水溶性抗氧化剂的作用及分类

水溶性抗氧化剂突出的作用是对催化氧化离子的掩蔽，并兼顾对果蔬食物的护色及防褐变等作用，同时对添加在含水油脂或乳化食物中的脂溶性抗氧化剂具有辅助和加强的作用。

1.抗坏血酸（Ascorbic Acid）

抗坏血酸又称维生素C。分子式C₆H₈O₆，相对分子质量176.12（按2007年国际相对原子质量）。四种异构体结构见图3-10。

图3-10 抗坏血酸异构体

（1）理化性质 抗坏血酸的4种异构体中只有结构（1）的生物活性最高，称为L-（+）抗坏血酸（即维生素C），其他几乎无生物活性。图3-10（3）为D-（+）抗坏血酸；图3-10（2）、图3-10（4）称为异抗坏血酸。所以抗坏血酸都具有显著的还原性，很容易发生氧化反应生成稳定的去氢抗坏血酸。另外，抗坏血酸在水溶液中容易电离成氢离子和负离子，其化学活性非常突出，具体如下。

①与活性氧进行氧化反应（图3-11），产物为去氢抗坏血酸。

图3-11 氧化反应

②与碱性物质进行中和反应（图3-12），产物为抗坏血酸钠。

图3-12 中和反应

③与金属离子进行络合反应（图3-13），产物为螯合物。

图3-13 络合反应

抗坏血酸属于天然类抗氧化剂，产品为白色结晶性粉末或针状结晶，无臭、有酸味，熔点为190～192℃，受光久照后逐渐变成褐色，易溶于水，酸介中比较稳定，不溶于乙醚等有机溶剂。抗坏血酸能与氧反应、与金属离子形成螯合物，并与碱反应生成相应的盐。

抗坏血酸既是还原剂也是螯合剂，同属于食品抗氧化剂。抗坏血酸为水溶性抗氧化剂，棕榈酸抗坏血酸酯却为脂溶性抗氧化剂。

（2）毒理学参数 大鼠经口LD₅₀大于5g/kg体重；抗坏血酸及其钙、钠、钾盐ADI无限制性规定（FAO/WTO，1981）。

（3）应用与限量 根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：抗坏血酸可用于去皮或预切的鲜水果，去皮、切块或切丝的蔬菜，最大使用量为5.0g/kg；用于小麦粉，最大使用量为0.2g/kg；在浓缩果蔬汁（浆）中，可按生产需要适量使用。在标准中扩大抗坏血酸使用范围、用量，作为抗氧化剂可用于果蔬汁（浆），最大使用量1.5g/kg。抗坏血酸作为抗氧化剂可用于（附录4中食品除外的）各类食品中，并可按生产需要适量使用。

2.D-异抗坏血酸及其钠盐

（1）D-异抗坏血酸（D-isoascorbic acid）D-异抗坏血酸又称异维生素C（erythorbic acid）。分子式C₆H₈O₆，相对分子质量176.12（按2007年国际相对原子质量），结构式参考抗坏血酸。

①理化性质：D-异抗坏血酸也是一种常用的食品抗氧化剂。产品为白色或微黄色结晶颗粒或粉末，无臭，味酸，光线照射下逐渐发黑，干燥状态下，在空气中相当稳定，但在溶液中并在空气存在下迅速变质，在164～172℃融化并分解。本品系抗坏血酸的异构体，化学性质类似于抗坏血酸，但几乎无抗坏血酸的生理活性作用（仅约1/20）。抗氧化性较抗坏血酸佳，价格亦较廉，但耐热性差。它有强还原性，遇光则缓慢着色并分解，遇重金属离子会促进其分解。极易溶于水（40g/100mL），溶于乙醇（5g/100mL），难溶于甘油，不溶于乙醚和苯。

②毒理学参数：大鼠经口LD₅₀15g/kg体重；小鼠经口LD₅₀9.4g/kg体重；ADI值无限制性规定（FAO/WHO，1990）。

③应用与限量：按我国GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：D-异抗坏血酸及其钠盐用于浓缩果蔬汁（浆），按生产需要适量使用；用于葡萄酒，最大用量为0.15g/kg，以抗坏血酸计。

（2）D-异抗坏血酸钠（D-sodium Isoascorbate）分子式C₆H₇NaO₆·H₂O，相对分子质量216.12（按2007年国际相对原子质量），结构式见图3-14。

图3-14 D-异抗坏血酸钠

①理化性质：D-异抗坏血酸钠为L-抗坏血酸异构体相应钠盐，为白色或微黄色结晶颗粒或粉末，几乎无臭，略有咸味，干燥状态下比较稳定，但在溶液中，在有空气、金属离子、热或光存在下，发生氧化变质，200℃以上熔化分解，易溶于水（17g/100mL），几乎不溶于乙醇，浓度为2g/100mL的水溶液pH 6.5～8.0。

②毒理学参数：大鼠经口LD₅₀15g/kg体重；小鼠经口LD₅₀9.4g/kg体重；ADI值无限制性规定（FAO/WTO，1990）。

③应用与限量：同异抗坏血酸。

3.乙二胺四乙酸二钠（Disodium Ethylene-Diamine-Tetra-Acetate）

乙二胺四乙酸二钠又称EDTA-2Na或EDTA二钠盐。分子式C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈·2H₂O，相对分子质量372.24（按2007年国际相对原子质量），结构式见图3-15。

图3-15 乙二胺四乙酸二钠

（1）理化性质 乙二胺四乙酸二钠盐是一种白色结晶粉末，含有2个结晶水，干燥时容易失去结晶水，易溶于水，50g/L水溶液的pH 4～6，难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。(https://www.xing528.com)

（2）毒理学参数 大鼠经口LD₅₀为2g/kg体重；ADI值0～2.5mg/kg体重（FAO/WTO，1973）。

（3）应用与限量 EDTA二钠盐在pH 3～8几乎对所有金属离子都有螯合作用，因此适宜在大多数食品中使用。

①在油脂中，EDTA二钠盐可与BHA、BHT、PG及维生素C、异抗坏血酸结合进行添加使用，对油脂的抗氧化具有协同作用。EDTA二钠盐已成功地用于从油脂中提取金属氢化催化剂，可有效抑制受铜摧毁的亚油酸的自动氧化。另外，EDTA二钠盐可起到稳定大豆油、防止焙烤坚果的酸败、抑制香精油的自动氧化、保持人造黄油、色拉油的油脂香味等作用。由于EDTA二钠盐及其盐类在油脂中的溶解度较小，使用时可适当加入些乳化剂后其效果更好。

②在果蔬制品中，EDTA二钠盐均能有效地预防和延缓各种果蔬罐头和冷藏蔬菜在存放过程中出现的变色和异味现象，如防止罐装果仁、甜菜片、豆类及玉米乳的变味；抑制果蔬片制品的表面变黑，如红薯或马铃薯、菜花、茄子等。EDTA二钠盐与维生素C配合使用，还能防止苹果片、罐装梨的褐变。同时EDTA二钠盐能稳定维生素成分，可有效地防止金属离子对维生素的催化氧化和破坏。EDTA二钠盐不仅可用来稳定柑橘、柚子、番茄汁中的维生素C，而且对维生素A、维生素D、维生素E、维生素K以及B族维生素均有一定的稳定和保护作用。

③在乳制品中，EDTA二钠盐能有效地防止牛乳中金属催化氧化而产生的异味；在饮料中，EDTA二钠盐能抑制酒类中的金属催化氧化变质，如EDTA二钠盐能有效地防止啤酒中由于金属盐类造成的自然喷出和冷却混浊，同时能保护其中的维生素C不被残留金属离子所氧化破坏。对碳酸饮料可保持风味不变，减少变色、褪色、混浊、沉淀等影响感官效果的现象发生。

④在肉制品中，EDTA二钠盐能延缓加工过的肉制品中氧化氮血红素的生成，它与亚硝酸盐结合有利于抑制酱肉、肉干制品的表面褐变，与维生素C结合可保持牛肉的特殊风味，也能有效控制鱼肉中三甲胺的产生，使鱼肉制品的鲜味时间延长。

根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：乙二胺四乙酸二钠可用于果脯类（仅限地瓜果脯）、腌渍的蔬菜、蔬菜罐头、坚果与籽类罐头、杂粮罐头，最大使用量为0.25g/kg；用于果酱、蔬菜泥（酱）（番茄沙司除外），最大使用量为0.07g/kg；用于复合调味料，最大使用量为0.075g/kg；用于饮料类（14.01包装饮用水除外），最大使用量为0.03g/kg。

4.植酸（Phytic Acid）

植酸又称环己六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸（Inositol Hexaphosphoric Acid）。分子式C₆H₁₈O₂₄P₆，相对分子质量660.02（按2013年国际相对原子质量），结构式见图3-16。

图3-16 植酸

（1）理化性质 植酸属于天然类抗氧化剂，产品为淡黄色或浅褐色黏稠液体，易溶于水、甘油和丙酮，难溶于苯、氯仿和乙醚等，水溶液为酸性，7g/L水溶液的pH 1.7，受强热易分解，植酸对多数金属离子有螯合作用。

（2）毒理学参数 小鼠口服LD₅₀4300mg/kg体重（2950～6260mg/kg体重，雌性）；3160mg/kg体重（2050～4880mg/kg体重，雄性）。

（3）应用与限量 根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：植酸及植酸钠作为抗氧化剂均可用于基本不含水的脂肪和油、加工水果、加工蔬菜、装饰糖果（如工艺造型，或用于蛋糕装饰）、顶饰（非水果材料）和甜汁、腌腊肉制品类（如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠）、酱卤肉制品类、熏、烧、烤肉类、油炸肉类、西式火腿（熏烤、烟熏、蒸煮火腿）类、肉灌肠类、发酵肉制品类、调味糖浆、果蔬汁（浆）类饮料，最大使用量为0.2g/kg，用于鲜水产（仅限虾类）可按生产需要适量使用。

5.茶多酚（Tea Polyphenol，TP）

茶多酚又称维多酚、抗氧灵、防哈灵。

（1）理化性质 茶多酚是茶叶中儿茶素类、黄酮类、酚酸类和花色素类化合物的总称。茶多酚中的特征成分是儿茶素（Catechins）及其衍生物，占60%～80%，结构式见图3-17（按2013年国际相对原子质量）。

图3-17 茶多酚

茶多酚属于天然类还原型抗氧化剂，产品为淡黄至淡茶色或茶褐色粉末状或膏状，略有涩味，溶于热水、乙醇，微溶于油脂，茶多酚对酸、热比较稳定，受光照或接触金属易变黑，并具有一定的抑菌作用。

（2）毒理学参数 大鼠经口LD₅₀（2496 ±326）mg/kg体重。

（3）应用与限量 根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：茶多酚作为抗氧化剂可用于基本不含水的脂肪和油，糕点，焙烤食品馅料及表面用挂浆（仅限含油脂馅料），腌腊肉制品类（如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠），最大使用量为0.4g/kg（以油脂中儿茶素计）；用于酱卤肉制品类，熏、烧、烤肉类，油炸肉类，西式火腿（熏烤、烟熏、蒸煮火腿）类，肉灌肠类，发酵肉制品类，预制水产品（半成品），熟制水产品（可直接食用），水产品罐头，最大使用量为0.3g/kg（以油脂中儿茶素计），用于熟制坚果与籽类（仅限油炸坚果与籽类），油炸面制品，即食谷物[包括碾轧燕麦（片）]，方便米面制品，膨化食品，最大使用量为0.2g/kg（以油脂中儿茶素计）；复合调味料，植物蛋白饮料，最大使用量为0.1g/kg（以儿茶素计）。在标准中扩大茶多酚使用范围，作为抗氧化剂可用于果酱、水果调味糖浆，最大使用量为0.5g/kg。

6.迷迭香提取物（Rosemary Extract）

迷迭香提取物又称香草酚酸油胺，主体化学结构式见图3-18。

图3-18 迷迭香提取物

（1）理化性质 迷迭香提取物为淡黄色粉末或液体，有微弱的香味，溶于乙醇。主要含鼠尾草酚（12.8%）、迷迭香酚（5.3%）、熊果酸（56.1%）三种抗氧化物质。

（2）来源与制法 取迷迭香嫩茎、叶片，去除精油，烘干残渣，由乙醇提取残渣中的有效成分，再通过精制、干燥而制成。

（3）毒理学参数 小鼠经口LD₅₀12g/kg体重；致突变试验Ames试验、微核试验、小鼠睾丸初级精母细胞染色体畸变试验，均呈阴性。

（4）应用与限量 根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：迷迭香提取物作为抗氧化剂可用于植物油脂中，最大使用量为0.7g/kg；用于动物油脂（猪油、牛油、鱼油和其他动物脂肪等），熟制坚果与籽类（仅限油炸坚果与籽类），油炸面制品，预制肉制品，酱卤肉制品类，熏、烧、烤肉类，油炸肉类，西式火腿（熏烤、烟熏、蒸煮火腿）类，肉灌肠类，发酵肉制品类，膨化食品，最大使用量为0.3g/kg。