Nghiên cứu khả năng chống oxi hóa của một số thực vật trên mỡ cá basa tài liệu, ebook, giáo trình

PHẨN Ị: LÝ THUYẾT VỀ sự OXI HÓA DAU MỠ THựC PHAM
I. Sự OXI HÓA DẦU [8]
1. Các dạng oxy
Độ bền oxi hóa của dầu là khả năng chông lại sự oxi hóa suốt trong quá trình sản xuất và
bảo quản. Khả năng chông lại sự oxi hóa được diễn tả như khoảng thời gian cần thiết để
đạt đến điểm tới hạn của sự oxi hóa dù cho có sự thay đổi về cảm quan hoặc biến đổi đột
ngột trong quá trình oxi hóa hay không. Độ bền của dầu là một giá trị quan trọng để xác
định chất lượng cũng như khả năng bảo quản dầu. sự oxi hóa dầu làm sinh ra các hợp
chất lạ cũng như phá hủy các acid béo thiết yếu có trong dầu.
Sự oxi hóa dầu xảy ra theo hai cơ chế: tự oxi hóa và sự oxi hóa quang học. cả hai loại
oxy đều có thể phản ứng với dầu. Oxy khí quyển ở trạng thái tam bội
3
0
2
, còn một dạng
khác là oxy đơn bội dạng singlet '0
2
.
3
0
2
phản ứng với các gốc tự do và là nguyên nhân
của sự tự oxi hóa. Tính chất hóa học của
3
0
2
để có thể phản ứng gốc lipid có thể giải thích
theo orbital phân tử (hình 1 ).
3
0
2

ở trạng thái nền, với 2 electron không cặp đôi trong orbital 2np.
3
0
2
có moment từ tính
cô" định với 3 mức trạng thái năng lượng dưới từ trường. Vì vậy,
3
0
2
được gọi là trạng
thái tam bội.
3
0
2
là một gốc với 2 orbital không cặp đôi trong phân tử. Nó có thể phản ứng
với các hợp chất có gốc tự do trong điều kiện bình thường theo nguyên tắc trao đổi spin.
Sự oxi hóa quang học chỉ xảy ra trong điều kiện có ánh sáng, chất nhạy ánh sáng và oxy
dạng đơn bội '0
2
.
Cấu hình electron lớp 2np của '0
2
như hình 2. Vì một orbital trong lớp 2np được cặp đôi,
còn orbital còn lại hoàn toàn trông nên '0
2
có một mức năng lượng dưới từ trường và nó
có ái lực điện tử. '0
2
phản ứng dễ dàng với các hợp chất có mật độ điện tử cao như các
liên kết đôi của acid béo không bão. '0

2
có mức năng lượng 93,6 kJ, trên mức năng lượng
cơ bản của
3
0
2
. Trong dung môi,
]
0
2
bị vô hoạt do năng lượng của nó bị vận chuyển vào
dung môi. Thời gian tồn tại của nó trong dung môi nước, hexane, carbon tetrachloride lần
lượt là 2, 17, 700 |as (Merkel 1972; Kearn 1975)

ạ
CTƠ 7
JM ẤP*

(3)0©
2p* 2p
y
2p,
00 ® 2p» 2p
y
2p
x

<s>



<s>

<
S
)


Ố

é
a
<
s
>

 !"#$%# &#' !("



)"*%# !"#$   +$
2np ,





 

  


Sự tự oxi hóa dầu cần acid béo hay acylglycerol ở dạng gốc tự do. Các acid béo và
acylglycerol thì ở trạng thái đơn bội không gốc tự do nên khó có thể phản ứng với
3
Ơ. Khi acid
béo hoặc acylglycerol mất đi một nguyên tử hydro nó sẽ tạo thành các gốc tự do trong bước khởi
mạch. Nhiệt độ, ánh sáng và kim loại xúc tác có thể thúc đẩy phản ứng này xảy ra nhanh hơn.
Năng lượng cần thiết để loại bỏ một nguyên tử hydro ra khỏi phân tử acid béo hoặc acylglycerol
tùy thuộc vào vị trí của nguyên tử hydro. Các nguyên tử hydro gần liên kết đôi, đặt biệt là các
nguyên tử H gần kề hai liên kết đôi rất dễ loại đi. Năng lượng để loại bỏ nguyên tử H ở vị trí C-8,
C-ll, C-14 của acid linoleic lần lượt là 75, 50, 75 kCal/mol (Min và Boff, 2002).
Các gốc alkyl (R*) phản ứng với
3
Ơ để hình thành gốc peroxy(ROO*). Phản ứng giữa alkyl
và
3
0
2
xảy ra rất nhanh trong điều kiện khí quyển. Do đó, nồng độ của lipid alkyl rất thấp so với
gốc peroxy. Gốc peroxy hấp thu điện tử từ các phân tử lipid khác và phản ứng với điện tử này để
tạo thành hydroperoxide (ROOR) và một gốc peroxy khác. Những phản ứng này xúc tác cho các
phản ứng khác và sự tự oxi hóa lipid được gọi là phản ứng mạch gốc tự do. Tốc độ hình thành
peroxy và hydroperoxide chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và oxy. Khi các gốc tự do phản ứng với
nhau, các sản phẩm không gốc tự do sẽ tạo thành và phản ứng kết thúc.
-./ $0 &"/0 1-- &"2#%##"/" 0"
Hydroperide là sản phẩm bậc 1 của sự oxi hóa dầu . Chất này bền ở nhiệt độ phòng và khi
không có mặt của kim loại xúc tác. Tuy nhiên, khi có mặt kim loại và ở nhiệt độ cao, nó bị phân
hủy thành các gốc alkoxy để sau đó hình thành nên aldehyde, ketone, acid, ester, alcolhol và các
hydro carbon mạch ngắn. Con đường phân hủy hydroperoxide là bẽ gãy liên kết giữa oxy-oxy để
tạo ra gốc alkoxy và gốc hydroxy. Năng lượng hoạt hóa để bẽ gãy liên kết này là 46 kcal/mol,
thấp hơn năng lượng cần thiết để bẽ gãy liên kết oxy-hydro. Sau đó, alkoxy sẽ trải qua sự phân

chia ß hóa của liên kết C-C để tạo ra các hợp chất và gốc alkyl không no. Sau khi tái sắp xếp
điện tử, thêm gốc hydroxy hay vận chuyển hydro, sản phẩm oxy hóa bậc hai cuối cùng là
aldehyde, ketone, alcolhol và hydro carbon mạch ngắn.
345$%/ $0 &"/0)67 .18$9' &"2#!:
Thời gian cần thiết để hình thành sản phẩm bậc hai tùy thuộc vào loại dầu. Các sản phẩm oxi
hóa bậc hai hình thành ngay lập tức sau khi hydroperoxide hình thành đôi với dầu olive và dầu
bông. Tuy nhiên, dầu hướng dương và dầu rum, sản phẩm oxi hóa bậc hai chỉ tạo thành khi nồng
độ hydroperoxide là đáng kể.
2.2. Sự oxi hóa quang học.
Sự oxi hóa dầu có thể dược thiíc dẩy bởi ánh sáng, dặc biệt là khi có mặt của chất nhạy ánh sáng
như chlorophyll. Các chất nhạy ánh sáng(Sen), ở trạng thái đơn bội, hấp thu ánh sáng rất nhanh
và chúng trở nên cực kỳ hoạt động. Các chất dạng hoạt động này có thể quay trở về trạng thái
nền bằng các phát ra ánh sáng hay chuyển đổi nội năng (hình 5). Sự phát huỳnh quang và nhiệt là
kết quả của hai quá trình tương ứng đó.
;<7=" 7)(>.>? 7%#@7=1=
Các chất nhạy ánh sáng dạng tam bội (
3
Sen*) có thể nhận điện tử từ tác chất để hình thành
nên các gốc (loại I-hình 6). Các chất nhạy quanghọc dạng triplet này
cũng phản ứng với để hình thành nên anion Superoxide.
anionSuperoxide
này sẽ bị phân hủy cho ra hydroperoxide và hydroperoxide này phản ứng với Superoxide để cho
ra oxy đơn bội '0
2
, trong sự hiện hiện của kim loại như sắt và đồng.
OY + OY + 2H
+
-> H
2
0

2
+ 0
2
H
2
0
2
+ OY -> HO* + OH
-
+
Năng lượng kích thích của
3
Sen* có thể được vận chuyển lên trên
3
CA gần kề để hình thành nên
'0
2
và chất nhạy ánh sáng này sẽ quay trở về trạng thái nền, dạng đơn bội 'Sen (loại II). Một phân
tử 'Sen* có thể sản sinh 10
5
phân tử
1
0
2
trước khi bị vô hoạt.
Tốc độ của phản ứng loại I và loại II phụ thuộc vào loại chất nhạy ánh sáng, tác chất và phụ
thuộc vào nồng độ của tác chất và oxi. Các chất đã bị oxi hóa như phenol, amine hay những chất
có tính khử như quinon thường phản ứng theo loại I. Trong khi đó, các chất chưa bị oxi hóa hay
bị khử như olefin, diene, các hợp chất thơm thường phản ứng theo loại TT. Sự oxi hóa của chất
nhạy ánh sáng là nguyên nhân gây ra sự oxi hóa dầu theo sự khởi mạch của oxy đơn bội

1
0
2
.
'0
2
có thể phản ứng hóa học với các phân tử khác hay vận chuyển năng lượng vào chúng. Khi '0
2

phản ứng với các acid không bão hòa, phần lớn các
0


BC
D
2/6 (< v=v
'02
B

C
D
EE
CH^CHàig
D8%#@7=1=>+"=@


C
D
EE


B

F 

C
G
EE
EE
V-V
\ ử
O
B

C
D
EE
EE
CH
5
(CH
2
)
ỉ
I (<
’0,
B

C
D
EE

:
V
H
I-.#/ &"/0J#"/ 0"!K"$800
II. LMNO<PQRST1-EUVWXYXOZG[
Sự oxi hóa lipid chịu ảnh hưởng bởi thành phần acid béo, quá trình xử lý dầu, năng lượng nhiệt
hay ánh sáng, nồng độ và loại oxy, acid béo tự do, mono- và diacylglycerol, kim loại, peroxide,
các hợp chất bị oxi hóa nhiệt động, chất màu và chất chông oxi hóa.
1. Thành phần acid béo tự do trong dầu
Dầu càng ít bão hòa thì càng dễ bị oxi hóa hơn dầu bão hòa nhiều hơn. Khi mức độ không
bão hòa gia tăng, cả tốc độ ôi hóa và sô' lượng sản phẩm oxi hóa cơ bản sau thời gian khởi mạch
sẽ tăng lên. Dầu nành, dầu hướng dương, dầu rum (IV>130) bảo quản trong bóng tối có khoảng
thời gian khởi mạch ngắn đáng kể so với dầu dừa và dầu cọ (IV<20). Dầu có chứa nhiều acid
oleic hoặc stearic hoặc dầu được hydrogen hóa thường có độ bền oxi hóa cao. Tốc độ tự oxi hóa
dầu phụ thuộc đáng kể vào sự hình thành các acid béo và các gốc alkyl acylglycerol. Mặc khác,
tốc độ hình thành các gốc này phụ thuộc vào loại acid béo hay aculglycerol. Tốc độ tự oxi hóa
tương đôi của acid oleic, linoleic, linolenic theo tỉ lệ 1:40-50:100 dựa trên sự hấp thu oxi (Min
and Bradley 1992)
Sự khác biệt trong tốc độ oxi hóa dạng ‘0
2
giữa các acid béo thì thấp hơn so với tốc độ tự oxi
hóa. Tốc độ phản ứng giữa ‘0
2
với acid stearic, oleic, linoleic, linolenic lần lượt là 1,2.10
4
;
5,3.10
4
; 7,3.10
4

; 10.10
4
M'V (Vever Bizet, 1989). Dầu nành phản ứng với '0
2
với tốc độ 1,4.10
5
M"'s‘' trong methylene chloride ở 20
w
c (Lee và Min, 1991). Loại acid béo không bão hòa, các
dien liên hợp hoặc không liên hợp, triene có ít ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng giữa lipid và '.
2. Quá trình xử lý dầu
Phương pháp xử lý dầu có ảnh hưởng đến độ bền oxi hóa của dầu. Độ bền oxi hóa của dầu
nành giảm dần theo quá trình xử lý tẩy mùi, tách sáp, tinh luyện và tẩy màu. Đôi với dầu bông
trích ly bằng hexane, thời gian khởi mạch ở 90°c là 10,5±l,9h thấp hơn so với dầu vừng là
8,l±0,7h. Độ bền oxi hóa của dầu thu được từ quả óc chó trích ly bằng phương pháp chất lỏng
siêu tới hạn giảm đi đáng kể so với phương pháp ép. Quá trình rang hạt rum và hạt vừng làm
tăng độ bền oxi hóa của dầu do có sự hình thành các sản phẩm Maillard. Các chất này đóng vai
trò như những chất chông oxi hóa tự nhiên.
3. Nhiệt độ và ánh sáng
Sự tự oxi hóa dầu và sự phân hủy hydroperoxide tăng lên khi nhiệt độ tăng. Sự hình thành các
sản phẩm tự oxi hóa trong giai đoạn khởi mạch giảm xuống ở nhiệt độ thấp. Nồng độ
hydroperoxide tăng lên cho đến bước phát triển mạch. Tốc độ phân hủy hydroperoxide của dầu
cá trích ở 50°c trong tối thì cao hơn tốc độ hình thành hydroperoxide.
Nhiệt độ ít ảnh hưởng đến sự oxi hóa '0
2
do năng lượng hoạt hóa thấp (từ 0-6 kcal/mol). Yếu
tô" ảnh hưởng nhiều hơn là ánh sáng. Anh sáng có bước sóng càng ngắn càng ảnh hưởng sự ôi
hóa dầu. Khi nhiệt độ gia tăng thì ảnh hưởng của ánh sáng đôi với sự ôi hóa lipid giảm.
4. Oxy
Sự oxi hóa dầu có thể xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa dầu, oxy và chất xúc tác. Nồng độ và loại

oxy cũng ảnh hưởng đến sự oxi hóa dầu. Nồng độ oxy trong dầu phụ thuộc vào áp suất riêng
phần trên mặt thoáng của nó. Khi lượng oxi trong dầu càng nhiều thì sự oxi hóa càng nhiều. Oxi
hòa tan trong dầu nhiều hơn trong nước và trong dầu thô nhiều hơn trong dầu tinh luyện. Ấnh
hưởng của nồng độ oxy đến sự oxi hóa dầu tăng ở nhiệt độ cao và có sự hiện diện của loại.
Tốc độ oxi hóa dầu thì không phụ thuộc vào nồng độ oxi khi nồng độ oxi này cao. Khi nồng
độ oxy giảm xuống, tốc độ oxi hóa lipid phụ thuộc vào nồng độ oxi nhưng không phụ thuộc vào
nồng độ lipid. Khi hàm lượng oxi trên mặt thoáng dầu trên 4-5% thì tốc độ tự oxi hóa của dầu sẽ
không phụ thuộc vào nồng độ oxi mà phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ lipid. Ngược lại, khi hàm
lượng oxi trên mặt thoáng dầu thấp hơn 4%, tốc độ tự oxi hóa dầu phụ thuộc vào hàm lượng oxi
và không phụ thuộc vào nồng độ lipid. Sự oxi hóa dầu bông ở 50°c trong tối được xác định
bằng phương pháp độ hấp thu oxy và chỉ sô" peroxide sẽ càng lớn khi nồng độ oxy trên mặt
thoáng ít nhất là 0,5%, còn khi hàm lượng oxi nhiều hơn
1 % thì sự oxi hóa dầu giảm.
Oxi và dầu có thể dễ phản ứng với nhau hơn khi lượng dầu mẫu ít hoặc tỷ lệ giữa diện tích bề
mặơ thể tích(S/V) chứa dầu lớn. Khi tỷ lệ s/v tăng và với hàm lượng oxi thấp, tốc độ oxi hóa
dầu ít phụ thuộc vào hàm lượng oxi. Bề mặt của vật chứa dầu có thể đóng vai trò như chất xúc
tác khử.
Sự tương tác giữa nhiệt độ và nồng độ oxi ảnh hưởng đến sự tạo thành các hợp chất bay hơi
trong dầu bông ở điều kiện trong tốì. Sự tạo thành 2-pentenal và l-pentene-3-one có thể xảy ra ở
50°c nhưng ở 35°c thì không có.
Tốc độ phản ứng giữa dầu và oxy tùy thuộc vào loại oxy. Tô"c độ phản ứng của oxy singlet
0
2
thì cao hơn so với
3
0
2
bởi vì '0
2
có thể phản ứng trực tiếp với lipid.

3
0
2
chỉ phản ứng với lipid ở
trạng thái gốc tự do. Linoleate phản ứng với
2 nhanh hơn 1430 lần so với
3
Ơ.
5. Các thành phần phụ hiện diện trong dầu
Thành phần chính của dầu là TAG, ngoài ra còn có các thành phần phụ khác như acid béo tự
do, mono-và diacylglyceride, kim loại, phospholipd, peroxide, chlorophyll, carotenoid, hợp chất
phenolic và tocopherol. Một vài trong sô" chúng làm tăng tốc độ oxi hóa, một sô" đóng vai trò
như những chất chông oxi hóa.
5.1. Acid béo tự do(FFA), nomo-và diacylglyceride
Dầu thô chứa nhiều các acid béo tự do và quá trình tinh luyện dầu làm giảm hàm lượng các
acid béo tự do này. Dầu nành thô chứa khoảng 0,7% acid béo tự do, còn trong dầu tinh luyện chỉ
chứa khoảng 0,02% FFA. Dầu vừng thô chứa
0, 72% FFA nhưng sau khi tẩy màu chỉ còn khoảng 0,56% FFA (Kim và Choe, 2005). Các
acid béo tự do dễ bị oxi hóa hơn các acid béo được ester hóa. Các acid béo đóng vai trò như
những chất kích thích sự oxi hóa dầu. Chúng có những nhóm chức ưa nước và ưa dầu. Các nhóm
carbonyl của FFA thường hòa tan kém trong
dầu vì thế các FFA có khung hướng tập trung ở trên bề mặt. Điều này lànguyên
nhân làm giảm ứng suất bề mặt của dầu và kết quả là làm tăng tốc độ khuyếch tán của oxi vào
dầu, thúc đẩy sự oxi hóa dầu.
Thông thường, mono- và diacylglyceride có hàm lượng từ 0,07 -0,11 và 1,05 - 1,2% KL dầu
nành. Chúng đóng vai trò như những chất hỗ trợ sự oxi hóa dầu. Chúng cũng làm giảm ứng suất
bề mặt dầu và do đó làm tăng tốc độ oxi hóa dầu.
5.2. Kim loại
Dầu thô chứa các kim loại chuyển tiếp như sắt và đồng. Kim loại làm tăng sự oxi hóa dầu do
chúng làm giảm năng lượng hoạt hóa trong bước khởi mạch của sự tự oxi hóa xuống khoảng 60-

104 kJ/mol. Kim loại phản ứng trực tiếp với lipid để hình thành nên các gốc alkyl lipid. Chúng
cũng sản sinh ra các loại oxi hoạt động như '0
2
, gốc hydroxy từ
3
0
2
và hydrogen peroxide. Gô"c
alkyl lipid và oxy hoạt động thúc đẩy sự oxi hóa dầu. Đồng thúc đẩy sự phân hủy hydroperoxide
nhanh gấp 50 lần so với, còn Fe
2+
thì thúc đẩy sự phân hủy này nhanh gấp 100 lần so với Fe
3+
.
Phản ứng giữa kim loại và lipid xảy ra theo sơ đồ sau:
Fe
3+
+ RH -> Fe
2+
+ R“+ H
+
\0
]
]



-> \0
]
]EM

EM]EM]
]
^A



]

_
H
2
0
2
+ 0~2 — > HO*+OH +
1
0
2
Fe
2+
+ H
2
0
2
-> Fe
3+
+OH~ + HO*
Kim loại cũng thúc đẩy sự tự oxi hóa lipid bằng cách phân hủy các hydroperoxide theo phản ứng
sau:
ROOH + Fe
2+

(Cu
+
) -> RO’ + Fe
3+
(Cu
2+
) + OH~
`EE]\0
]
B
]
C^A`EE]\0
]
B
]
C]
]
Fe
2+
có tính hoạt động cao hơn so với Fe
3+
trong sự phân hủy hydroperoxide. Fe
3+
cũng gây
phân hủy các hợp chất phenolic như acid caffeic trong dầu olive và làm giảm độ bền oxi hóa của
dầu này.
Hoạt tính hỗ trợ oxi hóa của sắt có thể bị ngăn chặn bởi lactoferrin trong dầu cá hoặc dầu
nành trong khoảng nhiệt độ từ 50-120°C. Lactoferrin có thể kết hợp với sắt làm giảm bề mặt hoạt
động của sắt. Vì thế sự oxi hóa dầu giảm xuống.
5.3. Phospholipid

Dầu thô có chứa phospholipid như phosphatidyl ethanolamine, phosphatidyl choline,
phosphatidyl inositol, phsphatidyl serine và acid phosphatidic nhưng phần lớn chúng bị loại bỏ
trong quá trình tinh luyện dầu. Phospholipid vừa đóng vai trò là chất chồng oxi hóa vừa là chất
hỗ trợ sự oxi hóa dầu tùy thuộc vào hàm lượng phospholipid và kim loại xúc tác. Sự oxi hóa của
docosahexaenoic acid giảm xuống khi phôi trôn nó với dầu theo tỷ lệ 1:1.
Cơ chế chông oxi hóa dầu của phospholipid vẫn chưa được giải thích cụ thể nhưng những
nhóm phân cực đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt là các phospholipid chứa Nitơ như
phosphatidylcholine và phosphatidylethanoỉamine có hiệu quả chông oxi hóa dưới mọi điều kiện.
Phospholipid làm giảm sự oxi hóa bằng cách cô lập kim loại. Nồng độ thích hợp cho pohpholipid
thể hiện hoạt tính chông oxi hóa là 3-60 ppm. Phophospholipid bổ sung vào dầu nành với nồng
độ 5- 10 ppm sẽ làm giảm sự ôi hóa dầu, còn ở nồng độ cao hơn nó sẽ thể hiện vai trò như chất
hỗ trợ sự ôi hóa dầu. Theo Yoon[8], phospholipid chỉ thể hiện hoạt tính chông oxi hóa khi có sự
hiện diện của sắt bằng cách cô lập sắt. Trong dầu nành tinh luyện, khi hàm lượng kim loại rất
thấp thì phospholipid lại thể hiện vai trò là chất hỗ trợ sự ôi hóa. Cơ chế của sự ôi hóa
domphospholipid là do trong phospholipid có các nhóm ưa nước. Các nhóm này làm giảm ứng
suất bề mặt dầu nen làm tăng tốc độ khuyếch tán oxi vào dầu. Vì thế, sự oxi hóa dầu được thúc
đẩy nhanh hơn.
5.4. Chlorophyll
Chlorophyll thường có mặt trong các loại dầu thực vật. Dầu olive, dầu hạt cải, dầu nành thô
và dầu nanh tinh luyện có hàm lượng chlorophyll lần lượt là 10 ppm; 5-35 ppm; 0,3 ppm; 0,08
ppm (Salvador 2001, Psomiadou và Tsimidou 2002).
Chlorophyll và các sản phẩm phân hủy của chúng như pheophytins và pheophorbides đóng
vai trò như những chất làm tăng độ nhạy ánh sáng để sinh ra ,BA trong sự có mặt của ánh sáng và
oxy khí quyển
3
0
2
và làm tăng sự ôi hóa dầu. Pheophytins vàpheophorbide đều có độ nhạy ánh
sáng cao hơn chlorophyll. Dầu nành được tinh sạch bằng cột sắc ký silicagel sẽ không có chứa
chlorophyll và dầu này không sinh ra các sản phẩm bay hơi (theo Lee và Min 1988). Còn dầu

nành tinh luyện được bổ sung chlorophyll sẽ làm tăng hàm lượng chất bay hơi đáng kể. Tuy
nhiên, sự ôi hóa do chlorophyll chỉ xảy ra trong điều kiện có ánh sáng chiếu vào dầu, còn trong
tôi thì không. Ngược lại, trong điều kiện bóng tôi, chlorophyll lại có thể đóng trò là chất chông
oxi hóa bằng cách chúng nhường điện tử cho các gốc tự do để hình thành nên các gốc bền (theo
Endol985, Francis vàlsabel 1992).
5.5. Các hợp chất bị oxi hóa nhiệt động
Quá trình tinh luyện dầu làm sản sinh ra hợp chất bị oxi hóa như cyclic và noncyclic carbon-
to-carbon- dimer, trimer, hydroxy dimer và dimer, trimer chứa liên kết carbon-oxy. Các hợp chất
này làm tăng tốc độ ôi hóa dầu ở 55°c và tốc độ ôi hóa tăng khi hàm lượng các chất này tăng.
Lipid hydroperoxide cũng đóng vai trò như chất hỗ trợ sự ôi hóa. Sự phân hủy hydroperoxide
làm sản sinh ra các chất bị oxi hóa nhiệt động. Chính các chất này có tác dụng như những chất
nhũ hóa làm giảm ứng suất bề mặt của dầu và vì thế làm tăng tốc độ oxi hóa dầu.
5.6. Chất chông oxi hóa
Dầu thô chứa các chất chông oxi hóa tự nhiên như tocopherol, tocotrienol, carotenoid, hợp
chất phenolic và sterol. Chất chông oxi hóa là những chất làm giảm thời gian cảm ứng của sự oxi
hóa hay làm chậm tốc độ oxi hóa. Các chất chông oxi hóa sàng lọc các gốc tự do như gốc alkyl
lipid, gốc peroxy lipid, cô lập kim loại chuyển tiếp, dập tắt các oxy singlet 0
2
và vô hoạt các chất
làm tăng độ nhạy quang học cho dầu.
Chất chống oxi hóa có thể nhường điện tử cho các gốc tự do để chuyển chúng thành các chất
không gốc tự do bền. Các chất chông oxi hóa theo kiểu này chính là các monohydroxy hoặc
polyhydroxy phenolic. Bất kỳ chất nào có điện thế khử nhỏ hơn điện thế khử của gốc tự do đều
có thể nhường điện tử cho gốc tự do nếu phản ứng động học thuận lợi. Điện thế khử chuẩn 1 điện
tử của alkoxy, peroxy và gốc alkyl của các acid béo không bão hòa lần lượt là 1600, 1000 và 600
mV. Điện thế chuẩn của các chất chông oxi hóa thường khoảng 500mV hoặc thấp hơn. Vì thế,
các chất chông oxi hóa sẽ phản ứng với gốc peroxy trước khi các gốc peroxy này kịp phản ứng
với các phân tử lipid khác để hình thành nên gốc tự do. Bất kỳ gốc chông oxi hóa nào được tạo
thành do sự kết hợp giữa chất chông oxi hóa và lipid đều có năng lượng thấp hơn peroxy do cấu
trúc cộng hưởng của nó.

G-!62#(K%#'(@a &"2#
Các chất tạo phức với kim loại như acid phosphoric, acid citric, acid ascorbic và
EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid) làm giảm sự o xi hóa dầu theo cùng một cách thức như
nhau. Chúng có thể chuyển sắt, đồng thành phức không hòa tan hoặc gây cản trở không gian đôi
với sự hình thành các phức kim loại- hydroperoxide. Hiệu quả chông oxi hóa của acid citric tăng
khi hàm lượng của nó tăng và thường cần nhiều hơn 150ppm acid citric để vô hoạt lppm kim
loại.
Một vài chất chống oxi hóa dập tắt các '0
2
hoặc chất nhạy ánh sáng. '0
2
được dập tắt theo cả cơ
chế vật lý và hóa học. Theo cơ chế vật lý, 0
2
bị chuyển thành
3
0
2
bởi sự vận chuyển năng lượng
hay điện tích. Theo cơ chế hóa học, các chất chông oxi hóa phản ứng với '0
2
và tạo thành các chất
chất oxi hóa bị oxi hóa.
5.7. Tocopherol
Tocopherol là chất chông oxi hóa quan trọng trong dầu. Dầu hạt cải, dầu hướng dương và
dầu ngũ cốc co chứa hàm lượng cao tocopherol, còn dầu cọ thì chứa ít hơn. Tuy nhiên trong dầu
cọ có chứa a-, y ỗ-tocotrienol.
Tocopherol cạnh tranh với các acid béo không bão hòa và với các gốc peroxy. Gốc peroxy phản
ứng với tocopherol nhanh hơn nhiều(v=10
4

-10
9
M'V) so với lipid (v=10 -óOMrV). Một pahón tử
tocopherol có thể bảo vệ 103-108 phân tử acid béo không bão hòa khi chỉ sô" peroxide thấp.
Tocopherol có thể chuyển một điện tử ở vị trí hydroxy thứ 6 ở vòng chroman của nó sang gốc
peroxy và dập tắt gốc peroxy này. Tocopherol(T) có điện thế khử khoảng 500 mV nhường điện
tử cho gốc peroxy(ROO*)(có điện thế khử là 1000 mV) và hình thành nên
hydroperoxide(ROOH) và gốc tocopheroxy(T*). Gốc tocopheroxy bền hơn gốc peroxy do cấu
trúc cộng hưởng của nó. Vì thế, sự oxi hóa dầu giảm xuống trong bước phát triển mạch của quá
trình tự ôi hóa dầu. Gô"c tocophroxy có thể phản ứng với nhau hay với các hợp chất khác tùy
thuộc vào tốc độ oxi hóa dầu. Khi tốc độ oxi hóa dầu thấp, tocopheroxy phản ứng với nhau để
hình thành tocopheryl quinone. Khi tốc độ oxi hóa dầu cao, tocopheroxy phản ứng với gốc
peroxy để hình thành nên phức tocopherol-peroxy(T-OOR). Phức này có thể bị thủy phân thành
tocopheryl quinone và hydroperoxide.
<]`E<bc<]`EE
<]<^c<]<  $0d" 0<]`EE^cZ<bEE`[
—><  $0d" 0]`EE
Hiệu quả chông oxi hóa của tocopherol phụ thược vào dạng đồng phân và nồng độ sử dụng.
Khả năng dập tắt gốc tự do cao nhất ở ô-tocopherol, tiếp theo là y P-, and a-tocopherol. Hàm
lượng tocopherol cần thiết để chông ôi hóa dầu tùy thuộc vào độ bền oxi hóa của chúng. Độ bền
oxi hóa của tocopherol càng thấp thì hàm lượng tocopherol cần dùng càng thấp, a-tocopherol có
độ bền thấp nhất trong sô" có đồng phân tocopherol, cần dùng với nồng độ 100 ppm thì thể hiện
hoạt tính chông oxi hóa cao nhất của nó. Trong khi đó, y- và 5-tocopherol có độ bền oxi hóa cao
hơn, cần nồng độ 250 và 500 ppm để thể hiện hoạt tính chông oxi hóa cao nhất.
Tocopherol, đặc biệt là a-tocopherol, đóng vai trò như chất hỗ trợ sự oxi hóa khi nồng độ của
chúng trong dầu cao. Khi nồng độ peroxy rất thấp, các gốc tocopheroxy lôi kéo điện tử từ lipid để
tạo thành tocopherol và gốc alkyl lipid. Sự hình thành alkyl lipid sẽ làm tăng tốc độ ôi hóa dầu.
Khả năng thúc đẩy sự oxi hóa thể hiện cao nhất ở a-tocopherol, tiếp theo là y- và ô-tocopherol.
Giá trị ngưỡng để a-tocopherol thể hiện như chất hỗ trợ oxi hóa trong dầu nành là 60-70 ppm.
Khi trong dầu càng ít a -tocopherol thì giá trị ngưỡng này càng thấp. Khả năng gây oxi hóa của a

-tocopherol giảm khi nhiệt độ tăng, ngay cả ở nồng độ cao. Acid ascorbic có thể làm giảm các
gốc tocopheroxy theo sơ đồ sau: ]`^A<]`
`]

bA`EE
<]X1^c<]Y0/ #1 !"#"/Ngoài ra, tocopherol còn
làm giảm sự oxi hóa dầu do ánh sáng theo cơ chế dập tắt ‘0
2
. Khả năng dập tắt '0
2
tùy thuộc vào
hàm lượng và loại tocophetol. Ớ nồng độ 1.10‘
3
M, hoạt tính triệt tiêu '0
2
giảm theo thứ tự sau a->
->5- tocopherol. Tuy nhiên, ở nồng độ 4.10’
3
M thì không có sự khác biệt. Tocopherol có thể
hình thành một phức vận chuyển điện tích ([T
+
-0
2
]|) với '0
2
bằng cách cho '0
2
điện tử. Phức [T
+
-

0
2
]1Ở trạng thái đơn bội sẽ thông qua hệ thông vận chuyển nội phân tử sẽ hình thành nên phức ở
trạng thái tam bội [T
+
-0
2
]3 và sản phẩm chuyển hóa cuối cùng là tocopherol và oxy dạng ít hoạt
động hơn
3
0
2
. Quá trình này không liên quan đến các phản ứng hóa học nên quá trình này gọi là
dập tắt vật lý:
<]



Z<
]
b



[V bA Z<
]
b




[

bA <]



e- &"2#%# &)4!(">+"#b  $0 
5.8. Carotenoid
P-carotene có thể làm giảm sự oxi hóa lipid bằng cách lọc ánh sáng, dập tắt
2, vô hoạt chất nhạy ánh sáng và loại bỏ các gốc tự do. Theo Fakourelis, Ị3- carotene có thể
làm giảm sự oxi hóa dầu olive trong điều kiện ánh sáng ở 25° bằng cách lọc bỏ các các ánh sáng
có bước sóng 400 và 500nm. Trong sự hiện diện đồng thời của chlorophyll, |3-carotene làm giảm
sự oxi hóa dầu nành bằng cách dập tắt '02. Quá trình dập tắt 'Ơ xảy ra theo cơ chế vận chuyển
năng lượng từ '0
2
sang ị3-carotene mà không có hình thành các sản phẩm oxi hóa. Các carotenoid
ở trạng thái kích thích này sẽ quay về trang thái năng lượng cơ bản bằng cách giải phóng năng
lượng dưới dạng nhiệt theo sơ đồ sau:

f],# 0 "/bc

f+

# 0 "/,
3
# 0 "/, ^A# 0 "/]0#
Một phân tử P-carotene có thể dập tắt 250-1000 phân tử '0
2
với tốc độ 1,3-10
10

NT's’
1
. Quá
trình dập tắt '0
2
phụ thuộc vào số nối đôi liên hợp của carotenoid. Các carotenoid có ít nhất 9 nốì
đổi liên hợp như ị3-carotene, lycopene, lutein là những chất dập tắt '0
2
hiệu quả, trong khi đó
phytoene, phytofluene, £- carotene thì không có hiệu quả.Khả năng dập tắt 0
2
gia tăng khi số nôi
đôi liên hợp của carotenoid gia tăng, a-carotene và lycopene có khả năng dập tắt '0
2
cao hơn so
với P-carotene.
Carotenoid vô hoạt các chất nhạy ánh sáng bằng cách hấp thu năng lượng từ chúng. Các
carotenoid hoạt hóa này sẽ quay trở lại trạng thái nền bằng cách phóng thích năng lượng của nó
vào trong dầu. Theo Lee(2003), carotenoid có điện thế khử 1 electron cao E° =1060mV. Do đó,
chúng khó có thể nhường điện tử cho alkyl (E° =600 mV) hoặc gốc peroxy (E° =770-1440 mV)
của các acid béo không bão hòa. Tuy nhiên, P-carotene có thể nhường điện tử cho gốc
hydroxy(E° =2310 mV) và hình thành gốc carotene. Gốc carotene là một loại gốc bền do sự
không định vị của các electron không cặp đôi thông qua hệ thông các nốì đôi liên hợp. Khinồng
độ oxy thấp, gốc carotene này có thể phản ứng với các gốc khác
như gốc peroxy để tạo thành sản phẩm không còn gốc tự do. Cơ chế như sau:
#]EbA#]#]`EEbA#bEE`Gốc peroxy có
thể phản ứng với carotene để tạo thành gốc carotene- peroxy(ROO-Car), đặc biệt là khi áp suất
riêng phần của oxy cao hơn 150 mmHg. Gốc carotene-peroxy sẽ phản ứng với
3
0

2
rồi lipid để tạo
thành gốc alkyl lipid, trong bước phát triển mạch theo sơ đồ sau:
`EE]#—>`EEb#`EEb#]



bA`EEb#b,
`EEb#b,]`gbA`EEb#bEE ]`g
5.9. Các hợp chât phenolic khác
Các hợp chất phenolic khác trong dầu cũng có hoạt tính chông oxi hóa. Dầu vừng (TV =109)
có độ bền oxi hóa tốt. Tốc độ tự oxi hóa của dầu vừng ở 60°c thấp hơn so với dầu ngũ cốc, dầu
rum và dầu nành. Dầu vừng thu được từ các hạt vừng đã rang có độ bền oxi hóa cao hơn so với
dầu thu được từ các hạt vừng chưa rang. Độ bền oxi hóa của dầu vừng có liên quan đến sự hiện
diện của lignan và tocopherol. Hợp chất lignan trong dầu vừng bao gồm sesamin, sesamol,
sesamolin, sesaminol, sesamolinol (Hình 10). Sesamin là hợp chất lignan chứa nhiều hơn hết
trong dầu vừng chưa rang. Sasamol có hàm lượng thấp trong dầu vừng chưa rang nhưng trong
dầu vừng đã rang, hàm lượng cao hơn. Sesamol hình thành bởi phản ứng thủy phân sesamolin
suốt trong quá trình tinh luyện dầu. Sesamol được chuyển đổi thành sesamol dimer rồi thành
sesamol dimer quinone. Sesamol và sesaminol có hoạt tính chông oxi hóa cao hơn so với
sesamin.
Sesamol đóng vai trò như chất chông oxi hóa trong điều kiện ánh sáng cũng như trong tôi.
Sesamol có hoạt tính chông oxi hóa thấp hơn a-tocopherol trong sự oxi hóa quang học bởi
chlorophyll, nhưng hoạt tính chông oxi hóa xấp xỉ ô- tocopherol ở cùng nồng độ phân tử. Cơ chế
chông oxi hóa của sesamol là dập tắt các oxy đơn bội '0
2
.
Dầu vừng cũng chứa các phytosterol như campesterol, stigmasterol, P" sitosterol, 4,5-
avenasterol. Sitosterol vừa đóng vai trò là chất hỗ trợ sự oxi hóa do làm gia tăng độ hòa tan oxy
trong dầu, vừa đóng vai trò là chất chống oxi hóa yếu bằng cách cạnh tranh sự oxi hóa với lipid.

Dầu olive rất bền oxi hóa. Các hợp chất phenolic chính trong dầu bao gồm tyrosol (4-
hydroxyphenylethanol), hydroxytyrosol (3,4-dihydroxyphenylethanol), hydroxybenzoic acid,
oleuropein, caffeic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, dẫn xuất của tyrosol và hydroxytyrosol.
Các hợp chất phenolic này đóng vai trò như những chất chông oxi hóa trong bước khởi mạch của
sự tự oxi hóa bằng cách dập tắt gốc tự do và cô lập kim loại xúc tác. Hydroxutyrosol là chất
chông oxi hóa chính trong dầu olive. Các o-diphenol như acid caffeic bị oxi hóa thành quinone và
trở nên không hiệu quả trong việc cô lập sắt. Tuy nhiên, hydroxytyrosol, tyrosol, acid vanillic,
acid p-coumaric không bị oxi hóa bởi sắt.
=#"/$0 ""*/"* /h
PHẨN II: LÝ THUYẾT VE CÁC CHAT CHốNG OXI HÓA
I. Cơ CHẾ CHỐNG OXI HÓA [14]
1. ức chế sự tạo thành các nhóm chất chứa oxi hoạt động, triệt tiêu các gốc
tự do bằng cách cô lập các ion kim loại, giảm hydroperoxide và hydrogen peroxide
hoặc bằng cách kết hợp Superoxide và '0
2
2. Chọn lọc các gốc tự do: bắt giữa các gốc tự do, ức chế phản ứng oxi hóa ban
đầu cũng như phá vỡ chuỗi phản ứng dây chuyền. Polyphenol cũng là một nhóm các
chất chông oxi hóa chọn lọc gốc tự do quan trọng
• Nhóm chất Ưa nước: Vitamin c, uric acid, bilirubin, albumin
• Nhóm chất Ưa béo: Vitamin E, ubiquinol, carotenoid, Havonoid
Thức ăn là nguồn cung cấp chất chông oxi hóa tự nhiên rất quan trọng. Chúng ta có thể
thu các chất chông oxi hóa tự nhiên từ trái cây, thảo dược và gia vị
i=i8$ 7">.45 7)(%#@? &"2#Z3[
Phân loại chất
chông oxi hóa
Cơ chế hoạt tính chông oxi hóa Ví dụ về chất chống oxi
hóa
Các chất chông
oxi hóa đúng Vô hoạt các gốc lipid tự do Hợp chất phenolic
nghĩa

Chất làm bền
hydroperoxide
Ngăn chặn sự phân hủy hydroperoxide thành
các gốc tự do
Hợp chất phenolic
Chất hỗ trợ Tăng hoạt tính cho chất chông oxi hóa Acid citric, acid
chính ascorbic
Chất cô lập kim Liên kết kim loại nặng thành những Acid phosphoric, hợp
chất Maillard, acid citric
loại hợp chất không hoạt động
Chất dập tắt oxy
đơn bội, ‘0
2
Chuyển '0
2
->
3
0
2
Carotenoid
Chất làm giảm Giảm lượng hydroperoxide theo cách Protein, amino acid
hydroperoxide không tạo gốc tự do
II.CẤC CHẤT CHÔNG OXI HÓA Tự NHIÊN [1,9]
TjY<klmVXVRfT
Hiện nay có rất nhiều chất chông oxi hóa từ thức ăn, là thành phần bioactive của thức ăn. Một sô'
chất chông oxi hóa truyền thông đã được biết đến như vitamin E và viatmin c. Bên cạnh đó, một
sô" chất chông oxi hóa có nguồn gốc thực vật như flavonoid đã được ứng dụng rộng rãi trong
những năm gần đây, đặc biệt là ubiquitous.
Nhóm các polyphenol có hoạt tính chông oxi hóa bao gồm vitamin A, vitamin E, coenzyme Q,
vitamin c, flavonoid

1. @n4!8
Hiệu quả chông oxi hóa của các chất chông oxi hóa tự nhiên phụ thuộc vào hydro của nhóm
polyphenol trong phản ứng với gốc tự do, độ bền của của gốc chông oxi hóa tạo thành trong phản
ứng gốc tự do, nhóm chức trong cấu trúc phân tử. Thành phần của các nhóm chức trong phân tử
của các chất chông oxi hóa tự nhiên rất quan trọng vì liên quan đến sự tham gia phản ứng gốc tự
do của các chất này.
Khả năng nhường oxi của nhóm chức methyl, ethyl, tertiary butyl ở vị trí - ortho và -para so
với nhóm hydroxyl sẽ làm tăng hoạt tính chông oxi hóa của polyphenol. Nếu có thêm một nhóm
hydro ở các vị trí này thì tác dụng cũng tương tự. Nhóm chức ở vị trí ortho, ví dụ như 1,2-
dihydroxybenzene có khuynh hướng tạo liên kết hydro nội phân tử trong phản ứng gốc tự do, sẽ
làm bền gốc phenoxy.
OH o" 0- H
l"F5/ ("$%#'($0 
Nhóm methoxy BbECở vị trí ortho so với nhóm hydroxy có thể làm yếu hoạt tính
chồng oxi hóa do không tạo được liên kết hydro nội phân tử.
Các chất chông oxi hóa tự nhiên có thể tạo phức với ion kim loại. Phức kim loại làm bền
dạng oxi hóa của ion kim loại, làm mất khả năng xúc lác phản ứng oxi hóa khử của các ion này.
2. Cấu tạo và cơ chế hoạt động của một vài chất chông oxi hóa
2.1. Chất chống oxi hóa tổng hựp
@7 $%#'(>."@a &"2#a$
Các chất chông oxi hóa tổng hợp phổ biến nhất là các hợp chất phenolic như butylated
hydroxyanisol (BHA)
14
, butylated hydroxy-toluene (BHT)
15
, tertiary butylhydroquinone
(TBHQ)
16
, và các ester của acid gallic như propyl gallate (PG)
17

. Các chất này luôn được thay
thế bởi các alky] để cải thiện độ bền của nó trong dầu mỡ. Hàm lượng cao nhất cho phép sử
dụng là 0,02% (200ppm) KL dầu mỡ.
Đôi với dầu thực vật, các chất chông oxi hóa tổng hợp thường dùng nhất là BHA, BHT,
TBHỌ. Các chất này bền ở nhiệt độ cao và vì thế thường dùng để làm bền dầu khi chiên hay
nướng. Gallate thường ít dùng vì nó có khuynh hướng hình thành các hạt đen với ion sắt và
không bền nhiệt.
Cơ chế chông oxi hóa chính của các chất này là bắt giữ các gốc tự do trong dầu
Hiện nay, do pháp hiện độc tính của chúng nên những chất này ngày càng ít sử dụng và được
thay thế bởi các chất chông oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên.
2.2. Chất chổng oxi hóa tự nhiên
Thành phần các nhóm chức, vị trí các nhóm chức trong phân tử chất chông oxi hóa có liên
quan trực tiếp đến hoạt tính chông oxi hóa của các chất này.
Phần đầu đã trình bày hoạt động của một vài chất chông oxi hóa có sẩn trong dầu mỡ. Đó là
tocopherol, tocotrienol, carotenoid Vì vậy, phần sau đây chỉ đề cặp đến các chất chông oxi trích
ly từ thực vật, có khả năng bổ sung vào dầu mỡ nhằm mục đích tăng khả năng bảo quản dầu mỡ.
2.2.1Phenolic acid
Các phenolic acid như p-hydroxybenzoic
34
, 3,4-dihydroxybenzoic
35
, vanillic
36
, syringic
37
, p-
coumaric
38
, caffeic
39

, ferulic
40
, sinapic \ chlorogenic
42
, rosmarinic
43
acid là những chất phổ biến
nhất trong giới thực vật. Chúng là các ester của acid hữu cơ hoặc glucoside.
Vị trí và mức độ hydroxyl hóa là cơ sở để xác định hoạt tính chông oxi hóa. Các monophenol
thì có hoạt tính thấp hơn polyphenol như trihydrobenoic acid (như acid gallic) có khả năng chông
oxi hóa mạnh hơn 3,4-dihydroxybenzoic acid (protocachuic acid). Hiệu quả ức chế của
monophenol gia tăng đáng kể bằng cách thay thế một hay hai nhóm methoxy. Sự kết hợp của 2
phenolic sẽ gia tăng hiệu quả chông oxi hóa. Dạng ester của phenolic ít hoạt tính hơn dạng
phenolic như ester của acid caffeic thì hoạt tính thấp hơn acid caffeic, chlorogenic acid thì hoạt
tính thấp hơn acid caffeic.
Sự tạo thành liên kết hydro nội phân tử ở caffeic acid làm tăng khả năng chông oxi hóa so với
frulic acid và p-coumaric acid. Nhóm methoxy ở vị trí ortho của acid frulic làm cho gốc phenoxy
bền hơn, do đó acid ferulic có hoạt tính chông oxi hóa mạnh hơn acid p-coumaric.
Sự tương tác giữa các nhóm chức trong phân tử có thể làm thay đổi hoạt tính chông oxi hóa
của các chất. Nhóm chức allylic được cho rằng có khả năng làm bền gốc phenoxy. Do đó, các
dẫn xuất của cinnamic acid có hoạt tính chông oxi hóa mạnh hơn so với nhóm dẫn xuất của acid
benzoic.
@7 $%#'(>."#o/$0 "
2.2.2Flavonoid
Flavonoid là một nhóm lớn của các phenolic tự nhiên. Chúng được đặt trưng bởi mạch carbon
C
6
-C
3
-C

6
. cấu trúc cơ bản của những hợp chất này bao gồm 2 vòng thơm được liên kết bởi một
mạch 3 carbon. Flavanoid bao gồm flavone,
flavonol, isoflavone, flavonone và chalcone, trong đó, flavone và flavonol là phổ biến nhất.
:ỘỢ


 
! "
#$%&'  (
)*%  (
+,% ( (

((((


((
((
-,%,% (   
.),%  ( ( 
-%*/)0),% (( 
*%%,  ( ( (
%% (
12$3) 
,%
$)%/%4
"-%*/)0),%5,6227,&*6,89:,)'/;<&5%6;=,><%9:,)'?@
,%A27,&*%/2A,)&$B8C:,)'5D27,),% $)%/%D27,
),%C:,)'E


?F 
(G
 
H

H
I)%&
%


 (

I)%&%

(

 (

JK%3%

(

(

(

,%F (

(


(

LM/%,
*
N

(

(

HI)%&%O27,&*%/2O,)&$B,85D27,$B,8)2&9:,)'
,%,%=27,52(P:,)'

-%*/)/%Q),%
R,%
(;%
(((((
3@7 $%#'(>."p#>  "/
Cơ chế chông oxi hóa của flavonoid theo các cách sau: loại bỏ gốc tự do ( các anion Superoxide,
gốc peroxy và gốc hydroxyl), triệt tiêu oxy đơn bội '0
2
, cô lập kim loại và ức chế enzyme
lipoxygenase.
Flavonoid có những nhóm hydroxyl đóng vai trò như những chẩ\ triệt tiêu gốc tự do. Các
nhóm chức hydroxyl trong vòng B là những vị trí ngăn chặn sự oxi hóa cơ bản nhất.
Cũng như trong các hợp chất phenolic khác, vị trí và sô" lượng các nhóm hydroxy ảnh hưởng
đến hoạt tính của flavonoid. Mức độ nhường điện tử tùy thuộc vào hai nhóm hydroxy ở vị trí
ortho trên vòng B. Khi có thêm một nhóm - OH ở vị trí 5’ cũng làm tăng hoạt tính chông oxi hóa
của flavonoid.
Ví dụ: Myricetin có 3 nhóm -OH nên hoạt động hơn so với quercetin(2 nhóm -OH) và

hesperitin(l nhóm -OH)
-OH ở C
3
(alglycone) tăng khả năng chông oxi hóa hơn so dạng glycosilate.
Nhóm -OH trên vòng A, ở vị trí 5,7 hoặc 7,8 tăng hoạt tính chông oxi hóa. Flavonoid có nhóm
-OH ở vị trí ortho trên vòng B hoặc có nhóm -OH đều có thể kết hợp mạnh với các gốc tự do.
Khả năng tạo phức với ion kim loại của flavonoid cần phải có cấu trúc 3\4’-dihydroxy, quan
trọng hơn là c
4
quinone cà c
3
hoặc C
5
-OH.
;b/ &p#> 0>8#>  0


F"' 7"q#;b/ &r#>  "/
b/ &#> 0>.r#>  0
F"' 7"%#b/ &r#>  "/
;45?:$F"' 7"%#r#>  "/
Tsoflavone là hợp chất có cấu trúc ílavonoid tìm thấy nhiều ở họ Leguminoseae. Genistein và
7-ị3-glucoside, genistein là các isoílavone có hoạt tính chông oxi hóa cao. Nhóm -OH ở c
4
’ làm
isoflavone có hoạt tính chông oxi hóa. Khi có thêm nhóm -OH ở c
5
, hoạt tính chông oxi hóa
tăng lên đáng kể.
D@n%#="1 r#> 0JsLeguminoseae

Anthocyanin và anthocyanidin là sản phẩm chuyển hóa của Aavonone. Khả năng tạo phức
với ion kim loại do các nhóm -OH ở c
3
’ và c
4
’ trên vòng b. Khả năng phản ứng vđi các gốc tự
do của anthocyanidin cũng phụ thuộc vào cấu trúc -OH ở vị trí ortho. Khác với ílavonoid, khi
thêm -OH vào vị trí cy không làm tăng hoạt tính của anthocyanidin.
Dạng ngưng tụ của anthocyanidin tạo thành proanthocyanidin polymer( như tanin ngưng tụ)
có hoạt tính chổng oxi hóa mạnh do có chứa nhiều nhóm -OH. Tannin thủy phân chứa các liên
kết glucose với acid gallic và/hoặc hexahydroxydiphenic acid qua các cầu ester. Liên kết này có
thể bị phá vỡ trong điều kiện kiềm hoặc acid tạo thành glucose và các tiểu phân phenolic. Do đó,
tannin cũng có tác dụng chông oxi hóa dưới một sô" điều kiện nhất định.
I@n$%#'(>."# #"/">.# #")
$:$J->:
III. CÁC LOÀI THựC VẬT CÓ CHỨA CHÂT CHÔNG OXI HÓA
1. Các chất chống oxi hóa từ rau quả
Rau quả bao gồm các loại thân và củ(carot, khoai tây, củ cải đường ), rau ăn lá (cải bắp, cải
bông ), lá trà, hành, tỏi, tiêu, cà chua đã được dùng như những chất chông oxi hóa tự nhiên
trong nhiều lĩnh vực. Pratt và Watt[14], nhận ra rằng lá hành có tiềm năng chông oxi hóa cao
gấp hai lần so với vỏ khoai tây, ớt xanh và cao gấp 4 lần khả năng chông oxi hóa của cà chua
cho acid linoleic. Cũng phương pháp trên, Gazzani [14] đã cho thấy rằng phần lớn dịch trích
rau quả lại hỗ trợ quá trình oxi hóa lúc đầu mới trích ly. Sự hỗ trợ quá trình oxi hóa cao ở
thực vật củ, cà chua, ớt đỏ. Đốì với carrot, rau cần tây, tỏi, nấm, zucchini và đặc
biệt là dịch trích củ, hoạt tính chông oxi hóa gia tăng khi đun sôi và hoạt tính hỗ trợ sự oxi hóa
giảm xuống. Điều này là bởi ở nhiệt độ cao, peroxidase bị vô hoạt nên hoạt tính tiền oxi hóa mới
phát huy tác dụng. Kahkonen đã nghiên cứu hiệu quả dịch trích thực vật đôi với sự oxi hóa
methyl linoleate tinh khiết ở nồng độ 5000 ppm trên khôi lượng chất khô thực vật. Hoạt tính
chông oxi hóa theo trật tự sau: đậu, rau ăn (kiềm hãm 37%) > dưa chuột, lá đậu (35%)> đậu
(28%) > hành (11%) > carrot (10%). Trong khi đó, hoạt tính chông oxi hóa của dịch trích từ vỏ

củ cải đường, vỏ khoai tây rất cao, lên đến 86-99%. Bằng phương pháp ORAC, Cao et al [9] đã
thu được kết quả như sau về hoạt tính chông oxi hóa của thực vật: cải xoăn(cải xúp)> tỏi > rau
bina > cải bắp bruxel > chồi linh lăng > bông cải xanh >củ cải đường > ớt đỏ > hành > hạt ngũ
cốc > eggplant > súp lơ > khoai tây >khoai tây ngọt > cải bắp > lá rau diếp > xơ đậu > carrot > bí
vàng > rau diếp lạnh > cần tây> dưa leo. Kết quả theo phương pháp FRAP cho các dịch trích thực
vật như sau: đậu, tỏi, hành, măng tây, củ cải đường, khoai tây and bông cải xanh có hiệu quả cao
trong việc kìm hãm sự oxi hóa của Lipid tỷ trọng thấp(LDL) va lipid tỷ trọng rất thấp(RLDL).
Kết quả thu được dựa trên những hợp những hợp chất chông oxi hóa có sẩn trong dịch trích
thực vật mà không có sự phân lập từng chất riêng. Đó là các hợp chất: acid phenolic, tocopherol,
carotenoid, acid ascorbic.
2. Các thực vật họ thân củ
Carrot có hoạt tính chông oxi hóa thấp hơn so với các loại rau quả khác. Dịch trích từ lá và
vỏ carrot có hoạt tính chông oxi hóa ở 40°c, trong khi dịch carrot tươi không có hoạt tính này.
Đun sôi carrot trong 30 phút sẽ cải thiện đáng kể hoạt tính chông oxi hóa trong quá trình oxi hóa
acid linoleic và ß-carotene.
Khoai tây (Solanum tuberosum) là một nguồn chông oxi hóa tốt như acid ascorbic, a-
tocopherol và hợp chất phenolic. Theo Lugasi, dịch trích khoai tây trong ethanol chứng tỏ khả
năng nhận điện tử đáng kể bằng cách dùng diphenyl- 2-picrylhydrazyl(DPPH) và làm giảm phản
ứng Fe
3+
—»Fe
2+
. Đặc biệt, vỏ khoai tây có hoạt tính chông oxi hóa cao. Các hợp chất có hoạt tính
phân lâp được từ khoai tây, đặc biệt là trong vỏ, là dẫn xuất của acid cafeic như chlorogenic acid,
caffeoylquinic acid. Những hợp chất này là nguyên nhân của phản ứng hóa nâu do enzyme và
đóng vai trò như chất chông oxi hóa trong khoai tây ngọt. Dịch trích từ khoai tây ngọt có hoạt
tính chông oxi hóa.
Dịch trích từ khoai tây tím có hoạt tính chông oxi hóa cao hơn khoai tây trắng và loại vàng.
Nguyên nhân của sự khác biệt này là do có sự hiện diện của anthocyanin như pelargonidin-3-
rutinoside-5-glucoside, peonidin glycoside trong khoai tây tím.

Vỏ củ cải đường (Bate vulgaris L và Betel vulgaris esculeta) cũng có hoạt tính chông oxi hóa
tương tự khoai tây.
3. Thực vật họ cải bắp
Đây là một nhóm lớn chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh hoc như glucosinolate và các sản
phẩm breakdown. Theo Plumb [14], dịch trích từ cải bông xanh(Brassica learacea L cv Italica
L), cải bắp Brussels(Z? olearacea L Gemmifera), cải bắp đỏ (B olearacea L cv Rubra), cải bắp
trắng (B olearacea L cv Alba ) và súp lơ (B olearacea L cv Botrytis) có hoạt tính chông oxi hóa
cao đôi với quá trình peroxide hóa lipid.
Tuy nhiên cơ chế chông oxi hóa trong thực vật họ cải không liên quan đến hàm lượng
glucosilate mà là do các hợp chất hydroxylate polyphenol và polyphenol. Ngược lại, cải bắp, súp
lơ, cải Brussel lại hỗ trợ quá trình oxi hóa đồi với sự peroxide hóa lipid, do có chứa cytochrome
đặc biệt, P450s.
Cải xoăn (B olearacea L cv Acephala), cải bắp Brussels và cải bông xanh có hoạt tính chông
oxi hóa cao hơn súp lơ và các loại cải bắp khác. Cải bắp trắng có khả năng kĩm hãm sự oxi hóa
cặp đôi của ß-carotene và acid linoleic hơn 80%. Nếu cải bông xanh được đun sôi trong 5 phút thì
khả năng kìm hãm nàlên đến 96%.
G@n$%#=#"/$0 o2 8"!t$
4. Hành (Allium cepa và Allium /istulosum L.)
Hoạt tính chông oxi hóa của lá hành và củ hành được nghiên cứu theo mô hình chông oxi hóa
lipid và phương pháp sàng lọc gốc tự do (1 ,l-Diphenyl-2- picrylhydrazyl; DPPH). Hành đỏ và
hành vàng có khả năng chông oxi hóa methyl linolate kém nhưng hoạt tính chông oxi hóa LDL
lại cao. Hoạt tính chông oxi hóa
của hành theo phương pháp ORAC(xem mục V) kém 4 lần so với tỏi (Allium sativum L). Theo
Yin[14], sự hiện diện của lá hành, củ hành, lá tỏi, củ tỏi, hành tây, lá hẹ đã kìm hãm đáng kể sự
oxi hóa lipid trong hệ thông liposome phosphatidylcholine. Allicin là chất chống oxi hóa trong lá
tỏi. Những loại rau giàu anthocyanin, như củ hành đỏ, có hoạt tính chông oxi hóa mạnh trong hệ
thông ß-carotene và acid linoleic.
5. Trầ(Cameỉlia sinesis)
Trà được sản xuất ở 3 dạng: trà xanh, trà oolong(lên men một phần) và trà đen(trà len men).
Hoạt tính chông oxi hóa của các dịch trích trong nước giảm theo thứ tự sau: trà oolong>trà

xanh>trà đen. Dịch trích trong ethanol của trà xanh, trà đỏ, trà vàng có hoạt tính chông oxi hóa
mạnh cho dầu canola so với BHT. Trong khi đó, trà oolong chỉ có hoạt tính trung bình vì có sự
phân hủy một phần các polyphenol tự nhiên trong quá trình bán lên men. Dịch trích trong ethanol
từ trà đcn, trà xanh đậm, trà ginseng thì hầu như không có khả năng chông oxi hóa dầu canola do
các polyphenol tự nhiên đã bị phân hủy hoàn toàn.
Zandi[14] cho rằng dịch trích trong ethanol từ các lá trà già có hiệu quả trong việc làm chậm
lại sự oxi hóa dầu hạt cải ở 60°c với hàm lượng là 0,02-0,25%. Lá trà già, thường bị bỏ đi trong
sản xuất trà, có thể là một nguồn thu chất chông oxi hóa hữu ích.
Có 3 nhóm polyphenol chính trong trà: catechin, theaflavin, theabrubigin. Catechin và
theaflavin bao gồm (-)-epicatechin (EC), (-)-epicatechin gallate (ECG)
44
, (-)-epigallocatechin
(EGC)
45
, (-)-epigallocatechingallate (EGCG)
46
, theaflavin (TF)
47
, theaflavin monogallate A(TF-
IA)
48
, theaflavin monogallate B (TF-1B)
49
, theaflavin digallate
50
. cấu trúc hóa hóa học của
theabrubigin vẫn chưa hiểu biết đẩy đủ. Catechin là một thành phần lớn trong trà với hàm lượng
EGCG cao. Khả năng chông oxi hóa của trà tương quan với tổng hàm lượng phenolic chứa trong
nó.
Koketsu [14], đã chiên mì sợi trong mỡ heo, có bổ sung thêm polyphenol từ trà xanh. Khi đó,

độ bền oxi hóa của mì tương ứng với hàm lượng polyphenol trong mỡ heo. Bột catechin từ trà
thô đã làm giảm sự hình thành peroxide trong mỡ heo ở 100°c, hiệu quả cao hơn khi dùng a-
tocopherol hoặc BHA. Dịch trích
từ trà xanh chông lại sự oxi hóa lipid hiệu quả hơn nhiều so với dịch trích từ hoa hồng trong
dầu canola, mỡ heo và mỡ gà ở 100°c.
e@n$%#=$ $0 r .
Catechin trong trà xanh (EGCG, ECG, EGC, EC) có khả năng kìm hãm tốt quá trình oxi hóa
superoxide, lipoxygenase và lipid. Tuy nhiên, theaflavin ít hiệu quả trong viêc kìm hãm quá trình
peroxide hóa lipid.
Hoạt tính chông oxi hóa của các chất phụ thuộc vào hệ thông lipid, kim loại xúc tác, nhiệt độ,
nồng độ chất chông oxi hóa, giai đoạn của quá trình oxi hóa và phương pháp đánh giá sự oxi hóa
lipid.
Trong hệ thông P-caroten-linoleate, ECG có hoạt tính chông oxi hóa cao nhất, còn EGC là
yếu nhất. Trong mô hình oxi hóa lipoprotein, trật tự như sau: EGCG > EGC > ECG > catechin.
Huang [14] đã so sánh hoạt tính chông oxi hóa của catechin so với propyL gallate(PG) và
acid gallic. Trong sự oxi hóa dầu ngũ cốc ở 50°c, tốc độ hình thành hydroperoxide giảm theo thứ
tự sau: GA > ECG > EGCG > EGC. Trong hệ nhũ tương nước trong dầu, polyphenol hoạt động
như chất tiền oxi hóa, còn thứ tự kìm hãm hydroperoxide trong licithin liposome là: EGCG > EO
PG > catechin * ECG > EGC * GA.
6. Kinh giới (Origanum vulgare L)
Kinh giới thường được sử dụng như một loại gia vị hoặc rau ăn tươi rất phổ biến nhiều nơi
trên thế giới. Ngoài khả năng chông oxi hóa, nó còn thêm khả năng chông vi sinh vật. Abdalla và
Roozen [14] cho rằng, khi trích ly bằng acetone, hoạt tính chông oxi hóa của nó trong dầu hướng
dương hiệu quả hơn trong hệ nhũ tương 20% dầu trong nước ở điều kiện 60°c trong tôi. Các loài
kinh giới và họ hàng của chúng bao gồm Origanum onites, Satureja thymbra, Corỉdothymus
capỉtatus, Origanum dictamnus
Phân đoạn có thể hòa tan tron nước của dịch trích kinh giới trong methanol được tinh sạch
bằng cột polyamide chứa 5 hợp chất phân cực là acid rosmarinic, acid caffeic, protocatechuic
61
,

glucoside của protocatechuic acid
62
và một dẫn xuất của acid romarinic, 2-caffeoyloxy-3-[2-(4-
hydroxybenzyl)-4,5-dihydroxy]- phenylpropionic acid
63
.
Phân đoạn tan trong diethyl ether từ dịch trích trong ethanol gồm 4 flavonoid là apigenin
64
,
eriodictyol
65
, dihydroquercetin
66
và dihydrokaemferol
67
. Trong dịch trích bằng dung môi hexane có
chứa a-, P", Ỵ-, ỗ-tocopherol.
Tinh dầu thu được từ kinh giới chứa carvacrol và thymol. Theo Lagouri et al [9], hiệu quả
chông oxi hóa của kinh giới có liên quan đến sự hiện diện của các đồng phân này. Nhiều tác giả
cho rằng mặc dù hai thành phần này có cơ chế chông oxi hóa khác nhau nhưng hiệu quả chông
oxi hóa của chúng là như nhau đối với sự tự ôi hóa của mỡ heo ở 37°c. Tuy nhiên, thymol là chất
chông oxi hóa tốt hơn trong triacylglycerol của dầu hướng dương (TGSO) so với trong
triacylglycerol của mỡ heo(TGL).
=$ $0 r F""+"
7. húng Bu&7hương) (Thymus vulgarisL)
Húng tây thường dùng như một loại thảo dược để trị bệnh ho và như một gia vị để tẩy mùi
hoặc tạo mùi trong thực phẩm. Hai monoterpene cơ bản trong húng là thymol và carvacrol. Hai
hợp chất này là thành phần chính của tinh dầu húng. Ngoài ra, p-cumene-2,3-diol trong húng cũng có
khả năng chông sự peroxide của dầu mỡ.
Khi trích ly trong môi trường acid yếu rồi tinh sạch bằng cột sắc ký, người ta đã tìm thấy 5

biphenyl-dimer của thymol và carvacrol
71
'
75
và các ílavonoid methoxylate
76
'
78
. Biphenyl còn là
những chất tẩy mùi hiệu quả.
=$ $0 r n
8. Húng cay (Satureja hortensis L)
Rau húng được sử dụng rất rộng rãi trong thực phẩm. Yanishlieva và Marinova[14] đã dùng
dịch trích rau húng trong ethanol để bảo quản dầu hướng dương ở 100°c. Kết quả là chúng có khả
năng chông oxi hóa cao. Đôi với mỡ heo, khả năng chống oxi hóa của dịch trích từ rau húng có
hiệu quả hơn ở nhiệt độ phòng hơn là ở 100°c. Thêm 0,1-0,5 dịch trích trong ethanol vào dầu
hướng dương đã kiềm hãm sự oxi hóa và sự thay đổi nhiệt động suốt trong quá trình chiên dầu.
Tuy nhiên, chlorophyll trong rau húng được xem là một chất tăng độ nhạy quang học đôi với quá
trình oxi hóa dầu.
Các hợp chất chông oxi hóa phân lập được từ rau húng là acid rosmarinic, carnosol acid
carnosic, carvacrol và thymol. Chúng là những thành phần trong tinh dầu của rau húng.
9. Gừng(Zingiber officinale) và nghệ (Curcuma domestica)
Trong gừng (Zingiber officinale) có chứa hơn 30 chất có hoạt tính chông oxi hóa. Chúng
được phân loại vào 2 nhóm là các hợp chất gingerol và diarylheptaoid
72
'
79
. Trong số các chất đó,
các chất gây cay, gingerol
79

, shogaol
8
, zingerone
81
thể hiện khả năng chông oxi hóa cao nhất.
Trong nghệ, curcumin
93
và dehydroxylate curcumin
93
'
102
là hai chất có hoạt tính chông oxi hóa
tiềm năng. Curcumin hạn chế sự oxi hóa methyl linoleate trong hệ nhũ tương hữu cơ đồng nhất.
Curcumin có thể kết hợp với các gốc tự do để tạo dimer trong bước khởi mạch của tiến trình oxi
hóa lipid.
Masuda và Jioe [14] cho rằng hoạt tính chông oxi hóa của cassmunin A-C mạnh
hơncurcumin bởi những hợp chất này còn có tính kháng viêm. Jitoe đã nghiên cứu môi quan hệ
giữa hoạt tính chông oxi hóa và hàm lượng curcumioid của các dịch trích acetone trong hệ thông
acid linoleic-ethanol. Kết quả cho thấy, hoạt tính chông oxi hóa thu được cao hơn so với hoạt tính
chông oxi hóa lý thuyết suy ra từ hàm lượng curcumioid. Dịch trích gừng tươi có hoạt tính chông
oxi hóa cao hơn so với dịch trích đã bảo quản một thời gian.
=$@a &"2#r J
=$@a &"2#r *