Các hợp chất chống oxi hóa

CHẤT CHỐNG OXI HÓA TỔNG HỢP KHÁI QUÁT VỀ GỐC TỰ DO VÀ CHẤT CHỐNG OXI HÓA PHÂN LOẠI CHẤT CHỐNG OXI HÓA TRONG THỰC PHẨM NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG CHẤT CHỐNG OXI HÓA... Sự oxy hóa:

CHÀO MỪNG CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI SEMINAR CỦA

NHÓM 5

CÁC HỢP CHẤT

CHỐNG OXI HÓA

CHỦ ĐỀ:

NỘI

DUNG

1 SỰ OXY HÓA VÀ GỐC TỰ DO

2 KHÁI NIỆM CHẤT CHỐNG OXI HÓA

1 CHẤT CHỐNG OXI HÓA TỰ NHIÊN

2 CHẤT CHỐNG OXI HÓA TỔNG HỢP

KHÁI QUÁT VỀ GỐC TỰ DO VÀ CHẤT CHỐNG OXI HÓA

PHÂN LOẠI CHẤT CHỐNG OXI HÓA TRONG THỰC PHẨM

NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG CHẤT CHỐNG OXI HÓA

I Khái quát về gốc tự do và chất chống oxy hóa

1 Sự oxy hóa và gốc tự do :

a Sự oxy hóa:

Sự oxy hóa: là loại phản ứng hóa học trong

đó electron được chuyển sang chất oxy hóa

có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật

Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực

phẩm, sự oxy hóa chất béo là nguyên nhân hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm.

1 Sự oxy hóa và gốc tự do :

a Sự oxy hóa:

Các chất béo chứa nhiều acid béo không

no như oleic, linoleic, linolenic… trong

phân tử chứa nhiều nối đôi nên rất dễ bị oxy hóa tạo thành các hydroperoxide, hợp chất này tiếp tục phân giải thành các sản phẩm có mùi khó chịu ( mùi ôi, tanh, mùi kim loại, mùi thực phẩm cũ…)

Do đó chất béo không no được xem là

hợp chất không bền

superoxide dismutase Chất chống oxy hóa yếu hay còn gọi là chất ức chế có thể phá hủy tế bào

 Có hai kiểu phản ứng oxy hóa không no:

- Phản ứng tự oxy hóa

- Phản ứng oxy hóa dưới tác dụng của enzyme

lipoxygenase: một số ezyme có khả năng xúc tác phản ứng tạo sản phẩm trung gian góp phần thúc đẩy quá

trình oxy hóa chất béo diễn ra nhanh hơn.

1 Sự oxy hóa và gốc tự do :

a Sự oxy hóa:

 Cơ chế phản ứng oxy tự hoá chất béo

Bao gồm 3 gian đoạn: khởi tạo, lan truyền, kết thúc.

- Khởi tạo: sự tạo thành các gốc tự do như

peroxy, alkoxy, alkyl

- Lan truyền: tạo các sản phẩm trung gian là các monohydroxyperoxide không mùi, không vị

1 Sự oxy hóa và gốc tự do:

• b Gốc tự do:

 Nguyên tử là thành phần cơ bản nhất và nhỏ nhất cấu tạo nên vật chất Một nguyên tử bao gồm một hạt nhân và các Nơ-tron

 Phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử gắn kết với nhau bởi hoạt động của các cặp electron này Một electron bị kéo ra khỏi chỗ cố hữu của nó trong phân tử, và tạo thành

một gốc tự do.

 Về bản chất, gốc tự do là một electron độc thân Các gốc

tự do rất không ổn định và nhạy cảm Chúng tìm kiếm

những electron khác để hình thành một cặp electron mới Các gốc tự do gây hại khi chúng kéo những electron từ

các tế bào bình thường

1 Sự oxy hóa và gốc tự do :

b Gốc tự do:

1 Sự oxy hóa và gốc tự do:

b Gốc tự do:

 Ảnh hưởng của gốc tự do:

- Chúng gây ra tổn thương cho tất cả các chất liệu và

mô trong cơ thể Mô mỡ là nơi bị tổn thương sớm nhất

và thường gặp nhất, vì đó là loại mô có xu hướng đặc biệt dễ bị oxy hóa Gốc tự do gây ra một chuỗi các phản ứng liên tục xảy ra trên các chất mỡ.

- Các gốc tự do có thể gây tổn hại cho các acid nucleic

cơ bản.

- Gốc tự do còn làm tổn thương protein.

 Chúng chỉ có thể bị chặn đứng bởi các chất chống oxy

hóa.

2.Khái niệm chất chống oxy hóa

a Khái niệm chất chống oxy hóa:

 Chất chống oxi hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn

hoặc làm chậm quá trình oxi hóa chất khác Chất chống oxi hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxi hóa bằng cách oxi hóa chính chúng

 Một số phụ gia thực phẩm đã được sử dụng trong nhiều

thế kỷ Ví dụ: bảo quản bằng làm dưa chua

(với dấm), ướp muối- chẳng hạn như với thịt ướp muối xông khói, hay sử dụng điôxít lưu huỳnh như trong một

số loại rượu vang

 Chất chống oxy hóa làm giảm tác dụng của các quá

trình oxy hóa nguy hiểm bằng cách liên kết với nhau với các phân tử có hại, giảm sức mạnh huỷ diệt của chúng ( Bất kỳ chất nào ngăn ngừa hay làm chậm sự oxy hóa đều được gọi là chất chống oxy hóa)

b.Cơ chế hoạt động của chất

II Phân loại các chất chống oxy hóa:

Chất chống oxy hóa gồm hai loại:

- Chất chống oxy hóa tự nhiên

- Chất chống oxy hóa tổng hợp

a Chất chống oxy hóa tự nhiên:

 Các chất béo không no trong mô sinh học tương đối bền, nguyên nhân là do trong

mô sinh học có chứa các chất chống oxy hóa cũng như các enzyme ngăn ngừa

hiện tượng oxy hóa

a Acid ascorbic (Vitamin C)

Nguồn gốc: Vitamin

C Có nhiều trong các

loại rau quả tươi như

nước cam, chanh…

và có hàm lượng cao

trong rau xanh, đặc

biệt là bông cải xanh,

tiêu, khoai tây,rau cải,

cà chua, quýt, chanh,

bưởi…

a Acid ascorbic (Vitamin C)

 Vitamin C hay acid ascorbic là chất dinh dưỡng

chủ yếu cho động vật bậc cao và các loài khác

Sự hiện diện của acid ascorbic có vai trò quan trọng cho những phản ứng trao đổi chất cho

động vật, cây trồng và những hoạt động bên

trong của cơ quan con người.

 Acid ascorbic được biết đến như là vitamin mà

sự thiếu hụt của nó là nguyên nhân gây ra bệnh scorbus ( do thiếu vitamin C trong cuộc sống

hằng ngày).

a Acid ascorbic (Vitamin C)

 Tính chất

Axit ascorbic là chất rắn màu trắng, hòa tan trong nước để

cung cấp cho các giải pháp có tính axit nhẹ

 Cơ chế tác dụng

- Acid ascorbic bị oxy hóa cho acid dehydroascorbic; đây là

phản ứng oxy hóa khử thuận nghịch, qua đó vitamin C tác dụng như một đồng yếu tố (cofactor), tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh trong cơ thể, như: Hydroxyl hóa.Amid hóa Làm dễ

dàng sự chuyển hóa prolin, lysin sang hydroxyprolin và

hydroxylysin (trong tổng hợp collagen) Giúp chuyển acid folic thành acid folinic trong tổng hợp carnitin

- Tham gia xúc tác oxy hóa thuốc qua microsom (cytochrom P450) gan; giúp dopamin hydroxyl hoá thành nor-adrenalin

Giúp dễ hấp thu sắt do khử Fe3+ thành Fe2+ ở dạ dày, để rồi

dễ hấp thu ở ruột.

3Fe3 + ascorbic  2Fe2 + dehydroascosbate

2Fe2 +2 H2O2  2Fe3 + 2OH· +

a Acid ascorbic (Vitamin C)

 Ở mô, vitamin C giúp tổng hợp collagen, proteoglycan và các thành phần hữu cơ khác ở răng, xương, nội mô mao mạch

Trong thiên nhiên, vitamin C có mặt cùng vitamin P (vitamin C2) Vitamin P lại có

tính chống oxy hóa, nên bảo vệ được

vitamin C; hơn nữa vitamin P còn hiệp

đồng với vitamin C để làm bền vững

thành mạch, tăng tạo collagen, ức chế

hyaluronidase và cùng vitamin C, vitamin

E, β-caroten và selen, tham gia thanh thải gốc tự do có hại trong cơ thể

Quá trình hoạt động của vitamin C

Bảng liều lượng sử dụng acid ascorbic

Dầu oliu trộn salad

Nước nho ép đậm đặc, cá đông lạnh

150mg/kg dùng một mình hay kết hợp với acid isoascorbic

200mg/kg 400mg/kg trong sản phẩm cuối cùng 500mg/kg dùng một mình hay kết hợp với acid isoascorbic và muối

isoascorbic 500mg/kg

700mg/kg 1g/kg dùng một mình hay kết hợp với các ascorbat

b Tocopherol( vitamin E)

Nguồn gốc:

Vitamin E được tìm thấy trong ngũ cốc, hạt dầu, và cũng được tìm thấy trong rau quả, trong sữa và bơ

b Tocopherol( vitamin E)

Phân loại :

Trong số các tocopherol được tìm thấy

trong tự nhiên, các loại α, β, γ và

δ-tocopherol là các loại phổ biến nhất và tất

cả đều thể hiện hoạt tính chống oxy hóa

 Trong đó hình thức δ-tocopherol là các chất chống oxy hóa quan trọng nhất hòa tan trong chất béo

Hoạt tính chống oxy hóa tăng dần theo

thứ tự trên Tuy nhiên, đôi khi thứ tự này cũng thay đổi tùy thuộc vào môi trường và các điều kiện khác (ví dụ như nhiệt độ)

b Tocopherol( vitamin E)

Tính chất:

 Tocopherol là chất lỏng không màu, hòa

tan rất tốt trong dầu thực vật, trong rượu ethylic, ether etylic và ether dầu hỏa

 Tocopherol khá bền với nhiệt, có thể chịu được nhiệt độ đến 170oC khi đun nóng

trong không khí nhưng bị phá hủy nhanh bởi tia tử ngoại

 Trong những tính chất của tocopheol,

tính chất quan trọng hơn cả là khả năng bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa khác nhau

b Tocopherol( vitamin E)

Chức năng, cơ chế:

 Chống oxy hóa, chống lại tác dụng của các gốc

tự do Những gốc tự do này được tạo thành từ những quá trình chuyển hóa bình thường hay dưới tác động của những nhân tố xung quanh.

 Vitamin E có khả năng ngăn chặn phản ứng

của các gốc tự do bằng cách nhường một

nguyên tử hydro của gốc phenol cho gốc

lipoperoxide (LOO) để biến gốc tự do này thành hydroperoxide (LOOH), nhằm bảo vệ màng tế bào.

 Vitamin E được tách ra trong quá trình tinh

luyện dầu.

Công thức cấu tạo hóa học của

Vtamin E

Liều lượng: ADI (Acceptable Daily Intake: lượng ăn vào hằng

ngày chấp nhận được , tính bằng mg/kg thể trọng / ngày) :0,15 - 2

TÊN THỰC PHẨM CÓ DÙNG PHỤ

GIA GiỚI HẠN TỐI ĐA CHO PHÉP SỬ DỤNG TRONG THỰC PHẨM

Nước dứa ép, dứa hộp, mức quả,

10mg/kg tính theo sản phẩm ăn liền 10mg/kg dùng một mình hay kết hợp với Silicon dioxyt

Bảng liều lượng sử dụng alpha- Tocopherol

c Một số chất chống oxy hóa

khác trong tự nhiên:

• Carotenoids: cũng thể hiện hoạt tính

chống oxy hóa, trong đó β-caroten thể hiện hoạt tính chống oxy hoá mạnh nhất

Công thức cấu tạo của β-caroten:

c Một số chất chống oxy hóa

khác trong tự nhiên:

Flavanone và flavonol là các chất có hoạt tính chống oxy hóa cao có thể tìm thấy trong thực vật như trong trà xanh, dược thảo, gỗ…

c Một số chất chống oxy hóa

khác trong tự nhiên:

Công thức cấu tạo:

flavonol

Ngoài ra các redution tạo thành trong phản ứng

Maillard cũng là các chất chống oxy hóa hình thành trong thực phẩm

Phản ứng Maillard:

c Một số chất chống oxy hóa

khác trong tự nhiên:

Nhựa galac( Gum Guaiacum, ): là nhựa từ

cây gỗ Guajacum officinale L chứa khoảng 70% a.α và β guaiaconic, 10% a.guaiaretic

và 15% nhựa guaiacβ và lượng nhỏ guaiac vàng, vanilin….

Nhựa galac dạng cục kích thước không đều,

bên ngoài có màu nâu đen hoặc nâu sẫm, để

ra ngoài có màu xanh lục….

Nhựa này có mùi thơm nhẹ Không tan trong

nước, tan trong chất béo…là một chất chống oxy hóa.

2.Các chất chống oxy hóa tổng

hợp

Các chất chống oxy hóa tổng hợp phải thỏa mãn

các yêu cầu sau:

- Không độc.

- Có hoạt tính chống oxy hóa cao ở nồng độ thấp

- Có thể tập trung được trên bề mặt pha đầu

- Bền trong các điều kiện kỹ thuật của quá trình chế biến thực phẩm.

Các chất chống oxy hóa tổng hợp thường được

dùng: BHT, BHA, THBQ, Tocopherol tổng hợp,

docdecyl gallate, propyl gallate, ascorbyl palmitate.

a BHA

Nguồn gốc:

 BHA được tìm thấy

trong bơ, thịt, ngũ cốc Kẹo cao su, đồ

glyxerit và các dung môi hữu cơ

khác,không tan trong nước,

có mùi phenol (thơm đặc trưng).

 Hoạt tính BHA có thể bị mất khi nhiệt độ cao (trong trường hợp nướng hoặc sấy).

 BHA có thể tác dụng với kim loại kiềm và cho ta màu

hồng.

 BHA thường được sử dụng để giữ chất béo khỏi bị ôi.

Bảng liều lượng sử dụng BHA

175mg/kg dùng một mình hay kết hợp với BHT, gallat

b BHT

 BHT (Butylated hydroxytoluen) Còn được gọi là

3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene;

methyl-di-tertbutylphenol; 2,6-di-tert-butyl-para-cresol

 BHT được tạo thành phản ứng của p-cresol

(4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác bởi acid sulfuric

 Công thức

phân tử:

C15H24O

b BHT

Tính chất:

BHT là bột màu trắng, bền nhiệt hơn BHA nhưng kém tác dụng hơn BHA Tan trong glyxerit, không tan trong nước

BHT ngăn ngừa oxy hóa chất béo Nó

được sử dụng để bảo quản thực phẩm có mùi, màu sắc và hương vị Nhiều vật liệu đồng kết hợp BHT Nó cũng được bổ sung trực tiếp để rút ngắn ngũ cốc và các loại

thực phẩm khác có chứa chất béo và dầu

Liều lượng:

ADI: 0 – 0,125

BHT và BHA hỗn hợp với nhau hiệu quả chống oxy hoá càng tăng cao hơn, hợp chất này gọi là Sustane 6 , tỉ lệ hỗn hợp là BHA 18% + NHT 22% + dầu hạt bông 60%.

Tên thực phẩm có dùng phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong

thực phẩm

Dầu mỡ

Margarine

75mg/kg 100mg/kg

Bảng liều lượng sử dụng BHT đối với một số thực phẩm

BHT và BHA có hại hay không?

 Nghiên cứu cho thấy: Các tính chất hóa học làm

cho BHA và BHT bảo quản tốt thực phẩm cũng

có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người Các đặc tính oxy hóa hoặc chất chuyển hóa của BHA

và BHT có thể góp phần vào việc gây ung thư

 Tuy nhiên các phản ứng tương tự có thể có tác

dụng chống oxy hóa Có bằng chứng cho thấy nếu như cơ thể một người nào đó gặp khó khăn trong chuyển hóa BHA và BHT, sẽ dẫn đến

những thay đổi về sức khỏe và hành vi.

c THBQ

 TBHQ (Tertbutyl hydroquinone) Tertbutyl

hydroquinone TBHQ là một chất chống oxy hóa được dùng rộng rãi trong thực phẩm, mỹ phẩm, cao su, đặc biệt là trong bảo quản các loại dầu

và chất béo.

c THBQ

Còn được sử dụng như một chất ổn định

để hạn chế sự trùng hợp tự động của các peroxit hữu cơ

TBHQ là một tinh thể rắn màu trắng có

mùi đặc trưng, không tan trong nước

nhưng hòa tan trong rượu và ete

III Nguyên lý bảo quản thực phẩm bằng chất chống oxy hóa

 Theo thực nghiệm cho thấy khi có sự phối hợp các chất

chống oxy hóa sẽ có tác dụng tốt hơn trong bảo quản thực phẩm

 BHT và BHA là hai chất được sử dụng rộng rãi, có thể

dùng riêng hoặc phối hợp theo tỉ lệ thích hợp hai chất này trong bảo quản thực phẩm

 BHA sử dụng với liều lượng: 0,01 – 0,02% so với hàm

lượng chất béo.

 BHT cũng sử dụng với liều lượng: 0,01 – 0,02% nhưng chủ yếu dùng trong quá trình chống oxy hóa sinh ra màu vàng làm giảm chất lượng sản phẩm.

 Vitamin E được dùng với liều lượng là: 0,03 – 0,1% so

với chất béo

III Nguyên lý bảo quản thực phẩm bằng chất chống oxy hóa

Một số ứng dụng:

 Trong bảo quản dầu thực phẩm:

- Dầu cọ chứa lượng axit no cao (IV = 45-46), chúng bền với các chất oxy hóa nhưng lại dễ bị thủy phân khi có

nước và enzyme Khả năng chống oxy hóa của các chất chống oxy hóa đối với dầu cọ tăng như sau:

BHA>BHT>TPHQ.

- Dầu dừa: chứa axit béo chuỗi dài, độ nhớt cao, người ta thường sử dụng chất chống oxy hóa là BHA để bảo

quản.

Một số ứng dụng

 Các loại kẹo được sản xuất từ dầu lạc, đậu

nành và các loại khác có chứa các chất dễ oxy hóa Trong công nghệ sản xuất kẹo người ta sử dụng chất chống oxy hóa từ phenol hoặc là hỗn hợp nhiều chất chống oxy hóa với nhau VD:

BHA 0,014%

Một số ứng dụng

Nếu không sử dụng chất chống oxy hóa thì kết quả như thế nào?

• Khi bị oxy hóa, thức ăn sẽ có mùi ôi, tanh,

mùi kim loại, mùi thực phẩm cũ… và mất

đi các acid béo thiết yếu các Vitamin tan trong dầu như: A, D, E, carotenoids bị phá hủy làm giá trị dinh dưỡng của thức ăn bị giảm Do đó, việc bổ sung chất chống oxy hóa trong thực phẩm là cần thiết

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1 SÁCH CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG BẢO

QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM-NXB GIÁO DỤC HÀ NỘI ( PGS.TS LƯƠNG ĐỨC PHẨM).

uan-van%2fbao-cao-chat-chong-oxy-hoa-trong-LOGO