Sự chuyển hóa lipid trong quá trình bảo quản hạt dinh dưỡng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TẬP CUỐI KỲ HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

TÊN ĐỀ TÀI: SỰ CHUYỂN HÓA CỦA LIPID TRONG Q TRÌNH
BẢO QUẢN HẠT DINH DƯỠNG

SVTH: NHĨM 10
NGUYỄN HỒNG NAM

MSSV: 2005200480

TRẦN NGỌC PHƯƠNG UYÊN MSSV: 2005208196

TP HỒ CHÍ MINH, 2022

LỚP: 11DHTP1
LỚP: 11HDTP13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TẬP CUỐI KỲ HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

TÊN ĐỀ TÀI: SỰ CHUYỂN HÓA CỦA LIPID TRONG Q TRÌNH
BẢO QUẢN HẠT DINH DƯỠNG

SVTH: NHĨM 10
NGUYỄN HỒNG NAM

MSSV: 2005200480

TRẦN NGỌC PHƯƠNG UYÊN MSSV: 2005208196

TP HỒ CHÍ MINH, 2022

LỚP: 11DHTP1
LỚP: 11HDTP13


LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi cam đoan “Bài tập cuối kỳ học phần Hóa sinh học thực phẩm” này là do chính
chúng tơi thực hiện.
Các nội dung trình bày trong bài tập là trung thực, không sao chép. Các tài liệu tham
khảo sử dụng trong bài được trích dẫn nguồn và chú thích rõ ràng.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2022
SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nam
Nguyễn Hoàng Nam

i

Uyên
Trần Ngọc Phương Uyên

TĨM TẮT
Lipid là hợp chất đóng vai trị quan trọng đối với cơ thể người, cũng như đối với các quá
trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Trong nguồn thực phẩm hàng ngày, lipid là một
trong ba thành phần quan trọng (lipid, glucide, protein) quyết định giá trị dinh dưỡng
được hấp thụ vào. Lipid đóng vai trị quan trọng đối với cơ thể sinh vật như dự trữ năng
lượng, cấu tạo màng, cung cấp nước nội sinh, tạo cảm quan cho thực phẩm,... Lipid có
hai nguồn chính là động vật và thực vật. Ngày nay, con người đang có xu hướng thay
thế lipid động vật bằng lipid từ thực vật do các nhu cầu liên quan đến sức khỏe. Nên
việc sử dụng các loại hạt dinh dưỡng trong bữa ăn ngày càng được ưa chuộng. Do các
lợi ích tiềm tàng mà nó mang lại cho sức khỏe con người.
Hạt dinh dưỡng của một số loại thực vật đều có dầu, tuy nhiên tùy từng loại mà hạt đó
sẽ nhiều hay ít dầu. Ví dụ như hạt đậu nành, lạc, mè, óc chó, ...Chất béo trong hạt dầu
được xem là một loại lipid có lợi cho sức khỏe con người. Bởi hạt dinh dưỡng giàu chất
béo, ít carbohyrate là nguồn cung cấp rất nhiều khoáng chất, bao gồm vitamin E, magie,
selen,...Tuy nhiên, lipid trong hạt dinh dưỡng cũng là nguyên nhân dẫn đến các hiện
tượng ơi thiu trong q trình bảo quản hạt dinh dưỡng. Sự chuyển hóa của lipid trong
quá trình bảo quản hạt là một trong những nguyên nhân gây ôi thiu hạt dinh dưỡng, giảm
cảm quan và chất lượng hạt. Như chuyển hóa lipid thành hyroperoxide, các hợp chất thứ
cấp,...làm giảm cảm quan và dẫn đến có mùi khó chịu đối với hạt dinh dưỡng. Đó là
những tác động tiêu cực trước chuyển hóa lipid trong quá trình bảo quản hạt dinh dưỡng.

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i
TÓM TẮT ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU ...........................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................................vi
1.

MỞ ĐẦU .................................................................................................................1

2.

TỔNG QUAN VỀ LIPID ......................................................................................2
2.1. Khái niệm ................................................................................................. 2
2.2. Vai trị của lipid ....................................................................................... 3

3.

Q TRÌNH BẢO QUẢN HẠT DINH DƯỠNG ..............................................5
3.1. Giới thiệu về hạt dinh dưỡng ................................................................. 5
3.1.1.

Sơ lược về hạt dinh dưỡng (hạt dầu) .....................................................5

3.1.2.

Dinh dưỡng của hạt dầu.........................................................................6

3.2. Những vấn đề thường gặp trong quá trình bảo quản hạt dinh dưỡng7
4.
SỰ CHUYỂN HĨA CỦA LIPID TRONG Q TRÌNH BẢO QUẢN
CÁC LOẠI HẠT DINH DƯỠNG ................................................................... 9
4.1. Sự chuyển hóa của lipid thành hydroperoxide .................................. 10
4.2. Sự chuyển hóa của lipid thành các hợp chất thứ cấp ........................ 11

4.3. Sự chuyển hóa của lipid thành pyrrole và hexanal trong q trình oxy
hóa acid béo chưa bão hòa ............................................................................. 14
4.4. Khởi đầu bằng enzyme và sự chuyển hóa của lipid thành hợp chất màu
nâu không do enzyme ..................................................................................... 15
KẾT LUẬN ..................................................................................................................19
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................20

iii


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Hàm lượng lipid trong hạt đang phát triển của quả óc chó [9] ...................6
Hình 2. Đường cong động học của q trình oxy hóa acid béo khơng bão hịa đa
.......................................................................................................................................10
Hình 3. Sơ đồ tiến trình bắt đầu q trình oxy hóa lipid ........................................10
Hình 4. Sự sắp xếp lại liên kết đôi với việc tạo ra các diens liên hợp (giai đoạn bắt
đầu) và sự hình thành hydroperoxide (sau đó) .........................................................11
Hình 5. Sự phân hủy các gốc alkoxyl và peroxyl thành các sản phẩm ...................13
Hình 6. Cơ chế chung của sự phân cắt chuỗi acyl béo bị oxy hóa ..........................14
Hình 7. Con đường hình thành pyrrole và hexanal trong q trình oxy hóa........15
Hình 8. Q trình oxy hóa bằng enzyme của acid linoleic và acid linoleic bởi 9 và
13 lipoxygenase và hydroperoxide lyase ....................................................................17
Hình 9. Cơ chế phản ứng nâu hóa khơng do enzyme xúc tác..................................18

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. Thành phần lipid của một số loại nguyên liệu ..............................................3
Bảng 2. Giá trị năng lượng khi đốt cháy một số chất.................................................4
Bảng 3. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong 28 gram hạt ..........................................6
Bảng 4. Hàm lượng dầu trong một số quả và hạt cây có dầu ....................................7

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TP.HCM:

Thành phố Hồ Chí Minh

RDI (reference daily intake):

Chế độ ăn uống tham khảo

PPO:

Polyphenoloxidase

FFA (free fatty acids):

Acid béo tự do

LOX:

Lipoxygenase

PUFA (polyunsaturated fatty acids):

Acid béo không no nhiều nối đơi

MUFA (monounsaturated fatty acids): Acid béo khơng bão hịa đơn
TAG:

Triacylglycerols

vi


SỰ CHUYỂN HĨA CỦA LIPID TRONG Q TRÌNH BẢO QUẢN
HẠT DINH DƯỠNG
1. MỞ ĐẦU
1.1.

Mục tiêu

Ngày nay do chất lượng cuộc sống được nâng cao con người cũng ngày càng quan tâm
đến các giá trị về sức khỏe của bản thân, việc nâng cao điều kiện và chất lượng sống
ngày càng được quan tâm. Thực phẩm là một trong những thay đổi lớn của con người
hiện đại ngày nay. Việc chọn các loại thực phẩm xanh từ thực vật thay thế nguồn động
vật đang là xu hướng của thời đại. Xu hướng sống xanh ngày càng được theo đuổi rộng
rãi nên việc sử dụng các loại thực phẩm liên quan đến ngũ cốc hạt nguyên cám và hạt
dinh dưỡng được đưa vào thực đơn thường ngày. Một phần vì hàm lượng dinh dưỡng
của nó được đánh giá cao và lượng bột đường thấp, phần khác là do ảnh hưởng từ văn
hóa nước bạn đưa các nguồn ngũ cốc như lúa mỳ, ngũ cốc nguyên cám, hạt dầu,...trong
các bữa ăn để cân bằng dinh dưỡng và nâng cao sức khỏe.
Bởi các lợi ích tiềm tàng về sức khỏe mà các thực phẩm từ hạt mang lại mà nó ngày

càng được phổ biến. Các loại hạt có sức mạng chống oxy hóa rất cao. Trong hạt dinh
dưỡng chứa polyphenol, chống oxy hóa bằng cách trung hòa các gốc tự do mà gốc tự do
này là các phân tử khơng ổn định có thể gây tổn thương tế bào và tăng nguy cơ mắc
bệnh. Một mặt khác việc sử dụng các loại hạt thay thế vào bữa ăn để hỗ trợ việc giảm
cân và cân bằng được mức cholesterol và chất béo trung tính. Mà khả năng này có được
là do các hàm lượng cao các acid béo khơng bão hịa đơn và khơng bão hòa đa.
Tuy nhiên, một trong những thách thức đối với các hạt dinh dưỡng là do trong quá trình
bảo quản các loại hạt này vẫn diễn ra quá trình phân hủy lipid dẫn đến ôi thiu. Hệ quả
của quá trình ơi hóa lipid này là gây ơi thiu hạt, đồng thời sản sinh ra các phân tử có mùi
và gây hương vị khó chịu. Sự phân hủy là do biến đổi hóa học hoặc enzyme đến từ các
hạt dầu. Tốc độ và mức độ thối hóa lipid phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm: thành
phần và cấu trúc của hạt, các loại lipid trong hạt, độ ẩm và bất kỳ chất xúc tác bên ngoài.
Bài báo cáo “Sự chuyển hóa lipid trong q trình bảo quản hạt dầu” sẽ mang lại cái nhìn
khái quát về lipid và sự chuyển hóa của nó trong q trình bảo quản hạt dầu mà nhóm
đã tìm tịi và nghiên cứu.
1


1.2.

Nội dung chính

Ngồi phần mở đầu và kết luận, nội dung của bài báo cáo được trình bày có cấu trúc
như sau:
1. Tổng quan về lipid
2. Quá trình bảo quản hạt dầu
3. Sự chuyển hóa lipid trong q trình bảo quản hạt dầu
2. TỔNG QUAN VỀ LIPID
2.1.

Khái niệm

Lipid là một nhóm phân tử hữu cơ đa dạng về mặt hóa học và phổ biến trong tự nhiên.
Lipid không tan hoặc rất ít tan trong nước (dung mơi phân cực) nhưng lại dễ tan trong
các dung môi không phân cực (thường là hydrocarbon). Trong những điều kiện nhất
định, lipid phân tán thành dạng nhũ tương (loại dung dịch có kích thước hạt phân tán
tương đối lớn > 10-5cm).
Trong phần lớn các chất lipid có chứa hai thành phần chính là alcol và acid béo. Đây là
những este đóng vai trị là thành phần khơng thể thiếu trong q trình phát triển của cơ
thể. Lipid được coi như các phân tử nhỏ kỵ nước hoặc lưỡng phân. Lipid gồm nhiều loại
este phức tạp gồm nhiều loại như:
 Glyceride
 Ceride (sáp)
 Steride (steroid)
 Phospholipid
 Glycolipid [2]
Lipid có trong thực phẩm được cung cấp ở cả động vật và thực vật. Lipid có nguồn gốc
thực vật được gọi là dầu, còn đối với lipid có nguồn gốc từ động vật thì được gọi là mỡ.
Lipid có nguồn gốc thực vật như: bơ thực vật, dầu tinh luyện, đậu nành, shorteing, vừng,
...
Lipid có nguồn gốc động vật như ở một số loại: mơ mỡ, óc, sữa, thủy sản, ...[1]

2


Ngun liệu

% lipid/chất khơ

Ngun liệu

%lipid/chất khơ

Đậu nành

17÷18,4

Thịt bị

7÷10,5

Lạc

30÷44,5

Thịt heo

7÷37,3

Mè

40÷45,4

Cá

3÷3,6

Cám

21÷27

Trứng gà, vịt

11÷14

Thầu dầu

50÷ 60

Sữa bị

4÷4,4

Bảng 1. Thành phần lipid của một số loại nguyên liệu
Lipid có nhiều trong thực phẩm như: phospholipid, triglycerid, cholesterol, glycolipid,
lipoprotein và sáp với 2 nhóm chính:Lipid có cấu tạo đơn giản (lipid thuần) bao gồm
hydro (H), carbon (C), oxy (O)
Lipid phức tạp ngoài C, H, O cịn có các thành phần khác như P, S,... [1]
2.2.

Vai trò của lipid

Lipid là những este gồm alcol và acid béo. Alcol và acid béo được nối với nhau bằng
liên kết ester (alcol-acid béo) hoặc bằng liên kết amid (aminoalcol-acid béo). Ngồi ra,
lipid cịn có thể liên kết với carbohydrate (tạo thành glycolipid) có vai trị cấu trúc (thành
phần cấu tạo màng) hoặc kết hợp với protein (tạo thành lipoprotein) giữ vai trò quan
trọng trong việc hòa tan và vận chuyển lipid trong máu, giúp hấp thu vitamin tan trong
lipid,...
Lipid đối với cơ thể sinh vật có nhiều ý nghĩa quan trọng:
 Kiến tạo cơ thể

Lipid là thành phần quan trọng cấu tạo nên màng sinh học và tạo thành hàng rào bao
xung quanh tế bào và các bộ phận của tế bào. Tùy theo từng loại mô bào khác nhau mà
có thành phần và tỉ lệ các loại lipid khác nhau. Các loại lipid cấu tọa nên màng sinh học
bao gồm glycerophospholipid, sphingomyelin và sterol (cholesterol).
 Dự trữ năng lượng
Mỡ và dầu thực vật là dạng dự trữ năng lượng chủ yếu ở nhiều loài sinh vật. Trong cơ
thể động vật, triacylglycerol (cịn gọi là lipid trung tính) đóng vai trò là chất dự trữ năng
lượng và được dự trữ trong các tế bào mỡ (adipocyte) ở các mô mỡ. Tế bào mỡ chứa
enzyme lipase, enzyme này đóng vai trị xúc tác cho q trình thủy phân triacylglycerol

3


dự trữ, do đó chất béo được giải phóng và được vận chuyển đến các khu vực cần được
cung cáp nhiên liệu.
Có hai dạng nhiên liệu được dự trữ là triacylglycerol và dạng polysaccharide như
glycogen và tinh bột. Dạng triacylglycerol có lợi thế hơn là do:
Trọng lượng như nhau nhưng khi oxy hóa triacylglycerol sẽ cung cấp năng lượng nhiều
hơn (hơn gấn đơi) so với dạng cịn lại.
Triacylglycerol có tính kị nước vì vậy khơng bị hydrate hóa, sinh vật sẽ sử dụng nó làm
nguồn dự trữ năng lượng khơng mang nước hydrate hóa [2].
Chất
Protein

Năng lượng tổng số
[KJ/g]

Chất

Năng lượng tổng số

[kJ/g]

23,8

Cellulose thức ăn

17,8

Casein

24,5

Glucose

15,6

Dầu lạc

39,7

Saccharose

16,5

Mỡ lợn

38,8

Lactose

16,4

Mỡ sữa

38,9

Acetic acid

14,6

Tinh bột

17,3

Propionic acid

20,8

glycogen

17,5

methan

55,2

(trung bình)

Bảng 2. Giá trị năng lượng khi đốt cháy một số chất
 Dung mơi hịa tan vitamin

Lipid là dung mơi hịa tan các vitamin A, D, E và K giúp các vitamin này dễ dàng vận
chuyển và được hấp thụ trong cơ thể [2]. Do các vitamin này không tan trong nước mà
chỉ tan trong chất béo hoặc dung mơi hịa tan chất béo. Ngồi ra lipid cịn làm tăng độ
cảm quan của thức ăn cũng như làm tăng cảm giác no mỗi khi sử dụng lượng lipid cao.
 Giữ nhiệt cho cơ thể
Các loài động vật sống ở vùng cực và các động vật ngủ đông thường sử dụng lớp mỡ
dưới da như một lớp áo choàng giữ nhiệt cho cơ thể ngăn ngừa sự mất nhiệt, đồng thời
ngăn không cho nhiệt từ mơi trường ngồi truyền vào bên trong cơ thể.
 Bảo vệ chống đỡ cơ học

4


Động vật còn sử dụng lớp mỡ dưới da như một lớp màng trước các tác động cơ học.
Một phần lipid khác cịn quanh phủ tạng với cơng dụng ngăn ngừa các sự tác động cơ
học và giúp chúng ở đúng vị trí của nó, bảo vệ khỏi các điều kiện bất lợi từ phía mơi
trường.
 Cung cấp nước nội sinh
Đối với các động vật di cư, ngủ đông hay động vật ở các vùng khô hạn như sa mạc.
Lipid cịn là nguồn cung cấp nước vì một lượng nước lớn được tạo ra khi oxy hóa mỡ
[2].
Ngồi ra, lipid cịn có thể liên kết với nhiều chất đơn giản khác thành những phức hợp
có tính chất sinh học khác nhau. Những phức hợp này giữ vai trò quan trọng đối với các
hoạt động về thần kinh và bắp thịt. Đồng thời lipid cịn tăng tính cảm quan cũng như
mùi vị của thực phẩm.
3. QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN HẠT DINH DƯỠNG
3.1.

Giới thiệu về hạt dinh dưỡng

3.1.1. Sơ lược về hạt dinh dưỡng (hạt dầu)
Hiện nay hạt là một loại thực phẩm phổ biến, được sử dụng trong nhiều bữa ăn hàng
ngày, xuất hiện trong nhiều chế độ ăn từ chế độ ăn kiêng, keto đến ăn chay. Đặc biệt các
loại hạt chứa nhiều chất béo hay còn gọi là hạt dinh dưỡng là nguồn thực phẩm rất tốt
cho sức khỏe và ngày càng được con người ưa chuộng.
Hạt dinh dưỡng hay cụ thể hơn đối với hạt dầu là một nguồn thực phẩm quan trọng vì
chúng góp phần quan trọng đối với nguồn dinh dưỡng của con người và động vật. Khơng
những thế nó cịn đóng vai trị là nguồn ngun liệu chính cho ngành cơng nghệ hóa
chất. Đồng thời còn là nguồn năng lượng tái tạo quan trọng dưới dạng dầu diesel sinh
học [3].
Vì các lợi ích tiềm tàng mà nó mang lại cho sức khỏe nên hạt dầu ngày càng được ưa
chuộng và sử dụng rộng rãi. Một số loại hạt được sử dựng phổ biến như: đậu nành-hiện
là hạt lấy dầu được biết đến phổ biến, tiếp đến là hạt cải dầu, hướng dương, hạt lạc, hạt
óc chó, hạt macca,....Hầu hết các loại hạt này đều có vỏ cứng bao bọc bên ngoài.

5


Tùy từng loại mà hàm lượng các chất dinh dưỡng là khác nhau, tuy nhiên lượng gram
các chất dinh dưỡng được định lượng trung bình trong 28 gram hạt được định lượng như
sau:
Hàm lượng

Chất

[gram]

Chất

Hàm lượng [%RDI]

16

Protein

5

Magie

Chất béo

16, bao gồm

Photpho

9 gram chất béo

13

khơng bão hịa
đơn
Carbohyrate

6

Đồng

23

Chất xơ

3

Mangan

26

Vitamin E

12% RDI

selen

56

Tổng lượng calo trong 28 gram hạt

173

Bảng 3. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong 28 gram hạt
3.1.2. Dinh dưỡng của hạt dầu
Như đã biết các loại hạt có sức mạnh chống oxy hóa rất cao. Trong hạt dinh dưỡng chứa
polyphenol, chống oxy hóa bằng cách trung hịa các gốc tự do-các phân tử khơng ổn
định có thể gây tổn thương tế bào và tăng nguy cơ mắc bệnh. Một nghiên cứu cho thấy
quả óc chó có khả năng chống lại các gốc tự do rất lớn.

Hình 1. Hàm lượng lipid trong hạt đang phát triển của quả óc chó [9]
Một số loại hạt dinh dưỡng chứa dầu khác chứa chất béo khơng bão hịa đa bao gồm hạt
hướng dương, hạt bí ngơ, hạt lanh, hạt chia... một số loại hạt chứa chất béo bão hòa đặc
6

biệt như acid béo omega-3 được chứng minh là hỗ trợ trong việc giảm nồng độ
triglyceride và hạ huyết áp.
Hạt dinh dưỡng là nguồn quan trọng chứa nhiều chất dinh dưỡng bao gồm hàm lượng
chất béo cao, lượng ít carbohydrate, chất xơ và một số vitamin E, magie và selen. Trong
đó vitamin E có thể ngăn ngừa hình thành cục máu đơng nguy hiểm trong các mạch
máu, đồng thời nó còn hỗ trợ giảm thiểu nguy cơ tử vong do bệnh tim mạch [1].
Loại hạt

Hàm lượng lipid (%)

Lạc

40-45

Vừng

35-36

Hạt bông

17-29

Hạt cải

36-40

Thầu dầu

58-70

Lanh

29-48

Đậu tương

18-22

Bảng 4. Hàm lượng dầu trong một số quả và hạt cây có dầu
3.2.

Những vấn đề thường gặp trong quá trình bảo quản hạt dinh dưỡng

Nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm hạt dinh dưỡng tăng lên trong thời
gian gần đây do những lợi ích tiềm tàng của nó mang lại cho sức khỏe. Chẳng hạn như
giảm nguy cơ đột quỵ, tiểu đường, bệnh tim, hen suyễn và ung thư đại trực tràng đồng
thời nó còn hỗ trợ cho việc quản lý cân nặng và huyết áp.
Một trong những hạn chế lớn nhất đối với việc sử dụng hạt dinh dưỡng trong ngành
công nghệ thực phẩm là hạn chế tối đa được sự ôi thiu xảy ra đối với quá trình bảo quản
hạt dầu. Bởi trong hạt dinh dưỡng mà cụ thể hơn là hạt dầu chứa ít nhất một số acid béo
khơng bão hịa đa, và các liên kết khơng bão hịa này đại diện cho phản ứng tạo ra sản
phẩm oxy hóa và dẫn đến ôi thiu. Điều này ảnh hưởng đến mùi vị và cả mặt cảm quan
thực phẩm cũng như tuổi thọ sản phẩm.
Một hệ quả khác do quá trình oxy hóa lipid gây ra trong q trình bảo quản là tạo ra
nhiều phân tử nhỏ dễ bay hơi và không bay hơi trong sản phẩm. Do một số các hợp chất
dễ bay hơi được tạo ra là các hợp chất đặc biệt có mùi. Do đó, hệ quả của lipid là q
trình peroxyl hóa [4].
7

Hầu hết việc vận chuyển và xử lý các loại hạt dinh dưỡng được thực hiện mà khơng có
sự kiểm sốt nhiệt độ thích hợp, đặc biệt là trong q trình trưng bày tại các cửa hàng
bán lẻ. Màu nâu của lớp vỏ quả óc chó là một biến đổi hư hỏng chính làm giảm chất
lượng nhân. Trong khi các sản phẩm của phản ứng Maillard khơng chứa enzyme góp
phần tạo ra màu nâu ở một số loại hạt, màu nâu của quả óc chó có liên quan chặt chẽ
hơn đến q trình oxy hóa các hợp chất phenolic bởi polyphenoloxidase (PPO). Q
trình oxy hóa phenol khơng phải enzyme có thể góp phần làm cho hạt khơ sau thu hoạch
có màu nâu. Việc mất các sản phẩm polyme hóa quinone tạo ra phenol làm giảm chất
lượng và khả năng chống oxy hóa của hạt. Nếu lớp vỏ nhân bị chuyển sang màu nâu
làm ảnh hưởng đến cảm quan và giá trị dinh dưỡng của quả óc chó, thì sự thối hóa lipid
dẫn đến ơi thiu là ngun nhân chính gây ra sự thay đổi hương vị. Mặc dù tất cả các lồi
hạt đều dễ bị ơi thiu, nhưng quả óc chó đặc biệt dễ bị ơi thiu, do hàm lượng dầu cao (65
đến 70%) và tỷ lệ cao các acid béo khơng bão hịa đa.
Cịn đối với lạc chứa rất nhiều lipid, được xếp vào nhóm hạt dầu. Hàm lượng lipid của
lạc dao động từ 44 – 56%, chủ yếu là acid béo khơng bão hịa (80,29%) đóng một vai
trị quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, acid oleic (41,28%) và acid
linoleic (37,14%) được tìm thấy nhiều nhất, lạc rất giàu dưỡng chất nhưng nó rất dễ bị
oxy hóa do hàm lượng chất béo và acid béo khơng bão hịa cao. Q trình oxy hóa lipid
xảy ra trong quá trình bảo quản và sự hình thành các sản phẩm oxy hóa có liên quan đến
những thay đổi về hương vị, màu sắc và giá trị dinh dưỡng của lạc. Ngoài ra, các yếu tố
khác ảnh hưởng đến q trình oxy hóa của lạc bao gồm độ ẩm, nhiệt độ, oxy và ánh
sáng:
Theo một nghiên cứu cho thấy sự thay đổi của các acid béo khác nhau thay đổi ở các
nhiệt độ bảo quản. Khơng có sự thay đổi đáng kể nào về hàm lượng acid arachidic (20:0)
trong suốt thời gian bảo quản. Hàm lượng acid oleic (18:1) tăng đều đặn khi tăng nhiệt
độ và thời gian bảo quản. Trong khi đó, hàm lượng của acid linoleic (18:2), acid linolenic
(18:3) và acid behenic (22:0) giảm. Ngoài ra, việc bảo quản trong thời gian dài dẫn đến
thay đổi tổng hàm lượng acid béo khơng bão hịa. Những kết quả này cho thấy nhiệt độ
và thời gian bảo quản ảnh hưởng đến thành phần acid béo của lạc có thể do q trình

oxy hóa triglyceride và acid béo tự do. Hàm lượng của acid béo tự do tăng lên do sự
phân hủy oxy hóa của chất béo trung tính, nhưng lại giảm đi do q trình hydro hóa oxy
8


hóa các acid béo tự do, hàm lượng của acid béo khơng bão hịa đa giảm, trong khi hàm
lượng của acid béo bão hịa và khơng bão hịa đơn tăng lên.
Nồng độ oxy và ánh sáng ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ oxy hóa và do đó ảnh hưởng
đến hương vị sản phẩm.
Một số nghiên cứu khác đã tập trung vào ảnh hưởng của độ ẩm tương đối đến chất lượng
của lạc trong quá trình bảo quản đã chứng minh rằng độ ẩm, hư hỏng vật lý, ôi thiu và
nồng độ aflatoxin của lạc thay đổi đáng kể ở các mức độ ẩm khác nhau.
4. SỰ CHUYỂN HÓA CỦA LIPID TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN CÁC
LOẠI HẠT DINH DƯỠNG
Một trong những vấn đề nhức nhối nhất trong bảo quản chính là sự ơi thiu do oxy hóa.
Q trình oxy hóa lipid có thể được chia thành ba giai đoạn: bắt đầu, lan truyền và kết
thúc (Hình 2). Khởi đầu đề cập đến quá trình chuyển đổi một acid béo không phản ứng
thành một peroxide lipid phản ứng, thông qua một gốc lipid trung gian, và được điều
chỉnh bởi quá trình tự động oxy hóa hoặc oxy hóa bằng enzyme. Quá trình nhân giống
là phản ứng của một peroxide lipid với một lipid khác tạo ra một lipid hydroperoxide và
một gốc lipid. Quá trình lan truyền được đẩy nhanh bởi các phân tử hydroperoxide bị
phân hủy thành hai gốc phản ứng mới dẫn đến hình thành các loại peroxide bổ sung.
Q trình kết thúc xảy ra thơng qua một trong ba cơ chế:
1). Sự tương tác của hai gốc tạo ra một hoặc hai phân tử ổn định
2). Sự phân hủy một gốc alkoxyl, được tạo ra thông qua sự phân hủy hydroperoxide,
làm giảm phân tử lipid thành hai phân tử nhỏ hơn khơng hoạt tính
Hoặc 3). Sự thủy phân hydroperoxide thông qua enzyme hydroperoxide lyase

9

Hình 2. Đường cong động học của quá trình oxy hóa acid béo khơng bão hịa đa
4.1.

Sự chuyển hóa của lipid thành hydroperoxide

 Xảy ra trong điều kiện có oxy

Hình 3. Sơ đồ tiến trình bắt đầu quá trình oxy hóa lipid
Như đã biết sự tương tác giữa một acid béo khơng bão hịa và một phân tử oxy khơng
phải là một phản ứng tự phát. Trên thực tế, oxy ở trạng thái điện tử ba trong khi liên kết
đôi của acid béo ở trạng thái điện tử đơn. Khía cạnh này xác định rằng chúng không thể
phản ứng trực tiếp vì các trạng thái khác nhau. Ngồi ra, oxy bộ ba cũng không thể tự
chuyển đổi sang trạng thái đơn. Do đó, trước khi phản ứng xảy ra, oxy phải được kích
hoạt dẫn đến sự hình thành oxy đơn (1 O2) hoặc một dạng oxy phản ứng như hydro
peroxide (H2O2), anion superoxide (O2•-) và gốc hydroxyl (OH•) (Hình 3). Sự hoạt hóa
oxy được thực hiện bởi một nguồn năng lượng (nhiệt độ hoặc ánh sáng) và/hoặc bởi sự
có mặt của các hợp chất xúc tác là kim loại chuyển tiếp.
Sự khởi đầu xảy ra khi hydro được tách từ một acid béo khơng bão hịa. Gốc alkyl tạo
thành có xu hướng được ổn định bằng cách sắp xếp lại liên kết đôi để tạo thành dienes
hoặc trienes liên hợp (Hình 4).

10


Hình 4. Sự sắp xếp lại liên kết đơi với việc tạo ra các diens liên hợp (giai đoạn bắt
đầu) và sự hình thành hydroperoxide (sau đó)
4.2.

Sự chuyển hóa của lipid thành các hợp chất thứ cấp

Điều kiện:
 Có oxy
 Lượng ẩm trong hạt dinh dưỡng đóng vai trị là mơi trường cho q trình này
diễn ra.
 Và nồng độ hydroperoxide
Sự thủy phân lipid của triacylglycerol thành acid béo và rượu được xúc tác bởi lipase,
lấy ví dụ trong nhân quả óc chó. Trong hạnh nhân, lipase có thể hoạt động ở độ ẩm >
6%, tạo cơ hội cho quá trình oxy hóa. Hư hỏng cơ học và phá vỡ màng thân dầu trong
nhân hoặc tiếp xúc nhiều với oxy trong q trình bóc vỏ có thể tạo điều kiện cho quá
trình thủy phân lipid, tạo ra nồng độ FFA (acid béo tự do) cao. Q trình peroxyl hóa
lipid cũng là một vấn đề phổ biến trong các loại hạt được bảo quản, dẫn đến ơi thiu do
oxy hóa. Peroxide là sản phẩm phân hủy ban đầu chính được hình thành khi chất béo,
đặc biệt là chất béo không bão hịa, phản ứng với oxy. Q trình ơi thiu sẽ phát triển
thành rượu.
Lipid hydroperoxide khơng được coi là có hại cho chất lượng thực phẩm vì chúng khơng
mùi và khơng vị. Tuy nhiên, hydroperoxide là những hợp chất không ổn định, vì vậy
chúng có xu hướng phân hủy thành các gốc alkoxyl và peroxyl của chúng. Các gốc này
tiếp tục bị phân hủy thành các hợp chất thứ cấp gây ra sự suy giảm cảm quan như mùi
11


và vị liên quan đến q trình oxy hóa lipid. Các gốc alkoxyl có năng lượng cao cho phép
chúng phá vỡ chuỗi béo của acid béo, tạo ra những gì được gọi là sản phẩm thứ cấp của
quá trình oxy hóa: các phân tử nhỏ ổn định như ceton, rượu, hydrocarbon, aldehyde,
acid và este (Hình 5).
Một số vị trí có thể gây ra q trình oxy hóa gây ra bởi sự sắp xếp lại các gốc sau quá
trình trừu tượng hóa hydro tại vị trí bis-allylic. Các cơ chế hóa học dẫn đến sự phân cắt
liên kết C-C (carbon-carbon) trong chuỗi acyl béo có thể được phân loại rộng rãi thành
3 loại sau: khử hydroperoxide thành gốc alkoxyl bằng một kim loại khử (ví dụ Fe2+),

sau đó là phản ứng liên kết β. Trong các phản ứng này, cần có sự hiện diện của một kim
loại có tính khử (Hình 6A). Loại thứ hai là sự sắp xếp lại Hock của một hydroperoxide
(Hình 6), kéo theo một hydroperoxide được acid hóa (-OH2+) hoạt động như một nhóm
rời, và chuyển C-C thành liên kết C-O và sự phân cắt. Loại thứ ba địi hỏi nhiều hơn 1
liên kết đơi trong acid béo để hình thành và phân cắt dioxetan (Hình 6C), đặc biệt là
thông qua phản ứng peroxylcyclization. Nhiều sản phẩm cuối cùng từ phản ứng này phụ
thuộc vào acid béo, vị trí của hydroperoxide so với các liên kết đơi và độ dài chuỗi của
acid béo. Như ví dụ về các sản phẩm cuối cùng từ q trình oxy hóa tự động.
Ngồi các hợp chất thứ cấp chính được giải phóng bao gồm rượu, lipid, ceton, aldehyde
và hydrocarbon thì các aldehyde khơng bão hịa có thể bị oxy hóa thêm và các sản phẩm
dễ bay hơi bổ sung có thể được hình thành. Sự hình thành của các hợp chất này chủ yếu
được tạo ra thông qua các phản ứng α- hoặc β-scission.

12


Hình 5. Sự phân hủy các gốc alkoxyl và peroxyl thành các sản phẩm
oxy hóa thứ cấp

13


Hình 6. Cơ chế chung của sự phân cắt chuỗi acyl béo bị oxy hóa
4.3.

Sự chuyển hóa của lipid thành pyrrole và hexanal trong q trình oxy
hóa acid béo chưa bão hịa

Điều kiện:
 Oxy sẵn có

 Ánh sáng mơi trường
Có sự tương tác giữa sự oxy hóa lipid và phản ứng Maillard. Thực tế các phản ứng rất
tương quan và diễn ra trong sản phẩm khi lipid, carbohydrate và amino acid hoặc protein
có mặt bằng một con đường chung mà khởi đầu bằng lipid và carbohydrate, sự phức tạp
của phản ứng liên quan đến một số acid béo có khả năng làm gia tăng oxy sẵn có và tiếp
xúc với ánh sáng làm tăng tốc độ oxy hóa lipid. Ánh sáng chiếm sự thay đổi có hệ thống
lớn nhất về mức độ của các gốc tự do, trong khi sự sẵn có của oxy thể hiện ảnh hưởng
lớn nhất đến sự hình thành hexanal. Cịn với pyrrole là hợp chất vịng có cơng thức hóa
học C4H4NH. Nó là một hợp chất dị vịng trong đó một ngun tử nitơ góp phần vào sự
hình thành cấu trúc vịng, cùng với bốn nguyên tử carbon khác. Chúng ta có thể quan
14


sát pyrrole như một chất lỏng dễ bay hơi và khơng màu ở nhiệt độ phịng. Tuy nhiên,
khi tiếp xúc với khơng khí bình thường, chất lỏng dễ bị sẫm màu. Pyrrole là một hợp
chất cơ bản yếu. Hơn nữa, hợp chất này xảy ra trong tự nhiên như là các dẫn xuất pyrrole.
Tuy nhiên, hợp chất này hơi độc.

Hình 7. Con đường hình thành pyrrole và hexanal trong quá trình oxy hóa acid
chưa bão hịa
4.4.

Khởi đầu bằng enzyme và sự chuyển hóa của lipid thành hợp chất màu
nâu khơng do enzyme

Q trình oxy hóa lipid có thể diễn ra không phải bằng enzyme thông qua sự tấn công
trực tiếp của oxy tại các vị trí acid béo khơng bão hịa hoặc bằng enzyme thơng qua các
lipoxygenaza (LOX). Sự hình thành các gốc peroxide thơng qua các q trình enzyme
được xúc tác bởi lipoxygenase (LOX) ở dạng oxy hóa của nó (Fe3+), loại bỏ hydro khỏi
carbon cụ thể – phụ thuộc vào LOX và chèn oxy phân tử tại vị trí hoạt động. Có nhiều

loại hoặc isozyme khác nhau của LOX (LOX-1, LOX-2 và LOX-3) và tùy thuộc vào
nguồn thực vật của chúng, tính đặc hiệu và tốc độ tác dụng của chúng sẽ thay đổi. Khái
quát chung có thể được thực hiện là tất cả chúng đều oxy hóa các acid béo khơng bão
hịa, tạo thành peroxide và có hai dạng đồng dạng phổ biến chính của lipoxygenase, 915


lipoxygenase và 13-lipoxygenase, ảnh hưởng đến carbon thứ 9 và 13 trong acid béo
tương ứng. Phương thức hoạt động của chúng được hiển thị trong (Hình 8). Sự thay đổi
trong hoạt động xúc tác này có nghĩa là một số enzyme LOX sẽ chỉ xúc tác phản ứng
trên 11 acid béo khơng bão hịa tự do (MUFA và PUFA), những người khác cũng có thể
ảnh hưởng đến TAG nguyên vẹn, những người khác sẽ chỉ phản ứng với PUFA và những
người khác sẽ hoạt động trên tất cả các acid béo khơng bão hịa trong một TAG (Baysal
& Demirdưven, 2007; Malekian và cộng sự, 2000). Các isozyme khác nhau xúc tác quá
trình tách hydro và chèn oxy vào các vị trí khác nhau dọc theo chuỗi hydrocarbon, với
một số isozyme ảnh hưởng đến carbon thứ 9 hoặc 13 trong khi những isozyme khác ảnh
hưởng đến cả hai theo tỷ lệ khác nhau. Một ví dụ thích hợp có thể là các isozyme đậu
nành khác nhau: isozyme 1 chỉ hoạt động trên FFA ảnh hưởng đến carbon thứ 9 cũng
như carbon thứ 13 theo tỷ lệ 1:9. Isozyme 2 tác động lên TAG cũng như FFA ảnh hưởng
đến carbon thứ 9 và 13 theo tỷ lệ 1:1. Hoạt động của isozyme 3 bị ức chế bởi các ion
calci trong đó isozyme 2 được kích thích bởi kim loại đó. Trong các loại ngũ cốc, thực
vật, trái cây khác nhau, các isozyme LOX có thể được phân loại theo các đặc tính cụ thể
của chúng. Một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Arabidopsis chỉ ra rằng cả phản ứng
oxy hóa enzyme và không enzyme đều liên quan đến sự già đi của hạt. Trong quả óc
chó, ức chế q trình peroxyl hóa dầu chậm LOX. Tuy nhiên, sự đóng góp thực tế của
LOX vào q trình oxy hóa lipid trong hạt khơ vẫn cịn được xác định. Lớp biểu bì màu
nâu gây mất chất chống oxy hóa phenolic và q trình peroxyl hóa lipid được kích hoạt.
Giảm thiểu thiệt hại cơ học đối với vỏ quả óc chó trong q trình tách vỏ và giảm quá
trình phân hủy lipid trong suốt quá trình xử lý sau thu hoạch là rất quan trọng để bảo vệ
chất lượng nhân. Trong khi việc loại bỏ một phần lớp hàng rào vỏ hạt tự nhiên có thể
tạo thuận lợi cho những thay đổi như vậy, thực tế là sự phá vỡ lớp tế bào không chỉ làm

tăng q trình oxy hóa lipid, mà cịn cả sự thủy phân của chúng.

16


Hình 8. Q trình oxy hóa bằng enzyme của acid linoleic và acid linoleic bởi 9 và
13 lipoxygenase và hydroperoxide lyase
Theo cơ chế phản ứng nâu hóa do acetaldehyde đã đưa ra, hợp chất carbonyl có nguồn
gốc từ lipid khơng bão hịa phản ứng dễ dàng với các nhóm amino tự do có trong phân
tử protein bằng phản ứng ngưng tụ aldol lặp đi lặp lại, hình thành nên các hợp chất màu
nâu. Gần đây hơn, một cơ chế khác dựa trên sự polymer hóa sản phẩm trung gian 2-(1hydroxylalkyl) pyrroles cũng đã được đưa ra. Sự nâu hóa khơng do enzyme và huỳnh
quang tạo thành khi protein hiện diện suốt q trình oxy hóa lipid (Hình 9). 2-(1hydroxylalkyl) pyrrolles (I) được hình thành từ phản ứng của 4,5-epoxy-2-alkenals (hình
thành trong q trình peroxyl hóa lipid) với nhóm amino của amino acid hoặc/và protein,
q trình này ln diễn ra cùng với sự hình thành Npyrrole thay thế (II). Hợp chất hình
thành từ phản ứng của 4,5-epoxy2-alkenal và phenylalanine tạo nên mùi tương tự như
trong phản ứng Maillard. Do đó, những mùi phổ biến có trong phản ứng Maillard có thể
cũng được tạo ra do phản ứng oxy hóa lipid. N-pyrroles thay thế tương đối ổn định và
có trong nhiều loại thực phẩm (đậu xanh, đậu lăng, nấm, đậu nành, cải bó xơi, hướng
dương, hạnh nhận, hạt dẻ, lạc, quả óc chó). Tuy nhiên, hợp chất thay thế nito của 2-(1hydroxylalkyl) pyrroles lại khơng ổn định và bị polymer hóa nhanh chóng một cách tự
phát tạo nên các đại phân tử có màu nâu. Sự hình thành pyrroles là một bước trung gian
17