Функції та метаболізм вітаміну E
Вітамін Е, насамперед, відомий як ефективний біологічний антиоксидант. Будучи жиророзчинними і ланцюгорозривним, він захищає клітинні мембрани від руйнування через ліпідні пероксид-радикали. Вітамін Е активно поглинається у кишечнику: абсорбція залежить від цілої низки факторів, але в середньому досягає 42% (α-токоферолу). Вітамін Е транспортується у печінку, де він тимчасово зберігається. Специфічний кругообіг протеїну переносить α-токоферол із печінки до кровоносної системи і приєднує ліпопротеїни для транспортування у різні органи і клітини. Вітамін Е осідає, залежно від дози, у клітинних і субклітинних мембранах (мітохондріях, мікросомах), які багаті жирними кислотами і, таким чином, стає невід'ємною частиною цих структурних елементів, сприяючи структурній цілісності та функціональності біологічних мембран у всіх клітинах організму.
Фізіологічне значення вітаміну Е значно ширше, ніж просто антиоксиданта, але про це далі.
Симптоми дефіциту вітаміну E
Більшість симптомів дефіциту вітаміну Е пов’язані з руйнуванням клітинної мембрани через окислення та розпад поліненасичених жирних кислот, що може мати серйозні наслідки. Симптоми дефіциту є специфічними для кожного окремого виду тварин. Дефіцит вітаміну Е зазвичай викликає некроз печінки і є причиною для декількох специфічних для різних видів тварин розладів, таких як хвороба «тутового серця», що призводить до гострої серцевої недостатності свиней. Субклінічний дефіцит вітаміну Е виявити важко, але він призводить до затримки росту і погіршення конверсії корму, а також до зниження плодовитості, підвищеної схильності до інфекційних захворювань і зниження стресостійкості сільськогосподарських тварин.
Також було відзначено, що додавання вітаміну Е у раціони допомагає тваринам справлятися, наприклад, із тепловим стресом.
Імунна реакція
Роль вітаміну Е для функціонування імунної системи вивчали кілька дослідницьких група, які відштовхувалися від здатності вітаміну Е запобігати перекисному окисленню ліпідів у мембранах, що викликаний ліпідними перекисними радикалами. Інфекційні захворювання є важливими чинниками у виробництві вільних радикалів, наприклад, як наслідок функції макрофагів.
Було виявлено, що рівень вживання вітаміну E ≥ 60 мг/кг є необхідним для досягнення максимальних імунологічних та репродуктивних показників здоров'я свиноматки.
Так як транспортування вітаміну Е через плаценту обмежене, поросята народжуються з дуже низьким рівнем α-токоферолу. Молозиво забезпечує високу концентрацію α-токоферолу (більше 20 мкг/мл) і дозволяє значно збільшити концентрацію α-токоферолу в організмі поросят уже протягом перших днів життя. Таким чином, важливо через раціон свиноматки на заключній стадії поросності та у період лактації поліпшити концентрацію α-токоферолу в організмі поросят.
Зі збільшенням вмісту вітаміну Е у кормах від 70 до 250 мг/кг його концентрація у плазмі крові та в молоці свиноматки лінійно зростає, і ця реакція зберігається протягом лактації. На момент відлучення (на 28-ий день) концентрація α-токоферолу в печінці поросят, матері яких отримували 250 мг/кг, більше ніж удвічі вища порівняно із поросятами від свиноматок, які отримували 70 мг/кг.
Крім того, відзначили значну різницю у кількості антитіл E.Coli у поросят, народжених від свиноматок,які отримували 70,150 або 250 мг/кг корму вітаміну Е: чим вищим був рівень вітаміну Е у кормах свиноматки, тим нижчою необхідність лікування поросят від діареї.
Інший важливий момент у житті свиней — відлучення: обмежені можливості травної системи свині на даному етапі призводить до швидкого зниження запасів вітаміну Е в організмі, що призводить до високої чутливості до окислювальних процесів. Було досліджено, що включення від 100 мг/кг до 200 мг/кг вітаміну Е сприяє збільшенню концентрації α-токоферолу у сироватці крові.
Репродукція
Наукові дослідження показали, що молоді свиноматки вразливіші до захворювань, репродуктивної системи через нестачу вітаміну Е, ніж старші. Деякі дослідження, проведені в останні кілька років на племінних тваринах, продемонстрували позитивний зв'язок між вітаміном Е і кількістю народжених поросят.
Однак є інформація про те, що використання вітаміну Е у раціонах продуктивних свиноматок має значно більший вплив, ніж просто підвищення багатоплідності і виживання поросят до 7-денного віку. У великої рогатої худоби існує взаємозв'язок між рівнем споживання вітаміну Е та деякими проблемами, характерними для продуктивних тварин: затримка плаценти, кількість соматичних клітин у молоці тощо. Деякі з цих функцій можуть бути порушені недостатнім виробленням простагландинів, концентрація яких залежить від ступеня окислювального статусу у тварин. Цей взаємозв’язок слабший, коли йдеться про свиноматок, однак виробники також відзначали збільшення тривалості пологів при дефіциті вітаміну Е, що може бути зумовлено недостатнім скороченням гладкої мускулатури. Також було виявлено співвідношення між споживанням вітаміну Е і частотою синдрому «мастит-метрит-агалактія» (ММА).
Якість м’яса
Високий рівень α-токоферолацетату в кормах має позитивний ефект на стійкість до окислення і сенсорні якості м’яса птиці, свинини, яловичини. Окислювальні процеси призводять до виникнення неприємного запаху і смаку, до зміни поживної цінності (зниження рівня полінасичених жирних кислот і жиророзчинних вітамінів), зміни кольору м’яса і навіть до появи компонентів, які можуть бути потенційно небезпечними для здоров'я, таких як оксид холестерину.
Окисна стабільність м’яса
Більшість опублікованих досліджень про вплив вітаміну Е на якість м’яса були спрямовані на вивчення його впливу на стійкість до окислення. М’ясо птиці менш стійке до окислення, ніж для яловичина або свинина, за рахунок вищого вмісту полінасичених жирних кислот. Добавки із високим рівнем вітаміну Е ще більш важливі, якщо жир, включений до кормів, зазнав окислення або нагрівання. Ризик окислення також збільшується під час процесів, пов’язаних із виробництвом м'ясних продуктів (наприклад, заморожування, подрібнення, додавання солі, попереднє приготування м'яса або УФ-опромінення), які призводять до зниження вмісту вітаміну Е і прискорення процесів окислення, що і так інтенсифікуються за три дні. Щоб підвищити окислювальну стійкість м’яса, значно ефективніше додавати вітамін Е у корми тваринам, ніж до м’яса після забою, оскільки у другому випадку він не буде природно і фізіологічно інкорпорований у клітинні мембрани.
Чисельні експерименти показали, що добавки з α-токоферолацетату забезпечують високий вміст α-токоферолу у тканинах, що поліпшує стійкість м’язової тканини свиней до окислення.
Низка досліджень вивчала залежність антиоксидантної дії вітаміну Е від вмісту жирів у раціонах. Виявили, що позитивний антиоксидантний ефект досягається при концентрації вітаміну Е на рівні 200 мг/кг для раціону збагаченого 3% соєвого масла та жиру.
Як правило, чим більше ненасичених жирних кислот, тим більшою повинна бути кількість вітаміну Е. Доповнення раціону α-токоферолом пригнічує вироблення оксидів холестерину у нагрітій та охолодженій свинині. Як зазначалося раніше, ефективний рівень для значного покращення окисної стабільності — 100-200 мг α-токоферолацетату на кілограм корму.
Харчова цінність м’яса
У 1975 році дослідники Roth і Kirchgessner додавали у корм від 5 до 95 мг/кг α-токоферолацетату і виявили лінійну залежність між кількістю добавки і вмістом вітаміну Е у тканинах. Інші автори виявили логарифмічний зв’язок між концентрацією вітаміну Е і вмістом α-токоферолу у різних тканинах.
Ці результати узгоджуються з даними, опублікованими в рамках дослідницького проекту ЄС Diet-Ox, здійснюваного в 1998 році, який включав в цілому 14 лабораторій, що представили дані експериментів, під час яких корми, збагачені вітаміном E, згодовували тваринам упродовж щрнайменше семи тижнів. Згідно даних Diet-Ox, для антиоксидантного ефекту концентрація α-токоферолу у м’язовій тканині має бути між 3,5 та 4 мг/кг . Ефективний рівень еквівалентний 100-200 мг α-токоферолацетату на кілограм корму. Ці дані узгоджуються з більшою частиною рекомендацій щодо годівлі тварин.
Органолептичні характеристики
Важливим аспектом якості свинини є її колір, що визначається в основному вмістом і хімічною формою пігменту міоглобіну. Якщо під час зберігання утворюється оксигемоглобін, як правило, він окислюються і утворює метміоглобін, що спричиняє темне забарвлення м’яса. Дослідники з’ясували, що при додаванні до раціону свиней 100 або 200 мг/кг вітаміну Е відкладення α-токоферолу в найдовшому м'язові спини складають 2,6 і 4,72 мг/кг, що є достатнім для стабілізації кольору. Випробування довели, що завдяки додаванню високого рівня α-токоферолацетату (150 до 200 мг/кг корму) у раціони, можна істотно зменшити ексудативність свинини (α-токоферол зменшує проходження біомолекул через клітинні мембрани). Виявили, що вітамін Е накопичується у тканинах і залишається там у процесі обробки, покращуючи технологічні властивості м'яса, а також такі якісні ознаки продуктів, як стабільність кольору, соковитість, аромат. Той самий ефект вітаміну Е спостерегли й у консервованих м’ясних продуктах навіть після 10 міс. зберігання. Деякі дані вказують на те, що при збільшенні вмісту вітаміну Е у кормах можна зменшити кількість певних добавок під час обробки свинини, адже м’ясо містить гарну кількість антиоксидантів на момент забою, а це позитивно не тільки із точки зору економії, але й для здоров’я споживачів.