芹菜素抗氧化的化学基础
芹菜素是一种黄酮类化合物，其化学结构中含有多个酚羟基（-OH）。这些酚羟基是芹菜素发挥抗氧化作用的关键结构。酚羟基能够提供氢原子，使其具备清除自由基的能力。当自由基（如超氧阴离子自由基、羟自由基・OH 和脂质过氧化物自由基 ROO・）在生物体内或食品体系中产生时，芹菜素的酚羟基可以将氢原子提供给自由基，使自由基还原为相对稳定的分子，从而中断自由基引发的链式氧化反应。
例如，在氧化应激状态下，细胞内会产生大量的羟自由基。芹菜素与羟自由基反应，自身被氧化为酚氧自由基，由于酚氧自由基相对稳定，不会像羟自由基那样引发进一步的氧化反应，从而保护细胞内的生物大分子（如蛋白质、脂质和 DNA）免受氧化损伤。
芹菜素在生物体内的抗氧化机制
（一）保护细胞免受氧化损伤
1、对细胞膜的保护
细胞膜主要由脂质双分子层构成，其中的不饱和脂肪酸很容易受到自由基的攻击而发生脂质过氧化。芹菜素能够通过清除自由基，防止细胞膜脂质过氧化。它可以定位在细胞膜附近，当自由基攻击细胞膜时，及时提供氢原子进行中和。例如，在血管内皮细胞中，芹菜素可以减少因氧化应激导致的细胞膜完整性破坏，维持内皮细胞的正常功能，从而有助于预防心血管疾病。
2、对线粒体的维护
线粒体是细胞内产生能量的重要细胞器，但也是自由基产生的主要场所。在正常的能量代谢过程中，线粒体电子传递链会产生少量自由基。在病理或应激状态下，自由基产量会大幅增加。芹菜素可以进入线粒体，清除其中的自由基，保护线粒体的膜结构和内部的酶系统。例如，在神经细胞中，芹菜素能够防止线粒体因氧化损伤而功能障碍，对于维持神经细胞的能量代谢和正常生理功能具有重要意义。
（二）调节抗氧化酶系统
1、增强抗氧化酶活性
芹菜素可以调节细胞内的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH - Px）和过氧化氢酶（CAT）的活性。SOD 能够将超氧阴离子自由基转化为过氧化氢，GSH - Px 和 CAT 则进一步将过氧化氢分解为水和氧气。芹菜素通过激活相关的信号通路或者直接与这些酶相互作用，提高它们的活性，增强细胞的抗氧化防御能力。例如，在肝脏细胞中，芹菜素可以促进 SOD 和 GSH - Px 的表达和活性，减轻肝脏因药物或毒素引起的氧化损伤。
2、维持氧化还原平衡
细胞内存在复杂的氧化还原信号通路，芹菜素能够参与维持这些通路的平衡。它可以调节细胞内的氧化还原敏感分子，如谷胱甘肽（GSH）和硫氧还蛋白（Trx）系统。通过维持这些分子的还原状态，芹菜素可以确保细胞内的氧化还原信号正常传递，避免氧化应激导致的细胞功能紊乱。例如，在免疫细胞中，芹菜素有助于维持 GSH 和 Trx 系统的平衡，保证免疫细胞的正常免疫功能。
在食品保鲜中的抗氧化应用
（一）油脂类食品
1、抑制油脂氧化酸败
在油脂类食品（如食用油、油炸食品）中，芹菜素可以有效抑制油脂的氧化。油脂氧化是一个自由基链式反应过程，首先产生的自由基会引发一系列氧化反应，导致油脂酸败，产生难闻的气味和有害物质。芹菜素的酚羟基能够与油脂氧化过程中产生的自由基反应，阻止自由基的传播，从而延缓油脂氧化的速度。例如，在食用油中添加适量的芹菜素，可以延长食用油的保质期，保持油脂的风味和营养价值。
2、提高油脂稳定性
芹菜素还可以提高油脂在加工和储存过程中的稳定性。在油炸食品制作过程中，高温和氧气会加速油脂的氧化。芹菜素能够在油脂体系中形成抗氧化保护膜，降低油脂与氧气的接触机会，同时清除油炸过程中产生的自由基。这使得油炸食品在货架期内能够保持较好的色泽和口感，减少因油脂氧化而导致的品质下降。
（二）含蛋白质食品
1、防止蛋白质氧化变性
在含蛋白质的食品（如肉类、蛋类、乳制品）中，芹菜素可以防止蛋白质的氧化变性。蛋白质的氨基酸侧链容易受到自由基攻击，导致蛋白质的结构和功能改变。芹菜素能够清除食品体系中的自由基，保护蛋白质的结构完整性。例如，在肉类加工和储存过程中，芹菜素可以减少蛋白质的氧化，保持肉类的嫩度和营养价值，延长肉类的保质期。
2、维持食品营养品质
芹菜素的抗氧化作用有助于维持食品的营养品质。在富含蛋白质的食品中，氧化反应不仅会影响蛋白质本身，还会破坏食品中的其他营养成分，如维生素和矿物质。芹菜素通过抑制氧化反应，能够保护这些营养成分，确保食品在储存和加工过程中的营养损失最小化。例如，在乳制品中，芹菜素可以防止维生素 A 和钙等营养成分因氧化而流失，提高乳制品的质量和保质期。
