Проект № 17-16-01028 (РНФ)

Номер 17-16-01028

Название: Изучение механизмов повышения продуктивности и качества мяса бройлеров путем создания легкоусвояемых кормовых компонентов на основе современных физико-химических и биотехнологических способов обработки животного сырья

Руководитель: Фисинин Владимир Иванович, Доктор сельскохозяйственных наук

Организация финансирования, регион: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный центр "Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства" Российской академии наук, Московская обл

Года выполнения при поддержке РНФ: 2017 - 2019

Конкурс: Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора: 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-204 - Животноводство

Ключевые слова: Бройлеры, биотехнология, биотрансформация белков, маркерные белки качества, антиоксидантная емкость, органолептические характеристики, кормовые рационы, технологии выращивания, пептидно-белковые гидролизаты, мышечная ткань, соединительная ткань, физиологический и иммунный статус бройлеров, функциональные ингредиенты

Код ГРНТИ: 65.09.03

Аннотация

Производство мяса птицы в России постоянно растет из-за увеличения спроса на мясо птицы, крупных инвестиций в создание новых птицефабрик и сокращения импортных поставок. Доля мяса птицы в общем объеме производства мяса достигла 42% против 18% – в 1990 г., что соответствует мировым тенденциям. Безусловным лидером производства мяса из разных видов птиц является куриное мясо – более 97% производства. Обеспечение растущего населения белком животного происхождения напрямую связывают, в первую очередь, с ростом производства мяса бройлеров. Наряду с достижениями генетики и селекции по выведению продуктивных кроссов бройлеров большую роль играет кормление. Сбалансированный кормовой рацион обеспечивает полное проявление генетического потенциала. Доказано, что престартерные корма для первых дней жизни цыплят, которые содержат легкодоступные ингредиенты, дают возможность получить максимальную массу бройлеров в конце откорма.

Особая роль отводится источникам кормового белка, который содержится во вторичных продуктах потрошения птицы. В белках животного происхождения значительную долю составляют кератин и коллаген, которые играют важную роль в формировании мышечной, костной тканей, сосудов, соединительной ткани, кожного и перьевого покровов. В пищеварительных соках бройлеров отсутствуют ферменты (кератиназы и коллагеназы), которые расщепляют указанные белки. Поэтому необходима мягкая биотехнологическая обработка вне организма путём направленного ферментативного гидролиза вторичного сырья. Одновременно с увеличением спроса растут и требования потребителей – потребители предпочитают продукты, которые обладают дополнительными преимуществами для поддержания их физического и умственного здоровья, т.е. продукты высокого качества и привлекательной органолептики. Именно поэтому одним из актуальных направлений пищевой биотехнологии являются исследования по прижизненному формированию качества мяса бройлеров.

Мясо бройлеров, получаемое при применяемом широко ускоренном интенсивном откорме, имеет ряд существенных недостатков. Около 15% мяса бройлеров с явно выраженными признаками PSE (бледного дряблого экссудативного мяса), недостаточно сформированными мышечной и соединительной тканями, несформированной костной тканью, пониженной антиоксидантной ёмкостью, слабо выраженными запахом и вкусом. Для решения вышеуказанных проблем необходим комплексный подход, сочетающий создание новых функциональных кормовых ингредиентов и разработки технологии выращивания бройлеров.

Целью настоящего проекта является разработка новых технологических подходов прижизненного формирования качества мясного сырья с высокими технологическими и потребительскими свойствами.

При реализации проекта будут решены следующие задачи:

Исследование мясного сырья – мяса бройлеров при стандартных технологиях выращивания и кормления на молекулярном уровне: антиоксидантная емкость, качественный и количественный состав белков, отвечающих за качество мясной продукции, органолептические показатели. Исследование качества вторичного сырья переработки бройлеров, исследование подходов для эффективного гидролиза труднодоступных белков с предварительной высокотемпературной обработкой и последующей ферментативной обработкой. Создание рецептур для трех новых кормовых рационов с включением в корма гидролизатов кератин- и коллагенсодержащего сырья, минеральных компонентов, пробиотиков и растительных волокон.. Оптимизация рецептур на основе полученных данных и при оптимизированных рецептурах проведение in vivo сравнения технологий выращивания (клеточная и напольная) с оценкой состояния экспериментальных бройлеров (масса, физиологический и иммунный статус, микробиоценоз, количественная оценка содержания исследуемых тканей, костная масса), и их мясного сырья по показателям: безопасность, физико-химические характеристики, качественный и количественный состав маркерных белков, отвечающих за качество мясной продукции, антиоксидантная емкость и органолептические показатели. Исследований in vivo влияния разработанных новых кормовых рационов с оценкой состояния экспериментальных бройлеров (масса, физиологический и иммунный статус, микробиоценоз кишечника, количественная оценка содержания исследуемых тканей, костная масса), и их мясного сырья по показателям: безопасность, физико-химические характеристики, качественный и количественный состав белков, отвечающих за качество мясной продукции, антиоксидантная емкость и органолептические показатели На основе полученных данных будет установлена взаимосвязь между, качеством мясного сырья и технологическими подходами (кормовыми рационами и технологиями выращивания).

В рамках предлагаемой работы будут проведены исследования, способствующие развитию науки и отрасли в области расшифровки молекулярно биологических основ формирования комплексных характеристик мясного сырья, что послужит базой для направленного воздействия при кормлении и выращивании бройлеров. Будут разработаны инновационные подходы к теории и практике выращивания бройлеров и прижизненного формирования качественных свойств мясного сырья, в том числе показателей функциональности и безопасности при дальнейшей его переработке, что и является научной новизной предлагаемого проекта. Одновременно будут решены проблемы эффективной утилизации отходов переработки бройлеров и импортозамещения дорогостоящих кормов (рыбной муки).

Ожидаемые результаты

В рамках проекта будут получены следующие результаты: данные исследования на молекулярном уровне мясного сырья – мяса бройлеров при стандартных технологиях выращивания и кормления:
- антиоксидантной емкости и качественного и количественного состава белков, отвечающих за качество мясной продукции, органолептических показателей;
- данные исследования вторичного белоксодержащего сырья переработки бройлеров, исследованы подходы для эффективного максимального гидролиза труднодоступных животных белков (кератина и коллагена);
- рецептуры для трех кормовых рационов с включением в корма гидролизатов кератин- и коллагенсодержащего сырья, минеральных ингредиентов, пробиотиков и растительных волокон; данные in vivo исследований влияния разработанных кормовых рационов с оценкой состояния экспериментальных бройлеров (масса, физиологический и иммунный статус, микробиоценоз, количественная оценка содержания исследуемых тканей, костная масса), и их мясного сырья по показателям:
- безопасность, физико-химические характеристики, качественный и количественный состав белков, отвечающих за качество мясной продукции, антиоксидантная емкость и органолептические показатели; данные сравнительных in vivo исследований технологий выращивания (клеточная и напольная) с оценкой состояния экспериментальных бройлеров (масса, физиологический и иммунный статус, микробиоценоз, количественная оценка содержания исследуемых тканей, костная масса), и их мясного сырья по показателям: безопасность, физико-химические характеристики, качественный и количественный состав белков, отвечающих за качество мясной продукции, антиоксидантная емкость и органолептические показатели. На основе полученных результатов будет установлена взаимосвязь между молекулярными маркерами, качеством мясного сырья и технологическими подходами (кормовыми рационами и технологиями выращивания).

Таким образом, будут сформированы научные принципы, теоретически обоснована и экспериментально подтверждена методология и подходы прижизненного воздействия на бройлеров с целью формирования сырья с детерминированными функционально- технологическими характеристиками и нутриентной адекватностью.

Полученные результаты будут способствовать развитию науки и отрасли в области расшифровки молекулярно-биологических основ формирования комплексных характеристик мясного сырья, что послужит базой для направленного воздействия при кормлении и выращивании бройлеров.

Аннотация результатов, полученных в 2017 году

В ходе выполнения проекта за 1-й год получены следующие результаты:

Проведенные эксперименты на птице показали, что живая масса бройлеров при клеточном выращивании, во все возрастные периоды, была несколько выше, по сравнению с напольным выращиванием, но разность при этом была статистически недостоверна. Сохранность птицы, при выращивании бройлеров в клетках была на 0,9 – 1,0 % выше, чем при выращивании на полу. Затраты корма на 1 кг прироста живой массы бройлеров в клетках были на 0,6 – 1,2 % ниже, чем на полу. По убойному выходу и сортности тушек бройлеров было отмечено незначительное преимущество бройлеров при выращивании в клетках, по сравнению с напольным выращиванием. При этом убойный выход с увеличением возраста бройлеров повышался, как в клетках, так и на полу. Самый высокий убойный выход – 73,9 % в клетках и 73,3 % на полу, наблюдался в 49-дневном возрасте птицы, что было на 3,1-2,7 % и 2,7-2,2 % выше, по сравнению с 38- и 42-дневным возрастом соответственно. Результаты анатомической разделки цыплят показали, что статистически значимых различий по развитию внутренних органов и мясным качествам бройлеров, выращенных в клетках и на полу, установлено не было.

Были получены данные сравнительного анализа мяса бройлеров, выращенных по стандартной технологии интенсивного кормления. Результаты физико-химических исследований мяса бройлеров показали, что наибольшее содержание белка в грудных мышцах выявлено при напольном содержании птицы – 20,6 % на 38 сутки и 22,8 % на 49 сутки, а при  клеточном содержании – 20,0 % и 20,4 % соответственно. Содержание жира в грудных мышцах при клеточном содержании бройлеров было значительно выше, чем у птицы напольного содержания (P<0,05). При напольном содержании бройлеров в мясе бедра было установлено более высокое, практически в 1,5 раза, общее содержание коллагена (789,88 мг/100г) по сравнению с клеточным (515,80 мг/100г, P<0,05). Существенных различий между 38- и 42- дневным возрастом птицы по физико-химическим и органолептическим показателям качества мяса бройлеров, как в клетках, так и на полу, установлено не было. В связи с чем, исследования других показателей качества проводились на мясе птицы в возрасте 38 и 49 дней.

В результате исследований технологических свойств мяса птицы, выращенной по технологии интенсивного кормления на стандартном рационе при напольном и клеточном содержании, в различный период выращивания было установлено, что по показателю влагоудерживающей способности (ВУС) при напольном содержании птицы в красном мясе были выявлены достоверные отличия. Показано, что мясо птицы при напольном содержании, обладает лучшей способностью удерживать влагу, что очень важно для технологических свойств.

В результате проведенного анализа аминокислотного состава мяса бройлеров было установлено, что содержание треонина на 38 сутки при напольном содержании (в грудных и бедренных мышцах) было больше чем при клеточном. На 49 сутки его количество увеличилось. Причем при клеточном содержании увеличение произошло в бедренных мышцах в среднем на 0,46%, а при напольном содержании в 2 раза.

Результаты исследований жирно-кислотного состава мяса птицы показали, что на содержание жирных кислот в большей степени влияет вид мяса - бедро или грудь, а также посмертная липазная (расщепление жира) и дегидрогеназная (отщепление водорода с нарастанием количества двойных связей) ферментативная активность, и в меньшей степени вариабельность содержания птицы (длительность, клеточное или напольное).

В результате проведенных исследований по изучению фракционного состава было выявлено увеличение с возрастом убоя количества солерастворимых белков как при  напольном,  так и при клеточном содержании и незначительное увеличение водорастворимых и более существенное увеличение щелочерастворимых белков при клеточном содержании птицы, что характерно для более лучшего процесса автолиза.

Фракционный состав белков исследуемых образцов анализировали методом денатурирующего электрофореза в 12,5 % полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия. Результаты проведенного электрофореза позволили подтвердить различия в количестве фракций при различном содержании бройлеров. Отмечено меньшее количество белковых фракций в тушках бройлеров при напольном содержании.

При органолептической оценке тушек было установлено, что мясо бройлеров напольного содержания обладало более высоким усилием резания и жесткостью, чем мясо бройлеров клеточного содержания. Мясо грудок бройлеров напольного содержания по сравнению с мясом бройлеров клеточного содержания было несколько более жесткое, что объясняется более высоким содержанием коллагена в грудной части. Проведенная дегустационная оценка по 5-балльной шкале показала, что вкусовые и ароматические достоинства бульона в группах при напольном выращивании имели наиболее высокие оценки - 4,68 и 4,88 баллов. Вкусовые качества мяса, при напольном выращивании, также были более высокие, чем при клеточном.

Данные протеомного исследования мяса бройлеров, выращенных по стандартной технологии интенсивного кормления при напольном и клеточном содержании, показали, что белки, связанные с метаболизмом глюкозы (гликолиз), передачей сигнала (в том числе кальциевого), а также молекулярные шапероны, могут играть решающую роль в формировании вкусовых качеств мясной продукции из птицы. Определены белки, являющиеся биомаркерами качества мяса. Масс-спектрометрическими методами идентифицировано 71 белков, включая несколько тканеспецифичных, которые могут быть использованы как потенциальные биомаркеры при анализе птицеводческой продукции.

Было установлено, что у бройлеров напольного и клеточного содержания отличается белковый профиль образцов мяса грудок и бедра. Для основных участников мышечного сокращения (миозины, актины, тропомиозины, тропонины) показаны значительные изменения в профилях продукции в зависимости от образца. В каждой группе белков есть «стабильные» формы, продукция которых неизменна от образца к образцу. Однако были идентифицированы индивидуальные белковые компоненты, изменяющиеся как по количеству, так и по качеству. При этом в образцах мяса бройлеров при клеточном содержании были обнаружены белки, являющиеся маркерами PSE-синдрома, проявляющегося в виде бледного, мягкого и экссудативного мяса. В связи с этим предположительно, мясо грудки и бедра бройлеров напольного содержания, по сравнению с мясом бройлеров клеточного содержания, обладает более высоким качеством.

В ходе выполнения проекта определена антиоксидантная емкость (АОЕ) в гомогенизированных образцах мяса грудных и бедренных  мышц бройлеров, выращенных на стандартном рационе кормления при клеточном и напольном содержании. Показано, что АОЕ в мясе грудной мышцы, больше чем в мясе бедра птицы. При этом нет статистически достоверных отличий в зависимости от типа содержания птицы (клеточное или напольное), так и времени содержания птицы на стандартном рационе кормления.

Были определены антиоксидантная емкость (АОЕ) сыворотки крови и содержание ТБК (2-тиобарбитуровая кислота) – реактивных продуктов в сыворотке крови птицы, выращенной на стандартном рационе кормления при клеточном и напольном содержании. Установлено, что отличий в уровне АОЕ в сыворотке крови птиц при различном способе содержания не наблюдается. Содержание ТБК-реактивных продуктов в сыворотке крови птицы, выращенной в клетках ниже, чем при напольном содержании.
В отчетном 2017 году проведен анализ органолептических, физико-химических показателей и показателей безопасности исходного вторичного сырья, полученного при переработке бройлеров.

В качестве кератинсодержащего сырья использовали бройлерное перо, полученное с линии потрошения птицы. В качестве коллагенсодержащего сырья использовали мясокостный остаток, полученный при механической обвалке птицы.

Проведены исследования физико-химических свойств используемого сырья и показатели физико-химической и микробиологической безопасности.  Результаты исследований физико-химических, микробиологических показателей и показателей безопасности исходного мясокостного остатка и пера бройлеров подтвердили санитарное благополучие сырья, используемого при разработке технологических процессов гидротермического и ферментативного гидролиза.

Изучено влияние параметров высокотемпературной кратковременной обработки (первая стадия гидролиза) на микробиологические и физико-химические показатели, в т.ч. перевариваемость кератина и коллагена. В результате было установлено, что использование предварительной кратковременной гидротермической обработки позволяет одновременно измельчить перьевое сырье и снизить плотность упаковки кератина за счет частичного разрыва водородных связей и снижения гидрофобных взаимодействий. Результаты исследований по влиянию температуры и продолжительности гидротермической обработки на перевариваемость кератинсодержащего сырья при исходной влажности 50 – 55 % показали, что с повышением температуры и продолжительности нагрева переваримость кератина повышается. При продолжительности обработки в течение 90 секунд и нагреве 190-200°С перевариваемость кератина пера составляет 83,4%.

Результаты исследований микробиологических показателей и содержания токсичных элементов в гидротермически обработанном кератинсодержащем сырье свидетельствуют о том, что после кратковременной высокотемпературной обработки общая микробная обсеменённость кератинсодержащего сырья снижается, практически в 100 раз, и соответствует требованиям «промышленной стерильности».

Вторая стадия гидролиза с использованием ферментных препаратов, обладающих эндопротеазной активностью, позволила получить из пера продукт с высоким содержанием белка и низким содержанием жира.

Согласно полученным данным на выход гидролизованного протеина в экстракт в большей степени влияли доза ферментов и продолжительность ферментации. Максимальный выход гидролизованного протеина наблюдался при дозировке ферментов 15 ПА/г и продолжительности ферментации в течение 4-х часов.
Важнейшие физико-химические показатели ферментативных белковых гидролизатов - это степень гидролиза и молекулярно-массовое распределение фракций, входящих в состав гидролизата.  Результаты молекулярно-массового распределения показали, что высокомолекулярные белки с молекулярной массой от 45 до 130 кДа в гидролизате отсутствуют. Количество крупных пептидов (до 30 кДа) составляет 0,6%, основное количество пептидов находится в диапазоне от 10,7 до 0,9 кДа, что говорит о глубоком гидролизе кератинсодержащего сырья.

Исследовано влияние параметров гидротермической обработки (первая стадия гидролиза) на микробиологические и физико-химические показатели мясокостного сырья. Анализ результатов гидротермической обработки коллагенсодержащего сырья показал, что с повышением температуры и продолжительности обработки глубина гидролиза белка возрастает. Максимальные значения глубины гидролиза достигнуты при обработке в течение 10 мин при температуре 140-150°С, но разница в глубине гидролиза в течение 2, 5 и 10 мин незначительна.

Вторая стадия гидролиза с использованием ферментных препаратов, обладающих эндопротеазной и экзопептидазной активностью, позволила получить коллагенсодержащий продукт с пептидами и аминокислотами в свободном состоянии. Максимальный выход сухих веществ в экстракт (19,5%) наблюдался при дозировке ферментных препаратов 0,25% и продолжительности ферментации в течение 4-х часов. При разделении пептидных фракций гидролизатов установлено, что наибольшее количество составляли пептиды с молекулярной массой менее 10 kDa (62,5 %). Это является свидетельством того, что основная масса коллагенсодержащего сырья гидролизована до мелких пептидов, которые легко усваиваются организмом животных и птицы.  Пептиды с молекулярной массой менее 1 kDa составляли 28 %, от 30 до 10 kDa – 7 % и более 30 kDa – всего 4 %. Содержание свободных аминокислот в исследуемых образцах гидролизата составило 9,10 %.

На основе полученных данных разработаны рецептуры для трех кормовых рационов с включением гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья, пробиотических микроорганизмов и растительных пищевых волокон.

В первый год выполнения проекта представлено 5 устных докладов на семинарах и конференциях, опубликована 1 статья, индексируемая в базе данных РИНЦ, принято к опубликованию 2 статьи индексируемых в базе данных Scopus.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году

В отчетном году были изготовлены экспериментальные партии кормовых добавок из кератинсодержащего и коллагенсодержащего сырья для наработки кормовых рационов и проведения экспериментов на цыплятах-бройлерах. Исследованы физико-химические свойства и показатели безопасности этих кормовых добавок.

Результаты исследований физико-химических свойств и показателей безопасности кормовых добавок из кератинсодержащего и коллагенсодержащего сырья показали, что в результате двухстадийной обработки перевариваемость сухих образцов из кератинсодержащего сырья повысилась до 89%, а из коллагенсодержащего сырья до 85%. Микробиологические показатели и показатели безопасности гидролизованных кормовых добавок были ниже предельно допустимых норм для кормовой продукции. Определён аминокислотный состав экспериментальных партий кормовых добавок. Разработаны оптимизированные рецептуры кормов и наработаны корма, для проведения экспериментов на цыплятах-бройлерах, на основе функциональных ингредиентов: гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья; пробиотических микроорганизмов и растительных пищевых волокон. Были проведены эксперименты in vivo на цыплятах-бройлерах, выращенных с использованием рациона 1 (с добавкой гидролизата кератинсодержащего сырья). В результате проведенных исследований было установлено, что лучшей группой по продуктивности в 38-суточном возрасте была опытная группа, в которой цыплята получали ферментированный гидролизат кератинсодержащего сырья вместо рыбной муки. Так, средняя живая масса цыплят, в этой группе опережала данный показатель контрольной группы на 9,2 %. Средняя масса петушков и курочек составила 2391 г и 2183 г, что было на 8,78 и 9,70% выше по сравнению со сверстниками из контрольной группы (базовый рацион) при достоверной разности (р≤0,01 и р≤0,001), соответственно. При 100 % сохранности поголовья затраты корма на 1 кг прироста живой массы были ниже на 6,32 %, а среднесуточный прирост выше на 9,46 % по сравнению с контролем. Использование комбикорма с включением в него ферментированного гидролизата кератинсодержащего сырья взамен рыбной муки в 49-суточном возрасте способствовало увеличению средней живой массы, среднесуточного прироста цыплят-бройлеров, сохранности поголовья на 10,05 и 10,07, 4,0 %, соответственно. При этом затраты корма на 1 кг прироста живой массы были на 7,28% ниже по сравнению с контролем. Так, средняя живая масса петушков и курочек была достоверно выше (р ≤0,001) на 9,35 и 10,89 %, соответственно.

Проведенные эксперименты in vivo на цыплятах-бройлерах, выращенных на рационе 2, показали, что использование в рационе ферментированного гидролизата коллагенсодержащего сырья, взамен рыбной муки, существенно не отразилось на продуктивных показателях цыплят-бройлеров в 38-суточном возрасте. Как петушки, так и курочки по средней живой массе и среднесуточному приросту, по сохранности поголовья были практически на одном уровне с контролем, а по затратам корма на 0,57% ниже. В 49-суточном возрасте, по продуктивным показателям, за исключением сохранности, опытная группа не отличалась от контроля. Сохранность в опытной группе была на 2% выше по сравнению с данным показателем в контроле. Результаты эксперимента in vivo на цыплятах-бройлерах, с использованием рациона 3, показали, что при введении в рацион совместно ферментированных гидролизатов пера и коллагена с использованием пробиотического препарата на основе живых бактерий Bacillus subtilis, Lactobacillus paracasei, Enterococcus faecium, и растительных пищевых волокон (отрубей),повысились продуктивные показатели бройлеров. Так, в 38 дней, средняя живая масса цыплят и среднесуточный прирост живой массы были на 5,3 и 5,4% выше по сравнению с аналогичными показателями контрольной группы. Затраты корма были снижены до 2,87 % при 100 %-ной сохранности поголовья. Использование пробиотического препарата Бацелл-М, отрубей и комплекса ферментированных продуктов (гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья ) способствовало повышению продуктивности птицы и в 49-дневном возрасте. Средняя живая масса цыплят на 4,96 % превышала показатель контрольной группы, в рационе которой использовалась рыбная мука (базовый рацион). При этом живая масса петушков, в опытной группе 4, была на 4,79, а у курочек на 5,19 % выше, по сравнению со сверстниками из контрольной группы. Среднесуточный прирост цыплят в 49-суточном возрасте в опытной группе составил 62,6 г, что было на 5,03 % выше по сравнению с контролем. Конверсия корма в этой группе была на 4,37 % выше, по сравнению с контролем. Оценка физиологических показателей методом проведения балансовых опытов на птице показала, что включение в комбикорм кератинсодержащего сырья (рацион 1), а также комплекса ферментированных гидролизатов пера и коллагена с использованием пробиотика (рацион 3) обеспечило повышение переваримости и использования питательных веществ корма в 38 и 49 дней, по сравнению с базовым рационом. Результаты анатомической разделки тушек цыплят-бройлеров показали, что лучшими мясными качествами обладали тушки бройлеров, которые потребляли рацион 1, содержащий кормовую добавку из гидролизата кератинсодержащего сырья и рацион 3, содержащий кормовую добавку из гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья, пробиотических микроорганизмов и растительных пищевых волокон. Выход съедобных частей в тушках цыплят при потреблении ими рационов 1 и 3 был на 0,77-1,32 % выше, а костной массы на 0,68-1,22 % ниже, по сравнению с контролем.

Проведенная органолептическая оценка по 5-балльной шкале показала, что самые высокие вкусовые и ароматические достоинства бульона и мяса были получены при потреблении птицей рационов 1 и 3. В результате проведенных исследований по определению показателей безопасности мяса бройлеров с использованием экспериментальных рационов 1, 2 и 3 было установлено, что по содержанию тяжелых металлов, радионуклидов, антибиотиков и микробиологическим показателям все образцы мяса соответствовали нормам Технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011).

Определены физико-химические характеристики мяса бройлеров (грудных и бедренных мышц), выращенных на различных рационах. Было установлено, что наблюдаются различия в содержании пептидного азота в контроле (0,07%) и рационе 3 (0,07%) на 38 сутки в сторону увеличения при выращивании до 49 дней (0,27%) и (0,38%) соответственно. Аналогичные изменения были обнаружены и в мясе бедра. Результаты исследования аминокислотного и жирнокислотного состава грудных и бедренных мышц бройлеров показали, что более высокие показатели на 49 сутки по грудным и бедренным мышцам выявлены при откорме на рационе 3. Наибольшую долю жирных кислот составляли пальмитиновая (насыщенная/предельная жирная кислота), олеиновая (ненасыщенная омега 9 жирная кислота) и линолевая (ненасыщенная омега 6 жирная кислота), доля которых была 16,66 -21,59%, 25,63-33,57% и 32,39-45,68% соответственно. Анализ содержания в крови лейкоцитов позволил выявить, что при введении гидролизатов кератинсодержащего и коллагенсодержащего сырья в рационы у птицы наблюдается широкая вариабельность реакции, причем отмечено, что рацион 1 обладает большим эффектом при более длительном кормлении до 49-дневного возраста птицы. Результаты разделения исследуемых образцов грудных и бедренных мышц на фракции методом одномерного электрофореза в полиакриламидном геле показали, что с увеличением возраста птицы – увеличивалось количество белковых фракций. Был проведен сравнительный протеомный анализ мяса цыплят-бройлеров, с использованием двумерного электрофореза (2-DE) с последующей масс-спектрометрией MALDI –TOF/TOF. Получены протеомные карты 16 образцов тканей. У птицы после 49 дней выращивания (по сравнению с 38 сутками) значительных изменений в белковых профилях не наблюдалось, однако для образцов бедренных тканей была характерна повышенная продукция белков фракции миозина. Белковые фракции располагались в широком диапазоне рН и молекулярных масс. Фракционирование образцов методом двумерного электрофореза позволило получить до 170 белковых фракций, окрашиваемых раствором Кумасси Brilliant Blue R. При этом сравнительный анализ белковых карт протеома показал, что перекрывание белковых компонентов, полученных при разделении на электрофореграммах, составляет 95-99%. Были идентифицированные белки, являющиеся потенциальными биомаркерами качества мяса. В результате исследований, полученных при определении антиоксидантной активности (АОЕ) в гомогенизированных образцах мяса грудной мышцы и бедра птицы, выращенной на стандартном (базовом) и 3-х экспериментальных рационах кормления в течение 38 и 49 суток было установлено, что показатели АОЕ в мясе птицы, выращенной на рационе 3 на 38 сутки было статистически достоверно выше (Р<0,05), чем таковые для остальных рационов кормления.

Показано, что рационы питания влияют на показатели АОЕ и TRABS мяса птицы. При этом цыплята-бройлеры, выращенные на рационе 3, имели самые лучшие показатели, по сравнению, как с базовым рационом, так и другими двумя экспериментальными. Оценку in vivo влияния на микробиоценоз кишечника различных рационов кормления бройлеров проводили в 38- и 49- дневном возрасте птицы. Для исследований были взяты слепые отростки кишечника и помет птицы. Исследования проводили методом T-RFLP (Terminal restriction fragment length polymorphism) - молекулярно-генетический метод, основанный на анализе полиморфизма длин амплифицированных рестрикционных фрагментов ДНК микроорганизмов. Было установлено, что нормофлора слепых отростков всех исследованных цыплят-бройлеров была различной. Доля лактобактерий в слепых отростках птицы в возрасте 38 дней не превышала 2,5 % при использовании базового рациона, а также рационов 2 и 3. В рационе 1, при использовании гидролизата кератинсодержащего сырья, доля лактобактерий составила 5,17 %. На 49 сутки произошло снижение относительной численности лактобактерий в базовом рационе в 1,5 раза. В остальных группах произошло увеличение доли лактобацилл на 10 % в рационе 1, на 65% в рационах 2 и 3. У цыплят в возрасте 38 дней доля целлюлозолитических бактерий была очень высокой - более 59 %. К возрасту 49 дней доля целлюлозолитических бактерий снизилась при использовании всех типов рационов. Уровень содержания бацилл, в базовом рационе, не изменился с возрастом, при использовании гидролизата пера доля бацилл выросла в 3 раза, гидролизата коллагенсодержащего сырья - 1,5 раза, а при использовании смеси гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья и пробиотика - в 4 раза. Наиболее высокая доля селеномонад – 12,27 % была отмечена в 38-дневном возрасте цыплят при скармливании им рациона 3. Доли условно-патогенных бактерий были примерно одинаковыми во всех исследованных рационах. Внесение в рацион гидролизата кератинсодержащего сырья (рацион 1) и гидролизата коллагенсодержащего сырья (рацион 2) способствовало снижению доли таких возбудителей инфекционных заболеваний как пастереллез и микоплазмоз.

В результате гистологических исследований кишечника цыплят-бройлеров не было установлено значительных различий в слизистой оболочке кишечника в зависимости от рационов кормления птицы. Результаты анализа микрофлоры помета птицы на 38 и 49 сутки показали, что в помете цыплят-бройлеров при использовании всех типов рационов, наблюдалась высокая доля представителей нормальной микрофлоры. Доля целлюлозолитических бактерий у цыплят в возрасте 49 дней увеличилась в 1,5-3 раза для всех рационов. Относительная численность бацилл выросла к возрасту 49 дней во всех исследованных группах в 2 - 3 раза. Доля селеномонад также в среднем выросла к 49 дням в 2 - 3 раза. Доля актинобактерий и энтеробактерий была невысокой в образцах помета цыплят всех групп. Доля патогенных микроорганизмов (стафилококков, патогенных клостридий, пастерелл, фузобактерий, кампилобактерий, пептококков и микоплазм) была низкой во всех образцах помета отобранного на 38 день. Анализ микрофлоры помета цыплят-бройлеров на 49 сутки показал, что доля пастерелл, фузобактерий, кампилобактерий и пептококков выросла по сравнению с первым отбором в 38 дней. Проведенные исследования микробиоценоза кишечника и помета показали, что использование в рационах цыплят-бройлеров гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья способствуют снижению доли патогенных и условно-патогенных бактерий и увеличению доли представителей полезных бактерий, однако при выращивании птицы до 49-дневного возраста увеличивается количество опасной микрофлоры.

Таким образом, на основании исследований, проведенных во второй год выполнения проекта, сделано заключение, что лучшие результаты по показателям продуктивности и качеству мяса были получены при использовании в кормлении цыплят-бройлеров гидролизата кератинсодержащего сырья (рацион 1) и гидролизатов кератин и коллагенсодержащего сырья, пробиотических микроорганизмов и растительных пищевых волокон (рацион 3).

По результатам второго года выполнения проекта опубликовано 5 статей в журналах, индексируемых в РИНЦ, 4 в сборниках тезисов международных конференций, индексируемых в РИНЦ, принято к опубликованию 2 статьи в журналах, индексируемых в базе данных Scopus, подана 1 заявка на патент. Представлено 5 устных докладов на семинарах и конференциях.