Tiểu luận môn công nghệ thực phẩm oxy hóa chất béo cơ chế oxy hóa chất béo, chất oxy hóa

Bộ Công Thương
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


TIỂU LUẬN
OXY HÓA CHẤT BÉO
( CƠ CHẾ OXY HÓA CHẤT BÉO, CHẤT CHỐNG OXY
HÓA)

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN THỊ TRANG
Lớp : ĐHTP10B
Nhóm 5

Thành Phố Hồ Chí Minh 2015


Bộ Công Thương
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


TIỂU LUẬN
OXY HÓA CHẤT BÉO
( CƠ CHẾ OXY HÓA CHẤT BÉO, CHẤT CHỐNG OXY HÓA)

Tên thành viên

: Nguyễn Thị Tuyết Nhung
Nguyễn Duy Thiên Ý
Võ Thị Thuỳ Dương

Nguyễn Thị Nga

Thành Phố Hồ Chí Minh 2015

14066341
14057241
14032941
14088591


LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cám ơn toàn thể thầy cô Viện CN Sinh Học
Và Thực Phẩm Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM đã truyền thụ những
kiến thức cơ bản, giúp em hoàn thành đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Trang-giảng viên
bộ môn hóa sinh thực phẩm 1 của lớp ĐHTP10B đã hướng dẫn và tạo điều
kiện thuận lợi cho chúng em trong quá trình hoàn thành đề tài.
Mặc dù đã hoàn thành đề tài tuy nhiên vẫn không tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của cô để có thể
rút kinh nghiệm cho những lần học tập sắp tới.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn.
Nhóm 5

1


Mục lục
A. Khái quát chung về chất béo, sự oxy hóa chất béo..................................4
1. Sự cần thiết của chất béo đối với đời sống....................................................4
2. Khái niệm......................................................................................................5

2.1. Chất béo......................................................................................................5
2.2. Sự oxi hóa chất béo....................................................................................6
3. Phân loại lipit.................................................................................................9
3.1. Lipit đơn giản.............................................................................................9
3.1.1. Triaxylglixerin.........................................................................................9
3.1.2. Sáp.........................................................................................................10
3.1.3. Sterit......................................................................................................10
3.2. Lipit phức tạp...........................................................................................11
3.2.1. Photpholipit...........................................................................................11
3.2.2. Glicolipit................................................................................................12
B. Cơ chế oxi hóa chất béo và chất chống oxi hóa......................................12
1. Cơ chế của phản ứng oxi hóa chất béo........................................................10
1.1. Oxi hóa do phản ứng thủy phân...............................................................10
1.2. Sự oxy hóa do phản ứng oxy hóa - khử....................................................13
1.2.1. Cơ chế của quá trình oxy hóa hóa học...................................................14
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc oxy hóa...........................................14
1.3.3. Cơ chế của quá trình oxy hóa sinh học..................................................19
1.2.4. Sự oxy hóa các axit béo trong cơ thể sinh vật.......................................20
2. Chất chống oxy hóa.....................................................................................21
2.1. Các gốc tự do............................................................................................21
2.2. Khái niệm chất chống oxy hóa.................................................................22
2.2. Cơ chế của chất chống oxy hóa................................................................22
2.3. Phân loại chất chống oxi hóa....................................................................23
2.3.1. Chất chống oxy hoá tự nhiên.................................................................23
2.3.1.1. Acid ascorbic (Vitamin C)..................................................................24
2.3.1.2. Tocopherol (Vitamin E).....................................................................24
2


2.3.2. Chất chống oxy hoá tổng hợp................................................................25

2.3.2.1. BHT (Butylated hydroxytoluen).........................................................25
2.3.2.2. BHA (Butylate hydroxyanisole).........................................................25
2.3.2.3. TBHQ (Tertbutyl hydroquinone).......................................................26
2.3.3. Thực phẩm giàu chất chống oxi hóa......................................................26
C. Ứng dụng thực tiễn...................................................................................27
Tài liệu tham khảo.........................................................................................28

3


A. Khái quát chung về chất béo, sự oxy hóa chất béo
1. Sự cần thiết của chất béo đối với đời sống
Chất béo (Lipid) là một nhóm chất dinh dưỡng chính trong khẩu phần
thức ăn hàng ngày. Lipid được coi là cần thiết cho sự sống, trước hết bởi đó là
nguồn cung cấp năng lượng quan trọng (1 gam lipid khi đốt cháy trong cơ thể
có thể cho 9 kcal - bằng hơn 2 lần gluxit hoặc protein), do khả năng sinh
nhiệt của lipid là tuỳ thuộc lượng oxy chứa trong phân tử chất béo. Chất béo
còn là nguồn cung cấp nhiều chất cần thiết khác đối với cơ thể như lecitin, các
axit béo chưa no linoleic, arachidonic và linolenic.
Chất béo bao gồm dầu, mỡ thuộc nhóm chất dinh dưỡng chính. Dầu mỡ là
dung môi tốt để hòa tan các vitamin A, D, E, K là những vitamin có nhiều
chức năng quan trọng trong cơ thể. Cơ thể muốn hấp thu và sử dụng tốt các
vitamin này phải cần có dầu mỡ.
Chất béo là thành phần quan trọng của nhiều chất cần thiết đối với cơ thể.
Các cấu trúc của chất béo như phôtphatit (đặc biệt là lexithin), xerebrozit...
tham gia cấu tạo các tế bào và dịch thể của các tổ chức, đặc biệt là tổ chức
não. Các acid béo không no như acid linoleic, acid linolenic, acid arachidonic,
DHA... là thành phần của nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao, là yếu tố
cần thiết để cấu tạo màng tế bào, các tổ chức liên kết, tổ chức thần kinh.

.
Vừng chứa nhiều acid béo không no cần thiết cho cơ thể

4


2. Khái niệm
2.1. Chất béo
Chất béo hay còn gọi là lipit là hợp chất hữa cơ tự nhiên rất phổ biến
trong tế bào động thực vật, có thành phẩm hóa học và cấu tạo khác nhau
nhưng cùng có tính chất chung là không hòa tan trong nước mà hóa tan trong
các dung môi hữu cơ như :ete,cloroform,benzen,ete petrol,toluen,…Lipit là
thành phần cấu tạo quan trọng của các màng sinh học, là nguồn cung cấp
năng lượng, vtamin A,D,E,K,F cho cơ thể.
Dựa và phản ứng xà phòng hóa người ta chia lipit làm 2 nhóm :
Lipit xà phòng hóa được, nhóm này bao gồm các glixerit,
glixerophospholipit, và sáp là những lipit mà trong phân tử có chứa este của
axit béo cao phân tử.
Lipit không xà phòng hóa được, tức là những lipit trong phân tử không
chứa este,nhóm này gồm các hydrocacbon, các chất màu ,và các sterol.
• Nếu dựa vào thành phần cấu tạo có thể coi lipit làm 2 nhóm :
• Lipit đơn giản ,là esete của rượu và axit béo ,gồm có :sáp và sterit.
• Lipit phức tạp ,là trong phân tử ngoài các axit béo và rượu còn có các
thành phần khác như axitphotphoric, bazo nito, đường. Nhóm này gồm các
nhóm nhỏ sau :
* Glixerophospholipit trong phân tử có glixerin , axit béo và axit
phosphoric.
* Glixeroglucolipit ,trong phân tử ngoài glixerin và axit béo còn có
mono hoặc oligosacarit kết hợp với glixerin qua liên kết glucozit.
* Sphingophospholipit phân tử được cấu tạo từ aminalcol sphingozin,

axit béo và axit phosphoric.
* Shingoglucolipit phân tử được cấu tạo từ Sphingozin , axit béo và
đường.

5


2.2. Sự oxy hóa chất béo
Sự oxy hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang
chất oxi hóa, có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá
hủy tế bào sinh vật.
Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm, sự oxy hoá chất béo là
nguyên nhân hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm.
Quá trình xảy ra trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm có sự
hiện diện của chất béo. Sự oxy hóa chất béo là nguyên nhân hạn chế thời gian
bảo quản của các sản phẩm.
Sự oxy hóa chất béo không no được khởi tạo bằng việc tạo thành các gốc
tự do dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại và oxy. Thông
thường phản ứng xảy ra trên nhóm metyl cận kề với nối đôi của C=C.
Cơ chế phản ứng oxy hóa chất béo xảy ra phức tạp, có thể chia thành 3
giai đoạn là: Khởi tạo, lan truyền – tạo các sản phẩm trung gian và kết thúc
phản ứng.
Khởi tạo

Lan truyền - tạo các sản phẩm trung gian.

6


Kết thúc phản ứng

Sơ đồ 2.1: Ảnh hưởng của các sản phẩm từ sự oxy hóa chất béo đến thực
phẩm
Các biểu hiện thường thấy của sự oxy hóa chất béo là: phát sinh mùi-vị
xấu, thay đổi màu sắc, làm mất mùi tự nhiên của các loại tinh dầu, thay đổi độ
nhớt của sản phẩm.
Sự oxy hóa chất béo chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: độ no của chất
béo, ion kim loại, chất xúc tác sinh học, nhiệt độ, không khí, các chất chống
oxy hóa chất béo, chất trợ chống oxy hóa chất béo… Để nắm rỏ các yếu tố
ảnh hưởng đến khả năng oxy hóa chất béo cần tìm hiểu các vấn đề sau:
* Thành phần acid béo
Chất béo là hỗn hợp ester của các acide béo no và không no với glycerin.
Sự hiện diện của các nối đôi, các acid béo không no dễ bị oxy hóa hơn các
chất béo no. Phản ứng sẽ gia tăng khi tỉ lệ nối đôi càng cao.
7


Ví dụ: tốc độ oxy hóa (tương đối) của một số chất béo tỉ lệ như sau:
Arachidonic :
40

Linolenic :

:

20

Linoleic

:

10

:
:

Oleic
1

Vị trí nối đôi cũng như vị trí hình học của nối đôi cũng có tác dụng đến
tốc độ phản ứng. Các acid ở dạng cis bị oxy hóa nhanh hơn dạng trans. Mạch
acide béo có các nối đôi cộng hưởng cũng làm tăng tốc độ phản ứng. Sự oxy
hóa các chất béo no xảy ra rất chậm tại nhiệt độ thường, tại nhiệt độ cao
(chiên, xào…) sự oxy hóa chất béo no mới có thể xảy ra.
* Acide béo tự do
Acide béo tự do (FFA) bị oxy hóa rất nhanh so với các ester - glycerin.
Khi nghiên cứu chất béo hiện diện trong thực phẩm ở giai đoạn đầu ti ên, hầu
hết đều có sự hiện diện của các chất chống oxy hóa thiên nhiên.
Trong thí nghiệm nếu thêm vào 0,1% FFA thì hiệu quả chống oxy hóa của
tocopherol giảm rõ rệt vì acide béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình oxy
hóa.
* Nồng độ oxy
Tại áp suất cao (cung cấp oxy không hạn chế) tốc độ oxy hóa của chất béo
tùy thuộc vào áp suất O2. Tại áp suất thấp tốc độ oxy hóa tỉ lệ với áp suất O2.
* Diện tích bề mặt
Tốc độ oxy hóa chất béo tỉ lệ với diện tích bề mặt tiếp xúc của thực phẩm
với không khí. Trong trường hợp các sản phẩm nhủ tương D/N thì tốc độ oxy
hóa chất béo được tính toán trên cơ sở sự khuếch tán oxygen qua pha chất
béo.
* Nhiệt độ

Thông thường thì sự oxy hóa chất béo gia tăng theo nhiệt độ. Do sự hòa
tan của oxy phụ thuộc vào nhiệt độ vì vậy tác động của yếu tố oxy trong quá
tr ình oxy hóa tại nhiệt độ cao là rất ít.
8


* Độ ẩm
Tốc độ phản ứng oxy hóa chất béo phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm (Aw)
của sản phẩm. Oxy hóa chất béo có thể xảy ra tại Aw rất nhỏ (Aw < 0.1 trong
sữa bột), Aw càng cao thì tốc độ oxy hóa chất béo càng cao.

3. Phân loại lipit
3.1.Lipit đơn giản
3.1.1. Triaxylglixerin
•

Cấu tạo:
Triaxylglixerin còn gọi là lipit trung tính, dầu mỡ hoặc triglixerit, là este

của glixerin với axit béo do đó gọi là glixerit.
Công thức chung:
α CH2-OCOR1
β CH-OCOR2 ( - OCOR – axit béo)
α CH2-OCOR3
•

Tính chất:

- Tính chất vật lí:
+ ở nhiệt độ thường, triaxylglixerin có thể ở trạng thái rắn hoặc lỏng,

không hòa tan trong nước mà tách thành lớp.
+ nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
+ tính nhũ tương (emulsio)
- Tính chất hóa học:
+ phản ứng xà phòng hóa: bị thủy phân tạo thành glixerin và axit béo hoặc
muối của axit béo.
+ phản ứng chuyển este hóa: có sự chuyển đổi qua lại giữa các gốc R trên
cùng một phân tử hay giữa các gốc R trên những phân tử khác nhau.

9


+ phản ứng hydro hóa: là phản ứng gắn hydro vào nối đôi của axit béo
không no trong các glixerit.
3.1.2. Sáp
•

Cấu tạo: là este của axit béo bậc cao với rượu đơn chức mạch thẳng,

phân tử lớn.
•

Tính chất:

- Tính chất vật lí:
+ là chất vô định hình, dễ bị mềm ra khi đun nóng 40 – 900C
+ không bị mềm bởi nước, không thấm nước, không dẫnn điện, cháy được
+ không hòa tan trong nước và trong rượu lạnh, hòa tan tốt trong benzen,
cloroform, ete.
- Tính chất hóa học:

+ ít khả năng phản ứng và rất bền.
+ bị xà phòng hóa trong môi trường kiềm ở nhiệt độ 150-1600C và có áp
suất.
+ trong môi trường axit không bị thủy phân.
3.1.3. Sterit
•

Cấu tạo: là những este của rượu vòng sterol với các axit béo cao

phenatren

•

Tính chất:

- Tính chất vật lí:
+ không màu, dễ kết tinh
10


+ không hòa tan trong nước nhưng hòa tan dễ dàng trog các dung môi
thông thường của chất béo và trong rượu nóng
- Tính chất hóa học:
+ sterol là chất có chứa liên kết đôi nên có thể bị ôxi hóa, có thể kết hợp
với halogen cũng như có thể bị hydro hóa.
+ các sterol khi bị hydro hóa có mặt xúc tác sẽ tạo ra rượu no sau đó sẽ
chuyển thành hydrocacbon.
+ Là tiền chất của nhiều chất điều hòa sinh học
3.2. Lipit phức tạp
3.2.1. Photpholipit

•

Cấu tạo: là những este của các rượu đa chức với các axit béo cao và

có gốc axit phosphoric và những bazơ chứa nitơ đóng vai trò là các nhóm
phụ bổ sung.
Chia

thành

3

nhóm:

glixerophospholipit,

inozitphos-pholipit

và

sphingophospholipit.
Axit béo cao
Rượu

(1-2 gốc)

đa
nguyên

Bazơ nitơ

Axit

tử

photphoric
•

Tính chất:

- Chất rắn vô sắc nhưng hóa thành màu tối sẫm rất nhanh ở không khí.
- Có khả năng tương tác khác nhau với các phân tử của dung môi.
- Gốc hydro cacbon của các axit béo cao tạo thành vùng kỵ nước, còn các
gốc của axit phosphoric và của bazơ nitơ vốn có khả năng ion hóa tạo thành
vùng ưa nước.

11


=> Đảm bảo tính thấm 1 chiều của các màng cấu trúc dưới tế bào, có thể
xúc tiến việc hấp thụ các hợp chất không phân cực hòa tan trong chất béo.
3.2.2. Glicolipit
- Glicolipit là những lipit phức tạp không có phospho, thường là galactoza
hoặc là các dẫn xuất của galactoza.
- Glicolipit chia làm 2 nhóm là xerebrozit và gangliozit.
•

Xerebrozit: được tạo nên từ amin rượu hai nguyên tử chưa no

sphingozin, axit béo và galactoza.

•

Gangliozit:

là những glicolipit cao phân tử gồm có axit béo ,

sphingozit, galactozamin và axit nơraminic.

B. Cơ chế oxy hóa chất béo và chất chống oxy hóa
1. Cơ chế của phản ứng oxy hóa chất béo
1.1. Oxy hóa do phản ứng thủy phân
Phản ứng thủy phân của chất béo cũng có thể xảy ra khi có enzim cũng
như không có enzim xúc tác.
•

Trường hợp thứ nhất :không có enzim xúc tác: Chỉ có hòa tan trong

lipit.Khi trong lipit có mặt nước với một lượng đáng kể ,nhưng ở nhiệt độ
thường ,thì vận tốc cũng rất bé.Vì lẽ ở nhiệt độ thường vận tốc phnar ứng
thủy ngân rất chậm. Hơn nữa khả năng hòa tan của pha nước trong ‘pha béo’
cũng ngăn cản sự tiếp xúc của chúng.
•

Trường hợp có enzim xúc tác :Thường xáy ra trên bề mặt tiếp xúc của

nước và lipit. Enzim lipazaxucs tác phản ứng thủy phân có thể có trong
nguyên liệu hay do vi sinh vật mang vào.
•

Trường hợp đơn giản nhất của sự oxy hóa do phản ứng thủy phân

thường thấy khi bảo quản bơ và margarin . Khi đó sẽ giải phóng ra axit
butiric có mùi rất khó chịu.

12


Trong chế biến lương thực và thực phẩm để bảo quản được hạt, bột có vai
trò quyết định là nhiệt độ và thủy phân. Chẳng hạn bột khi ở nhiệt độ dưới
5oC vẫn bảo quản được tốt ngay cả khi có hàm ẩm cao. Người ta nhận thấy
rằng khi bảo quản bột có hàm ẩm cao hơn 15% thì phảm thủy phân chủ yếu
do enzim của nấm mốc. Khi đó độ axit chung sẽ tăng lên do tích tụ các axit
hữu cơ do enzim hòa tan và bột sẽ có mùi rất khó chịu. Người ta còn nhận
thấy đối với bột khô, nấm mốc không phát triển được. Độ axit cũng tăng
nhưng không có mùi vị axit, vì chủ yếu là tạo ra những axit béo không hòa
tan trong nước.
•

Một số enzim thủy phân chia làm 11 phân nhóm sau:

*Enzimthủy phân các liên kết este
*Enzim thủy phân các liên kết glicoside
*Enzim thủy phân các liên kết ete
*Enzim thủy phân các liên kết peptide
*Enzim thủy phân các liên kết C-N không phải peptide (các amide)
*Enzim thủy phân các liên kết anhidric acid
*Enzim thủy phân các liên kết C-C
*Enzim thủy phân các liên kết haloid-rượu
*Enzim thủy phân các liên kết P-N
*Enzim thủy phân các liên kết S-N

*Enzim thủy phân các liên kết C-P
1.2 Sự oxy hóa do phản ứng oxy hóa - khử
Oxy hóa do phản ứng oxy hóa - khử là dạng phổ biến nhất trong bảo quản
các Lipit. Thường có 2 loại là oxy hóa hóa học và oxy hóa sinh học.
Oxy hóa hóa học là quá trình tự oxy hóa, khi đó xảy ra sự tấn công các
gốc axit béo tự do cũng như kết hợp bởi oxy phân tử. Sản phẩm đầu tiên là
Hydro peroxyt. Từ đó tạo nên aldehit no và không no, xeton, axit mono và
dicacboxylic, aldeaxit, xetoaxit, epoxyt,... Ngoài ra còn có thể trùng hợp hóa
các sản phẩm oxy hóa.
13


Oxy hóa sinh học sinh học lại bao gồm sự oxy hóa do ezim lipoxygenaza
và sự oxy hóa xeton. Kiểu oxy hóa thứ hai này thường đặc trưng đối với lipit
có chứa axit béo no với phân tử lượng trung bình và thấp, khi có hàm lượng
ẩm đáng kể. Khi đó axit béo bị oxi hóa và decacboxyl hóa, kết quả sẽ là tích
tụ các alkylmetylxeton có mùi khó chịu.
Khi lipit bị oxy hóa, thường bị mất hoạt tính vitamin. Vì khi đó các axit
béo không no cao phân tử cũng như các vitamin đều bị phá hủy bởi các phẩm
vật oxy hóa tích tụ trong lipit.
1.2.1 Cơ chế của quá trình oxy hóa hóa học
Trong mạch hydrocacbon của axit béo không no thì nguyên tử hydro ở
cacbon có khả năng phản ứng cao hơn cả so với nối kép. Vì C α được quyết
định bởi hiệu ứng liên hợp tĩnh của nối đơn và nối kép. Điều đó có nghĩa là
nguyên tử hydro ở nhóm metylen nằm giữa hoặc bên cạnh nối đôi có khả
năng phản ứng rất cao. Ở nhóm β - metylen hiện tượng đó bé hơn do sự yếu
nhanh đi của hiệu ứng cảm ứng theo mạch cacbon.
Cùng với việc đứt nguyên tử hydro khỏi C α so với nối kép, sẽ tạo thành
hệ thống liên hợp từ electron của nối đôi và electron độc thân ở vị trí hóa trị
tự do:

R1 – 3CH2 – 2CH = 1CH – R2 → R1 – 3CH – 2CH – 1CH – R2
Do sự liên hợp đó nên H không những ở vị trí 3 mà vị trí 1 cũng rất hoạt
động nên phản ứng có thể xảy ra với xác suất bằng nhau.
Quá trình oxy hóa hóa học là phản ứng chuỗi nên thường có ba thời kì
sau:
Thời kì phát sinh:
Đầu tiên một vài phân tử lipit (RH) bị oxy hóa để tạo thành gốc tự do:
RH

hυ

R• + (H•)
14


R• – gốc của axit béo no hoặc không no tự do hoặc gốc của axit béo trong
phân tử glixerit;
H• – nguyên tử H ở so với nối đôi, hoặc của nhóm metylen bất kì trong
axit béo no.
Khi có oxy hòa tan thì RH ban đầu sẽ tương tác với oxy một cách mạnh
mẽ hơn.
Khi nồng độ RH cao thì có thể xảy ra phản ứng tam phân:
RH + O2 + HR1 → R• + H2O2 + R•1
Gốc tự do cũng có thể phát sinh khi có ion kim loại giao chuyển:
M3+ + RH → M2+ + R• + H•
M2+ + ROOH → M3+ + RO• + OH•
Thời kì phát triển:
Gốc tự do hoặc được tạo thành do quá trình khơi mào sẽ bắt đầu chuỗi
chuyển hóa oxy hóa:
R• + O2 → RO•2

RO•2 + RH → ROOH + R•
Hai phản ứng trên thực tế cần rất ít năng lượng hoạt hóa, nên ta thấy gốc
RO•2 là chủ đạo trong mạch oxy hóa. Phản ứng tương tác giữa gốc RO •2 với
phân tử lipit có ý nghĩa quyết định vận tốc phát triển của quá trình tự oxy hóa.
Từ hydro peroxyt sẽ phân mạch để cho những gốc tự do khác theo đường
hướng sau:
ROOH → RO• + •OH
Hoặc

2ROOH → RO•2 + H2O + RO•
15


ROOH + RH → RO• + H2O + R•

Hoặc

Sự liên hợp giữa hydro peroxyt thành dime sẽ thuận lợi khi nồng độ hydro
peroxyt lớn. Việc tạo nên dime sẽ làm yếu liên kết O – H và O – O, do đó làm
giảm bớt năng lượng phân giải dime thành các gốc.
Gốc peroxyt có thể đứt nguyên tử H – đặc biệt ở vị trí β và cũng có thể
kết hợp với nối đôi olefin. Vì vậy việc chuyển hoá các gốc peroxyt không
những tạo hydro peroxyt mà còn tạo ra những sản phẩm khác.
Quá trình phát triển trên tích tụ các gốc alcocxyl RO •; peroxyt RO•2 và
hydrõyl •OH từ đó tạo nên các sản phẩm thứ cấp như rượu, xeton, aldehit...
RO• + RH’ → ROH + R•’
rượu

gốc tự do

Tương tác của hai gốc alcocxyl:
R – CH – R + R’O• → R – C – R + R’OH
O•

O
xeton

rượu

Tương tác của gốc alcocxyl và gốc alkyl:
R – CH – R + R• → R – C – R + R’H
O•
Hoặc

O
R – CH – R → R• + RCHO
O•

aldehit

Hoặc từ hydro peroxyt và gốc alkyl cũng tạo ra xeton:
R• + R’ – CH – R’’ → R’ – C• – R’’ + RH
OOH

OOH
16


R’ – C• – R’’ → R’ – C – R’’ + •OH
OOH

O

Aldehit cũng có thể tạo thành từ xeton bằng cách oxy hóa chúng đến α –
xetohydroperoxyt rồi đến aldehit và axit:
O

O

R1 – C – CH2 – R2 → R1 – C – CH – R2 → R1C

+ R2C

OH

H

Ngoài ra trong lipit bị oxy hóa còn có thể tạo thành các sản phầm trùng
hợp cao phân tử:
O – O•

CH = CH

RCH = CH – CH = CH – CH – R

R
CH - CHOO•

→ R – CH
CH = CH

R1 – CH = CH – R1

R1

R1

R• + R1CH = CHR2 → R – CH – •CH – R2
R1
R – CH – •CH – R2 + R1 – CH = CH – R2 → R – CH – CH – CH – •CH – R2
R1

R1

R – CH – CH – CH – •CH – R2 + R1 – CH = CH – R2
R1

R2

R1

→ R – CH – CH – CH – CH – CH – •CH – R2
R1

R2

R1

R2

R1
17

R2

R1


Thời kì kết thúc:
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• + RO•2

→
→

sản phẩm phân tử

RO•2 + RO•2 →
Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng này rất nhỏ nên vận tóc phản ứng
rất lớn.
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc oxy hóa
Các yếu tố kích thích
•

ảnh hưởng của axit béo tự do

•

ảnh hưởng của oxy

•

ảnh hưởng do nhiệt độ

•

ảnh hưởng của trạng thái lipit

•

ảnh hưởng của ion kim loại chuyển tiếp

•

ảnh hưởng của năng lượng mặt trời và tia ion

•

ảnh hưởng của nước

Ảnh hưởng của các yếu tố kìm hãm
•

kìm hãm sự oxy hóa bằng cách làm đứt mạch

•

kìm hãm sự oxy hóa bằng cách làm giảm vận tốc phát sinh mạch

•

vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt động xúc tác.

18


1.2.3 Cơ chế của quá trình oxy hóa sinh học
Oxy hóa do enzim lipoxydaza
Lipoxydaza hay lipoxygenaza là enzim oxy hóa khử, có tên gọi hệ thống
là linoleat: O – oxydoreductaza. Enzim xúc tác sự oxy hóa các axit béo không
no chứa 2 – 3 nối kép ( hoặc nhiều hơn) như axit linoleic, linolenic, axit
arachidic. Lipoxygenaza chỉ oxy hóa dạng cis – cis, các dạng còn lại không
tác dụng. Hydro peroxyt được tạo thành có dạng cis – trans và có hoạt động
quang học.
Enzim oxy hóa trực tiếp mỗi phân tử linoleat tạo thành phức hợp giữa
linoleat, oxy và lipoxy genaza, sau đó hydro được chuyển từ linoleat tạo
thành gốc kép. Phức hợp bị phân ly giải phóng ra enzim lipoxidaza và hy dro
peroxyt có dạng cis – trans. Từ hydro peroxyt sẽ chuyển hóa tạo epoxyt,
aldehit, xeton và những sản phẩm oxy hóa khác.
Propylgalat, diphenylamin, oxyquinoli là những chất kìm hãm
lipoxygenaza làm giảm tốc độ oxy hóa linoleat và hấp thụ oxy.

Oxy hóa xeton
R – CH2 – CH2 – COOH → R – CO – CH2 – COOH
axit β- xetonic
+HOH

ROOH + CH3COOH

R – CO – CH2 – COOH
- CO

2

axit β- xetonic

R – CO – CH3 + CO2
alkyl metylxeton

Oxy hóa xeton thường đặc trưng đối với lipit có chứa axit béo no, phân tử
lượng trung bình và thấp. Thường xảy ra trong bảo quản bơ và margarin.
19


Dưới tác dụng của các enzim của vi sinh vật, axit béo bị - oxy hóa và
decacboxyl hóa mà kết quả là tạo ra các alkylmetylxeton có mùi khó chịu
1.2.4 Sự oxy hóa các axit béo trong cơ thể sinh vật
Các axit béo trong cơ thể động thực vật theo một đường hướng riêng và
cũng có tên gọi là – oxy hóa.
Quá trình – oxy hóa chất béo gồm 5 phản ứng:
Một là phản ứng hoạt hóa axit béo nhờ axylcoenzim A CoA-SH , ATP và
sự xúc tác của enzim axyl – CoA – sintetaza:

O

R–CH2–CH2–COOH + ATP + CoA(SH) axylCoA sintetaza R–CH2–CH2–CS-CoA + AMP + PP

Pirophosphat vừa tạo thành sẽ bị phân hủy thành axit phosphoric, do đó

cân bằng phản ứng sẽ dịch chuyển về phía phải.
Hai là phản ứng oxy hóa axylCoA nhờ enzim axylCoA – dehydrogenaza.
R–CH2–CH2–COS–CoA + E.FAD

RCH=CHCOS–CoA + E.FAD.H2

Các enzim này khác nhau về tính chất hóa học và tính chất đặc hiệu.
Ba là phản ứng do enzim enoil – CoA – hydrataza xúc tác.
Bốn là phản ứng do enzim β – oxyaxylCoA – dehydrogenaza chứa nhóm
ngoại NAD xúc tác. OH

O

RCHCH2–COS–CoA + NAD+

RC–CH2 –COS–CoA + NAD.H2

Năm là phản ứng bao gồm việc chuyển nhóm của axyl của phân tử β –
xetoaxylCoA lên một phản tử coenzim A mới. Enzim xúc tác phản ứng này là
β – xetoaxylCoA tiolaza.
R – CO – CH2 –COS–CoA + HSCoA

RCO – S – CoA + CH3 – COSCoA

Nhóm axyl

axetyl CoA

20

Vậy cứ qua năm phản ứng thì phân tử axit béo lại bị ngắn đi hai phân tử
cacbon để tạo thành axit axetic. Quá trình được lặp đi lặp lại nhiều lần cho
đên khi toàn bộ sản phẩm cuối cùng là axetylCoA, rồi từ axetylCoA sẽ đi vào
chu trình krebs để cung cấp năng lượng cho cơ thể sinh vật.
Như vậy cùng với gluxit, lipit cũng là nguồn năng lượng dự trữ to lớn của
cơ thể.
2. Chất chống oxy hóa
2.1. Các gốc tự do
Nguyên tử là thành phần cơ bản nhất và nhỏ nhất cấu tạo nên vật chất.
Một nguyên tử bao gồm một hạt nhân và các Nơ-tron. Thông thường, một cặp
electron bay trên một quỹ đạo quanh hạt nhân, giống như các hành tinh quay
quanh Mặt trời.
Phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử gắn kết với nhau bởi hoạt động
của các cặp electron này. Đôi khi trong quá trình phản ứng hóa học, một
electron bị kéo ra khỏi chỗ cố hữu của nó trong phân tử, và tạo thành một gốc
tự do.
[ Về bản chất, gốc tự do là một electron độc thân. Các gốc tự do rất
không ổn định và nhạy cảm. Chúng 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.
Ảnh hưởng của gốc tự do:
•

Chúng có thể gây ra tổn thương cho tất cả các chất liệu và mô trong

cơ thể. Mô mỡ là nơi bị tổn thương sớm nhất và thường gặp nhất, vì đó là loại
mô có xu hướng đặc biệt dễ bị oxy hóa. Gốc tự do gây ra một chuỗi phản ứng
liên tục xảy ra trên các chất mỡ và chúng chỉ có thể bị chặn đứng bởi chất
chống oxy hóa.

•

Các gốc tự do có thể gây tổn hại cho các acid nucleic cơ bản
21


•

Gốc tự do còn làm tổn thương protein.

2.2. Khái niệm chất chống oxy hóa
Chất chống oxy hóa là một loại 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 khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy hóa chính
chúng.
[ Chất chống oxy hóa, chống oxy hóa, làm giảm tác dụng của các quá
trình oxy hóa nguy hiểm bằng cách liên kết với nhau với các phân tử có hại,
giảm sức mạnh huỷ diệt của chúng.
[ Bất kỳ chất nào ngăn ngừa hay làm chậm sự oxy hóa đều được gọi là
chất chống oxy hóa.
Cho đến cách đây 10 – 15 năm vẫn chưa có nhiều nhà nghiên cứu khảo
sát về gốc tự do và chất chống oxy hóa. Năm 1959, chỉ có vài chuyên gia
nghiên cứu về vai trò của các dưỡng chất chống oxy hóa trên tuổi tác, ung
thư, bệnh tim mạch và đối với sức khỏe nói chung. Ngày nay có đến hàng
nghìn nhà khoa học nghiên cứu về vấn đề này, và chúng ta thật khó trải qua
một ngày mà không đọc hay nghe nói về các chất chống oxy hóa.
Để có được thành tựu như ngày hôm nay, các nhà khoa học đã phải trải
qua một quá trình lao động khó khăn và vất vả trong việc thông dụng hóa và
chuyên dụng hóa vai trò và lợi ích của các dưỡng chất chống oxy hóa.

2.3. Cơ chế của chất chống oxy hóa
Chất chống oxy hóa là chất dinh dưỡng, có thể làm sạch các gốc tự do
bằng cách đưa lên một electron. Khi một phân tử gốc tự do nhận thêm một
electron từ một phân tử chống oxy hóa, các gốc tự do trở nên ổn định và
không còn khả năng gây ra hại.

22


Ngoài ra, chất chống oxy hoá còn giúp hạn chế sự phân huỷ các hydroperoxide.

2.4. Phân loại chất chống oxy hóa
2.4.1. Chất chống oxy hoá tự nhiên
Các chất béo không no trong mô sinh học tương đối bền. Nguyên nhân là do
trong mô sinh học có chứa các chất chống oxy hoá cũng như các enzim ngăn
ngừa hiện tượng oxy hoá.

23