Аминокислотный состав молока коров черно-пестрой породы типа «Уральский» в зависимости от фазы лактации

_______________Животноводство^^

АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МОЛОКА КОРОВ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ ТИПА «УРАЛЬСКИЙ» В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФАЗЫ ЛАКТАЦИИ

М И. БАРАШКИН,

кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой хирургии и акушерства, Уральская государственная сельскохозяйственная академия

620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42

Положительная рецензия представлена Н. А. Верещак, доктором ветеринарных наук, профессором Уральского научноисследовательского ветеринарного института.

Ключевые слова: коровы, высокоэффективная жидкостная хроматография, аминокислоты, фаза лактации. Keywords: cows, high-yield liquid chromatography, amino acids, phase of lactation.

В настоящее время в Свердловской области разводится две популяции скота черно-пестрой породы: уральское отродье и созданный на его основе тип «Уральский». Новый тип скота характеризуется высоким уровнем молочной продуктивности. В то же время, многие качественные характеристики молока коров данного типа требуют дальнейшего углубленного исследования.

Молоко является сложной полидисперсной системой, в водной фазе которой распределены компоненты жировой, белковой, углеводной, минеральной и другой природы. Важнейшим компонентом молока являются белки, представляющие в своей основе ка-зеины и сывороточные белки. С химической точки зрения белки представляют собой высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. В функциональной деятельности организма аминокислоты выполняют субстратную и регуляторную функции в биосинтезе белка, активно включаются в энергетические процессы, являются источником физиологически активных аминов, принимают участие в образовании нуклеиновых кислот, липидов, гормонов [1].

Основное же значение белков заключается в их незаменимости другими пищевыми веществами. В организме человека белки пищи расщепляются до аминокислот, определенная часть их расщепляется до органических кетокислот, из которых в организме вновь синтезируются новые аминокислоты, а затем необходимые организму белки. Это так называемые заменимые аминокислоты. Однако 8 аминокислот, а

именно: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан и валин, не могут образовываться в организме взрослого человека из других аминокислот и поступают в его организм только с пищей. Эти аминокислоты называют незаменимыми. Для детей дополнительно считаются незаменимыми гистидин и цистин [7]. На аминокислотный состав молока влияет большое число разнообразных внешних и внутренних факторов [2, 3, 4, 6].

Одной из важнейших характеристик потребительских свойств пищевого продукта является показатель биологической ценности. Биологическая ценность — показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка. Для оценки биологической ценности пищевых продуктов применяются различные методы, одним из которых является сравнение состава незаменимых аминокислот белка данного продукта с соответствующим аминокислотным составом так называемого идеального белка. Такой метод получил название метод аминокислотного скора [5]. В связи с этим, исследование содержания аминокислот и определение полноценности белков молока коров нового типа с применением современных методов анализа является актуальным и имеет практическую значимость для скотоводства.

Цель и методика исследований.

Целью работы было изучение аминокислотного состава белков молока черно-пестрого скота типа «Уральский» в зависимости от фазы лактации.

Таблица 1

Содержание аминокислот в молоке коров по фазам лактации

Аминокислота, масс. % Фаза лактации

первая вторая третья

Лизин 0,200 ± 0,009 0,303 ± 0,004* 0,180 ± 0,015

Метионин 0,150 ± 0,011 0,283 ± 0,009* 0,170 ± 0,008

Треонин 0,090 ± 0,006 0,140 ± 0,003* 0,077 ± 0,007

Валин 0,163 ± 0,010 0,217 ± 0,007* 0,196 ± 0,003

Изолейцин 0,163 ± 0,011 0,230 ± 0,003* 0,156 ± 0,010

Лейцин 0,217 ± 0,014 0,320 ± 0,002* 0,220 ± 0,017

Фенилаланин 0,127 ± 0,008 0,193 ± 0,001* 0,127 ± 0,009

Сумма незаменимых аминокислот 1,110 1,686 1,126

Гистидин 0,073 ± 0,011 0,096 ± 0,001* 0,053 ± 0,007

Аргинин 0,077 ± 0,006 0,127 ± 0,005* 0,08 ± 0,004

Аспарагиновая кислота 0,187 ± 0,011 0,283 ± 0,001* 0,17 ± 0,001

Серин 0,160 ± 0,008 0,240 ± 0,015* 0,15 ± 0,007

Глутаминовая кислота 0,68 ± 0,005 1,013 ± 0,004* 0,537 ± 0,015

Глицин 0,05 ± 0,001 0,07 ± 0,002* 0,04 ± 0,001

Аланин 0,07 ± 0,003 0,10 ± 0,001* 0,09 ± 0,007

Тирозин 0,153 ± 0,001 0,193 ± 0,006* 0,17 ± 0,008

Сумма заменимых аминокислот 1,450 2,122 1,290

Сумма всех аминокислот 2,560 3,808 1,417

Соотношение незаменимые/ заменимые 0,76 0,79 0,87

Примечание: * Разность с показателями первой и третьей фаз лактации достоверна, Р 0,05.

22 www.m-avu.narod.ru

ф Фаза 1 - -- - Фаза 2 — Фаза 3

Животноводство

-Фаза 1 - * - Фаза 2 —- - Фаза 3

Лизин 200

Фенилаланин

Лейцин

Метионин

Г истидин

Треонин Тирозин

Аспарагиновая кислота 200

Серин

Глутаминовая кислота

Изолейцин Валин

Рисунок 1

Соотношение незаменимых аминокислот в молоке коров

в разные фазы лактации

Исследования количественного анализа аминокислот в молоке проводили на базе УрНИВИ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с применением жидкостного хроматографа LC-10 с флуориметрическим детектором и предко-лоночной дериватизацией. Данный метод обладает высокой точностью при анализе биологических жидкостей [8]. Пробы молока для исследования получали в конце первой фазы лактации (продуцирования молозива) — на 7-8-й день после отела; во вторую фазу_(продуцирования нормального молока) — на 3-й месяц лактации; в третью фазу (продуцирования стародойного молока) — перед запуском коров. Было изучено 7 незаменимых аминокислот (кроме триптофана) и 9 заменимых аминокислот. Аминокислотный скор белков молока определяли расчетным путем, учитывая содержание в молоке белка.

Статистическая обработка количественных данных проведена с использованием пакетов прикладных программ «Statistica 6.0» и «Microsoft Office Excel 2007», качественные переменные описывались абсолютными и относительными (%) частотами.

Результаты исследований.

Определение количества общего белка в исследуемых пробах молока коров показало, что в первую фазу лактации его содержится 2,6 масс. %; во вторую фазу средний уровень выше на 0,3 % и составляет 2,9 масс. %; в третью фазу — 3,0 масс. %.

Результаты сравнительного изучения особенностей содержания аминокислот в молоке и соотношения незаменимых и заменимых аминокислот у черно-пестрых коров типа «Уральский» в различные фазы лактации приведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 видно, что из незаменимых аминокислот наибольшее количество в молоке коров во все фазы лактации составляют лейцин (0,217-0,320 масс. %), лизин (0,180-0,303 масс. %), валин (0,163-0,217 масс. %), метионин (0,150-0,217 масс. %), фенилаланин (0,127-

0,193 масс. %) и изолейцин (0,163-0,220 масс. %), ниже оказался уровень треонина (0,077-0,140 масс. %). По сумме незаменимых аминокислот выше показатель молока второй фазы лактации (в 1,6 раза по сравнению с первой, и в 1,5 раза по сравнению с третьей фазой).

Из заменимых аминокислот наибольшая доля в составе белка молока коров черно-пестрой породы типа «Уральский» во все фазы лактации принад-

Аланин Глицин

Рисунок 2

Соотношение заменимых аминокислот в молоке коров

в разные фазы лактации

Рисунок 3

Динамика незаменимых и заменимых аминокислот в молоке коров в зависимости от фазы лактации

лежит глутаминовой (0,680-1,013 масс. %) и аспарагиновой (0,187-0,283 масс. %) кислотам, а также серину (0,160-0,240 масс. %). Наивысший показатель суммы заменимых аминокислот также отмечен во вторую фазу лактации.

Соотношение отдельно взятых незаменимых и заменимых кислот в молоке в разные фазы лактации отражено на лепестковых диаграммах, представленных на рис. 1-2. Во вторую фазу лактации в молоке увеличился уровень всех аминокислот. Так, из незаменимых аминокислот наиболее возросли уровни метионина — в 1,88 раза, треонина — в 1,56 раза, по сравнению с показателями молока первой фазы. В меньшей степени увеличилось относительное количество гистидина (1,31 раза) и валина (1,33 раза). В третью фазу лактации относительное содержание кислот приближается к показателям молока первой фазы лактации. Менее выраженное снижение отмечено в содержании валина, аланина, тирозина.

Что касается соотношения незаменимых и заменимых аминокислот, то в первую фазу лактации оно составило 0,76 масс. %, во вторую фазу повысилось до 0,79 масс. %, а в третью произошло дальнейшее повышение до 0,87 масс. %.

Для оценки биологической ценности молока нами был применен метод аминокислотного скора, сравнение проводилось с «идеальным» белком, в качестве которого использовали эталон, предложенный ФАО/ ВОЗ. Результаты расчета аминокислотного скора представлены в табл. 2-4.

www. m-avu. narod. ru

23

Животноводство

Полученные данные свидетельствуют, что в первую фазу лактации лимитирующей аминокислотой оказался треонин, аминокислотный скор которого составил 86,5 %, то есть именно эта аминокислота определяет степень усвоения всего белка. Это связано с тем, что аминокислоты, поступающие в организм с пищей в избытке относительно лимитирующей, не используются на биосинтез белков и не запасаются впрок. Они быстро распадаются в процессе обмена веществ и выводятся из организма. Все аминокислоты, требуемые для биосинтеза белков, должны присутствовать в клетке одновременно и в доступной форме.

Из данных табл. 3 видно, что во вторую фазу аминокислотный скор всех исследованных незаменимых аминокислот превышает 100 %.

В третью фазу лактации лимитирующей аминокислотой вновь выступает треонин, аминокислотный скор которого составил 64,0 %.

Выводы.

При изучении методом высокоэффективной жидкостной хроматографии аминокислотного состава молока коров черно-пестрой породы типа «Уральский» установлен значимо более высокий массовый процент аминокислот во вторую фазу лактации. При этом расчет аминокислотного скора белков молока в сравнении с «идеальным» белком, в качестве которого использовали эталон, предложенный ФАО/ВОЗ, позволяет заключить, что молоко в эту фазу лактации имеет более высокую биологическую ценность.

Таблица 2

Расчет аминокислотного скора для молока коров первой фазы лактации

Незаменимые аминокислоты Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г белка Содержание незаменимых аминокислот АК скор, %

г/100 г молока г/100 г белка

Валин 5,0 0,163 6,27 125,4

Лейцин 7,0 0,217 8,35 119,3

Изолейцин 4,0 0,163 6,27 156,7

Лизин 5,5 0,200 7,69 139,8

Метионин 3,5 0,150 4,82 137,7

Треонин 4,0 0,090 3,46 86,5

Фенилаланин+тирозин 6,0 0,280 10,77 179,95

Таблица 3

Расчет аминокислотного скора для молока коров второй фазы лактации

Незаменимые аминокислоты Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г белка Содержание незаменимых аминокислот АК скор, %

г/100 г молока г/100 г белка

Валин 5,0 0,217 7,48 125,4

Лейцин 7,0 0,320 8,35 149,6

Изолейцин 4,0 0,230 7,93 198,2

Лизин 5,5 0,303 10,4 139,8

Метионин 3,5 0,283 9,76 278,8

Треонин 4,0 0,140 4,83 120,75

Фенилаланин+тирозин 6,0 0,386 13,31 221,8

Таблица 4

Расчет аминокислотного скора для молока коров третьей фазы лактации

Незаменимые аминокислоты Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г белка Содержание незаменимых аминокислот АК скор, %

г/100 г молока г/100 г белка

Валин 5,0 0,196 6,33 126,6

Лейцин 7,0 0,220 7,33 104,7

Изолейцин 4,0 0,156 5,20 130,0

Лизин 5,5 0,180 6,00 130,0

Метионин 3,5 0,170 5,67 162,0

Треонин 4,0 0,077 2,56 64,0

Фенилаланин+тирозин 6,0 0,297 9,90 165,0

Литература

1. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. 384 с.

2. Вельматов А. П., Вельматов А. А., Гурьянов А. М., Андреев О. Д. Аминокислотный состав молока коров - дочерей голштинских быков голландской селекции // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2011. № 6. С. 36-38.

3. Гришина Г. И. Аминокислотный состав молока коров разных линий // Аграрный вестник Урала. 2007. № 5. С. 46-47.

4. Миннебаев М. Аминокислотный состав белка молока бестужево-красно-пестрых голштинских коров // Молочное и мясное скотоводство. 2008. № 8. С. 29-31.

5. Семенович Т. В., Мижевикина А. С. Изменение аминокислотного состава молока коров при введении седи-мина // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. 2012. Т. 2. № 23. С. 99-102.

6. Таов И. Х., Тлейншева М. Г., Тарчоков Т. Т. Аминокислотный состав молока коров - первотелок разного генотипа // Аграрная Россия. 2006. № 4. С. 31-32.

7. Тепел А. Химия и физика молока. М.: Пищевая промышленность, 1989. 168 с.

8. Шунина М. В., Чернобровкин М. Г., Шаповалова Е. Н., Шпигун О. А. Влияние температуры и микроволнового излучения на образование производных аминокислот // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2006. Т. 47. С. 262-264.

24

№№№. т-Э¥и. пагосі. ги