Вопросы качества продукции птицеводства становятся все более актуальными в связи с высокой конкуренцией в ВТО, предъявляющей высокие требования для отечественной продукции. Технология содержания птицы, включающая применение различных профилактических и лечебных препаратов, несомненно, влияет на экономические показатели предприятия, сохраняя поголовье от бактериальных, вирусных и паразитарных инфекций. Но, нарушая физиологические процессы, происходящие в организме, такая технология способна повлиять на безопасность продуктов питания, снижая их качество и сроки хранения. Предъявляемые сегодня требования к качеству яиц не затрагивают степени абсорбционных и адсорбционных свойств или пористости яичной скорлупы.
Между тем учет и контроль этого параметра могли бы значительно повысить уровень экологической безопасности птицеводства. Возможность влияния на факторы, определяющие эти свойства, могли бы улучшить, кроме этого, и экономические показатели, за счет снижения количества боя и увеличения сроков хранения товарных яиц, а также за счет улучшения качества инкубационных яиц, влияющего на процент вывода цыплят и их смертность в ранний постэмбриональный период.
Согласно нашим исследованиям, в скорлупе при снесении яиц консервируется часть микрофлоры яйцевода и клоаки, для последующей передачи и заселения нормофлоры кишечника цыпленка, при его выводе из яйца [8]. Чем выше пористость скорлупы, тем больше эта скорлупа может адсорбировать вещества, в том числе патогенные микроорганизмы, находящиеся на технологическом оборудовании на производстве (гнезда, инкубаторий). Товарное яйцо проходит все те же пути яйцеобразования, что и инкубационное, консервируя в толще скорлупы микрофлору несушки и производственного оборудования (лента яйцесбора, склад, транспортировка). Изменение температуры и влажности вызывают естественные процессы адсорбции и абсорбции, характерные для материалов соответствующей структуры, воздействуя иногда на качество содержимого яиц. Возможно обезвоживание, приводящее к изменению качества как инкубационного, так и товарного яйца. В процессе хранения подобных веществ адсорбентов происходит поглощение ими или выделение компонентов воздуха или влаги, являющейся еще и транспортом для патогенной флоры. Величина удельной поверхности является одной из самых важных сорбционных характеристик адсорбентов. По нашему мнению, исследование этого параметра применительно к скорлупе яиц кур-несушек является актуальным. Наиболее удобным и эффективным методом определения удельной поверхности пористых тел является метод Браунауэра – Эммета – Тэйлера, названного по первым буквам авторов методом БЭТ [1, 7, 2].
Цель исследований – определить степень влияния технологии производства на химический состав, показатели качества яичной скорлупы, значение величины удельной поверхности яйца.
Материал и методика исследований
Для исследования качества яичной скорлупы были выбраны образцы товарного яйца от групп кур, содержащихся по разным технологиям. Первая контрольная группа кур-несушек содержалась в клетках, получала рацион, рекомендуемый поставщиком кросса. Антибиотики, кокцидиостатики применялись согласно схемам, рекомендуемым поставщиком кросса. Вторая опытная группа содержалась в аналогичных условиях, но получала рацион в соответствии с технологией производства функциональных экопродуктов птицеводства, разработанной и внедренной в ООО «Птицефабрика Бердская» [3, 10, 11].
Отличительной особенностью данной технологии является применение кормовых добавок природного происхождения, пробиотиков, пребиотиков, природных минеральных комплексов, взамен традиционным антибактериальным, противопаразитарным средствам и ферментам.
На первом этапе исследований были изучены образцы проб скорлупы яиц, полученных от кур-несушек обеих групп, с целью определения химического состава материала скорлупы.
На втором этапе исследований при помощи сканирующего электронного микроскопа марки JSM-840 JEOL (Japan) были исследованы внутренняя и внешняя поверхность скорлупы образцов яиц обеих групп и края сколов.
На третьем этапе, с помощью метода БЭТ определялась удельная поверхность вещества скорлупы. Метод основан на исследовании процесса адсорбции газообразного азота поверхностью скорлупы, являющейся обычным адсорбентом, при определенной температуре кипения. Удельная поверхность образцов скорлупы рассчитывалась по изотермам абсорбции азота, измеренной на автоматической сорбционной установке «ASAP-2000» при 77,5 °К. Согласно методике образцы подвергались тренировке при температуре 393 К. Расчет величины удельной поверхности S проводился по формуле
где mэт – масса эталона; mобр – масса исследуемого образца; ΔPэm – ΔPпусm; Sэm – величины, полученные при калибровке прибора; ΔPобр – разность давлений над исследуемым образцом при комнатной температуре и при температуре жидкого азота 78 К.
Все три этапа лабораторных исследований проводились в Бийском технологическом институте, филиале Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова». Схема исследований по методу БЭТ приведена на рисунке.
Результаты исследований и их обсуждение
Анализ химического состава скорлупы по 11 параметрам показал практически одинаковый результат (табл. 1) по обеим группам яиц.
Схема измерительного прибора
Таблица 1
Химический состав яичной скорлупы, %
|
Образцы |
Элемент |
||||||||||
|
Ca |
Mg |
Al |
B |
Ba |
Cu |
Fe |
K |
Na |
P |
Zn |
|
|
1 – контрольный |
37,1 |
0,32 |
0,1 |
9∙10–4 |
20∙10–4 |
4∙10–4 |
0,01 |
0,14 |
0,05 |
0,1 |
1,3∙10–4 |
|
2 – опытный |
38,1 |
0,31 |
0,1 |
15∙10–4 |
17∙10–4 |
3∙10–4 |
0,01 |
0,12 |
0,04 |
0,1 |
4∙10–4 |
Проведенный анализ химического состава яиц подтвердил исследования, проведенные ранее группой наших ученых, о положительном влиянии внедренной на ООО «Птицефабрика Бердская» технологии производства функциональных экопродуктов птицеводства и высокого содержания эссенциальных микро- и макроэлементов в мясе, печени цыплят-бройлеров и куриных яйцах [9, 6, 4, 5].
Изучение качества скорлупы при помощи электронного микроскопа (табл. 2) показало целый ряд видимых отличий в структуре материала яичной скорлупы двух образцов. Структура опытного образца имеет более равномерное распределение волокон, приводящее к равномерному распределению микропор.
В контрольном образце, наоборот, нитевидное вещество материала имеет неравномерное распределение, вследствие чего образуются большие пространства, не охваченные волокнами. Эти пространства образуют полые участки, которые составляют поры. При одинаковой толщине скорлупы и небольших отличиях в химическом составе величина суммарной удельной поверхности скорлупы образцов оказалась совершенно разной.
Края скола контрольного образца имеют по всей поверхности явно выраженные поперечные следы разлома. Край скола выглядит рыхлым. В опытном образце скол ровный, без характерных следов откола ответной части. Край выглядит твердым.
В табл. 3 приведены расчетные данные величины удельной поверхности яичной скорлупы, в сравнения показатели удельной поверхности некоторых адсорбентов [1].
Судя по полученным результатам, величина удельной поверхности контрольного образца яичной скорлупы имеет большее значение, чем у опытного образца. Разница составляет 50 %. Следовательно, адсорбционные свойства скорлупы контрольного образца намного выше, чем опытного. Для материалов адсорбентов, судя по таблице, высокий показатель удельной поверхности может являться решающим при выборе соответствующего адсорбента. В нашем случае зависимость между качеством скорлупы и величиной удельной поверхности является обратно пропорциональной. То есть чем выше удельная поверхность, тем ниже качество, так как с увеличением удельной поверхности яичной скорлупы повышается пористость, способность удерживать, впитывать или отдавать воздух, влагу и другие вещества.
Таблица 2
Результаты исследований при помощи сканирующего электронного микроскопа
|
1 группа – контрольная |
2 группа – опытная |
|
Внутренняя поверхность |
|
|
|
|
|
|
|
|
Поверхность скола |
|
|
|
|
Таблица 3
Величина удельной поверхности яичной скорлупы и адсорбентов S, м2/г
|
Температура дегидратации Т, °С |
Удельная поверхность S, м2/г |
|||||
|
контрольный образец яичной скорлупы |
опытный образец яичной скорлупы |
активированный углеродно-волокнистый материал (АУВМ) |
активированный уголь (СКТ-3) |
синтетические цеолиты |
||
|
CaA |
NaA |
|||||
|
120 |
0,36 |
0,24 |
1530 |
880 |
17 |
8 |
Проведенные исследования показали, что с помощью метода БЭТ определения удельной поверхности, применяемой к адсорбентам, можно оценивать качество яичной скорлупы, являющейся естественным адсорбентом. В нашем случае удельная поверхность скорлупы опытного образца яйца заметно отличалась от контрольного, что говорит о позитивном влиянии технологии производства функциональных экопродуктов на адсорбционные свойства качества скорлупы. Данный метод логично использовать в птицеводстве для решения вопросов повышения качества инкубационного яйца, а также увеличения сроков хранения инкубационного и товарного яйца. Для определения критериев оценки качества инкубационного и товарного яйца по величине удельной поверхности требуется провести комплексные исследования, увязав действующие критерии качества с величиной удельной поверхности.
Рецензенты:
Бокова Т.И., д.б.н., профессор, заведующая кафедрой химии, ФГБОУ ВПО НГАУ, г. Новосибирск;
Реймер В.А., д.с.-х.н., профессор кафедры частной зоотехнии и технологии животноводства, ФГБОУ ВПО НГАУ, г. Новосибирск.
Работа поступила в редакцию 10.04.2015.