Изучение активности каталазы в молоке коров

Молоко – биологическая жидкость, вырабатываемая молочными железами самок млекопитающих. Для питания населения используют молоко различных сельскохозяйственных животных. На предприятиях молочной промышленности в основном перерабатывается коровье молоко.

Молоко имеет сложный химический состав. В нем насчитывается более 200 различных компонентов, наиболее значимыми из которых являются вода, белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, гормоны, ферменты. Химический состав молока животных непостоянен и зависит от различных факторов. Состояние здоровья коров в этом отношении играет ключевую роль.

Мастит (от греч. μαστός – «сосок») – воспаление молочной железы в результате бактериальной инфекции. Возникновению маститов способствуют неправильное содержание коров и недобросовестный уход за ними. Заболевание сопровождается снижением секреции молока и изменением его состава и свойств. В маститном молоке массовая доля жира снижается до 2,2%, лактозы – до 3,6%, массовая доля белка повышается до 6,0% за счет увеличения содержания сывороточных белков, а доля казеина заметно уменьшается, плотность и кислотность снижаются. При этом консистенция молока становится водянистой, часто хлопьевидной, слизисто-творожистой, иногда пенящейся, со следами крови и гноя. Молоко имеет неприятный запах, слабосолено-горький вкус. Клиническую форму мастита с ярко выраженными изменениями состава и свойств молока легко распознать. Труднее определить наличие маститного молока в сборном при субклинических (скрытых) формах мастита. Молоко больных животных не подлежит приемке на предприятия молочной промышленности.

Для выявления маститного молока или его примеси в сборном используют пробу на каталазу. Каталаза – фермент класса оксидоредуктаз, катализирует реакцию разложения пероксида водорода. Каталаза – двухкомпонентный фермент, димер, гемопротеид. В активном центре имеет протогематин. Молекулярная масса 225000230000. Оптимум действия находится при рН=7-8 и при температуре 20-400С, рI=5,4-5,7. Действие каталазы проявляется уже при 00С, нагревание до 75-800С разрушает ее.

Возможный механизм действия каталазы описывается уравнениями:

Каталаза-FeOH+H 2 O 2 →Каталаза-FeOOH+H 2 O

Каталаза-FeOOH+H 2 O 2 →Каталаза-FeOH+O 2 ↑+H 2 O

Нативная каталаза переходит в молоко из клеток молочной железы. Фермент также вырабатывают содержащиеся в молоке бактерии и лейкоциты. В свежем молоке, полученном от здоровых животных, каталазы содержится мало. В молоке, полученном от больных животных, ее активность резко увеличивается. Активность каталазы в свежевыдоенном молоке, полученном от здоровых животных, составляет 4-16 Е, в «маститном» – 62 Е и более. Активность каталазы кроме стандартных единиц (Е) можно представлять в международных единицах (нкат). Зависимость между отдельными единицами активности каталазы следующая: 1Е=16,67 нкат.

Целью нашего исследования являлось изучение активности каталазы в молоке коров с клинической и субклинической формами мастита. Для этого в ООО «Юпитер» Болховского района Орловской области были отобраны 5 образцов молока больных животных, получающих лечение и находящихся на карантине. В качестве контроля использовали молоко здорового животного.

Для постановки пробы на каталазу использовали перманганатометрический метод. Сущность метода состоит в количественном определении пероксида водорода, разложенного каталазой, содержащейся в 1 см3 молока, за 1 мин при 250С. Неразложившийся пероксид водорода оттитровывают раствором перманганата калия в кислой среде:

5H 2 O 2 +2KMnO 4 +3H 2 SO 4 →2MnSO 4 +K 2 SO 4 +8H 2 O+5O 2 ↑

Количество разложившегося пероксида водорода находят по разнице между контрольным и опытным титрованием.

Результаты опыта представлены в таблице.

Таблица – Активность каталазы в молоке коров

Таким образом, наши исследования подтверждают, что в молоке коров, больных маститом, активность каталазы резко увеличивается. При этом в образце №6 у животного с субклинической формой активность фермента была самой высокой, а наиболее низкая активность среди больных животных была выявлена в образце молока №2 у животного с клинической формой мастита, что, скорее всего, объясняется временем начала лечения.

Учитывая, что мастит приносит многомиллионные убытки в молочной промышленности, необходимо проводить его своевременную диагностику и лечить заболевших животных.