研究發(fā)現(xiàn),在飼料抗氧化劑中加入適量的螯合劑后,抗氧化劑在高銅飼料中的抗氧化性能可以得到顯著的改善。螯合劑在抗氧化劑中的作用機(jī)理,在于螯合劑可以有效地結(jié)合銅離子而形成螯合環(huán),使銅離子失去促氧化能力,從而使飼料中的易氧化成分(主要是油脂和維生素等物質(zhì))得到保護(hù)。
1銅離子在飼料中起氧化催化作用的機(jī)理
飼料中的硫酸銅之所以促進(jìn)油脂的氧化(其本質(zhì)是催化了自由基和過氧化物的產(chǎn)生),是因?yàn)樵谒嬖跁r(shí)硫酸銅可以解離成為銅離bb Cu2+:
CuSO4Cu2+‹══›+SO42-
而銅離子及其它金屬離子具有催化油脂形成自由基和過氧化物的作用:
M(n+1)++RH→Mn+1+H++R·
ROOH+Mn+、RO·+OH-+M(n+1)+
ROOH + M(n+1)→ROO·+ H++ Mn+
上式中 M(n+1)+與 Mn+分別表示高氧化態(tài)與低氧化態(tài)離子,RH表示脂肪酸,R·、RO·與ROO·表示自由基,ROOH表示過氧化物。
眾所周知,飼料無論是多干燥,其中都還是含有一定的水分的,而這水分就給硫酸銅提供了解離的條件,雖然只有微量的硫酸銅解離產(chǎn)生銅離子,但這已經(jīng)足以產(chǎn)生很強(qiáng)的催化氧化作用。硫酸銅在飼料中的的含量越高,平衡狀態(tài)下的Cu2十濃度也就越高,因此高銅飼料易于氧化變質(zhì)。
2螯合劑對(duì)硫酸銅作用的方式
從化學(xué)的角度米說,螯合劑也不能直接對(duì)硫酸銅起螯合作用,它也需要以硫酸銅在水環(huán)境中的解離為前提。即螯合劑在硫酸銅解離形成銅離子 Cu2+后,與之形成一個(gè)多元環(huán),從而將銅離子包圍其中,這樣也就阻止了銅離子所帶的自由電子對(duì)油脂的促氧化作用。
3螯合劑對(duì)高銅飼料的促生長(zhǎng)作用無影響
由于只有處于解離狀態(tài)的銅離子才能對(duì)油脂有氧化催化作用,而螯合劑對(duì)銅離子的螯合前提也是硫酸銅解離形成的銅離子,所以,當(dāng)有硫酸銅解離出銅離子時(shí),螯合劑便可加以反應(yīng)形成多元環(huán)狀螯合物。由于在干燥的飼料中只有微量的硫酸銅解離出銅離子,所以被螯合的硫酸銅的量也很少,這樣就確保了硫酸銅在飼料中的大部分以鹽的狀態(tài)保存,又確保了銅離子的氧化催化作用被阻斷。
4平衡狀態(tài)可以保持多久
這與兩個(gè)因素有關(guān),其一是水分活度。水分活度越大(即飼料中的水分含量越高),硫酸銅就越容易解高,可形成的銅離子濃度也就越高,這樣與銅離子形成多元螯合環(huán)的螯合劑也就越多。同樣的,在水分活度越高,其它的金屬鹽類也越易于解離,所形成的金屬離子也可以和螯合劑螯合。當(dāng)螯合劑都與金屬離子螯合后,剩余的金屬離子特別是銅離子便可起到催化氧化作用了。因此,螯合劑也不是萬能之物,飼料水分含量越高,飼料保質(zhì)期仍會(huì)因此而縮短。
第二個(gè)因素是時(shí)間。我們?cè)倩氐绞?nbsp; CuSO4Cu2++ SO42-,此式表明硫酸銅的解離是一個(gè)雙向平衡的過程,所以當(dāng)式CuSO4+Cu2++SO42一右邊的 Cu2+被螯合后,就打破了反應(yīng)式的平衡,隨即就有新的硫酸銅解離形成Cu2+,而新形成的Cu2+又被螯合。這一過程會(huì)在飼料的保存期間持續(xù)進(jìn)行,直到飼料被動(dòng)物食用或直到螯合劑被完全螯合。一旦螯合劑完全與銅離子螯合,銅離子便可起到氧化催化作用了。不過,這一過程也需要時(shí)間,它不會(huì)在很短的時(shí)間完成。與不含有螯合劑的抗氧化劑相比較,含螯合劑的抗氧化劑對(duì)飼料的保護(hù)作用還是顯著延長(zhǎng)了。