Cám gạo có hàm lượng các acid béo không no cao nên dễ dàng bị oxy hóa tạo ra các sản phẩm trung gian như peroxide, aldehyde và ceton…Đây là nguyên nhân gây mùi của cám gạo (Franket,1984, trích bởi Loan, 2004).
2.2.1 Cơ chế của sự oxy hóa acid béo
Theo Metzlen D.E, 1997; trích bởi Thái Thị Phi Loan, 2004 thì quá trình oxy hóa acid béo của cám gạo xảy ra theo qui trình sau
Dưới tác dụng của bức xạ ngoại tử, các ion kim loại có giá trị thay đổi như: Cu++, Fe++, …một số phân tử hữu cơ biến thành gốc tự do (đây là những phân tử có mang điện tử độc thân) (phản ứng 1).
Cu++,Fe, AS
RH (1) Ro + Ho
Aldehyde
Hyđroperoxide Peroxide
+
Gốc tự do tạo thành sẽ tác kích lên phân tử cơ chất ở vị trí carbon kề với carbon mang nối đôi, lấy đi một nguyên tử hydro để được ổn định ở dạng ban đầu (RH), phân tử cơ chất bị mất một nguyên tử hydro hình thành gốc tự do mới (phản ứng 2).
Đến đây một phân tử oxy sẽ tác kích vào gốc tự do vừa mới tạo thành để cho ra một peroxide (phản ứng 3)
Peroxide mới được hình thành tự tác kích vào cơ chất để lấy một hydro của một phân tử hữu cơ khác để cho ra hydroperoxide (phản ứng 4).
Đồng thời một gốc tự do mới được tái tạo, gốc tự do này tiếp tục tác kích vào cơ chất để lấy một nguyên tử hydro (quá trình này quay lại phản ứng phản ứng 1).
Các hydroperoxide tạo thành (phản ứng 4) về mặt cấu trúc thì không bền vững nên có khuynh hướng tự sắp xếp lại các nhóm nguyên tử của nó để đạt được cơ cấu bền vững hơn vì thế aldehyde và alcohol được tạo thành (phản ứng 5). Các alcohol sau đó cũng bị oxy hóa để cho ra aldehyde (phản ứng 6).
2.2.2 Các hợp chất dễ bị oxy hóa trong thức ăn
Khi cám gạo bị ôi dầu các sản phẩm của sự peroxide hóa rất độc với tế bào. Sự ôi dầu có tác dụng xấu lên thức ăn, làm giảm giá trị dinh dưỡng của thức ăn. Trước hết làm giảm giá trị của acid béo có chứa nhiều nối đôi như linoleic, linolenic, arachidonic, DHA...đồng thời sự oxy hóa các acid béo tạo nên các các sản phẩm trung gian như hydroperoxide chứa gốc carboxyl phản ứng với lysine làm mất giá trị dinh dưỡng của amino acid thiết yếu này. Kế đến peroxide làm mất hoạt tính các vitamin A, E, B6, C, D và các sắc tố tiền vitamin trong thức ăn như: α-,β-,γ-carotenl, lycopenl, zeaxanthin, cryptho-, astaxanthin...
2.2.3 Các chất độc hại sinh ra do quá trình oxy hóa chất béo
- Hợp chất peroxide còn gọi là gốc tự do (FR) oxy hóa rất mạnh các hoạt chất sinh học: Làm hư hỏng màng tế bào, bẻ gãy DNA, mở đường cho các chất độc tấn công nhân tế bào để gây ung thư.
- Aldehyde: Gây mùi rất khó chịu, làm mất tính ngon miệng của gia súc đối với thức ăn, làm hư hỏng các acid amin qua liên kết amin với formol, ức chế men tiêu hóa rất mạnh.
- Acid: Kích thích niêm mạc ruột gây tiêu chảy, thúc đẩy quá trình oxy hóa khử, phá hủy các hoạt chất sinh học trong thức ăn hư nhanh hơn.
2.2.4 SSựự pphháá hhủủyy ccáácc vviitatammiinn bbởởii ooxxyy vvàà ppeerrooxxiidede
Các sản phẩm trung gian như peroxide giải phóng ra oxy nguyên tử nên nó oxy hóa dễ dàng bẻ gãy những vị trí nối đôi rất mau lẹ. Các vitamin nhạy cảm với oxy như vitamin A, carotene, vitamin E, D, C và phá hủy các acid béo thiết yếu (Dương Thanh Liêm và ctv, 2002).
Vitamin A bị oxy hóa
CH 2OH CH3
C
H 3 CH3 CH 3
CH3
O H
C H 2
CH3 C
H 3 CH3
CH3 CH3
Vị trí nối đôi dễ bị oxy hóa
2.2.5 Sự hư hỏng mùi vị thức ăn do hình thành carbonyl (aldehyde) từ sự oxy hóa chất béo
Khi chất béo bị oxy hóa hình thành nên các peroxide và aldehyde gây nên mùi khó chịu trong thức ăn. Chính mùi này làm giảm tính ngon miệng của vật nuôi đối với thức ăn. Nồng độ gây mùi của các aldehyde có thể được tạo ra từ sự bị oxy hóa chất béo (Dương Thanh Liêm và cvt, 2002) như sau:
N
Nguồn: Frankel (1984).
2.2.6 Cơ chế chống oxy hóa bên ngoài với BHA được áp dụng để bảo vệ thức ăn chống lại sự oxy hóa của oxy
Cơ chế này được ứng dụng trong việc bảo quản thức ăn tránh sự oxy hóa làm hư hại các hoạt chất sinh học, nhất là các vitamin, acid béo chưa no. Thực chất của quá trình này là sự lấy oxy bởi các chất chống oxy hóa. Bổ sung các chất kháng oxy hóa có tác dụng ngăn cản rất hữu hiệu sự oxy hóa acid béo. Chất chống oxy hóa nên sử dụng trong một thời gian nhất định để bảo quản thức ăn. Có thể bổ sung một số chất chống oxy hóa nhân tạo như BHT (Butylated Hydroxy Toluen): 200ppm và BHA : 20ppm để phòng ngừa việc sản xuất của những hợp chất độc có các gốc tự do phát sinh với mức dư thừa.
Các loại carbonyl (Aldehyde) Nồng độ gây mùi (ppm) 2-Decenal
2-Undecenal 2-Nonenal 2-Octenal Hexanal 2-Heptenal Heptanal Nonanal Octanal
2,4-Decadienal 4 cis-Heptenal 4 trans-Heptenal
2 trans, 6-trans Nonadeinal
5,500 4,200 0,100 1,000 0,150 0,630 0,042 0,320 0,068 0,280 0,001 0,320 0,001
(Dương Thanh Liêm và ctv, 2002) 2.2.7 Chỉ số peroxide
Chỉ số này được dùng để đánh giá sự ôi dầu của dầu mỡ. Chỉ số này được xác định bằng phương pháp Lea. Trong phương pháp này chất béo phản ứng với potassium iodite trong dung dịch acid và lượng iod đo được chuẩn độ bằng sodium thiosulphate, chloroform được dùng làm dung môi. Dầu mỡ mới thường có chỉ số peroxide đến 5ml 0,002N thiosulphate cho 1 gram dầu thô và sự ôi dầu có thể phát hiện bằng cảm quan khi độ peroxide tăng lên đế 10 - 20 ml sodium thiosulphate (Lê Thanh Hùng, 2000).