Propriedades, estudos e dose recomendada de PARAdigmOX® White Dry: Diferenciação química e de eficiência em relação ao BHT.

I. Diferenciação físico-química de BHT vs PARAdigmOX® White Dry

O BHT, butilhidroxitolueno, é um antioxidante sintético que pode ser usado para retardar a oxidação lipídica a fim de preservar e estabilizar os elementos mais propensos à oxidação. A molécula do BHT é um composto fenólico (Figura 1), com peso molecular de 220,35 g / mol. O BHT é considerado uma molécula apolar, ou seja, terá boa capacidade de se dissolver em óleos, mas é imiscível em água. Outra das características físico-químicas mais relevantes do BHT é o seu alto tamanho de partícula, o que acaba dificultando sua atividade como antioxidante.

O PARAdigmOX® White Dry é uma mistura de dois antioxidantes e um quelante de metal em um veículo adequado. Como mencionado acima, o objetivo é retardar a oxidação preservar os elementos mais propensos à oxidação, como aqueles com altos teores de ácidos graxos, vitaminas e metais de têmpera, de modo a não dar origem ao processo oxidativo. Os ingredientes ativos do PARAdigmOX® White Dry são BHT e propilgalato. O propilgalato é um antioxidante sintético, com peso molecular de 212,20 g / mol e as propriedades químicas do BHT já foram mencionadas anteriormente (Figura 1).

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Figura 1. À esquerda a molécula BHT e à direita a molécula de propilgalato.

A presença desses 2 antioxidantes, BHT e propilgalato, bem como a presença de um quelante metálico são essenciais em vários aspectos da eficácia do produto. O primeiro aspecto é que devido à concentração adequada de antioxidantes no veículo, foi gerado um efeito sinérgico entre eles, ou seja, o efeito antioxidante de um potencializa o efeito do outro. Por sua vez, é importante conhecer intrinsecamente a química dos antioxidantes e seu mecanismo de ação; existe uma teoria totalmente aceita conhecida como 'The Polar Paradox'1 onde se conclui que antioxidantes polares (como o propilgalato) têm um melhor comportamento em ambientes apolares e antioxidantes apolares (BHT) têm um melhor comportamento em ambientes polares e que a adição de um antioxidante polar e um apolar cria um efeito binário que aumenta o efeito antioxidante. (Figura 2).

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Figura 2. Teoria do 'Paradoxo Polar' e potencialização de antioxidantes
Além dos antioxidantes presentes na formulação, PARAdigmOX® White Dry também incorpora um quelante, o ácido cítrico. A função desse quelante é extinguir (sequestrar) os metais e, dessa forma, evitar o início do processo de oxidação, que, como já se sabe, geralmente começa com metais bivalentes ou luz ultravioleta2. (Figura 3).

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Figura 3. Diagrama representativo do mecanismo de ação do ácido cítrico
Outro aspecto diferencial dos antioxidantes é o tamanho das partículas. Como regra geral, quanto menor o tamanho da partícula, mais eficaz será a molécula antioxidante, e isso porque quanto menor o tamanho da partícula, maior a superfície de contato e, portanto, essa molécula terá mais atividade antioxidante. A Kemin sempre levou em consideração o tamanho das partículas de seus antioxidantes, portanto, esta não é uma propriedade exclusiva do PARAdigmOX®, mas sim uma filosofia Kemin de compreender o mecanismo de ação dos antioxidantes e de potencializar seu efeito total. A tabela a seguir mostra o tamanho de partícula dos antioxidantes BHT (puro) e Kemin3. (Tabela 1) (Figura 4)

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Tabela 1. Tamanho de partícula BHT vs tamanho de partícula de antioxidantes Kemin

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Figura 4. Antioxidantes Kemin à esquerda, BHT puro à direita
Para comparar a eficiência de oxidação do BHT puro e do PARAdigmOX® White Dry, foi realizado um estudo para determinar a eficácia desses antioxidantes. A técnica mais aceita para determinar a eficácia dos antioxidantes no óleo é conhecida como OSI (Índice de Estabilidade do Óleo ou índice de estabilidade do óleo). Nessa técnica, a resistência relativa das amostras de gordura e óleo à oxidação é determinada4 .

Todas as gorduras e óleos são suscetíveis à oxidação. A velocidade de oxidação depende principalmente do grau de insaturação, da presença de antioxidantes e das condições em que as amostras foram armazenadas. Na análise OSI, uma taxa lenta de oxidação ocorre até que um certo nível seja excedido. Esse tempo é conhecido como período de indução de oxidação. Após o período de indução, a taxa de oxidação é drasticamente aumentada dando o resultado final da amostra5. Quanto mais tempo, maior a capacidade do antioxidante de estabilizar a amostra.

O estudo foi realizado com controle negativo e o controle negativo com adição de BHT e PARAdigmOX® White Dry nas diferentes doses, 250 ppm, 500 ppm e 650 ppm (Tabela 2). O óleo escolhido para o estudo foi o óleo de soja6 , mas os resultados obtidos podem ser extrapolados para os demais óleos. Dependendo do grau de insaturação dos óleos, o resultado pode variar um pouco, mas espera-se que a tendência seja semelhante.

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Tabela 2. Comparativo OSI BHT e PARAdigmOX® White Dry
Levando em consideração os resultados obtidos no estudo, observou-se uma maior resistência à oxidação com o uso do PARAdigmOX® White Dry em comparação ao BHT, considerando a mesma dose. Os melhores resultados do PARAdigmOX® em relação ao BHT podem ser explicados pela sinergia entre antioxidantes, bem como pela combinação de um antioxidante polar e um apolar, onde se aplica a teoria do paradigma polar e pelo menor tamanho de partícula do PARAdigmOX®, permitindo uma maior superfície de contato e consequentemente aumentando sua atividade.

II. Outros estudos de eficácia para PARAdigmOX® White Dry
Com o objetivo de ampliar os estudos, conhecimento e potencialidades do PARAdigmOX®, foram realizados três estudos adicionais. O primeiro estudo consistiu na comparação da eficácia do PARAdigmOX® White Dry contra a etoxiquina. Este estudo é muito relevante porque PARAdigmOX® não contém etoxiquina em sua formulação, uma vez que o uso de etoxiquina foi suspenso em alguns mercados de ração animal. E por fim, foram estudadas também as propriedades térmicas dos antioxidantes presentes no PARAdigmOX®, simulando condições de peletização e esterilização.

O primeiro estudo consistiu na comparação da eficácia do PARAdigmOX® e da etoxiquina7 .

Para isso, foi comparado através da metodologia OSI (Oil Stability Index, ou índice de estabilidade do óleo), onde é determinada a resistência relativa das amostras de gordura e óleo à oxidação. Devido às demandas locais, o estudo foi realizado com óleo de soja a 100°C, embora os resultados possam ser extrapolados para o restante dos óleos. O estudo consistiu em um controle negativo e duplicatas com diferentes concentrações de PARAdigmOX® e etoxiquina sobre o controle negativo (Tabela 3).

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Tabela 3. Estudo comparativo entre etoxiquina e PARAdigmOX®
Levando em consideração os resultados obtidos, verifica-se que PARAdigmOX® White Dry possui uma capacidade antioxidante superior à etoxiquina nas condições do estudo. Assim, a 500 ppm de etoxiquina comporta-se de maneira equivalente a 250 ppm de PARAdigmOX® White Dry. Este resultado está de acordo com o que era esperado para os óleos e mais ainda levando em consideração a teoria do paradoxo polar; para PARAdigmOX® é estabelecida uma sinergia entre um antioxidante polar, propilgalato e um apolar, BHT, potencializando seu efeito.

O último estudo realizado com o PARAdigmOX® consistiu em simular o produto em condições térmicas, como peletização e esterilização. Foi observado se há queda nos ativos do PARAdigmOX® e em qual percentual.

Para o estudo de peletização, a amostra foi aquecida a 85°C por 90 segundos e os componentes BHT e propilgalato foram analisados, tanto no tempo inicial quanto após 90 segundos

Para o estudo de esterilização, a amostra foi aquecida a 85°C por 5 e 10 minutos e os componentes BHT e propilgalato foram analisados, no tempo inicial, 5 e 10 minutos. O estudo foi realizado em triplicata tanto para a simulação das condições de peletização quanto para a simulação das condições de esterilização e é apresentado
um valor médio dos resultados.

Os resultados mostram que em condições de peletização a concentração do ativo permanece constante ao longo do tempo, ou seja, o PARAdigmOX® White Dry permanece estável após um período de peletização. (Tabela 5).

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Tabela 5. Resultados da concentração dos princípios ativos BHT e propilgalato antes do processo térmico (inicial) e após 90 segundos.

No caso da esterilização, observa-se que o propilgalato permanece estável tanto aos 5 quanto aos 10 minutos que foi analisado, portanto, conclui-se que o propilgalato é estável em processos térmicos. No caso do BHT, observa-se diminuição do ativo após 5 minutos, de 5% e de aproximadamente 11% após 10 minutos.

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Tabela 6. Resultados da concentração dos princípios ativos BHT e propilgalato antes do processo térmico (inicial) e após 5 e 10 minutos.

III. Doses recomendadas
Para estimar a dose mais adequada, seria necessário realizar um estudo de estabilidade, além de saber exatamente os ingredientes do premix, do alimento final e a inclusão do premix no alimento.

É sugerida como dose inicial de 25 a 100 g/ton de PARAdigMOX® White Dry na ração. Se o desafio for maior e/ou se for necessária uma vida útil mais longa, doses mais altas são necessárias.

Existe a possibilidade de doses maiores devido às formulações, a inclusão do premix, as condições ambientais e de armazenamento e, por fim, a associação desses parâmetros com a necessidade de maior vida de prateleira. Portanto, conforme mencionado acima, seria necessário realizar um estudo de estabilidade tanto do premix quanto da ração, simulando as condições de desafio (temperatura e umidade).