BÀI TIỂU LUẬN HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA

BÀI TIỂU LUẬN HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA Nhóm 19: (sáng t3) Giáo viên hướng dẫn: Phạm Hồng Hiếu Ngô Thị Kim Dung 17077341 Dương Chí Dũng 18085551 Cao Thị Xuân Diệu 18093541 HCM, ngày 01 tháng 06 năm 2020 Mục lục I. Khái niệm chất chống oxy hóa............................................................................3 II. Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá..........................................................3 III. Phân loại chất chống oxy hoá trong thực phẩm...............................................4 1. Chất chống oxy hoá tự nhiên..............................................................................4 a) Acid ascorbic (Vitamin C)............................................................................4 b) Tocopherol......................................................................................................6 b) Một số chất chống oxy hoá tự nhiên khác......................................................9 IV. Hợp chất chống oxi hóa tổng hợp..................................................................11 1. BHT................................................................................................................11 2. BHA...............................................................................................................13 3. TBHQ.............................................................................................................14 V. Chức năng.........................................................................................................15 VI. Các phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa.....................................15 1. Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH:.....................................15 2. Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do NO...........................................16 3. Phương pháp thử hoạt tính ức chế enzyme Xanthine oxidase (XO) (22,27). 16 4. Phương pháp đo MDA (23,24).........................................................................17 VII. Ứng dụng của hoạt tính chống oxy hoá.........................................................19 1. Toccopherol trong ứng dụng màng sinh học.....................................................19 2. Acid ascorbic trong bảo quản trái cây............................................................19 VIII. Tài liệu trích dẫn............................................................................................20

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM



BÀI TIỂU

LUẬN

Nhóm 19: (sáng t3) Giáo viên hướng dẫn: Phạm Hồng Hiếu Ngô Thị Kim Dung 17077341

II Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá 3

III Phân loại chất chống oxy hoá trong thực phẩm 4

1 Chất chống oxy hoá tự nhiên 4

a) Acid ascorbic (Vitamin C) 4

b) Tocopherol 6

b) Một số chất chống oxy hoá tự nhiên khác 9

IV Hợp chất chống oxi hóa tổng hợp 11

1 BHT 11

2 BHA 13

3 TBHQ 14

V Chức năng 15

VI Các phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa 15

1 Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH: 15

2 Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do NO 16

3 Phương pháp thử hoạt tính ức chế enzyme Xanthine oxidase (XO) (22,27) 16 4 Phương pháp đo MDA (23,24) 17

VII Ứng dụng của hoạt tính chống oxy hoá 19

1 Toccopherol trong ứng dụng màng sinh học 19

2 Acid ascorbic trong bảo quản trái cây 19

VIII Tài liệu trích dẫn 20

I 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

Chất chống oxy hóa, chống oxy hóa, làm giảm tác dụng của các quátrình oxy hóa nguy hiểm bằng cách liên kết với nhau với các phân tử cóhại, giảm sức mạnh huỷ diệt của chúng Bất kỳ chất nào ngăn ngừa haylàm chậm sự oxy hóa đều được gọi làchất chống oxy hóa Chúng đượccoi là chất phụ gia thực phẩm để bảo tồn giá trị dinh dưỡng của thựcphẩm bằng cách ngăn chặn caroten, các vitamin tan trong chất béo vàaxit béo thiết yếu chống lại quá trình oxy hóa Số chất chống oxy hóađược phát hiện và phân lập từ các nguồn tự nhiên như thảo mộc, gia vị,rau và trái cây[1]

Hoạt tính chống oxy hóa được định nghĩa là hạn chế quá trình oxy hóaprotein, lipit, DNA hoặc các phân tử khác xảy ra bằng cách ngăn chặngiai đoạn lan truyền trong các phản ứng chuỗi oxy hóa và các chất chốngoxy hóa chính trực tiếp quét sạch các gốc tự do, trong khi các chất chốngoxy hóa thứ cấp gián tiếp ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do thông

qua phản ứng của Fenton (Huang và cộng sự, 2005)[1].

II Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá

Chất chống oxy hóa là chất dinh dưỡng, có thể làm sạch các gốc tự dobằng cách đưa lên một electron Khi một phân tử gốc tự do nhận thêmmột electron từ một phân tử chống oxyhóa, các gốc tự do trở nên ổnđịnh và không còn khả năng gây ra hại

Ngoài ra, chất chống oxy hoá còn giúp hạn chế sự phân huỷ cáchydroperoxide

III. Phân loại chất chống oxy hoá trong thực phẩm

Chất chống oxy hóa trong thực phẩm bao gồm hai nhóm chính:

Chất chống oxy hóa tự nhiên

Chất chống oxy hóa tổng hợp

 Chất chống oxy hoá tự nhiên

 Chất chống oxy hoá tổng hợp

1 Chất chống oxy hoá tự nhiên

Các chất béo không no trong mô sinh học tương đối bền Nguyênnhân là do trong mô sinh học có chứa các chất chống oxy hoá cũng nhưcác enzim ngăn ngừa hiện tượng oxy hoá

a) Acid ascorbic (Vitamin C)

 Công thức phân tử của acid ascorbic:C6H8O6

 Công thức cấu tạo của acid ascorbic:

 Tên gọi khác của acid ascorbic: Acide ascorbique, Acidum

ascorbicum,Ascorbate,Ascorbicap,(+)-ascorbic acid, Ascorbic Acid,Vitamin C

L- Tính chất của acid ascorbic:

Acid ascorbic kết tinh hơi vàng hoặc không màu,tan trong nước có tácdụng như một đồng yếu tố, tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh trong

cơ thể như: Amid hóa, hydroxyl hóa, giúp chuyển acid folic thành acid

folinic trong tổng hợp carnitin, dễ dang chuyển prolin, lysin danghydroxyprolin và hydroxylusin, tham gia vào quá trình xúc tác oxy hóathuốc quá microsom, giúp hấp thu sắt dễ dàng, giúp dopamin hydroxylhóa thành nor-adrenalin, tại mô vitamin C giúp tổng hợp collagen,proteoglycan và các thành phần hữu cơ khác ở xương, mô mao mạch vàrăng.

 Tác dụng của axit ascorbic :

Axit ascoricic (AA) hoạt động trong tế bào như một nhà tài trợ điện tửtrong một số phản ứng được xúc tác và không xúc tác Điều này chothấy sự tham gia của nó trong nhiều hiện tượng sinh lý khác nhau Nhiều

sự chú ý đã được hướng đến nghiên cứu về các phản ứng hóa họccatunpredictable≫ không được xúc tác, trong đó AA có vai trò chung làphân tử chống oxy hóa, nhưng điều này không đủ để giải thích hànhđộng ≪pleiotropic rõ ràng của AA Số lượng dữ liệu ngày càng tăng ủng

hộ quan điểm rằng AA đặc biệt cần thiết cho hoạt động của dioxygenasephụ thuộc 2-oxoacid (2-0DD), một loại enzyme bao gồm các enzymeđiều hòa tổng hợp protein và hormone có chứa hydroxyproline ở cả thựcvật và động vật Hiểu rằng vai trò của AA trong chuyển hóa tế bào rộnghơn nhiều so với giả định chung[2]

Acid ascorbic có vai trò vô cùng quan trọng cho sự sống của sinh vật.Trên phương diện hóa sinh nó đóng vai trò là chất chống oxi hóa, thamgia vào các quá trình tổng hợp enzim sự sống, tăng khả năng miễn dịch.Ngoài ra axit này còn được sử dụng để làm chất bảo quản thực phẩm vàpha chế đồ uống Ascorbic acid là chất dinh dưỡng chủ yếu cho động vậtbậc cao và các loài khác Sự hiện diện của ascorbate có vai trò quantrọng cho những phản ứng trao đổi chất cho động vật, cây trồng và hoạtđộng bên trong của cơ quan con người Nó được biết đến như vitamin

mà sự thiếu hụt của nó là nguyên nhân gây ra bệnh scorbus (do thiếuvitamin C trong cuộc sống hàng ngày)

VitaminC còn đóng vai trò như một số chất dẫn truyền thần kinh vàhormon, giúp cơ thể hấp thụ các chất dinh dưỡng khác dễ dàng hơn

Acid ascorbic kìm hãm sự lão hóa của tế bào, ngăn ảnh hưởng xấu củacác gốc tự do Giúp cơ thể phục hồi các mô nhanh hơn Kích thích nhanhliền sẹo Ngăn ngừa và làm chậm sự phát triển của tế bào ung thư bêntrong cơ thể Tăng khả năng chống nhiễm khuẩn của vi rut trong tế bào.Đào thải chất độc ra khỏi cơ thể như thuốc trừ sâu, kim loại nặng, SO2,

CO, và các chất độc do cơ thể tự tạo ra

 Cấu trúc vitamin C

Vitamin C có hoạt chất chống oxy hóa khi nó làm giảm oxy hóa

chất như hydrogen peroxide Ngoài ra, nó cũng sẽ làm giảm các ion kimloại tạo ra các gốc tự do thông qua các phản ứng Fenton

2 Fe3+ + ascorbate → 2 Fe2+ + Dehydroascorbate

2 Fe2+ + 2 H2O2 → 2 Fe3+ + 2OH • + 2 OH

 Quá trình hoạt động của vitamin

b) Tocopherol

(Vitamin E)

 Công thức hóa học của Tocopherol:C29H50O2

 Công thức cấu tạo của Tocopherol:

 Tên gọi khác của Tocopherol:

Tocopherol acetate, unspecified

Tocopheryl acetate,Vitamin E (alpha tocopherol acetate)

 Khái niệm về Tocopherol: Vitamin E hay tocopherol là một chất

chống oxy hóa giúp ngăn chặn sự gây hại của các gốc tự do đối với

tế bào, chống lại quá trình lão hóa da và giúp cho làn da mái tóc trởnên mịn màng hơn Nó cũng thuộc nhóm vitamin và có vai trò làchất xúc tác trong các phản ứng của cơ thể, giúp cơ thể khỏemạnh.Vitamin E là tên gọi chung cho một bộ tám tocopherols liênquan và tocotrienols, đó là vitamin tan trong chất béo có tính chấtchống oxy hóa Trong đó, Hình thức δ-tocopherol là các chấtchống oxy hóa quan trọng nhất hòa tan trong chất béo Nó có khảnăng bảo vệ màng tế bào khỏi quá trình oxy hóa bằng cách phảnứng với các gốc lipid được sản sinh trong phản ứng dây truyền Từ

đó, loại bỏ các gốc tự do trung gian và ngăn ngừa các phản ứng lantruyền liên tục diễn ra Vitamin E được tách ra trong quá trình tinhluyện dầu Vitanim E có nhiều trong dầu đậu nành, ngũ cốc…

 Tính chất của tocopherol

Tocopherol là một chất lỏng không màu, có khả năng hòa tan tốt trong dầuthực vật, trong rượu etylic, ete etylic và ete dầu hỏa Tocopherol khá bềnvới nhiệt độ, tuy nhiên tia tử ngoại có thể phá hủy nhanh chóng Tocopherol.Ngoài ra, Tocopherol còn có khả năng bị oxy hóa bởi những chất oxy hóakhác.

Tocopherol tinh khiết chưa pha loãng có nguồn gốc tổng hợp, là hợpchất chống oxy hóa lý tưởng cho chất béo và dầu Hoạt động ở 750 IUmỗi 1g dung dịch (khoảng 1ml) Có khả năng hòa tan trong rượu và dầu,không tan trong nước và là chất lỏng nhớt có màu nâu, mùi nhẹ

 Cơ chế hoạt động của tocopherol

Tocopherol hoạt động như một người nhặt rác triệt để Nó chủ yếu hoạtđộng như một chất chống oxy hóa cho hai lớp lipid Các chức năng củaTocopherol phụ thuộc vào khả năng, vị trí và sự di chuyển của nguyên

tử H trong màng, cũng như hiệu quả trong việc tái chế triệt để bởi một sốchất khử cytosolic như ascorbate nó đã được chứng minh rằng ngay cảkhi không có các nhóm thế trong các vị trí ortho, tocopherol có thể bẫynhiều hơn hai gốc Loại gốc có sẵn cho tocopherol là alkyl và peroxy

 Vai trò của tocopherol đối với con người

Tocopherols và tocotrienols có mặt trong các thành phần khác nhau củachế độ ăn uống của con người Tocopherols được tìm thấy trong dầuthực vật không bão hòa đa và trong mầm của hạt ngũ cốc, trong khitocotrienols được tìm thấy trong các lớp aitonone và subaleurone của hạtngũ cốc và trong dầu cọ Mặc dù tocopherols và tocotrienols có liênquan chặt chẽ về mặt hóa học, chúng có mức độ hiệu quả sinh học khácnhau Hiệu lực của α-tocotrienol được đánh giá bằng các thử nghiệm táihấp thu thai là 32% hiệu lực của α-tocopherol[3]

α-Tocopherol (vitamin E) bảo vệ chống lại tổn thương gốc tự do, có liênquan đến lão hóa, khởi phát ung thư và xơ vữa động mạch Chúng tôi đãphát hiện ra rằng nồng độ sinh lý của α-tocopherol đặc biệt ức chế tế bào

cơ trơn động mạch chủ (VSMC, dòng A7r5) và hoạt động protein kinase

C (PKC) Các chất chống oxy hóa hòa tan trong nước và lipid kháckhông hoạt động, ức chế PK-Tocopherol của PKC và tăng sinh VSMC

có thể đại diện cho một cơ chế sinh lý, liên quan đến sự khởi đầu của cáctrạng thái bệnh như xơ vữa động mạch[4]

Tocopherol rất cần thiết cho con người và việc thiếu Tocopherol sẽ cóthể gây ra nhiều ảnh hưởng đến nhiều chức năng của con người Thiếuvitamin E (Tocopherol) sẽ khiến cho sự tạo phôi bị ngăn trở, đồng thờixảy ra sự lão hóa của các cơ quan sinh sản, sự teo cơ, thoái hóa tủy sống

và suy nhược cơ thể

Tocopherol có khả năng tham gia vào sự trao đổi lipit, kích thích tế bàotrao đổi chất nhiều hơn, tăng khả năng hấp thụ dưỡng chất Tocopherol

có tác dụng ngăn cản sự oxy hóa các axit béo chưa no, cho nên nếu như

cơ thể thiếu Tocopherol sẽ dẫn đến sự ảnh hưởng tới nhiều chức năngkhác như nhăn nheo, da khô, tóc gãy rụng,…

b) Một số chất chống oxy hoá tự nhiên khác

 Carctenoids: cũng thể hiện hoạt tính chống oxy hoá Trong đó,

 Flavanone và flavonol là các chất có hoạt tính chống oxy hoá

caoCarctenoids: cũng thể hiện hoạt tính chống oxy hoá Trong đó,

β-caroten thể hiện hoạt tính chống oxy hoá mạnh nhất

 Flavanone và flavonol là các chất có hoạt tính chống oxy hoá

caocó thể tìm thấy trong thực vật như trong lá trà xanh, dược thảo,gỗ,…

 Vanilin ngoài có vai trò tạo mùi, nó cũng đóng vai trò là chất

chống oxy hoá tốt Vainilin Ngoài ra, các reduction tạo thànhtrong phản ứng Maillard cũng là các chất chống oxy hoá hìnhthành trong thực phẩm

 Phản ứng Maillard

IV Hợp chất chống oxi hóa tổng hợp

- chất chống oxi hóa tổng hợp là những chất nhân tạo do con người tạo

ra, nhằm thực hiện những mục đích riêng của con người cả trong sảnxuất và bảo quản,…Nhưng cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Không độc hại

- Có hoạt tính oxi hóa cao ở nồng độ thấp

- Có thể tập trung được trên bề mặt pha dầu

- Bền trong các điều kiện kỹ thuật của quá trình chế biến thực phẩm.Các chất chống oxy hóa tổng hợp thường được sử dụng

là:BHT(Butylated hydroxytoluen), BHA (Butylate hydroxyanisole), TBHQ (Tertbutyl hydroquinone), …

3.2.1 BHT

-Công thức hóa học Butylated Hydroxy Toluene: C15H24O

-Công thức cấu tạo Butylated Hydroxy Toluene:

-Tên gọi khác Chất chống oxy hoá BHT (Butylated Hydroxy Toluene)

: Butylated Hydroxy Toluene, Anitioxidant BHT, T501, Antioxidant

264, 3,5-Di-Tert-4-Butylhydroxytoluene.[1]

- tính chất BHT ở dạng tinh thể trắng, hình sợi, không vị, không mùi hay có mùi đặc trưng khó chịu của vòng thơm, cũng bị hao tổn dưới tác động của nhiệt (sấy, ) Tan kém trong nước, tan vô hạn trong etanol, toluen, xeton, axeton, dễ bốc hơi và có thể chưng cất, nhiệt độ sôi 265oC

ở 760mmHg, nhiệt độ nóng chảy 69 – 72oC

-Công dụng của Chất chống oxy hoá BHT (Butylated Hydroxy

+BHT có tính chất tương tự như BHA nhưng có tính bền nhiệt hơn

BHA,nhưng lai tác dụng chất chống oxi hóa kém hơn BHA vì cấu trúc không gian cồng kềnh hơn

+Sử dụng trong các loại bơ,dầu,thức ăn động vật,thủy sản đông lạn,

- Độc tố-Liều dùng cho phép: Liều lượng sử dụng 50mg/Kg thể trọng

sẽ không gây ra độc tính ở bất cứ cấp độ nào.[1] Ở Hàn quốc mức độ cho phép sử dụng chất chống oxi hóa BHT là 0.0156 miligram trên

kilogram cơ thể.[2]

3.2.2 BHA

- BHA là một hỗn hợp gồm 3-Tetiary-butyl-4-hydroxyanisole hoặc 3-và2-tertiary-buty-4-hydroxyanisole, còn có tên là BOA Trong đó, dạngđồng phân thứ nhất chiếm ưu thế hơn

(>= 90%).[3]

- Có công thức phân tử là C11H16O2.

- Công thức và tên gọi của phụ gia chống oxy hóa BHA:

BHA (Butylated Hydroxyanisole)[4]

hình ảnh phụ gia chống oxy hóa BHA

- Tên thương mại: Embanox BHA, lowinox BHA.

- Tính chất: Là hợp chất phenol dễ bay hơi khá dễ dàng nên được điều

chế bằng phương pháp chưng cất Có cấu tạo dạng rắn như sáp (điểmnóng chảy thấp) đôi khi hơi vàng, có mùi thơm thoảng đặc trưng (hươngphenol) Mùi này không thể hiện trong hầu hết các trường hợp sử dụng,nhưng có thể nhận biết ở nhiệt độ cao khi nướng hoặc sấy vì BHA rất dễcháy

BHA tan tốt trong dầu, mỡ, etanol và các dung môi hữc cơ khác nhưpropylen glycol, ete, xăng, tan hơn 50% trong rượu, không tan trongnước Có nhiệt độ nóng chảy từ 60 đến 65oC, nhiệt độ sôi từ 264 đến

2700C(730mmHg), phản ứng với các kim loại kiềm tạo sản phẩm cómàu hồng

- Công dụng:Chống oxy hóa hiệu quả cao đối với chất béo động vật.

Trong bơ , thịt, kẹo cao su,bánh snack,mỹ phẩm,…

1 - Độc tố – Liều lượng cho phép

-BHA đực thử nghiệm cũng cho thấy BHA có độc tính thấp

Liều lượng: sữa bột, bột kem là 200ML

LD50=2000mg/kg thể trọng gây rối loạn động vật thí nghiệm

LD50=50 – 100mg/kg thể trọng gây rối loạn ở người.[3]Ở Hàn QuốcBHA rất khó tiềm thấy trong thực phẩm nhưng quy định cho phép là0,04 mg/kg trọng lượng cơ thể của 1 phần ăn riêng lẻ.[2]

3.2.3 TBHQ

-Là một hỗn hợp gồm Mono – tert – butylhydroquinone, t –

butylhydroquinone, 2 – (1,1 – dimethylethy) – 1,4 – benzenediol

-Có công thức phân tử là : C10H14O2.

-Công thức cấu tạo

TBHQ là một hữu cơ thơm phenol tổng hợp hoá học Nó là một dẫn xuấtcủa hydroquinone, thay thế bằng một nhóm tert-butyl.

- Tên thương mại là Embanox TBHQ, Sustane TBHQ,…

- Tính chất Là chất rắn dạng tinh thể màu trắng, trắng kem, đôi khi có

màu vàng nâu nhạt, có mùi đặc trưng Tan ít trong nước (<1%), tan vôhạn trong etanol, ether, axetat, ete và propane – 1,2 – diol, bị biến tínhdưới tác dụng của nhiệt Nhiệt độ sôi là 300oC ở 760mmHg, nhiệt độnóng chảy khoảng 14 – 150oC sau khi làm khô

Tuy nhiên, TBHQ lại tương tác với các amin tự do tạo sản phẩm cómàu đỏ, hạn chế khả năng ứng dụng của nó trong các sản phẩm cóprotein

- Công dụng: Chống oxy hóa hiệu quả nhất đối với loại dầu và một số

chất béo động vật như khoai tây chiên, thịt bò viên,cá viên,pizza,ngủ cốckhô,kem,sữa lạnh,…

- Độc tố – Liều lượng cho phép

Chất TBHQ cũng được hấp thu qua đường ruột non và có thể tồn tạitrong mô bào, chúng có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất củangười và động vật và cuối cùng được lọc bởi thận và thải ra ngoài quanước tiểu, là chất ít độc.[5]ở Nhật và một số nước cấm sử dụng sảnphẩm này vì nghi ngờ gây ung thư