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氧化原理和抗氧化剂

氧化原理和抗氧化剂
2021年08月10日 07:16 新浪网 作者 人民资讯

  □ 吕凤

  油脂中的不饱和酸酯因空气氧化而分解成低分子羰基化合物(醛、酮、酸等),具有特殊气味。油脂的氧化酸败是在光或金属等催化下开始的,具有连续性的特点,称为自动氧化。

  油脂的氧化酸败过程,一般认为是按游离基(自由基)链式反应进行的,其反应过程包括链的引发、链的传递与增长和链的终止三个阶段。

  抗氧化剂可作为氢供体,用来清除链引发阶段产生的游离自由基,从而抑制或减轻油脂的氧化(如下图所示)。

  一般来说,有效的抗氧剂应该具有以下结构特征:

  ●分子内具有活泼氢原子,而且比被氧化的活泼氢原子更容易脱出,胺类、酚类、氢醌类分子都含有这样的氢原子;

  ●在氨基、羟基所连的苯环上的邻、对位引进一个给电子基团,如烷基、烷氧基等,则可使胺类、酚类等抗氧剂N-H、O-H键的极性减弱,容易释放出氢原子,而提高链终止反应的能力;

  ●抗氧自由基的活性要低,以减少对链引发的可能性,但又要有可能参加链终止反应;

  ●随着抗氧剂分子中共轭体系的增大,使抗氧剂的效果提高,因为共轭体系增大,自由基的电子的离域程度就越大,这种自由基就越稳定,而不致成为引发性自由基;

  ●抗氧剂本身应难以被氧化,否则它自身受氧化作用而被破坏,起不到应用的抗氧作用;

  ●抗氧剂应无色、无臭、无味,不会影响化妆品的质量。

  抗氧化剂按化学结构大体上可分为以下五类:

  酚类 2,6-二叔丁基对甲酚、没食子酸丙酯、去甲二氢愈创木脂酸等、生育酚(维生素E)及其衍生物;

  酮类 叔丁基氢醌等;

  胺类 乙醇胺、异羟酸、谷氨酸、酪蛋白及麻仁蛋白,卵磷脂、脑磷脂等;

  有机酸、醇及酯 草酸、柠檬酸、酒石酸、丙酸、丙二酸、硫代丙酸、维生素C及其衍生物、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、甘露醇、山梨醇、硫代二丙酸双月桂醇酯、硫代二丙酸双硬脂酸酯等;

  无机酸及其盐类 磷酸及其盐类、亚磷酸及其盐类。

  上述五类化合物中,前三类抗氧化剂起主抗氧化作用,后两类则起辅助抗氧化作用。后两类单独使用抗氧化效果不明显,但与前三类配合使用,可提高抗氧化效果。

  不同类别抗氧化剂发挥抗氧化作用的机制是不一样的,所以之间的协同以及拮抗相互作用也是不同的,其中协同作用最受关注,概括起来主要包括以下五种:

  修复再生 抗氧化剂之间存在明显的互补作用,通过电子转移等方式提供和维持还原剂水平;

  偶联氧化 一方面降低直接反应的两种抗氧化物间的电位落差,使反应易于进行;另一方面偶联的抗氧化油水分配系数互为补充,在某一体系中合理分布,充分发挥每一种抗氧化剂的抗氧化功能;

  吸收氧气 在反应体系中,某种抗氧化剂可以直接与氧气反应,降低氧浓度,从而降低其他抗氧化剂与氧反应生成的过氧化自由基;

  改变酶的活性 通过改变氧化酶或促氧化酶的活性起到协同作用;

  络合金属离子 抗氧化剂中的某种与氧化体系中的金属离子形成螯合物,降低金属离子对体系氧化的催化作用,从而达到抗氧化的目的。

  来源:中国医药报

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