天然植物提取食品抗氧化剂为人类健康护航
□ 尤新
随着国内外社会对食品质量和安全的广泛关注，如何防止食品变质，保障人体健康日显重要。通常食品的变质有两种情况，一是食品在适合微生物生长的环境和条件下，微生物迅速生长繁殖而致食品腐败变质，并产生有毒物质。如卫生部对13个省市10年的监测显示，我国食物中毒事件中，微生物引起的食物中毒占比最多，达39.9%，而且大多数在二、三季度；另一类往往较容易被忽视的食品被氧化变质，主要是食物被空气、光线和热的影响而氧化，是一种渐变过程。如油脂氧化酸败产生异味，酸败过程的产物过氧化物对人体酶系统有破坏作用，且有致癌毒性；又如熟肉制品的氧化，不仅色、香、味和营养下降，而且氧化过程产生对身体有害的过氧化物以及戌醛、己醛、4-羟基壬醛、丙二醛等有害物，其中丙二醛(MDA)有致癌毒性。
为了对广大消费者负责，必要时在加工食品中添加防腐抗氧保鲜剂。防止微生物入侵，需添加防腐剂；在预防食物氧化方面，除了低温、避光、真空包装等物理方法外，主要依靠在食品中加入抗氧化剂，以防止食品、特别是含油脂的食品的氧化。
目前我国列入GB-2760的抗氧化剂共有17种，主要品种大致分成三类：①化学合成的酚类化合物：二叔丁基对甲酚BHT(ADI 0～0.125)、叔丁基对羟基茴香醚BHA(ADI 0～0.5)、特丁基对苯二酚TBHQ(ADI 0～0.2)。②维生素类：维生素C、维生素E、β-胡萝卜素(维生素A前体)；③天然提取物：茶多酚、甘草抗氧化物、竹叶抗氧物等。
由于化学合成的酚类化合物的毒性受到质疑，美国于1997年停止了BHT的使用。天然抗氧化剂相对比较安全， 因而维生素类抗氧剂维生素C、维生素E及天然提取的类胡萝卜素和类黄酮，成为国内外竞相研发的热点。
一、维生素类
上世纪以来，国际上对维生素类抗氧化剂与人体健康的关系做过大量工作，认为β-胡萝卜素、VC、VE等抗氧化营养素，特别是对成人慢性病有一定的预防功效。
1989年10月，在英国伦敦召开了第一次抗氧化维生素和β-胡萝卜素与疾病预防国际会议。会议云集了世界各国约600名的学者，就抗氧化维生素和β-胡萝卜素预防疾病的可能性展开了热烈讨论，大量的研究报告证明，β-胡萝卜素、VC、VE等抗氧化剂对心脑血管病等退行性慢性病有一定的预防效果。
1993年6月30~7月3日在斯德哥尔摩，由国际生命科学会欧洲分会召开了抗氧化剂和疾病预防研讨会，加里福尼亚大学Ames教授指出：β-胡萝卜素、VC、VE等抗氧化营养素，对减少人体各方面氧化损伤起重要作用，老年退行性疾病如癌症、心血管病、白内瘴、大脑功能退化均能找到氧化方面的原因；哈佛大学DrFrei报告指出，低密度脂蛋白氧化是动脉粥样硬化的重要原因。抗氧化剂能抑制LDL的氧化，从而能防止粥样硬化的生成。动物试验证明，抗氧剂Probucol、BHT以及VE，都能改变粥样硬化的形成过程；而且从流行病学调查和临床也均证明，β-胡萝卜素、VC、VE等抗氧化剂均有防止粥样硬化生成的作用。
1994年10月10～12日，在德国柏林又召开了第二次抗氧化维生素和β-胡萝卜素与疾病预防国际会议。讨论了应用β-胡萝卜素和抗氧化维生素VC、VE及其他各种具有抗氧化作用的物质，对日益增加的慢性病(癌、循环系统疾病、白内障和糖尿病等)的预防的可能性。
芬兰Knekt对抗氧化维生素摄入与心血管病的关系，经过14年追踪调查结果，5000人中有244例患致死性冠心病。其中摄入VE量最少人群的冠心病发病率，比摄入最多人群危险度高约2倍。
加拿大Meyer等人的研究证实，补给维生素营养剂，对虚血性心脏病(1HD)发病危险度明显低，其中以VE的效果最好。
Reaven认为，VE和其他抗氧化物质(VC、β-胡萝卜素等)与食物相组合，能抑制成为心血管病因的蛋白质glycation，或核蛋白的氧化。
德国Sommerburg等人测定了以皮肤、血管和内脏纤维化为特征的慢性病患者共38名的血中4-羟基壬醇(脂肪过氧化物)，其量高达健康人的3倍。为此给患者服用400mg／日的VE，共12个星期。结果表明，血中脂肪过氧化物降低约70％，同时某些临床症状有所减轻。
最近美国和日本有报导，维生素E琥珀酸酯有抗癌抑制肿瘤生长的功能，能有效防治前列腺癌。
在我国，食品添加剂法规GB-2760将VC、VE列入抗氧化剂，但同时也是营养强化剂。在国家药物名单中，也是准字号药物，如新昌制药的VE，其药理作用就是对抗自由基的过氧化作用，可抗衰老、保护皮肤，适用于心脑血管疾病患者。自1996年实施保健食品管理办法以来， VC、VE已批准用于很多调节血脂、延缓衰老的保健食品。
关于β-胡萝卜素、VC、VE等抗氧化营养素，对成人慢性病的发生有一定的预防功效，国际社会已形成共识。美国营养产业中维生素市场占有很大份额，包括复合维生素和维生素C、E合剂。
二、类胡萝卜素
类胡萝卜素是广泛存在于自然界特别是很多植物中的一种有色物质。由于首先在胡萝卜中发现，因而得名胡萝卜素。类胡萝卜素因其化学结构的不同，已发现有600种。其中有20种在人体血浆中也能测出。早期发现，人体摄入β-胡萝卜素后，能转化成维生素A，所以β-胡萝卜素被称为维生素A源。此外类胡萝卜素具有某些防病抗病的生理活性，其主要功能是单线态氧的有效淬灭剂，并能消除羟自由基；是脂类过氧化反应的断链抗氧剂，在细胞和细胞膜中，和脂类结合而有效抑制脂质的氧化。对于人体疾病的预防发挥着重要作用。
对于类胡萝卜素中的番茄红素Lycopene和叶黄素Lutein，由于它们在人体内不会转化成维生素A，因而过去对其研究较少。后来发现类胡萝卜素中的某些类胡萝卜素具有比β-胡萝卜素更高的抗氧化活性等特殊功能，引起了国际上广泛的关注和开发热。由于类胡萝卜素大部份来自天然植物提取，安全可靠。所以从上世纪九十年代以来，国外的类胡萝卜素产品如番茄红素和叶黄素等陆续上市，成为世界营养品著名企业罗氏公司和巴斯夫公司新的经济增长点。可以说二十世纪是维生素的时代，二十一世纪则是抗氧化剂的时代。
类胡萝卜素按其化学结构和溶解性分为胡萝卜素类和叶黄素类两类。
胡萝卜素类（carotenes） 系共轭烯烃，溶于石油醚，难溶或不溶于乙醇，包括：
（1）α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素，分子式C40H56。具有VA前体的功能。自然界分布很广，在动物、植物、微生物体内均存在，但主要存在于胡萝卜、水果、蔬菜中。
（2）蕃茄红素C40H56（lecopene）。不具VA前体功能，但具有强抗氧化、清除自由基功能。主要存在于蕃茄、西瓜、紫色柚中。
叶黄素类（xanthophylls） 系共轭多烯烃的含氧衍生物，并可以醇、醛、酮、酸的形式存在。溶于乙醇，不溶于乙醚，叶黄素类主要包括：①玉米黄素（Zeaxanthin）C40H56O2，主要存在于玉米、辣椒、桃、柑桔、蘑菇中；②隐黄素（cryptozanthin）C40H56O，主要存在于番木瓜、南瓜、辣椒、黄玉米中；③叶黄素（lutein）C40H56O2。主要存在于万寿菊（金盏花）、甘蓝、菠菜等植物中；④辣椒红素（capsanthin）C40H56O3，主要含在辣椒中；⑤栀子黄（藏红素）存在于栀子果实中。
大量科学研究证实，类胡萝卜素对健康有益，含有类胡萝卜素的膳食补充剂和强化食品正在迅速增长。随着欧洲人口的老龄化，人们对预防性健康措施表现出更大的兴趣。
欧洲类胡萝卜素的市值为居首，?茁-胡萝卜素占欧洲类胡萝卜素市场的39%。其次是番茄红素，番茄红素被认为可以降低人体前列腺癌的危险。意大利人的前列腺癌发生率最低，归功于他们的饮食中富含番茄红素。对番茄红素补充剂的需求特强烈，增长率超过100%。
近期中国美容市场调查报告指出，目前女性最关心的是抗衰老保养，占72.2%。美国化妆品市场抗衰老美容品占50%，法国占55%，中国抗衰老美容品市场年销售额至少45亿元。
研究表明，皮肤的抗氧化体系能够减少紫外线辐射对皮肤的损伤，而存在于皮肤中的类胡萝卜素，是保护皮肤、降低紫外辐射伤害的重要因素。
口服类胡萝卜素会累积在皮肤之中，而皮肤中的类胡萝卜素可以吸收一些可见光和紫外线，或者将紫外线“反射”或“折射”。另方面，类胡萝卜素还能够淬灭单线态氧，降低氧自由基，以维持细胞的免疫系统活性。
三、植物多酚黄酮类化合物
研究结果说明，大部分天然抗氧剂活性成份具有酚型结构，国外较早使用的迷迭香抗氧剂Carnosol，国内较熟悉的棉子酚、芝麻酚、儿茶酚亦均为酚型结构，其中较多的是黄酮类化合物。
黄酮类化合物是一类低分子量的广泛分布于植物界的天然植物成分，为植物多酚类的代谢物，大多有颜色，且广泛存在于食用性植物，如蔬菜和水果中。黄酮类化合物泛指2个苯环通过碳链相互联结而成的一系列化合物。目前已分离出4000余种，按结构可分为13类，包括查耳酮类、二氢查耳酮类、橙酮类、黄酮类、二氢黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮醇类、黄烷醇类、黄烷二醇类、异黄酮类、双黄酮类、花色素类、原花色素类。其中，黄酮醇类如最常见的槲皮素等主要分布于一些水果、洋葱、红酒之中，黄酮类如芹菜甙元等主要分布于一些蔬菜、柑桔类水果之中，黄烷醇类如儿茶素等主要分布于茶叶之中，花色素类如花青素主要分布于一些有色水果、浆果之中，异黄酮类如染料木素和大豆素主要分布于豆类。大多数类黄酮物质为上述母体化合物的衍生物，常见的衍生物有甲基化、亚硫酸化等衍生物。自然界游离的类黄酮物质不多，大多数糖基化后以甙类形式存在，组成类黄酮甙的糖类有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖等。
常用作抗氧剂的黄酮类化合物有黄酮flavone、黄酮醇flavonol、黄烷酮flavanone、黄烷酮醇、异黄酮isoflavone、异黄烷酮isoflavanone、查儿酮等。
在食用植物及食药两用的植物中，同样也含有多种多酚和黄酮类物质。体外实验表明，植物多酚具有清除过氧化物、羟自由基和抑制脂质过氧化作用，而且比合成抗氧剂具有更高的抗氧活性。
国外荷兰、丹麦、美国膳食黄酮物质摄入量与流行病学调查说明，摄入量约为每人每天20~23mg，超过一些微量元素营养素的每日摄入量。美国社会调查表明，多食用蔬菜的人群，比少摄入蔬菜的人群，其心脑血管疾病发病率明显降低。
荷兰的一项跟踪调查结果显示，805名64～84岁老年人5年的冠心病死亡率，与包括槲皮素在内5种类黄酮物质摄入量呈负相关关系；在7个欧洲国家进行的25年跟踪调查发现，冠心病死亡率与类黄酮物质摄入量成负相关关系。
黄酮类化合物的主要生理活性如下：
抗氧化及抗自由基作用 自由基性质活泼，有极强的氧化反应能力，对人体有很大的危害性，在体内自由基和脂质过氧化作用使多种大分子成分，如核酸、蛋白质产生氧化变性，DNA交联和断裂，导致细胞结构改变和功能破坏，而引起癌症、衰老及心血管等退变性疾病。
黄酮类化合物的抗氧化功能是由于黄酮类化合物能成为自由基的接受体，阻断自由基连销反应；黄酮类和金属生成螯合物，抑制了金属的氧化作用；黄酮类化合物还能抵抗脂肪氧化酶催化反应。
类黄酮不仅具有较强的抗氧化作用，而且还有抗过敏、消炎、抑菌等功效。
对心血管系统的作用 欧洲20多年流行病学跟踪调查结果表明，类黄酮摄入量和心管病发生、发展、死亡率呈负相关。
黄酮类化合物对凝血具有较强的抑制作用。黄酮类化合物还可降低血管内皮细胞羟脯酸代谢，使内壁的胶原或胶原纤维含量相对减少，利于防止血小板粘附凝集和血栓形成，有利于防治动脉粥样硬化。
静注黄酮类化合物于麻醉犬后，全部动物的脑血流量增加且血管阻力相应降低，使处于异常状态下的血管功能恢复正常水平，使毛细血管前小动脉管径增加，流速加快。
抗肿瘤、抗癌作用
富含多酚(如儿茶素、黄酮、花青素)的食物和饮料消费与癌症低发密切相关。动物实验表明食物多酚类单宁对化学诱发肿瘤具有抗癌作用，对人体抑制肿瘤发生也有一定的作用。
黄酮类化合物的抗癌防癌作用，不仅主要是由于对抗自由基，也能直接抑制癌细胞生长作用。
抗炎、抗菌、抗病毒作用
黄酮类化合物具有明显的消炎、抗溃疡作用。白风梅等研究表明天然黄酮对小鼠急性胃溃疡有明显的消退作用，肯定了高剂量的黄酮提取物(200mg／ml)能使胃粘液增加，并且减轻胃的损伤。此外研究表明芦丁等黄酮类化合物具有抗流感病毒、脊髓灰质炎病毒的感染和复制能力。
雌激素作用
黄酮类化合物具有雌激素的双重调节作用。当雌激素水平较低时，表现为雌激素作用，反之表现为抗雌激素作用，如大豆异黄酮。
降血糖作用
黄酮类化合物能够促使胰岛p细胞的恢复，降低血糖和血清胆固醇，改善糖耐量，对抗肾上腺素的升血糖作用，并能抑制醛糖还原酶。
随着经济的发展和生活的提高，全国居民的健康状况有了明显改善。但是2004年10月12日公布的“中国居民营养与健康现状”报告指出：由于饮食结构不合理如脂肪摄入量过多等原因，各种常见病、多发病的患病率增加。表现如：①高血压病有较大幅度上升，患病率18.8%，总人数达1.6亿多(1996年为9500万)；②全国糖尿病患病率2.6%，大城市达6.4%，全国患病人数2000多万，另有近2000万空腹血糖受损；③全国成人超重率22.8%，总人数达2亿人，大城市超重患病率达30%，全国肥胖率7.1%达6000多万人，儿童肥胖率8.1%；④血脂异常患病率18.6%达1.6亿人(1996年为9000多万)，特别应注意的是中年和老年患病率相近，城乡差别不大。
此外在经济不断发展中的我国，有13亿人口，但是这13亿人口中，按年龄分，有婴幼儿、青少年、壮年、老年各年龄段组成。对于不同年龄段的人群，其所需摄取的营养要求也不同。特别是老年人，我国60岁以上老人 已有 1.34亿（1996年为1亿）65岁以上的2000年达8400万人，他们的健康备受社会的关注，应该为这些过去为国家建设和发展做出贡献的人们，提供那些防病抗病和预防衰老的功能食品。
总之，利用天然抗氧剂，作为延缓或降低人体因氧化受到的危害，增进健康，不仅满足常见病慢性病患者和老年人需要，对于工作压力较大的健康成年人也是增进细胞活力，提高免疫力所必须。因此在新世纪，研发推广天然抗氧化剂用于功能食品，具有重要的广阔的发展前景。