Chất chống ôxy hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình ôxy hóa chất khác bằng cách khử đi các gốc tự do và ôxy hóa chính chúng. Phản ứng ôxy hóa lipid có thể xảy ra theo 2 con đường:
Ôxy hoá lipid có enzyme tham gia: Chất xúc tác cho quá trình này là lipoxydase. Trong trường hợp này, chất phụ gia ngăn ngừa ôxy hóa lipid là những chất/ tác nhân gây ức chế hoặc làm mất hoạt tính của enzyme.
Ôxy hoá lipid phi enzyme (ôi hoá hoá học): Tác nhân gây ra phản ứng là ôxy của không khí, quá trình là một chuỗi phản ứng rất phức tạp. Trong trường hợp này, chất phụ gia ngăn ngừa ôxy hóa lipid là những chất có tác dụng làm giảm các yếu tố kích thích, làm tăng các yếu tố kìm hãm chuỗi phản ứng. Để ngăn ngừa hiện tượng ôxy hóa hóa học, cần phải cho thêm một chất ái oxygene đặc biệt. Chất này sẽ phản ứng trước hết với ôxy trong môi trường thực phẩm, như vậy lipid và các chất nhạy cảm với ôxy bên trong thực phẩm sẽ được bảo vệ. Tuy nhiên, các chất chống ôxy hoá cũng bị ôxy hoá. Những thành phần bị ôxy hoá của chúng cần phải không có mùi vị, không độc hại, không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm. Mặt khác tỷ lệ cho vào thực phẩm cũng phải rất ít (dưới 1%) [3].
Có nhiều loại chất chống ôxy hóa đã được sử dụng trong chế biến thực phẩm để ức chế quá trình ôxy hóa lipid. Trước đây người ta thường sử dụng các chất chống ôxy hóa tổng hợp, trong đó một số chất được cho là có nguy cơ gây ung thư và các bệnh về tim mạch. Ngày nay người ta hướng đến việc sử dụng các chất chống ôxy hóa có nguồn gốc từ tự nhiên, các chất này an toàn hơn so với chất chống ôxy hóa tổng hợp. Một số chất chống ôxy hóa lipid được sử dụng khá phổ biến trong chế biến thực phẩm hiện nay như vitamin E, acid ascorbic, polyphosphates,... [15]. Việc sử dụng các chất chống ôxy hóa trong quá trình chế biến thực phẩm không chỉ kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm mà còn làm giảm sự tổn thất các giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Chất chống ôxy hóa được sử dụng trong thực phẩm phụ thuộc vào loại thực phẩm và hướng dẫn sử dụng. Thông thường, chất chống ôxy hóa được sử dụng trong các quá trình chế biến thực phẩm được phân loại dựa trên cơ chế hoạt động của chúng gồm chất chống ôxy hóa sơ cấp (Type I) và chất chống ôxy hóa thứ cấp (Type II).
Chất chống ôxy hóa sơ cấp là chất nhận gốc tự do có tác dụng trì hoãn, ngăn cản bước khởi đầu hoặc làm gián đoạn các bước lan truyền của quá trình tự ôxy hóa [81]. Các chất chống ôxy hóa chính bao gồm vitamin A và E, các chất tổng hợp BHA và BHT và polyphenolic, vv. Chất chống ôxy hóa thứ cấp có tác dụng như chất ức chế làm chậm tốc độ của quá trình ôxy hóa do các tác nhân ảnh hưởng khác nhau mà không cần chuyển đổi các gốc tự do đối với sản phẩm ổn định hơn [64]. Các chất chống ôxy hóa thứ cấp bao gồm polyphosphate, EDTA, acid citric, acid ascorbic, sulphites, ascorbyl palmitate, β-carotene, lycopene, lutein,... Ngoài ra, chất chống ôxy hóa thứ cấp được gọi là chất hỗ trợ cho chất chống ôxy hóa sơ cấp vì chúng thúc đẩy tăng cường các hoạt động chống ôxy hóa của chất chống ôxy hóa sơ cấp.
Trong bảo quản lipid, người ta có thể dùng cộng tính của hai chất để làm tăng hiệu quả của chất chống ôxy hóa. Chất làm tăng tính chất chống ôxy hóa của chất kia gọi là chất hiệp trợ. Chất hiệp trợ có thể có hoặc không có chất chống ôxy hóa. Bản chất của chúng có thể là vô cơ hoặc hữu cơ. Acid phosphoric, acid ascorbic, acid citric và muối của chúng, polyphosphat, acidamin, 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 ôxy hóa. Chẳng hạn kìm hãm ôxy hóa chất béo bằng hỗn hợp acid ascorbic và quinon. Acid ascorbic chuyển H đến quinon để chất này tác dụng được với gốc peroxyde. Quá trình chuyển H này được coi là hiệp trợ của acid ascorbic với tocoferol