Красноярск, Красноярский край, Россия
Россия
В статье дана сравнительная характеристика белковых продуктов, полученных из семенников быка и жеребца для определения возможности использования этих препаратов в качестве пищевой добавки. Препараты получены методом сублимационной и низкотемпературной (50–55 оС) сушки из эндокринно-ферментного сырья, полученного при убое скота (Улан-Батор, Мон-голия). Исследован химический, аминокислотный и минеральный состав препаратов. Оба про-дукта характеризуются высоким содержанием белка – от 69,6 до 74,1 %. В препарате из семен-ников жеребца содержание белка и уровень влажности превысили показатели продукта из семен-ников быка на 6,5–6,7 %. В продукте из тестикулов быка содержание жира на 38 % больше, чем в препарате из тестикулов жеребца. Исследование аминокислотного состава препаратов показа-ло наличие всех видов незаменимых аминокислот. В обоих продуктах преобладает глутамин с глутаминовой кислотой, аспарагин, лизин, лейцин и аргинин. Содержание триптофана, цистеина и цистеина, метионина и гистидина минимальное. В продукте из органов быка содержание триптофана в 3,3 раза выше, чем в препарате из семенников жеребца. Минеральный состав бел-ковых продуктов включает макроэлементы (калий, натрий, кальций, магний) и микроэлементы (железо, цинк, марганец и медь). Установлено максимальное содержание калия и натрия, уровень натрия в 2,25 раза меньше, чем калия. Количество кальция в продукте из тестикулов быка в 3 раза больше, чем в препарате из семенников жеребца. Содержание марганца и меди в обоих про-дуктах минимальное. Результаты исследований свидетельствуют, что препараты, полученные из семенников убойных животных, являются полноценными белковыми продуктами, содержащими все незаменимые аминокислоты и наиболее значимые макро- и микроэлементы, и могут быть рекомендованы в качестве биологически активных добавок, способных восполнять дефицит пи-тательных веществ.
убойные животные, семенники, белковые продукты, химический состав.
Введение. Семенники (лат. testеs или testiculus) являются парными половыми железами самца. Они служат для образования сперматозоидов и содержат эндокринный аппарат, вырабатывая стероидные гормоны (андростероны и тестостероны), которые способны влиять на различные обменные процессы в организме, в том числе на развитие вторичных половых признаков и увеличение мышечной массы. Эндокринный аппарат семенников представлен скоплениями в соединительной ткани интерстициальных клеткок (клеток Лейдига) между извитыми канальцами вокруг кровеносных капилляров [1].
Считается, что для нормального функционирования секреторных клеток семенников необходимы тканеспецифические пептиды, представленные короткими цепочками аминокислот и способные координировать работу генов и инициировать синтез белка в клетках. Дефицит пептидов в организме приводит к клеточной дисфункции и, как следствие, развитию патологических состояний. Восполнение уровня пептидов в организме способствует регулированию функций клеток и восстановлению утраченных функций клеток [2, 3]. Установлено, что пептиды, выделенные из ткани семенников животных и введенные в организм другого животного или человека, принимаются организмом как собственные вещества. Таким образом, употребление белковых препаратов, полученных из семенников убойных животных, может способствовать поддержанию физиологически нормального уровня пептидов в клетках половых желез человека и нормализации их функций до физиологически нормального уровня, а также способствует увеличению мышечной массы. Так, в некоторых странах мира в бодибилдинге широко используются белковые препараты из семенника быка под названием «Freeze dried testicle» [4, 5].
С давных времен монголы использовали семенники животных для увеличения силы и потенции, вводили в рецептуру традиционных лекарств в народной медицине [6]. У монголов есть обычай использовать в пищу вареные семенники ягненка и козленка, полученные после кастрации животных. Это блюдо считается очень полезным белковым источником для детей и спортсменов, занимающихся борьбой. В 1980-е гг. на Улан-Баторском мясокомбинате производили консервы из семенников крупного рогатого скота. Позднее это производство было сокращено. Однако с 2008 г. в лаборатории компании «Мах Импэкс» проводятся исследовательскые работы по возможности изготовления белковых продуктов из семенников убойного скота, которые рекомендуется использовать в качестве пищевых добавок. В результате этих исследований специалисты разработали технологию производства белковых препаратов из семенников быка и жеребца методом сублимационной и низкотемпературной (50–55 °С) сушки. Низкотемпературный метод более приемлем из-за низкой себестоимости производства. В настоящее время использование эндокринно-ферментного сырья, полученного при убое скота в Монголии, по нашему мнению, крайне недостаточно, что и определило актуальность данного исследования.
Цель исследования – сравнительная характеристика белковых продуктов, полученных из семенников убойного скота (быков и жеребцов), для возможности использования этих продуктов в качестве пищевой добавки.
Задачи: изучить химический, аминокислотный и минеральный состав продуктов, полученных из семенников быков и жеребцов.
Объекты и методы. В рамках исследовательских работ проведен сравнительный анализ химического, аминокислотного, жирнокислотного и минерального составов готовых белковых продуктов. Определение содержания белка в продуктах проведено по Кьельдалю на анализаторе Turbosog KB 8 S, Kjeldatherm Vapodest 33; жира – по Сокслету на аппарате Сокслета; уровень влажности – методом сушки в сушильном шкафу TAISITE 202-OA; количество золы – методом сжигания в печи Nabertherm L9/R; минеральный состав – методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на атомно-абсорбционном спектрофотометре; аминокислотный состав – методом тонкофазной хроматографии на автоматическом тонкофазном хроматографе; содержание жирных кислот и жирорастворимых витаминов – методом жидкостной хроматографии на высокочувствитальном жидкостном хроматографе; уровень витаминов В1, В2 – флуорометрическим методом.
Результаты и их обсуждение. Проведенные исследования позволили установить, что белковые препараты, полученные из семенников убойных животных, характеризуются большим содержанием белка, уровень которого колеблется от 69,6 до 74,1 % (табл. 1), что указывает на возможность их использования в качестве белковых добавок.
Таблица 1
Химический состав белковых препаратов, полученных из семенников быка и жеребца, %
|
Продукт |
Белок |
Жир |
Сухой остаток |
Влага |
|
Белковый препарат из семенника быка |
69,6 |
9,1 |
9,5 |
9,0 |
|
Белковый препарат из семенника жеребца |
74,1 |
6,6 |
9,1 |
9,6 |
Исследование химического состава изученных препаратов выявило некоторые отличия в относительном содержании белков, жиров, сухого остатка (золы) и влажности. Так, в препарате из семенников жеребца уровни белка и влажности превысили показатели препарата, изготовленного из семенников быка, на 6,5 и 6,7 % соответственно (рис.).
|
|
|
Основной химический состав белковых продуктов, полученных из семенников быка и жеребца, % |
В то же время в белковом продукте из тестикулов быка отмечено более высокое содержание жира – почти на 38 % (Р≤0,05) и сухого остатка (золы) более чем на 4 %. На другие химические вещества в препарате из органов быка приходится 2,8 %, а жеребца – 0,6 %.
Важным качеством любого белкового продукта является его аминокислотный состав. В зависимости от способности аминокислот синтезироваться в организме животных или человека различают заменимые аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме, и незаменимые аминокислоты, не способные к эндогенному синтезу.
Известно, что белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными. Белки, в состав которых не входят незаменимые кислоты либо входят не в полном составе, это неполноценные белки. Для нормального функционирования организма незаменимые аминокислоты должны поступать вместе с пищей. К незаменимым аминокислотам относятся валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Для животных разных видов и возрастов оптимальный набор незаменимых аминокислот отличается. Результаты исследования аминокислотного состава исследуемых белковых препаратов, изготовленных из семенников убойных животных (быка и жеребца), представлены в таблице 2.
Таблица 2
Аминокислотный состав белковых препаратов, полученных
из семенников быка и жеребца, %
|
Аминокислоты |
Белковый препарат из семенников |
|
|
быка |
жеребца |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Аспарагин |
9,50 |
9,17 |
|
Треонин |
4,26 |
4,14 |
|
Серин |
4,08 |
4,20 |
|
Глутамин + глутаминовая кислота |
15,39 |
14,0 |
|
Пролин |
3,9 |
5,19 |
|
Глицин |
6,72 |
8,14 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
|
Аланин |
5,49 |
6,07 |
|
Цистин + цистеин |
2,23 |
1,79 |
|
Валин |
5,52 |
5,37 |
|
Метионин |
2,14 |
1,93 |
|
Изолейцин |
4,28 |
4,16 |
|
Лейцин |
8,46 |
8,47 |
|
Тирозин |
2,94 |
3,13 |
|
Фенилаланин |
5,11 |
4,84 |
|
Лизин |
9,17 |
8,26 |
|
Гистидин |
2,60 |
2,44 |
|
Аргинин |
6,69 |
7,83 |
|
Триптофан |
0,56 |
0,17 |
|
Всего |
99,17 |
99,50 |
|
в том числе: |
|
|
|
незаменимые аминокислоты |
39,54 |
37,40 |
|
заменимые аминокислоты |
59,60 |
62,10 |
Анализ аминокислотного состава препаратов показал, что они содержат все виды незаменимых аминокислот и, таким образом, относятся к полноценным белковым продуктам. Относительное содержание незаменимых аминокислот в препарате из семенников быка чуть более чем на 2 % превышает показатель препарата из семенника жеребца. При этом уровень заменимых аминокислот в препарате из семенников жеребца на 2,5 % больше, чем во втором продукте (см. табл. 2). Наличие в химическом составе исследованных белковых продуктов полного набора аминокислот является важным показателем, так как недостаток незаменимых аминокислот способен вызвать такие проблемы, как· нарушение обмена веществ, задержка роста и развития в молодом возрасте, потеря массы тела, снижение иммунитета и прочее. У человека при занятиях спортом недостаток незаменимых аминокислот резко увеличивает риск травмирования и заметно снижает спортивные результаты.
В аминокислотном составе обоих изученных продуктов преобладаюет глутамин с глутаминовой кислотой, аспарагин, лизин, лейцин и аргинин. Минимальные показатели отмечены в содержании триптофана, цистеина и цистеина, метионина и гистидина. При этом в продукте из семенников быка относительное содержание триптофана в 3,3 раза превысило уровень аминокислоты в препарате из семенников жеребца (табл. 2).
Немаловажное значение для оценки полноценности полученных белковых продуктов имеет минеральный состав. Минеральные вещества являются составной частью всех жидкостей и тканей организма, входят в состав ферментов и гормонов, участвуют во всех обменных процессах, внутриклеточном дыхании, поддержании кислотно-щелочного равновесия, осмотического давления и пр. [7].
Таблица 3
Минеральный состав белковых препаратов, полученных
из семенников быка и жеребца, мг%
|
Химическое вещество |
Белковый продукт из семенников |
|
|
быка |
жеребца |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Цинк (Zn) |
7,478 |
7,140 |
|
Марганец (Mn) |
0,171 |
0,069 |
|
Медь (Cu) |
0,515 |
0,573 |
Окончание табл. 3
|
1 |
2 |
3 |
|
Натрий (Na) |
741,326 |
750,497 |
|
Калий (К) |
1667,895 |
1649,896 |
|
Магний (Mg) |
63,339 |
62,065 |
|
Кальций (Са) |
40,919 |
12,854 |
|
Железо (Fe) |
11,673 |
13,868 |
Установлено, что минеральный состав белковых продуктов, полученных из семенников быка и жеребца, отличается разнообразием. Некоторые из них содержатся в значительных количествах и являются макроэлементами, другие вещества находятся в малых количествах, выраженных десятыми, сотыми и даже тысячными долями миллиграмма, и относятся к микроэлементам.
Химический анализ изученных препаратов показал максимальное содержание калия и натрия (табл. 3), что, в принципе, характерно для мягких тканей. Калий участвует в поддержании водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия в организме, а также осмотического давления крови, регулирует передачу нервных импульсов и ритм сокращений сердечной мышцы. Основными функциями натрия также являются регулирование кислотно-щелочного баланса и поддержание уровня водного баланса, он обеспечивает транспорт ионов между мембранами клеток за счет работы калий-натриевого насоса и поддерживает осмотическое давление крови. Достоверных отличий в уровне калия и натрия в препаратах, полученных из тестикулов быка и жеребца, не установлено. Однако содержание натрия в исследованных продуктах оказалось в 2,25 раза меньше, чем количество калия.
Магний и кальций также относятся к макроэлементам. Они в максимальных количествах содержатся в плотных тканях, выполняющих опорную функцию, прежде всего в костях скелета, и в небольших объемах – в мягких тканях и во внутренних органах, включая семенники. Магний участвует в обменных процессах, активируя большинство ферментов, регулирует передачу нервных импульсов и сокращение мускулатуры, участвует в формировании костей, а также оказывает спазмолитическое действие. Количество магния в исследованных препаратах находилось на одном уровне и в среднем составило 62–63 мг% (табл. 3). При этом содержание кальция в белковом продукте из семенников быка более чем в 3 раза превысило показатели препарата из семенника жеребца. Кальций является основным минеральным веществом костей, но, кроме того, он содержится в плазме крови и других тканевых жидкостях организма, входит в состав ядер и клеточных мембран.
Остальные минеральные вещества (железо, цинк, марганец и медь) относятся к микроэлементам. Железо является составной частью гемоглобина и цитохромов, участвует в процессах образования эритроцитов, клеточном дыхании, синтезе ДНК и гормонов щитовидной железы. По этому показателю препараты мало отличались друг от друга, содержание железа в них находилось практически на одном уровне, белковый продукт из семенников жеребца содержал всего на 2 мг% больше железа, чем препарат из тестикулов быка. Еще меньше отличий установлено в содержании цинка. Известно, что цинк входит в состав многих ферментов организма, содержится в эритроцитах крови, необходим для продукции спермы, участвует в синтезе анаболических гормонов.
В изученных белковых продуктах марганец и медь содержатся в минимальных количествах, не превышая 1 мг%. Марганец положительно влияет на рост, образование клеток крови (гемопоэз), функции половых желез, отвечает за состояние костей, участвует в регулировании деятельности центральной нервной системы. В то же время избыточное содержание марганца в организме оказывает негативный эффект, так как вещество является политропным ядом, способным вызывать поражение различных внутренних органов. В наших исследованиях установлено, что содержание марганца в препарате из семенников быка в 2,5 раза выше, чем в продукте из семенников жеребца (табл. 3).
Уровень содержания меди в обоих продуктах отличался самыми низкими величинами и находился в пределах 0,52–0,57 мг%. Известно, что медь способствует формированию красных кровяных телец, усвоению железа, является компонентом меланина, принимает участие в выработке коллагена и пигментации. С помощью меди процесс усвоения железа проходит гораздо лучше.
Заключение. Таким образом, препараты, полученные из семенников убойных животных (быка и жеребца) методом сублимационной и низкотемпературной сушки, являются полноценными белковыми продуктами, содержащими все незаменимые аминокислоты, а также наиболее значимые макро- и микроэлементы. Изученные препараты могут быть рекомендованы к использованию в качестве биологически активных добавок, способных восполнять дефицит питательных веществ при истощении, после тяжелых болезней, при занятиях тяжелым физическим трудом, а также в спортивном питании, особенно в бодибилдинге при наращивании мышечной массы.
1. Боков Д.А. Адаптация клеток Лейдига семенников и новые регуляторные условия спермато-генеза при мембраноповреждающем действии ксенобиотиков // Оренбургский медицинский вестник. 2017. № 3. С. 37–48.
2. Хоченкова Ю.А. и др. Биологическая активность лекарственного препарата из полипептидов семенников в модели окислительного стресса in vitro // Экспериментальная и клиническая урология. 2022. № 3. С. 18–26. URL: https://doi.org/10.29188/2222-8543-2022-15-3-18-26.
3. Гордеев К.С. и др. Биологически активные добавки к пище // Современные научные исследо-вания и инновации. 2018. № 9. URL: https://web.snauka.ru/issues/2018/09/87368 (дата обраще-ния: 23.01.2023).
4. Садоян В.А. Биологически активные добавки на фармацевтическом рынке. М.: Литтерра, 2006. С. 9–55.
5. Касымов С.К., Тулеуов Е.Т. Использование эндокринного сырья КРС для производства биологический активных продуктов // Техника и технология пищевых производств. 2009. № 4. С. 1374.
6. Дамдинсурэн Л. Ресурсы развития мясной промышленности Монголии // Экономика реги-она. 2011. № 4. С. 254–257.
7. Искандарова Ш.Ф., Джаббаров Н.А. Минералы – важная составная часть биологически активных добавок // Science Time. 2018. № 2. С. 44–48.
