Широкий выбор питательных веществ, использующихся отдельно, или как ингредиенты, в кормлении быстро подвергаются окислению при воздействии воздуха
| Вид материала | Документы |
- Известно, что между пулом свободных аминокислот крови и усвоением питательных веществ, 65.14kb.
- 1 Анабиоз как явление природы, 229.78kb.
- Николаичева Елена Юрьевна, учитель биологии Агабалянц Марина Михайловна, учитель биологии, 77.97kb.
- Значение минеральных, 23.8kb.
- Материал, обычно производимый путем обжига целлюлозообразующих веществ, таких как дерево, 119.28kb.
- Экзаменационные вопросы, 70.28kb.
- На встрече обсуждались следующие основные вопросы: • Каков вклад питьевой воды в общее, 922.57kb.
- Реферат тема: «Ишемическая болезнь сердца», 328.69kb.
- Цель работы графическое определение параметров влажного воздуха, 173.3kb.
- Мальформация сосудов головного мозга, 13.88kb.
АНТИОКСИДАНТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Широкий выбор питательных веществ, использующихся отдельно, или как ингредиенты, в кормлении быстро подвергаются окислению при воздействии воздуха. Реакция окисления необратима и следствие химических изменений, приводящих к потере, которая может быть, в экстремальных ситуациях, полной. Последствие таких изменений приводит к уменьшению срока хранения сырья и готовых кормов, если только не предпринять попытку предотвращения окисления, которое происходит без видимых причин. Реакцию окисления часто называют «автоокислением» или просто «прогорклостью».
Автоокисление – это понятие, описывающее цепочку разрушительных процессов, которые происходят при наличии кислорода во всех органических веществах. Антиоксиданты – это вещества, которые препятствуют или предотвращают от происшествия этих процессов. Как правило, молекулы, которые содержат атомы, ненасыщенные углеродом (рис. 1), чувствительны к автоокислению. Компоненты кормов для животных, подвергающиеся автоокислению, включают в себя жиры, масла, витамины и пигменты.
Рис. 1
Олеиновая кислота – ненасыщенная жирная кислота
СН3 (СН2)7 СН = СН (СН2)7 СООН
Автоокисление видоизменяет ингредиенты корма разными способами. Витамины теряют свою активность, пигменты – свой цвет, у жиров и масел, как правило, появляется нежелательный вкус и запах, процесс известный как прогорклость, которая может привести к проблемам вкусовой привлекательности.
АВТООКИСЛЕНИЕ
Химические изменения, сопровождающие автоокисление являются комплексными. Тем не менее, основные этапы общие для всех реакций: стимулирование, распространение и заключительный этап.
Этап стимулирования включает формирование свободных радикалов и это катализируется наличием металлических ионов, в частности, железа и меди (рис. 2). Эти свободные радикалы существуют только долю секунды перед воздействием с чувствительными молекулами или перед нейтрализацией с помощью антиоксиданта.
Р
ис. 2Потом свободные радикалы (R-) взаимодействуют с кислородом в воздухе и атомами ненасыщенных углеродов для формирования пероксида. (Рис. 3). Реакция дальнейшего окисления молекул приводит к гидропероксиду и другим сводным радикалам. Этот процесс относится к этапу распространения.
Р
ис. 3
Во время окисления происходит изомеризация конфигурации cis в trans, и развивается соединенная система. Потом молекулярный кислород поражает структуру до пероксидов и гидропероксидов.
И пероксиды и гидропероксиды дополнительно окислены до неизменяемых результатов на заключительном этапе автоокисления. Продукты заключительного этапа – кислоты, альдегиды, эпоксиды, гликоли и кетоны в результате приводят к устойчивому неприятному запаху в корме, который сильно ограничивает потребление.
эпоксиды и гликоли
Постоянно существует соотношение между содержанием пероксида в жирах или маслах корма и уровень прогоркания, определенный органолептическим анализом. Накопление пероксида на начальном этапе медленное, и поэтому закономерное изменение цвета и запаха также происходит медленно (рис. 4). Но все же, когда содержание пероксида достигает критического значения, экспоненциальный рост в пероксиде и сырье становится прогорклым.
Рис. 4
Развитие окисления в корме
АНТИОКСИДАНТЫ
Меры, предпринимаемые ранее для предотвращения автоокисления, состояли из использования антиоксидантов. Концепция использования таких препаратов заключается в том, что на основании подвижного атома водорода, препарат вступает в реакцию со свободными радикалами таким образом, что в дальнейшем не происходит размножение свободных радикалов (рис. 5).
Рис. 5
Этоксиквин
Свободный радикал, образованный с помощью антиоксиданта (AFR) менее химически активен, чем основной радикал, и не вступает в реакцию для образования следующих радикалов. антиоксиданты, показанные на графике – бутилгидроксианизол (ВНА) и этоксиквин. Другой антиоксидант, который используется в животном корме – бутилгидрокситолуол (ВНТ). Существуют и другие антиокидантные вещества, но только немногие удовлетворяют строгим критериям по вопросу нетоксичности, специфике реакции и эффективности слабой крепости.
Есть возможность использование предупреждающих антиоксидантов, которые понижают процент возникновения цепей. Эти предупреждающие антиоксиданты являются металлическими инактиваторами, которые хелатируются с металлическими ионами, допускающими катализацию цепной реакции. Хелатообразующее вещество также необходимо в любом антиоксиданте для предотвращения начального этапа автоокисления.
Антиоксиданты используются для контроля этапа распространения, если и когда он возникает. Не всегда одна комбинация антиокисидантов подходит к каждому применению, особенно когда используется множество видов компонентов. Но все же использование комбинации антиокидантов с металлическими инактиваторами, разрушающих цепочки, мы можем вмешаться и в начальный этап и этап распространения окисления.
С полным антиокидантом заключительный этап окисления, прогорклость и потеря витаминов не должны начаться.
АКТИВНЫЕ ИНГРИДИЕНТЫ В ОКСИСТАТЕ
Все активные ингредиенты, используемые в продукте ОКСИСТАТ, общеприняты в кормах для животных и одобрены Европейскими властями.
Лимонная кислота или ее соли, дигидрат цитрата натрия – самые эффективные хелатообразующие вещества, естественно найденные в биологических организмах для связи металлических ионов. Хелатообразование металлических ионов сводит к минимуму образование свободных радикалов (начальный этап автоокисления), добавление дигидрата цитрата натрия в ОКСИСТАТ делает этот продукт уникальным. Главное преимущество использования цитратного хелатообразующего вещества в том, что он не будет передавать бесполезных минералов животному в отличие от некоторых небиологических хелатообразующих веществ таких как кислота этилендиаминтетраацетата (ЕДТА) или фосфорная кислота.
Лимонная кислота Е330 является самой эффективным, природным хелатообразующим веществом, найденной в биологических организмах. Добавление лимонной кислоты в ОКСИСТАТ делает продукт идеальным для пищевой индустрии.
Бутилгидроксианизол (ВНА) Е320 очень эффективный в стабилизации гидрогенизированных растительных масел, рыбных и печеночных масел, витаминов, ароматов и экстрактов. ВНА хорошо растворим в жирах и маслах, и имеет свойство хорошей «проводимости» в гранулированных и экструдированных кормах даже при температурах выше 1800С. Следовательно, ВНА гарантирует, что любой продукт тепловой обработки имеет полный срок хранения.
Бутилгидрокситолуол (ВНТ) Е321 чуть менее растворим, чем ВНА, но особенно эффективен в животных жирах, хотя менее эффективен чем ВНА в растительных маслах. ВНТ, в сочетании с ВНА, особенно эффективен в замедлении автоокисления ароматизированных липидов, которые так важны во всех кормах (Рис. 6). ВНТ – пространственно блокированный фенол, который может порождать окисление, и продукт димеризации, известный как хинон стильбена, который имеет стойкий желтый цвет. Продукт окисления может образовываться в очень малом количестве таком малом как 0,00001% и может окрасить ОКСИСТАТ в желтый цвет. Продукт не вреден и не понижает эффективности продукта.
Рис. 6
1. 0,015% ВНА
2. 0,015% ВНТ
3. 0,01% ВНА+ВНТ
4. 0,01% ВНА+EQ
5. 0.006% BHA+BHT+EQ+ дигидрат цитрата натрия
Полностью смешанные антиоксиданты будут подавлять автоокисление и замедлять начало прогорклости и других вредных изменений. Но все же состав должен быть правильно совмещен, ингредиенты должны применяться ранее в корме или сырье, затягивать начало окисления и иметь хорошую защиту против автоокисления, что должно быть очевидным. Добавление в сырье, которое уже подверглось автоокислению будет иметь мизерную или вообще никакой эффективности в препятствии симптомов проблемы. Так же, антиоксидант постепенно инактивируется во время препятствия автоокислению, и поэтому когда все задействованное инактивировано или израсходовано, окислительные изменения будут происходить беспрепятственно. Логически можно предположить что, чем большее количество антиоксиданта будет задействовано, тем более продолжительной будет защита от автоокисления. Это относится к антиоксидантам с относительно низкой концентрацией и на практике это оптимальная концентрация. Этот уровень для большинства смешанных антиоксидантов – 0,1-0,2 г/кг веса, а этот уровень концентрации в готовом корме соответствует максимальному уровню антиоксидантов, который разрешен во многих странах.
Экспериментальные исследования
Как можно увидеть на рис. 6, состав антиоксиданта, содержащий эффективные ингредиенты (ВНТ, ВНА, EQ) вместе с дигидратом цитрата натрия как хелатообразующий агент, превосходит состав, содержащий только два таких ингредиента. Это и является основой ОКСИСТАТА.
ОКСИСТАТ – это часть нового поколения антиоксидантов кормов для животных, был предметов двух независимых исследований, проводимых Food Analytical Services, Reading
(University of Reading) and Servaco nv, Бельгия. В первом исследовании ОКСИСТАТ сравнивали с конкурентным продуктом, а во втором с двумя отдельными компонентами ВНТ и этоксиквином. Применяемые методы признаны стандартными для определения антиоксидантов. Исследование коэффициента жирных кислот (стеариновая : линоленовая) показывает влияние окисления на ненасыщенные атомы углерода – вырабатывание менее вкусных, насыщенных кислот.
Копии отчетов о проведенных исследованиях компанией Food Analytical Services в Бельгии ОКСИСТАТА и независимой Венгерской лабораторией, где продукт также известен как AWOX AW-OP 101.
Независимое тестирование добавления витаминов было проведено Aspland and James, консультантами-аналитиками в Великобритании.
Сертификат анализа ВМ/gd 1514.3
A
gil Agriculture Fishponds Road
Wokingham
Berkshire RG 11.2.QL
Дата отчета: 29.06.87
Определение эффективности антиоксидантов на свиное сало.
Этот доклад описывает определение Этоксиквина, BHT и ОКСИСТАТА как антиоксидантов защиты свежего свиного сала.
1. МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ
Ускоренные испытания стабильности образцов сала выполнялись при повышенной температуре (1000 С).
Окисление образцов в дальнейшем улучшилось, непрерывно помешивая горячих образцов, в магнитной мешалке, для обеспечения интенсивного контакта сала с воздухом.
Через равные промежутки времени, образцы вытаскивают для аналитического определения уровня окисления.
2. Тестируемые образцы
Тестировались четыре образца, описанные ниже.
- Сало с добавлением 200 мг/кг мела – контрольный образец.
- Сало с добавлением 200мг/кг Этоксиквина.
- Сало с добавлением 200мг/кг ВНТ.
- Сало с добавлением 200 мг/кг ОКСИСТАТА.
Во всех случаях сало бралось с одного и того же образца свежего свиного сала.
3. ПАРАМЕТРЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Все аналогичные образцы наблюдались двумя разными и независимыми способами.
А. величина перекиси
Этот титрометрический метод определения уровня окисления давно принят и общеизвестен.
Кроме того, он дает быстрое определение состояния образцов в процессе.
Б. профилирование жирной кислоты
Когда происходит окисление триглицеридов в ненасыщенных жирных кислотах, контролирование последних – очевидный способ следующих в окислительном процессе.
Так как насыщенные жирные кислоты менее чувствительные к окислению, они могут свободно быть использованы как внутренний стандарт.
Поэтому, отношение стеариновой кислоты (18.0) к линоленовой кислоте (18.3) прямо имеет отношение к уровню окисления образцов.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
А. величина перекиси
| Время (часы) | Величины перекиси мэкв/кг | | | |
| | Контроль | Этоксиквин | ВНТ | ОКСИСТАТ |
| 0,5 | <10 | <10 | <10 | <10 |
| 1 | 11 | <10 | <10 | <10 |
| 2 | 35 | <10 | <10 | <10 |
| 4 | 64 | <10 | <10 | <10 |
| 6 | 148 | <10 | <10 | <10 |
| 7 | | 18 | <10 | <10 |
| 8 | | - | | <10 |
| 9 | | 59 | 15 | <10 |
| 10 | | 114 | - | <10 |
| 11 | | | 55 | <10 |
| 12 | | | 109 | <10 |
| 14 | | | | 13 |
| 16 | | | | 22 |
| 18 | | | | 27 |
| 22 | | | | 83 |
| 23 | | | | 118 |
Графическое изображение этих данных отображено на рисунке 1.
Рис. 1 Определение величин перекиси как функции времени для
- подконтрольный образец сала
- 200 мл/кг Этоксиквина
- 200 мл/кг ВНТ
- 200мл/кг ОКСИСТАТА
Б. профилирование жирной кислоты
| Время (часы) | Отношение 18:0 (Стеариновая кислота) / 18:3 (Линоленовая кислота) | |||
| | Контроль | Этоксиквин | ВНТ | ОКСИСТАТ |
| 0,5 | 13,0 | 12,9 | 12,9 | 12,0 |
| 1 | 13,8 | | | |
| 2 | 14,2 | | | |
| 4 | 15,7 | | | |
| 5 | 18,2 | 13,7 | 13,7 | |
| 6 | 19,1 | 14,7 | | |
| 9 | | 23,2 | 14,2 | |
| 10 | | 26,0 | | 12,8 |
| 11 | | | 15,2 | |
| 12 | | | 18,0 | |
| 16 | | | | 13,0 |
| 18 | | | | 13,2 |
| 22 | | | | 16,2 |
| 23 | | | | 17,8 |
Графическое изображение этих данных отображено на рисунке 2.
Рис. 2 Определение отношение насыщенных/ ненасыщенных жирных кислот для:
- подконтрольный образец сала
- 200 мл/кг Этоксиквина
- 200 мл/кг ВНТ
- 200мл/кг ОКСИСТАТА
В
ЫВОДЫЭффективность антиоксидантов под наблюдением можно легко сравнить, начертив график вводного периода индивидуальных образцов.
| | Часы |
| Контроль | 2,6 |
| Этоксиквин | 7,8 |
| ВНТ | 10,4 |
| ОКСИСТАТ | 20,00 |
Рис. 3. Вводный период образцов с добавлением Этоксиквина, ВНТ, и ОКСИСТАТА.
