Mùi ôi khó chịu ở gói snack để lâu, vị “dầu cũ” trong bánh quy, mùi tanh của dầu cá, mùi khét của dầu chiên tái sử dụng nhiều lần đều bắt nguồn từ oxy hóa chất béo. Đây là nguyên nhân hàng đầu làm giảm hạn sử dụng của thực phẩm khô và thực phẩm giàu chất béo, ngay cả khi sản phẩm hoàn toàn an toàn về vi sinh.

Oxy hóa chất béo là gì?

Oxy hóa chất béo (lipid oxidation) là chuỗi phản ứng giữa oxy và các axit béo, đặc biệt là axit béo không no, tạo ra các hợp chất gây mùi vị ôi khét, làm biến màu, giảm giá trị dinh dưỡng và có thể sinh ra chất không có lợi cho sức khỏe. Hiện tượng hư hỏng cảm quan do oxy hóa được gọi chung là ôi hóa.

Cơ chế tự oxy hóa

Con đường phổ biến nhất là tự oxy hóa (autoxidation), phản ứng dây chuyền gốc tự do gồm ba giai đoạn:

  • Khơi mào: dưới tác động của nhiệt, ánh sáng, ion kim loại, một nguyên tử hydro bị tách khỏi axit béo (thường ở vị trí cạnh liên kết đôi), tạo gốc tự do lipid.
  • Lan truyền: gốc lipid kết hợp với oxy thành gốc peroxyl; gốc này lại lấy hydro từ phân tử axit béo khác, tạo hydroperoxide và một gốc lipid mới. Chuỗi phản ứng tự duy trì và tăng tốc.
  • Kết thúc: các gốc tự do kết hợp với nhau thành sản phẩm bền.

Hydroperoxide là sản phẩm sơ cấp, không có mùi. Chúng phân hủy thành sản phẩm thứ cấp như aldehyde (hexanal, 2,4-decadienal, malondialdehyde), ketone, alcohol, chính là những chất gây mùi ôi, mùi sơn, mùi cỏ, mùi tanh với ngưỡng cảm nhận cực thấp.

Các con đường oxy hóa khác

  • Quang oxy hóa: ánh sáng kích hoạt chất nhạy quang (chlorophyll trong dầu ô liu, riboflavin trong sữa) tạo oxy đơn bội (singlet oxygen), phản ứng với axit béo nhanh gấp hàng nghìn lần oxy thường. Đây là lý do sữa trong chai trong suốt dễ có “mùi ánh sáng”.
  • Oxy hóa do enzyme: lipoxygenase trong đậu nành, đậu xanh tạo mùi “hăng đậu”; chần nguyên liệu hoặc xử lý nhiệt giúp vô hoạt enzyme này.
  • Ôi hóa thủy phân (không phải oxy hóa nhưng thường bị nhầm): enzyme lipase hoặc nhiệt độ và nước cắt chất béo thành axit béo tự do. Với bơ, dừa, axit béo mạch ngắn như butyric, lauric tự do gây mùi xà phòng, mùi ôi bơ.

Các yếu tố ảnh hưởng

  • Mức độ không no: càng nhiều liên kết đôi càng dễ oxy hóa. Axit linoleic (2 nối đôi) oxy hóa nhanh hơn axit oleic (1 nối đôi) hàng chục lần; axit linolenic, EPA, DHA còn nhanh hơn nữa. Vì vậy dầu cá, dầu hạt lanh rất khó bảo quản, còn dầu giàu oleic như dầu hướng dương cao oleic bền hơn nhiều.
  • Nhiệt độ: tốc độ tăng mạnh theo nhiệt độ.
  • Oxy: lượng oxy trong khoảng không đỉnh bao bì và oxy hòa tan.
  • Ánh sáng: đặc biệt tia UV và ánh sáng xanh.
  • Kim loại: sắt, đồng ở nồng độ rất thấp đã là chất xúc tác mạnh; đây là lý do không dùng thiết bị đồng thau trong xử lý dầu.
  • Hoạt độ nước: tốc độ thấp nhất ở vùng aw khoảng 0,2–0,4; sản phẩm quá khô lại oxy hóa nhanh hơn.
  • Diện tích bề mặt: bột, sản phẩm dạng xốp, nhũ tương có diện tích tiếp xúc lớn.

Đo mức độ oxy hóa

  • Chỉ số peroxide (PV): đo hydroperoxide, đơn vị meq O2/kg. Tiêu chuẩn Codex cho dầu thực vật tinh luyện giới hạn PV đến 10 meq/kg; dầu ép lạnh, dầu nguyên chất đến 15 meq/kg. PV phản ánh giai đoạn đầu, nhưng sẽ giảm khi hydroperoxide phân hủy, nên PV thấp chưa chắc dầu còn tốt.
  • Chỉ số anisidine (AV): đo aldehyde, phản ánh sản phẩm thứ cấp.
  • Chỉ số TOTOX = 2 × PV + AV: đánh giá tổng thể lịch sử oxy hóa.
  • TBARS: đo malondialdehyde, phổ biến với thịt và sản phẩm thịt.
  • Hexanal bằng sắc ký khí: chỉ thị nhạy cho mùi ôi trong snack, ngũ cốc, sữa bột.
  • Rancimat/OSI: thử nghiệm gia tốc đo độ bền oxy hóa của dầu.
  • Hợp chất phân cực tổng (TPC) cho dầu chiên: nhiều quốc gia châu Âu quy định thay dầu khi TPC vượt khoảng 24–27%.

Tác động của oxy hóa chất béo

  • Cảm quan: mùi ôi, vị đắng, màu sẫm; đây thường là yếu tố quyết định hạn dùng của snack, bánh quy, hạt rang, sữa bột.
  • Dinh dưỡng: mất axit béo thiết yếu, vitamin A, E, carotenoid.
  • Sức khỏe: một số sản phẩm oxy hóa như aldehyde không no, sản phẩm polyme trong dầu chiên quá mức được xem là không có lợi khi tiêu thụ thường xuyên.

Biện pháp kiểm soát

  • Chọn nguyên liệu: dầu tươi, PV thấp; ưu tiên dầu cao oleic cho sản phẩm cần hạn dùng dài.
  • Loại oxy: đóng gói khí nitơ, hút chân không, dùng gói hấp thụ oxy.
  • Chắn ánh sáng: bao bì màu tối, metalized, giấy nhôm.
  • Chất chống oxy hóa và chất tạo phức kim loại: tocopherol, chiết xuất hương thảo, TBHQ, axit citric.
  • Nhiệt độ bảo quản thấp và tránh dao động nhiệt.
  • Quản lý dầu chiên: lọc cặn thường xuyên, bổ sung dầu mới, tránh nhiệt độ quá cao (thường không vượt khoảng 180 °C), thay dầu theo chỉ số TPC hoặc axit béo tự do.
  • Vi bao dầu giàu omega-3 trong bột.

Câu hỏi thường gặp

Dầu ăn đã mở nắp dùng được bao lâu? Tùy loại dầu và điều kiện bảo quản; đậy kín, để nơi tối và mát sẽ chậm oxy hóa hơn nhiều. Khi dầu có mùi lạ, vị khét thì nên bỏ dù chưa hết hạn.

Tủ lạnh có ngăn oxy hóa chất béo không? Nhiệt độ thấp làm chậm nhưng không ngăn hoàn toàn. Thịt cá đông lạnh vẫn ôi dần, nhất là cá béo, nếu không được bao gói kín.

Thuật ngữ liên quan

Đọc thêm: Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Là Gì? Tổng Quan A-Z