天然、合成和復(fù)合抗氧化劑特性及其在飼用油脂中的應(yīng)用研究

張景濤 2023-04-26 發(fā)布于遼寧

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飼用油脂來源廣泛，主要包括動(dòng)物油脂和植物油脂，動(dòng)物油脂以豬油、鴨油、雞油、牛油、魚油為代表，植物油脂以大豆油、菜籽油、葵花籽油、棕櫚油、米糠油、玉米油、椰子油為代表。飼用油脂的種類及特性總結(jié)見表1。

飼用油脂中添加的抗氧化劑需要具備五個(gè)基本條件：高效性、油溶性、穩(wěn)定性、低毒性和不影響油脂色、香、味的特征。但由于各種飼用油脂的特性不盡相同，同一抗氧化劑在不同油脂中的功效也存在差異，因此，針對(duì)不同油脂特性，尋找高效的抗氧化劑并科學(xué)使用尤為重要。

天然抗氧化劑特性及其在飼用油脂中的應(yīng)用

由于綠色健康的天然抗氧化劑安全性高并具有顯著的抗氧化活性，常被選擇用于飼用油脂中，包括多酚類化合物（茶多酚、植物甾醇、迷迭香提取物、白藜蘆醇、竹葉提取物和甘草提取物等)、維生素類（維生素C和維生素E)、植酸以及磷脂等。

不同天然抗氧化劑的抗氧化機(jī)制有所不同，包括提供電子或氫原子、與鐵離子或銅離子等金屬離子螯合、抑制氧化酶活性、提高抗氧化酶水平和生成還原性物質(zhì)等。多酚類化合物分子結(jié)構(gòu)中存在大量羥基，易與活性氧(ROS）反應(yīng)，形成相對(duì)穩(wěn)定的酚氧自由基。茶葉中的多酚類物質(zhì)：茶多酚(TP)可明顯延長(zhǎng)菜籽油、花生油、亞麻油等的貨架期以及大豆油煎炸過程中的穩(wěn)定性，還可通過整合金屬離子防止魚油氧化，抗氧化作用優(yōu)于BHT、BHA、植酸、維生素C和維生素E，但低于TBHQ，與維生素C和維生素E三者配合能顯著增強(qiáng)亞油酸過氧化進(jìn)程中的抗氧化功能。

迷迭香提取物中的鼠尾草酸、鼠尾草酚和迷迭香酸相互之間具有一定的協(xié)同作用，與具有抗氧化增效作用的檸檬酸或BHA也能協(xié)同抗氧化，還可以保護(hù)維生素E的穩(wěn)定性。主要以黃酮糖苷形式存在的竹葉提取物，現(xiàn)已允許在食用油脂、油炸堅(jiān)果、肉制品、水產(chǎn)品等中使用，180 ℃下可顯著降低棕櫚油煎炸過程中的次級(jí)氧化產(chǎn)物以及多不飽和脂肪酸，提高棕櫚油煎炸穩(wěn)定性，效果顯著優(yōu)于TBHQ、BHA、BHT、迷迭香提取物和油溶性茶多酚。甘草屬豆科多年生草本，主要活性成分是三菇皂苷、類黃酮和香豆素類物質(zhì)，抗氧化能力與VE相似，對(duì)氧陰離子自由基，羥基自由基和過氧化氫都有很強(qiáng)的清除能力，對(duì)各種油脂都具有較強(qiáng)的抗氧化特性。

抗壞血酸（又名維生素C，VC)與植酸可作為氫供體降低油脂中的氧含量，也可與金屬離子反應(yīng)生成穩(wěn)定性較高的鰲合物，輔助其他抗氧化劑發(fā)揮抗氧化作用。陳雪琪等研究發(fā)現(xiàn)抗壞血酸能還原再生TBHQ發(fā)揮協(xié)同抗氧化作用。李靜鳳等研究表明抗壞血酸與多酚類天然抗氧化劑（酯化多酚和茶多酚)能協(xié)同延長(zhǎng)油脂的氧化誘導(dǎo)期。在菜籽油中添加植酸的體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，植酸的抗氧化活性，略優(yōu)于BHA，明顯優(yōu)于EQ。植酸可以鰲合亞鐵離子并催化過氧化物分解，使之不能繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿┗蛲惢?/span>合物，從而抑制油脂氧化。生育酚脂溶性較強(qiáng)，對(duì)不飽和脂肪酸含量越高的植物油保護(hù)效果越顯著。在低添加量下，生育酚能顯著減少體系內(nèi)烷基自由基和總自由基的生成。

磷脂是動(dòng)植物細(xì)胞中細(xì)胞膜、核膜和類脂膜的基本成分，對(duì)植物化效果較好，通常與茶多酚、亞麻酸、鞣花酸、槐花黃酮等天然活性成分復(fù)合，其中亞麻酸磷脂提高大豆油抗氧化性能的效果尤為突出。

合成抗氧化劑特性及其在飼用油脂中的應(yīng)用

人工合成抗氧化劑 EQ、BHT、BHA、TBHQ和PG已廣泛應(yīng)用于植物油、食品、肉制品、醫(yī)藥、飼料、化工等領(lǐng)域，在植物油脂中使用，熱穩(wěn)定性高，用量少，效果好?？寡趸瘷C(jī)理較為一致，都是作為供氫體，快速給脂質(zhì)自由基供氫，自身還能形成穩(wěn)定的自由基，中斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，抑制油脂進(jìn)一步氧化酸敗。

EQ適用于油脂、魚粉、預(yù)混料等產(chǎn)品，可防止其中的維生素A、D、E和脂肪氧化變質(zhì)及天然色素氧化變色，具有一定防霉保鮮作用。在含氧化脂肪的配合飼料中添加EQ 62.5 mg/kg，能降低過氧化物的有害影響。

BHT價(jià)格低廉，是我國生產(chǎn)量最大的抗氧化劑之一。Nisa等開發(fā)的BHT生物活性薄膜可有效清除脂肪類食物中的自由基，減少脂質(zhì)氧化。

PG己廣泛用于油脂、飼料、油炸食品、罐頭、干魚制品、臘肉制品當(dāng)中，在植物油脂中的抗氧化效果較好，在豬油中的抗氧化性能優(yōu)于 BHT。

TBHQ在油炸花生米、山核桃、堅(jiān)果上應(yīng)用效果較好，在油脂中尤為適用于植物油、豬油和魚油的抗氧化，穩(wěn)定性提高3-5倍，抗氧化性強(qiáng)于BHA、BHT、PG和維生素E，是抑制煎炸油氧化最好的抗氧化劑。TBHQ不會(huì)讓油脂含量高的食物變色，與BHA或BHT聯(lián)合使用時(shí)，均能發(fā)揮協(xié)同抗氧化作用。

雖然人工合成抗氧化劑在飼用油脂中作用顯著，但近年來有研究發(fā)現(xiàn)，BHA對(duì)人星形膠質(zhì)細(xì)胞有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性作用。BHT在斑馬魚胚胎毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)具有心臟毒性。PG通過破壞線粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能，抑制睪丸發(fā)育相關(guān)基因而誘導(dǎo)睪丸毒性。過量添加人工合成抗氧化劑會(huì)對(duì)動(dòng)物造成DNA損傷、癌癥誘導(dǎo)等疾病，因此使用更安全的天然抗氧化劑取代人工合成抗氧化劑成為未來趨勢(shì)，但是天然抗氧化劑的熱穩(wěn)定性差，抗氧化性能也普遍弱于人工合成抗氧化劑，使用單一天然抗氧化劑無法與人工合成抗氧化劑相媲美，只能采用不同抗氧化劑復(fù)合配制，利用其協(xié)同作用，達(dá)到甚至超越人工合成抗氧化劑的效果。已有研究根據(jù)我國允許添加在油脂和肉質(zhì)品中的抗氧化劑種類和最大添加量，得到大量結(jié)果，現(xiàn)將抗氧化劑用于油脂中的抗氧化效果與特征歸納如表2。

復(fù)合抗氧化劑及其在飼用油脂中的應(yīng)用

復(fù)合型抗氧化劑是將具有協(xié)同活性成分的不同種類抗氧化劑經(jīng)過合理配伍組成的具有高效抗氧化能力的添加劑，因在飼料中的總使用濃度低于單一抗氧化劑，故安全性提高、成本降低。針對(duì)不同種類的飼用油脂，選擇協(xié)同性強(qiáng)的抗氧化劑，并進(jìn)行合適的復(fù)配是使用復(fù)合型抗氧化劑的關(guān)鍵。

1.復(fù)合抗氧化劑在植物油脂中的應(yīng)用

茶多酚、抗壞血酸和迷迭香提取物常用于復(fù)配抗氧化劑的研究中，應(yīng)用在植物油脂中效果較為明顯。茶多酚棕櫚酸酯、抗壞血酸棕櫚酸酯和植物甾醇酯分別是茶多酚、抗壞血酸和植物甾醇與棕櫚酸酯化而成的雙親性化合物，目的是不改變茶多酚、抗壞血酸和植物甾醇全部生理活性的同時(shí)，提高與油脂的相溶性。

張如春等研究表明，植物甾醇酯與天然維生素E以1：1進(jìn)行復(fù)配，以0.2 g/kg濃度添加，可提高玉米油抗氧化性與品質(zhì)，效果優(yōu)于BHT和 BHA。李蕊研究發(fā)現(xiàn)茶多酚與維生素C、維生素E發(fā)揮協(xié)同作用時(shí)，油脂的貨架期比單一使用茶多酚時(shí)長(zhǎng)，在菜籽油及大豆油中添加0.02%茶多酚與0.04%~0.03%維生素C或與0.04%~0.05%維生素E，協(xié)同效果強(qiáng)于BHT或TBHQ。

迷迭香提取物與茶多酚棕櫚酸酯復(fù)配可在氧化的不同階段發(fā)揮作用，電子自旋共振結(jié)果表明，迷迭香提取物傾向于與氧化過程中產(chǎn)生的烷基自由基結(jié)合，而茶多酚棕櫚酸酯傾向于與烷過氧自由基結(jié)合，協(xié)同抑制體系中自由基的產(chǎn)生，起到互補(bǔ)效果，延緩整個(gè)氧化過程。

一些新型的天然抗氧化劑也因?yàn)榭寡趸Ч@著被逐漸運(yùn)用于復(fù)配抗氧化劑的研究中。欒霞等研究發(fā)現(xiàn)，38℃條件下，25mg/kgTBHQ+20 mg/kg檸檬酸加入到棕櫚油中，相較于對(duì)照組延長(zhǎng)氧化誘導(dǎo)期兩倍，貨架期達(dá)564天。

2.復(fù)合抗氧化劑在動(dòng)物油脂中的應(yīng)用

常用的茶多酚與抗壞血酸在動(dòng)物油脂中的復(fù)配抗氧化效果也很顯著。蔣雅美等研究發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸棕櫚酸酯、檸檬酸和茶多酚以2：11復(fù)配添加0.06%時(shí)，對(duì)魚油的抗氧化效果比BHA和BHT顯著。0.03%茶多酚與0.05%維生素C或0.03%維生素E在豬油中添加，協(xié)同抗氧化效果明顯好于BHT，與TBHQ效果相當(dāng)。崔宇等研究發(fā)現(xiàn)0.1%茶多酚與0.1%竹醋液復(fù)配對(duì)豬油具有抗氧化協(xié)同作用，有效降低豬油的酸價(jià)和過氧化值。飼用油脂中添加復(fù)配抗氧化劑的抗氧化功效見表3。

3.復(fù)合抗氧化劑發(fā)揮協(xié)同作用機(jī)制

不同復(fù)配抗氧化劑發(fā)揮協(xié)同作用的機(jī)制不同，概括起來有以下五種：

(1)修復(fù)再生，如抗壞血酸棕櫚酸酯與茶多酚棕櫚酸酯通過電子轉(zhuǎn)移方式，維持還原劑水平；

(2）螯合效應(yīng)，如茶多酚可以封閉催化氧化反應(yīng)的金屬離子，維生素C和檸檬酸能夠鈍化油脂中促自動(dòng)氧化的金屬離子，有利于其他無鰲合作用的抗氧化劑更好的發(fā)揮抗氧化作用；

(3）吸收氧，如維生素C可以減少化學(xué)反應(yīng)中的氧含量，降低氧濃度，從而延緩酚類抗氧化劑與氧反應(yīng)生成過氧化自由基；

(4）協(xié)同抗氧化，如迷迭香提取物與茶多酚棕櫚酸酯復(fù)配可有效作用于氧化的不同階段，發(fā)揮不同的抗氧化功效；

(5）偶聯(lián)氧化，降低電位落差，油水分配系數(shù)互為補(bǔ)充，如脂溶性抗氧化劑（維生素E、榔皮素）與水溶性抗氧化劑（維生素C、茶多酚）搭配更容易產(chǎn)生協(xié)同作用。

來源：魯昱方《復(fù)合抗氧化劑及其對(duì)飼用油脂抗氧化協(xié)同功效的研究進(jìn)展》，僅用于學(xué)習(xí)交流用，如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系小編！（封面圖來源于創(chuàng)客貼會(huì)員）

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來自：張景濤 > 《飼料機(jī)械設(shè)備》

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