О зависимости термоустойчивости молока от концентрации белка и генотипа коровы

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

О зависимости термоустойчивости молока от концентрации белка и генотипа коровы

Р.А. Хаертдинов

Н.Н. Мухаметгалиев

М.М. Харисов

Г.М. Закирова

Р.Р. Хаертдинов

Аннотация

Оценивали термоустойчивость коровьего молока в зависимости от генетических факторов (порода, породность, генотип) и концентрации белка в молоке. Определяли фракционный состав молока у коров различных пород и помесей. Обсуждается направление селекции по термоустойчивости молока и сыродельческим свойствам.

R.A. Khaertdinov, N.N. Mukhametgaliev, M.M. Kharisov, G.M. Zakirova, R.R. Khaertdinov. About dependence milk thermoresistance from protein concentration and cow genotype

Summary. The authors investigated the influence of genetic factors (stock, breed, genotype) and protein concentration in milk on milk thermoresistance. It was established, that milk thermoresistance is hereditary determinant, which transfers as a rule on intermediate type of inheritance. The negative correlation exists between protein concentration in milk and milk thermoresistance. For an increase of milk thermoresistance the authors suggest to select cow genotypes with increased frequency of A-alleles of milk proteins. The data are presented which suggested that milk thermoresistance and high cheese-making properties are incompatible breeding determinants.

селекция корова термоустойчивость сыродельческий молоко

В последние годы в молочной промышленности наблюдается тенденция увеличения производства стерилизованных продуктов. Так, в развитых странах Европы и Северной Америки свыше 40% молока потребляется в стерилизованном виде (1). Аналогичная переориентация технологии переработки молочного сырья происходит и в нашей стране. Доля производства стерилизованного молока от общего объема возросла с 1990 по 1995 год в 8 раз, а к 2002 году - более чем в 20 раз, так как молочная промышленность страны заинтересована в выпуске продуктов длительного срока хранения и расширения их ассортимента. Срок хранения стерилизованных молочных продуктов даже без охлаждения составляет 2-12 мес. и более; эти продукты пользуются у населения большей популярностью, чем пастеризованные. Однако в различных регионах России доля молока, пригодного к высокотемпературной обработке (110-160^оС), составляет лишь 60-75%, а в отдельные сезоны года (весной) этот показатель еще ниже (2, 3). При использовании нетермоустойчивого молока (продолжительность обработки менее 30 мин) снижается качество продукта и происходят нежелательные изменения в работе и производительности оборудования (4, 5). Для повышения термоустойчивости молока существуют различные технологические приемы, которые, однако, не решают проблему улучшения качества самого сырья.

Термоустойчивость молока, прежде всего, определяется способностью казеина противостоять тепловой коагуляции, но сущность этого процесса до сих пор полностью не раскрыта. В исследованиях ряда авторов показано, что термоустойчивость молока зависит от периода лактации, сезона года, состава молока, генотипа коров, причем продолжительность нагревания молока до коагуляции белков варьирует от 2 до 60 мин и более (3, 6-8). Это свидетельствует о возможности улучшения этого свойства молока селекционными методами. В связи с этим целью нашей работы было исследование влияния генотипа коров и белкового состава молока на термоустойчивость последнего.

Методика. Термоустойчивость и фракционный состав молока определяли в зимне-стойловый период содержания у коров бестужевской (n = 55), холмогорской (n = 40), голштинской (n = 20), айрширской (n = 42) пород, а также помесей холмогорская голштинская (n = = 70), бестужевская айрширская (n = 33) и бестужевская айрширская голштинская (n = 16). Исследования проводили на племенных заводах «Учхоз КГАВМ», «Бирюлинский», «КИМ» и в хозяйствах «Восток», «Виктория» и «Авангард» (Республика Татарстан).

Пробы молока от суточного удоя брали на 3-4-м мес. лактации при 2-кратном доении коров (утром и вечером). Рационы дойных коров по содержанию энергии, питательных, минеральных и биологически активных веществ соответствовали детализированным нормам кормления. По данным бонитировки за последние 2 года, средняя продуктивность коров бестужевской, холмогорской, голштинской, айрширской пород, помесей бестужевская айрширская и холмогорская голштинская составляла соответственно 3497, 4525, 5589, 3754, 3595 и 5023 кг молока.

Оценку термоустойчивости молока проводили по тепловой пробе при температуре 135^оС; образцы молока выдерживали до появления признаков коагуляции белков. Термостабильность выражали в минутах, то есть определяли продолжительность сохранения первоначальной консистенции молока в этих условиях.

Белковый состав молока оценивали посредством электрофореза образцов в ПААГ с последующим денситометрированием полученных фореграмм на микрофотометре ИФО-451 (9). Экспериментальные данные обрабатывали на персональном компьютере с использованием статистического пакета программ Microsoft Excel 97 (10).

Результаты. Термостабильность молока у исследованных пород скота в среднем составляла 51,7 мин, что удовлетворяет предъявляемым требованиям ( 40 мин) (табл. 1). При этом наибольшей термоустойчивостью характеризовалось молоко коров голштинской породы (72,9 мин), а наименьшей - холмогорской и бестужевской пород (соответственно 38,1 и 39,9 мин) (Р < 0,01). У айрширского скота устойчивость молока к высокотемпературному нагреванию составляла 63,5 мин.

При межпородном скрещивании термоустойчивость молока наследовалась по промежуточному типу. Так, у помесей холмогорская голштинская показатель равнялся 49,9 мин. Аналогичные данные получены у помесей бестужевская айрширская - 59,7 мин.

Голштинская и айрширская породы являются улучшающими по молочной продуктивности как холмогорской, так и бестужевской пород. Кроме того, присущий им признак высокой термоустойчивости молока передается помесям: чем выше кровность помесей по улучшающей породе, тем выше термоустойчивость молока. Так, у помесей холмогорская голштинская F₁, F₂ и F₃ (соответственно 1/2-, 3/4- и 7/8-кровности по голштинской породе) термостабильность молока составляла соответственно 36,8; 50,2 и 63,4 мин (Р < 0,01). Аналогичные данные получены у помесей бестужевская айрширская - соответственно 59,5; 57,2; 62,8 (Р < 0,001).

По термоустойчивости и концентрации белка в молоке выявлена четкая отрицательная корреляционная зависимость - в среднем r = -0,314 (Р < 0,01) (см. табл. 1). У коров голштинской породы при низкой концентрации белка (3,228 г/100 мл) термоустойчивость молока составляла 72,9 мин, а холмогорской (3,443 г/100 мл) и бестужевской (3,392 г/100 мл) пород - соответственно 38,1 и 39,9 мин. Исключение представляли коровы айрширской породы, у которых отмечено сочетание высоких показателей по обоим признакам (3,439 г/100 мл и 63,5 мин), поэтому взаимосвязь между термоустойчивостью и концентрацией белка в молоке была слабо выражена (r = -0,190). По-видимому, высокая термоустойчивость молока у коров айрширской породы обусловлена какими-то другими факторами, которые требуют дополнительного изучения. У коров остальных пород и помесей взаимосвязь между термоустойчивостью и концентрацией белка в молоке была четко выражена (r = -0,292…-0,485).

Таблица 1

Термоустойчивость и концентрация белка в молоке коров разных пород и помесей

Следовательно, концентрация белка является одним из основных факторов, определяющих термоустойчивость молока. Однако следует отметить, что в состав молочного белка входит 20 различных фракций, роль каждой из которых в выявленной зависимости может оказаться неоднозначной. В этой связи мы проанализировали термоустойчивость молока в зависимости от концентрации отдельных фракций белка (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость термоустойчивости молока от концентрации белка в молоке коров различных пород (n = 276)

Таблица 3

Зависимость термоустойчивости молока от комплексного генотипа коров различных пород

Наиболее важной фракцией белков, определяющей термоустойчивость молока, является казеин - r = -0,255. Так, при снижении концентрации этого белка термоустойчивость молока повышалась в среднем до 60 мин (Р < 0,05). Для всех фракций казеина выявлена отрицательная корреляция с термоустойчивостью молока - r = -0,162…-0,205. Однако основной фракцией, предопределяющей термоустойчивость молока, оказался _s1-казеин - r = -0,205 (Р < 0,01).

Концентрация белка в сыворотке молока также оказывала отрицательное влияние на термоустойчивость последнего (см. табл. 2). Следует отметить, что термоустойчивость молока в меньшей степени зависела от концентрации белков в сыворотке, нежели казеина - r = = -0,190 (Р < 0,05). На термоустойчивость молока наибольшее влияние оказывала концентрация иммуноглобулина (r = -0,214) и альбумина крови (r = -0,252), которые, как известно, относятся к высокочувствительным к нагреванию белкам. -Лактоальбумин оказался единственным белком, от которого слабо зависела термоустойчивость молока (r = -0,094). Такая взаимосвязь вполне понятна, так как этот белок является наиболее термостабильной составляющей сывороточных белков (2).

Аналогичные данные получены в исследованиях других авторов (11, 12). Однако в этих работах существенно различается коэффициент корреляции между оцениваемыми признаками - r = -0,055 и r = -0,80, что, возможно, обусловлено использованием разных методов и приборов для анализов.

Как известно, главные белки молока (_s1-, -, -казеины и -лактоглобулин) обладают генетическим полиморфизмом; встречается несколько молекулярных форм этих белков (они различаются по одной-двум аминокислотам), которые наследуются строго по законам Менделя. Мы проанализировали зависимость термостабильности молока по пяти наиболее распространенным комплексным генотипам, которые различаются по двум локусам - -Cn и -Lg, а локусы _s1-Cn и -Cn представлены лишь гомозиготными генотипами ВВ и АА (табл. 3). Наибольшей термостабильностью характеризовалось молоко коров, гомозиготных по А-аллелям. Например, у коров айрширской породы с генотипом ВВАААААА термостабильность молока составляла 71,2 мин, а у животных с остальными генотипами - 41,0-70,5 мин (Р < 0,05). Сила влияния (²) генотипа на это свойство молока составляла 0,215 (Р < 0,05). Аналогичные данные получены и по генотипам других пород и помесей (² = 0,149-0,194). Увеличение в генотипе животных частоты В-аллеля сопровождалось снижением термоустойчивости молока: наименьшие показатели по этому признаку наблюдались у животных с генотипом ВВАААВВВ - в среднем 46,9 мин. Эта зависимость была характерна для коров всех пород и помесей.

Следовательно, у молочного скота существует четкая зависимость термоустойчивости молока от генотипа животных. При этом на термостабильные свойства молока оказывает благоприятное влияние накопление А-аллелей в генотипе животных; увеличение же числа В-аллелей, напротив, приводит к снижению устойчивости молока к высокой температуре.

В проведенных ранее исследованиях нами установлено, что генотип животных по белкам молока оказывает влияние и на другие свойства молока, например сыродельческие (13). В сыроделии наиболее желательным является молоко, которое хорошо свертывается и дает плотный казеиновый сгусток. Оказалось, что эти свойства обеспечивают В-аллели молочных белков. Кроме того, для сыроделия необходима высокая концентрация белков в молоке. Эти данные свидетельствуют о том, что термоустойчивость молока и высокие сыродельческие свойства являются несовместимыми селекционируемыми признаками у молочного скота. Поэтому селекция должна осуществляться раздельно или же следует искать наиболее оптимальную комбинацию этих признаков, которая удовлетворяла бы обоим направлениям переработки молочного сырья.

Итак, термоустойчивость молока является наследственно обусловленным признаком: выявлены четко выраженные межпородные различия по термостабильности молока; при скрещивании разных пород признак наследуется преимущественно по промежуточному типу. Между концентрацией белков в молоке и термоустойчивостью последнего наблюдается устойчивая отрицательная корреляция. Показано, что молоко коров, гомозиготных по А-аллелям молочных белков, является наиболее термостабильным. На основе ранее проведенных исследований и вышеприведенных данных сделан вывод о том, что у молочного скота термоустойчивость и высокие сыродельческие свойства молока являются несовместимыми селекционируемыми признаками.

Литература

Бирюкова З.А., Коваленко Л.М., Пантелеева О.Г. Новые направления в технологии стерилизованных молочных продуктов. Сб. науч. тр., посвященный 80-летию со дня рождения Н.Н. Липатова. М., 2003: 144-145.

Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. СПб, 2001.

Кокорина Н.В. Термоустойчивость молока в зависимости от периода лактации, времени доения коров и сезона года. Автореф. канд. дис. М., 1999.

Зобкова З.С. Пороки молока и молочных продуктов и меры их предупреждения. Молочная промышленность, 1998, 5: 14-16.

Михайловский Е.А., Беляков В.И., Протопов И.И. Изменение инерционности датчиков температуры при обработке молока в потоке. Мат. IV Всес. семинара «Вопросы внедрения АСУ ТП и функционирование экономико-организационных АСУ в мясной и молочной промышленности». М., 1978: 203-204.

Сергеева В.А. Качество молока черно-пестрых коров с различной кровностью по голштинской породе. Автореф. канд. дис. Ижевск, 1997.

Закирова Г.М. Белковый состав и технологические свойства молока у помесных коров холмогорская голштинская разного генотипа. Автореф. канд. дис. Казань, 2002.

Харисов М.М. Белковый состав, технологические свойства и качество молочной продукции у чистопородного скота и помесей бестужевская айрширская разного генотипа. Автореф. канд. дис. Казань, 2003.

Хаертдинов Р.А. Методические рекомендации по проведению качественного и количественного анализа белков молока методом электрофореза в полиакриламидном геле. М., 1989.

Хаертдинов Р.А., Сафиуллин Н.А., Жуков Е.Г. и др. Методические указания по выполнению выпускных квалификационных работ студентами зооинженерного факультета. Казань, 2004.

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Контроль термоустойчивости молока по содержанию ионов кальция. Молочная промышленность, 1998, 3: 22-23.

Сивкин Н.В., Зеркаева Л.А. Что влияет на термоустойчивость молока. Зоотехния, 2004, 1: 30-31.

Хаертдинов Р.А., Гатауллин А.М. Селекция на повышение белковости и улучшение технологических свойств молока. Казань, 2000.

Размещено на allbest.ru