Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Молочная продуктивность и технологические свойства молока коров с различными генотипами Каппа-Казеина и бета-лактоглобулина

ВАК РФ 06.02.10, Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

Автореферат диссертации по теме "Молочная продуктивность и технологические свойства молока коров с различными генотипами Каппа-Казеина и бета-лактоглобулина"

005002606

ПОКУСАЙ Ольга Евгеньевна

МОЛОЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА КОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГЕНОТИПАМИ КАППА-КАЗЕИНА И БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИНА

06.02.10 — Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 7 НОЯ 2011

Москва 2011

005002606

Диссертационная работа выполнена в лаборатории технологии производства молока технологического центра по животноводству Государственного научного учреждения Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка» Россельхозакадемии.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

Кутровский Виктор Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Родионов Геннадий Владимирович;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Бардюков Александр Михайлович

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский

институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук».

Защита диссертации состоится «V? » ноября 2011 года в «13 »часов на заседании диссертационного совета Д220.056.02 при ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» по адресу: 143900, Московская область, г. Балашиха, ул. Ю.Фучика, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет».

Объявление и автореферат размещены на официальном сайте: www.rgazu.ru «16» октября 2011 года, Email: mail@rgazu.ru.

Автореферат разослан «/Г» октября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Т.В.Кракосевич

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При проведении крупномасштабной работы по совершенствованию отечественных пород с использованием мирового генофонда, ставилась задача не только повышения молочной продуктивности, но и закрепление у животных нового типа комплекса признаков, характерных для улучшаемых пород, таких как приспособленность к местным условиям, высокая воспроизводительная способность, содержание в молоке жира и белка, устойчивость к заболеваниям, долголетие и др. Содержание жира и белка в молоке - это основные селекционные признаки, характеризующие качество молока, его биологические и технологические свойства.

В качестве потенциальных маркеров молочной продуктивности рассматривают аллелн генов молочных белков. Ген каппа-казеина связан с белковомолочностью и технологическими свойствами молока. Аллель каппа-казеина В ассоциирован с более высоким содержанием белка в молохе. Ген бета-лактоглобулина отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока.

Дель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось изучение молочной продуктивности, технологических свойств и качественного состава молока высокопродуктивных голштинизированных коров черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить частоту встречаемости аллельных вариантов генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина у высокопродуктивных голштинизированных коров черно-пестрой породы с использованием ДНК-диагностики.

2. Изучить показатели молочной продуктивности коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

3. Изучить качественный состав молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

4. Оценить технологические свойства молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина. Приготовить сычужный сыр (брынзу) и оценить его качество.

5. Изучить воспроизводительные качества коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

Научная новизна исследований. Впервые на высокопродуктивных голштинизированных коровах черно-пестрой породы (с удоем 8000-10000 и более кг молока в год) проведены комплексные исследования в которых выявлена взаимосвязь генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина с молочной продуктивностью, качественным и аминокислотным составом, и технологическими свойствами молока при приготовлении сычужного сыра (брынзы). Получены новые данные по частоте встречаемости аллельных вариантов генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина у высокопродуктивных голппинизированных коров черно-пестрой породы.

Практическая значимость. Полученные данные открывают возможность совершенствования голпггинизированного черно-пестрого скота по качеству и технологическим свойствам молока с использованием ДНК-маркеров по генам каппа-казеина и бета-лактоглобулина. Накопление животных в стадах с желательным генотипом будет способствовать улучшению качества молока.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научно-технических советах Технологического центра по животноводству Московского НИИСХ «Немчиновка» (2009-2011); международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 145-летию РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева (Москва, 2010).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 4 научных работы, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах компьютерного текста, состоит из введения и глав: обзора

литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований, а также выводов, предложений производству, списка литературы, приложения. Диссертация содержит 19 таблиц, 18 рисунков. Список литературы включает 224 источника, в том числе 76 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполняли в лаборатории технологии производства молока ГНУ Московского научно-исследовательского института сельского хозяйства «Немчиновка» Россельхозакадемии на молочной ферме ГУЛ ЭСП «Немчиновка» Одинцовского района Московской области с продуктивностью голштинизированного черно - пестрого скота более 8000кг молока от коровы в год, согласно схеме (рис.1) в период с 2008 по 2011 гг.

Для проведения анализов у 119 голштинизированных коров черно-пестрой породы были взяты пробы крови. Образцы крови консервировались цитратом натрия и транспортировались в лабораторию ДНК-технологий ВНИИ племенного дела.

Из крови коров выделяли ядерную ДНК фенол-детергентным методом N.Blin, D.W.Stafford, 1976.

Для амплификации фрагментов генов использовали соответствующие праймеры (ЗАО «Синтол», Россия): CSN1:5'-ATAGCCAAATATATCCCAATTCAGT-3', CSN2: 5'-TTrATTAATAAGTCCATGAATCTTG -3', (D. Denicourt et al,1990); LGB1:5-TGTGCTGGACACCGACTACAAAAAG-3', LGB2: 5-GCTCCCGGTATATGACCACCCTCT-3', (J.Pazdera et al, 1995).

Для проведения ПЦР (30 - 35 циклов) применяли следующие температуры отжига: CSN3 - 58°, LGB - 55°. Полученные амплификаты гена CSN3 расщепляли эндонуклеазами HindIII, гена LGB - НаеШ (ООО «СибЭнзим-М», Россия). Число и длину полученных фрагментов рестрикции определяли электрофоретически в 3 - 4%-ном агарозном геле в буфере ТВЕ при УФ-свете,

после окрашивания бромистым этидием и анализировали с помощью компьютерной системы гель - документирования.

Молочная продуктивность и технологические свойства молока коров различными генотипами каппа-казеина п бета-лактоглобулина

Выявление аллельных вариантов и генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина, определение частоты встречаемости аллелей и

генотипов

Опытные группы

Генотипы каппа-казеина АА (п=111) | АВ (п=8)

Изучение молочной продуктивности коров с различными генотипами

_каппа-казеина и бета-лактоглобулина_,_

Удой за 305 дней лактации, динамика удоя за лактацию, типы лактационных кривых, коэффициенты спадаемости и постоянства лактационных кривых. _Динамика изменения содержания в молоке жира и белка._

Генотипы бета-лактоглобулина

АА (п=32) АВ (п=44) ВВ (п=41)

Изучение качественного состава и технологических свойств молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина

Химический состав, физические свойства, аминокислотный состав молока.

Сыропригодность, сычужная свертываемость, термоустойчивость, плотность молока, органолептическая оценка сгустка и сыра, выход сыра, _расход молока на 1 кг сыра, содержание в сыре жира и белка._

_Воспроизводительные качества коров_

Возраст и живая масса при первом плодотворном осеменении, возраст

первого отела, сервис-период, коэффициент воспроизводительной _способности, индекс Дохи._

Молочная продуктивность и технологические свойства молока коров в зависимости от генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина

Рис.1. Схема исследований Частоту встречаемости генотипов и отдельных аллелей определяли по формулам Е.К.Меркурьевой (1977).

По результатам проведенного анализа тестирования коров методом ДНК-диагностики были сформированы опытные группы животных в соответствии с установленными генотипами по каппа-казеину и бета-лактоглобулину для изучения качественного состава, технологических свойств молока и воспроизводительной способности коров. Все животные находились в одинаковых условиях кормления и содержания.

Молочную продуктивность коров опытных групп определяли ежемесячно путём контрольного доения.

Содержание жира и белка в молоке определяли ежемесячно в испытательной молочной лаборатории ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии.

Коэффициент постоянства лактации и спадаемости лактационной кривой рассчитывали по формулам Sharma-Bharnagar (1973).

Типы лактационных кривых определяли по методике А.С.Емельянова (1953).

Качественный состав и технологические свойства сборного молока опытных групп коров определяли в испытательной лаборатории по качеству молока РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева по общепринятым методикам.

Анализ аминокислотного состава молока определяли методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе «Biotronic LC-7000» (по ГОСТ 13496.22-90) в лаборатории «Биотест» при МГУПБ (Московский государственный университет прикладной биотехнологии).

Показатели биологической ценности молока определяли расчетным методом А.Д.Комисаренко (1994).

Коэффициент воспроизводительной способности (КВС) рассчитывали по формуле Н.М.Крамаренко (1969).

Полученные результаты исследований обрабатывали с помощью ПК и использованием приложения Microsoft Excel 2007.

Для биометрической обработки применяли общепринятые статистические методы Е.К.Меркурьева и др. (1990).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Полиморфизм коров по гену каппа-казеина

В изученных препаратах ДНК коров было выявлено два аллеля гена каппа-казеина А и В и отмечено наличие двух генотипов АА и АВ.

Согласно полученным результатам (табл.1), распределение животных по генотипам каппа-казеина было следующим: 111 коров имели генотип АА, 7 коров - генотип АВ и небыло выявлено коров с генотипом ВВ, что доказано низкой частотой встречаемости аллеля В гена каппа-казеина у черно-пестрого скота.

Таблица 1

Полиморфизм гена каппа-казеина

Количество голов Частота генотипов, % Частота аллелей

АА(п=111) АВ(п=8) А В

119 93 7 0,97 0,03

Частота гомозиготного генотипа АА составила 93%, гетерозиготного генотипа АВ - 7%, гомозиготного генотипа ВВ - 0%. Частота аллеля А достигла 0,97, а аллеля В - 0,03.

3.2. Полиморфизм коров по гену бета-лактоглобулина

Поскольку в первом анализе не выявлено животных с генотипом каппа-казеина ВВ, нами было принято решение провести анализ крови на выявление гена бета-лактоглобулина.

С помощью анализа ДНК нами были выявлены два аллеля бета-лактоглобулина А, В и три генотипа - АА, АВ и ВВ. В результате анализа распределение животных по генотипам бета-лактоглобулина было следующим (табл. 2): 32 коровы имели генотип АА, 44 коровы - генотип АВ, и 41 корова генотип ВВ.

Таблица 2

Полиморфизм гена бета-лактоглобулина

Количество голов Частота генотипов, % Частота аллелей

АА(п=32) I АВ(п=44) ВВ(п=41) А В

117 27 1 38 35 0,46 0,54

Частота гомозиготного генотипа АА составила в среднем 27%, гетерозиготного генотипа АВ - 38%, гомозиготного генотипа ВВ - 35%. Частота аллеля А достигла 0,46, а аллеля В - 0,54.

3.3. Молочная продуктивность коров с различными генотипами каппа-казеина

По результатам оценки коров методом ДНК - диагностики были сформированы две опытные группы с генетическими вариантами гена каппа-казеина АА и АВ. У опытных животных были изучены показатели молочной продуктивности (табл.3).

Таблица 3

Молочная продуктивность коров с различными генотипами каппа-казенна в ГУЛ

Э СП «Немчнновка»

Показатели Генотип каппа-казеина Генотип АВ±к АА

АА(п=111) АВ(п=8)

(М±ш) (М±т)

Удой за лактацию, кг 8630 ±88 8554 ±71 -76

Содержание жира, % 4,33 ± 0,03 4,36 ±0,03 + 0,03

Количество молочного жира, кг 373,7 ±3,3 373,0 ±4,1 -0,7

Содержание белка, % 3,04 ±0,05 3,23 ±0,03 + 0,19

Количество молочного белка, кг 262,4 ±2,5 276,3 ± 3,4 + 13,9

Из данных табл. 3 видно, что удой за лактацию у коров с генотипом каппа-казеина АА составил 8630 кг, что на 76 кг больше, чем у коров с генотипом АВ. Жирность молока у коров с генотипом АА составила 4,33%, что на 0,03% ниже, чем у коров с генотипом АВ. По выходу молочного жира превосходство имели коровы с генотипом АВ, по сравнению с генотипом АА на 0,7 кг. Белковомолочность коров с генотипом АВ составила 3,23%, что достоверно

(Р00,01) выше, чем у коров с генотипом АА на 0,19%. По выходу молочного белка превосходство имели коровы с генотипом АВ, по сравнению с генотипом АА на 13,9 кг.

Таким образом, проведенные исследования показали, что коровы с генотипом каппа-казеина АА характеризуются более высоким удоем по сравнению с коровами с генотипом АВ. Преимущество по содержанию жира, выходу молочного жира и белка имели коровы с генотипом каппа-казеина АВ, при недостоверной разнице.

Таблица 4

Характеристика лактационных кривых коров с различными __генотипами каппа-казепна__

Лактация Коэффициент спадаемости лактационной кривой, % Коэффициент постоянства лактации

АА АВ АА АВ

1-я 5,9 5,8 3,84 3,78

2-я 13,1 12,7 3,68 3,62

3-я 12,2 10,9 3,53 3,55

Согласно полученным данным по 1-й, 2-й и 3-й лактациям, более плавная и выровненная лактация наблюдается у коров с гетерозиготным генотипом каппа-казеина АВ. Так, для лактационных кривых коров с генотипом каппа-казеина АВ коэффициенты спадаемости составили: по 1-й лактации - 5,8%, по 2-й лактации - 12,7%, по 3-й лактации - 10,9%, что на 0,1% , 0,4%, 1,3% ниже, чем у коров с генотипом каппа-казеина АА.

Наименьший коэффициент постоянства лактации имели коровы с генотипом каппа-казеина АА по 3-й лактации - 3,53. Коровы с генотипом каппа-казеина АА незначительно превосходили коров с генотипом каппа-казеина АВ по коэффициенту постоянства лактации по 1-й и 2-й лактациям на 0,06. Такие несущественные различия между животными с генотипами АА и АВ показывают в целом на выравненность и постоянство лактационных кривых.

3.4.Молочная продуктивность коров с различными генотипами бета-лактоглобулина

На основе данных определения генотипов высокопродуктивных коров по гену бета-лактоглобулина с помощью ДНК-диагностики нами были сформированы три опытные группы с генотипами АА, АВ и ВВ. У опытных животных были изучены показатели молочной продуктивности (табл.5).

Таблица 5

Молочная продуктивность коров с различными генотипами бета-лзктоглобулина

в ГУЛ ЭСП «Немчиновка»

Показатели Генотип бета-лактоглобулина Генотип

АА(п=32) АВ(п=44) ВВ(п=41) ВВ±к АА ВВ±к АВ

(М±т) (М±т) (М±т)

Удой за лактацию, кг 8843 ± 106 8578 ±311 8962 ±271 + 119 + 384

Содержание жира,% 4,26 ±0,07 4,33 ±0,03 4,28 ±0,12 + 0,02 -0,05

Количество молочного жира, кг 376,7 ± 12,5 371,4 ± 11,2 383,6 ± 6,0 + 6,9 + 14,2

Содержание белка, % 3,06 ±0,05 3,13 ± 0,03 3,28 ± 0,07 + 0,22 + 0,15

Количество молочного белка, кг 270,6 ±9,2 268,5 ±6,2 294,0 ±2,3 + 23,4 + 25,5

Из табл. 5 видно, что самый высокий удой был у коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ, что на 119 кг выше, чем у коров с генотипом АА и на 384 кг, чем у коров с генотипом АВ. По содержанию жира в молоке лучшие показатели имели коровы с генотипом АВ - 4,33%, что на 0,07% выше, чем у коров с генотипом АА и на 0,05% чем у коров с генотипом ВВ. По выходу молочного жира лучшие показатели имели коровы с генотипом ВВ - 383,6 кг, что на 6,9 кг выше чем у коров с генотипом АА и на 14,2 кг чем у коров с генотипом АВ. Самое высокое содержание белка в молоке имели коровы с генотипом ВВ - 3,28%. По выходу молочного белка в молоке, лучшие показатели имели коровы с генотипом ВВ - 294,0 кг, что на 25,5 кг выше чем у коров с генотипом АА и на 23,4 кг чем у коров с генотипом АВ, что достоверно (Р<0,05) выше.

Таким образом, проведенные исследования показали, что коровы с генотипом бета-лактоглобулина ВВ характеризуются более высоким удоем по сравнению с коровами с генотипом АВ и АА. Преимущество по содержанию жира имели коровы с генотипом АВ, а по содержанию белка, выходу молочного жира и белка имели коровы с генотипом бета-лактоглобулина ВВ.

Таблица 6

Характеристика лактационных кривых коров с различными _гедотипами бета-лактоглобулина_

Лактация Коэффициент спадаемости лактационной кривой, % Коэффициент постоянства лактации

АА 1 АВ ВВ АА АВ ВВ

1 8,22 10,69 7,62 3,64 3,66 . 3,71

2 15,59 10,78 18,98 3,62 3,76 3,48

3 17,81 11,09 8,50 3,30 3,60 3,70

Наименьший коэффициент спадаемости лактационной кривой со II по V месяц 1-й лактации был отмечен у коров с генотипом ВВ - 7,62% и АА - 8,22%, по 2-й - с генотипом ВВ - 10,78% и по 3-й лактации у коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ - 8,5%.

При вычислении коэффициента постоянства лактации наиболее высокие показатели по 1-й лактации имели коровы с генотипом бета-лактоглобулина ВВ - 3,71, по 2-й лактации коровы с генотипом АВ - 3,76, по 3-й лактации с генотипом ВВ - 3,70.

В целом, выравненность и постоянство лактационных кривых указывают лишь на незначительные различия у коров с различными генотипами бета-лактоглобулина.

3.5. Качественный состав и технологические свойства молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина

Для изучения влияния генотипов каппа-казеина и бетаг-лактоглобулина на

качественный состав и технологические свойства молока коров нами были

отобраны пробы молока у коров опытных групп, сформированных на

основании данных ДНК - диагностики: две опытных группы коров, с

генотипами каппа-казеина АА и АВ, и три опытных группы с генотипами бета-

12

лактоглобулина АА, АВ и ВВ и определен их качественный состав и технологические свойства (табл.7).

Таблица 7

Качественный состав и технологические свойства молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулцна

Показатели Генотипы

Каппа-казеин Бета-лактоглобулин

АА(п=Ш) АВ(п=8) АА(п=32) АВ(п=44) ВВ(п=41)

Жир, % 4,01±0,03 4,09±0,02 4,02±0,05 3,62±0,04 4,06±0,02

Белок, % 3,20± 0,02 3,2± 0,03 2,95±0,05 3,03±0,02 3,09±0,01

Лактоза, % 4,74±0,03 4,73±0,03 3,59±0,02 4,10±0,04 4,21±0,03

Сухое вещество,% 10,17±0,03 11,03±0,02 10,75±0,05 10,71 ±0,03 11,16±0,02

Соматические клетки, тыс ./мл 210±0,03 330±0,05 290±0,04 340±0,05 340±0,05

Плотность, °А 31,03±0,02 32.01±0,01 25,04±0,03 27,02±0,02 32,02±0,01

Кислотность,0! 18.1 ±0,03 21,0±0,01 18,1±0,02 18,0±0,02 19,5±0,03

Термоустойчивость, гр. II П II II II

Сычужная свертываемость, мин. 37 21 36 29 23

Содержание лактозы в молоке у коров с генотипом каппа-казеина АА и АВ было практически одинаковым. У коров с генотипом бета-лактоглобулина самое высокое содержание лактозы было в молоке с генотипом ВВ - 4,21%, а у коров с генотипом АА и АВ, соответственно 3,59% и 4,10%.

Молоко коров с генотипом каппа-казеина АВ имело плотность на 3%, а кислотность на 1,3% выше, чем молоко коров с генотипом каппа-казеина АА. Самая высокая плотность и кислотность молока отмечена у коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ соответственно 32,02 и 19,5%. Самые низкие показатели плотности молока выявлены у коров с генотипом бета-лактоглобулина АА.

Показатели кислотности молока у коров с этими генотипами были практически одинаковыми. Кислотность молока коров у всех исследуемых генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина находилась в допустимых пределах, установленных техническим регламентом на молоко и молочную продукцию.

По термоустойчивости молоко коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина отнесено ко второй группе,

В соответствии с технологическим стандартом по сыроделию, молоко коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина пригодно для производства сыра, и отнесено ко II типу - все молоко свернулось в течение 21-37 минут и образовало плотный сгусток под действием сычужного фермента.

Желательным для производства сыров высокого качества является молоко коров-носительниц генотипа АВ каппа-казеина и ВВ бета-лактоглобулина.

При приготовлении сыра, часть компонентов, входящих в состав молока, переходят в сыворотку (табл. 8).

Таблица 8

Показатели сыворотки молока коров с различными генотипами

каппа-казеина и бета-лактоглобулина при выработке сыра_

Показатели Генотипы

каппа-казеин бета - лактоглобулин

АА (п=111) АВ (п=8) АА (п=32) АВ (п=44) ВВ (п=41)

Жир, % 0,36 0,38 0,27 0,31 0,36

Белок, % 0,60 1,05 0,75 0,84 1,05

Лактоза, % 4,87 5,10 3,64 4,32 4,55

Сухое вещество, % 6,60 7,53 5,79 6,34 6,93

Данные таблицы показывают, что потери жира с сывороткой были наиболее выражены в молоке коров с генотипом каппа-казеина АВ - 0,38% и с генотипом бета-лактоглобулина ВВ - 0,36 %.

Более значительные потери белка с сывороткой были отмечены в молоке коров с генотипом каппа-казеина АВ и бета-лактоглобулина ВВ -1,05%, это объясняется меньшим содержанием в молоке белковой фракции - казеина, существенно влияющей на эффективность использования молочного белка при сыроделии.

Содержание лактозы в сыворотке составляло у коров с генотипом каппа-казеина АА - 4,87%, АВ - 5,1%, бета-лактоглобулина АА - 3,64%, АВ - 4,32%, ВВ - 4,55%.

Потери сухого вещества с сывороткой при изготовлении сыра были отмечены у коров с генотипом каппа-казеина и бета-лактоглобулина от 5,79% до 7,53%.

Из сборного молока коров каждой группы был изготовлен сычужный сыр -брынза, химический состав и технологические свойства которого показаны в табл. 9.

Таблица 9

Показатели химического состава и технологических _свойств сыра — брынзы_

Показатели Генотипы

каппа - казеин бета - лактоглобулин

АА (п=111) АВ (п=8) АА (п=32) АВ (п=44) ВВ (п=41)

Количество молока, мл 3000 3000 3000 3000 3000

Количество сыворотки, мл 2300 2200 2400 2300 2000

Масса сыра, г 493 580 448 475 590

Содержание жира в сыре, % 23,1 25,1 18,7 20,9 23,1

Содержание белка в сыре, % 20,54 23,0 17,31 17,8 22,4

Расход молока на 1 кг сыра, л 6,1 5,2 6,7 6,3 5,1

Из табл. 9 видно, масса сыра из молока коров с генотипом каппа-казеина АВ составила - 580 г, что на 87 г больше, чем из молока коров с генотипом АА. Наибольшая масса сыра получена от коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ - 590 г, что на 115 г больше, чем с генотипом АВ и 142 г больше, чем от коров с генотипом АА.

У коров с генотипом каппа-казеина АВ содержание жира в сыре составило 25,1%, АА - 23,1%. Содержание жира у коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ составило 23,1, АВ - 20,9, АА - 18,7% соответственно. Аналогичная закономерность наблюдалась и по содержанию белка в сыре.

По результатам органолептической оценки сыра, полученного из молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина установлено, что наиболее высокую оценку - 24,5 балла получил сыр,

выработанный из молока коров с генотипом каппа - казеина АВ. Наиболее высокую оценку - 23,4 балла получил сыр изготовленный из молока коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ.

Проведенные исследования по изучению технологических свойств молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина позволяют сделать выводы, что молоко коров, несущих в своем геноме аллель В генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина является хорошим сырьем для молочной промышленности, из него можно приготовить больше мягкого сыра (брынзы) лучшего качества.

3.6.Аминокислотный состав молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина

Результаты исследований аминокислотного состава молока показали, что при ионообменной хроматографии в молоке было идентифицировано 17 свободных аминокислот, из них 8 незаменимых и 9 заменимых.

У коров с генотипом капа-казеина АА и бета-лактоглобулина ВВ содержится наибольшее количество заменимых и незаменимых, и в целом всех, аминокислот.

Аминокислотный индекс, или отношение незаменимых аминокислот к заменимым, характеризует питательную и биологическую ценность молока и чем выше аминокислотный индекс, тем выше его пищевая ценность.

Таблица 10

Биологическая ценность молока

Показатели Генотип каппа - казеина (Х±т) г/кг Генотипы бета - лактоглобулина (Х±ш) г/кг

АА(п=111) АВ(п=8) АА(п=32) АВ(п=44) ВВ(п=41)

Аминокислоты, г/кг

Незаменимые аминокислоты (Е) 13,74±0,06 9,88±0,08 12Д0±0,04 6,31±0,03 13,57 ±0,05

Заменимые аминокислоты СИ) 22,86±0,12 15,95±0,10 19,41±0,09 9,93±0,05 20,89±0,09

Всего (Т) 36,60±0,18 25,83±0,18 31,61±0,13 16Д4±0,08 34,46±0,14

Значение индексов:

1=Е/Ы 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64

И=Е/Т 0,37 0,38 0,38 0,38 039

Из данных таблицы 10 видно, что наибольшее значение индексов биологической ценности (1=0,64 и 11=0,39) выявлено у коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ. У остальных 1рупп коров индексы биологической ценности колебались I = 0,60 - 0,63 и II = 0,37 - 0,38. Наиболее биологически ценным является молоко коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ.

3.7. Воспроизводительные качества коров с различными генотипами

каппа-казеина и бета-лактоглобулина Анализ воспроизводительной способности показывает, что животные с генотипом каппа-казеина и бета-лактоглобулина АВ плодотворно осеменялись в более раннем возрасте 17,5 и 17,8 мес. соответственно. Возраст первого отела был меньше у коров с генотипом каппа-казеина АВ и составлял 26,7 мес. Наименьшая продолжительность сервис - периода была у коров с генотипом бета-лактоглобулина АВ -122 дня.

Все животные имели высокий межотельный период, который колебался в пределах 413 - 468 дней.

По нашим данным, коровы с генотипом бета-лактоглобулина ВВ имели наименьший коэффициент воспроизводительной способности - 0,77, а у остальных групп животных он находился на уровне 0,82 - 0,88.

Таблица 11

Воспроизводительные качества коров с различными генотипами канна-казеина

и бета-лактоглобулина (М±м)

Показатели Генотипы

каппа-казеин бета-лактоглобулин

А(п=111) АВ(п=8) АА(п=32) АВ(п=44) ВВ(п=41)

Возраст при первом осеменении, мес. 18,4±0,4 17,5±1,3 19,0±0,7 17,8±0,5 18,7±0,7

Живая масса при первом осеменении, кг Э96±ЗД 391±10,8 418±5,0 395±5,8 424±4,9

Возраст первого отела, мес. 28,0±0,4 26,7±1,3 28,7±0,8 27,4±0,5 28,2±0,7

Сервис-период, да. 154±11,8 171±27,5 159±24,8 122±16,5 185±18,3

Межотельный период (МОП), дн. 427±11,7 444±30,3 432±24,7 413±19,9 468±22,4

Коэффициент воспроизводительной способности (КВС) 0,85 0,82 0,84 0,88 0,77

Индекс Дохи 44,0 44,1 42,9 45,6 41,2

По результатам исследований видно, что индекс Дохи коров с разными аллельными вариантами гена каппа-казеина и бета-лактоглобулина находится на уровне 41,2 - 45,6. Такое значение индекса свидетельствует об их средней плодовитости.

3.8. Экономическая эффективность использования молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина для производства мягкого сыра (брынзы)

Молоко коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина характеризовалось высокими показателями и отвечало требованиям, предъявляемым к молоку для производства мягкого сыра.

В таблице 12 показана экономическая эффективность использования молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

Таблица 12

Экономическая эффективность использования молока коров в зависимости от геиотипов

Показатели Генотипы

каппа-казеина бета-лактоглобулина

АА АВ АА АВ ВВ

Удой за лактацию, кг 8630 8554 8843 8578 8962

Содержание жира, % 4,33 4,36 4,26 4,33 4,28

Содержание белка, % 3,04 здз 3,06 3,13 3,28

Удой базисной жирности, кг 10990 10969 11079 10924 11281

Расход молока на 1кг сыра, л. 6,1 5,2 6,7 6,3 5,1

Стоимость молока на изготовление 1кг сыра, руб. 179,95 153,40 197,65 185,85 150,45

Стоимость молока на 1кг сыра у коров с генотипом АВ составила 153,40руб., что в сравнении с генотипом АА на 26,55руб. ниже.

Стоимость молока на изготовление 1кг сыра из молока коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ составила 150,45руб., что соответственно на 47,20 и 35,40руб. меньше, чем из молока коров с генотипом АА и АВ.

Результаты исследований показали, что молоко коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ является наиболее экономически эффективным по наименьшей стоимости молока для изготовления 1 кг мягкого сыра (брынзы).

ВЫВОДЫ

1. У высокопродуктивных голштинизированных коров черно-пестрой породы методом ДНК-диагностики выявлено два генотипа по локусу гена каппа-казеина - АА и АВ и три генотипа по локусу гена бета-лактоглобулина -АА, АВ, ВВ. Частота встречаемости генотипа каппа-казеина АА составила 93%, а АВ - 7%, частота аллеля А - 0,97, аллеля В - 0,03. Частота встречаемости генотипа бета-лактоглобулина АА составила 27 %, АВ - 38 %, ВВ - 35 %, частота аллеля А составила 0,46, аллеля В - 0,54.

2. Молочная продуктивность коров за лактацию с генотипом каппа-казеина АА составила 8630 кг, что на 76 кг больше, чем у коров с генотипом АВ. Содержание жира и белка в молоке коров с генотипом каппа-казеина АА составило 4,33 и 3,04%, а у коров с генотипом АВ соответственно 4,36 и 3,23%.

3.Молочная продуктивность коров с генотипом бета-лактоглобулина АА, АВ и ВВ составила, соответственно 8843, 8578 и 8962 кг. с содержанием жира 4,26,4,33,4,28% и белка соответственно 3,06, 3,13 и 3,28%.

4.Установлена взаимосвязь генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина с технологическими свойствами и качественным составом молока. Молоко коров с генотипом каппа-казеина АВ и бета-лактоглобулина ВВ имело наименьшее время сычужного свертывания, лучшую плотность, больший выход сыра с более высоким содержанием жира и белка.

5. По результатам органолептической оценки сыра наиболее высокую оценку - 24,5 балла получил сыр, выработанный из молока коров с генотипом каппа - казеина АВ и бета-лактоглобулина ВВ - 23,4.

6. В молоке коров с генотипом каппа-казеина АА и бета-лактоглобулина ВВ содержалось больше незаменимых и заменимых аминокислот. Молоко

коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ характеризуется наибольшей биологической ценностью (1=0,64 и 11=0,39). У остальных групп коров индекс биологической ценности колебался I = 0,60 - 0,63 и II = 0,37 - 0,38.

7. Стоимость молока на изготовление 1 кг сыра из молока коров с генотипом каппа-казеина АВ была на 26 руб. 55 коп. ниже, чем из молока коров с генотипом АА. Стоимость молока на изготовление 1 кг сыра от коров с генотипом бета-лактоглобулина ВВ составила 150 руб. 45 коп., что меньше, чем от коров с генотипом АА и АВ на 38руб. 40 коп. и 47 руб. 20 коп. соответственно.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.Организациям по племенному животноводству с целью повышения уровня содержания белка в молоке высокопродуктивных коров черно-пестрой породы с высокой долей кровности по голштинской породе и улучшения его технологических свойств проводить тестирование быков-производителей на наличие в своем геноме желательного аллеля В генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина с помощью методов ДНК-диагностики.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Покусай О.Е. Технологические свойства молока коров черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина / О.Е.Покусай, В.Н.Кутровский // Молочное и мясное скотоводство. - 2011. - №5. -С. 39-40.

2. Кутровский В.Н. Аминокислотный состав молока высокопродуктивных коров черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина / В.Н. Кутровский, О.Е. Покусай // Зоотехния. - 2011. - № 8. -С.6-7.

3. Покусай O.E. Влияние различных генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина на воспроизводительные качества первотелок черно-пестрой породы / О.Е.Покусай // Зоотехния. - 2011. - № 10. - С.31-32.

4. Покусай O.E. Влияние полиморфизма генов молочных белков на молочную продуктивность коров черно-пестрой породы / О.Е.Покусай // Вестник РГАЗУ. - 2011. - №10(15). - С.66 -69.

Подписано в печать 10.10.2011 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л. Заказ чп Тираж 100 экз.

Издательство ФГОУ ВПО РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Покусай, Ольга Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ. . .4.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 .Современное состояние отрасли молочного скотоводства.

1.2.Черно-пестрая порода коров и методы ее совершенствования.

I.3.Полиморфизм генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина крупного рогатого скота.

ГАМолочная продуктивность, качественный состав и технологические свойства молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.::.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ:.

3.1. Анализ полиморфизма локуса генов каппа-казеина и бета-лактоглобул и на с помощью ДНК-диагностики.:.,:.

3.1.1. Полиморфизм коров по гену каппа-казеина.48.'

3.1.2. Полиморфизм коров по гену бета-лактоглобулина:.

3.2. Молочная продуктивность коров, черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.:.

3.2.1. Молочная продуктивность коров с различными генотипами каппа-казеина. .V.;.

3.2.2. Молочная продуктивность коров с различными генотипами бета-лактоглобулина.

3.3. Качественный состав и технологические свойства молока коров с различными генотипами каппа-казеина и.бета—лактоглобулина. —.

ЗА Аминокислотный состав молока коров с различными генотипами каппаказеина и бета-лактоглобулина.

3.5. Воспроизводительные качества коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

3.6. Экономическая эффективность использования молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина для производства мягкого сыра (брынзы).

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Молочная продуктивность и технологические свойства молока коров с различными генотипами Каппа-Казеина и бета-лактоглобулина"

Актуальность темы. Важнейшим стратегическим приоритетом развития АПК и его ведущей отрасли — сельского хозяйства, является научно-технический прогресс, в основе которого лежат инновационные процессы, позволяющие вести непрерывное обновление производства на основе ускоренного освоения достижений науки и техники.

При проведении крупномасштабной работы по совершенствованию отечественных пород с использованием мирового генофонда, ставилась задача не только повышения молочной продуктивности, но и закрепление у животных нового типа комплекса признаков, характерных для улучшаемых пород, таких как приспособленность к местным условиям, высокая ^ воспроизводительная способность, содержание в молоке жира и белка, устойчивость к заболеваниям, долголетие и др.

В результате многолетней, работы, по совершенствованию отечественной черно-пестрой породы с использованием мирового генофонда, и в частности голштинской породы, в стране созданы стада коров нового-типа с удоем 8000-10000 и более кг молока в*год.

В настоящее время в селекционной?практике наиболее информационным и достоверным методом тестирования' сельскохозяйственных животных, с целью раннего прогнозирования носительство хозяйственно-полезных признаков, является генотипирование на уровне ДНК с помощью методов молекулярной-диагностики.

В качестве потенциальных маркеров молочной продуктивности рассматривают аллели генов молочных белков. Ген каппа-казеина связан с белковомолочностью и технологическими свойствами молока. Аллель каппа-казеина В ассоциирован с более высоким- содержанием белка в молоке. Ген бета-лактоглобулина отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока (Stralkowska N., 2002; Зиновьева H.A. и др., 2003). Вариант бета-лактоглобулина В связан с высоким содержанием в молоке казеиновых белков, высоким процентом жира, а вариант беталактоглобулина А характеризуется высоким содержанием сывороточных белков. (А.ОуЬиэ, 2002; М.АНрапаЬ, 2007).

Оценку помесных животных черно-пестрой породы разной кровности по 1 голштинской породе на показатели молочной продуктивности проводили многие исследователи (А.И.Прудов, И.М.Дунин, 1992; Н.И.Стрекозов, 1978; Л.А.Калашникова и др., 2008).

Однако результаты, полученные разными авторами, в некоторых случаях противоречивы и недостаточно полно характеризуют животных по наиболее важным хозяйственно-полезным признакам и особенно по качеству молока с учетом уровня молочной продуктивности коров.

При голштинизации отечественного черно-пестрого скота возникает ряд новых комбинаций, аллелей, появляются животные с новым уровнем развития и с новым сочетанием> комплекса свойств и качеств. (Ф.Ф.Эйснер, 1986).

В связи с этим оценка голштинизированных, высокопродуктивных коров черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина" и бета-лактоглобулина по технологическим свойствам молока-и» его-пригодности к производству молочных продуктов весьма актуальна.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось изучение молочной продуктивности, технологических свойств и качественного состава молока высокопродуктивных голштинизированных коров черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить частоту встречаемости аллельных вариантов генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина у высокопродуктивных голштинизированных коров черно-пестрой породы с использованием ДНК-диагностики;

2. Изучить показатели молочной продуктивности коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина; ч

3. Изучить качественный состав молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина;

4. Оценить технологические свойства молока коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина. Приготовить сычужный сыр (брынзу) и оценить его качество;

5. Изучить воспроизводительные качества коров с различными генотипами каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

Научная новизна исследований. Впервые на высокопродуктивных голштинизированных коровах черно-пестрой породы (с удоем 8000 — 10000 и более кг молока в год) проведены комплексные исследования в которых выявлена взаимосвязь генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина с молочной продуктивностью, качественным и аминокислотным составом, и технологическими свойствами молока при приготовлении сычужного сыра (брынзы). Получены новые данные по частоте встречаемости аллельных вариантов генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина у высокопродуктивных голштинизированных коров черно-пестрой породы.

Практическая значимость. Полученные' данные открывают возможность совершенствования голштинизированного черно-пестрого скота по качеству и технологическим свойствам молока с использованием ДНК - маркеров по генам каппа-казеина и бета-лактоглобулина. Накопление животных в стадах с желательным генотипом будет способствовать улучшению качества молока.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на: научно-технических советах Технологического центра по животноводству Московского НИИСХ «Немчиновка», (2009-2011); международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Посвященной 145-летию РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева» (Москва 2010).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 4 научных работы, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ (2 статьи в журнале «Зоотехния», 1 статья в журнале «Молочное и мясное скотоводство»), в Вестнике РГАЗУ №10 (15).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах компьютерного текста, состоит из введения и глав: обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований, а также выводов, предложений производству, списка литературы, приложения. Диссертация содержит 19 таблиц, 18 рисунков. Список литературы включает 224 источника, в том числе 76 на иностранных языках.