Tiểu luận Lipid thực phẩm và quá trình biến đổi của Lipid trong bảo quản và chế biến thực phẩm

nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 25 - Bản chất của phản ứng: sản phẩm của phản ứng là: glycerin, diglycerid, monoglycerid, acid béo tạo ra trong phản ứng và một phần nước. - Điều kiện xảy ra phản ứng: Phải có nước, nếu có xúc tác như nhiệt độ, enzym thủy phân, các chất nhũ hóa cho thêm vào thì phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơn. Phản ứng thủy phân lipid cũng có thể xảy ra khi có enzim hoặc không có enzim xúc tác. Dầu mỡ thô chưa tinh chế dễ bị oxy hóa hơn dầu mỡ tinh khiết. Nếu chất béo có chuỗi carbon ngắn (từ 4-6 hoặc 8 C) thì nó có thể bay hơi tạo ra mùi hôi đặc chưng. Dầu mỡ ép từ nguyên liệu xấu, nhất là khi đã bị chua sẵn do bảo quản kém hoặc đã bị nhiễm vi sinh vật thường dễ bị chua, cần phải được trung hòa ngay sau khi ép. Nếu để lâu dưới tác dụng của pH thấp chất béo rất dễ bị thủy phân và oxy hóa hơn. Trường hợp thứ nhất xảy ra trong pha “béo” và chỉ có nước hòa tan trong lipid ( dầu, mỡ…) mới tham gia phản ứng nghĩa là phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể. Khi trong lipid có mặt nước với một lượng đáng kể, nhưng ở nhiệt độ thường, thì vận tốc phản ứng cũng rất bé. Vì ở nhiệt độ thường phản ứng thủy phân rất chậm. Hơn nữa khả năng không hòa tan của pha nước trong pha “béo” cũng ngăn cản sự tiếp xúc cần thiết giữa chúng. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 26 Trường hợp thủy phân do enzim xúc tác thường xảy ra ở trên bề mặt tiếp xúc giữa lipid và nước. Enzim lipaza xúc tác phản ứng thủy phân có thể có trong nguyên liệu cũng như do vi sinh vật mang vào. Chúng ta điều biết lipaza là một globulin. Nó xúc tác không những phản ứng thủy phân mà cả phản ứng tổng hợp nữa. Do đó cân bằng phản ứng phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể mà có thể chuyển dịch về phải cũng như về trái. Khi hàm ẩm cao thì sự thủy phân ưu thế hơn sự tổng hợp. Ngược lại trong hạt khô thì sự tổng hợp lại ưu thế hơn. Lipaza có trong hạt và trong cơ quan dinh dưỡng của cây. Lipaza có nhiều trong hạt thầu dầu. Tác dụng tối ưu của Lipaza của hạt là 35- 38oC. Hoạt độ của nó giảm xuống một cách đáng kể khi chế biến thủy nhiệt các hạt cũng như khi ép nóng các hạt có dầu. Phản ứng lipolizơ sẽ tăng mạnh khi hạt bị nghiền cơ học hoặc bị tổn thương do côn trùng. Lipaza đặc hiệu thấp so với cấu trúc của lipid nhưng lại có đặc hiệu quang học cao đối với những cơ chất có hoạt quang. Nói chung đối với những cơ chất không mang điện tích thì độ dài của mạch cacbon của axit béo tham gia trong lipid có ý nghĩa lớn đối với hoạt độ của lipaza. Trường hợp đơn giản nhất của sự ôi hóa do phản ứng thủy phân thường thấy khi bảo quản bơ và magarin. Khi đó sẽ giải phóng ra axit butiric là axit có mùi rất khó chịu. Trong chế biến lương thực, để bảo quản được hạt, bột và tấm, vai trò quyết định là nhiệt độ và thủy phân. Chẳng hạn bột khi ở nhiệt độ dưới 50C vẫn bảo quản được tốt ngay cả khi có hàm ẩm cao. Người ta nhận thấy rằng khi bảo quản bột có hàm ẩm cao hơn 15% thì phản ứng thủy phân chủ yếu do enzim của nấm mốc. Khi đó độ axit sẽ tăng lên do tích tụ các axit hữu cơ hòa tan và bột sẽ có mùi vị khó chịu. Người ta còn nhận thấy đối với bột khô, nấm mốc không phát triển được, độ axit cũng tăng nhưng không có mùi vị axit, vì chủ yếu là tạo ra những axit béo không hòa tan trong nước. 3. ÔI HÓA DO PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ Quá trình oxy hóa chất béo là một quá trình phức tạp do enzym và các yếu tố lý hóa khác xúc tác gây ra. Đó là ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, oxy trong không khí, Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 27 kim loại. dầu mỡ khi bị oxy hóa có mùi ôi khé do hình thành một số chất như peroxyd, aldehyd, xeton… rồi sau cùng hình thành acid. Ôi hóa theo kiểu này là dạng phổ biến nhất trong bảo quản các lipid. Thường người ta phân biệt 2 loại: ôi hóa hóa học và ôi hóa sinh học. 3.1. Ôi hóa hóa học Ôi hóa hóa học là quá trình tự oxy hóa. Khi đó xảy ra sự tấn công các gốc axit béo tự do cũng như kết hợp bởi oxi phân tử. Áp suất của oxi và lượng nối đôi trong phân tử axit béo có ảnh hưởng đến tiến trình phản ứng. Sản phẩm đầu tiên là hydro peroxit. Từ đó tạo nên aldehit no và không no, xeton, axit mono và decacboxylic, aldeaxit, xetoaxit, … Ngoài ra còn có thể trùng hợp hóa các sản phẩm oxy hóa nữa. Rượu Hydro peroxit Xeton Aldehit R – CH – CH2 – R’ + RCH = CH – R’ → R – CH – CH2 – R’ O O R CH – CH2 – R’ Đa số những chất này có vai trò quyết định trong việc phát triển mùi vị. Cơ chế của quá trình ôi hóa hóa học: Quá trình ôi hóa hóa học là phản ứng chuỗi nên thường có 3 thời kỳ sau: Phát sinh Đầu tiên phản ứng được khơi mào bằng việc một vài phân tử lipid bị oxy hóa để tạo thành gốc tự do: RH → R’ + (H*) (2.1) R – gốc của axit béo no hoặc không no tự do hoặc gốc của axit béo trong phân tử glixerit. H – Nguyên tử hydro ở Cα so với nối đôi, hoặc nguyên tử H của nhóm metylen bất kỳ trong axit béo no. axit Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 28 Để cắt đứt liên kết C-H trong phản ứng (2.1) đòi hỏi năng lượng là 70-100 kcal/mol. Tuy nhiên khi có oxy hòa tan thì tương tác giữa RH ban đầu với oxy sẽ diễn ra một cách mạnh mẽ hơn. Vì sự tạo thành gốc sau phản ứng lưỡng phân đòi hỏi năng lượng chỉ là 47 kcal/mol: RH + O2 → R* + HO2 * (2.2) Trường hợp khi nồng độ RH cao thì có thể xảy ra phản ứng tam phân, phản ứng này đòi hỏi năng lượng bé hơn phản ứng phản ứng lưỡng phân. RH + O2 → R* + H2O2 + R * 1 (2.3) Gốc tự do cũng có thể phát sinh khi có ion kim loại giao chuyển: M3+ + RH → M2+ + R* + H* (2.4) M2+ + RH → M3+ + RO* + OH* (2.5) Phát triển Gốc tự do R* hoặc RO* được tạo thành do quá trình khơi mào sẽ bắt đầu chuỗi chuyển hóa oxy hóa : R* + O2 → RO * 2 (2.6) RO * 2 + RH → ROOH + R * (2.7) Từ hydro peroxyt sẽ phân mạch để cho những gốc tự do khác theo đường hướng sau: ROOH → RO* + *OH (2.8) 2ROOH → RO*2 + H2O + RO* (2.9) ROOH + RH → RO* + H2O + R* (2.10) Việc cắt đứt liên kết O-O để tạo thành 2 gốc tự do theo phản ứng (2.8) sẽ thuận lợi khi nồng độ hydro peroxyt lớn. Việc tạo nên dime (do liên kết hydro) sẽ làm yếu liên kết O-H và O-O, do đó làm giảm bớt năng lượng phân giải dime thành các gốc. Hydro peroxyt có thể phân giải theo phản ứng (2.10) đòi hỏi năng lượng hoạt hóa bé hơn phản ứng đơn phân (2.8) Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 29 Các gốc peroxyt cũng có thể đứt nguyên tử H- đặt biệt ở vị trí β do quá trình nội phân và cũng có thể kết hợp với nối đôi olefin. Vì vậy việc chuyển hóa các gốc peroxit sẽ tạo nên không những hydro peroxyt mà cả peroxyt polime, peroxyt vòng, oxyt, aldehit và các sản phẩm khác. Do quá trình phát triển của chuỗi phản ứng oxy hóa với các phản ứng phân mạch (2.8), (2.9), (2.10) nên tích tụ gốc alcocxyl RO*, peroxyt RO*2 và hydroxyl *OH. Từ gốc alcoxyl có thể tạo nên những sản phẩm thứ cấp như rượu, xeton, aldehit,… Kết thúc 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* + RO*2 sản phẩm phân tử RO*2 + RO*2 Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng này không đáng kể (1-2 kcal/mol) do đó vận tốc phản ứng rất lớn. 3.2. Sự oxy hóa sinh học Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 30 Ôi hóa sinh hóa học lại bao gồm sự ôi hóa do enzym lipoxygenaza và sự ôi hóa xeton. Kiểu ôi hóa thứ 2 này thường đặc trưng đối với lipid có chứa axit béo no với phân tử lượng trung bình và thấp, khi có hàm ẩm đáng kể. Khi đó axit béo bị β-oxy hóa và cacboxyl hóa, kết quả là tích tụ các alkylmetylxeton có mùi khó chịu. Khi lipid bị ôi hóa, thường bị mất họat tính vitamin. Vì khi đó các axit béo không no cao phân tử cũng như các vitamin đều bị phá hủy bởi các phẩm vật oxy hóa tích tụ trong lipid. Các sản phẩm oxy hóa của lipid thường làm vô hoạt enzim và đặc biệt làm giảm hoạt độ của suxioxydaza, xitocromoxydaza và colinoxydaza. Sản phẩm oxy hóa còn có khả năng phản ứng cao với protein. Hợp chất tạo thành này bền vững, không hòa tan trong nước cũng như dung môi hữu cơ và cũng không bị phân ly bởi enzim. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 31 Trong quá trình khai thác cũng như bảo quản lipid có thể bị oxy hóa dưới tác dụng của enzym lipoxydaza (qua chu trình β-oxy hóa) để tạo ra những sản phẩm khác nhau. Lipoxydaza hay lipoxygenaza là enzym oxy hóa khử xúc tác sự oxy hóa các axit béo không no chứa 2-3 nối đôi (hoặc nhiều hơn) như axit linoleic, linolenic. Lipoxygenaza chỉ oxy hóa dạng cis - cis còn dạng cis - trans hay trans – trans thì hoàn toàn không tác dụng.  Quá trình β-oxy hóa acid béo no (bão hòa) có số carbon chẵn Công trình nghiên cứu của F. Knoop người Đức (1904) là cơ sở đầu tiên về cơ chế của quá trình oxy hóa acid béo. Ngoài quá trình β-oxy hóa còn một số quá trình oxy hóa acid béo khác như quá trình β-oxy hóa, v.v… nhưng những quá trình này không chủ yếu. Ở gan hệ thống enzyme oxy hóa acid béo hoạt động rất mạnh. Quá trình β-oxy hóa acid béo trong ti thể gồm 4 phản ứng: - Oxy hoá axylCoA với sự xúc tác của axyl CoA dehydrogenaza để tạo thành axyl CoA chưa bão hoà có liên kết đôi Cα và Cβ (C2 và C3 ). - Hydrát hoá axyl CoA chưa bão hoà tạo ra beta-hydroxy-axyl-CoA, nhờ sự xúc tác của enzym Enoyl –CoA hydrataza, phân tử nước được gắn vào liên kết đôi. - β–hydroxy-axyl CoA bị oxy hoá bởi enzym β–hydroxy-axyl CoA dehydrogenaza tạo thành beta-xetoa xyl CoA. - Phản ứng tách acetyl CoA khi có sự tham gia của 1 phân tử CoA khác và enzym β –xetoaxyl- CoA thiolaza. Sản phẩm là axyl -CoA mới ngắn hơn 2C so với axyl- CoA ban đầu và quá trình được lặp lại từ phản ứng 1,2,3,4, cho tới khi toàn bộ mạch cacbon của axyl CoA bị phân giải hoàn toàn thành acetyl CoA. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 32 Bước 1. Quá trình  oxy hóa Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 33  Sự oxy hóa các acid béo có số carbon lẻ Đa số các acid béo trong tự nhiên có số C chẵn. Tuy nhiên ở một số thực vật và một số động vật biển còn có acid béo có số C lẻ. Ngoài ra ở dạ cỏ của động vật nhai lại cũng luôn có sự hình thành propionic acid. Đối với acid béo có số C lẻ, các sản phẩm tạo ra trong quá trình oxy hóa là acetyl-CoA, trừ sản phẩm cuối cùng chứa 3 carbon là propionic acid. Quá trình oxy hóa propionic acid cần thêm 3 phản ứng sau: 1) Carboxyl hóa propionyl-CoA tạo ra D-methylmalonyl-CoA nhờ propionyl-CoA carboxylase xúc tác. Bước 2. Quá trình  oxy hóa Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 34 2) Đồng phân hóa methylmalonyl-CoA nhờ enzyme methyl malonyl-CoA epimerase xúc tác tạo ra L-methyl malonyl-CoA. 3) Tái sắp xếp nhóm chức trong phân tử L-methyl malonyl-CoA nhờ enzyme methylmalonyl-CoA mutase chứa coenzyme B12 xúc tác tạo ra succinyl-CoA, chất trao đổi trung gian của chu trình Krebs. Sơ đồ β- oxy hóa axit béo bão hòa - Lợi ích của beta oxy hoá axit béo: tạo năng lượng và nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp các chất mới ở các cơ quan mới hình thành. Ví dụ: Tính năng lượng sinh ra khi beta oxy hoá axit béo có 18 cacbon - Một vòng beta oxy hoá axit béo tạo ra 5ATP khi tách khỏi axit béo 2 cacbon và 1 acetyl-CoA. - 1 acetyl-CoA vào chu trình Krebs tạo 12 ATP. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 35 - Do đó beta oxy hoá hoàn toàn axit béo có 18C phải qua 8 vòng tạo 9 acetyl-CoA nên tổng năng lượng là: (5ATPx 8 ) +(12ATP x9)=148ATP. - Để hoạt hoá axit béo lúc đầu cần 1 ATP do đó năng lượng giải phóng là: 148ATP- 1ATP=147ATP. Vậy beta oxy hoá a xit béo có 18C tạo năng lượng: 147ATP.  Sự hình thành và chuyển hóa thể cetone Ở động vật, trong quá trình β-oxy hóa acid béo, acetyl-CoA được tạo ra rất nhiều. Tế bào gan chỉ sử dụng một phần nhỏ acetyl-CoA cho nhu cầu của mình cho nên phần lớn acetyl-CoA được đưa đến các mô bào khác để sử dụng. Thể ketone được hình thành ở tế bào gan là dạng chuyển vận trung gian của acetyl- CoA. Quá trình tạo ra thể cetone có thể tóm tắt như sau: acetoacetyl-CoA hình thành từ 2 phân tử acetyl-CoA nhờ enzyme thiolase xúc tác sẽ trùng ngưng tiếp với acetyl-CoA thứ 3 nhờ enzyme β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA synthase (HMG- CoA synthase) xúc tác nhằm tạo ra β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA (HMG- CoA). Tiếp theo HMG-CoA bị phân giải thành acetyl-CoA và acetoacetate nhờ enzyme HMG-CoA lyase xúc tác. Acetoacetate sau đó dễ dàng bị khử thành β- hydroxy butyrate nhờ enzyme β-hydroxy butyrate dehydrogenase. Mặt khác acetoacetate cũng tạo ra acetone do enzyme acetoacetate decarboxylase xúc tác. 4. SỰ OXY HÓA GLYXEROL Glycerol là sản phẩm dễ chuyển hóa trong cơ thể. Glycerol cung cấp khoảng 5% năng lượng do quá trình oxy hóa. Ở gan và một số cơ quan khác, glycerol được tạo thành glycerol-3-phosphate nhờ enzyme glycerol-kinase xúc tác. Sau đó nó bị oxy hóa thành glyceraldehyde-3-phosphate. Sự chuyển hóa của chất này tiếp theo có thể xảy ra theo hai hướng: tiếp tục bị oxy hóa trong phản ứng đường phân và chu trình Krebs để tạo thành CO2, H2O và năng lượng hoặc bằng các phản ứng ngược với sự đường phân để tổng hợp nên carbohydrate. Glyxerol vừa được giải phóng qua phản ứng thủy phân có thể được dùng để tái tổng hợp triaxylglyxerol nhưng cũng có thể được chuyển hóa theo sơ đồ sau: Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 36 Sơ đồ chuyển hoá glycerol 5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẬN TỐC PHẢN ỨNG OXY HÓA Ảnh hưởng của sự oxy hoá: – Enzym mất hoạt tính – Tăng khả năng phản ứng với protein – Mất khả năng hoà tan trong dung môi – Kiềm hãm sự phát triển của động vật – Tăng khả năng phát triển các bệnh về tim mạch Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng oxy hóa: Các yếu tố kích thích:  Ảnh hưởng của axit béo tự do: axit béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình oxy hóa, làm tăng nhanh sự phân giải hydro peroxyt thành các gốc.  Ảnh hưởng của oxy: Vận tốc tự oxy hóa phụ thuộc vào lượng oxy trong môi trường. Vì sự phát sinh chuỗi phản ứng chủ yếu phụ thuộc vào RH+O2. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 37  Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến vận tốc phản ứng hóa học. Tăng nhiệt độ, lượng peroxyt tạo thành tăng. Ở nhiệt độ 40-45 0C và cao hơn, sự phân giải hydro peroxyt sẽ tăng.  Ảnh hưởng của trạng thái lipid: bề mặt tiếp xúc của chất béo với không khí càng lớn thì vận tốc oxy hóa càng cao. Vận tốc tự oxy hóa còn phụ thuộc vào chiều dày của lớp. Khi chiều dày oxy xâm nhập khó. Giảm nhiệt độ đến lúc chất béo chuyển sang trạng thái rắn thì vận tốc oxy hóa càng 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 phản ứng oxy hóa lipid. Ion kim loại chuyển tiếp có các electron độc thân 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 hòa hóa trị nào đó để tạo thành gốc tự do hoạt động hoặc gốc ion.  Ảnh hưởng của năng lượng mặt trời và tia ion: năng lượng ánh sáng đặc biệt là tia cực tím và tia ngắn của quantg phổ nhìn thấy có tác dụng xúc tác quá trình oxy hóa lipid. Có lẽ năng lượng ánh sáng sẽ quang phân hydro peroxyt thành các gốc tự do.  Ảnh hưởng của nước: Nước có tác dụng làm tăng sự ổn định của chất béo sữa đối với sự oxy hóa ở nhiệt độ 95oC. Và ở 50oC nước không có ảnh hưởng gì đến mỡ lợn. Ảnh hưởng của các yếu tố kìm hãm: Ở trên chúng ta thấy phản ứng : R + O2 → RO2 Xảy ra tức thời, do đó vận tốc quá trình oxy hóa do nồng độ RO2 quyết định. Trị số của nồng độ đó được xác định bằng tỉ lệ vận tốc tạo thành và mất đi của các gốc tự do. Có thể giảm vận tốc RO2 + RH bằng cách hướng các phản ứng của gốc peroxit theo chiều khác. Điều đó đạt được bằng cách đưa vào trong lipid các chất chống oxi hóa InH2, nghĩa là chất có khả năng phản ứng dễ dàng với gốc RO2 hơn. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 38 InH2 ROOH + *InH RO*2 RH Kết quả là thay gốc peroxyt RO2 bằng gốc của chất chống oxy hóa In* là gốc yếu không thể tương tác với phân tử lipid. Các gốc In sẽ bị vô hoạt do sự tổ hợp: RO*2 + InH2 → ROOH + In In + In → In – In RO2 + In → ROOIn  Kìm hãm sự oxi hóa bằng cách làm đứt mạch Cơ chế tác dụng của những chất chống oxy hóa loại này (như phenol, amin) có thể như sau: RO*2 + InH2 → ROOH + In*H In*H + In*H → In* + ROOH Hoặc RO*2 + InH → [RO2InH2] [RO2InH2] + RO2 → sản phẩm bền Hoặc RO*2 +InH2 → In*H + ROOH InH + RO*2 → sản phẩm bền  Kìm hãm sự oxi hóa bằng cách làm giảm vận tốc phát sinh mạch Ví dụ các sunlfua có khả năng phá hủy hydro peroxyt: ROOH + R1SR2 → ROH + R1SOR2 ROOH + R1SOR2 → ROH + RSO2R2 Vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt động xúc tác Các kim loại chuyển tiếp có thể tương tác với hydro peroxyt để tạo thành gốc tự do, đồng thời kim loại chuyển sang hóa trị khác: Fe2+ + ROOH → Fe3+ + RO* + *OH Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 39 Fe3+ + ROOH → Fe2+ + RO*2 + H + Vì vậy phải chọn những chất chống oxy hóa có khả năng tạo phức với ion kim loại để loại trừ được khả năng chuyển hóa trị. Những chất chống oxy hóa loại này như axit xitric, axit malic, ….  Các chất chống oxy hóa: Chất chống oxy hóa sơ cấp: là những chất cho electron và kết thúc quá trình phản ứng chuỗi. Ví dụ: tocopherol, butylhydroxyl anisol, butylhydroxytoluen, tert- butyl hydroquinon... Chất bắt giữ oxy (oxygen scavengers): phản ứng với oxy và loại oxy ra khỏi hệ thống. Ví dụ: ascorbic acid, ascobyl palmitate... Chất chống oxy hóa thứ cấp: phân hủy các hydroperoxyt bằng cách tạo ra sản phẩm cuối bền như dilauryl thiopropinat và thiodipropionic acid. Các enzym chống oxy hóa: loại các oxygen hoặc loại các chất có tính oxy hóa. Ví dụ: glucooxidase, superoxide dimutase, catalase... Các tác nhân tạo phức: tạo phức vòng với các ion kim loại như đồng, sắt. Ví dụ: acid citric, aminoacid, ethylendiamintetra acetic acid (EDTA). Các tác nhân chống oxy hóa đa phần làm tăng hoạt tính chống oxy hóa như hệ tocopherol với acid citric hoặc acid ascorbic. Trong bảo quản lipid, người ta có thể dùng cộng tính của hai chất để làm tăng hiệu quả của chất chống oxy hóa. Chất làm tăng tính chất chống oxy hóa của chất kia gọi là chất hiệp trợ. Chất hiệp trợ có thể có hoặc không có chất chống oxy hóa. Bản chất của chúng có thể là vô cơ hoặc hữu cơ. Axit phtphoric, axit ascobic, axit citric và muối của chúng, polyphosphat, axitamin, xephalin là những chất thuộc loại đó. Cơ chế hiệp trợ của chúng là ở chỗ chúng cho H để khử các dạng chất kìm hãm đã bị oxy hóa. Chẳng hạn kìm hãm oxy hóa chất béo bằng hỗn hợp axit ascorbic và quinon. Axit ascorbic chuyển H đến quinon để chất này tác dụng được với gốc peroxyt. Quá trình chuyển H này được coi là hiệp trợ của axit ascorbic với tocoferol. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 40 Các chất như tocoferol, xemazol, phosphatit, gossipol,… là những chất chống oxy hóa tự nhiên, vì thường chứa trong các nguồn lipid tự nhiên. Trong quá trình khai thác và tinh luyện những hợp chất này có thể bị mất đi, do đó những nguồn lipid này dễ bị ôi hóa. Hiện nay người ta còn sử dụng nhiều chất chống oxy hóa tổng hợp như butyloxyanizol, butyloxytoluen, dodexigalat… trong bảo quản dầu mỡ. C. NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 1. GIA NHIỆT 1.1. Quá trình chiên Chiên là một quá trình gia nhiệt ở nhiệt độ khá cao, khoảng 1900C (3750F). Quá trình chiên dựa theo nguyên tắc gia nhiệt và truyền chất. Sự truyền nhiệt từ dầu nóng vào thực phẩm là quá trình truyền nhiệt đối lưu. Sự truyền chất bao gồm các quá trình: khử nước (dehydrat hóa), thủy phân, oxi hóa, bay hơi... Quá trình truyền nhiệt và chất trong quá trình chiên Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 41 Trong quá trình chiên, có rất nhiều biến đổi vật lí và hóa học xảy ra trong chất béo. Các phản ứng và quá trình biến đổi xảy ra trong dầu trong quá trình chiên Bảng trên đã chỉ ra có rất nhiều phản ứng hóa học cũng như những biến đổi vật lí biến đổi xảy ra đồng thời trong quá trình chiên, bao gồm: quá trình bay hơi, hòa tan, phản ứng thủy phân, khử nước, oxi hóa, polyme hóa… Theo bảng trên cho thấy phản ứng oxi hóa tạo ra rượu, adehyde và acid, trong đó có một số hợp chất gồm hai gốc acid, nghĩa là trong cấu trúc của nó bao gồm hai gốc acid (- COOH). Điều đó giải thích tại sao dầu trong các thực phẩm chiên đã bị oxi hóa và ôi thiu lại chứa một lượng lớn acid béo tự do. Ngoài ra, phản ứng Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 42 oxi hóa và một số phản ứng khác trong quá trình chiên còn làm cho thực phẩm bị trở mùi. 1.1.1. Những biến đổi vật lý * Quá trình bay hơi: Hơi nước thoát ra từ bề mặt của chất béo và các hợp chất dễ bay hơi. Sự bay hơi gia tăng do điểm khói giảm. Hơi ẩm gia tăng tạo thành lớp bao phủ quanh bề mặt của các chất béo làm giảm tối thiểu sự tiếp xúc giữa oxy không khí và thực phẩm trong chảo. Các chất dễ bay hơi trong chất béo sẽ bắt đầu bay hơi khi nhiệt độ đủ lớn. Quá trình này diễn ra rất nhanh ở giai đoạn đầu nhưng lại giảm ở những giai đoạn tiếp theo. Một số chất khi bay hơi sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng của chất béo sau khi chiên là các aldehyde bão hòa C6 – C9, enal (2 – decenal), dienal (2,4 - heptadienal) và hydrocarbon (hexene, hexane, heptane, octane, nonane, và decane). * Sự tạo bọt Trong quá trình này, dầu nóng sẽ cung cấp nhiệt đến thức ăn đang chiên. Nhiệt sẽ tác động làm cho hơi nước bên trong thực phẩm đang chiên ra ngoài và tạo thành các giọt nước. Hơi nước ra khỏi thực phẩm chiên bằng cách bốc hơi qua bề mặt sản phẩm. Điều đó giải thích tại sao luôn có bọt xung quanh thực phẩm đang chiên trong chảo dầu. Sự tạo bọt xảy ra mãnh liệt vào giai đoạn đầu khi mới đưa thực phẩm vào dầu nóng và quá trình này sẽ dừng lại khi không còn các giọt ẩm trên thực phẩm đang chiên. Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 43 1.1.2. Những biến đổi hóa học – các phản ứng xảy ra trong quá trình chiên Các phản ứng xảy ra trong dầu cũng như sự biến đổi của chất béo trong quá trình chiên rất phức tạp. * Quá trình tự oxi hóa (oxi hóa hóa học) Dầu luôn bị oxi hóa trong suốt quá trình chiên. Các acid béo đã bị oxi hóa sẽ tạo sản phẩm là lactone và andehyde, các hợp chất này sẽ tạo mùi cho món ăn chiên. Hầu hết các hợp chất này có nguồn gốc từ acid linoleic. Quá trình tự oxi hóa của các acid béo chưa bão hòa có thể gây nổ bởi sự tạo thành các gốc tự do. Các gốc này được giải phóng khi một acid béo chưa bão hòa tiếp xúc trực tiếp với oxi trong không khí với sự có mặt của kim loại như đồng, niken, iron. Các acid béo bao gồm các acid béo liên kết (trong phân tử triacylglycerol) và các acid béo tự do có sẵn trong dầu tinh khiết hoặc được sinh ra từ phản ứng thủy phân trong suốt quá trình chiên. Kết quả của quá trình này sẽ làm cho dầu cũng như món ăn có màu sậm hơn, mùi vị khó chịu hơn, đặc biệt là dầu sử dụng lại nhiều lần. * Sự tạo thành các gốc tự do Các gốc tự do được tạo thành khi dầu có chứa các acid béo chưa bão hòa bị đun nóng và có mặt của kim loại khởi đầu như iron, đồng, niken. Các gốc tự do sẽ được tạo thành trong dầu trong suốt quá trình chiên. Kim loại khởi đầu trong quá trình chiên có thể được tạo thành từ các nguồn:  Thực phẩm đang chiên Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm SVTH: Nhóm 7 Trang 44  Bản thân dầu Các gốc tự do có thề làm tăng phản ứng oxi hóa hóa học trong dầu. Dầu càng chiên đi chiên lại thì sự tạo thành các gốc tự do càng cao, do sự phân hủy các acid béo chưa bão hòa cà