Nghiên cứu sử dụng chitosan trong bảo quản hỗn hợp carotenoprotein thu được từ phế liệu tôm và ứng dụng vào phối trộn thức ăn cho cá hồi giống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

CAO THỊ HUYỀN TRANG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN
HỖN HỢP CAROTENOPROTEIN THU ĐƢỢC TỪ PHẾ LIỆU
TÔM VÀ ỨNG DỤNG VÀO PHỐI TRỘN THỨC ĂN
CHO CÁ HỒI GIỐNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÕA – 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

CAO THỊ HUYỀN TRANG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN
HỖN HỢP CAROTENOPROTEIN THU ĐƢỢC TỪ PHẾ LIỆU
TÔM VÀ ỨNG DỤNG VÀO PHỐI TRỘN THỨC ĂN
CHO CÁ HỒI GIỐNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành:

Công nghệ sinh học

Mã số:

60420201

Quyết định giao đề tài:

67/QĐ-ĐHNT ngày 24/01/2017

Quyết định thành lập HĐ:
Ngày bảo vệ:
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
TS. NGUYỄN VĂN HÕA
PGS.TS TRANG SĨ TRUNG
Chủ tịch Hội đồng:
Khoa sau đại học:

KHÁNH HÕA - 2017


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài có tham khảo kết quả của một số tác giả về nghiên cứu ứng dụng
chitosan và đã đƣợc trích dẫn đầy đủ. Tuy nhiên tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề
tài: “Nghiên cứu sử dụng chitosan trong bảo quản hỗn hợp carotenoprotein thu
được từ phế liệu tôm và ứng dụng vào phối trộn thức ăn cho cá hồi giống” là nghiên
cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc
công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc.
Nha Trang, ngày … tháng … năm 2017
Tác giả luận văn

Cao Thị Huyền Trang

iii


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
TS. Nguyễn Văn Hòa và PGS.TS Trang Sĩ Trung đã hết lòng chỉ bảo và hƣớng
dẫn tận tình, thƣờng xuyên theo dõi quá trình thực hiện đề tài.
TS. Lê Minh Hoàng, ThS. Nguyễn Công Minh, ThS. Phạm Thị Khanh đã tạo
điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Ban giám hiệu, Khoa Sau đại học, Viện công nghệ sinh học và môi trƣờng,
Khoa công nghệ thực phẩm Trƣờng Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và bảo vệ đề tài.
Các thầy cô, anh chị, các cán bộ quản lý Phòng thí nghiệm-Trung tâm Thực
hành Thí nghiệm đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi rất tận tình về thiết bị máy móc để tôi
hoàn thành tốt nội dung đề tài.
Gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập
và thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Nha Trang, ngày … tháng … năm 2017
Tác giả luận văn

Cao Thị Huyền Trang

iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................... iv

MỤC LỤC ........................................................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................................... viii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................................ ix
DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ................................................................................................... x
TÓM TẮT LUẬN VĂN ................................................................................................................xii
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về chitosan .............................................................................................................. 3
1.1.1. Cấu trúc, tính chất và phƣơng pháp sản xuất chitosan ..................................................... 3
1.1.1.1. Cấu trúc của chitosan ......................................................................................... 3
1.1.1.2. Tính chất của chitosan ........................................................................................ 4
1.1.1.3. Phƣơng pháp sản xuất chitosan .......................................................................... 6
1.1.2. Ứng dụng của chitosan ........................................................................................................ 8
1.1.2.1. Ứng dụng chitosan trong thực phẩm .................................................................. 8
1.1.2.2. Ứng dụng chitosan trong nông nghiệp và thủy sản ............................................ 8
1.1.2.3. Ứng dụng chitosan trong xử lý môi trƣờng ........................................................ 9
1.1.2.4. Ứng dụng chitosan trong y học và công nghệ sinh học ..................................... 9
1.1.3. Cơ chế chống oxi hóa của chitosan.................................................................................... 9
1.1.4. Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxy hóa chitosan trong và ngoài nƣớc ........... 10
1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxi hóa của chitosan trên thế giới ....... 10
1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxi hóa của chitosan tại Việt Nam...... 10
1.2. Quá trình oxy hóa và chất chống oxy hóa ......................................................................... 11
1.2.1. Quá trình oxy hóa .............................................................................................................. 11
1.2.2 Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa ....................................................................... 13
1.3. Tổng quan về carotenoprotein .............................................................................................. 14
1.3.1. Carotenoprotein trong tự nhiên ........................................................................................ 14
1.3.2. Astaxanthin......................................................................................................................... 16
1.3.2.1. Tính chất hóa học của astaxanthin ................................................................... 18
1.3.2.2. Tính chất vật lý của astaxanthin ....................................................................... 19
v

1.3.2.3. Ứng dụng của astaxanthin ................................................................................ 19
1.3.2.4. Biến đổi của astaxanthin trong quá trình chế biến, bảo quản ........................... 20
1.3.3. Các công trình nghiên cứu hỗn hợp carotenoprotein ..................................................... 21
1.3.3.1. Các công trình nghiên cứu hỗn hợp carotenoprotein trong nƣớc ..................... 21
1.3.3.2. Các công trình nghiên cứu hỗn hợp carotenoprotein ngoài nƣớc .................... 22
1.3.4. Các phƣơng pháp thu nhận hỗn hợp carotenoprotein .................................................... 23
1.3.4.1. Phƣơng pháp lên men ....................................................................................... 23
1.3.4.2. Phƣơng pháp ủ xilô........................................................................................... 24
1.3.4.3. Phƣơng pháp xử lí hóa chất, kết hợp với enzyme ............................................ 25
1.3.5. Các phƣơng pháp bảo quản hỗn hợp carotenoprotein ................................................... 26
1.3.5.1. Phƣơng pháp cô đặc ......................................................................................... 26
1.3.5.2. Phƣơng pháp bao gói, bảo quản hỗn hợp carotenoprotein ............................... 27
1.3.5.3. Phƣơng pháp sử dụng chất bảo quản ................................................................ 28
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 29
2.1. Nguyên vật liệu ..................................................................................................................... 29
2.2. Hóa chất ................................................................................................................................. 29
2.3. Dụng cụ và thiết bị ................................................................................................................ 30
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................................... 30
2.4.1. Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu .............................................................................................. 30
2.4.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ, độ deacetyl, dung môi hòa tan chitosan đến chất
lƣợng hỗn hợp trong quá trình bảo quản. ................................................................................... 31
2.4.2. Xác định độ ổn định trong nƣớc của viên thức ăn khi bổ sung dịch thủy phân giàu
protein (carotenoprotein) vào thức ăn thủy sản. ........................................................................ 37
2.5. Phƣơng pháp phân tích ......................................................................................................... 39
2.6. Phƣơng pháp xử lí số liệu..................................................................................................... 39
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................. 40
3.1. Thành phần hóa học cơ bản của dịch thủy phân protein trong nghiên cứu..................... 40
3.2. Ảnh hƣởng của thời gian và các yếu tố bảo quản đến chất lƣợng hỗn hợp .................... 42

3.2.1. Ảnh hƣởng của thời gian và các yếu tố bảo quản đến hàm lƣợng astaxanthin ........... 43
3.2.2. Ảnh hƣởng của thời gian và các yếu tố bảo quản đến tổng nitobazo bay hơi (Total
volatile basic nitrogen content - TVBN) .................................................................................... 48

vi


3.2.3. Ảnh hƣởng của thời gian và các yếu tố bảo quản đến độ thủy phân (Dgree of
hydrolysis - DH) ............................................................................................................ 53
3.2.4. Ảnh hƣởng của thời gian và các yếu tố bảo quản đến hàm lƣợng protein hòa tan
(Total soluble protein).................................................................................................................. 55
3.3. Ảnh hƣởng của chitosan, thời gian, chế độ nƣớc đến độ ổn định của viên thức ăn ....... 60
3.3.1. Ảnh hƣởng của chitosan, thời gian, chế độ nƣớc tĩnh đến độ ổn định của viên
thức ăn. .......................................................................................................................... 61
3.3.2. Ảnh hƣởng của chitosan, thời gian, chế độ sục khí đến độ ổn định của viên thức
ăn ................................................................................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 66
Kết luận ......................................................................................................................................... 66
Kiến nghị ....................................................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 67
PHỤ LỤC

vii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

:

Nội dung

COS

:

Chitosan oligosaccharide

CTS 0.5

:

Sử dụng chitosan có nồng độ 0,5%

CTS 1.0

:

Sử dụng chitosan có nồng độ 1,0%

CTS 1.5

:

Sử dụng chitosan có nồng độ 1,5%

CTS 2.0

:

Sử dụng chitosan có nồng độ 2,0%

DD

:

Degree of deacetylation (Độ Deacetyl)

ĐC

:

Mẫu đối chứng

FCR

:

Feed Conversion Ratio (Hệ số chuyển đổi thức ăn)

VSV

:

Vi sinh vật

viii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.Các dung môi thƣờng sử dụng để hòa tan chitosan .................................................... 4
Bảng 1.2. Tính chất của chitosan ảnh hƣởng bởi độ deacetyl ................................................... 6
Bảng 1.3. Một số ứng dụng chitosan trong thực phẩm .............................................................. 8
Bảng 1.4. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm Litopenaeus vannamei .................... 15
Bảng 1.5. Hàm lƣợng astaxanthin từ phế liệu sinh học các loài giáp xác ............................... 17
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của hỗn hợp carotenoprotein .................................................. 40
Bảng 3.2. Đánh giá cảm quan hỗn hợp carotenoprotein .......................................................... 42
Bảng 3.3. Hàm lƣợng hỗn hợp sau 18 tuần bảo quản .............................................................. 58

ix


DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitosan .......................................................................3
Hình 1.2. Cấu tạo của astaxanthin .................................................................................16
Hình 1.3. Một số đồng phân của astaxanthin ................................................................ 17
Hình1.4. Liên kết của astaxanthin-protein trong phế liệu tôm ......................................18
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định các chỉ tiêu đầu vào ..................................31
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ..................................................................32
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ chitosan có độ deacetyl cao ...............34
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ chitosan có độ deacetyl thấp .......................36
Hình 2.5. Xác định độ ổn định trong nƣớc của viên thức ăn.........................................38
Hình 3.1. Hỗn hợp carotenoprotein ...............................................................................42
Hình 3.3. Sự thay đổi hàm lƣợng astaxanthin theo thời gian khi sử dụng acid formic hòa
tan chitosan .....................................................................................................................44
Hình 3.4. Sự thay đổi hàm lƣợng astaxanthin theo thời gian khi sử dụng acid citric hòa
tan chitosan ....................................................................................................................44
Hình 3.5. Hỗn hợp carotenoprotein sau 18 tuần bảo quản. ...........................................48
Hình 3.6. Sự thay đổi hàm lƣợng nitơ bazơ bay hơi theo thời gian khi sử dụng acid
formic hòa tan chitosan ....................................................................................................49

Hình 3.7. Sự thay đổi hàm lƣợng nitơ bazơ bay hơi theo thời gian khi sử dụng acid
citric hòa tan chitosan ....................................................................................................49
Hình 3.8. Hỗn hợp carotenoprotein ...............................................................................52
Hình 3.9. Sự thay đổi độ thủy phân theo thời gian khi sử dụng acid formic hòa tan chitosan
.......................................................................................................................................53
Hình 3.10. Sự thay đổi độ thủy phân theo thời gian khi sử dụng acid citric hòa tan
chitosan .......................................................................................................................... 53
Hình 3.11. Sự thay đổi hàm lƣợng protein hòa tan theo thời gian khi sử dụng acid
formic hòa tan chitosan....................................................................................................55
Hình 3.12. Sự thay đổi hàm lƣợng protein hòa tan theo thời gian khi sử dụng acid
citric hòa tan chitosan ....................................................................................................55
Hình 3.13. Viên thức ăn.................................................................................................61
Hình 3.14. Trang thiết bị trong quá trình tạo viên thức ăn ............................................61

x


Hình 3.15. Ảnh hƣởng của chitosan, thời gian, chế độ nƣớc tĩnh đến độ ổn định của
viên thức ăn trƣờng hợp trộn lẫn ......................................................................................62
Hình 3.16.Viên thức ăn trong môi trƣờng nƣớc tĩnh thời gian đầu .............................. 63
Hình 3.17. Ảnh hƣởng của chitosan, thời gian, chế độ nƣớc có sục khí đến độ ổn định của
viên thức ăn trƣờng hợp trộn lẫn .....................................................................................64
Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng quát quá trình sản xuất chitin/chitosan từ phế liệu thủy sản ......... 7
Sơ đồ 1.2. Quá trình thu hồi carotenoprotein từ phế liệu tôm .......................................15

xi


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Sự phát triển rất nhanh của ngành chế biến thủy sản đã góp phần lớn vào việc

nâng cao giá trị xuất khẩu của nƣớc ta, có hàng triệu tấn thủy sản đã đƣợc xuất khẩu
hàng năm. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến các sản phẩm thủy sản cũng tạo ra một
lƣợng lớn phế liệu đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất chitin/chitosan.
Ngoài ra, trong phế liệu tôm còn có một lƣợng carotenoprotein đáng kể. Hỗn hợp này
sẽ có ý nghĩa để bổ sung vào làm thức ăn gia súc, nuôi trồng thủy sản, làm tăng màu
sắc cho cá hồi, các loài giáp xác, tăng hệ miễn dịch cho vật nuôi. Do tính chất dễ bị
biến đổi trong quá trình chế biến bảo quản mà các sản phẩm giàu astaxanthin đã đƣợc
nghiên cứu rất nhiều. Xuất phát từ những vấn đề thực tế nêu trên, tôi tiến hành thực
hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng chitosan trong bảo quản hỗn hợp carotenoprotein thu
được từ phế liệu tôm và ứng dụng vào phối trộn thức ăn cho cá hồi giống”. Mục tiêu
cụ thể của đề tài là nghiên cứu bổ sung chitosan vào hỗn hợp carotenoprotein để hạn
chế sự hƣ hỏng astaxanthin trong thời gian 18 tuần và ứng dụng vào phối trộn thức ăn
cho cá hồi giai đoạn giống.
Phƣơng pháp nghiên cứu, sử dụng chitosan có độ deacetyl thấp (DD70) và
chitosan có độ deacetyl cao (DD90) đƣợc hòa tan trong 2 loại dung môi khác nhau là
acid citric và acid formic, bổ sung ở các nồng độ 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0% (v/v- thể
tích chitosan/thể tích dung dịch carotenoprotein). Hỗn hợp này sẽ đƣợc bảo quản trong
các lọ nhựa HDPE 1000ml có tính đàn hồi tốt, chống thẩm thấu nƣớc, hơi, khí, có khả
năng chịu nhiệt, có đặc tính mờ đục, hạn chế ánh sáng đi qua và ngăn cản tia UV, lọ
đƣợc đặt ở nơi tránh ánh sáng trực tiếp, bảo quản ở nhiệt độ phòng (25-30˚C). Tìm ra
phƣơng pháp hiệu quả nhất cho việc bảo quản hỗn hợp carotenoprotein trong 18 tuần.
Sau khi so sánh mức độ bảo vệ hỗn hợp của chitosan, tiến hành bổ sung
carotenoprotein vào viên thức ăn cho cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) giai đoạn cá
giống, thử nghiệm trên 2 môi trƣờng: môi trƣờng nƣớc có sục khí và môi trƣờng nƣớc
tĩnh tại các khoảng thời gian 10, 20, 30, 40, 50, 60 phút. Tiến hành thu mẫu thức ăn để
xác định mức độ phân rã của viên thức ăn.
Kết quả nghiên cứu thu đƣợc sau quá trình nghiên cứu là xác định đƣợc thành
phần của hỗn hợp carotenoprotein thu đƣợc từ phế liệu tôm trong đó hàm lƣợng
protein thu đƣợc là 53,45%, astaxanthin 183,79 ppm. Sử dụng chitosan có độ deacetyl
xii

90%, hòa tan trong dung môi acid citric tại nồng độ 1,5% cho hiệu suất bảo quản
astaxanthin cao nhất đạt 70,97% sau 18 tuần bảo quản. Xác định đƣợc ảnh hƣởng của
chitosan, thời gian, chế độ nƣớc đến độ phân rã của viên thức ăn.
Do sự hạn hẹp về thời gian nên đề tài cần nghiên cứu thêm các yếu tố của
chitosan khác nhƣ độ deacetyl, dung môi hòa tan, nồng độ để so sánh mức độ bảo vệ
hỗn hợp so với đề tài nghiên cứu và tiến hành bảo quản trong khoảng thời gian lâu hơn
( >18 tuần). Đối với nghiên cứu ứng dụng vào phối trộn thức ăn cho cá hồi giai đoạn
giống nên tiến hành trong điều kiện thực tế để đánh giá đúng tác động của các yếu tố
môi trƣờng đến độ ổn định của viên thức ăn theo thời gian, thử nghiệm trên cá để xác
định hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR).
Từ khóa: Carotenoprotein, chitosan, astaxanthin, khả năng chống oxy hóa, độ
ổn định của viên thức ăn

xiii


LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chế biến phế liệu thành các sản phẩm giá trị gia tăng là một lĩnh vực đang đƣợc
quan tâm phát triển theo hƣớng nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên, sản xuất sản
phẩm mới, ứng dụng sản xuất sạch hơn, hạn chế ô nhiễm nhằm góp phần phát triển
bền vững sản xuất công nghiệp. Việt Nam với sự phát triển nhanh của ngành công
nghiệp chế biến thủy sản, mỗi năm hàng chục ngàn tấn phế liệu thủy sản đƣợc tạo ra.
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu và sử dụng nguồn phế liệu này để sản xuất các sản phẩm có
giá trị, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, giải quyết vấn đề chất thải trong quá
trình chế biến là vấn đề rất cần đƣợc quan tâm.
Ƣớc tính phế liệu tôm khoảng hơn 200.000 tấn/năm, trong đó có khoảng 120.000
tấn đầu tôm. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất chitin/chitosan.

Chitin/chitosan là những hợp chất polyme tự nhiên an toàn với những tính chất đặc
trƣng nhƣ khả năng tạo gel, hấp phụ màu, làm trong đặc biệt là khả năng kháng nấm,
kháng khuẩn, chống oxi hóa… nên chitosan đƣợc ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công
nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm. Ngoài ra, trong phế liệu tôm còn có một lƣợng
carotenoprotein với tỷ lệ 50% protein và một lƣợng nhỏ carotenoid (chủ yếu là
astaxanthin chiếm trên 95%) tuy nhỏ nhƣng có vai trò rất lớn cần đƣợc thu hồi ở dạng
carotenoprotein. Hỗn hợp này sẽ có ý nghĩa để bổ sung vào làm thức ăn gia súc, nuôi
trồng thủy sản, làm tăng màu sắc cho cá, các loài giáp xác, tăng hệ miễn dịch cho vật
nuôi…
Gần đây, trong quy trình sản xuất chitin/chitosan để tách protein ra khỏi thành
phần chitin trong phế liệu, ngƣời ta sử dụng các phƣơng pháp sinh học (vi sinh vật và
enzyme) sử dụng protease hay lên men để thủy phân protein thay thế cho các chất hóa
học. Để phát triển hƣớng đi, sử dụng phƣơng pháp sinh học vào trong việc thu hồi chế
phẩm carotenoprotein, ngoài quan tâm đến hiệu suất thu hồi còn phải quan tâm đến
việc giảm chi phí, thời gian ngắn nhất cho việc thu hồi để có thế ứng dụng kết quả
nghiên cứu vào trong thực tiễn, công nghiệp. Tận thu tối đa protein, carotenoid từ đầu
tôm sẽ là ƣu thế lớn cho việc phát triển các sản phẩm mang giá trị kinh tế cao trong đó
là astaxanthin. Với tính chất dễ bị biến đổi trong quá trình chế biến bảo quản mà sản
phẩm giàu astaxanthin đã đƣợc nghiên cứu rất nhiều để chọn ra phƣơng pháp và điều
1


kiện bảo quản mà khi sử dụng các sản phẩm có astaxanthin thì hàm lƣợng của chúng
đạt giá trị cao nhất. Xuất phát từ những vấn đề thực tế nêu trên, tôi tiến hành thực hiện
đề tài: “Nghiên cứu sử dụng chitosan trong bảo quản hỗn hợp carotenoprotein thu
được từ phế liệu tôm và ứng dụng vào phối trộn thức ăn cho cá hồi giống”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
 Sử dụng chitosan để bảo quản hỗn hợp carotenoprotein nhằm hạn chế sự phân
hủy astaxanthin theo thời gian.
 Sử dụng hỗn hợp carotenoprotein có chứa chitosan để phối trộn vào thức ăn cho

cá hồi giai đoạn giống.
3. Nội dung nghiên cứu
 Xác định thành phần hóa học của hỗn hợp carotenoprotein trƣớc khi bảo quản.
 Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ, độ deacetyl, dung môi hòa tan chitosan
đến sự tổn thất astaxanthin theo thời gian trong quá trình bảo quản.
 Nghiên cứu phối trộn hỗn hợp carotenoprotein có chứa chitosan với thức ăn
cho cá hồi giống.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về chitosan
1.1.1. Cấu trúc, tính chất và phƣơng pháp sản xuất chitosan
1.1.1.1. Cấu trúc của chitosan
Chitosan là một dẫn xuất của chitin khi thay thế nhóm acetyl bằng nhóm amin.
Trong tự nhiên, chitosan rất hiếm và chỉ có ở màng tế bào nấm mốc thuộc họ
Zygemyceces và ở vài loài côn trùng nhƣ thành bụng của các mối chúa, ở một vài loại
tảo. Ngoài ra, nó có nhiều trong vỏ động vật giáp xác tôm, cua, ghẹ và mai mực.
Cấu tạo hoá học của chitosan tƣơng tự với cellulose, chỉ khác một nhóm chức ở
vị trí C2 của mỗi đơn vị D-glucose, thay nhóm hydroxyl ở cellulose bằng nhóm amino
ở chitosan.
Tên hoá học của chitosan là: Poly-β-(1,4)-D-glucosamin, hay còn gọi là
poly-β-(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose.
Công thức cấu tạo

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitosan (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010)
Công thức phân tử: (C6H11O4N)n
Phân tử lƣợng: M chitosan =(161,07)n
Trên thực tế thƣờng có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao phân tử chitosan

(khoảng 10%). Vì vậy công thức chính xác của chitosan đƣợc thể hiện nhƣ sau:

Trong đó tỷ lệ

phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa
3


1.1.1.2. Tính chất của chitosan
 Tính chất hóa, lý của chitosan
Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, ở dạng vảy có màu
trắng trong hay màu hơi vàng. Chitosan thƣơng mại ít nhất phải có mức DD (degree of
deacetylation) hơn 70% và trọng lƣợng phân tử gần 100.000-1.200.000 Dalton.
Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nƣớc, trong kiềm nhƣng hoà tan
trong các acid thông thƣờng, khi hòa tan sẽ tạo thành một dung dịch keo nhớt trong
suốt. Chitosan khi hoà tan trong dung dịch acetic acid loãng sẽ tạo thành dung dịch
keo dƣơng, nhờ đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim
loại nặng nhƣ: Pb3+, Hg+,…
Bảng 1.1.Các dung môi thƣờng sử dụng để hòa tan chitosan
(Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010)
Dung môi

Nồng độ thƣờng sử dụng ( %)

Acid acetic

1-2

Acid fomic

1-2

Acid lactic

1-2

Acid propionic

1-2

Acid clohydric

0,25-0,5

Acid citric

5-10

Acid glutamic

1-3

Acid ascorbic

1-2

Chitosan tác dụng với iốt trong môi trƣờng H2SO4 cho phản ứng lên màu tím.
Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan.
Theo nghiên cứu của No và cộng sự, 2002; Yamashita và cộng sự, 2002 chitosan
là một polymer mang điện tích dƣơng nên đƣợc xem là một polycationic (pH<6,5), có

khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm nhƣ protein, amino polysaccharide
(alginate), acid béo và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH2).

4


 Tính chất sinh học của màng chitosan
Theo nghiên cứu của Bautista-Banos và cộng sự, 2005 chitosan có nguồn gốc tự
nhiên, không độc, an toàn khi sử dụng làm thực phẩm, dƣợc phẩm và có khả năng tự
phân hủy sinh học.
Shahidi và cộng sự, 1999; Yamashita và cộng sự, 2002 đã công bố khả năng
kháng đột biến, kích thích làm tăng cƣờng hệ thống miễn dịch cơ thể, hạn chế sự phát
triển các tế bào ung thƣ của chitosan và các oligomer của nó.
Chitosan có khả năng hút nƣớc, giữ ẩm, kháng khuẩn, kháng nấm.
Lƣu Văn Chính và cộng sự, 2000 cho rằng chitosan có khả năng liên kết với
protein, lipit nên có tác dụng làm giảm cholesterol và lipit trong máu.
Chitosan thúc đẩy hoạt động của các peptide-insulin, kích thích tiết insulin ở
tuyến tụy nên chitosan dùng để trị bệnh tiểu đƣờng.
Phạm Lê Dũng, 2005 chitosan kích thích sự phát triển của tế bào nên có khả năng
nuôi dƣỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dƣỡng.
 Tính chất của màng chitosan với độ deacetyl hóa khác nhau
Độ deacetyl của chitin và chitosan là một thông số quan trọng, đặc trƣng cho tỷ
lệ giữa 2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose với 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose
trong phân tử chitin và chitosan. Chitin có độ deacetyl thấp còn chitosan có độ
deacetyl cao, tức là chứa nhiều nhóm amino.
Tính chất của chitosan nhƣ khả năng hút nƣớc, khả năng hấp phụ chất màu, kim
loại, kết dính với chất béo, kháng khuẩn, kháng nấm… phụ thuộc rất lớn vào độ
deacetyl hóa. Chitosan có độ deacetyl cao thì có khả năng hấp phụ chất màu, tạo phức
với kim loại tốt hơn. Tƣơng tự, khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của chitosan cao
hơn ở các mẫu chitosan có độ deacetyl hóa cao.

Trang Sĩ Trung, 2006 chitosan với độ deacetyl hóa thấp có khả năng hấp thụ
nƣớc cao hơn so với chitosan có độ deacetyl hóa cao. Các loại màng đƣợc hình thành
từ chitosan có độ deacetyl hóa thấp cũng thể hiện khả năng hấp thụ nƣớc và khả năng
thẩm thấu cao hơn các loại màng từ chitosan với độ deacetyl hoá cao. Điều này đƣợc
giải thích là do chitosan với độ deacetyl hóa thấp có độ rắn thấp hơn.

5


Tsukada và cộng sự, 1990 khả năng hấp thụ chất béo và chất màu của chitosan có
độ deacetyl hoá cao thì cao hơn chitosan với độ deacetyl hoá thấp. Nguyên nhân là do
số nhóm amine tích điện dƣơng trong mạch chitosan có độ deacetyl hoá cao lại nhiều
hơn.
Tsukada và cộng sự, 1990; Darmadji và cộng sự, 1994 cho rằng màng chitosan
với độ deacetyl hoá cao có độ căng dãn và dẻo dai cao hơn màng chitosan với độ
deacetyl hoá thấp, có lẽ là do độ rắn cao hơn và do sự hình thành liên kết hydro nội
phân tử nhiều hơn. Điều này cũng có thể giải thích rằng độ trƣơng nở của màng
chitosan có độ deacetyl hoá cao lại thấp hơn độ trƣơng nở của màng chitosan có độ
deacetyl hoá thấp. Độ trƣơng nở của màng chitosan bị ảnh hƣởng chủ yếu bởi những
nhóm ƣa nƣớc trong những vùng vô định hình của màng và sự hình thành liên kết
hydro nội phân tử.
Trang Sĩ Trung, 2006 khả năng kháng khuẩn của chitosan tăng lên theo độ
deacetyl hoá của chitosan. Vì chitosan có độ deacetyl hoá càng cao thì khả năng hòa
tan của nó càng lớn và chitosan tích điện dƣơng càng nhiều trong môi trƣờng acid.
Bảng 1.2. Tính chất của chitosan ảnh hƣởng bởi độ deacetyl
( Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010)
Tính chất

Chitosan với độ deacetyl khác nhau (%)
75

87

96

111,2 ± 9,5

103,4 ± 7,9

107,3 ± 9,6

Tính thấm nƣớc (%)

659 ± 33

472 ± 35

486 ± 29

Độ tan (%)

99,4 ± 0,1

99,6 ± 0,3

99,5 ± 0,2

Độ nhớt (cP)

1.1.1.3. Phương pháp sản xuất chitosan

Chitin/chitosan đƣợc chiết rút từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau: phế liệu
thủy sản, vi nấm, vi khuẩn. Tuy nhiên nguồn nguyên liệu chính để sản xuất
chitin/chitosan là từ phế liệu thủy sản; đặc biệt là từ phế liệu tôm, cua , mực. Trong
quá trình sản xuất, đặc điểm của nguyên liệu ban đầu ảnh hƣởng lớn đến độ tinh sạch
của sản phẩm thu đƣợc.
Hiện nay, các quy trình sản xuất chitin/chitosan ở quy mô lớn chủ yếu sử dụng
phƣơng pháp hóa học. Phƣơng pháp hóa học có ƣu điểm nhanh, đơn giản, dễ thực hiện ở
6


quy mô lớn. Tuy nhiên, phƣơng pháp hóa học cũng có nhiều nhƣợc điểm nhƣ sản phẩm
chitin, chitosan có phân tử lƣợng thấp, độ nhớt thấp, dƣ lƣợng hóa chất lớn, ô nhiễm môi
trƣờng, ăn mòn thiết bị. Quy trình hóa học sản xuất chitin thông thƣờng gồm các công
đoạn tách protein, tách khoáng, tẩy màu. Công đoạn tẩy màu ở các nƣớc nhiệt đới nhƣ
Việt Nam thƣờng đƣợc kết hợp với quá trình phơi khô sản phẩm chitin. Chitosan đƣợc sản
xuất từ chitin qua quá trình tách nhóm acetyl (deacetylation). Tất cả các công đoạn trên
đều đƣợc xử lý bằng hóa chất, tùy theo loại nguyên liệu, công nghệ và yêu cầu về chất
lƣợng sản phẩm chitin và chitosan mà các điều kiện xử lý sẽ khác nhau.
Ngoài ra, quá trình sản xuất chitin/chitosan bằng phƣơng pháp sinh học và
phƣơng pháp kết hợp sinh học với hóa học, các phƣơng pháp này có ƣu điểm giảm
thiểu chất thải hóa học, góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp chế biến
chitin/chitosan. Sơ đồ tổng quát quá trình sản xuất chitin/chitosan từ phế liệu thủy sản
đƣợc trình bày ở sơ đồ 1.1.
Quy trình tổng quát :
Phế liệu

Khử protein

Khử khoáng

Tẩy màu

Chitin

Deacetyl

Chitosan

Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng quát quá trình sản xuất chitin/chitosan
từ phế liệu thủy sản (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010)

7


1.1.2. Ứng dụng của chitosan
1.1.2.1. Ứng dụng chitosan trong thực phẩm
Trong công nghiệp thực phẩm, chitosan là hợp chất polymer tự nhiên an toàn với
những tính chất đặc trƣng nhƣ khả năng kháng nấm, kháng khuẩn, chống oxy hóa, tạo
màng, tạo gel, hấp phụ màu,... nên chitosan đƣợc ứng dụng nhiều trong lĩnh vực chế
biến vào bảo quản thực phẩm.
Bảng 1.3. Một số ứng dụng chitosan trong thực phẩm
(Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010)
Ứng dụng

Đối tƣợng

Loại

Tạo màng chống biến nâu,

Dâu, vải, nhãn, na, thanh Chitosan

chống mất nƣớc, hạn chế hao

long, xoài, cà rốt, rau

hụt trọng lƣợng, kháng nấm,

diếp.

Dạng

Dung dịch

bảo quản trái cây, rau.
Kháng khuẩn, kháng nấm,

Thịt bò tẩm gia vị, xúc

chống oxy hóa trong quá trình

xích heo, cá, mực,…

Chitosan

Dung dịch

Chitosan

Dung dịch

bảo quản và chế biến thịt cá,
đậu phụ, bánh mì.
Chitosan làm chất trợ lắng, làm

Nƣớc táo, nƣớc vải,

trong cồng nghệ sản xuất nƣớc

nƣớc chua, rƣợu,…

quả và rƣợu
1.1.2.2. Ứng dụng chitosan trong nông nghiệp và thủy sản
Trong nông nghiệp, chitosan đƣợc sử dụng để tăng cƣờng sự hoạt động của các
vi sinh vật có lợi trong đất, bọc các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự tấn công
của nấm trong đất và tăng cƣờng khả năng nẩy mầm của hạt, giảm stress cho cây, kích
thích sinh trƣởng và tăng năng suất thu hoạch. Đặc biệt, chitosan đóng vai trò là chất
kích thích hệ miễn dịch của cây và sự hoạt động của enzyme chitinase.
Chitosan đƣợc nghiên cứu bổ sung vào thức ăn cho tôm, cá để kích thích sinh
trƣởng, tăng miễn dịch và cải thiện môi trƣờng ao nuôi. Thức ăn bổ sung chitosan có
khả năng làm tăng sự phát triển và tỷ lệ sống của cá so với thức ăn bình thƣờng. Ngoài

8


ra chitosan cũng đƣợc ứng dụng làm màng bao, làm chất kết dính để làm tăng độ ổn
định của thức ăn tôm, cá.
1.1.2.3. Ứng dụng chitosan trong xử lý môi trường
Chitosan đƣợc ứng dụng khá phổ biến trong xử lý môi trƣờng nhờ khả năng hấp
phụ, tạo phức với các ion kim loại (Pb, Hg, Cd, Fe, Cu …), các chất màu, khả năng

keo tụ, tạo bông rất tốt với các chất hữu cơ. Do đó, chitin, chitosan đƣợc sử dụng nhƣ
là một trong các tác nhân chính để xử lý nƣớc thải.
1.1.2.4. Ứng dụng chitosan trong y học và công nghệ sinh học
Chitosan và dẫn xuất có các tính chất quan trọng nhƣ tƣơng thích sinh học cao,
tự phân hủy sinh học, khả năng tạo màng, không độc, có khả năng làm lành vết
thƣơng, kháng khuẩn, kháng nấm và kháng vi rút nên chúng đƣợc nghiên cứu và triển
khai ứng dụng nhiều trong y học. Hiện nay, chitin và chitosan đã đƣợc nghiên cứu ứng
dụng trong lĩnh vực kiểm soát quá trình giải phóng thuốc (drug release control), vận
chuyển làm chất mang DNA trong liệu pháp gene, thuốc giảm béo, thuốc chữa khớp,
trị bỏng, da, chỉ nhân tạo, kháng viêm … Tƣợng tự, trong lĩnh vực công nghệ sinh học,
chitin, chitosan và dẫn xuất đƣợc ứng dụng trong công nghệ nuôi cấy mô tế bào động
thực vật, cố định enzyme, cố đinh tế bào, làm chất mang DNA.
1.1.3. Cơ chế chống oxi hóa của chitosan
Xie và cộng sự, 2001 nhận xét cơ chế xử lý của chitosan có liên quan đến một
thực tế là các gốc tự do có thể phản ứng với các ion hydro từ các ion amoni NH3 để tạo
thành một phân tử ổn định. Các NH3 đƣợc hình thành bởi các nhóm amin hấp thụ một
ion hydro từ các dung dịch.
Jeon và cộng sự, 2002 cho rằng cơ chế chống oxi hóa của chitosan có thể là do
hoạt tính tạo phức với các ion kim loại quan trọng nhƣ Cu2+, Cd+ hoặc do chitosan kết
hợp với lipit. Màng chitosan cũng thể hiện tác dụng hạn chế oxy hóa lipit do màng
chitosan làm rào cản với oxy.
Trần Thị Luyến cho rằng do các nhóm amion của phân tử chitosan có thể kìm
hãm sự oxy hóa lipit do tác động kìm hãm vậy mới hạn chế đƣợc sự hoạt động oxy hóa
của nhóm kim loại.

9


1.1.4. Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxy hóa chitosan trong và ngoài nƣớc
1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxi hóa của chitosan trên thế giới

Nghiên cứu về ứng dụng của chitosan, rất nhiều tác giả cho rằng chitosan có hoạt
tính sinh học tự nhiên, không độc đƣợc sử dụng trong thực phẩm với vai trò là một tác
nhân tách chiết, tác nhân làm trong cho các loại nƣớc hoa quả. Ngoài ra, chitosan có
khả năng hình thành màng đặc biệt để bao gói thực phẩm. Các tính chất, chức năng
của màng bao chitosan bao gồm: khả năng tiêu diệt vi sinh vật, chống oxi hóa và màng
ngăn chặn sự xâm nhập của oxi rất tốt.
Higuera-Ciapara và cộng sự, 2004 sử dụng chitosan làm màng vi bao cho việc
bảo quản astaxanthin.
Một nghiên cứu tƣơng tự của L’opez và cộng sự, 2005 cũng cho rằng khi sử
dụng màng bao chitosan đối với sản phẩm chả cá tuyết cũng kìm hãm sự hƣ hỏng của
sản phẩm. Ngoài ra, khi thêm bột chitosan vào chả cá tạo phức hợp chitosan-gelatin
làm tăng độ dẻo dai, độ mịn và hạn chế quá trình hƣ hỏng của sản phẩm.
Kamil và cộng sự, 2002 nghiên cứu về hoạt tính chống oxi hóa của chitosan ở
các nồng độ khác nhau đến thịt cá trích (Clupea harengus) đƣợc bảo quản ở 40°C
trong 8 ngày. Tác dụng này đƣợc so sánh với mẫu đối chứng sử dụng chất chống oxi
hóa BHA, BHT. Các nghiên cứu tƣơng tự của tác giả Kim và Thomas, 2007; với việc
sử dụng chitosan với nồng độ (0,2%, 0,5%, 1,0%) và trọng lƣợng phân tử (30, 90,
1200 kDa) đến việc bảo quản cá hồi.
Jeon và cộng sự, 2002 nghiên cứu về ảnh hƣởng của 3 độ nhớt khác nhau của
chitosan: 36, 57, 14 cp tƣơng ứng với trọng lƣợng phân tử 1800, 960 và 660 kDa đến
sự kéo dài thời gian bảo quản cá tƣơi file đó là: cá tuyết Đại Tây Dƣơng (Gadus
morhua) và cá trích (Clupea harengus) trên 12 ngày bảo quản lạnh ở nhiệt độ
40°C.Khả năng chống oxi hóa của chitosan đến cơ thịt cá phụ thuộc vào trọng lƣợng
phân tử và nồng độ chitosan. Ở nồng độ cao, trọng lƣợng phân tử thấp, chitosan có tác
dụng chống oxy hóa cao hơn và ngƣơc lại.
1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxi hóa của chitosan tại Việt Nam
Trang Sỹ Trung và cộng sự, 2012 “Bƣớc đầu nghiên cứu bổ sung carotenoprotein
thu nhận từ quá trình sản xuất chitin để tăng hàm lƣợng protein của bột cá ”, Tạp chí Khoa
10

học công nghệ - Thủy sản. Khi bổ sung 0,5% chitosan có độ deacetyl 91% vào chế phẩm
carotenoprotein-bột cá sẽ làm tăng tính ổn định của astaxanthin.
Nguyễn Thị Hằng Phƣơng, 2007 đã tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của độ
deacetyl chitosan đến khả năng bảo quản na, với chitosan có độ deacetyl 75% nhúng
na vào dung dịch chitosan 1% kết hợp bao gói bằng màng film PE có độ dày 0,04 mm,
bảo quản ở nhiệt độ 10°C có thể làm chậm quá trình chín, giảm cƣờng độ hô hấp và có
thể kéo dài thời gian bảo quản đến 12 ngày.
Trần Thị Luyến và cộng sự, 2006 đã nghiên cứu đề tài cấp bộ “ Nghiên cứu các
hợp chất sinh học biển trong công nghệ sau thu hoạch nông thủy sản và thay thế các
hợp chất độc hại trong chế biến thực phẩm”. Kết quả cho thấy sử dụng chitosan, COS
(chitosan oligosaccharide) để bảo quản cà chua, cam, quýt, hành tím, cá ồ, cá ngân,
thịt bò, thịt heo, xúc xích gà surimi; khả năng tiêu diệt vi sinh vật tổng số nhƣ sau: đối
với chitosan tiêu diệt đƣợc 80-90%, đối với COS tiêu diệt đƣợc 85-99%,làm tăng thời
gian bảo quản.
GS.TS Nguyễn Trọng Cẩn và cộng tác viên Trƣờng Đại Học Thuỷ Sản, 2006 đã
nghiên cứu chế biến sản phẩm mực một nắng và sử dụng chitosan bảo quản sản phẩm.
Kết quả cho thấy, chitosan có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản, ngoài ra còn giữ
đƣợc chất lƣợng cảm quan và dinh dƣỡng của mực.
Lê Văn Khẩn, 2005 đã nghiên cứu hiện tƣợng hao hụt khối lƣợng và chất lƣợng
của mực trong cấp đông, bảo quản đông và các giải pháp hạn chế. Trong đó, tác giả đã
nghiên cứu và đƣa ra đƣợc khi nhúng mực trong dung dịch chitosan 1,8% trong 1 giờ,
sau đó đem cấp đông và mạ băng bằng dung dịch chitosan cho kết quả, chitosan có tác
dụng giảm hao hụt trọng lƣợng của mực đáng kể, cải thiện đƣợc chất lƣợng và giảm số
lƣợng vi sinh vật có trên bề mặt mực.
1.2. Quá trình oxy hóa và chất chống oxy hóa
1.2.1. Quá trình oxy hóa
Quá trình oxy hóa hóa học là phản ứng chuỗi gốc tự do đƣợc đặc trƣng bởi ba
giai đoạn chính: khơi mào, lan truyền, và kết thúc. Đầu tiên phản ứng đƣợc bắt đầu khi
một phân tử lipid bị oxy hóa để tạo thành hydroperoxyde, tiếp theo ở giai đoạn lan

truyền, các gốc hydroperoxyde sẽ phân mạch tạo ra những gốc tự do khác và phản ứng
kết thúc với sự hình thành sản phẩm ổn định.
11


Giai đoạn khơi mào (initiation): Trong giai đoạn này, các gốc tự do hình thành
bởi các phản ứng tƣớc đoạt hydro đƣợc kích thích bởi tác động của các tác nhân bên
ngoài nhƣ nhiệt độ, ánh sáng hay bức xạ ion hóa, ion kim loại hoặc metalloproteins …
Hydro đƣợc tách ra từ một acid béo không no, dẫn đến sự xuất hiện của gốc tự do. Các
gốc lipid tự do lần lƣợt phản ứng với phân tử oxy tạo thành dạng gốc lipid peroxyl.
Giai đoạn phát sinh thƣờng đặc trƣng cho phản ứng của các acid béo với các
dạng oxy linh động (active oxygen species), chẳng hạn nhƣ các gốc hydroxyl tự do và
các dạng proton của superoxyde. Các dạng oxy hoạt động đƣợc tạo ra khi một ion kim
loại chuyển tiếp, đặc biệt là sắt, tƣơng tác với oxy tam nguyên (triplet oxygen),
hydrogen peroxyde, và superoxyde anion.
Sự tự oxy hóa chất béo là phản ứng dây chuyền đƣợc khởi đầu bằng sự tạo thành
các gốc tự do từ các phân tử acid béo.
RH + O2 R* + *OOH
RH R*+ H*
Giai đoạn lan truyền (propagation): Trong giai đoạn này sự tƣơng tác lipid-lipid
kích thích sự phát triển của các gốc tự do sản sinh trong quá trình khơi mào bằng cách
lấy hydro của các phân tử lân cận, kết quả là hình thành một hydroperoxide và gốc tự
do mới. Các gốc tự do peroxyl là các chuỗi vận chuyển của phản ứng, có thể làm oxy
hóa lipid, sản sinh ra lipid hydroperoxides (LOOH), và sau đó phân hủy thành nhiều
hợp chất, bao gồm rƣợu, aldehyde, alkyl formate, xeton và hydrocarbon và các gốc tự
do bao gồm gốc alkoxyl. Hơn nữa, sự lan truyền có thể xảy ra thông qua các phản ứng
phân nhánh (còn đƣợc gọi là khơi mào thứ cấp), trong quá trình này gốc hydroperoxyl
chuyển thành gốc hydroperoxide trở thành nguồn tạo thành các dạng gốc tự do khác
dƣới tác động của ion kim loại đƣợc biết đến là phản ứng fenton. Trong đó Fe tƣơng
tác với một hydroperoxide tạo thành gốc tạo ra các gốc lipid peroxyl và lipid alkoxyl ,

mà sau đó chính những gốc tự do này sẽ đi lấy hydro từ các axit béo không bão hòa.
Từ gốc alkoxyl có thể tạo nên các sản phẩm thứ cấp nhƣ rƣợu, xetone, andehit...
R* + O2 ROO* (gốc peroxyde)
ROO*+ R’H R’* + ROOH (hydroperoxyde)

12