THE EFFECT OF ALLELIC VARIANTS OF THE CSN3 GENE OF MILK ON ITS COMPOSITION AND PHYSICO-CHEMICAL PARAMETERS IN THE PRODUCTION OF COTTAGE CHEESE
Authors: ГЛОТОВА Г.Н. , ПОЗОЛОТИНА В.А. 
Published: July 2021

Проблема и цель. Полученные данные о действии генотипа коров по локусу гена каппа-казеина на состав и физико-химические показатели молока позволяют применять молекулярно-генетическое маркирование для улучшения стад крупного рогатого скота молочного направления продуктивности. Ввиду этого целью наших исследований явилось непосредственное определение взаимосвязи аллельных вариантов гена CSN3 с выходом уже готового продукта (в нашем случае – творога с массовой долей жира 9 %), а также с физико-химическими свойствами молока. Методология. Животных подбирали методом пар-аналогов с учетом породности, продуктивности, живой массы и возраста. Кормление коров соответствовало всем нормам, корма балансировались по питательным веществам и были предназначены отдельно для каждой технологической группы животных. Анализы генотипов CSN3 были проведены в лаборатории ДНК-технологий ФГБНУ ВНИИплем, при этом ядерная ДНК выделялась из крови крупного рогатого скота при помощи достаточно распространенного в данной области метода (фенол-детергентного) с модификацией. Уровень генетической изменчивости рассчитывали, используя формулу Харди-Вайнберга (1908) и метод хи-квадрата. В соответствии с полученными генотипами формировали группы животных. Молочную продуктивность изучали при помощи контрольных доек. От опытных коров на третьем месяце лактации отобрали молоко. В лаборатории ФГБОУ ВО РГАТУ по молочному делу приготовили творог с массовой долей жира девять процентов. Качество продукта определяли органолептически. Полученные данные обрабатывались биометрически при использовании стандартной методики Меркурьевой Е.К. (1971). Результаты. Было выделено три генотипа, такие как АА, АВ, ВВ: с гомозиготным генотипом АА – 46 голов (I группа), с гомозиготным генотипом ВВ – 4 (III группа), с гетерозиготным генотипом АВ – 29 голов (II группа), при этом в исследуемой популяции сохранялось генетическое равновесие. По третьей лактации наивысшие показатели по удою были отмечены в III группе животных по CSN3: коровы из этой группы достоверно превосходили своих сверстниц из I группы по CSN3 и II группы на 211 кг (Р<0,01) и на 371 кг молока (Р<0,001) соответственно. При проведении сравнительного анализа массовой доли жира животных II и III групп результат оказался схожим (3,81 %) и значительно выше данных I группы на 0,08 %. По массовой же доле белка отличные показатели были у коров III группы – 3,21 %. Молоко коров разных генотипов сворачивалось за разное время: I группы – 33,7±2,03 мин, III группы – 25,0±1,99 мин, II группы – 27,3±1,45. Наибольшее различие во временной фазе формирования сгустка в пробах молока животных разных генотипических групп отмечено в фазу гелеобразования. Было установлено самое быстрое время свертывания молока и наименьший расход рабочей смеси – у коров III группы по CSN3. Заключение. Исследования показали, что более высокий выход творога (на 6,1-8,8 %) был получен из молока коров III группы, но, вместе с тем, расход цельного молока на единицу продукции был в этой группе животных самым низким. Проведенная экспертиза выявила лучшие вкусовые качества творога, который был выработан из молока коров II и III групп.

Problem and goal. The obtained data on the effect of the cow genotype on the kappa-casein gene locus on the composition and physico-chemical parameters of milk allow the use of molecular genetic labeling to improve the dairy productivity of cattle herds. In view of this, the aim of our research was to directly determine the relationship of allelic variants of the CSN3 gene with the yield of the finished product (in our case, cottage cheese with a mass fraction of fat of 9%), as well as the physical and chemical properties of milk. Methodology. The animals were selected by the method of pairs-analogues, taking into account breed, productivity, live weight and age. The cows were fed in accordance with all the norms, the feed was balanced in terms of nutrients and was intended separately for each technological group of animals. CSN3 genotypes were analyzed in the laboratory of DNA technologies of VNIIplem, while nuclear DNA was isolated from the blood of cattle using a fairly common method in this field (phenol-detergent) with modification. The level of genetic variation was calculated using the Hardy-Weinberg formula (1908) and the chi-square method. Groups of animals were formed in accordance with the obtained genotypes. Milk productivity was studied using control milking machines. Milk was taken from the experienced cows in the third month of lactation. In the laboratory of the FGBOU VO RGATU for dairy business, cottage cheese with a mass fraction of fat of nine percent was prepared. The quality of the product was determined organoleptically. The obtained data were processed biometrically using the standard method of Merkur'eva E. K. (1971). Results. Three genotypes were identified, such as AA, AB, and BB: with the homozygous genotype AA-46 heads (group I), with the homozygous genotype BB – 4 (group III), and with the heterozygous genotype AB – 29 (group II), while the genetic balance was maintained in the study population. In the third lactation, the highest milk yield indicators were observed in the III group of animals according to CSN3: cows from this group significantly exceeded their peers from the I group according to CSN3 and group II by 211 kg (P<0.01) and 371 kg of milk (P<0.001), respectively. When conducting a comparative analysis of the mass fraction of fat of animals of groups II and III, the result was similar (3.81 %) and significantly higher than the data of group I by 0.08 %. In terms of the mass fraction of protein, the cows of group III had excellent indicators – 3.21 %. The milk of cows of different genotypes was curdled at different times: group I-33.7±2.03 min, group III-25.0±1.99 min, group II-27.3±1.45. The greatest difference in the time phase of clot formation in milk samples from animals of different genotypic groups was observed in the gelation phase. The fastest milk clotting time and the lowest consumption of the working mixture were found in cows in the CSN3 group III. Conclusion. Studies have shown that a higher yield of cottage cheese (by 6.1-8.8 %) was obtained from the milk of cows of group III, but at the same time, the consumption of whole milk per unit of production was the lowest in this group of animals. The conducted examination revealed the best taste qualities of cottage cheese, which was produced from the milk of cows of groups II and III.