Đánh giá khả năng áp dụng phản ứng Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
**************







NGUYỄN THỊ THÚY MỸ




ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHẢN ỨNG
FENTON ĐỂ PHÂN TÍCH HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA BHT


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN





Nha Trang, tháng 07 năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
**************







NGUYỄN THỊ THÚY MỸ




ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHẢN ỨNG
FENTON ĐỂ PHÂN TÍCH HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA BHT


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN


GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO


Nha Trang, tháng 07 năm 2013
i

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng nghiên cứu làm đề tài “Đánh giá khả năng áp dụng
phản ứng Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT” đến nay
đã được hoàn thành. Để hoàn thành đợt thực tập này ngoài nổ lực của bản
thân em còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ phía quý thầy cô, gia đình và
bạn bè.
Trước hết em xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang,
Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm niềm kính trọng, sự tự hào được
học tập tại Trường trong những năm qua.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Công nghệ Thực
phẩm đã truyền đạt kiến thức quý báu và tận tình giải đáp thắc mắc của em
trong quá trình học tập và làm đề tài.
Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS. Huỳnh
Nguyễn Duy Bảo là người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tạo điều kiện cho
em hoàn thành đề tài này.
Xin cảm ơn các cán bộ các phòng thí nghiệm: Công nghệ Thực phẩm,
Công nghệ Chế biến, phòng Hóa sinh-Vi sinh, Viện Công nghệ Sinh học và
Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và các anh chị
khóa trước đã động viên góp ý giúp em hoàn thành đề tài này.
Nha Trang, ngày tháng năm 2013
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Thúy Mỹ


ii

MỤC LỤC
Trang

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC BẢNG viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ix

LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3
1.1. Phụ gia chống oxy hóa BHT (Butylat hydroxyltoluen) 3
1.1.1. Công thức cấu tạo và tên gọi 3
1.1.2. Tính chất – đặc điểm 4
1.1.3. Cơ chế chống oxy hóa 4
1.1.4. Chức năng và lợi ích 5
1.1.5. Ứng dụng 5
1.1.6. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của chất chống oxy hóa BHT 6
1.1.7. Ưu điểm của BHT 6
1.2. Tổng quan về phụ gia chống oxy hóa 7
1.2.1. Vai trò của chất chống oxy hóa 7
1.2.2. Cơ chế chống oxy hóa 8
1.2.3. Phân loại chất chống oxy hóa 9
1.3. Tổng quan về gốc tự do và quá trình oxy hóa 14
1.3.1. Tổng quan về gốc tự do 14
1.3.1.1. Nguồn gốc hình thành các gốc tự do 15
1.3.1.2. Một số gốc tự do thường gặp 16
1.3.1.3. Tác hại của gốc tự do đến thực phẩm và sức khỏe con người 16
1.3.2. Quá trình oxy hóa lipid 19
1.4. Các phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa 21
iii

1.4.1. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa dựa vào khả năng khử

gốc tự do DPPH 21
1.4.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa dựa vào tổng năng lực
khử 22
1.4.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa lipid bằng mô hình
Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
23
1.4.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa dựa vào khả năng khử
hydroperoxide 24
1.4.5. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa lipid bằng mô hình
Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
25
1.4.6. Phương pháp ORAC 25
1.4.7. Phương pháp TRAP 26
1.4.8. Phương pháp FRAP 27
1.4.9. Phương pháp FTC 27
1.4.10. Phương pháp TEAC 28
1.4.11. Phương pháp tổng năng lực khử 28
1.4.12. Phương pháp TAC (Determination of Total Antioxidant Capacity) .28
1.4.13. Phương pháp DMPD (N, N-dimethyl-p-phenylene diamindihydrochloride) 29
1.4.14. Phương pháp Phospho molybdenum 29
1.4.15. Khảo nghiệm Conjugated diene 29
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1. Nguyên vật liệu và hóa chất 31
2.2. Phương pháp nghiên cứu 31
2.2.1. Đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng Fenton trong hệ
lipid/myoglobin/H
2
O
2
để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT 31
2.2.2. Đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/
FeCl
2
/H
2
O
2
để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT 33
2.2.3. Các phương pháp phân tích 35
2.2.3.1. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa dựa vào khả năng
khử gốc tự do DPPH 35
iv

2.2.3.2. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa dựa vào tổng năng
lực khử 36
2.2.3.3. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa dựa vào khả năng
khử hydroperoxide 36
2.2.3.4. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT bằng mô
hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2

37
2.2.3.5. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT bằng mô
hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
38
2.3. Phương pháp xử lý số liệu 39
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40
3.1. Hoạt tính chống oxy hóa của BHT phân tích dựa vào mô hình phản ứng
Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
40
3.2. Hoạt tính chống oxy hóa của BHT phân tích dựa vào mô hình phản ứng
Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
41
3.3. Hoạt tính chống oxy hóa của BHT được phân tích dựa vào khả năng khử
gốc tự do DPPH 42
3.4. Hoạt tính chống oxy hóa của BHT được phân tích dựa vào tổng năng lực
khử 44
3.5. Hoạt tính chống oxy hóa của BHT được phân tích dựa vào khả năng khử

H
2
O
2
45
3.6. Tương quan giữa khả năng khử DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của
BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
46
3.7. Tương quan giữa tổng năng lực khử và hoạt tính chống oxy hóa của BHT
phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
47
3.8. Tương quan giữa khả năng khử hydroperoxide và hoạt tính chống oxy hóa
của BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
48
3.9. Tương quan giữa khả năng khử DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của

BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
49
3.10. Tương quan giữa tổng năng lực khử và hoạt tính chống oxy hóa của BHT
phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
50
v

3.11. Tương quan giữa khả năng khử hydroperoxide và hoạt tính chống oxy hóa
của BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
51
3.12. Tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa của BHT phân tích theo mô hình
phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
và trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2

52
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 54
1. Kết luận 54
2. Đề xuất ý kiến 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO 55
PHỤ LỤC 57









vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.2. Cơ chế chống oxy hóa của chất chống oxy hóa 8
Hình 1.3. Phân loại chất chống oxy hóa 9
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của vitamin C 10
Hình 1.5. Công thức cấu tạo của vitamin E 10
Hình 1.6. Cấu tạo BHA 13
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của TBHQ 14
Hình 1.8. Nguồn gốc hình thành các gốc tự do 15
Hình 1.9. Tác hại của quá trình tự oxy hóa chất béo đến thực phẩm 17
Hình 1.10. Quá trình gây hại của gốc tự do 19
Hình 1.11. Sơ đồ phản ứng giữa chất chống oxy hóa và gốc tự do DPPH 22
Hình 1.12. Đồ thị mô tả độ giảm phát huỳnh quang theo thời gian 26

Hình 2.1. Sơ đồ minh họa phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy bằng mô hình
phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
32
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng
Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT 34
Hình 2.3. Đường chuẩn DPPH 35
Hình 3.1. Hoạt tính chống oxy hóa của BHT phân tích dựa vào mô hình phản ứng
Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
40
Hình 3.2. Hoạt tính chống oxy hóa lipid của BHT phân tích dựa vào mô hình phản
ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
41
Hình 3.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của BHT 43
Hình 3.4. Tổng năng lực khử của BHT 44
Hình 3.5. Khả năng khử H
2
O
2
của BHT 45

Hình 3.6. Tương quan giữa khả năng khử DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của
BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
46
Hình 3.7. Tương quan giữa tổng năng lực khử và hoạt tính chống oxy hóa của BHT
phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
47
vii

Hình 3.8. Tương quan giữa khả năng khử hydroperoxide và hoạt tính chống oxy hóa
của BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
48
Hình 3.9. Tương quan giữa khả năng khử DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của
BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O

2
49
Hình 3.10. Tương quan giữa tổng năng lực khử và hoạt tính chống oxy hóa của
BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
50
Hình 3.11. Tương quan giữa khả năng khử hydroperoxide và hoạt tính chống oxy hóa của
BHT phân tích theo mô hình Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
51
Hình 3.12. Tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa của BHT phân tích theo mô hình phản
ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
và trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
53

viii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của BHT 57
Bảng 2. Tổng năng lực khử của BHT 58
Bảng 3. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa lipid của BHT bằng mô hình Fenton
trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
59
Bảng 4. Khả năng khử hydroperoxide của BHT 60
Bảng 5. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa lipid của BHT bằng mô hình Fenton
trong hệ lipid/myglobin/H
2
O
2
61

ix


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

BHA : Butylate hydroxyanisole.
BHT : Butylated hydroxytoluen.
TBHQ : Tertbutyl hydroquinone.
DPPH : 1,1-diphenyl1-2pycrylhydrazy.
TBARS : Thiobarbituric acid.
UV-VIS: Ultraviolet visible.
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam.
FAO : Tổ chức lương thực và nông nghiệp.
VTM : Vitamin.
MDA : Malonyl dialdehyde.

1

LỜI NÓI ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong vấn đề sức khỏe hiện nay, người ta nói đến nhiều tác hại của
hiện tượng oxy hoá và nhấn mạnh sự cần thiết sử dụng chất chống oxy hoá để
bảo vệ, duy trì sức khỏe. Các nhà khoa học đã chứng minh rất nhiều về tác hại
của gốc tự do. Nó chính là tác nhân gây ra nhiều bệnh như bệnh về đường tim
mạch, các bệnh về gan, đục thủy tinh thể, lão hóa, ung thư,… Về mặt hóa
học, gốc tự do rất kém bền nên dễ dàng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học
với các hợp chất như protein, lipid, carbohydrate, AND,… trong cơ thể. Gốc
tự do được tạo ra bằng nhiều cách. Nó có thể là sản phẩm của quá trình oxy
hóa lipid, những căng thẳng tâm thần, bệnh hoạn thể xác, mệt mỏi, ô nhiễm
môi trường, thuốc lá, dược phẩm, tia phóng xạ mặt trời, thực phẩm có chất
màu tổng hợp, nước có nhiều chlorine và ngay cả oxygen. Điều này dẫn đến
sự rối loạn và mất cân bằng của các quá trình sinh hóa và là nguyên nhân
chính gây nên các bệnh.
Cuộc sống ngày càng đi lên, nhu cầu về sử dụng thực phẩm ngày càng
cao cùng với yêu cầu về chất lượng sản phẩm cũng ngày càng cao. Thực trạng
hiện nay, vấn đề oxy hóa lipid là vấn đề rất quan trọng trong việc bảo quản
thực phẩm, nó gây ra rất nhiều tác hại như làm giảm màu, mùi, cấu trúc, giá
trị dinh dưỡng và sinh độc tố. Điều này rất hay xảy ra đối với các sản phẩm có
nhiều chất béo. Để giải quyết vấn đề này cũng như đáp ứng được yêu cầu của
khách hàng thì trong công nghệ chế biến và bảo quản cần hạn chế những quá

trình oxy hóa gây ra ảnh hưởng đến thực phẩm. Hiện nay có rất nhiều chất
chống oxy hóa có nguồn gốc từ tự nhiên và tổng hợp. Mỗi phụ gia có khả
năng chống oxy hóa khác nhau, có ưu và nhược khác nhau nên việc đánh giá
khả năng chống oxy hóa và sử dụng chúng hợp lý là vấn đề quan trọng. Hiện
nay có rất nhiều phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa đang được sử
2

dụng phổ biến như phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực
khử, khả năng khử hydroperoxide… Tuy nhiên, phương pháp này chỉ phản
ánh hoạt tính chống oxy hóa gián tiếp. Một số nghiên cứu cũng đã áp dụng
mô hình Fenton để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của một số chất, tuy
nhiên phương pháp này vẫn chưa được áp dụng rộng rãi do chưa đủ thông tin
để đánh giá độ tin cậy của phương pháp. Do vậy, nghiên cứu này đã thực hiện
đánh giá khả năng áp dụng mô hình Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy
hóa của BHT nhằm góp phần đánh giá độ tin cậy của phương pháp để từng
bước chuẩn hóa và đưa vào áp dụng rộng rãi. Và việc nghiên cứu này được
thực hiện đối với chất chống oxy hóa BHT vì nó cớ ưu điểm nổi bật như sau:
khả năng khử gốc tự do mạnh, độ tinh khiết cao, hoạt tính cao, bền, giá thấp
nhưng hiệu quả cao.
2. Nội dung thực hiện đề tài
- Phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT áp dụng mô hình phản ứng
Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H
2
O
2
và trong hệ lipid/FeCl
2
/ H
2
O

2
.
- Phân tích hoạt tính chống oxy hóa của BHT dựa vào khả năng khử gốc
tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H
2
O
2
.
- Phân tích mối tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa đánh giá theo
mô hình Fenton với khả năng khử DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử
H
2
O
2
của BHT.
Trong quá trình nghiên cứu nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy Huỳnh
Nguyễn Duy Bảo đến nay em đã cơ bản hoàn thành đề tài của mình. Tuy
nhiên, với kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm còn ít nên nội dung đề tài
không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý
kiến của quý thầy cô và các bạn để bài luận được hoàn chỉnh hơn.

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Phụ gia chống oxy hóa BHT (Butylat hydroxyltoluen)
1.1.1. Công thức cấu tạo và tên gọi
- Công thức: C
6
H

2
(OH)(CH
3
)[C(CH
3
)
3
]
2


Hình 1.1. Cấu tạo của BHT.
- Tên hóa học: BHT còn được gọi là 2,6-bis (1,1- dimethylethyl)-4-
methylphenol; 2,6-di-tert-butyl-p-cresol; 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol.
BHT được tạo thành phản ứng của para-cresol (4-methylphenol) với
isobutylene (2-methylpropene) xúc tác bởi acid sulfuric, có công thức phân tử
là C
15
H
24
O.
CH
3
(C
6
H
4
)OH + 2CH
2
=C(CH

3
)
2
→
CH
3
)
3
C)
2
CH
3
C
6
H
2
OHCH
3
(C
6
H
4
)OH((CH
3
)
3
C)
2
CH
3

C
6
H
2
OHCH
3
(C
6
H
4
)OH +
2CH
2
=C(CH
3
)
2
→ H
3
)
3
C)
2
CH
3
C
6
H
2
OH

4

Ngoài ra còn có tên thương mại: Caon-3, EMBANOX BHT, còn được
gọi là butylhydroxyltoluen.
1.1.2. Tính chất – đặc điểm
BHT có khối lượng phân tử là 220.39, là một chất tan trong mỡ (tan
trong chất béo), là hợp chất hữu cơ chủ yếu được sử dụng như một chất chống
oxy hóa phụ gia thực phẩm cũng như một chất phụ gia chống oxy hóa trong
mỹ phẩm, dược phẩm.
BHT ở dạng sử dụng là tinh thể màu vàng hoặc màu trắng, không vị,
không mùi hay có mùi đặc trưng khó chịu của vòng thơm, cũng bị tổn thất
dưới tác động của nhiệt (sấy, ). Tan kém trong nước, tan vô hạn trong etanol,
toluene, xeton, axeton, dễ bốc hơi và có thể chưng cất, nhiệt độ sôi 265
0
C ở
760mmHg, nhiệt độ nóng chảy 69-72
0
C. Có hoạt tính chống oxy hóa thấp, với
sự có mặt của sắt trong một số sản phẩm thực phẩm hay bao bì, BHT có thể
tạo ra hợp chất có màu vàng.
BHT có tính chất tương tự như BHA nhưng có tính bền nhiệt hơn. Tuy
nhiên, BHT có tác dụng chống oxy hóa kém hơn BHA vì cấu trúc không gian
của BHT cồng kềnh hơn BHA (do trong phân tử của BHT có 2 nhóm tert-
butyl xung quanh nhóm – OH).
1.1.3. Cơ chế chống oxy hóa
Nó hoạt động như một chất ngăn chặn quá trình oxy hóa, một quá trình
không bão hòa trong đó các hợp chất hữu cơ bị tấn công bởi oxy trong khí
quyển. BHT chống oxy hóa xúc tác phản ứng bằng cách chuyển đổi các gốc
tự do peroxy trong liên kết hydroperoxides. Điều này tác động đến chức năng
chống oxy hóa bằng cách nó sẽ quyên góp một nguyên tử hydro:

RO
2
+ ArOH → ROOH +ARO
RO
2
+ ArO → sản phẩm không phải là gốc tự do
R là ankyl hoặc aryl, và nơi ArOH là phenolic của BHT hoặc có liên
quan đến chất chống oxy hóa. Người ta thấy rằng BHT liên kết với hai gốc tự
5

do peroxyl. Ngoài ra, nó còn là chất thuộc nhóm chất chống oxy hóa có hiệu
quả và được sử dụng rộng rãi trong sản phẩm có nhiều chất béo. Do đó có tác
dụng bảo quản thực phẩm, ngăn ngừa sự hư hỏng và ôi khét của hương liệu.
Ngoài ra nó còn có tác dụng ổn định và nhũ hóa cho shortening. Sử dụng đơn
lẻ một mình hoặc kết hợp với BHA, acid citric, sử dụng trong shortening, dầu
thực vật, thực vật.
1.1.4. Chức năng và lợi ích
 Thuộc nhóm chất chống oxy hóa có hiệu quả, và được sử dụng rộng rãi
trong các sản phẩm có nhiều chất béo.
 Có tác dụng bảo quản thực phẩm ngăn ngừa sự hư hỏng và ôi khét của
hương liệu.
 Ngoài ra còn có tác dụng ổn định và nhũ hóa cho shortening, được sử
dụng một mình hay kết hợp với BHA và acid citric.
1.1.5. Ứng dụng
Nó được sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất nhựa, cao su tự nhiên
và tổng hợp, ở đây nó hoạt động tốt như một chất ổn định. Nó được dùng trong
dầu bôi trơn, xăng, dầu thực phẩm và các sản phẩm thức ăn chăn nuôi.
 Sản xuất nhựa polymer: Nhựa yêu cầu chất chống oxy hóa này cố
định polymer trong quá trình xử lý và bảo vệ nó trong suốt tuổi thọ của sản
phẩm. Bản thân nó đã được chứng minh có hiệu quả với sự đa dạng của

polymer. Và được xác nhận là an toàn và được chấp thuận trong bao gói thực
phẩm. Gần đây, tất cả nhựa polymer yêu cầu phải bổ sung chất chống oxy hóa
để duy trì được tính chất cần thiết. Việc lựa chọn chất chống oxy hóa phụ
thuộc vào cấu hình của polymer.
 Sản xuất cao su: BHT được sử dụng trong sản phẩm cao su trắng và
có màu sáng vì nó không nhuộm màu, không màu sắc. Còn các chất chống oxy
hóa nhuộm màu chỉ sử dụng trong sản xuất lốp xe và sản phẩm màu đen khác.
 Xăng, dầu và các loại dầu thực phẩm.
6

- Dầu bôi trơn: BHT được sử dụng hiệu quả với 0.1%-1% theo trọng lượng.
- Dầu máy biến áp.
- Dầu thủy lực và sáp paraffin: Sử dụng BHT để tăng cường khả
năng chống lại quá trình oxy hóa.
- Mỡ công nghiệp, dầu thực phẩm: BHT ngăn cản sự phát triển của
hiện tượng ôi hóa.
- Hỗn hợp dầu diesel sinh học: Ngăn chặn sự ôi hóa trong hỗn hợp
này với hàm lượng ít hơn 0.1%.
 Thực phẩm và thức ăn chăn nuôi: Các sản phẩm thực phẩm bao
gồm mỡ và dầu chứa nhiều liên kết chưa no nên dễ bị oxy hóa, mất đi sự hấp
dẫn và giảm giá trị cảm quan. Và nó cũng được sử dụng hiệu quả trong thức
ăn chăn nuôi như bột cá…Nó giữ được hương thơm, mùi vị, vitamin, màu sắc
bằng cách ngăn chặn sự oxy hóa lipid.
Ngoài ra nó được sử dụng thành công trong việc giảm thiểu sự thay đổi
độ nhớt của hỗn hợp sáp paraffin và ethylene vinyl acetate copolymer để tạo
ra chất kết dính và lớp phủ ngoài nóng chảy.
1.1.6. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của chất chống oxy hóa BHT
 Hợp chất của các chất béo (trong thức ăn chăn nuôi).
 Các điều kiện bảo quản (nhiệt, ánh sáng, bề mặt, bao bì).
 Liều dùng của chất chống oxy hóa.

 Nồng độ của chất chống oxy hóa.
 Thành phần của chất chống oxy hóa.
 Thời điểm sử dụng BHT.
1.1.7. Ưu điểm của BHT
 Độ tinh khiết cao.
 Có khả năng phân tán tốt trong các nguyên liệu thô.
 Dễ dàng xử lý với các chất ức chế kết dính.
 Hoạt tính cao.
7

 Lâu bền.
 Giá thấp nhưng hiệu quả cao.
 Không có hại cho sức khỏe.
1.2. Tổng quan về phụ gia chống oxy hóa
Chất chống oxy hóa là một phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá
trình oxy hóa chất khác. Chất chống oxy hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng
cách cho điện tử để khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy
hóa chính chúng. Chúng cũng làm giảm tác dụng của các quá trình oxy hóa
nguy hiểm bằng các liên kết với các phân tử có hại, giảm sức mạnh hủy diệt
của chúng. Bất kỳ chất nào ngăn ngừa hay làm chậm sự oxy hóa đều được gọi
là chất chống oxy hóa.
1.2.1. Vai trò của chất chống oxy hóa
Trong quá trình chế biến cũng như bảo quản thực phẩm thường xảy ra
hàng loạt các phản ứng oxy hóa, làm biến đổi phẩm chất và giá trị của thực
phẩm. Cụ thể làm giảm giá trị cảm quan của thực phẩm do quá trình oxy hóa
làm biến đổi màu sắc theo chiều hướng xấu, đồng thời tạo ra các sản phẩm
thứ cấp gây mùi khó chịu cho thực phẩm. Sản phẩm oxy hóa thường làm vô
hoạt enzyme đặc biệt đặc biệt là enzyme tiêu hóa. Sản phẩm oxy hóa lipid có
khả năng phản ứng cao với protein tạo hợp chất bền vững, không tan trong
nước cũng như trong dung môi hữu cơ và cũng không bị thủy phân.

Chính vì vậy phải sử dụng những phụ gia có tác dụng ngăn ngừa hoặc
kiềm chế các quá trình oxy hóa để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các chất
chống oxy hóa được dùng trong thực phẩm phải đảm bảo các yêu cầu sau:
 Tăng cường khả năng ổn định về chất lượng thực phẩm, hạn chế
hoặc loại bỏ các quá trình oxy hóa.
 Bảo tồn các giá trị dinh dưỡng cơ bản của thực phẩm.
 Các giá trị cảm quan của thực phẩm phải được giữ nguyên.
8

 Quá trình sử dụng những chất này phải tiện lợi, chi phí thấp.
1.2.2. Cơ chế chống oxy hóa
Gọi AH là chất chống oxy hóa chất béo. Phản ứng chống oxy hóa chất
béo xảy ra theo sơ đồ sau:

Hình 1.2. Cơ chế chống oxy hóa của chất chống oxy hóa
Với A
•
không có khả năng kết hợp với các gốc tự do khác. AH là chất
chống oxy hóa.
Xét cho cùng chất chống oxy hóa chất béo bằng phụ gia thực chất là:
+ Ngăn chặn nguyên nhân gây ra phản ứng oxy hóa.
+ Ngăn chặn các phản ứng lan truyền.
 Lưu ý:
 Các gốc tự do chống oxy hóa được hình thành, không có khả năng
khởi đầu cũng như gây ra các chuỗi phản ứng oxy hóa.
 Các chất chống oxy hóa gốc phenolic, không có vai trò là chất lấy
oxy, chỉ ngăn ngừa thành các gốc tự do.
 Sự tự oxy hóa không bị ngăn ngừa, nhưng sự tấn công của nó bị
chậm lại.
 Chất chống oxy hóa không có vai trò phục hồi những hư hỏng của

thực phẩm đã bị oxy hóa.
9

1.2.3. Phân loại chất chống oxy hóa

Hình 1.3. Phân loại chất chống oxy hóa
Ngoài ra còn có một số chất hỗ trợ chống oxy hóa như:
+ Leucithin + Photphoric
+ Acid amin + Citraconic
+ Acid citric + Fumaric
Chất hỗ trợ chống oxy hóa chất béo được thêm vào để tăng cường
hiệu quả chống oxy hóa cụ thể như sau:
 Tạo môi trường acide ổn định để chống oxy hóa chất béo.
 Loại bỏ hoạt tính các ion kim loại (tạo phức vô hại).
 Loại bỏ oxy (oxy hóa ascorbic).
 Phục hồi chống oxy hóa.
a. Chất chống oxy hóa tự nhiên
 Acid ascorbic (Vitamin C)
Công thức: C
6
H
8
O
6


10

Hình 1.4. Công thức cấu tạo của vitamin C
Vitamin C có hoạt chất chống oxy hóa khi nó làm giảm oxy hóa chất
như hydrogen peroxide. Ngoài ra, nó cũng sẽ làm giảm các ion kim loại tạo ra
các gốc tự do thông qua các phản ứng fenton.
2Fe
3+
+ ascorbate → 2Fe
2+
+ Dehydroascorbate2Fe
2+
+ 2H
2
O
2

→ 2Fe
3+
+ 2OH∙ + 2OH
-

 Tocopherol (Vitamin E)

Hình 1.5. Công thức cấu tạo của vitamin E
Tất cả đều có vòng chromanol, với nhóm hydroxyl có thể cung cấp
nguyên tử hyđro để khử các gốc tự do và nhóm R (phần còn lại của phân tử)
sợ nước để cho phép thâm nhập vào các màng sinh học.
 Nhóm polyphenol
Nhiều công trình lớn nghiên cứu tiền lâm sàng và xây dựng dữ liệu

dịch tễ học cho thấy polyphenol thực vật có thể làm chậm sự lan triển của ung
thư, giảm nguy cơ bệnh tim mạch, bệnh thoái hóa thần kinh, tiểu đường, hoặc
loãng xương.

11

 Nhóm carotene
Carotenoid giúp chống lại các tác nhân oxy hóa từ bên ngoài. Thiên
nhiên có đến khoảng 600 loại carotenoid khác nhau, trong đó có 50 loại
carotenoid hiện diện trong thực phẩm. Carotenoid khá quen thuộc với chúng
ta là β-caroten hay còn gọi là tiền chất của vitamin A. Βeta-caroten là một
tenpin. Nó là một trong hơn 600 loại carotenoid tồn tại nhiều trong tự nhiên.
Carotenoid là những chất có màu vàng cam, cam và hơi pha đỏ. Nhưng ngoài
những tác dụng như vitamin A nó không hề gây độc tính quá nhiều như
vitamin A và điều đặc biệt là beta-caroten khử các gốc tự do tốt hơn vitamin
A, giảm nguy cơ của nhiều căn bệnh ung thư, giúp làm trẻ hóa làn da, giảm tử
vong do bệnh tim mạch
 Peptide
Chúng cũng kích thích sản xuất collagen và làm tăng tác dụng của
chất chống oxy hóa. Trong cơ thể động vật và thực vật peptide làm nhiệm vụ
bảo vệ cho cơ thể. Loại peptide đầu tiên phải kể đến ở động vật có xương
sống là các peptide kháng thể trong máu, chúng là những yếu tố nhận biết đắc
lực các tác nhân vi khuẩn, virus và các vật thể lạ xâm nhập vào cơ thể và để
loại trừ chúng ra khỏi cơ thể.
 Selen
Trước đây, trong dinh dưỡng người ta ít quan tâm tới selen. Nó chỉ
mới được biết tường tận vào những năm gần cuối thế kỷ 20. Có nhiều công
trình nghiên cứu về selen mà đặc biệt nhất là vai trò khử các gốc tự do. Selen
ngoài tác dụng hoạt hóa vitamin E (giúp vitamin E “bẫy” các gốc tự do một
cách rất hiệu quả), còn có mặt trong một số enzyme dọn sạch lipo-peroxide

ngăn cản sự sản sinh các gốc tự do thứ cấp.
 Các alkaloid
Công dụng của alkaloid rất đa dạng và phong phú, tùy theo từng loại
alkaloid. Tác dụng lên hệ thần kinh, kích thích thần kinh trung ương, ức chế
12

thần kinh trung ương, kích thích thần kinh giao cảm, gây tê, tác dụng hạ huyết
áp, tác dụng chống ung thư, tác dụng diệt kí sinh trùng, diệt khuẩn, ngoài ra
một vài alkaloid có khả năng chống oxy hóa rất cao. Tuy người ta còn nói tới
những chất chống lão hóa khác nhưng trong ăn uống thì 4 chất chống oxy
hóa: beta-carotene, vitamin E, vitamin C, selen là quan trọng hơn cả. Cùng
với hoạt tính riêng của từng chất nên trong ăn uống nếu có được hỗn hợp cả 4
thứ này chúng sẽ có tác dụng tương hỗ bảo vệ nhau chống sự phá hủy, giúp
tái tạo, khiến cho khả năng chống oxy hóa càng đạt hiệu quả cao.
b. Chất chống oxy hóa tổng hợp
Các chất chống oxy hóa tổng hợp phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Không độc.
- Có hoạt tính chống oxy hóa cao ở nồng độ thấp.
- Có thể tập trung được trên bề mặt pha dầu.
- Bền trong các điều kiện kỹ thuật của quá trình chế biến thực phẩm.
Các chất chống oxy hóa tổng hợp thường được sử dụng là: BHT
(butylated hydroxytoluen), BHA (butylate hydroxyanisole), tocopherol tổng
hợp, TBHQ (terbutyl hydroquinone), dodecyl gallate, propyl gallate, ascorbyl
palmitate,
 BHT (butylated hydroxytoluen)
Còn được gọi là 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene; methyl-di-
tertbutylphenol; 2,6-di-tert-butyl-para-cresol. BHT được tạo thành phản ứng
của p-cresol (4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác bởi
acid sulfuric.
Công tức phân tử: C

15
H
24
O
Bột màu trắng
BHT ngăn ngừa oxy hóa chất béo. Nó được sử dụng để bảo quản thực
phẩm có mùi, màu sắc và hương vị.

13

 BHA (butylate hydroxyanisole)
BHA là một hỗn hợp của các đồng phân 3-tert-butyl-4-
hydroxyanisole và 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole.
Công thức phân tử: C
11
H
16
O
2

Màu trắng hoặc hơi vàng
Mùi thơm đặc trưng
Cơ chế: Nó hoạt động như một chất ngăn chặn quá trình oxy hóa, một
quá trình không bão hòa trong đó các hợp chất hữu cơ bị tấn công bởi oxy
trong khí quyển. BHA chống oxy hóa xúc tác phản ứng bằng cách chuyển đổi
các gốc tự do peroxy trong liên kết hydroperoxides. Điều này tác động đến
chức năng chống oxy hóa bằng cách nó sẽ quyên góp một nguyên tử hydro.


Hình 1.6. Cấu tạo BHA

 BHA (Butylat hydroanisol)
Cơ chế: Nó hoạt động như một chất ngăn chặn quá trình oxy hóa, một
quá trình không bão hòa trong đó các hợp chất hữu cơ bị tấn công bởi oxy
trong khí quyển. BHA chống oxy hóa xúc tác phản ứng bằng cách chuyển đổi
các gốc tự do peroxy trong liên kết hydroperoxides. Điều này tác động đến
chức năng chống oxy hóa bằng cách nó sẽ quyên góp một nguyên tử hydro.
 TBHQ (Tert-butylhydroquinon)
14


Hình 1.7. Công thức cấu tạo của TBHQ
Cơ chế thì giống các chất chống oxy hóa gốc phenol như BHA. Chống oxy
hóa hiệu quả nhất đối với loại dầu thực vật và dầu động vật.
1.3. Tổng quan về gốc tự do và quá trình oxy hóa
1.3.1. Tổng quan về gốc tự do
Trong hóa học, gốc tự do được khái niệm là những nguyên tử, nhóm
nguyên tử hoặc phân tử ở lớp ngoài cùng có những electron không ghép đôi.
Gốc tự do có thể tồn tại độc lập, tuy nhiên thời gian tồn tại của các gốc tự do
thường rất ngắn (khoảng một phần triệu đến một phần nghìn giây). Các
electron này có năng lượng cao, rất kém bền nên dễ dàng tham gia vào nhiều
phản ứng hóa học như phản ứng oxy hóa-khử, phản ứng polymer hóa…
Các gốc tự do hình thành khi có sự đứt nối đồng ly các liên kết cộng
hóa trị. Quá trình này cần năng lượng. Quá trình phản ứng oxy hóa-khử một
điện tử cũng tạo thành gốc tự do. Ví dụ như phản ứng fenton tạo gốc tự do
HO
*
từ H
2
O

2
dưới sự xúc tác của ion sắt là một ví dụ điển hình của phản ứng
oxy hóa khử một điện tử.
Fe
2+
+ H
2
O
2
Fe
3+
+ HO
*
+ HO
-

Fe
3+
+ H
2
O
2
H
+
+ HOO
*
+ Fe
2+

Về bản chất, gốc tự do là một electron độc thân. Các gốc tự do rất

không ổn định và nhạy cảm. Chúng luôn có xu hướng tìm kiếm những
electron khác để hình thành một cặp electron mới. Các gốc tự do gây hại
khi chúng kéo những electron từ các tế bào bình thường.