Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 12
2.1. Молоко как сырье для сыроделия 12
2.2. Требования к качеству молока в сыроделии 13
2.2.1. Общие критерии качества и безопасности сырого молока 17
2.2.2. Специфические требования к сырому молоку по сыропригод-ности 20
2.3. Изменения качества молока в зависимости от сезона года 22
2.4. Повышение сыропригодности молока 23
2.5. Характеристика и классификация сыров 25
2.6. Основные результаты технологического процесса производства сыров 28
2.7. Использование нетрадиционного растительного сырья в мо
лочном скотоводстве 30
3. Материалы и методы исследований 35
4. Результаты собственных исследований .
4.1. Оценка биологической безопасности экспериментальных кормовых добавок и их питательность 40
4.2. Влияние стебле-листьевой массы и жома стевии на организм коров 49
4.2.1. Динамика показателей рубцовой микрофауны 49
4.2.2. Влияние вторичных продуктов переработки стевии на уровень обмена веществ 58
4.2.3. Продуктивность животных, ветеринарно-санитарная и технологическая оценка молока (на фоне применения вторичных продуктов переработки стевии) 73
4.3. Качественные характеристики сыра «Калачеевский» 84
4.3.1 Органолептическая оценка сыра 84
4.3.2 Микроструктурные исследования сыра 86
5. Обсуждение результатов исследований 91
6. Заключения 115
7. Практические предложения 117
8. Список использованной литературы
- Общие критерии качества и безопасности сырого молока
- Повышение сыропригодности молока
- Оценка биологической безопасности экспериментальных кормовых добавок и их питательность
- Продуктивность животных, ветеринарно-санитарная и технологическая оценка молока (на фоне применения вторичных продуктов переработки стевии)
Общие критерии качества и безопасности сырого молока
Молоко – продукт нормальной физиологической секреции молочных желез сельскохозяйственных животных, полученный от одного или нескольких животных в период лактации при одном и более доении, без каких-либо добавлений к этому продукту или извлечений каких-либо веществ из него (Федеральный закон РФ от 12 июня 2008 № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» (в ред. Федерального закона РФ от 22 июля 2010 № 163-ФЗ)).
Молоко содержит все необходимые компоненты (витамины белки, ли-пиды, углеводы, макро-, микроэлементы и другие соединения), которые нужны для активного роста детенышей в постэмбриональный период. Качество и количество молока зависит от вида и породы животного, возраста, стадии лактации, условий кормления и содержания, состояния здоровья. Состав молока во многом определяется рационом кормления животных, в корме которых в основном используются растения. Именно поэтому в молоке могут присутствуют различные вещества, которые синтезируются в растениях и поступают в организм животного с кормом (Житенко П.В., 2000; Рогожин В.В., 2006; Боровков М.Ф., 2008).
С технологической и экономической точек зрения среднее процентное содержание составных частей молока включает в себя воду (87,5%) и сухое вещество (12,5%), в которое входит молочный жир (3,8%) и сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО) (8,7%).В состав СОМО входят лактоза (4,7%), казеины (2,7%), сывороточные белки (0,6%) и минеральные вещества (0,8%).
Молоко, предназначенное для производства сыра, должно быть сыро-пригодным. Под сыропригодностью молока понимают комплекс его свойств, позволяющих получать сыры высокого качества. Молоко считается пригодным для производства сыра, если оно обладает необходимыми органолепти 13 ческими, физико-химическими, биологическими свойствами и получено с соблюдением санитарно-гигиенических требований (Карташова В.М., 1995; Касторных М.С., 2009).
Необходимо строго следить за соблюдением параметров технологического процесса производства сыров, принимать своевременные меры по устранению причин, приводящих к различным нарушениям.
Требования к качеству и безопасности молока в сыроделии Молоко является сырьем для производства весьма широкого ассортимента молочной продукции, и поэтому к качеству молока предъявляют высокие требования (Мамаев А.В., 2013).
На текущий момент качество сырого молока регламентируется различными нормативными документами в зависимости от целей его использования.
Все технологические процессы, применяемые при производстве молока, условия содержания, кормления и доения сельскохозяйственных животных, условия сбора, охлаждения и хранения сырого молока должны соответствовать требованиям законодательства РФ о ветеринарии и «Техническому регламенту на молоко и молочную продукцию» (ФЗ № 88 от 12 июня 2008 г. (в ред. ФЗ РФ № 163 от 22 июля 2010 г.).
Данный документ предусматривает следующие основные критерии оценки безопасности молока (статья 5. п. 2, 3): - сырое молоко должно быть получено от здоровых сельскохозяйственных животных на территории, благополучной в отношении инфекционных и других общих для человека и животных заболеваний; - не допускается использование в пищу сырого молока, полученного в течение первых семи дней после дня отела животных и в течение пяти дней до дня их запуска (перед их отелом) и (или) от больных животных и находящихся на карантине животных; Дополнительные требования к сырому молоку (статья 5, п. 7): 1) сырое молоко сельскохозяйственных животных, предназначенное для производства продуктов детского питания на молочной основе, должно соответствовать требованиям настоящей статьи, а также следующим требо ваниям: а) показатель чистоты не ниже первой группы, показатель термоустой чивости по алкогольной пробе не ниже третьей группы в соответствии с тре бованиями национального стандарта; б) количество колоний мезофильных аэробных микроорганизмов и фа культативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) не превышает 1 х 105 и колониеобразующих единиц в кубическом сантиметре для сырого мо лока высшего сорта; в) количество соматических клеток не превышает 4 х 105 г / см3 для сы рого молока высшего сорта; г) хранение и перевозка сырого молока, предназначенного для произ водства продуктов детского питания на молочной основе, осуществляются в отдельных емкостях с соблюдением требований настоящего Федерального закона; д) использование сырого молока, показатели идентификации которого не соответствуют виду сельскохозяйственных животных, от которых получе но молоко, и (или) показатели безопасности которого не соответствуют тре бованиям настоящего Федерального закона, не допускается; 2) сырое молоко коровье, предназначенное для производства молока стерилизованного, в том числе молока концентрированного или молока сгущенного, должно соответствовать требованиям настоящей статьи и показателю термоустойчивости по алкогольной пробе не ниже третьей группы в соответствии с требованиями национального стандарта; 3) сырое молоко коровье, предназначенное для производства сыра, должно соответствовать требованиям настоящей статьи, а также следующим требованиям:
Повышение сыропригодности молока
Экспериментальная и лабораторная часть работы выполнена на кафедре ветеринарно-санитарной экспертизы и зоогигиены, в лаборатории массовых анализов ФГОУ ВПО ВГАУ, а также в АИЦ ФГУ Государственный центр агрохимической службы «Воронежский», в ГУ «Воронежская облветлаборатория», во Всероссийском НИИ сахарной свеклы и сахара имени А. Л. Мазлумова, в коллективном хозяйстве «имени Куйбышева» Калачеевского района Воронежской области, а также в филиале ОАО МК «Воронежский» «Калачеевский сырзавод» Калачеевского района Воронежской области.
Объектами изучения служили: продукты переработки стевии (стебле-листьевая масса и жом), коровы симментальской породы, кровь, рубцовое содержимое и молоко, полученное от них, а также сыр, выработанный из молока животных опытных и контрольных групп. При проведении исследований фитокормовую добавку из стебле-листьевой массы стевии скармливали опытному поголовью из расчёта 5 г на кг живой массы в сутки с основным рационом (опытная группа I) (n=10), жом стевии скармливали из расчета 5 г на кг живой массы в сутки с основным рационом (опытная группа II) (n=10), контрольная же группа (n=10) получала основной рацион. Объем и направленность эксперимента отражены в схеме проведения исследований (рис. 1).
Схема проведения исследований Опыт проводился с участием животных – парных аналогов 2 – 3 лактации, сформированных в группы с учетом возраста, даты отела, живой массы, продуктивности, содержания жира и белка в молоке. Технология содержания, доения и кормления подопытных животных была идентична и соответствовала нормам, принятым в хозяйстве. Содержание крупного рогатого скота в период исследований было стойловое, привязное.
Согласно плану эксперимента, у всех трех групп животных (опытные I и II, а также контрольная) исследуемые нами показатели определяли в течение четырех исследований: первое исследование – фоновые показатели начала исследований (8 день лактации); второе исследование – период с 8 по 100 день лактации; третье исследование – период со 101 по 200 день лактации; четвертое исследование – период с 201 по 300 день лактации.
Безопасность продуктов переработки стевии (стебле-листьевой массы и жома) исследовали по следующим методикам: - определение токсичных элементов (свинец, кадмий, медь, цинк) проводили по ГОСТ 30178-96; - определение количества ртути в образцах – по МУ 5178-90; - количества мышьяка – по ГОСТ 26930-86; - количества нитратов и нитритов – по ГОСТ 13496.19-93; - определение уровня пестицидного загрязнения (ГХЦГ и ДДТ) проводили по ГОСТ 13496.20-87; - определение количество радионуклидов (цезий -137, стронций-90) определяли по МУК 2.6.1.1194-03; - определение наличия афлотоксина В1 проводили по ГОСТ 30711-2001; - уровень загрязненности микотоксинами (дезоксиниваленолом и
Исследование рубцового содержимого в количестве 120 проб осуществляли с учётом его микробиологических и физико-химических параметров на 8-й, 100-й, 200-й и 300-й день лактации.
Ветеринарно-санитарные и качественные показателей молока определялись в соответствии с ФЗ № 88 (в ред. ФЗ № 163) «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» и ГОСТ Р 52686-2006 «Сыры и сырные продукты. Общие технические условия».
Гематологические исследования в количестве 120 проб венозной крови, взятой из ярёмной вены до утреннего кормления животных, осуществляли на 8-й, 100-й, 200-й и 300-й дни лактации. Исследования и включали в себя изучение морфологических, биохимических и иммунологических показателей.
Органолептическую оценку сыров проводили по 100-бальной системе. Определение количества молока на выработку 1 кг сыра и расхода сычужного фермента на 100 кг молока проводили расчетным методом.
Микроструктуру сыра изучали в соответствии с общепринятым методом замораживающей техники в сравнении с предложенным нами вариантами методов парафиновой заливки сыра. Замороженные срезы окрашивали Суданом III+IV, парафиновые срезы – гематоксилин-эозином.
Экономическую эффективность исследований оценивали в соответствии с утвержденной Методикой определения экономической эффектив 39 ности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений (Лоза Г. М., 1980 г.).
Результаты исследований получены на сертифицированном оборудовании с использованием современных методик сбора и обработки информации. Полученные результаты обрабатывались статистическим методом вариационной статистики на достоверность различия сравниваемых показателей с помощью программ STATISTIKA 6.0 и электронных таблиц Microsoft Excel 2003. Степень достоверности различий средних величин в случаях нормального распределения определялись с помощью критерия Стьюдента.
Оценка биологической безопасности экспериментальных кормовых добавок и их питательность
На протяжении лактации удои у коров неодинаковы. У каждой коровы свои индивидуальные изменения в удоях. Все изменения в количестве выделенного молока по отдельным дням, месяцам, можно представить в виде лактационной кривой (графическое изображение удоя за лактацию). Выделяются четыре типа коров по характеру лактационных кривых.
1. Высокая устойчивая – у коров этого типа в связи с хорошо развитой сердечно-сосудистой и устойчивой нервной системами удой интенсивно возрастает до 3-5 месяцев и сохраняется на таком уровне до запуска. Они дают много молока, хорошо усваивают корм. Продолжительность их лактации – 300-305 дней. Такие коровы очень желательны для селекции.
2. Высокая неустойчивая – высокий удой в первые месяцы лактации, но с 5-6-го месяца быстро падает. У них сердечная система не приспособлена к длительной работе с высоким напряжением. Оплодотворение таких коров следует проводить в первую-вторую половые охоты, и наиболее желательная продолжительность лактации 240-270 дней. Они проигрывают в величине удоя за укороченную лактацию, но пожизненный удой у них почти не отличается от сверстниц с высокой устойчивой лактационной кривой. Для селекции они менее желательны.
3. Двух-трехвершинная – у коров этого типа развитие сердечнососудистой и устойчивость нервной систем не в состоянии постоянно поддерживать окислительно-восстановительные процессы на высоком уровне. В результате высокая продуктивность чередуется с резким снижением и последующим возрастанием до еще более высокого уровня. Эти колебания не связаны с уровнем кормления. У таких коров более приемлемой является полная лактация. Продуктивность у них невысокая.
4. Устойчивая низкая – лактационная кривая типична для низкопродуктивных животных. С первых дней лактации величина удоя повышается медленно и удерживается до запуска на невысоком уровне. Они маломо-лочны, но обладают высокой степенью резистентности.
Лактационные кривые коров в начале лактации характеризуются возрастающей секрецией молока. При этом высший суточный удой проявляется на втором-третьем месяцах лактации, а у низкопродуктивных – даже на первом месяце, затем, в одних случаях, медленно, в других, особенно с наступлением стельности, секреция молока начинает быстро снижаться, а в конце лактации полностью прекращается. Обильномолочность коров зависит от длительности и уровня повышения удоев после отела коров и степени последующего понижения их к концу лактации. Этот процесс называется падением лактационной кривой. Наиболее желательный тип коров для производства молока – это первый и второй типы, третий и четвертый – нежелательны и подлежат выбраковке (Василисин В.В., 2007).
Коровы симментальской породы по уровню удоя относятся к первому типу лактации. Молочную продуктивность коров мы рассчитывали по результатам индивидуальных контрольных удоев, проводившихся в период с 8 по 91 день через каждые 3 недели лактации (рис. 2).
В контрольной группе молочная продуктивность была примерно на одном уровне с двумя опытными группами до 28 дня эксперимента и увеличи 75 лась относительно фона на 11,6%, затем было отмечено постепенное снижение удоя по отношению к фону на 4,4% к 91 дню эксперимента.
В опытной группе I, получавшей стебле-листьевую массу стевии, наметилось повышение молочной продуктивности к 28 дню эксперимента на 11,54%. Впоследствии уровень молочной продуктивности так и был примерно на одном уровне. Общее увеличение в сравнении с фоном составило 15,8% к 91 дню эксперимента.
В опытной группе II, получавшей жом стевии, была отмечена та же тенденция, что и в I опытной группе. Общее увеличение уровня лактации к 91 дню эксперимента составило 13,1% по отношению к фоновым показателям.
Нами был проведен анализ биохимического состава молока и его технологических свойств (табл. 22, 23, 24).
Р 0,001 по отношению к контролю Технологические характеристики молока коров сравниваемых групп в своём фоновом значении были на одном уровне. Имеющиеся различия статистической достоверности не имели.
Достоверно (Р 0,001) установлено возрастание процентного содержания казеина в I опытной группе на 0,28 абс.% по отношению к фону, а это чрезвычайно важно с позиции использования такого молока в производстве сыра. Во II опытной группе отмечено увеличение данного показателя на 0,12 абс.% по отношению к фоновым значениям.
За период исследований в молоке коров I опытной группы отмечено достоверное (Р 0,001) увеличение содержания массовой доли жира и белка на 0,15 абс.% и 0,11 абс.% соответственно по отношению к фону. В опытной группе II также были отмечены положительные изменения и рост количества жира и белка на 0,09 абс.% и 0,3 абс.% соответственно.
Р 0,001 по отношению к контролю. В I опытной группе на 91 день исследований количество -казеина было выше фона на 9,9%, а содержание -казеина ниже на 16,8%. Во II опытной группе к 91 дню исследований количество -казеина было выше фоновых показателей на 6,2%, а содержание -казеина ниже на 8%. В контроле же значительных отличий не наблюдалось.
Анализ фракционного состава белка позволил определить, что увеличению его общего количества способствовали казеиновые фракции, в первую очередь за счёт -казеина. Итоговая разница между I опытной группой и контролем на 91 день исследования по этому показателю оказалась выше на 3,98 абс.%. В тоже время, технологически менее значимый -казеин в молоке коров I опытной группы содержался на 2,21 абс.% меньше, чем в контроле. Массовая доля лактозы в I опытной группе к 91 дню исследований была выше фоновых значений на 3,7%, а во II опытной группе на
Кроме того, соотношения жир / белок, белок / СОМО и жир / СОМО в результате скармливания стебле-листьевой массы и жома стевии оптимизировались до требуемых параметров.
Было выявлено достоверное (Р 0,001) снижение уровня сывороточных белков в молоке коров I опытной группы с 0,95±0,01% до 0,78±0,006% или на 17,9% к 91 дню эксперимента, а во II опытной группе отметилось снижение данного показателя с 0,95±0,02% до 0,86±0,002% или на 9,5% к концу эксперимента. В контроле же изменения были незначительными.
Показатели массовой доли молочного жира и белка, а также количественное соотношение казеина и сывороточных белков являются важными составляющими при оценке технологической ценности сырого молока. Данные величины не только определяют, на какие цели будет использовано сырьё, но и напрямую влияют на его технологические параметры.
При исследовании ветеринарно-санитарных показателей молока коров получены результаты, отраженные в таблицах 25, 26 и 27.
Сопоставление значений по бродильной пробе указывает на то, что в I опытной группе к 91 дню исследований процент животных, имеющих более высокий класс по данному показателю, оказался выше, чем в контроле на 13%, а во II опытной группе выше контроля на 4,3%.
В I опытной группе отмечено снижение класса сычужно-бродильной пробы с 2,3 до 2,1, во II опытной группе с 2,3 до 2,2 к 91 дню эксперимента. В контроле изменений не было.
Количество молока, относящееся к классу не ниже 2 по сычужно-бродильной пробе, в I опытной группе увеличилось на 8,7%, а во II опытной группе – на 4,3% по сычужно-бродильной пробе относительно контроля на 91 дню эксперимента.
Также было отмечено снижение группы термоустойчивости молока в группах, получавших кормовые добавки из отходов переработки стевии. В молоке контрольной группы отмечено увеличение группы термоустойчивости с 2,3 до 2,5 к 91 дню эксперимента.
Продуктивность животных, ветеринарно-санитарная и технологическая оценка молока (на фоне применения вторичных продуктов переработки стевии)
Дополняющие друг друга ферментативная и неферментативная ан-тиоксидантные системы в норме обеспечивают сдерживание активации процессов пероксидного окисления липидов и тем самым предупреждают поражение организма животных продуктами ПОЛ. На эффективность ан-тиоксидантной системы значительное влияние оказывает полноценность кормления животных, особенно уровень обеспеченности их витаминами и микроэлементами (Кондрахин И.П., 2004).
Повышение концентрации в крови (плазме и эритроцитах) диеновых конъюгатов (ДК) и кетодиенов (КД) полиненасыщенных жирных кислот свидетельствует об усилении в организме процессов ПОЛ, вызываемых как эндогенными [острые и хронические воспаления, сепсис, снижение антиокислительной активности (АОА) липидов и естественных антиоксидан-тов в организме – витаминов Е, С, К, каротина, фосфолипидов, селена и др.], так и экзогенными (лучевое поражение, эмоциональные, болевые и технологические стрессы и др.) факторами. Постепенное снижение концентраций ДК и КД до оптимального уровня свидетельствует об успешном лечении и благоприятном прогнозе. Резкое падение (ниже среднего уровня) концентраций указанных продуктов ПОЛ, как правило, свидетельствует о глубоких необратимых деструктивных процессах (Бузлама В.С., 1997).
Активность свободнорадикального окисления липидов оценивают по накоплению липидных перекисей, которые определяют в форме малонового диальдегида (МДА). Повышение его концентрации свидетельствует об активизации процессов ПОЛ или о снижении антиоксидантной защиты организма. Это вызывается как эндогенными, так и экзогенными факторами. Пониженная и стабильная концентрация продуктов ПОЛ, наоборот, свойственна здоровому организму с хорошо функционирующей антиоксидант-ной защитой (Кондрахин И.П., 2004).
Супероксиддисмутаза встречается во всех клетках и является ключевым ферментом антиоксидантной защиты в организме, которая попарно превращает супероксидные анионы в пероксид водорода и молекулярный кислород и тем самым защищает клетки от токсичных форм кислорода в самом начале процесса ПОЛ. Активность СОД в крови и печени повышается в 1,5 – 5 раз во всех случаях, когда в клетках нарастает концентрация супероксидных анионов (О-2), что наблюдается при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, легких, инфаркте миокарда и других заболеваниях сердца и сосудов, термических ожогах, болезнях печени, особенно при жировой дистрофии, при онкологических поражениях, химических отравлениях, эмоционально-болевых и других стрессах.
Снижение активности СОД отмечено при ишемии миокарда, печени, почек, скелетных мышц, хотя уровень липидных пероксидов в этих случаях возрастает. Аналогично снижается уровень СОД при хроническом гепатите, фиброзе, циррозе, глубоких деструктивных поражениях печени. Показатели активности СОД у здоровых животных и птиц колеблется от 1,0 л 7,5 ед. акт/мг гемоглобина.
Пероксидаза в отличие от каталазы содержит одну гемовую группу на одну молекулу фермента. Она менее широко распространена в живой природе. Как и каталаза, пероксидаза восстанавливает Н2О2 до молекулы воды и молекулярного кислорода (О2), используя в качестве доноров водорода фенолы, амины, органические кислоты. Пероксидазная активность крови обусловлена в основном ее наличием в гранулоцитах. Она адсорбируется на мембранах фагоцитированных бактерий, генерирует альдегиды, синглетный кислород, другие свободные радикалы, которые повреждают клетки.
Глутатионпероксидазе принадлежит ведущее место в ферментативном звене антиоксидантной защиты организма. Она катализирует превращение пероксида водорода и органических пероксидов до гидросоединений, которые в дальнейшем могут метаболизироваться кчными системами.
В организме животных обнаружена глутатионпероксидаза (ГПО-2), не содержащая селена, которая имеет субстратное родство только к органическим пероксидам. Селеносодержащая глутатионпероксидаза (ГПО-1) предотвращает продолжение процесса ПОЛ, обезвреживая уже образовавшиеся гидропероксиды жирных кислот, и одновременно предупреждает их образование. Под ее влиянием восстановленный глутатион реагирует с пе-роксидом водорода и превращается в окисленный, который при участии фермента глутатионпероксидазы вновь переходит в восстановленный. Активность глутатионпероксидазы зависит не только от интенсивности процесса ПОЛ, но и от обеспеченности организма селеном: нормально сбалансированные по селену рационы поддерживают активность фермента на стабильно высоком уровне. Недостаток, наоборот, снижает его активность.
Наибольшая активность глутатионредуктазы (ГР) обнаружена в почках, тонком кишечнике, эритроцитах. Играет роль в поддержании достаточного уровня восстановленного глутатиона (GSH) из окисленной его формы (GSSG), что позволяет обеспечить функционирование глутатионза-висимых антипероксидантных систем. В качестве донора водорода для восстановления окисленного глутатиона главным образом используется НАДФ, но может быть использована и НАДН. Активность ГР существенным образом зависит от обеспеченности рибофлавином. Повышение активности ГР отмечается на фоне повышения процессов ПОЛ, в частности при хроническом заболевании печени.
Антиоксидантная активность (АОА) крови свидетельствует о суммарной защите организма от токсичных для структур кчных мембран и функциональной активности белков – ферментов продуктов ПОЛ. Повышение АОА крови свидетельствует о высокой способности организма противостоять воздействию факторов, активизирующих свободнорадикальное окисление липидов; снижение, наоборот, указывает на уменьшение его антиокислительной защиты (Кондрахин И.П., 2004). Щелочная фосфотаза так же как и кислая фосфатаза, отщепляет остаток фосфорной кислоты от ее органических эфирных соединений. В сыворотке крови может быть фермент из костной ткани, печени, желчных путей, кишечника и других тканей. В норме активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови составляет около 1,04 - 1,4 мкМ/мл за 1 час инкубации при 37 С. Мы определяли активность ферментов и продуктов перекисного окисления липидов в крови коров опытных и контрольной групп (рис. 17, 18, 19).
