不同种类抗氧化剂对乳猪浓缩饲料脂肪氧化的影响

宋　鸽, 林　靖, 杨玉芬

(1.福建农林大学动物科学学院；2.福建农林大学新农村发展研究院，福建 福州 350002)

在饲料生产中，添加脂肪含量较高的原料可以满足动物不同生长阶段的能量和营养需求.但油脂含量高的饲料在加工、贮存和使用过程中易发生氧化酸败，致使饲料变质、变味、营养价值降低，酸败严重时甚至危及畜禽生命.乳猪浓缩料是一种常见的饲料产品，与其他阶段饲料相比其脂肪含量相对较高，因此，如何预防乳猪浓缩料的脂肪酸败问题显得尤为重要[1].在高脂肪饲料中添加抗氧化剂能够防止或延缓饲料中脂肪的氧化酸败，提高饲料稳定性并延长贮存期.抗氧化剂的作用机理有多重，包括清除脂类化合物自由基、螯合金属离子，降低氧浓度等，若为酶抗氧化剂则能够影响生物体内脂质化合物的氧化反应[2-3].添加抗氧化剂种类的不同对脂肪氧化的抑制作用及效果也不相同[4].在常见的饲料抗氧化剂中，乙氧基喹啉(ethoxyquin, EMQ)可有效防止饲料中油脂和蛋白质的氧化，并且对脂溶性维生素具有保护作用等优点，是常用的人工合成抗氧化剂.二丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene, BHT)是被各国所普遍采用的人工合成抗氧化剂，其作用机理与EMQ相似，但其稳定性更优且对热稳定.维生素E(vitamin E, VE)又称生育酚，是目前唯一工业化生产的天然抗氧化剂，VE极易被氧化，可保护饲料中脂肪等营养物质不被破坏.复合抗氧化剂(composite antioxidant, CA)由不同种类的抗氧化剂与增效剂或螯合剂经过科学合理的配伍组成，CA的各组分之间可以产生协同作用，从而放大其中各单一组分的抗氧化效果，CA在饲料中的应用前景广阔[5-7].本试验首次以40%乳猪浓缩料为研究对象，选取EMQ、BHT、VE和CA 4种具有代表性的抗氧化剂，研究其对高脂肪含量乳猪浓缩料脂肪氧化酸败的影响，为保证浓缩饲料的品质提供参考依据.

1　材料与方法

1.1　材料

1.1.1饲料40%乳猪浓缩料的配制原则：与60%玉米配合成全价料后，可满足乳猪营养需求[8].40%乳猪浓缩料配方如表1所示.

表1　饲料组成及营养水平1)Table 1　Composition and nutrient levels of feed

1)预混料可为每千克浓缩料提供24000 IU VA、7500 IU VD3、75 U VE、7.5 mg VK、7.5 mg VB1、18.75 mg VB2、7.5 mg VB6、0.06 mg VB12、37 mg泛酸钙、75 mg烟酸、3.75 mg VB11、0.3 mg VB7、4 500 mg Zn、240 mg Fe、50 mg Cu、50 mg Mn、0.75 mg I、0.75 mg Se；营养水平为实测值.

1.1.2抗氧化剂EMQ的有效成分含量为30%；BHT的有效成分含量为60%；VE的有效成分含量为50%；CA的主要成分为EMQ(成分含量≥2%)、BHT(成分含量≥2.0%)、植物黄酮、硫代二丙酸、桂脂、络合稳定剂、表面活性剂和载体等，总有效成分含量≥60%.

1.2　试验设计

将原料粉碎过1.2 mm筛网，各种原料按比例配好后加入不同种类抗氧化剂，各抗氧化剂按照推荐使用量添加.本试验设4个抗氧化剂组和1个对照组，分别为EMQ组(在浓缩料中按照0.5 kg·t-1的配比添加EMQ)、BHT组(按照0.3 kg·t-1的配比添加BHT)、VE组(按照0.25 kg·t-1的配比添加VE)、CA组(按照0.5 kg·t-1的配比添加CA)和对照组(不添加抗氧化剂).各组样品混合均匀后置37 ℃恒温培养箱中，每个处理设3个重复，每隔7 d，在上午8:00—12:00取样200 g，试验期56 d.

1.3　指标测定

1.3.1感官评价每隔7 d取出试料，参照于炎湖[9]的方法进行感官评价，观察样本的颜色、气味和形态是否发生改变，判断样本是否出现酸败.评价标准：色泽——是否匀一，颜色是否加深；气味——是否有酸败味和霉臭味等异味；形态——粘性是否增加，是否结块.

1.3.2酸价的测定采用GB/T 19164—2003[10]的方法测定酸价.

1.3.3过氧化值的测定采用GB/T 5538—2005[11]的方法并参考王建辉等[12]的方法测定过氧化值.

1.3.4丙二醛含量的测定参照任雪梅等[13]的方法测定丙二醛含量.

1.4　数据分析

原始数据经Excel 2007软件初步处理后，用SPSS 21.0软件对数据进行两因子方差分析，均数间多重比较采用Duncan法；数据以“平均值±标准差”表示.

2　结果与分析

2.1　抗氧化剂对饲料感官的影响

各时间段饲料感官检测结果(表2)显示：对照组饲料在第21天出现酸败味，42 d时酸败味加重，颜色随时间延长逐渐加深，形态未见明显改变；EMQ、BHT和VE组饲料在第35天出现酸败味，颜色略加深，形态未见明显改变；CA组饲料在第28天出现酸败味，49 d时酸败味加重且颜色加深，但形态尚未见明显改变.

表2　饲料感官检测结果1)Table 2　Sensory evaluation results

1)“+”的个数越多，表示饲料酸败越重.

2.2　抗氧化剂对饲料酸价的影响

各时间段饲料酸价测定结果(表3)显示，4个抗氧化剂组第7～14天的酸价呈上升趋势，第14～21天的酸价呈下降趋势，第21～28天的酸价呈迅速上升趋势，且第28天的酸价高于其他各时间点(P<0.05或P<0.01)，第28～35天的酸价呈迅速下降趋势，随后直至第56天酸价变化趋于平缓.此变化规律与饲料中脂肪氧化反应的步骤相符合，即氧化反应处于引发期时酸价缓慢升高，进入增殖期时酸价迅速升高，当反应进入终止期时，酸价下降且变化日趋平缓[14].在第28天酸价上升的高峰期，4个抗氧化剂组间数据变化较大，VE组的酸价极显著低于对照组及其他抗氧化剂组(P<0.01)；EMQ组的酸价略低于对照组，BHT和CA组的酸价略高于对照组，4个抗氧化剂组间的差异不显著(P>0.05).除第14天的BHT组、第56天的BHT组、第42天的CA组酸价略高于对照组外，其他各时间点4个抗氧化剂组的酸价均低于对照组，但差异均不显著(P>0.05).可见，4个抗氧化剂均可在一定程度上降低饲料中脂肪的氧化酸败，VE组的效果最佳，EMQ组的效果次之.

表3　各时间段饲料的酸价1)Table 3　Acid value of each treatment at different time　mg·g-1

1)同行数据无肩标或上标相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，上标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)；同列数据无肩标或上标相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，上标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01).

2.3　抗氧化剂对饲料过氧化值的影响

各时间段饲料过氧化值测定结果(表4)显示，4个抗氧化剂组第7～14天的过氧化值均呈上升趋势，第14～28天的过氧化值差异较大.对照组脂肪氧化增殖期发生在第21～28天，第21和28天的过氧化值均呈显著高值，且持续时间较4个抗氧化剂组长，而在此期间，4个抗氧化剂组的过氧化值均极显著低于对照组(P<0.01).第35～49天，对照组的过氧化值虽波动起伏，但相对于第21和28天的过氧化值极显著下降(P<0.01)；而同期4个抗氧化剂组的过氧化值仍极显著低于对照组(P<0.01).在第56天，对照组和CA组的过氧化值下降至较低水平，而EMQ、BHT和VE组的过氧化值极显著高于对照组和CA组(P<0.01).在整个试验期间，EMQ组的过氧化值均较低，BHT和VE组次之，仅在第14天出现相对较高的增殖期高峰值；而CA组的过氧化值较高.可见，与对照组相比，4种抗氧化剂均有减弱和延缓饲料中脂肪酸败的作用，EMQ组的效果最佳，BHT和VE组的效果次之.

表4　各时间段饲料的过氧化值1)Table 4　Peroxide value of each treatment at different time　mmol·kg-1

1)同行数据无肩标或上标相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，上标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)；同列数据无肩标或上标相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，上标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01).

2.4　抗氧化剂对饲料丙二醛含量的影响

各时间段饲料丙二醛含量的测定结果(表5)显示，4个抗氧化剂组丙二醛含量的高峰值集中出现在第14天，但高峰期持续时间不同.对照组的丙二醛含量在第14天达到最高值，且高峰期持续至第28天.4个抗氧化剂组的丙二醛含量也在第14天达到最高，均显著或极显著低于对照组(P<0.05或P<0.01)，且在14天后出现下降，高峰期持续时间较短.与第7天相比，对照组、BHT组和VE组第14天的丙二醛含量最高(P<0.01).EMQ和CA组各时间点间的丙二醛含量差异不显著(P>0.05).在整个试验期间，4个抗氧化剂组的丙二醛含量均低于对照组.可见，4种抗氧化剂均可降低饲料在存储过程中由于酸败产生的丙二醛含量.

表5　各时间段饲料的丙二醛含量1)Table 5　Malonic dialdehyde content of each treatment at different time　g·mL-1

1)同行数据无肩标或上标相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，上标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)；同列数据无肩标或上标相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，上标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01).

3　讨论

油脂的自身氧化分为3个时期，分别为引发期、增殖期和终止期[14].本试验中，试验前期饲料的酸价先缓慢升高，第21～28天酸价迅速升高，这可能是氧化反应由引发期转入增殖期所致；第35天后氧化反应逐渐进入终止期，因而酸价下降.4个抗氧化剂组的酸价在第28天时普遍都升高，其他时间点的酸价则较低，第28天VE组的酸价极显著低于其他抗氧化剂组，这可能是由于VE本身可被自由基氧化，避免不饱和键受自由基的进攻从而进一步抑制油脂氧化[15-16].

过氧化值的检测是利用氢过氧化物中的氧含量来衡量脂肪的氧化程度，氢过氧化物是脂质氧化反应的初级产物，性质一般不稳定，容易进一步氧化为低分子化合物[17].本试验中，4个抗氧化剂组的过氧化值分别在第14和21天迅速升高并达到峰值，除对照组的峰值期持续2周以上外，4个抗氧化剂组的过氧化值均在一周内回落，并随着氧化反应进程小幅波动直至趋于稳定.阮剑均等[18]在米糠毛油中添加0.03% EMQ，可有效抑制米糠毛油中脂肪等营养成分的氧化.马涛等[19]研究了在高温条件下各种抗氧化剂对米糠油氧化酸败的影响，结果表明，BHT的抗氧化效果优于没食子酸丙酯等抗氧化剂.本试验中，4个抗氧化剂组的过氧化值变化幅度不同.EMQ组在整个试验期间的过氧化值变化幅度最小，且在各时间点的测定结果均较低，BHT组次之，这可能是由于人工合成的抗氧化剂EMQ和BHT可有效清除主要自由基[20]，从而发挥有效的抗氧化作用.

丙二醛是氧化反应的次级产物，与初级氧化产物的降解程度有关.本试验中，大部分抗氧化剂组的丙二醛含量都呈先上升后缓慢下降，再上升最后下降至趋于稳定的趋势.丙二醛含量一开始升高，是由于产生次级产物的速度快于产生初级产物的速度[21]；之后下降，是由于次级产物生成的速度减缓；随着油脂进一步氧化，丙二醛含量又升高，但由于丙二醛的性质不稳定，能够通过亲和侧链基团的反应使蛋白质羰基化，导致后期又降低.4个抗氧化剂组丙二醛含量的峰值主要出现在第14天，与对照组相比，4个抗氧化剂组峰值持续时间缩短，且各时间点的丙二醛含量均低于对照组.

综上所述，4种抗氧化剂均具有一定的抗氧化作用，但不同抗氧化剂的抗氧化效果不尽相同.本试验中，在40%乳猪浓缩料中添加推荐剂量的EMQ和VE即可起到良好的抗氧化作用，添加BHT的效果次之，但复合型抗氧化剂的效果欠佳.分析原因可能是由于CA是由不同种类的抗氧化剂与增效剂或螯合剂配伍组成，而本试验所用CA的配伍针对40%乳猪浓缩料未完全发挥协同作用；亦或者CA中所配伍的抗氧化剂成分在推荐使用量中未能满足试验材料抗氧化所需剂量[22].CA针对不同饲料样本的适宜配伍及添加剂量还需进一步研究.

4　结论

(1)40%乳猪浓缩料在37 ℃贮存期间，不添加抗氧化剂处理在第14天就发生脂肪氧化反应，第21天脂肪氧化反应进入增殖期，并产生酸败气味，导致酸价、过氧化值和丙二醛含量升高.

(2)4种抗氧化剂均可降低或延缓40%乳猪浓缩料脂肪的氧化酸败，但不同抗氧化剂的抗氧化效果有一定的差异.综合分析，推荐剂量的EMQ和VE可起到良好的抗氧化作用，而BHT和CA的效果次之.

(3)结合各试验组化学指标测定结果及感官检测结果，饲料添加EMQ、BHT和VE的保质期建议为35 d；添加CA的保质期建议为28 d.

[1] 舒会友,张辉华.抗氧化剂在配合饲料中抗氧化能力的测定研究[J]. 畜禽业，2011(264)： 24-26.

[2] 陈伟,林映才,马现永,等.一些抗氧化剂的抗/促氧化作用及其机制[J].动物营养学报,2012,24(4):595-605.

[3] HASHEMI S M B, BREWER M S, SAFARI J, et al. Antioxidant activity, reaction mechanisms and kinetics ofMatricariarecutitaextract in commercial blended oil oxidation [J]. International Journal of Food Properties, 2015,19(2):257-271.

[4] 王亚萍,方学智,聂明,等.几种抗氧化剂对山茶油的氧化抑制作用研究[J].中国油脂,2010,35(1):47-50.

[5] 祁东风,陈文,贾国超,等.饲料抗氧化剂及其应用[J].饲料与畜牧,2014(12):40-42.

[6] 林传星,张晓鸣.饲料抗氧化剂的研究综述[J].饲料与畜牧,2014(8):47-49.

[7] 李丹丹,王思珍,常杰.抗氧化剂对贮藏高脂水产饲料油脂稳定性的影响[J].现代畜牧科学,2016,24(12):21-23.

[8] 中华人民共和国农业部.NY/T 65—2004 猪饲养标准 [S].北京:中国标准出版社,2004.

[9] 于炎湖.饲料感官检验在产品质量控制中的应用[J].中国饲料,2008(16):42-44.

[10] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T19164—2003 鱼粉[S].北京:中国标准出版社,2003.

[11] 中国国家标准化管理委员会.GB/T 5538—2005 动植物油脂过氧化值测定[S].北京:中国标准出版社,2005.

[12] 王建辉,贺建华,马卫.几种饲料抗氧化剂抗氧化能力的比较研究[C]∥冯定远.动物营养与饲料研究——全国饲料营养学术研讨会论文集.北京:中国农业科学技术出版社,2006:193-197.

[13] 任雪梅,王文特,田洪芸,等.比色法测定鸭油中的丙二醛[J].山东农业科学,2014，46(1):117-119.

[14] HALLIWELL B. Vitamin C and genomic stability [J]. Mutation Research-Fundamental & Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 2001,475(1-2):29-35.

[15] 朱雪梅,吴俊锋,胡蒋宁,等.α-生育酚在花生油、芝麻油和菜籽油中的抗氧化效能[J].食品与发酵工业,2013,39(10):85-90.

[16] WANG H Q. Effect of tea polyphenols and vitamin E on antioxidant performance in broilers [J]. Animal Husbandry and Feed Science, 2012，4(1):19-21

[17] YANG C, LI Z, RONG R. Mechanism and prevention of oxidation in plant oils [J]. Academic Periodical of Farm Products Processing, 2010,229(12):85-88.

[18] 阮剑均,宦海琳,罔俊书,等.不同抗氧化剂对米糠毛油氧化稳定性的影响[J].中国饲料,2013(20):26-29.

[19] 马涛,马哲.不同抗氧化剂对米糠油抗氧化性能影响的研究[J].中国酿造,2011(2):142-144.

[20] TANG W X, CHEN M T, QUE X L. Antioxidant effect of BHT and vitamin E on canola oil [J] . China Food Additives, 2011,53(4):59-62.

[21] 秦春君.三种植物酚类物质对中式香肠脂肪与蛋白质氧化的影响[D].扬州:扬州大学,2012.

[22] 朱丹丹,潘开林.复合抗氧化剂在猪油中的抗氧化性能研究[J].中国食品添加剂,2017(4):147-151.