为槲皮素、杨梅素、儿茶素及其糖苷结合物,其中杨梅素芸香苷具有最强的超氧阴离子清除作用。周威等报道了“京农 5 号”红小豆皮的酸性乙醇提取物含有丰富的多酚和单宁,其中,多酚含量为 34.53 0.31mg/g、单宁含量为 56.950.26mg/g。试验表明,该提取物具有很强的羟自由基清除能力和还原能力,并且多酚和单宁含量均与其抗氧化活性成正相关关系。Amarowicz 等对 80%丙酮水溶液提取得到红小豆酚类物质的粗提物进行 Sephade
11、x LH-20 柱层析,共得到两个组分,组分 I 为低分子质量酚类化合物,组分主要为单宁。研究表明,粗提物和这两种组分均具有抗氧化活性和清除自由基的能力(见表 1,略)。使用高效液相色谱/光电二极管阵列检测/质谱(HPLC-PAD-MS)技术对粗提物中的成分进行分析发现,其主要成分为儿茶素、表儿茶素葡糖苷、原化青素二聚体、杨梅素和原儿茶酸。此外,红小豆的香气提取物也具有显著的抗氧化活性,这可能归因于其中所含的一些香气化合物,如丁子香酚、麦芽酚、1-辛烯-3-醇、笨甲醇、丁内酯和 1-甲基-吡咯烷酮等。1.2 红小豆对糖尿病的有益作用碳水化合物主食品的餐后血糖反应和胰岛素反应在肥胖症、糖尿病和心
12、血管疾病的发病机理中起着重要的作用,而合理选择血糖反应较低的主食则是糖尿病饮食治疗的重点。红小豆的碳水化合物含量在 63.4%左右,作为膳食纤维和优质蛋白质的良好来源可部分替代粮食。红小豆食用后血糖上升速度较慢,血糖指数在 60 以下,属于低血糖指数食物。王彤等报道,非胰岛素依赖型(型)糖尿病(NIDDM)病人进食煮熟的整粒带皮红小豆、白扁豆、眉豆和绿豆后,血糖指数、血糖曲线增值面积及 C 肽曲线增值面积以红小豆最小,白扁豆次之,提示红小豆和白扁豆是 NIDDM 病人饮食治疗中较理想的食物之一。随后的研究进一步证明,红小豆所致的餐后血糖波动最小,餐后血糖反应明显低于眉豆和绿豆,利于糖尿病病人餐
13、后血糖的控制。在我国,食用豆谷混合物具有悠久的传统,对于糖尿病患者的血糖控制可能具有一定意义。王彤等还研究了包括红小豆在内的两种豆谷混合粥对于 NIDDM 病人和健康人的餐后血糖和 C 肽的影响,结果表明谷类和红小豆的混合食物对维持餐后血糖、稳定胰岛素的能力较好。食物的血糖反应与其中碳水化合物的消化速度密切相关。体外模拟消化方法能够很好地预测碳水化合物的消化。刘芳等研究表明高压烹调和烹调前粉碎会提高红小豆碳水化合物的消化速度,但仍显著低于精白粳米的消化速度。另一项研究表明,红小豆-粳米混合食物的消化速度与精白粳米的消化速度差异显著,提示血糖凋节异常的人群适合在主食原料中添加整豆类食物,以帮助稳
14、定餐后血糖反应。Itoh 等研究发现,红小豆热水提取物经 HP-20 色谱柱分离后所得组分显示出对-葡萄糖苷酶、-淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶和异麦芽糖酶的抑制作用,其中 40%乙醇组分(EtEx.40)的抑制活性最强。在正常小鼠和链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠身上,该组分在口服蔗糖处理中表现出潜在的降糖作用,但对口服葡萄糖没有影响,提示该组分可通过抑制 -葡萄糖苷酶和 -淀粉酶降低餐后血糖水平,但对内生的胰岛素没有影响。该组分干物质中的多酚含最高达50%,因此推测多酚类物质可能与其对消化酶的抑制作用有关。由于糖尿病最常见的并发症是心脑血管疾病,因此控制血压和血脂也显得尤为重要。Sato 等
15、研究发现,含有多酚物质的红小豆乙醇提取物可控制自发性高血压大鼠的血压升高并降低心脏中巨噬细胞的渗透性,提示红小豆中的酚类物质可能有助于控制血压。Han 等研究发现,用胆固醇含量为 0.5%的饲料喂养小鼠4 周,在实验组的饲料中添加 15%红小豆抗性淀粉,对照组添加 15%玉米淀粉,结果表明,实验组小鼠体内血液中总胆固醇、极低密度脂蛋白+中间密度脂蛋白+低密度脂蛋白胆固醇的水平显著低于对照组,提示红小豆抗性淀粉有助于降低血脂。1.3 红小豆的护肝作用人们普遍认为豆类具有一定的解毒功能,但关于红小豆对于化学药品造成的肝脏损伤的修复作用的报道并不多,近年来的研究发现,红小豆可能通过抗氧化系统功能来实
16、现其护肝作用。大剂量的对乙酰氨基酚(APAP,一种温和的镇痛、退热药)会导致人和实验动物的肝脏严重坏死,而据 Wu 等的研究结果,绿豆、红小豆、黑豆和饭豆的水提取物对由 APAP 导致的小鼠肝脏损伤具有潜在的保护作用。Han 等研究发现,红小豆皮水提取物对 APAP 导致的小鼠肝脏损伤起到改善作用的机理可能是调节肝脏谷胱甘肽介导的抗氧化/解毒系统的活性。Ohba 等研究也发现,红小豆提取物对 D-氨基半乳糖(D-Galactosamine)导致的小鼠肝脏损伤的恢复有所帮助,并指出,红小豆提取物保护肝脏损伤的作用机理可能是提高了肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽还原酶(GSH-R
17、)、Mn-超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、Cu,Zn超氧化物歧化酶(Cu,Zn-SOD)的基因表达水平。1.4 红小豆的助肾作用顺铂(CDDP)是一种恶性肿瘤化学治疗剂,其副作用会造成肾脏、骨髓、肠胃中毒。Sato 等研究了红小豆对由顺铂引起的肾间质纤维化的影响,将完整红小豆豆皮粉碎,以 0.5%、2.0%的比例添加到实验小鼠的饲料中,实验周期为 5 周。研究结果表明,红小豆皮抑制了被 CDDP 损坏的肾脏中巨噬细胞浸润的增加,可能有助于问质纤维化的改善。作者认为,红小豆皮中所含有的丰富的原花色素和膳食纤维可能是发挥助肾作用的关键成分。另一项研究还发现,红小豆皮可削弱链脲酶素(STZ)导致的糖
18、尿病小鼠肾小球的膨胀,抑制肾小球和肾小管周围巨噬细胞渗透数量的增加,有助于糖尿病性肾病的恢复。1.5 红小豆对癌细胞的作用Itoh 等将红小豆的热水提取物进行 HP-20 色潜柱分离,得到的 40%乙醇组分(EtEx.40)不仅能够抑制人类胃癌细胞的增殖,电能够抑制老鼠前胃中苯并芘导致的肿瘤的形成,同时还能降低鼠类 B16-BL6 黑色素瘤细胞的肺转移能力和侵染能力。其抑癌作用机理可能是该组分抑制癌细胞的粘附、入侵、转移及细胞外基质的酶解作用。Zhao 等首次报道了红小豆乙醇提取物的雌激素样作用,发现红小豆乙醇提取物能够强烈促进人类乳腺癌细胞株 MCF-7 的增殖。随后的研究发现,红小豆乙醇提
19、取物是通过雌激素受体(ER)的介导发挥其雌激素样作用,它改变了 ER 在人类乳腺癌细胞株 MCF-7/BOS 细胞内的分布,使 ER 在细胞质和细胞核中同时出现,而雌二醇则会使 ER 从细胞核中消失,主要集中于细胞质中。但是,红小豆提取物的雌激素样作用对于人类乳腺癌发生的影响,还有待进一步的研究证实。此外,研究表明,红小豆水提取物能够明显抑制金黄色葡萄球菌、嗜水气单胞菌、副溶血性弧菌、粪肠球菌的生长和繁殖,还具有抗狂犬病毒性。红小豆水提取物经 HP-20 柱层析得到的蒸馏水洗脱组分能促进小鼠 B16 黑素瘤细胞中黑素合成及 C3H 小鼠的毛发色素沉着。2 结论及展望总之,近年来国内外的研究文献表明,红小豆作为亚洲地区一种非常重要的食用豆类,可能有着多方面的健康意义,特别是作为主食食材,在糖尿病等慢性疾病的预防和控制方面具有一定优势。其豆皮中所含多酚类物质的抗氧化作用可能是其各种健康益处的重要基础。目前我国和其他东亚国家对其加工利用的主要途径是用于制作豆沙,而煮豆洗沙后的豆汤及剩余豆皮中仍含有多酚、单宁、皂甙等多种活性成分,却被大量抛弁。对红小豆及其提取物各方面保健功能的深入研究,将为红小豆及其豆皮的利用提供理论基础,提示红小豆是一种较好的保健食材,特别是其豆皮和单宁组分具有作为天然抗氧化剂开发的潜力。