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                      復合飼料抗氧化劑作用機理和優勢
                      發布時間:2016-10-22

                      1、保鮮康主要成份介紹

                      1.1  乙氧喹(EMQ

                      v在國內使用歷史:1988年頒布食品添加劑乙氧基喹的國家標準(GB8849-88),80年代中期開始應用于飼料。

                      v乙氧基喹特點:外觀為油狀液體,在物料中具有流動性和擴散性、滲透性。

                      v乙氧基喹抗氧化特點:對維生素的保護作用很好,但對油脂的抗氧化作用一般。有較好的安全性。

                      v乙氧基喹缺點:在預混料中大量使用時,會影響飼料外觀色澤;對油脂的抗氧化性能一般。

                      1.2   BHA

                      vBHA化學名稱為:叔丁基羥基茴香醚,工業產品主要成分是2-叔丁基羥基茴香醚和3-叔丁羥基茴香醚的混合物。

                      vBHA抗氧化特點:抗氧化性能好于BHT;有較好的抗菌作用。

                      vBHA缺點:價格較高,在飼料中單獨使用性價比不好。

                      1.3  BHT

                      vBHT的化學名稱:2,6-二叔丁基對甲酚,或稱二叔丁羥基甲苯。

                      vBHT特點:白色結晶,可溶于油脂中使用。

                      vBHT抗氧化特點:價格低廉,在食用油脂和油炸食品中普遍使用。

                      vBHT缺點:呈顆粒狀態,直接在物料當中使用難以分散均勻。

                      1.4  TBHQ

                      vTBHQ的化學名稱:特丁基對苯二酚,或稱叔丁基對苯二酚。

                      vTBHQ特點白色或微紅褐色結晶粉末。

                      vTBHQ抗氧化特點:對油脂的抗氧化性能強于BHABHT。

                      vTBHQ缺點:熔點高,價格貴。

                      2、保鮮康的特點

                      ü以乙氧基喹為基礎,配以BHT、檸檬酸和增效劑,采用特殊工藝使BHT融合到乙氧基喹中,改善了BHT的流動性和滲透性。

                      ü充分利用不同組分之間的協同增效作用,提高抗氧化性能的同時降低使用成本。

                      ü添加了檸檬酸和增效劑,一方面可以螯合金屬離子催化氧化作用,另一方面可以激活抗氧化劑酚羥基活性,提升抗氧化劑作用效果。

                      21 保鮮康作為復合型抗氧化劑在作用機理上的優勢

                      v協同作用:某些抗氧化劑之間具有協同作用,在一定的范圍內配合使用可以達到1+1>2。同樣某些抗氧化劑配合使用時可能是1+1<2。

                      v增效作用:檸檬酸、磷酸、抗壞血酸、EDTA等化合物可以對抗氧化劑起到增效作用。它們或本身也是抗氧化劑、或因對金屬離子螯合作用而減少了金屬離子的氧化催化作用。

                      v性能改善作用:例如可通過特殊工藝,使BHT溶解在乙氧基喹當中,使兩者充分融合,即利用了兩者的協同作用,又改善了BHT的流動性和滲透性。

                      22 復合型抗氧化劑在應用效果上的優勢

                      ?充分利用了不同抗氧化劑的協同作用和增效劑的增效作用;

                      ?對金屬離子和油脂的氧化性能好;

                      ?安全性高;

                      ?適口性往往好于單一成份的抗氧化劑;

                      ?對高銅飼料的保護效果好;

                      ?不象單一的乙氧喹那樣易使造成產品變色。

                      3、飼料氧化原因

                      31 飼料氧化的主要誘因

                      ?氧氣:是飼料氧化的主要因素。

                      ?溫濕度:高溫和高濕可加速氧化過程。

                      ?金屬離子:具有催化氧化作用。

                      ?光照:可引起光化學反應,促進飼料的氧化過程。

                      ?生物酶:微量的氧化還原酶類(如脂肪氧化酶)可能極大地加速氧化過程。

                      32 飼料氧化機理

                              飼料的氧化過程主要是飼料中油脂的氧化酸敗。其它有效成分的氧化變質(如維生素)也會造成飼料品質下降,但對產品外觀和品質的影響遠小于油脂的氧化酸敗。

                               油脂的氧化則主要是其中的不飽和鍵的氧化。

                      不飽和脂肪酸的自氧化

                      RH + O2 R? + ?OH

                      RH為不飽和脂肪酸,和氧氣作用產生自由基R? 。

                      R? + O2 ROO?

                      ROO? + RH ROOH + R? 

                      R?和氧反應再生成過氧化物ROO?,過氧化物再與RH反應產生新的自由基,并生成副產物羧酸根-OOH。

                      不飽和脂肪酸自氧化的終止

                      R? + R? R:R

                      R? + ROO? ROOR

                      ROO? + ROO? ROOR + O2 

                           當自由基和過氧化物量達到某臨界值后,自由基和過氧化物可相互結合而淬滅。但此時油脂已經酸敗。

                      4、保鮮康在高銅飼料中的作用機理

                          高銅飼料利用了高濃度的銅離子在動物體內的抗菌和增加腸壁細胞通透性而起到了促生長的作用。在實踐中發現,起到良好促生長作用的一般只有硫酸銅。所以,在抗氧化劑中的螯合劑螯合了銅離子之后,形成的螯合物是否還有促生長作用功能就成了飼料行業研究人員感興趣的一個課題。

                          從理論上來說,螯合物中的銅是否還有促生長作用的確還沒有定論,而且螯合物中的銅能否在動物腸道中重新釋放離子形式也是要通過實驗才能證實。不過,筆者認為,無論以上兩個問題的結論如何,并不會從總體上影響到高銅飼料中高濃度銅離子的促生長作用。

                          首先,我們來看銅離子在飼料中起氧化催化作用的機理。

                          飼料中的硫酸銅之所以促進油脂的氧化(其本質是催化了自由基和過氧化物的產生),是因為在有水存在時硫酸銅可以解離成為銅離子Cu2+

                             CuSO4 <=> Cu2+ + SO42-                     (1)

                      而銅離子及其它金屬離子具有催化油脂形成自由基和過氧化物的作用

                              M(n+1)+ +RH Mn+1 + H+ + R?               (2)

                            ROOH + Mn+ RO? + OH- + M(n+1)+         (3)

                           ROOH + M(n+1)+ ROO? + H+ + Mn+         (4)

                      上式中M(n+1)+Mn+表示高氧化態與低氧化態離子,RH表示脂肪酸,R?、RO? ROO?表示自由基,ROOH表示過氧化物

                           眾所周知,飼料無論是多干燥,其中都還是含有一定的水份的(一般在12.5%以下),而這水份就給硫酸銅提供了解離的條件,雖然只有微量的硫酸銅解離產生銅離子,但這已經足以產生很強的催化氧化作用。硫酸銅在飼料中的的含量越高,平衡狀態下的Cu2+濃度也就越高,因此高銅飼料易于氧化變質。

                      第二,我們再來看螯合劑對硫酸銅作用的方式。

                           從化學的角度來說,螯合劑也不能直接對硫酸銅起螯合作用,它也需要以硫酸銅在水環境中的解離為前提。即螯合劑在硫酸銅解離形成銅離子Cu2+后,與之形成一個多元環,從而將銅離子包圍其中,這樣也就阻止了銅離子所帶的自由電子對油脂的促氧化作用。

                      第三,為什么說螯合劑對高銅飼料的促生長作用無影響?

                           由于只有處于解離狀態的銅離子才能對油脂有氧化催化作用,而螯合劑對銅離子的螯合前提也是硫酸銅解離形成的銅離子,所以,當有硫酸銅解離出銅離子時,螯合劑便可加以反應形成多元環狀螯合物。由于在干燥的飼料中只有微量的硫酸銅解離出銅離子,所以被螯合的硫酸銅的量也很少,這樣就確保了硫酸銅在飼料中的大部分以鹽的狀態保存,又確保了銅離子的氧化催化作用被阻斷。

                           那么以上這種狀態是否可以一直保持下去呢?

                           這與兩個因素有關,其一是水份活度。水份活度越大,即飼料中的水份含量越高,可形成的銅離子濃度也就越高,當螯合劑都與金屬離子螯合后,剩余的金屬離子便可起到催化作用了。因此,螯合劑也不是萬能之物,飼料水份含量越高,相應的保質期就可能越短。

                           第二個因素是時間。我們再回到式(1),此式表明硫酸銅的解離是一個雙向平衡的過程,所以當式(1)右邊的Cu2+被螯合后,就打破了反應式的平衡,隨即就有新的硫酸銅解離形成Cu2+,而新形成的Cu2+又被螯合。這一過程會在飼料的保存期間持續進行,直到飼料被動物食用或直到螯合劑被完全螯合。一但螯合劑完全螯合,銅離子便可起到氧化催化作用了。這就是為什么使用了抗氧化劑的飼料最終也會變質的原因。

                      4、其它問題

                      問題一:抗氧化劑是否總有效成分越高越好

                      v有些單成份的抗氧化劑如EMQ有效成份可達到33%甚至更高,其抗氧化能力相對于總有效成份20%的復合型抗氧化劑而言不一定更好。

                      v同樣用量時,乙氧基喹33%的抗氧化劑對維生素的保護作用好,但如果添加量過大,可直接導致產品外觀在較短時間內變化。

                      v同樣用量時,復合型抗氧化劑總有效成份雖然可能只有20%,但抗油脂氧化、降低金屬離子(esp. Cu催化氧化作用兩方面好于33%乙氧基喹;對外觀無影響;適口性好;安全性也好于單一的乙氧基喹。