不同種類抗氧化劑對(duì)乳豬濃縮飼料脂肪氧化的影響

宋　鴿, 林　靖, 楊玉芬

(1.福建農(nóng)林大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院；2.福建農(nóng)林大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院，福建 福州 350002)

在飼料生產(chǎn)中，添加脂肪含量較高的原料可以滿足動(dòng)物不同生長階段的能量和營養(yǎng)需求.但油脂含量高的飼料在加工、貯存和使用過程中易發(fā)生氧化酸敗，致使飼料變質(zhì)、變味、營養(yǎng)價(jià)值降低，酸敗嚴(yán)重時(shí)甚至危及畜禽生命.乳豬濃縮料是一種常見的飼料產(chǎn)品，與其他階段飼料相比其脂肪含量相對(duì)較高，因此，如何預(yù)防乳豬濃縮料的脂肪酸敗問題顯得尤為重要[1].在高脂肪飼料中添加抗氧化劑能夠防止或延緩飼料中脂肪的氧化酸敗，提高飼料穩(wěn)定性并延長貯存期.抗氧化劑的作用機(jī)理有多重，包括清除脂類化合物自由基、螯合金屬離子，降低氧濃度等，若為酶抗氧化劑則能夠影響生物體內(nèi)脂質(zhì)化合物的氧化反應(yīng)[2-3].添加抗氧化劑種類的不同對(duì)脂肪氧化的抑制作用及效果也不相同[4].在常見的飼料抗氧化劑中，乙氧基喹啉(ethoxyquin, EMQ)可有效防止飼料中油脂和蛋白質(zhì)的氧化，并且對(duì)脂溶性維生素具有保護(hù)作用等優(yōu)點(diǎn)，是常用的人工合成抗氧化劑.二丁基羥基甲苯(butylated hydroxytoluene, BHT)是被各國所普遍采用的人工合成抗氧化劑，其作用機(jī)理與EMQ相似，但其穩(wěn)定性更優(yōu)且對(duì)熱穩(wěn)定.維生素E(vitamin E, VE)又稱生育酚，是目前唯一工業(yè)化生產(chǎn)的天然抗氧化劑，VE極易被氧化，可保護(hù)飼料中脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)不被破壞.復(fù)合抗氧化劑(composite antioxidant, CA)由不同種類的抗氧化劑與增效劑或螯合劑經(jīng)過科學(xué)合理的配伍組成，CA的各組分之間可以產(chǎn)生協(xié)同作用，從而放大其中各單一組分的抗氧化效果，CA在飼料中的應(yīng)用前景廣闊[5-7].本試驗(yàn)首次以40%乳豬濃縮料為研究對(duì)象，選取EMQ、BHT、VE和CA 4種具有代表性的抗氧化劑，研究其對(duì)高脂肪含量乳豬濃縮料脂肪氧化酸敗的影響，為保證濃縮飼料的品質(zhì)提供參考依據(jù).

1　材料與方法

1.1　材料

1.1.1飼料40%乳豬濃縮料的配制原則：與60%玉米配合成全價(jià)料后，可滿足乳豬營養(yǎng)需求[8].40%乳豬濃縮料配方如表1所示.

表1　飼料組成及營養(yǎng)水平1)Table 1　Composition and nutrient levels of feed

1)預(yù)混料可為每千克濃縮料提供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泛酸鈣、75 mg煙酸、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；營養(yǎng)水平為實(shí)測值.

1.1.2抗氧化劑EMQ的有效成分含量為30%；BHT的有效成分含量為60%；VE的有效成分含量為50%；CA的主要成分為EMQ(成分含量≥2%)、BHT(成分含量≥2.0%)、植物黃酮、硫代二丙酸、桂脂、絡(luò)合穩(wěn)定劑、表面活性劑和載體等，總有效成分含量≥60%.

1.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將原料粉碎過1.2 mm篩網(wǎng)，各種原料按比例配好后加入不同種類抗氧化劑，各抗氧化劑按照推薦使用量添加.本試驗(yàn)設(shè)4個(gè)抗氧化劑組和1個(gè)對(duì)照組，分別為EMQ組(在濃縮料中按照0.5 kg·t-1的配比添加EMQ)、BHT組(按照0.3 kg·t-1的配比添加BHT)、VE組(按照0.25 kg·t-1的配比添加VE)、CA組(按照0.5 kg·t-1的配比添加CA)和對(duì)照組(不添加抗氧化劑).各組樣品混合均勻后置37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，每隔7 d，在上午8:00—12:00取樣200 g，試驗(yàn)期56 d.

1.3　指標(biāo)測定

1.3.1感官評(píng)價(jià)每隔7 d取出試料，參照于炎湖[9]的方法進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，觀察樣本的顏色、氣味和形態(tài)是否發(fā)生改變，判斷樣本是否出現(xiàn)酸敗.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：色澤——是否勻一，顏色是否加深；氣味——是否有酸敗味和霉臭味等異味；形態(tài)——粘性是否增加，是否結(jié)塊.

1.3.2酸價(jià)的測定采用GB/T 19164—2003[10]的方法測定酸價(jià).

1.3.3過氧化值的測定采用GB/T 5538—2005[11]的方法并參考王建輝等[12]的方法測定過氧化值.

1.3.4丙二醛含量的測定參照任雪梅等[13]的方法測定丙二醛含量.

1.4　數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007軟件初步處理后，用SPSS 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩因子方差分析，均數(shù)間多重比較采用Duncan法；數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示.

2　結(jié)果與分析

2.1　抗氧化劑對(duì)飼料感官的影響

各時(shí)間段飼料感官檢測結(jié)果(表2)顯示：對(duì)照組飼料在第21天出現(xiàn)酸敗味，42 d時(shí)酸敗味加重，顏色隨時(shí)間延長逐漸加深，形態(tài)未見明顯改變；EMQ、BHT和VE組飼料在第35天出現(xiàn)酸敗味，顏色略加深，形態(tài)未見明顯改變；CA組飼料在第28天出現(xiàn)酸敗味，49 d時(shí)酸敗味加重且顏色加深，但形態(tài)尚未見明顯改變.

表2　飼料感官檢測結(jié)果1)Table 2　Sensory evaluation results

1)“+”的個(gè)數(shù)越多，表示飼料酸敗越重.

2.2　抗氧化劑對(duì)飼料酸價(jià)的影響

各時(shí)間段飼料酸價(jià)測定結(jié)果(表3)顯示，4個(gè)抗氧化劑組第7～14天的酸價(jià)呈上升趨勢，第14～21天的酸價(jià)呈下降趨勢，第21～28天的酸價(jià)呈迅速上升趨勢，且第28天的酸價(jià)高于其他各時(shí)間點(diǎn)(P<0.05或P<0.01)，第28～35天的酸價(jià)呈迅速下降趨勢，隨后直至第56天酸價(jià)變化趨于平緩.此變化規(guī)律與飼料中脂肪氧化反應(yīng)的步驟相符合，即氧化反應(yīng)處于引發(fā)期時(shí)酸價(jià)緩慢升高，進(jìn)入增殖期時(shí)酸價(jià)迅速升高，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)入終止期時(shí)，酸價(jià)下降且變化日趨平緩[14].在第28天酸價(jià)上升的高峰期，4個(gè)抗氧化劑組間數(shù)據(jù)變化較大，VE組的酸價(jià)極顯著低于對(duì)照組及其他抗氧化劑組(P<0.01)；EMQ組的酸價(jià)略低于對(duì)照組，BHT和CA組的酸價(jià)略高于對(duì)照組，4個(gè)抗氧化劑組間的差異不顯著(P>0.05).除第14天的BHT組、第56天的BHT組、第42天的CA組酸價(jià)略高于對(duì)照組外，其他各時(shí)間點(diǎn)4個(gè)抗氧化劑組的酸價(jià)均低于對(duì)照組，但差異均不顯著(P>0.05).可見，4個(gè)抗氧化劑均可在一定程度上降低飼料中脂肪的氧化酸敗，VE組的效果最佳，EMQ組的效果次之.

表3　各時(shí)間段飼料的酸價(jià)1)Table 3　Acid value of each treatment at different time　mg·g-1

1)同行數(shù)據(jù)無肩標(biāo)或上標(biāo)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，上標(biāo)不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，上標(biāo)不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)；同列數(shù)據(jù)無肩標(biāo)或上標(biāo)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，上標(biāo)不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，上標(biāo)不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01).

2.3　抗氧化劑對(duì)飼料過氧化值的影響

各時(shí)間段飼料過氧化值測定結(jié)果(表4)顯示，4個(gè)抗氧化劑組第7～14天的過氧化值均呈上升趨勢，第14～28天的過氧化值差異較大.對(duì)照組脂肪氧化增殖期發(fā)生在第21～28天，第21和28天的過氧化值均呈顯著高值，且持續(xù)時(shí)間較4個(gè)抗氧化劑組長，而在此期間，4個(gè)抗氧化劑組的過氧化值均極顯著低于對(duì)照組(P<0.01).第35～49天，對(duì)照組的過氧化值雖波動(dòng)起伏，但相對(duì)于第21和28天的過氧化值極顯著下降(P<0.01)；而同期4個(gè)抗氧化劑組的過氧化值仍極顯著低于對(duì)照組(P<0.01).在第56天，對(duì)照組和CA組的過氧化值下降至較低水平，而EMQ、BHT和VE組的過氧化值極顯著高于對(duì)照組和CA組(P<0.01).在整個(gè)試驗(yàn)期間，EMQ組的過氧化值均較低，BHT和VE組次之，僅在第14天出現(xiàn)相對(duì)較高的增殖期高峰值；而CA組的過氧化值較高.可見，與對(duì)照組相比，4種抗氧化劑均有減弱和延緩飼料中脂肪酸敗的作用，EMQ組的效果最佳，BHT和VE組的效果次之.

表4　各時(shí)間段飼料的過氧化值1)Table 4　Peroxide value of each treatment at different time　mmol·kg-1

1)同行數(shù)據(jù)無肩標(biāo)或上標(biāo)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，上標(biāo)不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，上標(biāo)不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)；同列數(shù)據(jù)無肩標(biāo)或上標(biāo)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，上標(biāo)不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，上標(biāo)不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01).

2.4　抗氧化劑對(duì)飼料丙二醛含量的影響

各時(shí)間段飼料丙二醛含量的測定結(jié)果(表5)顯示，4個(gè)抗氧化劑組丙二醛含量的高峰值集中出現(xiàn)在第14天，但高峰期持續(xù)時(shí)間不同.對(duì)照組的丙二醛含量在第14天達(dá)到最高值，且高峰期持續(xù)至第28天.4個(gè)抗氧化劑組的丙二醛含量也在第14天達(dá)到最高，均顯著或極顯著低于對(duì)照組(P<0.05或P<0.01)，且在14天后出現(xiàn)下降，高峰期持續(xù)時(shí)間較短.與第7天相比，對(duì)照組、BHT組和VE組第14天的丙二醛含量最高(P<0.01).EMQ和CA組各時(shí)間點(diǎn)間的丙二醛含量差異不顯著(P>0.05).在整個(gè)試驗(yàn)期間，4個(gè)抗氧化劑組的丙二醛含量均低于對(duì)照組.可見，4種抗氧化劑均可降低飼料在存儲(chǔ)過程中由于酸敗產(chǎn)生的丙二醛含量.

表5　各時(shí)間段飼料的丙二醛含量1)Table 5　Malonic dialdehyde content of each treatment at different time　g·mL-1

1)同行數(shù)據(jù)無肩標(biāo)或上標(biāo)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，上標(biāo)不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，上標(biāo)不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)；同列數(shù)據(jù)無肩標(biāo)或上標(biāo)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，上標(biāo)不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，上標(biāo)不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01).

3　討論

油脂的自身氧化分為3個(gè)時(shí)期，分別為引發(fā)期、增殖期和終止期[14].本試驗(yàn)中，試驗(yàn)前期飼料的酸價(jià)先緩慢升高，第21～28天酸價(jià)迅速升高，這可能是氧化反應(yīng)由引發(fā)期轉(zhuǎn)入增殖期所致；第35天后氧化反應(yīng)逐漸進(jìn)入終止期，因而酸價(jià)下降.4個(gè)抗氧化劑組的酸價(jià)在第28天時(shí)普遍都升高，其他時(shí)間點(diǎn)的酸價(jià)則較低，第28天VE組的酸價(jià)極顯著低于其他抗氧化劑組，這可能是由于VE本身可被自由基氧化，避免不飽和鍵受自由基的進(jìn)攻從而進(jìn)一步抑制油脂氧化[15-16].

過氧化值的檢測是利用氫過氧化物中的氧含量來衡量脂肪的氧化程度，氫過氧化物是脂質(zhì)氧化反應(yīng)的初級(jí)產(chǎn)物，性質(zhì)一般不穩(wěn)定，容易進(jìn)一步氧化為低分子化合物[17].本試驗(yàn)中，4個(gè)抗氧化劑組的過氧化值分別在第14和21天迅速升高并達(dá)到峰值，除對(duì)照組的峰值期持續(xù)2周以上外，4個(gè)抗氧化劑組的過氧化值均在一周內(nèi)回落，并隨著氧化反應(yīng)進(jìn)程小幅波動(dòng)直至趨于穩(wěn)定.阮劍均等[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營養(yǎng)成分的氧化.馬濤等[19]研究了在高溫條件下各種抗氧化劑對(duì)米糠油氧化酸敗的影響，結(jié)果表明，BHT的抗氧化效果優(yōu)于沒食子酸丙酯等抗氧化劑.本試驗(yàn)中，4個(gè)抗氧化劑組的過氧化值變化幅度不同.EMQ組在整個(gè)試驗(yàn)期間的過氧化值變化幅度最小，且在各時(shí)間點(diǎn)的測定結(jié)果均較低，BHT組次之，這可能是由于人工合成的抗氧化劑EMQ和BHT可有效清除主要自由基[20]，從而發(fā)揮有效的抗氧化作用.

丙二醛是氧化反應(yīng)的次級(jí)產(chǎn)物，與初級(jí)氧化產(chǎn)物的降解程度有關(guān).本試驗(yàn)中，大部分抗氧化劑組的丙二醛含量都呈先上升后緩慢下降，再上升最后下降至趨于穩(wěn)定的趨勢.丙二醛含量一開始升高，是由于產(chǎn)生次級(jí)產(chǎn)物的速度快于產(chǎn)生初級(jí)產(chǎn)物的速度[21]；之后下降，是由于次級(jí)產(chǎn)物生成的速度減緩；隨著油脂進(jìn)一步氧化，丙二醛含量又升高，但由于丙二醛的性質(zhì)不穩(wěn)定，能夠通過親和側(cè)鏈基團(tuán)的反應(yīng)使蛋白質(zhì)羰基化，導(dǎo)致后期又降低.4個(gè)抗氧化劑組丙二醛含量的峰值主要出現(xiàn)在第14天，與對(duì)照組相比，4個(gè)抗氧化劑組峰值持續(xù)時(shí)間縮短，且各時(shí)間點(diǎn)的丙二醛含量均低于對(duì)照組.

綜上所述，4種抗氧化劑均具有一定的抗氧化作用，但不同抗氧化劑的抗氧化效果不盡相同.本試驗(yàn)中，在40%乳豬濃縮料中添加推薦劑量的EMQ和VE即可起到良好的抗氧化作用，添加BHT的效果次之，但復(fù)合型抗氧化劑的效果欠佳.分析原因可能是由于CA是由不同種類的抗氧化劑與增效劑或螯合劑配伍組成，而本試驗(yàn)所用CA的配伍針對(duì)40%乳豬濃縮料未完全發(fā)揮協(xié)同作用；亦或者CA中所配伍的抗氧化劑成分在推薦使用量中未能滿足試驗(yàn)材料抗氧化所需劑量[22].CA針對(duì)不同飼料樣本的適宜配伍及添加劑量還需進(jìn)一步研究.

4　結(jié)論

(1)40%乳豬濃縮料在37 ℃貯存期間，不添加抗氧化劑處理在第14天就發(fā)生脂肪氧化反應(yīng)，第21天脂肪氧化反應(yīng)進(jìn)入增殖期，并產(chǎn)生酸敗氣味，導(dǎo)致酸價(jià)、過氧化值和丙二醛含量升高.

(2)4種抗氧化劑均可降低或延緩40%乳豬濃縮料脂肪的氧化酸敗，但不同抗氧化劑的抗氧化效果有一定的差異.綜合分析，推薦劑量的EMQ和VE可起到良好的抗氧化作用，而BHT和CA的效果次之.

(3)結(jié)合各試驗(yàn)組化學(xué)指標(biāo)測定結(jié)果及感官檢測結(jié)果，飼料添加EMQ、BHT和VE的保質(zhì)期建議為35 d；添加CA的保質(zhì)期建議為28 d.

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