Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы .
1.1 Производство молока (мировой, российский и региональный аспект) .
1.2 Характеристика пород крупного рогатого скота, разводимых в Республике Саха (Якутия) 1.2.1 Симментальская порода
1.2.2 Холмогорская порода
1.2.3 Якутский скот
1.3 Факторы, влияющие на физико-химические и технологические свойства молока коров
Глава 2. Материалы и методика исследований
Глава 3. Хозяйственные условия содержания, кормления крупного рогатого скота в условиях республики саха (якутия)
3.1 Природно-климатические условия заготовки корма
3.2 Характеристика естественных сенокосов и пастбищ
3.3 Химический состав и питательная ценность кормов
3.4 Кормление коров
3.5 Состояние микроклимата в животноводческих помещениях
Глава 4. Клинико-физиологические состояния коров в связи с условиями содержания и сезонами года .
4.1 Клинико-физиологические состояния коров
4.2 Гематологические показатели
4.3 Воспроизводительные качества коров
Глава 5. Молочная продуктивность, состав, технологические свойства молока коров разных пород
5.1 Характеристика удоя коров .
5.2 Характеристика жировой фракции молока
5.3 Характеристика белковой фракции молока
5.4 Характеристика лактозы молока
5.5 Характеристика СОМО, сухого вещества и плотности молока 5.6 Физико-химические свойства молока
5.7 Минеральный состав молока
5.8 Витаминный состав молока
5.9 Сезонные изменения состава молока
5.10 Технологические свойства молока при выработке молочных продуктов
5.11 Технологические свойства молока при выработке сыра «Суумэх»
5.12 Технологические свойства молока при выработке творога
5.13 Технологические свойства молока при выработке сладкосливочного масла 5.14 Технологические свойства молока при выработке кисломолочного продукта «Тар» 5.15 Технологические свойства молока при выработке якутского национального низкожирного масла «Хайах»
5.16 Экономическая эффективность производства молока
Глава 6. Разработка технологий якутских национальных молочных продуктов
6.1 Технология производства мягкого сыра «Суумэх»
6.2 Технология производства творога «Иэдъэгэй»
6.3 Технология производства молочного деликатеса «Урумэ»
6.4 Технология производства кисломолочного напитка «Утах»
6.5 Технология производства альбуминного творога
6.6 Подбор и производство сухих заквасок для якутских национальных кисломолочных напитков
.6.7 Разработка программы контроля производства якутских национальных молочных продуктов
6.8 Разработка норм расхода сырья и нормативных потерь при производстве молочных продуктов
Глава 7. Экономическая оценка пород коров и разработанных новых технологий
7.1 Экономическая оценка пород коров
7.2 Экономическая эффективность новых технологий
7.3 Экологическая оценка новых технологий
7.4 Социальная оценка новых технологий
7.5 Маркетинговый анализ технологий
Выводы предложения производству
Список использованной литературы
- Симментальская порода
- Химический состав и питательная ценность кормов
- Характеристика жировой фракции молока
- Технология производства молочного деликатеса «Урумэ»
Симментальская порода
Требуется комплексный подход для создания и укрепления сельскохозяйственных предприятий: реконструкция сельскохозяйственных комплексов, создание государственной системы селекционных и племенных хозяйств, организация воспроизводства племенного молодняка, сохранение и улучшение породы коров, реализация инвестиционных программ поддержки сельскохозяйственных предприятий (К.Я. Мотовилов, 2006).
Требуется целевая государственная программа для поддержки сельскохозяйственных предприятий. В первую очередь требуется укрупнение предприятий и создание собственной сырьевой базы при предприятии, чтобы применять современные технологии кормления и содержания скота. Для решения вопросов сбыта сельскохозяйственной продукции при сельскохозяйственных рынках необходимо организовывать сырьевые базы для хранения сельскохозяйственной продукции, оснащенные современным оборудованием. Фонды на это можно предусмотреть, вовлекая одновременно все производственные предприятия, учитывая их рентабельность и прибыльность на лизинговой основе. Сырьевая база стабилизирует, повышает уровень доходности, устойчивости сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий.
Одновременно нужно увеличить количество и качество сырья. Стандартизация – это метод управления качеством и количеством молока. Повышение цен по сортности молока – это материальная заинтересованность хозяйств и работников в производстве продукции высокого качества (Д.М. Пониткин, Н.Н. Лаушкина, 2006). Высокие требования к сырью, повышение цен на качественное молоко повышают заинтересованность производителей к поиску, внедрению новых технологий, современных средств производства, использованию высококачественных кормов, обеспечению здоровья животных (Т.И. Крикун, 2003).
Одним из основных показателей качества молока являются его безопасность для потребителя и санитарно-гигиенические свойства.
Для предприятий молочной промышленности огромное значение имеет качество молока, как сырья. От качества молока-сырья зависит производство конкурентоспособных качественных молочных продуктов. Резко упал рост основных отраслей животноводства. Среднегодовой удой коров по республике составляет около 1600 кг, в племенных хозяйствах – 2000 кг, прирост молодняка крупного рогатого скота – 140 г. Это составляет всего 40-50% генетического потенциала продуктивности местных пород скота. При таком уровне продуктивности не может быть эффективного и конкурентоспособного скотоводства.
Основная причина спада развития скотоводства – острый дефицит в рационах животных энергетической и белковой питательности. В стойловый период в сельскохозяйственных предприятиях и частном секторе дойной корове заготавливается кормов общей питательностью всего 10-12 ц кормовых единиц, что соответствует 55-57% зоотехнической нормы. Одной из причин дефицита в рационе скота является заготовка сена. От нарушения технологии заготовки сена теряются 30% энергетической питательности, 50% переваримого протеина и 40-50% сахаров луговых трав, основного источника кормов в зимнем рационе животных [19, 35, 43,55, 56, 57, 98, 103].
Для увеличения валового производства кормов и улучшения их качества, особенно устранения дефицита кормового белка, сахара в зимнем рационе животных, требуется: - повышение объема заготовки сена лучшего качества с естественных сенокосов. Качественное сено – это основной источник энергетической, протеиновой, углеводной ценности рациона животных; - посев многолетних кормовых и бобовых трав (кострец безостый, волоснец сибирский, реконверсия ленская); - выращивание основных источников сочных кормов (овес, рапс, смешанные посевы, рожь) как, содержащих биологические стимуляторы, ферменты, витамины и многие другие полезны органические вещества; - заготовка сенажа; - производство комбикормов из местного сырья; - выращивание гидропонной зелени; - организация дрожжевания кормов для зимнего рациона животных.
Эффективность производства продуктов животноводства зависит на 60% от полноценного кормления. Продовольственный рынок не существует без корма. В современных условиях развития аграрного сектора экономики приоритетным направлением развития отрасли является повышение индивидуальной продуктивности животных. Увеличение поголовья животных должно соответствовать возможностям кормовой базы и природно-климатическим условиям [4, 142].
Качество животных - это породные (генетические) возможности животных: индивидуальная способность, норма реакции животных на технологию кормления, содержания. Возможности животных определяются породными особенностями – генотипом особи. Для повышения индивидуальной продуктивности каждого животного, его надо кормить полноценно [75, 93, 104, 107].
Одной из проблем животноводства Республики является дефицит поголовья племенных животных. Племенные животные являются лучшими генотипами породы, в лучших условиях питания показывают высокую индивидуальную продуктивность. Такое потомство животных должны содержать в фермах и в частном секторе хозяйствования Якутии. Количество племенного скота от общего количества поголовья животных составляет всего 6%, что не обеспечивает потребность хозяйств.Чтобы улучшить генетические качества животных нужно проводить оценку производителей по качеству потомства и широко использовать производителей в искусственном осеменении маток [104]. Генетический фонд местных животных, адаптированных к суровым условиям региона: якутский скот, холмогорский и симментальский скот являются национальным богатством Якутии.
Химический состав и питательная ценность кормов
Экспериментальные исследования проводились с 2003 по 2013 год в улусах Центральной Якутии (Амгинский, Горный, Мегино-Кангаласский, Намский, Таттинский, Чурапчинский, Хангаласский, Усть-Алданский) улусах, Вилюйских (Верхневилюйском, Вилюйском, Нюрбинском, Сунтарском) улусах Республики Саха (Якутия) в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ ГНУ ЯНИИСХ Россельхозакадемии и по общей схеме исследования, представленной на рисунке 5. За годы исследования охвачено 13 улусов с общим охватом 25000 коров.
Группы скота для опытов комплектовались по принципу аналогов (А.И.Овсянников, 1976) с учетом породы, живой массы, пола, возраста только в восьми улусах Центральной Якутии. Число животных в научно-хозяйственных группах было 15-50 голов. Условия кормления и содержания по технологии, принятой в хозяйстве. По содержанию основных питательных веществ и по энергетической обеспеченности рационы для всех групп были одинаковыми. Питательность рационов устанавливали по фактическому содержанию в кормах сырого протеина, жира, клетчатки, БЭВ, золы, зональных элементов – Са и Р, каротина по методикам, предложенным П.Т. Лебедевым и А.Т. Усовичем (1969). Экстерьерные особенности животных изучали путем взятия промеров статей в возрасте 1, 6, 12 и 18 месяцев, после первого, второго, третьего отелов и определения индексов телосложения.
Молочная продуктивность изучена путем проведения контрольных доек два раза месяц в течение всего лактационного периода [11, 12, 27, 28, 63, 83,85,88,89,95,100,113].
Анализы химического состава молока проводили в летнее время ежедневно, в зимнее время два раза в месяц.
При исследовании микроклимата в животноводческих комплексах, фермах руководствовались «Методическими рекомендациями исследования микроклимата животноводческих помещений для крупного рогатого скота», а также нормами и правилами технологического, строительного проектирования животноводческих ферм, методическими указаниями и пособиями по зоогигиеническим исследованиям (Н.М. Комаров и другие, 1960, А.Т. Семенюта, 1972, Г.К. Волков, 1973).
Для определения клинико-физиологического состояния животных (по 3 – 10 голов из каждой группы) один раз в месяц в одно и то же время суток учитывали температуру тела, частоту дыхания и пульс. В крови определяли количество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина и выводили лейкоцитарную формулу; в сыворотке крови: бактерицидную, фагоцитарную и лизоцимную активность, коэффициент адаптивности – по формуле Р. Бенезера (1954).
Содержание белка, жира, лактозы, сухого вещества, золы, витаминов определяли с использованием инфракрасного анализатора «NIR scanner 4250» в лаборатории ФГБНУ ЯНИИСХ РАСХН, ультразвукового анализатора качества молока «Клевер 1-М» в молокоприемных пунктах улусов, прибора МР САП 007.00.00.000РЭ в Республиканской испытательной лаборатории центра №1 гигиены и эпидемиологии. Содержание кальция и магния комплексометрическим, железа фотоколориметрическим, каротина, витамина А, РР колориметрическим, В1 флюорометрическим, В2 люмифлавиновым методами в Республиканской испытательной лаборатории центра №1 гигиены и эпидемиологии. Минеральный состав и содержание солей тяжелых металлов в молоке определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связной плазмой (МС-ИСП) аппаратурой – квадрупольным масс спектрометром Elan 9000 (мышьяк, бор, кадмий, кобальт, хром, медь, йод, литий, марганец, никель, свинец, селен, олово, ванадий); методом атомно-эмиссионной спектрометрии (АЭС-ИСП) аппаратурой – Optima 2000 DV производства фирмы Perkin Elmer, США (алюминий, кальций, железо, калий, магний, натрий, фосфор, кремний, цинк) в лаборатории Центра биотической медицины доктора Скального (г. Москва) [171-201]. Кислотность определяется титриметрическим методом по ГОСТ 3624-92, плотность –по ГОСТ 3625-84, диаметр и количество жировых шариков – микроскопическим методом и подсчетом в камере Горяева, лактозу – рефрактометрическим методом, массовую долю влаги в сыре, твороге – на приборе Чижовой, калорийность молока – расчетным методом. Биохимический состав сырья и готовой продукции определяли на аналитическом приборе ИК-анализатор NIR SCANNER model 4250 в лаборатории биохимии и массового анализа ФГБНУ ЯНИИСХ Россельхозакадемии (г. Якутск), в Якутской республиканской ветеринарно-испытательной лаборатории Управления ветеринарии при Министерстве сельского хозяйства и продовольственной политики РС (Я) [113].
Микробиологические исследования микроорганизмов выполнены с использованием общепринятых методов исследования и путем анализа литературных данных (Сборник ГОСТов и СанПиН). Количество жизнеспособных клеток лактококков определяли путем посева определенных разведений культуральной среды на чашки Петри с питательными средами; лактобациллы определяли чашечным методом на питательных средах , ароматобразующие лактококки – на среде с цитратом кальция. Чашки выдерживали в термостате при температуре 30С для мезофильных лактобактерий и 370С - для термофильных лактобактерий в течение 48 ч., после чего подсчитывали количество колоний [97,99].
Для подсчета колоний выбирали чашки с числом колоний не менее 400, чтобы обеспечить 95%-ный доверительный интервал.
Сохранение культур. Штаммы молочнокислых микроорганизмов, которые непосредственно использовали в исследованиях, сохраняли и поддерживали методом пересева в стерильное обезжиренное молоко каждые 10 дней. Хранили культуры в холодильнике при 4-8 0С между пересевами.
Характеристика жировой фракции молока
Оплодотворяемость коров, на которую влияют условия кормления, содержания и наследственность. Оплодотворяемость у подопытных коров сильно не отличается и находится на одном уровне: симментальских коров составила 34,2%, холмогорских коров – 36,3%, якутского скота – 34,5%.
Важным критерием, определяющим уровень воспроизводства молочного стада, является межотельный период. Оптимальным является межотельный период продолжительностью 365 дней, коэффициент воспроизводительной способности при этом равен единице.
Индекс плодовитости нами рассчитан по методу, предложенному венгерским ученым И. Дохи: Индекс плодовитости у симментальских и холмогорских пород составил 47,7. Плодовитость при таком значении индекса можно считать хорошей. У якутского скота данный показатель составил 45,7, т.е. на среднем уровне.
В наших исследованиях период между отелами составил у симментальских коров 376 дней и был короче, чем у якутского скота, на 14 дней и на 3 дня, чем у холмогорских коров.
Продолжительность сервис-периода у симментальских коров составила 99 дней, у коров холмогорской породы – 102 дня, у якутского скота – 105 дней. Наблюдения за продолжительностью стельности показали, что у симментальских коров составила 278 дней, у симментальских коров – 279, у якутского скота – 281.
Таким образом, коровы симментальской, холмогорской пород и якутский скот обладают повышенными воспроизводительными способностями.
Молоко – секрет молочной железы. Оно представляет собой сложную физиологическую жидкость, основные компоненты которой – белки, жир, молочный сахар – синтезируются в молочной железе из веществ, приносимых кровью. Только небольшая часть веществ, имеющихся в крови, переходит в молоко без изменения. К ним относятся минеральные вещества, некоторые белковые вещества, витамины, ферменты.
Содержание отдельных компонентов в молоке изменяется в течение лактации и зависит от породы, возраста животных, режима кормления, болезней, условий содержания и других зоотехнических факторов. Зоотехнические факторы влияют и на технологические свойства молока: размер жировых шариков, мицелл казеина, состав, скорость сычужного свертывания молока, термостабильность.
Выход и качество молочных продуктов, следовательно, находятся в большей зависимости от зоотехнических факторов.
Для учета молока, получаемого от коровы, проводили измерение удоя в продолжение всей лактации. Учет молочности проводили два раза в месяц в виде контрольных доений. Массовые доли жира и белка в молоке определяли ежедневно. Продолжительность лактации составляет 305 дней.
Молочная продуктивность коров за анализируемый период представлена в таблице 30. Исследования молочной продуктивности за анализируемый период показали, что удои, массовые доли жира и белка в молоке коров всех пород с возрастом увеличились (таблица 30). Удой коров симментальской породы повысился на 425 кг (20,9 %), массовая доля жира в молоке жира в молоке повысилась с 4,06% до 4,14%, содержание белка с 3,58% до 3,60%. Удой коров холмогорской породы повысился на 217 кг (12%), содержание жира в молоке повысилось с 3,80 до 3,86%, содержание белка повысилось с 3,49 до 3,51%. Удой коров якутского скота увеличился на 186 кг (14%), содержание жира в молоке повысилось с 5,19 до 5,32%, содержание белка – с 3,98 до 4,01%.
В условиях Якутии на уровень молочной продуктивности большое влияние оказывает сезон отела коров. Коровы, отелившиеся в зимние месяцы (декабрь-февраль), имели удой 2777 кг; в весенние (март-май) – 2660 кг в летние (июнь-август) – 2431 кг. Удои коров зимнего отела устойчиво держались в течение 7 месяцев; весеннего – 5 месяцев; летнего – 3 месяца. Поэтому коэффициент постоянства лактации коров соответственно составлял 82,9; 69,3 и 57,2%. Интенсивность и равномерность лактации в течение года играет важную роль в определении величины молочной продуктивности коров.
Характер лактационной кривой зависит от многих факторов и может меняться не только у разных пород коров, но и одних и тех же особей в разные лактации. В оптимальных условиях кормления и содержания коров, как правило, максимальный суточный удой достигается во втором месяце лактации.
Г.Е. Овсянников (1954) установил, что у большинства молочных пород в России, чем выше годовой удой, тем больше молока получают на втором месяце лактации. Чем ниже удой за лактацию, тем сильнее снижение средней продуктивности, по сравнению с предыдущим месяцем.
Наблюдались колебания удоев коров в течение лактации. С первого до четвертого месяца лактации наблюдается повышение удоя у всех коров. На пятом месяце продуктивность резко снижается и на последних двух месяцах лактации удои упали до 40% по сравнению с первым месяцем лактации. Скорость понижения удоя зависит от упитанности, уровня и полноценности кормления, периода стельности, породы. Наблюдается увеличение удоя всех коров в июле месяце, что обусловлено благоприятным кормлением и условиями (летнее) содержания (рисунок 6).
Технология производства молочного деликатеса «Урумэ»
Содержание БГКП и патогенных микроорганизмов не допускается. Содержание в кисломолочных продуктах токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов не должно превышать допустимые уровни, установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации. Для изучения технологических свойств молока коров симментальской, холмогорской пород и якутского скота выбрали иэдъэгэй с массовой долей жира 18%. Технология производства – традиционный способ. Данный способ включает следующие последовательно осуществляемые технологические операции: подготовка молока, получение сырья требуемого состава, пастеризация (78-80 0С, выдержка 20-30 с.), охлаждение до температуры сквашивания (28-32 0С), заквашивание, сквашивание, дробление сгустка, отделение сыворотки, охлаждение творога, фасование. Для заквашивания использовали закваску на чистых культурах мезофильных лактококков. Хлорид кальция добавили в виде 40%-ного раствора из расчета 400 г безводной соли на 1 т молока. Сычужный фермент вносят в молоко из расчета 1 г фермента на 1 т молока. Об окончании сквашивания судят по кислотности сгустка. Кислотность сгустка для творога с массовой долей жира 18% составляет в пределах от 58 до 60 0Т. Результаты производства иэдъэгэй из молока коров симментальской, холмогорской пород и якутского скота представлены в таблице 62.
Время сквашивания молока различалось незначительно. Время сквашивания молока холмогорской породы было более длительным. Кислотность готового сгустка соответствует нормам (58-60 0Т).
Кислотность готового творога и массовая доля влаги в твороге должны соответствовать требованиям технических условий. Вкус творога чистый кисломолочный, консистенция рассыпчатая. По всем показателям готовый творог соответствует требованиям технических условий (таблица56).
Выработаны из молока коров симментальской, холмогорской пород и якутского скота классические виды сладкосливочного масла – сливочное, крестьянское и любительское масло методом периодического сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия.
Технологический процесс производства состоит из следующих технологических процессов: приемка молока, охлаждение, хранение, нагревание, сепарирование молока, тепловая обработка, низкотемпературная подготовка сливок, сбивание сливок, промывка масляного зерна, обработка масла, фасование. Результаты выработки масла представлены в таблице 57.
При выработке масла из молока коров симментальской, холмогорской пород и якутского скота существенных различий в технологии производства не установлено, так как масло вырабатывали по единой технологии.
Сливки нормализовали до массовой доли жира в сливках 35%. Созревание сливок проводили в течение 6 часов.
После пастеризации сливки охлаждали до 13-15 0С и выдерживали 3 часа при этой температуре. Затем охлаждают сливки до 4-6 0С и выдерживают также в течение 3 часов. Перед сбиванием сливки подогревали до 7-15 0С и направляли на сбивание. Летние многоступенчатые режимы созревания сливок способствуют упрочению структуры масла и повышению его термоустойчивости. Зимние ступенчатые режимы способствуют снижению механической прочности масла при сохранении высокой термоустойчивости.
При сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия большое значение имеют степень заполнения маслоизготовителя сливками и частота вращения маслоизготовителя, начальная температура сбивания сливок.
Оптимальной считают степень заполнения маслоизготовителя 40-50%. Частоту вращения рабочего органа маслоизготовителя выбирают с таким расчетом, чтобы центробежное ускорение, возникающее при его вращении, было меньше ускорения свободного падения. При этом случае возникает градиент скорости в потоке сливок и происходит диспергирование воздуха.
Оптимальная температура сбивания 7-15 0С, в зимнее время повышают на 1-1,5 0С. Масло сливочное, любительское, крестьянское, выработанное из молока коров местных пород, соответствовало высшему сорту по требованиям ГОСТ Р 52969-2008 «Масло сливочное». С точки зрения маслоделия особенно важными из физико-химических показателей молока являются состав и свойства молочного жира. Породы различаются по количеству и величине жировых шариков в молоке, которые обусловливают степень использования их при маслоделии. Количество жировых шариков, их поверхность больше всего в молоке коров якутского скота. Степень использования жира при производстве масла у всех пород составляет 98,9%, так как он рассчитан при одинаковых значениях массовых долей жира в сливках (35%) и в масле (72,5; 80; 82,5%) и одинаковых значениях потерь при сепарировании молока, сбивании сливок и фасования готового масла.
Расход молока на производство масла наименьший у коров якутского скота, это объясняется высоким содержанием жира (таблица 57). Продолжительность сбивания сливок также пропорциональна содержанию жира, поэтому значительных различий времени нет (40-45 минут).
