СПОСОБ ГИСТОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МРАМОРНОСТИ МЯСА МЕЛКОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СКОТА
HISTOLOGICAL EVALUATION METHOD OF MEAT MARBLING OF SMALL AGRICULTURAL CATTLE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области биотехнологии сельскохозяйственных животных, в частности, к способу гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота и может быть использовано при определении мяса на гистологическом уровне.
Уровень техники
Известен способ оценки качества мяса крупного рогатого скота, характеризующийся тем, что проводят контрольный убой животных, берут образцы мяса из легкодоступных крупных мышц: предостной, длиннейшей мышцы спины, подвздошно-поясничной и полуперепончатой с последующим биохимическим исследованием его состава, на основании которого рассчитывается содержание белка и жира в туше, а также определяют энергетическую ценность мяса, белково-жировое и мясокостное отношение, показатели спелости, пищевой ценности и качества белка мяса, после чего сопоставляют полученные результаты со стандартными параметрами мяса разных категорий и дают оценку качества мяса туши (см. пат. RU №2271535, МПК G01N33/12, опубл. 10.03.2006 г.).
Недостатками данного способа являются высокие трудозатраты на обвалку отруба и недостаточно максимальное отражение качества мяса.
Известен способ оценки качества мяса животных, в котором существенное значение имеет характер расположения жира на разных частях в туше, при этом особое место отводится внутримышечному жироотложению. При соблюдении технологии откорма животных в мышечной ткани образуются значительные прослойки жира. На разрезе мяса таких животных хорошо просматривается рисунок жировых включений, называемый мраморностью. Этот показатель, в определенной степени, характеризует его нежность и сочность, который определяют с помощью микроструктурного метода исследования, он значительно расширяет полученные с помощью других методов данные и позволяет выявить даже незначительные изменения структур тканей, которые отражаются на качестве мяса (см. С.И.Хвыля. 1999, Изд. Россия, Ростов-на-Дону «Мясная индустрия»). Недостатком данного способа является сложность определения жировых включений.
Известны методические рекомендации по изучению гистоструктуры кожи овец, включающие последовательное проведение фиксации в 10% формалине в течение 24 часов, длительное хранение в 5%-ном формалине и промывку в проточной воде, формирование срезов - горизонтальных и вертикальных, выбор формы образцов, уплотнение в 18% формалине в течение 24 часов, в 25% желатине в течение 5-6 часов с последующей промывкой в проточной воде в течение 15-20 минут, замораживание и приготовление срезов на микротоме в течение 15 минут, промывку в дистиллированной воде в течение 5 минут, в 50° спирте 2 минуты, в краске Судан III в течение 15-20 минут и промывку в дистиллированной воде в течение 2 минут, а в краске Гематоксилин Караччи в течение 10-20 минут, промывку в дистиллированной воде течение 2 минуты и заключение в смесь желатина с глицерином на 5-10 минут, подсушку препарата в течение 24 часов с последующим микроскопическим анализом препарата кожи (см. «Методы улучшения качества овчин и научные методики их применения». Методические рекомендации по изучению гистоструктуры кожи овец, авт. Кулаков Б.С., Завгородняя Г.В., Дмитрик И.И., РАСХН, ВНИИОК, г.Ставрополь, 2001 г., с.28).
Недостатком данного способа изучения гистоструктуры кожи овец является невозможность определения качества мяса, а именно мраморности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ определения мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота, включающий отбор образца исследуемого мяса, приготовление пробы и его исследование, причем пробу готовят путем фиксации, промывки холодной проточной водой, уплотнение образцов, изготовление срезов, окраски срезов и заключения срезов с последующей оценкой содержания мраморности длиннейшего мускула спины животного по балльной оценке жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа по их ширине, длине, густоте и разветвлению с учетом плотности расположения (см. «Микроструктура мяса у животных разного происхождения». Е.П.Берлова, ж. Овцы. Козы. Шерстяное дело, №4, - 2007, с.70-71).
Недостатком данного способа является сложность гистологической оценки мраморности мышечной ткани.
Раскрытия изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота обладающего высокой точностью оценки мраморности и качества мяса.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения сводится к высокой точности оценки мраморности и качества мяса.
Технический результат достигается с помощью способа гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота, включающего отбор образца исследуемого мяса, приготовление пробы и его исследование, причем пробу готовят путем фиксации, промывки холодной проточной водой, уплотнение образцов, изготовление срезов, окраски срезов и заключения срезов с последующей оценкой содержания мраморности длиннейшего мускула спины животного по балльной оценке жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа по их ширине, длине, густоте и разветвлению с учетом плотности расположения, при этом фиксацию образцов приводят в течение 23-24 часов в 10%-ном формалине, затем последовательно ведут промывку образцов холодной проточной водой с течение 15-20 минут, уплотнение в 25%-ном желатине в течение 48-52 часов с последующим охлаждением при температуре +4°С до застывания, изготовление вертикальных и горизонтальных срезов из желатиновых блоков на замораживающем микротоме, окраску срезов в течение 15-20 минут, выдержку в 50° спирте, промывку в дистиллированной воде в течение 1,5-2 минут и заключение срезов под покровное стекло с применением глицерин-желатина в течение 5-10 минут, а исследование проводят с помощью светового микроскопа, по крайней мере, по 2-срезам от каждого образца, причем балльная оценка жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа по ширине, длине, густоте и разветвлению с учетом плотности расположения равна от 1 до 5 баллов, а коэффициент мраморности исследуемого образца определяют по формуле:
Км=Джк/А,
где Км - коэффициент «мраморности» исследуемого образца;
Джк - средний диаметр жировых клеток;
А - постоянное число, причем А для овец равно 12, а для свиней - 18.
Таким образом, мышечная ткань является основной тканью и определяет пищевую ценность мяса, при этом жировая ткань также влияет на внешние и физико-химические характеристики мясных продуктов. Она состоит из жировых клеток, отделенных друг от друга прослойками рыхлой соединительной ткани. Отличительной особенностью животных мясных пород является не только высокая энергия роста, но и способность откладывать жир между мышцами, вследствие чего на разрезе мышечной ткани хорошо выражена мраморность. Содержание жировой ткани, ее цвет, запах, вкус и другие свойства зависят от вида, породы, возраста, пола, упитанности животных. Пищевая ценность жировой ткани обусловлена высокой энергетической способностью, а также тем, что она является носителем жирорастворимых витаминов и полиненасыщенных жирных кислот.
Нежность мяса обусловлена возрастом, упитанностью, мраморностью, диаметром мышечных волокон, мышечной нагрузкой, количеством соединительной ткани - эластина и коллагена.
Содержание жира в мышце, по данным химического состава дает представление об общем его количестве, характер же расположения жира в ней в определенной степени влияет на качество мяса, его нежность и сочность. Гистологический анализ дает специфическую характеристику мясного сырья.
Отложение жира в туши и особенно его локализация в мышцах во многом определяет вкусовые и кулинарные свойства мяса, что влияет на потребительский спрос и цену реализации этой продукции.
Сущность способа гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота заключается в следующем.
3
После прекращения фибрилляции мышечных волокон, на уровне шейки последнего правого ребра в срединной части длиннейшего мускула спины отбирают образцы проб величиной 1,5-2 см, а затем проводят фиксацию образцов, промывку холодной проточной водой, уплотнение образцов, изготовление срезов, окраску срезов и заключение срезов с последующей оценкой содержания мраморности длиннейшего мускула спины животного по балльной оценке жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа по их ширине, длине, густоте и разветвлению с учетом плотности расположения, при этом фиксацию образцов приводят в течение 23-24 часов в 10%-ном формалине, затем последовательно ведут промывку образцов холодной проточной водой с течение 15-20 минут, уплотнение в 25%-ном желатине в течение 48-52 часов с последующим охлаждением при температуре +4°С до застывания, изготовление вертикальных и горизонтальных срезов из желатиновых блоков на замораживающем микротоме, окраску срезов в течение 15-20 минут, выдержку в 50° спирте, промывку в дистиллированной воде в течение 1,5-2 минут и заключение срезов под покровное стекло с применением глицерин-желатина в течение 5-10 минут, а исследование проводят с помощью светового микроскопа, по крайней мере, по двум срезам от каждого образца, причем балльная оценка жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа по ширине, длине, густоте и разветвлению с учетом плотности расположения равна от 1 до 5 баллов, а коэффициент мраморности исследуемого образца определяют по формуле:
Км=Джк/А,
где Км - коэффициент «мраморности» исследуемого образца;
Джк - средний диаметр жировых клеток;
А - постоянное число, причем А для овец равно 12, а для свиней - 18.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дан способ гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота, горизонтальный срез мяса баранчиков 9 месяцев, экстра класса, окраска Гематоксилин Караччи и Судан III (ок 7 × об 40), оценка мраморности 52,3 балла.
На фиг.2 то же, горизонтальный срез мяса баранчиков 9 месяцев, первого класса, окраска Гематоксилин Караччи и Судан III (ок 7 × об 40), оценка мраморности 37,5 баллов.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного осуществления способа гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота.
Пример 1.
Способ гистологической оценки мраморности мяса мелкого сельскохозяйственного скота основан на вычислении площади жировой фракции и подсчета количества жировых включений, распределенных на средней линии длиной 10 см поперечного разреза исследуемой мышцы. Мраморность оценивают непосредственно на разрезе мяса или на фотопленках, для этого необходимы: плексигласовая пластинка с нанесенной на ней миллиметровой сеткой (размер пластинки: длина 200 мм, ширина - 150, толщина - 5 мм), полярный планиметр, калька, фотоаппарат, эпидиаскоп, экран для эпидиаскопа размером 1100×750 мм с нанесенной на него сеткой с интервалами в 7,3 мм (экраном может служить белый лист бумаги), полярный планиметр.
Способ определения оценки мраморности непосредственно на разрезе мяса включает следующее: на предварительно высушенную фильтровальной бумагой поверхность поперечного разреза мяса накладывают плексигласовую пластинку и производят подсчет точек (перекрестков миллиметровой сетки), совпавших с жировой фракцией (Т). Затем подсчитывают количество жировых включений (независимо от их размера), пересекаемых линий расположенной в границах изучаемой мышцы, при этом достаточно произвести подсчет количества включений на линиях через каждые 0,5 см в горизонтальном и вертикальном направлениях, а подсчет по вертикальным и горизонтальным линиям ведут последовательно и независимо один от другого, записывают количество включений (в) и длину (д) в см. Суммируют отдельно первые (Св) и отдельно вторые (Сд) показатели, подсчитанные в обоих направлениях, затем определяют количество включений, приходящихся на одну среднюю линию длиной в 10 см, по следующей формуле:
В
д
Р=С/0,1 С,
где Р - раздробленность жировой фракции (количество включений жировой фракции), встречающихся на линии в 10 см длиной;
в
С - общая сумма жировых включений, пересеченных линиями, по которым велся подсчет;
д
С - общая длина линий, по которым ведут подсчет (см).
2
2
На кальку копируют контуры изучаемой мышцы (площадь разреза мяса). Полярным планиметром определяют площадь (П) исследуемой мышцы по контурам, нанесенным на кальку. Определяют площадь, занятую жировой фракцией, в процентах от общей площади поперечного разреза исследуемой мышцы по формуле Ж=(Т×100)/(П×100)=Т/П, где Ж - площадь жировой фракции (%). Т - количество точек (перекрестков миллиметровой сетки), совпавших с жировой фракцией мяса при подсчете, П - общая площадь изучаемого поперечного сечения мяса (мышцы) в см, определенная с помощью планиметра, 100 - в числителе переводы в %, а в знаменателе - количество точек (перекрестков) в 1 см миллиметровой сетке. Умножая П на 100, определяют общее количество точек на всей изучаемой площади поперечного сечения мышцы.
Проводят оценка мраморности по фотоснимку. С этой целью осуществляют фотографирование (предварительно высушенной фильтрованной бумагой) поверхности поперечного разреза мышцы, при этом обязательно производят измерение высоты и ширины объекта для того, чтобы иметь возможность получить отпечаток в натуральную величину. Для этого на фотографируемый объект можно накладывать четырехугольник размером 15×10, или 10×5 см из тонкой проволоки. При отпечатывании этот четырехугольник совмещается с проекцией снимка. Фотоснимок через эпипроектор эпидиаскопа проектируют на экран, стоящий на расстоянии 3 м. (На данной дистанции проекция миллиметровой сетки совпадает с сеткой экрана). Затем производят подсчет точек и включений так же, как и в описанном выше случае. На фотоснимке полярным планиметром определяют общую площадь исследуемого поперечного сечения мышцы. Расчет и оценку мраморности производят по указанным выше формулам. Данный способ использовал Штоффер И.Р. (1961). Были сопоставлены площади жировых включений с химическим анализом отпрепарированной мышцы спины по 38 образцам. В результате статистической обработки и расчета коэффициентов корреляции была получена высокая степень сопряженности этих показателей - r=0,91 при коэффициенте частичной регрессии площади жировой фракции по данным химического анализа r=0,42, уровень значимости этих коэффициентов - P=0,01. По коэффициенту регрессии показатель, определенный по площади жировых включений, превышает данные химического анализа. Это закономерно, так как в данном случае сравнивают разные критерии жира - объемные и весовые.
Пример 2.
Способ оценки мраморности мяса по сетке Автандилова. Исследование проводят с помощью сетки автора и определяют процентное содержание мышечной, жировой и соединительной ткани.
Все эти способы имеют ряд недостатков. Во-первых, они очень трудоемки, во-вторых, оборудование на котором дается оценка мраморности достаточно устарело и не дает достоверной характеристики расположения жировых включений.
Пример 3.
3
Приготовление гистопрепаратов мяса проводят стандартным способом. Для этого после прекращения фибрилляции мышечных волокон на уровне шейки последнего правого ребра в серединной части длиннейшего мускула спины отбирают образцы проб величиной 1,5-2 см, причем пробу готовят путем фиксации, промывки холодной проточной водой, уплотнения образцов, изготовления срезов, окраски срезов и заключения срезов с последующей оценкой содержания мраморности длиннейшего мускула спины животного по балльной оценке жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа по их ширине, длине, густоте и разветвлению с учетом плотности расположения, при этом фиксацию образцов приводят в течение 23-24 часов в 10%-ном формалине, затем последовательно ведут промывку образцов холодной проточной водой с течение 15-20 минут, уплотнение в 25%-ном желатине в течение 48-52 часов с последующим охлаждением при температуре +4°С до застывания, изготовление вертикальных и горизонтальных срезов из желатиновых блоков на замораживающем микротоме, окраску срезов в течение 15-20 минут, выдержку в 50° спирте, промывку в дистиллированной воде в течение 1,5-2 минут и заключение срезов под покровное стекло с применением глицерин-желатина в течение 5-10 минут, а исследование проводят с помощью светового микроскопа, по крайней мере, по двум срезам от каждого образца, причем образцы режут на микротоме и окрашивают по методике Кулакова Б.С., Завгородней Г.В., Дмитрик И.И., 2001 г.
Мраморность мускула изучают на поперечных срезах, окрашенных Суданом III и заключенных в глицерин-желатину. В основу способа определения мраморности мышцы положена балльная оценка жировых межпучковых прослоек в поле зрения микроскопа (окуляр 10 × объектив 20) по их длине, ширине, густоте и разветвлению жировых клеток в прослойках. Для этих целей разработана шкала гистологической оценки мраморности мяса.
Было исследовано более 3000 образцов мяса животных различных видов, с разной упитанностью туш, убой их был проведен в различном возрасте.
При разработке шкалы гистологической оценки «мраморности» установлено, что при характеристике жировых прослоек достаточно 20 последовательно взятых полей зрения микроскопа (окуляр 10 × объектив 20), так как при этом получена такая же общая оценка «мраморности», как и по 100 последовательно взятым полям зрения.
В исследованиях средний диаметр жировых клеток колеблется, поэтому возникла необходимость включения в общую оценку мраморности коэффициента, определяемого величиной жировых клеток. С этой целью принят условный максимальный коэффициент мраморности, равный пяти, преобразующий 100-балльную в 20-балльную шкалу (100/20=5). Величина коэффициента зависит от вида животного.
Таблица 1
Шкала гистологической оценки мраморности длиннейшего мускула спины у животных
Показатели «мраморности» (характеристика жировых прослоек в поле зрения микроскопа)
Оценка баллов
По ширине
Один ряд жировых клеток в прослойке
1
Два ряда жировых клеток в прослойке
2
Три ряда жировых клеток в прослойке
5
Четыре ряда жировых клеток в прослойке
4
Пять и более рядов жировых клеток в прослойке
3
По длине
1,9 и менее делений окулярной линейки
1
2-3,9 делений окулярной линейки
2
4,0-5,9 делений окулярной линейки
5
6,0-7,9 делений окулярной линейки
4
8-10 делений окулярной линейки или на все поле зрения
3
По разветвлению
Неразветвленная
1
Серповидная - разветвлена между двумя пучками мышечных волокон
2
Тройчатая - разветвлена между тремя пучками мышечных волокон
5
Разветвлена между четырьмя пучками мышечных волокон
4
Разветвлена между пятью и более пучками мышечных волокон
3
По густоте жировых прослоек в поле зрения микроскопа
Одна жировая прослойка
1
Две жировые прослойки
2
Три жировые прослойки
5
Четыре жировые прослойки
4
Пять и более жировых прослоек
3
Общая оценка мраморности по сумме баллов, максимальная
20
У свиней наибольший желательный диаметр жировых клеток равен 90 мкм. Путем деления последнего на принятый максимальный коэффициент «мраморности» (5) получено постоянное число 18 (90 мкм/5=18), у овец наибольший средний диаметр жировых клеток равен 60 мкм, поэтому постоянное число равно 12 (60 мкм/5=12), с помощью которого вычисляют коэффициент мраморности для каждого исследуемого образца по следующей формуле:
Км=Джк/18,
где Км - коэффициент «мраморности» исследуемого образца;
Джк - средний диаметр жировых клеток;
18 - постоянное число (для свиней)
12 - постоянное число (для овец).
Величину жировых клеток определяют средним числом измерений - 20 клеток (в крупных и мелких прослойках жира) в пяти полях зрения микроскопа (окуляр 10 объектив 40).
Таким образом, общая оценка мраморности определялась всесторонней характеристикой жировых прослоек по 20 последовательно взятым полям зрения микроскопа (окуляр 10 объектив 20), выраженной суммой баллов и умноженной на коэффициент мраморности.
Также разработан специальный бланк для выставления оценок по шкале гистологической оценки «мраморности» мяса у животных в 20 полях зрения.
Бланк 1.
Пример 4.
Используя эту шкалу, проводят анализ качества мяса (баранины) по гистологическим срезам длиннейшей мышцы спины, полученного от животных разных типов скрещивания: СК×СК; Т×СК; ПД×СК.
Коэффициент «мраморности» по данному образцу определяем по формуле: Км=Джк/А,
где Км - коэффициент мраморности исследуемого образца;
Джк - средний диаметр жировых клеток 29,95;
А - постоянное число, причем А для овец равно 12;
Км=29,95/12=2,496 (коэффициент мраморности исследуемого образца).
Аналогичные исследования были проведены по всем подопытным животным, данные были биометрически обработаны по группам и внесены в таблицу 2.
Таблица 2
Оценка мраморности баранины (в баллах)
Характеристика жировых прослоек
Варианты скрещивания
СК×СК
Т×СК
ПД×СК
По ширине, бал.
3,10
2,70
2,50
По длине, бал.
2,70
3,00
3,00
По разветвлению, бал.
2,50
2,70
2,40
По густоте, бал.
2,40
3,40
3,10
Сумма баллов
10,70
11,80
11,00
Коэффициент «мраморности», бал.
2,43
2,67
2,20
Общая оценка «мраморности», бал.
26,00
31,51
24,20
Исходя из данных таблицы видно, что чистопородный молодняк (СК×СК) превалировал над своими сверстниками помесных групп (Т×СК) и (ПД×СК) по показателям ширины жировых прослоек на 14,8 и 24,0% соответственно. По длине у помесей 2 и 3 групп показатели были одинаковыми и выше, чем у чистопородных животных на 11,1%. По всем же остальным показателям количество баллов было больше у помесей (Т×СК), чем в двух других группах.
Общий результат исследований гистоархитектоники жира, то есть наличие жировых включений, характера расположения жиросодержащих волокон в мышечных пучках показали, что желательной мраморностью выделялась вторая группа (Т×СК) на 21,2%
выше по сравнению с 1 (СК×СК) и на 30,2% с 3 (ПД×СК). В первой группе наблюдают единичные скопления жировых клеток, во второй - обильные скопления жировой клетчатки, а в третьей - они были слабо выражены.
Пример 5.
Аналогичные исследования были проведены при оценке мяса свиней. Данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
Оценка мраморности свинины (в баллах)
Характеристика жировых прослоек
Варианты скрещивания
КБ×КБ
КБ×СМ-1
КБ×Л
По ширине, бал.
3,30
2,80
4,30
По длине, бал.
4,40
2,80
4,50
По разветвлению, бал.
2,60
2,20
2,30
По густоте, бал.
2,10
2,50
2,30
Сумма баллов
12,40
10,30
13,40
Коэффициент «мраморности», бал.
2,75
2,90
3,10
Общая оценка «мраморности», бал.
34,10
29,87
41,54
По данным таблицы видно, что ширина жировых прослоек в мясе у помесей КБ×Л выше, чем у помесей КБ×СМ-1 на 53,6% и КБ×КБ на 30,3%. Длина на 60,7% и 2,3% соответственно. По разветвлению животные КБ×КБ незначительно превосходят животных КБ×СМ-1 на 18,2% и животных КБ×Л на 13,0%. Общая же оценка «мраморности» выше мяса свиней КБ×Л на 39,1%, чем у СМ-1, и на 21,8%, чем у КБ×КБ.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- высокую точность оценки мраморности мяса;
- гистологическое определение качества мяса.