CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA
DẦU MỠ
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: LIPID 1
1.1 KHÁI NIỆM 1
1.2 TỔNG QUAN VỀ DẦU MỠ 2
1.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA DẦU MỠ 3
1.3.1 CÁC ACID BÉO 3
1.3.2 TRIGLYCERIDE 4
1.4 SỰ CẦN THIẾT CỦA LIPID ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG VÀ THỰC PHẨM 5
1.5 GIÁ TRỊ SINH VẬT HỌC CỦA CHẤT BÉO VÀ SƠ LƯỢC VAI TRÒ CỦA NÓ
TRONG TỔ CHỨC SINH VẬT 6
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH OXY HÓA VÀ CHỐNG OXY HÓA 8
2.1 SỰ OXY HÓA DẦU MỠ 8
2.1.1CÁC DẠNG OXY 8
2.1.2. CƠ CHẾ OXY HÓA DẦU MỠ 9
2.1.2.1. OXY HÓA DO PHẢN ỨNG THỦY PHÂN 9
2.1.2.2. SỰ TỰ OXY HÓA DẦU MỠ (OXY HÓA HÓA HỌC) 10
2.1.2.3. SỰ OXY HÓA QUANG HỌC 13
2.1.2.4. QUÁ TRÌNH OXY HÓA SINH HÓA HỌC 15
2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ OXY HÓA DẦU MỠ 15
2.2.1. THÀNH PHẦN ACID BÉO TỰ DO TRONG DẦU 16
2.2.2. QUÁ TRÌNH XỬ LÝ DẦU 16
2.2.3. NHIỆT ĐỘ VÀ ÁNH SANG 16
2.2.4. OXY 17
2.2.5. CÁC THÀNH PHẦN PHỤ HIỆN DIỆN TRONG DẦU 17
2.2.5.1. ACID BÉO TỰ DO(FFA), NOMO-VÀ DIACYLGLYCERIDE 18
2.2.5.2. KIM LOẠI 18
2.2.5.3. PHOSPHOLIPID 19
2.2.5.4. CHLOROPHYLL 19
2.2.5.5. CÁC HỢP CHẤT BỊ OXY HÓA NHIỆT ĐỘNG 20

2.3. SỰ CHỐNG OXY HÓA DẦU MỠ 20
2.3.1. CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA 20
2.3.1.1. ỨC CHẾ SỰ TẠO THÀNH CÁC NHÓM CHẤT CHỨA OXY HOẠT
ĐỘNG 20
2.3.1.2. CHỌN LỌC CÁC GỐC TỰ DO 20
2.3.2. SỰ CHỐNG OXY HÓA 21
2.3.2.1. HOẠT ĐỘNG QUÉT GỐC TỰ DO DPPH 22
2.3.2.2. HOẠT ĐỘNG KHỬ ION FE
3+
22
2.3.2.3. HOẠT ĐỘNG QUÉT GỐC H2O2 23
2.3.2.4. HOẠT ĐỘ CHUYỂN ION FE
2+
23
CHƯƠNG 3 : CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA TỰ NHIÊN 24
3.1 CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA HÓA HỌC 24
3.1.1 TỔNG QUAN – PHÂN LOẠI 24
3.1.2 TOCOPHEROL ( VITAMIN E ) 27
3.1.3 CAROTENOID 30
3.1.4 CÁC HỢP CHẤT PHENOLIC KHÁC 31
3.1.5 FLAVONOID 34
3.1.6 SELEN 39
3.1.7 VITAMIN C 41
3.1.8 GLUTATHIONE 44
3.2 CÁC HỆ ENZYME CHỐNG OXY HÓA 45
3.2.1 TỔNG QUAN – PHÂN LOẠI 45
3.2.2 SUPEROXIDE DISMUTASE 46
3.2.3 CATALASE 47
3.2.4 HỆ PEROXIREDOXIN 47
3.2.5 HỆ GLUTATHIONE 48

CHƯƠNG 4: CÁC LOÀI THỰC VẬT CÓ CHỨA CHẤT CHỐNG OXY HÓA. .49
4.1 CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA TỪ RAU QUẢ 49
4.2 CÁC THỰC VẬT HỌ THÂN CỦ 50
4.3 THỰC VẬT HỌ CẢI BẮP 50
4.4 HÀNH (ALLIUM CEPA VÀ ALLIUM FISTULOSUM L) 52
4.5 TRÀ(CAMELLIA SINESIS) 52
4.6 KINH GIỚI (ORIGANUM VULGARE L) 53
4.7 CÂY HÚNG TÂY(CỎ XẠ HƯƠNG) (THYMUS VULGARIS L) 54
4.8 CAU (SEMEN ARECAE) 54
4.9 MẮC CỠ (MIMOSA PUDICA L.) 54
4.10 GỪNG(ZINGIBER OFFICINALE) VÀ NGHỆ (CURCUMA DOMESTICA).54
4.11 CÁC LOẠI THẢO DƯỢC VÀ GIA VỊ KHÁC 58
CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CỦA CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG PHỤ
GIA THỰC PHẨM 59
5.1 BHA (BUTYLATED HYDROXYANISOLE) 59
5.1.1 GIỚI THIỆU 59
5.1.2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG 60
5.1.3 CÔNG DỤNG 61
5.1.4 BHA TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM 61
5.2 BHT (BUTYLATED HYDROXYTOLUENE) 61
5.2.1 GIỚI THIỆU 61
5.2.2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG 62
5.2.3 CÔNG DỤNG 63
5.3 TBHQ (TERT-BUTYL HYDROQUINONE) 63
5.3.1 GIỚI THIỆU 63
5.3.2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG 64
5.3.3 CÔNG DỤNG 64
5.3.4 TBHQ TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM 65
5.4 PROPYL GALLATE (PG) (E310) 65
5.4.1 GIỚI THIỆU 65

5.4.2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG 65
5.4.3 CÔNG DỤNG 65
5.4.4 PG TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66
CHƯƠNG 1 : LIPID
1.1 Khái niệm
Lipid (chất béo) là hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phồ biến trong tế bào
động vật và thực vật. Chất béo có thành phần hóa học và cấu tạo khác nhau nhưng có
những tính chất chung:
- Không tan trong nước và tan trong dung môi hữu cơ (ether,
cloroform, benzen, aceton, ete petrol, toluen ) → lypid là chất không phân cực
vì vậy muốn lypid phân tán trong nước cần phải có chất nhũ hóa.
- Là ester của rượu và acid béo phân tử lượng cao (C 1 →C 36 )
chủ yếu là C 16 →C 22 và các dẫn xuất của nó. Các acid béo các acid hữu cơ ở
chỗ thường có số carbon chẵn (động vật và cơ thể người chỉ có số carbon chẵn
vì luôn luôn phân cắt theo con đường β oxy hóa).
- Có ảnh hưởng lớn đến chức năng cơ thể, trong tế bào mà chúng
tồn tại. Ta nhận thấy ngay sự khác biệt giữa lipid và dầu mỡ ở chỗ: dầu mỡ là
tên gọi của chất béo được chiết xuất từ động vật và thực vật ngoài thành phần
chính là lipid thì dầu mỡ còn có các thành phần khác như chất màu (sắc tố tan
trong chất béo), chất mùi, photphatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhớt
(mulcilage), các tiền sinh tố và sinh tố (provitamin và vitamin). Còn đối với lypid
thì gần như là tinh khiết.
Theo quan niệm cũ: chất béo thực vật gọi là dầu còn chất béo từ động
vật gọi là mỡ thực ra quan niệm này chỉ mang tính chất hình thức vì trong thực tế các
loại dầu thực vật ở nhiệt độ thấp vẫn đông đặc như mỡ và ngược lại ở mỡ ở nhiệt độ
cao lại ở thể lỏng như dầu. Theo khoa học những chất béo chứa nhiều acid béo no
(bão hòa) gọi là mỡ. Những chất béo chứa nhiều acid béo không no (chưa bão hòa)
gọi là dầu.
- Loại dầu nào có % acid béo không no một nối đôi càng nhiều càng

tốt như dầu olive, dầu phộng, dầu mè. Và ngược lại dầu nào có số % acid béo
no càng nhiều càng không tốt.
- Nếu dầu có số nối đôi quá nhiều sẽ dễ bị oxy hóa.
- Mạch carbon càng dài, cấu trúc càng ít liên kết đôi thì độ hòa tan
trong nước càng thấp.
- Các acid béo ngắn có khả năng tan trong nước do tính chất của
nhóm - COOH.
- Ở nhiệt độ phòng các acid béo no có mạch carbon từ 12 – 24C ở
dạng rắn, các aicd béo không no ở dạng lỏng.
4
- Các acid béo không no của động vật có vú thường được cung cấp
từ thức ăn. Tuy nhiên cơ thể cũng có thể tổng hợp được một vài aid béo không
no. Mặc dù vậy, với những loại acid cần thiết cho cơ thể mà cơ thể không có
enzyme thích hợp để tự tổng hợp, thì lúc này bắt buộc phải sử dụng một chế độ
ăn uống hợp lý để đảm bảo sự cân bằng dinh dưỡng của cơ thể. Trong các loại
acid béo không no thì acid linoleic và α– linoleic là các acid béo cần phải được
cung cấp cho cơ thể theo đường dinh dưỡng đây là hai loại acid béo tham gia
vào cấu trúc màng tế bào và có nhiều trong một số dầu olive, dầu mè.
1.2 Tổng quan về dầu mỡ
Dầu mỡ từ động vật và thực vật đã được sử dụng trong sản xuất cũng như
trong đời sống từ rất lâu, đây cũng chính là một nguồn cung cấp năng lượng lớn. Dầu
mỡ được dùng rất phổ biến trong quá trình nấu nướng hằng ngày, xuất phát từ văn hóa
cổ đại, như Trung quốc, Ai cập, Hy lạp – La mã cổ xưa. Cho đến ngày nay, việc sử
dụng dầu mỡ trong quá trình chế biến thức ăn vẫn đóng một vai trò hết sức quan trọng,
mặc dù việc thay đổi tập quán ăn uống đã góp phần làm giảm sản lượng sản xuất và
sử dụngthành phần này.
Dầu mỡ được biết đến đầu tiên có lẽ từ đế chế Ai cập (năm 1400 trước
CN), ngoài phục vụ cho ăn uống, việc sản xuất xà phòng từ dầu mỡ cũng đã được ứng
dụng. Ánh sáng ban đêm của người cổ đại cũng được tạo ra từ mỡ động vật chứa
trong lọ và một ống sứa được sử dụng như bấc đèn ngày nay. Người La Mã xưa cũng

đã biết chế tạo nến từ mỡ động vật trộn với sáp ong. Bên cạnh đó, rất nhiều thực vật
cũng được sử dụng làm nguồn cung cấp dầu: dầu olive có nguồn gốc từ vùng Địa
Trung Hải, hạt cải dầu được sử dụng phổ biến ở Châu Âu, dầu mè ở Ấn độ và đặc biệt,
Trung quốc là quốc gia biết sử dụng dầu sớm nhất; cho đến ngày nay, dầu đậu nành
vẫn được ưa chuộng ở nước này. Hiện nay, có rất nhiều loại động thực vật cho dầu mỡ
đã được khai thác, mỡ không chỉ thu được từ các động vật chủ yếu như heo, bò, cừu
mà mỡ từ động vật biển cũng được quan tâm. Song song với quá trình sử dụng dầu
mỡ, công nghệ chế biến dầu cũng rất phát triển: từ khâu chiết tách thu dầu mỡ đến kỹ
thuật tinh luyện giúp dầu mỡ có chất lượng cao hơn. Tuy nhiên, bước ngoặt lớn giúp
nền công nghiệp chế biến dầu mỡ phát triển gắn liền với việc ứng dụng máy nghiền ép
dầu dạng con lăn của Smeaton vào năm 1752. Tiếp theo đó, công nghệ chiết tách dầu
có kết hợp chưng sấy cũng bước đầu được nghiên cứu trong những năm 1795
(Brahma), 1800 (Neubauer), 1891 (Montgolfier). Deiss (1855) đã thử nghiệm trích ly
dầu thành công từ dung môi là CS 2 , sau đó Irvine, Richardson và Lundy (1864) đã
đưa ra phát minh cho việc sử dụng dung môi trích ly dầu là hydrocarbon và hiện vẫn
5
còn được áp dụng. Cùng với công nghệ chiết tách dầu, công nghệ tinh luyện dầu mỡ
cũng được phát triển song song. Thêm vào đó, các phương pháp kiểm định và đánh giá
chất lượng của dầu mỡ cũng được nghiên cứu và ứng dụng: khái niệm về chỉ số acid
(Merz, 1879), chỉ số xà phòng hóa (Koettstorfer, 1879), chỉ số iod (Huebl, 1879); việc
ứng dụng phương pháp sắc ký trong xác định giá trị dầu mỡ cũng đã được ứng dụng từ
năm 1906 (Tswett, sắc ký cột) và phát triển dần.
1.3 Thành phần hóa học của dầu mỡ
1.3.1 Các acid béo
Hợp chất béo có chứa các acid hữu cơ có số nguyên tử C trong mạch lớn
hơn 4 được gọi là acid béo (fatty acid). Tùy thuộc vào chiều dài mạch carbon, các acid
béo được chia làm 3 dạng chính: acid béo mạch ngắn (4-6 Carbon), acid béo mạch
trung bình (8- 14 C) và acid béo mạch dài (≥ 16 C); ngoài ra, tùy thuộc vào liên kết giữa
các nguyên tử C trong mạch, acid béo cũng có thể được chia thành 2 loại chính: acid
béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa.

Acid béo bão hòa: Thuật ngữ “bão hòa” được sử dụng để chỉ sự
thỏa mãn về hóa trị của nguyên tử C trong mạch acid (ngoài trừ C tạo nên gốc
acid –COOH); nói cách khác, liên kết giữa các nguyên tử C trong mạch là liên
kết đơn (liên kết σ).
Acid béo không bão hòa: Các acid béo có chứa liên kết đôi trong
mạch carbon được gọi là acid béo không bão hòa. Trong tự nhiên, lượng acid
béo không bão hòa chiếm tỷ lệ rất lớn. Hầu hết các acid béo có xu hướng hình
thành liên kết đôi ở vị trí C số 9 và số 10 trong mạch. Mặc dù vậy, sự hình thành
các liên kết đôi không bão hòa này cũng có thể được tìm thấy ở tất cả các vị trí
trên mạch C, điều này làm gia tăng đáng kể lượng đồng phân của acid béo
không bão hòa. Thêm vào đó, sự xuất hiện của liên kết đôi cũng giúp cho việc
hình thành cấu hình cis- và trans- của acid béo, ảnh hưởng đến đặc tính sinh
học của chúng. Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, hầu hết các acid béo
không bão hòa trong thực phẩm có cấu hình cis-; tuy nhiên quá trình tinh luyện
dầu hay các quá trình tác động làm thay đổi đặc tính dầu mỡ (chế biến
margarine, hydro hóa dầu) có thể làm chuyển đổi các acid béo không bão hòa có
cấu hình cis- thành dạng đồng phân hình học trans-, đây cũng chính là mối nguy
lớn cho việc gia tăng bệnh xơ vữa động mạch và bệnh tim.
Trong số các acid béo không bão hòa mạch dài, acid béo ω3 và ω6
là hai loại acid béo cần thiết và có giá trị dinh dưỡng cao nhất; các nghiên cứu
cho thấy cơ thể người và động vật không thể tổng hợp các acid béo này, mà
chủ yếu được cung cấp qua nguồn thức ăn - dầu thực vật. Acid linoleic
(C18:2ω6) và acid α-linolenic (C18:3ω3) là hai acid quan trọng nhất đại diện
6
cho nhóm này. Các acid béo thuộc nhóm ω3 và ω6 cũng có thể được hình
thành nhờ vào quá trình biến đổi như kéo dài mạch carbon hay loại bão hòa
(desaturation): acid arachidonic (AA, C20:4ω6), acid eicosapentaenoic
(EPA,C20:5ω3), acid docosahexaenoic (DHA, C22:6ω3).
Trong tự nhiên, AA cũng có thể tìm được trong thịt gà và một số động
vật khác, EPA và DHA cũng tồn tại với lượng lớn trong cá và một số hải sản

khác. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy các acid béo không bão hòa mạch
dài này được xem là một trong những acid béo cần thiết và quan trọng nhất
nhờ vào sự hình thành các hợp chất có đặc tính sinh học (eicosanoid) của
chúng, giúp vô hoạt khả năng sinh cholesterol trong cơ thể người. Acid
arachidonic được chuyển đổi nhờ enzyme thành các hợp chất như
protaglandin, thromboxan, leukotrien giúp cơ thể người thực hiện một số chức
năng sinh lý. Thêm vào đó, các acid béo này còn có vai trò cần thiết cho sự
phát triển, là hợp chất căn bản cho việc thành lập thành tế bào cũng như hình
thành hợp chất cấu trúc cần thiết của phospholipid.
Bên cạnh các acid béo bão hòa và không bão hòa thường gặp, trong thực
phẩm còn xuất hiện một lượng acid béo với cấu trúc ít gặp hơn. Các acid này thường
không có vai trò quan trọng trong thực phẩm, và chỉ tìm thấy ở một số nguồn đặc biệt,
chủ yếu trong các loại rau. Khác với các acid béo thông thường, các acid béo dạng này
thường không có cấu trúc mạch thẳng, chuỗi hydrocarbon được hình thành từ một hay
nhiều nhóm methyl và ethyl: acid béo mạch nhánh. Các acid béo mạch nhánh hiện diện
chủ yếu trong vi sinh vật và một lượng nhỏ được tìm thấy trong sữa và mỡ của động
vật nhai lại (trâu, bò…). Trong số này, acid ricinoleic (12-hydroxy-9-octadecenoic acid)
là hydroxy acid quan trọng nhất, đây là thành phần chính của dầu hải ly (castor oil).
1.3.2 Triglycerid
Triglyceride là sản phẩm được tạo thành từ phản ứng của một phân tử
glycerol với ba phân tử acid béo. Tùy thuộc vào acid béo gắn vào các vị trí trên mạch
Ccủa glycerol sẽ xác định đặc tính và tính chất của triglycerid:
- Triglyceride đơn giản: tạo thành từ 3 acid béo giống nhau.
- Triglyceride phức tạp: tạo thành từ các acid béo khác nhau.
Trên thực tế, dầu và mỡ đều là sản phẩm chủ yếu của triglyceride phức tạp.
Sự phân bố của acid béo trong cấu trúc triglyceride đã được khám phá và nghiên cứu
trong một thời gian dài, rất nhiều học thuyết khác nhau về khả năng liên kết này đã
được đề nghị:
7
- “Thuyết phân bố ngẫu nhiên”: sự phân bố acid béo vào các vị trí

khác nhau trong triglyceride hoàn toàn theo ngẫu nhiên.
- “Thuyết phân bố cân bằng”: các acid béo có khuynh hướng phân
bố rộng rãi ở tất cả các triglycerid.
- “Thuyết phân bố ngẫu nhiên có giới hạn”: sự phân bố acid béo vào
các vị trí khác nhau trong triglyceride cũng theo quy luật ngẫu nhiên, tuy nhiên có
một vài điểm giới hạn đặc biệt xảy ra trong dầu thực vật và mỡ động vật . Thí dụ:
ở dầu thực vật, các acid béo bão hòa có xu hướng ester hóa ở vị trí số 1 và 3;
trong khi sự gắn kết các acid này thường xảy ra ở vị trí số 2 trong mỡ động vật.
1.4 Sự cần thiết của lipid đối với đời sống và thực phẩm
Chất béo có vai trò chủ yếu trong cấu trúc của chất nguyên sinh. Màng tế
bào, nhân, ty thể, lạp thể đều được cấu tạo bởi chất béo, các hỗn hợp lypoprotein.
Trong thành phần màng các lypid tham gia trực tiếp vào quá trình vận chuyển các ion,
các phân tử của các chất khác nhau qua màng.
Trong thức ăn hàng ngày của con người chất béo là một trong ba thành
phần quan trọng (lypid, glucid, protein) cấu thành bữa ăn và quá trình hoạt động sinh lý
cơ thể giá trị dinh dưỡng của dầu mỡ được quyết định bởi chúng là một loại thức ăn có
giá trị nhiệt lượng cao nhất. Điều đó được chứng minh theo số liệu sau:
Bảng 1: Nhiệt lượng giải phóng của một số thành phần dinh dưỡng
Thành
phần
Loại thức ăn
Nhiệt lượng sinh ra
do nhiệt lượng kế
(calo)
Nhiệt lượng
sinh ra trong cơ thể
sinh vật (calo)
Lipid 9,4 9,3
Protein 5,0 4,1
Glucid 3,74-4,19 4,1

Ta thấy rằng chất béo có năng lượng rất lớn, gấp hơn hai lần so với glucid
và hai lần so với protit. Các công trình nghiên cứu sinh hóa học và dinh dưỡng đã cho
thấy rằng nếu trong thức ăn hàng ngày thiếu chất béo, trong một thời gian dài dẫn đến
những rối loạn về hoạt động sinh lý cơ thể gây nên sự mất cân bằng vật chất và cuối
cùng dẫn đến sự suy nhược cơ thể. Ví dụ như đối với trẻ em đang phát triển nếu không
cung cấp đủ lượng chất béo cần thiết thì não bộ sẽ kém phát triển (thiếu cholesterol- là
dẫn xuất aldehyde của rượu đa chức, là loại lipid có tác dụng đặc biệt quan trọng trong
hoạt động sinh lý của cơ thể) điều này giải thích được rằng cholesterol không hoàn
8
toàn không có lợi cho sức khỏe. tuy nhiên đối với những người già và béo phì thì sự có
mặt của cholesterol là điều đáng lo ngại.
Trong cơ thể chất béo được chuyển hóa cung cấp năng lượng cho cơ thể
làm việc chống lại sự giảm thân nhiệt do ảnh hưởng của những yếu tố bên ngoài (khí
hậu, nhiệt độ). Ví dụ đơn giản nhất là khi trời lạnh những người có lớp mỡ dưới da dày
sẽ chịu lạnh tốt do do chất béo kém truyền nhiệt nên nó giống như chiếc áo thiên nhiên
giúp cơ thể không bị lạnh. Các công trình nghiên cứu về y học cũng đã cho thấy chất
béo có quan hệ trực tiếp đến sự sống và chết của vi sinh vật. Người ta đã phát hiện
được nhiều loại acid béo và dẫn xuất của nó có tính hoạt động sinh học rất cao. Một ví
dụ điển hình về mặt này là sự phát hiện vai trò của cholesterol của các acid béo không
no như acid béo linolic, acid linoleic và một vài loại khác được ứng dụng và chữa một
số bệnh tim mạch và từ đó người ta khẳng định được vai trò cần thiết của chúng đồng
thời khẳng định vai trò của một loại sinh tố đó là sinh tố F – những acid amin không
thay thế.
Chất béo là một loại dung môi đặc biệt để hòa tan các vitamin tan trong chất
béo như A, D, E, K… và chất béo cũng có tác dụng nhất định đối với sự đồng hóa cũng
như hiệu quả tác dụng sinh lý của các vitamin này. Các chất béo trong cơ thể còn có
tác dụng như chiếc đệm mềm mại giữ cho các bộ phận trong cơ thể không bị va chạm,
cọ xát và gây tổn thương. Bổ sung lượng cholesterol cần thiết và hoàn chỉnh khi chơ
thể còn nhỏ.
Trong công nghiệp dầu mỡ là một nguyên liệu cơ sở của công nghiệp thực

phẩm xào nấu tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho thức ăn.
Trong công nghiệp đồ hộp các chất béo (dầu mỡ) dùng để bảo quản thịt cá
và các loại đồ hộp, chế biến bánh kẹo, mì ăn liền…magarine, mayonine là những loại
thức ăn quý có giá trị dinh dưỡng cao.
1.5 Giá trị sinh vật học của chất béo và sơ lược vai trò của nó
trong tổ chức sinh vật
Vai trò của chất béo trong tổ chức sinh vật mang nhiều tính chất và ý nghĩa
khác nhau.
Chất béo là loại vật chất có nhiệt lượng lớn nghĩa là khi nó bị oxy hóa hoàn
toàn (do đốt cháy hoặc đồng hóa trong cơ thể) sẽ cho ta một năng lượng lớn.
Do giá trị nhiệt lượng cao nên có thể xác định công dụng của chất béo trong
cơ thể sinh vật như là chất dự trữ năng lượng. Chúng ta đều biết động vật trong khi ốm
9
đau, lượng dự trữ dầu mỡ giảm xuống còn trong thời kỳ khỏe mạnh thì hồi phục lại
trạng thái bình thường.
Tác dụng dự trữ năng lượng của dầu mỡ còn cho ta thấy rõ trong khi nghiên
cứu về các loài cá, khi di chuyển đến nơi đẻ trứng tuy cá không ăn, nhưng chất béo
trong cơ thể tiêu hao để cung cấp năng lượng cho chúng, vì vậy lượng chất béo trong
cơ thể cá đến nơi đẻ trứng thường ít hơn rất nhiều so với khi chúng sinh sống bình
thường.
Một tác dụng quan trọng của chất béo là khi bị tiêu hủy sinh ra nước, lượng
nước này thường nhiều hơn so với khi tiêu hủy các vật chất khác. Ví dụ như khi đốt
100g chất béo thu được 107,1g nước; 100g chất đạm thu được 55,5g nước; 100g chất
đường bột thu được 41,3g nước.
Một số trường hợp nhất định nước sinh ra trong quá trình thiêu hủy rất cần
thiết và có tác dụng quan trọng đối với hoạt động của các chức phận dinh dưỡng của
sinh vật. Điều này chúng ta thấy rõ ràng nhất là đối với các động vật ngũ đông (gấu Bắc
cực) hoặc động vật sống lâu ngày ở các vùng thiếu nước (lạc đà ở các sa mạc). Khi
nghiên cứu về những biến đổi của chất béo trong cơ thể sinh vật người ta cũng đã phát
hiện ra một số tác dụng quan trọng của một số acid béo không no như acid linolic, acid

linolenic và đặc biệt là acid arahydronic. Chúng là những hợp chất có hoạt tính sinh lý
rất cao. Trên cơ sở đó người ta đã lập được một cơ chế về sự điều hòa và chuyển hóa
của các cholesterol của acid béo đó vì cholesterol là một tác nhân gây nên các bệnh về
tim mạch.
Ngày nay người ta cũng nghiên cứu và phát hiện được những tác dụng của
chất béo trong một số cơ năng quan trọng của động vật một ví dụ điển hình về mặt này
là người ta đã tìm thấy một số acid béo không no có trong gan có liên quan đến các
hoạt động sinh lý của gan và một số bộ phận khác.
Đối với thực vật chất béo thường tập trung trong hạt, khi hạt nảy mầm cũng
như trong thời kỳ sinh trưởng ban đầu, chất béo đảm bảo năng lương cung cấp cho sự
phát triển của cây cho đến khi cây đủ rễ, lá, và tự đi tìm thức ăn cần thiết ở môi trường
bên ngoài.
Do những tác dụng quan trọng đó mà chất béo và các dẫn xuất của nó tồn
tại trong hầu hết các bộ phận của giới sinh vật: bao gồm các sinh vật thượng đẳng
cũng như hạ đẳng. từ những nhận xét thực tiễn và những kết quả nghiên cứu từ trước
đến nay cho ta thấy tác dụng sinh lý của chất béo hết sức to lớn đối với sự phát triển
cũng như tái sinh năng lượng của các tổ chức sinh vật.
10
Ta nhận thấy rằng chất béo và các dẫn xuất của nó có những tác dụng đặc
thù rất quan trọng liên quan đối với đặc điểm sinh lý và quá trình phát triển của động
thực vật, và trên thực tế đã trở thành những vật chất không thể thiếu được trong đời
sống của loài người.
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH OXY HÓA VÀ
CHỐNG OXY HÓA

2.1 Sự oxy hóa dầu mỡ
2.1.1 Các dạng oxy
Độ bền oxy hóa của dầu mỡ là khả năng chống lại sự oxy hóa suốt trong
quá trình sản xuất và bảo quản. Khả năng chống lại sự oxy hóa được diễn tả như
khoảng thời gian cần thiết để đạt đến điểm tới hạn của sự oxy hóa dù cho có sự thay

đổi về cảm quan hoặc biến đổi đột ngột trong quá trình oxy hóa hay không. Độ bền
của dầu mỡ là một giá trị quan trọng để xác định chất lượng cũng như khả năng bảo
quản dầu. Sự oxy hóa dầu làm sinh ra các hợp chất lạ cũng như phá hủy các acid
béo thiết yếu có trong dầu mỡ. Sự oxy hóa dầu mỡ xảy ra theo hai cơ chế: tự oxy
hóa và sự oxy hóa quang học. Cả hai loại oxy đều có thể phản ứng với dầu mỡ. Oxy
khí quyển ở trạng thái tam bội
3
O
2
, còn một dạng khác là oxy đơn bội dạng singlet
1
O
2
,
3
O
2
phản ứng với các gốc tự do và là nguyên nhân của sự tự oxy hóa. Tính chất
hóa học của
3
O
2
để có thể phản ứng gốc lipid có thể giải thích theo orbital phân tử
(hình 1).
3
O
2
ở trạng thái nền, với 2 electron không cặp đôi trong orbital 2πp.
3
O

2
có
moment từ tính cố định với 3 mức trạng thái năng lượng dưới từ trường. Vì vậy,
3
O
2
được gọi là trạng thái tam bội.
3
O
2
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 oxy hóa quang học chỉ xảy ra trong điều kiện có
ánh sáng, chất nhạy ánh sáng và oxy dạng đơn bội
1
O
2
.
Cấu hình electron lớp 2πp của
1
O
2
như hình 2. Vì một orbital trong lớp 2πp
được cặp đôi, còn orbital còn lại hoàn toàn trống nên
1
O
2
có một mức năng lượng
dưới từ trường và nó có ái lực điện tử.
1

O
2
phản ứng dễ dàng với các hợp chất có
mật độ điện tử cao như các liên kết đôi của acid béo không bão.
1
O
2
có mức năng
11
lượng 93,6 kJ, trên mức năng lượng cơ bản của
3
O
2
. Trong dung môi,
1
O
2
bị vô hoạt
do năng lượng của nó bị 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.
Hình 1: Cấu hình orbital phân tử của oxy tam bội
3
O
2
Hình 2: Cấu hình điện tử của orbital phân tử lớp 2πp
2.1.2. Cơ chế oxy hóa dầu mỡ
2.1.2.1. Oxy hóa do phản ứng thủy phân
Phản ứng thủy phân lipid cũng có thể xảy ra, khi có enzyme cũng như
không có enzyme xuc tác.
Trường hợp thứ nhất xảy ra trong pha “ béo ’’ và chỉ có nước hòa tan

trong lipid (dầu , mỡ) mới tham gia phản ứng nghĩa là phản ứng tiến hành trong môi
trường đồng thể. Khi trong dầu mỡ có mặt của nước với một lượng đáng kể, nhưng
ở nhiệt độ thường thì tốc độ phản ứng xảy ra cũng rất bé. Vì lẽ ở nhiệt độ thường
vận tốc thủy phân xảy ra rất chậm. Hơn nữa khả năng không hòa tan của pha nước
trong pha béo cũng ngăn cản sự tiếp xúc cần thiết giữa chúng.
Trường hợp có enzyme xúc tác thường xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa
lipid và nước. Enzyme lipase xúc tác phản ứng thủy phân có thể có trong nguyên liệu
cũng như do vi sinh vật mang vào.
12
Lipase là một globulin, có nhiều trong hạt thầu dầu, tác dụng tối ưu là ở
35-38, hoạt độ của nó giảm xuống một cách đáng kể khi chế biến thủy nhiệt cũng
như khi ép nóng các hạt có dầu. Lipase có đặc hiệu thấp so với cấu trúc của lipid
nhưng lại có đặc hiệu quang học cao đối với những cơ chất có hoạt quang. Nói
chung đối với những cơ chất không mang điện tích thì độ dài của mạch carbon của
acid béo tham gia trong lipid có ý nghĩa lớn đối với hoạt độ của lipase.
Trong trường hợp đơn giản nhất của sự oxy hóa do phản ứng thủy phân
thường thấy khi bảo quản bơ và margarin, khi đó sẽ giải phóng ra acid butyric là acid
có mùi rất khó chịu.
2.1.2.2. Sự tự oxy hóa dầu mỡ (oxy hóa hóa học)
Sự tự oxy hóa dầu xảy ra theo 3 bước: khởi mạch, phát triển mạch và
kết thúc mạch.
• Khởi mạch: RH → R
•

+ H
•

• Phát triển : R
•


+
3
O
2
→ ROO
•

ROO
•

+ RH → ROOH + R
•

• Kết thúc mạch: ROO
•

+ ROO
•
→ ROOR +
3
O
2
ROO
•

+ R
•
→ ROOR
R
•

+ R
•
→ R-R (R : lipid
alkyl)
• Khởi mạch oxy hóa bậc 2:
ROOH → RO
•
+
•
OH
2ROOH → ROO
•
+ RO
•
+ H
2
O
• Khởi mạch oxy hóa bậc 2 dưới xúc tác kim loại:
M
n+
+ ROOH → RO
•

+
−
OH + M
(n+1)+
M
(n+1)+
+ ROOH → ROO

•
+ H
+
+ M
(n)+
Sự tự oxy hóa dầu mỡ 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
3
O
2
. 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 vị 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 vị trí C-
8, C-11, C-14 của acid linoleic lần lượt là 75, 50, 75 kCal/mol.
Các gốc alkyl (R
•
) phản ứng với
3
O
2
để hình thành gốc peroxy(ROO
•
).
Phản ứng giữa alkyl và
3
O

2
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
13
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
oxy 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.
Hình 3: Sự hình thành hydroperoxide trong sự tự oxy hóa của acid
linoleic
Hydroperoxide là sản phẩm bậc 1 của sự oxy hóa dầu mỡ . 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 bị phân hủy thành các gốc alkoxyl để sau đó hình thành
nên aldehyde, ketone, acid, ester, alcohol và các hydrocarbon mạch ngắn. Con
14
đường phân hủy hydroperoxide là bẽ gãy liên kết giữa oxy-oxy để tạo ra gốc alkoxyl
và gốc hydroxyl. 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, alkoxyl 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 hydroxyl hay vận chuyển hydro, sản phẩm oxy
hóa bậc hai cuối cùng là aldehyde, ketone, alcolhol và hydro carbon mạch ngắn.
Hình 4: Cơ chế phân hủy hydroperoxide để tạo thành sản phẩm oxy hóa
bậc 2
Thời gian cần thiết để hình thành sản phẩm bậc hai tùy thuộc vào loại
dầu. Các sản phẩm oxy 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 oxy hóa bậc hai chỉ tạo thành khi nồng độ hydroperoxide là đáng kể.
2.1.2.3. Sự oxy hóa quang học
15

Sự oxy 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.
Hình 5: Trạng thái hoạt động và vô hoạt của chất nhạy ánh sáng
Các chất nhạy ánh sáng dạng tam bội (
3
Sen
*
) 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
bị phân hủy cho ra hydroperoxide và hydroperoxide này phản ứng với superoxide để
cho ra oxy đơn bội
1
O
2
, trong sự hiện hiện của kim loại như sắt và đồng.
O
−
2
•
+ O
−
2
•
+ 2H
+

→ H
2
O
2
+ O
2
H
2
O
2
+ O
−
2
•

→ HO
•
+ OH
−
+ O
2
Năng lượng kích thích của
3
Sen
*
có thể được vận chuyển lên trên
3
O
2
gần kề

để hình thành nên
1
O
2
và chất nhạy ánh sáng này sẽ quay trở về trạng thái nền, dạng
đơn bội
1
Sen (loại II). Một phân tử
1
Sen
*
có thể sản sinh 10
5
phân tử
1
O
2
trước khi bị 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 bị oxy hóa như
phenol, amine hay những chất có tính khử như quinon thường phản ứng theo loại I.
Trong khi đó, các chất chưa bị oxy hóa hay bị khử như olefin, diene, các hợp chất thơm
16
thường phản ứng theo loại II. Sự oxy hóa của chất nhạy ánh sáng là nguyên nhân gây
ra sự oxy hóa dầu theo sự khởi mạch của oxy đơn bội
1
O
2
.


1
O
2
có thể phản ứng hóa học với các phân tử khác hay vận chuyển năng
lượng vào chúng. Khi
1
O
2
phản ứng với các acid không bão hòa, phần lớn các
hydroperoxide được hình thành theo phản ứng ene (hình 7).
1
O
2
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.
Hydroperoxide, được hình thành từ
1
O
2
, bị phân hủy theo cơ chế giống như
hydroperoxide bị phân hủy trong sự tự oxy 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
17

2.1.2.4. Quá trình oxy hóa sinh hóa học
 Oxy hóa do enzyme lipoxydase

Trong quá trình khai thác cũng như bảo quản, dầu mỡ có thể bị oxy hóa
dưới tác dụng xúc tác của enzyme lipoxydase để tạo thành những sản phẩm khác
nhau.
Lipoxydase hay lipoxygenase là enzyme xúc tác sự oxy hóa các acid béo
không no chứa 2-3 nối đôi (hoặc nhiều hơn) như acid linoleic, linolenic, acid arachidic.
Điểm đặc biệt là lipoxygenase chỉ oxy hóa dạng cis-cis còn dạng cis-trans hoặc trans-
trans thì hoàn toàn không tác dụng. Cả ba acid này đều bị oxy hóa với tốc độ như nhau.
Điểm khác là các hydroperoxide được tạo thành ở đây có hình thể cis- trans và có hoạt
động quang học.
Tappel và Boyer cho rằng mỗi một phân tử linoleat đều bị oxy hóa trực tiếp
dưới tác dụng của enzyme. Đầu tiên tạo phức hợp giữa linoleat, oxy và lipoxygenase.
Tiếp đó các gốc kép được tạo thành do kết quả của sự chuyển hydro từ linoleat tới oxy.
Một nối đôi bị chuyển chỗ để tạo nên hệ thống nối đôi luân hợp. Phức hợp bị phân ly
giải phóng ra enzyme lipoxydase và hydroperoxide có dạng cis-trans. Từ hydroperoxide
sẽ chuyển hóa một cách bình thường để tạo ra epoxyt, aldehyt, ceton và những sản
phẩm oxy hóa khác.
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự oxy hóa dầu mỡ
Sự oxy hóa lipid chịu 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 bị oxy hóa nhiệt động, chất màu và chất
chống oxy hóa.
2.2.1. Thành phần acid béo tự do trong dầu
Dầu càng ít bão hòa thì càng dễ bị oxy 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 oxy hóa cơ
bản sau thời gian khởi mạch sẽ tăng lên. Dầu nành, dầu hướng dương, dầu rum bảo
quản trong bóng tối có khoảng thời gian khởi mạch ngắn đáng kể so với dầu dừa và
dầu cọ. Dầu có chứa nhiều acid oleic hoặc stearic hoặc dầu được hydrogen hóa
thường có độ bền oxy hóa cao. Tốc độ tự oxy 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
18

này phụ thuộc vào loại acid béo hay acylglycerol. Tốc độ tự oxy hóa tương đối của acid
oleic, linoleic, linolenic theo tỉ lệ1:40-50:100 dựa trên sự hấp thu oxy (Min and Bradley
1992).
Sự khác biệt trong tốc độ oxy hóa dạng
1
O
2
giữa các acid béo thì thấp hơn
so với tốc độ tự oxy hóa. Tốc độ phản ứng giữa
1
O
2
với acid stearic, oleic, linoleic,
linolenic lần lượt là 1,2.10
4
; 5,3.10
4
; 7,3.10
4
; 10.10
4
M
-1
s
-1
(Vever Bizet, 1989). Dầu nành
phản ứng với
1
O
2

với tốc độ 1,4.10
5
M
-1
s
-1
trong methylene chloride ở 20
o
C (Lee và Min,
1991). Loại acid béo không bão hòa, các liên hợp hoặc không liên hợp, có ba liên kết
đôi ít ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng giữa lipid và
1
O
2.
2.2.2. Quá trình xử lý dầu
Phương pháp xử lý dầu có ảnh hưởng đến độ bền oxy hóa của dầu mỡ. Độ
bền oxy 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
o
C là
10,5±1,9h thấp hơn so với dầu vừng là 8,1±0,7h. Độ bền oxy 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 oxy hóa của dầu
do có sự hình thành các sản phẩm Maillard. Các chất này đóng vai trò như những chất
chống oxy hóa tự nhiên.
2.2.3. Nhiệt độ và ánh sáng
Sự tự oxy hóa dầu mỡ và sự phân hủy hydroperoxide tăng lên khi nhiệt độ
tăng. Sự hình thành các sản phẩm tự oxy 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

o
C trong tối thì cao hơn tốc độ hình thành
hydroperoxide.
Nhiệt độ ít ảnh hưởng đến sự oxy hóa
1
O
2
do năng lượng hoạt hóa thấp (từ
0-6 kcal/mol). Yếu tố ảnh hưởng nhiều hơn là ánh sáng. Ánh sáng có bước sóng càng
ngắn càng ảnh hưởng sự ôi hóa dầu mỡ. Khi nhiệt độ gia tăng thì ảnh hưởng của ánh
sáng đối với sự ôi hóa lipid giảm.
2.2.4. Oxy
Sự oxy hóa dầu mỡ có thể xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa dầu mỡ, oxy và
chất xúc tác. Nồng độ và loại oxy cũng ảnh hưởng đến sự oxy hóa dầu. Nồng độ oxy
trong dầu mỡ phụ thuộc vào áp suất riêng phần trên mặt thoáng của nó. Khi lượng oxy
trong dầu mỡ càng nhiều thì sự oxy hóa càng nhiều. Oxy hòa tan trong dầu nhiều hơn
19
trong nước và trong dầu thô nhiều hơn trong dầu tinh luyện. Ảnh hưởng của nồng độ
oxy đến sự oxy hóa dầu tăng ở nhiệt độ cao và có sự hiện diện của kim loại.
Tốc độ oxy hóa dầu mỡ thì không phụ thuộc vào nồng độ oxy khi nồng độ oxi
này cao. Khi nồng độ oxy giảm xuống, tốc độ oxy hóa lipid phụ thuộc vào nồng độ oxy
nhưng không phụ thuộc vào nồng độ lipid. Khi hàm lượng oxy trên mặt thoáng dầu trên
4-5% thì tốc độ tự oxy hóa của dầu sẽ không phụ thuộc vào nồng độ oxy mà phụ thuộc
trực tiếp vào nồng độ lipid. Ngược lại, khi hàm lượng oxy trên mặt thoáng dầu thấp hơn
4%, tốc độ tự oxy hóa dầu mỡ phụ thuộc vào hàm lượng oxy và không phụ thuộc vào
nồng độ lipid. Sự oxy hóa dầu bông ở 50
o
C trong tối được xác định 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 oxy nhiều hơn 1% thì sự oxy hóa dầu giảm.

Oxy 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 hàm
lượng oxy thấp, tốc độ oxy hóa dầu ít phụ thuộc vào hàm lượng oxy. 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 oxy 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-on có thể xảy ra ở 50
o
C nhưng ở 35
o
C thì không có.
Tốc độ phản ứng giữa dầu và oxy tùy thuộc vào loại oxy. Tốc độ phản ứng
của oxy singlet
1
O
2
thì cao hơn so với
3
O
2
bởi vì
1
O
2
có thể phản ứng trực tiếp với lipid.
3
O
2
chỉ phản ứng với lipid ở trạng thái gốc tự do. Linoleate phản ứng với
1

O
2
nhanh hơn
1430 lần so với
3
O
2
.
2.2.5. 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, phospholipid, peroxide,
chlorophyll, carotenoid, hợp chất phenolic và tocopherol. Một vài trong số chúng làm
tăng tốc độ oxy hóa, một số đóng vai trò như những chất chống oxy hóa.
2.2.5.1. 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 bị oxy hóa hơn các acid béo được ester hóa. Các acid béo đóng vai trò
như những chất kích thích sự oxy hóa dầu. Chúng có những nhóm chức ưa nước và
20
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 oxy vào dầu, thúc đẩy sự
oxy hóa dầu.
Thông thường, mono- và diacylglyceride có hàm lượng từ 0,07 -0,11 và 1,05
– 1,2% khối lượng dầu nành. Chúng đóng vai trò như những chất hỗ trợ sự oxy hóa
dầu. Chúng cũng làm giảm ứng suất bề mặt dầu và do đó làm tăng tốc độ oxy hóa dầu.
2.2.5.2. Kim loại
Dầu thô chứa các kim loại chuyển tiếp như sắt và đồng. Kim loại làm tăng

sự oxy hóa dầu do chúng làm giảm năng lượng hoạt hóa trong bước khởi mạch của sự
tự oxy 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 oxy hoạt động như
1
O
2
,
gốc hydroxy từ
3
O
2
và hydrogen peroxide. Gốc alkyl lipid và oxy hoạt động thúc đẩy sự
oxy hóa dầu. Đồng thúc đẩy sự phân hủy hydroperoxide nhanh gấp 50 lần so với, còn
Fe
2+
thì thúc đẩy sự phân hủy này nhanh gấp 100 lần so với Fe
3+
. Phản ứng giữa kim
loại và lipid xảy ra theo sơ đồ sau:
Fe
3+
+ RH → Fe
2+
+ R
−
+ H
+
Fe
2+
+

3
O
2
→ Fe
3+
+ O
−
2
•
O
−
2
•

+ O
−
2
•

+ 2H
+
→
1
O
2
+ H
2
O
2
H

2
O
2
+ O
−
2
HO
•

+ OH
−
+
1
O
2
Fe
2+
+ H
2
O
2
→ Fe
3+
+ OH
−
+ HO
•
Kim loại cũng thúc đẩy sự tự oxy hóa lipid bằng cách phân hủy các
hydroperoxide theo phản ứng sau:
ROOH + Fe

2+
(Cu
+
) → RO
•

+ Fe
3+
(Cu
2+
) + OH
−
ROOH + Fe
3+
(Cu
2+
) → ROO
•

+ Fe
2+
(Cu
+
) + H
+
Fe
2+
có tính hoạt động cao hơn so với Fe
3+
trong sự phân hủy

hydroperoxide. Fe
3+
cũng gây phân hủy các hợp chất phenolic như acid caffeic trong
dầu olive và làm giảm độ bền oxy hóa của dầu này.
Hoạt tính hỗ trợ oxy hóa của sắt có thể bị ngăn chặn bởi lactoferrin trong
dầu cá hoặc dầu nành trong khoảng nhiệt độ từ 50-120
o
C. Lactoferrin có thể kết hợp
với sắt làm giảm bề mặt hoạt động của sắt. Vì thế sự oxy hóa dầu giảm xuống.
2.2.5.3. Phospholipid
21
Dầu thô có chứa phospholipid như phosphatidyl ethanolamine, phosphatidyl
choline, phosphatidyl inositol, phsphatidyl serine và acid phosphatidic nhưng phần lớn
chúng bị loại bỏ trong quá trình tinh luyện dầu. Phospholipid vừa đóng vai trò là chất
chống oxy hóa vừa là chất hỗ trợ sự oxy hóa dầu tùy thuộc vào hàm lượng
phospholipid và kim loại xúc tác. Sự oxy hóa của docosahexaenoic acid giảm xuống khi
phối trôn nó với dầu theo tỷ lệ 1:1.
Cơ chế chống oxy 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 oxy hóa dưới mọi điều kiện. Phospholipid làm giảm sự oxy hóa bằng cách
cô lập kim loại. Nồng độ thích hợp cho pohpholipid thể hiện hoạt tính chống oxy hóa là
3-60 ppm. Phophospholipid bổ sung vào dầu nành với nồng độ 5-10 ppm sẽ làm giảm
sự ôi hóa dầu, còn ở nồng độ cao hơn nó sẽ thể hiện vai trò như chất hỗ trợ sự ôi hóa
dầu. Phospholipid chỉ thể hiện hoạt tính chống oxy 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 oxy vào dầu. Vì thế, sự oxy
hóa dầu được thúc đẩy nhanh hơn.

2.2.5.4. 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
O
2
trong sự có mặt của ánh sáng và oxy khí quyển
3
O
2
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 oxy hóa bằng cách chúng nhường điện tử cho các gốc tự do để hình thành nên
các gốc bền (theo Endo1985, Francis vàIsabel 1992).
2.2.5.5. Các hợp chất bị oxy hóa nhiệt động
22
Quá trình tinh luyện dầu làm sản sinh ra hợp chất bị oxy 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
o
C 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 bị oxy 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 oxy hóa dầu.
2.3. Sự chống oxy hóa dầu mỡ
2.3.1. Cơ chế chống oxy hóa
2.3.1.1. ỨC chế sự tạo thành các nhóm chất chứa oxy 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
1
O
2.
2.3.1.2. Chọn lọc các gốc tự do
Bắt giữa các gốc tự do, ức chế phản ứng oxy hóa ban đầu cũng như phá
vỡ chuỗi phản ứng dây chuyền. Polyphenol cũng là một nhóm các chất chống oxy 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 oxy hóa tự nhiên rất quan trọng.
Chúng ta có thể thu các chất chống oxy hóa tự nhiên từ trái cây, thảo dược và gia vị…
Bảng 2 : Bảng phân loại và cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa
Phân loại chất chống
oxy hóa
Cơ chế hoạt tính
chống oxy hóa
Ví dụ về chất chống
oxy hóa
Các chất chống oxy
hóa đúng nghĩa
Vô hoạt các gốc lipid
tự do

Hợp chất phenolic
Chất làm bền hy
droperoxide
Ngăn chặn sự phân
hủy hydroperoxide thành
các gốc tự do
Hợp chất phenolic
23
Chất hỗ trợ Tăng hoạt tính cho
chất chống oxy hóa chính
Acid citric, acid
ascorbic
Chất cô lập kim loại Liên kết kim loại
nặng thành những hợp
chất không hoạt động
Acid phosphoric,
hợp chất maillard, acid
citric
Chất dập tắc oxy
đơn bội,
1
O
2
Chuyển
1
O
2
→
3
O

2
Carotenoid
Chất làm giảm
hydroperoxide
Giảm lượng
hydroperoxide theo cách
không tạo gốc tự do
Protein, amino acid

2.3.2. Sự chống oxy hóa
Sự khử gốc tự do của chất chống oxy hóa, trong đó các electron không
ghép đôi của gốc tự do sẽ được nhận electron của chất chống oxy hóa để tạo thành
các electron ghép đôi bền vững.
Hình 8: Sự chống oxy hóa
Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá quá trình chống oxy hóa, trong đó mỗi chỉ tiêu
thể hiện một khía cạnh của hoạt động chống oxy hóa, như vậy nhiều chỉ tiêu sẽ phản
ánh một quá trình chống oxy hóa cụ thể. Một số chỉ tiêu thường được sử dụng để đánh
giá quá trình chống oxy hóa như: hoạt động quét gốc tự do DPPH, hoạt động quét gốc
H
2
O
2
, hoạt động khử ion Fe
3+
, hoạt động chuyển ion Fe
2+
…
24
2.3.2.1. Hoạt động quét gốc tự do DPPH
Cơ chế của hoạt động quét gốc tự do DPPH là sự ghép đôi hydro và đình

chỉ quá trình oxy hóa bằng sự chuyển các gốc tự do sang trạng thái ổn định hơn. Như
vậy, khi có mặt của chất chống oxy hóa nó sẽ khử gốc tự do DPPH và làm cho dung
dịch bị giảm màu sắc, do đó độ hấp thụ của dung dịch sẽ giảm đi.
Z + AH → ZH + A•
Trong đó: Z : là gốc tự do DPPH, AH: là chất chống oxy hóa
2.3.2.2. Hoạt động khử ion Fe
3+
Cơ chế của hoạt động khử ion Fe
3+
là sự ghép đôi electron và đình chỉ phản
ứng oxy hóa dây chuyền bằng sự khử dạng oxy hóa thành dạng tự do. Nguồn gốc
chính của gốc tự do hydroxyl là phản ứng Haber-Weiss, trong đó gốc tự do superoxide
khử Fe
3+
thành Fe
2+
, sau đó nó xúc tác cho phản ứng Fenton giữa Fe
2+
và H
2
O
2
. Như
vậy, khi có mặt của chất chống oxy hóa nó sẽ khử gốc tự do superoxide nên hạn chế
sự khử Fe
3+
thành Fe
2+
và làm cho dung dịch giữ màu sắc, do đó độ hấp thụ của dung
dịch sẽ tăng lên.

O
2
-
+ Fe
3+
→ O
2
+ Fe
2+
Fe
2+
+ H
2
O
2
→ Fe
3+
+ OH
-
+
•
OH
2.3.2.3. Hoạt động quét gốc H
2
O
2
Hydroperoxide có thể làm tăng sự hình thành gốc tự do hydroxyl trong tế
bào và gây độc. Nguồn gốc của gốc tự do hydroxyl là phản ứng Fenton giữa Fe
2+
và

H
2
O
2
:
Fe
2+
+ H
2
O
2
→ Fe
3+
+ OH
-
+
•
OH
2.3.2.4. Hoạt độ chuyển ion Fe
2+

Nguồn gốc của các gốc tự do hydroxyl là phản ứng Fenton giữa Fe
2+
và
H
2
O
2.
Như vậy, khi có mặt của chất chống oxy hóa sẽ hạn chế sự chuyển Fe
2+

thành
Fe
3+
nên màu của dung dịch phản ứng sẽ nhạt hơn, do đó độ hấp thụ sẽ giảm đi.

25