Sử dụng dịch trích từ thực vật để hạn chế quá trình oxy hóa chất béo trong sản phẩm mayonnaise

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------------------

NGUYỄN HUỲNH LINH

SỬ DỤNG DỊCH TRÍCH TỪ THỰC VẬT
ĐỂ HẠN CHẾ Q TRÌNH OXY HĨA CHẤT BÉO
TRONG SẢN PHẨM MAYONNAISE

Chun ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2019


CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt,
Cán bộ hƣớng dẫn khoa học 2: TS. Trần Thị Thu Trà
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS Hoàng Kim Anh
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Nguyễn Thị Hiền
Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 10 tháng 1 năm 2019
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. GS. TS. Lê Văn Việt Mẫn (Chủ tịch)
2. PGS. TS. Hoàng Kim Anh (Phản biện 1)

3. TS. Nguyễn Thị Hiền (Phản biện 2)
4. TS. Lê Minh Hùng
5. TS. Võ Đình Lệ Tâm
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trƣởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Huỳnh Linh

MSHV: 1670367

Ngày, tháng, năm sinh: 19/11/1993

Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 60540101

I. TÊN ĐỀ TÀI: Sử dụng dịch trích từ thực vật để hạn chế q trình oxy hóa chất béo
trong sản phẩm mayonnaise
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa của các dịch trích từ lá kinh giới, lá húng
lủi và lá rau răm.
Ứng dụng dịch trích lá kinh giới, lá húng lủi và lá rau răm để làm chậm q trình oxy
hóa chất béo cho sản phẩm mayonnaise.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/2019
V.

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:
Cán bộ hƣớng dẫn 1: PGS.TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cán bộ hƣớng dẫn 2: TS. Trần Thị Thu Trà
TP. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Cô Trần Thị Thu Trà và Cô Tôn Nữ Minh
Nguyệt đã không ngần ngại thời gian, công sức để hỗ trợ và hƣớng dẫn em hoàn
thành đề tài luận văn này một cách tốt nhất.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô bộ môn Công nghệ thực
phẩm trƣờng Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh đã
truyền đạt những kiến thức quý báu và kinh nghiệm thực tế suốt thời gian qua. Em
cũng xin cảm ơn bộ môn Công nghệ thực phẩm đã hỗ trợ về điều kiện cơ sở vật chất
và trang thiết bị thí nghiệm, tạo điều kiện để em có thể thực hiện nghiên cứu và
hồn thành tốt luận văn của mình.
Cuối cùng, em xin trân trọng cảm ơn gia đình và bạn bè là chỗ dựa tinh thần
và vật chất vững chắc giúp em có thể tự tin hồn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019
Học viên thực hiện

Nguyễn Huỳnh Linh


ii

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Nghiên cứu này đƣợc thực hiện với mục đích khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa
của các dịch trích có nguồn gốc tự nhiên (Elsholtzia cristata, Mentha crispa L.,
Persicaria odorata) khi bổ sung vào sản phẩm mayonnaise.
 Nội dung nghiên cứu được chia thành 2 phần chính:
Phần 1: Thu nhận các dịch trích lá kinh giới, lá húng lủi và lá rau răm theo
từng điều kiện đã đƣợc cơng bố. Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của các dịch
trích này.
Phần 2: Sản phẩm mayonnaise có bổ sung dịch trích lá kinh giới, lá húng lủi
và lá rau răm đƣợc khảo sát khảo sát mức độ hƣ hỏng theo thời gian bảo quản, trong
điều kiện gia tốc 50oC ở quy mơ phịng thí nghiệm.

 Kết quả nghiên cứu:
Phần 1: Trong ba loại dịch trích lá đƣợc khảo sát, dịch trích lá rau răm chứa
hàm lƣợng phenolic tổng cao nhất, đạt 250.54±5.62 mg GAE/g chất khô; tiếp đến là
dịch trích của húng lủi với hàm lƣợng phenolic tổng là 120.59±3.12 mg GAE/g chất
khô; và cuối cùng là lá kinh giới (59.14±0.28 mg GAE/g chất khơ). Hoạt tính chống
oxy hoá theo phƣơng pháp DPPH và FRAP của BHT và các dịch trích thiên nhiên
giảm dần theo thứ tự là BHT > lá rau răm > lá húng lủi > lá kinh giới.
Phần 2: Sau 20 ngày bảo quản ở 50oC, các mẫu mayonnaise đƣợc bổ sung
dịch trích lá kinh giới, lá húng lủi và lá rau răm đều có tác dụng tích cực trong việc
hạn chế sự oxy hóa chất béo và đƣợc thể hiện qua các giá trị AV, PoV, CD,
TBARS, màu sắc. Hiệu quả kháng oxy hóa của mẫu mayonnaise bổ sung BHT là
cao nhất, sau đó là đến dịch trích lá rau răm, lá húng lủi và cuối cùng là lá kinh giới.
Các dịch trích lá kinh giới, lá húng lủi và lá rau răm có thể đƣợc sử dụng làm chất
chống oxy hóa tự nhiên trong mayonnaise và thay thế cho chất chống oxy hóa hóa
học với màu sắc khác biệt so với mayonnaise thơng thƣờng. Sự khác biệt màu sắc
nhƣ vậy sẽ cho ngƣời tiêu dùng biết rằng thực phẩm của họ có chứa chất chống oxy
hóa tự nhiên


iii

ABSTRACT
The aim of this study was to investigate the antioxidant activity of extract
from herbal materials (Elsholtzia cristata, Mentha crispa L., Persicaria odorata)
and the antioxidative effect of three herbal materials to mayonnaise product.
 This study has 2 sections.
Section 1: The antioxidant activity was experimented in extractive methods
from three herbal materials (Elsholtzia cristata, Mentha crispa L., Persicaria
odorata) base on Science Articles which were announced to public. Determination
of antioxidant activity of extracts

Section 2: The processing of mayonnaise included extraction was investigated
the antioxidative effect of three herbal materials during storage at 50oC in
laboratory.
 The study results.
Section 1: The results obtained in this study showed that Persicaria odorata
leaves exhibited the highest total phenolics content (250.54±5.62 mg GAE/g);
Mentha crispa L. leaves content 120.59±3.12 mg GAE/g and then Elsholtzia
cristata leaves content 59.14±0.28 mg GAE/g. The antioxidant activity according to
DPPH and FRAP methods of BHT and extract mayonnaise samples are reduced in
the order of BHT> Persicaria odorata leaves > Mentha crispa L. leaves >
Elsholtzia cristata leaves.
Section 2: The antioxidative effect of the mayonnaise containing herbal
materials extract was evaluated by measuring AV, PoV, CD, TBARS and colours
for 20 days at 50oC. The antioxidative effect of the BHT mayonnaise was highest
then Persicaria odorata leaves, Mentha crispa L. leaves and the last was Elsholtzia
cristata. This study suggests that the extract from herbal materials (Elsholtzia
cristata, Mentha crispa L., Persicaria odorata) could be used as natural antioxidant
in high fat food and as a substitute to chemical antioxidant with its purplish colour


iv

marking it is difference from ordinary mayonnaise. Such colour difference will tell
consumers that their food contains natural antioxidants.


iv

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng

tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, các thơng
tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Các kết quả nghiên cứu
trong luận văn do tơi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và
phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chƣa từng đƣợc công bố
trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.

Học viên thực hiện

Nguyễn Huỳnh Linh

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. i
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ......................................................................................................... ii
ABSTRACT ................................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iv
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................... xi
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1
CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN ............................................................................................ 2
2.1

Tổng quan về quá trình oxy hóa chất béo.......................................................... 2

2.1.1 Q trình oxy hóa chất béo ......................................................................... 2
2.1.2 Chất kháng oxy hóa và các cơ chế kháng oxy hóa ..................................... 5

2.1.3 Phƣơng pháp xác định khả năng kháng oxy hóa của các chất kháng oxy
hóa ........................................................................................................................ 10
2.2 Nhóm thực vật giàu chất kháng oxy hóa ............................................................ 12
2.2.1 Lá kinh giới ................................................................................................. 13
2.2.2 Lá húng lủi ................................................................................................... 15
2.2.3 Lá rau răm.................................................................................................... 17
2.3 Những nghiên cứu trên những nguyên liệu thực vật đã đƣợc công bố............... 19
2.4 Sản phẩm mayonnaise ........................................................................................ 20
2.4.1 Mô tả sản phẩm ........................................................................................... 20
2.4.2 Phân loại mayonnaise .................................................................................. 21
2.4.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới sự tạo thành nhũ tƣơng trong sốt mayonnaise ... 22
2.2.4 Những nghiên cứu kháng oxy hóa cho mayonnaise trong những năm gần
đây ........................................................................................................................ 24
CHƢƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 27
3.1 Nguyên liệu ......................................................................................................... 27
3.1.1 Nguyên liệu thu dịch trích ........................................................................... 27
v


3.1.2 Nguyên liệu tạo sản phẩm ........................................................................... 27
3.2 Hóa chất – thiết bị ............................................................................................... 31
3.2.1 Hóa chất ....................................................................................................... 31
3.1.2 Thiết bị......................................................................................................... 33
3.3 Nội dung nghiên cứu........................................................................................... 34
3.3.1 Mục đích nghiên cứu ................................................................................... 34
3.3.2 Sơ đồ nghiên cứu ......................................................................................... 34
3.3.2 Quy trình tạo mẫu mayonnaise .................................................................... 35
3.4 Các quy trình đƣợc sử dụng trong nghiên cứu ................................................... 38
3.4.1 Quy trình thu nhận dịch trích từ bột lá ........................................................ 38
3.5 Kế hoạch thực nghiệm ........................................................................................ 39

3.5.1 Thí nghiệm 1: Xác định hoạt tính chống oxy hố của dịch trích từ thực
vật ......................................................................................................................... 39
3.5.2 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng dịch trích lá kinh giới, húng lủi, rau răm đến
một số chỉ tiêu chất lƣợng của sản phẩm mayonnaise trong quá trình bảo quản
gia tốc. .................................................................................................................. 40
3.6 Các phƣơng pháp phân tích ................................................................................ 41
3.6.1 Các phƣơng pháp xác định hàm lƣợng và hoạt tính của chất kháng oxy
hố trong dịch trích ............................................................................................... 41
3.6.2 Phƣơng pháp trích ly chất béo từ mẫu mayonnaise .................................... 41
3.6.3 Các phƣơng pháp xác định chỉ tiêu chất lƣợng của mẫu mayonnaise ........ 42
3.7. Các cơng thức tính tốn ..................................................................................... 44
3.7.1 Cơng thức tính lƣợng dung mơi cần cho q trình trích ly lá kinh giới,
húng lủi, rau răm................................................................................................... 44
3.7.2 Cơng thức tính lƣợng dịch trích bổ sung vào mayonnaise. ......................... 44
3.7.3 Cơng thức tính hằng số tốc độ phản ứng k .................................................. 45
3.8 Phƣơng pháp xử lí số liệu ................................................................................... 45
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.................................................................... 47
4.1

Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của các dịch trích ...................................... 47

vi


4.2

Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới, húng lủi, rau răm đến một số chỉ tiêu

chất lƣợng của sản phẩm mayonnaise trong quá trình bảo quản .............................. 51
4.2.1 Chỉ số AV-Chỉ số Acid ............................................................................... 51

4.2.2 Giá trị PoV – chỉ số peroxide ...................................................................... 55
4.2.3 Giá trị CD .................................................................................................... 59
4.2.4 Giá trị TBARS ............................................................................................. 62
4.2.5 Màu sắc:....................................................................................................... 65
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 73
5.1 Kết luận ............................................................................................................... 73
5.2 Kiến nghị............................................................................................................. 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 84

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cấu trúc phức hình thành giữa EDTA và ion kim loạị [25]. ........................... 7
Hình 2.2 Cơng thức cấu tạo của ascorbic acid [28]. ....................................................... 7
Hình 2. 3 Cơ chế kháng oxy hóa của ascorbic acid [28]................................................. 8
Hình 2.4 Cơng thức cấu tạo α-tocopherol [27]. .............................................................. 8
Hình 2.5 Cơ chế kháng oxy hóa của tocopherol [27]. .................................................... 8
Hình 2.6 Cơng thức của BHA (a) và BHT (b) [31] ...................................................... 10
Hình 2.7 Cơng thức của TBHQ [31] ............................................................................. 10
Hình 2. 8 Lá kinh giới ................................................................................................... 13
Hình 2.9. Lá húng lủi .................................................................................................... 15
Hình 2. 10 Lá rau răm ................................................................................................... 17
Hình 3.1 Bột lá kinh giới (A), lá húng lủi (B), lá rau răm (C) ...................................... 27
Hình 3.2 Sơ đồ nghiên cứu............................................................................................ 34
Hình 3.3 Quy trình tạo mẫu mayonnaise ...................................................................... 35
Hình 3.4 Quy trình thu nhận dịch trích từ bột lá. .......................................................... 38
Hình 4.1 Nồng độ chất khơ dịch trích lá kinh giới, húng lủi, rau răm .......................... 47
Hình 4.2 Hàm lƣợng phenolic tổng của dịch trích lá kinh giới, húng lủi, rau răm (mg

GAE/g chất khơ). .......................................................................................................... 47
Hình 4.3 Khả năng kháng oxy hóa theo IC50 của dịch trích lá kinh giới, lá húng lủi,
lá rau răm và dung dịch BHT. ................................................................................... 48
Hình 4.4 Khả năng kháng oxy hóa theo phƣơng pháp FRAP của dịch trích lá kinh
giới, lá húng lủi, lá rau răm và dung dịch BHT. ........................................................... 49
Hình 4.5 Giá trị hằng số tốc độ phản ứng thuỷ phân kAV (ngày-1) của mẫu
mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20 ngày. ............................................................... 53
Hình 4.6 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị AV (mg KOH/g) của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20
ngày ............................................................................................................................... 54
Hình 4.7 Giá trị hằng số tốc độ phản ứng sinh ra peroxide kPoV (ngày-1) của mẫu
mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20 ngày ................................................................ 57
viii


Hình 4.8 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị PoV (meq/ kg mẫu) của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20
ngày ............................................................................................................................... 58
Hình 4.9 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị CD (µmol/mg mẫu) của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20
ngày ............................................................................................................................... 61
Hình 4.10 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị TBRAS (mg MA /kg mẫu) của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C
trong 20 ngày................................................................................................................. 64
Hình 4.11 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị L của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20 ngày. ...................... 68
Hình 4.12 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị a của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20 ngày. ...................... 69
Hình 4.13 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), lá húng lủi (B) và lá rau răm
(C) đến giá trị b của mẫu mayonnaise bảo quản ở 50C trong 20 ngày. ...................... 70

Hình 4.14 Ảnh hƣởng của dịch trích lá kinh giới (A), húng lủi (B), rau răm (C) đến
giá trị khác biệt về màu sắc (

khi so sánh các mẫu ở các mốc thời gian khác

nhau so với ngày đầu tiên. ............................................................................................. 72

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 giới thiệu một số loài thực vật và các bộ phận của chúng có chứa các hợp
chất kháng oxy hóa........................................................................................................ 12
Bảng 2.2 Một số thực vật giàu chất kháng oxy hóa ...................................................... 12
Bảng 2.3 Thành phần hoạt chất kháng oxy hóa của kinh giới tƣơi, khơ, đông lạnh
[39]. ............................................................................................................................... 14
Bảng 2.4 Thành phần hoạt chất kháng oxy hóa của của lá húng lủi [40]. .................... 16
Bảng 2.5 Thành phần hoạt chất kháng oxy hóa của của lá rau răm [42]. ..................... 18
Bảng 2.6 Thành phần dinh dƣỡng của mayonnaise [1] ................................................ 21
Bảng 2.7Tiêu chuẩn đối với từng loại mayonnaise....................................................... 22
Bảng 2.8 Những nghiên cứu kháng oxy hóa cho mayonnaise trong những năm gần
đây ................................................................................................................................. 24
Bảng 3.1 Chất lƣợng dầu thực vật Tƣờng AntheoCODEX STAN 210 – 2005 .......... 28
Bảng 3.2Chất lƣợng trứng gà Ba HuântheoTCVN 1858:1986 ..................................... 28
Bảng 3.3 Chất lƣợng muối Sosal theo TCVN 3974:2015 ............................................ 29
Bảng 3.4 Chất lƣợng đƣờng Biên Hòa theoTCVN 7270:2003 ..................................... 30
Bảng 3.5 Chất lƣợng giấm gạo Ajinomototheo TCVN 3215_79 ................................. 30
Bảng 3.6 Chất lƣợng nƣớc Danisa theo QCVN 02: 2009/BYT.................................... 31
Bảng 3.7 Hóa chất dùng trong nghiên cứu .................................................................... 31
Bảng 3.8 Thiết bị dùng trong nghiên cứu ..................................................................... 33

Bảng 3.9 Tỉ lệ các nguyên phụ liệu để tạo mẫu mayonnaise thực hiện theo
Worrasinchai, et al., (2006) [56] ................................................................................... 35
Bảng 3.10 Nồng độ BHT và dịch trích đƣợc bổ sung vào mayonnaise ........................ 36
Bảng 3.12 Điều kiện trích ly các loại bột lá .................................................................. 38
Bảng 4.1 Nồng độ BHT và dịch trích đƣợc bổ sung vào mayonnaise .......................... 50
Bảng 4.4 Sự gia tăng giá trị CD theo % của các mẫu mayonnaise ở ngày 20 so với
ngày ban đầu trong quá trình bảo quản ......................................................................... 59
Bảng 4.5 Màu sắc của các mẫu mayonnaise sau 20 ngày bảo quản ở 50oC ................. 65

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ANOVA: Analysis Of Variance – Phân tích sự khác biệt
AOAC:

Association Of Analytical Communities

AV:

Acid value – Chỉ số acid

BHA:

butylate hydroxyanisole

BHT:

Butylate hydroxytoluene

BYT:

Bộ y tế

CAR:

Carotenoid

CD:

Conjugated diene – Nối đôi liên hợp

DPPH:

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

EDTA:

Ethylenediamine tetraacetic acid

FRAP:

Ferric ion Reducing Antioxidant Power – Khả năng kháng oxy hóa đƣợc
thể hiện qua sự khử ion Fe3+

GAE:

Gallic acid equivalent

PoV:

Peroxide value – Chỉ số peroxide

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam

SET:

Single electron transfer

TBARS: Thiobarbituric Acid Reactive Substances
TBHQ:

Tert-butyl hydroquinone

TCA:

Trichloroacetic acid

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TE:

Trolox equivalent

TMP:

1,1,3,3 – tetramethoxypropane

TPTZ:

2,4,6 -tri(2-pyridyl-s-triazine)

USDA:

United States Department of Agriculture - Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ

xi


CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU
Mayonnaise là sản phẩm thu đƣợc bằng cách nhũ hóa dầu thực vật trong giấm ăn
hoặc nƣớc chanh với lịng đỏ trứng gà, có thể đƣợc bổ sung các thành phần gia vị khác
[1]. Trên thế giới mayonnaise đƣợc sử dụng rất phổ biến và thƣờng đƣợc bán trong các
siêu thị, cửa hàng đồ ăn với nhiều nhãn mác khác nhau xuất xứ từ các quốc gia Nga,
Pháp, Mỹ, Ý, Nhật Bản, .... Theo số liệu từ Euromonitor, khi so sánh giữa các loại gia
vị phổ biến ở Mỹ, lƣợng chi phí mà ngƣời Mỹ chi trả cho sản phẩm mayonnaise là vào
khoảng 2 tỷ đô la Mỹ ở năm 2013, gần nhƣ gấp đôi so với tƣơng cà, nƣớc tƣơng đen và
lớn hơn rất nhiều lần so với các loại gia vị khác; dự kiến thị trƣờng mayonnaise toàn
cầu sẽ tăng trƣởng với tốc độ trên 4% từ năm 2016 đến năm 2020.
Vì là sản phẩm có chứa hàm lƣợng lipid cao (> 80% béo) [2] nên các sản phẩm
mayonnaise công nghiệp thƣờng đƣợc bổ sung các chất kháng oxy hóa nhƣ butylated
hydroxy toluen (BHT), butylated hydroxy anisol (BHA), Ethylendiamin Tetraacetic
Acid (EDTA), … để kéo dài thời gian sử dụng, hạn chế sự hƣ hỏng của sản phẩm.
Những phụ gia kháng oxy hóa tổng hợp đã đƣợc chứng minh là nguyên nhân gây ảnh
hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng. Vì vậy, xu hƣớng mới là dùng các chất kháng
oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên, đặc biệt là các loại lá gia vị thƣờng dùng trong bữa ăn

hàng ngày nhƣ diếp cá, tía tơ, kinh giới, húng lủi, bạc hà, rau răm, …
Luận văn tập trung vào 3 loại lá kinh giới (Elsholtzia ciliata), lá húng lủi (Mentha
crispa L.) và lá rau răm (Persicaria odorata). Theo các nghiên cứu của Zhiqin Guo at
el. (2012), Mohaddese Mahboubi , Ghasem Haghi (2008), Jirayus Woraratphoka
(2012) thì các loại lá này chứa nhiều hoạt chất có khả năng kháng oxy hóa [3], [4], [5].
Trên cơ sở đó, em thực hiện đề tài nghiên cứu “Sử dụng dịch trích từ thực vật để
hạn chế q trình oxy hóa chất béo trong sản phẩm mayonnaise”. Hy vọng rằng kết quả
nghiên cứu thu đƣợc, sẽ góp phần cung cấp những dữ liệu khoa học để có thể thay thế
các chất kháng oxy hóa tổng hợp bằng các chất kháng oxy hóa thiên nhiên và ứng dụng
trong sản xuất mayonnaise.
1


CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về quá trình oxy hóa chất béo
2.1.1 Q trình oxy hóa chất béo
Q trình oxy hóa trong thực phẩm có thể diễn ra ở cả môi trƣờng nƣớc và môi
trƣờng béo. Trong môi trƣờng nƣớc, thành phần bị oxy hóa có thể là các phân tử
protein, hợp chất phenolic, ascorbic acid. Trong môi trƣờng béo, các phân tử chất béo
chƣa no là thành phần dễ bị oxy hóa. Tác nhân gây ra q trình oxy hóa này thƣờng là
các cấu trúc phân tử chứa oxy có khả năng phản ứng cao (ROS – Reactive Oxygen
Species) và các cấu trúc phân tử chứa nitơ có khả năng phản ứng cao (RNS – Reactive
Nitrogen Species). Trong đó, tác nhân phổ biến nhất là ROS bao gồm superoxide anion
(O2-), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (OH-) và đƣợc gọi chung là oxy đơn
bội [6].
Q trình oxy hóa làm biến đổi chất lƣợng thực phẩm, tạo ra những chất mùi
khơng mong muốn (off – flavor) có phân tử lƣợng thấp, các hợp chất độc hại, các
dimer và polymer của chất béo và protein [7]. Nhìn chung, quá trình oxy hóa làm giảm
chất lƣợng dinh dƣỡng và cảm quan của thực phẩm nên sản phẩm của q trình oxy
hóa đƣợc dùng nhƣ là một tiêu chí để đánh giá và lựa chọn hạn sử dụng cho nhiều loại

thực phẩm [8].
Tƣơng tự nhƣ các sản phẩm giàu chất béo khác, mayonnaise rất dễ bị hƣ hỏng bởi
sự tự oxy hóa các chất béo khơng no có sẵn trong dầu và phospholipid trong lịng đỏ
trứng ngun liệu [9].
Q trình oxy hóa chất béo đƣợc xúc tác bởi các gốc tự do. Cơ chế oxy hóa chất
béo của các gốc tự do có thể đƣợc chia thành 4 giai đoạn: khởi đầu (initiation), lan
truyền (propagation), phân nhánh (branching) và cuối cùng là giai đoạn kết thúc
(termination) [10].

2


Sự khởi đầu của q trình có thể đƣợc kích hoạt bởi nhiệt, bức xạ ion hóa, ánh
sáng hoặc các tác nhân hóa học nhƣ các metalloprotein và các ion kim loại.
LH + R L + RH

Sự khởi đầu:

Trong đó: LH là chất béo khơng bão hịa tƣơng tác với gốc tự do Rnhƣ khởi đầu
q trình oxy hóa gốc tự do. Tƣơng tác này tạo ra gốc allyl có khả năng phản ứng cao
(biểu hiện là L), gốc này có khuynh hƣớng tƣơng tác với oxy để tạo thành gốc peroxyl
(biểu hiện là LOO) nhƣ là bƣớc bắt đầu quá trình lan truyền.
Sự lan truyền:
L+ O2 LOO
LOO + LH  L + LOOH
Các gốc peroxyl tạo nên chuỗi phản ứng có thể làm oxy hóa chất béo, sản sinh
ra các hydroperoxyde (LOOH), sau đó phá vỡ thành một số hợp chất nhƣ alcohol,
ketone, aldehyde và các hydrocarbon khác cũng nhƣ các gốc alkoxyl (LO).
Sự phân nhánh:
LOOH LO + HO

2LOOH  LOO + LO + H2O
Sự phân hủy của các hydroperoxide thƣờng liên quan đến quá trình xúc tác ion
kim loại chuyển tiếp, trong các phản ứng tƣơng tự với hydrogen peroxide, tạo ra
peroxyl và các gốc alkoxyl.
LOOH + Mn+ + H+ LO + M(n+1)++ H2O
LOOH + Mn+ + OH- LOO + Mn+ + H2O

3


Một ví dụ của xúc tác kim loại, sự tự oxy hóa chất béo có thể là do sự phân hủy
các hydroperoxide bởi các sắt và các ion sắt để tạo ra các gốc peroxyl và alkoxyl khởi
đầu phản ứng chuỗi gốc tự do:
LOOH + Fe3+ LOO + Fe2+ + H+
LOOH + Fe2+ LO + Fe3+ + HO- [11]
Nếu các gốc tự do đáp ứng và tạo thành các hợp chất khơng phân cực (non –
radical), q trình đƣợc gọi là sự kết thúc [12].
LO+ LO
LOO+ LOO

Các sản phẩm không phân cực

LO+ LOO
Ngồi việc bị oxy hóa bởi các gốc tự do, chất béo khơng no trong thực phẩm cịn
có thể bị oxy hóa nhờ sự xúc tác của enzyme lipoxygenase khi có mặt của oxy.
Enzyme lipoxygenase có thể đƣợc tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm tự nhiên nhƣ
đậu nành, cám gạo, thịt, cá, trái cây và rau củ [13].
Q trình oxy hóa chất béo là biến đổi quan trọng trong chế biến và bảo quản
thực phẩm. Đã có nhiều công bố khoa học về các vấn đề liên quan nhƣ sự oxy hóa chất
béo khơng no trong thủy sản [14], sự oxy hóa chất béo trong thịt [15], sự oxy hóa chất

béo trong hệ nhũ tƣơng dầu, nƣớc [16], ảnh hƣởng của các phản ứng oxy hóa đến chất
lƣợng cảm quan thực phẩm [17].
Ngồi ra, đã có những bằng chứng cho thấy các gốc tự do sinh ra trong q trình
oxy hóa chất béo có thể gây các bệnh lý cho cơ thể ngƣời nhƣ ung thƣ, xơ vữa động
mạch, nhồi máu cơ tim, thấp khớp và nhiều loại bệnh lão hóa khác [18]. Chất kháng
oxy hóa có thể ngăn ngừa hoặc làm chậm các phản ứng oxy hóa và có thể tìm trong
nhiều nguồn ngun liệu tự nhiên hoặc đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp hóa học [19].

4


2.1.2 Chất kháng oxy hóa và các cơ chế kháng oxy hóa
Trong thực phẩm chứa chất béo, chất chống oxy hố làm chậm sự khởi đầu q
trình oxy hóa hoặc làm chậm tốc độ diễn ra. Các chất này có thể là các thành phần tự
nhiên của thực phẩm, nhƣng chúng cũng có thể đƣợc thêm vào các sản phẩm một cách
có chủ ý hoặc đƣợc hình thành trong q trình chế biến. Vai trị của chúng khơng phải
là tăng cƣờng hoặc nâng cao chất lƣợng của thực phẩm mà chúng giúp giữ đƣợc chất
lƣợng thực phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng. Chất chống oxy hoá để sử dụng trong
chế biến thực phẩm phải có giá cả hợp lý, khơng độc hại, có hiệu quả ở nồng độ thấp,
ổn định và có khả năng chế biến cịn sót lại; màu sắc, hƣơng vị, và mùi phải là tối
thiểu. Việc lựa chọn chất chống oxy hoá cần sử dụng phụ thuộc vào tính tƣơng thích
của sản phẩm và các hƣớng dẫn, quy định [20].
Chất kháng oxy hóa đƣợc cho vào thực phẩm, đặc biệt là các thực phẩm chứa dầu
béo để hạn chế sự oxy hóa chất béo, giúp ngăn ngừa những biến đổi dinh dƣỡng, cảm
quan và sự hình thành các độc tố trong thực phẩm. Chất kháng oxy hóa cũng có tác
dụng bảo vệ cấu trúc của các đại phân tử nhƣ protein và tế bào khỏi các gốc tự do [21].
Các chất kháng oxy hóa hoạt động dựa trên cơ chế quét gốc tự do, tạo phức với
các kim loại để kìm hãm quá trình oxy hóa, dập tắt oxy nguyên tử cũng nhƣ các tác
nhân nhạy cảm với ánh sáng và bất hoạt enzyme lipoxygenase [22].
Chất kháng oxy hóa có thể đƣợc chia thành các nhóm sau:



Chất ức chế phản ứng oxy hóa gốc tự do (ức chế sự hình thành của các

gốc tự do)


Chất ức chế làm gián đoạn sự lan truyền của sự tự oxy hóa



Chất dập tắt oxy đơn nguyên tử



Chất kháng oxy hóa hỗ trợ (những chất này khơng thể hiện tác dụng

kháng oxy hóa khi sử dụng một mình nhƣng sẽ tăng hoạt tính của chất kháng
oxy hóa khi sử dụng cùng nhau)

5




Chất khử (biến đổi hydroperoxide thành những dạng ổn định hơn)



Metal chalator (biến đổi những ion kim loại thành những dạng ổn định

hơn) [22].
Từ các cơ chế trên, chất kháng oxy hóa có thể đƣợc phân thành hai nhóm chính:
phá vỡ chuỗi phản ứng (chain breaking) và ngăn chặn (preventing).
Nhóm thứ nhất: kháng oxy hóa bằng việc phản ứng với các gốc tự do tạo thành
các sản phẩm bền hơn, từ đó làm giảm lƣợng gốc tự do – tác nhân gây ra phản ứng oxy
hóa. Cơ chế này cịn đƣợc gọi là cơ chế quét gốc tự do [23].
Chất kháng oxy hóa theo cơ chế quét gốc tự do bao gồm ascorbic acid,
isoascorbic acid (erythorbic acid), vitamin E, butylated hydroxytoluene (BHT),
butylated

hydroxyanisole

(BHA),

gallates

(propyl,

octyl,

dodecyl),

tert-

butylhydroquinone (TBHQ), propyl gallate một số hợp chất phenolic, carotenoid…
Chúng trung hòa các gốc tự do bằng cách cho đi một hydro nguyên tử (HAT –
hydrogen atom transfer) hoặc chuyển dịch một điện tử đơn (SET – single electron
transfer) [24].
Cơ chế quét gốc tự do của chất kháng oxy hóa theo Gordon (1990) [23]:

L +AH  LH + A
LOO + AH  LOOH + A
LO + AH  LOH + A
Nhóm thứ hai: kháng oxy hóa bằng việc ngăn chặn các điều kiện của phản ứng
oxy hóa diễn ra nhƣ cơ lập các kim loại đa hóa trị, dập tắt các oxy đơn bội, phân hủy
sản phẩm hydrogen peroxide thành nƣớc và oxy bằng enzyme (superoxide dimustase –
SOD), chất kháng oxy hóa với nhiều cơ chế (sản phẩm của phản ứng Mallaird) [23].
Chất kháng oxy hóa theo cơ chế tạo phức với kim loại là những chất nhƣ: citric
acid, ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), phosphoric acid, tartaric acid…. [23],
[25]. Chúng tạo thành phức kim loại không tan, tạo các trở ngại về không gian giữa

6


kim loại và các thành phần trong thực phẩm hoặc các sản phẩm trung gian của q
trình oxy hóa [26]. Ví dụ: EDTA khi kết hợp với ion kim loại sẽ tạo thành phức có năm
vịng với cấu trúc khơng gian phức tạp [25].

Hình 2.1 Cấu trúc phức hình thành giữa EDTA và ion kim loạị [25].
Ngồi ra, có thể dựa vào nguồn gốc xuất xứ, các chất kháng oxy hóa dùng trong
thực phẩm phân thành hai nhóm chính: chất kháng oxy hóa tự nhiên và chất kháng oxy
hóa tổng hợp [27].
Chất kháng oxy hóa tự nhiên
Acid ascorbic (Vitamin C) bao gồm hai hợp chất có hoạt tính kháng oxy hóa là Lascorbic acid và L-dehydroascorbic acid. Ascorbic acid có khả năng quét các gốc anion
superoxide, hydrogen peroxide, gốc hydroxyl, oxy nguyên tử và oxide nitơ phản ứng
bằng cách cung cấp các hydro ngun tử [28].

Hình 2.2 Cơng thức cấu tạo của ascorbic acid [28].

7

Hình 2. 3 Cơ chế kháng oxy hóa của ascorbic acid [28].
Vitamin E là tên gọi chung của một bộ gồm bốn tocopherols (α-tocopherol, βtocopherol, -tocopherol và -tocopherol) và bốn tocotrienols (α-tocotrienol, βtocotrienol, -tocotrienol và -tocotrienol) [27].

Hình 2.4 Cơng thức cấu tạo α-tocopherol [27].
Tocopherol có tác dụng kháng oxy hóa theo cơ chế quét gốc tự do bằng cách
chuyển hydro tại gốc hydroxyl thứ 6 trên vòng chromanol cho gốc alkyl peroxy để tạo
ra hydro alkyl hydroperoxide và gốc tự do tocopherol [27].

Hình 2.5 Cơ chế kháng oxy hóa của tocopherol [27].
Một số chất kháng oxy hóa tự nhiên khác nhƣ flavonoid, phenolic acid,
carotenoid.
Flavonoid bao gồm flavonols, flavanols, anthocyanins, isoflavonoids, flavanones
và flavones. Đặc tính kháng oxy hóa có đƣợc là nhờ cấu trúc nhóm -OH gắn trên vịng.
Flavonoid đóng vai trò nhƣ một chất khử, cho hydro nguyên tử, dập tắt oxy nguyên tử,
8


quét gốc tự do và thậm chí là tạo đƣợc phức với ion kim loại. Chúng cịn hoạt hóa các
enzyme kháng oxy hóa và ức chế enzyme oxidase [27].
Phenolic acid đƣợc cấu thành từ hai thành phần quan trọng là hydroxycinnamic
acid và hydroxybenzoic acid. Phenolic acid có khả năng quét các gốc tự do, đặc biệt là
gốc hydroxyl, gốc peroxy, anion superoxide và peroxide nitrite [27].
Cơ chế kháng oxy hóa của phenolic acid tƣơng tự nhƣ flavonoid và tocopherol.
Carotenoid là một nhóm các sắc tố tự nhiên đƣợc tổng hợp bởi thực vật và vi sinh
vật. Chúng đƣợc chia thành hai nhóm là hydrocarbon carotenoid (lycopene và βcarotene) và oxygenated carotenoid (zeaxanthin và lutein). Carotenoid có khả năng
kháng oxy hóa theo cơ chế dập tắt oxy năng lƣợng cao [29], hoặc phản ứng với gốc tự
do [27].
Cơ chế dập tắt oxy năng lƣợng cao:

1

O2 + CAR  3O2 + 3CAR*
3

CAR*  CAR + nhiệt

Cơ chế quét gốc tự do:
CAR + ROO  CAR+ + ROO- (SET)
CAR + ROO  CAR + ROOH (HAT)
Chất kháng oxy hóa tổng hợp
Các chất kháng oxy hóa tổng hợp: BHT (E231), BHA (E320), tocopherol tổng
hợp (E306), TBHQ, dodecyl gallate, propyl gallte (E310), ascorbyl palmitate.
BHA là tổ hợp của hai đồng phân 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole và 3-tert-butyl-4hydroxyanisole. BHT đƣợc tạo thành từ phản ứng của p-cresol (4-methylphenol) với
isobutylene (2-methylpropene) với xúc tác sulfuric acid. Cả hai đều có dạng bột màu

9


trắng. BHA và BHT có khả năng kháng oxy theo cơ chế quét gốc tự do dựa vào nhóm
OH trên vịng tƣơng tự với các chất kháng oxy hóa tự nhiên chứa phenol [30].

Hình 2.6 Cơng thức của BHA (a) và BHT (b) [31]
TBHQ là một hợp chất hữu cơ thơm có chứa vịng phenol. Nó là một dẫn xuất
của hydroquinone khi đƣợc gắn thêm một nhóm tert-butyl. TBHQ, BHT và BHA đều
đƣợc gọi chung là chất kháng oxy hóa phenolic tổng hợp, cơ chế kháng oxy hóa của
TBHQ và BHT là tƣơng tự nhau [30].

Hình 2.7 Cơng thức của TBHQ [31]
2.1.3 Phƣơng pháp xác định khả năng kháng oxy hóa của các chất kháng oxy hóa

Phƣơng pháp xác định khả năng kháng oxy hóa của các chất kháng oxy hóa
thƣờng dựa trên cơ chế phản ứng chuyển nguyên tử hidro (HAT) và cơ chế chuyển
điện tử đơn (SET). Đối với các phƣơng pháp dựa trên cơ chế chuyển nguyên tử hydro,
khả năng kháng oxy hóa đƣợc đánh giá dựa trên sự dập tắt gốc tự do thông qua việc
cho proton; các phản ứng này thƣờng không phụ thuộc vào pH và thời gian diễn ra khá
nhanh [32], [33]. Đối với các phƣơng pháp dựa trên cơ chế chuyển điện tử đơn, khả
năng kháng oxy hóa đƣợc đánh giá dựa trên sự giảm hàm lƣợng các chất nhƣ kim loại
hoặc gốc tự do. Các phản ứng này thƣờng phụ thuộc pH, thời gian phản ứng chậm và
trải qua nhiều bƣớc [34].
Phƣơng pháp theo cơ chế (HAT)

10