抗氧化剂是能阻止或延缓油脂或食品成分氧化分解、变质，提高食品稳定性的物质。添加抗氧化剂是重要的抗氧化手段之一，作为油脂或食品中的抗氧化剂，通常需要满足：无毒性、溶解性高、热稳定性、抗氧化性能强等条件。抗氧化剂的分类暂时没有统一的方法，常见的3种方法如下：第一，根据原料来源，主要分为天然抗氧化剂和合成抗氧化剂。合成抗氧化剂由化学合成而来，如常见的TBHQ、BHA等。天然抗氧化剂主要从自然界的植物或微生物等原料提取、纯化而来，如常见的茶多酚、迷迭香提取物等。第二，根据作用机制，主要分为主抗氧化剂和次抗氧化剂。其中主抗氧化剂通过捕捉活泼自由基，中断或阻止自由基的链锁反应。如常见的TBHQ、茶多酚等。次抗氧化剂主要通过鳌合金属离子阻止金属催化氧化，或再生主抗氧化剂增效使用。如常见的有机酸、磷脂等。第三，根据使用类型，主要可分为水溶性抗氧化剂和油溶性抗氧化剂。其中，水溶性抗氧化剂可溶于水基物料中，有效清除水溶性自由基，如茶多酚。油溶性抗氧化剂可溶解于油基物料中，有效清除油脂氧化产生的自由基，如迷迭香提取物。谈到油脂氧化和抗氧化则不可绕开自由基，所谓自由基就是任何含有一个或多个未配对电子，能独立存在的原子或基团。食品体系在某些诱发剂（如氧、光、酶及金属离子）的催化下产生自由基，自由基攻击油脂脂肪酸成分加速其氧化酸败，形成了我们常说的自由基链锁反应。抗氧化剂的有效机制则在于猝灭自由基，中断或阻止自由基链锁反应，抑制并减缓油脂的自动氧化。酚类化合物是天然或合成抗氧化剂的常见结构，其拥有的酚羟基结构可以供氢结合自由基，并使自由基通过苯环结构离域化，使之生成的酚基自由基能量较低，更为稳定。
天然抗氧化剂的研究使用，是近年来食品和宠物行业的非常热门的话题，伴随着消费者对食品产品安全性和绿色性的追求，天然抗氧化剂的需求更为突出。追溯至20世纪50年代，人类对天然抗氧化剂开始了漫长的研究历程，从最初的香辛料原料，逐步衍生至植物、中草药等新原料领域。至今为止，科学家们已研究提取了数百种天然抗氧化物质，对于其单体的使用效果被广泛报道。我国地域辽阔，植物资源丰富，加之我国是中草药的发源地，对数千种植物的药性和毒性有较全面深入的了解，这些也为天然抗氧化剂的原料筛选和研究提供了独特的优势。商业应用上最为常见的天然抗氧化剂，广泛分布于植物组织，主要有α、β、γ、δ四种化学结构。安全性极高，FDA评估其安全性等级为A。典型的酚类抗氧化剂，可以提供氢原子，与自由基相互结合，形成稳定的中间结构，或形成新的抗氧化成分参与反应，从而减缓链式反应 。绿茶提取物中的有效抗氧化成分，对热、酸稳定，具有天然、无毒及高效捕捉水溶性自由基的特点。典型的多羟基酚类抗氧化剂，具有很强的供氢能力，能中断自动氧化产生的氢过氧化物的链锁反应，自身形成稳定的化合物，从而阻断氧化过程。系唇形科草木植物，含有鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酸等有效成分。耐热性（200℃稳定）、耐紫外线良好，具有高效、无毒的抗氧化效果。是具有邻酚结构的酚类抗氧化剂，不仅可以吸收自由基，还能猝灭单线态氧，抑制光敏氧化反应。脂肪酸是脂类的主要组成，是一类含有一个羧酸官能团的脂肪链化合物。脂肪酸一般可分为饱和的和不饱和的，由于不饱和脂肪酸含有单个或多个双键，双键的存在导致脂肪酸更易受到自由基的攻击，从而造成不饱和脂肪酸的氧化。在实际生产过程中，含有一定鸡油或鱼油的宠物食品较易发生脂肪氧化现象，主要由于鸡油和鱼油的不饱和脂肪酸含量较高。表1 不同油脂中的脂肪酸种类
在宠物食品生产过程中，原料的质量控制是企业重点关注的环节。尤其是以富含油脂产品作为生产原料时，原料的新鲜度对终端产品的货架期稳定性具有重要影响。即使添加同含量和同型号的抗氧化剂时，使用新鲜度差的原料生产的宠物食品，其终产品的货架期也会相应的缩短。以原料鸡油为研究对象，实验结果发现，鸡油的新鲜度越差（过氧化值POV0.28），产品的氧化稳定性越低。使用新鲜度差的配方原料，会影响NPA天然抗氧化剂的使用效果，缩短产品货架期。
图2 不同新鲜度原料的氧化稳定性比较
金属催化氧化，是主要的氧化机理之一，会催化并加速食品中油脂的自动氧化反应。过渡金属可以将食品体系中氢过氧化物降解为自由基，加速脂肪氧化，是影响油脂稳定性的主要促氧剂之一。主要来源于动物组织、包装材料、添加剂和水中，如常见的铜离子和铁离子。不同抗氧化剂的抗氧化性能存在一定的差异，合成或天然、复配或单体在同一种油脂基料中可能会呈现不一样的抗氧化效果。在实际使用过程中，宠物食品制造商们需根据产品特性、贮藏环境及货架期要求等条件，综合考虑使用抗氧化剂的解决方案。氧化酸败会导致油脂中的不饱和脂肪酸氧化成氢过氧化物，进而分解产生小分子的醛、酮、酸等，醛酮化合物能与细胞内、外几乎所有的重要生物成分反应并产生毒害作用，它们可以导致多种细胞内、外的损伤。据研究表明，摄食氧化油脂可使动物肝、脾、胰、肾等内脏器官病变肿大，严重者内脏组织降解萎缩、坏死。同时脂质氧化的后果之一是营养价值的减少。油脂酸败时，宠物粮中的必需脂肪酸如亚油酸、亚麻酸会遭到破坏，导致脂肪酸的组成发生变化。除此之外，油脂氧化过程中形成高活性的自由基能破坏维生素，特别是脂溶性维生素如维生素A、维生素E、维生素D等，导致维生素缺乏症，并且氧化酸败产物也可作用于赖氨酸及含硫氨基酸，使其营养价值降低。在一些宠物食品中，颜色是产品品质的重要指标。研究表明，宠物食品中的油脂成分在氧化酸败的同时，食物本体或外加的色素成分也会被破坏，从而导致产品的颜色感官质量下降。但我们通过研究发现，面对含有一定色素成分的宠物食品，在产品生产过程中加入适量天然抗氧化剂，可以有效阻止或延缓氧化反应，稳定产品的感官特性，从而延长产品的货架期。并且在实际的货架期过程中，建议消费者对宠物食品进行避光保存，减少光照对色素成分的破坏。富含脂肪的宠物食品，在加工和货架期过程中，脂肪氧化会产生次生氧化产物，如醛类、酸类和酮类等异味挥发性物质，使宠物食品产生不良气味，并且当其浓度足够高时会产生令人厌恶的刺激性气味，可能严重影响宠物食品的适口性。
