Chất chống ôxy hóa có thể làm sạch các gốc tự do bằng cách cho một electron. Khi một phân tử gốc tự do nhận thêm một electron từ một phân tử chống ôxy hóa, các gốc tự do trở nên ổn định và không còn khả năng gây hại [7]. Ngoài ra chất chống ôxy hóa còn giúp hạn chế sự phân hủy các hydroperoxyde (Hình 1.2).
Hình 1.2. Cơ chế chống ôxy hóa [7]
Trước hết, chất chống ôxy hóa sơ cấp (AH) phản ứng với peroxy (ROO*), alkoxy (RO*) và gốc lipid (R*) và chuyển đổi chúng sang các sản phẩm ổn định hơn [64]. Chúng nhường một nguyên tử hydro cho gốc lipid và sản sinh ra các dẫn xuất lipid (ROO*, RO*) và gốc của chất chống ôxy hóa (A*). Sau đó, các gốc của chất chống ôxy hóa (A*) phản ứng với các gốc peroxy (ROO*) làm ngừng thời kỳ phát triển trong quá trình ôxy hóa; từ đó làm ức chế sự hình thành hydroperoxyde. Đồng thời gốc A* cũng phản ứng với các gốc alkoxy (RO*), làm cho quá trình phân hủy hydroperoxyde giảm dần. Hơn nữa, chúng cũng có thể tương tác với các gốc của chất chống ôxy khác để hình thành các chất không bị ôxy hóa [64, 81].
Phản ứng của chất chống ôxy hóa với gốc tự do: ROO* + AH ROOH + A* RO* + AH ROH + A* R* + AH RH + A* ROO* + A* ROOA RO* + A* ROA A* + A* AA
Đối với chất chống ôxy hóa thứ cấp, chúng ức chế quá trình ôxy hóa lipid thông qua các cơ chế khác nhau tùy thuộc vào các chất chống ôxy hóa. Tuy nhiên, chúng được chia thành ba cơ chế chính: (i) các chất chống ôxy hóa có khả năng khóa chặt các
chất gây tổn thương ôxy hóa (prooxidants) hoặc các kim loại xúc tác quá trình ôxy hóa lipid. Chúng thúc đẩy khả năng chống ôxy hóa bằng cách ngăn ngừa chu trình ôxy hóa khử kim loại, tạo phức kim loại không tan và ngăn cản tương tác giữa các kim loại với chất béo hoặc chất ôxy hóa chất trung gian (ví dụ như peroxyde). Chúng cũng có thể ngăn chặn sự hình thành của phức hydroperoxyde kim loại; (ii) các chất chống ôxy hóa đóng vai trò là chất bắt các phân tử ôxy và đóng vai trò như là chất khử bằng cách nhường nguyên tử hydro; (iii) các chất chống ôxy hóa đóng vai trò ngăn chặn ôxy ở mức năng lượng cao bằng việc giải phóng năng lượng của chúng dưới dạng nhiệt [64].
Hiện có nhiều chất có khả năng chống ôxy hóa hiệu quả, những chất được dùng phổ biến nhất gồm:
Anhydride sulfur và sulfide (SO2, SO32- ) Acid L-ascorbic (vitamin C) và muối ascorbate
Chất chống ôxy hoá nguồn gốc phenol (các chất tổng hợp BHA và BHT) Tocopherol: α-tocopherol, γ-tocopherol, δ-tocopherol (tổng hợp).
Hiện nay, con người đã cố gắng sử dụng chất chống ôxy hóa tự nhiên thay cho chất chống ôxy hóa tổng hợp. Chất chống ôxy hóa tự nhiên được sử dụng ngày càng nhiều, để bảo quản thịt và cá, chẳng hạn như tocopherols, các loại gia vị và thảo dược chiết xuất thực vật và acid ascorbic. Acid ascorbic có thể được sử dụng như một chất chống ôxy hóa để tăng thời hạn sử dụng thực phẩm. Acid này là một chất chống ôxy hóa mạnh, được sử dụng trong dầu, cá phi lê và không có giới hạn liều lượng sử dụng [10].