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饲料氧化与EQ在饲料中的应用
饲料的氧化往往伴随外观颜色黯淡、气味酸败、适口性以及营养效率降低等品质恶变影响。金属离子、光线、酶、生物呼吸作用等因素会催生自由基,所谓自由基是指携带有未配对电子的原子或分子基团,性质活泼极不稳定,能够对脂肪酸链进行脱氢反应,产生氢过氧化物、羟自由基、超氧阴离子等过氧化物,这些形成的过氧化物是新的自由基,进而重新加入对脂肪酸链的诱变,以不断放大的级联反应方式,导致脂肪自动氧化,并最终形成醛类及酮类物质,造成脂肪品质恶化;同时自由基也会导致蛋白质羰基化,造成蛋白质活性降低以及攻击DNA&RNA导致遗传突变。
乙氧基喹啉(Ethoxyquin /EQ)是饲料行业广泛使用的抗氧化剂,通过提供氢原子能够与自由基未配对的电子进行配对,从而钝化自由基使其形成稳定态。1921年Knoevenagel首次以丙酮与缩合苯胺合成EQ及其衍生物,而后来Blaszczyk等改进了EQ的合成工艺,采用p-氨基苯乙醚和双丙酮醇等合成EQ并提高了产率。EQ分子量217.34,熔点0∘C,沸点125∘C,纯品EQ在常温下是一种淡黄色粘稠液体,作为一种非极性物质,EQ不溶于水,但能够溶解于乙醇等有机溶剂。EQ的大规模工业化生产起初是用来保护橡胶制品以减缓氧化,延长其使用寿命,20世纪60年代,美国孟山都公司率先将EQ应用于饲料工业。如今EQ以其出色抗氧化性能和经济的使用特性,常被用来保护饲料脂肪及脂溶性物质以避免其氧化变质。建明工业原创作品,侵权必究。
然而在世界范围内,EQ已普遍被禁止使用于人类的食品当中,这是由于其容易体内蓄积,并伴随有潜在的毒理特性及致突变特性。而对于有关EQ在饲料中安全使用的法规体系,目前美国FDA和欧洲EFSA均对EQ在动物饲料中的使用做出了严格的限量要求(表1),不久前,对于EQ在饲料中使用的安全性,EFSA也给出了新的观点。本文旨在总结前人研究中有关EQ饲料应用的潜在风险,并分享EFSA对于EQ饲料应用的最新观点,讨论欧洲饲料抗氧化应用的发展趋势,以此作为中国饲料工业抗氧化应用中的参考。
EQ在动物体内蓄积的特性
在动物试验中,对小鼠采用含有EQ日粮进行摄食,EQ能够被动物消化道迅速吸收,并于1小时内血液中EQ达到峰值含量。而无论是通过口服还是静脉注射,EQ在动物体内的代谢和沉积分布都较为类似,多部分通过代谢途径尿液排出,少部分沉积并分布于肝脏、肾脏、体脂肪和肌肉。EQ的氧化代谢产物主要包括Demethylated EQ (DEQ), Ethoxyquindimer (EQDM)和Ethoxyquin quinone imine (EQI)。建明工业原创作品,侵权必究。
Lundebye等(2010)通过对挪威海水鱼场的四种鱼类样本进行采集并作测试(图1),发现EQ在海水鱼饲养使用过程中,EQ及其代谢产物在四种海水鱼机体组织中均有沉积,而其中主要的蓄积量以EQDM的形式为体现。Jun Wang等(2014)采用不同EQ水平的日粮饲喂日本石斑鱼12周,通过对肌肉EQ含量进行检测,发现随着日粮EQ水平的提升,日本石斑鱼肌肉EQ蓄积量也不断提升(图2 )。这说明日粮EQ水平显著决定了EQ在日本石斑鱼肌肉中的沉积。另外在肉鸡上的研究显示,日粮EQ在125ppm水平下,肉鸡肝脏和体脂肪中均有不同程度的EQ蓄积(图3)。
EQ的潜在风险主要和EQ及其代谢产物EQI, EQDM以及杂质对氨基苯乙醚(p-Phenetidine)有关,对此EFSA在2015年10月21日发布的”Safety and efficacy of ethoxyquin (6-ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinoline)for all animal species”中作有详细的阐述,在相关毒理研究中提到:在为期20-102周通过给小鼠长期口服EQ并作毒性测试,肝脏、肾脏和甲状腺出现不同程度的损伤;而在对EQI的体外in vitro诱突变研究中,细菌的复原突变显示出一定负面效应;EQ中衍生的杂质氨基苯乙醚(p-Phenetidine)是一种潜在的诱导有机体突变的物质。在EFSA本报告的相关结论中指出,为种鸡和雏鸡的潜在安全考虑,相应推荐EQ的最大剂量为50ppm,同时由于EQ中含有p-phenetidine具有潜在致遗传突变风险,EFSA下属的FEEDAP还无法为特定动物确定任何相应的安全使用量。建明工业原创作品,侵权必究。
讨论:EQ及饲料抗氧化剂的使用趋势
动物摄食含有EQ的日粮后,EQ能够迅速被吸收,并在动物的肌肉、脂肪和肝脏组织中沉积,目前欧盟和美国对EQ的使用都有严格的限量要求,即全价饲料中150ppm以内。最新版的EFSA scientific opinion对EQ,主要考虑EQ的代谢产物以及所含有的杂质p-Phenetidine等,具有体内蓄积、潜在应用毒性和诱突变作用,从而无法确定EQ在动物日粮应用上的安全剂量。
从趋势来看,EFSA对EQ相应的使用风险管理主要诉求于加强使用剂量的控制,即在当前150ppm的限量基础上,建议在种鸡和雏鸡的安全剂量控制在50ppm内。这一信号反映了欧洲正处于朝向低EQ、甚至无EQ日粮的道路上。而国内目前EQ在饲料行业使用普遍,相关产品不仅EQ含量高,而且针对EQ体内蓄积、代谢通路及对氨基苯乙醚等杂质情况缺乏评估,同时对于EQ应用过程中,动物机体的蓄积特性以及潜在风险,国内行业和公众还认识不足。因此在行业发展进程中,需要不断促进公众认识,同时建立和健全技术体系与法规环境以规范EQ在动物饲料领域的应用。建明工业原创作品,侵权必究。
建明工业是全球抗氧化剂供应体系的重要一极,长期致力于低EQ抗氧化剂的开发与应用,而且投入巨资全力推动无EQ抗氧化剂以及天然抗氧化剂的发展。在饲料抗氧化剂应用领域,建明拥有多类型、全系列的抗氧化剂应用。不仅传承有经典的低EQ抗氧化剂鲜灵TM系列,而且开发了高性能的无EQ抗氧化剂以及液体抗氧化剂,广泛应用于宠物食品,人类食品与健康领域。建明拥有高度垂直整合的一体化优势,结合专业的成分筛选技术以及独特的生产工艺,使建明在低EQ、无EQ以及天然抗氧化剂领域独树一帜。
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