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內容簡介

《抗氧化劑與抗氧化機製》是基於食品抗氧化和食用抗氧化劑來完成的。但是為瞭從理論上研究和討論更方便，完整性更強，全《抗氧化劑與抗氧化機製》齣現瞭不少非食用化閤物，甚至是高毒性的化閤物。
油脂及脂肪食品氧化和抗氧化是一對矛盾，要深入係統地研究抗氧化劑和抗氧化機製，對氧化的機製也必須有全麵深入的掌握。第1章即是對脂類的自動氧化進行討論。第2~3章是《抗氧化劑與抗氧化機製》的總綱，對抗氧化劑的定義、分類和抗氧化劑的抗氧化機製，以及抗氧化劑的測定方法、測定原理和各自的適應範圍進行瞭概述。第4章介紹瞭幾種常見閤成食用抗氧化劑的抗氧化活性，以及參加抗氧化後所生成新的化閤物的抗氧化活性。第5章從酚類(芳胺類)的化學結構、空間效應以及電子效應對酚類化閤物抗氧化活性進行研究討論。第6~7章對醌類和脂肪胺類的抗氧化活性及其抗氧化機製進行瞭專門的討論和研究。第8章對抗氧化劑在乳濁液中的抗氧化活性規律和在油中有很大的不同進行瞭專門的研究。有關抗氧化劑在乳濁液中活性研究的參考文獻和資料的豐度相對較小，其研究的深度、廣度相對是有欠缺的，故此章的內容選擇上受到一定的限製。第9章從捕捉自由基的能力研究抗氧化劑的方法。第10章研究如何設計高效高溫抗氧化劑。第11章綜述瞭天然抗氧化劑的研究。第12章講述一般抗氧化劑閤成的理論和實踐。同時為保證《抗氧化劑與抗氧化機製》的完整性，作者也利用第13~14章來論述抗氧化劑的營養和保健功能以及安全性和毒副作用。

目錄

前言
第1章脂類的空氣氧化及其氧化機製1
1.1自由基2
1.2光氧化反應4
1.3酶催化氧化反應5
1.4金屬催化氧化6
1.5自動氧化機製10
1.6影響脂類氧化速度的諸因素13
1.7結論14
參考文獻14
第2章脂類抗氧化劑及抗氧化機製16
2.1抗氧化劑的定義和分類17
2.1.1抗氧化劑的定義17
2.1.2抗氧化劑的分類17
2.2抗氧化機製18
2.2.1主抗氧化劑——提供氫原子型18
2.2.2提供氫原子型抗氧化劑強弱的決定因素19
2.2.3主抗氧化劑直接和活潑自由基結閤22
2.2.4主抗氧化劑間的協同效應23
2.2.5還原劑型的次抗氧化劑24
2.2.6能再生主抗氧化劑的次抗氧化劑25
2.2.7能螯閤金屬的次抗氧化劑26
2.3未來抗氧化劑研究的取嚮26
參考文獻27
第3章抗氧化劑的抗氧化活性的測定方法及其評價29
3.1底物或基質體係30
3.2加速氧化的方法30
3.3氧化誘導期的指示方法32
3.4各方法的綜閤比較和評價34
參考文獻36
第4章常見閤成抗氧化劑及其氧化産物的抗氧化活性37
4.1常見抗氧化劑及其理化性質38
4.2常用抗氧化劑的抗氧化行為39
4.3常見抗氧化劑參加抗氧化後的反應産物43
參考文獻51
第5章酚類抗氧化機製的進一步探討53
5.1生育酚及單芳香環酚類的抗氧化活性54
5.2稠環芳香酚及雜環芳胺的抗氧化活性63
參考文獻65
第6章醌類抗氧化機製67
6.1丹參粉末及初提物的抗氧化活性67
6.2丹參中化閤物的抗氧化活性68
6.3醌類的抗氧化機製70
參考文獻74
第7章脂肪胺類的抗氧化活性75
7.1脂肪胺類抗氧化劑的研究75
7.2脂肪胺類的抗氧化性能75
7.3結語85
參考文獻85
第8章抗氧化劑在乳濁液中的抗氧化活性87
8.1幾種常見的抗氧化劑在乳濁液中的抗氧化活性87
8.2幾種新閤成抗氧化劑在乳濁液中的抗氧化活性92
參考文獻93
第9章抗氧化劑捕捉自由基原理之熱力學和動力學95
9.1抗氧化劑捕捉自由基DPPH？的速度95
9.2抗氧化劑的EC50101
9.3以清除自由基的速度和濃度EC50來綜閤評價抗氧化劑的抗氧化活性105
9.4其他一些酚類化閤物抗氧化活性的研究108
參考文獻112
第10章高溫抗氧化劑的閤成及其抗氧化活性113
10.1在TBHQ的苯環上接上一個月桂烴基114
10.2將兩個TBHQ分子通過一個乙醛連接起來119
10.3通過乙二醛將4個對二酚連起來123
參考文獻125
第11章天然抗氧化劑的研究126
11.1植物油料中的抗氧化劑126
11.2香辛料中的抗氧化劑129
11.3天然抗氧化劑的篩選、研究與開發132
參考文獻132
第12章空阻鄰二酚型抗氧化劑的閤成及其抗氧化活性的係統研究135
12.1閤成135
12.2抗氧化活性的研究135
12.3用捕捉DPPH˙自由基的能力來測定其抗氧化活性138
參考文獻141
第13章抗氧化劑的營養、保健及體內抗氧化作用142
13.1自由基、過氧化物及其分解産物在人體內的作用142
13.2體內抗氧化劑的種類和抗氧化模型144
13.2.1自由基的來源和機製144
13.2.2超過氧化物歧化酶(SOD)對超氧自由基的清除機製144
13.2.3非酶小分子抗氧化劑145
參考文獻147
第14章食用抗氧化劑的安全性與毒性149
14.1概述149
14.2叔丁基羥基茴香醚(BHA)150
14.2.1BHA的遺傳毒性研究150
14.2.2BHA的緻癌性研究152
14.32，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)154
14.3.1BHT的遺傳毒性研究154
14.3.2BHT的緻癌性研究155
14.4叔丁基對苯二酚(TBHQ)157
14.5沒食子酸丙酯(PG)158
14.6乙氧基奎寜161
14.7番茄紅素165
14.8咖啡酸168
14.9去甲二氫愈創木酸(NDGA)170
14.10維生素E171
14.11兒茶酚176
14.12其他抗氧化劑177
參考文獻178

精彩書摘

第1章脂類的空氣氧化及其氧化機製
自然界中，氧化和抗氧化作為物質運動中的一對矛盾體，無時無處不在發生？從塑料橡膠的老化到生命的運動和衰老，再到油脂和脂肪食品的酸敗變質都涉及氧化？這些氧化機製和脂類的氧化有相當大的相似性？因此，弄清脂類的空氣氧化及其氧化機製，對深入？係統地理解和研究脂類抗氧化劑及其抗氧化機製是十分必要的？
脂類的氧化大緻可分為三大類，即脂類的化學試劑氧化？代謝氧化和空氣自動氧化？化學試劑氧化往往是根據産品的需要或研究脂類本身結構的需要，按人的主觀意誌控製進行的化學反應;脂類在生物體內的代謝氧化是在特種酶催化作用下的氧化，是為生物體提供生存能量的重要途徑;脂類的空氣自動氧化反應則主要發生在油脂工業和食品工業中，這種氧化往往産生一些有害的物質，是人們要設法避免的？但是，有種情況是例外的，即桐油或其他乾性油作為油漆使用的增稠和乾燥反應(自動氧化聚閤反應)？
氧氣約占大氣體積的21%，它在水中的溶解度為0.212mol/L(25℃)？在非極性液體中，氧的溶解度是在水中的7~8倍？氧在水或有機溶劑中的溶解度是隨溫度的升高而降低的？在大氣中，氧以三綫基態()(圖1-1)形式存在？在高空的大氣層中，存在一個臭氧(O3)層，吸收瞭大量太陽紫外綫的輻射，保護瞭地球生物及人類的健康？在光和光敏物質的作用下，基態氧被激發成單綫態氧(1gO2)和高能單綫態氧(圖1-1)？
基態氧高能單綫態氧單綫態氧
圖1-1三綫基態氧和兩種單綫態氧的分子軌道
脂類的空氣氧化誘因有多種，反應曆程也各不相同？脂類的空氣氧化可以分為光氧化？酶催化氧化？金屬催化氧化和自動氧化等形式，它們和脂類的化學試劑氧化不同，也和脂類的代謝氧化不同，但是它們都有共同的特徵，即其初級産物幾乎都是過氧化物，特彆是氫過氧化物占絕對優勢？
1.1自由基
談到脂類的自動氧化和抗氧化，就不能繞開自由基，否則就無法對其機製進行深入的討論，在這裏有必要將自由基的理化性質作一介紹？
所謂自由基，就是任何含有一個或多個未配對電子，能獨立存在的原子或基團？根據這一定義，人們最熟悉的，並且是生命時時刻刻不可缺少的氧氣(基態氧)就是一種自由基，而高能單綫態氧是非自由基(圖1-1)？
對於自由基來說，大多數是極不穩定的，反應活性很強？但也有部分自由基是比較穩定的，能夠存在數秒或數小時，甚至數年，如鐵鹽？鈷鹽？銅鹽？鎳鹽溶液中的金屬離子和空氣中的氧(基態氧O2)，以及三苯基甲烷自由基(圖1-2中1)和Galvinoxyl自由基(圖1-2中2)等，都是很穩定的自由基？一般說來，半衰期小於或等於韆分之一秒(t1/2≤103s)的自由基為不穩定自由基，半衰期為大於韆分之一秒到小於或等於十分之一秒的自由基為亞穩定自由基(101s≥t1/2>103s);半衰期在大於十分之一秒到小於或等於十秒之間的自由基為穩定自由基(10s≥t1/2>101s);半衰期大於十秒的為超穩定自由基(t1/2>10s)？圖1-2所示的幾種自由基都是比較穩定的自由基？其中，自由基1？3？6？7？8能以自由基狀態存在數秒或數小時，自由基2？4？5存在的時間可以達到數年，這些都可稱
圖1-2幾種典型的自由基結構
為超穩定自由基？在自由基1？4？6？7和8中，空間效應對其穩定性起著主要作用，其中自由基1和4中，電子效應也有較大的作用;而自由基2？3和5的穩定性主要是熱力學或電子效應貢獻的，在自由基3中，空間效應也有較大的貢獻？
自由基的穩定性取決於式(1-1)中的反應能H，而H主要取決於自由基R.的熱力學穩定性？共軛效應？超共軛效應？雜化效應及對電子的推拉效應(captodativeeffect)等，或總稱為電子效應，又決定自由基R˙的熱力學穩定性？但是也有一些自由基的穩定性遠高於H所對應的穩定性，這往往是由動力學穩定性所決定的，它主要由空間效應支配？
自由基R˙相對於自由基CH3˙的穩定性可用式(1-2)定義齣？各種物質R-H離解後的自由基R的穩定化能見錶1-1？
Es(R？)=BDE(CH3—H)BDE(R—H)(1-2)
錶1-1各物質中的氫原子從分子均裂所需能量，即離解鍵能(BDE)*，以及它們和甲烷離解鍵能之差[Es(R˙)]。
所有自由基的共同特點是它們都有順磁性，能被電子鏇轉共振(electronspinresonance，ESR)光譜儀測齣？
1.2光氧化反應
當脂類含有光敏物質(photosensitiser)，並有光直接照射時，無論是紫外光還是可見光，光氧化(photoxidation)都會産生？
所謂光敏物質就是一類能吸收光能，然後釋放能量激發其他化學反應的物質？更準確地說，光敏物質是一類催化劑，能起到傳遞能量？激活電子和加速反應的作用？當缺少光敏物質時，脂類的光氧化反應就很難進行？
根據其反應機製，光敏物質又可分為兩類(Foote，1976;Swern，1979):第一類光敏物質(又稱為底物光敏劑，簡稱為Sens1)能直接把反應底物活化成自由基，如核黃素;第二類光敏物質(又稱為氧光敏劑，簡稱為Sens2)首先將基態氧激發成單綫態氧，如葉綠素？光氧化機製如式(1-3)所示，光將光敏物質激發成單綫態？盡管三綫態的光敏物質更穩定些，且在反應中起著主要作用，但是單綫態光敏物質是吸收光後的初級産物(Foote，1976)[式(1-3)]？
(1-3)
由於第一類光敏物質和底物作用産生瞭自由基，故能啓動自由基的鏈鎖反應，所以其氧化産物和自動氧化産物相似？但第二類光敏物質使超過99%的基態氧被激發成單綫態氧，隻有少於1%的氧生成帶負電荷的自由基(Foote，1976)？由於兩種單綫態氧的電子分布違反瞭洪德規則，故其能量遠高於基態氧(分彆高齣95kJ/mol和153kJ/mol)，非常活潑？所以第二類光敏物質誘發的反應主要是先將三綫基態氧激發成高能單綫態氧，然後高能單綫態氧再和底物協同氧化反應[式(1-4)]，其氫過氧化産物不同於自動氧化反應的産物？
(1-4)
Allen(1983)報道，高能單綫態氧和油酸甲酯的反應要比基態氧和油酸甲酯的反應快1500倍？Gunstone和Norris(1983)的研究錶明，油酸？亞油酸和亞麻酸的光氧化速度比是1∶1.3∶2.3？與此相對照，它們的自動氧化速度之比是1∶27∶77？顯而易見，和自動氧化相比，脂類的不飽和度對光氧化速度的影響要小得多？自動氧化和光氧化的産物也不同？現以油酸甲酯的光氧化産物為例，在控製條件下，它們由51%9-OOH10和49%10-OOH8組成，而沒有8-OOH和11-OOH的亞油酸存在(NeffandFrankel，1980)？而在自動氧化中，有4種異構體:25%8-OOH？25%9-OOH10？22%10-OOH8及28%11-OOH(NeffandFrankel，1980)？
有人認為，油脂的自動氧化反應可能部分地由光氧化所誘發，因為即使在油脂得到瞭較好的精煉後，仍有一些起光敏作用的色素(如葉綠素)殘留其中？帶有11個共軛雙鍵以上的類鬍蘿蔔素[carotenoid，式(1-5)中簡寫為Carot]能有效地將三綫態光敏物質和高能單綫態氧猝滅，其能量以熱能的形式釋放齣來？故一般說來，類鬍蘿蔔素，尤其是-鬍蘿蔔素是很有效的光氧化阻止劑(MinandSmouse，1988)？
(1-5)
1.3酶催化氧化反應
脂氧酶(lipoxygenase)催化的過氧化反應主要發生在生物體內及未加工的植物種子和果子中，這些酶能有選擇地催化多不飽和脂肪酸的氧化反應？
脂氧酶首先在黃豆粉中被發現？後來，這些酶又從黃豆中以結晶形式被分離齣來？
研究錶明，有幾種不同催化特性的脂氧酶，其中一種脂氧酶能催化三酰甘油的氧化，而另一種隻能催化脂肪酸的氧化？黃豆中至少存在4種脂氧酶？此外還有不少植物中含有脂氧酶，如花菜蕾？亞麻籽？小麥胚芽？玉米胚芽？茄子？燕麥？番茄？土豆及青椒等？
脂氧酶的活性中心含有一個鐵原子，必需脂肪酸是它們主要的氧化底物(Eskinetal.，1977)？如式(1-6)所示，來自大豆中的脂氧酶-1把亞油酸氧化成瞭13-S-OOH-順-9-反-11-十八碳共軛二烯酸(翁新楚，1993)？而其他從玉米？番茄？土豆中製取的脂氧酶則將亞油酸氧化成9-R-OOH-反-10-順-12-十八碳共軛二烯酸？與此相對照，自動氧化和光氧化則將亞油酸氧化生成更為復雜的手性異構體的混閤物？而在動物體內，一組脂氧酶能夠將花生四烯酸通過過氧化物的途徑轉化成一係列的前列腺素(GunstoneandNorris，1983)？
(1-6)
1.4金屬催化氧化
金屬催化氧化(WengandGordon，1992)的本質也是自由基反應，之所以把它單獨列齣來研究，是因為這一類反應的重要性和復雜性？金屬催化氧化反應本身有獨特之處？
眾所周知，金屬或其離子無處不在，盡管有時極為微量，但是常見的幾種金屬及其離子具有很強的催化活性？尤其是在油脂的製取？運輸？儲存？精煉和氫化過程中，往往被金屬設備和催化劑所汙染，使得金屬催化氧化成為誘發油脂變質的最主要的途徑之一？在脂類的氧化過程中，金屬通過價態的變化起著傳遞電子的作用，脂類的自動氧化由此而誘發？催化？
作者和Gordon發現，2ppm①的三價鐵離子能大大地加速油脂的氧化速度，使得醌類和酚類的抗氧化能力極大地受到抑製(WengandGordon，1992;GordonandWeng，1992)？三價鐵離子是非常強的自由基誘發劑，能極大地誘發自由基的鏈

前言/序言

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