Кумарин В.В., Стуловский К., Шаповалова. М.
В настоящей статье мы постарались систематизировать современные требования к молочному сырью и проанализировать, как различные факторы влияют на его конечные свойства. Надеемся, этот материал будет полезен как производителям, так и всем, кто интересуется вопросами качества молочной продукции
Требования к качеству молока значительно изменились за последние десятилетия. Если ранее основное внимание уделялось максимальному количеству надоев, то теперь покупатели сыро- го молока акцентируют внимание на содержании компонентов молока. Качество молока определяется его составом и свойствами [1, 2]. Основ- ные показатели качества молока — содержание жира и содержание белка. Однако молочный са- хар (лактоза) тоже следует учитывать как важный качественный показатель, поскольку он влияет на ряд свойств молока. К основным свойствам мо- лока относятся термоустойчивость, электропроводность, кислотность и уровень соматических клеток.
Качество молока имеет не только экономическое значение, определяющее рентабельность и конкурентоспособность молочной продукции на рынке, но и социальную значимость, так как она напрямую влияет на здоровье человека. Качество молочного жира определяется множеством факторов, включая генетику, рацион кормления, процесс доения, сезонность, здоровье животных, лактацию и ее периоды, удой и возраст [3].
Влияние генетики
В течение последнего десятилетия наблюдается рост как содержания жира в молоке, так и молочной продуктивности. Одной из причин этого увели- чения стали генетические улучшения. Содержание жира — наследственная черта, с помощью генетического отбора можно повлиять на процентное содержание жира в молоке и уровень продуктивности животного [4, 5].
Каждой породе присущ свой процент молочного жира, но в стаде могут быть животные-исключения, у которых уровень молочного жира будет резко выше или резко ниже, чем у остальных. Изменить этот фактор не получится, так как это особенность генов породы [6–8].
М. Шаповалова: «В своей практике я всегда обращаю внимание на три ключевых показателя: содержание жира, белка и лактозы. При этом многие недооценивают значение молочногосахара, хотя именно он во многом определяет технологические характеристики продукта — от термоустойчивости до кислотности. Не менее важен и уровень сома- тических клеток. Это своеобразный маркер, показывающий, насколько здоровы были животные и соблюдались ли санитарные нормы при производстве».
К. Стуловский: «Хочу особо подчеркнуть, что качество молока — это не просто экономическая категория. Лично для меня это вопрос социальной ответственности отрасли, ведь от состава моло- ка напрямую зависит здоровье потребителей. Основываясь на многолетнем опыте, могу выделить несколько критически важных факторов формирования качественного молока: генетический по- тенциал животных, сбалансированность рациона, технологическую дисциплину на производстве, физиологическое состояние коров».
В. Кумарин: «Как эксперты в молочной отрасли, хотим поделиться своими наблюдениями о том, как кардинально изменились подходы к оценке качества молока за последние годы. Если рань- ше мы в первую очередь смотрели на цифры надоев, то сегодня ситуация со- вершенно иная: рынок требует глубоко- го анализа состава и свойств молочного сырья».
Влияние кормления
Состав кормов в рационе дойных коров и ме- тоды управления кормовыми программами ока- зывают влияние на содержание молочного жира, объем надоев и, соответственно, на выход молочных компонентов [3]. Молочный жир состоит из жирных кислот, которые делятся на две ос- новные фракции. Первую фракцию составляют длинноцепочечные жирные кислоты, вторую — средне- и короткоцепочечные жирные кислоты [9, 10]. Первая фракция молочного жира поступает в молоко либо напрямую из рациона, либо из жировых запасов коровы, а вторая часть мо лочного жира образуется непосредственно в клетках молочной железы, которые синтезируют молоко, из продуктов, вырабатываемых бактериями рубца, что называется синтезом жирных кислот de novo [10, 11].
Ключевой аспект влияния кормления на содержание молочного жира — углеводы, которые вы- ступают источником летучих жирных кислот [12]. Структурные углеводы, известные как НДК, сырая клетчатка и КДК — то есть всё то, что входит в остов клеточной стенки растений. В процессе ферментации структурных углеводов вырабатывается ук- сусная кислота [12]. Физиология коров адаптирована для переработки структурных углеводов, из которых в организме формируется высокий уро- вень молочного жира [13].
Однако для достижения высокого объема мо- лока в рацион коров начали добавлять неструктурные углеводы — крахмал и сахар, которые при ферментации образуют пропионовую кислоту, из которой затем синтезируются молочный сахар и белок [14, 15].
Задача рационального кормления заключается в обеспечении необходимого минимума структур ных углеводов и максимума неструктурных углеводов [13, 15]. Соблюдая этот баланс, можно до- биться значительного объема молочного жира при высоком уровне производства молока. Что касается применения специальных добавок, способных воздействовать на содержание жира в молоке, то наиболее простой и широко используемой является пищевая сода.
К числу дополнительных добавок, способствую- щих увеличению жирности, относятся ферменты и живые дрожжи, которые улучшают функциональность микрофлоры и способствуют расщеплению клетчатки. Для повышения жирности молока при- меняется защищенный жир, основой которого служит пальмовый жир [16]. Состав рациона и наличие в нем защищенного жира напрямую влияют на длинноцепочечные жирные кислоты, а соответственно, и на уровень молочного жира.
Важно отметить, что ключевыми моментами при использовании различных кормовых компонентов являются тщательный анализ качества кормов и балансирование рациона с учетом содержания всех необходимых элементов [12].
Процесс доения, лактация и ее периоды, удой и возраст коровы представляют собой взаимосвязанные показатели (рис. 1, 2).
Количество молока и количество синтезируемого жира — параллельные процессы в организме животного. Время доения и интервалы между ними играют ключевую роль [26]. Задержка во времени между интервалами доения может снизить содержание жира в молоке. При доении через равные промежутки времени процессы образования жира и объема молока будут протекать равномерно, а значит, жирность будет одинаковой [26].
Вторым важным моментом является качество доения, поскольку наивысшее содержание жира наблюдается в последнем молоке. Важно подготовить корову к доению и ежедневно соблюдать тех- нологические нормы этого процесса [26].
Содержание жира в молоке зависит и от коли- чества лактаций животного. Коровы 2+ лактаций производят больше молочного жира по сравнению с коровами первой лактации [17]. Это связано с тем, что животные первой лактации еще продолжают развиваться и наращивать массу тела, что требует значительных затрат энергии. В результате часть жира и питательных веществ из рациона, поступающих в организм коров первой лактации, расходуются на рост и поддержание живой мас- сы. Если в стаде преобладают животные первой лактации, то рассчитывать на высокое содержание жира в молоке не приходится (табл. 1).
У коров второй и более лактаций уровень жира в молоке будет увеличиваться с каждой последующей лактацией — вплоть до 5–6 лактаций [17]. После шестой лактации начинается обратный процесс.
Существует связь между лактационными периодами с уровнем молочного жира.
В лактации можно выделить четыре периода:
• молозивный период, который характеризуется высоким содержанием молочного жира (так как корова должна обеспечить теленка питательными веществами в максимальной концентрации; ново- тельное животное «сдаивает» собственный жир);
• период раздоя и достижения пика продуктивности, когда уровень молочного жира снижается из-за увеличения объема молока, что приводит к низкому проценту жирности у животных на первой стадии лактации;
• вторая стадия лактации, в которой наблюдает- ся увеличение молочного жира на фоне уменьшения объема молока;
• предзапускной период, в котором объем мо- лока снижается, а уровень молочного жира — мак- симальный.
Поэтому необходимо знать, какое количество животных той или иной лактации и их лактационных периодов содержится на предприятии, чтобы сделать вывод о предполагаемом уровне молочно- го жира.
Здоровье животного, а именно молочной железы
Наиболее важным заболеванием, оказывающим влияние на содержание молочного жира, являет- ся мастит. Он приводит к изменению проницаемо- сти альвеол вымени, соответственно, изменяются физико-химические свойства и pH молока, что в свою очередь нарушает процесс синтеза белка и жира на клеточном уровне [18]. Если у коровы на- блюдаются воспалительные процессы в вымени, то уровень жира в молоке будет низким.
Влияние сезонности
Существует прямая зависимость молочного жира от сезона года. Летний период характеризуется высокой температурой, а для некоторых регионов — еще и влажностью, что может негатив- но сказаться на коровах и они могут быть подвержены тепловому стрессу [19, 20]. Прежде всего перегрев влияет на молочную продуктивность жи- вотных [21, 22]. Коровы в период теплового стресса меняют свои поведенческие реакции.
Важно уделять особое внимание кормлению в летний период, поскольку оно имеет непосредственное влияние на состояние и продуктивность стада. Даже при создании благоприятного мик- роклимата на ферме в жару может наблюдаться снижение потребления сухого вещества [23]. Это в свою очередь приводит к изменениям в фер- ментации рубца и снижению уровня молочного жира [23]. В жару коровы не съедают весь раци- он, что уменьшает поступление энергии, необходимой для выработки качественного молока [24] (рис. 4).
При высоких температурах окружающей среды животные могут начать испытывать тепловой стресс, в связи с чем будут стремиться снизить вы- работку эндогенного тепла. Как известно, большее количество эндогенного тепла выделяется в про- цессе переваривания структурных углеводов в руб- це [25]. В результате этого коровы начинают сорти- ровать корм, отдавая предпочтение неструктурным углеводам (концентратам), так как их расщепление в рубце сопровождается меньшим выделением тепла. Если такая сортировка окажется «удачной» для коровы, это может привести к такому заболеванию, как ацидоз рубца, что скажется на снижении жирности молока и продуктивности.
Вывод
Содержание жира в молоке действительно играет роль в формировании его цены, но молочная продуктивность оказывает большее влияние на выход жира и, следовательно, на цену. На уровень жира в молоке влияют многие факторы, среди которых физиология самой коровы, например стадия лактации или сезонность. Эти факторы находятся не под контролем, но следует учитывать их влияние и корректировать их. Использование или ограничение определенных кормов, а также регулирование программ кормления позволяют создать наилучшие условия для существования и размножения значительного ко- личества бактерий, простейших и грибов, обитающих в рубце. Микроорганизмы, находящиеся в рубце, очень важны, так как они обеспечивают корову большинством питательных веществ, необходимых для синтеза молочного жира и белка. Поэтому управление и разработка программ кормления, направленных на стабилизацию ферментации в рубце и опти- мизацию производства прекурсоров, необходимых для формирования молочного жира и белка, являются очень важными для увеличения дохода предприятия. В конечном итоге микроор- ганизмы рубца и их метаболиты питают корову и оказывают значительное влияние на объем надоя и стоимость молока.
Литература
1. Богатова О.В., Догарева Н.Г. Химия и физика молока: учеб. по- собие. Оренбург: Изд-во ОГУ. 2004; 137.
2. Heck J.M.L., van Valenberg H.J.F., Dijkstra J., van Hooijdonk A.C.M. Seasonal variation- in the Dutch bovine raw milk composition //
J. Dairy Sci. 2009; 92: 4745–4755.
3. Linn J.G. Factors Affecting the Composition of Milk from Dairy Cows [электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK218193/
4. Иванова Д.А. Сравнительная характеристика жирномолочности коров с учетом сезона года // Молочнохозяйственный вестник. 2021; 2(42): 52–62.
5. Кондратьева Е.А., Душкин Е.B. Потенциал жирномолочности ко- ров — ведущий фактор селекционного развития молочного ското- водства в России // Эффективное животноводство. 2021; 7: 37–39.
6. Кровикова А.Н., Бакай Ф.Р., Лепехина Т.B. Удой, массовая доля жира и белка в молоке коров черно-пестрой породы разных ге- нотипов // Международный научно-исследовательский журнал. 2021; 11(113): 25–27.
7. Молочная продуктивность, химический состав и технологиче- ские свойства молока коров красно-пестрой породы /
А.B. Bостроилов., Е.С. Артемов., Е.Е. Курчаева., Е.B. Баженова // Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции. 2021; 1: 71–77.
8. Гамко Л., Менякина А., Подольников B. Повышаем удои и рента- бельность // Животноводство России. 2021; 9: 45–47.
9. Dils R.R. Milk fat synthesis (1983). Ch. 5 in Biochemistry of Lactation. T.B. Mepham, editor., ed. Amsterdam: Elsevier. Dils R.R. Comparative aspects of milk fat synthesis. J. Dairy Sci. 1986; 69: 904.
10. Larson B. L. Biosynthesis and cellular secretion of milk. Ch. 4 in Lactation. B.L. Larson, editor., ed. Ames: Iowa State University Press. 1985.
11. Thomas P.C. Influence of nutrition on the yield and content of protein in milk. Dietary protein and energy supply. Int. Dairy Fed. Bull. Doc. 1980; 125: 142.
12. Бабенко Е. О чем говорят жирность и белок молока [электрон- ный ресурс]. Режим доступа: http://gov.cap.ru/SiteMap.aspx?gov_ id=106&id=1519569
13. Coppock C.E. Energy nutrition and metabolism of the lactating cow. J. Dairy Sci. 1985; 68: 3403.
14. Sutton J.D. Influence of nutritional factors on the yield and content of milk fat: Dietary components other than fat. Int. Dairy Fed. Bull. Doc. 1980; 125: 126.
15. Sutton J.D. Digestion and absorption of energy substrates in the lactating cow. J. Dairy Sci. 1985; 68: 3376.
16. Christie W.W. The effects of diet and other factors on the lipid composition of ruminant tissues and milk. Prog. Lipid Res. 1979; 17: 245.
17. Davies D.T., Holt С., Christie W.W. The composition of milk. Ch. 5 in Biochemistry of Lactation. T.B. Mepham, editor., ed. Amsterdam: Elsevier. 1983.
18. Needs E.C., Anderson M. Lipid composition of milk from cows with experimentally induced mastitis. J. Dairy Res. 1984; 51: 239.
19. Fournel S., Ouellet V., Charbonneau É. Practices for alleviating heat stress of dairy cows in humid continental climates: a literature review. Animals. 2017; 7: 37.
DOI: 10.3390/ani7050037
20. Renaudeau D., Collin A., Yahav S., De Basilio V., Gourdine J.L., Collier R.J. Adaptation to hot climate and strategies to alleviate heat stress in livestock production. Animal. 2012; 6: 707–728.
DOI: 10.1017/S1751731111002448
21. Wen Y.L. Effects of heat stress on performance and physiological functions in dairy cows. Huhehot, China: Inner Mongolia Agricultural University. 2011.
22. Novak P., Vokralova J., Broucek J. Effects of the stage and number of lactation on milk yield of dairy cows kept in open barn during high temperatures in summer months. Arch Anim Breed. 2009; 52: 574–586. DOI: 10.5194/aab-52-574-2009
23. Xue B., Wang Z.S., Li S.L., Wang L.Z., Wang Z.X. Temperature- humidity index on performance of cows. China Anim Husb Vet Med. 2010; 37: 153–157.
24. Ammer S., Lambertz C., von Soosten D. et al. Impact of diet composition and temperature–humidity index on water and dry matter intake of high-yielding dairy cows. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl) 2018; 102: 103–113.
DOI: 10.1111/jpn.12664
25. Mader T.L., Davis M.S. Effect of management strategies on reducing heat stress of feedlot cattle: feed and water intake. J Anim Sci. 2004; 82: 3077–3087.
DOI: 10.2527/2004.82103077
26. J. Dairy Sci. 88: 1865–1872. Kafidi N., Leroy P., Michaux C. Facteurs non genetiques influencant la production laitiere au cours des trois premieres lactations en race // Ann. Med. Veter. 1990; 134: 7: 479–487.