Formation of functional and technological properties of pork by the influence of vitamin d3 on the differential maternal level of pigs

Guo, Liping; Гуо, Ліпінь

Formation of functional and technological properties of pork by the influence of vitamin d3 on the differential maternal level of pigs

Guo, Liping; Гуо, Ліпінь

URI: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/10254

Date: 2022

Abstract:

The thesis is devoted to providing development and scientific justification of meat production technology with improved functional and technological properties at the stage of embryonic development (or at the stage of formation of pig offspring). Pork quality is related to human health and is affected by many factors. The distribution and deposition of adipose tissue are the key factors affecting pork quality, and the fat content can affect the meat quality of pigs by changing the juiciness, tenderness, flavor and palatability of pork. The first part introduces the factors that affect the formation of meat quality from the aspects of fat formation and its regulation, VD3 physiological function and lipid metabolism, maternal nutrition level affecting the development of adipose tissue and skeletal muscle, animal meat quality characteristics and its influencing factors. The study was conducted to investigate the effects of maternal VD3 status during pregnancy on meat quality attributes, technological properties, and processing performance in offspring pigs by feeding trials, slaughter experiment, and meat quality analysis technology. The objective of this study was meat production technology with given functional and technological properties, the level of VD3 in sows during pregnancy, lipid metabolism and the quality of offspring meat, and to supply scientific basis and implementation plan for early nutritional regulation technology of pork quality characteristics in offspring pigs. The second part expounds the scientific problems, clarifies the selection of research objects and directions, and puts forward the scientific methods of applied research. According to the research purpose of the experiment, a complete work plan was formulated, including feeding experiment, slaughtering experiment, analysis technology of potential factors related to meat quality characteristics, physical and chemical indexes of meat quality and relevant methods of storage capacity, in order to determine the best test scheme and implementation conditions. In order to achieve this test task, the research method and technical route were confirmed and described in detail. The third part presents the results of the effect of VD3 on the potential food factor of pork. It was found that at the age of 28 days, the concentrations of serum FT3, IGF-I and FT4 and the expression of PPARγ in LD group were higher than those in ND group and HD group, while the expression of ZFP423 and VDR, serum 25 (OH) D, leptin and insulin levels in LD group were significantly lower than those in ND group (P<0.05). In addition, the FAS/HSL mRNA expression ratio and FAS expression of piglets in HD group were higher than those in LD group and ND group (P<0.05). At 150 days of age, compared with the offspring of ND and HD groups, the LD offspring had higher FAS/HSL mRNA expression ratio and FAS mRNA expression in subcutaneous adipose tissue, higher HSL mRNA expression in the longissimus dorsal muscle, and lower FAS/HSL mRNA expression ratio in the longissimus dorsal muscle. In addition, the average back fat thickness (ABFT), carcass fat, serum leptin and insulin levels of LD group were higher than those of ND or HD groups, while the levels of serum triglycerides (TG), free fatty acids (FFA) and intramuscular fat (IMF) were lower. Additionally, IMF content in offspring was negatively correlated with FAS/HSL mRNA expression ratio, while carcass fat content and ABFT in offspring were positively correlated with FAS/HSL mRNA expression ratio. At the same time, the carcass fat content of offspring pigs was positively correlated with FAS mRNA expression, while ABFT was negatively correlated with FAS mRNA expression. Maternal high-dose VD3 supplementation decreased drip loss, shear force, total saturated fatty acids (SFA) content and n-6:n-3 ratio, while increased marbling score, subjective color score, longissimus muscle area, total monounsaturated fatty acids (MUFA) content, polyunsaturated fatty acids (PUFA) content, and the PUFA: SFA ratio. Maternal high-dose VD3 can significantly reduce the shear force, drip loss, total n-6: n-3 ratio and total saturated fatty acid (SFA) content of offspring pigs, and significantly increase the subjective color score, marbling score, total polyunsaturated fatty acids (PUFA) content, total monounsaturated fatty acids (MUFA) content, longissimus dorsi muscle area and the total PUFA: SFA ratio. Through the study of potential food factors affecting pork quality, we found that Maternal VD3 status during pregnancy have long-lasting impact on meat quality function and technological properties in offspring pigs. High-dose VD3 maternal feeding can improve the pork quality function and technological properties of offspring by regulating key genes and serum hormones related to adipose tissue deposition. By adjusting the maternal VD3 level during pregnancy, the pork quality characteristics of offspring were improved, and the scientific feeding scheme of VD3 in early pregnancy sows was optimized. The fourth part presents the results of physical-chemical indicators of meat quality and its ability to be stored. The quality characteristics of longissimus dorsi muscle of offspring pigs during post slaughter storage showed that the water holding capacity (WHC) and pH value of HD group were higher than those of LD group, while the relaxation time of T21 in HD group was lower (P<0.05); Compared with ND group, the shear force in HD group was lower, while that in LD group was higher (P<0.05), Compared with LD group, the a* values in HD group and ND group were higher, while the b*, L* values and T22 relaxation time were lower (P<0.05). At the same time, postmortem storage after slaughter, the pH value in ND group, WHC in LD group, a* and L* value in ND and LD groups were decreased, but the b* value in ND and LD groups, T22 relaxation time in LD, ND and HD groups were increased (P<0.05). The quality characteristics of the longissimus dorsi muscle of the offspring during frozen storage showed that the cooking loss, thawing loss, T22 and T21 relaxation time, b*, L*values of the longissimus dorsi muscle of the offspring increased significantly (P<0.05), while the shear force and a * values of the longissimus dorsi muscle of the offspring decreased significantly (P<0.05). In addition, the thawing loss, b* and L* values, T22 relaxation time and shear force of longissimus dorsi muscle in LD group were higher compared with that in HD group (P<0.05). Meanwhile, compared with LD and ND groups, the offspring of HD group had lower T21 relaxation time and cooking loss of longissimus dorsi muscle (P<0.05), while LD group had lower a* value compared with HD and ND groups during frozen storage (P<0.05). The quality properties of pork batters of offspring during cold storage period showed that compared with LD group, the L*value, cooking loss, T22 and T21 relaxation time of HD group were lower, while hardness, a* value, springiness, cohesiveness, and chewiness in pork batters of HD group were higher (P<0.05). Additionally, b* values and cooking loss of ND and LD groups, T22 relaxation time and TPA index of LD, ND group and HD group increased with cold storage, while L* and a* values of ND group and LD group decreased with cold storage (P<0.05). It is hereby proved that maternal high-dose VD3 (3200 IU/kg basal diet) supplementation could improve meat quality function and technological properties, and prolong the freezing storage time of pork, and shelf life of pork and pork batters in offspring. The fifth part presents the recommendations for improving the technology of meat production with given functional and technological properties. The 41st day gestation sow is the key window period for regulating the quality function and technical characteristics of offspring pork. From the 41st day of pregnancy to the farrowing period of sows, adjusting the level of VD3 supplementation to 3200 IU/kg basic diet can significantly improve the quality characteristics and production performance of offspring pork.

Description:

Робота присвячена розробці та науковому обґрунтуванню технологія виробництва м'яса з поліпшеними функціонально-технологічними властивостями при стадії ембріонального розвитку (або на стадії формування приплоду свині). Якість свинини впливає на здоров’я людини і залежить від багатьох факторів. Розподіл і відкладення жирової тканини є ключовими факторами, що впливають на якість свинини та жиру вміст може впливати на якість м'яса свиней, змінюючи соковитість, ніжність, смак і смакові якості свинини. У першій частині представлені фактори, що впливають на формування якості м'яса, аспекти утворення жиру та його регуляції, фізіологічна функція VD3 та ліпідний обмін речовин, як рівень харчування матері, що впливає на розвиток жирової тканини та скелетні м'язи, якісні характеристики м'яса тварин та фактори, що на них впливають. Досліджено вплив материнського статусу VD3 під час вагітності. вагітності за якісними показниками м'яса, технологічними властивостями та переробкою продуктивність потомства свиней в результаті випробувань годівлі, експериментів із забою та якості м'яса технологія аналізу. Метою даного дослідження була технологія виробництва м'яса з урахуванням функціонально-технологічних властивостей рівня VD3 у свиноматок при вагітності, ліпідного обміну та якості м'яса потомства, а також для встановлення наукової основи та плану впровадження технології раннього регулювання харчування свинини і впливу на якісні характеристики потомства свиней. У другій частині викладаються наукові проблеми, уточнюється вибір об'єкту та напрямки досліджень, а також висуваються наукові методи прикладної дослідницької роботи. Відповідно до дослідницької метою експерименту, був сформульований повний план роботи, включаючи експеримент з годування, експеримент з забою, аналіз технологія потенційних факторів, пов'язаних з якісними характеристиками м'яса, фізичними та хімічні показники якості м'яса та відповідні методи зберігання, щоб визначити найкращу схему випробувань та умови реалізації. Щоб досягти цього тестове завдання, метод дослідження та технічний маршрут були підтверджені та описані детально. У третій частині представлені результати впливу VD3 на потенційний харчовий фактор. зі свинини. Встановлено, що у віці 28 днів концентрації сироваткових FT3, IGF I і FT4 та експресія PPARγ у групі LD були вищими, ніж у групі ND, в той час як експресія ZFP423 та VDR, сироватка 25 (OH) D, рівні лептину та інсуліну в групі LD були значно нижчими, ніж у групі ND (Р<0,05). Крім того, співвідношення експресії мРНК FAS/HSL та експресія FAS поросят у групі HD були вищими, ніж у групі LD і групі ND (P<0,05). У віці 150 днів, порівняно з потомством груп ND і HD, LD нащадки мали вищий коефіцієнт експресії мРНК FAS/HSL та експресію мРНК FAS у підшкірній жировій клітковині, більш високу експресію мРНК HSL у longissimus dorsal м’язі, і нижчий коефіцієнт експресії мРНК FAS/HSL у довгому дорсальному м’язі. Крім того, середня товщина шпику (ABFT), тушковий жир, сироватковий лептин і рівні інсуліну в групі LD були вищими, ніж у групах ND або HD, тоді як рівні сироваткових тригліцеридів (TG), вільних жирних кислот (FFA) і внутрішньом’язового жиру (IMF) були нижчі. Крім того, вміст IMF у потомстві негативно корелював із FAS/HSL співвідношення експресії мРНК, а вміст жиру в туші та ABFT у приплоді були позитивно корелював із співвідношенням експресії мРНК FAS/HSL. У той же час, вміст жиру в туші потомства свиней позитивно корелював з мРНК FAS експресія, тоді як ABFT негативно корелювала з експресією мРНК FAS. Додавання матір’ю високої дози VD3 зменшило втрату крапельницею, силу зсуву, загальну вміст насичених жирних кислот (НЖК) і співвідношення n-6:n-3, у той час як підвищений показник мармуровості, суб’єктивна колірна оцінка, площа довгого м’яза, загальна кількість мононенасичених жирних кислот (МНЖК), вміст поліненасичених жирних кислот (ПНЖК) і ПНЖК: НЖК співвідношення. Висока доза VD3 матері може значно зменшити силу зсуву, втрату крапель, загальну кількість n-6: співвідношення n-3 і загальний вміст насичених жирних кислот (НЖК) у потомства свиней, і значно підвищують суб’єктивну колірну оцінку, мармуровість, загальну поліненасиченість вміст жирних кислот (ПНЖК), загальний вміст мононенасичених жирних кислот (МНЖК), площу довгого м’яза спини та загальне співвідношення ПНЖК: НЖК. Завдяки вивченню потенційних харчових факторів, що впливають на якість свинини, виявлено, що статус VD3 матері під час вагітності має тривалий вплив на якість м’яса функції та технологічні властивості у приплоду свиней. Висока доза VD3 при годівлі матері дозволяє підвищити якісну функцію свинини та технологічні властивості приплоду шляхом регуляції ключових генів і сироваткових гормонів, пов’язаних з відкладенням жирової тканини. За коригування материнського рівня VD3 під час вагітності, характеристики якості свинини потомства було вдосконалено, а наукову схема годівлі VD3 на ранніх термінах вагітності свиноматок було оптимізовано. У четвертій частині представлені результати фізико-хімічних показників м'яса якість і здатність до зберігання. Якісні характеристики довгого м’яза спини потомства свиней під час післязабійного зберігання показало, що водоутримуюча здатність (WHC) і значення рН групи HD була вищою, ніж у групі LD, тоді як час релаксації T21 у HD групі була нижчою (P<0,05); порівняно з групою ND сила зсуву в групі HD була нижче, тоді як у групі LD було вище (P<0,05). Порівняно з групою LD, a*значення в групі HD і групі ND були вищими, тоді як значення b*, L* і T22 час релаксації був меншим (P<0,05). При цьому посмертне зберігання після забою, значення pH у групі ND, WHC у групі LD, значення a* та L* у ND та групи LD були зменшені, але значення b* у групах ND і LD, час релаксації T22 у групах LD, ND та HD були збільшені (P<0,05). Якісна характеристика довгого м'яза спини потомства під час зберігання в замороженому стані показали, що втрати при варінні, втрати при розморожуванні, релаксація T22 і T21 час, b*, L*значення longissimus dorsi м’яза потомства зросли достовірно (P<0,05), у той час як сила зсуву та значення longissimus dorsi м'язів нащадків значно зменшилися (P<0,05). Крім того, втрати від розморожування, значення b* і L*, час релаксації T22 і сила зсуву довгого м’яза спини в групі LD була вищою порівняно з групою HD (P<0,05). Разом з тим, порівняно з групами LD і ND, нащадки групи HD мали нижчу релаксацію T21 час і втрату довгого м’яза спини при варінні (P<0,05), тоді як у групи LD було нижче a* значення порівняно з групами HD і ND під час зберігання в замороженому стані (P<0,05). Якісні властивості свинячого кляру приплоду холодного періоду зберігання показали, що порівняно з групою LD, L*значення, втрати при варінні, T22 і T21 релаксація час групи HD був нижчим, тоді як твердість, значення a*, пружність, когезія та жувальна здатність у свинячому клярі групи HD була вищою (P<0,05). Крім того, значення b* і втрати при варінні груп ND і LD, час релаксації T22 та індекс TPA LD, ND групи та групи HD зросли при холодному зберіганні, тоді як значення L* та a* групи ND і група LD зменшилася при холодному зберіганні (P<0,05). Цим доведено, що висока доза VD3 матері (3200 МО/кг базальної дієти) добавка може покращити якість м'яса, функцію та технологічні властивості, і подовжити час зберігання свинини в заморожуванні та термін придатності свинини та свинячого кляру потомство. У п'ятій частині представлені рекомендації щодо вдосконалення технології виробництво м'яса із заданими функціонально-технологічними властивостями. На 41-й день супоросність свиноматки є ключовим віконним періодом для регулювання функції якості та технічного стану характеристики приплоду свинини. З 41 дня вагітності до опоросу період свиноматок, регулюючи рівень добавки VD3 до 3200 МО/кг базового раціону дозволяє значно підвищити якісні характеристики та продуктивність продукції приплід свинини.

Show full item record