Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Проблема детского питания в России 7
1.2. Женское молоко и его значение для организма ребенка в сравнении с коровьим молоком и заменителями женского молока 10
1.3. Современные требования к молоку сырью для производства детского молочного питания 31
1.4. Современные требования к коровьему молоку - сырью 41
1.5. Методы приближения (адаптации) состава молочных смесей 43 к составу женского молока
2. Материал и методика исследований 60
2.1. Характеристика хозяйства 60
2.2. Методика зоотехнического опыта 64
3. Результаты собственных исследований 68
3.1. Молочная продуктивность коров 68
3.2. Физико-химические, санитарно-гигиенические и технологические показатели молока 69
3.2.1. Физико-химические показатели молока 69
3.2.2. Санитарно-гигиенические показатели молока 81
3.2.3. Сравнительная характеристика белков молока коров 83
3.2.4. Аминокислотный состав молока 84
3.2.5. Характеристика жировой фазы молока 86
3.2.6. Жирнокислотный состав молочного жира 89
3.2.7. Витаминная питательность молока 91
3.2.8. Минеральный состав молока 103
3.2.9. Термоустойчивость молока 113
3.3. Оценка йогурта и кефира 116
3.4. Производственная эффективность использования животных разного происхождения 118
Выводы и предложения производству 119
Список литературы 122
Приложения 133
- Проблема детского питания в России
- Женское молоко и его значение для организма ребенка в сравнении с коровьим молоком и заменителями женского молока
- Молочная продуктивность коров
- Сравнительная характеристика белков молока коров
Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время во всем мире остро стоит проблема обеспеченности детей раннего возраста полноценным молочным питанием. В нашей стране тема детского питания как одного из основных факторов формирования здоровой нации, настолько важна, что нашла свое отражение в Федеральной целевой программе «Дети России», имеющей статус Президентской.
В производстве детских продуктов наибольший удельный вес занимают молочные продукты. Основным сырьем при производстве детских молочных продуктов является коровье молоко, которое на предприятиях молочной промышленности адаптируют по составу к женскому.
Ведущим предприятием по выпуску продуктов детского питания для такого мегаполиса как Москва является Лианозовский завод детских молочных продуктов.
К качеству молочного сырья, используемому в производстве детских молочных продуктов предъявляются особые требования.
Молоко не многих хозяйств, в том числе и хозяйств Московской области, соответствует этим требованиям. Одним из поставщиков молока-сырья на Лианозовский завод детских молочных продуктов является ГПЗ "Барыбино" Домодедовского района Московской области, молочное стадо которого, как и многих других хозяйств области представлено животными черно-пестрой и голштинской пород и их помесями.
Как известно, продуктивность животных и качество получаемого от них молока зависит от породы, породности, стадии лактации и ряда многих других факторов.
В литературе имеются многочисленные сведения о молочной продуктивности, составе и технологических свойствах молока коров разных пород. Однако данных по оценке эффективности использования животных
черно-пестрой и голштинской пород и их помесей для производства молока,
как сырья для детского питания практически нет.
В связи с этим выявление на базе ГПЗ "Барыбино" наиболее эффективных
животных для производства молока и его использования на выработку детских
молочных продуктов определило содержание диссертационной работы и ее
актуальность.
Исследования по теме диссертации выполнены в соответствии с планами научно-исследовательской работы кафедры технологии хранения и переработки продуктов животноводства Московской сельскохозяйственной академии им. К.А Тимирязева в рамках Межведомственной координационной программы фундаментальных и прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации, задание 01., этап 01.01."Усовершенствовать существующие и разработать новые селекционно-генетические методы повышения продуктивности животных и резистентности их к заболеваниям. Улучшить имеющиеся и создать новые породы, типы и линии сельскохозяйственных животных".
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы было:
проведение сравнительной оценки на базе ГПЗ "Барыбино" животных голштинской породы и ее помесей с черно-пестрой породой по продуктивности, а также по качеству молока, используемому для производства детских молочных продуктов;
определение состава и пригодности молока для производства детского питания в зависимости от стадии лактации коров.
В соответствии с поставленной целью основные задачи работы заключались в следующем:
- оценить молочную продуктивность коров голштинской породы и коров
черно-пестрой породы с разной степенью кровности по голштинской породе с
целью наиболее эффективной реализации молока на комбинаты детского
6 питания;
с учетом повышенных требований к сырью для детского питания глубоко изучить физико-химические показатели, биологическую и питательную ценность молока коров в зависимости от их происхождения и стадии лактации;
оценить технологические свойства молока подопытных коров на примере выработки йогурта и кефира;
определить производственно-экономические показатели коров голштинскои породы и ее помесей с черно-пестрой породой при выработке из молока этих животных детских молочных продуктов.
Научная новизна работы заключается в том, что в результате проведения исследований впервые получены данные по молочной продуктивности, составу, технологическим свойствам и биологической полноценности молока коров голштинскои породы и коров чёрно-пёстрой породы с разной степенью кровности по голштинскои породе, как сырья для производства продуктов детского питания. Глубоко изучен состав молока с определением его витаминной питательности, а также аминокислотного, жирнокислотного, минерального состава.
Практическая значимость работы заключается в том, что полученные данные могут быть использованы в работе со стадом ГПЗ "Барыбино" и в других хозяйствах Московской области, реализующих молоко на комбинат детского питания.
Результаты исследований могут быть использованы в учебном процессе зооинженерных и технологических факультетов по курсам "Молочное дело" и "Технология молока и молочных продуктов".
Выражаю искреннюю благодарность кандидату с.-х. наук, доценту кафедры молочного и мясного скотоводства Соловьевой О.И. за помощь при выполнении диссертационной работы.
Проблема детского питания в России
В работах физиологов, биохимиков, иммунологов, педиатров показано, что питание ребенка раннего возраста определяет полноценность процессов роста и дифференцировки его органов и систем, становления нейроэндокринной регуляции, метаболизма и, в последующем, социальной адаптации детей. Как отмечается в монографии крупных ученых нашей страны И. М. Воронцова, Е.М. Фатеевой, (1993) "Естественное вскармливание детей" питание новорожденного и грудного ребенка не может быть безразличным для его судьбы, не может не сказаться на совершенстве адаптации, реализации творческих способностей, на сроках возникновения заболеваний в пожилом возрасте и длительности жизни, на достижении полноценного полового, родительского и социального поведения.
С 1987-88 гг. по 1996-97 гг. даже в социально благополучном регионе страны - Москве снизились показатели физического развития мальчиков в возрасте от 13 до 15 лет (табл.1).
Прирост населения начиная с 1992 года не только сократился, а даже приобрел отрицательную тенденцию. Данная закономерность наблюдается в целом по России (табл.2), включая и столицу страны - Москву(табл.З).
В целом по Российской Федерации показатели грудного вскармливания детей на протяжении последних 10 лет оставались на стабильно низком уровне. По данным официальной статистики Министерства здравоохранения
Российской Федерации, в 2003 году доля детей 3-6 месяцев, получавших молоко матери, составляла 41,7%, а доля детей 6-12 месяцев - 33,9% (табл. 4).Наступившая сложная демографическая ситуация в России в числе других причин тесно связана с последствиями перевода наших младенцев на искусственную пищу. По данным профессора Е. М. Фатеевой (1993) -педиатра, специалиста по питанию, статистические данные по России свидетельствуют о неуклонном снижении продолжительности естественного вскармливания детей (табл.4).
Грудное вскармливание является уникальным процессом, обеспечивающим идеальное питание для детей раннего возраста, их нормальный рост и развитие; уменьшает частоту и тяжесть инфекционных заболеваний, снижая тем самым заболеваемость и детскую смертность; уменьшает заболеваемость женщин раком грудной железы и яичников и способствует сохранению здоровья женщин путем увеличения интервала между беременностями; содействует социальному и экономическому благополучию, как семьи, так и страны в целом (М.В. Гмошинская, Т.А. Фандеева, И.Я. Конь, 2003; В.И.Фурцев, 2003).
Для достижения оптимального здоровья и питания и матери, и ребенка, все женщины должны получить возможность практиковать исключительно грудное вскармливание всех детей от рождения до 4-6 месяцев жизни, а старше этого возраста - грудное вскармливание с адекватными прикормами до 2-х лет и старше. Такой идеал кормления достижим при создании обстановки информирования и поддержки для женщин, восстановления культуры грудного вскармливания и мощной защиты от вторжения культуры бутылочного питания. В России многие младенцы вскармливаются синтетической пищей -искусственными смесями, поставляемыми многочисленными фирмами из-за рубежа. В результате резкого снижения частоты грудного вскармливания у детей формируется основа для многочисленных заболеваний - соматических и нервной системы, переходящих затем и на взрослый период.
Ведущие отечественные специалисты-педиатры академик В. А. Таболин, профессора Е. М. Фатеева и И. М. Воронцов (2003) считают, что это иллюстрация еще одной социальной и технологической революции, обусловленной эгоистическим или вынужденным стремлением женщины к эмансипации не только социальной, но и биологической.
Женское молоко и его значение для организма ребенка в сравнении с коровьим молоком и заменителями женского молока
При анализе состава и биологической полноценности женского молока очевидны существующие отличия между ним и коровьим молоком, на основе которого изготовляются продукты для детского питания.
Белки коровьего молока, сывороточные и казеин, структурно и качественно отличаются от белков женского молока и могут вызвать антигенную реакцию. Лактоферрин молока коров может на ребенка оказать совсем другое действие, чем на теленка; различие во внешней углеводной структуре белка может означать, что рецепторы ребенка, приспособленные к человеческому лактоферрину, не могут образовать связь с минеральными веществами коровьего лактоферрина и, таким образом, использовать их. Относительная биоадекватность микроэлементов не видна из простого количественного перечисления, также как не очевидны качественные отличия между насыщенными жирами человеческого молока и насыщенными растительными жирами. Все виды молока млекопитающих являются чрезвычайно комплексными жидкостями, уникально отвечающими потребностям их детенышей.
Подсчитано, что для переваривания женского молока требуется в три раза меньше желудочного сока, соляной кислоты и ферментов, чем для переваривания такого же количества коровьего молока (И. Я. Конь, А.К. Батурин, 1994).
Грудное материнское молоко и предшествующее ему молозиво обеспечивает адаптацию новорожденного и его успешный переход к независимой жизни после родов. Молозиво представляет собой клейкую желтоватую жидкость, которая заполняет альвеолы в течение последнего триместра беременности женщин и вырабатывается еще в течение нескольких дней после рождения ребенка. Даже если мать в течение всего периода беременности кормила другого ребенка, ее молоко пройдет стадию молозива как раз перед и непосредственно после новых родов. Количество вырабатываемого молозива меняется в широких пределах от 10 до 100 мл в день, со средним значением около 30 мл. Эта выработка постепенно увеличивается и достигает состава зрелого молока к 30-40 часам после родов (К.К.Горбатова, 2004). Молозиво представляет собой продукт питания с высокой плотностью. Оно содержит меньше лактозы, жира и водорастворимых витаминов, чем само молоко, однако больше белков, жирорастворимых витаминов (включая витамины Е, А и К) и некоторых минеральных веществ, таких как натрий и цинк. Именно в этот период весьма целесообразным оказывается высокое содержание в молозиве магния, соли которого обладают послабляющим действием. Очевидно, это способствует активации перистальтики кишечника новорожденных и ребенок приобретает возможность к освобождению его от первородного кала (мекония).
Белки молозива по своему аминокислотному составу являются более полноценными, чем молочные. Вместе с этим в составе молозива новорожденные получают иммуноглобулины, которые способны всасываться в кишечнике, не разрушаясь. Следовательно, за счет иммунитета, сформированного в организме матери, в ходе пассивной иммунизации малыш приобретает свой собственный физиологический иммунитет, позволяющий ему в начальном периоде своей жизни защищаться от патогенной микрофлоры (А. Д. Уголев, 1996).
Наряду с иммуноглобулинами, молозиво содержит лизоцим, оказывающий антибактериальное действие. Уровень иммуноглобулинов и множества других защитных факторов так высок, что молозиво можно рассматривать не только как продукт питания, но и как лекарство (И.Н.Воронцов, Е.М.Фатеева, 1993). Молозиво очень хорошо соответствует специфическим потребностям детей: не развившиеся почки ребенка не могут перерабатывать большие объемы жидкости, не испытывая метаболического стресса. Выработка лактозы и других кишечных энзимов только еще начинается. Иммуноглобулины покрывают незрелую поверхность кишечника ребенка, защищая от бактерий, вирусов, паразитов и других патогенных факторов, а факторы роста стимулируют собственные системы ребенка.
Молочная продуктивность коров
Молочная продуктивность является основным критерием оценки экономической целесообразности выбора той или иной молочной породы крупного рогатого скота. Увеличение молочной продуктивности существующих пород скота - главная задача селекции в молочном скотоводстве.
На молочную продуктивность оказывает влияние порода скота, возраст животного, уровень кормления, возраст первого осеменения, сезон отёла, продолжительность сервис-периода и ряд других факторов.
Величина удоя - важнейший селекционируемый признак молочного скота. Коэффициент изменчивости этого признака в среднем достигает 20-25 %. Основным моментом в селекции этого признака является правильная оценка продуктивности животного. В нашей стране молочность коровы принято оценивать за 305 дней лактации (Ф. Ф. Эйснер, 1986).
Удои коров I и II групп достоверно превосходили удои коров III группы (табл.15), соответственно на 1706 кг (Р 0,001) и на 1430кг (Р 0,001). Разность в удоях коров I и II групп составила 276 кг и была не достоверна.
За счет более высоких удоев выход сухого вещества с молоком коров I группы был наибольшим (994,34 кг) и превосходил количество сухого вещества, полученного с молоком коров II группы на 128,9 кг (Р 0,001), а коров III группы - на 326,2 кг (Р 0,001).
Преимущество за лактацию у коров I группы по сравнению с коровами II и III групп составило соответственно: по выходу молочного жира - на 22,3 кг и 91,91 кг (Р 0,01, Р 0,001); молочного белка - на 12,12 и 65,23 кг (Р 0,01); лактозы - на 5,47 и 80,04 кг (Р 0,001).
Разность показателей коров II группы по сравнению со всеми показателями коров III группы была существенна и достоверна. Наиболее ценным в молоке является сухое вещество, основу которого составляют жир, белки, молочный сахар, минеральные вещества и, кроме того, обладающие высокой биологической активностью - витамины, пигменты, гормоны, ферменты, иммунные тела.
Сухого вещества в молоке коров I группы было на 0,5% (Р 0,001) , а в молоке коров II группы на 0,34% больше (Р 0,01), чем в молоке коров III группы (табл. 16). Следовательно, из молока коров I и II групп можно получить более качественные детские молочные продукты, чем из молока коров третьей группы.
Для характеристики химического состава принято использовать также сухой обезжиренный остаток молока - СОМО.
Величина СОМО в молоке I и II групп коров была практически одинаковой и составила 9,12% и 9,13%, в III группе несколько ниже - 8,99%.
Содержание жира и белка в молоке - это основные селекционные признаки, характеризующие качество молока, его биологические и технологические свойства.
Недостаток жиров в рационе ребенка отрицательно сказывается на его росте и развитии, приводит к снижению защитных сил организма, развитию нарушений со стороны кожи и слизистых оболочек (В.В. Кузнецов, Н.Н. Липатов, 2005).
Недостаток белка приводит к нарушению нормального развития ребенка, снижению иммунитета, увеличению частоты и тяжести заболеваний, предрасположенности к рахиту, анемии, гипотрофии.
По процентному содержанию жира в молоке коровы I и II групп превосходили коров III группы соответственно на 0,36% (Р 0,001) и на 0,21 % (Р 0,01).
Содержание общего белка в молоке коров I и II групп было больше аналогичного показателя молока коров III группы (соответственно 3,35 и 3,31% против 3,21% в молоке коров III группы). Однако, преимущество по содержанию в молоке общего белка, а также казеина и сывороточных белков у животных I и II групп по сравнению с молоком животных III группы было недостоверным.
Лактоза является ценным компонентом молока, играющим важную роль в технологии молочных продуктов. В организме человека и особенно ребенка, лактоза, как энергетическое вещество создает благоприятную среду для развития полезной микрофлоры. При недостаточном поступлении углеводов с пищей нарушается усвояемость других пищевых ингредиентов, ухудшаются процессы пищеварения, что приводит к нерациональному использованию белков в энергетических целях (В.В. Кузнецов, Н.Н. Липатов, 2005).
Содержание лактозы в молоке было наиболее высоким у коров II группы и составило 4,69%, что на 0,10 и 0,13% выше показателя молока коров I и II групп, хотя установленная разность между группами коров по содержанию лактозы в молоке не достоверна.
Сравнительная характеристика белков молока коров
Многими исследователями доказано, что белки являются одной из наиболее важных составляющих молока и занимают ведущее место по своему пищевому значению.
Свойство молочных белков, особенно казеина, специфически менять своё состояние под влиянием различных факторов и способность проявлять контактность с жирами молока широко используется при производстве молочных продуктов (Н. Г. Беленький, 1982).
Н. В. Барабанщиков (1980) отмечал, что на содержание общего белка, казеина и сывороточных белков влияет порода животных. Для оценки технологических свойств молока имеет значение не только содержание в нём казеина, но и размер и масса его частиц. На размер и массу частиц казеина влияют различные факторы.
А.П. Ярошкевич (1966) отмечает, что размер частиц казеина изменяется в течение лактации и по сезонам года.
Н.В. Барабанщиков (1983) указывает на то, что размер частиц казеина зависит от типа кормления и породы коров.
Р.Б. Давидов (1969) также отмечает, что величина и размер частиц казеина являются генетически обусловленными и зависят от породы животного. Породы скота близкородственные имеют более сходные показатели.
От величины частиц казеина зависят сычужная свёртываемость и термоустойчивость молока. С укрупнением частиц казеина сычужная свёртываемость, как правило, улучшается, а термоустойчивость молока снижается, и наоборот. Это наводит на мысль о дифференцированном использовании в молочной промышленности молока коров разных пород.
Н. В. Барабанщиков (1980) сообщает, что свёртываемость молока находится в зависимости от размера частиц казеина и степени их дисперсности.
Крупные частицы, обладая меньшей свободной поверхностью, в большей степени подвержены воздействию сычужного фермента. Это объясняется большей концентрацией фосфата кальция на их поверхности, что приводит к более быстрому свертыванию белков молока.
В результате проведенных нами исследований было установлено, что в молоке коров первой и второй групп масса мицелл казеина достоверно (соответственно Р 0,001, Р 0,001) превышала аналогичный показатель коров III группы (табл.22).
Отмеченное преимущество у коров I и П групп в сравнении с животными Ш группы по диаметру мицелл казеина, было статистически недостоверным.
Белки молока в отличие от других белков содержат все незаменимые аминокислоты для организма человека и животных. К ним относятся: триптофан, фенилаланин, метионин, лизин, валин, треонин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин. Потребление 0,3 л молока обеспечивает суточную потребность человека в основных незаменимых аминокислотах (Н.В. Барабанщиков, 1983).
Большинство авторов отмечают, что аминокислотный состав молока изменяется в зависимости от периода лактации, уровня кормления, породы животного. В основе различий между породами по аминокислотному составу, отмечает Р. Б. Давидов (1969), лежат генетические особенности, связанные с различной интенсивностью обмена веществ.
Исследования молока коров голштинской породы и ее помесей с черно-пестрой породой по аминокислотному составу подтверждают существование между ними различий (табл. 23).
Аминокислотный индекс, или отношение незаменимых аминокислот к заменимым, характеризует питательную и биологическую полноценность молока. Чем выше аминокислотный индекс, тем выше пищевая ценность молока.
Аминокислотный индекс белков молока коров первой группы был выше, чем аминокислотный индекс белков молока второй на 2,27% и третьей групп на 5,16%. Это можно объяснить более высоким содержанием общего белка и преимущественным абсолютным количеством незаменимых аминокислот в молоке коров I и П групп по сравнению с молоком коров III группы.
Размер жировых шариков влияет на усвояемость жира детской пищеварительной системой. Чем меньше размер жирового шарика, тем меньше энергии затратится на его переваривание организмом ребенка.
В молоке коров I группы количество жировых шариков было достоверно больше (табл.24, прилож. 9), чем в молоке коров II (Р 0,001) и Ш групп (Р 0,01).
У коров I группы средний диаметр жировых шариков молока достоверно превышал показатель коров III группы (Р 0,01).
Однако количество мелких жировых шариков (диаметром менее 2,5 мкм) в молоке коров I группы было на 4,16% больше, чем в молоке коров III группы (рис. 13,14,15).
Полученные данные позволяют сделать вывод, что молоко коров голштинскои породы может иметь лучшие питательные свойства для производства продуктов детского питания, в связи с большим количеством мелких жировых шариков, которые легче усваиваются в организме.
