活性酸素種は細胞において過酸化水素 (H₂O₂) およびヒドロキシルラジカル(·OH) とスーパーオキシドアニオン (O-)2 のようなフリーラジカルを形成する。ヒドロキシルラジカルは特に不安定であり、即座に非特異的に多くの生体分子との反応を起こす。この化学種はフェントン反応のような金属触媒酸化還元反応によって過酸化水素から形成する。これらの酸化物質は化学的連鎖反応を開始させることにより脂肪やDNA、タンパク質を酸化させ細胞を損傷させる。DNA修復機構は稀な頻度で修復ミスを発生するので突然変異や癌の原因となり、タンパク質への損傷は酵素阻害、変性、タンパク質分解の原因となる。電子伝達系など代謝エネルギーの合成機構において酸素が使われる局所では副反応として活性酸素種が発生する。つまりスーパーオキシドアニオンが電子伝達系において副生成物として生成する。特に重要なのは複合体III による補酵素Qの還元で、中間体として高反応性フリーラジカル (Q·⁻) が形成する。この不安定中間体は電子の"漏出"を誘導し、通常の電子伝達系の反応ではなく電子が直接酸素に転移し、スーパーオキシドアニオンを形成させる。また、ペルオキシドは複合体Iでの還元型フラボタンパク質の酸化からも発生する。これらの酵素群は酸化物質を合成することができるが、ペルオキシドを形成するその他の過程への電子伝達系の相対的重要性は不明である。また、植物、藻類、藍藻類では、活性酸素種は光合成の間に生じるが、特に高光度条件のときに生成する。この効果は光阻害ではカロテノイドにより相殺されるが、それには抗酸化物質と過還元状態の光合成反応中心との反応が伴い、活性酸素種の形成を防いでいる。
初め、抗酸化物質という語は酸素の消費を抑える化学種を指すために用いられた。19世紀後期から20世紀初頭には大規模に研究され、金属の腐食防止やゴムの加硫反応の制御（架橋反応の停止）、あるいは燃料の酸化重合による変質やそれに起因する内燃機関のピッチ汚れなどの対策として、各種工業において抗酸化物質が使われるようになった。それに対して、生物化学上の抗酸化物質の役割は、生体内の生物化学的、分子生物学的理解が発展する20世紀中葉以降までは詳細は不明であった。それゆえ、疾患の原因物質のように生物の外見上の特性から必須性や重要性が判明した生体物質が、後に研究の発展により抗酸化物質として再発見される例も少なくない。代表的な例として α-トコフェロールを挙げる。α-トコフェロールは、食餌中から人為的に欠損させるとネズミに不妊症を引き起こすことから、妊娠を維持するために必須な物質『ビタミンE』として発見された。生物化学あるいは細胞生物学の研究が進展し、ネズミの不妊症の原因が、酸化ストレスによる胎児の妊娠中死亡が原因と判明することで、ビタミンE の抗酸化物質としての位置付けが明らかとなった。さらにビタミンE が過酸化脂質ラジカルを補足することで抗酸化作用を発現することが証明されたのは20世紀後半である。同様にして生体外でビタミンA やビタミンC の抗酸化物質としての機能が再発見されている。さらに生物化学でエネルギー代謝系やオキシダーゼの作用機序など生体内での微量の物質変化が解明されるに従い、抗酸化物質としての役割も多岐にわたることが判明してきた。このような生物化学的な発見は、栄養学、食品科学にも応用され、食品の変質防止やミネラルの吸収促進など、多くの天然由来の抗酸化物質が酸化防止剤やサプリメントとして開発、利用されている。事実として、ビタミンC やビタミンE はビタミン欠乏症の治療薬としてよりは、食品添加物の酸化防止剤として大量に消費されている。さらに医学領域については活性酸素種と酸化ストレスとの関係が注目を集めている。すなわち脳虚血回復後の神経損傷や、動脈硬化叢で過酸化脂質が炎症反応を介してアテロームの沈着を増悪するなど、酸化ストレスが様々な疾患や老化現象に直接関与していることが発見されている。このことは抗酸化物質が脳卒中や動脈硬化症あるいはアンチエイジングに利用可能であると期待されるため、既存の抗酸化物質の薬理研究や新規の抗酸化物質の発見など、抗酸化物質は盛んに様々な研究が進行する分野でもある。
1895年（明治28年）、千葉県匝瑳郡東陽村（現・山武郡横芝光町）に生れる。1910年（明治43年）、横浜中華街の「江戸清」（店主・高橋清七）に、食肉加工見習いとして就職する。既に横浜では1887年（明治20年）頃からソーセージが製造・販売されるようになっており、日露戦争後には、山下町のドイツ系ロシア人ヤコブ・ベルテが、外国人相手にソーセージを製造・販売していたことが知られている。このような中、1912年（明治45年）、大木はドイツ人コックマーチン・ヘルツ と出会い、弟子入りしてソーセージの製法を習う。1914年（大正3年）、第一次世界大戦勃発。敵国民となったヘルツに代わり、合資会社サシズ屋商会を設立した。1917年（大正6年）、第1回神奈川県畜産共進会に、高橋清七名義でソーセージを出品。続いて1919年（大正8年）、第1回畜産工芸博覧会（中央畜産会主催）に、高橋清七名義で出品、銀賞を獲得した。1920年（大正9年）、合名会社大木ハム製造商会を、横浜市中区元町1丁目25番地に設立する。1923年（大正12年）に関東大震災に遭遇し、ヘルツは神戸に移住、その後帰国した。1924年（大正13年）、大木市蔵は東京市京橋区（現・東京都中央区）銀座4丁目に日本初のハム・ソーセージ専門店を開設する。また、この年から東京帝国大学駒場畜産研究会で講義を始めた。1930年（昭和5年）、農林省の嘱託を受け、以降、全国各地で食肉加工講習会を行い、技術指導と人づくりにあたった。また1936年（昭和11年）には、高崎ハム協同組合（群馬県）の創立にも携わっている。戦後は、1949年（昭和24年）、日本ハム・ソーセージ工業協同組合設立。初代常務理事に就任。1956年（昭和31年）、千葉工場を 有限会社千葉大木ハム製造商会に組織変更。1961年（昭和36年〉には、ハム・ソーセージに関する日本農林規格（JAS）の委員に任命され、規格案を作成する。多くの弟子を育て、慕われていたため、1963年（昭和38年）、横浜元町の厳島神社に、大木の胸像が建立された。また1973年（昭和48年）には、勲五等双光旭日章（正六位）に叙されている。1974年（昭和49年）8月1日、逝去。なお、2015年（平成27年）10月8日、一般社団法人日本記念日協会は、大木の出身地である横芝光町商工会青年部からの申請に基づき、大木が初めて品評会にソーセージを出品した1917年（大正6年）11月1日にちなんで、11月1日を「ソーセージの日」と認定した。