MODELOWANIE PARAMETRÓW JAKOŚCIOWYCH BIOŻYWNOŚCI POCHODZENIA ZWIERZĘCEGO dr hab. Piotr Wójcik Instytut Zootechniki PIB Obecne choroby cywilizacyjne jak zawał serca, czy nowotwory są w większości wywołane niewłaściwym sposobem odżywiania się ludzi. Szczególnie niebezpieczna jest otyłość występująca na tle wysokiego spożycia tłuszczu a w szczególności niewłaściwego doboru składu kwasów tłuszczowych w diecie. O wartości odżywczej wołowiny decydują zawartość i skład białka oraz tłuszczu śródmięśniowego. Zawartość białka w wołowinie kulinarnej kształtuje się na poziomie 18-23%, tłuszczu śródmięśniowego poniżej 5% /Kołczak 2008/. Jak podaje autor tłuszcz śródmięśniowy wołowiny złożony jest w przybliżeniu w 44% z kwasów tłuszczowych nasyconych (SFA), w 46% z kwasów tłuszczowych jednonienasyconych (MUFA) oraz w 10% z kwasów tłuszczowych wielonienasyconych (PUFA). Dominującymi w wołowinie SFA są kwasy 14:0, 16:0 i 18:0. Odpowiednie żywienie zwierząt w znacznym stopniu może warunkować prozdrowotne właściwości wołowiny a w szczególności zawartość prozdrowotnych kwasów tłuszczowych w uzyskiwanych od nich produktach a szczególnie w mięsie. O walorach prozdrowotnych mięsa i profilu kwasów tłuszczowych decyduje także czynnik rasowy. Materiał doświadczalny stanowiło bydło mięsne buhajki rasy Limousine o udokumentowanym pochodzeniu. Badania prowadzono w Zakładzie Doświadczalnym Instytutu Zootechniki PIB Kołbacz Sp. z o. o. Zwierzęta z grupy doświadczalnej, żywiono dawką wzbogaconą o dodatek chronionych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (kwasy omega-3 i -6). W grupie kontrolnej, zwierzęta żywiono standardową dawką żywieniową bez dodatku. Okres żywienia dla obu grup wynosił 60 i 90 dni. Po zakończeniu okresu żywienia doświadczalnego zwierzęta z obu grup doświadczalnych zostały skierowane do uboju kontrolnego w wyznaczonej do tego celu rzeźni. Na podstawie badań rozwoju somatycznego grupy kontrolnej buhajków w okresie badawczym trwającym 90 dni stwierdzono, że średni przyrost dobowy kształtował się na poziomie 1,04 kg przy zmianach wyrostości zwierząt na poziomie od 0,02 cm w krzyżu do 0,05cm w kłębie. Zmiany dobowe obwodu klatki piersiowej wynosiły 0,14 cm. Szczegóły pomiarów prezentuje tabela 1.
Tabela 1. Pomiary zoometryczne buhajków z grupy kontrolnej w okresie do 90 dni L.p. Nr Masa przed rozpoczęciem doświadczenia 1. 292 460 143 130 186 2. 3186 472 138 129 188 3. 3022 493 140 132 186 4. 2916 499 137 132 197 Średnio x sd 481,00 18,16 139,62 2,56 130,75 1,50 189,25 5,25 po zakończeniu doświadczenia 1. 292 558 149 142 203 2. 3186 600 141 135 204 3. 3022 624 141 135 203 4. 2916 588 138 134 210 Średnio x sd 90 dni w przeliczeniu 592,50 27,44 142,25 4,71 136,50 3,69 205,00 3,36 1,04 kg 0,02 cm 0,05 cm 0,14 cm W grupie buhajków doświadczalnych stwierdzono istotne zmiany w wyrostowości badanych zwierząt w okresie podawania dodatku paszowego przez 60 dni. Masa ciała badanych zwierząt zwiększyła się o 119 kg. Średni przyrost dobowy w badanym okresie wynosił odpowiednio 1,98 kg. Zaobserwowano także zmiany w wyrostości buhajków zwłaszcza w obwodzie klatki piersiowej, gdzie wynosił on 10,0 cm. Średnia zmiana kalibru zwierząt określana wysokością w krzyżu i kłębie wahała nie na podobnym poziomie 3,05 do 3,20 cm. Zmiany kalibru w badanym materiale były, jednak na bardzo wyrównanym poziomie. Średni dobowy wzrost kalibry wynosił od 0,05 cm do 0,16 cm dla obwodu klatki piersiowej i był nieznacznie wyższy niż w grupie kontrolnej. Tabela 2 Pomiary zoometryczne buhajków z grupy doświadczalnej - D1 w chwili rozpoczęcia i zakończenia okresu żywienia doświadczalnego trwającego 60 dni./ I i II powtórzenie/ L.p. Nr rejestracyjny Masa przed rozpoczęciem podawania paszy 1. 3082 514 139 131 190 2. 3071 530 138 133 198 3. 30207 514 138 130 195 4. 3009 512 137 129 195
średnio 517,50 8,38 138,20 0,81 130,75 1,70 194,50 3,31 po zakończeniu podawania paszy / powtórzenie I/ 1. 3082 647 141 133 200 2. 3071 647 140 135 208 3. 30207 632 142 134 205 4. 3009 620 142 134 205 średnio 636,50 13,07 60 dni w przeliczeniu 141,25 0,95 133,80 0,81 204,50 3,31 1,98 kg 0,05 cm 0,05 cm 0,16 cm W okresie podawani dodatku paszowego do 90 dni stwierdzono zdecydowanie większe zmiany somatyczne badanych zwierząt. Średnie przyrosty dobowe kalibru oraz obwody klatki piersiowej były wyższe, niż w grupie kontrolnej jak i grupie żywionej 60 dni. Kształtowały się one od 0,08 cm dla kłębu do 0,20 cm dla obwody klatki. Co prawda średnia masa ciała buhajków zwiększyła się o 119,2 kg, jednak średni dobowy przyrost na poziomie 1,32 kg był niższy niż w grupie żywionej do 60 dni. Stwierdzono zdecydowanie wyższe przyrosty buhajków niż w grupie kontrolnej o ponad 0,28 kg na dzień /tabela 3/. Tabela 3. Pomiary zoometryczne buhajków z grupy doświadczalnej D2 w chwili rozpoczęcia i zakończenia okresu żywienia doświadczalnego trwającego 90 dni. L.p. Nr rejestracyjny Masa przed rozpoczęciem podawania paszy 1. 5317903334 480 136 128 192 2. 5317902337 435 133 127 182 3. 5319154512 292 122 116 161 4. 5319152204 358 125 119 167 średnio 391,25 83,16 129,00 6,58 122,50 5,91 175,50 14,10 po zakończeniu podawania paszy 1. 5317903334 584 145 136 205 2. 5317902337 544 137 130 201 3. 5319154512 430 136 125 178 4. 5319152204 484 133 130 193 średnio 510,50 67,59 90 dni w przeliczeniu 137,75 5,12 130,25 4,50 194,25 11,92 1,32 kg 0,09 cm 0,08 cm 0,20 cm
Buhajki skierowane do uboju charakteryzowały się różną średnią masą ciała brutto w chwili uboju tj. w wieku 531 dni życia. Zdecydowanie cięższe były z grupy doświadczalnej, której podawano dodatek paszy w okresie 60 dni / 597 kg/. Wszystkie analizowane grupy uzyskały oceną umięśnienia na poziomie klasy R i charakteryzowały się słabym otłuszczenie tuszy na poziomie klasy 2. Stwierdzono brak różnic pomiędzy grupami w poziomie wydajności rzeźnej, która wynosiła od 60% do 61%. Zarówno cała tusza jak i prawa przeznaczona do dysekcji zdecydowanie cięższa była w grupie żywionej 60 dni dodatkiem. Względem pozostałych grup jest to przewaga od 40 kg do 50 kg dla tuszy i 21-26 kg dla półtuszy. Analiza wyrębów wartościowych z prawej półtuszy badanych buhajków w poszczególnych grupach doświadczalnych wykazała, że najwyższy uzysk otrzymujemy od zwierząt żywionych dodatkiem do 60 dni. Przewaga w ilości pozyskanego wyrębu rozbratel w stosunku do pozostałych grup wynosi od 0,9 kg do 1,93 kg względem grupy kontrolnej. W przypadku antrykotu przewaga ta wynosi odpowiednio od 0,22 kg do 1,39 kg, natomiast dla rostbefu od 0,62 kg do 0,82 kg. Najmniejszą polędwicę odnotowano w grupie kontrolnej buhajków na poziomie 3 kg. Najefektywniejszy okazał się system żywienia dodatkiem do 60 dni. Jak wykazały badania podanie dodatku kwasów tłuszczowych bezpośrednio wpływało na profil kwasów tłuszczowych w mięsie. Odnotowano wyraźne zmiany poziomu wybranych kwasów tłuszczowych zarówno w grupie żywionej do 60 dni jak i do 90 dni względem grupy kontrolnej. Grupa kwasów bezpośrednio wpływających na poziom cholesterolu u człowieka tj. kwas laurynowy /C12/, mirystynowy /C14/ i palmitynowy /C16/ w obu grupach doświadczalnych nie uległ pogorszenia a w przypadku C16 nawet odnotowano spadek zawartości w obu grupach doświadczalnych. Wysoko pożądane kwasy z grupy omega 3 i omega 6 w obu grupach uległy wyraźnemu wzrostowi w stosunku do grupy K. W przypadku kwasu linolenowego jest to ponad dwukrotny wzrost w grupie zywionej m90 dni dodatkiem. Zwiększenie zawartości kwasu linolenowego C18:3 w proponowanym dodatku bezpośrednio wpłynęło na wzrost zawartości CLA, który najwyższy jest w grupie do 60 dni zywienia dodatkiem. W obu grupach badawczych odnotowano wyraźnie wyższa zawartość pozytywnie oddziaływujących kwasów z grupy n-3. Analizy wykazały także, że zarówno kwasy typu epa i dha oraz DFA występują w większej ilości w grupie żywionej najdłużej tj do 90 dnia dawkami wzbogaconymi o dodatek paszowy. Stwierdzono w grupie zywionej 60 i 90 dni pozytywny spadek kwasów OFA, jak również zawężenie się stosunku n-6 do n-3 w kierunku pożądanego na poziomie 4-6:1. Pomimo podawania kwasów tłuszczowych do paszy w grupach doświadczalnych nie stwierdzono wzrostu poziomu cholesterolu.
Stosowanie dodatku w paszy w postaci zwiększonej ilości nienasyconych kwasów tłuszczowych bezpośrednio wpłynęło na poziom ekspresji badanych genów w badanych próbach mięsa. Stwierdzono wyraźnie wyższą ekspresje genu kodującego desaturazę stearoilo-caa (SCD1) w grupie z dodatkiem paszy bogatej w kwasy tłuszczowe, względem grupy kontrolnej. Gen SCD ze względu na pełnione funkcje jest jednym z genów kandydujących do roli odpowiedzialnego za gospodarkę lipidową w organizmie a w szczególności w procesach metaboliczne lipidów podczas biosyntezy mono-nienasyconych kwasów tłuszczowych (MUFA). Także warunkuje poziom kwasów z rodziny PUFA oraz cholesterolu. Zaobserwowany wzrost SCD1 bezpośrednio wpływa także na wzrost zawartości cis9,trans-11cla w mięsie, który charakteryzuje się właściwościami prozdrowotnymi i antynowotworowymi. Dodatkowo związany jest z otyłością, stanami zapalnymi i oczywiście stresem. Nadmierna ekspresja może prowadzić do nadmiernego otłuszczania się i oporności na insulinę. Badania wykazały, że zwiększony udział kwasów w paszy skutkuje znacznym spadkiem ekspresji genów SCD5 i PPARy w stosunku do grupy kontrolnej. Potwierdzono także zależność ekspresji desaturazy stearylo CoA od poziomu transkrypcji genu PPARy, którego spadek jak przedstawiono w tabeli wywołuje wzrost SCD. Istotne jest, że PPAR traktowany jest jako kluczowy regulator genów metabolicznych u zwierząt a w szczególności w stosunku do kwasów tłuszczowych. W badanych grupach obserwujemy spadek jego ekspresji w miarę wydłużania się okresu żywienia kwasami.