Изменение аминокислотного состава говядины при концентратном откорме крупного рогатого скота
- Авторы: Кабанов В.Д.1, Тишенков П.И.1, Тимошенко Ю.И.1, Шевяков А.Н.2, Хасанова Л.В.2, Кожаринова Ю.С.2
-
Учреждения:
- МГАВМиБ – Московская ветеринарная академия имени К.И. Скрябина
- Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства
- Выпуск: № 3 (2019)
- Страницы: 63-37
- Раздел: Ветеринария и зоотехния
- URL: https://snv63.ru/2500-2082/article/view/15235
- DOI: https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/3/63-67
- ID: 15235
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье изучена питательная ценность говядины, полученной на концентратном откорме крупного рогатого скота, по содержанию в ней жира, протеина и входящих в его состав аминокислот. Образцы на химический анализ отбирали из длиннейшего мускула спины (Musculus longissimus dorsi). Для сравнительного анализа были взяты три образца: два из говядины и один из свинины. Первый образец приготовили из говяДины традиционного откорма (Iт.о.), второй — из «мраморной» (IIк.о.) и третий — из свинины (IIIс.). Первый и третий образцы отбирали из охлажденной продукции, реализуемой в свежем виде, на поперечном разрезе полутуши по последнему ребру. В качестве второго образца использовали готовый продукт, реализуемый в целлофановом вакуумном пакете под фирменным названием «Медальон из мраморной говядины», полученной на зерновом откорме крупного рогатого скота «ангус черный» (правильное название — абердин- ангусская порода) в течение 200 дней. Химический анализ проводили в исследовательском центре ФНЦ «ВНИТИП» РАН в 2018 г. Химический и аминокислотный состав изучен в воздушно-сухом веществе мышечной ткани. Установлено, что в мышечной ткани говядины, полученной на концентратном откорме, содержалось протеина на 20—23% меньше, а жира примерно в 5 раз больше, чем в мышце свинины и говядины, полученной на традиционном откорме. Суммарное содержание аминокислот концентратной группы было на 23,4% меньше, чем в мышце крупного рогатого скота при стандартном кормлении и на 19,6% меньше, чем в мышце свиней. Ухудшение питательной ценности говядины происходит из-за увеличения в ней жира и снижения концентрации всех без исключения аминокислот, входящих в состав глобулярных и фибриллярных белков.
Ключевые слова
Полный текст
В условиях интенсификации животноводства все большее значение приобретает усиление контроля за качеством получаемой продукции. Это вызвано и ускорением роста животных под влиянием стимуляторов, других биологически активных веществ, и применением новых технологий производства. В связи с этим мы поставили задачу изучить питательную ценность появившейся в торговой сети говядины, полученной на концентратном откорме крупного рогатого скота, по содержанию в ней жира, протеина и входящих в него аминокислот и сравнить с говядиной, полученной по традиционной технологии, и свининой.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Готовую мясную продукцию для исследований приобретали в одном из торговых центров Москвы. Образцы на химический анализ отбирали из длиннейшего мускула спины (Musculus longissimus dorsi). Для сравнительного анализа были взяты три образца: два из говядины и один из свинины. Первый образец приготовили из говядины традиционного откорма (I т.о.), второй — из «мраморной» (II к.о.) и третий — из свинины (III с.). Первый и третий образцы отбирали из поперечного разреза охлажденной полутуши по последнему ребру. В качестве второго образца использовали готовый продукт в целлофановом вакуумном пакете под фирменным названием «Медальон из мраморной говядины», полученной на зерновом откорме крупного рогатого скота «ангус черный» (правильное название — абердин-ангусская порода) в течение 200 дней.
Химический анализ проводили в исследовательском центре ФНЦ «ВНИТИП» РАН в 2018 году. Химический и аминокислотный состав изучен в воздушно-сухом веществе мышечной ткани (табл. 1 и 2).
Показатель | Проба | ||
I говядина (т.о.) | II говядина (к.о.) | III свинина (с.) | |
Влага первоначальная, % | 75,23 | 65,16 | 75,15 |
Протеин, % | 83,58 | 60,39 | 80,52 |
Жир, % | 6,83 | 35,41 | 7,22 |
Зола, % | 4,16 | 2,68 | 6,36 |
Таблица 1. |
Химический состав мышечной ткани в воздушно-сухом веществе |
Обращают внимание большие различия по химическому составу мышечной ткани, полученной из, так называемой, «мраморной говядины» при концентратном откорме по сравнению как с говядиной традиционного откорма, так и свининой. В мышечной ткани говядины второй группы было меньше протеина (60,4%) и больше жира (35,4%) в сравнении с говядиной первой (83,6% и 6,8%), а также мясной свининой (80,5% и 7,2% — соответственно). Если в мышце крупного рогатого скота на концентратном корме содержалось на 20.23% меньше протеина, то жира было примерно в пять раз больше, чем в мышце свиней и крупного рогатого скота при традиционном кормлении. Таким образом, на концентратном откорме у жвачных животных усиливается синтез жира и ослабляются синтетические процессы белка. Об этом можно судить по аминокислотному составу протеина (табл. 2).
Установлено, что сумма аминокислот изменяется в каждой группе пропорционально содержанию мышечной ткани, а доля каждой из них соответственно их биологическому статусу и в зависимости от типа кормления скота (табл. 3).
Таблица 2. Аминокислотный состав протеина, % в протеине
Аминокислоты | Проба | Сравнение, разность, % | |||||
говядина | свинина | I и II | III и II | ||||
I традиционный откорм | II концентратный откорм | III мясная | разность | разность | |||
%(доля)в протеине | | % от доли | %(доля)в протеине | | % от доли | ||||
Лизин | 7,54 | 5,29 | 6,99 | 2,25 | 29,8 | 1,70 | 24,3 |
Гистидин | 3,52 | 2,94 | 3,53 | 0,58 | 16,5 | 0,59 | 16,7 |
Аргинин | 5,70 | 3,90 | 4,98 | 1,8 | 31,6 | 1,08 | 21,7 |
Аспарагиновая кислота1 | 7,96 | 5,61 | 7,87 | 2,35 | 29,5 | 2,26 | 28,7 |
Треонин | 3,95 | 2,69 | 3,78 | 1,26 | 31,9 | 1,09 | 28,9 |
Серин | 3,13 | 2,21 | 2,99 | 0,92 | 29,4 | 0,78 | 26,1 |
Глутаминовая кислота2 | 13,28 | 9,14 | 12,52 | 4,14 | 31,2 | 3,38 | 27,4 |
Пролин | 2,96 | 2,52 | 2,85 | 0,44 | 14,9 | 0,33 | 11,6 |
Глицин | 3,44 | 2,68 | 3,88 | 0,76 | 22,1 | 1,20 | 31,0 |
Аланин | 4,83 | 3,50 | 5,02 | 1,33 | 27,5 | 1,52 | 30,3 |
Цистин | 0,97 | 0,62 | 0,83 | 0,35 | 36,1 | 0,21 | 25,3 |
Валин | 4,46 | 3,09 | 4,43 | 1,37 | 30,7 | 1,34 | 30,3 |
Метионин | 2,33 | 1,48 | 1,87 | 0,85 | 36,5 | 3,39 | 20,9 |
Изолейцин | 4,29 | 3,21 | 3,98 | 1,08 | 25,2 | 0,77 | 19,4 |
Лейцин | 7,01 | 5,12 | 6,58 | 1,89 | 24,0 | 1,46 | 22,2 |
Тирозин | 3,18 | 2,05 | 2,83 | 1,13 | 35,1 | 0,78 | 27,6 |
Фенилаланин | 3,55 | 2,71 | 3,25 | 0,84 | 23,7 | 0,54 | 16,6 |
Триптофан | 0,41 | 0,31 | 0,52 | 0,10 | 24,4 | 0,11 | 26,2 |
Сумма аминокислот: | 82,51 | 59,07 | 78,64 | - | - | - | - |
Примечание. Определяли вместе с: 1 аспарагином, 2 глутамином
Показатель | Группа | ||
I (т.о.) | II (к.о.) | III (с.) | |
Протеин, % | 83,6 | 60,4 | 80,5 |
Сумма аминокислот, % | 82,5 | 59,1 | 78,6 |
Ранговый порядок всех чисел, или их суммы | 1 | 3 | 2 |
Таблица 3. |
Сравнительные данные содержания протеина и аминокислот в мышечной ткани |
Оказалось, что во второй группе степень концентрации всех без исключения аминокислот была значительно ниже, чем в других. На концентратном откорме содержание аминокислот в мышечной ткани уменьшилось как по сравнению с говядиной на традиционном откорме, так и со свининой.
Общее содержание аминокислот в мышечной ткани концентратной группы было на 23,4% меньше, чем у крупного рогатого скота на традиционном откорме и на 19,5% меньше, чем у свиней.
Чтобы определить степень и возможные причины снижения концентрации каждой аминокислоты в отдельности, целесообразно рассматривать их по принципу участия в классах глобулярных и фибриллярных белков.
Под влиянием зернового откорма у животных в большей степени уменьшалась концентрация лизина, аргинина, аспарагиновой и глутаминой кислот (аспарагин и глутамин), треонина, метионина, лейцина, тирозина. Так, содержание лизина уменьшилось на 29,8 и 24,3% от его доли в говядине (I) и свинине (III) соответственно (далее указываем в таком же порядке), аргинина - 31,6 и 21,7%, аспарагиновой кислоты - 29,5 и 28,7, треонина - 31,9 и 28,9, глутаминовой кислоты - 31,2 и 27,4, метионина - 36,5 и 20,9, лейцина - 24,0 и 28,2, тирозина - на 35,6 и 27,6%.
Большинство из этих аминокислот характеризуется высокой молекулярной массой (146,2.181,2), сложной химической структурой, большим углеродным числом. [2] Их остатки встречаются в глобулярных белках, выполняющих динамические функции. [5] К ним относятся ферменты, гормоны, аминокислоты, предшественники многих сложных биохимических соединений и биологически активных веществ. Они активизируют транспортные, сократительные, запасные, защитные и другие белки. В предыдущих исследованиях установлено, что кодоны этих аминокислот способствуют синтезу белка, кодируют рост и высокую мясную продуктивность животных. [2, 4]
Другая группа аминокислот, входящих в состав фибриллярных белков, куда относится аланин, валин, глицин, пролин, серин и некоторые другие, также сокращались под влиянием концентратного кормления (II) в достаточно высокой степени. По сравнению с I и III группами уровень аланина снизился на 27,5 и 30,3%, валина - на 30,7 и 30,3, глицина - на 22,1 и 31,0, пролина - на 14,9 и 11,6, серина - на 29,4 и 29,1% соответственно их доли в мышечной ткани.
Эти аминокислоты характеризуются низкой молекулярной массой (75,1.119,1), малым углеродным числом (С2-С5), но высокой частотой встречаемости в белках, доходящей до 100%, как аланин. [2] Они входят в состав структурных белков, образующих оболочки, внутренние стенки клеток, мембраны, регулирующие клеточный метаболизм и составляющие большую часть клеточного вещества. [5] Они составляют главную часть соединительной ткани, межпучковой, межмускульной и подкожной жировой клетчатки, наполняющейся жиром.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Рассмотрим причины снижения концентрации аминокислот, а также изменения качества получаемой продукции. В первом случае главными из них становятся нарушения физиологии пищеварения скота с многокамерным желудком и возможные отступления от норм кормления животных. Во втором - нарушения процессов синтеза мышечной ткани в организме скота.
Обращает вимание сильно действующий фактор, влияющий сразу на все встречающиеся аминокислоты в одном направлении - в сторону уменьшения их содержания в мышечной ткани. Следует полагать, что он определяется изменением характера рубцового пищеварения в многокамерном желудке крупного рогатого скота под влиянием несвойственного для него концентратного типа кормления. Из-за недостаточного поступления в желудок грубых кормов (луговая трава, сено, доброкачественная солома однолетних зерновых культур) у жвачных животных нарушаются расщепление кормовой массы, выделение из нее питательных веществ и их усвояемость. Также сказывается «неполноценное» с физиологической точки зрения действие длительного скармливания жвачным большого количества зернового корма и недостатка грубых кормов. Во-первых, даже полноценное зерно злаковых бедно белком, особенно по содержанию в нем незаменимых аминокислот (лизин и метионин). Во-вторых, чисто зерновой рацион противопоказан крупному рогатому скоту на откорме, потому что при обильном кормлении дает нежелательную для человека слишком жирную говядину, содержащую большое количество полинасыщенных жирных кислот.
В работе показано, что даже в самом нежирном из всей мышечной ткани животных - длиннейшем мускуле спины крупного рогатого скота (II) концентратной группы содержалось 35,4% жира или примерно в пять раз больше, чем в мышце свиней и крупного рогатого скота на традиционном откорме. В то же время было на 20...23% меньше протеина. Отрицательная корреляция признаков выражается в том, что чем больше жировой ткани, тем меньше мышечной, в первую очередь протеина, а значит и общей массы аминокислот - главной составной части белка.
Ведущую роль в регулировании липидного и липопротеидного синтеза сыграли аминокислоты, входящие в состав фибриллярных белков, в том числе глицин, пролин и другие аминокислоты этого класса, остатки которых в большом количестве находятся в миозине, фиброине шелка, коллагене, эластине, кератине. [5]
Установлено, что глицин и пролин с низкой молекулярной массой кодируют и принимают участие в синтезе мышечной ткани жирных животных, а, к примеру, лизин и фениаланин с высокой молекулярной массой - в синтезе мышечной ткани мясных животных. [2]
Наиболее высокая суммарная массовая доля азотистых оснований отмечается в кодонах олигомерных аминокислот (табл. 4), играющих решающую роль в реализации генетической информации.
Решающую роль в специфике каждого олигомерного кодона играют взаимодействующие два
первых азотистых основания в триплете. Присоединение к ним любого основания в третье положение кодона не в состоянии изменить суммарную массу доли основания настолько, чтобы она повлияла на сформировавшиеся функции диплетов. В таком случае указанные суммарные массы долей оснований находятся в следующих пределах, мол. %: лизина - 79,6.87,9, фенилаланина - 77,6.84,9, глицина - 63,0.71,3 и пролина - 63,8.72,1. [2, 3]
При взаимодействии кодонов аминокислот с высоко долевыми основаниями, регулирующими белковый обмен, границы критической массы вещества находятся в пределах 77,6.87,9 мол.%, а с низко долевыми основаниями, регулирующими липидный обмен - 63,0.72,1 мол.%. [2, 3]
Кроме того, пролин, образующийся из глутаминовой кислоты, действует как регуляторный, ингибитор (репрессор) по типу обратной связи. Если в системе (организме) накапление пролина, превышает допустимый уровень, то первая из ферментативных реакций, ведущих к его образованию, оказывается ингибированной (подавленной). Биосинтез большинства аминокислот регулируется по принципу обратной связи, благодаря функционированию регуляторных ферментов. Неслучайно также, что глицин входит в большом количестве в состав фибриллярных белков и мышечной ткани жирных животных. По свидетельству Л. Полинга [7], эта аминокислота принимает активное участие в синтезе пептидных связей в полипептидных цепях бесконечно в процессе синтеза полипептид- ных цепей.
Мы привели лишь два примера разной по своей сути активности аминокислот, входящих в состав фибриллярных белков, чтобы показать их биохимическую функцию и большую роль в сокращении концентрации аминокислот и увеличении жира в туше под влиянием концентратного откорма крупного рогатого скота.
В результате такого кормления вместо филигранных узоров тонкого рисунка в мышцах, получившего название «мраморность», в говядине появляются толстые прослойки жира. Они хорошо видны невооруженным глазом и в межпучковых пространствах, и межмускульных зонах, и в подкожной жировой клетчатке. Вдоль хребтовой части туши даже появляется несвойственный для говядины жировой полив, доходящий как у свиней до 1,5.2,0 см.
Однако у говяжьего жира примерно на 10% выше температура плавления, на 15.20 единиц меньше йодное число, чем свиного, а, следовательно, ниже его расщепляемость и усвояемость. [7]
В говядине больше, чем в свинине, насыщенных жирных кислот, но в два раза меньше мононенасы- щенных и в четыре-пять раз меньше полиненасы- щенных жирных, в том числе незаменимых - линолевой и линоленовой, входящих в состав клеточных мембран. [1, 6]
Недостаток в организме полиненасыщенных жирных кислот способствует увеличению насыщенных жирных кислот и повышению в крови людей холестерина, что становится причиной тяжелых заболеваний. [6, 8]
У многих животных постоянный уровень холестерина регулируется по принципу обратной связи. При поступлении с пищей избытка данного стероида, его биосинтез в клетках организма ингибируется. Из-за отсутствия такого механизма контроля у человека, содержание холестерина в крови может существенно возрастать при жирной диете (особенно в возрасте 20-60 лет). Это, во-первых, становится причиной закупорки желчных протоков, жировой инфильтрации печени, а также образования камней. Во-вторых, что не менее опасно, холестерин откладывается в форме атеросклеротических бляшек в стенках кровеносных сосудов, содержащих этот стероид. [8 и 9] Именно данное обстоятельство дает основание считать, что технология производства говядины на концентратном откорме крупного рогатого скота нуждается в коренном преобразовании.
Это, в первую очередь, относится к более рациональному использованию уникальных генетических задатков скота абердин-ангусской породы, сформировавшихся в процессе длительной эволюции и совершенствования черного комолого скота в Шотландии. Все признаки этого некрупного скота, характеризующегося высокой мясной продуктивностью, находятся в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности, образуя сложную, неразрывную систему. Нарушение хотя бы одной важной биологической особенности неизбежно приводит к расшатыванию, разбалансированию слаженности составных частей единого организма.
Смена типа кормления - отказ от приготовления сложных кормовых смесей, включающих в себя грубые корма, необходимые жвачным, переход на концентратный откорм, приводит к нарушению системы пищеварения, синтеза аминокислот, протеина и ожирению животных.
Нуждаются также в совершенствовании размещение мясного скотоводства и система содержания животных. Важнейшая отрасль животноводства, как правило, районируется в степных зонах, в долинах предгорий, возвышенностей, суходольных лощинах, лугах и пастбищах. Преобразование отрасли будет, несомненно, способствовать увеличению производства и повышению качества говядины и улучшению здоровья людей. [4, 10]
Об авторах
В. Д. Кабанов
МГАВМиБ – Московская ветеринарная академия имени К.И. Скрябина
Автор, ответственный за переписку.
Email: kabanovvd@yandex.ru
член-корреспондент РАН, профессор
Россия, 109377, Москва, ул. Академика Скрябина, 23П. И. Тишенков
МГАВМиБ – Московская ветеринарная академия имени К.И. Скрябина
Email: kabanovvd@yandex.ru
доктор биологических наук, профессор
Россия, 109377, Москва, ул. Академика Скрябина, 23Ю. И. Тимошенко
МГАВМиБ – Московская ветеринарная академия имени К.И. Скрябина
Email: kabanovvd@yandex.ru
кандидат сельскохозяйственных наук
Россия, 109377, Москва, ул. Академика Скрябина, 23А. Н. Шевяков
Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства
Email: kabanovvd@yandex.ru
кандидат биологических наук
Россия, 141313, Московская обл., Сергиево-Посадский р-н, г. Сергиев Посад, ул. Птицеградская, 10Л. В. Хасанова
Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства
Email: kabanovvd@yandex.ru
Россия, 141313, Московская обл., Сергиево-Посадский р-н, г. Сергиев Посад, ул. Птицеградская, 10
Ю. С. Кожаринова
Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства
Email: kabanovvd@yandex.ru
Россия, 141313, Московская обл., Сергиево-Посадский р-н, г. Сергиев Посад, ул. Птицеградская, 10
Список литературы
- Вохмяков, А.С. Связь скорости роста и степени ожирения свиней с физиолого-химическими свойствами и жирнокислотным составом подкожного сала: авто- реф. дисс.. канд биол. наук / А.С. Вохмяков - М.: - 2007. - 121 с.
- Кабанов, В.Д. Молекулярные основы селекции свиней/В.Д. Кабанов - М.: «Типография Россельхо- закадемии». - 2013. - с. 352.
- Кабанов, В.Д. Бикодоны аминокислот как механизм реализации генетической информации. Учебное пособие. / В.Д. Кабанов - М.: - Издат. «ЗооВетКни- га». - 2015. - 43 с.
- Кабанов, В.Д. Развитие животноводства в России за сто лет. (1917-2017 гг.)//В.Д. Кабанов. - М.: Главный Зоотехник. - 2018. - № 6. - с. 3-23.
- Ленинджер, А.Л. Биохимия. Молеулярные основы структуры и функций клетки. Перевод с английского. / А.Л. Ленинджер - М.: - Изд. «Мир». - 1989. - 657 с.
- Лисицын, А.Б. Жирные кислоты. Значение для качества мяса и питания человека. / А.Б. Лисицын, И.А. Шумкова. - М.: - 2002. - 41 с.
- Полинг, Л. Общая химия. Перевод с английского. / Л. Полинг - М.: Издат. «МИР», - 846 с.
- Хофман, Э.М. Биохимия стероидов. (перевод с английского) /Э.М. Хофман. - М., 1972.
- Тютюнников, Б.Н. Химия жиров. Изд. 2-е, перера- бот. и доп./ Б.Н. Тютюнников - М.: - Пищевая промышленность, - 1974. - 448 с.
- Фисинин, В.И. Стратегия машинно-технической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020 года. /В.И. Фисинин и др. - М.: ФГНУ «Росин- формагротех», 2009. - 80 с.
Дополнительные файлы
