添加到含油脂食品中以防止酸敗的抗氧化劑

 

什麼是酸敗？

酸敗是食物中油脂分解的過程之一，會產生令人不快的氣味、味道，有時甚至會產生有害化合物。大氣中的氧氣、太陽紫外線或熱量也常常會滲入食物，在某些情況下引發一種稱為氧化的化學反應。這不僅會改變食物的味道和氣味，還會限制其營養價值，並縮短其保質期。

油脂中酸敗和氧化的定義

油脂的酸敗和氧化主要是由於油脂內部化學成分的變化引起的，這些變化主要歸因於氧化、水解和微生物活動。當氧氣與不飽和脂肪接觸時，就會發生氧化反應，而光、熱和某些金屬離子等催化劑則會促進此過程。氧化反應會生成過氧化物和醛、酮等二次氧化產物，而這些物質正是酸敗物質產生難聞氣味和味道的原因。

預防油脂酸敗在很大程度上可以透過適當的儲存條件來實現。例如，將油脂儲存在陰涼、密封的容器中，並置於較低的溫度下，以減少其與光照、氧氣和熱量的接觸，從而降低氧化速度。這進一步強調了不僅要理解油脂酸敗的概念，還要在食品和營養產業建立預防系統的重要性。

酸敗的類型：氧化和水解

酸敗大致可分為氧化性酸敗和水解性酸敗，涉及不同的機制並導致油脂腐敗。

現有文獻表明，氧化酸敗會隨著空氣暴露、高溫和光照的增加而加劇。食用油如果暴露在陽光直射下，幾週內就會產生異味和異味。過氧化值 (PV) 用於評估初級氧化，而二次氧化則可以透過其他測試來測量，例如茴香胺值 (AV)。過氧化值高於 10 meq/kg 通常表示早期腐敗，而茴香胺值顯著升高則表示實際已發生降解。

與氧化酸敗不同，將產品儲存在乾燥、低濕度的環境中可以大大降低水解腐敗的可能性。例如，黃油在密封包裝中低溫保存，可以保持更長時間的品質。

在了解了兩種類型的酸敗後，人們發現它們對於工業界開發改進的方法來提高產品中油脂的穩定性和保質期至關重要。

酸敗對食品品質和安全的影響

事實上，酸敗會嚴重影響食品的品質和安全。從感官特性的角度來看，酸敗會產生令人不快的味道、氣味，甚至導致產品質地發生不適當的變化，使產品變得令人不快。酸敗脂肪中發生的一些化學變化會產生醛類和過氧化物等有害物質，這些物質本身可能致癌，並可能導致體內氧化壓力和發炎。

食物的能量來自油脂，而油脂作用賦予食物的物質稱為酸敗，即所謂的品質劣化。如果發生酸敗，油脂就會降解，必需脂肪酸（例如Omega-3和Omega-6）也會降解；因此，食物的價值會降低，消費者的益處也會隨之降低。為了應對這些不利影響，人們在工業上採用了多種抗氧化劑、真空包裝和氣調貯藏技術，以減少與氧氣的接觸，從而減緩酸敗過程。透過良好的監測預測，可以確保食品在保存期限內的安全。

抗氧化劑在防止酸敗中的作用

抗氧化劑是一種能夠減緩氧化過程，從而有助於防止食物腐臭的物質。透過中和自由基，抗氧化劑可以抑製油脂的降解，從而保持食品的口感、品質和安全性。一些常用的抗氧化劑包括天然物質，例如維生素E（生育酚），以及合成物質，例如丁羥甲苯（BHT）。除了防止食物腐臭之外，這些物質還能延長保存期限並確保營養價值。

抗氧化劑如何抑制氧化並保護脂肪

相反，抗氧化劑透過破壞自由基引發的鍊式化學反應來抑制氧化過程。自由基是在脂肪和油暴露於氧氣、熱或光時產生的，而生育酚等抗氧化劑會將電子捐贈給自由基，從而中和它們，阻止它們造成氧化損傷。

研究進一步表明，抗多酚食品中的天然抗氧化劑（例如綠茶萃取物）如何發揮雙向作用，既能延長保質期，又能因其生物活性帶來潛在的健康益處。在產品新鮮度、安全性和品質至關重要的產業中，上述一系列複雜的抗氧化防禦措施至關重要。

在食品保鮮中使用抗氧化劑的好處

抗氧化劑是確保食品品質和安全的關鍵成分，它們能夠延緩氧化過程，從而防止食品腐敗變質。科學研究表明，維生素E、維生素C和多酚等天然抗氧化劑有助於提高食品的新鮮度，尤其對富含脂肪和油脂的食品而言更是如此。

• 保存期限延長： 研究結果表明，將天然抗氧化劑迷迭香萃取物應用於肉製品時，可使保存期限延長40%以上，減少脂質氧化並促進變色。
• 提高食品品質： 據報導，將抗氧化劑加入烘焙食品中可以改善感官品質，同時增加營養價值並減輕高溫下丙烯醯胺的形成。
• 市場增長： 預計 2022 年全球抗氧化劑市場規模將達到 4.5 億美元，並且由於對天然防腐劑的需求不斷增長，預計該市場將穩步增長。

該行業的成長表明消費者對清潔標籤產品的傾向日益增強，迫使產業透過植物提取尋找合成防腐劑的更安全替代品。

透過將抗氧化劑融入食品生產過程，製造商可以在實現永續發展的同時避免食物浪費，從而確保產品的最佳壽命，並吸引註重健康的市場，尋求以最少的加工提供健康選擇。

保持營養價值和感官品質

在確保食品感官吸引力的同時，保持其營養完整性是現代食品生產的關鍵目標。事實上，迷迭香、綠茶和柑橘類​​水果等天然抗氧化劑能夠有效保存維生素和多酚等易受氧化的關鍵營養素，進而延長食品的保存期限。

採用真空油炸、高壓加工 (HPP) 和冷凍乾燥等新技術，可最大限度地保留營養成分，同時改善口感、質地和外觀。例如，HPP 可以保留水果和蔬菜的天然風味和色澤，同時減少微生物負荷，從而確保食品安全，同時又不影響品質。

用於防止酸敗的兩種關鍵抗氧化劑

用來防止酸敗的兩種關鍵抗氧化劑是：一是生育醇（又稱維生素E），二是另一種非天然抗氧化劑，即BHT。生育醇作為天然抗氧化劑，廣泛用於穩定油脂；而BHT作為合成抗氧化劑，有助於延緩各種食品的氧化過程。兩者都有助於食品更長時間的保鮮和品質的維持。

丁基羥基茴香醚（BHA）：特性與應用

丁基羥基茴香醚是一種人造抗氧化劑，廣泛應用於食品、製藥和化妝品行業，以防止氧化並維持產品品質。它由兩種同分異構體有機化合物（即叔丁基-4-甲氧基苯酚和叔丁基-3-甲氧基苯酚）組成。它們可以防止油脂氧化，防止油脂酸敗並縮短產品的保質期。

一旦使用，催化褐變反應的多酚氧化酶的酵素活性就會受到抑制。其他研究表明，在保鮮方法中添加0.1%-0.4%的抗壞血酸就足以延緩農產品的腐敗，並改善新鮮農產品的外觀。

此外，抗壞血酸在食品系統中扮演還原劑的作用，能夠穩定易降解的關鍵營養素，例如維生素A和β-胡蘿蔔素。因此，它能夠作為營養穩定劑，防止營養成分降解，並防止氧化過程；因此，在其他地方找不到這種成分。

維生素 E（生育酚）用於穩定脂肪和油

維生素E，尤其是生育酚，作為抗氧化劑，可以穩定油脂。油脂易被氧化，導致酸敗、異味和營養價值的流失。生育酚透過阻斷自催化鍊式反應來抑制氧化，從而延長保質期並維持產品品質。

有充分的證據表明，生育酚作為抗氧化劑的效果在植物油、堅果和種子中的多元不飽和脂肪酸中最佳。研究表明，添加200-500毫克/公斤濃度的生育酚會顯著延緩食用油的氧化反應。生育酚的受體不僅包括食品；事實上，生育酚也用作化妝品和藥品中的抗氧化劑，以穩定油性配方，確保其長期功效。

維生素E的穩定性取決於溫度、氧氣以及與其他抗氧化劑（例如抗壞血酸）的相互作用。生育酚兼具營養素和防腐劑的雙重作用，使其成為用途最廣泛的化合物之一，能夠有效保障各行各業富含脂肪產品的品質和安全。

天然和合成抗氧化劑的比較

作為天然抗氧化劑，生育酚（維生素E）、多酚、類黃酮和類胡蘿蔔素主要來自植物或動物。天然抗氧化劑之所以享有盛譽，主要是因為它們具有良好的生物相容性，並且對生物體或產品幾乎沒有不良反應。迷迭香、綠茶和葡萄的天然萃取物之所以能夠商業化，主要是因為它們具有強大的抗氧化活性。例如，據報道，α-生育酚類天然抗氧化劑能夠透過清除自由基顯著降低氧化應激，從而延長食品和藥品的保質期。這些化合物更受那些青睞有機添加劑的消費者青睞。

例如，據報道，TBHQ 能賦予煎炸油優異的氧化穩定性，而一些天然替代品甚至無法在保質期內保護油。此外，合成抗氧化劑對熱和光等不利環境因素的耐受性極強，無法承受工業應用中對性能要求極高的極端情況。

相反，這些合成抗氧化劑的安全性已受到嚴格審查，因此在某些國家/地區受到了更嚴格的監管。一些研究表明，長期大量服用可能會產生毒性或對健康產生不利影響，這促使製造商更積極地尋找天然替代品。另一方面，天然抗氧化劑在穩定性和成本方面存在局限性，這促使其配方進一步開發，以與合成抗氧化劑競爭。

最後，選​​擇天然抗氧化劑還是合成抗氧化劑將取決於具體的應用、保質期要求、監管考慮因素以及市場對清潔標籤或註重成本的香料的需求。

抗氧化劑在食品保鮮的應用

抗氧化劑在食品保鮮中發揮著至關重要的作用，它可以防止氧化，防止腐敗、酸敗和必需營養素的降解。抗氧化劑可用於延長保存期限、保持風味，並保護食品的色澤和質地。常見的應用包括：在油脂中添加抗氧化劑以延緩酸敗；在加工肉類中添加抗氧化劑以保持色澤和新鮮度；以及在烘焙食品中添加抗氧化劑以保持長期品質。根據產品類型和消費者偏好，抗氧化劑的使用範圍包括天然和合成兩種。

受益於抗氧化劑的含油食物範例

這類抗氧化劑是用於保護含油食品品質，並透過防止氧化和酸敗來延長其保質期的基本物質。例如：

將抗氧化劑加入含脂肪和油的食品中的方法

當抗氧化劑添加到油脂中時，所遵循的添加方法應確保其具有足夠的穩定性和品質。直接添加就是最好的例子，即在食品加工過程中以純淨形式添加抗氧化劑。例如，將天然抗氧化劑（例如生育酚和迷迭香萃取物）直接添加到油脂中，以防止氧化。

1. 直接添加法： 研究表明，生育酚含量在 200-500 ppm 範圍內的油可以大大延緩酸敗的形成，並可將保質期延長 30%。
2. 封裝技術： 另一種新穎的方法是將抗氧化劑封裝到各種載體中，例如脂質體或蛋白質基質，然後再添加到食品中。這樣做可以提高抗氧化劑的生物利用度並控制釋放，從而提供更持久的保護效果。事實上，文獻表明，在油性調味品中使用時，封裝的迷迭香萃取物比遊離形式的迷迭香萃取物的氧化穩定性高出40%。
3. 抗氧化塗層： 抗氧化塗層越來越多地應用於易發生脂質氧化的食品。這種可食用塗層系統利用富含天然抗氧化劑的多醣或蛋白質基質形成一道屏障。例如，研究發現，富含綠茶多酚的殼聚醣薄膜可在30天的儲存期內將油炸零食中的過氧化值降低45%。

此技術強調，應根據所涉及的食品基質和所考慮的儲存條件來選擇加入抗氧化劑的程序，以達到最大的保護效果。

維持氧化穩定性的創新包裝解決方案

這種創新的包裝技術發揮重要的氧氣阻隔作用，彌補了食品與氧氣接觸與保質期延長之間的差距。例如，主動包裝系統包含除氧劑，可與包裝中的殘留氧氣反應，使包裝內的環境保持在低氧水平。

這些創新方法表明，包裝不僅被視為容器，而且被視為在整個供應鏈中積極保護食品品質和防止食品氧化的手段。

安全和監管考慮

食品安全部門對抗氧化劑的安全性評估

食品安全機構透過嚴格的測試來評估抗氧化劑，以確保其對人類食用的安全性。食品安全機構會檢查抗氧化劑的毒性，規定其劑量限制以及可能出現的任何不良反應。例如，美國食品藥物管理局 (FDA) 和歐盟食品安全局 (EFSA) 要求提供科學研究和數據，以確認抗氧化劑符合公認的安全標準。為了確保長期安全，當局會設定每日可接受攝取量。符合這些標準的抗氧化劑是食品包裝和防腐劑中使用的抗氧化劑，並經批准。

BHA 和 BHT 的每日可接受攝取量 (ADI) 水平

食品添加劑的使用須遵守監管機構規定的安全限量。 BHA 的每日允許攝取量 (ADI) 已確定為 0.05 毫克/公斤體重/天；BHT 的每日允許攝取量 (ADI) 略高，為 0.3 毫克/公斤體重/天。這些最大允許量是根據詳盡的毒理學測試得出的，該測試針對的是這些抗氧化劑被測試生物攝入的時間長度及其產生的不良影響。因此，所設定的水平是這些物質在終生攝取後不會對健康產生不良影響的最大允許量。由於這些添加劑廣泛用於加工食品、化妝品和包裝材料，因此應追蹤其攝取量。

	ADI 級別	監管機構
BHA（丁基羥基茴香醚）	0.05 mg / kg體重/天	美國食品藥物管理局、歐洲食品安全局
BHT（丁基化羥基甲苯）	0.3 mg / kg體重/天	美國食品藥物管理局、歐洲食品安全局

抗氧化劑的法規和標籤要求

不同地區對抗氧化劑的監管差異很大，但根本目的是確保消費者安全和透明度。例如，在美國，食品藥物管理局 (FDA) 將許多抗氧化劑歸類為「一般公認安全」(GRAS)。此分類基於科學證據和長期評估。同時，歐盟遵循歐洲食品安全局 (EFSA) 的嚴格指導方針，該局規定了每日可接受攝取量 (ADI) 水平，並要求清晰標註。

在全球範圍內，消費者對產品透明度的需求日益受到重視。研究和調查顯示，大多數購物者更重視清晰的標籤，更傾向於天然抗氧化劑而非合成抗氧化劑。這一趨勢進一步激勵製造商遵守標籤法規，並探索更天然的產品配方。

結論與未來展望

回顧抗氧化劑在防止酸敗的重要性

抗氧化劑透過抑製油脂的氧化，對於防止食品酸敗至關重要。氧化會分解這些成分，導致腐臭、異味和營養價值的流失。抗氧化劑可以減緩這一過程，延長食品的保質期，並實現品質和損耗的標準化。天然抗氧化劑，如維生素E和迷迭香萃取物，因其功效良好且消費者友善而廣受青睞。

BHA、BHT 和天然抗氧化劑的作用

這些抗氧化劑一旦添加，就能防止食物變質。 BHA 和 BHT 特別適用於高脂肪食品（如零食、烘焙食品和加工肉類）的保鮮。 BHA 和 BHT 具有自由基清除劑的作用，能夠幹擾脂質氧化過程中的自由基鍊式反應。最近的研究表明，在某些情況下，使用 BHA 和 BHT 可以將食品的保質期延長 25%，證明了它們在大規模生產和儲存中的實際應用價值。

然而，天然抗氧化劑因其安全性和極少加工的成分而越來越受到消費者的青睞。這類具有抗氧化潛力的物質包括維生素C（抗壞血酸）、維生素E（生育醇）以及植物萃取物，如綠茶和迷迭香萃取物。例如，研究表明，迷迭香萃取物由於富含鼠尾草酸和迷迭香酸，已被證實能有效抑制肉類氧化變質，其抑制率高達30%。與合成抗氧化劑相比，天然抗氧化劑除了營養價值外，還可能帶來其他益處，這是滿足當前日益增長的清潔標籤產品需求的重要因素。

首先，我要說的是，合成抗氧化劑和天然抗氧化劑各有其用途；因此，兩者各有優缺點。 BHA 和 BHT 等合成抗氧化劑價格低廉，且微量使用即可見效，而天然抗氧化劑則更具健康益處，是萃取和應用方法研究的基礎。這反過來表明，在兩種方法之間尋求一種折衷方案，或許可以優化製造商的保質期，同時兼顧消費者的期望。

抗氧化劑在食品保鮮的應用前景

抗氧化劑作為食品防腐劑的未來發展與不斷發展的技術以及消費者對天然永續解決方案日益增長的吸引力息息相關。研究表明，天然抗氧化劑的發現正在蓬勃發展；水果、蔬菜、草藥和香料中的化合物展現出最大的潛力。例如，綠茶和迷迭香中的多酚在某些食品應用中顯示出比合成化學物質更好的抗氧化效果。

奈米技術在食品保鮮方面另一個前景看好的應用是抗氧化劑包覆。奈米載體能夠以可控的方式釋放抗氧化劑，並提升抗氧化劑的性能，從而減少抗氧化劑的添加量。據報道，奈米包覆技術可將易腐食品的保存期限最高延長30%。

消費者偏好的敏感度也推動著產業邁向清潔標章產品邁進，進而推動了植物性抗氧化劑的發展。這些替代品既滿足了人們對健康的追求，也促進了永續發展。它們因利用食品加工行業的副產品（例如葡萄籽提取物或柑橘皮）而備受讚譽。

此外，立法和監管機構正在改變趨勢，制定嚴格的法律禁止使用合成食品添加劑，從而迫使食品業轉向更安全、無毒的抗氧化劑。另一方面，最近的發展、研究和報告越來越關注天然和生物基抗氧化劑在解決食品安全和環境問題中應發揮的作用，因此，這將成為未來幾年非常有前景的探索和應用領域。

參考資料

常見問題（FAQ）