CC BY
71FOOD INDUSTRY
УДК 637.5
СТРЕССОУСТОЙЧИВОСТЬ КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА МЯСА С НЕХАРАКТЕРНЫМ ХОДОМ АВТОЛИЗА
The Quality of the Meat from an Uncharacteristic Course of Autolysis and Stress
Горлов Н.Ф., Тихонов С.Л., Тихонова Н.В. GorlovI.F., TikhonovS.L., Tikhonova N.V.
Ключевые слова:
мясо; автолиз; качество; стресс;
стрессоустойчивость; стессчувствительность
Реферат
Современные технологии откорма крупного рогатого скота и свиней позволяют обеспечить реализацию генетического потенциала мясной продуктивности, но при интенсификации животноводства возникают проблемы, обусловленные образованием мясного сырья с нехарактерным ходом автолиза; существует вид мясного сырья,который характеризуется низким значением рН (менее 5,2).
По мнению ученых, на качество мяса убойных животных существенно влияет стресс. Появление мяса качества PSE связано с восприимчивостью животного и его откликом на стрессовую ситуацию. Например, специфика биохимических процессов в свинине обусловлена развитием Porcine Stress Syndrome (PSS) - синдрома свиного стресса.
Авторами статьи проведено исследование влияния процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности цыплят-бройлеров разной стрессовой устойчивости на качество мяса. Для определения стрессоустойчиво-сти цыплят-бройлеров были отобраны 219 цыплят кросса «Арбор Эйкерс» в возрасте 34 суток в условиях птицефабрики ООО «Бектыш» (Челябинская область). Стрессовую устойчивость определяли посредством определения уровня глюкозы в крови стрессированных цыплят-бройлеров, который устанавливали с помощью глюкометра «Accu-Check Performa Nano» в период развития стадии тревоги и стресса через 30-50 мин после введения 60-70 %-ного раствора скипидара (стрессора) в количестве 0,1-0,2 мл в область бородки. Установлено, что у стрессоустойчивых цыплят-бройлеров активность антиперекисных ферментов выше по сравнению со стрессчуствительными. Так, количество каталазы в плазме стрессоустойчивой птицы выше на 17,1 %, супероксиддисмутазы - на 18,7 %.
В процессе хранения мяса возрастает перекисное число в образцах мяса. Пере-кисное число после 3; 5 и 7 суток хранения в образцах охлажденного мяса стресс-чувствительных цыплят-бройлеров составляет 0,25; 0,38 и 0,78 ммоль активного кислорода на 1 кг. Перекисное число опытных образцов мяса стрессоустойчивых цыплят-бройлеров ниже на 25,0 %; 31,6 и 45,0 % после 3; 5 и 7 суток хранения соответственно. Кислотное число мяса стрессоустойчивых цыплят-бройлеров группы ниже на 14,3 %; 28,0 и 32,5 % после 3; 5 и 7 суток хранения. Существует гипотеза, согласно которой уровень внутриклеточных ферментативных антиоксидантов находится под генетическим контролем. Таким образом, можно предположить, что уровень чувствительности к стресс-факторам контролируется генами, отвечающими за стрессоустойчивость. Из этого следует, что основной причиной образования мяса с отклонениями в процессе автолиза является стресс, а так как развитие стресса контролируется генами, то для предупреждения образования мяса с PSE- и DFD-^ой-ствами необходимо проводить отбор сельскохозяйственных животных и птицы не только по показателям продуктивности, но и по уровню стрессоустойчивости.
Abstract
The modern technologies of the cattle and hog fattening operation allow fulfilling genetic potential of the meat productivity. Besides, the animal breeding intensification arises problems associated with generating meat for-processing with irrelevant autolysis process. In this case one of the meat for-processing species is characterized by the low pH-index (less than 5.2).
By the scientists view, stress has the substantial impact on the slaughter meat quality. Occurring of the quality PSE meat is associated with the animal sensibility and its stress response. For example, the biochemical process characteristics in pork are determined by the Porcine Stress Syndrome (PSS) extension.
The authors have conducted a study to the lipid peroxidation processes and antioxi-dant activity of broiler chicken with different stress resistance on the meat quality. To determine the broiler chicken stress resistance 219 chickens of the "Arbor Acres" cross aged 34 days in the conditions of the poultry farm LLC "Bektysh" (Chelyabinsk area) were selected. Determination of the stress resistance was conducted by examining the level of glucose in the stressed broiler chickens blood using the glucometer "Accu-Check Performa Nano" within alert phase extension in 30-50 minutes after the 60-70% turpentine injection (stressor) at a rate of 0.1-0.2 ml in the beard area. The non-peroxygen enzyme activity of the stress resistant broiler chickens stated to be higher compared to stress sensitive broiler chickens. So, the amount of the catalase in plasma of the stress resistant chicken is 17.1 % higher and superoxide dismutase is 18.7% higher, respectively.
Peroxygen amount in the meat samples increases during the meat storage. The perox-ygen number after 3; 5 and 7 days of storage in chilled meat samples of chicken broilers amounts to 0.25; 0.38 and 0.78 millimole of the active oxygen per 1 kg respectively. The peroxygen amount in the meat samples of the broiler chickens under the stress is below by 25.0 %; 31.6 and 45.0 % after 3; 5 and 7 days of storage respectively. The meat acid index of the stress resistant broiler chickens group is below by 14.3 %; 28.0 and 32.5 % after 3, 5 and 7 days of storage, respectively. There is the hypothesis that the intracellular antioxygen fermentation level is under the genetic control and is determined by the genetic. Therefore, one can assume that the stress factors sensitivity level is controlled by genes responsible for the stress resistance. Based on the above, the main reason for the meat production with the autolysis deviation is stress. Therefore, one can assume that the stress factors sensitivity level is controlled by genes responsible for the stress resistance. Based on the above, the main reason for the meat production with the autolysis deviation is stress. While stress-controlled genes cause the stress development, to prevent the meat production with PSE and DFD characteristics is obligatory to select farm animals and poultry not only by productivity characteristics but also the level of stress resistance.
Keywords:
meat; autolysis; quality; stress;
stress resistance
Современные технологии откорма крупного рогатого скота (КРС) и свиней позволяют обеспечить реализацию генетического потенциала животных мясной продуктивности [9], но в процессе интенсификации животноводства возникают проблемы, обусловленные образованием мясного сырья с нехарактерным ходом автолиза. В качестве подтверждения вышесказанному отметим, что, в частности, мясо с низким значением рН (менее 5,2) бледное, дряблое, водянистое (Pale, Soft, Exudative - PSE), с рыхлой консистенцией, с выделением мясного сока, кислым запахом; мясо с высоким конечным значением pH (более 6,2) - темное, жесткое, сухое (Dark, Firm, Dry - DFD), с грубой волокнистостью, липкое.
Реализация бледной, мягкой и экссудативной свинины приводит к ежегодным потерям в свиноводстве в 100 млн дол. [21. P. 65].
Важным идентификационным показателем мяса с нехарактерным ходом автолиза является цвет, который существенно влияет на другие характеристики и кулинарно-технологические свойства. Для мяса DFD характерна темная окраска, и потребители при визуальном осмотре считают его недоброкачественным.
В работе [4] утверждается, что показатель светлоты мяса зависит от содержания общих пигментов и состояния поверхности, а желтизна и краснота - от соотношения производных мио-глобина. Миоглобин при контакте с кислородом воздуха превращается в оксимиоглобин (MbO),
который и придает свежий ярко-розовый цвет мясу. Под воздействием света и воздуха образуется метмиоглобин (MetMb), при этом мясо приобретает коричнево-серый цвет, что указывает на признаки DFD. Установлено, что светлота является более стабильным показателем, менее подверженным воздействию внешних факторов и, следовательно, более объективным при оценке принадлежности сырья к определенной группе качества.
Авторы [5] рекомендуют сортировать мясо на качественные группы с использованием показателя светлоты L, величина которого коррелирует с изменением значения рН и количества гемо-вых белков мяса.
Для идентификации группы качества говядины предложена шкала «светлота рН24», в дополнение к которой можно использовать комплекс показателей рН: «светлота L» и «индекс красноты А/В».
Для идентификации мяса используют коэффициент отражения, выявляющий объективные отличия мяса PSE и DFD.
Авторы [5] также констатируют, что существенным недостатком мяса с DFD-свойствами, наряду с темным цветом, является то, что оно легко подвергается порче из-за высоких величин рН и водосвязывающей способности.
При хранении мяса с высокой рН увеличиваются высокомолекулярные фракции;при этом наблюдаются существенные изменения актино-миозиновой фракции, поддерживающие относительно высокий и стабильный уровень гидро-фильности этого мяса в процессе последующего хранения, что и определяет высокое значение показателя влагосвязывающей способности мяса DFD [26. Р. 42].
В мясе с PSE-свойствами в первые часы после убоя происходит стремительный распад гликогена и усиленное накопление молочной кислоты, что приводит к сдвигу рН в кислую сторону и возникновению фона микробиологической загрязненности, но низкая влагоудерживающая способность и насыщенность цвета затрудняют технологическую переработку и уменьшают выход готовых изделий [1. С. 35].
Зарубежные исследователи в своей работе [30] утверждают, что продукция из PSE-мяса обладает плохой текстурой и водоудерживающей способностью, и, следовательно, для улучшения качества необходимо исследовать текстуру и во-доудерживающую способность, и тогда количество PSE-свинины, включенное в продукт, можно увеличить.
Конечные значения рН - наиболее убедительный показатель качества мяса [3]. По мнению исследователей, это связано с высокой степенью
корреляции между pH24 и водосвязывающей способностью [33. P. 631]. Окончательный показатель рН, используемый для дифференциации PSE-мяса, находится в интервале 5,5-5,7. Коэффициенты корреляции рассчитывают для индикации качества. Очевидно, что самые высокие коэффициенты корреляции имеют место между конечной величиной рН, потерями мясного сока и цветностью (бледность).
Обнаружена закономерность в соотношении начальной и конечной величин рН с показателем потери сока в образцах мяса хряков [24; 28]. Соотношение между конечной величиной рН и потерей мясного сока было описано линейным уравнением
Потеря сока = 33,6728 - 5,04 х pH24.
В работе [6] отмечается следующее: снижение степени свежести мяса связано с накоплением гексаметилциклотрисилоксана (15,6-62,8 мг/кг), этинилэтилбензолов (32,1-40,0 мк/г), цикло-циклогептатриена (82,6-94,9 мг/кг), этилбен-зальдегидов (9,9-31,9 кг/кг), диэтилбензолов (0,9-20,5 мг/кг) и других веществ, что обусловливает наиболее выраженные изменения в PSE-и DFD-мясе. С практической точки зрения использование метода определения гистамина обеспечит более объективную сортировку мясного сырья по степени свежести, особенно с пороками PSE и DFD.
Как отмечается в процитированной выше работе [1], для свинины с PSE-свойствами напряжение сдвига и усиление резания поперек волокон выше (89,4 кПа и соответственно 1,55 Па х 10-5) в сравнении со свининой NOR (57,2 кПа и соответственно 1,51 Па х 10-5), а для говядины DFD ниже (57,4 кПа и соответственно 1,45 Па х 10-5) по сравнению с говядиной NOR (68,3 кПа и соответственно 1,57 Па х 10-5).
Снижение качества мяса происходит неодинаково в разных частях туши: больше всего страдают мышцы спины и бедер, составляющие наиболее ценные мясные части туши [8].
Мышечные волокна, как правило, делятся на три группы в зависимости от биохимических и функциональных свойств:
1-я группа - 13 % STO (медленно сокращающиеся и окисляющиеся), красные волокна;
2-я группа - 17 % FTO (быстро подвергаются окислительной порче), могут быть как белые, так и красные волокна;
3-я группа - 70 % FTG (быстро меняющийся гликолиз), белые волокна.
Авторами нескольких исследований четкие различия в структуре мышц были обнаружены между свиньями с разной стрессоустойчивостью [28; 33].
Белок мяса свинины с PSE-пороком характеризуется небольшим количеством фракций с молекулярной массой выше 210 кДа и большой долей белковых фракций с молекулярной массой от 100 до 50 кДа; то же наблюдается в белковых фракциях с молекулярной массой от 50 до 15 кДа [13; 17].
В термически не обработанной свинине PSE выделяют шестнадцать четко выраженных белковых фракций и четыре минорные. Так, в свинине PSE с молекулярной массой менее 100 кДА можно визуализировать две четко выраженные белковые фракции и одну минорную; в свинине PSE с молекулярной массой от 50 до 100 кДа - четыре белковые фракции, одна из которых минорная; наибольшее количество белковых фракций расположено в области с молекулярными массами от 20 до 50кДа - одиннадцать; в области низкомолекулярных белковых фракций (< 20кДа) можно отметить две белковые фракции, одна из которых минорная [16. P. 57].
При производстве мясных продуктов технологическим решением по рациональному использованию мясного сырья с отклонениями в процессе автолиза могут являться режимы температурной обработки и применение пищевых добавок.
Более интенсивно деструктивные изменения белков протекают в мясе группы PSE. Для мяса данной группы требуется найти возможность понижения конечной точки температурной обработки. Авторами [15] предлагается для снижения денатурационных изменений белков и, как следствие, для уменьшения потерь массы, улучшения показателей нежности и сочности продуктов из свинины PSE регулировать режим термической обработки. При этом акцент должен быть сделан на критической, с учетом де-натурационных и качественных изменений белков, температуре -55 °C. Например, режимом температурной обработки свинины с пороками автолиза «Lowtemperature - Longtime (LT - LT)» является длительная температурная обработка мясного сырья при низких температурах.
Кроме соответствующей термообработки, к технологическим решениям по рациональному применению сырья с PSE- и DFD-свойствами можно отнести использование камедей и других гидроколлоидов, а также белков растительного происхождения.
Ввиду того, что белки обладают повышенными функциональными характеристиками (образование и стабилизация эмульсий, образование гелей), применение растительного белка для решения проблем мясного сырья PSE и DFD признано весьма эффективным [2]. При переработке мяса с DFD-свойствами рекомендуется приме-
нять низкомолекулярные регуляторы рН среды (например, фосфаты, ГДЛ и др.) и молочную сыворотку. Хотя фосфатные смеси и способствуют повышению рН, водосвязывающей способности фаршей, их использование не решает проблем, обусловленных другими свойствами сырья, а именно таких, как эмульгирующая способность и интенсивная окраска; наоборот, добавляются новые проблемы (ухудшается структура мышечной ткани, поверхность мяса становится скользкой).
Молочная сыворотка считается лучшей для человека по питательности, но применение ее может быть ограничено только из-за ее стоимости. Автор работы [2] считает, что альтернативой концентрированной белковой молочной сыворотке может служить молочно-белковая комплексная высокофункциональная добавка «Ньюмил», производимая компанией «Партнер М» по голландской технологии.
Для улучшения цветовых характеристик и получения стабильной окраски продукта рекомендуется использовать препарат На^х фирмы <£опао> - натуральный белковый продукт из плазмы коров. Он весьма выгоден для решения проблем цвета продукта, особенно при использовании мяса DFD, так как придает продуктам натуральный цвет, улучшает восприятие и подчеркивает контраст между жировой и мышечной тканью. Кроме того, как считает автор [2], стабильность цвета, которую обеспечивает препарат На^х, значительно выше, чем создают природный мясной пигмент миоглобин и его производные, реагируя с нитритом, применяемым в вареных мясных продуктах.
Причины образования мяса нетрадиционного качества разнообразны: воздействие стресс-факторов, погрузка, транспортировка, разгрузка убойных животных, совместная предубойная выдержка разнополых особей, нарушение рекомендуемой продолжительности периода голодной выдержки перед убоем, несоблюдение параметров электрооглушения, несбалансированность рациона по основным пищевым и биологическим показателям питания и его смена, генетическая предрасположенность к стрессу и многие другие.
Бельгийские исследователи [30] на основании результатов изменения рН мяса, его электропроводности и влагосвязывающей способности через 30 мин и 24 ч после убоя выявили тенденцию увеличения мяса с PSE-свойствами в течение весенних, летних и осенних месяцев (апрель - сентябрь) по сравнению с зимним периодом (декабрь - март). Опытным путем было установлено, что предубойная выдержка животных в летнее время в течение 2 и 4 ч, а в зимнее в течение 2 ч снижала долю PSE-свинины.
Как отмечается в [11], состав пищевого рациона, его сбалансированность по основным пищевым и биологическим показателям являются важными факторами формирования качества мяса. Несбалансированность рациона по белку отрицательно сказывается на качестве мяса: нарушается ход автолиза, изменяется pH, появляются пороки PSE или DFD.
Появление мяса с PSE-признаками связано с восприимчивостью животного и его откликом на стрессовую ситуацию. Так, длительная транспортировка без кормления снижает качество мяса. Исследования, проведенные в Испании [24], показали, что для снятия усталости от транспортного стресса достаточно трех часов отдыха. По результатам исследований [32], на качество мяса свиней влияет даже место в кузове трейлера при транспортировке.
Специфика биохимических процессов в свинине обусловлена развитием PSS (Porcine Stress Syndrome) - синдрома свиного стресса. Преду-бойный стресс приводит к усиленному прижизненному распаду гликогена, незначительному снижению величины pH мышечной ткани в ходе автолиза, при этом уровень pH темного сухого мяса остается в пределах 6,4-6,8 [12]. Напротив, стресс перед убоем провоцирует ускоренный распад гликогена, значительный сдвиг pH в кислую сторону [31]. Так, через 45 мин после убоя рН составляет 5,4, что приводит к образованию мяса с PSE-признаками. Ускоренный гликолиз связан с повреждением саркоплазматической сетки в PSE-мышечной ткани и освобождением Ca2+ [23]. Кроме того, в PSE-мышечной ткани в процессе автолиза ионы кальция высвобождаются из саркоплазматического ретикулума не в той степени, как в NOR-мясе, что также препятствует развитию глубокого посмертного окоченения в экссудативной мышечной ткани [27].
Исследователи отмечают корректирующие действия к проблеме мяса с PSE- и DFD-свой-ствами, а не предупреждающие, хотя предупреждение образования сырья с отклонениями в процессе автолиза (например, посредством устранения стресса перед убоем и оценки качества мяса каждой туши для предоставления информации с целью оптимизации племенного поголовья) может свести к минимуму производство некачественного мяса [31].
Избежать образования мяса с PSE-признаками позволяет использование антистрессовых препаратов, способствующих нормализации процесса послеубойного распада гликогена в мышечной ткани животных [29].
Убой животных - один из наиболее ответственных этапов производства мяса. Появление пороков PSE и DFD зависит от продолжитель-
ности оглушения. Для обеспечения качества мяса необходимо, чтобы оглушение животного вызвало только обморочное состояние, но при этом сохраняло работу сердца [21].
На качество мяса влияет порода. Например, гибридные свиньи превосходят чистопородных по технологическим свойствам и мясной продуктивности; мясо свиней крупная белая х ландрас х дюрок относится к мясу NOR, что делает его более ценным [11].
В связи с тем что восприимчивость свиней к стрессу наследуется как единичный рецессивный ген, свиней принято разделять по генотипу на две группы: стрессчувствительные и стрессоустойчивые. Породы пьертен, шведский йоркшир относятся к первому генотипу, а крупная белая, дюрок, честерские - ко второму [3].
Установлено [10], что наиболее стрессоустойчивыми породами являются: крупная белая, новый тип «крупная белая константиновская», ландрас, гемпшир, а также породосочетания: крупная белая х ландрас; крупная белая х гемпшир; крупная белая х дюрок и др.
Селекция свиней, обеспечивающая интенсивное производство мяса, по данным исследования, проведенного учеными Финляндии [27], приводит к увеличению доли бледного, мягкого, водянистого мяса с PSE-признаками, характеризующегося низкой водосвязывающей способностью. Мясные свиньи имеют наследственно выраженную недостаточность обмена веществ в мышцах, которая является основой для возникновения PSE-свинины [22].
Генетическая предрасположенность к PSS является не менее весомой причиной возникновения мяса со свойствами PSE и DFD, так как особенности послеубойных биохимических процессов в мышечной ткани на 20,0-40,0 % определяются генетическими факторами, породностью и селекцией [12].
Также авторы вышеназванной работы [22] установили, что нехарактерные посмертные изменения структурно-функциональных свойств скелетных мышц, приводящие к ухудшению качества мяса, происходят у отдельных животных. У свиней и птицы преобладают признаки PSE, что обусловлено их генетической предрасположенностью к PSS (синдрому свиного стресса). С учетом изложенного производителям свинины рекомендуется использовать всю имеющуюся информацию для определения наличия гена PSS в стаде.
Сегодня методы обнаружения PSS-восприим-чивых животных стали более технологически доступными. Одним их средств, используемых производителями свиней с PSS для определения статуса племенного стада, является ДНК-тест (за-
патентован в университете г. Торонто, Канада). Этот молекулярный тест отличается простотой определения PSS, позволяет быстро выделить все три PSS-генотипа (NN, Nn и nn) с точностью почти 100 % [25]. Испытания проводят на молекуле ДНК, выделенной из мышечной ткани, волос, жировой ткани, капли крови. В целях выявления стрессчувствительных свиней была проанализирована кровь всех животных. ДНК-тест для свиней с синдромом стресса показал наличие гена рианодина (RYR1).
Рианодин (ryanodine) - RN-рецептор, по мнению [27], является главным геном, оказывающим влияние на конечное значение pH мяса. Установлено, что ген рианодин рецепторов [RYR1] является причинно-следственной мутацией для PSS. Исследование структуры скелетных мышц свиней с различными RYR1-генотипами указывает на различия в диаметре всех трех типов мышечных волокон. У стрессчувствительных животных отмечается увеличенный диаметр мышечных волокон. В современных исследованиях причин образования мяса с отклонениями в процессе автолиза особое внимание уделяется анализу генома, что, возможно, позволит расширить знания о мышечной биологии и определить критерии отбора сельскохозяйственных животных и птицы с высоким качеством мяса.
PSS-ген оказывает негативное влияние на ре-продуктивность и качество туши [23], поэтому производителям мяса следует приобретать или производить свиноматок без гена PSS и постепенно ими заменять старых.
Использование генных технологий позволит регулировать конечное значение pH и другие показатели качества мяса в популяции свиней.
Таким образом, реакция на действие стресс-факторов обусловливается генетикой и является основной причиной образования мясного сырья с отклонениями в процессе автолиза. Стресс - это механизм, запускающий развитие окислительного стресса в организме животного. Вместе с тем общепринятого определения окислительного стресса нет: одни исследователи определяют его как интенсификацию процессов свободнорадикального окисления, другие (например, [20]) - как дисбаланс между продукцией оксидантов, инициирующих процессы свободно-радикального окисления, и активностью системы антиоксидантной защиты организма, нейтрализующей эти процессы.
В период стресса активизируются процессы пе-рекисного окисления липидов (ПОЛ), происходит смещение прооксидантно-антиоксидантного равновесия. При этом продукты ПОЛ являются как индукторами, так и первичными медиаторами стресса.
Вопросы влияния перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы (АО) убойных животных и сельскохозяйственной птицы на качество мяса остаются мало изученными. Известно, что мясо кур вследствие высокого содержания в нем полиненасыщенных, мононенасыщенных жирных кислот и негеминового железа Fe3+ и Fe2+ в сравнении с другими видами мяса наиболее подвержено процессам перекисного окисления липидов.
Нами проведено исследование влияния процессов ПОЛ и АО цыплят-бройлеров разной стрессовой устойчивости на качество мяса. Для определения стрессоустойчивости цыплят-бройлеров были отобраны 226 цыплят кросса «Арбор Эйкерс» в возрасте 34 суток в условиях птицефабрики ООО «Бектыш» (Челябинская область, пос. Бектыш).
Определение стрессовой устойчивости проводилось путем исследования уровня глюкозы в крови стрессированных цыплят-бройлеров с помощью глюкометра «Accu-Check Performa Nano» в период развития стадии тревоги и стресса через 30-50 мин после введения 60-70%-ного раствора скипидара (стрессора) в количестве 0,1-0,2 мл в область бородки. Согласно полученным данным концентрация глюкозы в крови 11,5 ммоль/л и более указывает на то, что цыплята-бройлеры являются стрессчувствительными, менее стрессоустойчивыми [18]. Установлено, что из 226 цыплят 157 являются стрессоустойчивыми и 69 - стрессчувствительными.
К процессам перекисного окисления липидов относятся диеновые конъюгаты (ДК), образующиеся в молекуле жирной кислоты и представляющие собой соединения с сопряженными двойными связями. Увеличение количества ДК в плазме крови указывает на усиление процесса пероксидации липидов.
Продуктами свободнорадикального окисления липидов считаются основания Шиффа, в которых имеется фрагмент -N=C< [7; 14].
Авторами статьи установлено, что содержание полиеновых оснований в гептановой фракции липидов у стрессоустойчивых цыплят достоверно ниже на 8,6 %; диеновых коньгатов - на 7,2; кетодиенов с сопряженными триенами - на 21,2; основание Шиффа ниже на 20,0%.
В организме птицы существует защитный механизм, предотвращающий избыточное накопление продуктов перекисного окисления липидов в виде антиоксидантной системы, состоитящий из двух звеньев:
• ферментативное, представленное оксиредук-тазными (глутатионредуктаза и др.) и антипере-кисными (каталаза, супероксиддисмутаза (СОД) и др.) ферментами;
• неферментативное, представленное полипептидами, водо- и жирорастворимыми витаминами, тиолсодержащими аминокислотами, флавоноидами, каротиноидами и другими соединениями.
Антиоксидантная система организма птицы представляет собой комплекс биологически активных химических веществ, способных ослаблять свободнорадикальное окисление органических соединений активными формами кислорода (АФК).
Ферментативное и неферментативное звенья антиоксидантной системы обеспечивают стабильный физиологический уровень АФК, в том числе уровень свободных радикалов, но если количество АФК превышает норму, то возникает окислительный стресс.
Авторами статьи проведены исследования содержания основных ферментов антиоксидант-ной защиты у цыплят разной стрессоустойчиво-сти, в частности таких, как супероксиддисмутаза (СОД) и каталаза (Кат).
Роль фермента СОД заключается в связывании супероксида аниона, при этом катализируется превращение высокореакционного радикала в относительно менее активный пероксид водорода и молекулярный кислород.
Окислительное состояние катиона металла осциллирует между п и п+1.
Супероксиданион, менее токсичный в сравнении с другими АФК, является первичным продуктом восстановления кислорода и предшественником иных форм АФК. Также широкое участие в ферментативных реакциях синтеза простагландинов и в метаболизме ксенобиотиков позволяет рассматривать СОД как фермент, выполняющий не только защитную, но и регуля-торную функцию, так как СОД является ключевым звеном системы регуляции стационарной концентрации супероксидного аниона [14].
Каталаза является гемосодержащим ферментом группы гидропероксидаз, катализирующим окислительно-восстановительную реакцию разложения пероксида водорода.
Роль каталазы в антиоксидантной защите организма заключается в том, что она препятствует накоплению Н2О2 и, следовательно, ослабляет негативное влияние окислительного стресса на клетку [7; 19].
Установлено, что у стрессоустойчивых цыплят-бройлеров активность антиперекисных ферментов выше, чем у стрессчуствительных. Так, количество каталазы в плазме у стрессоустойчивой птицы выше на 17,1%, супероксид-дисмутазы - на 18,7 %. Полученные данные согласуются с данными по образованию ПОЛ в период стресса.
Основным субстратом ПОЛ являются моно-и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), входящие в состав клеточных мембран, а также липопротеинов.
В ходе исследования содержания жирных кислот в мясе цыплят-бройлеров нами установлено, что общая сумма жирных кислот, в том числе мононасыщенных и полинасыщенных (ПНК), в образцах мяса стрессчувствительных и стрессоустойчивых цыплят-бройлеров достоверно не отличается, и, следовательно, количество мононасыщенных и полинасыщенных жирных кислот не влияет на интенсивность процессов окисления мяса.
О степени окислительной порчи мяса судят по перекисному числу (ПЧ). В процессе хранения оно возрастает в образцах мяса. Например, после 3; 5 и 7 суток хранения в образцах охлажденного мяса стрессчувствительных цыплят-бройлеров данный показатель составляет 0,25; 0,38 и 0,78 ммоль активного кислорода на 1 кг мяса. Перекисное число опытных образцов мяса стрессоустойчивых цыплят-бройлеров ниже на 25,0 %; 31,6 и 45,0 % после 3; 5 и 7 суток хранения соответственно.
Кислотное число - один из основных показателей качества продуктов. В процессе производства этот показатель характеризует глубину гидролитического распада, а в процессе хранения - указывает на окислительную порчу наряду с другими характерными показателями. Например, кислотное число мяса стрессоустойчивых цыплят-бройлеров исследованной группы ниже на 14,3%; 28,0 и 32,5%, чем стрессчувствительных цыплят после 3; 5 и 7 суток хранения соответственно.
Обнаруженное выраженное повышение окислительной порчи продукта мяса стрессчувствительных цыплят-бройлеров отражает фактическое окисление при низком значении активности антиоксидантной защиты и высоком показателе накопления продуктов ПОЛ.
Согласно результатам проведенных исследований степень окислительных изменений в охлажденном мясе зависит от реактивности антиоксидантной системы организма птицы и образования продуктов ПОЛ. Ослабление ан-тиоксидантной активности и активация свобод-норадикального окисления липидов в плазме крови цыплят-бройлеров усиливают процессы окисления мяса.
Существует гипотеза, что уровень внутриклеточных ферментативных антиоксидантов находится под генетическим контролем. Следовательно, можно предположить, что уровень чувствительности к стресс-факторам контролируется генами.
Исходя из вышеизложенного, можно констатировать, что основной причиной образования мяса с отклонениями в процессе автолиза является стресс, а так как развитие стресса контролируется генами, то для предупреждения образования мяса с PSE- и DFD-cвойствами необходимо проводить отбор сельскохозяйственных животных и птицы не только по показателям продуктивности, но и по уровню стрессоустойчивости.
Таким образом, причины образования мяса нетрадиционного качества разнообразны (влияние стресс-факторов, генетическая предрасположенность, нарушение рационов кормления и технологических режимов выращивания
сельскохозяйственных животных, продолжительность оглушения при убое и др.) и могут возникнуть как на стадии производства, так и при переработке. Но основной причиной образования мяса с PSE- и DFD-свойствами является восприимчивость организма убойных животных и птицы к стрессам, контролируемая генами. Следовательно, согласно гипотезе авторов, для предупреждения образования мяса с отклонениями по качеству в процессе автолиза рекомендуется проводить отбор сельскохозяйственных животных и птицы не только по показателям продуктивности, но и по уровню стрессоустойчи-вости.
Библиографический список
1. Бажов Г.М., Крыштоп Е.А., Бараников А.И. Технологическая характеристика свинины с пороками PSE и DFD // Научный журнал Кубанскго государственного аграрного университета имени И. Т. Трубилина. 2013. № 9. С. 35-38.
2. Булычев И.Н. Пищевые ингредиенты для использования мясного сырья с признаками PSE и DFD // Мясная индустрия. 2010. № 5. С.52-53.
3. Влияние стресса свиней на качество мясного сырья / Ю. В. Та-тулов, Т. В. Косачева, С.А. Кузнецова и др. // Мясная индустрия. 2009. № 7. С. 54-56.
4. Ву Т.А., Фам Т.Т., Габараев А.Н. Взаимосвязь цветовых и спектральных характеристик NOR-, PSE-, DFD-свинины // Мясная индустрия. 2009. № 6. С. 33-34.
5. Гуринович Г.В. Теоретическое и экспериментальное обоснование принципов использования нетрадиционных видов сырья и технологии продуктов: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Кемерово, 2006.
6. Жаринов А.И., Серегин И.Г., Резвых А.В. Определение свежести и безопасности мясного сырья // Мясная индустрия. 2013. № 2. С. 12-15.
7. Зенков, Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс. М.: Изд-во МАИК «Наука»; Интерпериодика, 2001.
8. Зеньков К.С., Лосьмакова С.И., Ковалева З.И. Влияние стресса на биохимические показатели крови свиней // Научные основы развития животноводства в СССР. Киев: Урожай, 1979. Вып. 9.
9. Иванов С., Кишенько И., Крыжова Ю. Исследование качественных показателей сырья мясоперерабатывающей отрасли Украины // Maisto chemia ir technologia. 2013. №. 1. T. 47. С. 58.
10. Коломиец Н.Н. Комплексная оценка качества мясного сырья, полученного от свиней разных генотипов с целью определения промышленно пригодных генотипов: дис. . канд. техн. наук. М., 2006.
11. Комарова Ю.В., Ковалева О.А. Продуктивность и мясные качества свиней в зависимости от рационов кормления // Мясная индустрия. 2014. № 8. С. 56-57.
12. Кудряшов Л.С., Кудряшова О.А. Влияние стресса животных на качество мяса // Мясная индустрия. 2012. № 1. С. 18-21.
Bibliography
1. Bazhov G.M., Kryshtop E.A., Baranikov A.I. Tehnologicheskaja harakteristika svininy s porokami PSE i DFD // Nauchnyj zhur-nal Kubanskgo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta imeni I. T. Trubilina. 2013. № 9. S. 35-38.
2. Bulychev I.N. Pishhevye ingredienty dlja ispol'zovanija mjasnogo syr'ja s priznakami PSE i DFD // Mjasnaja industrija. 2010. № 5. S. 52-53.
3. Vlijanie stressa svinej na kachestvo mjasnogo syr'ja / Ju. V. Tatulov, T. V. Kosacheva, S.A. Kuznecova i dr. // Mjasnaja industrija. 2009. № 7. S. 54-56.
4. Vu T.A., Fam T.T., Gabaraev A.N. Vzaimosvjaz' cvetovyh i spek-tral'nyh harakteristik NOR-, PSE-, DFD-svininy // Mjasnaja industri-ja. 2009. № 6. S. 33-34.
5. Gurinovich G.V. Teoreticheskoe i jeksperimental'noe obosnovanie principov ispol'zovanija netradicionnyh vidov syr'ja i tehnologii produktov: avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk. Kemerovo, 2006.
6. Zharinov A.I., Seregin I.G., Rezvyh A.V. Opredelenie svezhesti i bezo-pasnosti mjasnogo syr'ja // Mjasnaja industrija. 2013. № 2. S. 12-15.
7. Zenkov, N.K., Lankin V.Z., Men'shhikova E.B. Okislitel'nyj stress. M.: Izd-vo MAIK «Nauka»; Interperiodika, 2001.
8. Zen'kov K.S., Los'makova S.I., Kovaleva Z.I. Vlijanie stressa na bio-himicheskie pokazateli krovi svinej // Nauchnye osnovy razvitija zhivotnovodstva v SSSR. Kiev: Urozhaj, 1979. Vyp. 9.
9. Ivanov S., Kishen'ko I., Kryzhova Ju. Issledovanie kachestvennyh po-kazatelej syr'ja mjasopererabatyvajushhej otrasli Ukrainy // Maisto chemia ir technologia. 2013. №. 1. T. 47. S. 58.
10. Kolomiec N.N. Kompleksnaja ocenka kachestva mjasnogo syr'ja, poluchennogo ot svinej raznyh genotipov s cel'ju opredelenija pro-myshlenno prigodnyh genotipov: dis. ... kand. tehn. nauk. M., 2006.
11. Komarova Ju.V., Kovaleva O.A. Produktivnost' i mjasnye kachestva svinej v zavisimosti ot racionov kormlenija // Mjasnaja industrija. 2014. № 8. S. 56-57.
12. Kudrjashov L.S., Kudrjashova O.A. Vlijanie stressa zhivotnyh na kachestvo mjasa // Mjasnaja industrija. 2012. № 1. S. 18-21.
13. Lisicyn A.B. Tehnologicheskie aspekty povyshenija jekzotrofich-eskoj jeffektivnosti promyshlennoj pererabotki mjasnogo syr'ja: dis. v forme nauch. dokl. na isk. uchenoj stepeni d-ra tehn. nauk. M., 1997.
13. Лисицын А.Б. Технологические аспекты повышения экзотрофи-ческой эффективности промышленной переработки мясного сырья: дис. в форме науч. докл. на иск. ученой степени д-ра техн. наук. М., 1997.
14. Окислительный стресс: природа, вклад в патогенез, защита и диагностика / Х.З. Брайнина, Е.Л. Герасимова, Я.Е. Казаков, М.Я. Ходос; под ред. Г.К. Будникова // Химический анализ в медицинской диагностике. 2010. Т. 11. С. 132-163.
15. Чернуха И.М., Шалимова О.А., Радченко М.В. Трансформация миофибриллярных и саркоплазматических белков PSE-сви-нины при термообработке // Мясная индустрия. 2013. № 5. С. 24-27.
16. Шалимова О.А., Радченко М.В. Изменение суммарной белковой фракции мышечной ткани мяса свинины с био- и физико-химической спецификой в процессе варки при различных температурах // Russian Jornal of Agricultal and Socio-Economic Scienses. 2012. № 3. С. 57.
17. Шипулин В.И. Принципы разработки альтернативных вариантов рациональных технологий мясных продуктов нового поколения с адаптированными пищевыми добавками: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Ставрополь: Сев.-Кав. гос. техн. ун-т, 2009.
18. Шихалев С.В., Тихонов С.Л. Определение стрессоустойчивости цыплят-бройлеров // Продовольственный рынок: состояние, перспективы, угрозы: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. (Екатеринбург, 18-19 ноября 2015 г.). Екатеринбург: Изд-во УрГЭУ, 2015. С. 114-118.
19. Янковский О.А. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты). СПб.: Изд-во «Игра», 2000.
20. Abuja, Р.М., Albertini R. Methods for monitoring oxidative stress, lipid peroxidation and oxidation resistance of lipoproteins // Clinica Chimica Acta. 2001. Vol. 306. Iss.1-2. Р. 1-17.
21. Сomparison of CO2 stunning with mannal electrical stunning (50 Hz) of pigs on carcass and meat quality / H. A. Channon. et al. // Meat science, 2012. № 60(1):63-8. Р. 65.
22. Cooper C. C. et al. Capillary distribution and tiber characteristics in skelefal muscle of stress - suneptible animal // Food Science. 1989. P. 25.
23. Identification of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia / J. Fujii, K. Otsu, F. Zorzato et al. //Science. 1991. № 253 (5018). P. 448-451.
24. Influence of lairage time on some welfare and meat quality parameters in pigs / M. P. Perez, J. Palacio, M. P. Santolaria et al. Veterinary Research. 2002. № 33. P. 239-250.
25. Klont R. E. Effect of dantrolene treatment on muscle metabolism and meat quality of anesthetized pigs of different halothane genotypes // Jornal of Animal Science. 1994. № 72. P. 2008-2016.
26. Lengerken G. von, Maak S., Wicke M. Muscle metabolism and meat quality of pigs and poultry // Veterinarija ir zootechnika. 2002. T. 20. Р. 42.
27. Pardo-Gonzalez J. E., Perez-Sempere J.I. Quality control in the meat industry: Application of the HACCP system in the manufacturing line of fresh suasages // Food Technology. Ital. Process and packade. 2000. Vol. 19. P. 21-27.
28. Structural and functional characteristics of muscle fibres in pigs with different malignant hyperthermia susceptibility [MHS] and different meat quality / I. Fiedler, K. Ender, M. Wicke et al. // Meat Science. 1999. № 7. P. 9-15.
14. Okislitel'nyj stress: priroda, vklad v patogenez, zashhita i diagnosti-ka / H.Z. Brajnina, E.L. Gerasimova, Ja.E. Kazakov, M.Ja. Hodos; pod red. G.K. Budnikova // Himicheskij analiz v medicinskoj diagnostike. 2010. T. 11. S. 132-163.
15. Chernuha I.M., Shalimova O.A., Radchenko M.V. Transformacija mi-ofibrilljarnyh i sarkoplazmaticheskih belkov PSE-svininy pri termoo-brabotke // Mjasnaja industrija. 2013. № 5. S. 24-27.
16. Shalimova O.A., Radchenko M.V. Izmenenie summarnojbelkovoj frakcii myshechnoj tkani mjasa svininy s bio- i fiziko-himicheskoj specifikoj v processe varki pri razlichnyh temperaturah // Russian Jornal of Agricultal and Socio-Economic Scienses. 2012. № 3. S. 57.
17. Shipulin V.I. Principy razrabotki al'ternativnyh variantov racion-al'nyh tehnologij mjasnyh produktov novogo pokolenija s adaptiro-vannymi pishhevymi dobavkami: avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk. Stavropol': Sev.-Kav. gos. tehn. un-t, 2009.
18. Shihalev S.V., Tihonov S.L. Opredelenie stressoustojchivosti cy-pljat-brojlerov // Prodovol'stvennyj rynok: sostojanie, perspektivy, ugrozy: sb. st. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Ekaterinburg, 18-19 nojabrja 2015 g.). Ekaterinburg: Izd-vo UrGJeU, 2015. S. 114-118.
19. JankovskijO.A. Toksichnost' kisloroda i biologicheskie sistemy (jevoljucionnye, jekologicheskie i mediko-biologicheskie aspekty). SPb.: Izd-vo «Igra», 2000.
20. Abuja, R.M., Albertini R. Methods for monitoring oxidative stress, lipid peroxidation and oxidation resistance of lipoproteins // Clinica Chimica Acta. 2001. Vol. 306. Iss.1-2. R.1-17.
21. Comparison of CO2 stunning with mannal electrical stunning (50 Hz) of pigs on carcass and meat quality / H. A. Channon. et al. // Meat science, 2012. № 60(1):63-8. R. 65.
22. Cooper C. C. et al. Capillary distribution and tiber characteristics in skelefal muscle of stress - suneptible animal // Food Science. 1989. P. 25.
23. Identification of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia / J. Fujii, K. Otsu, F. Zorzato et al. // Science. 1991. № 253 (5018) P.448-451.
24. Influence of lairage time on some welfare and meat quality parameters in pigs / M. P. Perez, J. Palacio, M. P. Santolaria et al. Veterinary Research. 2002. № 33. P. 239-250.
25. Klont R. E. Effect of dantrolene treatment on muscle metabolism and meat quality of anesthetized pigs of different halothane genotypes // Jornal of Animal Science. 1994. № 72. P. 2008-2016.
26. Lengerken G. von, Maak S., Wicke M. Muscle metabolism and meat quality of pigs and poultry // Veterinarija ir zootechnika. 2002. T. 20. R. 42.
27. Pardo-Gonzalez J. E., Perez-Sempere J.I. Quality control in the meat industry: Application of the HACCP system in the manufacturing line of fresh suasages // Food Technology. Ital. Process and packade. 2000. Vol. 19. P. 21-27.
28. Structural and functional characteristics of muscle fibres in pigs with different malignant hyperthermia susceptibility [MHS] and different meat quality / I. Fiedler, K. Ender, M. Wicke et al. // Meat Science. 1999. № 7. P. 9-15.
29. The NAF domain defines a novel protein-protein interaction module conserved in Ca2+-regulated kinases / V. Albrecht, O. Ritz, S. Linder, K. Harter, J. Kudla // The EMBO Journal. 2001. R. 1051-1063.
30. The prevalence of PSE characteristics in pork and cooked ham - Effects of season and lairage time / V. Van de Perre, A. Ceustermans, J. Leyten, R. Geers // Meat Science. № 86 (2). 2010. R. 391-397.
29. The NAF domain defines a novel protein-protein interaction module conserved in Ca2+-regulated kinases / V. Albrecht, O. Ritz, S. Linder, K. Harter, J. Kudla // The EMBO Journal. 2001. P. 1051-1063.
30. The prevalence of PSE characteristics in pork and cooked ham -Effects of season and lairage time / V. Van de Perre, A. Ceustermans, J. Leyten, R. Geers // Meat Science. № 86 (2). 2010. P. 391-397.
31. Variations in pork quality / R.G. Kauffman, R.G. Cassens, A. Scherer, D.L. Meeker. Des Moines: National Pork Producerbi Council publication, 1992. P. 185-186.
32. Welfare of Pigs Being Transported over Long Distances Using a PotBelly Trailer during Winter and Summer / J. A. Correa, H. Gonyou, S. Torrey et al. // Animals. 2014. № 4. P. 200-213.
33. Wicke M., Lengerken G. von, Maak S., Fiedler I. Vorhersage von PSE-Fleisch mittels biochemischer und orphologischer Merkmale der Skelettmuskulatur am lebenden Schwein // Arch Tierzucht. 1993. № 36. P. 631-638.
Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН, заслуженный деятель науки, научный директор
Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции
400131, РФ, г. Волгоград, ул. Маршала Рокоссовского, 6
Doctor of Agriculture Science, Professor, Member of the Academy of Science, Honored scientist, Scientific Director
Volga R&D Establishment of the Meat and Dairy Products Production and Processing 400131, Russia, Volgograd, Marshala Rokossovskogo St., 6
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой пищевой инженерии Уральский государственный экономический университет 620144, РФ, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта/Народной Воли, 62/45
Doctor of Engineering Science, Professor, Head of the Engineering Department Ural State University of Economics
620144, Russia, Ekaterinburg, 8 March St./Narodnoy Voli St., 62/45
Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры пищевой инженерии Уральский государственный экономический университет 620144, РФ, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта/Народной Воли, 62/45
Doctor of Engineering Science, Associate Professor, Professor of the Engineering Department Ural State University of Economics
620144, Russia, Ekaterinburg, 8 March St./Narodnoy Voli St., 62/45
31. Variations in pork quality / R.G. Kauffman, R.G. Cassens, A. Scherer, D.L. Meeker. Des Moines: National Pork Producery Council publication, 1992. R. 185-186.
32. Welfare of Pigs Being Transported over Long Distances Using a Pot-Belly Trailer during Winter and Summer / J. A. Correa, H. Gonyou, S. Torrey et al. // Animals. 2014. № 4. P. 200-213.
33. Wicke M., Lengerken G. von, Maak S., Fiedler I. Vorhersage von PSE-Fleisch mittels biochemischer und orphologischer Merkmale der Skelettmuskulatur am lebenden Schwein //Arch Tierzucht. 1993. № 36. P. 631-638.
Горлов
Иван Федорович
Gorlov
Ivan Fedorovich
Тел./Phone: (442) 39-10-48 E-mail: [email protected]
Тихонов
Сергей Леонидович
Tikhonov
Sergey Leonidovich
Тел./Phone: (343) 221-27-66 E-mail: [email protected]
Тихонова
Наталья Валерьевна
Tikhonova Natalya Valeryevna
Тел./Phone: (343) 221-27-66 E-mail: [email protected]
