СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЯИЦ Российский патент 2024 года по МПК A01K43/00 

Изобретение относится к птицеводству, а именно к оценке качества яиц и может быть использовано в птицеводстве и птицеперерабатывающей промышленности в процессе автоматизированной сортировки яиц. Понятие качества трактуется по-разному при анализе куриных яиц, предназначенных для употребления в пищу и для инкубации. Предъявляемые к пищевым яйцам требования (ГОСТ 31654-2012) основываются на оценке их свежести и массы. Свежесть яиц определяют по высоте воздушной камеры, качеству белка и подвижности желтка визуальным методом с помощью овоскопа. У пищевых яиц дополнительно еще определяют массу. У инкубационных яиц помимо свежести, массы и качества скорлупы (целостность, загрязненность, мраморность), оценивают их форму на интактных яйцах, а на вскрытых - пигментацию желтка, толщину скорлупы, индексы белка и желтка, витаминный состав и т.д. [1].

Существующие методы оценки качества яиц подразделяются на органолептические и объективные (инструментальные). Органолептические методы не требуют измерительной техники и имеют недостаток; субъективность и неточность. Объективные методы оценки яиц реализуются с использованием приборов (инструментов) и характеризуются высокой точностью. Они трудоемки и требуют специального оборудования.

При оценке яиц определяют их форму. Известен визуальный метод определения формы яиц и используется он при низких требованиях к точности. Идеальное яйцо имеет форму овалоида вращения с определенными соотношениями большого и малого диаметров тупого и острого концов яйца соответственно.

Для характеристики формы яйца применяется показатель индекс формы (. Известны способы определения индекса формы яйца [2]:

- по В.В. Фердинандову, представляющий собой отношение большого (а) диаметра яйца к его малому (b) диаметру:

Оптимальной величиной индекса формы куриного яйца считается 1,36 с вариабельностью от 1,32 до 1,40;

- путем деления малого диаметра яйца на большой, результат выражают в процентах. Оптимальное колебание индекса формы - 70-78%.

Большой и малый диаметры яйца измеряется штангенциркулем с точностью до 1 мм.

- индекса формы определяется при помощи специального прибора индексомера ИМ-1.

Недостатками этих способов является то, что не учитываются такие физические показатели, как площадь продольного сечения и угол острого конца яйца.

Известен способ отбора яиц для инкубации по таким показателям, как масса, упругая деформация скорлупы и индекс формы яиц [3]. При этом способе перед закладкой яиц на инкубацию проводят измерения упругой деформации, массы яйца и индекса формы. Полученные данные соотносят с процентом выводимости. Недостатком этого способа является то, что не учитываются такие физические показатели, как площадь поверхности и объем яйца, а также их соотношение.

В качестве прототипа выбран способ отбора яиц для инкубации по таким показателям, как масса, упругая деформация скорлупы и индекс формы яйца [4].

При этом способе при отборе яиц на инкубацию проводят измерения упругой деформации, массы яйца, индекса формы, площади поверхности и объема яйца и вычисляют их соотношение между собой.

Техническим решением задачи является использование бесконтактного способа оценки яиц и определения морфометрических параметров без их вскрытия.

Поставленное техническое решение достигается тем, что в способе оценки яиц и определения морфометрических параметров, включающем определение следующих показателей: масса яиц, индекс формы, согласно изобретению, проводят дополнительно измерение площади поверхности, объема яиц, площади поперечного и продольного сечения, угла острого конца яиц, высоты и объема жидкого белка.

Преимущество заявленного технического решения заключается в повышении точности оценки и определение морфометрических параметров яиц без их вскрытия.

Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

По данным научно-технической и патентной информации не выявлена заявляемая совокупность признаков, что позволяет сделать вывод об изобретательском уровне заявляемого технического решения.

Применимость заявляемого технического решения заключается в том, что оно может быть использовано при промышленном и племенном птицеводстве.

Сущность изобретения заключается в том, что в условиях учебно-научной лаборатории биотехнологии ФГБОУ ВО «Удмуртский ГАУ» определяли морфометрические параметры яиц методом измерения их величин и по определенному соотношению этих величин для расчета индекс формы яиц (I) впервые применены новые авторские формулы.

, (1)

где площадь поперечного сечения яйца S₂ определяется как

(2)

где d – диаметр поперечного сечения.

Площадь продольного сечения яйца S₁, определяется аналогично площади эллипса:

, (3)

где D₁ – большая полуось продольного сечения, D₂ – малая полуось продольного сечения.

Данный способ был осуществлен следующим образом. Первоначально на базе ООО "Племптицесовхоз "Увинский" Увинского района и ООО «Сарапульская птицефабрика» Сарапульского района Удмуртской Республики была проведена оценка яичной продуктивности кур. Объектом исследований являлись куры-несушки одновозрастного промышленного и родительского стада кросса «Браун Ник», «Супер-Ник» и «Коралл». Объем выборочной совокупности птицы составил 300 кур. Содержание кур в производственных корпусах, оборудованных 3-х ярусными клеточными батареями по 7-8 голов в клетке. Параметры микроклимата помещений поддерживались согласно рекомендациям по работе соответствующим кроссом. Для оценки качества яиц в три смежных дня равномерно отбирали с различных ярусов клеток и участков птичника по 30 штук непосредственно из клеток. Оценку качества яиц проводили в период достижения максимальной интенсивности яйцекладки (42 - 44 недели).

Внешние признаки яиц определяли по их изображениям полученных путем фотографирования.

Определение промеров яиц по фотографиям было выполнено с помощью введения в кадр перспектометра, размеры которого заведомо известны. В качестве перспектометра была применена мерная линейка. Изображение получено на цифровом фотоаппарате с высокой разрешающей способностью матрицы, установленном на штативе, с использованием сетки фокусировочного экрана. Указанная функция позволяет выровнять получаемое изображение относительно экрана фотоаппарата.

Полученные изображения были обработаны в графическом редакторе следующим образом. На изображении были определены границы перспектометра и исследуемых параметров, затем между ними проведены линии. Определение внешних параметров яйца поясняется рисунком 1, на котором: 1 - перспектометр; 2 - большой диаметр яйца; 3 - малый диаметр яйца; 4 - большая полуось продольного сечения; 5 - малая полуось продольного сечения; 6 - угол.

Таким образом были найдены интересующие нас размеры в пикселях. Истинные размеры параметров яиц были вычислены по формуле:

(4),

где l – длина перспектрометра, см; s₁-размер перспектрометра в пикселях; s₂-размер объекта в пикселях. Длина линии в пикселях вычислена как гипотенуза прямоугольного треугольника, катеты которого составляют длину и ширину выделенной области при определении того или иного промера по изображению.

Морфологические показатели яиц после разбивания оценивали по следующим признакам: масса яйца, масса желтка, белка и скорлупы, толщина скорлупы. Данные показатели определяли следующим образом:

- массу яйца и его составных частей путем взвешивания на электронных весах с точностью до 0,1 г;

- толщину скорлупы - с помощью прибора ПУД-1;

- для белка и желтка определяли высоту, большой и малый диаметры растекания высотомером и кронциркулем.

Форма яиц является важным показателем качества. К форме яиц предъявляют высокие требования. Это связано с тем, что стандартные яйца лучше сохраняются при транспортировке и от стандартных инкубационных яиц получают цыплят с оптимальной живой массой и максимальной жизнеспособностью.

Полученные результаты показывают, что величина индекса формы яиц варьирует от 0,693 до 0,814 единиц (Браун Ник), от 0,699 до 0,813 единиц (Супер Ник) и от 0,697 до 0,821 единиц (Коралл). Чем выше показатель индекса формы яиц, тем яйца более вытянутые и удлиненные, а чем ниже, тем яйца более округлые. Все исследуемое яйцо (n=270) было распределено на 3 группы в зависимости от величины индекса формы: 1 группа - 0,695-0,734; 2 группа - 0,735-0,774; 3 группа - 0,775-0,815. (таблица 1). При этом крайние варианты (менее 0,695 - 3 шт.и более 0,815 - 5 шт.) были исключены из анализа, так как не могли существенно повлиять на конечный результат.

Форма яиц предопределяется величиной внешних параметров. Яйца имеющие более округлую форму (1 группа) по сравнению со 2 группой имели достоверно высокую величину большого диаметра (на 6,7%, Р<0,01), площади поверхности (на 3,8%, Р<0,05), объема яйца (на 4,7%, Р<0,05), площади продольного сечения (на 5,4%, Р<0,05) и угла острого конца (на 3,2%, поперечного сечения.

Таблица 1 - Динамика показателей качества яиц в зависимости от величины индекса формы

Показатель Индекс формы яйца 1 группа
(0,695-0,734, n=41) 2 группа
(0,735-0,774, n=173) 3 группа
(0,775-0,815, n=48) Lim
(min-max) Cv, % Lim
(min-max) Cv, % Lim
(min-max) Cv, % Индекс формы яйца 0,724±0,002 (0,699-0,733) 1,4 0,755±0,001 (0,736-0,769) 1,2 0,784±0,001 (0,771-0,809) 1,2 Масса яйца, г 59,5±0,73* (53,6-67,5) 6,0 58,3±0,43 (48,7-67,7) 7,1 57,4±0,46 (50,5-67,8) 5,8 Большой диаметр, см 6,4±0,05** (6,0-6,9) 3,7 6,2±0,03* (5,7-7,0) 4,3 6,0±0,04 (5,6-6,9) 4,2 Малый диаметр, см 4,7±0,04 (4,4-5,1) 3,7 4,7±0,02 (4,4-5,2) 3,9 4,7±0,03 (4,4-5,5) 3,9 Площадь поверхности, см² 86,6±0,73* (76,5-99,7) 7,2 85,0±0,70 (72,3-105,1) 8,0 83,4±0,94 (70,9-112,7) 8,2 Объем яйца, см³ 74,1±1,10* (61,6-91,5) 10,9 72,5±0,90 (56,8-99,1) 12,0 70,8±1,22 (55,3-111,0) 12,9 Площадь продольного сечения, см² 23,6±0,35* (20,8-27,2) 7,2 23,0±0,19 (19,5-28,6) 8,1 22,4±0,25 (19,1-30,1) 8,2 Площадь поперечного сечения, см² 17,3±0,26 (15,4-20,0) 7,4 17,5±0,14 (15,0-21,2) 7,8 17,6±0,20 (14,9-24,1) 8,1 Угол острого конца, ^о 98,1±0,45* (89-109) 4,7 95,6±0,51 (85,0-109,0) 5,2 95,1±0,53 (88,0-104,0) 4,1 Масса скорлупы, г 8,1±0,08* (7,2-8,7) 5,0 8,0±0,06 (6,7-9,3) 4,5 7,8±0,07 (7,0-9,3) 6,2 Масса желтка, г 16,2±0,23 (14,5-18,9) 6,9 16,4±0,12 (12,9-19,5) 7,2 16,1±0,14 (14,1-18,3) 6,2 Масса белка, г 35,2±0,36* (28,9-43,1) 9,4 34,3±0,35 (25,3-42,4 8,2 33,5±0,43 (27,3-42,1000) 9,3 Высота желтка, мм 20,0±0,21 (18,3-21,4) 5,2 20,1±0,17 (16,5-23,3) 8,0 19,8±0,22 (16,0-23,3) 8,3 Высота плотного белка, мм 9,3±0,08* (6,3-11,4) 10,2 9,2±0,12* (6,3-12,3) 14,8 8,8±0,11 (5,2-11,3) 14,4 Высота жидкого белка, мм 4,7±0,23 (2,2-6,4) 25,1 4,9±0,11 (2,2-6,4) 21,9 4,0±0,15 (2,2-8,2) 21,7 Диаметр желтка, мм 41,3±0.51 (36,0-45,0) 6,0 41,7±0,31 (38,0-52,0) 7,2 41,2±0,39 (38,0-55,0) 6,9 Малый диаметр белка, мм 76,0±0,99 (70,0-85,0) 6,4 75,6±0,68 (55,0-90,0) 8,7 75,8±0,82 (65,0-90,0) 7,8 Большой диаметр белка, мм 81,9±1,1 (75,0-90,0) 6,5 81,2±0,71 (56,0-105,0) 8,5 82,0±0,85 (70,0-95,0) 7,5 Объем жидкого белка, см³ 35,8±0,13* (21,0-45,0) 11,3 35,1±0,24* (18,8-53,0) 18,4 34,2±0,17 (17,4-48,0) 14,3 Средний показатель толщины скорлупы, мм 0,411±0,01 (0,352-0,474) 6,5 0,425±0,003** (0,360-0,477) 7,0 0,429±0,004*** (0,363-0,477) 6,1

Р<0,05*; Р<0,01**; P<0,001***

Анализируемые показатели, характеризующие форму яйца, могут использоваться не только для характеристик кроссов кур, но и при расчетах, связанных с оптимизацией движения яиц по технологической линии.

Масса снесенного яйца более чем наполовину обусловлена генетикой и в меньшей степени формируется под действием алиментарных и иных факторов. Масса яйца является одной из значимых физических показателей пищевой и товарной ценности, определяющий продуктивность птицы, а также значимый показатель при инкубации яиц.

Максимально высокую величина массы имели яйца с наименьшей величиной индекса формы (1 группа) (59,5 г), что достоверно (Р<0,05) выше на 3,7%, чем в 3 группе (57,4 г), которое характеризуется максимально вытянутой формой, при незначительной разнице со второй группой (58,3 г).

Яйцо состоит из трех составных частей: белок, желток и скорлупа. Данные компоненты имеют различное пищевое и биологическое значение, а их соотношение определяет успех инкубации, производство товарной продукции и глубокую переработку.

Анализ весовых характеристик составных частей куриных яиц, имеющих разную форму, выявил различия по изученным показателям. Яйца, имеющие более округленную форму (1 группа) по сравнению с более вытянутой формой имели достоверно (Р<0,05) высокую величину массы скорлупы (на 3,8%) и массы белка (на 5,1%) при незначительной разнице по массе желтка Относительные массы составных частей куриных яиц разной формы составили: скорлупа - 13,6%, 13,7% и 13,6% соответственно по группам; желток - 27,2%, 28,1% и 28,2% соответственно по группам: общий белок - 59,2%, 58,8% и 58,4% соответственно по группам. При увеличении величины индекса формы абсолютная масса скорлупы достоверно снижалась, но ее относительное содержание в яйце практически не изменилось. При этом отмечена тенденция к увеличению относительной массы желтка на 1,0 процентных пункта и снижению относительной массы белка на 0,8 п.п. Эти данные указывают на то, что по мере увеличения массы яиц и приобретение ими более округлой формы снижается относительное содержание желтка и увеличивается содержание белка, что и отражается на их соотношении: отношение белка к желтку уменьшается и составило по группам 2,17, 2,09 и 2,08, соответственно.

Качество яиц определяется не только абсолютной и относительной величиной его составляющих, но и их линейными параметрами. Качество скорлупы определяется ее толщиной, относительной массой и плотностью яйца. Толщина скорлупы в основном определяет ее прочность и, следовательно, сопротивление механическому разрушению. Высокий показатель толщины скорлупы отмечен у яиц, имеющих более вытянутую форму (2 и 3 группа) по отношению к яйцам с более округленной формой (1 группа). Разница при этом составила 3,5% (Р<0,01) и 4,4% (Р<0,001), соответственно.

Одним из показателей качества яиц является индекс белка (желтка), которые определяются как отношение их среднего диаметра к высоте. В наших исследованиях сравнивая яйцо разной формы выявлено, что по величине высоты и среднего диаметра желтка разница была недостоверна и варьировала между группами от 0,2% до 1,5%. При этом величина индекса желтка имела незначительные различия и составила 48,4%, 48,2% и 48,1%, соответственно по группам.

Индекс белка, в определенной степени оказывающий влияние на инкубационные качества яиц имел существенные различия между группами в зависимости от формы яйца. Анализ линейных характеристик белка выявил, что при незначительной разнице между группами по величине малого и большого диаметра плотного белка высота белка была достоверно (Р<0,05) выше у яиц имеющих более округленную форму (1 и 2 группа) на 5,7% и 4,5%, соответственно по сравнению с яйцом, имеющим более вытянутую форму (3 группа). При этом индекс белка составил 11,8%, 11,7% и 11,2, соответственно по группам.

Характеристика яичного белка оценивается не только качественными параметрами плотной фракции белка, но и качеством жидкого белка. Такие показатели, как высота плотного белка и высота жидкого белка яиц - это параметры, определяющие биологическую полноценность белка. Установлено, что по высоте жидкого белка анализируемых яиц достоверных различий не выявлено и разница между группами варьировала от 2,1% до 4,3%. При этом следует отметить достоверное превосходство (Р<0,05) яиц, имеющих более округленную форму (1 и 2 группа) по объему жидкого белка на 4,7% и 2,6%, соответственно, в сравнении с яйцом, имеющим более вытянутую форму (3 группа).

Полученные корреляционные связи показывают (таблица 2), что между основными физико-морфологическими параметрами яиц существует тесная связь. Анализ величины коэффициента корреляции между анализируемыми показателями свидетельствует, что между массой яйца и показателями, характеризующими внешние параметры, а также массой и величиной структурных составляющих яйца выявлена положительная и в некоторых случаях довольно сильная связь, которая варьировала от 0,17 (толщина скорлупы) до 0,93 (масса белка). Определенный интерес представляет величина корреляционной связи между показателями: «индекс формы яйца - вес скорлупы» (-0,13); «индекс формы яйца - вес белка» (-0,14); «индекс формы яйца - большой диаметр белка» (-0,12); «индекс формы яйца - высота жидкого белка» (-0,09) индекс формы яйца - объем жидкого белка» (-0,11); «индекс формы яйца - площадь продольного сечения» (-0,21); «угол острого конца яйца - площадью продольного сечения» (-0,23). Корреляционная связь между индексом формы яйца и углом острого конца яйца, индексом формы яйца и массой яйца была отрицательной и коэффициент корреляции составил (-0,19) и (-0,15), соответственно. Это свидетельствует о том, что яйца с низкой величиной индекса формы имеют более высокий показатель величины угла остро конца (округленную форму) и массу яйца.

Таблица 2 - Взаимосвязь между морфометрическими, морфологическими и физико-химическими показателями яиц

Показатель Масса яйца Угол острого конца Индекс формы яйца Вес скорлупы 0,57 -0,01 -0,13 Вес желтка 0,39 0,003 -0,09 Вес белка 0,93 0,16 -0,14 Толщина скорлупы 0,17 0,08 0,16 Площадь продольного сечения 0,50 0,23 -0,21 Площадь поперечного сечения 0,46 0,11 0,14 Высота желтка 0,21 -0,21 -0,01 Высота белка 0,18 -0,22 -0,02 Диаметр желтка 0,25 -0,02 -0,03 Большой диаметр белка 0,23 0,03 -0,02 Высота жидкого белка 0,15 0,03 -0,09 Объем жидкого белка 0,25 0,02 -0,11

Таким образом, изучение закономерностей изменения качества и выявление взаимосвязей между морфометрическими, морфологическими и физико-химическими показателями яиц кур позволит контролировать технологические условия и оперативно устранять причины, повлиявшие на изменение данных свойств, На уровень морфологических и физико-химических показателей влияет форма и масса яиц, Следовательно, по форме и массе яйца можно судить о относительной и абсолютной величине основных составных частей куриного яйца: скорлупа, белок и желток, которые характеризуют их качественные параметры, пищевую ценность и инкубационные качества яйца,

Список использованной литературы:

1. Биологический контроль при инкубации яиц сельскохозяйственной птицы: методические наставления / Л, Ф, Дядичкина, Н, С, Позднякова, Т, А, Мелехина [и др,], - 3-е издание, переработанное и дополненное, - Сергиев Посад: Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства Россельхозакадемии, 2014, - 171 с,

2. Куликов, Л, В, Практикум по птицеводству / Л, В, Куликов, - Издание второе, дополненное, - Москва: Российский университет дружбы народов, 2003, - 236 с,

3. Провизен Е, Взаимосвязь морфологических признаков и физических свойств яиц с их выводимостью / Провизен Е,, Львова Т, //Труды КСХИ, Вып, 212, Краснодар, 1982 с, 42-47,

4. Патент №2380899 C1 Российская Федерация, МПК A01K 43/00, Способ прединкубационного отбора яиц: №2008133085/12: заявл, 11,08,2008: опубл, 10,02,2010 / В, И, Щербатов, Е, В, Блинов, Т, И, Пахомова [и др,]; заявитель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет.

Изобретение относится к птицеводству, а именно к оценке качества яиц, и может быть использовано в птицеводстве и птицеперерабатывающей промышленности в процессе автоматизированной сортировки яиц. Способ оценки качества яиц включает определение морфометрических параметров яиц. При этом дополнительно измеряют площадь поперечного и продольного сечения, угол острого конца яйца и по соотношению этих величин по формуле определяют индекс формы: , где α – угол острого конца яйца. Причем площадь поперечного сечения яйца S₂, определяется как , где d – диаметр поперечного сечения; а площадь продольного сечения яйца S₁, определяется аналогично площади эллипса , где D1 – большая полуось продольного сечения; D2 – малая полуось продольного сечения. Техническим результатом изобретения является использование бесконтактного способа оценки яиц и определения морфометрических параметров без их вскрытия. 1 ил., 2 табл.

Способ оценки качества яиц, включающий определение морфометрических параметров, отличающийся тем, что дополнительно измеряют площадь поперечного и продольного сечения, угол острого конца яйца и по соотношению этих величин по формуле определяют индекс формы:

, (1)

где α – угол острого конца яйца;

причем площадь поперечного сечения яйца S₂, определяется как:

, (2)

где d – диаметр поперечного сечения;

площадь продольного сечения яйца S₁ определяется аналогично площади эллипса:

, (3)

где D1 – большая полуось продольного сечения;

D2 – малая полуось продольного сечения.