NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG CHỐNG OXI hóa của một số THỰC vật TRÊN mỡ cá BASA

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ SỰ OXI HÓA DẦU MỢ THỰC PHẨM
I. SỰ OXI HÓA DẦU [8]
1. Các dạng oxy
Độ bền oxi hóa của dầu là khả năng chống lại sự oxi hóa suốt trong quá trình sản
xuất và bảo quản. Khả năng chống lại sự oxi hóa được diễn tả như khoảng thời
gian cần thiết để đạt đến điểm tới hạn của sự oxi hóa dù cho có sự thay đổi về
cảm quan hoặc biến đổi đột ngột trong quá trình oxi hóa hay không. Độ bền của
dầu là một giá trò quan trọng để xác đònh chất lượng cũng như khả năng bảo quản
dầu. sự oxi hóa dầu làm sinh ra các hợp chất lạ cũng như phá hủy các acid béo
thiết yếu có trong dầu.
Sự oxi hóa dầu xảy ra theo hai cơ chế: tự oxi hóa và sự oxi hóa quang học. Cả hai
loại oxy đều có thể phản ứng với dầu. Oxy khí quyển ở trạng thái tam bội 3O2, còn
một dạng khác là oxy đơn bội dạng singlet 1O2. 3O2 phản ứng với các gốc tự do và
là nguyên nhân của sự tự oxi hóa. Tính chất hóa học của 3O2 để có thể phản ứng
gốc lipid có thể giải thích theo orbital phân tử (hình 1).
3

O2 ở trạng thái nền, với 2 electron không cặp đôi trong orbital 2πp. 3O2 có
moment từ tính cố đònh với 3 mức trạng thái năng lượng dưới từ trường. Vì vậy,
3

O2 được gọi là trạng thái tam bội. 3O2 là một gốc với 2 orbital không cặp đôi
trong phân tử. Nó có thể phản ứng với các hợp chất có gốc tự do trong điều kiện
bình thường theo nguyên tắc trao đổi spin. Sự oxi hóa quang học chỉ xảy ra trong
điều kiện có ánh sáng, chất nhạy ánh sáng và oxy dạng đơn bội 1O2.
Cấu hình electron lớp 2πp của 1O2 như hình 2õ. Vì một orbital trong lớp 2πp được
cặp đôi, còn orbital còn lại hoàn toàn trống nên 1O2 có một mức năng lượng dưới
từ trường và nó có ái lực điện tử. 1O2 phản ứng dễ dàng với các hợp chất có mật
độ điện tử cao như các liên kết đôi của acid béo không bão. 1O2 có mức năng

lượng 93,6 kJ, trên mức năng lượng cơ bản của 3O2. Trong dung môi, 1O2 bò vô
hoạt do năng lượng của nó bò vận chuyển vào dung môi. Thời gian tồn tại của nó
trong dung môi nước, hexane, carbon tetrachloride lần lượt là 2, 17, 700 µs
(Merkel 1972; Kearn 1975)

Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 1: Cấu hình orbital phân tử của oxy tam bội 3O2

Hình 2: Cấu hình điện tử của orbital phân tử lớp 2πp trong 1O2

2. Cơ chế oxi hóa dầu
2.1. Sự tự oxi hóa dầu
Sự tự oxi hóa dầu xảy ra theo 3 bước: khởi mạch, phát triển mạch và kết thúc
mạch
Khởi mạch

RH

Phát triển mạch R•+3O2

→ R•+H•
→ ROO•

ROO•+RH → ROOH+R•
Kết thúc mạch ROO•+ROO• → ROOR + 3O2
ROO•+R• → ROOR

R• + R•

→ RR

(R : lipid alkyl)

Khởi mạch oxy hóa bậc 2
ROOH

→ RO• + •OH

2ROOH

→ ROO• + RO• + H2O

Khởi mạch oxy hóa bậc 2 dưới xúc tác kim loại
Mn+ + ROOH → RO• + −OH + M(n+1)+
M(n+1)++ ROOH → ROO• + H+ M(n)+
Trang 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sự tự oxi hóa dầu cần acid béo hay acylglycerol ở dạng gốc tự do. Các acid
béo và acylglycerol thì ở trạng thái đơn bội không gốc tự do nên khó có thể phản
ứng với 3O2. Khi acid béo hoặc acylglycerol mất đi một nguyên tử hydro nó sẽ tạo
thành các gốc tự do trong bước khởi mạch. Nhiệt độ, ánh sáng và kim loại xúc tác
có thể thúc đẩy phản ứng này xảy ra nhanh hơn. Năng lượng cần thiết để loại bỏ
một nguyên tử hydro ra khỏi phân tử acid béo hoặc acylglycerol tùy thuộc vào vò
trí của nguyên tử hydro. Các nguyên tử hydro gần liên kết đôi, đặt biệt là các

nguyên tử H gần kề hai liên kết đôi rất dễ loại đi. Năng lượng để loại bỏ nguyên
tử H ở vò trí C-8, C-11, C-14 của acid linoleic lần lượt là 75, 50, 75 kCal/mol (Min
và Boff, 2002).
Các gốc alkyl (R•) phản ứng với 3O2 để hình thành gốc peroxy(ROO•). Phản
ứng giữa alkyl và 3O2 xảy ra rất nhanh trong điều kiện khí quyển. Do đó, nồng độ
của lipid alkyl rất thấp so với gốc peroxy. Gốc peroxy hấp thu điện tử từ các phân
tử lipid khác và phản ứng với điện tử này để tạo thành hydroperoxide (ROOR) và
một gốc peroxy khác. Những phản ứng này xúc tác cho các phản ứng khác và sự
tự oxi hóa lipid được gọi là phản ứng mạch gốc tự do. Tốc độ hình thành peroxy
và hydroperoxide chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và oxy. Khi các gốc tự do phản ứng
với nhau, các sản phẩm không gốc tự do sẽ tạo thành và phản ứng kết thúc.

Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 3: Sự hình thành hydroperoxide trong sự tự oxi hóa của acid linoleic

Hydroperide là sản phẩm bậc 1 của sự oxi hóa dầu . Chất này bền ở nhiệt độ
phòng và khi không có mặt của kim loại xúc tác. Tuy nhiên, khi có mặt kim loại
và ở nhiệt độ cao, nó bò phân hủy thành các gốc alkoxy để sau đó hình thành nên
aldehyde, ketone, acid, ester, alcolhol và các hydro carbon mạch ngắn. Con đường
phân hủy hydroperoxide là bẽ gãy liên kết giữa oxy-oxy để tạo ra gốc alkoxy và
gốc hydroxy. Năng lượng hoạt hóa để bẽ gãy liên kết này là 46 kcal/mol, thấp
hơn năng lượng cần thiết để bẽ gãy liên kết oxy-hydro. Sau đó, alkoxy sẽ trải qua
sự phân chia β hóa của liên kết C-C để tạo ra các hợp chất oxo và gốc alkyl
không no. Sau khi tái sắp xếp điện tử, thêm gốc hydroxy hay vận chuyển hydro,
sản phẩm oxy hóa bậc hai cuối cùng là aldehyde, ketone, alcolhol và hydro
carbon mạch ngắn.

Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 4: Cơ chế phân hủy hydroperoxide để tạo thành sản phẩm oxi hóa bậc 2

Thời gian cần thiết để hình thành sản phẩm bậc hai tùy thuộc vào loại dầu.
Các sản phẩm oxi hóa bậc hai hình thành ngay lập tức sau khi hydroperoxide hình
thành đối với dầu olive và dầu bông. Tuy nhiên, dầu hướng dương và dầu rum,
sản phẩm oxi hóa bậc hai chỉ tạo thành khi nồng độ hydroperoxide là đáng kể.
2.2. Sự oxi hóa quang học.
Sự oxi hóa dầu có thể được thúc đẩy bởi ánh sáng, đặc biệt là khi có mặt của chất
nhạy ánh sáng như chlorophyll. Các chất nhạy ánh sáng(Sen), ở trạng thái đơn
bội, hấp thu ánh sáng rất nhanh và chúng trở nên cực kỳ hoạt động. Các chất
dạng hoạt động này có thể quay trở về trạng thái nền bằng các phát ra ánh sáng
hay chuyển đổi nội năng (hình 5). Sự phát huỳnh quang và nhiệt là kết quả của
hai quá trình tương ứng đó.
Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 5: Trạng thái hoạt động và vô hoạt của chất nhạy ánh sáng

Các chất nhạy ánh sáng dạng tam bội ( 3Sen*) có thể nhận điện tử từ tác chất để
hình thành nên các gốc (loại I-hình 6). Các chất nhạy quang học dạng triplet này
cũng phản ứng với để hình thành nên anion superoxide. Các anion superoxide
này sẽ bò phân hủy cho ra hydroperoxide và hydroperoxide này phản ứng với
superoxide để cho ra oxy đơn bội 1O2, trong sự hiện hiện của kim loại như sắt và

đồng.
O−2• + O−2• + 2H+
H2O2 + O−2•

→ H2O2 + O2
→ HO• + OH− +

Năng lượng kích thích của 3Sen* có thể được vận chuyển lên trên 3O2 gần kề để
hình thành nên 1O2 và chất nhạy ánh sáng này sẽ quay trở về trạng thái nền, dạng
đơn bội 1Sen (loại II). Một phân tử 1Sen* có thể sản sinh 105 phân tử 1O2 trước khi
bò vô hoạt.
Tốc độ của phản ứng loại I và loại II phụ thuộc vào loại chất nhạy ánh sáng, tác
chất và phụ thuộc vào nồng độ của tác chất và oxi. Các chất đã bò oxi hóa như
phenol, amine hay những chất có tính khử như quinon thường phản ứng theo loại I.
Trong khi đó, các chất chưa bò oxi hóa hay bò khử như olefin, diene, các hợp chất
thơm thường phản ứng theo loại II. Sự oxi hóa của chất nhạy ánh sáng là nguyên
nhân gây ra sự oxi hóa dầu theo sự khởi mạch của oxy đơn bội 1O2.
1

O2 có thể phản ứng hóa học với các phân tử khác hay vận chuyển năng lượng vào

chúng. Khi 1O2 phản ứng với các acid không bão hòa, phần lớn các hydroperoxide
được hình thành theo phản ứng ene (hình 7). 1O2 có thể phản ứng với các liên kết
đôi có mật độ điện tử cao mà không cần có sự hình thành các gốc alkyl và hình
thành các hydroperoxide tại các liên kết đôi đó. Khi hydroperoxide được hình
thành, có sự di chuyển liên kết đôi và hình thành các acid béo dạng trans.

Trang 6

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hydroperoxide, được hình thành từ 1O2, bò phân hủy theo cơ chế giống như
hydroperoxide bò phân hủy trong sự tự oxi hóa.

Hình 6: Phản ứng của chất nhạy ánh sáng với tác chất

Hình 7: Sự hình thành allyl hydroxide từ acid oleic bởi phản ứng ene

II.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG SỰ OXI HÓA DẦU [8]
Sự oxi hóa lipid chòu ảnh hưởng bởi thành phần acid béo, quá trình xử lý dầu,
năng lượng nhiệt hay ánh sáng, nồng độ và loại oxy, acid béo tự do, mono- và
diacylglycerol, kim loại, peroxide, các hợp chất bò oxi hóa nhiệt động, chất màu
và chất chống oxi hóa.
1. Thành phần acid béo tự do trong dầu

Trang 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Dầu càng ít bão hòa thì càng dễ bò oxi hóa hơn dầu bão hòa nhiều hơn. Khi
mức độ không bão hòa gia tăng, cả tốc độ ôi hóa và số lượng sản phẩm oxi hóa
cơ bản sau thời gian khởi mạch sẽ tăng lên. Dầu nành, dầu hướng dương, dầu rum
(IV>130) bảo quản trong bóng tối có khoảng thời gian khởi mạch ngắn đáng kể
so với dầu dừa và dầu cọ (IV<20). Dầu có chứa nhiều acid oleic hoặc stearic
hoặc dầu được hydrogen hóa thường có độ bền oxi hóa cao. Tốc độ tự oxi hóa
dầu phụ thuộc đáng kể vào sự hình thành các acid béo và các gốc alkyl
acylglycerol. Mặc khác, tốc độ hình thành các gốc này phụ thuộc vào loại acid
béo hay aculglycerol. Tốc độ tự oxi hóa tương đối của acid oleic, linoleic,

linolenic theo tỉ lệ1:40-50:100 dựa trên sự hấp thu oxi (Min and Bradley 1992)
Sự khác biệt trong tốc độ oxi hóa dạng 1O2 giữa các acid béo thì thấp hơn so
với tốc độ tự oxi hóa. Tốc độ phản ứng giữa 1O2 với acid stearic, oleic, linoleic,
linolenic lần lượt là 1,2.104; 5,3.104; 7,3.104; 10.104 M-1s-1 (Vever Bizet, 1989).
Dầu nành phản ứng với 1O2 với tốc độ 1,4.105 M-1s-1 trong methylene chloride ở
20oC (Lee và Min, 1991). Loại acid béo không bão hòa, các dien liên hợp hoặc
không liên hợp, triene có ít ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng giữa lipid và 1O2.
2. Quá trình xử lý dầu
Phương pháp xử lý dầu có ảnh hưởng đến độ bền oxi hóa của dầu. Độ bền oxi
hóa của dầu nành giảm dần theo quá trình xử lý tẩy mùi, tách sáp, tinh luyện và
tẩy màu. Đối với dầu bông trích ly bằng hexane, thời gian khởi mạch ở 90 oC là
10,5±1,9h thấp hơn so với dầu vừng là 8,1±0,7h. Độ bền oxi hóa của dầu thu
được từ quả óc chó trích ly bằng phương pháp chất lỏng siêu tới hạn giảm đi đáng
kể so với phương pháp ép. Quá trình rang hạt rum và hạt vừng làm tăng độ bền
oxi hóa của dầu do có sự hình thành các sản phẩm Maillard. Các chất này đóng
vai trò như những chất chống oxi hóa tự nhiên.
3. Nhiệt độ và ánh sáng
Sự tự oxi hóa dầu và sự phân hủy hydroperoxide tăng lên khi nhiệt độ tăng.
Sự hình thành các sản phẩm tự oxi hóa trong giai đoạn khởi mạch giảm xuống ở
nhiệt độ thấp. Nồng độ hydroperoxide tăng lên cho đến bước phát triển mạch.
Tốc độ phân hủy hydroperoxide của dầu cá trích ở 50 oC trong tối thì cao hơn tốc
độ hình thành hydroperoxide.
Nhiệt độ ít ảnh hưởng đến sự oxi hóa 1O2 do năng lượng hoạt hóa thấp (từ 0-6
kcal/mol). Yếu tố ảnh hưởng nhiều hơn là ánh sáng. nh sáng có bước sóng càng
Trang 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ngắn càng ảnh hưởng sự ôi hóa dầu. Khi nhiệt độ gia tăng thì ảnh hưởng của ánh

sáng đối với sự ôi hóa lipid giảm.
4. Oxy
Sự oxi hóa dầu có thể xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa dầu, oxy và chất xúc tác.
Nồng độ và loại oxy cũng ảnh hưởng đến sự oxi hóa dầu. Nồng độ oxy trong dầu
phụ thuộc vào áp suất riêng phần trên mặt thoáng của nó. Khi lượng oxi trong
dầu càng nhiều thì sự oxi hóa càng nhiều. Oxi hòa tan trong dầu nhiều hơn trong
nước và trong dầu thô nhiều hơn trong dầu tinh luyện. nh hưởng của nồng độ
oxy đến sự oxi hóa dầu tăng ở nhiệt độ cao và có sự hiện diện của loại.
Tốc độ oxi hóa dầu thì không phụ thuộc vào nồng độ oxi khi nồng độ oxi này
cao. Khi nồng độ oxy giảm xuống, tốc độ oxi hóa lipid phụ thuộc vào nồng độ oxi
nhưng không phụ thuộc vào nồng độ lipid. Khi hàm lượng oxi trên mặt thoáng
dầu trên 4-5% thì tốc độ tự oxi hóa của dầu sẽ không phụ thuộc vào nồng độ oxi
mà phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ lipid. Ngược lại, khi hàm lượng oxi trên mặt
thoáng dầu thấp hơn 4%, tốc độ tự oxi hóa dầu phụ thuộc vào hàm lượng oxi và
không phụ thuộc vào nồng độ lipid. Sự oxi hóa dầu bông ở 50 oC trong tối được
xác đònh bằng phương pháp độ hấp thu oxy và chỉ số peroxide sẽ càng lớn khi
nồng độ oxy trên mặt thoáng ít nhất là 0,5%, còn khi hàm lượng oxi nhiều hơn
1% thì sự oxi hóa dầu giảm.
Oxi và dầu có thể dễ phản ứng với nhau hơn khi lượng dầu mẫu ít hoặc tỷ lệ
giữa diện tích bề mặt/ thể tích(S/V) chứa dầu lớn. Khi tỷ lệ S/V tăng và với

Trang 9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

hàm lượng oxi thấp, tốc độ oxi hóa dầu ít phụ thuộc vào hàm lượng oxi. Bề mặt
của vật chứa dầu có thể đóng vai trò như chất xúc tác khử.
Sự tương tác giữa nhiệt độ và nồng độ oxi ảnh hưởng đến sự tạo thành các
hợp chất bay hơi trong dầu bông ở điều kiện trong tối. Sự tạo thành 2-pentenal

và 1-pentene-3-one có thể xảy ra ở 50oC nhưng ở 35oC thì không có.
Tốc độ phản ứng giữa dầu và oxy tùy thuộc vào loại oxy. Tốc độ phản ứng
của oxy singlet 1O2 thì cao hơn so với 3O2 bởi vì 1O2 có thể phản ứng trực tiếp với
lipid. 3O2 chỉ phản ứng với lipid ở trạng thái gốc tự do. Linoleate phản ứng với
1

O2 nhanh hơn 1430 lần so với 3O2.

5. Các thành phần phụ hiện diện trong dầu
Thành phần chính của dầu là TAG, ngoài ra còn có các thành phần phụ khác
như acid béo tự do, mono-và diacylglyceride, kim loại, phospholipd, peroxide,
chlorophyll, carotenoid, hợp chất phenolic và tocopherol. Một vài trong số chúng
làm tăng tốc độ oxi hóa, một số đóng vai trò như những chất chống oxi hóa.
5.1.

Acid béo tự do(FFA), nomo-và diacylglyceride
Dầu thô chứa nhiều các acid béo tự do và quá trình tinh luyện dầu làm giảm

hàm lượng các acid béo tự do này. Dầu nành thô chứa khoảng 0,7% acid béo tự
do, còn trong dầu tinh luyện chỉ chứa khoảng 0,02% FFA. Dầu vừng thô chứa
0,72% FFA nhưng sau khi tẩy màu chỉ còn khoảng 0,56% FFA (Kim và Choe,
2005). Các acid béo tự do dễ bò oxi hóa hơn các acid béo được ester hóa. Các acid
béo đóng vai trò như những chất kích thích sự oxi hóa dầu. Chúng có những nhóm
chức ưa nước và ưa dầu. Các nhóm carbonyl của FFA thường hòa tan kém trong
dầu vì thế các FFA có khung hướng tập trung ở trên bề mặt. Điều này là nguyên
nhân làm giảm ứng suất bề mặt của dầu và kết quả là làm tăng tốc độ khuyếch
tán của oxi vào dầu, thúc đẩy sự oxi hóa dầu.
Thông thường, mono- và diacylglyceride có hàm lượng từ 0,07 -0,11 và 1,05 –
1,2% KL dầu nành. Chúng đóng vai trò như những chất hỗ trợ sự oxi hóa dầu.
Chúng cũng làm giảm ứng suất bề mặt dầu và do đó làm tăng tốc độ oxi hóa dầu.

5.2.

Kim loại
Dầu thô chứa các kim loại chuyển tiếp như sắt và đồng. Kim loại làm tăng sự

oxi hóa dầu do chúng làm giảm năng lượng hoạt hóa trong bước khởi mạch của sự
tự oxi hóa xuống khoảng 60-104 kJ/mol. Kim loại phản ứng trực tiếp với lipid để
hình thành nên các gốc alkyl lipid. Chúng cũng sản sinh ra các loại oxi hoạt động
Trang 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

như 1O2, gốc hydroxy từ 3O2 và hydrogen peroxide. Gốc alkyl lipid và oxy hoạt
động thúc đẩy sự oxi hóa dầu. Đồng thúc đẩy sự phân hủy hydroperoxide nhanh
gấp 50 lần so với, còn Fe2+ thì thúc đẩy sự phân hủy này nhanh gấp 100 lần so với
Fe3+. Phản ứng giữa kim loại và lipid xảy ra theo sơ đồ sau:
Fe3+ + RH → Fe2+ + R− + H+
Fe2+ + 3O2
→ Fe3+ + O−2•
O−2•+ O−2•+ 2H+ → 1O2 + H2O2
H2O2 + O−2 metal

→ HO• + OH− + 1O2
Fe2+ + H2O2
→ Fe3+ + OH− + HO•

Kim loại cũng thúc đẩy sự tự oxi hóa lipid bằng cách phân hủy các hydroperoxide
theo phản ứng sau:
ROOH + Fe2+(Cu+) →

ROOH + Fe3+ (Cu2+) →

RO• + Fe3+(Cu2+) + OH−
ROO• + Fe2+(Cu+) + H+

Fe2+ có tính hoạt động cao hơn so với Fe 3+ trong sự phân hủy hydroperoxide.
Fe3+ cũng gây phân hủy các hợp chất phenolic như acid caffeic trong dầu olive và
làm giảm độ bền oxi hóa của dầu này.
Hoạt tính hỗ trợ oxi hóa của sắt có thể bò ngăn chặn bởi lactoferrin trong dầu
cá hoặc dầu nành trong khoảng nhiệt độ từ 50-120 oC. Lactoferrin có thể kết hợp
với sắt làm giảm bề mặt hoạt động của sắt. Vì thế sự oxi hóa dầu giảm xuống.
5.3.

Phospholipid
Dầu thô có chứa phospholipid như phosphatidyl ethanolamine, phosphatidyl
choline, phosphatidyl inositol, phsphatidyl serine và acid phosphatidic nhưng
phần lớn chúng bò loại bỏ trong quá trình tinh luyện dầu. Phospholipid vừa đóng
vai trò là chất chống oxi hóa vừa là chất hỗ trợ sự oxi hóa dầu tùy thuộc vào hàm
lượng phospholipid và kim loại xúc tác. Sự oxi hóa của docosahexaenoic acid
giảm xuống khi phối trôn nó với dầu theo tỷ lệ 1:1.
Cơ chế chống oxi hóa dầu của phospholipid vẫn chưa được giải thích cụ thể
nhưng những nhóm phân cực đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt là các
phospholipid chứa Nitơ như phosphatidylcholine và phosphatidylethanolamine có
hiệu quả chống oxi hóa dưới mọi điều kiện. Phospholipid làm giảm sự oxi hóa
bằng cách cô lập kim loại. Nồng độ thích hợp cho pohpholipid thể hiện hoạt tính
chống oxi hóa là 3-60 ppm. Phophospholipid bổ sung vào dầu nành với nồng độ 510 ppm sẽ làm giảm sự ôi hóa dầu, còn ở nồng độ cao hơn nó sẽ thể hiện vai trò
Trang 11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

như chất hỗ trợ sự ôi hóa dầu. Theo Yoon[8], phospholipid chỉ thể hiện hoạt tính
chống oxi hóa khi có sự hiện diện của sắt bằng cách cô lập sắt. Trong dầu nành
tinh luyện, khi hàm lượng kim loại rất thấp thì phospholipid lại thể hiện vai trò là
chất hỗ trợ sự ôi hóa. Cơ chế của sự ôi hóa domphospholipid là do trong
phospholipid có các nhóm ưa nước. Các nhóm này làm giảm ứng suất bề mặt dầu
nen làm tăng tốc độ khuyếch tán oxi vào dầu. Vì thế, sự oxi hóa dầu được thúc
đẩy nhanh hơn.
5.4.

Chlorophyll
Chlorophyll thường có mặt trong các loại dầu thực vật. Dầu olive, dầu hạt cải,
dầu nành thô và dầu nanh tinh luyện có hàm lượng chlorophyll lần lượt là 10 ppm;
5-35 ppm; 0,3 ppm; 0,08 ppm (Salvador 2001, Psomiadou và Tsimidou 2002).
Chlorophyll và các sản phẩm phân hủy của chúng như pheophytins và
pheophorbides đóng vai trò như những chất làm tăng độ nhạy ánh sáng để sinh ra
1
O2 trong sự có mặt của ánh sáng và oxy khí quyển 3O2 và làm tăng sự ôi hóa dầu.
Pheophytins vàpheophorbide đều có độ nhạy ánh sáng cao hơn chlorophyll. Dầu
nành được tinh sạch bằng cột sắc ký silicagel sẽ không có chứa chlorophyll và
dầu này không sinh ra các sản phẩm bay hơi (theo Lee và Min 1988). Còn dầu
nành tinh luyện được bổ sung chlorophyll sẽ làm tăng hàm lượng chất bay hơi
đáng kể. Tuy nhiên, sự ôi hóa do chlorophyll chỉ xảy ra trong điều kiện có ánh
sáng chiếu vào dầu, còn trong tối thì không. Ngược lại, trong điều kiện bóng tối,
chlorophyll lại có thể đóng trò là chất chống oxi hóa bằng cách chúng nhường
điện tử cho các gốc tự do để hình thành nên các gốc bền (theo Endo1985, Francis
vàIsabel 1992).
5.5.

Các hợp chất bò oxi hóa nhiệt động

Quá trình tinh luyện dầu làm sản sinh ra hợp chất bò oxi hóa như cyclic và

noncyclic carbon-to-carbon- dimer, trimer, hydroxy dimer và dimer, trimer chứa
liên kết carbon-oxy. Các hợp chất này làm tăng tốc độ ôi hóa dầu ở 55 oC và tốc
độ ôi hóa tăng khi hàm lượng các chất này tăng. Lipid hydroperoxide cũng đóng
vai trò như chất hỗ trợ sự ôi hóa. Sự phân hủy hydroperoxide làm sản sinh ra các
chất bò oxi hóa nhiệt động. Chính các chất này có tác dụng như những chất nhũ
hóa làm giảm ứng suất bề mặt của dầu và vì thế làm tăng tốc độ oxi hóa dầu.
5.6.

Chất chống oxi hóa
Dầu thô chứa các chất chống oxi hóa tự nhiên như tocopherol, tocotrienol,
carotenoid, hợp chất phenolic và sterol. Chất chống oxi hóa là những chất làm
giảm thời gian cảm ứng của sự oxi hóa hay làm chậm tốc độ oxi hóa. Các chất
Trang 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

chống oxi hóa sàng lọc các gốc tự do như gốc alkyl lipid, gốc peroxy lipid, cô lập
kim loại chuyển tiếp, dập tắt các oxy singlet 1O2 và vô hoạt các chất làm tăng độ
nhạy quang học cho dầu.
Chất chống oxi hóa có thể nhường điện tử cho các gốc tự do để chuyển chúng
thành các chất không gốc tự do bền. Các chất chống oxi hóa theo kiểu này chính
là các monohydroxy hoặc polyhydroxy phenolic. Bất kỳ chất nào có điện thế khử
nhỏ hơn điện thế khử của gốc tự do đều có thể nhường điện tử cho gốc tự do nếu
phản ứng động học thuận lợi. Điện thế khử chuẩn 1 điện tử của alkoxy, peroxy và
gốc alkyl của các acid béo không bão hòa lần lượt là 1600, 1000 và 600 mV. Điện
thế chuẩn của các chất chống oxi hóa thường khoảng 500mV hoặc thấp hơn. Vì
thế, các chất chống oxi hóa sẽ phản ứng với gốc peroxy trước khi các gốc peroxy

này kòp phản ứng với các phân tử lipid khác để hình thành nên gốc tự do. Bất kỳ
gốc chống oxi hóa nào được tạo thành do sự kết hợp giữa chất chống oxi hóa và
lipid đều có năng lượng thấp hơn peroxy do cấu trúc cộng hưởng của nó.

Hình 8: Sự bền hóa cộng hưởng của một chất chống oxi hóa

Các chất tạo phức với kim loại như acid phosphoric, acid citric, acid ascorbic
và EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid) làm giảm sự o xi hóa dầu theo cùng
một cách thức như nhau. Chúng có thể chuyển sắt, đồng thành phức không hòa
tan hoặc gây cản trở không gian đối với sự hình thành các phức kim loạihydroperoxide. Hiệu quả chống oxi hóa của acid citric tăng khi hàm lượng của nó
tăng và thường cần nhiều hơn 150ppm acid citric để vô hoạt 1ppm kim loại.
Một vài chất chống oxi hóa dập tắt các 1O2 hoặc chất nhạy ánh sáng. 1O2 được
dập tắt theo cả cơ chế vật lý và hóa học. Theo cơ chế vật lý, 1O2 bò chuyển thành
3
O2 bởi sự vận chuyển năng lượng hay điện tích. Theo cơ chế hóa học, các chất
chống oxi hóa phản ứng với 1O2 và tạo thành các chất chất oxi hóa bò oxi hóa.
5.7.

Tocopherol
Tocopherol là chất chống oxi hóa quan trọng trong dầu. Dầu hạt cải, dầu
hướng dương và dầu ngũ cốc co chứa hàm lượng cao tocopherol, còn dầu cọ thì
chứa ít hơn. Tuy nhiên trong dầu cọ có chứa α-, γ -, δ-tocotrienol.

Trang 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tocopherol cạnh tranh với các acid béo không bão hòa và với các gốc peroxy.
Gốc peroxy phản ứng với tocopherol nhanh hơn nhiều(v=10 4 -109 M-1s-1) so với

lipid (v=10 -60M-1s-1). Một pah6n tử tocopherol có thể bảo vệ 103-108 phân tử
acid béo không bão hòa khi chỉ số peroxide thấp. Tocopherol có thể chuyển một
điện tử ở vò trí hydroxy thứ 6 ở vòng chroman của nó sang gốc peroxy và dập tắt
gốc peroxy này. Tocopherol(T) có điện thế khử khoảng 500 mV nhường điện tử
cho gốc peroxy(ROO•)(có điện thế khử là 1000 mV) và hình thành nên
hydroperoxide(ROOH) và gốc tocopheroxy(T•). Gốc tocopheroxy bền hơn gốc
peroxy do cấu trúc cộng hưởng của nó. Vì thế, sự oxi hóa dầu giảm xuống trong
bước phát triển mạch của quá trình tự ôi hóa dầu. Gốc tocophroxy có thể phản
ứng với nhau hay với các hợp chất khác tùy thuộc vào tốc độ oxi hóa dầu. Khi tốc
độ oxi hóa dầu thấp, tocopheroxy phản ứng với nhau để hình thành tocopheryl
quinone. Khi tốc độ oxi hóa dầu cao, tocopheroxy phản ứng với gốc peroxy để
hình thành nên phức tocopherol-peroxy(T-OOR). Phức này có thể bò thủy phân
thành tocopheryl quinone và hydroperoxide.
T + ROO•− → T + ROOH
T• + T• → T + Tocopheryl quinone
T• + ROO•
→ [T − OOR] → Tocopheryl quinone + ROOH

Hiệu quả chống oxi hóa của tocopherol phụ thược vào dạng đồng phân và
nồng độ sử dụng. Khả năng dập tắt gốc tự do cao nhất ở δ-tocopherol, tiếp theo là
γ -, β-, and α-tocopherol. Hàm lượng tocopherol cần thiết để chống ôi hóa dầu tùy
thuộc vào độ bền oxi hóa của chúng. Độ bền oxi hóa của tocopherol càng thấp thì
hàm lượng tocopherol cần dùng càng thấp. α-tocopherol có độ bền thấp nhất trong
số có đồng phân tocopherol, cần dùng với nồng độ 100 ppm thì thể hiện hoạt tính
chống oxi hóa cao nhất của nó. Trong khi đó, γ- và δ-tocopherol có độ bền oxi
hóa cao hơn, cần nồng độ 250 và 500 ppm để thể hiện hoạt tính chống oxi hóa cao
nhất.
Tocopherol, đặc biệt là α-tocopherol, đóng vai trò như chất hỗ trợ sự oxi hóa khi
nồng độ của chúng trong dầu cao. Khi nồng độ peroxy rất thấp, các gốc
tocopheroxy lôi kéo điện tử từ lipid để tạo thành tocopherol và gốc alkyl lipid. Sự

hình thành alkyl lipid sẽ làm tăng tốc độ ôi hóa dầu. Khả năng thúc đẩy sự oxi
hóa thể hiện cao nhất ở α-tocopherol, tiếp theo là γ- và δ-tocopherol. Giá trò
ngưỡng để α-tocopherol thể hiện như chất hỗ trợ oxi hóa trong dầu nành là 60-70
ppm. Khi trong dầu càng ít α –tocopherol thì giá trò ngưỡng này càng thấp. Khả
năng gây oxi hóa của α –tocopherol giảm khi nhiệt độ tăng, ngay cả ở nồng độ
cao. Acid ascorbic có thể làm giảm các gốc tocopheroxy theo sơ đồ sau:
T• + RH

→ T + R•
Trang 14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

R• + O2 → ROO•
T• + Asc → T + Dehydroascorbic acid

Ngoài ra, tocopherol còn làm giảm sự oxi hóa dầu do ánh sáng theo cơ chế
dập tắt 1O2. Khả năng dập tắt 1O2 tùy thuộc vào hàm lượng và loại tocophetol. Ở
nồng độ 1.10-3M, hoạt tính triệt tiêu 1O2 giảm theo thứ tự sau α-> γ ->δtocopherol. Tuy nhiên, ở nồng độ 4.10-3M thì không có sự khác biệt. Tocopherol
có thể hình thành một phức vận chuyển điện tích ([T +–O2]1) với 1O2 bằng cách cho
1
O2 điện tử. Phức [T+–O2]1ở trạng thái đơn bội sẽ thông qua hệ thống vận chuyển
nội phân tử sẽ hình thành nên phức ở trạng thái tam bội [T +–O2]3 và sản phẩm
chuyển hóa cuối cùng là tocopherol và oxy dạng ít hoạt động hơn 3O2. Quá trình
này không liên quan đến các phản ứng hóa học nên quá trình này gọi là dập tắt
vật lý:
T + 1O2 → [T+-1O2]1 → [T+-1O2]3 → T + 3O2

Hình 9: Sự oxi hóa của oxy đơn bội với α-tocopherol

Trang 15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

5.8.

Carotenoid

β-carotene có thể làm giảm sự oxi hóa lipid bằng cách lọc ánh sáng, dập tắt
O2, vô hoạt chất nhạy ánh sáng và loại bỏ các gốc tự do. Theo Fakourelis, β-

1

carotene có thể làm giảm sự oxi hóa dầu olive trong điều kiện ánh sáng ở 25 o
bằng cách lọc bỏ các các ánh sáng có bước sóng 400 và 500nm. Trong sự hiện
diện đồng thời của chlorophyll, β-carotene làm giảm sự oxi hóa dầu nành bằng
cách dập tắt 1O2. Quá trình dập tắt 1O2 xảy ra theo cơ chế vận chuyển năng lượng
từ 1O2 sang β-carotene mà không có hình thành các sản phẩm oxi hóa. Các
carotenoid ở trạng thái kích thích này sẽ quay về trang thái năng lượng cơ bản
bằng cách giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt theo sơ đồ sau:
1

O2 + 1Carotenoid

→ 3O2 + 3Carotenoid•

3

→ Carotenoid + Heat

Carotenoid•

Một phân tử β-carotene có thể dập tắt 250-1000 phân tử 1O2 với tốc độ
1,3.1010 M-1s-1. Quá trình dập tắt 1O2 phụ thuộc vào số nối đôi liên hợp của
carotenoid. Các carotenoid có ít nhất 9 nối đôi liên hợp như β-carotene, lycopene,
lutein là những chất dập tắt 1O2 hiệu quả, trong khi đó phytoene, phytofluene, ζcarotene thì không có hiệu quả.Khả năng dập tắt 1O2 gia tăng khi số nối đôi liên
hợp của carotenoid gia tăng. α-carotene và lycopene có khả năng dập tắt 1O2 cao
hơn so với β-carotene.
Carotenoid vô hoạt các chất nhạy ánh sáng bằng cách hấp thu năng lượng từ
chúng. Các carotenoid hoạt hóa này sẽ quay trở lại trạng thái nền bằng cách
phóng thích năng lượng của nó vào trong dầu. Theo Lee(2003), carotenoid có
điện thế khử 1electron cao Eo’ =1060mV. Do đó, chúng khó có thể nhường điện tử
cho alkyl (Eo’ =600 mV) hoặc gốc peroxy (Eo’ =770-1440 mV) của các acid béo
không bão hòa. Tuy nhiên, β-carotene có thể nhường điện tử cho gốc hydroxy(E o’
=2310 mV) và hình thành gốc carotene. Gốc carotene là một loại gốc bền do sự
không đònh vò của các electron không cặp đôi thông qua hệ thống các nối đôi liên
hợp. Khi nồng độ oxy thấp, gốc carotene này có thể phản ứng với các gốc khác
như gốc peroxy để tạo thành sản phẩm không còn gốc tự do. Cơ chế như sau:
Car + HO• → Car• + H2O
Car• + ROO• → Car-OOR

Gốc peroxy có thể phản ứng với carotene để tạo thành gốc caroteneperoxy(ROO-Car), đặc biệt là khi áp suất riêng phần của oxy cao hơn 150 mmHg.

Trang 16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Gốc carotene-peroxy sẽ phản ứng với 3O2 rồi lipid để tạo thành gốc alkyl lipid,
trong bước phát triển mạch theo sơ đồ sau:
ROO• + Car → ROO − Car
ROO – Car + 3O2
ROO − Car − OO• + R’H

5.9.

→ ROO − Car − OO•
→ ROO − Car − OOH + R’•

Các hợp chất phenolic khác
Các hợp chất phenolic khác trong dầu cũng có hoạt tính chống oxi hóa. Dầu

vừng (IV =109) có độ bền oxi hóa tốt. Tốc độ tự oxi hóa của dầu vừng ở 60 oC
thấp hơn so với dầu ngũ cốc, dầu rum và dầu nành. Dầu vừng thu được từ các hạt
vừng đã rang có độ bền oxi hóa cao hơn so với dầu thu được từ các hạt vừng chưa
rang. Độ bền oxi hóa của dầu vừng có liên quan đến sự hiện diện của lignan và
tocopherol. Hợp chất lignan trong dầu vừng bao gồm sesamin, sesamol,
sesamolin, sesaminol, sesamolinol (Hình 10). Sesamin là hợp chất lignan chứa
nhiều hơn hết trong dầu vừng chưa rang. Sasamol có hàm lượng thấp trong dầu
vừng chưa rang nhưng trong dầu vừng đã rang, hàm lượng cao hơn. Sesamol hình
thành bởi phản ứng thủy phân sesamolin suốt trong quá trình tinh luyện dầu.
Sesamol được chuyển đổi thành sesamol dimer rồi thành sesamol dimer quinone.
Sesamol và sesaminol có hoạt tính chống oxi hóa cao hơn so với sesamin.
Sesamol đóng vai trò như chất chống oxi hóa trong điều kiện ánh sáng cũng
như trong tối. Sesamol có hoạt tính chống oxi hóa thấp hơn α-tocopherol trong sự
oxi hóa quang học bởi chlorophyll, nhưng hoạt tính chống oxi hóa xấp xỉ δtocopherol ở cùng nồng độ phân tử. Cơ chế chống oxi hóa của sesamol là dập tắt
các oxy đơn bội 1O2.
Dầu vừng cũng chứa các phytosterol như campesterol, stigmasterol, βsitosterol, 4,5-avenasterol. Sitosterol vừa đóng vai trò là chất hỗ trợ sự oxi hóa do

làm gia tăng độ hòa tan oxy trong dầu, vừa đóng vai trò là chất chống oxi hóa yếu
bằng cách cạnh tranh sự oxi hóa với lipid.
Dầu olive rất bền oxi hóa. Các hợp chất phenolic chính trong dầu bao gồm tyrosol
(4-hydroxyphenylethanol), hydroxytyrosol (3,4-dihydroxyphenylethanol),
hydroxybenzoic acid, oleuropein, caffeic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, dẫn
xuất của tyrosol và hydroxytyrosol. Các hợp chất phenolic này đóng vai trò như
những chất chống oxi hóa trong bước khởi mạch của sự tự oxi hóa bằng cách dập
tắt gốc tự do và cô lập kim loại xúc tác. Hydroxutyrosol là chất chống oxi hóa
chính trong dầu olive. Các o-diphenol như acid caffeic bò oxi hóa thành quinone
Trang 17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

và trở nên không hiệu quả trong việc cô lập sắt. Tuy nhiên, hydroxytyrosol,
tyrosol, acid vanillic, acid p-coumaric không bò oxi hóa bởi sắt.

Hình 10: Các acid phenolic hiện diện trong dầu

Trang 18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHẦN II: LÝ THUYẾT VỀ CÁC CHẤT CHỐNG OXI HÓA
I. CƠ CHẾ CHỐNG OXI HÓA [14]
1. Ức chế sự tạo thành các nhóm chất chứa oxi hoạt động, triệt tiêu các gốc
tự do bằng cách cô lập các ion kim loại, giảm hydroperoxide và hydrogen
peroxide hoặc bằng cách kết hợp superoxide và 1O2
2. Chọn lọc các gốc tự do: bắt giữa các gốc tự do, ức chế phản ứng oxi hóa ban

đầu cũng như phá vỡ chuỗi phản ứng dây chuyền. Polyphenol cũng là một
nhóm các chất chống oxi hóa chọn lọc gốc tự do quan trọng
• Nhóm chất ưa nước: Vitamin C, uric acid, bilirubin, albumin
• Nhóm chất ưa béo: Vitamin E, ubiquinol, carotenoid, flavonoid
Thức ăn là nguồn cung cấp chất chống oxi hóa tự nhiên rất quan trọng. Chúng ta
có thể thu các chất chống oxi hóa tự nhiên từ trái cây, thảo dược và gia vò…
Bảng 1: Bảng phân loại và cơ chế hoạt động của chất chống oxi hóa [14]

Phân loại chất
chống oxi hóa
Các chất chống
oxi hóa đúng
nghóa
Chất làm bền
hydroperoxide
Chất hỗ trợ

Cơ chế hoạt tính chống oxi hóa
Vô hoạt các gốc lipid tự do
Ngăn chặn sự phân hủy hydroperoxide
thành các gốc tự do
Tăng hoạt tính cho chất chống oxi hóa
chính

Chất cô lập kim

Liên kết kim loại nặng thành những

loại

hợp chất không hoạt động

Chất dập tắt oxy
đơn bội, 1O2
Chất làm giảm
hydroperoxide

Chuyển 1O2→3O2
Giảm lượng hydroperoxide theo cách
không tạo gốc tự do

Ví dụ về chất chống
oxi hóa
Hợp chất phenolic
Hợp chất phenolic
Acid citric, acid
ascorbic
Acid phosphoric, hợp
chất Maillard, acid
citric
Carotenoid
Protein, amino acid

II. CÁC CHẤT CHỐNG OXI HÓA TỰ NHIÊN [1,9]
Hiện nay có rất nhiều chất chống oxi hóa từ thức ăn, là thành phần bioactive của
thức ăn. Một số chất chống oxi hóa truyền thống đã được biết đến như vitamin E
Trang 19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

và viatmin C. Bên cạnh đó, một số chất chống oxi hóa có nguồn gốc thực vật
như flavonoid đã được ứng dụng rộng rãi trong những năm gần đây, đặc biệt là
ubiquitous.
Nhóm các polyphenol có hoạt tính chống oxi hóa bao gồm vitamin A, vitamin E,
coenzyme Q, vitamin C, flavonoid…
1. Cấu trúc cơ bản
Hiệu quả chống oxi hóa của các chất chống oxi hóa tự nhiên phụ thuộc vào
hydro của nhóm polyphenol trong phản ứng với gốc tự do, độ bền của của gốc
chống oxi hóa tạo thành trong phản ứng gốc tự do, nhóm chức trong cấu trúc
phân tử. Thành phần của các nhóm chức trong phân tử của các chất chống oxi
hóa tự nhiên rất quan trọng vì liên quan đến sự tham gia phản ứng gốc tự do của
các chất này.
Khả năng nhường oxi của nhóm chức methyl, ethyl, tertiary butyl ở vò trí
-ortho và -para so với nhóm hydroxyl sẽ làm tăng hoạt tính chống oxi hóa của
polyphenol. Nếu có thêm một nhóm hydro ở các vò trí này thì tác dụng cũng
tương tự. Nhóm chức ở vò trí ortho, ví dụ như 1,2-dihydroxybenzene có khuynh
hướng tạo liên kết hydro nội phân tử trong phản ứng gốc tự do, sẽ làm bền gốc
phenoxy.

Hình 11: Liên kết hydro nội phân tử của một phenol

Nhóm methoxy (-OCH3) ở vò trí ortho so với nhóm hydroxy có thể làm yếu
hoạt tính chống oxi hóa do không tạo được liên kết hydro nội phân tử.
Các chất chống oxi hóa tự nhiên có thể tạo phức với ion kim loại. Phức kim
loại làm bền dạng oxi hóa của ion kim loại, làm mất khả năng xúc tác phản ứng
oxi hóa khử của các ion này.
2. Cấu tạo và cơ chế hoạt động của một vài chất chống oxi hóa
2.1. Chất chống oxi hóa tổng hợp
Trang 20

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 12: Cấu tạo phân tử của một vài chất chống oxi hóa tổng hợp

Các chất chống oxi hóa tổng hợp phổ biến nhất là các hợp chất phenolic như
butylated hydroxyanisol (BHA)14, butylated hydroxy-toluene (BHT)15, tertiary
butylhydroquinone (TBHQ)16, và các ester của acid gallic như propyl gallate
(PG)17. Các chất này luôn được thay thế bởi các alkyl để cải thiện độ bền của nó
trong dầu mỡ. Hàm lượng cao nhất cho phép sử dụng là 0,02% (200ppm) KL dầu
mỡ.
Đối với dầu thực vật, các chất chống oxi hóa tổng hợp thường dùng nhất là
BHA, BHT, TBHQ. Các chất này bền ở nhiệt độ cao và vì thế thường dùng để
làm bền dầu khi chiên hay nướng. Gallate thường ít dùng vì nó có khuynh hướng
hình thành các hạt đen với ion sắt và không bền nhiệt.
Cơ chế chống oxi hóa chính của các chất này là bắt giữ các gốc tự do trong dầu
Hiện nay, do pháp hiện độc tính của chúng nên những chất này ngày càng ít sử
dụng và được thay thế bởi các chất chống oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên.
2.2. Chất chống oxi hóa tự nhiên

Trang 21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Thành phần các nhóm chức, vò trí các nhóm chức trong phân tử chất chống oxi
hóa có liên quan trực tiếp đến hoạt tính chống oxi hóa của các chất này.
Phần đầu đã trình bày hoạt động của một vài chất chống oxi hóa có sẵn trong
dầu mỡ. Đó là tocopherol, tocotrienol, carotenoid….Vì vậy, phần sau đây chỉ đề

cặp đến các chất chống oxi trích ly từ thực vật, có khả năng bổ sung vào dầu mỡ
nhằm mục đích tăng khả năng bảo quản dầu mỡ.
2.2.1 Phenolic acid
Các phenolic acid như p-hydroxybenzoic 34, 3,4-dihydroxybenzoic35, vanillic36,
syringic37, p-coumaric38, caffeic39, ferulic40, sinapic41, chlorogenic42, rosmarinic43
acid là những chất phổ biến nhất trong giới thực vật. Chúng là các ester của acid
hữu cơ hoặc glucoside.
Vò trí và mức độ hydroxyl hóa là cơ sở để xác đònh hoạt tính chống oxi hóa.
Các monophenol thì có hoạt tính thấp hơn polyphenol như trihydrobenoic acid
(như acid gallic) có khả năng chống oxi hóa mạnh hơn 3,4-dihydroxybenzoic acid
(protocachuic acid). Hiệu quả ức chế của monophenol gia tăng đáng kể bằng
cách thay thế một hay hai nhóm methoxy. Sự kết hợp của 2 phenolic sẽ gia tăng
hiệu quả chống oxi hóa. Dạng ester của phenolic ít hoạt tính hơn dạng phenolic
như ester của acid caffeic thì hoạt tính thấp hơn acid caffeic, chlorogenic acid thì
hoạt tính thấp hơn acid caffeic.
Sự tạo thành liên kết hydro nội phân tử ở caffeic acid làm tăng khả năng
chống oxi hóa so với frulic acid và p-coumaric acid. Nhóm methoxy ở vò trí ortho
của acid frulic làm cho gốc phenoxy bền hơn, do đó acid ferulic có hoạt tính
chống oxi hóa mạnh hơn acid p-coumaric.
Sự tương tác giữa các nhóm chức trong phân tử có thể làm thay đổi hoạt tính
chống oxi hóa của các chất. Nhóm chức allylic được cho rằng có khả năng làm
bền gốc phenoxy. Do đó, các dẫn xuất của cinnamic acid có hoạt tính chống oxi
hóa mạnh hơn so với nhóm dẫn xuất của acid benzoic.

Trang 22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 13: Cấu tạo phân tử của một vài acid phenolic

2.2.2 Flavonoid
Flavonoid là một nhóm lớn của các phenolic tự nhiên. Chúng được đặt trưng
bởi mạch carbon C6-C3-C6. Cấu trúc cơ bản của những hợp chất này bao gồm 2
vòng thơm được liên kết bởi một mạch 3 carbon. Flavanoid bao gồm flavone,

Trang 23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

flavonol, isoflavone, flavonone và chalcone, trong đó, flavone và flavonol là phổ
biến nhất.

Hình 14: Cấu tạo phân tử của một vài flavonoid

Cơ chế chống oxi hóa của flavonoid theo các cách sau: loại bỏ gốc tự do ( các anion
superoxide, gốc peroxy và gốc hydroxyl), triệt tiêu oxy đơn bội 1O2, cô lập kim loại
và ức chế enzyme lipoxygenase.
Flavonoid có những nhóm hydroxyl đóng vai trò như những chất triệt tiêu gốc
tự do. Các nhóm chức hydroxyl trong vòng B là những vò trí ngăn chặn sự oxi hóa
cơ bản nhất.
Trang 24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Cũng như trong các hợp chất phenolic khác, vò trí và số lượng các nhóm
hydroxy ảnh hưởng đến hoạt tính của flavonoid. Mức độ nhường điện tử tùy
thuộc vào hai nhóm hydroxy ở vò trí ortho trên vòng B. Khi có thêm một nhóm –

OH ở vò trí 5’ cũng làm tăng hoạt tính chống oxi hóa của flavonoid.
Ví dụ: Myricetin có 3 nhóm –OH nên hoạt động hơn so với quercetin(2 nhóm
–OH) và hesperitin(1 nhóm –OH)
−OH ở C3(alglycone) tăng khả năng chống oxi hóa hơn so dạng glycosilate.
Nhóm –OH trên vòng A, ở vò trí 5,7 hoặc 7,8 tăng hoạt tính chống oxi hóa.
Flavonoid có nhóm −OH ở vò trí ortho trên vòng B hoặc có nhóm –OH đều có thể
kết hợp mạnh với các gốc tự do.
Khả năng tạo phức với ion kim loại của flavonoid cần phải có cấu trúc
3’,4’−dihydroxy, quan trọng hơn là C4 quinone cà C3 hoặc C5−OH.

Trang 25