Качественный состав и свойства молока в зависимости от уровня биоэлектрического потенциала биологически активных центров коров

УДК 636.2.034

К.А. Лещуков, А.В. Мамаев, С.С. Степанова

Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина, Орел

КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА МОЛОКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ КОРОВ

Актуальным представляется разработка способов экспресс-оценки состава и свойств молока для технологической классификации и прогнозирования с целью дальнейшего направления его использования. Резервы повышения их эффективности для молока-сырья далеко не исчерпаны. Перспективна оценка качественного состава и свойств молока с помощью измерения уровня биопотенциала системы поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ). Целью исследований являлось изучение взаимосвязи уровня биопотенциала поверхностно локализованных биологически активных центров коров с санитарно-гигиеническими характеристиками полученного от них молока. В опытах использовано свежевыдоенное молоко, полученное от пяти групп коров черно-пестрой голштинизиро-ванной породы второй лактации, средней живой массой 530-565 кг, со среднегодовым удоем 6700-7200 кг. В отобранных средних пробах молока определяли содержание соматических клеток, мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 см3 молока (КМАФАнМ), термоустойчивость. В результате исследований установлено: интенсивность метаболизма и секреции в молочной железе, которые обусловлены содержанием микрофлоры, провоцирующей маститы, и предопределяют устойчивость мицелл казеина к действию высоких температур, оказывает влияние на санитарно-гигиенические характеристики и термоустойчивость свежевыдоенного молока (их можно оценивать по уровню среднего биопотенциала ПЛБАЦ кожи коров № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44, сегмен-тарно детерминированных связями с вегетативной нервной системой). На основании результатов проведенных исследований разработан способ экспресс-оценки качественного состава и свойств молока.

Ключевые слова: молочное животноводство, коровы, биологически активные центры, уровень биопотенциала, состав и свойства молока.

Введение

Уровень молочной продуктивности и качество молока обусловлены влиянием многочисленных факторов, к их числу прежде всего можно отнести генетически детерминированный уровень продуктивности, физиологическое состояние и здоровье животных, продолжительность хозяйственного использования. Кроме того, значительное влияние на продуктивность и качество получаемого молока оказывают технология кормления и содержания коров.

В то же время с увеличением количества неблагоприятных стресс-факторов внешней среды, связанных с технологией получения молока и высокой техногенной нагрузкой на животных, проблема производства и сохранения качества молока-сырья с высокой пищевой ценностью приобретает в последнее время большую значимость. Достижение высоких производственных показателей, обеспечивающих эффективность молочного животноводства, невозможно без использования новых методов, предлагаемых научным сообществом. На сегодняшний день получено значительное количество научных данных о влиянии различных естественных и искусственных воздействий на молочную продуктивность коров, которые дают возможность достаточно эффективно регулировать качество молока.

© Лещуков К.А., Мамаев А.В., Степанова С.С., 2017

В то же время известно, что кожа, в которой расположены структурные элементы поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ), и молочная железа имеют общее эмбриональное происхождение.

На наш взгляд, недостаточно изучены вопросы получения диагностической информации и разработки информативных способов экспресс-оценки показателей функционального гомеостаза животных и качества получаемой от них продукции с помощью системы поверхностно локализованных биологически активных центров.

Поэтому далее были проведены исследования по изучению взаимосвязи уровня биопотенциала поверхностно локализованных биологически активных центров коров с санитарно-гигиеническими характеристиками полученного от них молока.

Цель исследований - разработка способа экспресс-оценки и прогнозирования качественного состава и свойств молока коров до выдаивания по уровню биоэлектрического потенциала биологически активных центров кожи.

Материал и методы

Руководствуясь метамерной организацией структуры, иннервации и взаимосвязями поверхностно локализованных биологически активных центров с внутренними органами, а также строением и связями вегетативной нервной системы, было высказано предположение о том, что интенсивность обменных процессов и секреции в молочной железе зависит от способности организма проявлять защитные функции в отношении находящихся в ней микроорганизмов, содержание которых можно оценивать в свеже-выдоенном молоке по уровню биопотенциала ПЛБАЦ кожи коров № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44, сегментарно детерминированных связями с вегетативной нервной системой [1]. Локализация и нумерация центров приняты по Г.В. Казееву [3].

Исследования проведены на базе ФГУП «Стрелецкое» ФГБНУ ВНИИ ЗБК Орловской области. В опытах использовано свежевыдоенное молоко, полученное от пяти групп коров черно-пестрой голштинизированной породы второй лактации, средней живой массой 530-565 кг, со среднегодовым удоем 6700-7200 кг. В каждой группе было по 5 гол. Группы сформированы по принципу пар-аналогов. Вначале измеряли уровень биопотенциала ПЛБАЦ № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44 и вычисляли его среднюю величину. Пробы молока брали на 180-й день лактации. В отобранных средних пробах определяли содержание соматических клеток, мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 см3 молока (КМАФАнМ).

Поиск ПЛБАЦ и измерение уровня их биопотенциала проведены по методике А.М. Гуськова, А.В. Мамаева (1996) при помощи электроизмерительного прибора ЭЛАП. Отбор проб молока осуществлен в соответствии с ГОСТ 26809-86. Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу. В отобранных средних пробах устанавливали: содержание соматических клеток по ГОСТ 23453-2014. Молоко сырое. Методы определения соматических клеток; количество ме-зофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 см3 молока (КМАФАнМ) по ГОСТ Р 53430-2009. Молоко и продукты переработки молока. Методы микробиологического анализа. Термоустойчивость молока - по алкогольной пробе согласно ГОСТ 25228-82.

Полученные данные обработаны методами вариационной статистики с вычислением критерия достоверности по Стьюденту в компьютерной программе Microsoft Office Excel 2007. Различия считались достоверными при *Р < 0,05; **Р < 0,01; ***Р < 0,001.

Результаты исследований

В результате ранее проведенных исследований [4] установлено, что в организме биологически активные центры представлены единой системой, обеспечивающей жизненно важные функций животного организма. Доказана связь некоторых ПЛБАЦ с различными отделами нервной вегетативной системы [4; 8; 9].

В наших исследованиях зафиксировано, что интенсивность секреторной функции и метаболизма в молочной железе влияет на качественные характеристики и состав молока-сырья, которые можно оценивать по уровню среднего биопотенциала ПЛБАЦ кожи коров № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44, сегментарно детерминированных связями с вегетативной нервной системой (табл. 1).

Таблица 1

Уровень биоэлектрического потенциала биологически активных центров у коров с разным санитарно-гигиеническим состоянием молока, М + m

Исследуемый показатель Группа опыта

1-я (контроль) Высший сорт молока 2-я Первый сорт молока

Количество животных, гол. 5 5

Средний уровень биоэлектрического потенциала, мкА 22,5 ± 1,17 32,8 ± 0,91**

Живая масса коров, кг 534,5 ± 3,4 563,7 ± 4,0**

Среднегодовой удой коров, кг 6704,7 ± 212,8 7257,3 ± 146,8*

Количество соматических клеток в 1 см3 молока 160000 ± 1,1 380000 ± 6,8***

Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 см3 молока 70000 ± 6,1 200000 ± 10,6***

Примечание. Различия статистически достоверны по сравнению с контролем: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.

Из таблицы видно, что в молоке коров второй опытной группы показатель КМА-ФАнМ в среднем на 65,0% выше при высокодостоверных (Р < 0,001) различиях относительно контроля. Количество соматических клеток как показатель здоровья молочной железы также выше в молоке коров второй группы в среднем на 57,8% при высокодостоверных (Р < 0,001) различиях относительно контроля. У этих животных уровень биопотенциала системы ПЛБАЦ в среднем выше на 45,7% при высокодостоверных (Р < 0,01) различиях относительно контрольной группы. То есть, чем выше уровень среднего биопотенциала ПЛБАЦ № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44, тем ниже санитарно-гигиенические характеристики молока. Большинство исследователей связывают повышенное содержание соматических клеток в молоке с наличием воспаления в молочной железе, вызванным чаще всего микрофлорой, провоцирующей маститы. Кроме того, в молоке увеличивается содержание лейкоцитов, так как согласно клеточной теории воспаления, созданной И.И. Мечниковым, они начинают процесс фагоцитоза, усиленно мигрируя в очаг воспаления.

Уровень соматических клеток в молоке коров второй опытной группы свидетельствует о наличии субклинического мастита [10]. Вместе с тем, в молочной железе для борьбы с чужеродной микрофлорой усиливается синтез антибактериальных веществ -лизоцимов, лактенинов, лактоферона. Это вызывает усиление метаболических процессов в молочной железе, что, очевидно, связано с повышением уровня биопотенциала поверхностно локализованных биологически активных центров.

Поэтому интенсивность обменных процессов и секреции в молочной железе, обусловленных в том числе содержанием микрофлоры, провоцирующей маститы, оказывает влияние на санитарно-гигиенические характеристики свежевыдоенного молока, которые можно оценивать по уровню среднего биопотенциала ПЛБАЦ кожи коров № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44, сегментарно детерминированных связями с вегетативной нервной системой.

В условиях возросших требований потребителей к качеству продукта необходима строгая сортировка молока по термоустойчивости. Это его свойство определяется способностью казеина оставаться в коллоидной суспензии, а сывороточных белков - в растворе при воздействии высоких температур. В разных регионах России доля молока, пригодного к интенсивной тепловой обработке, невысокая и составляет лишь 60-75%, в отдельные сезоны года еще более низкая.

Поэтому актуальность установления термоустойчивости молока-сырья не вызывает сомнений, так как является показателем его технологической пригодности.

Далее были проведены исследования по изучению уровня биоэлектрического потенциала биологически активных центров у коров с разной термоустойчивостью полученного молока (табл. 2).

Таблица 2

Уровень биоэлектрического потенциала биологически активных центров у коров с разной термоустойчивостью полученного молока, М + m

Исследуемый показатель Группа тер по алкогольной п )моустойчивости молока зобе

1-я (контр.) 2-я 3-я 4-я 5-я

Количество голов 5 5 5 5 5

Средний УБП, мкА 42,3 ± 1,22 37,6 ± 1,46 33,9±1,05* 27,6 ± 1,88** 22,3 ± 2,08***

Живая масса, кг 648,5 ± 3,2 642,7 ± 4,3 636,0 ± 4,8 628,6 ± 3,4* 623,5 ± 3,6*

Среднегодовой удой, кг 6903 ± 108,5 6720 ± 112,6 6650 ± 102,6 6595 ± 96,3 6532 ± 92,9

Объемная доля этилового спирта при определении термоустойчивости, % 80 75 72 70 68

Примечание. Различия статистически достоверны по сравнению с контролем: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что существует прямая корреляционная зависимость между уровнем среднего биопотенциала ПЛБАЦ № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44 и устойчивостью белков молока к действию высоких температур. Чем выше уровень биопотенциала системы ПЛБАЦ, тем выше термоустойчивость свежевыдоенного молока по алкогольной пробе.

На термоустойчивость, следовательно, и на степень дисперсности мицелл казеина молока оказывают влияние большое число факторов, среди которых генетическая предрасположенность, сезон года и стадия лактации, обусловливающие количество растворимого кальция в молоке, его солевой и белковый состав, рацион кормления, наличие клинических признаков мастита и так далее. Указанные факторы детерминируют интенсивность секреторной функции и метаболизма в молочной железе, что предопределяет качество получаемого молока.

В этой связи интенсивность секреторной функции и метаболизма в молочной железе, предопределяющие устойчивость мицелл казеина к действию высоких темпера-

тур, оказывают влияние на термоустойчивость молока, которую можно оценить по уровню среднего биопотенциала ПЛБАЦ кожи коров № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44.

Заключение

На основании результатов проведенных исследований установлена взаимосвязь уровня биоэлектрического потенциала биологически активных центров коров, связанных метамерно-структурной организацией со строениями и связями вегетативной нервной системы. При этом показатель биопотенциала - отражение уровня функционального состояния молочной железы коров, имеющей общее эктодермальное происхождение с кожей.

В этой связи разработан способ экспресс-оценки и прогнозирования качественного состава и свойств молока по уровню биопотенциала ПЛБАЦ кожи, который прошел производственные испытания в условиях АО АПК «Орловская Нива» в СП комплексе по производству молока «Сабурово» Орловской области. Новизна и приоритет разработанного способа защищены патентами РФ на изобретения № 2431830, № 2532371, № 2576508. Способ рекомендован к использованию для прогнозирования и технологической классификации качественного состава и свойств молока коров с целью определения направления дальнейшего его использования.

K.A. Leshchukov, A.V. Mamaev, S.S. Stepanova

Orel State Agrarian University named after N. V. Parakhin, Orel

Qualitative composition and the properties of milk depending on the level of bioelectric potential of biologically active centers of cows

The development of methods for the rapid assessment of the composition and properties of milk for technological classification and forecasting with the aim of further directing its use seems to be topical. Reserves for improving the efficiency of methods for express evaluation of the composition and properties of raw milk are far from being exhausted. The evaluation of the qualitative composition and properties of milk by measuring the level of the biopotential of a system of surface-localized biologically active centers (SLBAC) seems promising. The aim of the studies was to study the relationship between the level of biopotential of surface-localized biologically active centers of cows and the sanitary-hygienic characteristics of the milk obtained from them. In the experiments, we used freshly extracted milk obtained from five groups of black-and-white Holstein cows of the second lactation with an average live weight of 530-565 kg and an average annual milk yield of 6.700-7.200 kg. In the selected samples of milk, we determined the content of somatic cells and mesophilic, aerobic and facultative anaerobic microorganisms in 1 cm3 of milk (QMAFAnM), and the thermal stability. As a result of the research, it has been established that the intensity of metabolism and secretion in the mammary gland, which are caused by the content of microflora that provokes mastitis and predetermine the stability of casein micelles to the action of high temperatures, influences the sanitary and hygienic characteristics and the thermal stability of freshly squeezed milk, which can be estimated according to the level of the average biopotential of SLBAC cells № 1, № 3, № 16, № 20, № 38, № 39, № 44, segmentally determined by connections with the autonomic nervous system. Based on the results of the studies, a method for express evaluation of the qualitative composition and properties of milk was developed.

Keywords: dairy cattle breeding, cows, biologically active centers, bio-potential level, composition and properties of milk.

Список литературы References

1. Скопичев В.Г. Частная физиология : учеб. 1. Skopichev V.G. Chastnaya fiziologiya :

пособие для студ. вузов / В.Г. Скопичев. - М. : Ко- ucheb. posobie dlya stud. vuzov / V.G. Skopichev. -лос С, 2008. - 720 с. M. : Kolos S, 2008. - 720 s.

2. Илюшина Л.Д. Гистохимические характеристики поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ) и воспроизводительная функция крупного рогатого скота : дис. ... канд. биол. наук : 03.00.13 / Л.Д. Илюшина. - Орел, 2002. - 155 с.

3. Казеев Г.В. Ветеринарная акупунктура / В.Г. Казеев. - М. : РИО РГАЗУ, 2000. - 396 с.

4. Мамаев А.В. Теоретические и прикладные аспекты использования компенсаторной системы животных при оценке их функционального состояния и стимуляции репродуктивной функции : дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.13 / А.В. Мамаев. - Боровск, 2005. - 333 с.

5. Мамаев А.В. Оценка качества молока по физиологическому показателю коров / А.В. Мамаев, С.С. Степанова, К.А. Лещуков // Вестн. Орел-ГАУ. - 2011. - № 4. - С. 53-56.

6. Комарова Н.К. Научное обоснование новых технологических методов повышения молочной продуктивности коров на основе использования лазерного излучения : дис. ... д-ра с.-х. наук : 06.02.04 / Н.К. Комарова. - Оренбург, 1999. - 409 с.

7. Козлов А.В. Современная акупунктура / А.В. Козлов. - Смоленск : СГМА. - 1996. - 240 с.

8. Оказов Т.А. Рост, развитие, резистентность телят и молочная продуктивность коров при лазеропунктуре : дис. ... канд. биол. наук : 03.00.13 / Т.А. Оказов. - Владикавказ, 2009. - 151 с.

Лещуков Константин Александрович,

канд. биол. наук, доцент, Орловский ГАУ, kostl77@mail.ru; Мамаев Андрей Валентинович, д-р биол. наук, проф., Орловский ГАУ, shatone@ mail.ru; Степанова Светлана Сергеевна, канд. биол. наук, Орловский ГАУ, merkulovacc@mail.ru.

2. Ilyushina L.D. Gistoximicheskie xarakter-istiki poverxnostno lokalizovannyx biologicheski ak-tivnyx centrov (PLBAC) i vosproizvoditel'naya funk-ciya krupnogo rogatogo skota : dis. ... kand. biol. nauk : 03.00.13 / L.D. Ilyushina. - Orel, 2002. - 155 s.

3. Kazeev G.V. Veterinarnaya akupunktura / V.G. Kazeev. - M. : RIO RGAZU, 2000. - 396 s.

4. Mamaev A.V. Teoreticheskie i prikladnye aspekty ispol'zovaniya kompensatornoj sistemy zhi-votnyx pri ocenke ix funkcional'nogo sostoyaniya i stimulyacii reproduktivnoj funkcii : dis. ... d-ra biol. nauk : 03.00.13 / A.V. Mamaev. - Borovsk, 2005. -333 s.

5. Mamaev A.V. Ocenka kachestva moloka po fiziologicheskomu pokazatelyu korov / A.V. Mamaev, S.S. Stepanova, K.A. Leshhukov // Vestn. OrelGAU. -2011. - № 4. - S. 53-56.

6. Komarova N.K. Nauchnoe obosnovanie novyx texnologicheskix metodov povysheniya mo-lochnoj produktivnosti korov na osnove ispol'zovaniya lazernogo izlucheniya : dis. ... d-ra s.-x. nauk : 06.02.04 / N.K. Komarova. - Orenburg, 1999. - 409 s.

7. Kozlov A.V. Sovremennaya akupunktura / A.V. Kozlov. - Smolensk : SGMA. - 1996. - 240 s.

8. Okazov T.A. Rost, razvitie, rezistentnost' telyat i molochnaya produktivnost' korov pri lazero-punkture : dis. ... kand. biol. nauk : 03.00.13 / T.A. Okazov. - Vladikavkaz, 2009. - 151 s.

Leshchukov Konstantin Aleksandrovich,

Cand. Biol. Sci., Ass. Prof., Orel SAU, kostl77@ mail.ru; Mamaev Andrey Valentinovich, Dr. Biol. Sci., Prof., Orel SAU, shatone@mail.ru; Stepanova Svetlana Sergeevna, Cand. Biol. Sci., Orel SAU, merkulovacc@mail.ru.