Die Lipidoxidation in Tierfutter ist eine große Herausforderung, die sich nicht nur auf die Gesundheit und das Wachstum der Tiere auswirkt, sondern auch auf die Oxidationsstabilität und Haltbarkeit von Schweinefleisch. Fette und Öle sind zwar wichtige Bestandteile einer energiereichen Ernährung für Schweine, doch ihre Anfälligkeit für Peroxidation gibt Anlass zur Sorge hinsichtlich der Bildung von Lipidoxidationsprodukten (LOPs). Diese Verbindungen können die ernährungsphysiologischen und sensorischen Eigenschaften von Schweinefleisch verändern, wodurch dessen Marktfähigkeit beeinträchtigt und die Lebensmittelverschwendung erhöht wird.
Verständnis der Mechanismen der Lipidoxidation und ihrer Relevanz für die Ernährung von Schweinen
Schweinefutter enthält in der Regel Lipidquellen wie Pflanzenöle, tierische Fette oder Mischungen aus beiden, um nicht nur die Energiedichte zu erhöhen, sondern auch die Futtertextur zu verbessern und Staub zu reduzieren. Viele dieser Lipidquellen, insbesondere solche, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs) sind, sind jedoch besonders anfällig für Peroxidation. Darüber hinaus erhöht die weit verbreitete Verwendung von recycelten Ölen, einschließlich gebrauchter Frittieröle aus Restaurants, das Risiko, dass stark oxidierte Lipide in das Schweinefutter gelangen.
Die Lipidoxidation ist ein komplexer chemischer Prozess, bei dem ungesättigte Fettsäuren mit Sauerstoff reagieren und Primärprodukte wie Lipidhydroperoxide und Sekundärprodukte wie Aldehyde und Ketone bilden. Dieser Prozess wird durch hohe Temperaturen, Sauerstoffeinwirkung, Lichteinwirkung und das Vorhandensein von prooxidativen Metallen beschleunigt, Bedingungen, die bei der Futtermittelherstellung und -lagerung häufig auftreten.
Nach der Aufnahme können peroxidierte Lipide zu oxidativem Stress bei Schweinen führen. Studien zeigen, dass Schweine, die mit oxidierten Fetten gefüttert werden, verringerte Serum-Vitamin-E-Spiegel, ein wichtiges natürliches Antioxidans, und erhöhte Spiegel an Thiobarbitursäure-reaktiven Substanzen (TBARS), einem Biomarker für Lipidperoxidation, aufweisen [1].
Bildung und Auswirkungen von Lipidoxidationsprodukten während der Futtermittelverarbeitung und -lagerung
Die Bildung von LOPs beginnt während der Lipidextraktion und setzt sich während der gesamten Lagerung fort, insbesondere wenn Öle Hitze, Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Futtermittelherstellungsprozesse wie Pelletierung oder Extrusion können die Peroxidation weiter beschleunigen. Der Peroxidwert (PV), TBARS und der p-Anisidinwert (AnV) werden häufig zur Beurteilung des Lipidoxidationsgrades herangezogen, obwohl jeder dieser Werte nur einen teilweisen Einblick in das Ausmaß der Schädigung gibt.
Sobald die Öle zu Futtermitteln verarbeitet sind, kann eine weitere Zersetzung zu erhöhten Konzentrationen sekundärer Peroxidationsprodukte wie Hexanal, 2,4-Decadienal und anderen Aldehyden führen, die toxisch sind und mit einer verminderten Futteraufnahme und Immunantwort bei Schweinen in Verbindung gebracht werden.
Die Instabilität dieser Verbindungen stellt praktische Herausforderungen dar. Beispielsweise steigt die Konzentration von Hydroperoxiden während der Oxidation zunächst an, kann aber später aufgrund von Zersetzung wieder abnehmen, wodurch das Ausmaß der Schädigung verschleiert wird. Daher reicht kein einzelner Test aus; die Kombination von PV, TBARS und AnV ermöglicht eine genauere Bewertung der Lipidperoxidation in Futtermittelzutaten.
Auswirkungen von Lipidoxidationsprodukten auf die Qualität, Stabilität und Verbraucherakzeptanz von Schweinefleisch
Die Fütterung von Schweinen mit Futtermitteln, die reich an Lipidoxidationsprodukten sind, wirkt sich nicht nur auf die Wachstumsleistung aus, sondern hat auch dauerhafte Auswirkungen auf die Qualität des Schweinefleischs. LOPs, die sich im Gewebe ansammeln, können auch nach dem Tod weiter reagieren und den oxidativen Abbau von Lipiden im Muskel beschleunigen. Dies führt zu Farbveränderungen, ranzigen Gerüchen und einer verkürzten Haltbarkeit – kritische Faktoren, die die Verbraucherakzeptanz und Kaufentscheidungen beeinflussen.
Studien berichten, dass Schweine, die mit oxidierten Lipiden gefüttert werden, im Vergleich zu Schweinen, die mit nicht oxidierten Lipiden gefüttert werden, eine um 5 %, 3 % bzw. 2 % geringere durchschnittliche tägliche Zunahme (ADG), durchschnittliche tägliche Futteraufnahme (ADFI) und Futterverwertung (G:F) aufweisen [1]. Darüber hinaus zeigt sich oxidativer Stress beim Tier häufig durch erhöhte Serumspiegel von Proteincarbonylen und veränderte Zytokinprofile, was auf einebeeinträchtigte Immunfunktion hindeutet [2].
Diese systemischen Veränderungen deuten darauf hin, dass die Auswirkungen peroxidierter Lipide nicht nur ernährungsphysiologischer Natur sind, sondern auch komplexe metabolische und immunologische Folgen haben. Wichtig ist, dass diese Auswirkungen selbst bei einer Supplementierung mit Antioxidantien während der Fütterungsperiode nicht schnell rückgängig gemacht werden können, was die Notwendigkeit proaktiver Strategien zur Verhinderung der Lipidoxidation unterstreicht, anstatt zu versuchen, ihre Auswirkungen nachträglich zu mildern.
Ernährungs- und Rezepturstrategien zur Minderung der Lipidoxidation in Schweinefutter
Die Vermeidung oxidierter Lipide in Schweinefutter ist die wirksamste Strategie zum Schutz der Schweinefleischqualität. Eine vollständige Vermeidung ist jedoch nicht immer möglich, insbesondere in kostensensiblen Betrieben. Daher müssen sich ernährungsbezogene Maßnahmen und Futterrezepturen darauf konzentrieren, die Auswirkungen von LOPs zu minimieren.
Ein Ansatz ist die Verwendung von Schweinefutterzusätzen wie natürlichem Vitamin E (D-α-Tocopherol) oder pflanzlichen Polyphenolen. Untersuchungen zeigen, dass die Ergänzung mit Vitamin E die α-Tocopherol-Konzentration im Serum erhöht und die gesamte antioxidative Kapazität bei Schweinen verbessert [2]. Diese Maßnahmen stellen zwar die Wachstumsleistung von Schweinen, die mit peroxidierten Lipiden gefüttert wurden, nicht vollständig wieder her, verbessern jedoch den Oxidationsstatus und können dazu beitragen, Schäden am Muskelgewebe zu mindern.
Aus Sicht der Rezeptur kann die Auswahl stabilerer Fettquellen mit einem geringeren Gehalt an PUFAs und die Zugabe von schützenden Antioxidantien direkt in Lipidmischungen die Anfälligkeit für Oxidation während der Lagerung und Verarbeitung verringern.
Die Rolle von BTSA bei der Verbesserung der Qualität von Schweinefutter und der Fleischstabilität
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Quellen
[1] Hung YT, Hanson AR, Shurson GC, Urriola PE. Peroxidized lipids reduce growth performance of poultry and swine: A meta-analysis. Animal Feed Science and Technology. 2017; 231: 47-58. doi:10.1016/j.anifeedsci.2017.06.013.
[2] Silva-Guillen, Y.V., Arellano, C., Boyd, R.D. et al. Growth performance, oxidative stress and immune status of newly weaned pigs fed peroxidized lipids with or without supplemental vitamin E or polyphenols. J Animal Sci Biotechnol. 2020; 11:22. doi:10.1186/s40104-020-0431-9
