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天然抗氧化剂是存在于自然界、无须化学合成的抗氧化剂，主要指动植物或微生物体内所含有的具有抗氧化能力的物质。天然抗氧化剂能捕获并中和自由基，祛除自由基对人体的损害。
根据溶解度不同，天然抗氧化剂可粗略分为脂溶性和水溶性两大类。
脂溶性天然抗氧化剂主要有天然维生素E、类胡萝卜素、槲皮素类以及迷迭香提取物等。以天然维生素E为例，它是一类化学结构相似的酚类化合物的总称，共有8种类型，其结构复杂，抗氧化活性也有显著差异，其中α-生育酚的活性最高。维生素E能够产生酚氧基淬灭单线态氧酚羟基，令不饱和脂质免受单线态氧损伤，抑制脂质过氧化，还可以释放活泼氢，与脂氧自由基或脂过氧化自由基结合，形成较稳定的生育酚游离基，使不饱和油脂免受自由基攻击，从而起到抗氧化效果。因此维生素E既是自由基清除剂，又是脂质过氧化物的阻断剂。
水溶性天然抗氧化剂主要有天然维生素C、类黄酮、多酚类等。以茶多酚为例，它是一系列儿茶素及其衍生物的总称，结构中富含酚羟基，可提供活泼氢使自由基灭活。此外，茶多酚还是断链型抗氧化剂酚羟基，可与自由基链式反应的中间产物结合，阻止过氧自由基和烷氧自由基的产生。茶多酚中的邻苯二酚结构还可以螯合金属离子，影响那些需要金属参与的氧化反应。
除了脂溶性和水溶性天然抗氧化剂之外，还有蛋白类天然抗氧化剂，比如铜蓝蛋白、超氧化物歧化酶和金属硫蛋白等，均具有明显的抗氧化功能。
天然抗氧化剂一般从天然动植物中提取，具有安全和无毒副作用等特点，与近年来人们“回归自然”的呼声相应和，广泛应用于食品、医疗和保健领域。我国天然抗氧化剂资源丰富，具有广阔的开发和应用前景。
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