Экологический мониторинг молока и молочных продуктов

Экологический мониторинг молока и молочных продуктов

Х.Х. Тагиров, д.с.-х.н, профессор,

Э.М. Андриянова, аспирантка, Башкирский ГАУ

Основную опасность в условиях повышенного антропогенного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами представляет поступление ксенобиотиков в организм человека вместе с пищей. Доказано, что порядка 70% токсикантов проникает в организм именно этим путем. При этом известно, что в России до 10% продукции содержат избыточное количество солей тяжелых металлов [1]. К ним относят элементы периодической системы с относительной молекулярной массой больше 40 и, как правило, обладающих сильной токсичностью, высокой биологической активностью. Превышение их количества вызывает нарушение обмена веществ, функций центральной нервной системы. Избыточное количество их оказывает канцерогенный и мутагенный эффект путем усиления перекисного окисления липидов, внедрения в клеточную мембрану, снижения митохондриального дыхания, нарушения кальциевого обмена [1, 2].

Наиболее широко в производстве используются свинец, ртуть, кадмий, цинк, кобальт, медь, марганец, поэтому их накопление во внешней среде представляет серьезную опасность [3].

Анализ литературных источников свидетельствует об отсутствии информации о влиянии проводимой голштинизации скота на экологическую характеристику молочной продукции [4]. Поэтому мониторинг получаемой продукции представляет определенный научно-практический интерес.

В этой связи с целью сравнительной оценки качества продукции коров черно-пестрой породы и ее голштинизированных помесей нами был проведен научно-хозяйственный опыт в СПК «Базы» Чекмагушевского района Республики Башкортостан. Основные направления данного хозяйства — зерновое и животноводческое. В структуре производства и реализации преобладают зерно, сахарная свекла, молоко и мясо.

Высокий уровень рентабельности данного предприятия достигается за счет интенсивного ведения сельскохозяйственного производства, что предполагает использование удобрений и пестицидов, вместе с которыми в почву вносится изрядное количество тяжелых металлов.

Объектами исследования были полновозрастные коровы, из которых мы по принципу аналогов сформировали 3 группы животных по 10 голов в каждой. В I группу входили чистопородные коровы черно-пестрой породы, во II — полукров-

ные помеси по голштинской породе, в III — гол-штинизированные помеси третьего поколения. Подопытным животным были созданы идентичные условия кормления и содержания.

Мониторинг молока на содержание токсичных металлов провели методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на ААС-1 в лаборатории ВНИИМС. При этом было установлено, что их содержание не превышает ПДК (предельно допустимых концентраций), что свидетельствует об экологической безопасности молочной продукции. При этом ртути — металла первого класса опасности — не было обнаружено ни в одном образце.

Нами в разрезе групп установлены различия по содержанию тяжелых химических элементов.

При этом рост концентрации анализируемых токсикантов в молоке происходил в последовательности: Сё Со > Мп > РЬ > Си > Fe > 2п.

Кадмий считается самым вредным из тяжелых металлов, при этом обладает выраженными канцерогенными и мутагенными свойствами [3].

Кадмия в молоке всех изучаемых групп содержалось незначительное количество и было ниже ПДК в 1 группе — в 3, во второй — в 4,3 и в третьей — в 10 раз.

Свинец относят к ядам, действующим преимущественно на нервную и сосудистые системы, кровь. Механизм токсического действия данного элемента объясняется способностью его блокировать сульфгидрильные группы в молекуле ферментов, участвующих в синтезе порфири-нов [2].

Хотя в молоке чистопородных коров содержание свинца не превышало ПДК, но все же его было больше, чем у помесных животных. В частности, на 42, 9% больше, чем у помесей первого поколения, и на 25,0% — помесей третьего поколения.

Токсичная концентрация кобальта вызывает полицитемию, нарушение функционального состояния ЦНС, щитовидной железы [2, 3]. Его содержание у помесей первого поколения было также наибольшим — оно превосходило аналогичный показатель у чистопородных и высококровных помесей соответственно в 1,11 и 1,43 раза.

Цинк, являясь сильным мутагеном, вступает в конкурентные отношения с другими металлами, усиливая действие других загрязнителей [1, 3]. Полученные нами результаты свидетельствуют, что полукровные животные по количеству цинка в молоке превосходили чистопородных коров на 9,3%, а помесей третьего поколения — на 13,8%.

Хотя содержание марганца в кормах не нормируется по существующим санитарно-гигиени-

ческим нормативам, все же его избыток может привести к негативным последствиям: изменению состава микрофлоры рубца, вызвать анемию, функциональные расстройства ЦНС [1]. Мониторинг по марганцу показал, что его содержание в молоке полукровных коров было больше, чем у чистопородных, на 13,2% и в 2 раза превышало показатели помесей третьего поколения.

Медь относится к высокотоксичным элементам, ионы которой активно вступают в реакции с аминокислотами и белками, образуя устойчивые комплексы, нарушая проницаемость мембран митохондрий [3].

А избыток железа, в первую очередь, может оказывать токсическое влияние на печень, селезенку, головной мозг, усиливать воспалительные процессы, приводить к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта [3].

Анализ сырья свидетельствует о лидирующей позиции коров третьей группы по содержанию меди и железа. Так, по количеству меди в молоке в 2,0 раза превосходили полукровных животных и 1,7 раза чистопородных.

Из всех изученных молочных продуктов меньше всего загрязнителей установлено в сливках. На наш взгляд, это связано с повышенным содержанием в данном виде продукции жиров, которые в меньшей степени, чем белки, способны связываться с тяжелыми металлами. Причем концентрация элементов возрастала в ряду: Со > Сё > РЬ > Мп >Си > Fe > 2п.

При этом максимальное количество меди, цинка, кадмия было установлено в сливках полукровных коров. Так, количество меди в продукции у них было больше в 2 раза, чем у чистопородных коров, и на 5,5%, чем у помесей третьего поколения, а содержание цинка в их продукции

составляло 139,0% и 130,0% от количества данного элемента у чистопородных и помесных коров третьего поколения. У сверстниц концентрация кадмия была в 2,0 раза ниже, чем у полукровок, и составила 0,01 мг/кг. Наибольшие различия были установлены по содержанию кобальта между оцениваемыми группами — размах составил 0,008—0,03 мг/кг. При этом максимальное его количество было выявлено у чистопородных коров.

Из всех продуктов, протестированных на экологическую безопасность, максимальное количество тяжелых металлов было обнаружено в твороге. Причем концентрация элементов возрастала в ряду: Со > Сё > РЬ > Мп > Си > Fe > 2п. При этом необходимо отметить, что количество кобальта было ниже, чем в молоке и сливках.

Концентрация некоторых поллютантов по сравнению с исходным сырьем в твороге возрастает в несколько раз. В частности, в твороге, полученном из молока чистопородных коров, концентрация меди и цинка возрастает в 5,6 и 1,5, а у животных третьей группы — в 3,9 и 2,6 раза по сравнению с исходным сырьем. Это можно объяснить тем, что поллютанты отличаются избирательной способностью связываться с протеинами, а творог состоит большей частью из белков.

Нами также установлены различия в содержании металлов в разрезе групп. Так, по меди первую позицию занимает творог, выработанный из молока помесей третьего поколения. Количество данного элемента в нем выше по сравнению с группами чистопородных животных и помесей первого поколения на 13,0% и на 22,0% соответственно.

Имеется тенденция в накоплении свинца с повышением доли кровности по голштинской

1. Содержание солей тяжелых металлов в молоке и молочной продукции, мг/кг

Генотип коров Содержание тяжелых металлов, мг/кг

еа РЬ Со 2п Си Бе Мп

Молоко

Черно-пестрый 0,010 0,100 0,018 1,27 0,12 0,53 0,053

'/2 голштинская х /2 черно-пестрая 0,007 0,070 0,020 1,40 0,10 0,70 0,060

7/8 голштинская х /8 черно-пестрая 0,003 0,080 0,014 1,23 0,20 0,80 0,030

Сливки

Черно-пестрый 0,010 0,025 0,030 1,03 0,10 1,00 0,07

'/2 голштинская х /2 черно-пестрая 0,020 0,060 0,008 1,43 0,19 0,80 0,05

7/8 голштинская х /8 черно-пестрая 0,010 0,060 0,018 1,10 0,18 0,75 0,05

Творог

Черно-пестрый 0,012 0,087 0,007 1,90 0,67 1,3 0,20

'/2 голштинская х /2 черно-пестрая 0,010 0,060 0,003 2,01 0,60 1,9 0,09

7/8 голштинская х /8 черно-пестрая 0,020 0,090 0,004 3,30 0,77 2,5 0,19

Сыворотка

Черно-пестрый 0,007 0,100 0,004 1,36 0,27 0,66 0,16

'/2 голштинская х /2 черно-пестрая 0,016 0,080 0,004 1,40 0,16 0,66 0,09

7/8 голштинская х /8 черно-пестрая 0,013 0,100 не обн. 1,50 0,20 0,87 0,10

породе. Если взять концентрацию свинца в твороге чистопородных коров за 100%, то показатель полукровных животных будет равен 105,7%, помесей третьего поколения — 173,7%.

Результатами наших исследований установлено, что аналогичная тенденция и в накоплении железа: помеси первого поколения превосходят чистопородных на 46,2%, а помесей третьего поколения — на 92,3%.

По контаминации свинца у чистопородных животных и помесей третьего поколения выявлены незначительные различия. В твороге полукровных помесей его содержание было примерно вдвое ниже, чем у сверстниц. При этом во всех образцах продукта содержание данного металла во много раз ниже ПДК.

Ценным побочным продуктом, остающимся после выработки творога, является творожная сыворотка. Здесь концентрация тяжелых металлов убывает в последовательности: кобальт > кадмий > свинец > марганец > медь > железо > цинк.

В разрезе групп зафиксировано низкое содержание меди, марганца и свинца у полукровных животных.

По содержанию свинца не установлено ощутимой разницы между чистопородными животными и голштинизированными третьего поколения. Полукровные животные уступали сверстницам по данному показателю на 25%. Во всех исследуемых образцах концентрация свинца приближалась к ПДК.

По железу высококровные помеси превосходили своих сверстниц на 31,8%.

В разрезе групп по количеству кобальта и железа установлена следующая картина: между

чистопородными животными и полукровными помесями нет ощутимых различий.

Общий анализ сыворотки показал, что количество всех тяжелых металлов было наибольшим у помесей третьего поколения, и наименьшим — у полукровных помесей. При этом чистопородные животные по суммарному количеству токсикантов занимали промежуточное положение. Так, чистокровные коровы превосходили помесей первого поколения на 8,6%, а помеси третьего поколения — на 15,4%.

В целом по породам нами были выявлены тенденции накопления в продукции высококровных по голштинской породе коров меди, цинка, свинца и железа. В продукции чистопородных коров обнаружено более высокая по сравнению с другими группами концентрация кобальта и марганца. Что касается помесей первого поколения, они занимали среднее положение между сравниваемыми группами.

Таким образом, проводимая голштинизация повышает уровень молочной продуктивности при сохранении ее экологической безопасности.

Литература

1. Фомичев, Ю.П. Экологические проблемы производства продуктов животноводства и охрана среды обитания сельскохозяйственных животных /Ю.П. Фомичев // Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Дубровицы, 1998. С. 14—15.

2. Щелкунов, Л.Ф. Пища и экология / Л.Ф. Щелкунов, М.С. Дудкин, В.Н. Корзун. Одесса: ЦСП «Оптимум», 2000. 517 с.

3. Казбулатов, Г.М. Минеральное питание коров по сельскохозяйственным зонам республики Башкортостан / Г.М. Казбулатов. Уфа: БГАУ, 2006. 89 с.

4. Волохов, И.М. Влияние генотипа коров на их продуктивность, качество и технологические свойства молока / И.М. Волохов // Молочная промышленность. 2006. № 7. С. 28-30.