Подписаться на нашу рассылку

    Мониторинг качества инкубационного яйца мясных кроссов импортного и отечественного производства

    Выводимость, сроки вывода, успех выращивания молодняка и дальнейшая продуктивность кур в значительной степени зависят от качества инкубационных яиц. На качество яиц влияет целый комплекс разнообразных факторов: возраст несушек, кормление, содержание, микроклимат помещений, состояние здоровья, экстерьер, интерьер, вид, порода, кросс, сроки и условия хранения яйца.

    В течение последнего столетия производство, транспортировка и обработка яиц стали специализированной отраслью. Это приводит к поиску новых методов, способов и устройств для измерения параметров качества яиц.

    На сегодня существуют и традиционно используются: механические методы, которые измеряют свойства яичной скорлупы, такие как наличие трещин и прочность яичной скорлупы; спектроскопические методы, основанные на принципах для внутреннего качества яиц с использованием гиперспектральной информации, предсказывающей свойства белка, pH, единицы Хау, вязкость и др.; сенсорные системы, которые используют методы компьютерного зрения для получения информации о внешней стороне яйца (цвете яичной скорлупы, обнаружении грязной скорлупы, открытых трещинах).

    Современные исследования сосредоточены на новых датчиках, основанных на ультразвуковых, магнитно-резонансных и электронных новых методах. Таким образом, путем объединения двух различных методов измерения становятся доступными для оценки другие характеристики (например, проводимость яичной скорлупы). Эти сенсорные устройства используются для отбора стад несушек.

    Каждый год в мире производятся миллиарды суточных цыплят-несушек. Поскольку для производства пищевых яиц выращивают только цыплят-самок, их необходимо определить по полу, а нежелательных цыплят-самцов отбраковать. В то же время в мясном птицеводстве наблюдается противоположная идеология, где самцы цыплят бройлеров демонстрируют большую продуктивность (от 8 до 15%), следовательно, последующая технология выращивания (в том числе и системы кормления) должна быть разной, что с экономической точки зрения оправданно. Отбраковка цыплят-самцов в яичном направлении является серьезной проблемой как с точки зрения благополучия животных, так и утилизации отходов.

    Таким образом, бизнесу предложены технологии 3D-цифровой визуализации с применением микроскопической магнитно-резонансной томографии (μMRI) для удовлетворения этой потребности. В настоящие время они экономически не всегда оправданны, но в будущем с развитием данного направления это, скорее всего, будет неизбежностью.

    В то же время данные методы открывают значительные перспективы использования куриного эмбриона на раннем эмбриональном этапе эмбриогенеза в качестве альтернативной модели для скрининга тератогенности, так как врожденные пороки развития остаются значимой причиной смерти.

    Оценки как общего качества яиц, так и здоровья стада несушек могут быть сделаны и использованы для управления стадом с целью исправления проблем до того, как они приведут к большим экономическим или гигиеническим проблемам. Это повысит общее качество инкубационных яиц и снизит риски для бизнеса, повысив тем самым конкурентоспособность отрасли в целом.

    Согласно ОСТ 10 329, оценка молодняка предполагается только по большинству визуальных показателей. С 1.02.2023 введен в действие ГОСТ Р 70610. Стандарт распространяется на куриные инкубационные яйца, полученные от стада здоровых кур яичных пород и кроссов, предназначенные для производства иммунобиологических препаратов. Термины и определения по инкубационному яйцу изложены в ГОСТ Р 58521.

    В связи с этим разработка системы мониторинга качества инкубационного яйца мясных кроссов с использованием различных методов, приемов позволит стать основой разработки новой методики оценки и в настоящее время является актуальной темой исследования.

    Материалы и методы исследования

    Испытания были проведены на базе кафедры кормления животных и в Центре коллективного пользования РГАУ — МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва), НИЦ «Черкизово» (г. Москва), одном из крупных инкубаторов в РФ и Европе «Донской» Группы «Черкизово» эксплуатационной мощностью 240 млн яиц годовой закладки, который находится в Задонском районе Липецкой области Российской Федерации, в 2020–2024 гг.

    Объектом исследования были инкубационные яйца двух основных зарубежных кроссов и одного отечественного, от голландского холдинга «Хендрикс Дженетикс» Cobb 500 и британского холдинга Aviagen Group (Aviagen®), с 2020 года. Период проведения испытаний — 3,5 года.

    Импорт инкубационного яйца был из семи стран: Испании, Болгарии, Германии, Словакии, Чехии, Турции, Бельгии.

    С 2023 года также оценивали инкубационные яйца отечественного производителя кросса «Смена 9» на площадке Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства — ВННИТИП (г. Сергиев Посад. Россия) и на площадках бизнес-партнеров.

    В мониторинговых исследованиях были задействованы инкубационные яйца, которые импортируются из различных стран и от основных производителей транснациональных компаний: кросса Ross 308 (импорт), инкубационные яйца, полученные от производителей в РФ (произведенные на территории России) в промышленных условиях на ключевых предприятиях страны. Информацию о показателях продуктивности (выводе, выводимости, оплодотворенности и др.) получали из инкубаторов по партиям с учетом времени на логистику, недели кладки, страны (производителя соответствующего кросса). Показатели кормления родительского стада по фактическим показателям не использовались, так как были приняты за константу: соблюдения как всех технологических параметров, так и обеспечения родителей всеми физиологическими потребностями.

    В испытаниях было задействовано современное и технологичное оборудование кафедры кормления животных и Центра коллективного пользования РГАУ — МСХА им. К.А. Тимирязева.

    Испытания проводились по физическим, механическим, химическим показателям.

    На современном цифровом тестере яиц Digital Egg Tester DET-6500 (NABEL Co., Ltd., Kyoto, Japan) изучены физико-механические показатели:

    ед. ХАУ (показатель ед. ХАУ определяет качество согласно концепции доктора Р. Хау (1937 г.), высота плотного белка вокруг желтка в сочетании с весом рассчитывается по формуле: высота плотного белка, вылитого на ровную поверхность яйца, суммируется с весом яйца);

    HU: ед. ХАУ H: высота белка W: вес яйца; HU = 100 x log (H – 1,7W0.37 + 7,6);

    показатель индекса желтка рассчитывается по формуле:

    высота желтка яйца, разбитого на плоскую поверхность, слагается с диаметром (YI) = YH (высота желтка яйца) / YD диаметр желтка яйца);

    определяли высоту желтка яйца, диаметр желтка яйца на приборе DET-6500 (NABEL Co., Ltd., Kyoto, Japan);

    вес яйца, прочность скорлупы, цвет желтка, толщину скорлупы в трех точках — на приборе DET-6500 (NABEL Co., Ltd., Kyoto, Japan);

    рН белка, желтка измеряли лабораторным pH-метром Mettler Toledo (Швейцария), кислотное число желтка, плотность белка, желтка, индекс формы — классическими методами.

    Все испытания проходили в испытательном центре НИЦ «Черкизово» (г. Москва), аккредитованном по ГОСТ ИСО 17025, аттестат аккредитации № ААС.А.00281.

    Исследование проводили в трехкратной повторности, каждая из которых включала по три аналитические повторности в пределах каждого варианта опыта. Все результаты обрабатывали с использованием статистических методов, где рассчитывали среднее, стандартное отклонение, минимум, максимум, коэффициент вариации.

    Данные статистические показатели были проанализированы тремя специализированными пакетами: российский статистический Stadia, Statistica (StatSoft Inc., США) и SPSS 22 (Statistical Package for Social Science, США).

    В работе использовали технологию бережного обращения с оплодотворенными яйцами SANOVO Hatchery Packer. При проведении испытаний руководствовались Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), ГОСТ 34088.

    Результаты и обсуждение

    Проведенный мониторинг и статистический анализ физико-механических свойств скорлупы инкубационного яйца различных кроссов импортного и отечественного производства, отражающих ее прочность, представлен в таблице 1.

    Известно, что толщина скорлупы, измеренная под скорлупной оболочкой, и ее масса свидетельствуют не только о генотипе птицы, но и о минерально-витаминном питании птицы. Использование показателя толщины скорлупы применительно к инкубационным яйцам свидетельствует не только об уровне минеральных веществ для развития эмбриона, но и о силе влияния на яйцо при ингибировании температуры, относительной влажности, воздухообмена и т.д.

    Показатель «толщина скорлупы» классически введен в требования к качеству инкубационных яиц на уровне не менее 330 мкм. Показано, что среднее значение толщины скорлупы находилось на уровне 0,350 мм в диапазоне от 0,328 до 0,378 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 1,62 до 13,07%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 6,8%. Прочность скорлупы яйца, это показатель ее качества, определяемый измерением нагрузки, которую она выдерживает по ее разлому.

    Прочность скорлупы целого яйца на разрушение (раздавливание) колеблется в зависимости от ее толщины и радиуса кривизны. В среднем для раздавливания скорлупы куриных яиц по продольному (длинному) диаметру необходимо приложить усилие 40–52 Н (ньютон) (4,0–5,2 кгс), а по короткому диаметру — 25–35 Н (2,5–3,5 кгс). Прочность скорлупы имеет небольшую положительную связь с формой яйца. Чем более округлую форму имеет яйцо, чем круче его кривизна (прочность), тем при прочих равных условиях его скорлупа лучше противостоит механическим воздействиям, то есть тем выше ее прочность. Этим отчасти объясняется, почему скорлупа реже повреждается на полюсах и у мелких яиц.

    В таблице 1 показано, что среднее значение прочности скорлупы на растрескивания яиц находилось на уровне 5 в диапазоне от 3,84 до 5,88 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 1,63 до 28,42%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 14,90%.

    Проведенный мониторинг и статистический анализ морфометрических параметров составных частей и изменчивости весовых параметров инкубационного яйца различных кроссов импортного и отечественного производства представлен в таблицах 2–7.

    Известно, что с увеличением возраста птицы ухудшаются морфобиохимические и инкубационные качества яиц. Отмечено снижение индекса формы, единиц Хау, индексов белка и желтка, плотности яиц, высоты белка и показателей плотности его фракций. Принято, что показатель ед. ХАУ и индекс желтка — основные индикаторы для определения качества яиц. Показатель ед. ХАУ определяется согласно концепции доктора Р. Хау (1937 г.). Высоту плотного белка вокруг желтка в сочетании с весом определяет показатель ед. ХАУ: чем выше показатель, тем лучше качество яйца.

    Среднее значение ед. Хау яиц находилось на уровне 69 в диапазоне от 53 до 80 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 7,69 до 27,59%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 16,45%.

    Выявлено, что среднее значение высоты белка яиц находилось на уровне 4,4 в диапазоне от 3,6 до 5,2 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 4,2 до 26% (табл. 2).

    Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 16,8%.

    В таблице 3 показано, что среднее значение высоты желтка яиц находилось на уровне 18 в диапазоне от 16 до 19 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 3,5 до 9%.

    Изучен уровень коэффициента вариации, который находился на уровне 6%. Индекс желтка вычисляется делением высоты желтка на диаметр желтка яйца, разбитого на ровную поверхность. Данный показатель применяется для определения качества яйца с 1930-х гг.

    Установлено (табл. 4), что среднее значение диаметра желтка яиц находилось на уровне 42,7 в диапазоне от 41 до 44 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 1,2 до 5,1%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 2,7%.

    Выявлено, что значение индекса желтка яиц находилось на уровне 0,4 в диапазоне от 0,39 до 0,45 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 4,81 до 9%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 7%.

    Анализ инкубационного яйца в зависимости от массы показал, что с увеличением массы яйца повышается процент массы белка при снижении массы скорлупы и желтка (табл. 4).

    Соотношение составных частей яйца характеризует качество содержимого яйца. Оптимальное соотношение, полученное в данном случае: скорлупа — 11,5%, белок — 58,5%, желток — 30%. В представленном мониторинге составных частей яйца (белок, желток, скорлупа) было получено соотношение 5:2,6:1.

    В то же время яйца других видов сельскохозяйственной птицы имеют много общего, примерное их соотношение следующее: 6 частей белка, 3 части желтка, 1 часть скорлупы (6:3:1). Показано, что среднее значение соотношения составных частей скорлупы находилось на уровне 11% в диапазоне от 9 до 11% по всем кроссам.

    Коэффициенты вариации — от 3,2 до 7,7%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 5,6% (табл. 5).

    Установлено (табл. 5), что среднее значение плотности желтка находилось на уровне 1,026 в диапазоне от 1,021 до 1,030 по всем кроссам. Коэффициент вариации — на уровне 0,3%.

    Согласно некоторым исследованиям, яичный белок представлен овальбумином, овомукоидом, овотрансферрином, овомуцином и лизоцимом. А, под плотностью «плотного» белка понимали результат уровня электростатических связей между овомуцином (особенно между предшествующими ему единицами — β) и лизоцимом.

    Отмечено, что среднее значение соотношения составных частей белка находилось на уровне 58,5% в диапазоне от 57 до 60% по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 0,7 до 3,91%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 2%.

    Установлено (табл. 6), что среднее значение соотношения составных частей желтка находилось на уровне 29,9 в диапазоне от 24 до 28 по всем кроссам. Коэффициенты вариации — от 2,8 до 20%. Средний уровень коэффициента вариации находился на уровне 4,7%.

    Возможно, повышение доли желтка в яйце до 32% вряд ли будет экономически оправданным, но снижение до 28% и менее приведет к значительному снижению выводимости. Возможно, установить маркер по значению данного показателя до 30% как наиболее оптимального.

    Так, показано, что по мере увеличения массы яиц увеличивается относительное содержание желтка и снижается содержание белка, что и отражается на их соотношении: отношение массы белка к желтку уменьшается, а массы желтка к белку, соответственно, возрастает. Доля белка и желтка в ее поддержании энергетической и биологической ценности определяется и сроком яйцекладки. В это же время с увеличением срока яйцекладки увеличивается абсолютная и относительная масса скорлупы, что отражается в конечном счете на качестве инкубационного яйца. Прочная скорлупа, увеличенная толщина и соотношение массовых частей снижают выводимость цыплят.

    По данным мониторинга 2020–2024 гг. на инкубационном яйце импортного и отечественного производства было установлено оптимальное соотношение массы белка к желтку (на уровне 2,0).

    Известно, что показатель плотности белка куриных яиц положительно коррелирует с массой плотного слоя белка, числом ед. Хау, массой желтка, массой суточного цыпленка и отрицательно — с соотношением «белок — желток» (табл. 7).

    Среднее значение плотности белка яиц находилось на уровне 1,040 в диапазоне от 1,036 до 1,042 по всем кроссам. Коэффициент вариации был на уровне 0,1%.

    Показано, что первоначальные показатели рН составляют при снесении яйца примерно 7,6, и увеличиваются до 9,0–9,2 через несколько дней. Распад белка приводит к увеличению pH, упрощает процессы газообмена и транспортировки питательных веществ к эмбриону. Щелочная pH, вероятно, защищает эмбрион от возможного бактериального загрязнения.

    Среднее значение pH белка находилось на уровне 9,05 в диапазоне от 7,7 до 9,31 по всем кроссам. Коэффициенты вариации были от 0,4 до 6%. При этом средний уровень коэффициента вариации отмечен в 1,7%.

    На момент снесения яйца уровень pH желтка — от 6,0 до 6,3. Затем pH постепенно повышается и стабилизируется в пределах 6,5–6,8 (табл. 8).

    В ряде источников отмечается, что кислотное число желтка, показывающее степень распада липидов, не должно превышать 5 мг КОН на 1 г желтка. Желток при хранении увеличивается в размере, становится более жидким, снижаются его индекс и коэффициент рефракции. Желточная оболочка теряет эластичность, и рН постепенно повышается (до 6,8), происходит расщепление жиров и распад азотистых соединений. При хранении часто изменяется и цвет желтка, он становится более темным, иногда пятнистым. У яиц, хранившихся более 7 суток, кислотное число желтка превышает норму (5 мг КОН на 1 г желтка), содержание витамина Е в желтке снижается в 1,5–2 раза.

    Показано, что желток при хранении увеличивается в размере, становится более жидким, снижаются его индекс и коэффициент рефракции. Желточная оболочка теряет эластичность, и рН постепенно повышается (до 6,8), происходит разложение жиров и распад азотистых соединений. При хранении часто изменяется и цвет желтка, он становится более темным, иногда пятнистым. У яиц, хранившихся более 7 суток, кислотное число желтка превышает норму (5 мг КОН на 1 г желтка), содержание витамина Е в желтке снижается в 1,5–2 раза. При инкубации яиц с кислотным числом свыше этого значения наблюдается повышенная смертность эмбрионов с признаками эмбриональной дистрофии. В зарубежной практике данный показатель не применяется. Отмечено, что данный показатель не используется в зарубежной практике, а лабораторный метод оценки имеет недостаточную точность. Кислотное число является мерой содержания свободных жирных кислот в жире желтка.

    Показано, что кислотное число желтка не имеет фактологической доказательной базы в данном мониторинге на уровне ОСТ 10329 и ГОСТ Р 70610.

    По данным авторов, значение этого показателя может быть увеличено до уровня 8 мг КОН на 1 г желтка. С другой стороны, данный показатель может быть исключен из перечня показателей, отражающих инкубационное качество яйца, как устаревший (табл. 9).

    Оценку однородности признака проводили с использованием коэффициента вариации (СV), который определяли как отношение среднего квадратического отклонения к средней величине признака. По величине коэффициента вариации судили об интенсивности вариации признака и, следовательно, об однородности состава совокупности: чем больше величина коэффициента вариации, тем больше неоднородность совокупности.

    На рисунке 1 представлено ранжирование коэффициентов вариации в следующем ряду: прочность скорлупы на растрескивание; толщина скорлупы; ед Хау; высота белка; высота желтка; диаметр желтка; индекс желтка; соотношение составных частей: скорлупа; соотношение составных частей: белок; соотношение составных частей: желток; плотность белка; плотность желтка; рН белка; рН желтка.

    Совокупность признака считали однородной, если коэффициент вариации признака не превышал 33%.

    Согласно проведенному мониторингу и статистическому анализу, все изучаемые признаки по коэффициенту вариации проявили однородную степень совокупности. Фактические результаты стали основой  построения модели грейдирования и ранжирования инкубационного яйца по качественным признакам.

    При ранжировании использовали шкалу физической величины — шкалы порядка (шкалу рангов). Был использован метод предпочтения.

    Данные результаты показаны в таблице 10, где приведены сумма рангов по каждому свойству и весомость свойств.

    В целом было предложно установить ориентировочные референтные значения показателей качества при заданных параметрах продуктивности на уровне показателя оплодотворенности яиц 95–96,5% при выводе молодняка кур от 75 до 85% (табл. 10).

    При детализации полученного фактического материала в результате мониторинга было предложно грейдировать инкубационные яйца на четыре грейда (АА, А, В, С) и ранжировать на четыре ранга (I, II, III, IV). В грейд закладывались показатели вывода молодняка, по результатам оценок определяли ранг и весомость (значимость) каждого исследуемого показателя. Данные оценки определяются как сумма рангов для каждого показателя.

    Полученные данные позволят использовать искусственный интеллект и строить прогностические модели в технологии инкубации яиц — прогнозировать вероятности и эффективности вывода.

    Полученные данные, возможно, могут быть пригодны для моделирования производственных сценариев, а фермеры и компании могут использовать прогностические модели для принятия стратегий, минимизирующих негативное влияние определенных сценариев.

    Выводы

    1.  Мониторинговые данные содержат статистически обработанную информацию, применение которой на практике существенно повышает эффективность продуктивных показателей инкубации в мясном птицеводстве при заданных параметрах продуктивности оплодотворенности яиц 95–96,5% при выводе молодняка от 75 до 85%.
    2.  Оценена фактологическая база данных, проведены грейдирование и ранжирование по 19 показателям.
    3.  Получены результаты по оптимальному соотношению массовых долей частей яйца при заданной продуктивности (оплодотворенность 95–96,5%, вывод цыплят от 75 до 85%): скорлупа — 11,5%, желток — 30%, белок — 58,5% (1:2,6:5). Показано, что оптимальное соотношение массы белка яйца к желтку на уровне 2,0.

    Об авторах

    Сергей Олегович Шаповалов1, 2; доктор биологических наук, профессор1; доктор биологических наук, директор2

    s.shapovalov@cherkizovo.com; https://orcid.org/0000-0002-5630-5247

    Николай Петрович Буряков1; доктор биологических наук, профессор

    kormlenieskota@gmail.com; https://orcid.org/0000-0002-6776-0835

    Елена Вячеславовна Корнилова2; доктор сельскохозяйственных наук

    e.kornilova@cherkizovo.com; https://orcid.org/0009-0009-9753-5952

    Алексей Валерьевич Жевнеров1; кандидат химических наук, доцент

    jevnerov@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-1658-762X

    Тристан Дмитриевич Алтухов1; аспирант

    tristansochi@mail.ru; https://orcid.org/0009-0001-4323-6529

    Дарья Сергеевна Аникина1; аспирант

    black-cat99@inbox.ru; https://orcid.org/0000-0002-1357-7365

    1Российский государственный аграрный университет — МСХА им. К.А. Тимирязева, Тимирязевская ул., 54, Москва, 127434, Россия

    2ООО «Научно-испытательный центр НИЦ “Черкизово”», Дорожная ул., 14, дер. Яковлевское, Москва, 143340, Россия

    УДК: 681.7.015.2, 551.501.6, 612.398.192, 614.95
    DOI: 10.32634/0869-8155-2024-389-12-89-97

    Просмотров: 217
    Журнал «Аграрная наука»

    Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии

    ПОДПИШИТЕСЬ
    БЕСПЛАТНО
    на электронную версию журнала «Аграрная наука» и получайте ежемесячно pdf на свой e-mail.

      Нажимая на кнопку Вы соглашаетесь с политикой обработки персональных данных