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维生素E对畜禽肉品氧化稳定性的营养调控

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发表于 2007-10-7 19:33:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
在追求高质量生活的今天,人们对食品的要求越来越高。作为人们动物蛋白质来源的畜禽产品,其肉品质成为各国关注的焦点。肉品是指畜禽死后经过一定的理化特性的变化使它适合用作食品的鲜肉;肉品品质是指与鲜肉或加工肉的外观、适口性和营养性等有关的一些理化特性的综合,如肉的色泽、持水性、嫩度、风味、多汁性等物理因素决定着消费者对肉品的可接受性;肉的化学成分则与营养成分密切相关。影响肉品质的因素很多,如遗传、饲养管理、饲粮组成、环境应激和疾病等。研究证实,许多物质添加到饲粮中能够改善畜禽肉品质,如镁(D’Souza等,1998;Hamilton等,2002;Frederick等,2004; Apple等,2005)、铬(Matthews等,2003;Shelton等,2003)、甜菜碱(Matthews等,2001)、酿酒酵母(Zhang等,2005)、VC(Pion等,2004)、VD3(Wilborn,等,2004)、烟酸(Real等,2002)等。其中,关于维生素E对畜禽肉品氧化稳定性的报道很多,也有很好的效果,本文将就这方面的研究成果进行综述。 1、 维生素E的特性及来源 自1936年由伊万斯制得维生素E的结晶,确定其分子式为C20H50O2,并命名为α-生育酚(α-Tocopherol),目前自然界共有8种维生素E类似物,α、β、γ、δ生育酚和α、β、γ、δ生育胺酚(Tocotrienol,三烯生育酚)。天然α-生育酚是右旋型的,人工合成的则是左旋右旋异构体的混合物,称为消旋α-生育酚。α-生育酚是一种黄色油状物,不溶于水,易溶于油、脂肪、丙酮等有机溶剂。其余三种生育酚的生理活性均较α-生育酚小,β-生育酚其效能仅为α型的1/3,而γ-生育酚仅为α型的1/12,δ-生育酚则仅为α型的1/100。α-生育酚极易被氧化破坏,为使其稳定,常用乙酸、琥珀酸、磷酸及其他酸使其酯化,生育酚酯的功效差不多与α-生育酚相同,但在某些测定情况下,由于它们的稳定性增加,而使测定结果往往高于对照的游离生育酚。 图1 维生素E同系物的结构 以上八种维生素E活性物都含有一个6-羟色满环,由于其上羟基的存在使得维生素E比多不饱和脂肪酸更易被过氧化物氧化(图1),因此VE是一种优良的抗氧化剂。 植物能合成维生素E,因此其广泛分布于家畜的饲料中。所有谷类粮食都含有丰富的VE,特别是种子的胚芽中。绿色饲料、叶和优质干草也是VE很好的来源,尤其是苜蓿中含量很丰富。青绿饲料VE含量一般比禾谷类籽实高出10倍之多,而小麦胚油、豆油、花生油和棉籽油中VE含量也较丰富,但浸提油饼类缺乏VE,动物性饲料含量也较少(表2)。 表1 各种α-生育酚及其酯的生物活性 α-生育酚衍生物 生物活性(每1mg相当于U数) D-α-生育酚醋酸酯 1.00 DL-α-生育酚 1.10 D-α-生育酚 1.49 DL-α-生育酚琥珀酸酯 0.89 D-α-生育酚琥珀酸酯 1.21 表2、一些常用饲料中VE的含量(mg/kg) (摘自《中国饲料数据库》2006年第17版) 饲料 名称 玉米 小麦 黑麦 小麦麸 米糠 大豆 全脂大豆 大豆饼 大豆粕 棉籽饼 棉籽粕 菜籽饼 菜籽粕 玉米蛋白粉 鱼粉(CP65.2%) 血 粉 肉骨粉 苜蓿草粉 乳清粉 VE 含量 22 13 15 14 60 40 40 6.6 3.1 16 15 - 54 25.5 5.7 1.0 0.8 114 0.3 2、维生素E的吸收与代谢特点 已知各种形式的维生素E的生物效价不同,这种差异主要是由于维生素E的吸收具有选择性。维生素E的所有类似物均可被小肠细胞吸收,然后通过乳糜微粒进入血液循环,从而通过血液到达肝脏。在肝脏中有一种特殊的α-TTP可以选择性地将α-生育酚转运到肝细胞质的极低密度脂蛋白中并储存供机体利用,或进一步转运到身体的其他组织细胞的细胞器、酶或受体中发挥相应生物作用。其他形式的维生素E则很少在肝脏细胞中停留,多数通过胆汁、尿液或其他途径排泄出体外(Drevon,1991)。Traber等(1998)在人上做的剂量试验表明,增加维生素E的服用量可以适当增加血液中维生素的含量,但是人体血液中维生素E的含量并不与服用量呈正比线性关系。相反,维生素E的吸收效率随着维生素E的量的提高而下降。同时,细胞中α-生育酚储存浓度具有限制性,当超过某一浓度后,即使超量服用α-生育酚也无法再提高细胞胞质中α-生育酚的浓度。目前,关于α-生育酚选择性吸收的机制及调控方面的研究都尚未得到完全清楚一致的答案。 早在上世纪50年代已经证明α-生育酸和α-生育酸内酯是α-生育酚在体内氧化分解的最终代谢物。目前,解释这两种代谢产物来源及代谢机制的理论主要有两种。一是维生素E苯并二氢吡喃母环分解机制,该理论推测,α-生育酚苯并二氢吡喃母环的降解是通过与自由基氧化反应生成相应的生育酚醌或生育酚氢醌,然后以α-生育酸或α-生育酸内酯的形式排出体外。二是维生素E侧链基团降解机制,表明α-生育酚也可经过非抗氧化途径进行分解代谢(李军生,2005)。 3、维生素E的主要功能 1920年Matthill和Conklin首先发现,缺乏VE使老鼠生育异常,两年后,Evans和Bishop指出这种异常可用麦胚油来预防。1959年,美国食品和营养委员会确定VE是人类营养的必需成分。从此展开了对VE生理功能的研究,然而,目前关于VE的功能还不十分清楚,从其缺乏对动物的影响和一些生化方面的证据表明,VE具有以下几个方面的作用: ①生物抗氧化作用,通过中和过氧化反应链形成的游离基和阻止自由基的生成使氧化链中断,从而防止细胞膜中脂质的过氧化以及由此而引起的一系列损害;②能通过影响膜磷脂的结构而影响生物膜的形成;③促进十八碳二烯酸转变成二十碳四烯酸并进而合成前列腺素;④缺乏VE可降低机体的免疫力和对疾病的抵抗力,硒缺乏时危害更甚;⑤参与细胞DNA合成的调节;⑥可降低汞、砷等重金属和有毒元素的毒性;⑦通过使含硒的氧化型谷胱甘肽过氧化物酶变成还原型的谷胱甘肽过氧化物酶及减少其他过氧化物的生成而节约硒,减轻因缺硒而带来的影响;⑧在生物氧化还原系统中是细胞色素还原酶的辅助因子;⑨涉及磷酸化反应和其他的维生素,如VC和泛酸的合成及含硫氨基酸和VB12的代谢等。 4、脂质氧化与肉质 一般认为,肌肉中脂质的氧化始于亚细胞膜(线粒体膜、微粒体膜)上高度不饱和的磷脂(Gray和Pearson,1987),生物膜充当延缓动植物食品变质反应的屏障,肌肉细胞完整性受损,影响膜充当半透膜屏障的能力并可能促使水分从肉中渗出,从而使得肉质降低。由于屠宰后,一些代谢产物和物理特性的变化,动物活细胞能利用的抗氧化系统,如SOD、谷胱甘肽过氧化物酶、血浆铜蓝蛋白等将不能再继续发挥其作用(Buckley等,1995);同时,屠宰后的机械加工,如去骨、分割、烹煮等所引起的膜损伤也会增加氧气与不饱和脂肪酸的互作。从而导致自由基的产生和氧化反应的不可逆延伸(Asghar等,1988)。自由基与不饱和脂类反应诱发脂质过氧化,产生醛类、酮类和醇类等所组成的混合物,该物质不论是气味还是味道都很差,令消费者难以接受,从而失去市场价值。因此,控制肉品中脂质氧化的速度和程度,对于提高肉品的价值和质量非常必要。 5、维生素E的抗氧化机制 维生素E是动物体内重要的抗氧化剂,能够保护细胞膜和亚细胞膜免受过氧化损害,防止活性细胞膜磷脂过氧化物的生成。细胞膜上多不饱和脂肪酸的不饱和双键不稳定,极易被过氧化物和其他形式的活性氧所破坏,这个过程会产生膜脂质过氧化链式反应。生育酚的酚羟基同一个有机过氧化基团反应,生成稳定的脂肪氢过氧化物和生育酚过氧化基团(维生素E自由基)从而有效打断过氧化链,保护脂肪免受自由基的攻击,所产生的脂肪氢过氧化物基团可通过非自由基反应而代谢,所产生的生育酚过氧化基团可通过氢原子供体如VC、硫醇,尤其是谷胱苷肽等还原剂反应还原成生育酚。因此,维生素E缺乏时脂类过氧化物反应水平升高,细胞膜结构遭受破坏,血清谷草转氨酶(GOT)、乳酸脱氢酶(LDH)等酶的活性增高。 研究表明,畜禽饲粮中添加较高水平的VE可提高畜禽肉品质量。实现维生素E对肉品质保护作用主要通过两个途径,一是屠宰后添加,即在屠宰后的鲜肉或肉制品中添加;二是屠宰前添加,而主要的添加形式为α-生育酚及其醋酸酯,该方法的效果明显优于前者(Mitsumoto等,1993),故而生产上一般都采用后一种添加形式。 6、维生素E对肉质的营养调控 VE在组织中的沉积是其发挥作用的基础,由于VE在机体内发挥多种作用,若仅仅提供饲料中所含的量是远远不够的。因此,生产上往往在饲粮中添加较高水平的VE,使其在肌肉中的沉积量提高,以期达到改善肉质的效果。 研究表明,VE可延缓畜禽肌肉中脂肪的氧化,从而降低滴水损失、延长货架期;VE还可以延缓肌红蛋白的氧化,从而改善肉色。 VE对猪肉品质的影响具有剂量依赖效应,而且添加的持续时间不同,效果不同。研究表明,随着饲粮中VE水平的升高,猪肉的滴水损失下降(p<0.05);添加的持续时间分别达9和6周时,肉色的a*值(红色值)和b*值(黄色值)比3周时更高(p<0.001),但对亮度值没有显著影响,而平均NPPC肉色评分值比3周的低。更长的饲喂时间(6或9周)增加了大理石纹评分(P<0.05) 。然而,使用VE补充料持续到第9周,降低了肌肉的嫩度、增加了滴水损失,而持续到6周则降低了滴水损失(P<0.001)(Guo等,2006)。一些研究也表明,提高饲粮中VE的添加量,可提高肉品的氧化稳定性,延长货架期、改善肉色、降低滴水损失(石新辉等,2005;李绍华等,2002;Dineen等,2001;Waylan等,2002)。但对pH值作用的报道不一致,大多数研究指出,VE对肉品的pH45或pH24都没有显著影响(Cannon等,1996;Houben等,1998;Hoving-Bolink等,1998;Hasty等,2002),但Lauridsen等(1999)报道,添加200mg/kg的DL-α-生育酚醋酸酯比不添加或添加量为100mg/kg提高了终末pH值。 已知,脂肪氧化水平可由TBARS值来衡量。Guo等(2001)报道,增加肉鸡日粮中VE水平能显著降低4℃下贮存的腿肉的TBARS值,且该值与日粮VE水平呈显著负相关。Kennedy等(2005)用添加了不同水平VE(75、250或500mg/kg)的饲粮饲喂肉鸡,结果发现250mg/kg组鸡肉的嫩度和多汁性最好。周林(2000)在肉鸡饲料中添加100mg/kg和200mg/kg的VE,发现随VE水平的增加,有降低胸肌和腿肌酸度与失水率的趋势,但与对照相比差异不显著。李同树等(2003)在鲁西黄鸡上所作的试验却表明,添加50mg/kg或100mg/kgVE比不添加能稳定腿肌pH48和肉色(24小时),并使滴水损失减少,但低水平组的失水率降低幅度更大,高水平组嫩度改善明显。在肉鸭饲粮中添加VE,也可增加鸭肌肉的氧化稳定性,但对肉色稳定性的改善不明显(Russell等,2004)。马黎等(2005)对樱桃谷肉鸭的试验也证明,同时添加吡啶羧酸铬和VE,能使胸肌滴水损失显著减少、嫩度增加、货架期延长,且效果优于单独添加吡啶羧酸铬的效果。 给肉牛静脉注射VE溶液(Yancey等,2001)或在日粮中添加较高水平的VE(Mitsumoto等,1995;Liu等,1993;Schaefer等,1995;Sanders等,1997),都可以提高牛肉在陈列时的肉色稳定性、降低滴水损失、延长货架期。同时,补饲高水平VE可显著抑制加工牛肉的脂质氧化(p<0.05)(于福清等,2003)。在羔羊日粮中添加不同水平的VE(15、150、300IU/kg),在肉品陈列6d时,高水平VE比低水平明显提高了肉色的a*值和b*值,但对L*值无显著影响(Turner等,2002)。 7、维生素E的适宜添加量及添加时间 由前面的研究结果可知,虽然维生素E能显著改善畜禽的肉品质,但剂量不同,效果不同;添加的持续时间长短不同,效果也有差异,往往在添加时间延长过多时,对肉质的改善作用逐渐丧失,甚至存在有害作用。因此,很有必要探讨其适宜添加剂量与时间。动物在不同生长阶段,对VE的需求量不同,因此为达到改善肉质的目的,VE的添加量也有差异。如仔猪的添加量为20-60mg/kg,中猪则为30-60mg/kg,添加时间以不超过6周为宜。Morrissey等(1997)所做的试验表明,肉鸡饲粮中添加200mg/kg的维生素E,在饲养4-5周时,对鸡肉保鲜质量的改善效果较好;而肉小鸡的添加量约为20mg/kg比较适宜。对于肉牛而言,在屠宰前126d开始饲喂维生素E(α-生育酚醋酸酯形式)500mg/kg,可降低脂肪的氧化,增加肉色的货架寿命。此外,还应结合所在地具体的情况做适当调整。 8、结语和展望 维生素E作为一种生物抗氧化剂,能通过保护脂质免遭氧化而保护细胞膜,从而实现降低畜禽肉品滴水损失、稳定pH值、延长货架期的作用;同时,也可以通过调控肌红蛋白的氧化过程,使肉品能较长时间保持新鲜的外观和颜色。然而,一些研究已经指出,添加过高剂量的维生素E后,有些肉品尽管颜色新鲜,但实质已经发生改变,不能再食用。因此,尽管已有研究指出,维生素E对动物几乎没有毒性,可以高量添加,但考虑到食品的安全性,还是应该控制在一定的范围内,而目前尚缺乏VE调控肉质的边缘效应的研究。在实际使用时需综合考虑各种因素,使其能充分发挥营养调控作用,为人类造福。
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 楼主| 发表于 2007-10-7 19:36:00 | 显示全部楼层
自己写的文章自己坐沙发:hehe:
发表于 2007-10-8 11:41:31 | 显示全部楼层
楼主只是谈了VE的功用方面,对于VE的中毒方面几乎没有谈到,不失为一个缺陷。 实际生产当中,VE中毒的情况也是可以见到的。 不过,还是谢谢楼主了!
发表于 2007-10-17 13:20:59 | 显示全部楼层
维生李素E的过量: 相对于维生素A和维生素D而言,维生素E几乎是无毒的,大多数动物能耐受100倍于需要量的剂量。
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