Влияние биологически активной добавки на химический состав молока

УДК 636.084:636.085                                   

В условиях засушливого климата жвачные животные играют ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности, поскольку способны эффективно использовать скудную кормовую базу [1]. Однако при этом часто возникает дефицит высокопитательных кормов и снижение здоровья животных. Актуальным решением является применение природных фитобиотиков – растительных биологически активных добавок, которые компенсируют недостаток нутриентов и повышают устойчивость животных [1]. Одной из таких добавок является полынь (Artemisia), содержащая эфирные масла, каротиноиды, витамины B и C, инулин, дубильные вещества, флавоноиды и др. [2]. Известно, что биоактивные компоненты полыни обладают выраженным антимикробным, антигельминтным и иммуномодулирующим действием [3]. При кормлении жвачных полынь способствует улучшению морфологии кишечника, стабилизации микробиоты рубца и укреплению неспецифической резистентности организма [3,4]. Практические исследования подтверждают, что добавление полыни в рацион обогащает его витаминами и фенольными соединениями, повышая пищевую ценность кормовой смеси [4,5]. Кроме того, при разработке технологии комбикорма важно учитывать физико-технологические параметры (степень измельчения, влажность, форма конечного продукта), влияющие на сохранность БАД и прочность гранул [6]. Учитывая вышесказанное, целесообразно создать экструдированный комбикорм для верблюдов с добавкой полыни как источника биологически активных веществ, направленный на повышение питательной ценности корма и улучшение здоровья животных [6,5].

Целью исследования являлась разработка технологии экструдированного комбикорма для лактирующих верблюдиц с добавлением полыни и оценка его влияния на молочную продуктивность и качество молока.

Материалы и методы исследований

Исследование проводилось на лакти-рующих верблюдицах в хозяйстве КХ «Шынғыс» (Сарыагашский р-н, Южный Казахстан). Для опытов был использован ранее разработанный экструдированный комбикорм, обогащённый полынью (Artemisia lerchiana). Базовый состав комбикорма включал пророщенное тритикале, верблюжью колючку (Alhagi) и продукты переработки зерновых (ячмень, зародыши пшеницы, подсолнечный жмых и шрот, отруби), а также премикс и соль. Рационы были рассчитаны на живую массу ~550 кг и начальный удой -4 л. В контрольном варианте полынь не добавлялась, тогда как в опытных рецептурах 10 % или 15 % сухой массы комбикорма приходилось на измельчённую полынь, с соответствующим перераспределением долей остальных компо- нентов для поддержания баланса по питательным веществам. Перед экструзией сырьё инфракрасно подсушивали (до влажности ~10–12 %) и измельчали до размера частиц - 1 мм; полынь измельчали до - 5 мм. Смесь увлажняли до 14–16 % и экструдировали в лабораторном одношнековом экструдере при температуре 110–140 °C (давление 2–3 МПа). Полученный экструдат имел низкую крошимость (<4 %) и высокую водопоглощающую способность, что обеспечивало прочность гранул и их высокую усвояемость при скармливании.

В эксперименте сформированы три группы животных (по принципу аналогов): контрольная (0 % полыни в комбикорме) и две опытные (10 % и 15 % полыни). Каждая группа получала - 10 кг комбикорма в сутки в дополнение к основному рациону. Кормление продолжалось 10 дней; молоко отбирали ежедневно в одно и то же время для анализа. Для оценки исходных показателей до начала опытного кормления были зафиксированы параметры молока без скармливания комбикорма.

Анализ образцов молока проводили с помощью экспресс-анализатора «Лактан» (Россия), работающего на ультразвуковом и оптическом принципах, что обеспечивает высокую точность при минимальной подготовке проб. Каждый образец молока (15–20 мл) анализировали в течение 2 минут. Определяли массовую долю жира, белка, лактозы, общих сухих веществ, плотность и кислотность молока. Измерения выполнялись согласно стандартным методикам: ГОСТ 23453‑2014 (жир) [7], ГОСТ 23327‑98 (белок) [8], ГОСТ 3626‑73 (сухие вещества) [9], ГОСТ 3624‑92 (кислотность) [10]. Полученные данные позволили отследить динамику показателей молока под влиянием различных уровней растительной добавки.

Для оценки содержания биологически активных веществ в комбикорме его образцы исследовали в лаборатории оценки качества продуктов АО «Алматинский технологический университет». Определяли суммарное количество флавоноидов (в % от массы), и содержание витаминов (A, группы B) в контрольном и обогащённых вариантах кормов.

Статистическую обработку результатов проводили методами описательной статистики и регрессионного анализа. Разработаны модели, связывающие удой и состав молока с указанными факторами, с последующей проверкой значимости коэффициентов (критерий t-Стьюдента) и общей значимости модели (F-критерий). Также использован метод отклика поверхности (Response

Surface Methodology, RSM) для оценки совместного влияния факторов.

Обзор литературы

Интенсификация животноводства требует внедрения инновационных подходов в кормопроизводстве и использования биологически активных добавок. Витамины и микроэлементы играют важную роль в питании животных, однако обычные рационы часто не удовлетворяют полностью физиологические потребности, что вызывает нарушение обмена веществ и снижение продуктивности [11]. Дополнительное введение в рацион натуральных биологически активных соединений признано эффективным методом стимулировать обмен веществ и повышать продуктивность, особенно молочную, а также улучшать качество продукции [12,3]. Как в отечественном, так и зарубежном опыте подтверждена целесообразность применения природных добавок вместо синтетических, поскольку они обладают множественным положительным воздействием на организм при минимальных побочных эффектах [5,12]. Для увеличения производства молока и мяса необходимо не только нарастить объёмы кормов, но и повысить концентрацию обменной энергии, протеина и других питательных веществ в сухом веществе рациона [13,14]. Одной из причин неполной продуктивной отдачи кормов является их недостаточная переваримость, особенно растительных компонентов, богатых клетчаткой. До трети органического вещества корма обычно не усваивается жвачным животным [15]. Снижение этих потерь даже на 2–3 % даёт существенный прирост продукции. Использование ферментных препаратов микробного происхождения и других биологически активных добавок позволяет расщеплять трудноперева-римые компоненты корма, повышая коэффициент его использования [15,3]. В частности, при несбалансированных по энергии и протеину рационах введение БАД способствует улучшению пищеварения, повышению усвояемости питательных веществ, стимуляции обменных процессов и, как следствие, росту продуктивности животных [3]. Таким образом, применение биологически активных добавок в кормлении способствует повышению переваримости кормов и продуктивности животных, обеспечивая получение более качественной животноводческой продукции.

Результаты и их обсуждение

В ранее опубликованной статье (Zhuma-liyeva et al., 2025) [16], разработана и оптимизирована рецептура и технология производства комбикорма для верблюдов, обогащённого полынью, с использованием последовательных процессов сушки, измельчения и экструзии. Разработанная технология позволила получить продукт с улучшенными физико-химическими и технологическими характеристиками, обеспечивающими его стабильность и пригодность для кормления верблюдов в условиях аридного климата.

В данной работе основное внимание уделено изучению влияния введённой биологически активной добавки - полыни ( Artemisia ) - на продуктивность верблюдиц. Проводился мониторинг ключевых показателей, включая удой, массовую долю жира и сухого вещества в молоке.

Исследование направлено на выявление стимулирующего эффекта растительного компонента в составе разработанного комбикорма и определение его потенциала для повышения молочной продуктивности и улучшения качества верблюжьего молока.

Содержание биологически активных веществ в комбикорме.

Анализ образцов комбикорма проведен в научно-исследовательской лаборатории по оценке качества и безопасности продовольственных продуктов при АО «Алматинского технологического университета» с целью определения содержания биологически активных веществ (рис. 1).

Рисунок 1. Результаты анализа содержания биологически активных веществ в образцах комбикорма

Как видно из рисунка 1, химический анализ контрольного и опытных образцов комбикорма подтвердил обогащение рациона биологически активными веществами при добавлении полыни. Так, во втором опытном образце (15 % полыни) содержание флавоноидов достигало 0,33 % от массы, что выше, чем в контроле (0,27 %) и образце с 10 % полыни (0,31 %). Уровень дубильных веществ (танинов) в рецептуре с 15 % полыни был примерно на уровне контроля (≈0,42 %), лишь незначительно превышая показатель для 10 % варианта (0,41 %). Наиболее заметные различия отмечены по витаминам: концентрация витамина A в корме с 15 % полыни увеличилась более чем в 2 раза по сравнению с контрольным образцом (прирост -130 %), тогда как при 10 % полыни рост составил - 51 %. Содержание витамина B₃ (ниацина) возросло на -18 % (при 15 % полыни) против - 9 % (при 10 %). Витамины B₁ и B₂ также имели умеренный рост (на 15–17 % и 6–17 % соответственно в 10 % и 15 % образцах). В то же время содержание витамина B₅ в высоко-дозированном образце несколько снизилось по сравнению с контролем. В целом, комбикорм с максимальной долей полыни (15 %) характеризовался наивысшим уровнем флавоноидов и значительно повышенным содержанием отдельных витаминов (прежде всего A и B₃). Это свидетельствует о его большей биологической ценности и потенциале как функционального корма для животных.

Молочная продуктивность верблюдиц при скармливании комбикорма.

Перед началом испытаний (базовый уровень, без скармливания опытного комбикорма) молоко верблюдиц имело характерный состав: жир - 4,35 %, белок - 3,92 %, лактоза - 6,00 %, сухие вещества -15,3 %, плотность - 1,029 г/см³. Эти показатели послужили исходной точкой для сравнения с последующими результатами опытов.

В ходе 10-дневного кормового опыта во всех группах отмечен рост суточного удоя и улучшение химического состава молока, выраженное в разной степени. В таблице 1 обобщены изменения удоя, жирности и белковости молока в контрольной и опытных группах за период эксперимента (1-й и 10-й день кормления).

Для наглядного представления количественные показатели молока в начале и конце опыта сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Удой и основные показатели молока верблюдиц (день 1 и день 10 опытного кормления)

Группа (доля полыни)	Удой (день 1), л	Удой (день 10), л	Жир (день 1), %	Жир (день 10), %	Белок (день 1), %	Белок (день 10), %
Контроль (0 %)	1,3	2,3	4,49	4,96	4,30	4,75
Группа 1 (10 %)	1,6	2,6	5,25	5,80	4,78	5,28
Группа 2 (15 %)	1,9	2,9	6,00	6,62	5,40	5,96

Как видно из представленных данных, во всех группах суточный удой увеличился примерно на 1,0 л за период опыта. Это совпадало с плановым приростом удоя при введении концентрированного комбикорма и отражает общее улучшение кормления. Однако качественные показатели молока – жирность и содержание белка – росли различными темпами в зависимости от рецептуры. В контрольной группе (без полыни) удой вырос с 1,3 до 2,3 л, массовая доля жира увеличилась с 4,49 % до 4,96 % (+0,47 %), белка – с 4,30 % до 4,75 % (+0,45 %). В группе 1 (10 % полыни) удой возрос аналогично (с 1,6 до 2,6 л), но жирность поднялась с 5,25 % до 5,80 % (+0,55 %), а белок – с 4,78 % до 5,28 % (+0,50 %). Наибольшие изменения отмечены в группе 2 (15 % полыни): удой с 1,9 увеличился до 2,9 л, содержание жира возросло с 6,00 % до 6,62 % (+0,62 %), а белка – с 5,40 % до 5,96 % (+0,56 %). Таким образом, добавление полыни в комбикорм способствовало более значительному обогащению молока жиром и белком по сравнению с контролем, причём эффект возрастал при увеличении дозы полыни. Даже стандартный экструдированный корм без БАД оказал положительное влияние на состав молока относительно исходного уровня (за счёт общего улучшения питания), однако введение фитобиотической добавки усилило этот эффект.

При 10 % полыни улучшение показателей было заметнее, а при 15 % – наиболее выраженным. Это демонстрирует эффективность полыни как добавки, стимулирующей синтез основных компонентов молока. Следует отметить, что содержание сухих веществ (суммарно) также увеличивалось по группам от контроля к опыту (например, в группе 2 сухие вещества возросли с ~17,5 % до ~19,3 %), отражая общую тенденцию улучшения качества молока под влиянием полыни.

Статистический анализ и регрессионное моделирование факторов кормления.

Для установления зависимости продуктивных показателей верблюдиц от факторов кормления проведён регрессионный анализ. В качестве зависимых переменных рассматривались: удой, содержание жира и белка в молоке. В качестве независимых переменных: содержание БАД из полыни (%) и дни кормления.

Множественная линейная регрессия позволила определить вклад каждого фактора в изменение продуктивности.

В ходе множественного регрессионного анализа было исследовано влияние содержания БАД (X i ; %) и дни кормления (X 2 ) на показатели молочной продуктивности: содержание белка ( P; %), содержание жира (Z; %) и удой (Y, л).

Построенные модели продемонстрировали высокую объяснительную способность: коэффициенты детерминации (R2) находились в диапазоне от 0,92 до 0,97, что свидетельствует о надежности полученных регрессионных уравнений и возможности их использования для прогноза. Параметры моделей приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты регрессионного анализа по показателям молочной продуктивности

Зависимая переменная	Показатели
	Константа -(b 0 )	Коэффициент - b₁ (X₁)	Коэффициент -b₂ (X₂)	R² -(объяснённая дисперсия)	p -значение модели
Белок (%) (Р)	4.14	0.67	0.13	0.94	< 0.001
Жир (%) (Z)	4.33	0.69	0.14	0.97	< 0.001
Удой (л) (Y)	1.15	0.13	0.72	0.99	< 0.001

В результате регрессионного анализа получены следующие уравнения:

P=4,14+0,67⋅X 1 +0,13⋅X 2

Z=4,33+0,69⋅X1+0,14⋅X2

Y=1,15+0,13⋅X1+0,72⋅X2,             (1)

где:

P - содержание белка (%),

Z - содержание жира (%),

Y - удой (л),

X 1 - содержание БАД (полынь, %),

X 2 - количество дней кормления.

Значения p-уровней для коэффициентов при обеих переменных оказались значительно ниже 0,05, что подтверждает статистическую значимость влияния как содержания БАД, так и дней кормления на рассматриваемые показатели. В частности, содержание БАД оказывает сильное положительное влияние на белок (β =0,67, p<0,001) и жир (β=0,69, p<0,001).

Константы (b 0 ) - 4,14 для белка, 4,33 для жира и 1,15 для удоя - отражают базовые уровни показателей при отсутствии БАД.

Для детализированного анализа влияния факторов (дни кормления и БАД) использована методика поверхностей отклика (RSM).

На рисунках - 2,3,4 представлены 3D-графики поверхностного отклика в зависимости от содержания БАД (из полыни, %) и количества дней кормления.

Рисунок 2. Поверхность отклика (удой; л) в зависимости от содержания БАДа и количества дней кормления

a >6,8 □ <6.5 □ «6 1

I | <5,7 |—| <5.3 ■ < 4,9 a <4,5

Рисунок 3. Поверхность отклика (жир; %) в зависимости от содержания БАДа и количества дней кормления

Рисунок 4. Поверхность отклика (белок; %) в зависимости от содержания БАДа и количества дней кормления

По рисункам 2,3,4 видно, что 3D-поверх-ности демонстрируют согласованное влияние факторов: увеличение массовой доли БАД и длительности кормления сопровождается ростом удоя, а также содержания жира и белка. Для показателей состава выражены нелинейные зависимости с эффектом убывающей отдачи на высоких уровнях факторов. Отмечено положительное взаимодействие: при более длительном кормлении эффект повышения доли БАД усиливается.

Таким образом, во всех трёх откликах наблюдается согласованное положительное влияние факторов. Доля БАДа главным образом определяет качественные показатели (жир, белок), длительность кормления - удой. Введение БАД в комбикорм и увеличение продолжительности кормления значительно повышают качество и количество молока, что имеет важное практическое значение в кормлении верблюдов.

Заключение

Результаты проведённого исследования подтверждают целесообразность использования полыни (Artemisia) в составе экструдированного комбикорма для лактирующих верблюдиц. Добавление данной биологически активной добавки в рацион на уровне до 15 % обеспечило достоверное улучшение молочной продуктивности: удой увеличился на 52,6 % (с 1,9 до 2,9 л), содержание жира - на 10,3 % (с 6,00 % до 6,62 %), белка -на 10,4 % (с 5,40 % до 5,96 %), а общих сухих веществ - на 10,3 % (с 17,5 % до 19,3 %) по сравнению с контрольной группой.

Применение регрессионного анализа позволило установить высокую значимость влияния как уровня полыни в корме, так и продолжительности её скармливания на продуктивность животных, при этом зафиксировано их синергичное действие.

Таким образом, включение полыни в состав комбикорма в количестве 15 % может рассматриваться как эффективный способ повышения как количественных, так и качественных показателей молока верблюдиц. Полученные данные имеют практическое значение для кормления животных.

Данная работа была поддержана финансированием научно-технической программы Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан на 2024-2026 годы BR24892775 «Разработка технологии комплексной и глубокой переработки сельскохозяйственного сырья для производства продуктов питания, обеспечивающей высокое качество и безопасность выпускаемой продукции» в рамках выполнения проекта «Разработка технологии комбикормов для верблюдов с применением биологически активных добавок».