فرایند اکسیداسیون و راه مقابله با آن

اکسیداسیون یک واکنش شیمیایی است که طی آن رادیکال‌های آزاد تولید می‌شود. رادیکال‌های آزاد موجب انجام زنجیره‌ای از واکنش‌ها می‌شوند که در نهایت به سلول‌های بخش های مختلف بدن آسیب می‌رسانند. مهم ترین انواع رادیکال های آزاد گونه های رادیکالی اکسیژنی (ROS ) و گونه های فعال نیتروژنی (RNS) هستند. زمانی که سطح رایکال‌های آزاد در بدن افزایش یابد احتمال اکسیداسیون نیز افزایش می‌یابد. در بین روش های جلوگیری از اکسیداسیون، افزودن آنتی اکسیدان موثرترین، راحت‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین روش است.

انواع آنتی‌اکسیدان

بدن موجودات قادر به تولید آنتی‌اکسیدان‌های محدودی است که ممکن است برای حفاظت بدن کافی نباشند. از آنجایی که رادیکال‌های آزاد در فرایندهای فیزیولوژیکی بدن بسیار زیاد تولید می‌شوند، برای مقابله با مضرات آنها به منابع کافی از آنتی‌اکسیدان‌ها نیاز است. از این رو آنتی اکسیدان‌های رژیم غذایی برای حفظ عملکرد بهینه سلولی مورد نیاز می‌باشند. تا کنون سه نوع ترکیبات آنتی‌اکسیدانی طبیعی، سنتزی و ترکیبی شناخته شده‌اند . فعالیت آنتی‌اکسیدانی آنها به ساختار شیمیایی، قطبیت، حلالیت، غلظت، پتانسیل احیا و شرایط نگهداری آنها بستگی دارد. بیشتر مصرف‌کنندگان آنتی‌اکسیدان‌ها متمایل به استفاده از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی را دارند و معتقد اند که اثرات سوء آنها کمتر است. هرچند وجود ترکیبات فنولی به خصوص در گیاهان می تواند در مقادیر بالا مشکلات جدی برای انسان به وجود آورد. از طرفی به دلیل غلظت موثره کم ماده تاثیرگذار در برخی از مواد طبیعی با خاصیت آنتی‌اکسیدان غلظت‌های بالایی از این مواد باید مصرف شود تا تاثیرگذاری مناسبی از لحاظ خاصیت آنتی‌اکسیدانی داشته باشند که یکی دیگر از محدودیت‌های آن ها است.

علاوه بر آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی برخی از ترکیبات آنتی‌اکسیدانی می‌توانند به صورت مصنوعی سنتز شوند. فرمولاسیون اکثر آنتی‌اکسیدان‌های مصنوعی به گونه ای تعبیه می‌شود که کمترین آسیب را به گروه مصرف‌کننده نسبت به برخی از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی وارد کنند زیرا میزان خلوص و اثرگذاری محصول بیشتر است. گروه سوم آنتی‌اکسیدان‌ها شامل آنتی‌اکسیدان‌هایی شبه طبیعی هستند که مشابه آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی موجود در غذاها هستند، اما در صنعت ساخته می‌شوند و مزایای آنتی‌اکسیدان‌های مصنوعی و طبیعی را با هم ترکیب می‌کنند. از مهم‌ترین مزایای آن‌ها خلوص مناسب، نسبتا ارزان، دسترسی راحت‌تر آن است.

اهمیت کاربرد مکمل‌های آنتی‌اکسیدان در جیره غذایی حیوانات

با کاهش مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها در جیره غذایی حیوانات، امروزه استفاده از ترکیبات آنتی‌اکسیدانی به عنوان افزودنی خوراک در دام و طیور به منظور افزایش توانایی آن‌ها در از بین بردن رادیکال های آزاد رو به افزایش است. ترکیبات آنتی‌اکسیدانی به دلیل توانایی آنها در انتقال هیدروژن یا الکترون به رادیکال‌های آزاد و همچنین جابجایی الکترون جفت نشده در ساختار آروماتیک موجود در ترکیبات از مولکول‌های بیولوژیکی دیگر در برابر اکسیداسیون محافظت می‌کنند. تحت شرایط استرس اکسیداتیو، بدن طیور نمی‌تواند رادیکال‌های آزاد بیش از حد تولید شده را خنثی کند که باعث آسیب کشنده در کروموزوم‌ها و تغییر اسیدهای آمینه کدگذاری شده و در نتیجه بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی مرتبط می‌شوند. استرس اکسیداتیو اثرات بسیار نامطلوبی بر محصولات حیوانات مزرعه دارد. به عنوان مثال، وزن بدن را با اصلاح متابولیسم بهینه کاهش می‌دهد و کیفیت گوشت را با تجمع بالاتر کورتیکوسترون در پلاسما کاهش می‌دهد که باعث رنگ کم رنگ تر گوشت سینه در جوجه‌های گوشتی می‌شود. علاوه بر این، می تواند باعث آسیب بیولوژیکی به DNA، پروتئین، لیپید شود که بر سلامتی حیوانات مزرعه اثر منفی دارد.

لیپید‌ها به عنوان منبع انرژی درسلول‌های چربی ذخیره می‌شوند. سلول‌های چربی فقط نقش ذخیره‌کننده چربی را ندارند، بلکه قادر‌اند اسید‌های چرب مضر را به اسید‌های چرب مفید تبدیل کرده و مانند یک بخش تصفیه‌کننده در بدن عمل می‌کنند. ترکیبات آنتی‌اکسیدانی بر عملکرد غدد درون ریز در بافت چربی و نیز متابولیک بدن تأثیر می‌گذارند و از طریق مهار واکنش‌های استرس اکسیداتیو از اتواکسیداسیون چربی‌ها جلوگیری می‌کنند. از این رو کارآیی این سلول‌ها را در بدن در تأمین منابع انرژی مفید بهبود می‌دهند.
با توجه به اهمیت آنتی‌اکسیدان ها در جیره غذایی حیوانات در ادامه یکی از آنتی‌اکسیدان‌های موثر معرفی می‌شود.

آنتی‌اکسیدان اُکسی بلاک

آنتی‌اکسیدان (اُکسی بلاک) حاوی ترکیبات بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT)، اسید سیتریک، اسید استیک، کوفاکتورهای سیستم آنتی‌اکسیدانی بدن موجود زنده، ترکیبات آروماتیک با قابلیت آنتی‌اکسیدانی ویژه و آنتی‌اکسیدان‌های بیولوژیک مانند پلی فنول‌ها و آستاگزانتین و فیکوسیانین می باشد که خواص آنتی‌اکسیدانی هر کدام از اجزا در ادامه بیان می‌شود.

بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT)

بوتیل هیدروکسی تولوئن با فرمول شیمیایی C15H24O معمولاً به عنوان BHT شناخته می‌شود. BHT یک ترکیب آلی محلول در روغن و چربی‌های غذایی به ویژه روغن بذر کتان است که عمدتا به عنوان یک آنتی‌اکسیدان در مواد غذایی استفاده می‌شود. این ماده تأییدیه سازمان غذا و دارو (FAD) را دارد و در لیست مواد ایمن (GRAS) قرار دارد.این ماده یک ترکیب فنلی مصنوعی است که می تواند به دلیل خاصیت آنتی‌اکسیدانی در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، خوراک دام، لوازم آرایشی و دارویی، تولید لاستیک مصنوعی، فرآورده‌های نفتی استفاده شود. BHT هنگامی که در محصولات غذایی استفاده می‌شود اکسیداسیون چربی‌ها و روغن‌ها را به تأخیر می‌اندازد و از کاهش فعالیت ویتامین‌های محلول در روغن جلوگیری می‌کن BHT برخلاف برخی از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی می تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند و در برخی فرآیندهای تولید مواد اولیه بسیار مفید است. متابولیسم BHT در بدن به این گونه است که ماده BHT بعد از اکسیداسیون از طریق ادرار دفع می‌شود.

پلی فنول

پلی فنول‌ها متابولیت‌های ثانویه گیاهی حاوی خواص آنتی‌اکسیدانی هستند که می‌توانند سرعت اکسیداسیون را با مهار یا غیرفعال کردن گونه‌های فعال رادیکال‌های آزاد با اهدای الکترون یا اتم هیدروژن کاهش دهند. بیش از ۸۰۰۰ پلی فنول در طبیعت شناسایی شده است که اکثر آن‌ها بر اساس تعداد گروه‌های فنلی و عناصر ساختاری در چهار گروه مختلف فلاونوئیدها، لیگنان‌ها، استیبلن‌ها و اسید‌های فنولیک دسته‌بندی می‌شوند. اغلب آن‌ها به عنوان جاذب رادیکال مستقیم واکنش‌های زنجیره‌ای پراکسیداسیون لیپیدی عمل می‌کنند. علاوه بر مهار رادیکال‌ها، پلی فنول‌ها با کلاته کردن فلزات واسطه مانند یون آهن می‌تواند به طورمستقیم سرعت واکنش فنتون را کاهش دهد، بنابراین از اکسیداسیون ناشی از رادیکال‌های هیدروکسیل بسیار واکنش‌پذیر جلوگیری می‌کند. همچنین پلی فنول‌ها می‌توانند اثر مثبتی بر بیان آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی مانند گلوتاتیون پراکسیداز، کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز داشته باشند که به ترتیب هیدروپراکسیدها، پراکسید هیدروژن و آنیون‌های سوپراکسید را تجزیه می‌کنند و از بیان آنزیم‌های اکسید‌کننده مانند گزانتین اکسیداز جلوگیری می‌کنند.

فیکوسیانین

فیکوسیانین با رنگ آبی تیره یکی از انواع رنگدانه‌های متصل به پروتئین است که در تأمین انرژی نورخورشید برای فتوسنتز در جلبک‌ها نقش دارد و به شکل وسیعی به‌عنوان آنتی‌اکسیدان طبیعی، ترکیب ضد سرطانی، ضد التهاب و تنظیم‌کننده سیستم ایمنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیکوسیانین از خانواده فیکوبیلی پروتئین است که شامل یک قسمت پروتئینی (متشکل از دو زیر واحد) و یک قسمت غیر‌پروتئینی (کروموفورهای بیلین) است. دو نوع فیکوسیانین طبیعی شناخته شده فیکوسیانین C وآلوفی کوسیانین هستند که فیکوسانین C  نقش آنتی‌اکسیدانی قوی‌تری دارد و دردرمان بیماری‌های مزمن مانند آلزایمر، پارکینسون و هانتیگتون نقش موثری دارد. فیکوسیانین یک آنتی‌اکسیدان قوی محلول در آب است که به دلیل وجود گروه‌های عاملی فعال مانند کربوکسیل، هیدروکسیل و آمینی می‌تواند با حذف گونه‌های اکسیژن و نیتروژن فعال از ایجاد تنش اکسیداتیو، که به ساختار بیومولکول‌های سلولی آسیب جدی وارد می‌کند، جلوگیری می کند.

آستاگزانتین

آستاگزانتین یک کتوکاروتنوئید ، معروف به کاروتنوئیدهای زانتوفیل است که از نظر شیمیایی شبیه بتاکاروتن است و به طور طبیعی توسط گیاهان و جلبک‌ها سنتز می‌شود. این ترکیب یک رنگدانه نارنجی محلول در چربی است که رنگ آن ممکن است به دلیل پیوندهای دوگانه مزدوج در مرکز ترکیب باشد. همچنین آستاگزانتین حاصل متابولیت زآگزانتین و/یا کانتاگزانتین است که دارای دو گروه عاملی هیدروکسیل و کتون است علاوه بر وجود پیوندهای دوگانه است. از این رو دارای طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های بیولوژیکی از جمله اثرات آنتی‌اکسیدانی، ضد التهابی، محرک ایمنی، پیشگیری‌کننده از بیماری‌های قلبی عروقی و اثرات رنگدانه‌ای است. از بین سه عامل نام برده شده پیوند‌های دوگانه مسئولیت بیشتری در عملکرد آنتی‌اکسیدانی دارد زیرا منجر به ایجاد ناحیه‌ای از الکترون‌های غیرمتمرکز می‌شود که می‌توانند برای کاهش یک مولکول اکسید‌کننده فعال اهدا شوند. مطالعات مشخص کرده‌اند که فعالیت آنتی‌‌اکسیدانی آستاگزانتین تقریباً 10 برابر قوی‌تر از سایر کاروتنوئیدها و حتی بیشتر از ویتامین E، ویتامین C است.

اسید سیتریک

اسید سیتریک با فرمول شیمیایی C₆H₈O₇ یک ترکیب تری کربوکسیلیک است که علاوه بر خاصیت آنتی‌اکسیدانی، با کیلیت کردن کلسیم در خون به عنوان یک ماده ضد انعقاد نیزعمل می‌کند. از نظر حجم تولید و کاربرد، اسید سیتریک یکی از مهمترین محصولات زیستی است و تنها اسید آلی است که منحصراً از روش تخمیری حاصل می‌شود. گیاهان مختلف، به ویژه مرکبات مانند لیمو و پرتقال، حاوی مقادیر زیادی اسید سیتریک هستند و در متابولیسم هوازی به عنوان یک ترکیب حد واسط بسیار مهم می‌باشد که به موجب آن کربوهیدرات‌ها به دی اکسید کربن اکسید می‌شوند. وجود گسترده اسید سیتریک در حیوانی و گیاهی تضمینی بر ماهیت غیر سمی آن است. امروزه اسید سیتریک به عنوان ایمن (GRAS) توسط کمیته مشترک FAO/WHO در مورد افزودنی‌های غذایی پذیرفته شده است. اسید سیتریک به دلیل قابلیت اسیدی شدن و کاهش اسیدیته مواد خاصیت ضد میکروبی دارد. همچنین با کلاته‌کردن یون‌های فلزی که اکسیداسیون را کاتالیز می‌کند، به عنوان یک آنتی‌اکسیدان استفاده می‌شود.

اسید استیک

اسید استیک با فرمول شیمیایی CH3COOH و نام ایوپاک اسید اتانویک و نام عامیانه سرکه، یک اسید آلی کربوکسیلیکی به صورت مایع بی‌رنگ است. اسید استیک با کاهش میزان پراکسیداسیون ترکیبات لیپیدی، اثرات تنش اکسیداتیو را کاهش می‌دهد. همچنین این اسید آلی اثر هم افزایی بر ترکیبات آنتی‌اکسیدانی دارد و اثر بخشی آن‌ها را با کمک به حلالیّت بهتر آن‌ها افزایش می‌دهد.

با توجه به اینکه استفاده از هر کدام از اجزاء آنتی‌اکسیدان‌های نام برده در جیره غذایی حیوانات اثرات متفاوتی را ممکن است به همراه داشته باشند، استفاده از مجموعه آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی و سنتزی در آنتی‌اکسیدان اُکسی بلاک می تواند اثرات هم افزایی قابل توجهی در خاصیت آنتی‌اکسیدانی آن‌ها داشته که با حداقل مقدار بیشترین تاثیرگذاری و کارآیی را به همراه داشته باشد.

سرانه مصرفی پیشنهادی در شرایط نرمال: 100-130 میلی گرم در کیلوگرم خوراک