Определение физико-химических показателей, содержание некоторых макро- и микроэлементов в молоке коров, больных бруцеллезом

Молоко коров играет в питании человека большую роль. В соответствии с Рекомендациями по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающими современным требованиям здорового питания, в год человек должен потреблять 325 кг молока и молокопро-дуктов в пересчете на молоко [1, 2]. Молоко богато жирами, белками, витаминами, макро- и микроэлементами, которые необходимы человеку для его нормальной жизнедеятельности. Однако молоко и молочные продукты способны передавать различные инфекционные болезни, такие как туберкулез, бруцеллез, сибирская язва и др. [3]. Для человека патогенными, видимо, являются бруцеллы всех видов: Br. suis, Br. neotome, Br. Ovis, Br. canis, но особенно опасен вид Brmelitensis, кторый вызывает овечий бруцеллез. В охлажденном молоке бруцеллы сохраняются до 80 дней, а в сливках, в сливочном масле, в сырах и в кумысе с кислотностью от 120-140ᵒТ - до 10, 67, 42 и 3 дней соответственно. Поэтому молоко следует рассматривать не только с точки зрения ценного для человека продукта питания, но и как потенциальный источник заражения человека [4, 5, 6].

Для использования молока и молочной продукции из неблагополучных по бруцеллезу хозяйств разработан порядок [7], который предусматривает непосредственное обеззараживание на неблагополучной ферме. Так, молоко от нереагирующих коров неблагополучного стада обеззараживают при температуре 70°С в течение 30 мин или при температуре 85-90°С в течение 20 с, или кипячением. В таком же порядке обеззараживают молоко для внутрихозяйственных нужд. Молоко от коров, положительно реагирующих на бруцеллез, обеззараживают кипячением или переработкой на масло топленое - сырец.

Для эффективного использования обеззараженного молока на внутрихозяйственные нужды необходимо знать его химический состав и технологические свойства.

Поэтому целью исследования было проведение сравнительного физико-химического и биохимического анализа молока, полученного от больных бруцеллезом коров, с молоком, полученным от здоровых животных.

Материалы и методы исследования

Определение массовой доли жира и кислотности проводили по ГОСТ 5867-90 и по ГОСТ 54669-2011, определение массовой доли белка – по ГОСТ 25179-2014, плотность молока – по ГОСТ 3625, содержание иммуноглобулинов определяли методом с сульфатом натрия последующей прописи: пробу молока (1,0–1,5 мл) центрифугируют в течение 30 мин при 3000 об./мин, ставят в морозильную камеру холодильника на 20-30 мин для застывания жира, который легко отделяют проволочной петлей или шпателем. Обезжиренное молоко разводят дистиллированной водой в 5-10 раз, подогревают до температуры 37°С и добавляют по каплям 10%-ный раствор уксусной кислоты, доводя рН до 4,6, для осаждения казеина. Полученную сыворотку молока фильтруют через бумажный фильтр и используют для анализа. Затем в пробирку вносят 1,9 мл 18%-ного раствора сульфата натрия, добавляют 0,1 мл полученной сыворотки молока, тщательно перемешивают и колориметрируют на ФЭКе при длине волны 400±5 нм (синий светофильтр № 3) в кювете с рабочей гранью 5 мм относительно чистого раствора сульфата натрия. В случае получения оптической плотности выше отметок 1,300-1,500 сыворотку разбавляют физиологическим раствором 2-3 раза. Степень разведения учитывают при расчете конечных результатов.

По данным оптической плотности образцов сыворотки молока с учетом степени разведения определяют концентрацию иммунных глобулинов по калибровочной таблице 1.

Таблица 1 Калибровочная таблица

Оптическая плотность	Содержание иммуноглобулина, мг%	Оптическая плотность	Содержание иммуноглобулина, мг%
0,01	12	0,15	191
0,02	28	0,16	203
0,03	35	0,17	214
0,04	46	0,18	225
0,05	57	0,19	236
0,06	69	0,20	247
0,07	80	0,25	290
0,08	91	0,30	340
0,09	103	0,35	400
0,10	114	0,40	450
0,11	130	0,45	500

Количество макро- и микроэлементов определяли на атомно-адсорбционном спектрометре «Квант-ZЭТА» по стандартным методикам.

Для исследований были сформированы три группы животных: контроль - молоко от здоровых животных; опыт 1 – молоко от животных с клинической формой болезни в фазе компенсированной инфекции (первично-латентной); опыт 2 – молоко от животных, не имеющих признаков болезни, но положительно реагирующих по серологическим реакциям на бруцеллез. Отбор средней пробы молока исследуемых групп животных производили двукратно с интервалом 30 дней.

Состав молока исследуемых групп животных сравнивали с требованиями ГОСТ 314492013 Молоко коровье сырое.Технические условия.

Результаты исследования и их обсуждение

Состав и свойства молока характеризуются рядом физико-химических показателей, которые могут резко различаться под влиянием болезни животных. Кроме того, свойства молока как единой полидисперсной системы определяются состоянием дисперсной фазы, т.е. составных частей. Известно, что почти все компоненты молока влияют на кислотность и плотность молока, а на остальные физико-химические свойства составные части молока влияют по-разному. На кислотность молока значительное влияние оказывают микро- и макроэлементы.

Результаты исследования изменения кислотности молока представлены в таблице 2.

Таблица 2 Влияние бруцеллеза на кислотность молока

Период отбора проб	Кислотность,°Т
	ГОСТ 21449	контроль	опыт 1	опыт 2
Период лактации	16-21	-	-	-
1-й день	-	18,83 ± 0,40	20,42 ± 0,49	19,11 ± 0,30
30-й день	-	18,42 ± 0,49	17,35 ± 0,49	19,81 ± 0,40

Данные таблицы 2 показывают, что кислотность исследуемых образцов молока находится в пределах значений, регламентируемых ГОСТом на сырье (16-21)°Т. Известно, что при заболевании животных бруцеллезом без клинических признаков его проявления состав молока и его органолептические показатели значительно не изменяются.

Так, в опыте 2 титруемая кислотность молока, отобранного в 1-й и 30-й дни отличаются незначительно – 19,11 и 19,81°Т соответственно. Аналогичные данные получены при изучении кислотности молока контрольной группы животных. Исследования молока больных животных выявили понижение его кислотности 30-го дня лактационного периода по сравнению с 1-м днем примерно на 2°Т.

Следует думать, что принятая схема лечения животных меняет состав белков молока, влияющих на формирование его кислотности. Кроме того, в первично-латентной фазе течения заболевания, длительность которого не превышает 1,5 мес., наиболее эффективно лечение антибиотиками, влияние последних как фактора торможения роста кислотности общеизвестно.

При клинических проявлениях бруцеллеза, как правило, коров не доят, а отправляют на убой. Однако при заболевании высокопродуктивных животных предусматривают интенсивное комплексное лечение и в этом случае возникает необходимость доения и обеззараживания молока для внутрихозяйственного использования.

В таблице 3 представлены результаты изучения изменения жирности молока исследуемых групп животных.

Таблица 3

Влияние бруцеллеза на жирность молока

Период отбора проб	Массовая доля жира, %
	ГОСТ 31449	контроль	опыт 1	опыт 2
Период лактации	не менее 2,8	-	-	-
1-й день	-	2,83±0,04	2,52±0,01	2,80±0,02
30-й день	-	2,86±0,04	2,57±0,08	2,84±0,03

Данные таблицы 3 показывают, что молоко от животных контрольной группы и животных, не имеющих клинических признаков болезни, по массовой доле жира соответствует требованиям ГОСТа на заготовляемое молоко, а результаты анализов 1-го и 30-го дней исследуемого периода лактации в этих же группах животных имеют незначительные различия.

Данные по массовой доле жира молока, полученного от больных животных как от 1-го, так и 30-го дней отбора проб не отвечают требованиям ГОСТа на заготовляемое молоко и составляют лишь 2,52 и 2,57 % соответственно.

Заметное понижение массовой доли жира в молоке больных животных непосредственно связано с изменениями практически всех основных органов жизнеобеспечения. Инфицирование организма бруцеллами происходит через кровь, поэтому понижение жирности молока больных животных напрямую связано с составом крови, которая поставляет клеткам молочной железы необходимые компоненты. Так, на фоне уменьшения концентрации жирных кислот в крови даже при нормальном функционировании клеток молочной железы, синтезирующих собственные жирные кислоты, уменьшается биосинтез липидов молока. Одним из направлений внутрихозяйственного использования молока от коров, больных бруцеллезом, является производство масла топленого - сырца. Эффективность данного производства будет зависеть не столько от жирности молока, сколько от размера и термоустойчивости оболочек жировых шариков. В связи с этим следует отметить, что содержание и свойства каждого компонента будут иметь значение в зависимости от направления переработки обезжиренного молока.

Белки молока являются наиболее сложным по составу и чувствительным компонентом не только к действию внешних факторов, но и к изменениям физиологического состояния организма животного. Так, при заболевании коров значительно понижается секреторная активность молочной железы лактирующих животных.

Результаты исследований, представленные в таблице 4, подтверждают данный факт низкого содержания белка в молоке коров, больных бруцеллезом. В соответствии с требованиями ГОСТа на заготовляемое сырье, как показано в таблице 4, содержание белка в молоке должно составлять не менее 2,8%. В связи с тем, что обеззараживание инфицированного молока высокотемпературной обработкой приводит к неотвратимым изменениям нативных свойств белка, приводящих к ухудшению его коагулирующей способности, для эффективной переработки такого молока, в частности для производства белковых продуктов (творог, сыр и др.), следует использовать термокислотный или термокальциевый способы выделения белка для внутрихозяйственных нужд.

Таблица 4

Влияние бруцеллеза на содержание белков в молоке

Период отбора проб	Массовая доля белка, %
	ГОСТ 31449	контроль	опыт 1	опыт 2
Период лактации	не менее 2,8	-	-	-
1-й день	-	2,93±0,04	2,72±0,040	2,40±0,05
30-й день	-	3,23±0,10	2,71±0,045	3,10±0,06

Из таблицы 4 видно, что содержание иммуноглобулинов в молоке больных коров значительно превышает физиологические значения. Известно, что болезни и инфекции прежде всего отражаются на составе крови. Прежде всего изменяется концентрация всех ее компонентов, в том числе иммуноглобулинов. При заболевании коров бруцеллезом значительно увеличивается количество бруцелл, что приводит к повышению содержания иммуноглобулинов в крови. Увеличение содержания иммуноглобулинов в молоке больных животных (опыт 1), вероятно, объясняется тем, что они в молоко попадают непосредственно из крови.

Плотность молока определяется количеством и концентрацией компонентов молока. Из ранее представленных данных (табл. 2-4) следует, что плотность молока будет отличаться от физиологических значений. Так, из таблицы 5 видно, что плотность молока, полученного от больных животных, не соответствует требованиям, предъявляемым ГОСТом на молоко заготовляемое.

Таблица 5

Изменение содержания иммуноглобулинов в молоке коров, больных бруцеллезом

Период отбора проб	Иммуноглобулины, г/100 г
	ГОСТ 31449	контроль	опыт 1	опыт 2
Период лактации	не менее 1,027	-	-	-
1-й день	-	1,028±0,04	1,026±0,05	1,029±0,06
30-й день	-	1,029±0,09	1,025±0,06	1,028±0,04

Минеральные вещества в молоко попадают в основном из корма и минеральных добавок. При заболевании животных содержание минеральных веществ меняется незначительно (табл. 6).

Таблица 6

Изменение плотности при заболевании коров бруцеллезом

Период отбора проб	Плотность, г/см3
	ГОСТ 31449	контроль	опыт 1	опыт2
Период лактации	не менее 1,027	-	-	-
1-й день	-	1,028±0,04	1,026±0,05	1,029±0,06
30-й день	-	1,029±0,09	1,025±0,06	1,028±0,04

Таблица 7

Изменения некоторых минеральных веществ молока от коров, больных бруцеллезом

Период отбора	Содержание минеральных веществ, моль/мл
	натрий			калий			кальций
	контроль	опыт 1	опыт 2	контроль	опыт 1	опыт 2	контроль	опыт 1	опыт 2
1-й день	22,3 ± 1,33	24,0 ± 0,40	22,0 ± 0,90	34,4 ± 0,75	37,8 ± 0,40	34,3 ± 0,66	33,1 ± 0,40	30,8 ± 0,40	33,2 ± 0,46
30-й день	21,3 ± 0,40	23,8 ± 0,78	22,4 ± 0,44	32,6 ± 0,49	35,4 ± 0,49	33,4 ± 0,50	34,6 ± 0,49	30,5 ± 1,33	34,0 ± 0,51

Однако отмечаются изменения их соотношения и состояния. Результаты исследования содержания кальция, натрия и калия, представленные в таблице 7, показывают, что бруцеллез приводит к изменению их содержания в молоке. Отмечается незначительное увеличение концентрации микроэлементов в молоке больных животных и уменьшение содержания кальция.

Заключение

Таким образом, на основании исследований молока, полученного от коров, больных бруцеллезом, и от животных без клинических форм заболевания, следует, что основные компоненты молока и его свойства имеют существенные отличия от показателей, предъявляемых ГОСТом на сырье, и их физиологических значений. На основании проведенных исследований можно определить наиболее рациональные пути переработки обеззараженного молока на внутрихозяйственные нужды.