Фрактальний аналіз гістоструктури м’язової тканини свиней: попередні результати

Abstract

Метою даного дослідження було вивчення відмінностей гістологічних профілів найдовшого м’яза спини (m. longissimus dorsi) свиней різних порід – великої білої (ВБ), української м’ясної (УМ), дюрок (Д) та ландрас (Л). Всього до аналізу було включено 100 чистопородних (ВБ × ВБ, УМ × УМ, Д × Д та Л × Л) та помісних свиней (ВБ × Д, Д × ВБ, Л × Д, Д × Л, Л × ВБ та ВБ × Л). Було визначено діаметр м’язового волокна і співвідношення м’язової тканини та внутрішньом’язового вмісту жиру. Структура м’яса свиней розглядалася як фрактал і було зроблено припущення, що зображення гістологічного профілю може бути описано на підставі оцінок фрактальної розмірності (FD). Для кількісного аналізу гістологічних зображень м’язової тканини було використано оцінки фрактальної розмірності, розраховані з використанням box-counting алгоритму. Оцінки фрактальної розмірності були отримані з використанням спеціального програмного забезпечення Fractalyse – Fractal Analysis Software v. 2.4.1. Середні значення діаметру м’язового волокна у свиней коливалися від 16 (Д × Л) до 43 µ (Л × ВБ). Значення фрактальної розмірності варіювали від 1,808 до 1,886 (R2 = 0,9938-0,9998). Всі характеристики гістологічного профілю суттєво корелюють із оцінками фрактальної розмірності. Висока кореляція (r=0,735; p =0,015) була отримана між середнім вмістом жиру, виміряним методом гістологічного аналізу, та оцінками фрактальної розмірності у різних генетичних групах свиней. Всі генетичні групи свиней можна віднести до трьох кластерів, що характеризується різними властивостями м’язової тканини, на підставі отриманих оцінок фрактальної розмірності. Оцінки фрактальної розмірності можуть бути використані для характеристики патернів розподілу м’язових волокон та внутрішньом’язового жиру на підставі зображень гістологічних профілів.

-

The aim of this study was to investigate differences in the histological profile of the longissimus dorsi muscle of different swine breeds – Large White (LW), Ukrainian meat (UM), Duroc (D) and Landrace (L). A total of 100 purebred (LW×LW, UM×UM, D×D and LN×LN ) and crossbred pigs (LW×D, D×LW, LN×D, D×LN, LN×LW and LW×LN) were evaluated. Muscle fiber diameter and percentages of the muscle tissue and intramuscular fat content were investigated. We model pig’s meat structure as a fractal, and assume the projected image of the histological profile can be described by a fractal dimension (FD) estimates. Fractal dimension, FD, measured by the box-counting method was used to quantize the histological outlines of the muscle tissue images. Fractal dimensions estimates were determined using special software Fractalyse - Fractal Analysis Software v. 2.4.1. The average muscle fiber diameter in pigs ranged from 16 (D × LN) to 43 µ (LN × LW). The fractal dimension (FD) values range from 1.808 to 1.886 (R2 = 0.9938-0.9998). All feature parameters of the histological profile significantly correlated with fractal dimension. A good correlation (r = 0.735; p = 0.015) was obtained between the mean fat content measured by histological analysis and a fractal dimension (FD) estimates in different pig genetic groups. All genetic groups of pigs can be attributed to three clusters characterized by different muscle tissue properties, based on the obtained the fractal dimensionestimates. Fractal dimension estimates may be used for the pattern of the muscle fibers and intramuscular fat distribution estimated based on the histological profile images.