抗氧化食品

定义

抗氧化食品指含有天然抗氧化成分、摄入后有助于保护细胞免受氧化损伤的食品。抗氧化剂是一类可能有助于保护细胞免受日常损伤的特定营养素，例如维生素 C、维生素 E 或类胡萝卜素^[1]。在自然膳食中，被称为三大抗氧化物质的是维生素 E、维生素 C 和 β-胡萝卜素^[4]。

植物性食物被认为是抗氧化剂的最佳来源，包括水果、蔬菜、全谷物、坚果、果仁、草本香料与香辛料，甚至包括可可粉^[1]。这些食物所含的天然抗氧化成分有类胡萝卜素、黄酮类化合物、异硫氰酸酯和酚酸等^[1]。人体内的抗氧化物大致可分为超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、麸胱甘太过氧化酶等酶类，以及维生素 C、维生素 E、β-胡萝卜素等非酶类^[4]。

原理

氧化损伤的化学基础是自由基链式反应。空气中的氧与不饱和脂肪酸或甘油酯接触会引起氧化变质，饱和与单不饱和脂肪链氧化很慢，双不饱和链氧化较快，多不饱和链则非常快，脂类氧化生成的氢过氧化物不稳定，会分解为醛等产物并带来哈喇味^[5]。抗氧化剂正是通过阻断这一链式反应的某些步骤来延缓氧化^[5]。

酚类抗氧化剂的作用机制是提供氢原子给脂类过氧自由基，把活性自由基转变为较稳定的产物，其通式可写作 ROO·+AH→ROOH+A·，其中酚类抗氧化剂与脂类自由基反应后生成的自由基比较稳定^[6]。黄酮类化合物的分子结构中普遍含有能阻止自由基产生、降低自由基活性的羟基和羰基，因此可以对抗自由基带来的氧化损伤^[2]。

除自由基吸收外，抗氧化成分还有多种作用途径：抗坏血酸等氧清除剂可与食品中的氧反应，自身被氧化为脱氢抗坏血酸；EDTA、柠檬酸等金属离子螯合剂可与金属离子结合，阻止其促进脂类氧化^[6]。在生物体内，维生素 C 还能还原维生素 E 自由基，两者构成协同关系^[4]。

发展历程

对抗氧化成分的认识与维生素研究同步展开。1922 年，Evans 和 Bishops 在动物模型营养实验中发现了与生殖相关的一种天然食物成分，1924 年 Sure 将其命名为维生素 E，1936 年 Evans 等人给出其学名生育酚，该词源自希腊语中「分娩」与「带来」之意，后缀「-ol」表示含醇羟基^[7]。1938 年和 1947 年又分别鉴定出生育酚的其他形式，1955 年发现 ζ 生育酚，1964 年被重命名为生育三烯酚^[7]。

对抗氧化能力的定量评价起步于 20 世纪 90 年代。1993 年 Cao 等人提出氧自由基吸收能力法（ORAC），通过测定荧光探针在过氧自由基作用下的荧光衰减来评价样品的抗氧化活性^[8]。该方法由美国国立老化研究所的 Cao 与美国农业部（USDA）的 Prior 等人发展，已被视为检测抗氧化能力的标准评价方法之一^[8]。

美国曾用 ORAC 法评价以果蔬为主的 326 品目食品的抗氧化能力，并在美国农业部网站公布，同时向官方分析化学师协会（AOAC）提出将其作为标准法推广；2007 年，日本成立了 Antioxidant Unit（AOU）研究会，推动抗氧化能力测定方法的标准化^[9]。与此同时，大规模人群干预试验陆续报告结果，抗氧化维生素补充剂的实际效果成为讨论焦点。

应用

在膳食层面，水果、蔬菜、全谷物、坚果与豆类是抗氧化成分的主要食物来源。浆果含有丰富的黄酮类化合物、酚酸、单宁、木脂素、白藜芦醇等成分，其平均抗氧化成分含量为 9.86 mmol/100g，约为其他水果平均水平的 8 倍^[3]。深色蔬菜中，羽衣甘蓝、紫甘蓝、甜菜根等含量较高；全谷物和杂豆类含有多酚类物质、类黄酮、维生素 E 和类胡萝卜素^[3]。核桃和美洲山核桃是抗氧化剂含量最高的坚果种类之一，荞麦、小米和大麦磨成面粉时较能保留植物化学物质^[1]。

加工方式会影响抗氧化成分的含量和吸收。番茄中的番茄红素在烹饪后含量高于生番茄，含有 β-胡萝卜素和维生素 E 的橙黄色蔬菜与少量脂肪同烹时更易被人体吸收；而浆果果酱中的抗氧化剂含量低于未加工的新鲜浆果^[1]。黄酮类化合物怕高温，长时间高温加热会破坏其活性^[2]。

在食品工业中，抗氧化剂同时被用作食品添加剂以延缓油脂氧化变质、延长贮存期，按来源分为天然抗氧化剂和合成抗氧化剂两类^[6]。丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、特丁基对苯二酚（TBHQ）和没食子酸丙酯是国际上广泛使用的品种，可单独使用或与柠檬酸、抗坏血酸等酸性增效剂复合使用^[6]。中国国家标准规定，在坚果与籽类罐头等食品中，BHA、BHT、TBHQ 的最大使用量均为 0.2 g/kg 并以油脂中的含量计^[10]。

局限

从食物中摄入抗氧化剂与以补充剂形式单独摄入，证据强度并不相同。长期从食物中摄入的抗氧化剂总体观察似乎有益健康，而以补充剂形式单独摄入抗氧化剂的科学依据相对较少^[1]。任何单一食物或食物类别都无法涵盖全部需求，也没有权威机构给出黄酮类化合物的固定每日推荐摄入量^[2]。

大剂量补充的干预试验提供了相反的信号。1994 年至 1996 年间公布的 CARET 试验纳入了 18314 名吸烟者、既往吸烟者和石棉接触工人，受试者每天补充 30 毫克 β-胡萝卜素和 25000 国际单位视黄醇棕榈酸酯，平均 4 年后活性治疗组的肺癌相对危险度为 1.28，该试验较原计划提前 21 个月终止。芬兰的 ATBC 研究中，每天摄入 20 毫克 β-胡萝卜素的吸烟者未表现出对肺癌的保护作用，肺癌发生与死亡率反而高于安慰剂组^[11]。

上述结果被部分研究解释为与剂量和人群有关。毒理学资料显示，β-胡萝卜素在相当于膳食水平的低剂量下表现为抗氧化剂，而在相当于补充剂水平的高剂量下、于吸烟造成的缺氧条件下会表现促氧化性质；ATBC 与 CARET 中 β-胡萝卜素的补充剂量为每天 20 至 30 毫克，而膳食摄入水平通常在每天 3 至 7 毫克之间。

测定方法本身也存在限制。ORAC 法测定时间长达 30 至 80 分钟，重现性受 pH 值和离子强度影响较大，因为荧光发射会受其干扰^[12]。体外测得的抗氧化能力数值并不能直接等同于摄入后在体内产生的生物学效应^[9]。

参见

• 自由基 —— 含未配对电子的活性化学物种，是抗氧化食品所针对的对象。

• 维生素C —— 水溶性抗氧化营养素，不能体内储存，需每日从食物摄取。

• 维生素E —— 脂溶性抗氧化营养素，可阻断脂质过氧化连锁反应。

• 类胡萝卜素 —— 黄色、橙色、红色及深绿色蔬果中的色素类抗氧化成分。

• 黄酮类化合物 —— 广泛存在于蔬果、茶与大豆中的植物化学物质，具有抗氧化作用。

• 食品添加剂 —— 食品抗氧化剂所属的品类，用于延缓食品氧化变质。