飼料的抗氧化原理及抗氧化劑應(yīng)用指南
隨著國內(nèi)飼料工業(yè)向全營養(yǎng)型過渡，飼料不僅需要保持新鮮，以保證飼料的風(fēng)味，而且還需要保證飼料中營養(yǎng)成份不變質(zhì)，以便達到預(yù)期的飼養(yǎng)效果。飼料中的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物及維生素在空氣中與氧接觸，易發(fā)生腐敗變質(zhì)。被氧化的這些成份之間又會相互作用，導(dǎo)致多種成份的自動氧化，最后，使飼料中的油脂蛤敗、褪色、褐變產(chǎn)生有毒物質(zhì)醛及酮等，使飼料中的脂溶性維生素如：VA、VD、VE及葉黃素被氧化破壞；使飼料中的蛋白質(zhì)及能量損失，適口性下降，輕則導(dǎo)致飼料品質(zhì)下降，影響動物生長發(fā)育，重則造成中毒甚至死亡事故，會給養(yǎng)殖業(yè)造成極大經(jīng)濟損失。
在飼料學(xué)研究中，抗氧化問題與抗衰老及誘發(fā)腫瘤和惡性疾病的發(fā)生聯(lián)系起來，因此在飼料中添加抗氧化劑是必不可少的。
北京市桑普生物化學(xué)技術(shù)公司生產(chǎn)的復(fù)合抗氧化劑（商品名：抑氧）是一種粉末狀易流動的粉末狀固體，配方技術(shù)先進，抗氧化性能優(yōu)越，安全性好，便于使用。
飼料中油脂的自動氧化是一系列的化學(xué)反應(yīng)，是油脂中不飽和脂肪酸暴露在空氣中與氧起反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物進一步分解生成低級脂肪酸、醛和酮的過程，與此同時會發(fā)出惡劣的臭味，這種現(xiàn)象是脂肪酸的自動氧化過程。
(1)油脂的自動氧化是遵循游離基反應(yīng)的機理，它分為三個步驟：
第一階段：為引發(fā)期：油脂在光量子、熱或金屬催化劑等活化下，在脂肪酸的雙鍵相鄰的甲基碳原子上碳氫鍵發(fā)生皸裂，生成氫原子和游離基：
hυ(光量子)
R－H R·＋H·(氫原子)
(游離基、自由基)
R－CH＝CH－CH－CH＝CHR'
R－CH＝CH－C－CH＝CHR'＋H·
自由基(游離基)：帶未配對電子的基團、原子或分子，“·”小圓點表示未配對的電子。
第二階段：增殖期：一旦游離基形成后，就能迅速吸收空氣中的氧生成過氧化游離基：
R－CH＝CH－C－CH＝CHR'＋O R－CH＝CH－C－CH＝CHR'
過氧化游離基很不穩(wěn)定，能奪取另一個不飽和脂肪酸分子中與雙鍵相鄰的亞甲基上的一個氫原子，而生成氧化初級產(chǎn)物，即氫過氧化物，與此同時被奪走的氫原子的不飽和脂肪酸，形成新的游離基。
R－CH＝CH－C－CH＝CHR'＋RCH＝CH－CH －CH＝CHR' R－CH＝CH－C－CH－CH＝CHR'＋R－CH＝CH－C－CH－CHR'
生成的新的游離基又不斷地吸收氧(與氧結(jié)合)形成過氧化游離基，然后此過氧化游離基又和一個脂肪酸反應(yīng)，生成氫過氧化物和新的游離R '，通過游離基R'的反應(yīng)又可傳遞下去，因此在這一階段中過氧化物會不斷增加，新的游離基不斷產(chǎn)生，氧化反應(yīng)連鎖式地進行。最后會使大量的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化并產(chǎn)生大量的氫過氧化物，所以把此過程稱為增殖期。
第三階段：終止期：由各種不同的游離基互相撞擊而結(jié)合，致使反應(yīng)終止，各種游離基相互作用的反應(yīng)如下：
R－O－O·＋R－O－O· → R－O－O－R＋O
游離基相互結(jié)合，吸氧量趨于穩(wěn)定，此階段為終止期。
氫過氧化物是油脂氧化的第一個中間產(chǎn)物，本身無異味，有些油脂可能在感官上尚未覺察到酸敗的變質(zhì)象征，但已有很高的過氧化值，說明已酸敗。氫過氧化物極不穩(wěn)定，油脂中此化合物濃度增至一定程度時，就開始分解?？赡馨l(fā)生一種分解反應(yīng)，氫過氧化物單分子分解成一個烷氧游離基和一個羥基游離基。
烷氧游離基進一步反應(yīng)產(chǎn)生醛、醇、酮。
按這一反應(yīng)途徑，可生成一個短鏈的醛，生成的醛可再氧化成酸，或還原成醇，或與胺加成。同時，在反應(yīng)中生成新的游離基，還可繼續(xù)參與鏈式反應(yīng)。
(2)生成醇的反應(yīng)：烷氧游離基和另一個脂肪分子反應(yīng)，產(chǎn)生一個醇和一個游離基R ，后者又參與鏈式反應(yīng)。 R －C－R ＋R H → R －CH－R ＋R · (3)生成酮的反應(yīng)：烷氧游離基可被另一個游離基所氧化生成酮，這是一個終止反應(yīng)，有特殊異味。 R －CH－R ＋R '·→ R －C－R ＋R 'H
飼料中油脂的自動氧化除了和大氣中氧分壓大小有關(guān)系外，還和飼料的比表面積有關(guān)，比表面積的飼料氧化速度會加快，另外還與溫度、脂肪酸的組成、光及射線、水分、催化劑等因素有密切關(guān)系。
溫度越高氧化速度會越快；從紫外線到紅外線之間所有的光輻射不僅能促進氫過氧化物的分解，而且還能對未氧化的脂肪酸引發(fā)游離基，其中以紫外光輻射最強，因此高油脂含量的精飼料應(yīng)采用有色或遮光包裝；水分活度特別高或低都會促進酸敗發(fā)展，一般控制在0.3～0.4之間最好。
重金屬離子是油脂氧化酸敗的重要催化劑，能縮短誘導(dǎo)期和提高反應(yīng)速度。Fe 、Cu 、Mn 等多價離子作用最大，其含量只要在1PPM以下就具有催化作用。它們主要的作用是增高過氧化物分解速度，從而提高游離基產(chǎn)生速度。
由此看出，飼料中油脂的自動氧化是一個復(fù)雜的過程，防止飼料中油脂的自動氧化、酸敗，應(yīng)采用綜合性措施，需要在飼料加工生產(chǎn)、貯存的整個過程中都要采用有效的辦法減少、制止上述反應(yīng)的發(fā)生，最重要的措施是配合使用一些安全性高及抗氧化效果好的抗氧化劑或自由基清除劑(SOD、MT等)。
1．協(xié)同增效作用
抑氧是由幾種不同的抗氧化劑組成的，并配有金屬螯合劑。由于某些抗氧劑之間存在疊加互補增效作用，使其總的抗氧化效果大于單獨使用之和。
螯合劑存在，可使微量金屬離子失活，使氧化酶活性下降，阻斷金屬離子對脂肪氧化的催化作用，從而進一步提高了抗氧化劑的效能。
2．多途徑的抗氧化作用
抑氧抗氧化劑機理大致分為以下幾類：
（1）釋放氫離子——使過氧化游離基轉(zhuǎn)化為過氧化物，而又不形成新的游離基；（2）與游離基結(jié)合——形成一種穩(wěn)定的抗氧化自由基，不再進行氧化鏈式傳遞反應(yīng)；
（3）與金屬離子螯合——降低氧化酶的氧化催化活性；
（4）抑制生物膜氧化——提高生物膜中6-磷酸葡萄糖酶的活性，穩(wěn)定生物體內(nèi)細胞組織功能。
3．更好的安全性
由于協(xié)同效應(yīng)存在，使抑氧在相對較低的使用濃度下就能夠有效地抑制油脂及含脂類較高的飼料產(chǎn)品以及維生素的自動氧化，從而降低了動物對單一抗氧劑成份的攝入量，因此抑氧有更好的安全性。
抑氧產(chǎn)品經(jīng)北京市獸藥監(jiān)察所檢驗：LD50為8031.9mg／kg體重，按毒性分級為相對無毒物。
1．抗氧化劑實驗材料
在下述的幾個試驗報告中，我們應(yīng)用了如下幾種市售的抗氧劑，分別取自使用廠家，現(xiàn)將編號和主要成份列于下表中。
2．幾種抗氧劑在油樣中的AOM值測定
AOM是評價油脂耐氧化能量的一種方法，以油脂保持一定質(zhì)量的時間表示。具體方法是：取定量的油樣，在恒溫下加熱，通入定量的空氣，使油脂加速氧化。氧化進行程度，以過氧化值（POV）檢驗，并將從通入空氣開始到過氧化值達到100毫克當量／公斤的時間作為AOM值，AOM值越大，則表示油脂的耐氧化能力越好，在相同的不含抗氧化劑的植物油中，加入不同抗氧劑，并測定相應(yīng)的AOM值，AOM值越大，也就表示抗氧劑抗氧化性能越好。
如上圖1所示，在植物油中添加不同種類的抗氧化劑（添加量均為30ppm.）其中6＃的AOM值最大，為25.2小時，桑普抑氧（4＃）其次，為23.0小時。
3．抑氧抗氧劑梯度試驗
選擇抗氧化劑時，除要考慮對畜、禽健康無害、活性高、價格便宜、使用方便外，還要考慮添加量的多少，即在能發(fā)揮抗氧劑作用的前提下，保證配合飼料質(zhì)量的同時，添加量越小越好。
本試驗是在不含抗氧化劑的植物油中加入相當于飼料中50～200ppm.的抑氧，用AOM法來比較添加量的適合度。
圖示中可以看出，飼料中添加量越多則抑氧能力越大，但添加量的增加和抗氧化效果不成正比增加，考慮效果和成本的綜合因素，建議添加量以油脂含量的0.125％為宜。
4．不同抗氧劑對VA、VE的保護效果
在復(fù)合維生素中添加不同抗氧劑，進行強化試驗，21天后，用GB12388-90高壓液相色譜法測定樣品中的VA、VE含量，得出VA和VE的保存率。
圖3所示，在復(fù)合多維中添加不同抗氧劑后，經(jīng)強化試驗，測得VA的保存率以抑氧為最高。
圖4所示，在復(fù)合多維中添加不同抗氧劑后，經(jīng)強化試驗，測得VE的保存率以抑氧為最高。
5．不同抗氧化劑在飼料中的保存率
抗氧劑品種和添加量、強化條件、測定方法同上。
圖5所示，在飼料中加入不同抗氧化劑，經(jīng)強化試驗后，測得其VA的保存率以抑氧為最好。
6．不同抗氧化劑的價格與效果比較
選用目前市場上常用的幾種抗氧化劑，按照各個抗氧劑的推薦用量，進行AOM值的測定，并計算每噸飼料中的費用
由表5中可看出，AOM值以6＃、4＃為佳，從每噸飼料中費用計算，6＃和4＃分別為4.2元和2.8元，相比之下，4＃即抑氧的成本要比6＃低得多，而效果相近，綜合考慮，抑氧抗氧劑為最佳選擇。
無論是復(fù)合的還是單一的抗氧化劑, 只有正確的使用才能有效地保證飼料的品質(zhì)。有些飼料生產(chǎn)企業(yè)在添加了抗氧化劑后, 仍未能取得理想的抗氧效果, 或產(chǎn)生這樣那樣的問題, 不妨從以下幾個方面找找原因:
1、抗氧劑的使用時機是否恰當？
既使是理想的抗氧劑也只能防止和延緩油脂及油基產(chǎn)品的氧化。所以, 抗氧化劑應(yīng)該在產(chǎn)品未發(fā)生酸敗變質(zhì)之前使用, 若產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)生氧化變質(zhì), 各項氧化指標已超標, 則添加抗氧劑非但不能改善酸敗的后果, 甚至?xí)a(chǎn)生相反的效果。
2、選用合格的原料
飼料中的許多原料，尤其是含油脂較高的原料，如魚粉、動物油、植物油、魚油、磷脂等，均可因加工或存貯不當而在購入或使用前已酸敗變質(zhì)。而使用劣質(zhì)的原料勢必對飼料品質(zhì)產(chǎn)生嚴重的影響，通常導(dǎo)致飼料迅速氧化。在這種情況下，飼料中添加的微量抗氧化劑是無法阻止大量自由基的鏈式傳遞過程的。因此提醒用戶在飼料原料的選用時，務(wù)必注意其質(zhì)量的優(yōu)劣。
3、確定適宜的添加量
復(fù)合抗氧化劑的品質(zhì)較多, 不同品種的有效成分含量也各不相同, 加之各抗氧化劑生產(chǎn)廠家推薦的添加量沒有固定的參照標準, 致使用戶難以把握適宜的添加量。有時, 飼料生產(chǎn)企業(yè)過分注重價格, 而忽視了其它因素, 難免造成過少或過量添加。過量添加一方面造成使用成本的增加, 另一方面也可能使抗氧化劑超過國家規(guī)定的使用標準; 添加量不足時則不能充分地消除產(chǎn)生的自由基, 起不到阻止自動氧化的作用, 游離基的鏈式傳遞反應(yīng)仍繼續(xù)進行, 飼料的品質(zhì)得不到相應(yīng)的保護。一般抗氧化劑的添加量要以飼料中脂肪及維生素的含量為基準進行推算。
由于抗氧化劑的添加量很少, 而要保護的對象在飼料中的比例也未必很高。為了更有效地發(fā)揮其抗氧化作用, 以將抗氧化劑與飼料中易氧化的油脂及維生素先期混合后, 再與主料混合, 進行制粒為好。 | 
京公網(wǎng)安備 11010802025824號
IP卡
狗仔卡
發(fā)表于 2008-5-16 11:06:40
QQ好友和群
QQ空間
收藏
轉(zhuǎn)播
分享
淘帖
支持
反對
提升卡
置頂卡
沉默卡
喧囂卡
變色卡
搶沙發(fā)
顯身卡