Nghiên cứu khả năng chống oxy hoá đối với lipit của một số
hợp chất được chiết xuất từ cây nghệ vàng

Phần mở đầu
Lipit (hay còn gọi là chất béo) là thành phần quan trọng của thực phẩm. Lipit là
nguồn nguyên liệu thực phẩm quý, không thể thiếu được trong cuộc sống của con
người và động vật, đồng thời là nguồn năng lượng cho các quá trình tổng hợp sinh
học. Trong quá trình chế biến và bảo quản, lipit dễ bị phân huỷ bởi các phản ứng hoá
học, chủ yếu là quá trình thuỷ phân và quá trình oxy hoá. Nhiều sản phẩm bậc hai của
quá trình oxy hoá làm giảm giá trị dinh dưỡng, cảm quan và vệ sinh thực phẩm. Để
đảm bảo chất lượng của thực phẩm trong quá trình chế biến cũng như bảo quản cần
phải hạn chế quá trình oxy hoá bằng cách: hạn chế sự tiếp xúc của lipit với oxi, hạ
nhiệt độ, giảm bớt thành phần dễ háng trong thực phẩm, ức chế hoạt tính xúc tác của
các nguyên tố vi lượng
Mét trong những biện pháp chống oxy hoá đơn giản nhất và hiệu quả nhất là
thêm vào thực phẩm các chất chống oxy hoá. Có hai loại hợp chất chống oxy hoá là:
các chất chống oxy hoá tự nhiên và các chất chống oxy hoá tổng hợp. Tâm lý người
tiêu dùng thường ưu tiên sử dụng thực phẩm có chứa các hợp chất tự nhiên, bởi vậy
các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc tìm kiếm, lùa chọn các hợp chất tự nhiên có
hoạt tính chống oxy hoá để thay thế các hợp chất chống oxy hoá tổng hợp. Gần đây,
tinh dầu của một số hương liệu thực vật theo truyền thống thường được đưa vào thực
phẩm để làm tăng mùi và vị, tuy nhiên qua tham khảo các công trình nghiên cứu,
chúng tôi nhận thấy chúng còn chứa một số hợp chất chống oxy hoá.
Mục đích của khoá luận này là nghiên cứu khả năng chống oxy hoá đối với
lipit của một số hợp chất được chiết xuất từ cây nghệ vàng, có tên la tinh là Curcuma
Longa L.
Phần tổng quan
Chương 1: LIPIT
Lipit hay chất béo là nhóm hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào
động vật và thực vật, có thành phần hoá học và cấu tạo khác nhau nhưng cùng có tính
chất chung là không hòa tan trong nước mà hoà tan trong các dung môi hữu cơ như

CH
CH
2
OCOR
2

OCOR
3

R
1
, R
2
, R
3
là các gốc hiđrocacbon của axit béo có thể giống nhau hoặc khác nhau.
Các axit béo phần lớn đều tồn tại ở dạng este triglixerit, còn ở dạng tự do rất
Ýt, do đó dầu mỡ cũng có tên là lipit trung tính.
Các axit béo no thường gặp: axit capric (C
10
) trong bơ sữa bò, axit miristic(C
14
)
có trong dầu lạc, axit palmitic (C
16
), axit stearic (C
18
) gần như có mặt trong tất cả các
chất béo và thường chiếm lượng nhiều nhất.
Các axit béo không no thường gặp: axit oleic, axit linoleic, axit linolenic và

) và axit oleic.
Các este chủ yếu trên bề mặt của táo và lá sen, ví dụ như: cerylpalmitat và
cerylstearat. Este chính trên bề mặt hạt hướng dương là cerylcerotat.
- Sáp động vật: Thường tiết ra từ tuyến sáp của côn trùng, tuyến xương cụt của
chim và tuyến da của động vật có vú. Ví dụ như: sáp ong, sáp trên bề mặt lông cừu…
- Sáp khoáng có chứa axit montanic và các este của nó.
Sáp là chất vô định hình dễ bị mềm khi đun nóng, nóng chảy ở 40 – 90
0
C. Sáp
không bị mềm bởi nước, không hoà tan trong nước và trong rượu lạnh. Sáp hoà tan tốt
trong benzen, clorofom, ete.
Sáp Ýt có khả năng phản ứng nên rất bền.
Sáp có ứng dụng để pha chế làm vật liệu cách điện, vật liệu làm khuôn in, sơn,
bót chì, Trong công nghiệp thực phẩm, sáp thường được dùng như các chất phụ gia
để tạo ra líp kỵ nước trên bề mặt hoa quả và các sản phẩm thực phẩm khác. Chúng để
làm đẹp các sản phẩm này (hoa quả và các loại kẹo). Lanolin và spermaxeti để pha
chế kem và phomat trong mỹ phẩm.
1.1.1.3. Sterit.
Sterit là những este của rượu vòng sterol với axit béo phân tử lớn. Các axit béo
thường gặp trong thành phần sterit là axit palmitic, axit steric và axit oleic.
Trong tự nhiên, các sterol tù do và các hợp chất tương tự sterol chiếm nhiều
hơn sterit. Một số sterit thường gặp: cholesterol, sitosterol, stigmasterol.
1.1.2. Lipit phức tạp [1].
1.1.2.1. Phospholipit.
Phospholipit là những este của các rượu đa chức với các axit béo cao, đồng
thời có gốc axit phosphoric và những bazơ chứa nitơ đóng vai trò là các nhóm phụ bổ
sung.
Trong thành phần của các phospholipit khác nhau, người ta tìm thấy ba trong
số các rượu đa nguyên tử: glixerin, inôzit, sphingozin. Do đó các phospholipit được
chia thành ba nhóm: glixerophospholipit, inozitphospholipit và sphingophospholipit.

2
OCOR
2

OCOR
3
+ 3H
2
O
CH
2
OH
CH OH
CH
2
OH
+
R
1
OOH
R
2
OOH
R
3
OOH

Phản ứng thủy phân khi không có enzim xúc tác xảy ra trong pha “béo” và chỉ
có nước hòa tan trong lipit (dầu, mì ) mới tham gia phản ứng nghĩa, là phản ứng tiến
hành trong môi trường đồng thể. Khi trong lipit có mặt nước với một lượng đáng kể,

•
+ OH
•
(2)
Khi nồng độ RH cao sẽ xảy ra phản ứng tam phân.
RH + O
2
+ HR
1
→ R
•
+ H
2
O
2
+ R
1
•
(3)
Phản ứng này đòi hỏi năng lượng còn bé hơn phản ứng lưỡng phân.
Giai đoạn phát triển: Gốc tự do R
•
hoặc RO
•
được tạo thành do phản ứng khơi
mào sẽ bắt đầu chuỗi chuyển hóa oxy hóa.
R
•

+ O

(7)
ROOH + RH → RO
•
+ H
2
O + R R
•
(8)
Việc đứt liên kết O-O để tạo ra hai gốc tự do theo phản ứng (6) đòi hỏi năng
lượng hoạt hóa từ 30 – 35 kcal/mol.
Giai đoạn ngắt mạch:
Việc đứt mạch, nghĩa là mất các gốc tự do xảy ra chủ yếu do kết quả tương tác
của các gốc theo cơ chế lưỡng phân.
R
•
+ R
•
→ R − R
R
•
+ ROO
•
→ ROOR
ROO
•
+ ROO
•
→ ROOR+O + O
2
Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng này không đáng kể (1-2 kcal/mol) do

O
2
+ R
1
•

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá
học. Tăng nhiệt độ, lượng peroxit tạo thành tăng. Ở nhiệt độ 40-50
0
C và cao hơn, sự
phân giải hyđroperoxit sẽ tăng.
- Ảnh hưởng của trạng thái vật lý của lipit: Bề mặt tiếp xúc của chất béo với
không khí càng lớn thì vận tốc oxy hoá càng cao. Tốc độ quá trình oxy hoá còn phụ
thuộc vào chiều dầy của líp lipit. Khi líp lipit dầy thì oxi xâm nhập khó. Giảm nhiệt
độ đến lúc chất béo chuyển sang trạng thái rắn, thì vận tốc oxy hoá cũng giảm.
- Ảnh hưởng của ion kim loại chuyển tiếp: Các ion cũng như các hợp chất của
kim loại chuyển tiếp có tác dụng xúc tác sự oxy hoá lipit. Thực nghiệm cho thấy khi
có mặt sắt trong dầu với lượng 0,2-1,0 mg/kg sẽ làm giảm độ bền của dầu đối với
phản ứng oxy hoá từ 20-50%. Với đồng chỉ cần 0,05-0,2 mg/kg sẽ làm giảm độ bền
của dầu đối với phản ứng oxy hoá từ 20-50%.
Ion kim loại chuyển tiếp có các electron đơn và thực chất là gốc. Nhưng tính
chất “gốc” ở chúng thể hiện yếu do đó chúng có thể tồn tại trong dung dịch với nồng
độ lớn. Tuy nhiên chúng có thể chuyển hoặc lấy electron từ một hạt bão hoà hoá trị
nào đó để tạo thành gốc tự do hoạt động hoặc gốc ion.
M
n+
+ RO
•
→ M
(n+1)

tính ổn định của chất béo trong sữa đối với sự oxy hoá ở nhiệt độ 95
0
C. Tuỳ theo hàm
lượng của nước trong lipit mà nước sẽ có những ảnh hưởng có lợi hay có hại đối với
lipit. Qua nghiên cứu người ta thấy khi hoạt độ nước thấp, tương ứng với vùng hình
thành líp đơn phân ở trên bề mặt sản phẩm, sự oxy hoá chất béo xảy ra mạnh mẽ.
Cùng với sự tăng hoạt độ nước thì cường độ oxy hoá lại bị giảm và khi a
w
=0.3 thì
cường độ oxy hoá là cực tiểu. Sau đó cường độ oxy hoá lại bắt đầu tăng cho đến khi
a
w
=0.7 thì cường độ oxy hoá cực đại.
Cơ chế kìm hãm của nước đối với quá trình oxy hoá chất béo có thể giả định
rằng: Khi có mặt một lượng Èm nhất định thì thời gian của chu kỳ cảm ứng bị kéo dài
và lượng ROOH tù do ở giai đoạn này sẽ thấp là do tạo thành liên kết hydro giữa nước
và hydroperoxyt, khiến cho sự phân giải hợp chất này bị chậm lại (18).
Chương 2: quá trình chống oxy hoá lipit
Các chất chống oxy hoá trong thực phẩm làm chậm hoạt động của quá trình oxy
hoá bằng cách phản ứng với gốc axit béo tự do ở giai đoạn phát sinh. Hàm lượng chất
chống oxy hoá đưa vào thực phẩm phải nhỏ hơn hàm lượng cho phép mà vẫn có tác
dụng tốt. Việc bổ sung chất chống oxy hoá sẽ không còn ý nghĩa nếu thực phẩm đã bị
oxy hoá mạnh, nồng độ các gốc hoạt động đã quá cao. Tác dụng chống oxy hoá được
giới hạn bởi thời gian mà các chất chống oxy hoá chưa bị phân huỷ.
Tác dụng chống oxy hoá còn phụ thuộc vào:
- Cấu trúc phân tử.
- Khả năng tham gia phản ứng của các chất chống oxy hoá vào các phản ứng
phụ.
- Loại thực phẩm.
- Điều kiện oxy hoá (nhiệt độ, bức xạ, kim loại ).

thể như sau:
ROO ROO
•

+ InH
2
= ROOH + InH
•
InH InH
•
+ InH
•
= In + InH
2
In: gốc không hoạt động
Hoặc: ROO ROO
•
+ InH
2
= [ ROO
•
InH
2
]
[ROO [ROO
•
InH
2
] + ROO
•

ROO
ROOH
Các gốc phenol (sự tạo thành chúng được chứng minh bằng phương pháp cộng
hưởng điện tử) rất ổn định, kém hoạt tính, nhờ vậy chúng không có khả năng sinh
mạch oxy hoá tiếp theo. Hoạt tính chống oxy hoá của các hợp chất ankyl phenol được
tăng lên bằng cách hidroxyl hoá vào phân tử phenol, vì các hợp chất poliphenol có
hoạt tính tốt hơn monophenol.
Chúng có một số tính chất sau:
- Dạng khử của chúng có thể phản ứng với các gốc tự do, chuyển thành dạng
oxy hoá.

OH
OH
O
O
2
R
2
RH
Dạng hidroquinon dạng quinon d¹ng quinon
(dạng khử) (dạng oxy hoá) (d¹ng oxy ho¸)
- Dạng oxy hoá của chúng có thể chuyển thành dạng lưỡng gốc và như vậy
chúng có khả năng phản ứng với hai gốc tự do nữa, nhưng sự chuyển dạng theo
khuynh hướng này nếu:

O
O
OR
OR
R

ROOH + ROOIn
.
InH: Chất ức chế phản ứng oxi hoá.
Đối với amin bậc một và hai (có nguyên tử H linh động trong nhóm amin), cơ
chế hoạt động kìm hãm là cắt mạch thẳng do tạo thành các gốc amin.
ROO
•
+ R’NHR’’ R’N
•
R’’ + ROOH
Cơ chế trên được khẳng định bởi sự có mặt của các gốc amin cũng như bởi
cấu trúc của sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa.
ROO
•
+ R’NR’’ RO
•
+ O
•
NR’R’’
Để nghiên cứu khả năng ức chế của các chất chống oxy hoá họ amin với các
gốc peroxit, người ta đã theo dõi tác dụng của anilin cũng như α và β naphtyl-amin.
Với hyđroperoxit chúng tạo thành hợp chất I với liên kết H còn với α và β naphtyl
cho sản phẩm II. Trong đó proton của hyđroperoxit đính với nhóm N của nhóm amin.

N
H
H
CO
CH
3

2
O
- Các thiol kết hợp với nhau để tạo ra hợp chất disunfua (RSSH) hoặc trung
hoà gốc khác có tính oxy hoá. Có thể kết hợp với oxi để tạo ra gốc sunfoxyl cũng là
một dạng oxy hoá hoạt động.
RS
•
+ O
2
→ RSO
2
•
RSH + ROO
•
→ RS
•
+ ROOH
ROOH + 2R’- SH ROH + R’S – SR’ + H
2
O
ROOH + R’- S - CH
3
ROH + R’- SO - CH
3

Các hợp chất của phospho cũng có những tính chất tương tự.
ROOH + R’
3
P ROH + R’
3

chống oxy hoá là hai hợp chất phenol.
2. Chất tạo phức kim loại có khả năng làm mất hoạt tính của kim loại, chúng
thường tồn tại ở dạng muối của axit béo. Tác dụng chống oxy hoá của chất nhận gốc
tự do tăng lên bởi sự có mặt của tác nhân phức kim loại, như vậy thì hiện tượng đồng
tác dụng mới xảy ra. Ví dụ những chất tạo phức đặc trưng: axit citric và axit
phosphoric; polyphotphat và axit ascobic
2.4. Sự lùa chọn các chất chống oxy hoá trong thực phẩm [3,4,11].
Với cấu trúc phân tử khác nhau, các chất chống oxy hoá khác nhau nên khi ứng
dụng chúng vào các dạng dầu mỡ hay thực phẩm khác nhau chúng sẽ có những tính
chất khác nhau. Do đó cần phải chú ý tới một số ảnh hưởng như pH, màu sắc, mùi vị,
lợi Ých, nguồn cung cấp và giá cả, Vấn đề lùa chọn chất chống oxy hoá hoặc sự kết
hợp của các chất chống oxy hoá là rất phức tạp, vì khi thêm chất chống oxy hoá sẽ
làm tăng vai trò của các chất tiền chống oxy hoá và chất chống oxy hoá có sẵn trong
thực phẩm.
Có hai dạng vật chất nền. Một là các vật chất có diện tích bề mặt lớn như dầu
ăn (chỉ có ranh giới giữa pha khí và dầu), trong trường hợp này chất chống oxy hoá
hiếu nước có tác dụng tốt hơn, bởi vì chúng tập trung trên bề mặt dầu nơi diễn ra các
phản ứng giữa dầu và oxi. Dạng vật chất thứ hai có diện tích bề mặt lớn, như ở trong
thực phẩm chưa chế biến, các màng lipit phân cực, các mô giữa các tế bào của các
lipit trung tính và các mô của dầu đã nhò tương hoá. Đây là hệ thống thường có nhiều
ranh giới pha, trong đó hàm lượng nước cao và dầu ở dạng nhò tương. Với hệ thống
này các chất chống oxy hoá kị nước như BHT, BHA, tocopherol có tác dụng tốt hơn.
2.4.1. Các chất chống oxy hoá tổng hợp [3,4].
Sử dụng chất chống oxy hoá đã kéo dài chu kì phân huỷ của rất nhiều quá trình
trong thực phẩm, ngăn ngõa sự xuất hiện không mong muốn của mùi và vị. Cho đến
nay, những chất chống oxy hoá tổng hợp chính đã được sử dụng là BHA, BHT,
TBHQ và galat. Cả BHA và BHT đều có tác dụng yếu trong dầu thực vật, đặc biệt
trong những loại dầu đã có sẵn chất chống oxy hoá tự nhiên.
Tuy nhiên, sử dụng các chất chống oxy hoá tổng hợp cũng có sự bất lợi, đặc
biệt là sự bay hơi và xu hướng phân huỷ của chúng ở nhiệt độ cao. Hơn nữa các chất

caroten và gốc peroxit. Các hợp chất carroten chỉ tạo sản phẩm cộng là những gốc
caroten bền chứ không cho đi một nguyên tử H như những hợp chất phenol. Trong
thực phẩm, dưới một số điều kiện các hợp chất caroten hoạt động như những chất tiền
oxy hoá, dưới những điều kiện khác lại hoạt động như những chất chống oxy hoá,
điều đó phụ thuộc vào nồng độ của chúng. Sự cân bằng động giữa tiền oxy hoá và
chống oxy hoá là vô cùng nhậy cảm. Trong thực phẩm, các hợp chất caroten có giá trị
qua hai khả năng:
• Tạo màu cho thực phẩm.
• Như một chất chống oxy hoá tác động tới sự oxy hoá lipit.
Flavonoit: là một nhóm hợp chất mang màu lớn của thực vật và được cơ thể
hấp thụ thường xuyên qua thức ăn. Nhờ có cấu trúc polyphenol nên nhóm này có tính
chống oxy hoá tốt bởi nó có thể khử các gốc tự do và liên kết với các ion kim loại.
Các flavonoit có nhóm cacbonyl ở vị trí C
4
và nhóm hydroxyl ở vị trí C
3
hoặc C
5
đều
dễ tạo phức với kim loại. Flavonoit có hai nhóm hydroxyl ở vị trí C
3’
và C
4
,
còng tạo
phức với kim loại. Các kim loại có thể là: Al, Zn, Cr, Cu đây là những kim loại làm
khơi mào quá trình oxy hoá trong thực phẩm.
Hiện nay, người ta đang tập trung nghiên cứu để lấy các hợp chất chống oxy
hoá có trong các cây thực vật như cây như cây chè, cây ớt, cây dầu không, cây chay,
cây tỏi, cây quế, cây gừng, cây nghệ,

Công thức curcumin đã được xác định như sau:

CH CH C
O
CH
2
C
O
CH CH
OCH
3
HO
OCH
3
OH
2. Tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm. Trong tinh dầu có curcumen C
15
H
24
mét cacbon không no, 5% paratolylmetyl cacbinol và 1% long não hữu tuyền. Hai
chất sau chỉ thấy có trong tinh dầu Curcuma Xanthorriza Roxb.
3. Ngoài ra còn tinh bét, canxioxalat, chất béo
3.2. Tính chống oxy hoá của hương liệu [9].
Nghệ là một loại hương liệu tương đối phổ biến trên thị trường Việt Nam, được
dùng để tạo mùi và vị đặc trưng cho nhiều loại thức ăn truyền thống. Các chất màu
chiết từ nghệ đóng vai trò quan trọng trong công nghệ thực phẩm và nước uống. Củ
nghệ khô có thể chứa 3 - 5 % tinh dầu và 0.02 - 2 % các curcuminoit màu vàng và
thơm. Rất nhiều các hợp chất chiết từ nghệ đã được công bố là có các dược tính khác
nhau như chống viêm, kháng nấm, kháng u. Curcumin ở môi trường pH = 2 đến 7 rất
bền, nhưng ở môi trường kiềm curcumin dễ bị phân huỷ thành axit ferulic,

năng hơn, các tetrahydrocurcuminoit (THU1, THU2, và THU3) bằng cách hydro hoá
hai liên kết đôi liên hợp với β-dixeton trong 3 curcuminoit (U1, U2 và U3).
O O
R
OH
R
OH
hydro ho¸
PtO
2
O O
R
OH
R
OH
2
2
U1: R = R
2
= OCH
3
THU1: R = R
2
= OCH3
U2: R = OCH3, R
2
= H THU2: R = OCH3, R
2
= H
U3: R = R

OH
CH
3
O
OH
OMe
U1
THU1
O
O
OH
CH
3
O
OH
OMe
.
- H
.
+ O
2
O
O
OH
CH
3
O
OH
OOH
OMe

7
hoà tan trong 1000 ml nước cất.
0.1 M Na
2
S
2
O
3
– 2.5g Na
2
S
2
O
3
.5 H
2
O hoà tan trong 1000 ml nước cất.
Hồ tinh bét – 2g tinh bột hoà tan trong 100 ml nước cất và đun sôi trong 2 phót.
Hỗn hợp axit axetic và clorofom tỉ lệ 3:2
H
2
SO
4
25% - 14.2 ml H
2
SO
4
96% (d = 1.84 g/ml) pha trong 74ml nước cất.
4.2.2. Dụng cụ.
- Cân phân tích.