CC BY
8
УДК 637.5
DOI 10.52231/2225-4269_2022_4_198
Доклинические испытания мясосодержащего белкового продукта
Новокшанова Алла Львовна, доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
e-mail: novokshanova@ion.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи»
Забегалова Галина Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры
e-mail: zgn81@yandex.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная академия имени Н.В. Верещагина»
Ключевые слова: доклинические испытания, мясосодержащий продукт, масса животных, общий белок крови, аланинаминотрансфе-раза, аспартатаминотрансфераза, мочевина крови, креатинин крови.
Аннотация
В доклинических испытаниях 20-ти белых растущих мышей-самцов (виварий БУВВО «Вологодская облветлаборатория», Россия) получены доказательные материалы для обоснования функциональных свойств мясосодержащего продукта из филе куриной грудки с добавлением концентрата сывороточных белков молока, шпика бокового, молока сухого, муки льняной. Массовая доля белка в продукте была не менее 30 %, жира - не более 16 %. Путем технологической обработки сырья продукту придали форму паштета без введения каких-либо стабилизаторов структуры и консервантов. В период адаптации мыши обеих групп получали комбикорма, обогащенные кормовыми добавками, витаминами и минеральными веществами. В основной период животные контрольной группы (n = 10) продолжали получать комбикорма, а животные опытной группы (n = 10) дополнительно к привычному корму получали мясосодержащий белковый продукт. При этом соотношение макронутриентов и энергетическая ценность рациона оставались та-
кими же, как в контрольной группе. По совокупности полученных данных: прирост массы тела, улучшение ряда биохимических показателей крови и общего состояния лабораторных животных - можно утверждать о хорошем усвоении разработанного мясосодержащего продукта.
Распространенным нарушением структуры питания населения является недостаточное содержание белка животного происхождения и превышение жирового компонента в рационе по сравнению с рекомендуемыми нормами физиологических потребностей [1, 2].
Одним из объяснений этой ситуации может служить высокое содержание жирового компонента в продуктах, которые для потребителя являются традиционными источниками белка: сыры, мясные полуфабрикаты, многие сорта рыб, орехи и пр. Несмотря на высокую питательную ценность такие продукты не вполне пригодны для устранения или предупреждения дефицита белка животного происхождения в рационе многих категорий граждан, включая спортсменов и лиц с высокими физическими нагрузками.
Решением этой проблемы может служить расширение ассортимента специализированных высокобелковых продуктов, а подходящими ингредиентами, способными повысить белковый профиль продукта, являются молочные белки.
При создании новой специализированной диетической лечебной и диетической профилактической пищевой продукции для использования информации об отличительных функциональных признаках, их принято обосновывать с точки зрения доказательной медицины [3, 4]. Если же обогащенный пищевой продукт содержит нутриенты с доказанной физиологической активностью и известной суточной физиологической потребностью, эта процедура не является обязательной. Тем не менее вопросы усвояемости нутриентов и доказательства питательной ценности разработанных продуктов представляют и научный, и практический интерес.
На основании проведенных ранее исследований разработана рецептура и технология мясосодержащего белкового продукта, в котором доля белка значительно повышена в сравнении с аналогами за счет белков молочной сыворотки [5, 6]. Рецептура продукта включала в порядке убывания количества: филе куриной грудки, концентрат сывороточных белков молока, шпик боковой, молоко сухое, муку льняную. В качестве пряностей использованы соль поваренная пищевая и лук репчатый. Пищевая и энергетическая ценность продукта мясосодержащего, изготовленного по разработанной технологии, представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Пищевая и энергетическая ценность продукта мясосодержащего
Массовая доля, % Значения
показателей
Белок, не менее 30,0
Жир, не более 16,0
Соль, не более 2,5
В результате технологической обработки сырья продукту придали форму паштета без введения каких-либо стабилизаторов структуры. Также продукт не содержал никаких добавленных консервантов. При этом срок годности продукта, выработанного в производственных условиях, составил 14 суток.
В работе поставлена цель - путем доклинических испытаний получить доказательные материалы в обосновании функциональных свойств мясосодержащего продукта.
Доклинические испытания с лабораторными животными выполняли в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Федеральный научный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук» (ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН).
Содержание и все манипуляции проводили, опираясь на Директиву 2010/63/EU Европейского парламента и совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях [7].
Математическую обработку экспериментальных данных проводили по результатам опытов в 3-5-кратной повторности с помощью методов статистики и регрессионного анализа с использованием персонального компьютера и пакета программного обеспечения «Microsoft Excel», «Statistik». Достоверность полученных результатов оценивали с помощью критерия Стъюдента, полученные регрессионные зависимости проверяли на адекватность экспериментальным данным по критерию Фишера [8].
В исследовании объектом наблюдений были 20 белых растущих мышей-самцов (виварий БУВВО «Вологодская облветлаборатория», Россия). В питомнике животные получали общевиварный рацион, содержащий смесь злаков (овес, геркулесовые хлопья, просо, белый хлеб в произвольном соотношении) и свежих овощей (морковь, капуста).
После подготовительного периода мышей ввели в эксперимент, который проводили совместно с сотрудниками ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН.
В течение всего периода эксперимента лабораторные животные обеих групп находились в сухой светлой комнате. Температура воздуха в помещении составляла (20±3) °С, влажность воздуха - (48±2) %, освещение - режим день/ночь с 6:00 до 17:00.
Мышей содержали в проветриваемых контейнерах из пластика с закрепленными автоматическими поилками и кормушками. Размер контейнеров составлял 300x400x260 мм. В качестве подстилки использовали крупные древесные опилки. Помимо ежедневной уборки клеток, еженедельно проводили их дезинфекцию этанолом (70 %). На время дезинфекции животных помещали в чистые запасные клетки.
Экспериментальные исследования включали два периода: адаптационный и основной. Длительность адаптационного периода составляла семь дней, основного - 10 дней. С периодичностью один раз в два дня проводили взвешивание всех животных. Среднее значение массы тела животных по группе устанавливали путем обработки полученных данных с применением Методического руководства «Биометрическая обработка лабораторных, клинических и эпизоотологических данных» [9].
Все манипуляции проводили в соответствии с Приказом Минздрава России от 01.04.2016 № 199н «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики» (зарегистр. в Минюсте России 15.08.2016 № 43232) [10].
Доступ животных к корму и воде был свободным. Корма выдавали из расчета 10 г на одно животное.
В период адаптации мыши обеих групп получали комбикорма, включающие мультизерновые гранулы (соя, пшеница, овес, подсолнечник, лен, дрожжи), сушеный банан и гранулы, обогащенные кормовыми добавками, витаминами и минеральными веществами. Пищевая и энергетическая ценность кормов представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Пищевая и энергетическая ценность рационов
Рацион Содержание, г в 100 г Энергетическая ценность/
белка жира углеводов калорийность
Общевиварныи 3,5-3,7 1,2-1,4 12,0-13,0 73-83
Комбикорма 12,0-16,0 4,1-5,0 64,0-69,0 340-360
Через семь дней адаптационного периода лабораторные животные были произвольно поделены на две группы: опытная (п = 10) и контрольная (п = 10).
В основной период животные контрольной группы продолжали получать комбикорма, а животные опытной группы дополнительно к привычному корму стали получать мясосодержащий белковый продукт. При этом соотношение макронутриентов и энергетическая ценность рациона оставались такими же, как в как в контрольной группе.
В последний день каждого периода эксперимента у всех животных брали кровь из сердца. Биохимическое исследование сыворотки крови
проводили в БУВВО «Вологодская облветлаборатория».
Исходные средние показатели массы тела были равны (17,81±0,82) г в опытной группе и (16,38±1,02) г - в контрольной (рис. 1).
2 4 7 10 13 17
День наблюдения
I Ко нтр ол ь н ап груп п а —О п ытн ая груп п а
Рисунок 1 — Изменение массы тела лабораторных животных
В течение всего периода наблюдений (17 дней) животные в опытной группе были более активны по сравнению с контролем, хорошо поедали корм. Шерстный покров у мышей в опыте был чистый, гладкий, блестящий, что говорит о хорошем усвоении белкового продукта.
Биохимические анализы крови показали, что содержание общего белка в крови животных контрольной группы не изменилось на протяжении всего основного периода и составило 57 г/л. В крови животных опытной группы наблюдали увеличение содержания общего белка с 45 г/л в начале опытного периода и до 50 г/л - в конце (рис. 2), что в относительном выражении составило 11,1 %. Это может указывать на усвоение белка мясосодержащего продукта.
57 57
45 50
НАЧАЛО ОПЫТНО ГО ПЕРИОДА КОНЕ ЦОПЫТНОГО ПЕРИОДА
Контроль иОпыт
Рисунок 2 — Содержание общего белка в крови лабораторных животных , г/л
Коррелируют с повышением содержания общего белка и другие показатели крови лабораторных животных.
Как известно, образование мочевины в здоровом организме зависит от характера питания, и с повышением белковой составляющей рациона концентрация мочевины может повышаться [11].
На фоне увеличения содержания белка в комбикормах по сравнению с общевиварным рационом в крови животных обеих групп произошло достоверное увеличение содержания мочевины (рис. 3).
У животных контрольной группы количество мочевины крови возросло с 12,68 мг% в начале опытного периода до 16,55 мг% в конце, у животных опытной группы, соответственно, - с 17,14 до 34,46 мг%. В относительном выражении увеличение этого показателя составило треть в контрольной группе и 101,1 % - в опытной, что также указывает на усвоение белка из мясосодержащего продукта животными опытной группы.
НАЧАЛО ОПЫТНО ГО ПЕРИОДА КОНЕЦОПЫЛНОГО ПЕРИОДА
Контроль «Опыт
Рисунок 3 — Увеличение содержания мочевины в крови лабораторных животных , мг%
Позитивно в данном случае можно трактовать и снижение активности клеточных ферментов: аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспар-татаминотрансферазы (АСТ).
Количество АЛТ в крови животных контрольной группы понизилось с 55 до 32 ед/л, а в крови животных опытной группы - с 52 до 38 ед/л. Количество АСТ в крови животных контрольной группы понизилось с 261 до 118 ед/л, а в крови животных опытной группы - с 192 до 153 ед/л. Хотя в доступной литературе не найдено референсных значений активности этих ферментов для мышей, снижение активности АЛТ и АСТ свидетельствует об отсутствии повреждений печени животных. Так можно утверждать потому, что к повышению уровня трансаминаз в крови приводит увеличение скорости обновления ферментов на фоне повреждения клеток печени [12].
Также в крови животных обеих групп достоверно возросло содержание креатинина (рис. 4).
На рисунке видно, что при начальном содержании креатинина в крови контрольных мышей 6,44 ммоль/л, а в крови опытных животных 5,63 ммоль/л, к концу опытно-
го периода, показатели сравнялись и достигали 23,5 ммоль/л. В относительном выражении увеличение содержания креатинина составило 365 % в контрольной группе и 417 % - в опытной. Это также может свидетельствовать о лучшем усвоении белка корма животными опытной группы и об увеличении объема мышечной массы.
Следует подчеркнуть, что в нашем случае это первая попытка проведения доклинических испытаний нового пищевого продукта. Несмо-
тря на то, что дизайн эксперимента имеет некоторые недостатки, приобретенный опыт позволит учесть их при проведении доклинических испытаний пищевых продуктов в дальнейшем.
23,5 23,5
6,44
5,63
НАЧАЛО ОПЫТНО ГО ПЕРИОДА КОНЕЦОПЫТНОГО ПЕРИОДА
Контроль в Опыт
Рисунок 4 — Содержание креатинина в крови лабораторных животных , ммоль/л
По совокупности полученных данных: прирост массы тела, улучшение ряда биохимических показателей крови и общего состояния лабораторных животных - можно утверждать о хорошем усвоении разработанного мясосодержащего продукта.
Авторы выражают благодарность заведующей отделом по изучению болезней животных инфекционной этиологии Вологодского филиала ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН Симановой Ирине Николаевне и коллективу сотрудников отдела за выполнения работ с лабораторными животными.
Литература:
1. Новокшанова, А.Л. Рацион питания спортсменов / А.Л. Но-вокшанова, Е.В. Ожиганова // Молочная промышленность. - 2012. - № 12. - С. 73;
2. Попова, А.Ю. О новых (2021) Нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации / А.Ю. Попова, В.А. Тутельян, Д.Б. Ни-китюк // Вопросы питания. - 2021. - Т. 90. - № 4. - С. 6-19.
3. ГОСТ 34006-2016. Продукция пищевая специализированная. Продукция пищевая для питания спортсменов. Термины и определения = Specialized foodstuffs. Food products for sportsmen's nutrition. Terms and definitions : международный стандарт : издание официальное :
введен впервые : введен 2018-07-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 8 с.
4. ГОСТ Р 55577-2013 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности = Specialized and functional foodstuffs. Information about the distinctive signs and efficiency claims : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен впервые : введен 2015-01-01 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - Москва : Стандартинформ, 2014. - 20 с.
5. Забегалова, Г.Н. Использование молочных белков для придания функциональных свойств мясному паштету / Г.Н. Забегалова,
A.Л. Новокшанова // Современная биотехнология: актуальные вопросы, инновации и достижения: сб. тезисов Всероссийской с междунар. участием онлайн-конференции. - Кемерово, 2020. - С. 73-74.
6. Патент РФ № 2748230 Паштет белковый функционального назначения (Опубликовано: 21.05.2021 Бюл. № 15). - URL: https:// patents.s3.yandex.net/RU2748230C1_20210521.pdf (дата обращения 23.09.2021)
7. Директива 2010/63/EU Европейского парламента и совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях. - URL: https://base.garant.ru/70350564/ ?ysclid = l9me8pxhr7184122136 (дата обращения 01.10.2020).
8. Основы планирования эксперимента: метод. пособ. для студентов специальностей «Метрология и метрологическое обеспечение» и «Стандартизация и сертификация (по отраслям пищевой промышленности)» / К.М. Хамханов. - Улан-Удэ: Восточно-сибирский государственный технологический университет, 2001. - 94 с.
9. Маринин, Е.А. Биометрическая обработка лабораторных, клинических и эпизоотологических данных: метод. руководство / Е.А. Маринин; СКЗНИВИ. - Новочеркасск, 1980. - 38 с.
10. Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики: Приказ Минздрава России от 01.04.2016 N 199н. - URL: https:// docs.cntd.ru/document/420350679?ysclid = l9mdwjlnpj705708030 (дата обращения 01.10.2020).
11. Влияние количества и качества белка в рационе на деятельность почек / А.Г. Кучер, И.Г. Каюков, A.M. Есаян, Ю.А. Ермаков // Нефрология. - 2004. - Т. 8. - № 2. - С. 14-34.
12. Василенко, В.В. Трактовка результатов печеночных проб /
B.В. Василенко // Медицинский вестник. Школа клинициста. - 2011. -№ 5. - С. 546.
References:
1. Novokshanova, A. L. The diet of athletes. Molochnaya promyshlennost'. [Dairy industry], 2012, no. 12, P. 73. - Text: direct. (in Russian)
2. Popova, A. Yu. About new (2021) Norms of physiological needs for energy and food substances for various groups of the population of the Russian Federation. Voprosy pitaniya. [Food Issues], 2021, T. 90, no. 4, pp. 6-19. - Text: direct. (in Russian)
3. State Standard 34006-2016. Produkciya pishchevaya specializirovannaya. Produkciya pishchevaya dlya pitaniya sportsmenov. Terminy i opredeleniya = Specialized foodstuffs. Food products for sportsmen's nutrition. Terms and definitions : mezhdunarodnyj standart : izdanie oficial'noe : vveden vpervye : vveden 2018-07-01. [Specialized food production. Food products for nutrition of athletes. Terms and definitions = Specialized foodstuffs. Food products for sportsmen's nutrition. Terms and definitions: international standard: official edition: introduced for the first time: introduced 2018-07-01]. Federal Agency for Technical Regulation and Metrology. Moscow: Standartinform, 2018, 8 p. - Text: direct. (in Russian)
4. State Standard R 55577-2013. Produkty pishchevye specializirovannye i funkcional'nye. Informaciya ob otlichitel'nyh priznakah i effektivnosti = Specialized and functional foodstuffs. Information about the distinctive signs and efficiency claims: nacional'nyj standart Rossijskoj Federacii : izdanie oficial'noe : vveden vpervye : vveden 2015-01-01. [Specialized and functional food products. Feature and potency information = Specialized and functional foodstuffs. Information about the distinctive signs and efficiency claims: national standard of the Russian Federation: official edition: introduced for the first time: introduced 2015-01-01]. Federal Agency for Technical Regulation and Metrology. Moscow: Standartinform, 2014, 20 p. - Text: direct. (in Russian)
5. The use of milk proteins to give functional properties to meat paste. Sbornik tezisov Vserossijskoj s mezhdunarodnym uchastiem onlajn-konferencii «Sovremennaya biotekhnologiya: aktual'nye voprosy, innovacii i dostizheniya». [Collection of abstracts of the All-Russian online conference with international participation «Modern biotechnology: topical issues, innovations and achievements.»]. Kemerovo, 2020, pp. 73-74. - Text: direct. (in Russian)
6. Patent of the Russian Federation No. 2748230. [Functional protein paste]. Available at: URL: https://patents.s3.yandex.net/ RU2748230C1_20210521.pdf (Date of Access 23.09.2021) - Text: electronic. (in Russian)
7. Direktiva 2010/63/EU Evropejskogo parlamenta i soveta Evropejskogo Soyuza ot 22 sentyabrya 2010 goda po ohrane zhivotnyh, ispol'zuemyh v nauchnyh celyah. [Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of the European Union of September 22, 2010 on the protection of animals used for scientific purposes]. Available at: URL: https://base.garant.ru/70350564/?ysclid = l9me8pxhr7184122136. (Date of Access 01.10.2020) - Text: electronic. (in Russian)
8. Osnovy planirovaniya eksperimenta: Metodicheskoe posobie dlya studentov special'nostej «Metrologiya i metrologicheskoe obespechenie» i «Standartizaciya i sertifikaciya (po otraslyam pishchevoj promyshlennosti)». [Fundamentals of experiment planning: Methodological guide for students of the specialties «Metrology and metrological support» and «Standardization and certification (for food industry)»]. Ulan-Ude: East Siberian State Technological University, 2001, 94 p. - Text: direct. (in Russian)
9. Marinin, E. A. Biometricheskaya obrabotka laboratornyh, klinicheskih i epizootologicheskih dannyh: Metodicheskoe rukovodstvo. [Biometric processing of laboratory, clinical and epizootological data: Methodological guide]. Novocherkassk, 1980, 38 p. - Text: direct. (in Russian)
10. Prikaz Minzdrava Rossii ot 01.04.2016 N 199n «Ob utverzhdenii Pravil nadlezhashchej laboratornoj praktiki». [Order of the Ministry of Health of Russia dated April 1, 2016 N 199n «On Approval of the Rules for Good Laboratory Practice»]. Available at: URL: https://docs.cntd.ru/document/ 420350679?ysclid = l9mdwjlnpj705708030 (Date of Access 01.10.2020) -Text: electronic. (in Russian)
11. Kucher, A.G. The influence of the quantity and quality of protein in the diet on the activity of the kidneys. Nefrologiya. [Nephrology], 2004, Vol. 8, no. 2, pp. 14-34. - Text: direct. (in Russian)
12. Vasilenko, V.V. Interpretation of the results of liver tests. Medicinskij vestnik. SHkola klinicista. [Medical Bulletin. Clinician School], 2011, no. 5, P. 546. - Text: direct. (in Russian)
Preclinical testing of meat-containing protein product
Novokshanova Alla Lvovna, Doctor of Sciences (Technology), Associate Professor, Leading Researcher of the Laboratory of Food Biotechnology and Specialized Products
e-mail: novokshanova@ion.ru
Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety
Zabegalova Galina Nikolaevna, Candidate of Sciences (Technology), Associate Professor of the Department of Milk and Dairy Products Technology
e-mail: zgn81@yandex.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshchagin»
Keywords: preclinical tests, meat-containing product, animal mass, total blood protein, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, blood urea, blood creatinine.
Abstract
In preclinical tests of 20 white growing male mice (vivarium of the Vologda Regional Veterinary Laboratory, Russia), evidence materials were obtained to substantiate the functional properties of a meat-containing product from chicken breast fillet with the addition of whey protein concentrate of milk, side fat, dry milk, flaxseed flour. The mass fraction of protein in the product was at least 30%, fat - no more than 16%. By technological processing of raw materials, the product was given the shape of a paste without the introduction of any structure stabilizers and preservatives. During the adaptation period, mice of both groups received compound feeds enriched with feed additives, vitamins and minerals. During the main period, the animals of the control group (n = 10) continued to receive compound feed, and the animals of the experimental group (n = 10) received a meat-containing protein product in addition to the usual feed. At the same time, the ratio of macronutrients and the energy value of the diet remained the same as in the control group. According to the totality of the data obtained: body weight gain, improvement of a number of biochemical parameters of blood and the general condition of laboratory animals, it can be argued about the good assimilation of the developed meat-containing product.
