Effect od dietary polyphenol-rich grape by-products on growth performance, some physiological parameters, meat and meat products quality in chickens
International Ph.D. in “Welfare, Biotechnology and Quality of Animal Production” (XXVII Cycle. Related disciplinary scientific section: 07/G1 (Scienze e Tecnologie Animali). General Coordinator: Prof. Giuseppe Maiorano.
Saved in:
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CSIC - Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN)
2016
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Biblioteca del ICTAN España |
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International Ph.D. in “Welfare, Biotechnology and Quality of Animal Production” (XXVII Cycle. Related disciplinary scientific section: 07/G1 (Scienze e Tecnologie Animali). General Coordinator: Prof. Giuseppe Maiorano. |
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Casamassima, Donato |
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dig-ictan-es-10261-1709392018-11-20T12:22:52Z Effect od dietary polyphenol-rich grape by-products on growth performance, some physiological parameters, meat and meat products quality in chickens Nardoia, Maria Casamassima, Donato Brenes, Agustín Ministerio de Economía y Competitividad (España) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España) Comunidad de Madrid International Ph.D. in “Welfare, Biotechnology and Quality of Animal Production” (XXVII Cycle. Related disciplinary scientific section: 07/G1 (Scienze e Tecnologie Animali). General Coordinator: Prof. Giuseppe Maiorano. [EN]: Five studies were designed to investigate the potential use grape pomace (GP), grape seeds (GS) and grape skins (SS), the major residues from wine-making industry and a good sources of polyphenols, as a cheaper but functionally equivalent product, with antioxidant activity, that could partially replace vitamin E in broiler chickens diet and be able to improve poultry performance and welfare, besides to warrant high-quality, safe and functional meat products. The studies were carried out at the Department of Metabolism and Nutrition and Department of Products of the Institute of Food Science, Technology and Nutrition (ICTAN-CSIC) of Madrid. The first studies assessed the effect of dietary GS (15 and 30 g/kg), SS (110 g/kg) and GP (37.5 g/kg) and α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) inclusion on performance, ileal and excreta content of total polyphenols and tannins, ileal digestibility of protein and ileal and excreta polyphenols digestibility in one hundred and eighty 21-day-old broiler chickens. In addition, plasma and meat α-tocopherol concentration and meat lipid oxidation during refrigerated storage (at 1d and 7d) were evaluated. SS diet reduced daily weight gain (P<0.01) and feed conversion ratio (P<0.001). α-T diet had no effect on ileal and excreta polyphenols content while significantly higher values were observed in GS, SS and GP groups, compared to the control birds. GS, SS and GP diets increased ileal tannins content, with no effect on excreta content. Protein digestibility significantly decreased in birds fed SS diets. Ileal polyphenols digestibility statistically increased in GS, SS and GP groups, while no differences were observed for excreta digestibility. Plasma α-tocopherol increased significantly in birds fed α-T, SS and GP diets, while γ- tocopherol only in birds fed GP diets. Meat α and γ- tocopherol levels were statistically higher in birds fed α-T diet at 1 and 7 days of storage, compared to the other groups. GP and α-T improved the stability of meat to lipid oxidation by reducing MDA values after 1 day and 7 days of storage. The second study aimed to investigate the effect of dietary fermented (FS) and unfermented (UFS) grape skin at different doses (30 g/Kg, FS30 and UFS30, and 60 g/kg, FS60 and UFS60) and of α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) in one hundred and fifty 21-day-old broilers. The same parameters of the previous experiment and intestinal microflora were assessed, except for plasma and meat vitamin E concentrations. FS60 and UFS60 negatively affected growth performance and UFS60 significantly decreased protein digestibility. UFS increased ileal and excreta polyphenols content; whereas ileal and excreta tannins content increased in all experimental groups. UFS30 diet statistically increased ileal polyphenols digestibility, while both FS and UFS diets significantly increased the excreta digestibility with higher values in birds fed UFS in comparison to those fed FS. Intestinal microflora was not affected by dietary treatment. Dietary FS and UFS grape skin were not effective as vitamin E in delaying meat lipid oxidation. The third study investigated the effect of dietary GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) and GP (40 g/kg), different combination of GS and SS (20 g/kg GS and 20 g/kg SS; 30 g/kg GS and 10 g/kg SS; 10 g/kg GS and 30 g/kg SS) and α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) on the same parameters evaluated in the first experiment, in addition to plasma reactive oxygen metabolites (ROMs). Performance parameters were not affected by dietary treatments. GS, SS and GP diets increased intestinal polyphenols and tannins content. GS and SS combinations decreased ileal proteins digestibility and had no effect on polyphenols digestibility, unlike the other groups. Excreta polyphenols digestibility was statistically higher in all treated groups, compared to the control and vitamin E groups. Plasma α-tocopherol was higher in birds fed α-T, SS and GP, compared to the control ones. GS, SS and GP diets increased plasma ROMs values and meat oxidative stability was improved only in the α-T group. The fourth study was a continuation of the previous one (third study) and investigated the effect of dietary GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) GP (40 g/ kg) and α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) on lipid peroxidation levels (TBARS), antimicrobial capacity and physico-chemical characteristic of chicken breast meat patties during refrigerate storage (4°C) during 0, 3, 6 and 9 days. In general, the compositions of the raw meat was similar among groups. The lowest levels of polyphenols were observed in the PE (Control+vitamin E), PSS (Control+Grape skin 4%) and PGP (Control+Grape pomace 4%) patties. Polyphenols levels statistically increased during chilled storage in all samples until day 6. Increased polyphenols content was also observed in cooked patties. PE and PSS patties showed the lowest levels of LAB (lactic acid bacteria). Lower significant TBARS values were detected in PE, PSS and PGP patties. No clear effect was observed for the color and textural characteristics and the products were acceptable for the panelists. The last experiment investigated the effect of GS (2%) and SS (2%) direct addition on physico-chemical and sensorial properties of chicken thigh patties during refrigerated storage (4°C). GS and SS addition decreased pH values and reduced lightness, yellowness and redness values, compared with the control sample. Moreover, reduced TBARS levels were observed in relation with the higher total phenolic content also found in cooked patties. The GS and SS patties acceptability was not negatively affected. The use of grape by-products in the development of meat products could have positive effects in the human body and open interesting possibilities in the development of more healthy foods. [IT]: Sono stati disegnati cinque studi per investigare il potenziale utilizzo di vinacce (GP), semi (GS) e buccie (SS) di uva, i principali residui derivanti dall’industira di vinificazione e ottima fonte di polifenoli, come un prodotto più economico ed equivalente, con attività antiossidante, che possa sostituire parzialmente la vitamina E come integratore del mangime di polli broiler e che sia capace, allo stesso tempo, di migliorarne le performace ed il benessere, oltre a garantire prodotti salubri e salutari. Gli esperimenti sono stati condotti presso il Dipartimento di Metabolismo e Nutrizione ed il Dipartimento di Prodotti dell’Istituto di Scienze Alimentari, Tecnologia e Nutrizione (ICTAN-CSIC) di Madrid. Il primo esperimento ha come obiettivo quello di valutare l’effetto dell’integrazione alimentare di GS (15 and 30 g/kg), SS (110 g/kg) e GP (37.5 g/kg) e α-tocoferil acetato (200 mg/kg) sulle performance, il contenuto ileale e fecale di polifenoli e tannini, sulla digeribilità delle proteine, sulla digeribilità ileale e fecale dei polifenoli in cento ottanta polli broiler allevati fino a 21 giorni di età. Inoltre, sono stati valutati il contenuto di vitamina E in plasma e carne e l’ossidazione lipidica della carne conservata in refrigerazione (1d e 7d). La dieta SS ha ridotto l’incremento di peso giornaliero (P<0.01) e l’indice di conversione alimentare. La dieta integrata con vitamina E non ha avuto effetto sul contenuto ileale e fecale di polifenoli, mentre nei gruppo GS, SS e GP si sono osservati valori più alti, rispetto al gruppo controllo. Le diete integrate con GS, SS e GP hanno aumentato il contenuto ileale di tannini, senza alcun effetto, invece, su quello fecale. La digeribilità delle proteine è diminuita significativamente nei polli del gruppo SS. La digeribilità ileale dei polifenoli è statisticamente aumentata nei gruppi GS, SS e GP, mentre non si sono osservate differenze nella digeribilità fecale. L’ α-tocoferolo plasmatico è stato significativamente maggiore nei polli alimentati con le diete α-T, SS e GP, mentre il γ- tocoferolo nei polli del gruppo GP. Nella carne i livelli di α- e γ- tocoferolo sono aumentati statisticamente nei polli alimentati con vitamina E, sia ad 1d che a 7d di conservazione, rispetto al gruppo controllo. Le diete integrate con GP e vitamina E hanno miglioramento la stabilità ossidativa della carne riducendo i valori di MDA dopo 1d e 7d di conservazione. Il secondo esperimento ha avuto come obiettivo quello di studiare l’effetto dell’integrazione alimentare con bucce di uva da vinificazione in rosso (FS) e da vinificazione in bianco (UFS) a diverse concentrazioni (30 g/Kg, FS30 and UFS30, and 60 g/kg, FS60 and UFS60) e della vitamina E (200 mg/kg) in centocinquanta polli broiler allevati fini a 21 giorni di età. Sono stati valutati gli effetti sugli stessi parametri del precedente esperimento, in aggiunta alla microflora intestinale e fatta eccezione per la concentrazione della vitamina E plasmatica e della carne. Le diete FS60 e UFS60 hanno influenzato negativamente le prestazioni dei polli e UFS60 ha provocato una diminuzione della digeribilità delle proteine. La dieta integrata con UFS ha aumentato il contenuto ileale e fecale di polifenoli, mentre il contenuto di tannini ileale e fecale è aumentato in tutti i gruppi sperimentali. La dieta UFS30 ha aumentato statisticamente la digeribilità ileale dei polifenoli, mentre sia la dieta integrata con FS che con UFS ha aumentato significativamente la digeribilità fecale dei polifenoli, con valori più alti nei polli alimentati con UFS rispetto a quelli alimentati con FS. La microflora intestinale non è stata influenzata dal trattamento alimentare. L’integrazione alimentare dei polli broiler con FS e UFS non è stata efficace come la vitamina E nel ridurre l’ossidazione lipidica della carne. Il terzo studio ha valutato l’effetto dell’integrazione alimentare con GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) e GP (40 g/kg), diverse combinazioni di GS e SS (20 g/kg GS e 20 g/kg SS; 30 g/kg GS e 10 g/kg SS; 10 g/kg GS e 30 g/kg SS) e α-tocoferil acetato (200 mg/kg) sugli stessi parametri valutati anche nel primo esperimento, oltre i metaboliti reattivi dell’ossigeno (ROMs). Le prestazioni produttive dei polli non sono state influenzate negativamente dal trattamento alimentare. Le diete integrate con GS, SS e GP hanno aumentato il contenuto ileale e fecale di polifenoli e tannini. Le diverse combinazioni di GS e SS hanno diminuito la digeribilità ileale delle proteine e non hanno avuto effetto sulla digeribilità dei polifenoli, diversamente dagli altri gruppi sperimentali. La digeribilità fecale dei polifenoli è stata statisticamente più alta in tutti i gruppi sperimentali, rispetto si gruppi controllo e alimentato con vitamina E. L’ α-tocoferolo plasmatico è stato più alto nei gruppi alimentati con α-T, SS e GP, rispetto a quello controllo. Le diete GS, SS e GP hanno aumentato i ROMs del plasma, mentre la stabilità ossidativa della carne è aumentato solo nel gruppo α-T. Il quarto esperimento è stata una continuazione del precedente (III esperimento) ed ha valutato l’effetto dell’integrazione alimentare con GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) e GP (40 g/kg), e α-tocoferil acetato (200 mg/kg) sulla perossidazione lipidica, la capacità antimicrobica e sulle caratteristiche fisico-chimiche di polpette formulate con la carne del petto di tali polli a 0, 3, 6 e 9 giorni di conservazione a 4°C. in generale, la composizione della carne non ha mostrato differenze tra i gruppi. I più bassi livelli di polifenoli sono stati osservati nei campioni PE (Controllo+vitamin E), PSS (Controllo+GS 4%) and PGP (Controllo+GP 4%). Il contenuto di polifenoli è aumentato durante la conservazione fino al giorno 6. Alti valori di polifenoli sono stati rilevati anche nelle polpette dopo cottura. Le polpette PE e PSS hanno mostrato il più bassi valori di batteri acido-lattici (LAB). Valori più bassi di TBARS sono stati osservati nelle polpette PE, PSS e PGP. Non si è evidenziato un chiaro effetto per il colore e la tessitura, ed i prodotti sono risultati accettabili per panellisti durante la prova sensoriale. L’ultimo esperimento ha valutato l’effetto dell’aggiunta diretta del 2% di GS e 2% di SS sulle caratteristiche fisico-chimiche e sulle caratteristiche sensoriali di polpette di carne di coscie di pollo, durante conservazione a 4°C. Si è osservata una diminuzione dei valori di pH, lucentezza, giallo e rosso nei campioni GS e SS, rispetto al controllo. Sono stati registrati valori più bassi di TBARS nei campioni trattati, rispetto al controllo, legati al più alto contenuto di polifenoli, mantenutosi anche dopo la cottura delle polpette. L’accettabilità delle polpette GS e SS non è stata influenzata negativamente. L’utilizzo dei sottoprodotti dell’uva in prodotti carnei potrebbe avere effetti positivi nell’uomo ed aprire interessanti possibilità nello sviluppo di cibi più salutari. The investigation of the present doctoral thesis was carried out at the Departament of Metabolism and Nutrition and the Department of Products at the Institute of Food Science Technology and Nutrition (ICTAN) of the Spanish Science Research Council (CSIC) of Madrid. The experimental trials of this work were part of the projects AGL2012-31355/GAN, S2013/AGR-2913 (MEDGAN) and the Intramural Project 2014470E073, financed by the Spanish Ministry of Economy and Competivitiness (MINECO, Spain), Comunidad Autónoma de Madrid (CAM) and CSIC, respectively, and coordinated by Dr. Agustin Brenes Payà and Dr. Claudia Ruiz-Capillas. Peer Reviewed 2018-10-11T09:15:20Z 2018-10-11T09:15:20Z 2016 2018-10-11T09:15:21Z tesis doctoral http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 http://hdl.handle.net/10261/170939 http://dx.doi.org/10.13039/501100003329 http://dx.doi.org/10.13039/501100003339 http://dx.doi.org/10.13039/100012818 #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# S2013/AGR-2913/MEDGAN Publisher's version Sí open CSIC - Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN) Università degli studi del Molise |