Chất chống oxy hóa bao rất đa dạng về cấu trúc hóa học với những cơ chế hoạt động khác nhau, trong đó phản ứng giữa chất chống oxy hóa và các gốc tự do trong lipid để tạo thành những sản phẩm không hoạt động là cơ chế quan trọng nhất. Các cơ chế của phản ứng chống oxy hóa được liệt kê trong bảng 2.1. Chất chống oxy hóa có thể được phân lại thành hai loại tùy thuộc vào phương thức mà chúng ức chế hay trì hoãn quá trình oxy hóa. Nhóm đầu tiên là nhóm chất chống oxy hóa bằng cơ chế bẻ gãy chuỗi, nhóm này có thể bất hoạt các gốc tự do bằng cách nhường một phân tử hidro và chuyển đổi gốc tự do thành các chất không hoạt động. Nhóm thứ hai, là chất chống oxy hóa bằng cơ chế ngăn chặn, nhóm này có thể làm chậm tốc độ của quá trình oxy hóa bằng các cơ chế khác nhau như liên kết các ion kim loại xúc tác cho quá trình oxy hóa, cơ chế chiếm của oxy, hấp thụ bức xạ tia cực tím, cũng như phân hủy hydroperoxides. Một số hợp chất phenolic tự nhiên đã cho thấy được cả hai chức năng chống oxy hóa bẻ gãy chuỗi và ngăn chặn (Nguyen Thanh Van, 2010).
Bảng 2.1. Cơ chế kháng oxy hóa của các chất chống oxy hóa
Loại phản ứng oxy hóa Cơ chế hoạt động Ví dụ
Chất làm bền hydroperoxide Ngăn chặn sự phân hủy của hydroperoxides thành gốc tự do. Hợp chất phenolic Chất hỗ trợ Hỗ trợ hoạt động của chất chống oxy hóa thích hợp
Acid citric, acid ascorbic Chelate hóa kim loại Liên kết các kim loại nặng
thành các hợp chất không hoạt động
Acid phosphoric, các hợp chất của phản ứng Maillard, acid citric
Bất hoạt oxy đơn độc Biến đổi oxy singlet thành oxy triplet.
Carotene Chất khử hydroperoxides Khử hydroperoxide theo cách
không tạo gốc tự do
Proteins, amino acid