Meat quality in broilers reared in different housing systems

Abstract

Meat quality was assessed in Cobb-500 cage vs. floor-housed broilers slaughtered at 38 vs 49 days of age. Broilers (105 birds per housing system) were reared since 1 day of age in conditions of vivarium of Center for Selection and Genetics «Zagorskoye EPH». Fat content in breast meat was significantly higher (p<0.05) at both slaughter ages in cage-housed broilers (2.0 and 2.7% at slaughter age 38 and 49 days, respec­tively) compared to floor-housed (1.6 and 2.2%). Protein content in breast meat was higher in floor-caged broilers. Total collagen content in thigh meat of floor housed broilers (789.88 mg/100 g) was 1.5 fold higher compared to cage-housed (515.80 mg/100 g, p<0.05). Fatty acid profiles of meat were mostly affected by the type of meat (red vs white) and to a lesser extent by housing system and slaughter age. Water-holding capac­ity in red meat significantly differed between slaughter ages and between housing systems at slaughter age 38 days (р<0.05): at slaughter age 38 days water-holding capacity in red meat was 67.3 in cage-housed broilers vs. 70.1% in floor-housed; at slaughter age 49 days 74.9 vs. 76.0%, respectively. The five-point scores of sensory taste evaluation for the meat of floor-housed broilers (4.55 and 4.91 for breast meat at slaughter ages 38 and 49 days; 4.40 and 4.90 for thigh meat) were better compared to cage-housed (4.47 and 4.83 for breast meat at slaughter ages 38 and 49 days; 4.37 and 4.70 for thigh meat). The conclusion was made that meat quality estimated by a set of the relevant parameters was marginally better in floor housed broilers in compare to cage-housed.

Keywords:broiler chicks, cage housing, floor housing, slaughter age, meat quality

Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (5): 77-84. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10056. (in Russian)

Промышленное птицеводство вносит весомый вклад в обеспечение населения нашей страны пищевыми продуктами и является одним из основных поставщиков высококачественного белка животного происхождения [1, 2]. Куриное мясо содержит мало соединительной ткани, оно не имеет жировых отложений, вследствие чего белки легко перевариваются в желудочно-кишеч­ном тракте человека.

Биологическая ценность мяса бройлеров определяется главным образом высоким содержанием белка, а также уровнем и соотношением в нем незаменимых аминокис­лот. Соотношение незаменимых аминокислот в белом и красном мясе бройлеров близко к оптимальной фор­муле, предложенной ФАО/ВОЗ (2003), в связи с чем этот продукт может быть широко использован для питания различных возрастных категорий людей [3].

Известно, что продуктивность и качество мяса брой­леров во многом зависит от технологии выращива­ния птицы [4-6]. В настоящее время в отечественном бройлерном производстве сложились 2 основные тех­нологии выращивания мясных цыплят: первая пре­дусматривает применение напольного оборудования, вторая - клеточного. При использовании обеих этих технологий производители стремятся сократить сроки выращивания бройлеров с целью сокращения издержек производства. Однако имеются данные о том, что воз­раст убоя бройлеров оказывает определенное влияние на вкус, аромат и другие показатели качества мяса птицы [7-10]. В связи с этим возникла необходимость в изучении влияния различной технологии выращива­ния и сроков откорма цыплят-бройлеров на качество мяса.

Цель работы - оценить физико-химические и техно­логические свойства мяса бройлеров при различной технологии выращивания и сроках убоя птицы.

Материал и методы

Цыплят-бройлеров выращивали на подстилке и в клеточных батареях с суточного до 38- или 49-дневного возраста (105 голов на каждую систему со­держания) в условиях вивария СГЦ "Загорское ЭПХ". Кормление птицы при напольном и клеточном выращи­вании было одинаковым и проводилось в соответствии с рекомендациями ФГБНУ "Федеральный научный центр "Всероссийский научно-исследовательский и тех­нологический институт птицеводства"" РАН [11].

Был проведен убой птицы в возрасте 38 и 49 дней и отобрано по 10 образцов грудных и бедренных мышц в 3 повторностях для исследования физико-химичес­ких (содержание белка, жира, влаги, золы, токсичных элементов, радионуклидов) и технологических (рН, влагоудерживающая способность) свойств мяса птицы, а также аминокислотного и жирнокислотного состава мяса (2 параллели).

Исследования мяса проводили следующими мето­дами: ГОСТ 31470-2012 "Мясо птицы, субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы. Методы органолептических и физико-химических исследований"; ГОСТ 9793-74 "Продукты мясные. Методы определения влаги"; ГОСТ 23042-2015 "Мясо и мясные продукты. Методы определения жира"; ГОСТ 25011-81 "Мясо и мясные продукты. Методы определения белка"; ГОСТ 31727-2012 (ISO 936:1998) "Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой доли общей золы"; ГОСТ Р 51478 "Мясо и мясные продукты. Контрольный метод определения концентрации водородных ионов (pH)"; МИ 103.5-105-2011 "Мясо и мясные продукты. Определение триптофана методом флуоресценции"; МВИ-02-2002 "Определение аминокислотного состава"; ГОСТ Р 55483-2013 "Мясо и мясные продукты. Опреде­ление жирно-кислотного состава методом газовой хро­матографии"; ГОСТ Р 51944-2002 "Мясо птицы. Методы определения органолептических показателей, темпе­ратуры и массы"; ГОСТ 30178-96 "Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов"; ГОСТ 32161-2013 "Продукты пищевые. Метод определения содержания цезия Cs-137". Определение влагоудерживающей способности прово­дили по методу Грау-Хамма [12].

Статистическую обработку проводили с использо­ванием пакета программ Statistica 10.0. Результаты представлены в виде взвешенного среднего значения ± ошибка среднего (М±т). Достоверность различий сред­них величин, удовлетворяющих условиям нормального распределения и равенству дисперсий, оценивали мето­дом однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) с применением критерия Дункана. Критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (p) прини­мали равным 0,05.

Результаты и обсуждение

Живая масса бройлеров при клеточном выращивании в возрасте 38 дней составила 2122±18 г, а в 49 дней -2708±21 г, тогда как при напольном выращивании соот­ветственно 2097±18 и 2635±19 г. Таким образом, живая масса бройлеров при клеточном выращивании была на 1,2-2,8% выше по сравнению с напольным выращи­ванием. Однако при напольном выращивании выход мяса был на 0,2-0,6%, а сортность тушек на 0,3-0,4% выше, чем при клеточном выращивании (р≤0,05).

По истечении соответствующего периода выращива­ния были проведены химические исследования мяса птицы при напольном и клеточном содержании, которые представлены в табл. 1.

Наибольшее содержание белка в грудной мышце выявлено у птицы при напольном содержании в 49-днев­ном возрасте.

Содержание жира в мясе грудок при клеточном содер­жании бройлеров было на 22-25% выше, чем у птицы напольного содержания (р<0,05). Различия такого рода можно объяснить тем, что куры напольного содержания физически более активны, чем куры клеточного содержа­ния, что способствует, скорее, миогенезу, чем липогенезу.

По содержанию влаги в мясе существенных разли­чий при разном содержании птицы не найдено. Содер­жание золы также находилось в одних и тех же пре­делах. Полученные результаты совпадают с данными литературы [3] об отсутствии различий в содержании влаги и золы в мясе грудок кур при различных спосо­бах содержания.

При напольном содержании бройлеров общее содер­жание коллагена в мясе бедра (789,9 мг/100 г) прак­тически в 1,5 раза было более высоким по сравнению с таковым при клеточном содержании (515,8 мг/100 г, р<0,05). Содержание коллагена в белке составляло соответственно 4,56 и 2,73%. Столь незначительное со­держание коллагена не окажет существенного влияния на усвояемость белка.

При этом стоит обратить внимание на то, что по содер­жанию жира в красном мясе наблюдались существен­ные различия в процессе роста птицы. Так, на 38-е сутки роста содержание жира в мясе бедра было в пределах 10,8-11,7%, а на 49-е сутки содержание жира как при клеточном содержании, так и при напольном уменьши­лось практически в 2,5 раза.

Все образцы мяса по санитарно-химическим и радио­логическим показателям соответствовали требованиям ТР ТС 021/2011 (прил. 2, п. 1.1; прил. 3, п. 1; прил. 4, п. 1).

В табл. 2 представлены результаты исследований тех­нологических свойств мяса бройлеров при клеточном и напольном содержании.

Результаты исследований технологических свойств мяса птицы (грудка, бедро), выращенной по техноло­гии интенсивного кормления на стандартном рационе при напольном и клеточном содержании, в различные периоды выращивания по показателю рН не показали различий (см. табл. 2).

Влагоудерживающая способность бедренных мышц бройлеров напольного содержания превосходила анало­гичный показатель клеточного содержания на 38-е сут­ки роста на 4,2%. По полученным данным можно сделать заключение, что мясо птицы при напольном содержа­нии обладает лучшей способностью удерживать влагу, что очень важно для технологических свойств. Отли­чий в белом мясе птицы от условий ее выращивания не найдено.

При расчете белково-качественного показателя крас­ного мяса (отношение триптофана к оксипролину) ока­залось, что он был выше при выращивании в клетках, чем при напольном содержании.

Аминокислотный состав мяса бройлеров разного воз­раста и при различных способах выращивания пред­ставлен в табл. 3. Аминокислотный состав продуктов свидетельствует об их высокой биологической ценности, которая зависит от соотношения незаменимых аминокислот (треонин, валин, метионин, фенилаланин, изолейцин, лейцин, лизин).

Содержание треонина на 38-е сутки при напольном содержании (в белом и красном мясе) было больше, чем при клеточном. На 49-е сутки его количество увеличи­лось. Причем при клеточном содержании увеличение произошло в красном мясе примерно на 70%, а при напольном содержании практически не изменилось. Это связано с тем, что треонин участвует в синтезе коллагена и эластина, в белковом и жировом обмене и препятствует отложению жиров. Так, на 38-е сутки у бройлеров в клетках содержание жиров в бедренной мышце составило 11,7%, а треонина - 0,59%, тогда как на 49-е сутки количество жиров уменьшилось, но увели­чилось содержание треонина до 1,05%. Такие же показа­тели и свойства имеет аминокислота метионин.

Лизин является основной аминокислотой, необходи­мой для выработки L-карнитина и усиливает действие аргинина. При недостатке аргинина мышцы начинают медленнее расти. При клеточном содержании изме­нение аргинина и лизина почти не наблюдалось. При напольном содержании на 49-е сутки происходило снижение содержания лизина и увеличение аргинина как в белом, так и в красном мясе.

Результаты исследования свидетельствуют о наличии свободных аминокислот, полученных при распаде белка после автолиза (см. табл. 3). Автолитические процессы про­текали более интенсивно в грудных мышцах, чем в мышцах бедра. При этом автолиз бедренных мышц при клеточном содержании на 49-й день был в 1,4 раза интенсивнее в срав­нении с автолизом бедренных мышц на 38-й день.

Результаты исследований жирнокислотного состава представлены в табл. 4. Общее направление биохими­ческих изменений содержания жирных кислот, входящих в состав липидной фракции мяса птицы, заключается, как правило, в изменении содержания насыщенных жирных кислот. Результаты исследований жирнокислотного состава мяса птицы (грудка, бедро), выращенной по технологии интенсивного кормления на стандарт­ном рационе, при напольном и клеточном содержании в различный период выращивания не показал сущест­венных различий в составе насыщенных жирных кислот, при этом были выявлены различия в первую очередь в содержании мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) красного и белого мяса. Так, содержание пальмитолеиновой кислоты (C16:1) в красном мясе составило около 8,5%, а в белом мясе варьировало в диапазоне от 4,57 до 5,8%. Содержание пальмитолеиновой кислоты (C16:1) при напольном и кле­точном содержании в красном мясе было практически одинаково. Разница была отмечена в образцах мяса грудки, полученных при напольном выращивании, осо­бенно на 49-е сутки, - выше на 21,9%.

Наиболее значительные различия были обнаружены в составе ПНЖК семейства ω6. Различия в массовой доле арахидоновой кислоты (C20:4, ω6) при клеточном и на­польном содержании доходило до 25,6% (относительные единицы) на 38-е сутки, однако следует учитывать в целом низкое содержание этой кислоты (от 0,80 до 1,29%).

Наибольшая часть ПНЖК представлена линолевой кислотой (С18:2, ω6), содержание которой доходило до 1/5 от суммы всех жирных кислот. Изменения в содер­жании этой ПНЖК относительно белого/красного мяса и напольного/клеточного содержания птицы находились в диапазоне погрешности метода.

При анализе сроков выращивания напольного и кле­точного содержания на 38-е и 49-е сутки были получены следующие усредненные данные по белому и красному мясу: на 38-е сутки доля насыщенных жирных кис­лот составляла 32,09%; мононенасыщенных - 44,63%; ПНЖК - 23,28%; на 49-е сутки - соответственно 33,49, 41,92 и 24,59%.

Таким образом, можно сделать вывод, что на содержа­ние жирных кислот в большей степени влияет часть тела птицы с различной функциональной активностью (грудка или бедро), а не способ выращивания бройлеров.

При сенсорной оценке тушек установлено, что у бройлеров напольного содержания были более низ­кие показатели содержания жира в брюшной полости и доле бедренной части. Mясо бройлеров напольного содержания обладало более высоким усилием резания и "разжевываемостью", чем мясо бройлеров клеточного содержания. Mясо бройлеров напольного содержания по сравнению с мясом бройлеров клеточного содержания было несколько более упругим, что объясняется более высоким содержанием коллагена. Коллаген являетсяотносительно стабильным к физическому распаду при тепловой обработке и способен образовывать попереч­ные связи, что и может увеличивать упругость мяса.

Масса тела, доля жира в брюшной части, доля бед­ренной части у бройлеров напольного содержания были ниже, чем у бройлеров клеточного способа содержания.

Проведенная дегустационная оценка по 5-балльной шкале показала, что вкусовые и ароматические досто­инства бульона и мяса при напольном выращивании бройлеров имели более высокие оценки. В 38-дневном возрасте бульон при напольном выращивании цыплят был оценен в 4,68 балла, тогда как при клеточном выра­щивании - в 4,55 балла. В 49-дневном возрасте бульон при напольном выращивании цыплят получил оценку в 4,88 балла, а при клеточном - 4,75 балла.

Вкусовые качества мяса птицы при напольном выращи­вании также были несколько выше, чем при клеточном. При напольном выращивании грудные мышцы в возрасте 38 дней были оценены в 4,55 балла, ножные - в 4,40 балла, а при клеточном выращивании - 4,47 и 4,37 балла соот­ветственно. В 49 дней оценка грудных мышц составила 4,91 балла, ножных - 4,90 балла, а при клеточном выра­щивании - 4,83 и 4,70 балла соответственно.

Заключение

Анализ показателей качества мяса бройлеров пока­зал, что содержание жира в мясе грудок значительно ниже при напольном выращивании, чем у бройлеров клеточного содержания. Различия такого рода можно объяснить тем, что бройлеры напольного содержания физически более активны, чем бройлеры клеточного содержания, что способствует более интенсивному миогенезу, а не липогенезу. Вероятно, по этой причине общее содержание коллагена в мясе грудок бройлеров напольного содержания увеличивается в связи с увеличением количества соединительной ткани. В результате у бройлеров напольного содержания улучшается тек­стура мяса с точки зрения упругости. Мясо бройлеров напольного содержания обладало более высоким уси­лием резания, по всей видимости, из-за повышенной активности движения птицы.

Масса тела, доля жира в брюшной части, доля бед­ренной части у бройлеров напольного содержания были ниже, чем у птицы клеточного способа содержания.

Результаты исследований жирнокислотного состава мяса птицы (грудка, бедро), выращенной по технологии интенсивного кормления на стандартном рационе при напольном и клеточном содержании, в различный пе­риод выращивания не показали существенных различий в составе 35 насыщенных жирных кислот, при этом были выявлены различия, в первую очередь, в содержании мононенасыщенных и ПНЖК красного и белого мяса. Это свидетельствует о том, что на содержание жирных кислот в мясе в большей степени влияет часть тела птицы с раз­личной функциональной активностью (грудка или бедро) и в меньшей степени - факторы условий содержания птицы (длительность, клеточное или напольное).

В итоге на основании проведенных исследований можно сделать заключение, что напольная технология выращивания позволяет повысить выход мяса, улучшить товарный вид тушек и обеспечить высокие вкусовые и ароматические достоинства мяса. Таким образом, по комплексу качественных показателей мясо бройлеров при напольном выращивании несколько превосходило мясо бройлеров, выращенных в клетках, что было под­тверждено также результатами дегустационной оценки.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутс­твие конфликтов интересов.

Работа была подготовлена при поддержке Российского научного фонда, соглашение № 17-16-01028.

Литература

1. Фисинин В.И. Птицеводство России - стратегия инновационного развития / Российская академия сельскохозяйственных наук. М., 2009. 148 с.

2. Фисинин В.И. Состояние и перспективы инновационного развития птицеводства до 2020 года // Мясная индустрия. 2012. № 7. С. 22-27.

3. Силкина В.А. Мясные качества птицы // Генетика и разведение животных. 2015. № 1. С. 26-29.

4. Гудыменко В.И., Ноздрин А.Е. Эффективность выращивания цыплят-бройлеров по разной технологии // Изв. Оренбург. гос. аграрного ун-та. 2014. № 3 (47). С. 128-131.

5. Ноздрин А.Е., Гудыменко В.И. Выращивание цыплят-бройлеров по новой технологии // Вестн. Курск. гос. с/х акад. 2014. № 5. С. 60-62.

6. Гудыменко, В.И. Мясная продуктивность цыплят-бройлеров при выращивании по разной технологии / В.И. Гудыменко, А.Е. Ноздрин // Изв. Оренбург. гос. аграрного ун-та. 2014. № 6 (50). С. 136-139.

7. Хамитова В., Османян А., Герасимов А., Чередов И. Напольное содержание бройлеров с поэтапным убоем стада // Птицеводство. 2012. № 12. С. 13-15.

8. Cheng F.Y., Huang C.W., Wan T.C., Liu Y.T., Lin L.C., Lou Chyr C.Y. Effect of free-range farming on carcass and meat qualities of black-feathered Taiwan native chicken // Asian Aust. J. Anim. Sci. 2008. Vol. 21. P. 1201-1206.

9. Lin C.Y., Kuo H.Y., Wan T.C. Effect of free-range rearing on meat composition, physical properties and sensory evaluation in Taiwan game hens // Asian Aust. J. Anim. Sci. 2014. Vol. 27. P. 880-885.

10. Wang K.H., Shi S.R., Dou T.C., Sun H.J. Effect of free-range raising system on growth performance, carcass yield, and meat qual­ity of slow-growing chicken // Poult. Sci. 2009. Vol. 88. P. 2219­2223.

11. Егоров И.А., Манукян В.А., Околелова Т.М., Ленкова Т.Н. и др. Методическоеруководствопокормлениюсельскохозяйственной птицы / под общ. ред. В.И. Фисинина, И.А. Егорова. Сергиев Посад : ВНИТИП, 2015. 199 с.

12. Хамм Р. Структура и функции мышц. Разработка ученых Инсти­тута химии и физики Федерального центра по исследова­нию мяса. Сборник трудов "Химия и физика мяса". Кульмбах, Германия, 1981. С. 59-75. (пер. под ред. А.Б. Лисицына. ВНИИМП, 2004)

References

1. Fisinin V.I. Poultry farming in Russia - strategy of innovation devel­opment. Moscow: Rossiyskaya akademiya sel'skokhoziaistvennykh nauk, 2009: 148 p. (in Russian)

2. Fisinin V.I. The state and prospects of innovative development of poultry farming until 2020. Myasnaya industriya [Meat Industry]. 2012; (7): 22-7. (in Russian)

3. Silkina V.A. Meat qualities of the bird. Genetika i razvedenie zhivotnykh [Genetics and Breeding of Animals]. 2015; (1): 26-9. (in Russian)

4. Gudymenko V.I., Nozdrin A.Ye. Efficiency of using different technolo­gies in broiler-chickens rearing. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin Orenburg State Agrarian University]. 2014; 3 (47): 128-31. (in Russian)

5. Nozdrin A.E., Gudymenko V.I. Growing broiler chickens by new tech­nology. Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy]. 2014; (5): 60-2. (in Russian)

6. Gudymenko V.I., Nozdrin A.Ye. Meat productivity of broiler-chick­ens raised by different technologies. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin Orenburg State Agrarian University]. 2014; 6 (50): 136-9. (in Russian)

7. Hamitova V., Osmanyan A., Gerasimov A., Cheredov I. Two-staged slaughter of floor reared broiler flock. Ptitsevodstvo [Poultry Farm­ing]. 2012; (12): 13-5. (in Russian)

8. Cheng F.Y., Huang C.W., Wan T.C., Liu Y.T., Lin L.C., Lou Chyr C.Y. Effect of free-range farming on carcass and meat qualities of black-feathered Taiwan native chicken. Asian Aust J Anim Sci. 2008; 21: 1201-6.

9. Lin C.Y., Kuo H.Y., Wan T.C. Effect of free-range rearing on meat composition, physical properties and sensory evaluation in Taiwan game hens. Asian Aust J Anim Sci. 2014; 27: 880-5.

10. Wang K.H., Shi S.R., Dou T.C., Sun H.J. Effect of free-range raising system on growth performance, carcass yield, and meat quality of slow-growing chicken. Poult Sci. 2009; 88: 2219-23.

11. Egorov I.A., Manukian V.A., Okolelova T.M., Lenkova T.N., et al. Methodi­cal guide for feeding agricultural poultry (Metodicheskoe rukovodstvo po kormleniiu selskokhoziaistvennoi ptitsy). In: V.I. Fisinin., I.A. Egorov (eds). Sergiev Posad: VNITIP, 2015: 199 p. (in Russian)

12. Hamm R. Structure and function of muscle. In: Chemistry and Physics of Meat: Proc Federal Centre for Meat Research, Kulmbach, Germany. 1981; 2: 59-75. (in Russian)