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 می یابد. در بین روش های جلوگیری از اکسیداسیون، افزودن آنتی اکسیدان موثرترین، راحت ترین و مقرون به صرفه ترین روش است.

انواع آنتی اکسیدان

بدن موجودات قادر به تولید آنتی اکسیدان های 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 اکسیدان های رژیم غذایی برای حفظ عملکرد بهینه سلولی مورد نیاز می‌باشند. تا کنون سه نوع ترکیبات آنتی اکسیدانی طبیعی، سنتزی و ترکیبی شناخته شده اند . فعالیت آنتی اکسیدانی آنها به ساختار شیمیایی، قطبیت، حلالیت، غلظت، پتانسیل احیا و شرایط نگهداری آنها بستگی دارد. بیشتر مصرف کنندگان آنتی اکسیدان ها متمایل به استفاده از آنتی اکسیدان‌های 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 آنتی اکسیدان غلظت‌های بالایی از این مواد باید مصرف شود تا تاثیرگذاری مناسبی از لحاظ خاصیت آنتی اکسیدانی داشته باشند که یکی دیگر از محدودیت های آن ها است.
علاوه بر آنتی اکسیدان‌های طبیعی برخی از ترکیبات آنتی اکسیدانی می‌توانند به صورت مصنوعی سنتز شوند. فرمولاسیون اکثر آنتی اکسیدان های مصنوعی به گونه ای تعبیه می‌شود که کمترین آسیب را به گروه مصرف کننده نسبت به برخی از آنتی اکسیدان‌های طبیعی وارد کنند زیرا میزان خلوص و اثرگذاری محصول بیشتر است. گروه سوم آنتی اکسیدان‌ها شامل آنتی اکسیدان هایی شبه طبیعی هستند که مشابه آنتی اکسیدان‌های طبیعی موجود در غذاها هستند، اما در صنعت ساخته می‌شوند و مزایای آنتی اکسیدان‌های مصنوعی و طبیعی را با هم ترکیب می کنند. از مهم ترین مزایای آن‌ها خلوص مناسب، نسبتا ارزان، دسترسی راحت تر آن است.

اهمیت کاربرد مکمل‌های آنتی اکسیدان در جیره غذایی حیوانات

با کاهش مصرف آنتی بیوتیک ها در جیره غذایی حیوانات، امروزه استفاده از ترکیبات آنتی اکسیدانی 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 آنتی اکسیدانی به دلیل توانایی آنها در انتقال هیدروژن یا الکترون به رادیکال های آزاد و همچنین جابجایی الکترون جفت نشده در ساختار آروماتیک موجود در ترکیبات از مولکول های بیولوژیکی دیگر در برابر اکسیداسیون محافظت می کنند. 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 می دهد و کیفیت گوشت را با تجمع بالاتر کورتیکوسترون در پلاسما کاهش می دهد که باعث رنگ کم رنگ تر گوشت سینه در جوجه های گوشتی می شود. علاوه بر این، می تواند باعث آسیب بیولوژیکی به DNA، پروتئین، لیپید شود که بر سلامتی حیوانات مزرعه اثر منفی دارد.
لیپید ها به عنوان منبع انرژی درسلول های چربی ذخیره می شوند. سلول های چربی فقط نقش ذخیره کننده چربی را ندارند، بلکه قادر اند اسید های چرب مضر را به اسید های چرب مفید تبدیل کرده و مانند یک بخش تصفیه کننده در بدن عمل می کنند. ترکیبات آنتی اکسیدانی بر عملکرد غدد درون ریز در بافت چربی و نیز متابولیک بدن تأثیر می گذارند و از طریق مهار واکنش های استرس اکسیداتیو از اتواکسیداسیون چربی ها جلوگیری می کنند. از این رو کارایی این سلول ها را در بدن در تأمین منابع انرژی مفید بهبود می‌دهند.
با توجه به اهمیت آنتی اکسیدان ها در جیره غذایی حیوانات در ادامه یکی از آنتی اکسیدان های موثر معرفی می شود.

آنتی اکسیدان اُکسی بلاک

آنتی اکسیدان (اُکسی بلاک) حاوی ترکیبات بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT)، اسید سیتریک، اسید استیک، کوفاکتورهای سیستم آنتی اکسیدانی بدن موجود زنده، ترکیبات آروماتیک با قابلیت آنتی اکسیدانی ویژه و آنتی اکسیدان های بیولوژیک مانند پلی فنول ها و آستاگزانتین و فیکوسیانین می باشد که خواص آنتی اکسیدانی هر کدام از اجزا در ادامه بیان می شود.

بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT)

بوتیل هیدروکسی تولوئن با فرمول شیمیایی C15H24O معمولاً به عنوان BHT شناخته می شود. BHT یک ترکیب آلی محلول در روغن و چربی‌های غذایی به ویژه روغن بذر کتان است که عمدتا به عنوان یک آنتی اکسیدان در مواد غذایی استفاده می شود. 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 آنتی اکسیدانی در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، خوراک دام، لوازم آرایشی و دارویی، تولید لاستیک مصنوعی، فرآورده های نفتی استفاده شود. BHT هنگامی که در محصولات غذایی استفاده می شود اکسیداسیون چربی ها و روغن ها را به تأخیر می اندازد و از کاهش فعالیت ویتامین های محلول در روغن جلوگیری می کند. BHT برخلاف برخی از آنتی اکسیدان های 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 می شود.

پلی فنول

پلی فنول ها متابولیت های ثانویه گیاهی حاوی خواص آنتی اکسیدانی هستند که می توانند سرعت اکسیداسیون را با مهار یا غیرفعال کردن گونه‌های فعال رادیکال های آزاد با اهدای الکترون یا اتم هیدروژن کاهش دهند. بیش از 8000 پلی فنول در طبیعت شناسایی شده است که اکثر آنها بر اساس تعداد گروه های فنلی و عناصر ساختاری در چهار گروه مختلف فلاونوئیدها، لیگنان ها، استیبلن ها و اسید های فنولیک دسته بندی می شوند. اغلب آنها به عنوان جاذب رادیکال مستقیم واکنش های زنجیره ای پراکسیداسیون لیپیدی عمل می کنند. علاوه بر مهار رادیکال ها، پلی فنول ها با کلاته کردن فلزات واسطه مانند یون آهن می تواند به طورمستقیم سرعت واکنش فنتون را کاهش دهد، بنابراین از اکسیداسیون ناشی از رادیکال های هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر جلوگیری می کند. همچنین پلی فنول ها می توانند اثر مثبتی بر بیان آنزیم های آنتی اکسیدانی مانند گلوتاتیون پراکسیداز، کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز داشته باشند که به ترتیب هیدروپراکسیدها، پراکسید هیدروژن و آنیون های سوپراکسید را تجزیه می کنند و از بیان آنزیم های اکسید کننده مانند گزانتین اکسیداز جلوگیری می کنند.

فیکوسیانین

فیکوسیانین با رنگ آبی تیره یکی از انواع رنگدانه‌های متصل به پروتئین است که در تأمین انرژی نورخورشید برای فتوسنتز در جلبک ها نقش دارد و به شکل وسیعی به‌عنوان آنتی‌اکسیدان طبیعی، ترکیب ضد سرطانی، ضد التهاب و تنظیم کننده 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 غیر پروتئینی (کروموفورهای بیلین) است. دو نوع فیکوسیانین طبیعی شناخته شده فیکوسیانین C وآلوفی کوسیانین هستند که فیکوسانین C نقش آنتی اکسیدانی قوی تری دارد و دردرمان بیماری های مزمن مانند آلزایمر، پارکینسون و هانتیگتون نقش موثری دارد. فیکوسیانین یک آنتی اکسیدان قوی محلول در آب است که به دلیل وجود گروه های عاملی فعال مانند کربوکسیل، هیدروکسیل و آمینی می تواند با حذف گونه‌های اکسیژن و نیتروژن فعال از ایجاد تنش اکسیداتیو، که به ساختار بیومولکول‌های سلولی آسیب جدی وارد می‌کند، جلوگیری می‌کند.

آستاگزانتین

آستاگزانتین یک کتوکاروتنوئید ، معروف به کاروتنوئیدهای زانتوفیل است که از نظر شیمیایی شبیه بتاکاروتن است و به طور طبیعی توسط گیاهان و جلبک ها سنتز می شود. 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 گسترده ای از فعالیت های بیولوژیکی از جمله اثرات آنتی اکسیدانی، ضد التهابی، محرک ایمنی، پیشگیری کننده از بیماری های قلبی عروقی و اثرات رنگدانه ای است. از بین سه عامل نام برده شده پیوند های دوگانه مسئولیت بیشتری در عملکرد آنتی اکسیدانی دارد زیرا منجر به ایجاد ناحیه ای از الکترون های غیرمتمرکز می شود که می توانند برای کاهش یک مولکول اکسید کننده فعال اهدا شوند. مطالعات مشخص کرده اند که فعالیت آنتی اکسیدانی 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 آنتی اکسیدانی، با کیلیت کردن کلسیم در خون به عنوان یک ماده ضد انعقاد نیزعمل می کند. 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 می شود. 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 می باشد که به موجب آن کربوهیدرات ها به دی اکسید کربن اکسید می شوند. 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 افزودنی های غذایی پذیرفته شده است. اسید سیتریک به دلیل قابلیت اسیدی شدن و کاهش اسیدیته مواد خاصیت ضد میکروبی دارد. همچنین با کلاته کردن یون های فلزی که اکسیداسیون را کاتالیز می کند، به عنوان یک آنتی اکسیدان استفاده می شود.

اسید استیک

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

با توجه به اینکه استفاده از هر کدام از اجزاء آنتی اکسیدان های نام برده در جیره غذایی حیوانات اثرات متفاوتی را ممکن است به همراه داشته باشند، استفاده از مجموعه آنتی اکسیدان های طبیعی و سنتزی در آنتی اکسیدان اُکسی بلاک می تواند اثرات هم افزایی قابل توجهی در خاصیت آنتی اکسیدانی آن ها داشته که با حداقل مقدار بیشترین تاثیرگذاری و کارایی را به همراه داشته باشد.

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