Влияние окислительной деструкции жиров на биологические свойства кормов

Калашникова Л.И. ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет", г. Краснодар
Надыкта В.Д., Доценко С.П. ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный аграрный университет", г. Краснодар
Боровский А.Б. НЧОУ ВПО "Кубанский социально-экономический институт", г. Краснодар

Из всех факторов окружающей среды самое большое влияние на продуктивность животноводства оказывает кормление. Современная наука рассматривает корм животных, с одной стороны, как источник основных веществ, энергии, белка, различных пластических материалов, минеральных веществ, микроэлементов, витаминов, с другой стороны - как сложный фармакологический комплекс. В реализации данного подхода в оценке качества кормов ведущее место занимают биологические исследования по определению устойчивости организмов животных к воздействию всех его компонентов.

Липидная составляющая кормов играет важную физиологическую роль и содержится в некоторых видах кормов от 1,5 до 5% в расчете на сырую массу.

Липиды кормов лабильны и в процессе хранения и кормопроизводства подвергаются окислительной деструкции с образованием различных классов продуктов окисления и полимеризации жирных кислот. От состава, химических и биологических свойств окисленных жиров во многом зависят биологическая ценность и функциональные свойства кормов.

Цель данной работы - представить аналитический обзор данных о характере биологического воздействия окисленных липидов на живой организм и определить факторы, повышающие биологическую ценность кормовой продукции.

В биологических опытах на лабораторных животныхв рацион были включены окисленные жиры с повышенным содержанием перекисей [1, 5, 11]. Было установлено, что жирные перекиси являются токсичными при парэнтеральном введении их при ЛД50 от 0,26 мг-экв. для окисленной линолевой кислоты до 1,5 мг-экв. для перекиси трилинолеина. По мнению ученых, повреждающее влиянии липидных перекисей и свободных радикалов реализуется за счет взаимодействия их с SH-, NH2- и СН3-группами белковых молекул как рациона, так и живого организма. Именно эти взаимодействия с белками и аминокислотами, как считают авторы, составляют основу инактивиру-ющего действия продуктов перекисного окисления липидов на многие ферменты. Кроме того, авторами было высказано предположение, что окисленные липиды могут образовывать комплексы с белками и инициировать полимеризацию белковых молекул, что еще в большей степени способствует разрушению клеточных структур живого организма, приводящему, в конечном итоге, к реакции токсического эффекта.

Биологические исследования углеводородов, выделенных из окисленных жиров, показали, что углеводороды с девятью углеродными атомами и меньше в метаболическом плане - инертны, не имеют питательной ценности и нетоксичны. Однако, углеводороды, имеющие более девяти углеродных атомов обладали слабыми токсическими свойствами [3].

При изучении биологического воздействия жирных окси-кислот было выявлено, что при небольшой степени гидроксилирова-ния, жир, входящий в рацион лабораторных животных, усваивался хорошо, а при максимальном гидроксилировании - биологическая ценность и усвояемость рациона, содержащего оксикислоты снижалась [2, 6, 7].

Результаты биологических опытов по изучению действия эпокисей на живой организм, показали, что они нетоксичны [4]. В то же время диэпокиси, обнаруженные в эпоскидированном соевом масле, проявляли признаки некоторой слабой токсичности [8].

В биологических исследованиях рационов с добавлением полимеров и неполярных димеров, образующихся в жирах при нагреве, было установлено, что они нетоксичны [9].

При обширном изучении биологического действия окисленных жиров на трех поколениях животных при длительном скармливании в течение 12-18 месяцев не было выявлено каких-либо признаков канцерогенности и негативного влияния на рост, размножение, химический состав крови и гистологию внутренних органов лабораторных животных [10].

Таким образом, из представленных данных следует, что при дифференцированном воздействии на живой организм техногенных компонентов окислительной деструкции липидов острой токсичности, кроме перекисей, не было выявлено. Однако, во всех представленных работах было установлено, что в процессе углубления окислительной деструкции происходит снижение биологической ценности жиров, вследствие накопления в них различных классов продуктов окисления жиров. В этой связи, выявленные минорные метаболические признаки у окисленных жиров, свидетельствуют об их антиалиментарных факторах, проявляющихся в снижении усвояемости пищи без выраженной токсичности.

По нашему мнению, основной повреждающий эффект снижения биологической ценности рационов с включением жиров, подвергнутых окислительному разрушению и содержащих продукты окислительной деструкции, состоит в том, что перекиси жирных кислот, диальдегиды и ряд вторичных продуктов окисления жиров взаимодействуют с N-концевыми остатками белков, аминокислотами и аминогруппами фосфолипидов, как в самом корме, так и, непосредственно, в клетках живых организмов подопытных животных. При этом, образованные конъюгированные соединения - так называемые основания Шиффа, обладая большой реакционной способностью, могут производить межмолекулярные "сшивки", а также вступать в реакции полимеризации и поликонденсации. В результате этих реакций теряются функциональные свойства биомолекул, что, в конечном счете, приводит к снижению биологической ценности кормовых рационов.

Кроме того, как показали многочисленные исследования, наблюдаемое снижение биологической ценности окисленных кормов на прямую связано с разрушением в них биологически активных веществ, витаминов и эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот. Доказательством тому служат данные о предотвращении понижения биологической ценности рационов, содержащих окисленные липиды путем введения в рацион добавки свежего токоферола [1, 5, 11].

По-видимому, данный эффект можно объяснить тем, что, с одной стороны, токоферол, как антиоксидант, обеспечивает необходимую активность антиокислительной системы организма, контролирующей уровень свободнорадикальных реакций окисления и препятствующей накоплению нежелательных первичных и вторичных продуктов окисления. С другой стороны, действие токоферола, как антиоксиданта, вероятно, обусловлено прямым или косвенным влиянием его на синтез и превращение других биологически активных веществ в клетках живого организма. Современные данные по раскрытию роли токоферолов и других биологически активных веществ в повышении устойчивости организма к физическим и экологическим факторам, свидетельствуют о целесообразности их применения в качестве адаптогенов и подтверждают необходимость введения добавок биологически активных веществ в корма с целью повышения их биологической ценности и стабилизации функциональных свойств. Таким образом, с помощью добавки биологически активных веществ представляется возможным уменьшить опасность загрязнения внутренней среды живого организма нежелательными химическими агентами окисления жиров и противодействовать их неблагоприятному влиянию на здоровье животных.

Список литературы.

1. Карножицкий В. Биохимическое значение перекисей липидов. // Успехи химии. - 1972. - Вып.8. - С.1392-1430.
2. Кадыков Б.И. Кацман З.Д., Филиппова Г.И. Влияние диокисили-нолевой кислоты на пищевую ценность жира. Материалы 2-го Международного конгресса по вопросам науки и технологии пищевых производств. М. - 1966. - С.25-28.
3. Аkiya T,Shimizy Т. Toxicity оf hydroсаrbons found in the distillable рroducts. // J. Jар. ОУСГюгп. Soc. - 1965. - Vol.14. - N° 9.- Р. 520-522.
4. Сhаlvardjian А.,Могто L.J., Ноlman R.T. Еffeсts оf dietary ерохyоleiс асid upon rats. // J. Nutr. - 1962. - Vol.76.- N°1. - Р.52-58.
5. Horqan V.J., Philpot J.S., Porter B.W. Toxicity оf аutooxidized linoleic аcid аnd оf simpler peroxides in relation to toxicity оf radiation. // Вiochem. J. - 1957.- N°67. - Р.551-558.
6. Kaunitz Н., Jоhnson Nutritional еffeсts оf dihydroхystearic аcid in rats. // J. Ат^г O^herm. Soc. - 1964. - Vol.41. - N°1 - Р.50-52.
7. Кiесkebusch N., Griem W., Czok G. Nutritional-physiological рroperties оf methylricinleate. // Z. Еrnahrungswissenschaft. 1963. N°4. - S.26-34.
8. Кiесkebusch N., Jalir K, Сzok G. The physiological рropertiеs оf ерохidizеd оils. // Fette, Seifen, Аnstr. - 1963. - Вd.65. - S. 919-924.
9. Michaeel W.R., Аlехаnder J.C., Аrtman N.R. . Тhеrmal readies оf methyl linoleate. 1. Неаting соnditions, isolation teсhnigues, biological studies, аndсhemicalсhanges. // Lipids. - 1966. - Vоl.1. - N°5. - Р. 353-358.
10. Nоlen GA, Аlехаnder J.C., Аrtman N.R. Lоnq-tеrm rаt feedinq study with used fryingfats. // J. Nutr. - 1967. - Vol.93. - N°3. - Р. 337-348.
11. Olcot H.S., Dolev А. Toxicity оf fatty аcid еsterhydroperoxides. // Рте Soc. Ехрепгп.Вю!. Меd. - 1963. - N°114. - Р. 820-822.

Резюме. Создание прочной кормовой базы - это не только увеличение производства и повышение качества кормов разных видов, но, прежде всего, внедрение высокоэффективных способов и средств их производства и приготовления, способствующих высокой усвояемости животными питательных веществ, содержащихся в кормах и обеспечивающих их рациональное использование. Жиры относятся к основным кормовым веществам и являются обязательным компонентом в сбалансированном кормлении. При хранении и производстве кормов жиры, в условиях контакта с воздухом, подвергаются окислительным изменениям, что приводит к образованию и накоплению продуктов окислительной деструкции полиненасыщенных жирных кислот: перекисей, гидроперекисей, эпокисей, карбонильных и различных полимерных соединений, соединений с сопряженными связями. В основе процесса окисления жиров заложен принцип развития цепей свободно радикальных, вырождено разветвленных реакций, ведущих к деструкции полиненасыщенных жирных кислот исходного жира. Глубина процессов окислительной деструкции полиненасыщенных жирных кислот в составе липидов кормов отражается в изменениях их биологических свойств. Представлены результаты биологических опытов по исследованию влияния на живой организм отдельных фракций продуктов окисления по классам соединений. Как показали исследования, проведенные на лабораторных животных, окисленные жиры, не проявляли каких-либо канцерогенных свойств. Однако, были отмечены некоторые метаболические факторы, свидетельствующие о снижении биологической ценности и усвояемости кормовых рационов, содержащих различные классы продуктов окисления. Выявленное понижение биологической ценности рационов, содержащих продукты окисления жиров, вызвано взаимодействием химически активных продуктов окислительной деструкции жирных кислот с белками входящими в кормовой рацион, а также с ферментами и белками живого организма, что и является причиной снижения биологической ценности и усвояемости окисленных жирсо-держащих кормов. Установлено, что введение в кормовой рацион, содержащий окисленные липиды, токоферолов, являющихся природными антиоксидантами, предотвращает понижение биологической ценности рациона и снижает опасность загрязнения внутренней среды живого организма нежелательными химическими агентами, так как токоферолы ингибируют продукты окисления жиров, что благоприятно влияет на здоровье живого организма.

Ключевые слова: кормовые жиры, полиненасыщенные жирные кислоты, перекиси, гидроперекиси, вторичные продукты окисления, биологическая ценность, токоферол, антиоксиданты, усвояемость.

Сведения об авторах:

Доценко С.П., ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный аграрный университет"; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел.: (861) 234-50-15; e-mail: kalann@mail.ru.

Надыкта В.Д., ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный аграрный университет"; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел.: (861) 234-50-15; e-mail: kalann@mail.ru.

Боровский А.Б., НЧОУ ВПО "Кубанский социально-экономический институт"; 350018, г. Краснодар, ул. Камвольная, 3; тел.: (861) 234-50-15; email: ya-ksei@yandex.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Калашникова Людмила Ивановна, ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет"; 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; e-mail: kalann@mail. ru.

UDC 636.085.14.22.23

INFLUENCE OF OXIDATIVE DEGRADATION OF LIPIDS ON THE BIOLOGICAL

PROPERTIES OF FEED

Kalashnikiva L.I., Nadykta V.D., Dotsenko S.P., Borovsky A.V.

Summary. Fats are main food substances and are an essential component in a balanced feeding. Lipidic component of the feed plays an important physiological role and is contained in some types of feed from 1.5 to 5% based on the wet weight. In the study of biological impact of fatty hydroxy acids it was revealed that with a small degree of hydroxylation of fat in the diet of laboratory animals, digested well, and at the maximum hydroxylation - biological value and digestibility of the diet containing hydroxy acids decreased. Lipids in contact with the air undergo oxidative changes that lead to the formation and accumulation of products of oxidative degradation of polyunsaturated of fatty ] acids during storage and production of fodders. The basis of the process of lipid oxidation is the principle of development of chains of free radical reactions leading to degradation of polyunsaturated fatty acids of the original fat. Depth of processes of oxidative degradation of polyunsaturated fatty acids in the lipid composition of feed is reflected in changes of biological properties. Authors noted that the oxidized fats did not show any carcinogenicity. However, there were some metabolic factors, testifying the decrease of biological value and digestibility of feed rations containing different classes of oxidation products. Observed decrease in bioavailability of diets containing lipid oxidation products, due to the interaction of reactive oxidative degradation products of fatty acids with proteins belonging to the diet, as well as enzymes and proteins from the living body. It was found that the introduction to the diet containing oxidized lipids, tocopherols, which are natural antioxidants, prevents the lowering of the biological value of the diet and reduces the risk of contamination of the internal environment of a living organism with adverse chemical agents, as tocopherols inhibit oxidation products of lipids, which favorably affects the health of a living organism.

Keywords: feed lipids, polyunsaturated fatty acids, peroxides, hydroperoxides, secondary oxidation products, biological value, tocopherol, antioxidants, digestibility.

References.

1. Karnozhitsky V. Biokhimicheskoe znachenie perekisey lipidov [Biochemical significance of lipid peroxides]. - 1972: pp. 1392-1430.
2. Kadykov B.I., Katsman Z.D., Filippova G.I. Vliyanie diokisi linolevoy kisloty na pishchevuyu tsennost zhira [Influence of linoleic acid dioxide on nutritional value of lipids]. - Moscow, 1966. - pp. 25-28.
3. -11. Vide supra.

Author affiliation:

Dotsenko S.P., Kuban State Agrarian University; 13, Kalinina st., Krasnodar, 350044; phone: (861) 234-50-15; e-mail: kalann@mail.ru.

Nodykta V.D., Kuban State Agrarian University; 13, Kalinina st., Krasnodar, 350044; phone: (861) 234-50-15; e-mail: kalann@mail.ru.

Borovsky A.B., Kuban Social Economic ^^^^институт"; 3, Kamvolnaya st., Krasnodar, 350018; phone: (861) 234-50-15; e-mail: ya-ksei@yandex.ru.

Responsible for correspondence with the editorial board: Kalashnikova Lyudmila I., Kuban State Technological University; 2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: kalann@mail.ru.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей