In humane voeding is er al langere tijd een interesse richting de oorsprong van ingrediënten die we via dagelijkse voeding tot ons nemen. Deze interesse is overgeslagen op de voeding voor onze huisdieren. Dit heeft geresulteerd in een toenemend gebruik van natuurlijke antioxidanten en een afname in het gebruik van synthetische antioxidanten. Daarnaast zijn er steeds meer synthetische antioxidanten die onder vuur komen te liggen of die al niet meer zijn toegestaan in het algemeen of voor bepaalde diersoorten in het bijzonder. BHA heeft bijvoorbeeld geen herregistratie gekregen voor katten en zal dan ook na 26 oktober 2022 niet meer gebruikt mogen worden in kattenvoeding door de diervoederindustrie. Eerder is in 2017 is antioxidant ethoxyquin al geschrapt van de lijst van toegestane additieven. Dit heeft gezorgd voor de nodige uitdagingen, waarbij des te meer de interesse is gewekt voor natuurlijke antioxidanten.
Het oxidatieproces

Een aantal grondstoffen zijn gevoelig voor oxidatie, namelijk vetzuren, vitamines (m.n. vetoplosbare) en pigmenten. Deze reactie verloopt als volgt:

  1. Afsplitsing van waterstof waarbij vrije radicalen worden gevormd
  2. De vrije radicalen reageren met zuurstof waarbij peroxide wordt gevormd
  3. Het peroxide is zeer reactief en reageert weer met andere oxidatieve grondstoffen waardoor aldehyde en ketonen worden gevormd.

De volgende negatieve gevolgen heeft oxidatie voor de kwaliteit van het voer:

  • Vet kan ranzig worden waardoor de smaak van het voer negatief beïnvloed wordt, de energiewaarde van het vet afneemt, en de houdbaarheid afneemt van het product
  • Als vrije radicalen met eiwitten reageren kunnen deze omgezet worden in schadelijke aminen
  • Verlies van essentiële nutriënten zoals vitamines, vetzuren en aminozuren
  • Vrije reactieve radicalen zijn schadelijk in het lichaam doordat zij ook kunnen reageren met vetzuren die voorkomen in de celmembranen van immuuncellen, bloedvatwanden en de darmmucosa. De weerstand van het dier kan hierdoor ook verslechteren.
  • Door reactie met pigmenten kunnen er ook kleurafwijkingen ontstaan.

Het risico op oxidatie wordt ook bepaald door de samenstelling van het recept. Bij een hoog gehalte aan (onverzadigde) vetzuren is de kans op oxidatie veel groter dan bij een laag vetgehalte. Ook de kwaliteit van het vet speelt een rol. Wanneer deze niet vers is, is de kans op oxidatie groter.

Het doel van het gebruik van antioxidanten is dat zij de voeding beschermen voor oxidatie doordat zij eerder oxideren dan de voedingsstoffen zelf die aanwezig zijn in de voeding. Oxidatie wordt dus niet helemaal voorkomen, maar vertraagd.

Meest gebruikte natuurlijke antioxidanten

Als alternatief voor de omstreden synthetische antioxidanten, kom je al snel uit op natuurlijke antioxidanten die vaak veel duurder zijn en minder effectief zijn waardoor producten minder lang houdbaar zijn.

Gemixte plantaardige oliën die rijk zijn aan tocoferolen (1b306(i) en 1b306(II)) of alfa-tocoferol (1b307) zelf zijn de bekendste natuurlijke antioxidanten die geregistreerd zijn in de additievenlijst. Daarnaast is rozemarijn extract ook een veelgebruikte botanische extract met antioxidant-eigenschappen.

Figuur 1: geregistreerde natuurlijke antioxidanten in de additievenlijst

Ook propylgallaat (E310) wordt geregeld gezien als semi-natuurlijk door de link met plantaardige gallen. Dit is een ester van 1-propanol en galluszuur (organisch zuur dat veel in natuurlijke grondstoffen voorkomt). Officieel is dit wel een synthetische antioxidant.

Dit geldt ook voor de ascorbinezuur varianten (ascorbinezuur 3a300, natriumascorbaat 1b301, calcium ascorbaat 1b302 en ascorbylpalmitaat 1b304), maar deze zijn vaak acceptabeler omdat ze minder chemisch klinken.

Wanneer is een antioxidant natuurlijk?

Of een antioxidant natuurlijk is of niet, is een beetje een grijs gebied omdat dit niet in de wet is vastgelegd. Echter zegt het FEDIAF er wel wat over wanneer de term ‘natuurlijk’ van toepassing is. Hier wordt gezegd dat de term ‘natuurlijk’ alleen gebruikt mag worden wanneer een grondstof (afkomstig van planten, dieren, micro organisme of minerelen) niet blootgesteld is aan enig fysisch proces om ze geschikt te maken voor de productie van huisdiervoeding maar dat de natuurlijke samenstelling behouden blijft. Er worden ook voorbeelden gegeven van acceptabele en niet acceptabele fysische processen (zie tabel 1).

Tabel 1: Voorbeelden van acceptabele en onacceptabele fysische processen

*Mits de natuurlijke samenstelling van de grondstof behouden blijft

Synergie tussen antioxidanten

Meestal wordt er een combinatie van producten ingezet omdat ascorbaten, gallaten en chelaten een synergetisch effect hebben met andere antioxidanten (ook natuurlijke). Wanneer vitamine E een elektron heeft afgestaan aan een vrije radicaal, wordt het zelf een radicaal en heeft het zelf een antioxidant nodig om weer omgezet te worden in een gunstige vorm. Op deze manier kan vitamine C, rozemarijn extract of citroenzuur ingezet worden (zie figuur 2).

Figuur 2: Antioxidant cascade reactie: deze laat de regeneratie en onderlinge relatie zien van antioxidanten. Wanneer vitamine E vrije radicalen opruimt, raakt deze zelf geoxideerd. Deze kan op zijn beurt weer geregenereerd worden door vitamine C.

 

Uit een studie (CCA, 1993), waarin is gekeken naar het verlies van vitamine A in een premix met of zonder 100 ppm antioxidant, blijkt dat een mix van ethoxyquin, propylgallaat en citroenzuur zo’n 4 x effectiever is dan BHT (zie figuur 3). Verder blijkt enkelvoudig BHT in dit onderzoek geen passende antioxidant voor vitamine premixen te zijn. In een studie van Benyoucef (2018) werd ook het beste antioxidant effect gezien en wanneer 3 verschillende etherische plantaardige oliën (tijm, artemisia en rozemarijn) werden gebruikt vergeleken met BHT of 2 soorten etherische oliën. In een onderzoek van Nedamani et al. (2014) is er gekeken naar het effect van BHT vergeleken met rozemarijn en eikels in sojaolie waarbij ook de combinatie van rozemarijn en eikels het beste effect hadden in vergelijking tot de individuele items in deze studie. Hieruit is te concluderen dat het altijd verstandig is om combinaties van producten te gebruiken om een beter antioxidant effect te behalen.

Figuur 3: Percentage vitamine A in een premix die 200 uren is opgeslagen bij 25 °C en met of zonder toevoeging van 100 ppm antioxidant

Andere overwegingen

Daarnaast is het belangrijk om ook rekening te houden met andere factoren. Bijvoorbeeld welk productieproces er wordt toegepast , welke procescondities er worden toegepast (temperatuur, vocht, duur), wat de opslagcondities zijn van zowel het halffabricaat als gereed product (licht, temperatuur, luchtvochtigheid), met welk klimaat er rekening gehouden dient te worden als het product voor export bedoeld is en in welke verpakking het uiteindelijk verkocht gaat worden. Al deze factoren zijn van invloed op de houdbaarheid van het product en kan van invloed zijn hoeveel antioxidant toegevoegd moet worden om het product zo lang mogelijk tegen oxidatie te beschermen.