Оценка влияния различных факторов кормления на качество производимой свинины

Традиционно при оценке качества свинины используются такие показатели, как pH мышечной ткани, цвет, твердость, мраморность или концентрация межмышечного жира, срок хранения и вкус приготовленной свинины. Помимо этого, отечественные и иностранные потребители могут определить качество мяса с точки зрения экологической обстановки, этических предпочтений и здоровья животного, а для перерабатывающих предприятий показателями качества мяса являются цвет жировой прослойки, твердость, состав, а также состав питательных веществ и микробиологическая безопасность.

Влияние рационов на обмен веществ и качество свинины после убоя

Когда в туше после процесса обескровливания не остается крови, поступление кислорода в мышечную ткань прекращается, тем самым метаболизм в мышечной ткани превращается из аэробного метаболизма липидов в анаэробный метаболизм гликогеновых резервов.

Конечный продукт анаэробного метаболизма мышечной ткани — это накопление молочной кислоты, которая, в свою очередь, приводит к смещению pH мяса в кислую сторону от 7,1-7,3 до 5,4-5,7.

Существует 3 основных дефекта качества мяса, связанных с резким снижением уровня pH после убоя: бледная, мягкая и водянистая (PSE) свинина; темная, жесткая и сухая свинина (DFD); красная, мягкая и водянистая свинина (RSE).

Основной причиной появления экссудативности и темного клейкого мяса считают применение метода выращивания животных в специфических условиях гиподинамии, промышленного интенсивного откорма и в связи с селекцией на постность. Это приводит к психической неустойчивости животных и повышенной подверженности стрессу. Стрессовое состояние вызывает значительные потери адреналина, а это, в свою очередь, является причиной ускоренного гликолиза. Вследствие легковозбудимой нервной системы свиней, напуганные и утомленные перед убоем, они расходуют большую часть резерва гликогена на компенсацию нервных и физических затрат. Все это часто приводит к получению свинины, а также и говядины с высоким конечным рН. В случае «беломышечной болезни» процесс гликолиза большей частью протекает в анаэробных условиях, поэтому еще при жизни животного начинает образовываться молочная кислота в повышенном количестве. Величина рН у мяса забитых в этом состоянии животных сразу после убоя всегда ниже.

Критическое сочетание низкой величины рН (<6,0) и высокой температуры (выше 35°С) вызывает сильную конформацию и денатурацию саркоплазматических и миофибриллярных белков, что обуславливает понижение водосвязывающей способности мяса.

Установлено, что различия в климатических условиях содержания животных до убоя могут также вызвать различия в качестве мяса, причем повышенная температура оказывает неблагоприятное влияние на качество мяса свиней. Наблюдаемое увеличение числа туш PSE в теплое время года объясняется, видимо, подавлением деятельности щитовидной железы, когда нарушается регуляция поглощения кислорода. У таких животных сердечно-сосудистая система способна обеспечивать снабжение тканей кислородом только в состоянии покоя.

Есть данные, что аминокислота триптофан, добавляемая в рационы свиней, увеличивает выработку серотонина, который, как показывает практика, снижает агрессию у свиней и уменьшает циркулирующие концентрации кортизола, и, что более важно, она снижает риск получения PSE-свинины.

И, наконец, существует генотип свиней с так называемым доминантным геном (RN-Rendement Napole), для которого характерно аномально высокое содержание мышечного гликогена; поэтому избыточное скопление внутримышечной молочной кислоты приводит к понижению уровня pH ниже 5,5. Хотя цвет свинины RSE выглядит практически нормальным, чрезвычайно низкий уровень pH приводит к тому, что белки теряют сродство к воде, что влечет за собой чрезмерную потерю влаги (то есть водосвязывающая способность понижается).

Также доказано, что добавление в рацион некоторых макро- и микро- элементов эффективно снижает чувствительность организма животного к стресс-факторам перед убоем и уменьшает количество случаев получения мяса с пороком PSE. Более важно то, что добавление последних в определенном соотношении в рацион свиней всего лишь за неделю до убоя приводит, и этому существует немало доказательств, к увеличению водоудерживающей способности и улучшению цвета свежей свинины.

Влияние кормления на мраморность мяса

Для потребителей важным атрибутом вкусной приготовленной свинины является содержание межмышечного жира. Было предположено, что приготовленная свинина является привлекательной для потребителей, если содержание жировой прослойки в ней составляет 2,5-3%. Более того, появляется все больше стран-импортеров свинины, которые предпочитают, чтобы содержание жировой прослойки составляло не менее 4%. Однако на протяжении двух последних десятилетий свиноводы за рубежом и в России внедряли более постные генотипы свиней, в результате чего содержание межмышечного жира в свинине сократилось до 1%. Хотя существует несколько генетических линий свиней с предрасположенностью к более высокому отложению жира, в последнее время прилагается все больше усилий для того, чтобы повысить мраморность (увеличить содержание межмышечного жира) свинины путем изменения рационов.

Очевидно, что, регулируя % межмышечной жировой прослойки путем изменения питательности рационов, можно завоевать большее количество потребителей, производя различные продукты с необходимыми характеристиками.

Основным эффективным способом увеличения или снижения содержания межмышечного жира является изменение уровня сырого протеина и лизина в рационах свиней. При этом изменение соотношения показателей питательности рационов в течение последних 5-6 недель откорма практически не влияет на продуктивность животных, увеличивая или уменьшая содержание межмышечного жира в длиннейшей мышце.

Исследования, проводимые вне Иллинойского университета, показали, что добавление дополнительно 2% лейцина в рацион свиней на откорме увеличивает мраморность свинины на 20-30%, содержание межмышечного жира в длиннейшей мышце на 25-42% и в короткой мышце на 18%, не
влияя на продуктивность свиней.

Источники жира в рационе и качество свиного жира

Качество источника жира, входящего в рацион свиней, зависит от ряда факторов, среди которых: йодное число (ЙЧ — химический показатель степени ненасыщенности жиров), температура, при которой жир становится твердым, и температура плавления (температура, при которой жир превращается в жидкость). У высоконасыщенных источников жира (например, у свиного или говяжьего жира) йодное число находится в пределах от 30 до 70 г йода на 100 г жира, температура застывания — в пределах от 32 до 47°С, а температура плавления — от 45 до 50°С. В то время как у ненасыщенных масел из соевых бобов, канолы, кукурузы, подсолнечника и семян сафлора йодное число будет выше 100 г йода на 100 г жира, температура застывания — менее 30°С, температура плавления 20°С и ниже. Таким образом, можно сделать вывод, что состав жирных кислот, накапливаемых в свином жире, в большинстве случаев отражает качество (то есть состав жирных кислот) жира и/или масла, входящего в рацион.

Хотя потребление полиненасыщенных жирных кислот благотворно влияет на состояние здоровья свиней, их повышенное количество приводит к образованию мягкого жира.

Согласно исследованиям Виттингтона и его коллег, свиной жир с содержанием линолевой кислоты (С18:2n-6) выше 15% называется мягким. Поэтому нет ничего удивительного в том, что добавление в корм источников жира с высоким содержанием С18:2n-6 является причиной развития мягкого жира и отложения жира в брюшной полости. Наличие мягкого жира и грудинки у поголовья приводит к трудностям в процессе разделки и обработки туш, получению маслянистого, непривлекательного мяса темного цвета с меньшим выходом бекона, снижению срока хранения и, что самое главное, дискриминации (отечественный потребитель и партнеры по экспорту). Исследования показали, что толщина и твердость грудинной свинины увеличивались, когда йодное число источника жира в рационе снижалось с 80 до 20; таким образом, ввод животных жиров в рацион не снижает твердость/жесткость грудинной свинины в той степени, в которой этому способствует включение в рацион растительных жиров. Что интересно: Шекелфорд и его коллеги заявляют, что бекон, полученный от свиней, рацион которых включал масло подсолнечника, сафлора или канолы, получил более низкий балл при оценке таких критериев, как упругость, разжевываемость, соленость, ароматность и аппетитность в целом, по сравнению с беконом, полученным от свиней, которых кормили рационами без включения жира или рационами с добавлением говяжьего жира. Более того, по результатам исследований, у свиней, получавших в составе рациона соевое масло, бекон был мягким, и многие беконные ломтики имели низкое качество.

Влияние типов кормления и злаков на качество мяса

Сокращение энергетической плотности рационов свиней на доращивании и на откорме не влияет на вкусовые качества свинины. Однако отбивные из мяса свиней, которые питались вволю, получились намного нежнее по сравнению с отбивными из мяса свиней, которые получали только 75% или 80% корма, даже несмотря на то, что ни содержание общего или растворимого мышечного коллагена, ни индекс фрагментации миофибриллярных волокон (показатель процесса ферментативного расщепления белков после убоя) не изменялись в зависимости от уровня потребления корма.

Более того, ряд проведенных исследований показал, что мясо свиней, получающих рацион для доращивания и откорма вволю, обладает более богатым вкусом, ароматом, сочностью и общей привлекательностью с точки зрения опытных дегустаторов.

Злаки, входящие в рацион свиней, могут изменять вкусовые качества конечного продукта. Так, приготовленные отбивные от свиней, получающих рацион на основе пшеницы, обладают более насыщенным вкусом, чем отбивные, приготовленные из мяса свиней, получающих рацион на основе сорго. А отбивные из длиннейшей мышцы свиней, получающих смесь из желтой и белой кукурузы в соотношении 33%:67% или 67%:33%, получаются более сочными и ароматными по сравнению с отбивными, приготовленными из мяса свиней, которых кормили смесью желтой или белой кукурузы и ячменя соответственно. Более того, доказано, что мясо длиннейшей мышцы свиней, получающих рацион на основе пшеницы, требовало меньше усилий для среза и было более нежным по сравнению с мясом длиннейшей мышцы свиней, получающих рацион на основе сорго. А Робертсон и соавторы указали, что отбивные из длиннейшей мышцы свиней, получающих рацион на основе ячменя, были нежнее, по оценкам дегустаторов, чем отбивные, полученные из мяса свиней, корм которых состоял из смеси кукурузы или ячменя с тритикале. И, наоборот, усилия, необходимые для среза мяса и вкусовая привлекательность не отличались у свиней, получавших желтую кукурузу, белую кукурузу, пшеницу, ячмень или тритикале.

Влияние рационов на питательную ценность мяса

Существуют многочисленные сопоставительные анализы различных рационов кормления относительно питательной ценности свинины. Отдельные исследования показали преимущества кормления высокоэнергетическими рационами с более низким содержанием протеина для улучшения питательной ценности мяса. Результатом такого кормления стало производство мяса с более низким усилием резания и более высокими показателями сочности, нежности и общей пригодности мяса, хотя и с несколько более высоким процентом увара.

Конъюгированная линолевая кислота

Включение конъюгированной линолевой кислоты (КЛК) в рацион свиней способствует увеличению концентрации насыщенных жирных кислот (НЖК), особенно пальмитиновой (C16:0) и стеариновой (С13:0) кислот, как в свином жире, так и в мышечной ткани. Существуют противоречивые результаты относительно воздействия КЛК на состав мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот в свином жире и мышечной ткани, но все же увеличение концентрации НЖК приводило к снижению йодного числа, образованию более жесткого свиного жира и к получению свежей грудинки.

Влияние витамина Е

Витамин Е (альфа-токоферол) — это антиоксидант, сохраняющий целостность клеточной мембраны и замедляющий процесс окисления липидов, особенно в период холодильного хранения и/или во время нахождения в витринах при розничной продаже. Поэтому неудивительно, что добавление витамина Е в корм для свиней на доращивании и откорме — пожалуй, наиболее часто используемый метод модификации рациона, улучшающий качество свинины.

Научными исследованиями не раз подтверждено: добавление в корм dl-альфа-токоферола ацетата в количестве 100-200 мг/кг эффективно замедляет начало липидного окисления в свежих цельных свиных отрубах, измельченной свинине, в полуфабрикатах из свинины и в свинине мокрого посола. Что касается рационов для КРС в период откорма, то в данном случае дополнительное количество витамина Е не только замедляет темпы изменения цвета мяса, но и фактически улучшает стабильность цвета свежей говядины. Что касается рационов свиней — ученым еще только предстоит доказать благоприятное воздействие включения повышенного количества витамина Е (dl-альфа-токоферола ацетата или натуральной формы d-альфа токоферил ацетата) на состояние цвета свежей свинины или на стабильность цвета в период холодильного хранения.

Влияние витамина С

Витамин С обладает антиоксидантными свойствами. Как правило, у свиней вырабатывается достаточное количество водорастворимого витамина С из d-глюкозы в печени. Однако аскорбиновая кислота, добавленная в корм свиньям в течение четырех часов до убоя, способствует получению мяса с более темным, более красным цветом. Хотя ни временное, ни постоянное применение витамина С не влияло на водоудерживающую способность свинины. Более того, нет никаких доказательств того, что добавление витамина С в рацион свиней повышает устойчивость липидов в длиннейшей мышце к окислению во время хранения или витринной продажи продукции. Исследователь Охене-Аджей и его коллеги заявили, что повышенный уровень содержания витамина С в рационе свиней увеличивает содержание побочных продуктов перекисного окисления липидов (TBARS) в длиннейшей мышце в период холодильного хранения.

Влияние селена

Селен (Se) является компонентом антиоксидантного эндогенного фермента глутатионпероксидазы. Научные исследования показали, что активность сывороточной глутатионпероксидазы увеличивается при добавлении в рационы свиней селенита натрия или комбинаций, содержащих дрожжи селена. Все же повышенная активность глутатиона, связанная с добавлением селена, не имеет отношения к изменениям цвета, водоудерживающей способности или стабильности липидов во время хранения свежей свинины.

Влияние марганца

Марганец (Mn) и магний (Mg) являются двухвалентными катионами переходных металлов, которые могут быть взаимозаменяемы в некоторых биологических процессах. Однако марганец необходим для работы супероксиддисмутазы, которая участвует в распаде супероксидных свободных радикалов. Поэтому неудивительно, что содержание побочных продуктов перекисного окисления липидов в свежих отрубах длиннейшей мышцы уменьшается из-за добавления в рацион марганца. При этом длиннейшая мышца свиней, в рацион которых входил марганец в количестве 350 мг/кг, меньше теряла цвет спустя 2 и 4 дня, 5, 6 и 7 дней по сравнению с длиннейшей мышцей тех свиней, чей рацион составлен без добавления марганца. Дополнительными преимуществами включения марганца в основной рацион являются увеличение pH, визуальное улучшение цвета мяса и снижение L*величины (светлоты) длиннейшей мышцы свежей свинины.

Прекращение подачи витаминов и микроэлементов

Специалистами по кормлению все чаще поднимается вопрос об использовании витаминов и минералов в рационах доращивания и откорма в количествах, соответствующих или превышающих нормы NRC (Национального научно-исследовательского совета США). Есть мнение о том, что снижение количества используемых в рационе витаминов и минералов, особенно в течение последнего месяца откорма, приведет не только к снижению производственных затрат, но и к уменьшению экскреции фосфора и других минеральных элементов в окружающую среду. Более того, существует мало доказательств тому, что прекращение подачи всех витаминов и микроэлементов в период последней фазы откорма отрицательно повлияет на цвет, мраморность, твердость, а также на результаты теста среза мяса Warner-Bratzler (WBSF — прибор, определяющий уровень нежности мяса).

Однако недостатком прекращения подачи витаминов и микроэлементов является то, что концентрация побочных продуктов перекисного окисления липидов во время холодильного хранения увеличивалась. Тогда как обогащение финишных рационов витаминами и микроэлементами в количестве 150, 200 и 250% от норм NRC в течение последних нескольких недель перед убоем в целом снижало содержание продуктов перекисного окисления липидов вплоть до трех недель холодильного хранения.

Выводы

На качество свинины влияет множество факторов, но данная статья посвящена влиянию изменений в составе рациона на традиционные характеристики качества постного мяса (pH, цвет, твердость, мраморность/содержание внутримышечного жира), а также на качество жира, срок годности и вкусовую привлекательность приготовленной свинины. Данный обзор затрагивает также и новые концепции по изменению кормления свиней для увеличения уровня pH в мышцах, усиления насыщенности цвета мяса и влагоудерживающей способности (рационы, снижающие уровень гликогена), усиления мраморности мяса (использование конъюгированной линолевой кислоты) и повышения нежности мяса (при компенсирующем росте). Однако необходимо заметить, что не существует волшебной палочки, взмах которой решит проблемы, связанные с некачественной генетикой, плохими условиями выращивания и предубойного содержания свиней. В любом случае, прежде чем внедрять какие-либо изменения
в кормлении в производство, следует взвешивать дополнительные затраты, которые могут быть связаны с такими изменениями, чтобы понять их целесообразность и оправданность с точки зрения получения возможных преимуществ и прибыли. Грамотное составление рационов положительно скажется на качестве производимой свинины и поможет производителям увеличить рентабельность своего производства, что особенно актуально в условиях вступления в ВТО.


Дмитрий Романов,
начальник отдела разработок и внедрения рационов кормления компании ООО «УК «Биоэнергия», к.в.н.

Информационное агенство SoyaNews