BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
 Môn học: Phụ Gia Thực Phẩm

Đề tài:
KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT
CHỐNG OXY HÓA TỰ NHIÊN TRONG
SẢN XUẤT THỰC PHẨM
GVHD: ThS. Nguyễn Phú Đức
Nhóm SVTH: Nhóm 13 Mục lục

TP.HCM, Tháng 5 năm 2015
1. Chất chống oxy hóa 4
1.1. Khái niệm 4
1.2. Gốc tự do, và sự oxy hoá. 6
1.2.1. Gốc tự do 6
1.2.2. Sự oxy hóa 7
1.3. Cơ chế phản ứng oxy tự hoá chất béo 8
1.4. Phân loại chất chống oxy hóa trong thực phẩm 10
1.4.1. Chất chống oxy hoá tự nhiên 11
1.4.2. Chấtchống oxyhoá tổnghợp 18

các bạn có ý kiến đóng góp để đề tài của chúng tôi được hoàn thiện hơn.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Phú Đức, các quý thầy cô và
các bạn!

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 4 năm 2015
Nhóm sinh viên thực hiện
Nhóm 13

1. Chất chống oxy hóa
1.1. Khái niệm
Phụ gia thực phẩm là các chất được bổ sung thêm vào thực phẩm để bảo quản
hay cải thiện hương vị và bề ngoài của 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. Với sự ra đời và phát triển của công nghiệp chế biến
thực phẩm trong nửa sau thế kỷ 20 thì có thêm nhiều phụ gia thực phẩm đã được
giới thiệu, cả tự nhiên lẫn nhân tạo.
Chất chống oxy 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 làm giảm tác dụng của các quá trình oxy hóa nguy hiểm

bay trên một quỹ đạo quanh hạt nhân, giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời.
Phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử gắn kết với nhau bởi hoạt động của các cặp
electron này. Đôi khi trong quá trình phản ứng hóa học, 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.
Ảnh hưởng của gốc tự do:
– Chúng có thể 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 phản ứng liên tục xảy ra
trên các chất mỡ và chúng chỉ có thể bị chặn đứng bởi chất chống oxy hóa.
– Các gốc tự do có thể gây tổn hại cho các acid nucleic cơ bản.
– Gốc tự do còn làm tổn thương protein.

Quá trình gây hại của gốc tự do
1.2.2. Sự oxy hóa
Sự oxy hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang chất
oxi 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 hoá chất béo là nguyên
nhân hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm.
Các chất béo chứa nhiều acid béo không no như oleic, linoleic, linolenic,…
trong phân tử chúa nhiều nối đôi nên rất dễ bị oxy hóa tạo thành các hydroperoxide,
hợp chat 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.

Hydroperoxide
Dù phản ứng oxi hóa thuộc loại cơ bản

RO
.
+
.
OH + M
3+
2RCOOH
RO
.
+ ROO
.
+ H
2
O
Sự khởi động chuỗi phản ứng của các gốc tự do
Có hai nhóm phản ứng cơ bản liên quan đến việc khởi động quá trình oxy hóa: Các
phản ứng vượt qua rào cản năng lượng ngăn cản phản ứng giữa oxy và chất béo,
phản ứng chuyển các hydroperoxide thành các gốc tự do. Ngoài ra, các enzyme xúc
tác phản ứng tạo H
2
O
2
cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa chất
béo.
Quang oxy hóa là quá trình oxy hóa vượt rào cản năng lượng. Người ta nhận
thấy độ bền của thực phẩm chứa chất béo giảm khi có mặt áng sáng. Áng sáng là
nguyên nhân gây ra quá trình oxy hóa theo một trong hai cách sau:
 Các chất “nhạy cảm” (sensitizer) có mặt trong thực phẩm được kích hoạt bởi
ánh sáng sẽ phản ứng với cơ chất tạo các gốc tự do, các gốc này sẽ khởi động quá
trình oxy hóa chất béo.


RO
.
+ RH ROH + R
.

 Kết thúc phản ứng: tạo thành các hợp chất alkan và alken phân tử lượng
thấp,dễ bay hơi như elthan, pentan; các hợp chất carbonyl (aldehyde, ceton) gây
mùi cho thực phẩm.
R
.
+
R
.
2R
R
.
+ ROO
.
ROOR
ROO
.
+ ROO
.
ROOR
_
+ O
2

Tự oxy hóa chất béo là quá trình biến đổi acid béo không no khi có mặt oxy.

Vitamin C (ascorbic acid) là chất dinh dưỡng chủ yếu cho động vật bậc cao và
các loài khác. Sự hiện diện của ascorbate có vai trò quan trọng cho những phản ứng
trao đổi chất cho động vật, cây trồng và hoạt động 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 thiếu vitamin C trong cuộc sống hàng ngày).
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 kim loại 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
1.4.1.2. Tocopherol (Vitamin E)
Tocopherol là chất chống oxy hóa được biết rõ nhất và được sử dụng rộng rãi
nhất. Chúng được phân loại thành tocopherol (Toc) và tocotrienol (Toc-3). Mỗi
loại có chứa 4 đồng phân (isomer α, β, γ, δ) và như vậy,tổng cộng có tới 8 đồng
phân tocopherol. Trong số này, α-tocopherol là chất chống oxy hóa quan trọng nhất.
nó có hoạt tính chống oxy hóa trong các loại dầu ăn thấp hơn so với các tocopherol
khác. Các tocopherol có chức năng chống oxy hóa do nó có gốc peroxyl của chất
béo 1 nguyên tử hydrogen từ nhóm OH. Năng lực cho hydrogen của các tocopherol
trong các loại chất béo rắn, dầu và licoprotein theo thứ tự δ > β > γ > α. Trong sản
 Flavonoids bao gồm một nhóm lớn các hợp chất phenolic có trong thực vật
tự nhiên. Chúng có một khung carbon C
6
-C
3
-C
6
đặc trưng. Cấu trúc cơ bản của các
hợp chất này bao gồm 02 vòng thơm được liên kết với nhau bằng một chuỗi béo 03
carbon mà bình thường nó được ngưng kết thành vòng pyran hoạc vòng furan(hình
b). Flavonoids bao gồm các nhóm hợp chất flavone, flavonol, isoflavone, flavonone
và chalcone có trong tất cả các mô thực vật bậc cao. Các hợp chất flavone và
flanovol đặc biệt có nhiều trong lá và cánh hoa, trong đó flanovol có phổ biến hơn
flavonoes. Các hợp chất flavonoid phổ biến là apigenin, chrysin, luteolin, datiscetin,
quercetin, myricetin, morin và kaemferol. Gần 90% các flavonoid trong thực vật
nằm ở dạng glycoside. Khả năng ức chế oxy hóa chất béo tự nhiên cũng như trong
mô hình chất béo. Các hợp chất flavonoid có chức năng của một chất chống oxy
hóa là do chúng làm sạch các gốc tự do bao gồm các anion superoxide, gốc peroxyl
của chất béo và các gốc hydroxyl. Cơ chế hoạt động của một số hợp chất flavonoid
chọn lọc còn bao gồm dập tắt các phần tử
1
O
2
hóa vòng kim loại cũng như ức chế
enzyme lipoxygenase.

rosmarinic cũng có mặt rộng rãi trong thực vật. Chúng thường tồn tại ở dạng ester
của acid hữu cơ hoặc dạng glycoside.
Các dẫn xuất của acid benzoic
Các dẫn xuất của acid cinnamic Acid p-
hydroxybenzoic
Acid vanillic
Acid syringic
Khi xem xét hiệu quả của acid phenolic là hydroxylbenzoic và
hydroxylcinnamic đối với sự oxy hóa của methyl linoeleate ở dạng nhũ hóa và bình
thường ở điều kiện tối 400C, người ta đã chứng rằng các tương tác đặc trưng của
chất chống oxy hóa với các thành phần khác, chẳng hạn như chất nhữ hóa và liên
kết hydrogen nội phân tử có thể đóng vai trò quan trọng đối với việc giảm hoạt tính
chống oxy hóa.
Vị trí và mức độ hydroxyl hóa là điểm quan trọng cơ bản trong việc xem xét
hoạt tính chống oxy hóa. Người ta đã thiết lập được mối quan hệ giữa cấu trúc của
nhiều acid phenolic và hoạt tính chống oxy hóa của nó. Polyphenol có hiệu quả hơn
monophenol. Đưa một nhóm hydroxyl thứ hai vào vị trí ortho hoặc para sẽ lam tăng
hoạt tính chống oxy hóa. Hiệu quả ức chế của monopherol tăng khi thay thế 01 hoặc
02 nhóm methoxy. Sự kết hợp 02 acid phenolic làm tăng hiệu quả chống oxy hóa, ví
dụ như acid ros-marinic chống oxy hóa tốt hơn acid caffeic. Ester của acid caffeic
với một gốc đường sẽ làm giảm hoạt tính của nó, ví dụ acid chlorogenic kém hiệu
quả hơn acid caffeic.

 Vanilin ngoài có vai trò tạo mùi, nó cũng đóng vai trò là chất chống oxy

• Bột màu trắng
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 đóng gói 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.
1.4.2.2. BHA (Butylate hydroxyanisole)
• BHA là một hỗn hợp của các đồng phân 3 -tert-butyl-4-hydroxyanisole và 2
-tert-butyl-4-hydroxyanisole.
• Công thức phân tử C11H16O2
• Màu trắng hoặc hơi vàng
• Mùi thơm đặc trưng
• BHA thường được sử dụng để giữ chất béo khỏi bị ôi.
• BHA được tìm thấy trong bơ, thịt, ngũ cốc, kẹo cao su, đồ nướng, thực phẩm
snack, khoai tây khử nước, và bia. Nó cũng được tìm thấy trong thức ăn động vật,
bao bì thực phẩm, mỹ phẩm, sản phẩm cao su, và các sản phẩm dầu khí.

BHT và BHA có gây 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.
 BHA và BHT cũng có thể kháng virus và kháng khuẩn. Một số nghiên
cứu đang được tiến hành liên quan đến việc sử dụng BHT trong điều trị herpes
simplex và AIDS.
1.4.2.3. TBHQ (Tertbutyl hydroquinone)
hợp, phải tính đến sự có mặt của chất chống oxy hóa tự nhiên có sẵn trong dầu.
Tất cả các loại dầu ăn đều chứa các hợp chất tocopherol với tổng lượng khác
nhau và tỷ lệ α, β, γ, δ khác nhau. Các tocopherol bị mất đi một phần trong quá trình
khử mùi dầu và chúng thường được tái bổ sung bằng chế phẩm tocopherol tổng hợp
hoặc tự nhiên. Người ta cũng có thể bổ sung hoặc phối trộn vào dầu bằng một số
loại dầu đặc biệt giàu tocopherol, ví dụ dầu từ hạt bưởi (là phế phẩm của quá trình
sản xuất nước ép bưởi).
Dầu đậu nành và dầu hạt cải chứa nhiều các hợp chất tocopherol, đặc biệt là γ-
tocopherol. Cả hai loại dầu này đều chứa acid linolenic, là loại rất dễ bị oxy hóa và
cần lượng các tocopherol nhiều hơn để làm bền. Ở trạng thái của dầu ăn (dạng khối
lớn, không liên kết với thành phần khác), γ-tocopherol hiệu quả hơn α-tocopherol.
Dầu đậu nành
Dầu đậu nành chứa hàm lượng cao acid linoleic (khoảng 50% tổng acid béo) và
một lượng nhỏ acid linolenic. Dầu đậu nành chịu sự biến đổi mùi vị do một lượng
vết các acid béo đặc trưng và điều này gây khó khăn cho các chất chống oxy hóa.
Người ta đã đánh giá các tính chất chống oxy hóa của các tocopherol và sesamol
hoặc hỗn hợp của chúng ở các nồng độ khác nhau trong loại dầu đậu nành đã làm
sạch tocopherol khi gia nhiệt trong là viba.Kết quả là ở nồng độ γ-tocopherol 200
hoặc 400mg/kg và nồng độ sesamol 50, 200 hoặc 400mg/kg là có hiệu quả nhất.
Dầu hạt cải
Dầu hạt cải khó làm bền vì nó có hàm lượng acid linolenic cao. Tuy nhiên có thể
sử dụng dịch chiết hương thảo hoặc xô thơm ở nồng độ 0,02-0,10% để làm bền nó.
Các dịch chiết chứa ethanolic từ các loại gia vị như cỏ xạ hương, đinh hương, hạt
nhục đậu khấu, tiêu có hoạt tính chống oxy hóa trong dầu hạt cải. Người ta cũng đã
thử nghiệm độ bền của dầu hạt cải, gia nhiệt ở 60°C với dịch chiết trà, chứa các hợp
chất flavonoid chống oxy hóa mạnh
1.5.2. Ứng dụng trong sản phẩm hệ nhũ
Các loại dầu ăn chỉ chứa một lượng nước rất nhỏ, trong khi nhiều loại thực
phẩm chứa chất béo lại là loại hệ nhũ O/W hoặc W/O và thậm chí là hệ nhũ phức
tạp. Pha nước có ảnh hưởng đến hoạt tính của chất chống oxy hóa nên các kết quả

tủ lạnh một thời gian dài sau khi mở nắp vì thế cần được bảo vệ để chống ôi hóa.
Điểm thuận lợi của các salad dressing là mùi vị dặc trưng của nó. Điều này cho
phép sử dụng các loại gia vị hoặc dịch chiết gia vị khác nhau để làm bền. Các loại
gia vị thuộc họ Labiatea, đặc biệt là hương thảo, xô thơm và ở mức độ thấp hơn là
summer savory (một loại rau thơm giống rau húng) và kinh giới (oregano), là có
hiệu quả.
Các loại chất chống oxy hóa phenolic cũng thường được dùng. Một loại nước
trộn salad chứa dầu đậu nành được làm bền hiệu quả bằng BHA và một chất hóa
vòng kim loại.
1.5.3. Ứng dụng trong dầu chiên và các sản phẩm chiên
Dầu chiên phải chứa các chất chống oxy hóa không bay hơi, nếu không thì chất
chống oxy hóa sẽ bị mất do sự bay hơi ở nhiệt độ chiên cao (160-180°C) và bay
theo hơi nước của sản phẩm chiên.
Các hợp chất tocopherol đã có sẵn trong dầu để chiên và có thể sử dụng acid
citric để làm chất cộng hưởng. Nhiều chất chống oxy hóa có hoạt tính ức chế cao ở
nhiệt độ tồn trữ bình thường nhưng bị mất hoạt tính nhanh chóng khi nhiệt độ tăng
lên. Dầu mè, đặc biệt là loại dầu từ mè rang, rất có hiệu quả khi dùng để chiên sản
phẩm crouton (bánh mì cắt nhỏ dùng trong súp hoặc salad).
Đối với dầu đậu nành dùng để chiên, sử dụng BHA có hiệu quả hơn sesamol
hoặc α-tocopherol.
Đối với dầu đậu phộng dùng để chiên potato chips, nó được làm bền bằng
ascorbyl palmitate.
Dầu cọ được xem là loai dầu chiên nổi bật do nó có mức độ không no khá thấp
nên nó làm tăng hạn sử dụng của các sản phẩm chiên. Bột kinh giới được dùng
thích hợp để làm bền potato chips được chiên bằng dầu cọ và các loại dầu khác như
dầu bông, dầu đậu nành và dầu olive.
Các loại mì chiên bằng dầu cọ hoặc dầu cám gạo được làm bền với 0,02%
TBHQ cho hiệu quả hơn so với các tocopherol, BHA hoặc ascorbyl palmitate với
acid citric.
1.5.4. Ứng dụng trong sản phẩm ngũ cốc