饲用抗氧化剂的分类、效果评估与合理使用

2013-04-08 04:40夏明亮
饲料博览 2013年4期
关键词:酚类抗氧化剂油脂

夏明亮,程 璐

(1.广东温氏食品集团股份有限公司,广东 新兴 527439;2.广东恒兴饲料实业股份有限公司,广东 湛江 524094)

饲料发生氧化会影响饲料适口性、降低酶制剂和脂溶性维生素的有效性。为了保证饲料新鲜、减缓饲料脂质和防止维生素被氧化,需要在油脂、饲料原料、预混合饲料、浓缩饲料和全价饲料中添加抗氧化剂。目前市场上抗氧化剂产品鱼龙混杂,给使用者带来了一定困扰。本文就目前常用抗氧化剂的分类、效果评估和使用作以综述。

1 抗氧化剂的分类

根据作用机理不同,可以将抗氧化剂分为自由基清除剂(通过结合自由基来中断氧化过程,主要有乙氧基喹啉和酚类抗氧化剂等)、还原保护剂(通过自身被氧化消耗氧气从而延缓氧化过程,如VC 等)、螯合剂(通过螯合能够催化氧化反应的金属离子来减缓氧化过程,如柠檬酸、磷酸、EDTA等)[1]。而根据抗氧化剂来源的不同,又可以将其分为天然抗氧化剂和人工合成抗氧化剂两类。

1.1 天然抗氧化剂

饲料中的天然抗氧化剂主要指VA(或胡萝卜素)、VC和VE 等,其被动物摄食之后主要在动物体内发挥抗氧化、清除自由基及其他生理作用,而其本身又容易在饲料中被氧化,所以在饲料生产、储存和运输环节需要防止其被氧化。近年来,发现多种中草药及其提取物均具有抗氧化功能,也具有良好的开发前景[2]。

1.2 人工合成抗氧化剂

目前市售的抗氧化剂产品主要包含乙氧基喹啉(EQ)、二叔丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基羟基茴香醚(BHA)和叔丁基对苯二酚(TBHQ),此外,有些产品可能也会含有PG(没食子酸丙酯)、茶多酚等成分。

1.2.1 乙氧基喹啉

EQ 又称山道喹、乙氧喹、虎皮灵等,是酮和胺经缩合而成的抗氧化剂产品。EQ 为黏稠液体,不溶于水,易溶于多种有机溶剂,市售有98%或95%为原油,或EQ原油添加载体之后制成的60%~66%或30%~33%颗粒。EQ 价格低廉,抗氧化效果佳(尤其是对脂溶性维生素的保护效果极好),还具有一定的防霉和保鲜功能。EQ 是目前使用最广泛的抗氧化剂,可以单独使用,也可以与酚类抗氧化剂BHT、BHA、TBHQ联合使用[3]。EQ的缺点是对油脂的抗氧化效果较其他产品差,且EQ 颗粒本身颜色较深,长期储存或日晒会发生微量氧化而使其颜色更深,会在一定程度上影响饲料外观[4-6]。

1.2.2 酚类抗氧化剂

酚类抗氧化剂主要包括BHT、BHA、TBHQ、生育酚,其分子结构中均含有酚羟基,酚类抗氧化剂对油脂的保护效果好于EQ。酚类抗氧化剂主要通过抽氢反应形成较为稳定的苯氧自由基来终止链式反应[7]。酚类抗氧化剂易在热、光作用下快速分解失效,使用中应注意[8-10]。

BHT 主要用甲酚和异丁烯来合成[11]。BHT价格低廉,广泛适用于油脂的抗氧化保存中。BHT颜色较淡,遇金属离子不变色(或浅黄色),不会影响饲料外观。BHT为白色结晶颗粒,对热稳定。粉末状的BHT 在与饲料混合后,其各个组分仍然是单独颗粒,从而限制其充分发挥抗氧化作用,所以饲料中单独添加BHT 效果并不是很好。BHA 结构与物理化学性质和BHT相似。抗氧化效果优于BHT,且抗菌、防霉能力强。但由于其价格较高(约为BHA的500%~600%),从而限制了在饲料工业中的使用。TBHQ的抗氧化效果好于BHA和BHT,且安全性很高,但是由于价格昂贵,很少在饲料中单独添加[12]。由于EQ 对脂溶性维生素保护效果好,而酚类抗氧化剂的优势在于防止脂肪发生过氧化。综合考虑价格因素,目前很多市售复合抗氧化剂是由EQ 加上BHT、BHA、TBHQ 中的一种或多种复配而成。此外,复合抗氧化剂可能还会包含一些有机酸类如柠檬酸、磷酸、EDTA等金属离子螯合剂或其他增效剂等来进一步减缓氧化过程的发生。复合抗氧化剂与单一抗氧化剂相比,综合性价比更高[13]。

2 抗氧化能力评估

饲料中抗氧化剂的抗氧化能力评估常见方法主要有化学检测法、美国油脂化学家协会推荐的Rancimat 法等[14]。化学分析法虽然误差较大,但方法简单、易操作,故使用得较多。评估时要根据作用底物不同,选取相对应的检测指标。

2.1 油脂

油脂在储藏过程中易发生氧化酸败问题,在高温、高湿季节更容易发生。水分含量高、高铜、高锌等均会加速油脂氧化。由于在自然条件下油脂氧化酸败需要时间比较长,尤其是植物油中含有一定量的VE 会对测试结果有干扰,故一般采用破坏性试验来检测不同抗氧化剂的抗氧化性能。破坏性试验主要通过通气、光照、金属离子溶液、高温等物理化学方法加速油脂氧化,达到去除干扰、短时间内评定不同抗氧化剂抗氧化性能的目的[15-17]。测定指标主要包括酸价(AV)、过氧化值(PV)、TBA值。脂肪变质会分解产生游离脂肪酸,AV 值反应游离脂肪酸的含量,不反应脂肪氧化程度。过氧化物是油脂变质过程中的中间产物,是油脂酸败的初期标志,PV值反应过氧化物的含量,但其只说明脂肪氧化的中间产物——羰基过氧化物的积累程度[18]。但羰基过氧化物发生进一步氧化之后,PV 值并不一定高。丙二醛是脂质过氧化的最终产物,TBA值反应的是丙二醛的含量,所以TBA 值可以很好地反应脂肪的氧化程度。

2.2 预混合饲料

维生素由于含大量不饱和双键和羟基等敏感结构,所以容易在外界环境作用下发生氧化。通过测定饲料中易发生氧化的维生素(VA、VE 等)含量,可以间接评价不同抗氧化剂对维生素的保护作用和在预混料中的抗氧化作用。也可以测定预混料过氧化值和总抗氧化能力来进行评估[19]。

2.3 配合饲料和其他饲料原料

某些配合饲料和饲料原料脂肪含量相对较高或由于储存条件不佳,也易发生氧化酸败。可以通过测定AV值、PV值、TBA值来反应抗氧化剂的抗氧化性能,也可以同时测定VA、VC、VD、VE 的含量来检验抗氧化剂对饲料中维生素的保护作用。但要注意用乙醚抽提饲料中的脂肪会对试验结果造成很大影响,建议用石油醚抽提[17]。

3 合理使用抗氧化剂

3.1 选择安全和有效的产品

EQ 中可能会含有一些杂质,由于技术和成本的原因,不同厂家对杂质的去除程度不同,而这些残留的杂质可能会对动物的生长和健康造成不利影响,甚至可能威胁到食品安全。据了解,目前已有多个国家和地区禁止在动物饲料中添加乙氧基喹啉,此外,高剂量的EQ、BHT、BHA 可能会有致畸或致癌的作用,使用中也需要注意控制用量。

在使用之前,应通过实验室试验评估不同产品的抗氧化效果,选择性价比高、市场上有信誉的产品使用,并且建立有效成分的实验室检测方法。可通过高效液相色谱或者液相色谱-串联质谱检测成分较为复杂的饲料中人工合成抗氧化剂的添加量[20-22]。

3.2 要有针对性的使用

针对不同抗氧化剂的特点,选择有针对性的产品。单一油脂可使用酚类抗氧化剂,预混料及全价饲料可选用复合抗氧化剂。

3.3 灵活调整添加量

高油脂饲料、高铜饲料及周转周期较长的饲料应适当增加抗氧化剂使用量,夏季高温、高湿环境下也需要加大抗氧化剂的使用量并联合防霉剂一同使用。此外,不同抗氧化剂产品的有效成分含量不同,使用时也需要注意。过量添加抗氧化剂,不仅不能抑制饲料氧化,反而会起到加速氧化的副作用。

3.4 及时添加

由于抗氧化剂只能延缓饲料氧化开始的时间,所以要在饲料尚未发生氧化或刚开始氧化时就添加抗氧化剂。在饲料发生了深度氧化之后再添加抗氧化剂不仅没有抗氧化效果,而且在抗氧化剂被大量氧化之后,还有可能会促进饲料的氧化。

3.5 重视饲料保存工作

饲料要储存在干燥通风的地方,防止虫咬、日晒、雨淋等不利因素降低抗氧化剂效果,同时可选用有内膜的编织袋以减少饲料和氧气的接触。

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