类胡萝卜素抑制油脂光敏氧化的研究101221

类胡萝卜素抑制油脂光敏氧化的研究

1 前言

类胡萝卜素在自然界广泛存在，1831年，Wacheroder从胡萝卜根中结晶分离出碳水化合物类的色素，并以“胡萝卜素”命名；之后，Berzelius从秋天的叶片中分离提取出黄色的极性色素，并名之为“叶黄素”；随着生物物理技术的发展，人们通过色谱分析的方法分离出一系列的天然色素，并命名为“类胡萝卜素”。它们具有共同的化学结构特征，分子中心都是多烯键的聚异戊二烯长链，以此为基础，通过末端的环化、氧的加人或键的旋转及异构化等方式产生出很多衍生物。目前，已知的类胡萝卜素的成员大概有600多种[1]。

类胡萝卜素是国际公认的具有生理活性的功能性抗氧化剂，单线态氧的有效淬灭剂，能清除羟基自由基，在细胞中与细胞膜中的脂类相结合，有效抑制脂类氧化。较多的摄入类胡萝卜素能减少老年性前列腺癌和老年性视网膜黄斑变性。近年来还报道了类胡萝卜素在抗癌、抗衰老等方面也有不少创新的功能价值。同时，类胡萝卜素作为一种食用油溶性色素，其本身的颜色各异，具有很好的着色功能。它们已被联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)、联合国食品添加剂专家委员会(JECFA)认定为A类营养素，在50多个国家和地区被作为营养与着色双重功能的食品添加剂应用于食品、医药与化妆品工业[2] 。本文主要从类胡萝卜素抑制油脂光敏氧化的研究，并探讨其抗氧化机理。

2 类胡萝卜素的化学结构和理化性质

2.1 类胡萝卜素的化学结构

类胡萝卜素通常是由40个碳原子组成，8个异戊二烯单元首尾连接而成的四萜类化合物(其结构通式如图1)。根据类胡萝卜素分子结构和溶解性的不同，将其分为两类：(一)不含氧的烃类，即胡萝卜素类(Carotenes)。胡萝卜素类广泛存在于高等植物和藻类中，结构特点是在分子中间2个异戊二烯是以尾-尾相连的，这类化合物中存在碳-碳双键，理论上可能的顺反异构体是很多的，但在自然界存在的这一类化合物大多数是全反式的构型，因为全反式的构型最稳定。如α－胡萝卜素、β－胡萝卜素、γ－胡萝卜素、番茄红素等都属于这一类色素，其易溶于石油醚、苯、氯仿等有机溶剂；(二)胡萝卜素的含氧衍生物类，即叶黄素类

(Xanthophylls)。叶黄素类在藻类色素中为数最多，其母体与胡萝卜相似。但其为含氧胡萝卜素，即在分子两端的环中有不同数目的氧原子，是胡萝卜素氧化的衍生物。常见的叶黄素类有辣椒红素、玉米黄素、叶黄素等，能溶于甲醇、乙醇和石油醚[3]。

图1 类胡萝卜素的结构通式

2.2 类胡萝卜素的理化性质

类胡萝卜素是一类脂溶性色素，大多难溶于水，可溶于有机溶剂。各种溶剂中的溶解度随温度的上升而增加;类胡萝卜素的含氧衍生物随其分子中的含氧官能团数目的增多，亲脂性减弱，叶黄素类则易溶于甲醇、乙醇。类胡萝卜素化合物与浓硫酸或三氯化锑的氯仿溶液都显深蓝色，这两个颜色反应常用来作为这类化合物的定性鉴定。

类胡萝卜素分子结构中有一条共扼双键的长链，使其具有光吸收特性。不同的类胡萝卜素由于分子结构不同而呈现不同的颜色。一般来讲，典型的类胡萝卜素紫外－可见光吸收图谱有3个吸收峰，各峰的位置和相对峰高都与类胡萝卜素的分子结构有关，是其分子结构的特征。

影响类胡萝卜素稳定性的因素很多，如光、热、氧、酸、氧化剂、还原剂、金属离子等。类胡萝卜素耐酸、耐碱，在锌、铜、锡、铁离子存在时不易破环;由于分子中存在许多不饱和双键，该色素对光、热、氧较为敏感[4]。

3 类胡萝卜素对油脂光敏氧化的抑制作用

3.1 不同浓度类胡萝卜素对油脂光敏氧化的影响

傅虹飞[5]等人采用柱层析的方法对红葡萄柚果肉中类胡萝卜素进行了分离纯化，并以亚甲基蓝做光敏剂的食用调和油做底物，用碘量法测定不同浓度的单一与复合类胡萝卜素抗光敏氧化活性。

图2 添加不同抗氧化剂后油脂的POV值

单一和复合类胡萝卜素与BHT的油脂抗光敏氧化作用都呈剂量效应，如图2在2~10μg/mL范围内，浓度越高，抗氧化效果越好。

王静，刘大川[6]从紫(白)苏叶中提取出的类胡萝卜素为材料，以及许飒等[7]以类胡萝卜素成品，对其在油脂自动氧化及光敏氧化中的作用进行了研究。

表1 类胡萝卜素在含亚甲基蓝大豆油中抗光敏氧化结果

注：大豆油氧化指标以生成CDHP的1%吸收强度(错误！未找到引用源。，λmax=234 nm)表示

由表1可见，在含亚甲基蓝作为引发剂的大豆油中加入3种类胡萝卜素均显著抑制光敏所致CDHP的生成，含0.536 mg和1.072 mg的3种类胡萝卜素的大豆油中生成的CDHP与空白差异显著。这说明紫(白)苏叶类胡萝卜素与β-胡萝卜素均可抑制亚甲蓝所引发的大豆油光敏氧化，且抑制效果随类胡萝卜素浓度升高而增强。

表2 类胡萝卜素在含亚甲基蓝菜籽油中抗光敏氧化结果

注：菜籽油氧化指标以生成CDHP的1%吸收强度(错误！未找到引用源。，λmax=234 nm)表示

由表2可见，加入β-胡萝卜素、紫苏叶类胡萝卜素、白苏叶类胡萝卜素均显著抑制含亚甲基蓝菜籽油中CDHP的形成，且这种抑制作用随类胡萝卜素浓度升高而增强，含3种不同浓度的β-胡萝卜素、紫苏叶类胡萝卜素和白苏叶类胡萝卜素的菜籽油所生成的CDHP显著低于不含类胡萝卜素的菜籽油空白。

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