Влияние породы и генотипа по гену blg на молочную продуктивность и качество молока коз
На правах рукописи
ЖЕЛТОВА Ольга Александровна
ВЛИЯНИЕ ПОРОДЫ И ГЕНОТИПА
ПО ГЕНУ BLG НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ
И КАЧЕСТВО МОЛОКА КОЗ
03.02.07 – Генетика
06.02.10 – Частная зоотехния,
технология производства продуктов животноводства
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Дубровицы -2011
Работа выполнена на кафедре технологии хранения и переработки продуктов животноводства Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А.Тимирязева и в Центре биотехнологии и молекулярной ди агностики животных ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии.
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Научные руководители:
Шувариков Анатолий Семёнович кандидат биологических наук Гладырь Елена Александровна доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты:
Калашникова Любовь Александровна доктор биологических наук, профессор Шихов Игорь Яковлевич Ведущее учреждение – ФГОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина.
Защита состоится декабря 2011 г. в 10 часов, на заседании совета по защи те докторских и кандидатских диссертаций Д 006.013.03 при ГНУ Всероссий ский научно-исследовательский инс титут животноводства Российской акаде мии сельскохозяйственных наук.
Адрес института: 142132, Московская область, Подольский район, пос. Дубровицы, ГНУ ВИЖ, т/факс (4967)
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ ВИЖ Россельхо закадемии.
Автореферат разослан «_» ноября 2011 года.
Ученый секретарь Совета Д 006.013.03 И.В. Гусев 1.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Развитие современного животноводства требует внедрения новых биотехнологических методов оценки признаков продуктивно сти сельскохозяйственных животных, базирующихся непосредственно на ана лизе наследственной информации [Эрнст Л..К. и др., 2008, Elin Halln, 2008, Ng-Kwai Hang K.F., 1998]. В этой связи разработка и внедрение в практическое животно водство ДНК-диагностики является актуальной задачей сельского хозяйства.
В настоящее время многие исследования направлены на идентификацию генов, связанных с хозяйственно-полезными признаками животных, что пред ставляет экономический интерес [Эрнст Л.К.,Зиновьева Н.А., 2008, Иолчиев Б.С., 2006, Ajay Kumar и др., 2006, El-Hanafy A.A.., 2010]. В связи с возрастающими требова ниями к качес тву молока и молочной продукции, возникает необходимость ис пользования в селекции животных генетических маркеров, связанных с при знаками молочной продуктивности и качес твом молока-сырья.
В питании населения разных стран наряду с коровьем молоком используют молоко других видов животных – кобылиц, коз, овец, буйволиц и др. Увеличи вающийся в последнее время спрос на козье молоко позволяет считать развитие молочного козоводства в нашей стране перспективным производством, особен но вблизи густонаселенных мегаполисов [Бодров А., 2009, Харитонова Д., 2010]. Ко зье молоко является высококачественным сырьем для получения питьевого мо лока, кисломолочных продуктов, творога и различных видов сыров. Селекци онная работа в молочном козоводстве в основном направлена на улучшение показателей молочной продуктивности животных. В отличие от молочного скотоводства, полиморфизму белков молока коз не уделяется должного внима ния, в то время, как состав молока является основой для его целенаправленной переработки. Многочисленные научные работы доказывают тесную связь меж ду полиморфизмом белков молока и его технологическими свойствами [Chiatti F. и др., 2005, Park Y.W. и др., 2007, Donata Marletta и др., 2007].
Наиболее распространёнными молочными породами коз в России являют ся зааненская, альпийская и нубийская. Так как козы этих пород существенно различаются по показателям продуктивнос ти и составу молока, то возникает необходимос ть в проведении всесторонней оценки этих пород для наиболее эффективного и целенаправленного их использования.
Цель и задачи исследований. Целью нас тоящей диссертационной работы явилось изучение влияния породы и генотипа по гену бета-лактоглобулина на молочную продуктивнос ть и качество молока коз.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Разработать модифицированную тест-систему для определения поли морфизма гена бета-лактоглобулина (ВLG) коз.
2. Провести молекулярно-генетический анализ полиморфизма гена ВLG молочных коз зааненской, альпийской и нубийской пород.
3. Изучить показатели молочной продуктивности и связь породы и гено типа по гену ВLG с составом козьего молока и его технологическими свойст вами.
4. Провести сравнительную оценку качества йогурта и творога, вырабо танных из молока коз разных пород и генотипов по гену ВLG.
5. Оценить состав и свойства молока, йогурта и творога, выработанных из козьего молока, в сравнение с аналогичными продуктами из коровьего молока.
6. Определить эффективнос ть использования коз разных пород и геноти пов по гену ВLG для производства молока, йогурта и творога.
Научная новизна работы. Впервые в нашей стране проведена ком плексная оценка коз разных пород и генотипов по гену ВLG в связи с качест вом получаемого от них молока и молочных продуктов при одинаковых усло виях содержания. Изучен состав молока коз разных пород и генотипов по гену ВLG с определением его белкового, витаминного, аминокислотного и мине рального состава. Проведена оценка технологических свойств молока на основе выработки из него молочных продуктов. Определена эффективность производ ства молока коз в условиях современной промышленной технологии. Предло жена усовершенствованная тест-система для определения аллельных вариантов ВLG коз.
Практическая значимость работы. Предложена усовершенствованная тес т-система для определения аллельных вариантов BLG. Выполнено построе ние Д НК-профилей по ВLG у коз зааненской, альпийской и нубийской пород.
Полученные данные могут быть использованы при селекционно-племенной ра боте со стадами коз изучаемых пород, а также служить дополнительной осно вой для совершенствования зааненской, альпийской и нубийской пород и при разработке нормативно-технической документации на продукцию из козьего молока.
Положения, выносимые на защиту.
Усовершенствованная тест-система для определения полиморфизма гена бета-лактоглобулина коз.
Молекулярно-генетическая характеристика по гену ВLG коз зааненской, альпийской и нубийской пород.
Связь породы коз и генотипа по гену ВLG с молочной продуктивностью, составом и свойствами молока.
Качество молочной продукции, полученной из козьего и коровьего моло ка.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований были доложе ны и обсуждены на восьмой международной научной конференции-школы:
«Современные дос тижения и проблемы генетики и биотехнологии сельскохо зяйственных животных», Био-ТехЖ-2009, ГНУ ВНИИЖ, Дубровицы, 2009 г.;
на Международной научно-практической конференции по актуальным пробле мам АПК, РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва, 2009 г.;
на Междуна родной научно-практической конференции «Молочная индустрия - 2010», Мо сква, 2010 г.;
на Международных конференциях молодых ученых и специали стов, РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва, 2010 г. и 2011 г.;
конфе ренции Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВИЖ, 27 мая 2011 г.
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на страницах, состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, ма териалов и методов исследований, результатов собственных исследований, вы водов и предложений производству, списка использованной литературы. Рабо та включает 23 таблицы, 9 рисунков и 9 приложений. Список литературы со держит 240 источников, в том числе 160 на иностранных языках.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе 3 статьи в рецензируемых журна лах, рекомендованных ВАК РФ (Зоотехния, №4, 2011;
Овцы, козы, шерстяное дело, № 3, 2011;
Молочная промышленнос ть, №6, 2011).
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились в лаборатории молекулярной генетики и цито генетики Центра биотехнологии и молекулярной диагнос тики животных ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, лаборатории технохимического контроля ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии, лабораториях кафедр технологии хранения и пе реработки продуктов животноводства, физиологии и биохимии сельскохозяй ственных животных, земледелия и МОД, центра молекулярной биотехнологии РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева и на базе СПК к-за «Красная Нива»
Мытищинского района Московской области в 2009-2011 гг. в соответствии со схемой (рис. 1).
В качестве опытных животных использовались козы зааненской, альпий ской и нубийской пород (рис. 2). Все животные были аналогами по возрасту (2 3 лактация), на начало опыта находились на 1-2 месяце лактации. Условия со держания и кормления были одинаковыми.
На первом этапе выполнения работ были отобраны пробы ткани (кровь) у 206 коз, а именно: у 140 дойных коз, 31 козочки, 35 козлов-производителей.
Образцы крови консервировали ЭДТА-К3 и анализировали в лаборатории мо лекулярной генетики и цитогенетики ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии.
Выделение Д НК проводили с помощью набора реагентов для выделения DIAtomTM DNA Prep100. Определение полиморфизма гена ВLG проводили ме тодом ПЦР-ПДРФ анализа по собственной модифицированной методике.
В соответствии с установленными генотипами по гену ВLG и с учетом по роды были сформированы опытные группы коз, проведены исследования пока зателей молочной продуктивности и отобрано молоко для проведения техноло гического опыта. В зависимости от породы и генотипов по ВLG и с учетом по головья и методических принципов подбора экспериментальных животных для технологического опыта были сформированы четыре группы коз: 1 группа – козы зааненской породы с генотипом АВ;
2 группа - козы зааненской породы с генотипом ВВ;
3 группа – козы альпийской породы с генотипом ВВ;
4 группа козы нубийской породы с генотипом ВВ.
Рис. 1. Схема исследований А Б В Г Рис. 2 Породы коз: А - зааненская порода, Б – альпийская порода, В – нубийская порода, Г - общий вид фермы Для сравнительной характеристики видовых особеннос тей показателей качества и свойств молока наряду с козьим отбиралось и молоко коров чер но-пестрой породы молочной фермы Зоос танции РГАУ-МСХА имени К.А.
Тимирязева.
От коз опытных групп на 1-2, 4-5 и 7-8 месяцах лактации были отобраны пробы молока для определения показателей его состава и свойств, а также для выработки из молока продуктов – йогурта и творога.
В период проведения опыта были изучены:
1. Молочная продуктивность коз – индивидуально у каждой козы по ре зультатам контрольных доек 1 раз в месяц;
2. Состав и свойства молока: физико-химические, микробиологические и технологические показатели, количественные и качес твенные показатели мо лочных белков, характерис тика жировой фазы, аминокислотный, витамин ный и минеральный состав, термоустойчивость;
3. Качество йогурта и творога: физико-химические показатели продук тов, синерезис и условная вязкость сгустка йогурта, аминокислотный и вита минный состав продуктов, органолептические показатели;
4. Эффективность производственного использования коз разных пород и генотипов по ВLG: коэффициент производственной эффективнос ти живот ных, расчетный выход продуктов из 1000 кг молока-сырья: питьевого моло ка, йогурта, творога.
Исследования проводились по методикам, изложенным в следующих изданиях: «Методика постановки опытов и исследований по молочному хо зяйству» [Кугенев П.В., Барабанщиков Н.В., 1973];
«Методы исследования молока и молочных продуктов» [Крусь Г.Н., Шалыгина А.М., Волокитина З.В., 2000];
«Органолептические свойства молока и молочных продуктов»
[Шидловская В.П., 2000];
Методы исследования белков и нуклеиновых ки слот: «Электрофорез и ультрацентрифугирование» [Остерман Л. А., 1981].
Обработка экспериментальных данных проводилась на компьютере с помощью программы Microsoft Office Excel 2003 по стандартным методикам [Меркурьева Е.К. и др., 1977].
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Молекулярно-генетический анализ полиморфизма гена ВLG молочных коз зааненской, альпийской и нубийской пород Система диагнос тики полиморфизма гена ВLG коз была основана на выявлении единичной нуклеотидной замены CТ в позиции –60 промотор ного региона (генный банк Z33881.1) методом ПЦР-ПДРФ анализа (рис 3).
Амплификацию фрагмента гена ГЕННЫЙ БАНК ВLG коз проводили с использова Z33881. нием праймеров: Cap_BLG1 CAP_BLG1 2084 CAP_BLG2 GTCAСTTTCCCGTCCTGGGG и Cap_BLG2 GCCTTTCATGGTCTGGGTGAGG, 202 П.О.
2043 2244 в конечном объеме 15 мкл реакци АЛЛЕЛЬА онной смеси стандартного состава.
Гидролиз 10 мкл реакционной сме си проводили с 1 U эндонуклеазы 202 П.О.
Sma I (Кат. № R0141S), имеющей SmaI АЛЛЕЛЬВ сайт узнавания CCCGGG в соот ветствии с рекомендациями произ водителя (NEB, UK). Визуализа 39 П.О. 163 П.О.
цию ПДРФ фрагментов осуществ ляли в 3% агарозном геле под дей АА АВ ВВ 202 П.О. ствием УФ света, с последующей документацией результатов в про 163 П.О.
грамме BioDocAnalyze (BDA, 39 П.О.
Biometra, Германия).
Рис.3 Схема ПЦР-ПДРФ анализа гена ВLG коз Результаты ПЦР-ПДРФ анализа гена ВLG коз представлены на рисунке 4.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 202 п.о.
163 п.о.
Рис.4. ПЦР-ПДРФ анализ гена бета-лактоглобулина коз Примечание: дорожки 2, 11 г енотип АА;
3, 6, 9 - г енотип АВ;
4, 7, 10 - г енотип ВВ;
1, 5 и 8 - маркер молекулярног о веса. Длины амплифицируемых фрагментов в парах осно ваний указаны справа от рисунка.
У исследованных пород коз выявлено два аллеля гена ВLG – А и В. Час тота аллеля В у всех пород была существенно выше, чем аллеля А (табл. 1) и варьировала, в диапазоне от 75,00% у нубийской, до 96,05% у альпийской пород.
Табл. 1. Частоты встречаемости аллелей и генотипов по гену ВLG у исследованных пород коз Порода Число Частота Частота генотипов коз голов, аллелей, % АА АВ ВВ n А В n % n % n % Зааненская 148 10,81 89,19 1 0,68 30 20,27 117 79, Альпийская 38 3,95 96,05 - - 3 7,90 35 92, Нубийская 20 25,00 75,00 - - 10 50,00 10 50, Доля гомозиготных генотипов ВВ в двух из трех исследованных пород была выше по сравнению с частотой встречаемости генотипа АВ и изменя лась от 79,05% у животных зааненской до 92,10% у коз альпийской пород. В зааненской породе выявлено три возможных генотипа – АА (у одного произ водителя), АВ и ВВ. В нубийской породе коз генотипы АВ и ВВ встречались с одинаковой частотой - 50,00%.
Анализ генетической структуры популяций показал, что во всех породах коз наблюдалось сохранение генного равновесия. Анализ разницы в частотах встречаемости аллелей и генотипов гена BLG между животными разных по род выявил достоверные различия в частотах встречаемости аллеля В на 21% (Р0,05) и генотипа ВВ на 42% (Р0,001) между альпийской и нубийской по родами. Частота встречаемости генотипа ВВ в зааненской породе была на 13% ниже (Р0,001) по сравнению с альпийской породой и на 29% выше (Р0,05) по сравнению с нубийской.
3.2. Молочная продуктивность коз разных пород и генотипов по гену ВLG Анализ продуктивнос ти коз разных пород показал, что у животных аль пийской породы в сравнение со сверстницами была более продолжительная лактация (альпийскаязааненская, 76,74 дн., Р0,01) и выше удой за всю лак тацию (табл. 2). Козы зааненской породы в сравнение с козами других пород имели более высокие показатели продуктивности за 305 дней лактации.
Табл. 2. Молочная продуктивность коз разных пород и генотипов по гену ВLG Порода коз зааненская альпийская нубийская Показатель генотип по гену ВLG в в в АВ ВВ АВ ВВ АВ ВВ среднем среднем среднем Продолжительность 453,67 379,08 392,09 476,33 468,22 468,83 337,00 435,00 397, ±33,08** ±23,60** лактации, дн. ±7,05 ±18,94 ±17,69 ±73,42 ±75,38 ±67,54 ±52, Удой за всю лак- 917,27 733,98 765,95 1018,23 866,41 877,79 625,67 818,29 744, ±81,35* тацию, кг ±51,76 ±45,32 ±187,29 ±86,43 ±77,46 ±151,72 ±153,11 ±125, 670,22 560,04 579,26 560,90 554,17 554,68 455,16 608,70 549, удой, кг ±34,77** ±23,47 ±20,67 ±98,98 ±30,86 ±30,43 ±99,42 ±83,64 ±66, Продуктивность за первые 27,11 23,42 24,06 23,27 23,82 23,77 19,67 25,96 23, жир, кг ±1,38* ±0,99 ±0,86 ±5,73 ±1,37 ±1,33 ±3,80 ±3,79 ±2, 305 днейлактации 23,54 20,01 20,62 19,22 19,65 19,61 16,42 22,21 19, белок, кг ±1,23* ±0,84 ±0,74 ±4,54 ±1,07 ±1,06 ±3,16 ±3,33 ±2, среднесу 2,07 1,88 1,91 1,91 1,76 1,77 1,68 1,84 1, точный ±0,09 ±0,07 ±0,06 ±0,41 ±0,09 ±0,08 ±0,25 ±0,20 ±0, удой, кг максималь ный 3,16 2,80 2,86 2,70 2,63 2,64 2,46 3,08 2, суточный ±0,21 ±0,10 ±0,09 ±0,44 ±0,14 ±0,13 ±0,33 ±0,32 ±0, удой, кг Примечание: Здесь и далее разность показателей достоверна: * - Р 0,5;
** - Р 0,01;
*** - Р 0, Внутри популяции коз зааненской и альпийской пород у животных с ге нотипом АВ по ВLG было больше дойных дней и более высокий удой за всю лактацию, а также наибольшие показатели удоя за первые 305 дней продук тивности, среднесуточного и максимального удоев в сравнение с животными, имеющими генотип ВВ. Анализ молочной продуктивности показал наличие статистически достоверной разницы по удою за 305 дней ( АВВВ, +110,2 кг, Р0,01), количеству молочного жира (АВВВ, +3,7 кг, Р0,05) и молочного белка (АВВВ, +3,5 кг, Р0,05) у коз зааненской породы. В остальных случа ях выявленные различия стоит рассматривать в качестве тенденции.
3.3. Состав и свойства молока коз разных пород и генотипов по гену ВLG 3.3.1. Физико-химические показатели молока и содержание соматических клеток Молоко коз всех групп ( табл. 3) имело высокое содержание жира (3,99 – 4,28%) и белка (3,43 – 3,64%), что соответс твует по этим показателям требо ваниям к козьему молоку Федерального закона Российской Федерации от июня 2008 г. N 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную про дукцию". Однако уровень сухих веществ, плотность и кислотность молока требованиям Технического регламента не соответс твовали.
Табл. 3. Физико-химические показатели молока М олоко коз разных пород и генотипов М олоко Показатель зааненская зааненская альпийская нубийская коров молока АВ ВВ ВВ ВВ 1 2 3 4 М ассовая доля, %: 12,52 12,48 12,52 13,00 11, ±0,43* 4- - сухих веществ ±0,32 ±0,48 ±0,46 ±0, 8,39 8,41 8,53 8,72 8, ±0,15*1-5 ±0,25*3-5;
±0,26*4-2;
*4- - СОМ О ±0,20 ±0, 4,13 4,08 3,99 4,28 3, - жира ***1-5 ***2-5 ***3-5 ***4- ±0,17 ±0,14 ±0,19 ±0,13 ±0, 3,43 3,51 3,64 3,47 3, - белка ±0,24*1-5 ±0,32*2-5 ±0,23*3-5 ±0,25*4-5 ±0, 4,33 4,34 4,41 4,51 4, - лактозы ±0,12*4- ±0,08 ±0,11 ±0,14 ±0, 1,0281 1,0281 1,0285 1,0289 1, Плотность, г/см3 *4-2;
*4- ±0,001 ±0,001 ±0,001 ±0,001 ±0, Титруемая 21,67 18,67 18,67 19,33 16, ±3,71*1-5 ±2,16*2-5;
±2,16 *3-5 ±2,86*4- кислотность, °Т ±1, 0,515 0,505 0,517 0,517 0, Температура ±0,002*3- замерзания, минусС ±0,005 ±0,012 ±0,008 ±0, Содержание соматических 535,66 883,33 677,33 831,00 151, клеток, тыс./см3 ±85,51*1-5 ±79,85*2-5 ±95,38*3-5 ±71,42*4-5 ±28, Алкогольная проба, не выдерживает 68% спирт объемная доля этилового спирта, % Тепловая проба, с исполь- 2,67 37,50 30,87 29,87 52, зованием ультратермоста- ±1,12 ±22,06 ±27,67 ±18,30 ±26, О та(130 С), мин Примечание: Здесь и далее: * 1-2-отношение показателей между г руппами (первой ко вто рой) и т.д.
Молоко коз всех опытных групп по массовой доле СОМО, жира и белка превосходило коровье молоко (Р 0,5 - 0,001). Температура замерзания мо лока всех групп коз не достигала минимального уровня (-0,52 О С), установ ленного стандартом для коровьего молока. Содержание соматических клеток в молоке коз было более высоким, чем в коровьем молоке, что является ха рактерным для козьего молока и обусловлено особенностями молоковыведе ния у коз.
Наиболее продолжительное высокотемпературное воздействие в ультра термос тате выдерживало молоко коз зааненской породы, имеющих генотип ВВ по ВLG (37,5 мин). Молоко коз зааненской породы с генотипом по гену ВLG АВ выдерживало высокотемпературное нагревание лишь в течение 2, мин, что является самым низким показателем тепловой пробы среди живот ных данной породы, а также среди коз других пород и возможно связано с тем, что молоко этих животных имело более высокие показатели кислотно сти и размера мицелл казеина.
3.3.2. Технологические показатели молока Наши исследования подтвердили данные о том, что козье молоко в сравнение с коровьем быстрее подвергается воздействию сычужного фер мента (табл. 4). При этом образуется менее плотный молочный сгусток, ко торый легче переваривается в желудочно-кишечном тракте. Средняя масса и размер мицелл казеина у всех групп коз были близки между собой и сущест венно не отличались от показателей коровьего молока.
Табл. 4. Технологические показатели молока М олоко коз разных пород и генотипов М олоко Показатель зааненская зааненская альпийская нубийская коров молока АВ ВВ ВВ ВВ 1 2 3 4 Дисперсность мицелл 154, 140,15 130,69 131,22 145, ±7,16*4-2;
казеина:
±5,80 ±3,82 ±7,54 ±20, *4- - средняя масса мицелл ка зеина, млн. ед. мол. массы 72, 70,12 68,56 68,65 69, ±1,09*4-2;
- средний диаметр мицелл ±1,14 ±1,01 ±1,56 ±3, *4- казеина, нм 11,43 11,77 11,00 8,03 14, Сычужная свертываемость ±0,41*5- молока, мин ±3,62 ±3,31 ±2,04 ±1, Эффективность обезжири- 95,16 96,34 96,30 98,37 95, вания молока при сепари- ±1,64 ±1,66 ±1,98 ±0,74 ±1, ровании, % Эффективность обезжиривания козьего молока составила 95-98% и была практически на одном уровне со значением этого показателя у коровьего мо лока.
Количество жировых шариков в козьем молоке несколько различалось по группам коз, но было больше, чем в коровьем молоке (табл. 5).
Табл. 5. Характеристика жировой фазы молока М олоко коз разных пород и генотипов зааненская зааненская альпийская нубийская М олоко Показатель коров молока АВ ВВ ВВ ВВ 1 2 3 4 Количество жировых шариков в 5,12 4,19 3,82 3,23 2, 1 мл молока, млрд. ±0,48 ±0,69 ±0,36 ±0,60 ±0, Средний диаметр жировых ша- 4,40 4,47 4,15 4,19 4, риков, мкм ±0,89 ±0,59 ±0,94 ±0,61 ±0, Распределение жировых шари ков по величине: 28,69 26,42 24,07 28,46 14, - количество мелких жировых ±4,90 ±3,06 ±2,42 ±3,20 ±2, шариков (диаметром менее 2, мкм), % - количество крупных жировых 71,31 73,58 75,93 71,54 85, шариков (диаметром более 2,5 ±6,90 ±4,85 ±5,42 ±6,20 ±5, мкм), % Средний диаметр жировых шариков в обоих видах молока был практи чески одинаковым. При содержании в козьем молоке, по сравнению с ко ровьем, большего количества мелких жировых шариков (диаметром менее 2,5 мкм), оно более целесообразно, чем коровье молоко, для производства питьевого молока и кисломолочных напитков. Коровье молоко может эффек тивнее использоваться при сепарировании и получении из него высокожир ных продуктов – сливок, сметаны и масла.
3.3.3. Количественный и качественный состав белков молока Исследования молока коз разных пород и генотипов по ВLG показали некоторые различия между ними, как по содержанию общего белка, так и по составу его фракций (табл. 6). Однако установленные различия по фракцион ному составу молочного белка коз были не достоверны.
Табл. 6.Фракционный состав белков молока М олоко коз разных пород и генотипов М олоко Фракции белков зааненская зааненская альпийская нубийская коров молока, г/100г АВ ВВ ВВ ВВ 1 2 3 4 3,43 3,51 3,64 3,47 3, Общий белок: ±0,24*1-5 ±0,32*2-5 ±0,23*3-5 ±0,25*4-5 ±0, 2,67 2,73 2,83 2,70 2, Казеины ±0,19*1-5 ±0,25*2-5 ±0,18*3-5 ±0,19*4-5 ±0, 0,59 0,50 0,48 0,47 0, as1-казеин ±0,11*1-5 ±0,06*2-5 ±0,12*3-5 ±0,04*4-5 ±0, 0,57 0,64 0,67 0,60 0, as2-казеин ±0,08**1-5 ±0,14**2-5 ±0,14**3-5 ±0,14**4-5 ±0, 1,18 1,32 1,29 1,25 1, -казеин ±0,13 ±0,24 ±0,15 ±0,16 ±0, 0,63 0,67 0,64 0,69 0, -казеин ±0,31 ±0,43 ±0,39 ±0,31 ±0, 0,76 0,78 0,81 0,77 0, Сывороточные белки: ±0,05*1-5 ±0,07*2-5 ±0,05*3-5 ±0,06*4-5 ±0, 0,48 0,50 0,49 0,46 0, -лактоглобулин ±0,02*1-5 ±0,04*2-5 ±0,03*3-5 ±0,06*4-5 ±0, 0,09 0,10 0,10 0,07 0, -лактоальбумин ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0, сывороточный 0,12 0,14 0,14 0,16 0, альбумин ±0,02 ±0,02 ±0,01 ±0,05 ±0, 0,16 0,15 0,14 0,17 0, лактоферрин ±0,02 ±0,02 ±0,03 ±0,01 ±0, Внутри популяции коз зааненской породы молоко животных с геноти пом ВВ характеризовалось наибольшим содержанием таких фракций, как as2 казеин и -казеин, в сравнение с молоком животных, имеющих генотип АВ.
По другим фракциям молочных белков козы зааненской породы с генотипа ми АВ и ВВ по ВLG имели примерно одинаковый уровень.
В молоке коз всех групп было более высокое содержание, чем в молоке коров, общего белка, казеина, сывороточных белков (Р 0,5). Превосходство козьего молока по сравнению с коровьем отмечено и по отдельным фракциям белка, таким как as1 -, as2-казеин и -лактоглобулин.
3.3.4. Аминокислотный и витаминный состав молока Молоко коз разных пород в целом не имело существенных различий по содержанию незаменимых аминокислот (табл. 7). Достоверное превосходство отмечено по уровню метионина в молоке коз зааненской породы с генотипом АВ по ВLG, в сравнение с молоком коз, имеющих генотип ВВ. Содержание незаменимых аминокислот в молоке коз всех групп было достоверно больше (Р 0,5), чем в коровьем молоке.
Табл. 7. Аминокислотный и витаминный состав молока М олоко коз разных пород и генотипов М олоко зааненская зааненская альпийская нубийская Показатель коров АВ ВВ ВВ ВВ 1 2 3 4 Содержание незаменимых 1263,47 1263,33 1285,67 1253,50 1208, ±20,49*1-5 ±24,91*2-5 ±14,53**3-5 ±22,77*4- аминокислот, в т.ч., мг% ±8, 243,33 240,67 254,67 252,00 233, - лизина ±7,56 ±12,36 ±13,39 ±14,35 ±5, 39,87 40,07 44,67 38,90 35, - триптофана ±2,16*3- ±2,29 ±3,64 ±3,68 ±5, 75,67 71,17 72,00 71,33 66, - метионина ±1,08*1-2;
*1-5 ±0,93*2-5 ±0,82*4- ±3,94 ±3, 0,016 0,015 0,016 0,014 0, М ассовая доля, мг%:
±0,004 ±0,004 ±0,004 ±0,003 ±0, - витамина А 1,49 1,51 1,53 1,68 1, - витамина С ±0,25 ±0,29 ±0,25 ±0,32 ±0, По содержанию витаминов А и С молоко коз сравниваемых групп прак тически не различалось и не имело достоверных различий по витаминам и с молоком коров. Из всех сравниваемых образцов молока наиболее высокий уровень витамина С был установлен в молоке коз нубийской породы.
3.3.5. Минеральный состав молока Содержание минеральных веществ в молоке коз соответствовало видо вым показателям. В молоке коз зааненской породы с генотипом АВ был вы ше уровень натрия и магния, но ниже содержание калия и меди, чем в молоке коз с генотипом ВВ (Р 0,5). Максимальное содержание макроэлементов вы явлено в молоке коз нубийской, а микроэлементов – в молоке коз альпийской пород, имеющих генотип ВВ.
3.4. Качество йогурта из молока коз разных пород и генотипов по бета-лактоглобулину Йогурт, выработанный из молока коз, в отличие от йогурта из коровьего молока имел более высокие показатели массовой доли сухих веществ, жира, белка, незаменимых аминокислот, в т.ч. лизина, триптофана и метионина (табл. 8), что является результатом аналогичных различий в молоке-сырье, полученном от животных этих видов.
При выработке йогурта из молока коров были отмечены более плотный молочный сгусток и более активный синерезиса (выделение сыворотки) в сравнение с продуктами, произведенными из козьего молока.
Наибольшее содержание сухих веществ, жира и белка было отмечено в йогурте, выработанном из молока коз нубийской породы с генотипом ВВ по BLG, по сравнению с продуктами из молока коз других пород аналогичного генотипа, а также с йогуртом из коровьего молока. В йогурте из молока коз зааненской породы с генотипом ВLG АВ содержание сухих веществ, жира и белка было наивысшим в сравнение с аналогичными показателями йогурта из молока коз зааненской породы, имеющих генотип ВLG ВВ.
Табл. 8. Показатели качества йогурта Порода и генотип коз Йогурт Показатель из молока зааненская зааненская альпийская нубийская АВ ВВ ВВ ВВ коров 1 2 3 4 М ассовая доля, % 12,54 12,34 12,64 13,23 11, ±0,65*4- -сухих веществ ±0,61 ±0,66 ±0,76 ±0, 3,97 3,83 3,77 4,33 3, - жира ±0,18*2-5 ±0,29*4- ±0,47 ±0,50 ±0, 4,02 3,65 3,89 4,87 3, - белка ±0,98 ±0,49 ±0,58 ±0,77 ±0, Содержание незаменимых 1171,87 1170,17 1177,67 1244,17 1115, аминокислот, мг%, в т.ч.: ±89,40 ±67,62 ±70,72 ±120,39 ±127, 245,67 238,67 250,67 273,33 221, - лизина ±18,36 ±16,87 ±18,18 ±43,89 ±19, 36,60 34,87 39,93 42,87 33, - триптофана ±3,54 ±3,55 ±1,80 ±9,72 ±5, 72,23 71,35 76,97 79,57 71, - метионина ±0,36*4-3;
*4- ±3,45 ±5,89 ±0,95 ±3, М ассовая доля, мг%: 0,012 0,016 0,016 0,016 0, ±0,001*2- - витамина А ±0,002 ±0,001 ±0,001 ±0, 1,00 0,78 0,74 1,12 0, ±0,12*1- - витамина С ±0,12 ±0,02 ±0,42 ±0, Условная вязкость 93,33 88,67 127,00 113,67 170, сгустка, сек ±29,81 ±12,29 ±28,52 ±42,60 ±68, 12,37 14,63 14,93 13,17 24, Синерезис, % ±5,29*1-5 ±1,97*2-5 ±3,02*3-5 ±4,19*4-5 ±7, Общая оценка йогурта по 13,90 14,01 14,00 13,58 13, органолептическим пока- ±0,28 ±0,18 ±0,25 ±0,27 ±0, зателям (макс. 15 бал.) В связи с тем, что йогурт из молока коз разных пород и генотипов раз личался по показателям, характеризующим его качество, производителям и переработчикам козьего молока при выработке молочных продуктов целесо образно знать и учитывать возможное влияние породы и генотипа животных на молоко-сырье.
3.5. Качество и состав творога из молока коз разных пород и генотипов по гену ВLG На выработку 1 кг творога расход козьего и коровьего молока был при мерно одинаковым (табл. 9).
Содержание влаги и жира в твороге, полученном из козьего молока, бы ли на одном уровне со значениями этих показателем в твороге из коровьего молока. Близкими были показатели творога из козьего и коровьего молока по содержанию белка и кислотнос ти.
При анализе творога из молока коз зааненской породы разных генотипов по ВLG, не установлена статистически достоверная разность по таким пока зателям как содержание влаги, жира и белка, а также титруемой кислотнос ти.
Творог из молока коз зааненской породы с генотипом ВВ характеризовался наибольшим содержанием незаменимых аминокислот, а также более высо ким уровнем лизина и метионина, в сравнении с творогом, полученным из молока животных, имеющих генотип АВ (ВВАВ, +1217,34 мг%, Р 0,01;
ВВАВ, +110,00 мг%, Р 0,01;
ВВАВ, +34,34 мг%, Р 0,05).
Табл. 9. Показатели качества творога Порода и генотип коз Творог Показатель зааненская зааненская альпийская нубийская из молока АВ ВВ ВВ ВВ коров 1 2 3 4 Расход молока 4,35 4,16 4,27 5,19 4, на 1 кг творога, кг ±0,28 ±0,32 ±0,13 ±0,31 ±0, М ассовая доля, %: 65,30 67,53 64,67 68,98 66, - влаги ±5,79 ±5,89 ±6,90 ±4,95 ±2, 14,48 15,85 14,97 13,23 14, - жира ±2,56 ±1,79 ±2,07 ±0,56 ±1, 8,75 9,87 11,08 10,52 11, - белка ±1,96 ±1,63 ±1,50 ±2,07 ±1, Титруемая кислотность 143,33 148,67 155,33 160,00 147, творога, °Т ±16,33 ±19,82 ±14,17 ±6,48 ±19, Содержание 6719,33 7936,67 8102,00 7775,33 7878, незаменимых аминокис- ±93,90**2- ±341,67 ±3,67 ±414,78 ±439, лот в твороге, мг%, 1144,00 1254,00 1262,33 1237,33 1256, в т.ч.:
- лизина ±13,49**2- ±33,26 ±13,39 ±65,00 ±44, 788,67 824,33 848,33 843,67 864, - триптофана ±40,41 ±40,90 ±23,51 ±13,35 12, - метионина 613,33 647,67 671,33 647,33 667, ±13,24*2- ±4,60 ±3,89 ±20,33 ±11, М ассовая доля в твороге, 0,029 0,030 0,030 0,030 0, мг%:
- витамина А, ±0,001 ±0,001 ±0,001 ±0,001 ±0, 1,06 1,04 0,95 1,05 1, - витамина С ±0,07 ±0,03 ±0,07 ±0,02 ±0, Общая оценка творога по органолептическим по- 16,36 16,15 17,89 18,18 19, казателям ±0,66 ±1,07 ±0,70 ±0,58 ±0, (макс. 20 бал.) Творог, выработанный из молока коз разных пород и генотипов, разли чается по показателям качества. Это необходимо учитывать при выборе на правления переработки козьего молока.
3.6. Эффективность производственного использования коз разных пород и генотипов по гену ВLG При приеме молока с учетом содержания в нем жира и белка (табл. 10) прибыль от реализации молока 89 коз зааненской породы с генотипом АВ по ВLG, 106 коз зааненской породы с генотипом ВВ, 107 коз альпийской поро ды с генотипом ВВ и 98 коз нубийской породы с генотипом ВВ будет одина ковой.
При переработке 1000 кг молока коз альпийской породы, имеющих ге нотип ВLG ВВ, несмотря на невысокие показатели удоя животных в этой группе, можно получить больше питьевого молока и йогурта жирностью 3,4%, чем при переработке такого же количес тва натурального молока, полу ченного от коз других групп. В связи с низким расходом на 1 кг творога мо лока коз зааненской породы с генотипом ВВ по гену ВLG расчетное количе ство творога из 1000 кг молока-сырья было наибольшим.
Табл.10. Эффективность производства цельного молока и молочных продуктов Порода и генотип коз Средний альпийская нубийская показа Показатель зааненская зааненская тель по АВ ВВ ВВ ВВ группам 1 2 3 4 Удой за 305 дней 670,22 560,04 554,17 608,70 598, лактации, кг Содержание жира 4,05 4,20 4,30 4,22 4, в молоке, % Содержание белка 3,52 3,58 3,56 3,61 3, в молоке, % Ст, руб./кг 48,02 48,36 48,47 48,45 48, Стоимость молока за 305 32180,61 27083,53 26860,62 29491,52 28904, дней лактации, руб.
КПЭ 1,11 0,94 0,93 1,02 1, Расчетное количество питьевого молока жирно 776,53 672,91 681,44 734,28 стью 3,4% за 305 дней лактации, кг Расчетное количество йо гурта жирностью 3,4% 775,44 671,96 680,49 733,26 за 305 дней лактации, л Расчетное количество творога за 305 дней лакта- 154,07 134,63 129,78 117,28 ции, кг Расчетный выход продук ции из 1000 кг молока- 1158,62 1201,53 1229,66 1206,31 сырья:
- питьевого молока, л 1157,00 1199,85 1227,94 1204,63 - йогурта, л 229,89 240,38 234,19 192,68 - творога, кг Примечание: Ст – стоимость молока с корректировкой по качеству, руб.;
КПЭ(коэффициент производственной эффективности) - отношение стоимости молока отдельных г рупп коз к среднему показателю по г руппам.
Выводы 1. Разработана модифицированная тес т-система определения аллелей A и B гена бета-лактоглобулина коз (ВLG). Тест-система ПЦР-ПДРФ анализа экспериментально апробирована для диагнос тики аллельного полиморфизма ВLG 206 коз зааненской, альпийской и нубийской пород.
2. Определены генотипы по гену ВLG в изучаемых породах коз. Частота встречаемости аллеля В варьировала от 75,00% в нубийской до 96,05% в аль пийской породе. Анализ генетической структуры популяций показал сохра нение генного равновесия во всех породах коз. Выявлены достоверные раз личия в повышении частот встречаемости аллеля В на 21% (Р0,05) и гено типа ВВ на 42% (Р0,001) между альпийской и нубийской, на 13% (Р0,001) между альпийской и зааненской, и на 29% (Р0,05) между зааненской и ну бийской породами коз. Выявлена изменчивость по удою, содержанию жира, количеству молочного жира и белка в молоке коз с различными генотипами по ВLG. У коз зааненской породы выявлена статистически достоверная раз ница по удою за 305 дней (АВВВ, 110,2 кг, Р0,01), количеству молочного жира (АВВВ, 3,7 кг, Р0,05) и молочного белка (АВВВ, 3,5 кг, Р0,05).
3. В молоке коз всех опытных групп было достоверно более высокое со держание жира, белка и лактозы (Р0,5 - 0,001), по сравнению с молоком ко ров. Однако козье молоко не соответствовало требованиям «Технического регламента на молоко и молочную продукцию» по уровню сухих веществ, плотности и кислотнос ти. Содержание соматических клеток в молоке коз по сравнению с коровьем молоком было высоким (535 – 883 тыс./см3 ), но не превышало уровень, установленный в Технических условиях для козьего мо лока высшего и первого сортов.
4. Показано, что алкогольная проба не может быть критерием оценки козьего молока.
Наиболее продолжительное воздействие высокой температуры выдержи вало молоко коз зааненской породы с генотипом ВВ (37,5 мин), а минималь ное время термостойкости при высокотемпературном воздействии было у молока коз зааненской породы с генотипом АВ (2,7 мин).
5. Количество жировых шариков в козьем молоке в 1,2-1,9 раз больше, чем в коровьем, при практически одинаковом их среднем диаметре. В козьем молоке по сравнению с коровьем было дос товерно больше общего белка, ка зеина, сывороточных белков, а также as1 -, as2 -казеина, -лактоглобулина, не заменимых аминокислот и витамина С.
6. По питательности и биологической ценности лучшими показателями характеризовался йогурт из молока коз нубийской породы с генотипом ВВ по ВLG и творог из молока животных альпийской породы, имеющих генотип ВВ по ВLG. Установлено превосходство йогурта из козьего молока по каче ству молочного сгустка и пищевой ценности в сравнение с йогуртом из ко ровьего молока.
При переработке козьего молока в творог наблюдается значительный переход питательных веществ в сыворотку. Творог из молока коз зааненской породы с генотипом ВВ характеризовался наибольшим содержанием незаме нимых аминокислот, а также более высоким уровнем лизина и метионина, в сравнении с творогом, полученным из молока животных, имеющих генотип АВ (ВВАВ, +1217,34 мг%, Р 0,01;
ВВАВ, +110,00 мг%, Р 0,01;
ВВАВ, +34,34 мг%, Р 0,05).
7. При высоком удое коз зааненской породы с генотипом АВ стоимость их молока за 305 дней лактации составляет 32180,6 руб., что превышает средний показатель стоимос ти молока по всем группам животных на 3276, руб. Расчетный выход продукции из 1000 кг молока-сырья был наибольшим у коз альпийской породы с генотипом ВВ, что обусловлено высоким содер жанием жира и белка в молоке этих животных.
Практические предложения 1. Лабораториям, занимающимся ДНК-диагнос тикой, рекомендуем ис пользовать модифицированную нами тест-систему для определения геноти пов по гену бета-лактоглобулина коз.
2. При оценке молока-сырья и разработке нормативно-технической до кументации на продукцию из козьего молока следует учитывать его отличия от коровьего молока по содержанию соматических клеток, точке замерзания и термоус тойчивости по алкогольной пробе.
Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Желтова, О.А. Молочная продуктивнос ть и качество молока коз с различными генотипами по гену бета-лактоглобулина / Желтова О. А., Шува риков А.С., Гладырь Е.А. // Овцы, козы, шерстяное дело. – 2011. - № 3. – С.
80 – 83.
2. Желтова, О.А. Фракционный состав молочного белка молока коз раз ных пород и генотипов / Желтова О. А., Шувариков А.С., Пастух О. Н., Гла дырь Е. А. // Зоотехния. – 2011. - № 4. – С. 25 – 27.
3. Желтова, О.А. Йогурт из молока коз разных пород и генотипов / Желтова О. А., Шувариков А.С., Пас тух О.Н., Гладырь Е.А. // Молочная про мышленнос ть – 2011. - № 6. – С. 81 – 82.
Статьи в других изданиях:
4. Сорвачева (Желтова), О.А. Создание методологических основ раз ведения молочных коз, продуцентов гипоаллергенного молока / Сорвачева (Желтова), О.А., Волкова В. В. // Сборник трудов 8-й международной науч ной конференции-школы: «Современные достижения и проблемы генетики и биотехнологии сельскохозяйственных животных», Био-ТехЖ-2009, Дубро вицы: ГНУ ВНИИЖ, 2009 – С. 186 – 189.
5. Желтова, О.А. Связь генотипов гена бета-лактоглобулина с молоч ной продуктивностью коз / Желтова О.А., Шувариков А.С., Гладырь Е.А. // Доклады ТСХА: Сборник статей. Вып. 282. Часть II. М.: Изд-во РГАУ МСХА имени К. А. Тимирязева, 2010 – С. 247 – 250.
6. Желтова, О.А. Состояние и перспективы молочного козоводства в России и мире / Желтова, О.А. // Международная конференция молодых уче ных и специалистов, посвященная 145-летию РГАУ-МСХА имени К.А. Ти мирязева: Сборник статей. В 2-х т. М: Изд-во РГАУ-МСХА имени К. А. Ти мирязева, 2010 – С. 433 – 437.
7. Желтова, О.А. Сравнительный анализ белкового состава козьего и коровьего молока / Желтова О. А., Шувариков А.С., Пастух О.Н., Гладырь Е.А. // Научное обеспечение развития АПК в современных условиях: мате риалы Всероссийской научн.-практ. конф. В 3 т. Т. 3 / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. – Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011. – С. 12 – 17.