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食品中超氧化歧化酶的应用研究进展 摘 要: 超氧化物歧化酶 (SOD)是一种广泛存在于生物体内的金属酶, 通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应 , 将其转变为过氧化氢和氧气 , 清除机体代谢过程中产生的过多的自由基 , 减轻或消除超氧阴离子自由基对机体的损害。SOD在防辐射、抗衰老、防治肿瘤等方面具有独特的功能, 也是一种重要的功能性食品原料。近几年 SOD在食品工业生产中起着重要的角色, 特别是在功能性食品加工中。本文主要对SOD的基本理化性质、抗氧化作用、在食品工业中各领域的应用现状及存在的问题进行了概述。 关键词: 超氧化物歧化酶; 抗氧化; 食品; 应用 前言 超氧化物歧化酶简称SOD, 是广泛存在于生物体的一种十分重要的金属酶, 能消除超氧阴离子自由基而起保护细胞作用的重要抗氧化酶。它可以催化超氧阴离子的歧化反应产生分子氧和过氧化氢。超氧阴离子与人类及动植物的许多疾病的发生和形成有, 因此, SOD作为一种专一性的氧自由基清除剂, 可以防御超氧阴离子的毒性, 维持细胞正常的生理代谢, 对机体具有保护作用 1　SOD的理化性质及其生物特性 1.1 SOD的基本理化性质 有机溶剂分级沉淀法获得Cu、Zn - SOD在某些有机溶剂中可以保持相对稳定 , 但是必须严格控制实验条件, 即反应必须在低温条件下进行 ,能最大程度的保持酶活性[1]。此时所需的有机溶剂的量相对来说也较少, 从而减轻了有机溶剂对酶蛋白的变性作用。纤维素离子交换层析法及葡聚糖凝胶过滤法是纯化Cu、Zn-SOD的传统分离方法。这种方法具备效率高、快速、设备简单、操作方便、条件温和等优点, 但流速过高或过低都会降低层析柱的分辨率。 SOD是一种含金属的酶, 按金属辅基的不同可分成三种。最常见的一种含有铜锌金属辅基(Cu、Zn - SOD), 主要存在于真核细胞的细胞质中, 也存在于高等植物的叶绿体基质、类囊体内以及线粒体膜间隙中[2]。该酶纯品呈蓝绿色, 由 2条肽链组成 , 每条肽链含有铜、锌原子各一个,活性中心的核心是铜; 第二种含有锰原子 (Mn-SOD ) , 主要存在真核细胞的线粒体及原核细胞中, 也存在于植物的叶绿体基质和类囊体膜上; 第三种是 Fe-SOD, 主要存在于原核细胞中 , Fe-SOD在高等植物中一般仅存在绿体中, 多数情况下一个二聚体中含有一个Fe原子。 1.2 SOD的抗氧化作用 自由基是具有不配对价电子的原子或原子团, 分子或离子构成。在正常生理状况下, 生物体内不断地产生自由基 , 自由基的产生与清除处于平衡状态。但在某些病理情况下, 自由基产生量多时 , 就会对 DNA、蛋白质和脂类等生物大分子造成损伤 , 导致机体疾病的产生。而SOD在防御生物体免受超氧阴离子自由基损伤, 抗辐射 , 抗肿瘤及延缓机体衰老等方面具有重要的作用[3]。 1.2.1 清除机体代谢过程中产生过量的超氧阴离子自由基 延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象, 即延缓皮肤衰老和脂褐素沉淀的出现[4]。衰老自由基学说认为衰老是来自机体正常代谢过程中所产生的自由基随机附带破坏性的作用结果, SOD作为自由基清除剂 , 在清除自由基时就会对延缓衰老起到显著效果。 1.2.2 提高人体对自由基损伤而诱发疾病的抵抗力 自由基损伤而诱发疾病的抵抗力主要包括肿瘤、炎症、肺气肿、白内障和自身免疫疾病等。当SOD作为功能性食品基料加入食品中时, 可有效抑制许多疾病的发生、发展, 对人体健康有极大作用。 1.2.3 提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力 SOD能有效抵抗如烟雾、辐射、有毒化学品和有毒药品等的自由基诱发作用，增强机体对外界环境的适应能力。 1.2.4 清除机体疲劳,增强对超负荷大运动量的适应力 机体经剧烈运动后, ATP含量有所降低、肌酸激酶活力暂时下降, AMP含量升高, 在腺嘌呤转氨酶的作用下促使IMP增高, 运动后过量的次黄嘌呤在次黄嘌呤氧化酶的作用下, 形成过量的O2-, 机体中部分组织细胞会交替出现暂时性缺血及重灌流现象, 引起缺血后重灌流损伤, 加之乳酸量的增加, 导致肌肉的疲劳与损伤。因此补充外源SOD能够有效抑制运动引起的细胞损伤[5]。 SOD的生产方式目前国内已开发的SOD产品绝大分都是Cu/Zn-SOD，它们最早是从动物的血、肝中分离提取的，主要有以下几个步骤:溶血液的制备、选择性热变性、超滤浓缩、丙酮沉淀、柱层析、冷冻干燥。但是由于这种方法不可避免地发生一些交叉感染，过敏性反应等现象，开发研究从植物中提取SOD就显得尤为重要[]。我国近年来在植物SOD的研究领域有大量相关报道。许平、袁艺、赵文芝、余旭亚等分别从大蒜、桑叶、沙棘、仙人掌中提取SOD并进行了相关研究。其提取方法主要有分步盐析法、有机溶剂沉淀法、层析柱法等。　　除了