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为水产饲料及原料持久保鲜,抗氧化剂在工作

时间:2022-08-19

  脂类和蛋白质是水生动物的主要有机成分,它们在水生动物生长(包括繁殖)和运动(包括迁徙)方面发挥着重要的代谢能量来源作用,其中脂类占主导地位。它可以有效的促进生长,节约蛋白,同时可以帮助脂溶性维生素/色素的吸收,提供必需脂肪酸。因此我们曾在之间的推文里提到过需要优化水产动物对于脂类的代谢(《原料价格上涨,提高饲料效率迫在眉睫》

  与此同时,另外一个重要课题是水产动物配方中油脂的保护。脂类的自氧化决定了油脂氧化的不可控性,特别是在高温、金属离子等条件下。因此抗氧化剂的添加必不可少。如何选择合适的抗氧化剂?建明水产科技依据多年的抗氧化经验为您解答。

  小贴士:

  我们在之前的推文里介绍过水产饲料抗氧化剂选用的几个基本条件(《一文看懂水产抗氧化剂的选用要点》,其中包括:

  有优良的抗氧化效果

  本身及分解产物都无毒无害

  稳定性好

  使用方便,价格便宜

  抗氧化剂主要的作用模式是通过参与自由基反应,替代优质的饲料营养素底物先被氧化,使自由基形成稳定的化学结构,从而阻断自由基的链式传播。因此除了以上4个基本条件,合格的水产饲料抗氧化剂同时也应该涵盖以下几个方面:

  协同效应

  底物特异性

  螯合作用

  有优良的抗氧化效果

  抗氧化剂-协同效应

  活性抗氧化剂之间的供氢

  抗氧化剂在阻断自由基链式反应中通过提供氢质子使自由基形成稳定的化学结构,如图1中丁基羟基茴香醚(以下简称BHA)提供氢质子给自由基R,自由基形成了稳定的化学结构RH,同时BHA失去氢质子之后,也可以形成相对稳定的BHA自由基。

  活性抗氧化剂之间的供氢作用,如图2。在BHA失去氢质子形成BHA自由基之后,二丁基羟基甲苯(以下简称BHT)会将自己的氢质子贡献给BHA自由基,使BHA自由基重新形成功能完善的BHA。因此BHA自由基就再次获得了抗氧化的能力。



  

  异质二聚体的形成

  异质二聚体的形成是指抗氧化剂完成抗氧化功能之后的产物所形成的二聚体,且该二聚体也具有抗氧化活性。异质二聚体的合成加上原始抗氧化剂功效,形成抗氧化的协同效应。例如表格1中,可以看到BHT和BHA形成的异质二聚体的抗氧化能力是单独BHT抗氧化能力的1.47和1.66倍。


  抗氧化剂-底物特异性

  常见的合成抗氧化剂包括丁基羟基茴香醚(BHA),二丁基羟基甲苯(BHT),叔丁基对苯二酚(TBHQ),没食子酸丙酯(PG)和乙氧基喹啉(EQ)。每种成分所能提供氢质子的数量、提供氢质子的速度、成分本身的极性和成分之间的协同作用差异巨大,因此每种成分对于不同油脂的抗氧化活性差异也非常大。仍然以BHT和BHA为例,如表2,在猪油中BHA的抗氧化能力是BHT的1.53倍,而在豆油中BHA的抗氧化剂能力仅为BHT的0.02倍。可以看出,BHA对于猪油的效果明显,而BHT对于豆油的效果明显。因此这也决定了对于不同油脂的抗氧化策略是截然不同的。


  抗氧化剂-整合作用

  金属催化氧化是指金属通过价态的变化传递电子,诱发并催化脂类的氧化。常见有催化能力的变价金属,如铁、铜、钴、镍、锰和钛等。Chan(1987)发现,三价铁离子是非常强的自由基诱发剂,能极大的诱发自由基的链锁反应(Chan H. 1987. Autoxidation of Unsaturated Lipids. London: Academic Press: 1-16, 51-93, 141-206)。削减金属离子的催化作用对于抑制氧化反应十分重要。

  柠檬酸、磷酸衍生物等能与金属形成惰性的络合物,抑制了氢过氧化物的分解,从而起到了抗氧化的目的。金属离子螯合剂通过螯合引发链反应的物质抑制自由基生成,起到的是间接抗氧化作用。通常与其他抗氧化剂混合使用,效果更佳。



  综上所诉


  在设计和选择合适的抗氧化剂时,需要考虑到不同抗氧化剂之间的协同作用,不同抗氧化剂对于不同底物的特异性,以及不同螯合剂的作用效果。上文主要以BHT和BHA举例说明了选择抗氧化剂的三要素,更多抗氧化剂的选择方案和设计原理,请咨询建明水产科研发和技术人员。