CC BY
18
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 616:636.2-664
А. М. Ежкова, Г. Я. Сафиуллина, Д. В. Ежков, К. Г. Валеулов
НАНОСТРУКТУРНЫЕ АГРОМИНЕРАЛЫ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ
И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЯСА
Ключевые слова: кормовая добавка, говядина, органолептические, физико-химические, бактериологические и микроскопические показатели.
Длительное введение наноструктурного вермикулита в кормление быков не оказало отрицательного влияния на санитарно-гигиенические характеристики говядины. Улучшилось качество мяса: снизилось содержание солей кадмия в 1,5-3,0 и свинца в 1,2-1,4раза, увеличилась концентрация водородных ионов на 0,3-1,2% и активность процессов созревания говядины, повысилась дегустационная оценка бульонов. В говядине не выделены патогенные микроорганизмы, в том числе Salmonella, Listeria monocytogenes и бактерии группы кишечной палочки. Количество микробных клеток в мазках-отпечатках мяса быков, получавших минеральные добавки, было меньше на 6,2-18,7%, в сравнении с контрольными аналогами.
Key words: fodder additive, beef, organoleptic, physicochemical, bacteriological and microscopic indicators.
Long-term introduction of nanostructured vermiculite into the feeding of bulls did not adversely affect the sanitary and hygienic characteristics of beef. The quality of meat has improved: the content of cadmium salts has decreased by 1,53,0 and lead by 1,2-1,4 times, the concentration of hydrogen ions has increased by 0,3-1,2% and the activity of the maturing of beef has increased, the degustation estimate has increased broths. Bovine does not contain pathogenic microorganisms, including Salmonella, Listeria monocytogenes and E. coli bacteria. The number of microbial cells in smears-prints of bull meat that received mineral supplements was less by 6,2-18,7%, in comparison with control analogues.
Введение
В основу государственной программы «Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года» входит долгосрочное улучшение санитарно-гигиенических, биологических и пищевых характеристик продуктов питания [1].
Реализация генетического потенциала сельскохозяйственных животных по продуктивности и качеству продукции возможна при балансировании их рационов кормовыми добавками. Добавки нового поколения позволяют влиять на качественные характеристики мяса, повышать его биологическую и пищевую ценность. В последние годы все больше применяются функциональные и интерактивные кормовые добавки, отвечающие требованиям организма животных и способные доставлять питательные вещества более эффективно и адресно [2].
В виде кормовых добавок широко используют природные нерудные минералы и их активированные аналоги. Агроминералы богаты биогенными макро- и микроэлементами, восполняют минеральное питание сельскохозяйственных животных, стимулируют процессы пищеварения и повышают усвояемость питательных веществ, вследствие чего усиливается естественная резистентность организма к негативным факторам, увеличивается продуктивность животных и улучшается качество продукции [3]. Среди природных агроминералов вермикулит является одним из эффективных восполнителей минерального питания в организме животных и сорбентом токсинов [4].
На современном этапе перспективными стали нанотехнологии, способные революционизировать традиционное представление о кормовых и пищевых производствах [5-7]. Многие исследователи считают наноструктурные кормовые добавки эффективными, положительно влияющими на статус здоровья животных и их продуктивность. Данные по действию наноструктур на санитарно-гигиенические показатели, биологическую безопасность мяса в научной литературе ограничены.
В связи с этим, целью работы стало исследование органолептических, физико-химических и микробиологических показателей мяса быков, получавших в кормлении разные дозы наноструктурного вермикулита.
Материалы и методы исследования
Кормовую добавку наноструктурный вермикулит изготавливали из вспученного (термо-, механо-активированного) вермикулита Татарского месторождения Красноярского края Российской Федерации. Химический состав его представлен, в %: SiO2
- 42,6; ТЮ2 - 1,2; А1203 - 11,3; Fe2Oз - 15,9; FeO -0,3; МпО - 0,1; СаО - 1,6; MgO - 19,2; №20 - 0,3; К20 - 4,5; Р205 - 0,2; SO3 - 0,03; п.п.п. - 2,8. Минеральный состав представлен, в %: опалкристобалит
- 5,0-7,0; клиноптилолит - 20,0-30,0; кальцит - 8,010,0; монтмориллонит - 7,0-15,0; гидрослюда - 26,050,0; опалтридимид - 8,0-12,0 [8].
В условиях животноводческого предприятия ООО «Агрофирма АЮ» Арского района РТ провели научно-производственный опыт. Были сформированы пять групп животных по 25 быков в возрасте 15
месяцев. Быков I контрольной группы содержали на основном рационе (ОР), животные II опытной группы дополнительно к ОР получали вермикулит в оптимальной дозе в количестве 1,0% к сухому веществу рациона, быки III, IV, V опытных групп - нано-структурный вермикулит соответственно в количествах 1,0%, 0,6% и 0,2%. Продолжительность введения кормовых добавок в рацион быков составила 90 суток. Технологический убой быков проводили в возрасте 18-19 месяцев в убойном цехе хозяйства.
Послеубойный ветеринарно-санитарный осмотр туш проводили согласно «Правилам ветеринарного осмотра убойных животных и ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов».
Мясо, полученное от быков, оценивали в соответствие с нормативными документами ГОСТ 726979 «Мясо. Методы отбора образцов и органолепти-ческие методы определения свежести» и СанПиН 2.3.2.1078-01. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов.
Значение концентрации водородных ионов (рН) мясного экстракта определяли по ГОСТ Р 51478-99 (ИСО 2917-74). «Мясо и мясные продукты. Контрольный метод определения концентрации водородных ионов (рН)». Наличие продуктов первичного распада белков, количество летучих жирных кислот определяли в соответствии с ГОСТ 23392-78 «Мясо. Методы химического и микроскопического анализа свежести».
Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) определяли по ГОСТ Р 54354-2011 «Мясо и мясные продукты. Общие требования и методы микробиологического анализа». Патогенные микроорганизмы в т. ч. сальмонеллы и Listeria monocytogenes определяли по ГОСТ 32031-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения бактерий Listeria monocytogenes». Исследование количества бактерий группы кишечных палочек (БГКП) проводили по ГОСТ Р 50454-92. «Мясо и мясные продукты. Обнаружение и учет предполагаемых колиформных бактерий и Еsсhеriсhiа сой».
Исследования говядины на содержание тяжелых металлов выполняли согласно ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов» и МУК 4.1.986-00 «Методы контроля. Химические факторы. Методика выполнения измерений массовой доли свинца и кадмия в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом электротермической атом-но-абсорбционной спектрометрии».
Цифровые показатели, полученные при выполнении работы, анализировали по стандартным программам вариационной статистики согласно пакету программ Microsoft Office Excel-2007.
Результаты исследований и обсуждение
При предубойном осмотре быков и послеубой-ной ветеринарно-санитарной экспертизе туш и внутренних органов быков контрольной и опытных групп визуально патологических изменений не установлено. Туши по внешнему виду были анало-
гичны между собой, степень обескровливания их была хорошей. Состояние внутренних органов оценивали визуально по внешнему виду, цвету и целостности поверхностей. Внутренние органы были пропорциональны по величине, имели специфическую для каждого органа окраску, без повреждений, кровоизлияний, налетов и новообразований.
По органолептическим показателям туши опытных животных визуально не отличались от контрольных, имели корочку подсыхания бледно-красного цвета. На разрезе мясо было плотное, упругое, мышцы были слегка влажными, на фильтровальной бумаге не оставляли влажного пятна, цвет мышц был интенсивно красный, свойственный свежей говядине. Запах мяса у быков всех групп был специфический, свойственный свежему говяжьему мясу. Жир имел белую окраску, был без посторонних запахов, твердой консистенции, при раздавливании крошился. Сухожилия были упругие, плотные, поверхность суставов гладкая, блестящая.
Образующаяся при надавливании пальцем на мясо ямка выравнивалась в течение 20,0-35,0 сек. Наиболее длительное выравнивание было у контрольных образцов, самое быстрое - в мясе животных, получавших кормовую добавку вермикулит. Введение разных доз наноструктурного вермикулита в рацион быков способствовало уменьшению времени выравнивания ямки при надавливании на 10-13 секунд (табл. 1).
Таблица 1 - Органолептические показатели мяса
Показатели Г руппа (n=5)
I II III IV V
Площадь мышечного глаз- 2 ка, см 62,4± 1,8 68,0± 1,1 63,0± 2,2 70,7± 1,6 69,7± 0,8
Время выравнивания ямки, сек 35,0± 0,3 20,1± 0,2 21,4± 0,3 25,0± 0,9 22,8± 0,6
Дегустационная оценка бульона, балл 8,5± 0,1 8,8± 0,3 8,6± 0,2 8,9± 0,4 8,7± 0,3
Была определена площадь мышечного глазка длиннейшей мышцы (гп. Longissmus dorsi) на поперечном срезе между 12-13-м ребрами. Наибольшая площадь мышечного глазка зафиксирована у быков, получавших в кормлении вермикулит и нанострук-турный вермикулит в дозах 0,2-0,6% к рациону.
При проведении пробы варки бульоны из мяса быков всех групп имели специфический запах свежей говядины, визуально были прозрачными, жир на их поверхностях собирался в виде желтоватых капель и расползался по поверхности бульонов. По сумме баллов по показателям прозрачности, цвета, аромата, вкуса, консистенции и крепости наилучшие результаты имели бульоны из мяса быков, получавших в составе рациона вермикулит в дозе 1,0% и
наноструктурный вермикулит в дозе 0,6% к рациону.
Физико-химические показатели являются одними из важных показателей оценки свежести мяса. Определение их производится с целью обнаружения в мясе промежуточных продуктов распада белков и жира, которые можно обнаружить до проявления органолептических изменений в мясе. При жизни животного величина рН мышц колеблется около 7,2, через один час после убоя животного эта величина падает до 6,2-6,3, а через 24 часа снижается до 5,65,8 [9, 10]. Величина рН мясного экстракта, полученного от опытных и контрольных быков, была в пределах нормативных границ для свежего мяса. В говядине контрольных быков величина рН была 5,69±0,06, у получавших вермикулит - 5,76±0,02, у получавших разные дозы наноструктурного вермикулита показатель был выше и колебался в пределах от 5,71±0,03 до 5,78±0,03 (Р<0,05).
Количество летучих жирных кислот в мясе быков контрольной и опытных групп не имело существенных различий, и было в пределах от 3,35±0,27 до 3,57±0,19 мг КОН на 100 г мяса для опытной говядины и 3,60±0,54 мг КОН в мясе контрольных животных, что не превышало допустимого уровня для свежего мяса.
Качественная реакция на присутствие продуктов первичного распада белков была отрицательной во всех образцах мяса контрольной и опытных групп, что свидетельствовало о свежести и доброкачественности говядины по истечению первых суток после убоя.
Реакция на пероксидазу при исследовании говядины от опытных и контрольных быков была положительной, и характеризовала мясо, как полученное от здоровых животных.
При исследовании говядины контрольных и опытных животных установлено, что содержание солей кадмия и свинца не превышали допустимых концентраций (по СанПиНу - для кадмия 0,05 и свинца 0,5 мг/кг), что обусловлено содержанием быков в регионе наименьшей степени техногенной нагрузки РТ и использованием кормов собственного производства [11].
Установлено, что в говядине опытных быков количество тяжелых металлов было меньше, чем у контрольных аналогов в 1,5-3,0 раза по кадмию (Р<0,05) и в 1,2-1,4 раза по свинцу (Р<0,05), что по нашему мнению, обусловлено высокими сорбцион-ными свойствами вермикулита и наноструктурного вермикулита (рис. 1).
Проведен микробиологический анализ мяса контрольных и опытных быков. Показатели количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) в говядине контрольных и опытных быков существенно не различались, находились в пределах 1,46*103-1,62х103 КОЕ/г и были существенно ниже предельных нормативных значений - 1х104 КОЕ/г (табл. 2).
Патогенная микрофлора, в том числе микроорганизмы рода Salmonella, Listeria monocytogenes в 25 г каждой пробы, бактерии группы кишечной палочки (БГКП) в 0,01 г каждой пробы не выделены.
0,15 -0,13 -0,11 -0,09 -0,07 -0,05 -0,03 -0,01 --0,01 -1 0 0,03 гЬ £ 0 0,02 Й ,1 гЩ мг/ 0,01* Г* кг 0,1 А 0 0,01 г* ,1 А 0 0,02 Й ,1 гЩ
1 1 1 1 1 I II III IV V □ Кадмий □ Свинец
Рис. 1 - Содержание тяжелых металлов в мясе
Таблица 2 - Микробиологические исследования говядины
Показатели Группа(n=5)
I II III IV V
КМАФАнМ, КОЕ/г 1,62 х103 1,53 х103 1,46 х103 1,50 х103 1,55 х103
не более 1*104, КОЕ/г
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. Salmonella, в 25 г каждой пробы не выделены
в 25 г каждой пробы не допускается
Listeria mono-cytogenes, в 25 г каждой пробы не выделены
в 25 г каждой пробы не допускается
Бактерии группы кишечной палочки (БГКП) в 0,01 г каждой пробы не выделены
в 0,01 г не допускается
Бактериоскопия мазков-отпечатков 1,60± 0,02 1,40± 0,01 1,30± 0,04* 1,50± 0,02 1,40± 0,04
не более 10 микробных клеток в поле зрения
* Р<0,05
Микроскопические исследования мазков-отпечатков мяса показали отсутствие следов распада мышечной ткани. Наблюдали единичные кокки в мазках-отпечатках контрольных и опытных образцов мяса от 1,30±0,04 до 1,60±0,02 микробных клеток. Полученные результаты свидетельствовали о свежести мяса контрольных и опытных быков.
Количество микробных клеток, в мазках- отпечатках мяса быков, получавших наноструктурный вермикулит, было достоверно меньше на 6,2-18,7% (Р<0,05), в сравнении с контрольными показателями. В мазках-отпечатках мяса быков, получавших вермикулит, кокков было меньше контрольных аналогов на 12,5%. Наименьшее количество микробных клеток установлено в мясе быков, получавших 1,0% нано-структурного вермикулита, что хорошо согласуется со снижением содержания влаги и увеличением минеральных веществ в говядине быков этой групп.
Заключение
Длительное введение наноструктурного вермикулита в рацион быков на откорме не оказывало отрицательного влияния на ветеринарно-санитарные показатели говядины. По органолептическим и физико-химическим характеристикам мясо соответствовало требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.
Введение наноструктурного вермикулита в рацион быков способствовало улучшению качества мяса. Повышалась дегустационная оценка мясных бульонов по показателям прозрачности, цвета, аромата, вкуса, консистенции и крепости. В мясе увеличилась концентрация водородных ионов на 0,3-1,2%, что характеризовало высокую активность процесса созревания мяса. Улучшение показателей качества говядины происходило за счет снижения в мясе количества кадмия в 1,5-3,0 и свинца в 1,2-1,4 раза.
Мясо быков, получавших к основному рациону добавки наноструктурного вермикулита, по результатам бактериологических и микроскопических исследований характеризовалось как свежее и доброкачественное, соответствовало нормативным требованиям биологической безопасности. Количество микробных клеток в мазках-отпечатках мяса опытных животных было достоверно меньше контрольных на 6,2-18,7%.
Полученные результаты позволяют положительно оценить перспективу применения наноструктур-ного вермикулита в кормлении быков с целью улучшения качества мяса.
Литература
1. Распоряжение Правительства Российской Федерации «Об утверждении Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года» от 29 июня 2016 года №1364-р [Электронный ресурс]. -Режим доступа:
http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/000120160
7050014?index=8&rangeSize=1 (Дата обращения: 05.07.2017).
2. S.J. Bunglavan, A.K. Garg, R.S. Dass, S. Shrivastava, Review article. Use of nanoparticles as feed additives to improve digestion and absorption in livestock. Livestock research international, 2, 3, 36-47 (2014).
3. А.М. Ежкова, А.Х. Яппаров, И.А. Яппаров, В.О. Еж-ков, Коррекция содержания солей тяжелых металлов бентонитами в системе «почва-растение-животное-животноводческая продукция» в регионах различной степени техногенной нагрузки / Казань: Центр инновационных технологий, 2008. - 340 с.
4. А.М. Гертман, Т.С. Самсонова, Способы коррекции обменных процессов при незаразной патологии продуктивных коров в условиях техногенных провинций Южного Урала. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 1, 65-68 (2014).
5. X. He, Huey-Min Hwang, Nanotechnology in food science: functionality, applicability, and safety assessment. Journal of food and drug analysis, 11, 1-11 (2016).
6. S. Peddinti, Nanotechnology Applications in Food Indus-try-A Review. Journal of Pharmaceutics and Nanotechnology, 4, 100-107 (2016).
7. K. Srinivas, Sustainable agriculture based on nanotechnol-ogy. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 7, 5, 1681-1689 (2016).
8. Г.Я. Сафиуллина, Физико-химические и структурные свойства наноразмерного вермикулита. В сб. «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 13-14 апреля 2016). - Казань: Издательство «БРИГ», 2016. С. 303-304.
9. В.Я. Пономарев, Ежкова Г.О., Р.Э. Хабибуллин, Методы исследования мяса и мясных продуктов: лабораторный практикум. - Казань: Казан. гос. технол. ун-т, 2006. 60 с.
10. М.Ф. Боровков, В.П. Фролов, С.А. Серко, Ветеринар-но-санитарная экспертиза с основами технологии и стандартизации продуктов животноводства: учебник. - СПб.: Издательство «Лань», 2007. 448 с.
11. А.М. Ежкова, А.Х. Яппаров, В.О. Ежков, Р.Н. Фай-зрахманов, Г.Я. Сафиуллина, Д.В. Ежков, М.Г. Газизов, Содержание тяжелых металлов в говядине при различной степени техногенной нагрузки. Вестник технологического университета,19, 20, 179-182 (2016).
© А. М. Ежкова - д-р биол. наук, доцент, проф. каф. пищевой инженерии малых предприятий КНИТУ, [email protected]; Г. Я. Сафиуллина - препод. каф. технологии мясных и молочных КНИТУ, [email protected]; Д. В. Ежков - магистр той же кафедры, [email protected]; К. Г. Валеулов - ассистент той же кафедры, [email protected].
© A. M. Ezhkova - Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Food engineering of small enterprises of the Kazan national research technological University, [email protected]; G. Ya. Safiiillina - Teacher of the Department of Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, : [email protected]; D. V. Ezhkov - Graduate student of the Department of Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, [email protected]; K G. Valeulov - Assistant of the Department of Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, [email protected].
