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.