Биотехнология повышения качества и увеличения производства молока

Стратегической целью, стоящей перед пищевой и перерабатывающей промышленностью АПК, является обеспечение устойчивого и гарантированного снабжения населения страны качественным и безопасным продовольствием. Цель можно считать достигнутой в том случае, если осуществляется принцип постоянства внутренних сырьевых ресурсов, в т. ч. необходимых резервных фондов [10, 21, 22].

За последнее время в России отмечается принятие ряда значимых мероприятий по развитию сырьевой базы для пищевой промышленности. Осуществляется приоритетный национальный проект «Развитие агропромыш- ленного комплекса», а также вступил в действие Федеральный закон «О развитии сельского хозяйства», в соответствии с которым разработаны:

• – стратегия развития рыбохозяйственного комплекса;

  – государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия [15].

Однако, несмотря на принятые меры, остается ряд системных нерешенных проблем, которые сдерживают развитие отдельных отраслей пищевой промышленности.

Одной из такой проблем является форми- рование сырьевой базы для пищевой и перерабатывающей промышленности АПК. Темпы роста животноводческой отрасли сельского хозяйства не удовлетворяют потребности пищевой и перерабатывающей промышленности и не являются основным рычагом насыщения рынка мясной и молочной продукцией.

Спрос на социально значимые пищевые продукты, вырабатываемые мукомольнокрупяной, хлебопекарной, рыбной, молочной, мясной, сахарной и масложировой отраслями, имеет постоянный характер [1, 3, 18]. Данный фактор во многом должен определять поступление инвестиционных средств в обновление материально-технической базы предприятий агропромышленного комплекса и предприятий пищевой промышленности [5, 11, 25].

Дефицит высококачественного сырья с необходимыми качественными показателями для агропромышленной обработки является главной системной проблемой, которая характерна для всех отраслей перерабатывающей и пищевой промышленности [2, 12, 13].

Основными факторами, сдерживающими рост производства молока и молочных продуктов, являются недостаточность предложения молочного сырья требуемого качества, сезонность его производства, а также несоответствие уровня материально-технической базы молокоперерабатывающих предприятий современным требованиям экологии и ресур-со- и энергоэффективности [9, 14].

В этой связи перед молочной отраслью стоит первоочередная задача – увлечение производства молочного сырья и повышения его качественных характеристик с целью наращивания производства высококачественной готовой продукции.

В практике сельскохозяйственных производителей решение указанной задачи состоит в применении разнообразных кормовых добавок, позволяющих дополнить рационы сельскохозяйственных животных разнообразными биологически активными веществами, в том числе микроэлементами [4, 6–8, 16, 20].

За последние годы установлено, что природные кормовые добавки способны абсорбировать вредные контаминанты, мигрирующие в пищевые продукты из-за неблагоприятных условий выращивания и содержания сельскохозяйственных животных и птицы. Научно доказано, что применение природных минералов в рационах сельскохозяйственных животных и птицы положительно влияет на продуктивные качества и эффективность произ- водства сельскохозяйственной продукции [23, 24, 26].

Что касается вопроса применения природных кормовых добавок для повышения качественных характеристик сельскохозяйственного сырья, то предметом внимания в данных направлениях исследований остается вопрос влияния природных минералов, добавляемых в рацион сельскохозяйственных животных, на продуктивность, состав и свойства молока-сырья.

Уральский регион богат месторождениями природных алюмосиликатов – цеолитов, на основе которых выпускаются разнообразные кормовые природные добавки. Применение в сельскохозяйственной практике минеральных добавок во многом позволяет удешевить выход готовой продукции, а также обогатить рацион животных разнообразными микро- и макроэлементами. Цеолиты добавляются в рацион животных в незначительном количестве, но способны стимулировать функциональные резервы организма животных, формировать стойкий иммунитет, улучшать физиологическое состояние и тем самым повышать продуктивность животных и птицы. Также известны такие свойства алюмосиликатов, как участие в усвоении азота, фосфора и кальция, а также способствование в перевариваемости питательных веществ корма [19].

Целью наших исследований послужило установление влияния природной кормовой добавки витартил, полученной из уральских цеолитов, на технологические свойства и состав молока-сырья.

Исследования по влиянию природной кормовой добавки витартил на свойства молока были проведены в Челябинской области. Научно-хозяйственный опыт состоял в формировании четырех групп лактирующих коров по 15 голов в каждой. Группы были сбалансированы по показателям возраста, продуктивности матерей, живой массы, породных особенностей. Все экспериментальные группы животных находились в одинаковых условиях содержания и кормления.

Схематически постановка научно-хозяйственного эксперимента представлена на рис. 1.

Различия между группами заключалось в том, что первая группа (контрольная) получала основной рацион, вторая группа к основному рациону получала природную добавку витартил в концентрации 0,25 г/кг живой массы, третья группа к основному рациону полу-

Рис. 1. Схема научно-хозяйственного опыта

чала витартил в концентрации 0,5 г/кг живой массы, четвертая – к основному рациону получала витартил в концентрации 0,75 г/кг живой массы. Добавку скармливали три раза каждые 15 дней с перерывом в 15 дней.

В ходе экспериментальных работ оценивали молочную продуктивность по показателям удоя, содержания белка и жира в молоке [17]. Один раз в месяц в течение двух смежных суток осуществляли учет потребления кормов животными взвешиванием розданных и несъеденных остатков. С целью оценки свойств и состава молока дополнительно определяли показатели сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), плотности, титруемой кислотности, содержания лактозы стандартизированными методиками.

Полученные результаты исследований обрабатывали с помощью биометрического метода, используемого в алгоритмах компьютерных программ Statgraf и Statistica.

В результате проведенных исследований были получены следующие данные.

Все подопытные животные получали однотипный рацион на протяжении всего опыта. Корма были одинаковыми: травянистыми – в пастбищный период, и сенажными – в стойловый. Рацион был типичным для большей части сельскохозяйственных предприятий Южного Урала. Для повышения биологической ценности рациона дополнительно коровам скармливали поваренную соль в количестве 0,07 кг.

Количество перевариваемого протеина на одну кормовую единицу в летнем рационе составляло 116,6 г, в зимнем – 108,8 г. В среднем данный показатель составил 113 г при норме 100–110 г на одну кормовую единицу, что представлено в табл. 1 и 2.

Основным селекционным признаком, по которому ведется отбор сельскохозяйственных животных для получения молока-сырья, является молочная продуктивность коров.

При оценке молочной продуктивности коров следует учитывать не только среднесуточный удой и удой за период лактации, но и такие важные для перерабатывающих предприятий показатели, как количество полученного молочного белка, количество молочного жира как в натуральном, так и в относительном выражении.

В табл. 3 и на рис. 2 приведены показатели молочной продуктивности коров при скармливании им природной кормовой минеральной добавки витартил.

Оценка полученных данных позволяет сделать вывод о положительном влиянии природной кормовой добавки на молочную продуктивность подопытных животных. В частности, удой у животных опытных групп в относительном выражении по сравнению с контрольной увеличился на 7,7–21,6 % (320,5–890,1 кг). Наибольшую молочную продуктивность имели коровы третьей групп, получавшие природную кормовую добавку в количестве 0,5 г на один килограмм массы

Таблица 1

Фактическое потребление кормов подопытными животными за 305 сут. лактации (в среднем на 1 животное, кг)

Корм	Группа
	I	II	III	IV
Соль поваренная	24,7	24,7	24,7	24,7
Витартил	–	5,70	11,4	17,1
Концентраты	1320	1320	1320	1320
Зеленая масса	5780	6800	6970	6050
Сенаж викоовсяный	3541,1	3638,9	3687,3	3546,2
Сено кострецовое	448,8	436,9	433,9	430,2

Таблица 2

Суммарное потребление питательных веществ рационов подопытными животными за 305 сут. лактации (в среднем на 1 животное, кг)

Питательные вещества	Группа
	I	II	III	IV
Переваримый протеин, кг	389,59	426,97	432,25	396,14
Переваримый протеин на 1 МДж обменной энергии, г	10,08	10,49	10,39	9,98
Переваримый протеина на 1 к. ед., г	111,30	115,57	114,21	108,84
Корм. ед., кг	3505,26	3698,62	3784,66	3639,59
Обменная энергия, МДж	38561,22	40668,74	41602,34	39679,92
ЭКЕ	3856,12	4066,87	4160,23	3967,99
СПО	0,82	0,82	0,82	0,91
Сырая клетчатка, кг	1067,90	1182,76	1154,47	1118,64
Сахара, кг	321,19	382,12	380,93	362,20
Сухие вещества, кг	3899,74	4272,88	4190.83	4284,85
КОЭ, МДж	9,12	9,10	9,12	9,10
Уровень СК и СВ, %	27,38	27,68	27,53	26,1
Каротин, г	311,0	359,52	361,22	342,38
Фосфор, кг	15,23	16,89	16,72	15,98
Кальций, кг	25,64	28,73	28,33	26,72
Са:Р	1,7:1	1,7:1	1,7:1	1,7:1

Таблица 3

Молочная продуктивность коров ( X ±Sx )

Показатель	Группа
	I	II	III	IV
Количество молочного белка, кг	133 ± 2,38	155 ± 1,76*	158 ± 0,97	138 ± 1,45
Количество молочного жира, кг	158 ± 1,78	187 ± 2,40*	193 ± 1,34***	166 ± 1,35**
МДБ, %	3,22 ± 0,01	3,22 ± 0,01	3,14 ± 0,02**	3,10 ± 0,02**
МДЖ, %	3,82 ± 0,02	3,88 ± 0,03	3,84 ± 0.02	3,73 ± 0,03**
Среднесуточный удой, кг	13,9 ± 0,13	16,0 ± 0,46*	16,6 ± 0,39	14,6 ± 0,64*
Продолжительность лактации, сут.	297,3 ± 3,44	301,7 ± 3,37	302,6*1,56	305,2 ± 2,15
Удой за 305 сут. лактации, кг	4129,0 ± 45,3	4828,8 ± 63,9**	5019,1 ± 42,6***	4449,5 ± 38,8**

Здесь и далее: * Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001

■ Количество молочного белка, кг ■ Количество молочного жира, кг

Рис. 2. Количество полученного молочного белка и жира по опытным группам за период исследования

животного. Преимущество третьей группы над другими экспериментальными группами составило 198,3–890,1 (4,8–21,6; Р < 0,05– 0,01).

Анализ среднесуточного удоя показал, что животные третьей группы имели превосходство над остальными по показателям содержания молочного белка и жира, являющимися одними из важнейших показатели в молокоперерабатывающей отрасли. Превосходство третьей группы над другими по показателю содержания молочного жира составило 35 кг (22,1 %; Р < 0,01), 6 кг (3,2 %, Р < 0,05) и 27 кг (16,3 %, Р < 0,01), по показателю содержания молочного белка – 25 кг (18,8 %, Р < 0,01), 3 кг (1,9 %, Р < 0,05) и 20 кг (14,5 %, Р < 0,01).

При анализе среднесуточного удоя установлено, что животные третьей группы также имели превосходство над другими. Так, например, среднесуточный удой по сравнению с контрольной группой повысился на 17,1 % (Р < 0,01) и составил 2,7 кг.

Таким образом, введение в состав рациона коров черно-пестрой породы витартила в дозах 0,25–0,5 г/кг живой массы способствует повышению среднесуточного удоя, а увеличение дозы до 0,75 г/кг живой массы приводит к снижению продуктивности.

Проведя оценку уровня молочной продуктивности подопытных животных, можно сделать вывод, что в течение опыта количество молока-сырья, полученного от коров, было неодинаковым.

Помесячный анализ удоя, проводимый на протяжении лактации, позволяет спрогнозировать способность к раздою и провести мониторинг пиковой продуктивности подопытных животных. Данные для анализа приведены в табл. 4.

Динамика среднесуточного удоя по месяцам лактации показала его снижение у животных первой группы. У второй группы среднесуточный удой повышался до периода 60 суток от начала проведения исследований. Животные третьей группы показали стабильные удои в течение 10 суток лактации. Животные четвертой группы давали положительную динамику удоев до 45 суток, после чего отмечалось ее снижение, что представлено на рис. 3.

Следовательно, введение в рацион животных минеральной кормовой добавки оказывает влияние на показатели динамики среднесуточного удоя.

Таблица 4

Период исследования	Группа
	I	II	III	IV
Начало исследований	17,4 ± 0,18	17,4 ± 0,20	17,2 ± 0,19	17,7 ± 0,14
Через 15 сут.	17,0 ± 0,19	17,5 ± 0,20	17,9 ± 0,15	17,6 ± 0,14
30 сут.	16,5 ± 0,22	17,9 ± 0,21**	18,0 ± 0,16***	17,4 ± 0,16**
45 сут.	15,8 ± 0,21	18,0 ± 0,20**	17,8 ± 0,12**	16,5 ± 0,15*
60 сут.	15,4 ± 0,22	18,1 ± 0,21***	17,7 ± 0,14**	15,7 ± 0,17
75 сут.	13,9 ± 0,24	17,6 ± 0,19***	17,6 ± 0,12***	14,7 ± 0,15*
90 сут.	12,6 ± 0,22	17,5 ± 0,21***	17,7 ± 0,11***	14,1 ± 0,16**
120 сут.	10,5 ± 0,29	16,4 ± 0,25***	16,7 ± 0,18***	11,8 ± 0,26*
В среднем	14,9 ± 0,22	17,6 ± 0,21***	17,6 ± 0,15***	15,7 ± 0,17*

Среднесуточный удой коров за период исследований, кг ( X ±Sx )

Месяц лактации

Рис. 3. Лактационные кривые коров подопытных групп

Таблица 5

Показатель	Группа
	I	II	III	IV
Кислотность, °Т	16,4 ± 0,112	16,4 ± 0,118	16,2 ± 0,093	16,2 ± 0,107
Плотность ,° А	29,4 ± 0,0,111	29,4 ± 0,133	29,2 ± 0,148	29,1 ± 0,115
Лактоза , %	4,67 ± 0,016	4,68 ± 0,015	4,69 ± 0,012	4,67 ± 0,013
Сывороточные белки, %	0,71 ± 0,002	0,71 ± 0,001	0,69 ± 0,002	0,68 ± 0,002
Общий белок, %	3,22 ± 0,011**	3,22 ± 0,014***	3,12 ± 0,006	3,09 ± 0,009
в т.ч. казеин, %	2,51 ± 0,010	2,50 ± 0,016	2,43 ± 0,008	2,41 ± 0,007
Жир, %	3,83 ± 0,014	3,88 ± 0,010	3,81 ± 0,012	3,73 ± 0,014
СОМО, %	8,67 ± 0,021	8,67 ± 0,013	8,62 ± 0,021	8,56 ± 0,016
Сухое вещество, %	12,50 ± 0,028	12,55 ± 0,021*	12,42 ± 0,008	12,29 ± 0,021
Энергетическая ценность, ккал (кДж)	67,18/281,3	67,18/283,4	66,67/279,1	66,73/275,2

Физико-химические показатели молока ( X ±Sx )

Одним из основных признаков молочной продуктивности коров принято считать содержание белка и жира в молоке, а также других компонентов. С этой целью были проведены контрольные доения в период лактации.

Полученные результаты позволили сделать выводы о влиянии минеральной кормовой добавки на физико-химические свойства молока (табл. 5).

Как видно из табл. 5, наибольшее количество сухих веществ и жира содержалось в молоке, полученном от второй группы. Животные остальных групп по данным показателям уступали ей на 0,05–0,26 % и 0,05–0,15 % соответственно.

Известно, что чем больше в молоке белка и СОМО, тем выше его биологическая ценность. По данным показателям преимущество было у молока, полученного от коров первой и второй группы. Молоко, полученное от животных третьей и четвертой группы, содержало меньше СОМО и общего белка на 0,05–0,11 % и 0,10–0,13 % (Р < 0,01) соответственно.

Такая же тенденция наблюдалась по показателям массовой доли казеина и сывороточных белков.

По показателям содержания лактозы, кислотности и плотности существенных различий между группами не наблюдалось. Показатели плотности и титруемой кислотности в течение всего опыта оставались в пределах 28,8–29,3 °А и 16–16,5 °Т соответственно.

Высокое содержание массовой доли жира в молоке, полученного от животных первой и второй группы, повлияло на его энергетическую ценность. Так энергетическая ценность молока, полученного от животных этих групп превышала данный показатель у молока, полученного от третьей и четвертой группы на 0,51–1,95 ккал (2,2–8,2 кДж).

Динамика физико-химических показателей молока, полученных от коров всех подопытных групп, показала, что в течение лактации содержание сухого вещества и его компонентов в первые три месяца постепенно снижалось, после чего было установлено увеличение значения показателей состава молока до одиннадцати месяцев включительно. Третья опытная группа на одиннадцатом месяце лактации показала снижение показателей жира, сухого вещества и белка, что, на наш взгляд, связано с наиболее высокими показателями удоя животных данной группы при их запуске.

Таким образом, проведенные исследования показали, что для повышения среднесуточного удоя молока у лактирующих коров необходимо добавлять в рацион минеральную кормовую добавку к концентрации 0,5 г/кг живой массы. Для повышения содержания белка и жира в молоке следует вводить в рацион витартил в количестве 0,25 г/кг живой массы.