Значимость жиров в кормлении
Жиры являются критически важным элементом кормов – в организме животных жиры используются для выполнения жизненно значимых функций: входят в структуру клеточных мембран, выполняют защитную и энергетическую роли, участвуют в метаболизме жирорастворимых витаминов и являются компонентом ряда биологически активных веществ – гормонов, витаминов. Однако, важнейшая функция жиров – энергетическая. Она обусловлена тем, что в 1 кг кормового жира содержится в среднем 36 МДж/кг обменной энергии. Это почти в 3 раза больше, чем в белках или углеводах.
Жиры, вследствие особенностей их химического состава, легко подвергаются окислительному разрушению (прогорканию), что приводит к накоплению в них вредных продуктов. Окисление ухудшает органолептические свойства, снижает биологическую ценность жиров и понижает поедаемость корма. Следует отметить, что окислительные процессы так или иначе протекают в жирах и полностью предотвратить окисление невозможно.
Окисление жиров
Прогоркание жиров является одним из факторов утраты питательной ценности кормов, и способствует снижению продуктивности животных и, как следствие, снижению рентабельности хозяйства. Окисление – необратимый процесс, вызываемый неправильными условиями хранения (прямое воздействие солнечного света, повышение температуры), наличием прооксидантных факторов (наличие в корме веществ, способных образовывать активные радикалы, колонизация микроорганизмами), качественным составом жиров (жирные кислоты имеют различную скорость окисления, полиненасыщенные жирные кислоты окисляются быстрее). Например, скорость окисления линоленовой кислоты (ω-6) в 80 раз выше, чем олеиновой кислоты (насыщенная жирная кислота). Также стоит отметить, что скорость прогоркания животных жиров значительно выше, чем растительных – куриный жир прогоркает очень быстро из-за того, что он богат свободными жирными кислотами, в то время как подсолнечное масло состоит из триглицеридов и поэтому окисляется гораздо медленнее.
В продуктах окислительного разрушения жиров были обнаружены различные летучие вторичные продукты окисления такие, как свободные жирные кислоты, эпоксиды, альдегиды, вода и другие вещества. Альдегиды и кетоны характеризуются высокой окислительной способностью в отношении аминогрупп белков и аминокислот, способствуя их окислению, потерю питательной ценности и снижению усвояемости. Таким образом побочные продукты окисления жиров запускают каскад реакций окислительного стресса в корме, который приводит к ухудшению конверсии корма, нарушению резистентности организма к инфекциям, увеличению падежа поголовья и снижению пищевых качеств продукции животноводства и птицеводства. На рисунке 1 представлена иллюстрация процесса окисления жиров.
Рисунок 1. Наглядная схема прогоркания жиров.
Измерение степени окисления жиров в корме
Для оценки уровня окисления жиров в корме применяют следующие показатели:
- перекисное число,
- анизидиновое число.
Однако стандартным методом оценки выступает измерение перекисного числа. Перекисное число – показатель, характеризующий количество первичных продуктов окисления липидов (гидроперекисей и пероксидов), выраженный в миллимолях активного кислорода в одном килограмме липидов.
В соответствии с ГОСТ 31485-2012 метод определения перекисного числа основан на реакции взаимодействия продуктов окисления липидов (перекисей и гидроперекисей), содержащихся в испытуемом продукте, с йодистым калием в растворе уксусной кислоты и хлороформа и последующем количественном определении выделившегося йода раствором тиосульфата натрия титриметрическим методом.
Рекомендуемые показатели перекисного числа на основании данных технического регламента евразийского экономического союза «О безопасности кормов и кормовых добавок» (ТР 201_/00_/ЕАЭС) для различных кормов представлены в таблице 1.
Таблица 1. Рекомендуемые показатели перекисного числа
Анизидиновым числом называется число, определяющее содержание в испытуемом веществе вторичных продуктов окисления (альдегидов, кетонов), равное увеличенной в 100 раз оптической плотности, измеренной в кювете с толщиной слоя 1 см, раствора, содержащего 1 грамм испытуемого вещества в 100 мл смеси растворителей после реакции с n-анизидином.
Еще одним параметром измерения степени окисления является определение уровня альдегидов методом пробы тиобарбитуратовой кислотой. Метод основан на реакции тиобарбитуровой кислоты с веществами TBARS (TBARS - вещества, реагирующие с 2-ТБК), образующимся при окислении ненасыщенных жирных кислот, и на последующем измерении абсорбции образовавшейся окраски на спектрофотометре (ГОСТ Р 55810-2013).
Так же используется метод газовой хроматографии для оценки количества летучих веществ, выделяющихся в результате реакции окисления жиров, в частности гексаналя, считающегося достаточно стабильным маркером окисления жиров.
На графике 1 представлена динамика перекисного окисления жиров.
График 1. Динамика перекисного окисления жиров
Как представлено на графике реакция окисления жиров делится на 3 стадии:
1. Инициации, когда жир только начинает окисляться – высокое содержание свободных жирных кислот и низкие показатели перекисного и анизидинового числа;
2. Роста – развитие перекисного окисления и увеличения в корме количества продуктов окисления жиров. В эту фазу снижается количество свободных жирных кислот, увеличиваются показатели перекисного и анизидинового числа;
3. Терминальная стадия – окончательное прогоркание жиров, все жиры окислены. В эту фазу не остается свободных жирных кислот, падает показатель перекисного числа и продолжает расти показатель анизидинового числа и летучих компонентов (гексаналя);
Так же стоит отметить, что для расчета показателя перекисного числа в разных лабораториях пользуются различными системами. В таблице 2 представлены используемые показатели пересчета значений окисления.
Таблица 2. Выражение показателя перекисного числа.
Рекомендации МИСМА
В кормах животного и растительного происхождения, комбикормах нормой мы рекомендуем считать показатель перекисного числа, не превышающий 10 мэкв на килограмм жира. В рыбной муке приемлемый уровень перекисного числа немного выше – 15-20 мэкв на килограмм жира из–за большей подверженности рыбной муки к окислению. В жирах и маслах нормальный показатель перекисного числа не должен превышать 5-10 мэкв/кг. Стоит отметить, что это усредненный показатель, так как, например, для говяжьего жира приемлемый уровень перекисного числа составляет не более 5 мэкв/кг, в то время как перекисный показатель рыбьего жира не должен превышать 10-15 мэкв/кг. Дополнительно следует указать, что это не строгие нормативы, а усредненные показатели для удобства анализа и общей оценки качества продукта.
В случае необходимости качественного анализа мы рекомендуем анализировать не один, а несколько показателей окисления. Метод измерения анизидинового числа больше подходит для оценки степени окисления масел и жиров отдельно, чем для комбикормов или любых других видов порошкообразного сырья. Его рекомендуемый показатель должен составлять 10-20 единиц. Ввиду того, что показатель анизидинового числа сильно зависит от условий, дополнительно рекомендуется измерять гексаналь, приемлемым уровнем которого в кормах и сырье считается 10 мг/кг и менее.
Контроль сырья
В отдельных случаях показатель перекисного числа не покажет полной картины, так как низкое перекисное число присуще как качественным, неокисленным жирам, так и жирам, находящимся в терминальной стадии окисления. Это означает что качественный жир и жир окислившийся, насыщенный продуктами окисления по показателю перекисного числа могут быть равны.
Этим фактом иногда пользуются для снижения перекисного числа корма – его повторно гранулируют и перекисное число падает. При термообработке перекиси распадаются в более токсичные продукты окисления, и животные получат ещё более опасный корм. И так как повернуть окисление вспять невозможно, а скорость окисления растет в почти геометрической прогрессии, то самым правильным решением будет утилизировать прогоркший корм. Если же утилизация невозможна и существует потребность скормить корм, пока он окончательно не окислился, необходимо поддержать животных, увеличив дозировку витаминов C, E и гепатопротекторов.
Значимость применения антиоксидантов
Вышеперечисленные факторы обуславливают необходимость применения антиоксидантов в кормах для сельскохозяйственных и домашних животных. Помимо этого, важным фактором, играющим роль в необходимости применения кормовых антиоксидантов, является падение рентабельности при скармливании животным окисленных кормов. Окисление кормов выступает одной из наиболее затратных статей потери кормовых ресурсов, а использование антиоксидантов позволяет снизить эти потери и соответственно предотвратить потерю рентабельности.
Помимо экономического эффекта антиоксиданты оказывают положительное действие на организм животных, препятствуя агрессивному воздействию свободных радикалов, возникающих в организме в результате действия различных стрессовых факторов. Добавление антиоксидантов этоксиквина, бутилгидрокситолуола, бутилгидроксианизола, пропилгаллата в отдельности или в комбинациях – это единственный путь сохранения качества жиров в кормах.
Механизм действия антиоксидантов
Окисление представляет собой цепной, неостановимый процесс, происходящий из-за активности свободных радикалов (перекиси, гидроперекиси, активные формы кислорода и т.д.). Для окислительной реакции характерно увеличение скорости в ходе превращений. Этот эффект обусловлен образованием свободных радикалов при распаде вторичных продуктов реакции окисления.
Механизм действия антиоксидантов обусловлен тем, что антиоксиданты обрывают реакционные цепи – при взаимодействии с радикалами антиоксиданты нейтрализуют их и образовывают малоактивные радикальные соединения. Так же процесс окисления замедляется при разрушении гидроперекисей, благодаря замедлению скорости образования свободных радикалов. При этом очень важен эффект синергизма – взаимодействие антиоксидантов усиливает антиокислительное действие друг друга.
Так как механизм действия антиоксидантов не направленный, они легко могут вступать в реакцию с металлами, содержащимися в корме, и тем самым утрачивать свою антиоксидантную активность, образовывая с ними комплексы, которые часто приводят к изменению окраски кормовых компонентов. Для предотвращения реакций взаимодействия антиоксидантов с металлами в состав антиоксидантных добавок вводят различные синергисты, чаще всего лимонную и фосфорную кислоты. Они выступают в роли конкурентного ингибитора, не давая антиоксидантам вступать в реакцию с металлами.
Какие антиоксиданты применяются
В настоящее время для продуктивных и непродуктивных животных применяются синтетические и натуральные антиоксиданты.
Синтетические антиоксиданты представлены в основном соединениями фенольного ряда, в таблице 3 приведены наиболее распространенные. В таблице 4 представлены наиболее распространенные натуральные антиоксиданты.
Таблица 3. Синтетические антиоксиданты.
Таблица 4. Натуральные антиоксиданты
В кормлении сельскохозяйственных животных и аквакультуры экономически более целесообразно применение синтетических антиоксидантов – они обладают большей антиоксидантной активностью, обладают высокой термостабильностью и позволяют более длительное время сохранять полезные свойства корма, при этом при соблюдении рекомендуемой дозировки синтетические антиоксиданты не оказывают негативного воздействия на здоровье.
Для непродуктивных животных рекомендуется применение натуральных антиоксидантов – некоторые синтетические антиоксиданты не допустимы к применению в кормах для непродуктивных животных (в частности, этоксиквин).
Антиоксиданты МИСМА
Мы занимаемся вопросами применения антиоксидантов вот уже более 10 лет, за это время разработали широкий спектр кормовых антиоксидантов, подходящих для использования в самых различных дозировках в кормах и кормовом сырье.
Заключение
В современных условиях антиоксиданты являются незаменимым кормовым элементом. Они позволяют дольше сохранять качество и питательные свойства корма, повышать экономическую эффективность кормления животных. По прогнозам IndustryARC среднегодовой рост рынка антиоксидантов составит 4,6% и к 2027 году его объем достигнет 563 миллиона долларов, так как интенсивное развитие отрасли становится невозможным без их использования. Антиоксиданты являются одним из ключевых факторов успешного кормления и благополучия животных.
Подобрать оптимальную комбинацию антиоксидантов вам помогут наши технические специалисты.
Материал подготовлен техническим отделом МИСМА, август 2024г.