绿原酸酯在水包油型乳状液中的抗氧化作用及其与α-生育酚相互作用机理研究

Oil in water (O/W) emulsion is common biphasic dispersions that exist in food products. The research on the methods to improve oxidative stability of O/W emulsions has become one of the most attractive topics in the field of food science. Our recent studies have shown that chlorogenic acid and its polar esters with different fatty acyl chain length could act as antioxidants to inhibit lipid oxidation in emulsion systems. However，the underlying antioxidant mechanisms and their interactions with α?tocopherol in emulsion systems have not yet been elucidated. Therefore, in order to further clarify the mechanisms of action of antioxidants (with different polarity, hydrophobicity, emulsifying and micro perspectives) in emulsion, their location in emulsions, their fluorescence characteristics and physical effects to the emulsions will be studied by various modern instrumental methods and physical microscopic methods. On this basis, the mechanisms for the interactions between chlorogenate esters and α?tocopherol in emulsion systems will also be explored on the molecular levels by: 1) investigation of their micro-environment, fluorescence intensity, redox potentials and radical regeneration with various electrochemical and physico-chemical methods; 2) determination of antioxidant decomposition during oxidation studies using HPLC-MS method. This project will provide theoretic basis and technical supports for the improvement of the oxidative stability of emulsion systems. And it will also provide a scientific foundation for the wildly applications of chlorogenic acid as natural resources.

水包油(O/W)乳状液是广泛存在于食品中的两相分散体系，如何加强乳状液中油脂氧化稳定性是目前该领域研究的热点和难点。我们前期研究和他人实验均已表明绿原酸及其不同极性酯类化合物可以抑制乳状液中油脂氧化，但是它们在乳状液中的抗氧化机制及与α-生育酚相互作用机理等尚未得到阐明。因此本项目拟进一步通过各种现代仪器与物理微观分析技术对绿原酸酯在乳状液中的分布、荧光特性及其对乳状液的物理效应进行检测，以期从极性、疏水性、乳化性与微观性的角度全面阐明抗氧化物质在乳状液中的作用机理；在此基础上，通过各种电化学和物理化学手段检测α-生育酚和绿原酸酯类的微环境、荧光强度、氧化还原电位及自由基产生的变化，并采用HPLC-MS鉴定乳状液氧化过程中两者的作用产物，从分子水平上探讨乳状液体系中两者之间的作用力类型及其作用机制。本项目的完成可为提高乳状液氧化稳定性提供重要的实验依据与理论指导，具有良好的科学性和原创性。

为提高抗氧化剂的抗氧化效率，除加入单一抗氧化剂外，往往会尝试性地将不同抗氧化剂进行复合使用而达到抗氧化协同增效，不同抗氧化剂之间的相互作用关系（或协同，或叠加，或拮抗）的研究越来越受到关注。基于此，本项目以玉米油O/W乳状液为研究对象，在比较不同极性没食子酸酯在该乳状液中的抗氧化活性强弱的基础上，结合荧光猝灭法和循环伏安法探讨了没食子酸酯与α-生育酚在乳状液中的相互作用机理，具体内容和结果如下：.（1）考察不同抗氧化剂和抗氧化剂不同浓度对乳液颗粒粒径和ζ-电位的影响，结果表明：添加没食子酸酯和α-生育酚后乳液粒径均变小，但与其添加浓度没有正相关关系，且不同抗氧化剂之间没有显著区别；不同抗氧化剂对乳液ζ-电位产生不同程度的影响，可能与其疏水性大小相关，且发现油滴ζ-电位随着抗氧化剂添加浓度的增大反而减小。.（2）考察了不同极性没食子酸酯对玉米油O/W乳状液氧化稳定性的影响，结果表明，与“极性矛盾学说”不一致的是，在乳液中它们抗氧化活性依次为R3>R12>R8>R0>R18。进一步分别检测抗氧化剂在乳状液水相和界面膜中的分布，结果表明，油脂氧化形成的过氧化物易分布在乳状液的界面膜中，抗氧化剂在界面膜中分布越多，在乳液中的抗氧化活性就越强。.（3）考察没食子酸酯与α-生育酚在玉米油O/W乳状液中的相互作用关系，结果表明：没食子酸酯与α-生育酚的复合使用（T-R）后，R3，R8和R12与α-生育酚在乳液中表现为协同作用，其中以T-R3作用最为显著，而没食子酸十八酯与α-生育酚则表现出拮抗作用；在此基础上，进一步从乳状液中的分布、对α-生育酚的荧光猝灭效果、氧化还原电位和氧化作用产物等各方面探讨了没食子酸酯与α-生育酚的相互作用机理，我们发现没食子酸酯在乳液界面膜分布越多，与α-生育酚的协同作用就越强；考虑不同没食子酸酯对α-生育酚的荧光淬灭效率（Ks）、发生无辐射能量转移的程度和效率（K）、与荧光基团之间的实际结合能力和亲合力（KA）的影响，没食子酸丙酯和α-生育酚的相互作用最强；在乙腈，磷酸盐缓冲液和Tween20胶束体系中，没食子酸酯的氧化峰电位都高于α-生育酚，α-生育酚会自发向没食子酸酯传递电子；采用HPLC法检测没食子酸、没食子酸丙酯和α-生育酚的氧化作用产物，结果显示α-生育酚氧化后生成α-生育醌，没食子酸丙酯可能通过让α-生育酚再生发挥协同作用。