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抗氧化能力指数

已有 11534 次阅读 2008-4-2 09:30 |个人分类:沉浮边缘

近年来,越来越多的研究证明老化和各种生活习惯病的发生过程都与活性氧相关。因此,评价生物体内抗氧化水平及与健康关系密切的食品,特别是保健品等抗氧化能力引起了人们广泛的关注。

由于食品中包含多种数量不同的抗氧化物质,生命组织中也具有多种内源性抗氧化物质来抵消和中和对生命有害的活性氧,使得人们难以一 一测量特定抗氧化剂在体内外的抗氧化能力。此外,各种抗氧化剂之间的相互作用使得测定综合抗氧化水平比测定特定抗氧化剂的水平更具有代表性。基于上述理由,近年来建立起包括抗氧化能力指数测定在内的许多分析方法对各种样品的相对总抗氧化能力进行评价。

Oxygen radical absorbance capacity (ORAC)被译为抗氧化能力指数,是目前抗氧化研究领域一个重要的评价方法。该方法以偶氮类化合物2, 2’-azobis-2- amidinopropane-dihydrochloride (AAPH)作为过氧自由基来源,以荧光素Fluorescence(3, 6’-dihydroxyspiro [isobenzofuran-1[3H],9’[9H]-xanthen] -3-one)为荧光指示剂,维生素E水溶性类似物Trolox(6-hydro-2,5,7,8- tetramethylchroman-2-carboxylic acid)为定量标准,使用荧光微孔板分析仪进行分析。与其他抗氧化能力分析方法相比, ORAC方法具有诸多显著的优点。该方法目前已成功应用于生物样品、植物或食品提取物和纯化合物等多种样品的体内外抗氧化能力分析,并有希望在研究氧化与疾病关系方面发挥重要的作用。

至今为止的研究证明,ORAC方法对抗氧化剂评价具有较高的特异性。本实验室在对Trolox、Vitamin C、血浆和组织匀浆样品、植物提取物等多种样品的考察中也发现,抗氧化剂浓度与曲线下面积之间具有较好的线性关系。

Ou等对ORAC方法的精密度和准确度进行的考察结果表明,精密度RSD在±15%之间,准确度为批内差异在91-107%,批间差异在101-105%。本实验室通过Trolox、Vitamin C和绿茶提取物得到ORAC方法的精密度RSD在±11%之间,准确度为批内差异在93-106%,批间差异在95-102%,且具有良好的重现性。

一般认为,一个自由基氧化反应包含自由基的产生、传播、分支、终止等多个步骤。抗氧化剂可以通过抑制自由基生成而抗氧化,或者通过阻断自由基链式反应的过程实现抗氧化作用。大多数抗氧化剂通过第二种方式起作用,其作用机理多为氢转移机制。发生氢转移的动力主要来自于氢转移后形成的自由基稳定性更高,且该自由基不能使链反应继续进行或者仅以极低的速率继续进行。目前,氢转移反应作为自由基氧化反应发生的主要机制已经得到公认,并被充分的研究。ORAC方法所测定的是能够打破自由基链式反应的抗氧化剂的抗氧化活性。

由于ORAC方法的反应体系为水溶液,故水溶性物质的抗氧化能力分析较简单。对于水溶性植物或者食品提取物,以及纯化合物,直接以磷酸钾缓冲液溶解后进行测定即可。对于大部分水溶性不好的样品,可将样品以甲醇、乙醇、丙酮及二甲基亚砜等有机溶剂配制成高浓度储备液,再以磷酸钾缓冲液进行充分稀释后进行测定。

对于血浆和食品、植物的脂溶性环己烷提取物,以适量丙酮溶解,并以7% RMCD的50%丙酮水溶液进行稀释,室温下振荡后直接或再经过适当稀释进行ORAC测定。实验中需要使用RMCD溶液进行空白对照,Trolox标准品需要以同浓度RMCD溶液溶解进行测定。

近年来,除ORAC方法外,FRAP、TEAC、DPPH等其他一些方法也在抗氧化研究领域得到了较为广泛的应用。这些方法消除自由基的机制与ORAC方法不同,是纯粹的单电子转移(electron transfer)机制或以单电子转移机制为主。两种反应所得结果一样,但反应动力学和副反应不同。单电子转移反应和氢转移反应几乎总是同时发生,两种反应的进行主要取决于键解离能(bond dissociation energy)和离子化能(ionization potential),又由抗氧化物质的结构、性质、溶解度、分配系数以及系统溶剂等因素决定。

ORAC方法的优越性在于:(1)ORAC方法可以提供稳定可控的自由基,这些自由基与生命现象中的自由基具有高度的一致性。(2)ORAC测定的抗氧化剂对氧自由基引起的氧化反应的抑制是经典的单纯依靠氢转移反应使自由基链式反应终止的,反应机制明确。(3)采用荧光定量灵敏度高。(4)用曲线下面积(AUC)进行定量比在特定时间测量抑制百分率或者在特定抑制百分率处测定抑制时间都具有更大的优越性。ORAC分析由于其氧化反应的完成,保证结果的准确性。(5)可以通过改变自由基和反应体系的溶剂测定脂溶性和水溶性物质的抗氧化活性。(6)可以完全实现自动化,适合抗氧化活性的高通量筛选。

ORAC方法自1993年建立以来,经过不断发展和完善,ORAC方法的研究和应用也已逐渐成为抗氧化领域关注的热点。可以说ORAC方法是目前评价抗氧化物质的抗氧化活性的最为简单、准确、灵敏度高、应用范围广和最具影响力的抗氧化能力研究方法之一。



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