Cơ chế hoạt động chống ôxi-hóa

· Khoa học thực phẩm

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CHỐNG ÔXI-HÓA

ThS. Nguyễn Văn Tặng, Khoa Công nghệ Thực phẩm; email: tangnv@ntu.edu.vn 

1. Sự hình thành các gốc tự do 

Nguồn gốc hình thành các gốc tự do (OH., O2.-, NO.,…) như tia UV, bức xạ ion hóa, ô nhiễm không khí, hút thuốc, trao đổi chất, sự cháy, căng thẳng,… Các gốc tự do là nguyên nhân gây tổn thương tế bào, protein, axit nucleic, DNA,… và dẫn tới các căn bệnh nguy hiểm như ung thư, lão hóa, tiểu đường, tim mạch…Do đó, để tránh sự gây hại của các gốc tự do thì cần thiết phải loại bỏ chúng bằng cách sử dụng các chất chống ôxi hóa bổ sung như VTM A, VTM C, VTM E, polyphenol,…

(Nguồn: www.sstwo-mall.com/index.php/free-radicals/)

Hình 1. Sự hình thành các gốc tự do

2. Sự chống ôxi-hóa

Sự khử gốc tự do của chất chống ôxi hóa, trong đó các electron không ghép đôi của gốc tự do sẽ được nhận electron của chất chống ôxi hóa để tạo thành các electron ghép đôi bền vững.

(Nguồn: www.amazing-glutathione.com/what-are-antioxidants.html)

Hình 2. Sự chống ôxi-hóa

Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa, trong đó mỗi chỉ tiêu thể hiện một khía cạnh của hoạt động chống ôxi-hóa, như vậy nhiều chỉ tiêu sẽ phán ánh một quá trình chống ôxi-hóa tổng thể. Một số chỉ tiêu thường được sử dụng để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa như sau:

a. Hoạt động quét gốc tự do DPPH

Cơ chế của hoạt động quét gốc tự do DPPH là sự ghép đôi hydro và đình chỉ quá trình ôxi-hóa bằng sự chuyển các gốc tự do sang trạng thái ổn định hơn. Như vậy, khi có mặt của chất chống ôxi hóa nó sẽ khử gốc tự do DPPH và làm cho dung dịch bị giảm màu sắc, do đó độ hấp thụ của dung dịch sẽ giảm đi.

Z. + AH = ZH + A(1)

Trong đó:  Z.: là gốc tự do DPPH, AH là chất chống ôxi hóa

b. Hoạt động khử ion sắt 3+

Cơ chế của hoạt động khử ion sắt 3+ là sự ghép đôi electron và đình chỉ phản ứng ôxi-hóa dây chuyền bằng sự khử dạng ôxi-hóa thành dạng tự do. Nguồn gốc chính của gốc tự do hydroxyl là phản ứng Haber-Weiss, trong đó gốc tự do superoxit khử Fe3+ thành Fe2+, sau đó nó xúc tác cho phản ứng Fenton giữa Fe2+ và H2O2. Như vậy, khi có mặt của chất chống ôxi hóa nó sẽ khử gốc tự do superoxit nên hạn chế sự khử Fe3+ thành Fe2+ và làm cho dung dịch giữ màu sắc, do đó độ hấp thụ của dung dịch sẽ tăng lên.

O2. - + Fe3+ = O2 + Fe2+ (2)

Fe2+ + H2O2 = Fe3+ + OH- + .OH (3)

c. Hoạt động quét gốc H2O2

Hydroperoxit có thể làm tăng sự hình thành gốc tự do hydroxyl trong tế bào và gây độc. Nguồn gốc của gốc tự do hydroxyl là phản ứng Fenton giữa Fe2+ và H2O2 

Fe2+ + H2O2 = Fe3+ + OH- + .OH (4)

d. Hoạt động chuyển ion sắt 2+

Nguồn gốc của các gốc tự do hydroxyl là phản ứng Fenton giữa Fe2+ và H2O2. Như vậy, khi có mặt của chất chống ôxi hóa sẽ hạn chế sự chuyển Fe2+thành Fe3+ nên màu của dung dịch phản ứng sẽ nhạt hơn, do đó độ hấp thụ sẽ giảm đi. 

Fe2+ + H2O2 = Fe3+ + OH- + .OH (5)

Xem bài viết đầy đủ tại đây

17 phản hồi

Comments RSS
  1. Lan Chi

    Oxi hóa là một chủ đề khá hấp dẫn. Rất cảm ơn thầy đã chia sẽ thông tin bổ ích này. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn nữa về cơ chế của các phản ứng chống oxi hóa cần có thể nhiều thông tin cụ thể và chi tiết hơn. Vì vậy, nếu có thể mong thầy tiếp tục chia sẽ thêm về chủ đề này.

    Được biết thầy đã nghiên cứu về lĩnh vực này và có lẽ thầy cũng đã có nhiều kinh nghiệm. Do đó, mong thầy có thể tiếp tục phát triển chủ đề này sâu rộng hơn để chúng em được học hỏi nhiều hơn nữa.

    Nhân tiện em có 3 câu hỏi muốn gửi đến thầy đó là:

    1, Hiện nay để đánh giá khả năng chống oxi hóa của các chất chống oxi hóa người ta thường xử dụng những phép thử nào để khẳng định chắc chắn về khả năng chống oxi hóa của một chất nào đó?

    2, Làm sao để so sánh khả năng chống oxi hóa của các chất với nhau. Ví dụ vitamin A, C và phenolic,…?

    3, Chất chống oxi hóa thường không bền dưới một số điều kiện cụ thể, vậy làm sao để bảo vệ hoạt tính của chất chống oxi hóa một cách lâu bền?

    • diendancntpdhnt

      Diễn đàn CNTP xin cảm ơn ý kiến của bạn. Về câu hỏi của bạn chúng tôi trả lời như sau:
      1. Để đánh giá khả năng chống ôxi hóa của một chất chống ôxi hóa nào đó người ta phải sử dụng nhiều chỉ tiêu/phép thử đồng thời chứ không chỉ dùng 1 chỉ tiêu nào đó (một số chỉ tiêu tác giả đã giới thiệu trong bài viết này), ngoài ra còn 1 số chỉ tiêu để đánh giá khả năng chống ôxi hóa nữa như: khả năng chống ôxi hóa tương ứng với Trolox (Trolox equivalent antioxidant activity), khả năng quét gốc superoxit (superoxide anion scavenging activity), hoạt tính chống ôxi hóa tổng số (total antioxidant activity),…
      2. Chúng ta dễ dàng có thể so sánh khả năng chống ôxi hóa của các chất khả năng chống ôxi hóa với nhau bằng cách sử dụng một số phép thử trong cùng một điều kiện như nhau.
      3. Chất chống ôxi hóa rất dễ bị biến đổi trong điều kiện môi trường, đặc biệt ở điều kiện nhiệt độ cao, ánh sáng xuyên thấu, các nguồn bức xạ,…Do đó, để hạn chế các biến đổi thì cần thiết phải sử dụng các biện pháp để bảo vệ chúng như bao gói trong các bao bì tối màu, tránh các nguồn chiếu sáng, nguồn bức xạ, bảo quản ở nhiệt độ thấp,…
      4. Hợp chất phenol là một chất chống ôxi hóa mạnh, cơ chế hoạt động của nó cũng theo nguyên tắc giống như các chất chống ôxi hóa khác. Chúng ta hoàn toàn có thể dùng các phương pháp phân tích hóa học hoặc sắc ký để nhận biết hợp chất phenol trong bất kỳ nguồn nguyên liệu nào.

  2. Lan Chi

    Cảm ơn thầy đã chia sẽ những thông tin bổ ích. Em rất quan tâm đến chủ đề này, em dự định trong thời gian tới sẽ làm đề tài tốt nghiệp của em về lĩnh vực này, nên em muốn hỏi thêm vài thông tin nữa.

    Thưa thầy, theo em được biết hiện nay có rất nhiều chất chống oxi hóa được tìm thấy và nhận diện. Tuy nhiên, rất ít chất được đưa vào ứng dụng thương mại. Phải chăng việc áp dụng các chất chống oxi hóa trong thực tế vẫn còn nhiều hạn chế hay có một khó khăn gì đấy? Thầy có thể chia sẽ hơn về điều này không?

    Theo thầy, tiêu chí để chọn một chất chống oxi hóa tốt là gì?

    Cảm ơn và mong nhận được chia sẽ của thầy.

    • diendancntpdhnt

      Cảm ơn câu hỏi của bạn.

      Hiện nay, bằng các phân tích hiện đại, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra rất nhiều các hợp chất có khả năng chống ôxi-hóa, đặc biệt là các hợp chất tự nhiên. Tuy nhiên, không phải tất cả những hợp chất có khả năng chống ôxi-hóa được tìm thấy này đều có thể ứng dụng vào trong thực tế và thương mại hóa, mà quan trọng là từ những kết quả nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta hiểu và sử dụng một cách có hiệu quả các nguồn chất chống ôxi-hóa sao cho có lợi nhất đối với sức khỏe con người, chẳng hạn như trong loại thực phẩm nào thì có chứa nhiều polyphenols hoặc trong quả nho, táo, dâu,… có chứa những hợp chất gì có khả năng chống ôxi-hóa,…
      Việc lựa chon một chất chống ôxi-hóa cần căn cứ vào một số tiêu chí chủ yếu sau đây:
      - Loại sản phẩm: Theo quy định của Việt Nam và quốc tế
      - Khả năng chống ôxi-hóa
      - Mức độ an toàn
      - Giá thành rẻ, dễ kiếm
      - Sự tiện lợi trong sử dụng và bảo quản

      Diễn đàn CNTP

  3. xuanhoakh

    Thưa thầy,em đã đọc bài viết của thầy, và nhận thấy nhiều điều mới, cũng như đem đến cho em nhiều kiến thức bổ ích. Và nhân đây em cũng mong muốn thầy có thể giải đáp cho em một vài ý về vấn đề này, theo em được biết thì trong cơ thể sẽ có những hệ thống chống oxi hóa. Vậy:
    1. Các hệ thống ấy có hoạt động giống như các chỉ tiêu của chất chống oxi hóa được nêu ra ở trên không?
    2. Có bao nhiêu hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể, và những hệ thống ấy hoạt động ra sao, với sự tham gia của những thành phần chất, enzym nào?
    Em rất quan tâm đến vấn đề chống lại sự oxi hóa của cơ thể, cũng như cách tác động tích cực vào hệ thống chống oxi hóa của cơ thể, nên em rất mong nhận được sự giải đáp của thầy!
    Em xin chân thành cảm ơn thầy!

    • diendancntpdhnt

      Cảm ơn ý kiến của bạn.
      Quả đúng vật, trong cơ thể chúng ta có thể sản sinh ra một số loại enzyme có thể chống lại sự ôxi hóa mà chúng ta gọi là sự “tự chống ôxi hóa”. Một số enzyme có chức năng này như Superoxide dismutase (SOD), Catalase. Cơ chế hoạt động của từng loại enzyme này như sau
      + Superoxide dismutase (SOD) xúc tác chuyển hóa gốc tự do superoxide thành O2 và H2O
      M(n+1)+-SOD + O2− → Mn+-SOD + O2
      Mn+-SOD + O2− + 2H+ → M(n+1)+-SOD + H2O2.
      Với M = Cu (n=1) ; Mn (n=2) ; Fe (n=2) ; Ni (n=2).
      + Catalase xúc tác chuyển hóa H2O2 thành O2 (hoặc ôxi nguyên tử) và H2O
      2 H2O2 → 2 H2O + O2
      Như vậy, chúng ta thấy rằng, khi có mặt của các enzyme Superoxide dismutase (SOD), Catalase thì chúng sẽ khử các gốc tự do superoxide, H2O2 thành O2 và H2O nên sẽ không thể gây hại cho tế bào nữa.

      Diễn đàn CNTP

  4. phamtam1310

    Em chào thầy và tất cả mọi người, cũng ở chủ đề này em có một băn khoăn là khả năng chống oxi hóa liên hợp của vitamin C và vitamin E là gì ah, nó có giống với các khả năng chống oxi hóa vốn có của chúng không??

  5. kimpha

    Em chào Thầy
    Thầy có thể cho em biết cơ chế chống oxy hóa của anthocyanin như thế nào, vacoular là gì ạ? cụ thể về quá trình đó ra sao?

  6. Bùi Thị Minh Họa

    Em chào thầy
    Thầy có thể cho em biết cơ chế chung của các hợp chất chống oxy hóa chiêt xuất từ thiên nhiên được không ạ?

  7. Đào Huệ

    thưa thầy, em đang làm đề tài tốt nghiệp liên quan đến các hợp chất chống oxi hóa trong đó có flavonid, thầy có thể cho em biết cách để kiểm tra khả năng chống oxi hóa của chất này trong bảo quản dầu mỡ không?
    Và tỉ lệ cho vào là bao nhiêu để phù hợp ạ?
    Em rất mong nhận được câu trả lời của thầy.
    Em xin cảm ơn thầy.

    • diendancntpdhnt

      Cám ơn câu hỏi của bạn

      Flavonoids là một hợp chất phức tạp (chẳng hạn như quercetin, myricetin, catechin, epicatechin,…) có khả năng chống ôxi hóa rất tốt. Do đó, nếu dùng flavonoids để chống ôxi hóa cho dầu mỡ thì phải kiểm tra một số chỉ tiêu đánh giá mức độ ôxi hóa của dầu mỡ như chỉ số peroxyt, axit béo tự do, chỉ số iod,..Còn hàm lượng flavonoids dùng là bao nhiêu là phù hợp thì chúng ta phải thử nghiệm thì mới biết chính xác được.

  8. cam tien

    vậy cơ chế diễn ra quá trình oxi hóa trong cơ thể là sao hả thầy?
    có thể cho e hiểu rõ them k thay?

  9. dnhan

    chao thay ah
    truoc het e cam on nhung kien thuc bo ich của thầy
    về vấn đề oxh lipid e co 1 thac mac rat mong nhan duoc su giai dap cua thay:
    mục đích của sự khử Fe3+ thành Fe2+ để giúp ta xác định được năng lực khử của chất chống oxy hóa!!! vi vậy thì tai sao lai đi khử gốc tự do superoxit và tại sao hạn chế sự khử Fe3+ thành Fe2+!!!=> lẽ ra phải tăng cường sự khử fe3+!!! chân thành cảm ơn thầy

  10. vu thi thuy

    chào thầy cô : em muốn hỏi cơ chế tác động của các hợp chất phenol là gì?

  11. le thi huyen. lop 08dtp1

    cảm ơn Thầy đã chia sẻ về chủ đề chất chống oxy hóa. em có câu hỏi nhờ Thầy giải đáp giúp e: Thầy có thể cho e biết phương pháp kiểm tra và phân tích hoạt động của chất chống oxy hóa có trong dầu thực vật? e đọc tài liệu có thấy nói đến ABTS, DPPH, ORAC,.. nhờ Thầy giải thích giúp e! cảm ơn Thầy!

    • diendancntpdhnt

      Cảm ơn câu hỏi của bạn, câu hỏi này chúng tôi trả lời như sau:

      Dầu thực vật là đối tượng rất dễ bị ôxy hóa trong quá trình bảo quản, lưu thông, chế biến,… nên trong quá trình sản xuất, nhà sản xuất đã bổ sung 1 số chất chống ôxy hóa như BHA, BHT, TBHQ, VTM E,…. Vì vậy, để đánh giá khả năng chống ôxy hóa của các chất chống ôxy hóa trong dầu thực vật, chúng ta có thể sử dụng một số chỉ tiêu để kiểm tra như TEAC, ABTS, ORAC, FRAP, DPPH… mỗi chỉ tiêu chỉ phản ánh một khía cạnh chống ôxy hóa, nhưng nhiều chỉ tiêu sẽ phản ánh khả năng chống ôxy hóa tổng thể của sản phẩm.

      Diễn đàn CNTP

  12. le thi huyen. lop 08dtp1

    Chào Thầy, Em cảm ơn câu trả lời của Thầy.

    Theo em biết, các trung tâm kiểm tra, đo lường ở Việt Nam có thể phân tích các vitamin có trong dầu thực vật nhưng các chất chống oxy hóa như sesaminol và sesamolinol duy trì các axít béo kể cả làm giảm mật độ lipoprotein thì các trung tâm chưa có khả năng phân tích sesaminol. Vì vậy, em mong thầy giúp em biết rõ hơn về các ABTS, ORAC, DPPH, cách nào là tối ưu để đánh giá khả năng chống oxy hóa của sesaminol?

    Em cảm ơn Thầy!
    Chào Thầy,

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

Theo dõi

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 221 other followers

%d bloggers like this: