Nghiên cứu quy trình xác định nhanh peroxid trong dầu ăn và thực phẩm chế biến

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



TRƯƠNG THANH HÙNG








NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH
NHANH PEROXID TRONG DẦU ĂN VÀ
THỰC PHẨM CHẾ BIẾN


Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Mã chuyên ngành: 604429




LUẬN VĂN THẠC SĨ:
Hóa Phân Tích



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

T.S NGUYỄN THỊ THANH MAI



Tên thành phố HCM – Năm 2010



MỤC LỤC

Trang
TRANG PHỤ BÌA 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC BẢNG 8
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9
MỞ ĐẦU 10
Chương 1 – TỔNG QUAN 11
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỠ 12

1.1. Về mặt hóa học 12
1.2. Về mặt sinh học 12
1.3. Trạng thái vật lý 13
1.4. Chức năng chính của dầu mỡ trong cơ thể 15
1.5. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu, mỡ 16
2. SỰ OXY HÓA CỦA DẦU MỠ 16
2.1. Các chỉ tiêu thông dụng đánh giá mức độ oxy hóa của dầu mỡ và mỡ 17
2.1.1. Các chỉ tiêu dự đoán 17
2.1.1.1. Phương pháp oxy hoạt tính - AOM (Active Oxygen Method) 17
2.1.1.2. Chỉ số ổn định oxy hóa - OSI (Oxidative Stability Index) 17
2.1.1.3. Chỉ số iod 18

2.1.1.4. Chỉ tiêu bom oxy - Oxygen Bomb Test 18
2.1.2. Các chỉ tiêu chỉ thị 18
2.1.2.1. Chỉ số peroxid - Peroxide Value (PV) 18
2.1.2.2. Chỉ tiêu TBA - TBA test 19


2.1.2.3. Chỉ số anisidin – anisidine value 19
2.1.2.4. Chỉ số hexanal - hexanal value 20
2.1.2.5. Chỉ tiêu tổng hàm lượng bay hơi - headspace profile 20
2.1.2.6. Acid béo tự do - free fatty acid (FFA) 20
2.2. Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa dầu mỡ 21
2.3. Cơ chế của quá trình tự oxy hóa 22
2.4. Sự hình thành
1
O
2
và cơ chế oxy hóa cảm quang của dầu mỡ 25
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự oxy hóa của dầu mỡ 26
2.5.1. Thành phần acid béo của dầu mỡ 27
2.5.2. Quá trình sản xuất 27
2.5.3. Nhiệt độ và ánh sáng 28
2.5.4. Oxy 28
2.5.5. Thành phần vi lượng 28
2.5.6. Acid béo tự do, mono và diacylglycerol 28
2.5.7. Kim loại 29
2.5.8. Phospholipid 30
2.5.9. Chlorophyl 31
2.5.10. Các hợp chất bị oxy hóa nhiệt 31
2.5.11. Chất chống oxy hóa 31
2.6. Ý nghĩa sinh, y học của quá trình oxy hóa 32

3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PEROXID 33
3.1. Phương pháp chuẩn độ bằng iod - phương pháp AOCS Cd 8-53 33
3.1.1. Nguyên tắc 33


3.1.2. Nhược điểm của phương pháp 34
3.2. Phương pháp tạo phức màu giữa Fe
3+
với SCN
- 34

3.2.1. Nguyên tắc 34
3.2.2. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp 34
3.3. Phương pháp tạo phức màu Fe
3+
với xylenol cam (XO) 35
3.3.1. Nguyên tắc 35
3.3.2. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp 35
3.4. Phương pháp đề nghị: Tạo phức màu giữa Fe
3+
với SCN
-
sử dụng phương pháp
ghép cặp ion 36
3.4.1. Mục tiêu của đề tài 36
3.4.2. Cách lựa chọn thuốc thử 36
3.4.3. Phương pháp tạo phức màu giữa Fe
3+
với SCN
-

sử dụng phương pháp
ghép cặp ion 36
THỰC NGHỆM 39
PHẦN 1: CẢI TIẾN QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH PEROXID BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC
QUANG CÓ GHÉP CẶP ION 40
4. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ 41
4.1. Hóa chất 41
4.2. Dụng cụ 41




5. QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 41
5.1. Chuẩn bị hóa chất 41
5.2. Xác định peroxid bằng phương pháp trắc quang cải tiến 42
5.2.1. Nguyên tắc 42
5.2.2. Quy trình phân tích 42
5.3. Khảo sát các điều kiện tối ưu 43
5.3.1. Khảo sát dung môi chiết 43
5.3.2. Khảo sát bước sóng hấp thu cực đại của phức [Fe(SCN)
6
][CTMA]
3
45
5.3.3. Khảo sát nồng độ thuốc thử SCN
-
46
5.3.4. Khảo sát nồng độ CTMA 47
5.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của pH 47
5.3.6. Khảo sát thời gian lắc trong quá trình chiết. 48

5.3.7. Khảo sát ảnh hưởng thời gian ổn định màu. 49
5.4. Khoảng tuyến tính, dựng đường chuẩn 50
5.5. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 52
5.6. Hiệu suất thu hồi 53
5.7. Cách qui đổi sang chỉ số peroxid. 54
5.7.1. Công thức xác định chỉ
số peroxid theo phương pháp trắc quang 55
5.7.2. Công thức xác định chỉ số peroxid theo phương pháp AOAC, AOSC 55
5.8. So sánh kết quả phân tích peroxid trên mẫu thật giữa phương pháp trắc quang
cải tiến và phương pháp AOAC, AOCS 55
5.8.1. Mục đích 55
5.8.2. Qui trình phân tích và xử lý mẫu 56
5.8.2.1. Phương pháp AOAC, AOCS 56
5.8.2.2. Phương pháp trắc quang cải tiến 56
5.8.3. Kết quả phân tích mẫu theo hai phương pháp 57



PHẦN 2: PHÁT TRIỂN BỘ KÍT XÁC ĐỊNH PEROXID DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP
CẢI TIẾN 59
6. CHẾ TẠO BỘ KIT 60
6.1. Mục đích 60
6.2. Các bộ kit xác định peroxid hiện đang được sử dụng trên thị trường 60
6.2.1. Giới thiệu về bộ test kit CDR 60
6.2.2. Giới thiệu về bộ test kit Saftest 61
6.2.3. Nhận xét 61
6.3. Chế tạo bộ kit so màu bằng mắt 62
6.3.1. Nguyên tắc 62
6.3.2. Bộ dụng cụ và hóa chất 63
6.3.3. Cách thực hiện 64

6.3.4. Kết quả phân tích trên một số mẫu thật 65
6.3.5. Nhận xét 67
6.4. Chế tạo bộ kit kèm máy đo màu 68
6.4.1. Mục đích 68
6.4.2. Cách thực hiện bộ kít 68
6.4.2.1. Hóa chất và dụng cụ 68
6.4.2.2. Quy trình đo mẫu 69
6.4.3. Khảo sát và tiến hành đo mẫu 69
6.4.3.1. Kết quả xác định LOQ & LOD 70
6.4.3.2. Kết quả ki
ểm tra độ lặp lại 71
6.4.3.3. Đường chuẩn 71
6.4.3.4. So sánh với kết quả theo phương pháp AOAC, AOCS 72





KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
PHỤ LỤC 77

Danh mục bảng

Danh mục trang
1.1. Nhiệt độ sôi của dầu 15
2.1. Các sản phẩm của quá trình oxy hóa dầu mỡ 24
2.3. Hàm lượng sắt và đồng trong dầu và mỡ 29
5.1. Kết quả khảo sát dung môi chiết 44
5.2. Kết quả đo mật độ quang của mẫu trắng 53

5.3. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi 54
5.4. Kết quả so sánh với phương pháp AOAC, AOCS và phương pháp
quang cải tiến 57
6.1. Xác định tỷ trọng một số loại dầu 63
6.2. So sánh kết quả đo PV của phương pháp đo quang và phương pháp
so màu bằng mắt 65
6.3. Kết quả LOD và LOQ 70
6.4. Kết quả đo độ lặp lại 71
6.5. Kết quả đường chuẩn 71
6.6. Kết quả đo mẫu thật bằng phương pháp sử dụng bộ kit và phương
pháp AOAC, AOCS 72






Danh mục đồ thị và hình vẽ

Danh mục
Trang
Hình 1.1. Cấu hình cis của tricylglycerol
14
Hình 1.2. Cấu hình trans của triacylglycerol
14
Đồ thị 2.1. Sự thay đổi nồng độ peroxid theo thời gian
19
Hình 2.1 Vân đạo orbitan của
3
O

2

21
Hình 2.2. Vân đạo orbitan của
1
O
2

22
Hình 2.3. Phản ứng của chất nhạy quang bội 3
26
Đồ thị 5.1. Phổ hấp thu của [Fe(SCN)
6
][CTMA]
3
45
Đồ thị 5.2. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ thuốc thử SCN
-

46
Đồ thị 5.3. Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ CTMA thêm vào
47
Đồ thị 5.4. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào pH của dung dịch
48
Đồ thị 5.5. Sự ảnh hưởng của thời gian lắc lên mật độ quang
49
Đồ thị 5.6. Độ bền của phức [Fe(SCN)
6
][CTMA]
3

50
Đồ thị 5.7. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Fe
3+

50
Đồ thị 5.8. Đường chuẩn của phức [Fe(SCN)
6
][CTMA]
3
trong dung môi
etylacetate
51
Đồ thị 5.9. Đồ thị phân bố giá trị PV theo phương pháp AOAC, AOCS và
phương pháp đo trắc quang
58
Hình 6.1. Mô hình bộ kit so màu bằng mắt
63
Hình 6.2. Dãy màu chuẩn PV3, PV10, PV18
65
Hình 6.3. Kết quả mẫu dầu chợ
66
Hình 6.4. Kết quả mẫu dầu Kiddy
66
Hình 6.5. Kết quả mẫu dầu Cooking Oil
66
Hình 6.6. Hình chung của các kết quả đo mẫu
67
Hình 6.7. Đường chuẩn
72
Đồ thị 6.1. phân bố kết quả đo PV theo AOAC, AOCS và phương pháp

dùng bộ kít trắc quang
73
Hình 6.8. Sơ đồ mạch khuếch đại tín hiệu
78
Hình 6.9. Sơ đồ các chân của modul USB1208LS
78
Hình 6.10. Máy đo quang
79
Hình 6.11. Giao diện chính
79
Hình 6.12. Giao diện lập đường chuẩn
80


Lời mở đầu

Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến T.S Nguyễn Thị Thanh Mai, trưởng bộ môn hóa
phân tích ĐH KHTN TP HCM, đã tận tâm hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề
tài này.
Cảm ơn phòng thí nghiệm thuộc bộ môn hóa phân tích trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên
TP HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại
đây. Không có sự giúp đỡ quý báu đó tôi đã không thể hoàn thành được đề
tài này

TP HCM 09/2010

Trương Thanh Hùng
11

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

TỔNG QUAN







12

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỠ [9]

Mỡ và dầu là những triester của acid triglyceric ở dạng lỏng hoặc rắn, luôn luôn
tồn tại trong thức ăn của người và gia súc, gọi chung là các chất béo. Không những
đóng vai trò là một phần của thực phẩm mà chất béo còn ảnh hưởng sâu sắc đến sức
khỏe con người và vật nuôi. Các chất béo này rất dễ bị oxi hóa dẫn đến bị ôi, thiu. Ở
nhiệt độ không quá 102
o

C, các chất béo này không có biến đổi đáng kể ngoài việc hóa
lỏng. Các loại dầu, mỡ có giá trị dinh dưỡng rất cao đối với cơ thể, tuy nhiên việc sử
dụng dầu, mỡ không đúng cách lại trở thành có hại cho cơ thể.
1.1. Về mặt hóa học
Chất béo là triester của acid béo với glycerol.


Trong đó R, R’, R’’ là các nhóm thế no hay không no, có số Carbon từ 12-20
Các mỡ tự nhiên là hỗn hợp của các triacylglycerol.
Triacylglycerol là dạng đơn giản của lipid - một trong ba nguồn calo (bên cạnh
hai nguồn khác là carbohydrat và protein) - Với 9 calo/gram (38kJ/g), lipid là thực
phẩm giàu năng lượng nhất trong cả 3 loại kể trên (hai loại còn lại có 4 calo/gram).
Dầu mỡ có thể chia ra thành bão hòa và không bão hòa dựa theo bản chất của
acid béo hiện diện. Bản thân các acid béo cũng được chia thành bão hòa, đơn bão hòa,
đa bão hòa dựa vào sự hiện diện của liên kết đôi C=C.
1.2. Về
mặt sinh học
Các dạng vật chất sống cấu thành từ các tế bào, vậy tế bào cấu thành từ gì?
13

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

Tế bào được cấu thành từ 4 loại nguyên tố cơ bản: carbon, hydro, oxygen và
nitơ và vô số tổ hợp của 4 nguyên tố trên. Bốn loại đại phân tử từ tổ hợp của 4 loại
nguyên tố trên: carbohydrat, lipid, protein, và acid nucleic. Trong đó lipid bao gồm:
mỡ, dầu, phospholipid, và steroid. Sự khác biệt cơ bản giữa dầu và mỡ ở giá trị nhiệt
độ sôi. Mỡ thường dạng rắn trong khi dầu thường là dạng lỏng ở
nhiệt độ thường (dầu
cọ và dầu dừa nằm ngoài quy luật trên).
Ngoài lượng triacylglycerol có sẵn trong thức ăn, cơ thể cũng có khả năng tự

tổng hợp triacylglycerol từ đường và tinh bột. Phần lớn lượng triacylglycerol này tích
tụ trong mô mỡ, nếu chúng ta ăn quá nhiều dầu và đường có thể gây béo phì. Các
triacylglycerol này sẽ phân hủy tạo thành acid béo khi cơ thể cần: sữa chữa tế bào,
màng tế bào… thiếu những acid béo này làm màng t
ế bào trở nên cứng và dính thay vì
mềm dẻo và trơn trượt. Các triacylglycerol bão hòa tuần hoàn trong cơ thể cho đến khi
tìm được ‘nhà’ thường đó là các mô mỡ. Việc tích tụ này gây nguy cơ nhồi máu cơ tim
và sơ vữa động mạch đồng thời làm lượng triacylglycerol trong máu cao dẫn đến độ
nhớt của máu tăng, làm các tiểu cầu có khuynh hướng dính lại với nhau. Ngoài ra việc
tích tụ tricylglycerol là một bước trong chuỗi gây béo phì.
Thực đơn hằng ngày yêu cầu m
ột lượng nhất định acid béo tự do ví dụ như
linoleic acid (một loại acid béo omega-6) và α-linoleic acid (một loại acid béo omega-
3) vì những loại này không thể tự tổng hợp được từ những thành phần trong thực đơn
thông thường. Hầu hết các loại dầu thực vật (dầu hướng dương, dầu ngô, dầu rum) rất
giàu acid linoleic. α-linoleic acid có nhiều trong lá xanh, một số loại hạt và đậu. Dầu cá
rất giàu Omega-6, acid eicosapentaenoic (EPA) và docosahexaenoic (DHA).
1.3. Trạ
ng thái vật lý
Về trạng thái vật lý, dầu no có điểm sôi cao hơn dầu không no (bảng 1.1). Điều
đó có thể được giải thích do sự ‘cô đặc’ của phân tử. Mạch hydrocarbon dài trong phân
tử gần nhau làm tăng lực Van der Waals, dầu mỡ không no có chứa một hoặc nhiều
14

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

liên kết C=C, hầu như lúc nào cũng vậy liên kết C=C có cấu hình cis - hình 1.1. Sự
hiện diện của ‘nút thắt’ trong cấu hình cis làm hạn chế sự quay làm cho các phân tử
khó gần nhau hơn dẫn đến lực liên kết liên phân tử giảm, do đó có nhiệt độ nóng chảy
thấp hơn dầu mỡ bảo hòa.

Hình 1.1: cấu hình cis của tricacylglycerol
Cấu hình trans – hình 1.2 của các acid béo không no dễ dàng tiến gần đến nhau
hơn, do đó có nhiệt độ nóng chảy cao hơn cấu hình cis.

Hình 1.2: cấu hình trans của triacylglycerol

15

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

Acid Công thức Loại Nhiệt độ sôi (C)
Stearic C
17
H
35
COOH bão hòa 70
Palmitic C
15
H
31
COOH bão hòa 63
Oleic C
17
H
33
COOH không no đơn 4
Linoleic C
17

H
31
COOH không no đa -5
Linolenic C
17
H
29
COOH không no đa -11
Arachidonic C
19
H
31
COOH không no đa -50
Bảng 1.1: Nhiệt độ sôi của dầu
1.4. Chức năng chính của dầu mỡ trong cơ thể
- Tích trữ năng lượng: dầu mỡ có thể bị đốt cháy để giải phóng năng lượng khi
lượng carbohydrat trong khẩu phần ăn không cung cấp đủ.
- Là dung môi hòa tan của các vitamin thiết yếu như vitamin A, D, E và K là
những vitamin không tan trong nước.
- Là lớp bảo vệ và cách nhiệt: Mô mỡ bao bọc xung quanh các cơ quan bên
trong cơ thể bảo vệ chúng khỏ
i những tổn thương và sự thay đổi nhiệt độ bằng
cách bao bọc có tác dụng như một lớp đệm và cách ly. Não bộ của mỗi người
được bao bọc bởi một lớp giàu lipid gọi là vỏ myelin.
- Chức năng thông tin: có vai trò quan trọng như là chất thông tin nội phân tử
hoặc điều chỉnh hormone nội bộ. Tất cả sinh vật đều sử dụng chất chuyển thông
tin để g
ửi thông tin đến các tế bào khác, các chất chuyển thông tin này thường
là phân tử kỵ nước kích thước nhỏ, triacylglycerol được xem ứng viên xuất sắc.
Ở dạng ester hóa, chúng dễ dàng xâm nhập qua màng tế bào. Trong quá trình

vận chuyển chúng thường gắn kết với protein vì vậy hàm lượng biểu kiến của
chúng rất thấp và được xem như thụ động đến khi chạm đến tế bào nhận phù
hợp.
16

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

1.5. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu, mỡ
Để đánh giá chất lượng dầu mỡ, người ta dựa trên các chỉ số sau:
• Chỉ số acid: là số miligam KOH dùng để trung hòa acid béo tự do có trong 1g
chất béo. Chỉ số acid cao chứng tỏ chất béo không tươi, đã bị thủy phân một
phần.
• Chỉ số xà phòng: là số miligam KOH dùng để xà phòng hóa 1g chất béo và
trung hòa acid béo tự do có trong 1g chất béo này.
• Chỉ số
ester: là số miligam KOH cần dùng để trung hòa chất béo liên kết với
glycerin, được giải phóng khi xà phòng hóa 1g chất béo. Do đó chỉ số ester
bằng hiệu số giữa chỉ số xà phòng và chỉ số acid.
• Chỉ số iod: là số gam iod kết hợp với 100g chất béo. Chỉ số này dùng để xác
định mức độ chưa bảo hòa của acid béo vì iod sẽ kết hợp vào các nối đôi trong
phân tử acid.
• Và một số
chỉ số khác đánh giá mức độ oxy hóa: chỉ số peroxid, chỉ số TBA,
chỉ số FFA…
2. SỰ OXY HÓA CỦA DẦU MỠ [5]
Dầu mỡ bị oxy hóa trong suốt quá trình sản xuất, vận chuyển, lưu trữ và trong
quá trình chế biến thức ăn qua quá trình tự oxy hóa cũng như oxy hóa cảm quang.
Trong đó
3
O

2
và
1
O
2
phản ứng với dầu mỡ tương ứng với 2 quá trình kể trên.
Hydroperoxid là sản phẩm đầu tiên của quá trình oxy hóa chất béo và được coi
là dạng tổng quát của các peroxid. Sau đó peroxid bị phân giải để tạo thành aldehyd và
ceton. Các aldehyd và ceton này là những chất có mùi vị khó chịu. Quá trình ôi thiu
tăng nhanh ở điều kiện ẩm, nhiệt độ cao và có ánh sáng. Một số ion kim loại như đồng,
sắt cũng xúc tác cho quá trình này. Điều kiện thích hợp cho quá trình peroxid hóa là
17

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

phân tử acid béo chưa bảo hòa, được cung cấp nhiều oxy, có ion kim loại chuyển tiếp
làm xúc tác.
2.1. Các chỉ tiêu thông dụng đánh giá mức độ oxy hóa của dầu mỡ và mỡ [7]
Có 2 loại chỉ tiêu để đánh giá mức độ oxy hóa của dầu và mỡ: chỉ tiêu dự đoán
và chỉ tiêu chỉ thị. Các chỉ tiêu dự đoán sử dụng những điều kiện để thúc đẩy quá trình
oxy hóa củ
a dầu và mỡ hoặc các sản phẩm chế biến (sử dụng dầu mỡ hoặc có chứa dầu
mỡ) qua đó đánh giá chất lượng của nguyên liệu, hiệu quả của chất bảo quản hoặc dự
đoán hạn sử dụng của sản phẩm. Các chỉ tiêu chỉ thị sử dụng để đánh giá chất lượng
của dầu mỡ hoặc s
ản phẩm chế biến tại thời điểm đánh giá.
2.1.1. Các chỉ tiêu dự đoán
2.1.1.1. Phương pháp oxy hoạt tính - AOM (Active Oxygen Method)
Phương pháp này dự đoán mức độ ổn định của dầu mỡ bằng cách thổi không
khí qua dung dịch dầu mỡ tại tốc độ thổi, nhiệt độ và nồng độ nhất định. Sau đó,

peroxid và hydroperoxid sinh ra trong quá trình trên được chuẩn độ bằng iod. AOM
được đị
nh nghĩa là khoảng thời gian cần thiết để hàm lượng peroxid trong mẫu đạt
100meq/kg. Dầu càng tốt thời gian đạt được giá trị trên càng lâu (AOM càng lớn). Đối
với các loại mẫu khác cần phải tiến hành bước chiết dầu mỡ ra rồi tiến hành thổi khí.
Phương pháp này tốn thời gian vì cần một khoảng thời gian dài để thổi khí, có thể lên
đến 48 giờ hoặc hơn để lượng peroxid đạt 100meq/kg. Phương pháp này đang dần
dược thay thế bởi các phương pháp tự động hóa nhanh hơn. Phương pháp này nằm
trong bảng tóm tắt được ban hành bởi AOAC, AACC và AOCS.
2.1.1.2. Chỉ số ổn định oxy hóa - OSI (Oxidative Stability Index)
Về nguyên tắc phương pháp này tương tự như phương pháp AOM, nhưng nhanh
hơn và mang tính tự động hơn. Không khí được thổi qua buồng chứa mẫu tại nhiệt độ
nhất định, sau đó được dẫn qua bể chứa nướ
c deion. Acid bay hơi tạo thành trong quá
18

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

trình oxi hoá lipid làm tăng độ dẫn điện của nước, độ dẫn được quan theo dõi liên tục.
OSI được định nghĩa là thời gian cần thiết để đạt đến một giá trị độ dẫn định trước.
Phương pháp này có thể tiến hành nhiều mẫu đồng thời và có phần mềm để kiểm soát
thông số và thu thập dữ liệu. Phương pháp này được nghiên cứu với sự cộng tác với
AOCS.
2.1.1.3. Chỉ số iod
Không phải là phương pháp đo lường độ ổn định của dầu mỡ, chỉ số iod dùng
đo lường số nối đôi của acid béo không bão hòa. Dầu mỡ có chỉ số iod cao dễ bị oxi
hóa. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chỉ số iod, do đó chỉ số này một mình nó không
phản ánh hết độ bền của dầu mỡ.
2.1.1.4. Chỉ
tiêu bom oxy - Oxygen Bomb Test

Phương pháp này dùng đễ dự đoán độ ổn định của dầu mỡ và đánh giá hệ thống
chống oxy hóa của dầu mỡ và thành phẩm có chứa dầu mỡ. Tỷ lệ oxy tiêu thụ cho biết
độ bền oxy hóa của mẫu thử. Ưu điểm của phương pháp này là cho phép đánh giá độ
ổn định của mẫu thử mà không cần chiết tách trước. Một số thành phần khác c
ủa mẫu
thử ví dụ như kim loại chuyển tiếp hoặc chất oxy hóa có thể làm tăng giá trị chỉ tiêu
bom oxy, nhưng phần chiết của dầu mỡ lại không phải là mẫu phù hợp để đánh giá độ
ổn định của sản phẩm.
2.1.2. Các chỉ tiêu chỉ thị
2.1.2.1. Chỉ số peroxid - Peroxide Value (PV)
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để đánh giá m
ức độ ôi thiu, PV
là hàm lượng của hàm lượng peroxid và hydroperoxid có trong mẫu và được định
nghĩa là số meq O
2
/kg mẫu. Giá trị PV thay đổi không cố định do đó phải thận trọng
trong quá trình lưu trữ và kiểm tra mẫu. Thật khó đễ đưa ra chỉ dẫn cụ thể nào về mối
liên quan giữa giá trị PV với sự oxy hóa của dầu mỡ. Giá trị PV cao chắc chắn chỉ ra
19

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

rằng dầu mỡ đã bị oxy hóa, nhưng giá trị trung bình của PV có thể là kết quả của sự
suy kiệt sau khi đạt đến giá trị cực đại. Một cách tương đối, theo Warner [10] có thể
phân chia sự oxy hóa theo các khoảng PV như sau: 3-5 mới bị oxy hóa, 10-12 bị oxy
hóa trung bình, 16-18 bị oxy hóa nhiều, việc phân chia này dựa trên việc gây mùi khó
chịu do sự oxy hóa dầu mỡ tại các mức oxy hóa hơn là ý nghĩa như là định nghĩa
khoảng chấp nh
ận giá trị PV của dầu mỡ.

Đồ thị 1.1: Sự thay đổi nồng độ peroxid theo thời gian.
2.1.2.2. Chỉ tiêu TBA - TBA test
Aldehyd bão hòa, 2-enal và 2-dienal là những sản phẩm sinh ra trong giai đoạn
dập tắt của phản ứng oxy hóa dầu mỡ có thể phát hiện được bằng acid 2-thiobarbituric.
Phản ứng tạo thành có màu đỏ có thể đo màu được. Phản ứng này phát triển đầu tiên để
xác định malonaldehyd, ngoài ra TBA cũng phản ứng với các aldehyd khác, cũng như
bị ảnh hưởng nhiễu nền ví dụ như phenol trong khói. Cũng như PV, giá trị TBA không
hoàn toàn phản ánh chất lượng của dầu mỡ. Có thể do aldehyd không được sinh ra
trong giai đoạn dập tắt hoặc những aldehyd bay hơi trong quá trình chế biến cũng như
trong quá trình lưu trữ.
2.1.2.3. Chỉ số anisidin – anisidine value
Khi hydroperoxid bị phân hủy tạo thành các aldehyd bay hơi như hexanal, phần
còn nằm lại là các phân mảnh acid béo của phân tử glycerid. Có thể xác định được các
20

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

phân tử không bay hơi này bằng phản ứng với anisidine. Chỉ số anisidine cao chứng tỏ
dầu mỡ đã bị oxy hóa nhiều ngay cả khi chỉ TBA hoặc các chỉ tiêu khác cho kết quả
thấp vì các aldehyd bay hơi có thể thất thoát vô tình hay cố ý trong quá trình chế biến.
Chỉ số anisidine được định nghĩa là 100 lần độ hấp thu tại bước sóng 350nm của dung
dịch phản ứng 1g dầu mỡ trong 100mL dung môi.
2.1.2.4. Chỉ số
hexanal - hexanal value
Hexanal được sinh ra trong suốt quá trình dập tắt của quá trình oxy hóa dầu mỡ,
có thể xác định được hexanal này bằng phương pháp sắc ký tiêm khoảng trống
(headspace). Phương pháp thực hiện có thể khác nhau nhưng về nguyên tắc, mẫu được
gia nhiệt nhẹ trong ống đậy kín, dùng xi-lanh rút một lượng hơi mẫu, sau đó tiêm vào
cột GC, hàm lượng hexanal phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tiền sử của mẫu, hàm lượng
chất béo, thành phần c

ủa chất béo. Thông thường cần thiết lập mối tương quan giữ hàm
lượng hexanal và chất lượng của sản phẩm (dầu hoặc sản phẩm chế biến có chứa dầu).
Một khi mối tương quan này được thiết lập thì việc xác định hexanal là một phương
pháp nhanh và là công cụ hữu dụng để đánh giá sự oxy hóa của dầu mỡ.
2.1.2.5. Chỉ tiêu tổng hàm lượng bay hơi - headspace profile
Sử
dụng kỹ thuật tương tự như phương pháp phân tích hexanal bằng phương
pháp tiêm khoảng trống, nó có thể xác định tổng quan hàm lương chất bay hơi của
mẫu. Sự oxy hoá lipid sinh ra rất nhiều chất bay hơi bao gồm: hidrocarbon, aldehyd,
enal, diennal, ceton và acid hữu cơ. Oxy hóa càng nhiều, lượng chất bay hơi sinh ra
càng nhiều, lưu ý là mùi hương sử dụng có thể gây ảnh hưởng kết quả, cần thiết lập
mối tương quan giữa chỉ
số tổng hàm lượng bay hơi với chất lượng của sản phẩm.
2.1.2.6. Acid béo tự do - free fatty acid (FFA)
Acid béo tự do có trong dầu mỡ (hoặc phần chiết dầu mỡ) có thể xác định bằng
phương pháp chuẩn độ. FFA được biểu diễn là % của lượng acid có trong mẫu thử (%
21

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

acid oleic cho mẫu mỡ động vật hoặc dầu nành, % acid lauric cho dầu dừa hoặc dầu
chứa acid béo mạch ngắn). FFA biểu thị cho sự thủy phân của dầu, mỡ. Phương pháp
này cũng dùng để xác định thành phần, nguồn gốc của dầu mỡ sử dụng.
2.2. Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa dầu mỡ [5]
Độ ổn định oxy hóa của dầ
u mỡ là độ chịu oxy hóa trong suốt quá trình chế biến
và lưu trữ. Độ ổn định oxy hóa là một thông số quan trọng để đánh giá thời hạn sử
dụng của dầu mỡ vì các dẫn xuất phân tử thấp sinh ra trong quá trình oxy hóa gây mùi
khó chịu, không chấp nhận được cho người sử dụng hoặc cho công nghiệp chế biến
thực phẩm. Quá trình oxy hóa dầu mỡ phá hủy các acid béo thiết yếu, sinh ra các chất

độc và các polyme bị oxy hóa. Oxy hóa d
ầu mỡ có vai trò quan trọng trong vị ngon,
chất lượng cũng như độc tính của dầu mỡ.
Oxy hóa dầu mỡ xảy ra trong quá trình sản xuất, lưu trữ theo 2 quá trình có cơ
chế hóa học khác nhau: Quá trình tự oxi hóa và oxy hóa cảm quang. Có 2 loại oxy có
thể phản ứng với dầu mỡ:
3
O
2
,
1
O
2
tương

ứng với 2 cơ chế trên. Trong đó
3
O
2
phản ứng
với dầu mỡ theo cơ chế gốc. Phản ứng của
3
O
2
với lipid có thể dễ dàng giải thích bởi
cấu tạo vân đạo phân tử của
3
O
2
như hình 2.1,

3
O
2
có 2 electron độc thân ở vân đạo
phản liên kết 2pπ
*
, do đó
3
O
2
dễ dàng phản ứng với gốc có trong dầu mỡ theo cơ chế
ghép spin.

Hình 2.1: Vân đạo orbital của
3
O
2

22

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

Oxy hóa cảm quang xảy ra khi có sự hiện diện của ánh sáng, chất nhạy quang và
1
O
2
. Cấu hình vân đạo của
1
O
2

được trình bày như hình 2.2, trong đó vân đạo phản liên
kết 2pπ
*
có 1 cặp electron ghép đôi và một vân đạo trống, do đó
1
O
2
dễ dàng phản ứng
với những hợp chất có mật độ điện tử cao như: nối đôi của acid béo không bão hòa.
Quá trình oxy hóa của dầu mỡ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng, nhiệt độ, thành phần của
acid béo, loại oxy và các thành phần vi lượng như kim loại, chất màu, phospholipid,
acid béo tự do, mono và diacylglycerol, những hợp chất đã bị oxi hóa bởi nhiệt và các
chất chống oxy hóa.

Hình 2.2: vân đạo orbital của
1
O
2

2.3. Cơ chế của quá trình tự oxy hóa [5]
Quá trình tự oxy hóa của dầu mỡ, theo cơ chế gốc tự do, bao gồm: khơi mào,
lan truyền và dập tắt:
Khơi mào: RH Æ R
.
+ H
.

Lan truyền: R
.
+

3
O
2
Æ ROO
.
ROO
.

+ RH Æ ROOH + R
.
Dập tắt: ROO
.
+ R
.

Æ ROOR
ROO
.
+ ROO
.
Æ ROOR + O
2

R
.
+ R
.

Æ RR

23

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

• Giai đoạn khơi mào:
Quá trình peroxid hóa lipid được khơi mào bằng cách lấy đi nguyên tử hydro
từ nhóm metylen (-CH
2
-) nằm giữa hai nguyên tử carbon có nối đôi trên chuỗi acyl của
phân tử acid béo chưa bảo hòa nhiều nối đôi.
RH Æ R
.
+ H
.

Có thể nhận thấy quá trình này không thuận lợi về mặt nhiệt động học. Nhiệt độ,
xúc tác kim loại, tia tử ngoại và ánh sang khả kiến có thể xúc tiến quá trình hình thành
gốc tự do từ acid béo hoặc acylglycerol. Năng lượng cần thiết để chia cắt nguyên tử
hydro trong acid béo hoặc acylglycerol tùy thuộc vào vị trí của nguyên tử hydro trong
phân tử. Có thể nhận thấy nguyên tử hydro nằm cạnh nối đôi, đặc biệt là hydro gắn vớ
i
cacbon nằm giữa hai nối đôi là dễ dàng bị đứt nhất. Gốc tự do được hình thành có
khuynh hướng hướng đến trạng thái vững bền bằng cách sắp xếp lại phân tử, tạo nên
một di-en liên hợp.
• Giai đoạn lan truyền:
Gốc di-en liên hợp sinh ra trong giai đoạn khơi mào phản ứng tự phát với phân
tử oxy sinh ra gốc peroxyl của acid béo (LOO
•
):
**

22
()CH O CHO−−+→

Các peroxyl này có khả năng lấy đi 1 hydro từ một phân tử acid béo khác tạo ra
peroxid và một gốc tự do.
**
LOO LH LOOH L
+
→+

Phản ứng trên là trạng thái lan chuyền của quá trình peroxid hóa. Gốc alkyl mới
tạo nên có thể tác dụng với O
2
, sinh ra gốc peroxyl khác và như thế, phản ứng dây
24

GVHD:TS.Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

chuyền được nhân lên mãi. Tốc độ tạo thành gốc lipid peroxy và hydroperoxid trong
giai đoạn này chỉ phụ thuộc vào sự hiện hiện của oxy và nhiệt độ.
Sản phẩm sơ cấp của quá trình oxy hóa này là lipid hydroperoxid, tương đối bền
tại nhiệt độ phòng và không có sự hiện diện của ion kim loại chuyển tiếp như sắt, đồng.
Khi có sự hiện diện của ion kim loại cũng như nhiệt độ cao chúng l
ặp tức bị phân hủy
tạo thành gốc alkoxy sau đó tạo thành aldehyd, ceton, acid, ester, rượu và các
hydrocacbon mạch ngắn. Các sản phẩm tiếp theo của quá trình oxy hóa được trình bày
trong bảng 2.1.

Bảng 2.1: Các sản phẩm của quá trình oxy hóa dầu mỡ
• Giai đoạn dập tắc:

Giai đoạn dập tắt là giai đoạn các gốc phản ứng với nhau, tạo ra những sản
phẩm bền (phân tử trung hòa) theo ba loại phản ứng sau:
*
2RRR→−

*
2
2ROO ROOR O→+

**
R
ROO ROOR+→