Микроструктура мышечной ткани у гибридных свиней (Sus scrofa domesticus L.) при интенсивном откорме под влиянием адаптогенов

Автор: Семенова А.А., Кузнецова Т.Г., Пчелкина В.А., Насонова В.В., Лоскутов С.И., Боголюбова Н.В., Некрасов Р.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Животные в условиях интенсивных технологий

Статья в выпуске: 2 т.58, 2023 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время признается экономическая важность улучшения качества свинины при одновременном продолжении наращивания объемов ее производства. Показано, что выбор рациона кормления влияет на характеристики мышечных волокон, а в предупреждении появления и развития миопатических изменений мяса важная роль отводится веществам-адаптогенам, в которых нуждаются животные в период активного роста, - витаминам и биофлавоноидам. В настоящей работе на примере гибридных свиней впервые показано положительное влияние скармливания комплекса адаптогенов дигидрокверцетина и витаминов Е, С в период откорма на микроструктурные характеристики musculus Longissimus dorsi. Цель работы - оценка влияния комплекса адаптогенов дигидрокверцетина и витаминов Е, С на микроструктурные характеристики мышечной ткани мяса, получаемого от гибридных свиней. Опыты проводили в 2021-2022 годах в ФГБНУ ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, ФГНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста и БМПК (Брянская обл). Для эксперимента отобрали 108 помесных поросят ( Sus scrofa domesticus ) F2 [(крупная белая ½ ланд-рас) ½ дюрок]. Продолжительность периода откорма составляла 58 сут. Поросята разделили на две группы (контрольную и опытную) случайным образом. Контрольная группа получала только комбикорм СК-6. Опытной группе дополнительно давали экспериментальный комплекс адаптогенов (ДКВЕС), содержащий ДКВ (Экостимул-2, АО «Аметис», Россия; содержание ДКВ 72-73 %) в дозе 32 мг/кг корма, витамин Е (ИННОВИТ Е60, ГК «МЕГАМИКС», Россия) - 10 мг/кг корма, витамин С (Тайгер С 35, «Anhui Tiger Biotech Co., Ltd.», Китай) - 35 мг/кг корма. Молодняк взвешивали дважды - на 0-е и 58-е сут. Проводили индивидуальное (по 10 гол. из группы) и групповое взвешивание. После убоя животных определяли массу парной туши, а также убойный выход. Для изучения микроструктуры мышечной ткани через 45 мин после убоя из длиннейшей мышцы спины ( musculus longissimus dorsi ) отбирали образцы размером 3½3½3 см. Образцы фиксировали в 10 % нейтральном забуференном растворе формалина в течение 72 ч при комнатной температуре. Для дальнейшего исследования от каждого образца отбирали два фрагмента размером 1,5½1,5½0,5 см с продольной и поперечной ориентацией мышечных волокон, промывали холодной проточной водой в течение 4 ч и уплотняли в растворах желатина («AppliChem GmbH», Германия) по восходящей концентрации (12,5 %, 25 %) при 37 °С в течение 8 ч в каждом растворе. Серийные срезы толщиной 16 мкм изготавливали на криостатате MIKROM-HM525 («Thermo Scientific», США). Срезы монтировали на стекла Menzel-Glaser («Thermo Scientific», США) и окрашивали гематоксилином Эрлиха и 1 % водно-спиртовым раствором эозина («BioVitrum», Россия). Изучение гистологических препаратов и их фотографирование осуществляли с использованием светового микроскопа AxioImaiger A1 («Carl Zeiss», Германия; видеокамера AxioCam MRc 5, «Carl Zeiss», Германия). Для морфометрических исследований применяли программу анализа изображений AxioVision 4.7.1.0 («Carl Zeiss», Германия). Диаметр мышечных волокон, длину саркомеров и площадь поперечного сечения гигантских волокон измеряли в интерактивном режиме. При изучении поперечных срезов гистологических препаратов определяли форму мышечных волокон, плотность их расположения, состояние ядер, толщину и состояние соединительнотканных прослоек, выявляли гигантские волокна. На продольных срезах определяли состояние и форму мышечных волокон, состояние сарколеммы, наличие исчерченности (поперечной, продольной), наличие деструктивных изменений (разрывы, трещины, фрагментация), выявляли узлы гиперсокращения. По результатам откорма животных контрольной и опытной групп мы не обнаружили статистически значимых различий по живой массе и убойными показателями, однако гистологические исследования выявили достоверные различия между группами по средним значениям плотности расположения мышечных волокон (р = 0,02) и длине саркомеров (р = 0,000007). Снижение числа гигантских волокон в образцах от опытной группы почти в 2 раза (11,60 против 21,30 шт/см2) свидетельствовало о существенном улучшении микроструктуры образцов по сравнению с контрольной группой животных, не получавших ДКВЕС. Менее выраженный характер деструктивных изменений сарколеммы в опытной группе также указывал на повышение стрессоустойчивости животных. С учетом значительной вариабельности морфометрических показателей в обеих группах была применена балльная оценка, позволяющая на основании результатов изучения микроструктуры мышечных волокон классифицировать туши по степени выраженности миопатических изменений мышечной ткани. В контрольной группе была только одна туша без признаков миопатии, четыре туши имели признаки умеренной миопатии и пять туш - выраженной миопатии. Напротив, в опытной группе в четырех тушах признаки миопатии отсутствовали, шесть туш имели признаки умеренной миопатии.

Еще

Адаптоген, дигидрокверцетин, стресс, молодняк свиней, мышечная ткань, гигантские волокна, узлы сокращений, микроструктура, гистология

Короткий адрес: https://sciup.org/142238900

IDR: 142238900   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2023.2.355rus

Список литературы Микроструктура мышечной ткани у гибридных свиней (Sus scrofa domesticus L.) при интенсивном откорме под влиянием адаптогенов

  • Комлацкий Г.В. Индустриализация и интенсификация отрасли свиноводства на юге России. Докт. дис. Черкесск, 2014.
  • Mörlein D., Link C., Werner C., Wicke M. Werner suitability of three commercially produced pig breeds in Germany for a meat quality program with emphasis on drip loss and eating quality. Meat Science, 2002, 77(4): 504-511 (doi: 10.1016/j.meatsci.2007.04.030).
  • Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 41-2017. Интенсивное разведение свиней. М., 2017.
  • Petracci M., Cavani С. Muscle growth and poultry meat quality issues. Nutrients, 2012, 4(1): 1-12 (doi: 10.3390/nu4010001).
  • Szulc K., Wojtysiak D., Migdał Ł., Migdał W. The muscle fibre characteristics and the meat quality of m. longissimus thoracis from polish native złotnicka spotted pigs and the crossbreed fatteners from the crossing of Duroc and Polish Large White boars. Appl. Sci., 2022, 12(6): 3051 (doi: 10.3390/app12063051).
  • Listrat A., Lebret B., Louveau I., Astruc T., Bonnet M., Lefaucheur L., Bugeon J. Comment la structure et la composition du muscle déterminent la qualité des viands ou chairs. INRAE Productions Animales, 2015, 28(2): 125-136 (doi: 10.20870/productions-animales.2015.28.2.3020).
  • Vermeulen L., Van de Perre V., Permentier L., De Bie S., Verbeke G., Geers R. Pre-slaughter sound levels and pre-slaughter handling from loading at the farm till slaughter influence pork quality. Meat Science, 2016, 116: 86-90 (doi: 10.1016/j.meatsci.2016.02.007).
  • Scheffler T.L., Gerrard D.E. Mechanisms controlling pork quality development: The biochem-istry controlling postmortem energy metabolism. Meat Science, 2007, 77(1): 7-16 (doi: 10.1016/j.meatsci.2007.04.024).
  • Fiedler I., Ender K., Wicke M., Maak S., von Lengerken G., Meyer W. Structural and functional characteristics of muscle fibres in pigs with different malignant hyperthermia susceptibility (MHS) and different meat quality. Meat Science, 1999, 53(1): 9-15 (doi: 10.1016/s0309-1740(99)00030-3).
  • Fiedler I., Dietl G., Rehfeldt C., Wegner J., Ender K. Muscle fibre traits as additional selection criteria for muscle growth and meat quality in pigs — results of a simulated selection. Journal of Animal Breeding and Genetics, 2004, 121(5): 331-344 (doi: 10.1111/j.1439-0388.2004.00466.x).
  • Brooke M.H., Kaiser K.K. Muscle fiber types: How manyand what kind? Arch. Neurol., 1970, 23: 369-379 (doi: 10.1001/archneur.1970.00480280083010).
  • Greaser M.L., Okochi H., Sosnicki A.A. Role of fiber types in meat quality. Proc. 47th ICoMST. Cracow, Poland, 2001: 34-37.
  • Karlsson A.H., Klont R.E., Fernadez X. Skeletal muscle fibres as factors for pork quality. Livestock Production Science, 1999, 60(2-3): 255-269 (doi: 10.1016/S0301-6226(99)00098-6).
  • Cameron N.D., Oksbjerg N., Henckel P. Muscle fibre characteristics of pigs selected for compo-nents of efficient lean growth rate. Proceedings of the British Society of Animal Science, 1997: 32 (doi: 10.1017/S1752756200594733).
  • Cameron N.D., Oksbjerg N., Henckel P., Nute G., Brown S., Wood J.D. Relationships between muscle fibre traits with meat and eating quality in pigs. Proceedings of the British Society of Animal Science, 1998: 123 (doi: 10.1017/S1752756200597750).
  • Wegner J., Ender K. Microstructural bases for the growth of muscle and fatty tissue and relation to meat deposit and meat quality. Fleischwirtschaft, 1990, 70: 337-340.
  • Semenova A.A., Kuznetsova T.G., Nasonova V.V., Nekrasov R.V., Bogolyubova N.V. Myopathy as a destabilizing factor of meat quality formation. Theory and Practice of Meat Processing, 2019, 4(3): 24-31 (doi: 10.21323/2414-438X-2019-4-3-24-31).
  • Ryu Y.C., Choi Y.M., Lee S.H., Shin H.G., Choe J.H., Kim J.M., Hong K.C., Kim B.C. Com-paring the histochemical characteristics and meat quality traits of different pig breeds. Meat Sci-ence, 2008, 80(2): 363-369 (doi: 10.1016/j.meatsci.2007.12.020).
  • Wojtysiak D., Połtowicz K. Carcass quality, physico-chemical parameters, muscle fibre traits and myosin heavy chain composition of m. longissimus lumborum from Pulawska and Polish Large White pigs. Meat Science, 2014, 97(4): 395-403 (doi: 10.1016/j.meatsci.2014.03.006).
  • Damez J.-L., Clerjon S. Meat quality assessment using biophysical methods related to meat struc-ture. Meat Science, 2008, 80(1): 132-149 (doi: 10.1016/j.meatsci.2008.05.039).
  • Dutson T.R., Merkel R.A., Pearson A.M., Gann G.L. Structural characteristics of porcine skel-etal-muscle giant myofibers as observed by light and electron microscopy. Journal of Animal Sci-ence, 1978, 46(5): 1212-1220 (doi: 10.2527/jas1978.4651212x).
  • Sink J.D., Mann O.M., Turgut H. Characterization of the giant myofiber in bovine skeletal mus-cle. Experimental Cell Biology, 1986, 54(1): 1-7 (doi: 10.1159/000163337).
  • Sosnicki A. Histopathological observation of stress myopathy in M. longissimus in the pig and relationships with meat quality. fattening and slaughter traits. Journal of Animal Science, 1987, 65(2): 584-596 (doi: 10.2527/jas1987.652584x).
  • Schubert-Schoppmeyer A., Fiedler I., Nurnberg G., Jonas L., Ender K., Maak S., Rehfeldt C. Simulation of giant fibre development in biopsy samples from pig longissimus muscle. Meat Sci-ence, 2008, 80(4), 1297-1303 (doi: 10.1016/j.meatsci.2008.06.008).
  • Dalle Zotte A., Remignon H., Ouhayoun J. Effect of some biological and zootechnical factors on appearance of giant fibres in the rabbit. Consequences on muscle fibre type, morphology and meat quality. World Rabbit Science, 2001, 9: 1-7 (doi: 10.4995/wrs.2001.439).
  • Remignon H., Zanusso J., Albert G., Babilé R. Occurrence of giant myofibres according to muscle type, pre- or post-rigor state and genetic background in turkeys. Meat Science, 2002, 56(4): 337-343 (doi: 10.1016/s0309-1740(00)00059-0).
  • Dalle Zotte A., Tasoniero G., Puolanne E., Remignon H., Cecchinato M., Catelli E., Cullere M. Effect of “Wooden Breast” appearance on poultry meat quality, histological traits, and lesions characterization. Czech J. Anim. Sci., 2017, 62: 51-57 (doi: 10.17221/54/2016-CJAS).
  • Wojtysiak D., Poltowicz K., Migdal W. Effect of breed and age on histopathological changes in pig m. semimembranosus. Annals of Animal Science, 2012, 12(3): 311-321 (doi: 10.2478/v10220-012-0026-2).
  • Bee G., Biolley C., Guex G., Herzog W., Lonergan S.M., Huff-Lonergan E. Effects of available dietary carbohydrate and preslaughter treatment on glycolytic potential, protein degradation, and quality traits of pig muscles. Journal of Animal Science, 2006, 84(1): 191-203 (doi: 10.2527/2006.841191x).
  • Küchenmeister U., Nürnberg K., Fiedler I., Kuhn G., Nürnberg G., Ender K. Cell injury and meat quality of Pig in the time period post mortem from two genotypes susceptible or resistant to malignant hyperthermia. European Food Research and Technology, 1999, 209: 97-103 (doi: 10.1007/s002170050465).
  • Wojtysiak D., Górska M., Wojciechowska J. Muscle fibre characteristics and physico-chemical parameters of m. semimembranosus from pulawska, Polish Large White and Pietrain pigs. Folia Biologica (Kraków), 2016, 64(3): 197-204 (doi: 10.3409/fb64_3.197).
  • Rey-Salgueiro, L., Martinez-Carballo E., Fajardo P., Chapela M.J., Espiñeira M., Simal-Gandara J. Meat quality in relation to swine well-being after transport and during lairage at the slaughter-house. Meat Science, 2018, 142: 38-43 (doi: 10.1016/j.meatsci.2018.04.005).
  • Sobczak M., Lachowicz K., Żochowska-Kujawska J. The influence of giant fibres on utility for production of massaged products of porcine muscle longissimus dorsi. Meat Science, 2010, 84: 638-644 (doi: 10.1016/j.meatsci.2009.10.024).
  • Ostrenko K.S., Lemeshevsky V.O., Ovcharova A.N., Galochkina V.P., Sofronova O.V. Effect of adaptogens on the quality of pig meat. Ukrainian Journal of Ecology, 2020, 10(1): 344-348 (doi: 10.15421/2020_54).
  • Kasprzyk A., Bogucka J. Meat quality of Pulawska breed pigs and image of longissimus lumborum muscle microstructure compared to commercial DanBred and Naima hybrids. Arch. Anim. Breed., 2020, 63(2): 293-301 (doi: 10.5194/aab-63-293-2020).
  • Головаха В.И., Пиддубняк О.В., Шуляк В.В., Петренко А.С., Паценко Д.А., Паценко Е.В. Диагностика и лечение беломышечной болезни у свиней. Ученые записки учреждения образования Витебская ордена Знак почета государственная академия ветеринарной медицины, 2015, 51(1-1): 21-25.
  • Боголюбова Н.В., Кузнецова Т.Г., Насонова В.В. и др. Способ оценки качества свинины. А.с. 2770804 (РФ) С1 МПК G01N 33/12. Федеральное исследовательский центр животноводства -ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста" (РФ), № 2021123212. Заявл. 04.08.2021. Опубл. 21.04.2022. Бюл. № 12.
  • Joo S.T., Kim G.D., Hwang Y.H., Ryu Y.C. Control of fresh meat quality through manipulation of muscle fiber characteristics. Meat Science, 2013, 95(4): 828-836 (doi: 10.1016/j.meatsci.2013.04.044).
  • Rice D.A. Kennedy S. Vitamin E, selenium, and polyunsaturated fatty acid concentrations and glutathione peroxidase activity in tissues from pigs with dietetic microangiopathy (mulberry heart disease). American Journal of Veterinary Research, 1989, 50(12): 2101-2104.
  • Li W.J., Zhao G.P., Chen J.L., Zheng M.Q., Wen J. Influence of dietary vitamin E supplemen-tation on meat quality traits and gene expression related to lipid metabolism in the Beijing-you chicken. British Poultry Science, 2009, 50(2): 188-98.1 (doi: 10.1080/00071660902755409).
  • Semenova A.A., Nasonova V.V., Kuznetsova T.G., Tunieva E.K., Bogolyubova N.V., Nekra-sov R.V. Psiii-17 program chair poster pick: a study on the effect of dihydroquercetin added into a diet of growing pigs on meat quality. Journal of Animal Science, 2020, 98(S4): 364 (doi: 10.1093/jas/skaa278.639).
  • Семенова А.А., Кузнецова Т.Г., Насонова В.В., Некрасов Р.В., Боголюбова Н.В., Цис Е.Ю. Использование антиоксидантов в качестве адаптогенов для свиней (мета-анализ). Сельскохозяйственная биология, 2020, 55(6): 1107-1125 (doi: 10.15389/agrobiology.2020.6.1107rus).
  • Директива 2010/63/EC Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях. СПб, 2012. Режим доступа: https://ruslasa.ru/wp-content/uploads/2017/06/Directive_201063_rus.pdf. Без даты.
  • European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes (ETS № 123) (Strasburg, 18.03.1986). Режим доступа: https://norecopa.no/le-gislation/council-of-europe-convention-ets-123. Дата обращения: 20.07.2022.
  • ГОСТ 33215-2014. Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур. М., 2016.
  • ГОСТ 33647-2015. Принципы надлежащей лабораторной практики (GLP). Термины и определения. М., 2019.
  • ГОСТ 33044-2014. Принципы надлежащей лабораторной практики. М., 2019.
  • Методология научных исследований в животноводстве /Под ред. В.С. Антоновой, Г.М. То-пурии, В.И. Косилова. Оренбург, 2011.
  • Некрасов Р.В., Головин А.В., Махаев Е.А., Аникин А.С., Первов Н.Г., Стрекозов Н.И., Мысик А.Т., Дуборезов В.М., Чабаев М.Г., Фомичев Ю.П., Гусев И.В. Нормы потребностей молочного скота и свиней в питательных веществах /Под ред. Р.В. Некрасова, А.В. Го-ловина, Е.А. Махаева. М., 2018.
  • Romeis B. Mikroskopische technik /P. Böck (ed.). Urban und Schwarzenberg, Münche—Wien— Baltimore, 1989 (doi: 10.1002/jobm.3620300221).
  • Математические методы в биологии и экологии: введение в элементарную биометрию /Под ред. С.И. Сиделева. Яроставль, 2012.
  • Семенова А.А., Насонова В.В., Кузнецова Т.Г., Некрасов Р.В. Проведение гистологических исследований по выявлению миопатии. МР 001-00496254/00419779-2021. М., 2021.
  • Kuttappan V.A., Hargis B.M., Owens C.M. White striping and woody breast myopathies in the modern poultry industry: a review. Poultry Science, 2016, 95(11): 2724-2733 (doi: 10.3382/ps/pew216).
  • Wojtysiak D. Pathological changes in the microstructure of longissimus lumborum muscle from five breeds of pigs. Folia Biologica, 2012, 60(1-2): 55-60 (doi: 10.3409/FB60_1-2.55-60).
  • Pirgozliev V.R., Mansbridge S.C., Westbrook C.A., Woods S.L., Rose S.P., Whiting I.M., Yovchev D.G., Atanasov A.G., Kljak K., Staykova G.P., Ivanova S.G., Karagecili M.R., Kara-das F., Stringhini J.H. Feeding dihydroquercetin and vitamin E to broiler chickens reared at standard and high ambient temperatures. Archives of Animal Nutrition, 2020, 74(6): 496-451 (doi: 10.1080/1745039x.2020.1820807).
  • Zou Y., Wei H.K., Xiang Q.-H., Wang J., Zhou Y.-F., Peng J. Protective effect of quercetin on pig intestinal integrity after transport stress is associated with regulation oxidative status and in-flammation. The Journal of Veterinary Medical Science, 2016, 78(6): 1487-1494 (doi: 10.1292/jvms.16-0090).
  • Williamson G., Kay C.D., Crozier A. The bioavailability, transport, and bioactivity of dietary flavonoids: a review from a historical perspective. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2018, 17(5): 1054-1112 (doi: 10.1111/1541-4337.12351).
  • Peeters E. Neyt A., Beckers F., De Smet S., Aubert A.E., Geers R. Influence of supplemental magnesium, tryptophan, vitamin C, and vitamin E on stress responses of pigs to vibration. Journal of Animal Science, 2005, 83(7): 1568-1580 (doi: 10.2527/2005.8371568x).
  • Gao K., Luo Z., Han S., Li Z., Choe H.M., Paek H., Quan B., Kang J., Yin X. Analysis of meat color, meat tenderness and fatty acid composition of meat in second filial hybrid offspring of MSTN mutant pigs. Meat Science, 2022, 193: 108929 (doi: 10.1016/j.meatsci.2022.108929).
  • Lebedová N., Okrouhlá M., Zadinová K., Čítek J., Stupka R. Muscle fibre composition and meat quality in pigs with different nutrition level. IOP Conference Series: Materials Science and Engi-neering, 2018, 420: 012078 (doi: 10.1088/1757-899X/420/1/012078).
  • Lebedová N., Stupka R., Čítek J., Okrouhlá M., Zadinová K. Effect of feed restriction on muscle fibre characteristics and meat quality traits in pigs. Agronomy Research, 2019, 17(1): 176-185 (doi: 10.15159/ar.19.004).
  • Kim G.-D., Jeong J.-Y., Jung E.-Y., Yang H.-S., Lim H.-T., Joo S.-T. The influence of fiber size distribution of type IIB on carcass traits and meat quality in pigs. Meat Science, 2013, 94(2): 267-273 (doi: 10.1016/j.meatsci.2013.02.001).
  • Weng K., Huo W., Li Y., Zhang Y., Zhang Y., Chen G., Xu Q. Fiber characteristics and meat quality of different muscular tissues from slow- and fast-growing broilers. Poultry Science, 2021, 101(1): 101537 (doi: 10.1016/j.psj.2021.101537).
  • Shen L., Luo J., Lei H., Jiang Y.Z., Bai L., Li M.Z., Tang G., Li X.W., Zhang S.H., Zhu L. Effects of muscle fiber type on glycolytic potential and meat quality traits in different Tibetan pig muscles and their association with glycolysis-related gene expression. Genetics and Molecular Re-search, 2015, 14(4): 14366-14378 (doi: 10.4238/2015.November.13.22).
Еще
Статья научная