nghiên cứu khả năng chống oxy hoá đối với lipit của một số hợp chất được chiết xuất từ cây nghệ vàng

Nghiên cứu khả năng chống oxy hoá đối với lipit của một số
hợp chất được chiết xuất từ cây nghệ vàng

Phần mở đầu
Lipit (hay còn gọi là chất béo) là thành phần quan trọng của thực phẩm. Lipit là
nguồn nguyên liệu thực phẩm quý, không thể thiếu được trong cuộc sống của con
người và động vật, đồng thời là nguồn năng lượng cho các quá trình tổng hợp sinh
học. Trong quá trình chế biến và bảo quản, lipit dễ bị phân huỷ bởi các phản ứng hoá
học, chủ yếu là quá trình thuỷ phân và quá trình oxy hoá. Nhiều sản phẩm bậc hai của
quá trình oxy hoá làm giảm giá trị dinh dưỡng, cảm quan và vệ sinh thực phẩm. Để
đảm bảo chất lượng của thực phẩm trong quá trình chế biến cũng như bảo quản cần
phải hạn chế quá trình oxy hoá bằng cách: hạn chế sự tiếp xúc của lipit với oxi, hạ
nhiệt độ, giảm bớt thành phần dễ háng trong thực phẩm, ức chế hoạt tính xúc tác của
các nguyên tố vi lượng
Mét trong những biện pháp chống oxy hoá đơn giản nhất và hiệu quả nhất là
thêm vào thực phẩm các chất chống oxy hoá. Có hai loại hợp chất chống oxy hoá là:
các chất chống oxy hoá tự nhiên và các chất chống oxy hoá tổng hợp. Tâm lý người
tiêu dùng thường ưu tiên sử dụng thực phẩm có chứa các hợp chất tự nhiên, bởi vậy
các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc tìm kiếm, lùa chọn các hợp chất tự nhiên có
hoạt tính chống oxy hoá để thay thế các hợp chất chống oxy hoá tổng hợp. Gần đây,
tinh dầu của một số hương liệu thực vật theo truyền thống thường được đưa vào thực
phẩm để làm tăng mùi và vị, tuy nhiên qua tham khảo các công trình nghiên cứu,
chúng tôi nhận thấy chúng còn chứa một số hợp chất chống oxy hoá.
Mục đích của khoá luận này là nghiên cứu khả năng chống oxy hoá đối với
lipit của một số hợp chất được chiết xuất từ cây nghệ vàng, có tên la tinh là Curcuma
Longa L.
Phần tổng quan
Chương 1: LIPIT
Lipit hay chất béo là nhóm hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào
động vật và thực vật, có thành phần hoá học và cấu tạo khác nhau nhưng cùng có tính
chất chung là không hòa tan trong nước mà hoà tan trong các dung môi hữu cơ như

hexan, ete, benzen, Lipit góp phần tạo ra kết cấu cũng như tính cảm vị đặc trưng của
rất nhiều thực phẩm.
1.1. Phân loại lipit [1].
Dùa vào các tính chất khác nhau ta có thể phân loại lipit theo các cách như sau:
+ Dùa vào phản ứng xà phòng hoá, các lipit được chia làm hai nhóm:
- Lipit xà phòng hoá được gồm: glixerit, glixerophotpholipit và sáp; đó là
những lipit mà phân tử có chứa este của axit béo cao phân tử.
- Lipit không xà phòng hoá được là những lipit trong phân tử không chứa liên
kết este, nhóm này gồm: hiđrocacbon, các chất màu và các sterol.
+ Dùa vào độ hoà tan chia lipit làm hai nhóm:
- Lipit thực sự: là những este hoặc amit của axit béo (có từ 4C trở lên) với một
rượu như este của glixerol, amit của sphingozin, este của rượu cao phân tử, este của
sterol,
- Lipoit, là những chất có độ hoà tan giống lipit gồm: các carotenoit và quinôn
(các dẫn xuất của izopren), sterol tù do, các vitamin tan trong mì,
+ Dùa vào thành phần cấu tạo chia lipit làm hai loại:
- Lipit đơn giản: là este của rượu và axit béo như triaxylglixerin, sáp, sterit,
Lipit phức tạp: Trong phân tử của chúng ngoài axit béo và rượu còn có các thành phần
khác như axit phosphoric, bazơ nitơ, đường. Ví dụ như: glixerophospholipit,
glixeroglucolipit, sphingophospholipit, sphingoglucolipit.
1.1.1. Lipit đơn giản [1].
1.1.1.1. Triaxylglixerin.
Triaxylglixerin còn gọi là lipit trung tính, dầu mỡ hoặc triglixerit.
Triaxylglixerin là este của glixerin với axit béo do đó gọi là glixerit, có công thức
chung:

CH
2
OCOR
1

CH
CH
2
OCOR
2

OCOR
3

R
1
, R
2
, R
3
là các gốc hiđrocacbon của axit béo có thể giống nhau hoặc khác nhau.
Các axit béo phần lớn đều tồn tại ở dạng este triglixerit, còn ở dạng tự do rất
Ýt, do đó dầu mỡ cũng có tên là lipit trung tính.
Các axit béo no thường gặp: axit capric (C
10
) trong bơ sữa bò, axit miristic(C
14
)
có trong dầu lạc, axit palmitic (C
16
), axit stearic (C
18
) gần như có mặt trong tất cả các
chất béo và thường chiếm lượng nhiều nhất.
Các axit béo không no thường gặp: axit oleic, axit linoleic, axit linolenic và

axit arachidonic.
Cả mỡ và dầu thiên nhiên đều chứa các triglixerit khác nhau do đó không có
điểm nóng chảy rõ ràng mà chỉ có khoảng nóng chảy.
Triaxylglixerit tham gia phản ứng thuỷ phân, phản ứng chuyển este hoá, phản
ứng hidro hoá. Phản ứng thuỷ phân trong nhiều trường hợp được ứng dụng trong công
nghệ chế biến thực phẩm.
1.1.1.2. Sáp.
Sáp là este của axit béo bậc cao với rượu đơn chức mạch thẳng phân tử lớn. Các
rượu bậc cao này có tên gọi là xerol và là thành phần chủ yếu của sáp. Ngoài ra sáp
còn có các hidrocacbon, axit béo tự do, rượu tự do và xeton.
Công thức cấu tạo chung:
R- O – C- R
1
| |
O
R: thường là cacbon bậc chẵn.
Căn cứ vào nguồn gốc của sáp chia sáp ra làm ba loại: sáp thực vật, sáp động vật
và sáp khoáng.
- Sáp thực vật: Trên bề mặt của quả, lá, thân, cành bảo vệ cho chúng khỏi bị
thấm nước, bị khô và nhất là không cho vi sinh vật xâm nhập vào. Trong sáp thực vật,
rượu no thường là C
24
, C
26
và C
28
. Axit béo no (palmitic C
16
, stearic C
18

) và axit oleic.
Các este chủ yếu trên bề mặt của táo và lá sen, ví dụ như: cerylpalmitat và
cerylstearat. Este chính trên bề mặt hạt hướng dương là cerylcerotat.
- Sáp động vật: Thường tiết ra từ tuyến sáp của côn trùng, tuyến xương cụt của
chim và tuyến da của động vật có vú. Ví dụ như: sáp ong, sáp trên bề mặt lông cừu…
- Sáp khoáng có chứa axit montanic và các este của nó.
Sáp là chất vô định hình dễ bị mềm khi đun nóng, nóng chảy ở 40 – 90
0
C. Sáp
không bị mềm bởi nước, không hoà tan trong nước và trong rượu lạnh. Sáp hoà tan tốt
trong benzen, clorofom, ete.
Sáp Ýt có khả năng phản ứng nên rất bền.
Sáp có ứng dụng để pha chế làm vật liệu cách điện, vật liệu làm khuôn in, sơn,
bót chì, Trong công nghiệp thực phẩm, sáp thường được dùng như các chất phụ gia
để tạo ra líp kỵ nước trên bề mặt hoa quả và các sản phẩm thực phẩm khác. Chúng để
làm đẹp các sản phẩm này (hoa quả và các loại kẹo). Lanolin và spermaxeti để pha
chế kem và phomat trong mỹ phẩm.
1.1.1.3. Sterit.
Sterit là những este của rượu vòng sterol với axit béo phân tử lớn. Các axit béo
thường gặp trong thành phần sterit là axit palmitic, axit steric và axit oleic.
Trong tự nhiên, các sterol tù do và các hợp chất tương tự sterol chiếm nhiều
hơn sterit. Một số sterit thường gặp: cholesterol, sitosterol, stigmasterol.
1.1.2. Lipit phức tạp [1].
1.1.2.1. Phospholipit.
Phospholipit là những este của các rượu đa chức với các axit béo cao, đồng
thời có gốc axit phosphoric và những bazơ chứa nitơ đóng vai trò là các nhóm phụ bổ
sung.
Trong thành phần của các phospholipit khác nhau, người ta tìm thấy ba trong
số các rượu đa nguyên tử: glixerin, inôzit, sphingozin. Do đó các phospholipit được
chia thành ba nhóm: glixerophospholipit, inozitphospholipit và sphingophospholipit.

Phospholipit là những chất rắn không màu nhưng hoá thành màu tối sẫm rất
nhanh trong không khí do sù oxy hoá các liên kết đôi của các axit béo không no có
trong thành phần của nó.
Phospholipit tan trong dung môi hữu cơ, không tan trong nước nhưng tạo thành
huyền phù khá bền và trong một số trường hợp chúng tạo thành các dung dịch keo.
Chúng có mặt trong tất cả các tế bào của người, động vật, thực vật và vi sinh vật, với
việc tham gia trong việc hình thành nên vỏ tế bào và các màng nội tế bào.
1.1.2.2. Glicolipit.
Glicolipit là những lipit phức tạp không có phospho. Đặc trưng của glicolipit là
trong thành phần của chúng có cấu tử gluxit, thường là galactoza hoặc là các dẫn xuất
của galactoza.
Người ta chia glicolipit ra làm hai nhóm là xerebrozit và gangliozit.
Ngoài ra, trong thành phần lipit còn chứa các chất màu, chúng có tính tan tốt
trong dầu. Chất phổ biến nhất là carotenoit, gồm 65 – 70 chất khác nhau, có màu từ
vàng đến đỏ thẫm. Diệp lục tố (chlororofin) cũng là chất phổ biến gây nên màu xanh.
1.2. Khả năng chuyển hóa của lipit [1].
Khi bảo quản lâu, dưới tác dụng của nhiều yếu tố như ánh sáng, không khí,
nhiệt độ, nước và vi sinh vật lipit bị thay đổi trạng thái màu sắc và có mùi khó chịu.
Thường người ta gọi quá trình chuyển hoá này là sự ôi hóa. Thực chất của sự oxy hóa
lipit là quá trình tự oxy hóa. Tuy vậy, nếu dùa vào cơ chế phản ứng thì có thể phân ra
ôi hóa do thủy phân và ôi hóa do oxy hóa.
1.2.1. Quá trình thủy phân.
Sự thủy phân liên kết este trong lipit xảy ra nhờ enzim hoặc nhiệt độ và hơi
Èm, kết quả là sinh ra axit béo tự do.
CH
2
OCOR
1
CH
CH

2
OCOR
2

OCOR
3
+ 3H
2
O
CH
2
OH
CH OH
CH
2
OH
+
R
1
OOH
R
2
OOH
R
3
OOH

Phản ứng thủy phân khi không có enzim xúc tác xảy ra trong pha “béo” và chỉ
có nước hòa tan trong lipit (dầu, mì ) mới tham gia phản ứng nghĩa, là phản ứng tiến
hành trong môi trường đồng thể. Khi trong lipit có mặt nước với một lượng đáng kể,

tại nhiệt độ thường tốc độ phản ứng thủy phân rất chậm và tốc độ phản ứng sẽ tăng
lên khi nhiệt độ tăng. Lipit cũng bị thủy phân mạnh trong môi trường kiềm hoặc axit.
Trường hợp thủy phân do enzim xúc tác thường xảy ra ở trên bề mặt tiếp xúc
giữa lipit và nước. Enzim lipaza xúc tác phản ứng thuỷ phân có thể có trong nguyên
liệu hoặc do vi sinh vật tiết ra.
Quá trình thủy phân giải phóng axit béo tự do, axit béo tự do dễ bị oxy hóa hơn
este của axit béo với glixerol nên làm giảm giá trị dinh dưỡng, cảm quan và vệ sinh
thực phẩm. Trong một số trường hợp đặc biệt phản ứng thủy phân lại tạo ra những
mùi vị đặc trưng như trong công nghệ sản xuất phomat, sữa chua
1.2.2. Quá trình oxy hóa lipit.
1.2.2.1. Cơ chế của quá trình oxy hóa lipit.
Oxy hóa lipit là quá trình tự oxy hóa, một quá trình phức tạp. Đã có nhiều tác
giả đưa ra nhiều cơ chế khác nhau cho quá trình oxy hóa. Nhưng hợp lý hơn cả là
phản ứng dây chuyền theo cơ chế gốc tự do. Theo thuyết này thì sản phẩm của quá
trình oxy hóa là những gốc tự do và không bền. Phản ứng xảy ra theo ba giai đoạn
sau:
Giai đoạn phát sinh: Đầu tiên phản ứng được khơi mào bởi một vài phân tử
lipit (RH) bị oxy hóa tạo thành gốc tự do.
RH → R
•
+H H
•
(1)
Để tạo thành gốc, nghĩa là để đứt liên kết C – H trong phản ứng này đòi hỏi
một năng lượng từ 70- 100 kcal/mol. Tuy nhiên khi có oxi hòa tan thì tương tác giữa
RH ban đầu với oxi sẽ xảy ra một cách mạnh mẽ hơn vì sự tạo thành gốc theo phản
ứng lưỡng phân tử chỉ cần 47 kcal/mol.
RH + O
2
→ RO

•
+ OH
•
(2)
Khi nồng độ RH cao sẽ xảy ra phản ứng tam phân.
RH + O
2
+ HR
1
→ R
•
+ H
2
O
2
+ R
1
•
(3)
Phản ứng này đòi hỏi năng lượng còn bé hơn phản ứng lưỡng phân.
Giai đoạn phát triển: Gốc tự do R
•
hoặc RO
•
được tạo thành do phản ứng khơi
mào sẽ bắt đầu chuỗi chuyển hóa oxy hóa.
R
•

+ O

2
→ ROO
•

(4)
ROO
•
+ RH → ROOH+R + R
•
(5)
(5)
Phản ứng (4) đặc biệt nhanh, thực tế không cần năng lượng hoạt hóa. Còn
năng lượng hoạt hóa của phản ứng (5) là 4 - 12 kcal/mol. Rõ ràng ROO
•
là gốc chủ
đạo trong mạch oxy hóa, phản ứng (5) là phản ứng xảy ra với tốc độ chậm hơn nên
quyết định vận tốc phát triển của quá trình tự oxy hóa.
Từ hydroperoxit sẽ phân mạch để cho các gốc tự do khác theo đường hướng
sau.
ROOH → RO
•
+
•
OH (6)
2ROOH → ROO
•
+ H
2
O + RO
•

(7)
ROOH + RH → RO
•
+ H
2
O + R R
•
(8)
Việc đứt liên kết O-O để tạo ra hai gốc tự do theo phản ứng (6) đòi hỏi năng
lượng hoạt hóa từ 30 – 35 kcal/mol.
Giai đoạn ngắt mạch:
Việc đứt mạch, nghĩa là mất các gốc tự do xảy ra chủ yếu do kết quả tương tác
của các gốc theo cơ chế lưỡng phân.
R
•
+ R
•
→ R − R
R
•
+ ROO
•
→ ROOR
ROO
•
+ ROO
•
→ ROOR+O + O
2
Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng này không đáng kể (1-2 kcal/mol) do

đó vận tốc phản ứng rất lớn.
RH : Các phân tử lipit.
R
•
: Gốc axit béo no hoặc không no tù do hoặc gốc của axit béo trong phân
tử glixerit.
H : Nguyên tử H ở C
α
so với nối đôi, hoặc nguyên tử H của nhóm metylen
bất kỳ trong axit béo.
1.2.2.2. Các yếu tố kích thích ảnh hưởng tới quá trình oxy hóa.
- Ảnh hưởng của axit béo tự do: Axit béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình
oxy hóa, làm tăng nhanh sự phân giải hydroperoxit thành các gốc.
- Ảnh hưởng của oxi và môi trường: Tốc độ oxy hóa phụ thuộc vào nồng độ
(hay áp suất riêng phần) của oxi ở trong môi trường. Sự phát sinh chuỗi phản ứng chủ
yếu phụ thuộc vào phản ứng:
RH + O
2
→ RO
•
+ OH
•
RH + O
2
+ HR
1
→ R
•
+ H
2

O
2
+ R
1
•

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá
học. Tăng nhiệt độ, lượng peroxit tạo thành tăng. Ở nhiệt độ 40-50
0
C và cao hơn, sự
phân giải hyđroperoxit sẽ tăng.
- Ảnh hưởng của trạng thái vật lý của lipit: Bề mặt tiếp xúc của chất béo với
không khí càng lớn thì vận tốc oxy hoá càng cao. Tốc độ quá trình oxy hoá còn phụ
thuộc vào chiều dầy của líp lipit. Khi líp lipit dầy thì oxi xâm nhập khó. Giảm nhiệt
độ đến lúc chất béo chuyển sang trạng thái rắn, thì vận tốc oxy hoá cũng giảm.
- Ảnh hưởng của ion kim loại chuyển tiếp: Các ion cũng như các hợp chất của
kim loại chuyển tiếp có tác dụng xúc tác sự oxy hoá lipit. Thực nghiệm cho thấy khi
có mặt sắt trong dầu với lượng 0,2-1,0 mg/kg sẽ làm giảm độ bền của dầu đối với
phản ứng oxy hoá từ 20-50%. Với đồng chỉ cần 0,05-0,2 mg/kg sẽ làm giảm độ bền
của dầu đối với phản ứng oxy hoá từ 20-50%.
Ion kim loại chuyển tiếp có các electron đơn và thực chất là gốc. Nhưng tính
chất “gốc” ở chúng thể hiện yếu do đó chúng có thể tồn tại trong dung dịch với nồng
độ lớn. Tuy nhiên chúng có thể chuyển hoặc lấy electron từ một hạt bão hoà hoá trị
nào đó để tạo thành gốc tự do hoạt động hoặc gốc ion.
M
n+
+ RO
•
→ M
(n+1)

+ RO
−
M
n+
+ RO
2
•
→ M
(n+1)
+ RO
2
−
M
(n+1)
+ RO
2
•
→ M
n+
+ R
+
+ O
2 .
Các chất xúc tác kim loại khác nhau có thể tác dụng khác nhau lên quá trình tự
oxy hoá lipit. Chúng tác dụng giai đoạn phát sinh, giai đoạn phát triển của quá trình,
chúng có thể phân huỷ hydroxit thành gốc tự do làm tăng nhanh quá trình tự oxy hoá.
- Ảnh hưởng của năng lượng mặt trời và tia ion: Năng lượng ánh sáng, đặc biệt
là tia cực tím và tia ngắn của quang phổ nhìn thấy có tác dụng xúc tác quá trình oxy
hoá lipit. Năng lượng ánh sáng có thể quang phân hyđroperoxit thành các gốc tự do.
- Ảnh hưởng của nước: Người ta nhận thấy rằng, nước có tác dụng làm tăng

tính ổn định của chất béo trong sữa đối với sự oxy hoá ở nhiệt độ 95
0
C. Tuỳ theo hàm
lượng của nước trong lipit mà nước sẽ có những ảnh hưởng có lợi hay có hại đối với
lipit. Qua nghiên cứu người ta thấy khi hoạt độ nước thấp, tương ứng với vùng hình
thành líp đơn phân ở trên bề mặt sản phẩm, sự oxy hoá chất béo xảy ra mạnh mẽ.
Cùng với sự tăng hoạt độ nước thì cường độ oxy hoá lại bị giảm và khi a
w
=0.3 thì
cường độ oxy hoá là cực tiểu. Sau đó cường độ oxy hoá lại bắt đầu tăng cho đến khi
a
w
=0.7 thì cường độ oxy hoá cực đại.
Cơ chế kìm hãm của nước đối với quá trình oxy hoá chất béo có thể giả định
rằng: Khi có mặt một lượng Èm nhất định thì thời gian của chu kỳ cảm ứng bị kéo dài
và lượng ROOH tù do ở giai đoạn này sẽ thấp là do tạo thành liên kết hydro giữa nước
và hydroperoxyt, khiến cho sự phân giải hợp chất này bị chậm lại (18).
Chương 2: quá trình chống oxy hoá lipit
Các chất chống oxy hoá trong thực phẩm làm chậm hoạt động của quá trình oxy
hoá bằng cách phản ứng với gốc axit béo tự do ở giai đoạn phát sinh. Hàm lượng chất
chống oxy hoá đưa vào thực phẩm phải nhỏ hơn hàm lượng cho phép mà vẫn có tác
dụng tốt. Việc bổ sung chất chống oxy hoá sẽ không còn ý nghĩa nếu thực phẩm đã bị
oxy hoá mạnh, nồng độ các gốc hoạt động đã quá cao. Tác dụng chống oxy hoá được
giới hạn bởi thời gian mà các chất chống oxy hoá chưa bị phân huỷ.
Tác dụng chống oxy hoá còn phụ thuộc vào:
- Cấu trúc phân tử.
- Khả năng tham gia phản ứng của các chất chống oxy hoá vào các phản ứng
phụ.
- Loại thực phẩm.
- Điều kiện oxy hoá (nhiệt độ, bức xạ, kim loại ).

- Sự ổn định của chất chống oxy hoá trong thực phẩm được bảo quản…
2.1. Cơ chế chống oxy hoá [1].
Ở trên chúng ta đã thấy phản ứng: R
•
+ O
2
ROO
•
xẩy ra tức thời, do đó
vận tốc quá trình oxy hoá do nồng độ ROO
•
quyết định. Trị số của nồng độ đó được
xác định bằng tỷ lệ vận tốc tạo thành và mất đi của các gốc tự do. Có thể giảm vận tốc
phản ứng ROO
•
+ RH bằng cách hướng các phản ứng của gốc peroxit theo chiều
khác. Điều đó đạt được bằng cách đưa vào trong lipit chất chống oxy hoá InH
2
, nghĩa
là chất có khả năng phản ứng dễ dàng với gốc ROO
•
hơn.
RO
2
InH
2
RH
ROOH
InH
Cơ chế tác dụng của những chất chống oxy hoá loại này (như phenol, amin) có

thể như sau:
ROO ROO
•

+ InH
2
= ROOH + InH
•
InH InH
•
+ InH
•
= In + InH
2
In: gốc không hoạt động
Hoặc: ROO ROO
•
+ InH
2
= [ ROO
•
InH
2
]
[ROO [ROO
•
InH
2
] + ROO
•

= sản phẩm bền
Hoặc: ROO ROO
•
+ InH
2
= InH
•
+ ROOH
InHInH
•
+ ROO
•
= sản phẩm bền
Như vậy gốc peroxit ROO
•
đã được thay bằng gốc của chất chống oxy hoá In
•
là gốc yếu, không thể tham gia vào chuỗi các phản ứng oxy hoá.
2.2 Cơ chế quá trình chống oxy hoá của một số phụ gia.
2.2.1 Họ phenol [2].
Tính hoạt động của các ankyl phenol thể hiện ở chỗ chúng có khả năng vô hiệu
hoá các gốc peroxit, bằng cách đó cắt mạch oxy hoá. Sản phẩm đầu tiên xuất hiện là
các gốc phenol tạo thành do nguyên tử hydrô của nhóm hydroxyl được nhường cho
gốc peroxit.
R OH
R'
R''
R O
R''
R'

ROO
ROOH
Các gốc phenol (sự tạo thành chúng được chứng minh bằng phương pháp cộng
hưởng điện tử) rất ổn định, kém hoạt tính, nhờ vậy chúng không có khả năng sinh
mạch oxy hoá tiếp theo. Hoạt tính chống oxy hoá của các hợp chất ankyl phenol được
tăng lên bằng cách hidroxyl hoá vào phân tử phenol, vì các hợp chất poliphenol có
hoạt tính tốt hơn monophenol.
Chúng có một số tính chất sau:
- Dạng khử của chúng có thể phản ứng với các gốc tự do, chuyển thành dạng
oxy hoá.

OH
OH
O
O
2
R
2
RH
Dạng hidroquinon dạng quinon d¹ng quinon
(dạng khử) (dạng oxy hoá) (d¹ng oxy ho¸)
- Dạng oxy hoá của chúng có thể chuyển thành dạng lưỡng gốc và như vậy
chúng có khả năng phản ứng với hai gốc tự do nữa, nhưng sự chuyển dạng theo
khuynh hướng này nếu:

O
O
OR
OR
R

2
O
O
Đặc biệt dạng oxy hoá và dạng khử của chúng có thể tương tác với nhau thuận
nghịch tạo gốc Semiquinon:

OH
OH
O
O
O
OH
OR
OR
R
2
2
2.2.2 Họ amin.
Gần đây xuất hiện giả thuyết khác không nằm trong khuôn khổ cơ chế hoạt
động đã dẫn ra ở trên của ankylphenol (cắt trực tiếp hidro của nhóm bằng các gốc
peroxit).
Ở đây cơ chế tác dụng giữa ROO
•
với phân tử ức chế là phản ứng thuận
nghịch, sau đó gốc phức tạo thành sẽ tác dụng với gốc peroxit tiếp theo:
ROO + InH
ROO

InH
ROO

ROOH + ROOIn
.
InH: Chất ức chế phản ứng oxi hoá.
Đối với amin bậc một và hai (có nguyên tử H linh động trong nhóm amin), cơ
chế hoạt động kìm hãm là cắt mạch thẳng do tạo thành các gốc amin.
ROO
•
+ R’NHR’’ R’N
•
R’’ + ROOH
Cơ chế trên được khẳng định bởi sự có mặt của các gốc amin cũng như bởi
cấu trúc của sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa.
ROO
•
+ R’NR’’ RO
•
+ O
•
NR’R’’
Để nghiên cứu khả năng ức chế của các chất chống oxy hoá họ amin với các
gốc peroxit, người ta đã theo dõi tác dụng của anilin cũng như α và β naphtyl-amin.
Với hyđroperoxit chúng tạo thành hợp chất I với liên kết H còn với α và β naphtyl
cho sản phẩm II. Trong đó proton của hyđroperoxit đính với nhóm N của nhóm amin.

N
H
H
CO
CH
3

CH
3
OH
N
H
H
H
C
CH
3
CH
3
OO
( I )
( II )
2.2.3 Nhóm các hợp chất của lưu huỳnh và phospho [2].
Khi quá trình oxy hoá xảy ra ở nhiệt độ cao hoặc có sự có mặt của kim loại,
người ta thường sử dụng nhóm các hợp chất của S và P.
Các hợp chất chứa S thông thường là các hợp chất paraphin, olephin, tecpen,
sunphua Các hợp chất loại này ngoài khả năng chống oxy hoá, chúng phân hủy các
peroxit và bị mất hoạt tính ở giai đoạn cuối cùng. Các hợp chất chứa nhóm thiol có
khả năng chống oxy hoá ở những mặt sau:
- Làm trung hoà gốc
•
OH tạo gốc thiol.
RSH +
•
OH → RS
•
+ H

2
O
- Các thiol kết hợp với nhau để tạo ra hợp chất disunfua (RSSH) hoặc trung
hoà gốc khác có tính oxy hoá. Có thể kết hợp với oxi để tạo ra gốc sunfoxyl cũng là
một dạng oxy hoá hoạt động.
RS
•
+ O
2
→ RSO
2
•
RSH + ROO
•
→ RS
•
+ ROOH
ROOH + 2R’- SH ROH + R’S – SR’ + H
2
O
ROOH + R’- S - CH
3
ROH + R’- SO - CH
3

Các hợp chất của phospho cũng có những tính chất tương tự.
ROOH + R’
3
P ROH + R’
3

PO
ROOH + (R’O)
3
P ROH + (R’O)
3
PO
2.3. Các chất đồng tác dụng chống oxy hoá [3].
Hiện tượng đồng tác dụng xảy ra khi một hỗn hợp chất có tác dụng chống oxy
hoá tốt hơn tổng tác dụng của từng chất riêng rẽ. Có hai loại đồng tác dụng: Một là tác
dụng của các chất nhận gốc tự do. Hai là sự kết hợp của chất nhận gốc tự do và tác
nhân tạo phức kim loại.
1. Hỗn hợp các chất nhận gốc tự do. Một hỗn hợp đồng tác dụng chống oxy
hoá gồm hai chất là AH và BH, giả thiết rằng năng lượng phân ly liên kết của B – H
nhỏ hơn của A – H, nghĩa là BH phản ứng với gốc ROO
•
chậm hơn. Phản ứng có thể
xảy ra như sau:
ROO
•
+ AH → ROOH + A
•
A
•
+ BH → B
•
+ AH
Vì vậy sự có mặt của BH có tác dụng tái sinh lại chất chống oxy hoá AH.
Ví dụ hỗn hợp chất chống oxy hoá gồm hợp chất phenol và axit ascobic. Hợp
chất phenol tác dụng mạnh hơn nên nó là chất chống oxy hoá chính và axit ascobic là
chất đồng tác dụng. Tương tự như vậy có thể sử dụng hỗn hợp chất đồng tác dụng

chống oxy hoá là hai hợp chất phenol.
2. Chất tạo phức kim loại có khả năng làm mất hoạt tính của kim loại, chúng
thường tồn tại ở dạng muối của axit béo. Tác dụng chống oxy hoá của chất nhận gốc
tự do tăng lên bởi sự có mặt của tác nhân phức kim loại, như vậy thì hiện tượng đồng
tác dụng mới xảy ra. Ví dụ những chất tạo phức đặc trưng: axit citric và axit
phosphoric; polyphotphat và axit ascobic
2.4. Sự lùa chọn các chất chống oxy hoá trong thực phẩm [3,4,11].
Với cấu trúc phân tử khác nhau, các chất chống oxy hoá khác nhau nên khi ứng
dụng chúng vào các dạng dầu mỡ hay thực phẩm khác nhau chúng sẽ có những tính
chất khác nhau. Do đó cần phải chú ý tới một số ảnh hưởng như pH, màu sắc, mùi vị,
lợi Ých, nguồn cung cấp và giá cả, Vấn đề lùa chọn chất chống oxy hoá hoặc sự kết
hợp của các chất chống oxy hoá là rất phức tạp, vì khi thêm chất chống oxy hoá sẽ
làm tăng vai trò của các chất tiền chống oxy hoá và chất chống oxy hoá có sẵn trong
thực phẩm.
Có hai dạng vật chất nền. Một là các vật chất có diện tích bề mặt lớn như dầu
ăn (chỉ có ranh giới giữa pha khí và dầu), trong trường hợp này chất chống oxy hoá
hiếu nước có tác dụng tốt hơn, bởi vì chúng tập trung trên bề mặt dầu nơi diễn ra các
phản ứng giữa dầu và oxi. Dạng vật chất thứ hai có diện tích bề mặt lớn, như ở trong
thực phẩm chưa chế biến, các màng lipit phân cực, các mô giữa các tế bào của các
lipit trung tính và các mô của dầu đã nhò tương hoá. Đây là hệ thống thường có nhiều
ranh giới pha, trong đó hàm lượng nước cao và dầu ở dạng nhò tương. Với hệ thống
này các chất chống oxy hoá kị nước như BHT, BHA, tocopherol có tác dụng tốt hơn.
2.4.1. Các chất chống oxy hoá tổng hợp [3,4].
Sử dụng chất chống oxy hoá đã kéo dài chu kì phân huỷ của rất nhiều quá trình
trong thực phẩm, ngăn ngõa sự xuất hiện không mong muốn của mùi và vị. Cho đến
nay, những chất chống oxy hoá tổng hợp chính đã được sử dụng là BHA, BHT,
TBHQ và galat. Cả BHA và BHT đều có tác dụng yếu trong dầu thực vật, đặc biệt
trong những loại dầu đã có sẵn chất chống oxy hoá tự nhiên.
Tuy nhiên, sử dụng các chất chống oxy hoá tổng hợp cũng có sự bất lợi, đặc
biệt là sự bay hơi và xu hướng phân huỷ của chúng ở nhiệt độ cao. Hơn nữa các chất

chống oxy hoá tổng hợp có thể có các ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người nên đã
có nhiều nghiên cứu xác định độc tính của các phụ gia tổng hợp. Vì vậy việc sử dụng
chất chống oxy hoá tổng hợp đã được hạn chế ở nhiều quốc gia bởi vì chúng có những
tác động có hại tới nhiều enzim trong cơ thể sống. Mặt khác những chất chống oxy
hoá tổng hợp là những chất không có sẵn, do đó giá thành của nó tương đối cao.
2.4.2. Một số hợp chất chống oxy hoá tự nhiên [4,11].
Hợp chất chống oxy hoá tự nhiên là những hợp chất có hoạt tính chống oxy
hoá có nguồn gốc từ tự nhiên.
Do có những nghi ngại khi sử dụng chất chống oxy hoá tổng hợp nên xu hướng
sử dụng chất chống oxy hoá tự nhiên ngày càng tăng. Bên cạnh các chất chống oxy
hoá nội sinh như: vitamin A, vitamin C, vitamin D, E, K, axit uric, bilirubin, carnozin
và ubiquinol, các axitamin như cystein, metionin, tyrozin, tryptophan, lyzin; peptit
như glutation còng là các hợp chất chống oxy hoá. Còn có một số hợp chất được
lấy từ các cây hương liệu khác như:
Tocopherol: có trong nhiều loại cây thực vật. Trong tự nhiên, người ta đã tìm
thấy bốn dạng đồng phân: α - tocopherol (có tính hoạt động như vitamin E), β, γ và δ
- tocopherol. Chức năng hoạt động của tocopherol cũng giống như BHA và BHT tức
là sự kết hợp với những gốc tự do, nhưng có điểm khác là chúng bền ở nhiệt độ cao và
khó bay hơi. Hỗn hợp của hợp chất tocopherol và peptit cũng là những chất đồng tác
dụng chống oxy hoá trong mỡ và dầu.
Axit ascobic (vitamin C) là chất chống oxy hoá bền trong hệ nước. Nếu như
được kết hợp với dung dịch propylenglycol thì tính chống oxy hoá của nó sẽ được
tăng lên rất nhiều. Một số chất khác như axit citric, EDTA, phospholipit và hợp chất
amino axit cũng làm tăng khả năng chống oxy hoá của chất chống oxy hoá tự nhiên.
Carotenoit: Trong thực phẩm, bên cạnh chức năng tạo màu các hợp chất
caroten có khả năng ức chế những phản ứng làm giảm giá trị thực phẩm trong quá
trình bảo quản, đặc biệt là sự ức chế phản ứng oxy hoá lipit. Mét trong những chất đó
là vitamin A, nhưng không phải tất cả các hợp chất caroten đều có khả năng đó. Các
hợp chất caroten thuộc nhóm chất chống oxy hoá có khả năng loại gốc tự do. Có thể
giải thích rằng β-caroten đã loại gốc peroxit bằng cách tạo ra sản phẩm cộng giữa β-

caroten và gốc peroxit. Các hợp chất carroten chỉ tạo sản phẩm cộng là những gốc
caroten bền chứ không cho đi một nguyên tử H như những hợp chất phenol. Trong
thực phẩm, dưới một số điều kiện các hợp chất caroten hoạt động như những chất tiền
oxy hoá, dưới những điều kiện khác lại hoạt động như những chất chống oxy hoá,
điều đó phụ thuộc vào nồng độ của chúng. Sự cân bằng động giữa tiền oxy hoá và
chống oxy hoá là vô cùng nhậy cảm. Trong thực phẩm, các hợp chất caroten có giá trị
qua hai khả năng:
• Tạo màu cho thực phẩm.
• Như một chất chống oxy hoá tác động tới sự oxy hoá lipit.
Flavonoit: là một nhóm hợp chất mang màu lớn của thực vật và được cơ thể
hấp thụ thường xuyên qua thức ăn. Nhờ có cấu trúc polyphenol nên nhóm này có tính
chống oxy hoá tốt bởi nó có thể khử các gốc tự do và liên kết với các ion kim loại.
Các flavonoit có nhóm cacbonyl ở vị trí C
4
và nhóm hydroxyl ở vị trí C
3
hoặc C
5
đều
dễ tạo phức với kim loại. Flavonoit có hai nhóm hydroxyl ở vị trí C
3’
và C
4
,
còng tạo
phức với kim loại. Các kim loại có thể là: Al, Zn, Cr, Cu đây là những kim loại làm
khơi mào quá trình oxy hoá trong thực phẩm.
Hiện nay, người ta đang tập trung nghiên cứu để lấy các hợp chất chống oxy
hoá có trong các cây thực vật như cây như cây chè, cây ớt, cây dầu không, cây chay,
cây tỏi, cây quế, cây gừng, cây nghệ,

Nói chung việc sử dụng các chất chống oxy hoá trong tự nhiên có rất nhiều ưu
điểm so với các chất chống oxy hoá tổng hợp.
• Không độc.
• Dễ kiếm, có sẵn trong tự nhiên.
• Giá thành rẻ.
• Được người tiêu dùng tin cậy.
Chương 3
MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA NGHỆ
3.1. Giới thiệu về hương liệu.
-Tên khoa học: Curcuma Longa L.
-Thuộc họ Gừng (Zingiberaceae).
3.1.1. Mô tả cây [17].
Nghệ là một loại cỏ cao 0,60 m đến 1,0 m. Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi
dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam sẫm. Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai
đầu, hai mặt đều nhẵn, dài tới 45 cm, rộng 18 cm. Cuống lá có bẹ. Hoa tự mọc từ giữa
các lá lên thành hình nón thưa, lá bắc hữu thụ khum hình máng rộng, đầu tròn màu lục
nhạt.
3.1.2. Phân bố, thu hái [17].
Được trồng ở khắp nơi trong nước ta. Nghệ Ýt nhất cũng có đến năm loại:
Nghệ trắng, Nghệ vàng, Nghệ đen, Nghệ rừng, Nghệ gió Loại nghệ dễ kiếm nhất và
có trữ lượng lớn nhất là nghệ vàng Curcuma Longa. Đặc biệt trồng nhiều là vùng
Khoái Châu – Hải Hưng.
Nghệ còn mọc và được trồng ở các nước Ên Độ, Indonesia, Campuchia, Lào,
Trung Quốc và các nước nhiệt đới. Thu hoạch nghệ tốt nhất vào mùa thu.
3.1.3. Thành phần hoá học [17].
Trong nghệ người ta đã phân tích được:
1. Chất màu curcumin 0,3%, tinh thể nâu đỏ, ánh tím, không tan trong nước,
tan trong rượu, ete, clorofoc, dung dịch có huỳnh quang màu xanh lục. Tan trong axit
(màu đỏ tươi), trong kiềm (màu đỏ máu rồi ngả tím), trong chất béo (dùng để nhuộm
các chất béo).

Công thức curcumin đã được xác định như sau:

CH CH C
O
CH
2
C
O
CH CH
OCH
3
HO
OCH
3
OH
2. Tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm. Trong tinh dầu có curcumen C
15
H
24
mét cacbon không no, 5% paratolylmetyl cacbinol và 1% long não hữu tuyền. Hai
chất sau chỉ thấy có trong tinh dầu Curcuma Xanthorriza Roxb.
3. Ngoài ra còn tinh bét, canxioxalat, chất béo
3.2. Tính chống oxy hoá của hương liệu [9].
Nghệ là một loại hương liệu tương đối phổ biến trên thị trường Việt Nam, được
dùng để tạo mùi và vị đặc trưng cho nhiều loại thức ăn truyền thống. Các chất màu
chiết từ nghệ đóng vai trò quan trọng trong công nghệ thực phẩm và nước uống. Củ
nghệ khô có thể chứa 3 - 5 % tinh dầu và 0.02 - 2 % các curcuminoit màu vàng và
thơm. Rất nhiều các hợp chất chiết từ nghệ đã được công bố là có các dược tính khác
nhau như chống viêm, kháng nấm, kháng u. Curcumin ở môi trường pH = 2 đến 7 rất
bền, nhưng ở môi trường kiềm curcumin dễ bị phân huỷ thành axit ferulic,

feruloylmetan và các sản phẩm của phản ứng ngưng tụ màu vàng nâu.
Theo các phương pháp cổ điển, nghệ thường được chiết bằng các dung môi
như etanol, axeton hay metanol và dịch chiết thu được chứa cả các hợp chất tạo mùi
lẫn vị. Tinh dầu khi được chiết bằng dung môi lỏng thường có Ýt mùi do các chất dễ
bay hơi bị mất trong quá trình làm bay hơi dung môi. Hơn nữa, chiết bằng rượu
thường tạo ra các hợp chất lạ bằng phản ứng este hoá, ete hoá hay phản ứng tạo
axetal. Bởi vậy, bên cạnh các phương pháp chiết bằng các hệ dung môi, phương pháp
chiết bằng CO
2
láng đang được quan tâm nghiên cứu. Phương pháp chiết mới này còn
có một số ưu điểm là không gây ô nhiễm môi trường, đỡ tiêu tốn dung môi và thời
gian chiết ngắn hơn.
Các hợp chất chống oxy hoá tự nhiên, sau nhiều công trình nghiên cứu, thường
được chia vào hai nhóm: các hợp chất phenol và các hợp chất β-dixeton. Một số hợp
chất thuộc nhóm thứ nhất như sezamolinol, sezaminol, một số các pinoresinol glucozit
và sezaminol glucozit đã được tách ra từ dầu vừng và hạt vừng. Một số dẫn xuất của
γ-tocopherol, là các hợp chất được tổng hợp từ γ-tocopherol và axit p-cumaric được
tách ra từ lá Prunus. Mét số các hợp chất thuộc nhóm β-dixeton như n-tritriacontan-
16,18-dion và hydroxy-tritriacontan-16,18-dion, đã được tách ra từ lá của Eucalyptus
và được nhận biết là một loại chất chống ôxy hoá mới. Tuy nhiên rất Ýt hợp chất
chống oxy hoá có cả cấu trúc phenol lẫn β-dixeton được tìm thấy. Hiện thực này đã
thúc đẩy một số nhà khoa học đi sâu nghiên cứu tìm ra các chất chống oxy hoá mới có
cấu trúc chức năng như trên và họ đã tập trung vào 3 loại curcuminoit quen thuộc,
trong đó có cả curcumin.
Củ nghệ được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền để chữa sưng tấy và viêm
nhiễm. Curcumin (diferuloylmetan, U1) là sắc tố vàng chính của nghệ, có thể được
chiết ra bằng dietyleter cùng với hai sắc tố vàng phụ khác là (4-hydroxy-3-
metoxycinamoyl)metan (U2) và bis-(4-hydroxycinamoyl)metan (U3), và cả 3 chất
này đều có tính chống oxy hoá, cũng như chống viêm nhiễm. Tuy nhiên, hạn chế của
U1 là có màu vàng, bởi vậy các tác giả đã nghiên cứu chất chống oxy hoá có tiềm

năng hơn, các tetrahydrocurcuminoit (THU1, THU2, và THU3) bằng cách hydro hoá
hai liên kết đôi liên hợp với β-dixeton trong 3 curcuminoit (U1, U2 và U3).
O O
R
OH
R
OH
hydro ho¸
PtO
2
O O
R
OH
R
OH
2
2
U1: R = R
2
= OCH
3
THU1: R = R
2
= OCH3
U2: R = OCH3, R
2
= H THU2: R = OCH3, R
2
= H
U3: R = R

2
= H THU3: R = R
2
= H
Hình 1. Phản ứng hydro hóa curcuminoit thành tetrahydrocurcuminoit
Tính chống oxy hoá của các curcuminoit được đánh giá thông qua sù oxy hoá
của axit linoleic trong hệ etanol/nước, và được xác định bằng phương pháp tioxianat
và TBA. Kết quả cho thấy U1 có tính chống oxy hoá tốt nhất trong các curcuminoit
(U1, U2 và U3). Khi nghiên cứu so sánh tính chống oxy hoá của các
tetrahydrocurcuminoit, THU1 và THU2 đã thể hiện khả năng ức chế sự oxy hoá tốt
hơn các curcuminoit nguyên bản (U1, U2). Các kết quả cho thấy U1 có khả năng
chống oxy hoá ở cả giai đoạn tiềm phát và giai đoạn phát triển tốt nhất trong 3
curcuminoit, trong khi THU1 là hợp chất có tính chống oxy hoá mạnh nhất trong tất
cả các chất được nghiên cứu trong cả hai giai đoạn. Trong thí nghiệm in vivo THU1
có tính chống oxy hoá tốt hơn U1, trong khi THU2 và U2 có tính chống oxy hoá gần
như bằng các curcuminoit nguyên bản. Nguyên lý chống oxy hoá của U1 và THU1 là
dùa trên khả năng nhường hydro của nhóm hydroxy và nguyên tử hyđro ở mạch
nhánh. Trường hợp thứ hai dẫn đến sự phân huỷ THU1 thành dihydroreulic axit.
Điểm đặc biệt là trong cơ thể sống, U1 tham gia vào quá trình trao đổi chất và chuyển
hoá thành THU1.
O
O
CH
3
O
OH
OH
OMe
O
O

OH
CH
3
O
OH
OMe
U1
THU1
O
O
OH
CH
3
O
OH
OMe
.
- H
.
+ O
2
O
O
OH
CH
3
O
OH
OOH
OMe

OH
CH
3
O
OH
O
PHẦN THÍ NGHIỆM
CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
4.1. Mục đích của thí nghiệm.
Do tâm lý người tiêu dùng, nên các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên thường
được ưu tiên sử dụng. Vì vậy trong những năm gần đây, nhiều tác giả đã quan tâm,
nghiên cứu và tìm tòi những hợp chất chống oxy hoá tự nhiên, trong đó có nghệ. Do
vậy mục đích của tôi trong thí nghiệm này là: Nghiên cứu tính chống oxy hoá của
nghệ trong lipit (mà cụ thể là mỡ lợn).
4.2. Hoá chất và dụng cụ.
4.2.1. Hoá chất.
Trong quá trình thí nghiệm các hoá chất sau đã được sử dụng:
Axeton, metanol, n-hexan được dùng để chiết hương liệu.
30% KI – 30g KI hoà tan trong 70 ml nước cất (phải trong và không
màu).0.01M K 0.01M K
2
Cr
2
O
7
- 2.94g K
2
Cr
2
O

7
hoà tan trong 1000 ml nước cất.
0.1 M Na
2
S
2
O
3
– 2.5g Na
2
S
2
O
3
.5 H
2
O hoà tan trong 1000 ml nước cất.
Hồ tinh bét – 2g tinh bột hoà tan trong 100 ml nước cất và đun sôi trong 2 phót.
Hỗn hợp axit axetic và clorofom tỉ lệ 3:2
H
2
SO
4
25% - 14.2 ml H
2
SO
4
96% (d = 1.84 g/ml) pha trong 74ml nước cất.
4.2.2. Dụng cụ.
- Cân phân tích.

- Buret 25 ml.
- Bình nón 250 ml.
- Tủ sấy.
- Pipet: 1ml, 5ml, 10ml.
- Bình định mức 1000ml.
- Và mét số dụng cụ khác.