Tiểu Luận Báo cáo chất chống oxy hóa trong thực phẩm

I. Khái quát chung về gốc tự do và chất chống oxy hoá.
1. Gốc tự do, và sự oxy hoá.
a. 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. Thông thường, một cặp electron 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​


b. Sự oxy hoá
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 trong đời sống nhưng có thể ngăn chận nó, chẳng hạn động thực vật duy trì hệ thống rất nhiều loại chất chống oxi hóa như glutathione, vitamin C, Vitamin E, enzime catalase, superoxide dismutase. Chất chống oxi 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 enzyme 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.

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.
RH R. + H.
RCOOH + M3+ ROO. + H. + M2+

RCOOH + M2+ RO. + .OH + M3+
2RCOOH RO. + ROO. + H2O
v Sự khởi động chuỗi phản ứng của các gốc tự do
Có hai nhóm phản ứng cơ bản lien quan đến việc khởi động quá trình oxy hóa: Các phản ứng vươt 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 H2O2 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:
ü 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.
ü Một dạng chất nhạy cảm khác có khả năng chuyển oxy từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích. Oxy được hoạt hóa sẽ phản ứng với acid béo không no theo cơ chế “cyclo – addition” tạo hydroperoxide:
Các kim loại nặng góp phần khởi động quá trình oxy hóa chất béo do chúng tham gia vào phản ứng phân hủy các hydroperoxide tạo thành các gốc tự do. Trong dầu mỡ và thực phẩm nói chung luôn chứa một lượng vết các ion kim loại nặng (Fe,Cu,Co, ), chúng có thể là thành phần của nguyên liệu thực phẩm hoặc xâm nhập vào thực phẩm từ thiết bị chế biến, bao bì thực phẩm. Các ion kim loại ở trạng thái oxy hóa thấp sẽ phân hủy hdroperoxide dễ hơn các kim loại ở thái oxy hóa cao hơn.
Protein chứa heme có mặt trong thực phẩm như hemoglobin, myoglobin, cytochrom C thường làm tăng quá trình oxy hóa chấ béo ở động vật, tạo nên mùi khó chịu. Đối với các chất béo thực vật, quá trình này diễn ra khi có mặt các enzyme catalase, peroxidase. Các hợp chất heme phân hủy hydroperoxide với tốc độ cao hơn so với ion Fe, do đó chúng làm tốc độ phản ứng diễn ra nhanh hơn.
§ Lan truyền: tạo các sản phẩm trung gian là các monohydroxyperoxide không mùi, không vị.
R. + O2 ROO.
ROO. + RH RCOOH + R.
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 _+ O2
Tự oxy hóa chất béo là quá trình biến đổi acid béo không no khi có mặt oxy. Quá trình này đươc khởi tạo bằng việc tạo thành các gốc tự do. Thông thường phản ứng xảy ra trên nhóm Mêtyl cận kề nối đôi của C =C. Sản phẩm đầu tiên của quá trình oxy hóa là các hydroperoxide (ROOH