Research in vivo on the growing rats of biological value of protein-peptide ingredient of functional drink

AbstractThe abstract is devoted to research in vivo on the growing rats of biological value of protein hydrolyzate of meat-and-bone residues of poultry, fortified by defatted cow milk. Cow milk casein was chosen as a template. PER was determined by growing method, based on lab animals’ growth rate assessment. True protein digestibility was determined by balance method. The indices were fixed individually for each animal and then the group mean value was calculated. Accessibility of protein hydrolyzate of meat-and-bone residues of poultry fortified by defatted cow milk equals 100%. PER is 1,25 lower in comparison with casein , which can be explained by a lower retention.

Keywords:protein hydrolysates, biological value, protein efficiency ratio, true digestibility

Вопр. питания. - 2012. - № 5. - С. 41-44.

Одним из ключевых этапов исследований, связанных с разработкой функциональных пищевых продуктов (ФПП), предназначенных для коррекции нарушений пищевого статуса организма, является тестирование их функциональных свойств и биологической ценности. Эти исследования включают определение в опытах in vivo и in vitro ряда показателей, характеризующих биологическую ценность разрабатываемых ФПП. Особое внимание при этом уделяется аминокислотному скору ключевого ингредиента ФПП, который, как показали наши предыдущие исследования [1], представляет собой ферментативный гидролизат мяса курицы механической обвалки, обогащенный белком обезжиренного коровьего молока в соотношении 74:26 (в пересчете на белок). Величина аминокислотного скора ключевого ингредиента, равная 100%, свидетельствует о сбалансированности аминокислотного состава ФПП. Хотя это является необходимым условием при создании указанных продуктов, но этого явно недостаточно для обеспечения их высокой биологической ценности. Наряду с аминокислотным скором биологическая ценность белка определяется, как известно, такими показателями, как коэффициент эффективности белка (КЭБ), определяемый ростовым методом, и истинная усвояемость белка, характеризующая его биодоступность [4].

Целью настоящих исследований является определение в опытах in vivo на растущих крысах коэффициента эффективности белка ключевого ингредиента ФПП и его истинной усвояемости по сравнению с эталонным белком - казеином коровьего молока.

Материал и методы

В исследованиях был использован ферментативный гидролизат мяса курицы механической обвалки (производство НИИ птицеперерабатывающей промышленности РАСХН), обогащенный цельным белком обезжиренного коровьего молока (производство Республики Беларусь, ГОСТ 10970-87) в соотношении 74:26 в пересчете на белок коровьего молока (производства ЗАО "Вязьмамолрус" ГОСТ Р53667-2009).

Лабораторные животные - растущие крысы - самцы Вистар, полученные из питомника "Столбовая". После недельного пребывания в карантине животные были разделены на 2 группы: контрольную и опытную (по 9 животных в каждой группе). Средняя масса тела крыс в контрольной и опытной группах на начало эксперимента составила 88,7±0,9 и 88,1±1,0 г соответственно.

Коэффициент эффективности белка (КЭБ) определяли ростовым методом, основанным на оценке скорости роста массы тела лабораторных животных [2, 3]. Истинную усвояемость белка выявляли балансовым методом [3].

Определение вели следующим образом.

На протяжении всего эксперимента, в том числе и в обменный период, животные обеих групп получали изокалорийные (400 ккал/100 г сухого корма) полусинтетические рационы с использованием одного уровня белка - 10% по калорийности, который был представлен для животных контрольной группы казеином, а для животной опытной группы - ключевым ингредиентом [6]. Состав контрольного и опытного рационов представлен в табл. 1.

Воду и корм животные получали без ограничений. Животные находились в индивидуальных обменных клетках (по 1 особи в клетке). Длительность эксперимента составляла 24 дня. В ходе эксперимента учитывались индивидуальные показатели поедаемости корма, прироста массы тела каждого животного. С 21 по 24-е сутки, в так называемый обменный период, помимо перечисленных показателей, определяли количество азота, выведенного с калом. По окончании эксперимента (на 24-е сутки) животных умерщвляли в СО2боксе.

КЭБ определяли по приросту массы тела лабораторных животных в граммах на 1 г потребленного ими ключевого ингредиента или казеина, согласно общепринятым методам [2-4, 7].

Рассчитывали по следующей формуле:

КЭБ = Wt - W0/ Ip (1)

где Wt - масса тела крысы (в г) в последний день экспериментального периода, W0 - масса тела крысы (в г) в первый день экспериментального периода; Ip - количество белка, потребленного крысой (в г) за экспериментальный период.

Истинную усвояемость ключевого ингредиента или казеина рассчитывали как

D = I - (F - Fk)/ I*100, % (2)

где D - истинная усвояемость (в %), I - общее количество азота, потребленного крысой с пищей в течение балансового периода (в г), F - количество азота, экскретированного с калом крысой в течение балансового периода (в г), Fk - количество азота (в г), экскретированного с калом крысой, гипотетически находившейся на безбелковой диете в течение такого же балансового периода. Согласно ранее проведенным исследованиям [2, 3], количество азота, выделяемого с калом в течение суток, крысой, находящейся на безбелковом рационе, было принято равным 0,017 г.

Таблица 1. Состав контрольного и опытного полусинтетического рациона

Коэффициент эффективности белка и истинную усвояемость ключевого ингредиента или казеина определяли индивидуально для каждого животного и затем рассчитывали среднее значение этого показателя по группе.

Результаты и обсуждение

Содержание белка в рационах, определяемого по методу Къельдаля [5], с использованием коэффициента пересчета с общего азота на белок (равен 6,25) составило для контрольного рациона - 10,4%, для опытного - 10,0%.

На протяжении всего эксперимента крысы обеих групп нормально росли. Массу тела животных измеряли через день в течение всего эксперимента. На рисунке приведена динамика роста массы тела животных.

По окончании эксперимента среднее значение массы животных опытной группы оказалось достоверно ниже, чем у животных, получавших контрольный полусинтетический рацион. Средние значения массы тела животных опытной и контрольной групп составили 148,7±3,2 и 163,4±3,7 г соответственно (M±m); различия между группами были достоверны (р<0,05), согласно t-критерию Стьюдента.

В табл. 2 показаны средние значения коэффициента эффективности казеина и ключевого ингредиента ФПП, а в табл. 3 - результаты определения истинной усвояемости казеина и ключевого ингредиента.

Коэффициент истинной усвояемости ключевого ингредиента, определяемый как отношение его истинной усвояемости к истинной усвояемости казеина, в соответствии с проведенными балансовыми исследованиями равен единице (1,0). Как свидетельствуют результаты сравнительного определения прироста массы тела животных, получавших тестируемые источники белка, отношение коэффициентов эффективности КЭБ ключевого ингредиента/КЭБ казеина, рассчитанное на основе этих данных, составляло 0,82 в течение всего эксперимента. Данный факт свидетельствует о том, что эффективность утилизированного животными ключевого ингредиента ФПП в плане влияния на ростовые показатели составляет немногим более 80% от эффективности утилизации казеина. Это, по-видимому, может быть связано с различной ретенцией ключевого ингредиента ФПП и казеина, что косвенно подтверждается выравниванием показателей КЭБ, рассчитанных за последние 3 дня эксперимента (во время балансового периода) (табл. 2). Аминокислотный скор ключевого ингредиента разработанных ФПП равен единице, как это было показано в нашем предыдущем сообщении [1]. Соответственно, в качестве нижней границы величины биологической ценности ключевого ингредиента разработанных ФПП следует считать величину, равную 0,82 (82%).

Таким образом, в опытах in vivo и in vitro определены показатели, характеризующие биологическую ценность ключевого ингредиента для разработанных ФПП.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного контракта от 01.03.2011 № 16.512.11.2144 "Разработка методов создания инстантных функциональных пищевых продуктов для коррекции нарушений пищевого статуса и кормов для получения животного сырья биокорригирующего действия".

Таблица 2. Результаты определения коэффициента эффективности белка (КЭБ) для казеина и ключевого ингредиента (средние значения по группам)

Таблица 3. Истинная усвояемость казеина и ключевого ингредиента (средние значения по группам)

Динамика прироста массы тела лабораторных животных за время эксперимента

Литература

1. Зорин С.Н., Сидорова Ю.С., Смирнова Е.А. и др. // Вопр. питания. - 2012. - Т. 81, № 3. - С. 31-34.

2. Высоцкий В.Г., Мамаева Е.М. // Там же. - 1979. - № 3. - С. 48-53.

3. Высоцкий В.Г., Яцышина Т.А., Рымаренко Т.В. и др. // Мед. рефератив. журн. - 1976. - Разд. VII. - № 6. - С. 24-35.

4. Высоцкий В.Г. Экспериментальное обоснование потребностей человека в белке: Автореф. дис. - д-ра мед. наук. - М., 1977. - 33 с.

5. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов. - М.: Медицина, 1998. - 142 с.

6. Тышко Н.В., Жминченко В.М., Пашорина В.А. и др. // Вопр. питания. - 2011. - Т. 80, № 5. - С. 30-38.

7. FAO/WHO/UNICEF/ PAG Guideline N 6 for preclinical testing of novel sources of protein. - 1970. - Р. 6-10.