Влияние метаболических нарушений на физико-химические и микробиологические показатели молока высокопродуктивных коров

Получение качественного молока-сырья от высокопродуктивных коров имеет особое значение в агропромышленном комплексе страны. Молоко и молочные продукты – важные составляющие рациона питания человечества. Значимой задачей специалистов молочно-товарных ферм является не только получение большого количества молока и высоких удоев у коров, но и продукта, отвечающего требованиям высшего сорта с заданными свойствами, т.е. соответствующего требованиям стандартов.

Качество молока на сегодняшний день – это четкая система мероприятий, предупреждающих причину и определяющих пути устранения возможных отклонений от нормы [1; 2]. Оно во многом зависит от физиологического состояния здоровья высокопродуктивных животных [3; 4].

Цель исследований – описать влияние метаболических нарушений на физикохимические и микробиологические показатели молока. Поэтому в процессе исследования по физико-химическим и микробиологическим показателям оценивали влияние метаболических нарушений на качество продукта и пригодность к технологической переработке.

Материалы и методы

Исследования проводили в производственных условиях одной из молочнотоварных ферм Северо-Казахстанской области на высокопродуктивных коровах симментальской породы на протяжении трех лет, с 2020 по 2023 г. Лабораторные анализы молока опытных животных проводили на базе Северо-Казахстанского университета имени Манаша Козыбаева в лаборатории «Частная зоотехния».

Экспериментальные и клинические исследования проводились методом формирования подопытных и контрольных групп животных из числа здоровых животных, а также животных с нарушением процессов обмена веществ [5; 6].

По принципу пар-аналогов были выбраны и отобраны высокопродуктивные коровы симментальской породы с учетом физиологического состояния в количестве 40 голов коров 2-го отела, средняя живая масса – 600–650 кг и средний годовой удой – 6–7 тыс. кг молока за лактацию. Условия содержания, кормления и ухода, в которых находились

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52) VETERINARY AND ZOOTECHNY животные, были одинаковыми. Животных кормили сбалансированными рационами в зависимости от физиологического состояния с применением кормов собственного производства. В процессе исследования проводили мониторинг контроля кормления животных по рациону в зависимости от физиологического состояния животных, контроль содержания питательных веществ в кормах для опытной и контрольной группы по детализированным нормам кормления ВИЖа (А.П. Калашников, 2003). Уборка навоза производилась скребковыми транспортерами типа ТСН, поение осуществлялось автоматическими поилками АП–1А.

Отобранных животных сформировали в две группы по 20 голов: 1-я (контрольная) – клинически здоровые животные и 2-я (опытная) – больные субклиническим кетозом.

Физико-химические показатели молока определяли на анализаторе молока «CombiFoss TM» («FOSS», Дания), предназначенном для измерения массовой доли жира, белка, сухого остатка, воды, рН, лактозы, минеральных солей, мочевины, а также точки замерзания и плотности в молоке и молочных продуктах в соответствии с методикой измерения, заверенной в установленном порядке. Количество соматических клеток в отобранном молоке определяли на приборе «Соматос-мини». Количество сывороточных белков и казеинов определяли по Р.А. Хаертдинову.

Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с применением биометрических методов и использованием «Microsoft Excel». Достоверность данных оценивали по критическим значениям коэффициента Стьюдента (t-критерий) и непараметрических методов математического анализа. Анализ данных выполняли в программах «Microsoft Excel» и IBM SPSS Statistics 22. Все данные прошли статистическую обработку и представлены в виде среднего (М), ошибки среднего (m) [7; 8].

Результаты исследований

Молоко и кровь имеют прямую и непосредственную связь друг с другом. Важное место в формировании составных частей молока занимает количество и характер их «предшественников», на основании которых формируется казеин, молочный жир и молочный сахар. Начало процесса молокоотделения постоянно увеличивает обратный процесс всасывания составных частей молока из вымени в кровь [9].

Химический состав молока оказывает значительное влияние на технологическую переработку и процесс получения качественной молочной продукции [10; 11].

В процессе исследования была проанализирована динамика изменений и сравнение химического состава молока между контрольной и опытной группами животных (табл. 1).

По содержанию жира в молоке опытные животные имели незначительные отличия, контрольная группа превосходила опытную группу на 0,42, и разница по содержанию жира между опытной и контрольной группой была достоверна при – p ≤ 0,05. Можно отметить, что коровы симментальской породы имеют хороший показатель жирности молока, в контрольной группе показатель составил в среднем 4,10 ± 0,28.

Различия между контрольной и опытной группами коров имели место по белко-вомолочности, хотя содержание жира находилось в пределах нормы (рис. 1).

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)                                                VETERINARY AND ZOOTECHNY

Таблица 1

Анализ молока по физико-химическому составу после отела

Показатель	Группы коров
	Контрольная (здоровые, n = 20)	Опытная (больные субклиническим кетозом, n = 20)
Жир, %	4,10 ± 0,20*	3,68 ± 0,15*
Белок, %	3,52 ± 0,21*	2,34 ± 0,12*
В т.ч. казеин	2,79 ± 0,10***	1,75 ± 0,08***
Казеины αs 1	1,112 ± 0,027***	0,700 ± 0,020***
αs 2	0,279 ± 0,004***	0,152 ± 0,007***
β	1,085 ± 0,013***	0,562 ± 0,020***
κ	0,308 ± 0,008***	0,185 ± 0,005***
γ	0,070 ± 0,005***	0,099 ± 0,007***
Сывороточные белки:	0,668 ± 0,002***	0,445 ± 0,003***
β-лактоглобулин, %	0,345 ± 0,004***	0,128 ± 0,004***
α-лактальбумин, %	0,154 ± 0,005***	0,086 ± 0,009***
Лактоза, %	4,84 ± 0,12***	4,25 ± 0,10***
Сух. вещество, %	12,92 ± 0,72*	11,02 ± 0,66*
СОМО, %	8,82 ± 0,6*	7,41 ± 0,4*
Кислотность, °Т	17,40 ± 1,14***	20,46 ± 1,09***
Плотность, кг/м3	1028,45 ± 0,4***	1024,07 ± 0,18***
рН	6,68 ± 0,07*	6,58 ± 0,02*
Мин. соли, %	0,75 ± 0,05***	0,57 ± 0,03***
Сом. клетки, тыс./см3	191,5 ± 84,2***	439,19 ± 36,99***

Примечание: * – р ≤ 0,05, *** – р ≤ 0,001

Рис. 1 . Показатели жира и белка в молоке опытных и контрольных животных

По рис. 1 видно, что показатели белка в молоке отобранных коров имеют значительные различия. Результат исследования показал, что в опытной группе содержание белка было низким и составило в среднем 2,34 ± 0,12, ниже, чем в контрольной группе, на 33,5%. Соотношение жира к белку в опытной группе составило 1,57. Вышеуказан-

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52) VETERINARY AND ZOOTECHNY ные показатели свидетельствуют о протекании в организме коров метаболических нарушений. Можно отметить тот факт, что главным источником жира в молоке является нейтральный жир крови, но часть жира молока синтезируется в самой молочной железе. Связь между жиром в крови и жиром в молоке подтверждают корреляционные связи [12].

Согласно полученным данным, метаболические изменения в организме коров оказывают влияние на все фракции белка в молоке, начиная с изменения показателей количества общего белка, казеина и его фракций и заканчивая сывороточными белками. Главный источник белка в молоке – казеин. Изменение показателей общего белка происходило в основном за счет содержания казеинов, их показатель в опытной группе составил 1,75 ± 0,08, что было ниже нормы на 1,5, в контрольной группе показатель составил 2,79 ± 0,10 и находился в пределах физиологических границ нормы. Разница по показателю казеина в молоке между опытными группами животных составила 1,04, или 37,3%, при достоверности р ≤ 0,001 (рис. 2).

Контрольная Опытная

Рис. 2. Фракции казеина молока

На рис. 2 прослеживается тенденция изменения динамики содержания фракций казеина: αs 1 , β, κ, γ. Казеин αs 1 был снижен на 41,7% от нормы и составил 0,700 ± 0,020. Показатель β-казеина тоже снизился и составил 0,562 ± 0,020, или 24% от общего количества белка, в опытной группе; 1,085 ± 0,013, или 30,9%, – в контрольной.

Аналогичные изменения были отмечены у фракций κ-казеина. В контрольной группе его показатель имел значение 0,308 ± 0,008, а в опытной – 0,185 ± 0,005, что составило от общего белка 8,8% и 7,9% (р ≤ 0,001) соответственно.

Данные, полученные в ходе проведения исследования, свидетельствуют о том, что концентрация γ-казеина по отношению к другим фракциям казеина у опытных животных имела тенденцию к повышению. Было выявлено значительное повышение концентрации γ-казеина в опытной группе – на 7% от нормы (0,099 ± 0,007). Можно отметить, что повышение данного показателя связано с увеличением соматических клеток.

У здоровых животных показатель γ-казеина составил 3% от белков казеинов и в среднем показатель 0,070 ± 0,005 находился в пределах нормы.

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

VETERINARY AND ZOOTECHNY

Происходило снижение сывороточных белков в опытной группе. Β-лактоглобу-лин составил 0,128 ± 0,004, или 5,5% от общего количества. Выявлено снижение сывороточного белка α-лактальбумина: 0,086 ± 0,009, или 3,7% от общего количества белка.

Согласно полученным данным, показатель содержания сухого вещества в молоке у коров контрольной группы находился в пределах нормы и в среднем составил 12,92 ± 0,12. В опытной группе прослеживается тенденция к понижению от нормы на 0,98 (11,02 ± 0,16), что ниже, чем в контрольной группе, на 7,59%.

Содержание сухого обезжиренного молочного остатка в молоке опытных коров составило в среднем 7,41 ± 0,4, что ниже крайних значений нормы на 0,59. На основании вышеуказанных данных можно сделать вывод о том, что снижение показателя белка приводит к снижению уровня содержания сухого обезжиренного молочного остатка. Показатель общего белка имеет тенденцию к понижению в тех случаях, когда в организме протекают метаболические нарушения, а также в моменты недостатка энергии в рационах кормления дойных коров.

Показатель молочного сахара в молоке коров контрольной группы составил 4,84 ± 0,12, у опытных животных – 4,25 ± 0,10. Следовательно, различия между группами были незначительные – на 0,59, или на 13%. Но все же в опытной группе показатель был снижен на 0,45. Понижение уровня молочного сахара в опытной группе сигнализирует о том, что у коров происходят метаболические нарушения, которые способствуют изменению состава молока, а соответственно его технологическим свойствам.

У здоровых животных основной показатель свежести молока – титруемая кислотность. На протяжении проведения опыта она находилась в пределах допустимой нормы и составила 17,40 ± 0,22°Т. В опытной группе отмечается повышение данного показателя на 3,46°Т, что превышает показатель контрольной группы животных на 17,7% и составляет в среднем 20,46 ± 0,43°Т соответственно. Повышение кислотности выше 20°Т происходит из-за развития в молоке молочнокислых микроорганизмов, энтерококков, микрококков и БГКП, содержание которых зависит от санитарно-гигиенических условий получения молока и свидетельствует о высоком уровне его микробиального загрязнения. Плотность молока опытных групп в среднем составила 1024,07 ± 0,18 кг/м3.

Одним из главных комплексных критериев качества и безопасности молока является бактериальная обсемененность. Среди основной микрофлоры сырого молока, способной ухудшить показатели качества и безопасности молочных продуктов, выделяют: микроорганизмы порчи (дрожжи и плесени), патогенные (сальмонеллы) и санитарнопоказательные (КМАФАнМ – количество мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов, БГКП – бактерии группы кишечной палочки) (табл. 2).

Таблица 2

Микробиологические показатели молока

Показатель	Группы коров
	Контрольная (здоровые, n = 20)	Опытная (больные субклиническим кетозом, n = 20)
КМАФАнМ, КОЕ/см3	29 180 ± 3596	483 230 ± 90 514
БГКП* (колиформы), КОЕ/см3	отсутствие роста	968 ± 101
Сальмонеллы, КОЕ/см3	отсутствуют	отсутствуют

Динамика изменений количества микроорганизмов у исследуемых животных в образцах молока значительно отличалась (табл. 2). Показатель количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в молоке здоровых коров составил 29 180 ± 3596 КОЕ/см3 и не превышал допустимого значения 1×105 КОЕ/см3.

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

VETERINARY AND ZOOTECHNY

Вышеуказанные данные дают основание для заключения вывода о том, что молоко коров без нарушения обмена веществ соответствует высшему сорту.

В опытной группе количество КМАФАнМ составило 483 230 ± 90 514 КОЕ/см3, что говорит о низком качестве продукта, так как значение превышает допустимые значения для молока высшего качества и находится между первым и вторым сортом. БГКП в сыром молоке в контрольной группе отсутствовали, но следует отметить, что в опытной группе с нарушением обмена веществ количество БГКП было увеличено и составило 968 ± 101. Увеличение данного показателя в опытной группе зависит от иммунитета коров.

В контрольной группе у здоровых животных в период проведения данного исследования количество микроорганизмов в отобранном для анализов молоке не превышало границы допустимых норм, которые установлены Техническими регламентами ЕАЭС «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013) и «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011).

По полученным результатам можно отметить, что с нарушением метаболизма в организме высокопродуктивных коров происходят значительные изменения, снижается качество молока и происходят изменения его микробиологических показателей безопасности.

Заключение

В ходе проведенных исследований была достигнута поставленная цель по изучению изменений физико-химических и микробиологических показателей молока у высокопродуктивных коров при метаболических нарушениях.

Установлено, что при нарушении обмена веществ происходят значительные изменения качества и состава молока. Изменения оказывают существенное влияние на показатель белка, который имел тенденцию снижения до 2,34 ± 0,12, соотношение жира к белку составило более 1,5. Происходят достоверные изменения казеина и сывороточных белков, повышение кислотности на 20% от нормы. Полученные результаты позволяют сделать заключение о том, что при метаболических нарушениях в организме коров происходят изменения количественного состава санитарно-показательных микроорганизмов молока.

Изучение влияния изменений молока при метаболизме – одна из самых актуальных тем, что было доказано в проведенных исследованиях. Для улучшения протекания метаболических процессов в организме коров необходимо проводить контроль сбалансированности рационов кормления по всем основным зоотехническим показателям. На современных животноводческих комплексах очень часто наблюдается комплексная недостаточность ряда элементов: энергии, протеина, углеводов, минералов, что осложняет реализацию генетического потенциала, приводит к метаболическим нарушениям, снижению продуктивности, снижению качества получаемого молока-сырья и несвоевременной выбраковке высокопродуктивных коров. Изменения обменных процессов в организме животных напрямую влияют на качество получаемой продукции.