CC BY
52
УДК 636.087
Полубояринов П.А.1, Голубкина Н.А.2, Глебова Н.Н.3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: [email protected] 2Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур, г Москва E-mail: [email protected] 3Пензенский государственный университет E-mail: [email protected]
перспективность использования селеноцистина для получения обогащенных селеном мяса
И яиц ПЕРЕПЕЛА ЯПОНСКОГО (COTURNIX COTURNIX JAPONICA)
Мясо и яйца сельскохозяйственной птицы, обогащенные селеном, широко используются во всем мире для повышения селенового статуса населения и улучшения здоровья птицы.
Изучено влияние использования селеноцистина на накопление селена органами и тканями японского перепела при дозах микроэлемента 0,15 и 0,3 г/т. Показано, что внесение в корм селеноцистина значительно увеличивает содержание микроэлемента в яйцах и органах/тканях перепелов. Потребление 5 перепелиных яиц, обогащенных микроэлементом, обеспечивает половину адекватного уровня потребления селена для человека.
Установлено, что мышечная ткань перепелов, получавших селеноцистин, содержала более низкие концентрации As, Pb, B и Sn, чем контрольные птицы, получавшие с рационом селенит натрия. По сравнению с литературными данными использование селеноцистина более интенсивно увеличивает концентрацию селена в скорлупе яиц, чем селенометионин (Сел-Плекс), что может иметь важное практическое значение в использовании яичной скорлупы.
Ключевые слова: селен, селеноцистин, перепелиные яйца, тяжелые металлы.
Современная концепция оптимального питания предусматривает необходимость и обязательность полного обеспечения потребностей организма не только в энергии, но и в эссенциальных макро- и микронутриентах. К числу наиболее важных микронутриентов относится селен.
Дефицит селена среди населения широко распространен во всем мире, включая значительную часть территории России [1], [2].
Одним из наиболее перспективных путей решение проблемы селенодефицита принято считать использование органических форм селена в премиксах сельскохозяйственной птицы [3]. Такой подход позволяет не только значительно повысить содержание селена в мясе и яйцах, но и улучшить репродуктивные функции птицы, снизить конверсию корма, смертность молодняка и заболеваемость экссудативным диатезом, фиброзом поджелудочной железы, мышечной дистрофией [2].
По сравнению с использованием в ряде государств селенометионина в виде селен обогащенных дрожжей неорганические формы селена отличаются более высокой токсичностью, конкуренцией с другими микроэлементами в
ЖКТ, слабым удержанием тканями, низким коэффициент переноса в яйцо и мясо и слабой способностью поддерживать резервы селена в организме.
С учетом вышеизложенного, поиск и использование в кормопроизводстве новых источников селена на основе органических соединений является актуальным.
На кафедре «Физики и химии» Пензенского ГУАС был разработан и проведен синтез селен-содержащей аминокислоты L-селеноцистина (окисленная форма аминокислоты селеноци-стеина), (пат. РФ № 2537166), представляющего собой промежуточный продукт метаболизма селенометионина в организме человека и животных [2].
Ранее нами была установлена возможность использования селеноцистина в качестве источника селена в кормлении мясной птицы -цыплят-бройлеров [4].
Данная работа посвящена изучению возможности использования аминокислоты селе-ноцистина (Sec-Sec) для обогащения яиц и мяса перепела японского селеном (Cotumix cotumix japónica), а также ее влиянию на элементный состав мышечной ткани и печени птицы.
Полубояринов П.А. и др.
Перспективность использования селеноцистина..
Материалы и методы исследований
Для реализации поставленной задачи был проведен опыт на 5-суточных перепелах по схеме, представленной в таблице 1, рецепты экспериментальных комбикормов по рекомендациям ВНИТИП. Птица содержалась в клеточной батарее фирмы «Инкубаторий», включающей системы микроклимата и поения птицы, (по 50 голов в каждой клетке). Условия содержания и кормления птицы соответствовали существующим рекомендациям ФГБНУ ВНИТИП [5], [6]. Комбикорм (ГОСТ 18221-99) производства ООО «Агросервис» п.г.т. Мокшан Пензенской области. Раздача кормов вручную.
Общее содержание селена определяли флуориметрическим методом с диаминонаф-талином [7]. В качестве референс-стандартов в каждом определении использовали образцы яичного порошка и лиофилизованной мышечной ткани с регламентированным содержанием селена соответственно 630 и 394 мкг/кг.
Другие элементы определялись методом атомно-эмиссионной спектрометрии (ИСП-АЭС) на приборе Optima 2000 DV (PerkinElmer,
США) в лаборатории АНО «Центр биотической медицины».
Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью компьютерной программы Microsoft Excel, достоверность различий устанавливали с помощью критерия Стьюдента. Результаты представлены как средние значения и отклонения от среднего (M±SD).
Результаты исследования
и их обсуждение
За 30 дней учетного периода, яичная продуктивность перепелов опытных групп превысила контрольную на 7,3% при дозе селеноцистина в 0,15 г/т и на 15,4% при дозе 0,3 г/т, что находится в хорошем соответствии с известными литературными данными о положительном действии органических форм селена на яйценоскость сельскохозяйственной птицы [3]. При использовании селеноцистина масса яиц в опытных группах перепелов, по сравнению с контролем практически не изменялась.
Известно, что яйца являются наилучшим «транспортным средством» для доставки в орга-
Таблица 1 - Схема опыта
Группа Характеристика кормления
Контроль (1 - группа) Комбикорм, сбалансированный по всем питательным веществам (ОР) и содержаший 0,1 ррт селенита натрия
Опытная (2 - группа) ОР с селеноцистином ^е - 0,15 г/т корма)
Опытная (3 - группа) ОР с селеноцистином ^е - 0,3 г/т корма)
Объект Контроль Sec-Sec (Se - 0,15 г/т) Sec-Sec (Se - 0,3 г/т)
Масса, г
Белок 6,08 6,56 5,92
Желток 3,75 3,34 3,53
Мкг/кг
Скорлупа 69 168 234
Пленка 1553 1038 1192
Белок 218 308 501
Желток 461 683 682
Мкг/яйцо
Белок /яйцо 1,33 2,02 3,0
Желток/яйцо 1,73 2,28 2,41
Всего, мкг/яйцо 3,06 4,30 5,41
Таблица 2 - Накопление селена в перепелиных яйцах
Биологические науки
низм человека всех необходимых питательных веществ. Поэтому есть все основания говорить о том, что они относятся к функциональной здоровой пище [8].
Уровни накопления селена перепелиными яйцами (табл. 2) свидетельствуют о перспективности использования селеноцистина для получения яиц с повышенным содержанием микроэлемента.
Действительно, как видно из данных табл. 2, пять перепелиных яиц от несушек, получавших 0,3 г Se/т корма, могут обеспечить половину суточной потребности человека в селене. Производство яиц с повышенным содержанием селена осуществляется во многих странах мира, например, в Великобритании, Бельгии, Франции, Испании, США, Израиле, Н. Зеландии, Турции, Португалии, России [3]. В Беларуси выпускают перепелиные яйца с высоким содержанием микроэлемента, используя в качестве органической формы селена селен обогащенные дрожжи (Сел-Плекс; яйца «Молодецкие люкс» п/ф Солигорская).
Так же как и в случае использования Сел-Плекса [2], [9], максимальный уровень обогащения селеном при использовании селено-цистина наблюдался для белка. В то же время специфической особенностью распределения микроэлемента в яйце при использовании се-леноцистина по сравнению с данными для Сел-Плекса является более интенсивное накопление микроэлемента скорлупой на фоне снижения уровня селена в подскорлупной пленке. Этот факт представляется важным с позиции возможности использования скорлупы птицы в качестве функционального продукта питания у человека не только как источника диетического кальция [10], но и природного антиокси-данта селена.
Так же как и яйца, перепелиное мясо относятся к ценнейшим диетическим продуктам. Как видно из данных табл. 3, внесение в корм птицы селеноцистина позволяет повысить пищевую ценность продукции, увеличивая содержание микроэлемента в мышечной ткани в 1,5-1,7 раза. Эти результаты подтверждают установленную ранее перспективность использования органических форм селена (селен обогащенные дрожжи, Сел-Плекс) для получения обогащенного селеном перепелиного мяса [9]. Уровни аккумулирования селена мышечной тканью перепелов, получавших с кормом селеноци-стин, косвенно указывали на более интенсивное накопление микроэлемента по сравнению с литературными данными по использованию в питании птицы селен обогащенных дрожжей, где основной химической формой микроэлемента является селенометионин [9]. По-видимому, более высокая доступность связана с тем, что селеноцистин, в отличие от селенометионина белков в препарате Сел-Плекс, представляет собой индивидуальную аминокислоту и быстро поступает с аминокислотной транспортной системой в организм птицы, включаясь в метаболизм.
Как видно из данных табл. 3, содержание селена у перепелов, получавших с кормом 0,3 г Se/т корма, убывало в ряду: печень > сердце = желудок > мышечная ткань. Содержание селена при этом возрастало в сыворотке крови в 1,4 раза.
Из приведенных данных можно заключить, что селен из аминокислоты селеноцистина по-разному накапливается в различных органах и тканях. Наибольшее количество селена накапливается в грудных мышцах и превышает контроль на 37,2% и 75,0%, а также в мышцах ног - на 34,9% и 50,9%. В сыворотке крови со-
Таблица 3 - Содержание селена в тканях/органах перепелов (мкг/кг сырой массы)
Ткань/орган 1-я контрольная 2-я опытная Sec-Sec (Se - 0,15 г/т) 3-я опытная Sec-Sec (Se - 0,3 г/т)
Ноги 175±14 236±17а, ь 264±18a
Грудь 148±13 203±18ь 259±2a
Желудок 226±30а 249±20а 332±21ь
Сердце 268±10а 291±10 305±16ь
Печень 309±5 542±47 599±10
Сыворотка 88±6 106±3 126±9
Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются (Р>0,05)
Перспективность использования селеноцистина...
Полубояринов П.А. и др.
держание селена также повышено - на 20,5% и 43,2%. Менее значительно селен накапливался в желудке - на 10,2% и 46,9%, сердце - на 8,6% и 13,8 и печени - на 6,5% и 17,7%.
Известно, что селен, является энтеросор-бентом и антагонистом тяжелых металлов в кормлении птицы [11].
Тяжелые металлы и их соли Cd, РЬ, Sn, Ag, №, As, А1) - широко распространенные загрязнители. Отдельные элементы (Си, 2п, Fe, Мп, Сг, Со) входят в состав ферментов и относятся к биогенным микроэлементам. Однако, избыток особо токсичных тяжелых металлов, таких как кадмий, свинец, ртуть и мышьяк может представлять серьезную опасность для здоровья человека.
Оценка элементного состава тканей перепелов, получавших с кормом селеноцистин, показала, что, как в мышечной ткани, так и в печени под действием селеноцистина происходило снижение содержания As, РЬ, В и Sn (табл. 4). Образование неактивных комплексов селена с тяжелыми металлами и более интенсивное выведение таких комплексов из организма [2] хорошо объясняет наблюдаемое явление снижения уровня мышьяка, свинца и олова в мышечной ткани при введении в корм селеноцистина. С другой стороны, снижение концентрации бора в мышечной ткани и печени под действием селена ранее не описано в литературе и несомненно требует дополнительных исследований.
Таблица 4 - Элементный состав мышц и печени перепелов (мг/кг сухой массы)
Элементы Мышцы Печень
контроль Sec-Sec (Se - 0,3 г/т) контроль Sec-Sec (Se - 0,3 г/т)
А1 2,47±0,25а 2,56±0,26а 4,27±0,51 1,57±016
As 0,023±0,003а 0,019±0,003а 0,037±0,007 0,02±0,003
В 0,333±0,04 0,189±0,023 0,189±0,028 0,103±0,012
Са 476±48 693±69 236±28Ь 194±19Ь
Cd 0,01±0,002а 0,0076±0,00151а 0,211±0,032 Ь 0,236±0,028 Ь
Со 0,03±0,004а 0,025±0,004а 0,136±0,02 0,18±0,022
Сг 0,116±0,014 0,158±0,19 0,345±0,052 Ь 0,423±0,051 Ь
Си 3,23±0,32а 3,58±0,36а 27,67±3,32 16,25±1,62
Fe 50,39±5,04а 43,24±4,32а 711±85Ь 813±81Ь
^ <0,0036 0,0043±0,00087 0,021±0,004 Ь 0,02±0,003 Ь
I 0,865±0,104 0,531±0,04 0,582±0,087 Ь 0,524±0,063 Ь
К 11871±1187а 11716±1172а 10365±1244Ь 9099±910Ь
Li 0,047±0,007 0,065±0,01 0,050±0,011 0,074±0,011
Mg 1018±102а 984±98а 787±94Ь 709±71Ь
Мп 0,679±0,081 а 0,715±0,86 а 10,15±1,22 Ь 9,81±0,98 Ь
№ 2474±247а 2508±251а 3417±410Ь 3206±321Ь
№ 0,129±0,015 а 0,114±0,014 а 0,127±0,019 Ь 0,13±0,016 Ь
Р 7614±761а 7639±764а 11339±1361Ь 10702±1070Ь
РЬ 0,196±0,024 0,116±0,014 0,158±0,024 0,1±0,015
Si 33,6±3,36 25,69±2,57 26,06±3,12 Ь 28,56±2,86 Ь
Sn 0,024±0,004 0,015±0,002 0,068±0,014 0,016±0,002
Sг 0,743±0,089 а 0,664±0,08 а 0,412±0,062 Ь 0,426±0,051 Ь
V 0,0063±0,00126 а 0,0063±0,00127 а 0,02±0,004 0,013±0,002
Zn 41,6±4,16 а 49,08±4,91 а 100±12Ь 87,74±8,77 Ь
Значения в строках с одинаковыми индексами статистически не различаются (Р>0,05)
биологические науки
В целом следует признать, что исследования влияния селена на элементный состав организма сельскохозяйственной птицы крайне ограничены. Полученные результаты указывают на необходимость проведения дополнительных исследований взаимосвязи селена, в частности, с такими элементами как Al и B.
Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о перспективности использования новой органической формы селена - селеноцистина - в птицеводстве для получения функциональных продуктов питания с повышенным содержанием микроэлементов и сниженных концентрациях Pb, Sn и As.
05.10.2016
Список литературы:
1. Ермаков, В.В. Субрегионы и биогеохимические провинции СССР с различным содержанием селена / В.В. Ермаков // Тр. биогеохимической лаборатории. - 1978. - Т. 15. - С. 54-57.
2. Голубкина, Н.А. Селен в питании. Растения, животные, человек / Н.А. Голубкина, Т.Т. Папазян. - М. Печатный город. -2006. - 254 с.
3. Surai, P.F. Selenium in Nutrition and health / P.F. Surai. - Nottingham press. - 2006. - 974 р.
4. Возможность использования селеноцистина в качестве источника селена / П.А. Полубояринов и др. // Птицеводство. - 2015. -№8. - С. 9-12.
5. Кормление сельскохозяйственной птицы / В.И. Фисинин и др. - Сергиев Посад. - 2004. - 375 с.
6. Методические указания по оптимизации рецептов комбикормов для сельскохозяйственной птицы / В.И. Фисинин и др. -М. - 2014. - 119 с.
7. Alfthan, G.V. A micromethod for the determination of selenium in tissues and biological fluids by single-test-tube fluorimetry / G.V. Alfthan //Anal. Chim. Acta. - 1984. - Vol. 165. - P. 187-194.
8. Агафонычев, В.П. К вопросу оценки потребительских свойств куриных яиц разных категорий / В.П. Агафонычев, Т.И. Петрова, С.С. Кругалев // Птица и птицепродукты. - 2012. - №1(15). - С. 12-17.
9. Sparks NHC Effect of long-tem consumption of organic selenium by quail on selenium concentration in egg yolk and quail tissues / F. Karadas // Book of Abstracts XXXII world's Poultry congress. - Istanbul, Turkey. - 2004 - 8-13 June. - Р. 521.
10. Mineral, amino acid, and hormonal composition of chicken eggshell powder and the evaluation of its use in human nutrition / A. Schaafsma et al. // Poult Sci. - 2000, Dec. - 79(12) - P. 1833-8138.
11. Мецлер, Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке / Д. Мецлер, Н.З. Хазипов, А.Н. Аскарова. - Т. 1-3. - М: Мир, 1980.
12. Monedero-Prieto, M.J. Effects of Selenium on Liver and Muscle Contents and Urinary Excretion ofZinc, Copper, Iron and Manganese / M.J. Monedero-Prieto, J.M. González-Pérez, E. González-Reimers // Biol Trace Elem Res - 2014. -Vol. 158. - P. 224-238.
Сведения об авторах: Полубояринов Павел Аркадьевич, доцент кафедры физики и химии Пензенского государственного университета архитектуры и строительства, кандидат сельскохозяйственных наук 440028, г Пенза, ул. Титова, д. 28, e-mail: [email protected]
Голубкина Надежда Александровна, ведущий научный сотрудник агрохимического испытательного центра Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур,
доктор сельскохозяйственных наук 143080, МО, Одинцовский р-н, пос. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14, е-mail: [email protected]
Глебова Наталья Николаевна, старший преподаватель кафедры общей и клинической фармакологии
Пензенского государственного университета 440026, г Пенза, ул. Красная, д. 40, e-mail: [email protected]
Другие специфические особенности накопления элементов под действием приема селе-ноцистина включали следующие показатели. Так, в печени при обогащении корма селена происходило снижение содержания Al, Cu и V. В мышечной ткани наблюдалось увеличение содержание Ca, Cr и Li и незначительное снижение уровня I и Si. Из литературных данных известно, что органический селен снижает уровень меди в печени, увеличивая экскрецию этого элемента с мочой [12], не изменяя концентрацию цинка, железа и марганца, что находится в хорошем соответствии с полученными данными.
