О зависимости аминокислотного состава и биологической ценности протеинов яйца от содержания свободных аминокислот в крови у кур кросса Ломанн белый

Известно, что химический состав яйца у кур зависит от кросса птицы, характера корма, периода репродуктивного цикла и т.д. (1). Наиболее ценным биологическим и пищевым компонентом куриного яйца служит яичный протеин, который в основном состоит из овальбумина. Содержание протеинов в цельном курином яйце в среднем составляет 12,7 %, и в организме человека он усваивается лучше других белков животного происхождения (в этой связи аминокислотный состав протеинов яйца даже был принят за идеальный) (2). В целом набор питательных веществ, содержащихся в яйце, позволяет обеспечить полноценное развитие куриного эмбриона (3, 4). Желток (яйцевая клетка) образуется в левом яичнике (правый яичник и яйцевод редуцированы). Непосредственно перед выходом в левый яйцевод, где формируется зрелое яйцо, оно представляет собой одну клетку, заполненную жидким субстратом. По мере продвижения яйца по яйцеводу расположенные в его стенке железы выделяют вещества для формирования вспомогательных структур, в том числе белковой и под-скорлупковой оболочек, скорлупы. Процесс формирования яйца занимает от 22 до 26 ч (5). Поэтому клетки отделов яйцевода характеризуются высокой активностью метаболизма, в том числе белкового, чему способствует действие гормонов гипоталамуса и гипофиза, которые стимулируют кровоснабжение органов яйцеобразования, регулируют водный обмен и сокращение мышц матки яйцевода при снесении яйца. Кроме того, стимулирующий эффект оказывает механическое воздействие яйца на стенки яйцевода, создающее биоэлектрический потенциал, что инициирует синтез простагландинов (5).

Интенсивность белкового биосинтеза и количество протеинов в яй- це зависят от обеспеченности организма кур аминокислотами, поступающими из пищеварительного тракта: основная часть аминокислот корма (8183 %) расходуется на производство протеинов куриного яйца, меньшая — на поддержание процессов жизнедеятельности (6).

Наша цель заключалась в анализе связи между количеством аминокислот в сыворотке крови, аминокислотным составом протеинов яйца и их биологической ценностью в период продуктивного использования кур.

Методика . Объектом изучения в научно-производственном опыте (ОАО «Челябинская птицефабрика», Челябинская обл., 2005-2010 годы) были куры-несушки промышленного стада (кросс Ломанн белый), которые содержались в основных производственных корпусах, оборудованных клеточными батареями. Режим микроклимата помещений поддерживался согласно рекомендациям для кросса. Куры получали полнорационные кор-мосмеси, приготовленные в кормоцехе предприятия. В составе кормосме-си содержание четырех аминокислот нормировалось (в расчете на 100 г комбикорма): лизин — 0,88; метионин + цистин — 0,65 и треонин — 0,63 г (для 26-й нед использования); лизин — 0,70; метионин + цистин — 0,63 и треонин 0,60 г (для 52-й нед), лизин — 0,70; метионин + цистин — 0,55 и треонин — 0,53 г (для 80-й нед). Птицу в опыт ( n =10) отбирали в промышленном стаде по принципу приближенных аналогов на 26-й нед яйцекладки.

Исследовали кровь и яйцо, полученные от несушек на 26-й, 52-й и 80-й нед яйцекладки в течение первого технологического цикла (в эти сроки учитывалась яичная продуктивность по промышленному стаду). Анализ яиц, отобранных случайным образом (по 10 шт. от группы), выполняли на 2-е сут после снесения. Определяли массу яйца, белка и желтка взвешиванием с точностью до 0,1 г. Пробы крови отбирали в утренние часы до кормления из подкрыльцовой вены в стерильные пробирки Флоринского, предварительно орошенные физраствором. Сыворотку крови получали общепринятым методом (7).

В объединенных пробах белок + желток, а также в сыворотке крови измеряли содержание аминокислот на аминокислотном анализаторе ААА-339М (Чехия). Биологическую ценность протеинов куриного яйца оценивали методом X. Митчелла и Р. Блока (8), в соответствии с которым показатель аминокислотного скора (АС) вычисляют по формуле:

АС =

АК , ^v ис. белка

АК

• 100 %,

ст. белка

где АКис белка — содержание незаменимой аминокислоты в 1 г исследуемого белка; АКст белка — содержание той же аминокислоты в 1 г стандартного белка; 100 — коэффициент перерасчета (8). Для оценки характера взаимосвязи между концентрацией аминокислот в сыворотке крови и их количеством в протеинах яйца рассчитывали коэффициент биологического поглощения (КБП) аминокислот:

АК

КБП =---крови, •юо ,

АКяйца где АКкрови — концентрация аминокислоты в сыворотке крови, моль/л; АКяйца — концентрация аминокислоты в содержимом яйца (белок + желток), моль/кг; 100 — нормализующий коэффициент.

Данные подвергали статистической обработке с помощью табличного процессора Microsoft Ехсе1 2003.

Результаты. При большом разнообразии показателей, характери- зующих качество пищевого яйца, главным служит его масса (9). В нашем опыте средняя масса яйца за продуктивный период составила 57,27±1,210 г и была наименьшей в начале яйцекладки (49,03±0,340 г), наибольшей — в конце (64,67±0,370 г) (табл. 1). Количество яичного белка повышалось с 36,02±0,410 г (26-я нед) до 38,52±0,190 г (80-я нед), однако его доля в суммарном содержимом яйца (белок + желток), наоборот, снижалась. При приросте массы яйца на 1 г количество яичного белка в нем возрастало на 0,16±0,010 г. Масса яичного желтка была наименьшей в начале яйцекладки и наибольшей — в конце, причем увеличивался как абсолютный, так и относительный показатель. Прирост массы цельного яйца на 1 г характеризовался повышением количества желтка на 0,72±0,040 г (см. табл. 1).

1. Динамика морфологического состава яйца у кур-несушек кросса Ломанн белый разного возраста в период продуктивного использования ( X ± 5_Ж , n = 10, ОАО «Челябинская птицефабрика», Челябинская обл., 20052010 годы)

Показатель      |	26-я нед	|      52-я нед      |	80-я нед
Масса цельного яйца, г Масса яичного белка:	49,03±0,340	58,12±0,380*	64,67±0,370*
абсолютная, г	36,02±0,410	37,00±0,300	38,52±0,190
относительная, % Масса яичного желтка:	73,60±1,000	64,07±0,770*	59,54±0,390*
абсолютная, г	7,85±0,210	13,22±0,300	19,15±0,170*
относительная, %	16,03±0,420	22,82±0,410*	29,58±0,320*
Белок/желток __________	4,61±0,130	2,81±0,030*	2,01±0,024*
* р < 0,05-0,001 по отношению	к показателю на 26-й	нед продуктивного использования.

Продуктивность кур-несушек на 26-й нед составила 97,0 %, постепенно снизившись до 82,0 % на 80-й нед.

Следовательно, в течение периода яйцекладки с увеличением массы яйца доля желтка в нем возрастала, доля яичного белка и яйценоскость кур — снижались. Вероятно, это обусловлено, во-первых, изменением функциональной активности яичника и яйцевода, во-вторых, более продолжительным формированием яйца в половых путях несушек в поздние сроки яйцекладки, когда яйцо богаче питательными веществами.

Количество аминокислот в содержимом куриного яйца (табл. 2), по нашим данным, зависело от периода яйцекладки. Отметим, что в ряде случаев эти результаты не согласуются с представленными другими авторами, определявшими аминокислотный состав как усредненную величину суммы компонентов яйца для партии яиц (8). Мы охарактеризовали только аминокислотный состав содержимого яйца (белок + желток) у кур-несушек кросса Ломанн белый в зависимости от срока яйцекладки (см. табл. 2), что, вероятно, и служит основной причиной различий.

2. Динамика аминокислотного состава и биологическая ценность протеинов яйца у кур-несушек кросса Ломанн белый разного возраста в период продуктивного использования ( X ± 5_г , n = 10, ОАО «Челябинская птицефабрика», Челябинская обл., 2005-2010 годы)

Показатель	СБ	26-я нед		52-я нед		80-я нед
		С а	АС, %	С а	АС, %	С а	АС, %
Метионин	3500	210,3±6,36	139,8±3,30	248,5±6,41*	107,5±3,30	256,9±5,96*	113,6±1,39*
Цистин		240,0±1,22		203,0±1,08		296,0±2,48
Лизин	5500	841,6±11,11	166,3±2,44	987,7±39,29*	149,7±3,14	1020,7±34,35*	133,5±2,12*
Аргинин		638,8±28,93	-	659,0±21,37	-	685,0±21,09	-
Гистидин		494,4±22,11	-	504,4±20,39	-	529,0±13,03	-
Фенилаланин	6000	400,5±12,75	193,6±2,50	507,5±29,63*	126,0±1,94*	568,0±24,26*	110,8±1,67*
Тирозин Аспарагино-		668,1±6,84		400,0±2,89*		356,0±1,16*
вая кислота Глутаминовая		903,0±2,99	-	1256,8±28,72	-	1265,9±28,56*	-
кислота		952,0±44,37	-	1536,1±34,07*	-	1913,0±40,03*	-
Серин		580,0±20,17	-	981,0±37,69*	-	1113,0±36,57*	-

Продолжение таблицы 2

Треонин 4000 480,9±20,81 130,7±5,01 483,2±19,66 100,7±1,49* 561,1±13,37* 100,9±1,33* Глицин 436,1±25,25 – 505,5±12,21 - 662,2±29,31* - Аланин 489,1±20,65 – 501,9±18,71 - 589,0±20,23* - Валин 5000 525,1±7,28 114,1±1,40 586,6±10,85* 97,8±2,01* 658,8±21,89* 94,67±1,46* Изолейцин 4000 806,2±29,24 219,1±7,03 865,5±25,25 180,3±3,63* 1160,0±51,70* 208,6±4,29 Лейцин 7000 564,4±20,24 87,57±2,90 1158,8±49,13* 137,9±2,70* 1220,0±46,90* 125,4±3,67* Сумма аминокислот: заменимых незаменимых всех Примечание. СБ - 600,1±66,85 547,0±57,15 _ 575,0±54,51 - стандартный белок. Са — 727,7±130,69 691,1±83,05 711,6±94,92 - содержание 823,2±154,57 771,9±92,92 803,4±110,59 аминокислоты в яйце (белок + желток), мг/100 г протеина; АС (аминокислотный скор) рассчитан для сочетаний метионин + цистин и фенилаланин + тирозин, так как потребность в метионине удовлетворяется на 80-89 % цистином, в фенилаланине — на 70-75 % тирозином. Прочерки означают, что для заменимых и условно незаменимых амино кислот биологическую ценность (АС) не рассчитывают, поскольку в стандартном белке нормированы только незаменимые аминокислоты.

* р < 0,05-0,001 по отношению к показателю на 26-й нед продуктивного использования.

В яйце, снесенном в начале периода продуктивного использования, общее содержание аминокислот составило 575,0±54,51 мг/100 г протеина, из них 58,5 % приходилось на заменимые и 41,5 % — на незаменимые аминокислоты (см. табл. 2). По величине Ca все аминокислоты разделялись на четыре группы. Первая была представлена изолейцином, лизином, глутаминовой и аспарагиновой кислотами (> 800 мг/100 г протеина при доле от общего количества аминокислот 37,9 %), во вторую вошли аргинин и тирозин (600-700 мг/100 г протеина), третья группа оказалась самой многочисленной и включала лейцин, валин, аланин, глицин, треонин, серин, фенилаланин и гистидин (400-600 мг/100 г протеина), наконец, четвертая объединяла серосодержащие аминокислоты — метионин и цистин (210-240 мг/100 г протеина).

Под биологической ценностью белка понимают степень задержки содержащегося в нем азота в организме млекопитающих либо эффективность утилизации этого белка для поддержания азотистого баланса. Это качество белков обусловлено только наличием в их составе незаменимых аминокислот (8, 10). Биологическую ценность протеинов куриного яйца как распространенного пищевого продукта оценивают сравнением их аминокислотного состава со справочной шкалой Всемирной организации здравоохранения и Продовольственной сельскохозяйственной организации ООН (шкала ВОЗ/ФАО — WHO/FAO) (определение так называемого аминокислотного скора).

В яйце, полученном от кур в начале периода продуктивного использования, наименьшим значением аминокислотного скора характеризовался лейцин (87,6±2,90 %). Вероятно, указанная аминокислота была в этот период лимитирующей. Избыточное по сравнению со стандартом количество отмечали у суммы фенилаланин + тирозин (193,6±2,50 %), изолейцина (219,1±7,03 %) и лизина (166,3±2,44 %) (см. табл. 2). Наиболее близкий к принятому для идеального белка показатель имели валин, треонин и метионин + цистин (соответственно 114,1±1,40; 130,7±5,01 и 139,8±3,30 %). Таким образом, в начале периода яйцекладки протеины куриного яйца нельзя отнести к биологически полноценным, поскольку для одной аминокислоты (лейцина) значение аминокислотного скора составляет менее 95 %. Можно предположить, что обнаруженные особенности аминокислотного состава и биологической ценности протеинов яйца были обусловлены физиологическим состоянием несушек, у которых происходило становление репродуктивной функции. Этим также определялась наименьшая масса яйца и наибольшее соотношение между количеством белка и желтка по сравнению с показателями в последующие сроки.

На 52-й нед продуктивного использования содержание аминокислот в яйце составляло 711,6±94,92 мг/100 г протеина (р < 0,001). Увеличение их общего количества происходило за счет как незаменимых, так и заменимых аминокислот (см. табл. 2). Яичный протеин содержал большое количество лейцина, аспарагиновой и глутаминовой кислот (соответственно 1158,8±49,13; 1256,8±28,72 и 1536,1±34,07 мг/100 г протеина). Несмотря на снижение доли незаменимых кислот от суммы аминокислот в протеинах яйца (белок + желток) по сравнению с величиной в начале яйцекладки, значения их аминокислотного скора превышали 95 %, то есть протеины куриного яйца стали биологически полноценными.

К концу периода продуктивного использования (80-я нед) отмечалось дальнейшее увеличение общего количества аминокислот в содержимом яйца (до 803,4±110,59 мг/100 г протеина, р < 0,001). Оно происходило за счет незаменимых аминокислот, доля которых повышалась до 58,0 % от общего количества аминокислот. Из незаменимых преобладали изолейцин и лейцин (соответственно 1169,0±51,70 и 1220,0±46,90 мг/100 г протеина), из заменимых — серин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты (соответственно 1113,0±36,57; 1265,9±28,56 и 1913,0±40,03 мг/100 г протеина). При оценке биологической ценности протеинов яйца по незаменимым аминокислотам мы установили незначительные изменения величины аминокислотного скора по сравнению с показателем для 52-й нед (см. табл. 2). При этом яичные протеины содержали валин, скор которого был ниже 95 %, что указывало на биологическую неполноценность белка.

Иными словами, в течение периода продуктивного использования кур-несушек изменялась не только масса яйца, белка и желтка, но и биологическая ценность протеинов яйца (белок + желток). В начале и в конце яйцекладки некоторые значения аминокислотного скора не позволяют отнести эти протеины к биологически полноценным. Вероятно, отмеченная особенность связана с функциональной активностью репродуктивных органов птицы.

Известно, что аминокислоты, используемые для биосинтеза пептидов, поступают в клетки из кровяного русла либо синтезируются самостоятельно. При этом концентрация аминокислот в сыворотке крови поддерживается за счет трансформации питательных веществ корма в желудочно-кишечном тракте, катаболизма собственных белков и анаболизма заменимых аминокислот (11). Установлено, что для образования 1 г протеинов куриного яйца необходимо 1,7 г сырого белка, основная часть аминокислот которого расходуется на образование яичных протеинов (6). Регуляция обеспеченности организма птицы свободными аминокислотами за счет скорости катаболизма тканевых белков дает основание утверждать, что аминокислоты относятся к основным компонентам системы метаболического контроля белкового обмена. Поэтому концентрация свободных аминокислот в периферической крови до кормления (табл. 3) отражает соотношение активности процессов усвоения белка корма, а также анаболизма и катаболизма протеинов и аминокислот (12).

3. Динамика концентрации аминокислот в сыворотке крови (моль/л) и коэффициенты их биологического поглощения (КБП, усл. ед.) у кур-несушек кросса Ломанн белый разного возраста в период продуктивного использования ( X ± 5 ^ , n = 10, ОАО «Челябинская птицефабрика», Челябинская обл., 2005-2010 годы)

Аминокислота	26-я нед	52-я нед	80-я нед
	кровь | КБП	кровь | КБП	кровь | КБП

Тирозин               0,06±0,010   0,17±0,010  0,05±0,010   0,24±0,010   0,04±0,010   0,22±0,020

Метионин + цистин 0,11±0,030   0,64±0,010  0,12±0,040   0,69±0,010   0,13±0,030   0,62±0,010

		Продолжение таблицы 3
Лизин	0,70±0,060	1,21±0,120	0,71±0,060	1,05±0,050	0,72±0,060	1,03±0,060
Аргинин	0,05±0,080	0,14±0,010	0,51±0,080	1,35±0,010*	0,52±0,070	1,32±0,010*
Гистидин	0,50±0,050	1,58±0,150	0,58±0,040	1,78±0,060*	0,61±0,050*	1,79±0,090*
Фенилаланин	0,16±0,040	0,66±0,010	0,17±0,040	0,58±0,010	0,18±0,040	0,53±0,010
Аспарагиновая кислота	0,11±0,020	0,18±0,010	0,12±0,020	0,14±0,010	0,13±0,010	0,15±0,010
Глутаминовая кислота	0,14±0,010	0,21±0,010	0,20±0,010	0,19±0,010	0,22±0,020*	0,17±0,010
Серин	0,11±0,020	0,20±0,010	0,09±0,020	0,10±0,010*	0,08±0,020	0,08±0,020*
Треонин	0,33±0,060	0,81±0,010	0,33±0,040	0,83±0,010	0,36±0,020	0,76±0,010
Глицин	0,08±0,010	0,14±0,010	0,09±0,010	0,13±0,010	0,09±0,010	0,10±0,010
Аланин	0,05±0,010	0,09±0,010	0,06±0,010	0,11±0,010	0,08±0,010*	0,12±0,010
Валин	0,31±0,010	0,62±0,010	0,25±0,010	0,45±0,050*	0,22±0,010*	0,35±0,140*
Изолейцин	0,05±0,010	0,09±0,010	0,06±0,010	0,10±0,010	0,06±0,020	0,08±0,010
Лейцин	0,10±0,010	0,23±0,020	0,07±0,020	0,08±0,010*	0,05±0,010*	0,05±0,010*
Сумма аминокислот: заменимых          0,55±0,010                0,61±0,040                 0,64±0,060 незаменимых        1,86±0,150                3,24±0,140*                3,49±0,220* всего ______________ 2,41±0,230                3,85±0,260*                4,13±0,390* * р < 0,05-0,001 по отношению к показателю на 26-й нед продуктивного использования.

В нашем опыте минимальную общую концентрацию свободных аминокислот в сыворотке крови у кур-несушек отмечали в начале периода яйцекладки (2,41±0,230 моль/л). Из них на заменимые аминокислоты приходилось 22,8 %, на незаменимые — 77,2 % (см. табл. 3). В пуле аминокислот преобладал лизин (0,70±0,060 моль/л) (возможно, из-за нормированного количества указанной аминокислоты в рационе птицы).

При оценке степени доступности и использования аминокислот, циркулирующих в крови, в процессах формирования содержимого яйца по значению КБП наибольшую величину коэффициента отмечали для гистидина и лизина (соответственно 1,58±0,150 и 1,21±0,120 усл. ед.): можно считать, что эти аминокислоты активно транспортируются в клетки яичника и яйцевода в указанный срок яйцекладки. Интенсивность утилизации незаменимых аминокислот, поступающих из крови, на синтез протеинов яйца и биологическая ценность последних по соответствующим аминокислотам, как оказалось, не взаимосвязаны. Так, наибольшие значения АС отмечали для изолейцина и суммы фенилаланин + тирозин, тогда как величина КБП для них, наоборот, была низкой. В целом коэффициенты биологического поглощения для незаменимых аминокислот были выше, чем для заменимых (исключение составил гистидин, но это частично заменимая аминокислота). Вероятно, при синтезе протеинов куриного яйца из крови преимущественно используются незаменимые аминокислоты, а потребность в заменимых дополнительно компенсируется за счет продуктов белкового метаболизма в клетках яичника и яйцевода.

К 52-й нед яйцекладки в крови у кур повышалось общее содержание аминокислот (до 3,85±0,260 моль/л, что в 1,6 раза больше по сравнению с показателем в начале продуктивного периода) (р < 0,001). В пуле доминировали незаменимые аминокислоты (84,2 %), среди которых преобладал лизин (см. табл. 3). Хотелось бы обратить внимание на более чем 10-кратное увеличение концентрации аргинина в этот период по сравнению с 26-й нед. Аргинин — частично заменимая аминокислота, и можно предположить, что к 52-й нед скорость ее биосинтеза в организме птицы резко возрастает. Из аминокислот сыворотки крови на образование протеинов яйца в наибольшей степени использовались гистидин, аргинин и лизин (КБП > 1) (см. табл. 3). В целом значение КБП возрастало практически для всех аминокислот (по всей видимости, из-за увеличения массы яйца и, как следствие, общего количества протеинов в яйце в этот период).

Наибольшее суммарное количество аминокислот в крови у кур-несушек (4,13±0,390 моль/л) регистрировали в конце продуктивного периода

(80-я нед). На 84,6 % они были представлены незаменимыми кислотами, среди которых снова доминировал лизин. КБП > 1 имели лизин, аргинин и гистидин, одновременно отмечалось незначительное снижение КБП для большинства аминокислот. По-видимому, это следствие увеличения как массы яйца, так и продолжительности его формирования. Такое предположение подтверждается снижением яйценоскости кур до 82 %.

Таким образом, на фоне увеличения массы яйца и количества аминокислот в его содержимом (белок + желток) в течение продуктивного периода отмечалось увеличение концентрации свободных аминокислот в сыворотке крови, что свидетельствует о более интенсивном белковом обмене (чем больше масса яйца и, соответственно, количество протеинов в нем, тем выше затраты аминокислот на белковый синтез). Независимо от срока содержание заменимых аминокислот в крови практически не изменялось (0,55±0,010-0,64±0,060 моль/л), и если исходить из того, что концентрация аминокислот отражает соотношение между их поступлением и метаболизмом, то такое постоянство указывает стабильную потребность в заменимых аминокислотах для осуществления процессов жизнедеятельности. В крови птицы в течение всего продуктивного использования отмечалась самая высокая концентрация лизина (0,70±0,060-0,72±0,060 моль/л) по сравнению с показателем для других аминокислот. В белке зерновых культур, составляющих основу кормосмеси, лизин — лимитирующая аминокислота, поэтому в рационе птицы она нормируется, что, вероятно, обеспечивает поддержание концентрации лизина в сыворотке крови на одном уровне.

Итак, биосинтез протеинов куриного яйца интегрирован в общий белковый обмен у птицы. Изменения количества аминокислот в сыворотке крови и протеинах яйца (белок + желток) по срокам продуктивного использования зависят от совокупности факторов: нормы сырого протеина и регулируемых аминокислот в рационе, катаболизма белков в тканях, функционального состояния печени, обеспечивающей процессы синтеза заменимых аминокислот и их превращения. В течение периода яйцекладки масса яйца и доля желтка в нем возрастали, яйценоскость кур и процентная доля белка, наоборот, снижались. При этом на фоне увеличения количества аминокислот в содержимом яйца отмечалось повышение концентрации свободных аминокислот в крови птицы, что свидетельствует о возрастании интенсивности белкового обмена у несушек вплоть до 80-й нед продуктивного использования. Рост общей концентрации аминокислот в сыворотке крови создает благоприятные условия для формирования как белковой оболочки, так и протеинов яйца в целом (белок + желток), чем определяется яичная продуктивность. Концентрация заменимых аминокислот в крови кур-несушек оказалась практически постоянной и не зависела от срока яйцекладки.