清除氧自由基的功能性食品

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1、2002年第3期41食品工业摘要本文就氧自由基的产生、对人体的损伤与疾 病及抗氧自由基天然成分的功能性食品的制备、作用 机理等内容进行了系统的综述。 引言氧自由基又称游离基- OFR,系指外层轨道 含有未配对的电子、 原子团或特殊状态的分子,通常在 该原子、 分子或原子团的右面、 上面或右上角用一符号 ()表示。氧自由基主要指超氧阴离子(O2 -)、 羟自由 基(OH)、 单线态氧(1O 2)和过氧化氢(H2O2)。因其有 类似氧自由基的损伤作用,故亦属于氧自由基的范 畴。由于氧自由基可引起细胞损伤和死亡,与皮肤衰 老、 色斑、 皱纹及某些皮肤疾病的发生有密切关系。致 使抗自由基生物学、医药学

2、与功能食品科学的研究成 为一个十分活跃的研究领域。 11氧自由基的生成与清除 体内许多代谢过程和酶促反应,均可产生自由基, 例如,还原型辅酶 (NADPH)被大鼠肝微粒体细胞色 素P2450氧化过程中便产生O- 2和H2O2。 体内某些酶促 反应亦可生成氧自由基,如黄嘌呤氧化酶、 醛氧化酶、 黄素脱氢酶等等。 O- 2和 OH对体内生物大分子的攻击,往往又可 引起这些大分子产生其它自由基,如攻击脂质引起过 氧化而生成脂过氧基(ROO) ,攻击核酸引起嘌呤和 嘧啶自由基的生成等。在这类自由基中以 OH的损 伤力最强,由于O- 2有还原H2O2而生成 OH的能力, 所以对凡是能产生H2O2的活性细

3、胞便构成一种非常 危险的因素。 体内不断产生自由基,但并未对身体造成严重后 果,原因是体内同时存有清除氧自由基的酶系统,二者 保持相对平衡状态。 超氧化物歧化酶(SOD)、 过氧化氢 酶、过氧化物酶及谷胱甘肽过氧化酶都是体内有效的 自由基清除剂。 21氧自由基损伤与疾病 氧自由基过多的有害作用,表现在可使许多生物 大分子如核酸、 蛋白、 膜多聚不饱和脂肪酸(PUFA)引 起超氧化反应,生物大分子出现交链或断裂,引起细胞 结构和功能的破坏, 氧自由基通过下述方式而损伤细胞:(1)与膜上的 酶和受体进行共价结合,从而影响膜成分的活性; (2)与膜的组成成份共价结合,从而影响膜的结构和膜的 功能与抗

4、原特异性; (3)通过共价结合,使巯基氧化或改变PUFA与蛋白质比例而干扰转运; (4)引起PUFA 的过氧化而直接影响膜结构。 科学研究结果证明,氧自由基几乎和人类大部分 常见疾病都有关系,从人类死亡率最高的心脑血管疾 病到人类最可怕的癌症,以及近年来对人类造成巨大 威胁的艾滋病,无一不和氧自由基有着密切关系。 例如 在神经系统,早老性痴呆症(Alzheimers disease) ,震颤 麻痹症(Parkinsons disease) ,癫痫等疾病都有氧自由基 的参与;在循环系统,心力衰竭、 冠状动脉粥样硬化性 心脏病、 心肌病、 原发性高血压、 病毒性心肌炎、 血栓的 形成、 心肌缺血再

5、灌注损伤等的发病过程中氧自由基 起着重要作用;在消化系统,胃炎、 消化性溃疡、 胃癌、 溃疡性结肠炎、 肝硬化、 原发性肝癌、 急性胰腺炎、 胆石 病等;在泌尿系统,原发性肾小球疾病、 慢性肾小球肾 炎、 肾病综合症、 急、 慢性肾功能不全、 慢性前列腺炎 等;在代谢内分泌系统,糖尿病、 肝豆状核变性、 类风湿 关节炎、 红斑狼疮等;在呼吸系统,上呼吸道感染、 支气 管哮喘、 呼吸衰竭、 肺水肿、 肺炎等;在外科系统,肺癌、 食管癌、 胸部创伤等;在免疫反应的炎症中,巨噬细胞 呼吸爆发释放大量氧自由基。 还有皮肤上的色斑形成, 角质层增生、 粗糙等衰老现象的发生无不与自由基、 脂 质过氧化有着

6、密切关系。 因此,研究和生产清除氧自 由基的功能性食品是生命科学发展的必然趋势。 31氧自由基清除剂 当机体由于某种原因而产生过多的OFR时,其反 应往往呈链式或瀑布式迅速扩展,因此及早防止OFR 的产生是治疗成功的关键。“未病先防”,祖国医学充分 关注到保护食物中抗氧化成分和在食物中添加抗氧化 成分,以弥补或增强机体清除自由基或抑制自由基反 应能力,并认为维护机体健康或预防疾病的重要性并 不亚于维生素和氨基酸的功用。合理调配膳食,既符 合营养又有助于消除或减轻氧自由基对机体的危害, 药食同源,食补胜于药补,食疗胜于药疗,长期地、 经常 地补充富含抗氧化成分的食物和补益营养药物,可及 时预防体

7、内产生过量的OFR。 311天然药物类 清除氧自由基的药物在体内通过清除超氧阴离 子、 羟自由基、 过氧化氢、 单线态氧;减少丙二醛的生 成;抑制脂质过氧化;增加酶的活性;稳定靶细胞膜;补 充SOD、 过氧化物酶及增强SOD活性而发挥作用。保健食品保 健 食 品清除氧自由基的功能性食品世界精细化工网www. worldfinechemical. com(长沙,410116)雷学军2002年第3期42食品工业保健食品常用药物主要有西洋参、 党参、 白芍、 丹皮、 干姜、 丹参、 红参、 灵芝、 枸杞子、 生地、 诃子、 芫花、 葛根、 黄 芪、 麦冬、 甘草、 银杏、 半夏、 九节菖蒲、 大黄、

8、 黄芩、 黄 连、 厚朴、 地骨皮、 虎杖、 栀子、 车前子、 瞿麦、 败酱草、 白 花蛇舌草、 桔梗、 五倍子、 柴胡、 决明子、 知母、 杏仁、 连 翘、 黄柏、 蚤休、 五味子、 附子等等。 312维生素类 31211维生素A:在人体中具有重要的生理功能, 内含有2胡萝卜素有很好的抗氧化作用,能通过提供 电子抑制活性氧的生成达到清除自由基的目的。2胡 萝卜素与维生素E两者的抑制脂质过氧化反应过程 有协同增效作用,使得它在延缓衰老、 防治心血管疾病 和肿瘤方面发挥作用。 31212维生素C:是一种重要的自由基清除剂,它 通过逐级供给电子而转变成半脱氢抗坏血酸和脱氢抗 坏血酸,以达到清除氧自

9、由基目的,维生素C与维生 素E、NADH还原酶可协同防御脂类的过氧化。 31213维生素D:是类固醇衍生物,主要包括维生 素D2和维生素D3两种,主要储存在脂肪组织和骨骼 肌中,易溶于脂肪和脂溶剂,能清除超氧阴离子、 羟自 由基等体内活性氧自由基。 31214维生素E:是一种强抗氧化剂和自由基清除 剂,保护机体组织细胞生物膜上不饱和脂肪酸免遭氧 自由基攻击而氧化,同时也保护生命大分子物质免遭 自由基破坏。 维生素E与硒有协同清除自由基的作 用。 31215烟酸:是作为NAD和NADP这两种重要的 辅酶的组成成分,参加体内氧化还原反应,清除氧自由 基。 313微量活性元素类 31311锌:锌是细

10、胞的组成部分之一,主要结合在 膜蛋白和磷脂上带负电荷的基团上,稳定红细胞膜,保 护细胞膜免受自由基的损伤,清除自由基。 31312铜:保护机体细胞免受超氧离子的毒害,并 且能清除氧自由基,使机体防御氧的毒性,抗辐射损伤 等。 31313硒:对氧自由基有很强的清除能力,其机理 是发生Se2C键断裂生成硒中心自由基。 31314锰:内含Mn2SOD活性成分,可抑制脂质过氧 化作用,清除体内过多的氧自由基。 31315铬:氧自由基清除剂,有抑制脂质代谢,同时 降低血清胆固醇的含量。 31316锗:存在于细胞壁、 线粒体、 染色体、 囊泡和 溶酶体等亚细胞成分中,主要是清除氧自由基,避免自 由基对细胞

11、的损害。 314常量活性元素 31411镁:是体内酶系统的激活剂,主要激活许多 激酶和羧化酶,还成为酶的结构促进剂在清除氧自由基的同时保护酶的活性。 31412钾:调节细胞渗透压,参与细胞内糖、 蛋白质 的代谢,能清除体内损害细胞的氧自由基。 315天然活性成分类 31511活性多糖类:壳聚糖、 人参多糖、 茶叶多糖、 紫菜多糖、 米糠多糖、 刺五加多糖、 黄芪多糖、 苍术多 糖、 黑木耳多糖、 银耳多糖、 虫草多糖、 金针菇多糖等。 它们分别通过直接或间接地清除体内过剩的氧自由基 而起到增强体质和延缓衰老的作用。 31512茶多酚:茶多酚对超氧阴离子与过氧化自由 基的清除率可达98 %以上,

12、在一定范围内呈显著的量 效关系。 清除速度常数均在1061014数量级。 其效果 优于经典的天然抗氧化剂维生素E和维生素C。 茶多 酚延缓衰老的作用:用0105 %和011 %浓度茶多酚喂饲 家蝇,对雌雄的半数存活率和平均寿命均能延长36 % 50 % ,并使家蝇大脑的SOD活性升高,脂质过氧化 降低。 茶多酚能提高老年大鼠体内谷胱甘肽过氧化物 酶和超氧化物歧化酶(SOD)的活力,有抗氧化和延缓 脂褐素生成的作用。 31513植酸:在人体内水解产物为肌醇和磷酯。 肌 醇具有清除氧自由基抗衰老的作用;它提供六对氢原 子使自由基的电子形成稳定结构,抗氧化,避免被保鲜 物氧化变质。 31514甘草次

13、酸:是甘草甜素的有效活性成分之 一,有效地清除自由基以达到抗炎症、 抗过敏的功能。 31515叶绿素铜钠盐:抑制过氧化酶的活性,从而达 到清除氧自由基的目的。 31516人参皂甙:因内含能够清除自由基的抗氧化 物质,如Rb1不仅可以直接清除氧自由基,也可以通过 增强肝胞浆及CAT的活性间接地清除自由基。 31517葡乐安:由葡萄籽提取物制成,其最重要的 成分花色素是一种生物黄酮,具有抗氧化作用,能消灭 自由基,保护血管,消炎退肿,能够修复因自由基攻击 而受伤的胶原和弹性蛋白纤维,并保护皮肤免受自由 基的侵袭,从而使皮肤长期维护光滑,有弹力,推迟或 减少皱纹的出现。 31518碧萝芷:是天然植物

14、提取物,是一个很强的 抗氧化、 清除自由基的物质,能帮助身体所有系统正常 运转,通过血脑屏障,生物剂利用率高,水溶性好,还能 清除骨骼、 肌肉系统中的自由基,防治炎症。 31519蜂花粉:内含的纤维素和孢粉末具有抗酸抗 生物分解的特性,激活体内组织细胞的活性,增强机体 新陈代谢,清除体内氧自由基对机体的损害,延缓衰 老。 315110芦荟提取物:主要成分为芦荟素和芦荟大 黄素,能稳定细胞膜和细胞骨架,降解体内缓激肽的活 性,避免因自由基而产生的炎症,能有效地清除自由 基。2002年第3期43食品工业保健食品315111银杏粉:有清除多种自由基的作用,是一种 广谱的自由基清除剂,具有清除羟自由基

15、、 超氧阴离子 和一氧化氮,抑制脂质过氧化作用。 315112大蒜素:大蒜是SOD含量较丰富的天然植 物之一,它对氧自由基诱导透明质酸解聚有保护作用, 其内含的抗氧化成分对维护结缔组织和骨关节的生理 功能是有益的,也可控制炎症的发展,其水溶性提取物 对羟自由基和超氧阴离子自由基等活性自由基有较强 的清除能力。 315113葛根提取物:主要成分为异酮类化合物以 及少量的黄酮类物质,能降解体内的透明质酸,保护体 内活性酶不被自由基破坏,具有抗氧化和清除自由基 的功能。 41天然成分在清除氧自由基功能性食品中的应用 药物与食物品种繁多,成分复杂,它们除含有各自 的特有治疗疗效成分外,还含有共性成分,

16、依其化学结 构的特点,发挥各自的生物效应。 其中许多成分具有抗 氧化活性,可直接或间接参与机体清除自由基或阻断 自由基损伤反应。 同时,应该特别注意的是,功能性食 品必须讲究食品应有的色、 香、 味、 形。 现将配方示例介 绍如下: 411微胶囊蜂王浆 微胶囊最先在日本出现,它是以冷冻干燥的蜂王 浆粉与油脂一起混合,制成粒状芯材。 然后在其表面再 包上一层被膜材料,制成粒状蜂王浆。 这种粒状蜂王浆 可以长期保存,质量稳定,易于服用,携带方便。 配方实例,蜂王浆冻干粉35 %、 葡乐安浸膏11 %、 植物性硬化油39 %、 甘草次酸011 %、 维生素E 017 %、 人参皂甙012 %、 乳化剂1 %、 茶多酚1 %、 维生素C 2 %、 刺五加多糖4 %、 壳聚糖6 %。 412抗衰老胶丸 抗衰老胶丸主要由硒酵母、 维生素E、 核黄素丁酸 酯和2胡萝卜素等活性成分组成。 配方实例:在10kg橄榄油中加入215kg维生素( 2生育酚)和0102kg2胡萝卜素,在50搅拌1h使之完 全溶解,加入215kg硒酵母和016kg核黄素丁酸酯,