Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

КАЧЕСТВО МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ В ТЕХНОГЕННОЙ ПРОВИНЦИИ ЮЖНОГО УРАЛА

ВАК РФ 06.02.04, Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

Автореферат диссертации по теме "КАЧЕСТВО МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ В ТЕХНОГЕННОЙ ПРОВИНЦИИ ЮЖНОГО УРАЛА"

/

На правах рукописи

К/М

Гагарина Любовь Валентиновна

Качество молока и молочных продуктов в техногенной провинции Южного Урала

06.02.04 ~ частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства 16.00.04 — ветеринарная фармакология с токсикологией

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Трон цк-2004

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины»

Научный руководитель:

Научный консультант:

Офнимапьн ые оппоненты;

Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л аза реп ко Виктор Николаевич

Заслуженный деятель науки РФ, нарных наук, профессор Рабинович Моисей Исаакович

доктор ветери-

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Галатов Александр Николаевич доктор ветеринарных наук Грнбовскнй Юр)ш Геннадьевич

Ведушая организация: ФГОУ ВПО «Уральская государственная сельскохозяйственная академия»

-^часов на заседании

Зашита состоится Т^Л 2004 г. в йя

диссертационного совета К. 220.066.01 при ФГОУ ВПО «Уральская государств венная академия ветеринаркой медицины» по адресу: 457100, г. Троицк, Челябинская область, ул. Гагарина, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины» Автореферат разослан « -/У» ОСТлТ^и^ 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Горелик О.В.

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Высокое качество и безопасность продуктов питания является в настоящее время одной из существенных предпосылок сохранения продовольственной независимости России и важнейшей задачей государственной политики в области здорового питания. Основные положения этой политики нашли отражение в Федеральном законе о качестве и безопасности пищевых продуктов (Jis29-903, подписан 02.01.2000г.). Среди основных направлений и срочных мер по осуществлению намеченной программы рассматривается обеспечение безопасности пищевого сырья.

Уровень контаминантов в пищевом сырье за последние пять лет увеличился почти в пять раз. Токсичные элементы обнаруживаются в 90% исследу емых продуктов питания (Л.В.Донченко, В.Д. Иааыкта, 1999). В данных условиях возникла необходимость расширения и углубления представлений о boi-можных путях загрязнения продовольственного сырья, технологических приемах переработки, позволяющих снизить вредное воздействие.

Качество молочных продуктов во многом зависит от экологических условий получения молока. Активная антропогенная деятельность способствует загрязнению природной среды вредными ингредиентами, достигшими крнтнче-скихуровней в большинстве промышленных центров. Южноуральский регион является одной из самых неблагополучных территорий России (В.А. Бакунин, 2000). В результате повышенной техногенной нагрузки на экологию агросисте-мы формируются неоаномалии с избыточным содержанием высокотоксичных веществ (свинца, кадмия, селена, мышьяка, ртути и др.). ^ги данные освешены в работах A.A. Кобыш (1967), В.А. Молоканова (1990), А.И. Сердюк (1991), ГЛ. Грибове кого (1996), М.И. Рабиновича (1998), A.P. Таировой (2000), H.A. Лыкасовой (2000), ИЛ. Шкуратовой (2001).

Негативное влияние экологического фактора приводит к нарушениям обмена веществ у животных, что, как правило, сопровождается снижением продуктивности, ухудшением качества молока, эндемическими болезнями. Исследованиями последних лег установлена прямая связь между поступлением тяжелых металлов с кормами и водой и их содержанием в получаемом молоке. В результате в молочном сырье накапливаются крайне нежелательные микроэлементы. Известные способы переработки молока не всегда способствуют снижению уровня тяжелых металлов, а изготовление ряда пенных продуктов неизбежно сопровождается их кон итерированием (В.П. Головков, 1994; А.И, Толкачева, 2001). В этой связи проведение локального мониторинга природных объектов в экологически неблагополучных зонах, а также тучен не влияния применяемых технологических приемов на показатели безопасности готовой молочной продукции, приобретает особую актуальность.

Цель и задачи исследований. Установить зависимость качества молочных

продуктов, вырабатываемых ОАО «Троичкий мо,10ЧИьШ ЗДМД» от Я'чини1 ни-

ЦНБ МСХА

фонд научной^nrrcparypi №.

% научной лита

РШч

держания тяжель!х металлов в исходном сырье, а также влияние степени загрязнения тяжелыми элементами объектов внешней среды отдельных сельхозпроизводителем на ветеринарно-санитарныс и технологические свойства поставляемого молока.

В соответствии с и елью были поставлены следующие задачи:

• провести анализ основных физико-химических и санитарных показателей мат ока хозяйств* постав щи ко в ОАО ТМЗ в разные сезоны года;

• выявить хозяйство, поставляющее сырье с наиболее низкими качественными показателями, а также олно из лидирующих по объемам поставок хозяйство. Установить влияние экологического фактора на качество получаемого в хозяйстрах молока;

• определить уровень содержания тяжелых металлов в молоке хозяйств-поставщиков ОАО ТМЗ, в сборном молоке, маточной продукции и побочных продуктах производства;

• провести сравнительную оценку качества молочных продуктов, изготовленных из сырья с разным уровнем содержания тяжелых металлов и в разные сезоны гола.

Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования сырьевой базы .Троиикого молочного завода Челябинской области по физико-химическим, санитарным показателям н на содержание тяжелых металлов,-* включающие локальный мониторинг объектов внешней среды в экологически неблагополучных хозяйствах.

Практическая значимость работы. Результаты токсикологических исследований проведенных на базе хозяйств «Южный Урал» и «Карсы» Троицкого района Челябинской области позволяют разработать соответствующие корректирующие мероприятия.

Данные о содержании тяжелых металлов в молоке хозяйств-поставщиков и молочных продуктах ОАО ТМЗ позволили разработать рекомендации по улучшению качества и безопасности получаемой продукции.

Иа зтциту выносятся;

• характеристика загрязненности внешних объектов, молока хозяйств СХПП «Южный Урал», и СХПП ТОО «Карсы»;

• Характеристика физико-химических, санитарно-гигиенических и технологических показателей молока хозяйств в осенний и весенний сезоны года;

• Результаты исследования сборного молока и молочных продуктов, вырабатываемых ОАО ТМЗ на содержание тяжелых металлов в зим-нс-всссниий и лстне-осснний периоды.

Апробация ¡юйоты. Материалы диссертации доложены на IV межвузовской конференции «Перспективные направления научных исследований маю-

дых ученых Урала и Сибири на рубеже веков» (Троицк,2000), и на межлуна-родной научно-практической и научно-методической конференции, noce я шейной юбилеям П.А. Кормшнкова и П.С. Лазарева (Троицк,2003).

ГЬ&гикации, По теме диссертации опубликовано б научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена па 164 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложений. Работа включает 21 таблицу, 8 рисунков, 239 источников литературы,'в т.ч. 23 зарубежных авторов,

2. Собственные исследовании 2,1. Материалы и методы исследования Работа выполнена в течение 1998-2003 гг. на базе Уральской государственной академии ветеринарной медицины, ОАО «Троицкий молочный завод» Челябинской области, СХПП «Южный Урал» и СХПП ТОО «Карсы» Троицкого района Челябинской области.

Тема диссертации является разделом плана научно-исследовательской работы кафедры фармакологии Уральской государственной академии ветеринарной медицины «Состояние загрязненности ксенобиотиками экосистем ряда хозяйств Южного Урала и Западной Сибири и ветеринарно-сан»тарная характеристика продуктов животноводства», которая имеет помер государственной регистрации 01.9.40.002415.

Исследования проводили на кафедрах фармакологии, товароведения и экспертизы продовольственных товаров, межкафедральной лаборатории Уральской государственной академии ветеринарной медицины, производственной лаборатории ОАО ТМЗ.

Экспериментальная часть работы была выполнена в три этапа по схеме, представленной на рисунке.

На первом этапе проведена предварительная оценка качества сырья, поставляемого на завод из пятнадцати хозяйств Троицкого района в разные сезоны года по основным физико-химическим и санитарным показателям, проанализировали отчетные материалы предприятия. Пробы молока отбирали в соответствии с ГОСТ 26809-86. Процентное содержание жира в пол оке определяли сернокислотным методом (ГОСТ 5367-90), плотность - при помощи лакгоденсиметра (ГОСТ 3625-84), кислотность - тнтриметриче-ским методом (ГОСТ 3624-92). Содержание белка в молоке определяли методом формального титрования (ГОСТ 23327-78), COMO - расчетным способом (А.И. Сердюк, А.И, Пархаева, 1992),

Pkî. Citui рсслсдомзвЯ

На основании полученных данных выделено два хозяйства для проведения И этапа исследований: СХПП «Южный Урал» (стабильно низкие кондиции мшо-ка) и СХПП ТОО «Карсы» (крупный поставщик сырья с заметно сниженными показателями качества в весенний период года).

Второй этап работы заключался в изучении факторов, обуславливающих низкое качество молока в СХПП «Южный Урал», а также выявление причин, влияющих на качественные показатели молока в СХПП ТОО «Карсы». Для установления влияния экологического фактора в хозяйствах проведен мониторинг объектов внешней среды на содержание свинца, никеля, железа, цинка, меди, кобальта. Пробы почвы, воды, снега, кормов отбирали согласно рекомендациям Д.С. Орлова (1991), В.Н. Майстреико (1996), Е.Л. ПетуховоЙ (1989). Содержание тяжелых металлов в исследуемой материале определяли метолом атомно-абсорбционнойслсктрофогомерии (ГОСТ 30178-96).

Качество молока исследовали по вышеуказанным методикам и дополнительно определяли буферную емкость, класс по сычужно-бродильной пробе, число соматических клеток и бактериальную обсеменениость по методическим указаниям А.И. Сердюк, А.И. Пархаевой (1992).

Наличие признаков нарушения обмена вешеств у животных выявляли путем внешнего осмотра по общепринятым методам Л.М. Смирнова (1978). Полноценность кормления определяли путем зоотехнического анализа кормов, проведенного с помошью инфракрасного анализатора «ИК-4500», Содержание основных питательных веществ в кормах определяли: азота — по Кьедалю, клетчатки — по Кенебергу и Штоману, сахара - по В.К. Низовскому и Е.З. Емельяновой, кальция - трилоиометрическнм методом, фосфора — колориметрическим, золы - методом сухого озоления. Условия содержания коров оценивали путем сопоставления с рекомендуемыми оптимальными параметрами (В.А. Аликаев, 1982). Пробы крови отбирали по методике, описанной В.И. Волгиным (1974),

Приведенные методические указания унифицированы и рекомендованы для проведения исследований в ветеринарной практике. При выборе методик исходили из их относительной точности, доступности для выполнения и возможности определения нескольких показателей в одной пробе.

Заключительный этап работы проведен на базе ОАО «Троицкий молочный завод». Он включал анализ содержания тяжелых металлов в молоке регулярных поставщиков, сборном молоке, готовой маточной продукции и побочных продуктах (пахта, сыворотка).

Широкий радиус сырьевой зоны ОАО ТМЗ обуславливает разнородность заготавливаемого молока по физико-химическим показателям, технологическим свойствам и по уровню содержания токсикомементов. Сырьем для производств продукции на предприятии служит сборное молоко, поступившее ц течение рабочей смены.

С целью ни я платя степени накопления тяжелых металлов (саинча, никеля, пипка, мели) и ю то пой прод>кшш были отобраны пробы молока пастеризованного, молока топленого, кефира, варенца, сметаны, творога, масла, сыра и сборного молока, послужившего сырьем для их изготовления. Учитывая влияние сезонного фактора на состав н свойства молока, исследования проводили в зимнс-весенний и лсшс-осенний периоды, когда прел пол а гаем и с различия наиболее выражены.

Поскольку на предприятии не осуществляется сортировка и подбор сырья по критериям безопасности, то уровень тяжелых металлов в сборном молоке зависит ог случайного сочетания молока разного происхождения, поступившего в общую накопительную емкость. Дчя подтверждения этого факта отбор проб сборного молока проводили дважды в каждый период исследований. Так было получено 4 варианта сборного молока (№1, №2 соответствуют зим не-весен нему периоду, а № 3 и № 4 - летне-осеннему). Пробы пахты, творожной и под сырной сыворотки были отобраны в летне-осенний период, при этом сырьем для производства основных продуктов являлось сборное молоко №4,

Физико-химические и ор ганодеп тн ческие показатели молочных продуктов определяли по методикам, установленным соответствующими нормативными документами: ГОСТ 26809-86. ГОСТ 26929-86, ГОСТ 3626-73, ГОСТ 3624-92, ГОСТ 5867-90, ГОСТ 3623-73, ГОСТ 233270-78, ГОСТ 3625-84. *

Оиенку полученных дзнных проводили путем сравнения с нормативными показателями, установленными соответствующими НД: СанПиН 2.3.2, 560-96, ГОСТ 13277-79, ГОСТ 37-91, ОСТ 10-02-02-2-86, ОСТ 49-29-84, ТУ 9222180-00419785-99, ТУ 10-02-02-789-09-89, ТУ 49886-82, ТУ 9225-001-0043035098.

Экспериментальный цифровой материал обработан методом вариационной статистики по И.Л. Ойвинову (1959).

3. Результаты исследовании 3,1« Качество сырья ОАО «Троицкий молочный завод» Качество поставляемого на предприятие сырья неоднородно в силу широкого радиуса его сбора. Основные качественные показатели молока, завозимого из пятнадцати регулярных хозяйств-поставщиков варьируют в широких пределах в зависимости от сезонного фактора и происхождения молока.

Лучшие показатели химического состава на протяжении всего года отмечены у молока, завозимого из лидирующего по объемам поставок хозяйства — ОПХ «Троиикоеи. Содержание жира и белка в летний, осенний и зимний периоды выше средних значений по Челябинской области соответственно на 0,8 и 2,1<!о, 4,0 и 2,7,6,7 и 0,9%. Весной эти показатели ниже нормативов на 0,5-1,5%.

Стабильно низкими кондициями отличается молоко хозяйства СХПП «Южный Урал». Содержание жира в зимний к оеенний периоды ниже средних

показателей по области иа 1,6 к 2,2%; в летний и весенний - на 11,6 и 12,9%. Содержание белка ниже нормы осенью и в зимний период на 0,6 и 3,0%; летом и весной — на 3,3 и 6,6%. Молоко принимается преимущественно несортовым.

Для молока СХПП ТОО «Карсы» характерны лучшие показатели летом, осенью и зимой. Превышения нормы составляют: лето« — по белку — 0,3%; осенью - по жиру и белку - 0,5 и 0,3%, зимой, соответственно, 1,0 и 0,6?ó. В весенний период наблюдается снижение процентного содержания жира по сравнению с нормой на 7,3%, белка на 4,2% Удельный вес молока II сорта и несортового почти в 2 раза выше аналогичного показателя по лидирующему хозяйству.

3.2. Факторы, обуславливающие низкое качество молока в СХПП «Южный Урал» Хозяйство расположено в непосредственной близости {10 км) от Трои и кой ГРЭС. При клиническом осмотре коров наблюдали ярко выраженные симптомы нарушения минерального обмена: снижение аппетита, бледность слизистых оболочек, очаговые и обширные экзематозные поражения, размягчение хвостовых позвонков на расстоянии 10-15 см от кончнка хвоста, размягчение на одну треть последнего ребра. Исследования объектов внешней среды на содержание тяжелых металлов показали, что концентрации отдельных элементов существенно превышают допустимые. Так, в пробах почвы уровень свинца выше ПДК в 1,4, никеля — в 1,3 раза. В подземных водах содержание железа и никеля выше ПДК в 1,2 И 1,3 раза. Вода из реки Увелька загрязнена свинцом, никелем и железом в 2, 2,5 и 3 раза, снег с полей соответственно в 2, 3,5 и 3,4 раза выше ПДК. Анализ кормов показал, что концентрация никеля выше МДУ в сене почти в 3,5 раза, в силосе - в 2, в соломе - в 1,7, в зеленом корме - в 1,4 раза. Повышенное содержание свинца отмечено в силосе и соломе, что в 1,7 и 1,3 раза соответственно выше МДУ. Уровень железа в силосе выше нормы в_ 1,5 раза. Таким образом, установлено, что натерритории хозяйства СХПП «Южный Урал» сформировалась бногеохимическая провинция техногенного происхождения с аномально высоким содержанием никеля, свинца и железа.

При увеличении токсичности рационов в несколько раз, барьерные функции организма коров не справляются с повышенной нагрузкой, вследствие чего избыточные концентрации тяжелых металлов обнаружены в составе молока. Уровень никеля в молоке летом, осенью, зимой н весной выше ПДК соответственно в 3,1,3,4,3,8 н 3,5 раза; свинца—в 2,4,2,6,2,7 и 2,8 раз.

Как следствие избыточного поступления тяжелых металлов, закономерно снижается пищевая ■ ценность молока, ухудшаются его санитарно-гигиенические и технологические свойства. Так, содержание жира во все сезоны года ниже среднего показателя по области на 2,2-14,Oí4, а в летний и весенний периоды ниже базисной жирносш на 4,3 и 9,1%. Содержание обшего белка и COMO ниже средних значений на 0,3-5,1% и 1,4-3,5%. Плотность молока на-

холится на нижней [ранние установленного предела. Титруемая кислотность выше портативного показателя для пыешего и I сорта на 4,4 - 8,8%. Бактериальная обссмененность в зимний период составляет 0,5-4 млн./см' (И сорт молока), а в летний - соответствует несорювочу молоку. По результатам сычужно-бродильной пробы молоко во все ccjohw отнесено к III классу. Число соматических клеток повышенное, буферная емкость снижена в сравнении с нормой по кислоте на 14-20%, по шелочи — на 16-24%. Таким образом, наряду с опасным уровнем никеля и свинна в молоке установлено ухудшение большинства контролируемых показателей. Результаты проведенного мониторинга с виде-тельстпуюг, что аномальное содержание тяжелых металлов в природных объектах СХПП «Южный Урал» является определяющим фактором получения в хозяйстве молока низкого качества.

3.3. Опенка факторов, влияющих на качество молока в СХ11П ТОО «Карсы»-Хозяйство расположено в 23 км от Южноуральской ГРЭС. При осмотре животных наблюдали признаки нарушения минерального обмена, выраженные в незначительной степени.

Показатели почвенного состава не выхолят за пределы ПДК. В подземных водах содержание железа в 3-3,5 раза выше ПДК; никеля — в 1,4 раза. Вода из открытого источника загрязнена свинцом в 2,3 раза, никелем - в 2,7, железом - в 2,8 раза выше ПДК; снег с полей - соответственно в 2,2,2 и 1,7 раз, В кормах установлено превышение МДУ по железу - в сене почти в 2 раза; по никелю - в сене в 1,4, в снлосс - в 1,2; по синнцу - в сене и силосе, но не более чем на 5-6%. "

При исследовании молока отмечено, что содержание жира в осенний и зимний периоды выше средних показателей по области на 2,2 и 0,5%; белка — на 3,6 и 1,5%. D весенний сезон наблюдается снижение содержания жира, белка и COMO по отношению к средним значениям на 6,5, 1,2 и 2,5%, Плотность весеннего молока ниже но сравнению с осенним на 2,7%, кислотность превышает норматив для высшего и I сорта на 2,2%. Микробное обсеменение в вссеннпй и зимний сезоны составляет 300-500 тыс./см* (I сорт молока); в весенний и летний - поднимается до 4 тыс Уем3 (II сорт мал ока). По сычужно-бродильной пробе молоко летнего, осеннего и зимнего периодов отнесено ко II классу; в весенний - к 111 классу, что соответствует второсортному сырью. Кроме того, в весеннем молоке повышается число соматических клеток, снижается буферная емкость по сравнению с осенним периодом по кислоте на 12,2%, по шелочи -на 15,2%. Таким образом, исследованиями выявлено заметное ухудшение качества молока по физико-химическим, санитарным и технологическим показателям в весенний сезон гола.

Данные о содержании тяжелых металлов в молоке указывают на его преимущественное загрязнение никелем. Концентрация никеля в 1,5 - 2,0 раза вы-

ше 1ЩК во все сезоны гола. Уровень свинца на 12?о выше ПДК только в весенний лернод.

Для уточнения картины метаболизма загрязняющих элементов проведены исследования крови. Содержание никеля в крови превышает норму летом, осенью, зимой и весной на 29%,-38, 53 и 41% соответственно. Количество свинца увеличено по сравнению с нормой в зимний и весенний периоды на 8,0 и 3,294. Уровень железа находится на нижней границе физиологической нормы летом, осенью и зимой, а в весенний период ниже нормы на 1,7%,

Анализ кормового рациона осеннего периода свидетельствует о полноценности кормления коров. Весной рацион дефицитен по содержанию кормовых единиц на 8%, сухому веществу —на 9%, переварнмому протеину - на 6%. Несбалансированное кормление дойных коров усугубляет нарушение обменных процессов, вызванных избыточным поступлением токсичных элементов, что может отрицательно влиять на механизм их выведения и барьерные функции при синтезе молока.

Таким образом, заметное ухудшение качества молока в СХПП ТОО «Карсы» в весенний сезон происходит на фоне неполноценного кормления, под влиянием экологического фактора.

3.4^ Содержание тяжелых металлов в сырье ОАО «Троицкий молочный завод» Содержание тяжелых металлов в молоке регулярных поставщиков ОАО ТМЗ изменяется в широких пределах, что очевидно обусловлено географическим расположением хозяйств и наличием вблизи них крупных техногенных объектов.

Уровень свинца в молоке поставляющих хозяйств колеблется от 65 до 380%, никеля - от 95 до 43094, кобальта — от 23 до 14294 по отношению к допустимым концентрациям. Содержание мели, цинка и железа значительно ниже и изменяется соответственно в пределах 1,2-30%, 0,8-46%, 23-4294 от ПДК. Одновременное значительное превышение ПДК по свинцу (в 2,4-3,8 раз) и по никелю (в 3,1-4,3 раза) отмечено в сырье из хозяйств «Ключевское», «Каме не кое», «Южный Урал» и «Дробышево».

3.5. Содержание тяжелых металлов в сборном молоке Сочетание сырья в четырех исследуемых нами вариантах сборного молока оказалось удачным, так как концентрации контролируемых элементов (свиниа, цинка, меди) в оба периода соответствовали установленным нормам (табл. 1).

I. Содержание тяжелых металлов с сборном молоке, мг/л (Х^Бх; п=5)

Объект исследования Свинец Никель Цинк Мель

. ■ ,.зимне-весенний период <Р<0,05)

Сборное молоко | 0,05210,003 0,16510.004 1 1,26410,022 0,038±0,004

Сборное молоко КИ\ 0,096*0,001. 0,143±0,005 | 1,180:0,015 0,06510,008

летне-осенний период (Р<0,05)

Сборное молоко №3 0,078*0,002 0,1451=0,003 0,89410,008 0,04210,009

Сборное молоко 0,09210,003 0,13210,004 0.920Ю.006 0,07110,006

По нашим наблюдениям содержание свинца, никеля и меди в сборном молоке зависит в большей степени от происхождения сырья и изменяется следующим образом: по свинцу 78-96%; меди — 3,8-7,1% от ПДК; по никелю — 132165% ог физиологической нормы. На количество цинка в сборном молоке также оказывает влияние и сезонный фактор. В зимне-весенний период его уровень составляет 23,6-25,3% от ПДК; в летне-осенний -17,9-18,4%.

. . 3.6. Содержание тяжелых металлов в молочных продуктах

Уровень содержания тяжелых металлов в маточных продуктах (табл.2) в оба периода соответствует требованиям СанПнН 23.2.560-96 и зависит от концентрации элементов в сборном молоке. ■

- ' Учитывая высокий уровень в исходном сырье свинна и никеля, целесообразно рассмотреть их степень накопления в основных и побочных продуктах производства. -

11аепкриюванное и топленое молоко. В пастеризованном молоке, вследствие термической обработки наблюдается достоверное (р<0,05) снижение содержания свинца и никеля в зимне-весенний период на 17,0 и 18,2%, в летне-осенний - на 20,5 и 9,0%, Известно, что микроэлементы-в мат оке связаны с белком, В процессе пастеризации происходит частичная коагуляция сывороточных белков и осаждение - их на стенках оборудования. Площадь нагрева при этом достаточно велика, так как пастеризацию осуществляют в пластинчатых установках. 8 топленом молоке концентрации свинца и никеля в среднем достоверно (р<0,05) снижаются в зимне-весенний период на 9,8 и 11,5%, в летне-осенний на 7,7 и 4,8%. Снижение уровня элементов в топленом молоке в меньшей степени, чем в пастеризованном, можно объяснить тем, что обработка продукта осуществляется при более жестких режимах. При температуре 95-99?С и выдержке в течение 3-4 часов происходит изменение структуры казенна и его агрегация с утратившими растворимость сывороточными белками. В результате в топленом молоке сохраняется большая часть сывороточных белков по сравнению с пастеризованным. Кроме того, процесс протекает 6 трубчатых пастеризаторах, где площадь контакта продукта с нагревательной поверхностью значительно меньше.

2. Фактическое содержание тяжелых металлов в молочных продуктах, мг/л (кг) (Х±51; п=5)

ООьект исыкдошпм Исходное сырье Санвей Ншгель Цвяк ' Медь

ФС В%ОТ ПЛК ФС, ■ ФС в0,; от 1ЩК ФС в%от ПЛК

зямве-еесеквЛ период

Молом иилЕрвдованкое Сборное молоко №1 0.06&НУЮ2 68,0 0,13510,002 1,13510/) 16 22,7 0,04710,003' 4,7

Мотом топлеяое Сбораое полого №1 0.074*0,001 74.0 0,146Ю,004 1,20410,014 24.1 0,04910.005*

кефир Сборное молока Ш 0,077*0,004 77,0 0,11510,003 иЗ&0,022 26,7 0,092±0,003 93

мревец Сборное полого №2 о.омн),ооз 84Д 0,12810,002 1,620*0,041 32,4 0.103*0,005 юз

сметам Сборное молоко №2 0,№10,003 65,0 0.03110,003 1,830*0,036 36,6 0,11710/1)8 11.7

1 ворог 5%-псй жириости Сборное молоко №1 0,225*0,005 75,0 озобнуюв 2.66810,054 6,7 0^1410,003 43

Творог ямгкрицй Сборное малого № 1 0,23810,004 793 0335*0,006 2,82610,037 7.0 0326*0.004 13

Летяечкеиотй период

Моясь д Е4гтгриэо831гчое ССориог молоко №3 0,06210,004 62,0 0.13210/Й2 0,81210,013 16,2 0,051*0,002* 5,1

Моасы) мплензе Сборное молоко №3 0,07210,002 72,0 ОДЗЯО/ХИ 0,84610,016 16.9 0,05510,03*

».ефяр 1 Сборное мск&к>№4 0,07510,001 75,0 0,10410,002 1,32510.032 26,5 0,0%Ю,СХН 9,6

ьарепгд Сблряое мате» а №4 0,082»0,003 ш> 0.116Ю,001 1,52<Ы},027 30,4 0,115)0,005 ИЗ

сметана Сборное момм> № 0,061Ю,Ш 61,0 0,02510,004 1,67410.024 ■ 33,5 0,12410,012 12,4

Тьорог 5Й-В0Я яариосга Сборное молоко 0.246Ю.007 83,0 0,18310,006 1,912*0,026 4,8 0342*0,009 63

Творог нежирные Сборное модою К*4 0.270*0,006 90,0 0,20)10.004 2,02410.031 5.0 037410.007 73

Масло Сборное колем 0,012*0,001 12,0 0,021 ±0,001 0.04710.03 0.9 0,03610,002* 73

Масло Сборное молоко № 0,016*0,001 16.0 0,018*0,001 0,058*0.003 и 0,04310,002 8.6

Сш> Сборпое моло ко Ш 0.416Ю.019 83,2 ОД (410,007 3,27810,045 63 0^4210/132 5,4

Сыр Сборпое мо-чом ,N>4 0.4« »0,023 98,2 0257Ю.008 3,645*0.026 73 0.77610,021 7,7

Р<В,05

* - верониогть ртчлй < 95%

Кисломолочные напитки и сметана. Содержание свинца и никеля в кефире, варение и сметане уменьшается (р<0,05) по отношению к сборному молоку соответственно на 18,5-19,8%н 19,6-21,2%; 10,8-12,5%» 10,5-12,1%; 32,3-33,4% и 78,3-81,0%. В кисломолочных напитках это обусловлено процессами пастеризации и томления молока предшествующими заквашиванию. В варение концентрации элементов снижаются в меньшей степени, чем в кефире за счет сохранения большейчасти сывороточных белков', подобно тому, как это наблюдается в топленом молоке. Более низкое содержание свинна и никеля в сметане, по сравнению с кисломолочным» напитками, обусловлено меньшей долей белко- , вой фракции в составе продукта. А существенные различия в степени накопления элементов, видимо, вызваны их разным сродством к составным частям молока.

Тво;юг. Исследование белковых продуктов показало, что имеет.место переход тяжелых металлов из маточного сырья и их концентрирование. Так, в зимнс-весенний период содержание свинца в твороге 5%-ной жирности и твороге нежирном возрастает по отношению к их количеству в сборном молоке в 2,7 и 2,9 раз, никеля в 1,2 и 1,4 раза; в летне-осенний период соответственно в 2,6 и 2,9 раза и 1,4 и 1,5 раз: Преимущественная связь микроэлементов с белком молока {в данном случае с казеином) обуславливает более высокий уровень тяжелых металлов в твороге нежирном, чем в твороге 5%-ной жирности. Установлено, что максимальное накопление свинца в твороге составляет-90% от

пдк. . . •

Масло и сыр. Накопление элементов в маслен сыре наиболее убедительно подтверждает факт комплексообразоваиня тяжелых металлов с белковой фракцией молока. По нашим данным уровень свинца в масле ниже, чем в исходном сырье в 6,5 и 5,8, никеля —в 6,9 и 7,3 раза. Микроэлементы находятся в адсорбированном состоянии на поверхности жировых шариков н не вступают в прочные химические соединения с белковой оболочкой. Поэтому содержание в масле свинна составляет 12-] 6% от ПДК, а уровень никеля снижается на 8587% по сравнению с исходным количеством.

■ В сыре наблюдается максимальная степень концентрирования элементов. Содержание свинца выше, чем в исходном сырье в 5,3, никеля - в 1,9 и 2 раза. Необходимо обратить внимание, что при концентрации свинца в сборном молоке в количестве 92% от ПДК, ею уровень в сыре приближается к предельно допустимому показателю и составляет 98,4% от ПДК. Следовательно, при менее удачном сочетании сырья разного происхождения в составе сборного молока, не исключена возможность получения сыра не соответствующего требованиям безопасности, * 1 -"

Побочные продукты. Исследование распределения тяжелых металлов в пахте, творожной и подсырной сыворотках подтверждает низкую степень накопления элементов в сливочном масле и напротив - переход и коннентрирова-

■ше элементов в белковых продуктах, причем в большей степени в сыре, чем п твороге. Так, уровень свинца >1 никеля в пахте выше, чем в сборном молоке в 1,8 и 9,2 раза. Творожная сыворотка накапливает 39,1% исходного содержания свинца и 65,2% никеля; подсырная - соответственно 22,8 и 39,4%.

Распределение цинка и меди. При анализе характера распределения цинка и меди следует упитывать также возможность лолмнительного внесения этих элементов по ходу технологических процессов. Уровень цинка и меди в сборном молоке невысокий: цинка не более 25,3, меди-7,1% огПДК. На количество дополнительно внесенных микроэлементе и может оказать влияние уровень их содержания в применяемых заквасках, продолжительность и условия контакта сырья с металлическими деталями молочного оборудования.

Достоверное снижение (р<0,05) содержания цинка по сравнению с его количеством в сборном молоке отмечено в пастеризованном и топленом мм оке соответственно на 9,2-1(р% и 4,7-5,4; в масле - в 16-19 раз. В кефире, варенце, сметане, твороге и сыре уровень цинка повысился (р<0,05) по сравнению с исходным сырьем соответственно в 1,3 раза, 1,1 к 1,4; 1,4 и 1,6; 1,5 и 1,8; 2,0 и 2,2; 3,7 и 3,9 раз.

Концентрация меди снизилась (р<0,05) только в масле в 1,6 роз. В кисломолочных продуктах и сыре наблюдается повышенное (р<0,05) содержания меди, по сравнению с исходным количеством; п кефире - на 41,5 и 35,2%, в варенце - на 58,8 и 62,0,а сметане - на 80,0 и 74,6%. В твороге и сыре содержание меди выше, чем в используемом сырье соответственно в 4,8 - 5,9 и в 10,3 -12,9 раз.

3.7. Физико-химические показатели молочных продуктов Физико-химические исследования пастеризованного и топленого молока включали определение кислотности, плотности, массовой доли жира; кисломолочных напитков и сметаны —кислотности и массовой доли жира; творога-кислотности, массовой доли жира и влаги; масла - кислотности продукта и его жировой фазы, массовой доли жира и влаги; сыра- массовой доли жира, влаги и поваренной соли. Эффективность температурных режимов обработки определяли по инактивации фосфэтазы. Оценка полученных результатов подтверждает полное соответствие физико-химических показателей исследуемых продуктов требованиям действующих нормативных документов.

3.8. Органолептмческие показатели молочных продуктов Орган олегггическая оценка молока пастеризованного, молока топленного, сметаны и масла показала безупречность этих продуктов л оба периода исследований. Оргзнолоптические показатели кисломолочных напитков и творога снижены в зимне-весенний период, однако, отклонения вкуса, запаха и консистенции не превышают установленных пределов. Выявленные органоленппе-ские недостатки продуктов могут быть вызваны снижением качества сырья, что характерно для раннего весеннего периода.

Нами также отмечено, что в лстие-осснний период вкус творога нежирно* го недостаточно выражен и имеет слабый горьковатый привкус по сравнению с, творогом 5%-ной жирности. Л сыр, изготовленный из сырья с Солее высоким уровнем свинца, отличается повышенной ломкостью на изгибе и снижением вкусовых достоинств. Данные отклонения не являются основанием для браковки продуктов, но тем не менее, свидетельствуют о том, что уровень тяжелых металлов в маточных продуктах оказывает влияние на их качество.

4. Выводы

I.Качество сырья, поставляемого на ОАО «Троицкий маточный завод», неоднородно, что обусловлено широким радиусом сбора и сезонным фактором. Значительная доля сырья летнего периода представлена матоком с низкими показателями наиболее ценных пишевых компонентов. - .

1.1. Молоко из СХПП «Южный Урал» характеризуется стабильно низки-' ■ ми кондициями. Содержание жира ниже среднего показателя по Челябинской области на 1,6-12,9%; белка-на 0,6-6,б^о.

1.2. Содержание бедка и жира в матоке СХПП ТОО «Карей» в летний, осенний и зимний сезоны года выше средних показателен по Челябинской области соответственно на 0,3-0,6% и 0,5-1,0%. В весенний период отмечено снижение белка и жира по сравнению со средними показателями на 4,2*7,3%.

2. Определяющим фактором получения низкокачественного молока в СХПП «Южный Уралп является избыточное содержание никеля, свинца и железа во всех звеньях трофической цепи.

2.1. В почве уровень никеля и свинца превышает ПДК на 30-35%. Подземные воды загрязнены никелем в 1,3, железом — 1,2 раза выше ПДК. В воде реки Увелька содержание никеля; железа и свинца в 2,5,3 и 2 раза; в снеге, соответственно, в 3,5,3,4 и 2 раза выше ПДК.

2.2. Во всех видах кормов, кроме концентратов, количество никеля превышает МДУ в 1,7-3,5 раз; содержание железа-в силосс кукурузном в 1,5 раз; уровень свиииа-в силосе и соломе в 1,7 и 1,3 раза выше нормативов.

2.3. Аномальное содержание тяжелых металлов в объектах внешней среды влияет на общее клиническое состояние животных. У 10-15% коров отмечены признаки нарушения обмена веществ: ухудшение аппетита, дерматиты, рассасывание последних хвостовых позвонков, размягчение одной трети последнего ребра. •

2.4. Матоко коров СХПП «Южный Урал» имеет сниженные санитарные и технологические свойства и не отвечает требованиям пищевой безопасности. Концентрации никеля и свинца в 3,8 и 2,7 раз выше ПДК. -

3. Заметное ухудшение качества молока в СХПП ТОО «Карсы» в весенний сезон года происходит под влиянием экологического фактора, на фоне неполноценного кормления.

3.1. В подземных водах содержание железа выше нормативов в 3-3,5 paja, никеля - в 1,6 раз. Вода из открытого водоема н снежный покров загрязнены железом, никелем и свинцом выше ПДК соответственно в 2,8; 2,7; 2,3 раза и в 33; 1,7 и 1,9 раз.

3.2. Отдельные виды кормов загрязнены преимущественно железом и никелем. Содержание железа в сене превышает ПДК в 1,9 раз; никеля - в силосс и сене —в 1,2-1,4 раза. Концентрации свинца в силосе и сене превышают норматив не более чем на 6%.

3.3. При клиническом осмотре животных признаки токсикоза не выявлены. Отмечено незначительное нарушение минерального обмена.

3.4. В молоке коров СХПП ТОО «Карсы» уровень никеля в 1,5-2 раза выше физиологической нормы во все сезон ti года. Загрязнение мат ока свинцом на 12% выше ПДК отмечено только в весенний период. На фоне избыточного содержания никеля и свинца установлено снижение процентного содержания жира, белка и COMO на 2,9-8,5%, повышение кислотности до 18,4°Т, буферной емкости по кислоте на 12,2%, по шелочи — на 15,2% увеличение числа соматических клеток, микробной загрязненности и снижение класса по сычужно-бродильной пробе до уровня второсортного молока.

3.5. Отклонения от оптимального содержания химических элементов в крови коров в большей степени проявляются в зимний и весенний сезоны года. Содержание никеля на 41-53%, свинца - на 3,2-8% выше физиологической нормы. Уровень железа в весенний период на 1,7% ниже нормы.

3.6. Рацион дойных коров в весенний период не сбалансирован по основным питательным вешествам, что усугубляет нарушения обменных процессов и приводит к заметному ухудшению качества молока.

4. Сырье ОАО «Троицкий молочный завод» характеризуется разной степенью загрязнения тяжелыми металлами, что зависит от географического расположения поставляющих молоко хозяйств и наличия вблизи них крупных техногенных объектов, В молоке летнего периода уровень свинца колеблется в пределах 65-380%, никеля - 95-430%, кобальта- 23-142% от ПДК.

5. Концентрации тяжелых металлов в сборном молоке соответствуют требованиям СанПиН 23.2.560-96 и изменяются в зависимости от происхождения молока, входящего в состав сырья каждой рабочей смены. Содержание свинца в сборном молоке составляет 78-96%, меди - 3,8-7,1%, цинка - 18-25% от ПДК, никеля —132-165% от физиологической нормы.

6. Молоко пастеризованное, молоко топленое, кефир, варенец, сметана, творог, масло и сыр, вырабатываемые ОАО ТМЗ, но содержанию тяжелы к металлов отвечают требованиям СаиПиН 2.3,2,560-96.

6,1. .Снижение концентрации свинца и никеля по отношению к их количеству в сборном молоке составляет: в молоке пастеризованном - 17-20% и 918%, в мал оке топленом - 7,7-9,$% и 4,8-11,5%, в кефире - 18,5-19,8% и 19,617

21,29о, в парение - 10,8-12,5% и 10,5-12,1%, в сметане - 32,8-33,496 и 78,381,09 о; в масле - в 5,8-6,5 раз и в 6,9-7,3 раза,

б,2. Уровень содержания свинца и никеля возрастает в твороге 59о-ной жирности в2,7и 1,2-1,4 раза, втвороге нежирном - в2,9 и 1,4-1,5 раза, в сыре -в 5,3 и 1,9 раз по сравнению с исходным сырье».

7. Органолеитическче и физико-химические показатели исследуемых молочных продуктов в оба периода соответствуют требованиям действующих нормативных документов. •

7.1.Творог нежирный летне-осеннего периода характеризуется сниженными органолептическими свойствами по сравнению с творогом 59о-ной жирности.

7.2, Сыр, изготовленный из сборного мат ока с концентрацией свинца в количестве 92% от ПДК, имеет сниженные ор гаиоле птн чес кие показатели. Уровень свинца в нем максимально приближен к предельно допустимому показателю и составляет 98,49о от ПДК.

8. При отсутствии сортировки сырья на ОАО ТМЗ не исключена возможность повышения содержания свинца в сборном молоке до уровня ПДК и выше, а в сыре - его концентрирование в катичестве, превышающем ПДК. . -

5. Практические рекомендации

1. В экологически неблагополучном хозяйстве СХПП «Южный Урал»; ■ Троицкого района, рекомендуется систематически применять известные сорбенты с целью фармакокоррекиии выведения тяжелых металлов из организма коров и получаемого маюка.

2. С «елью улучшения качества матока в СХПП ТОО «Карсы», Троицкого района, целесообразно проводить корректирующие мероприятия по выведению тяжелых металлов в зимний и весенний сезоны года, контролировать полноценность кормления коров.

3. В целях получения сыра гарантированной безопасности и улучшенного качества, на ОАО «Троицкий молочный завод» рекомендуется осуществлять сортировку и подбор сырья, руководствуясь пазученнымн нами данными о степени загрязнения сырья тяжелыми металлами (в частности евнниом).

б. Список опубликованных работ

1.Гагарина, Л .В. Содержание тяжелых металлов в молоке хозяйств-поставщиков сырья Троицкого маточного завода//Экал. пробл. сельского хоз-ва и производство качественной продукции: Тез. докл, Всерос. конф., поев. 20-летию Уральск, филиала ВНШШСГЭ (14-16 апреля 1999, г. Москва-ЧелябинскуВНИИВСГЭ. - 1999. - С.45-46.

2. Гагарина, Л.В. Экологическая оценка молочных продуктов, выпускаемых Троицким молочным заводом //Развитие' проф. образования: М-лы межвуз. областной пауч.-прает. конф. {27 апреля 2000, г, Челябинск) /ЧГПУ. - 2000. -С. 101-103.

3. Гагарина, JIJ3. Содержание токсических веществ в природных; объектах хозяйства «Южный Урал» Челябинской области /Л.В, Гагарина, H.A. Шкаева, И.Н. Буренкота //Актуальн. пробл. вет. жив-ва, товаровед., обшествозн. и полг. кадров на Юж. Урале: М-лы Междунар. науч.-практ. и метод, конф. /УГАВМ. -2000. - Ч. 1.-С. 17-19.

4. Гагарина, Л.В. Содержание тяжелых металлов в молочной продукции и побочных продуктах ее производства //Перспективные направления науч. исследований молодых ученых, специалистов Урала и Сибири: М-лы науч.-практ. конф./УГАВМ.-2001.-С. 67-68.

5.Гагарина, Л.В. Качество творога, выпускаемого ОАО «Троицкий молочный завод» //Перспективные направления науч. исследований.иолодых ученых, специалистов Урала и Сибири: М-лы науч.-практ. конф. /УГАВМ. - 2002, - С. 68-69.

6. Гагарина, Л.В. Товароведная оценка кисломолочных продуктов, вырабатываемых ОАО «Троицкий молочный завод» //Экономика, организация с.-х. производства, товароведения, права, истории и совершенствование подготовки специалистов в ВУЗе; М-лы Междунар. науч.-практ. и науч.-метод, конф., поев, юбилеям П.А. Кормщикова и П.С. Лазарева /УГАВМ. - 2003 - С. 102-103.

»189 4 5

Гагарина Любовь Валентиновна

Качество молока и молочных продуктов в техногенной провинции Южного Урала

06.02.04 — частная зоотехния, технология производства

продуктов животноводства 16.00.04 - ветеринарная фармакология с токсикологией

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Сдано в набор 25.09.2004 г. Подписано к печати 27.09.2004 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Лицензия № 021252 от 31 октября 1997 г. Объем 1 п.л. Заказ № 861 Тираж 100 экз.

Типография Уральской государственной академии ветеринаркой медицины Адрес типографии: 547100, г. Троицк, Челябинская обл., ул. Гагарина, 13