Окисление представляет собой самокаталитический процесс, происходящий главным образом в жирах в результате реакции кислорода с ненасыщенными жирными кислотами. Именно поэтому его обычно называют липидным самоокислением.
Прогорклость связана с расщеплением двойных связей в полиненасыщенных жирах и высвобождением летучих свободных радикалов, таких как альдегиды, кетоны и эпоксиды. В результате окисления, в качестве первичных продуктов реакции образуются свободные радикалы. На следующей стадии липиды распадаются и развивается прогорклость. Прогорклость характеризуется характерным запахом и снижением вкусовой привлекательности корма.
Несколько исследований подтвердили прямую зависимость между уровнем пероксидов выше 7-10 мэкв/кг в окисленных кормах и снижением роста у цыплят-бройлеров (Cabel et al., 1988; Inoue et al., 1984; Takahashi and Akiba, 1999). Об этом сообщают и другие авторы (Inoue et al., 1984).
Кроме того, высокие уровни окисления корма связаны с развитием энцефаломаляции, экссудативного диатеза, мышечной дистрофии и некроза тканей у цыплят из-за дефицита витамина Е, который очень чувствителен к окислению. Известно также о снижении рождаемости и выводимости (Cabel et al., 1988)
Эффективность антиоксидантов основана на том, что они предотвращают развитие окисление на ранних стадиях самоокисления, а не в терминальной стадии этого процесса.
Антиоксиданты в корме
Антиоксиданты могут использоваться в рационе для замедления окисления липидов в кормах и предотвращения негативных последствий приема свободных радикалов животными. Кроме того, антиоксиданты могут влиять на антиокислительную активность in vivo; поэтому они играют ключевую роль в стабильности и сроках хранения мяса. Антиоксиданты, добавленные к рациону животного, должны соответствовать соответствующим требованиям (FAO, 1978):
- Они должны предотвращать окисление животных и растительных липидов, витаминов, каротиноидов и других компонентов корма, восприимчивых к самоокислению.
- Их использование должно быть безопасным, без какой-либо наблюдаемой токсичности при использовании рекомендуемых дозировок.
- Они должны быть эффективны в низких концентрациях. Они должны быть достаточно низкими по цене, чтобы быть экономически целесообразными.
В конечном счете, использование антиоксидантов должно приводить к уменьшенному потреблению натуральных антиоксидантов, таких как селен или витамин Е (токоферолы), и снижать дефицит других чувствительных к окислению питательных веществ, таких как витамин А.
Классификация антиоксидантов
Были предложены различные системы классификации антиоксидантов на основе их механизма действия; однако в общих чертах антиоксиданты можно классифицировать в две обобщенных группы группы:
Простые или превентивные антиоксиданты
Эти антиоксиданты блокируют образование свободных радикалов. Эта группа включает в себя хелаторы металлов, которые добавляют для повышения эффективности к вторичным антиоксидантам.
Вторичные или терминаторные антиоксиданты
Действие этих антиоксидантов направлено на нейтрализацию свободных радикалов. Они прекращают цепную реакцию окисления в самом начале её распространения. К этой группе относится большинство промышленных антиоксидантов. В первую очередь, они включают в себя электронодонорные или протон-дающие фенольные соединения в форме ионов водорода (Н+), которые реагируют с вновь образованными свободными радикалами для их нейтрализации.
Одним из главных представителей этой группы является этоксиквин; однако другие синтетические коммерческие антиоксиданты такие как бутилгидрокситолуол, пропилгаллат и бутилгироксианизол используются всё чаще, хоть и уступают по эффективности этоксиквину. Природные антиоксиданты в основном представлены токоферолами, которые очищены от других ароматических растительных экстрактов (например, из экстракта розмарина).
Эффективность этой группы антиоксидантов выражена в ингибировании ранних стадий самоокисления. Фактически, торможение так называемой фазы распространения окисления, в которой свободные радикалы взаимодействуют с другими липидами и экспоненциально увеличивают свое количество в продукте, в ответ требуя более высоких уровней ввода антиоксидантов. Кроме того, измененные органолептические свойства, вызванные уже окисленными и деградированными липидами, нельзя предотвратить. По этой причине уже окисленный корм не может быть восстановлен до первоначального уровня.
IN VIVO антиоксидантная защита и качество мяса
Качество пищевого продукта определяется характеристиками, которые предпочитают потребители.
С точки зрения сенсорных или органолептических свойств это внешний вид, текстура и аромат (Carreras, 2004). В этом отношении статус окисление-антиоксидант является очень важными факторами в мясе, так как их взаимодействие влияет на сенсорные свойства и срок хранения мяса (Morrissey et al., 1998).
Фактически, окисление липидов и последующая за ним прогорклость являются одной из основных причин порчи пищевых продуктов и развития вредных микроорганизмов.
- В дополнение к неприятному запаху, окисление липидов приводит к изменениям вкуса, текстуры, консистенции и питательной ценности (Fellenberg Speisky, 2006).
Окисление особенно сказывается на качестве сырого мяса в связи с текущей тенденцией к росту содержания полиненасыщенных жиров в мясе (с множественными двойными связями в цепях жирных кислот) в связи с их полезными свойствами.
Особенно эта проблема фиксируется у мяса домашней птицы, поскольку окисление липидов в их мышечной ткани протекает очень быстро. Это обусловлено широким спектром видоспецифических факторов, таких как снижение активности глутатионпероксидазы и низкого уровня α-токоферола (Daun y Akesson , 2004).
In vivo окисление в тканях также зависит от рациона животного. Фактически, высокое потребление корма с высоким содержанием окисленных липидов, полиненасыщенных жирных кислот и прооксидативных компонентов или более низкое потребление питательных компонентов, вовлеченных в систему антиоксидантной защиты, способствуют окислению in vivo у животных и, соответственно, дальнейшему окислению мяса уже во время хранения (Morrissey et al., 1998 o Stem et al., 2008).
Действительно, использование окисленных липидов в рационе не может проявляться в продуктивных условиях in vivo, но приводит к получению менее качественных окисленных и более скоропортящихся туш (таблица 1).
Кроме того, уровень оксидативного стресса и окисления липидов in vivo оказывает непосредственное влияние на последующее качество мяса (Morrissey et al., 1998).
В связи с этим хорошо изучены антиокислительные механизмы витамина Е и селена в рационе животного. Антиоксидант Витамин Е встроен в клеточные мембраны, и там оказывает непосредственное влияние на процессы окисления. Обработка мяса антиоксидантами не имеет такого же эффекта, как кормовой витамин Е, так как антиоксиданты не попадают в мембраны клеток.
Однако известно, что высокая количество ненасыщенных жиров в рационе бройлера, , снижает накопление α-токоферола в мясе, как при жизни, так и после убоя(Таблица 2).
Недостаток кормового витамина Е может частично компенсироваться добавлением других антиоксидантов. Было установлено, что сочетание витамина Е с синтетическими антиоксидантами, такими как этоксиквин или BHT, повышает устойчивость мяса и жира в тушках бройлеров (Таблица 3), так как позволяет токоферолу накапливаться в мясе, а не разрушаться от окисления.
Выводы
Окисление липидов в производстве мяса птицы затрагивает корма, потребляемые животными, самих животных in vivo и впоследствии влияет на качество и срок годности продуктов животного происхождения для питания человека.
Антиоксиданты могут быть добавлены в корм, чтобы предотвращать вредные эффекты окисления липидов на всех стадиях производства мяса, исходя из эффективности каждого типа антиоксиданта и взаимодействий с остальными компонентами антиоксидантной защитной системы животного.
Статья переведена и подготовлена продукт-менеджерами компании Мисма на основе статьи Sergi Carné*, Anna Zaragoza Technical Department Industrial Técnica Pecuaria, S.A. (ITPSA).