阿魏酸抗氧剂护航营养健康
□ 中国食品添加剂生产应用工业协会名誉理事长 尤新
研究表明，植物自身的抗氧化剂，其主要活性成分为黄酮和酚酸类化合物，不仅具有抗氧化,还有防腐抗病的功效。阿魏酸(ferulic acid)是植物酚酸的重要组成，广泛存在于果蔬及种子皮壳中，它作为植物自身含有的抗氧化剂，对植物种子在恶劣环境下，维护其生存和繁衍，发挥着重要作用。阿魏酸化学名称为4-羟基-3-甲氧基肉桂酸（4-羟基-3-甲氧基苯丙烯酸）分子式: C10H10O4，其结构有顺式和反式两种，顺式为黄色油状体，反式为白色至微黄结晶，常呈正方形结晶或纤维结晶。
从植物酚酸中分离提取的阿魏酸，对人体亦具有抗氧化和清除自由基、抑制血小板聚集、促进解聚、抗血栓形成、提高细胞膜稳定性，以及抗炎、调节免疫等功能。所以是一种天然、营养、多功能的食品配料。据研究报导，国外植物样品燕麦中阿魏酸的含量为3mg/L，麦麸中为5mg/L、甜菜渣为9mg/L、葡萄籽油为5.58～5.6mg/L、蜂蜜为0.312～ 0.72mg/L。
国际上对阿魏酸的认可
·日本 日本厚生省已批准阿魏酸为特定保健用食品素材，作为抗氧剂列入2008年既存添加剂自主规格第四版，用于果蔬加工杀灭活性氧化酶、消除辐射剂对果蔬的污染；在食品中防止果蔬氧化、预防天然色素褐变。此外阿魏酸对人体具有消除紫外线伤害和增进记忆等功能。日本丸善制药以米糠为原料提取的阿魏酸制剂——Sankanon – FRL，配以维生素C、碳酸钠、葡聚糖商品粉剂，具有水溶性、无异味的优点，作为食品用抗氧剂，不改变食物的风味，主要用于防止四季豆、青椒、西兰花等蔬菜的变色，预防香蕉、苹果等水果的褐变，以及防止虾、蟹甲壳动物的变色。最近日本阿魏酸制剂，已进一步应用到上述各类食物的熟食制品的防变味、变色抗氧化方面。
·欧盟 欧盟允许阿魏酸有控制地应用在医药领域中，用于治疗冠心病、脑血管疾病；在化妆品中主要具有防御紫外线和抗氧化的美白、祛斑、防晒等功用。
德国MARCUS公司研究认为，经常饮用含多酚和花色苷的红葡萄酒，有助于降低心血管发病率。该公司用水萃取葡萄皮，获得红葡萄提取物，其中含有较高的多酚和花色苷，批准用于膳食补充剂。
西班牙研究人员发现，西红柿中除含有强抗氧化剂蕃茄红素以外，还含有新型抗氧化剂阿魏酸酰基去甲肾状腺素，因去甲肾状腺素具有改善心血管的功能，故阿魏酸酰基去甲肾状腺素可用于膳食补充剂和功能食品配料。阿魏酸酰基去甲肾状腺素的抗氧化活性为维生素E的 4.5倍，维生素C的 10倍，白藜芦醇的14倍。
·美国 2002年6月，美国FDA公布葡萄籽提取物（GRNno.93）为公认安全食品GRAS。用于果汁和果味饮料作为抗氧剂，以预防其变质，其用量为总浓缩物的210ppm。葡萄籽中含有酚酸、黄酮、原花青素物质。葡萄籽提取物的抗氧化效果是维生素E的50倍，维生素C的20倍。其抗氧化成分主要有黄酮和酚酸类化合物。
2010 年12月FDA又发布了新的公告，认同小麦麸提取物为GRAS，小麦麸提取物含有1.5%的阿魏酸、1%的糖醛酸和大量阿拉伯糖木糖低聚糖，可作为有益于人体健康的益生元功能配料，应用于食品饮料和膳食补充剂。
阿魏酸的生产方法
阿魏酸除植物原料提取外,还有化学合成法（以香兰素为基本原料）、生物合成法（用微生物将阿魏酸前体转化为阿魏酸,如将丁香油中提取得到的丁子香酚肉桂酸酯转化为阿魏酸）。其中以含阿魏酸的植物种子皮壳提取较为广泛。
1. 从麦麸中提取
用麦麸提取阿魏酸时，溶出物中除阿魏酸外，还有其他水溶、醇溶性物质，需进行进一步分离纯化。
刘子立等用麦麸经酶解后，酶解液经树脂分离提取阿魏酸。采用D201大孔树脂，料液阿魏酸浓度在2000～3000mg/L，料液上柱吸附再洗脱，洗脱液阿魏酸收率达97%以上。暨南大学食品科学与工程系欧仕益等研究了粉末活性炭对阿魏酸的吸附能力，最大吸附量为325～340mg/g。乙醇、乙酸乙酯只能将活性炭所吸附的少部分阿魏酸洗脱出来，而2％的NaOH溶液能完全洗脱被吸附的阿魏酸，使阿魏酸纯度大大增加。
陕西科技大学刘树兴等的研究表明，阿魏酸是小麦麸皮中含量最高的酚酸，主要通过酯键与多糖和木质素交联，或自身酯化或醚化形成二阿魏酸。可利用碱液对小麦麸皮强裂解性、乙醇对阿魏酸的高溶解力再辅以超声波破碎，提取小麦麸皮阿魏酸。采用HPD-100型大孔吸附树脂纯化小麦麸皮阿魏酸最佳工艺条件为：上样液浓度为0.2mg/mL，吸附饱和后，先用2 BV蒸馏水冲洗除去杂质，再用60%乙醇溶液洗脱解吸。解吸液经浓缩、真空干燥后，制品中阿魏酸平均质量分数为23.4%。
哈尔滨商业大学食品工程学院李次力探讨了酶-碱法协同处理麦麸制备阿魏酸的工艺，最佳工艺为：酶解pH5、温度55℃、麦麸含量8%、时间5h；碱解料液比1∶15、温度为60℃、时间6h、亚硫酸钠1.0%、氢氧化钠1.5%。提取出的阿魏酸，具有较好的抗油脂氧化能力和抑菌功能。
2.从米糠中提取
中南大学化学化工学院廖律等指出，从米糠中提取阿魏酸的最佳工艺条件为：1%氢氧化钠溶液与乙醇按4∶1的比例混和，80℃下提取6h，固液比为1∶ 8，加入0.2g/L的亚硫酸钠作为抗氧化剂。碱-醇法提取的阿魏酸含量为202.4mg/100g，加入亚硫酸钠后可达223.9mg/100g。
3.从谷维素中提取
谷维素是我国常用准字号药物，具有调节植物神经功能失调及内分泌平衡障碍作用。预防脂质过氧化、降低血清胆固醇，对改善神经官能症、妇女更年期综合症具有镇静助眠等功能。在化妆品中谷维素作为抗氧剂，具有防腐及预防老年皮肤干燥等功效。
谷维素系阿魏酸与植物甾醇的结合脂，且易于水解，因此，可以先用碱水解谷维素，再用酸化的方法制备阿魏酸。
种子皮壳麦麸、米糠、玉米皮含有阿魏酸，其相应的加工产品，如米糠油、玉米加工浸泡水的玉米浆等，均是工业上提取谷维素的最好原料。粗米糠油含较高谷维素，很多药厂用它提取谷维素。亦可以用脱脂后的米糠粕为原料，用氢氧化钠和乙醇液，提取脱脂米糠中的阿魏酸。
阿魏酸的应用前景
1. 医药应用
我国阿魏酸尚未批准用于食品。但作为防治心血管疾病的药物，阿魏酸和阿魏酸钠在国内市场十分普遍。
天然阿魏酸 别名：3-甲氧基-4-羟基肉桂酸,3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)2-丙烯酸,4-羟基-3-甲氧基肉桂酸,3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2-丙烯酸。CAS编号：1135-24-6，规格型号：98%。溶于热水、乙醇及醋酸乙酯，尚易溶于乙醚，微溶于石油醚及苯。具有抗炎、止痛、抗血栓形成，抗紫外线辐射，抗自由基以及人体免疫功能的作用。在临床上主要用于冠心病、脑血管病、脉管炎、白红细胞和血小板减少等疾病、利胆酸的中间体的治疗。
阿魏酸钠（Sodium ferulate） 是阿魏酸的钠盐，化学名为：3-甲氧基-4-羟基桂皮酸钠盐（4-羟基- 3-甲氧基肉桂酸）。阿魏酸钠能清除自由基，防治脂质过氧化，可抑制胆固醇的合成，降低血脂，影响补体，增强免疫机能，并具有一定的镇痛、解痉作用。主要用于动脉粥样硬化、冠心病、脑血管病、肾小球疾病、肺动脉高压、糖尿病性血管病变、脉管炎等血管性病症的辅助治疗，亦可用于偏头痛、血管性头痛的治疗。阿魏酸钠的主要生产企业包括长春天诚药业有限公司、天子福国际药业(江苏)有限公司、江苏苏南药业实业有限公司以及盐城朗德化学品科技有限公司等。
2. 食品应用研发动向
国外有关阿魏酸在食品方面的研发主要集中于：①阿魏酸为合成香兰素的前体物质，通过微生物酶将阿魏酸转化成香兰素；②由于阿魏酸具有抗氧化活性和抑菌作用，可作为食品的防腐保鲜剂，同时，其作为抗氧化剂和机能促进物质可应用于运动食品中；③阿魏酸作为交联剂，逐渐应用于制备食品胶和可食性包装膜。
我国近年来在利用阿魏酸抗氧化功能制备具有抗氧化活性的低聚糖方面，有很多研究报导。东北林业大学林学院王萍等采用木聚糖酶水解麦麸，制备了阿魏酸低聚糖。山东龙力科技集团研究用玉米皮、麸皮酶解制阿魏酸低聚糖。酶解后玉米皮糖收率14.48%，麸皮23.14%。玉米皮、麸皮在木聚糖酶的作用下，分解出来的糖，和过去用玉米芯原料酶解得到的低聚木糖在组成方面无太大差异，主要是木二糖和木三糖居多。提取液中的阿魏酸大部分以共价结合的形式存在，以游离形式存在的较少。其中，玉米皮渣中游离阿魏酸的含量为38.5 ug/ml，结合态的阿魏酸含量为101.6 ug/ml。
为保持传统酶解制低聚木糖工艺，同时提高产品阿魏酸的含量，笔者和企业合作，在实验室条件下，共同研发了降低成本、常温常压的简化原料预处理方法，获得成功，这一成果以“一种含阿魏酸的低聚木糖的方法”申报了发明专利，于2010年9月14日得到国家知识产权局批复受理。具体实施结果为：玉米皮预处理后酶解含阿魏酸的低聚木糖收率14.48%,其中阿魏酸含量1.4%；麸皮预处理后酶解，含阿魏酸的低聚木糖收率23.14%,其中阿魏酸含量0.248%。
3. 在化妆品行业的应用前景
阿魏酸是美容因子，在化妆品中作为抗氧化剂，可抑制自由基的产生、调节内分泌，使皮肤能抗吸收紫外线,并使皮肤细腻、光泽、富有弹性，改善肤质。阿魏酸通过抑制色素细胞的酪氨酸脢（Tyrosinase）与铜离子反应,来减少黑色素的形成与沉淀，防止因日晒而形成的色斑及雀斑。
2010年5月美国Skin Ceuticals修丽可护肤用品高调登陆中国市场，并称其产品包含了天然的15%左旋维生素C、1%维生素E以及特别融入的Ferulic Acid阿魏酸成分，使原来C+E的独特抗氧化能力，得到进一步提升。