Вопросам балансирования рационов человека и животных в последние годы уделяется особое внимание. В частности, в птицеводстве, как отмечает академик И.А.Егоров [7], в последние годы возникла острая необходимость не только уточнить нормы потребности сельскохозяйственной птицы и переоценить питательность кормов, но и совершенствовать всю систему нормированного кормления в нескольких направлениях. Поэтому точное определение в продуктах и кормах количества питательных веществ имеет важное значение для правильного составления рациона.

В настоящее время количество белка определяют преимущественно по азоту. Наиболее широким распространением пользуется метод Кьельдаля, Барнштейна и др. Принцип других инструментальных методов заключается в измерении физических свойств растворов [2]. Методы определения белка с использованием ферментов малочисленны и трудоемки в использовании.

Много лет, занимаясь изучением пищеварения животных, мы пришли к выводу о том, что поджелудочная железа четко адаптируется к качеству корма, работает как уникальная лаборатория, определяя количество субстрата, которое следует гидролизовать в процессе пищеварения. В результате появилась идея разработки метода, который бы позволял, используя пищеварительные ферменты, определять количество субстрата (белков, жиров и углеводов), находящегося в продуктах и кормах. Это и стало целью нашей работы, и для подтверждения гипотезы мы выполнили ряд исследований новым методом.

Материалы и методы исследования

Для определения белков, жиров и углеводов в продуктах растительного и животного происхождения мы использовали разработанный нами способ определения количественного содержания пищевых белков [5]. В качестве ферментативного материала мы брали панкреатический сок, полученный в хроническом опыте от кур, оперированных по методу Ц.Ж.Батоева, С.Ц.Батоевой (1970) [2]. Аналогичными свойствами обладает гомогенат ткани поджелудочной железы [6], поэтому его также можно применять в качестве ферментативного материала. Активность панкреатических ферментов определяли следующими методами: амилазы – по расщеплению крахмала [10], протеаз – по расщеплению казеина при колориметрическом контроле [3], липазы – по гидролизу подсолнечного масла [4]. Статистическую обработку результатов исследований выполняли по методу В.К. Кузнецова [8].

Результаты исследования и их обсуждение

Разработанный нами способ основан на использовании химических реакций с участием ферментов, которые обладают строгой субстратной специфичностью. При взаимодействии фермента и субстрата образуется ферментно-субстратный комплекс, в этом случае количество фермента в растворе снижается на ту величину, которая связывается с субстратом. Задача наших исследований была направлена на определение параметров кинетического процесса, которые бы соответствовали наиболее стабильным показателям взаимодействия фермента и субстрата.

Метод определения количества пищевых белков включает последовательное проведение следующих этапов: смешивание опытных образцов субстрата и ферментативного вещества, разбавленного раствором Рингера, инкубирование образованной смеси при температуре 37 °С, центрифугирование ферментативно-субстратного комплекса и определение количественного содержания пищевых белков расчетным путем. Новый способ отличается от известных тем, что смешивание опытных образцов производят с ферментативным веществом в виде панкреатического сока или гомогената ткани поджелудочной железы свиней, предварительно разбавленного стабилизирующим раствором до 50 % концентрации при его соотношении с массой опытного образца субстрата 1:10. Инкубирование подготовленной смеси ведут в течение 5-10 минут. Перед определением количественного содержания пищевых белков расчетным путем полученный в результате центрифугирования объем чистой жидкой фракции, разбавляют раствором Рингера до соотношения 1:100-200, при этом количественное содержание пищевых белков определяют как равное процентному расходу ферментов протеазы в сравнении с контрольной пробой раствора ферментативного материала.

Таблица 1

Определение содержания пищевых белков, жиров, углеводов в продуктах животного происхождения

Определение количественного содержания пищевых жиров и углеводов выполняют аналогично, при этом количество пищевых жиров и углеводов определяют как равное процентному расходу ферментов липазы и амилазы, соответственно, в сравнении с контрольной пробой раствора ферментативного материала.

Для сравнения нами выполнены исследования продуктов животного и растительного происхождения. Результаты (табл. 1) свидетельствуют о том, что данные количественного содержание белков, жиров и углеводов в продуктах животного происхождения согласуются с показателями, представленными в научной литературе [1].

Из данной таблицы видно, что показатели активности фермента до и после добавления субстрата почти полностью соответствуют содержанию питательных веществ по данным литературных источников. Так, в мясокостной муке количество протеина составляет 44 %, а жира 8 %. Мясо кур по количеству переваримого протеина превосходит свинину почти на 12 %, а по содержанию жира, наоборот, свинина превосходит мясо кур почти на 8 %. По последнему показателю отмечены отличия наших данных от литературных: жира в свинине оказалось на 4 % выше, а в мясе кур, наоборот, ниже на 2 %. Следовательно, можно отметить, что результаты полученные новым методом принципиально не изменяют известные показатели, но некоторые отличия имеются, что можно объяснить различными факторами.

В табл. 2 представлены результаты исследований растительных субстратов.

Данные табл.2 свидетельствуют о том, что разница ферментативной активности до и после добавления субстрата в семенах гороха составила 31,5 % протеаз, 54 % амилазы и 2,7 % липазы, что соответствует количеству белков, углеводов и жиров. Это подтверждают литературные данные, где показатель белка колеблется от 20 до 35 % [12,13,14].

При исследовании рапса разность активности протеаз до и после добавки к ферментативному материалу субстрата составила 19,4 %, что соответствует количеству белка. Количество амилазы и липазы уменьшилось при добавлении субстрата на 14,3 % и 43 %, что соответствует количеству углеводов и жиров. В данном случае количество углеводов несколько превышает известные в литературе показатели [14].

Таблица 2

Определение содержания пищевых белков, жиров, углеводов в продуктах растительного происхождения

Показатели сои не отличаются от данных научной литературы по количеству белка и жира [9], а по количеству углеводов по нашим данным несколько превосходят показатели, полученные другими методами.

Соевый жмых по своим показателям несколько отличается от необработанной сои, по нашим данным содержит 49 % белка, 28 % углеводов и 7 % жиров. По количеству углеводов также превосходит известные данные [9].

Рапсовый жмых содержит: белка – 28 %, углеводов – 7,7 %, жиров- 13,7 %. Что полностью согласуется с результатами литературы [14].

В научной литературе приведены данные общего количества белков, жиров, углеводов. Наш метод позволяет определять только те вещества, которые способны расщепляться ферментами пищеварительного тракта животных и человека. Поэтому, наверное, при проведении анализа показатели количества питательных веществ не всегда точно совпадают с литературными данными.

Таким образом, результаты исследований позволяют заключить, что метод ферментно-субстратного анализа дает достоверные данные количества переваримых питательных веществ, требует меньших затрат времени и средств по сравнению с аналогами. Указанный метод нужно сертифицировать и можно использовать при определении качества продуктов питания для человека и кормов для животных.