CC BY
156
Качество сыра из молока коров с разными
генотипами каппа-казеина
Н.В. Соболева, к.с.-х.н., Оренбургский ГАУ; А.А. Ефремов, управление сельского хозяйства Похвистневского района Самарской области; С.В. Карамаев, д.с.-х.н, профессор, Самарская ГСХА
Благодаря достижениям в молекулярной биологии и генетике идентифицированы гены, контролирующие хозяйственно полезные признаки. Большинство важных хозяйственно полезных признаков сельскохозяйственных животных относятся к признакам с полигенной природой наследования. Она означает, что их количественный уровень генетически определяется различными аллельными вариантами целого ряда локусов, разбросанных по всему геному. Среди множества таких генов можно выделить группу мажорных генов, вносящих наибольший вклад в формирование и функционирование хозяйственно полезных признаков. К таким генам относится ген каппа-казеина [1—3].
Исследователи установили устойчивую связь конкретного аллеля гена каппа-казеина с несколькими хозяйственно-ценными качествами. В связи с этим во многих странах мира, например, в Германии и Голландии, селекция на каппа-казеин включена в программы по разведению крупного рогатого скота. Европейская ассоциация животноводов и ряд крупных коммерческих фирм по животноводству предложили считать генотип каппа-казеина — В В экономически важным селекционным критерием для пород крупного рогатого скота, специализированных в молочном направлении продуктивности. Доказана прямая выгода от использования быков, несущих В-аллель, в зонах, связанных с сыроварением.
К сожалению, в Российской Федерации, где учёные одними из первых описали генетические
варианты каппа-казеина у сельскохозяйственных животных и которым принадлежит приоритет в разработке методов определения вариантов гена каппа-казеина, такие программы отсутствуют. Только в рамках научно-исследовательских программ проанализировано несколько стад и пород крупного рогатого скота [4, 5].
Задачей нашей работы было изучить химический состав, технологические свойства молока и качество твёрдых сортов сыра, приготовленных из молока коров самарского типа чёрно-пёстрого скота с разными генотипами каппа-казеина.
Материалы, методы и результаты исследования. Исследования проводили в ООО «Радуга» Самарской области. Кровь для анализа собирали из яремной вены животных в пробирки с глюги-циром. ДНК из крови выделяли по стандартному фенол-хлороформному методу в лаборатории молекулярной генетики Башкирского ГАУ. Полиморфизм ДНК изучали на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР).
При тестировании стада по гену каппа-казеина выявили все три генотипа. Частота их составила: СШ3АА - 49%, СШ3АВ - 44%, СШ3ВВ - 7%.
Установлено, что наиболее высокие удои за 305 дней лактации были у коров с генотипом АВ (4687 кг молока), которые превосходили коров с генотипом АА на 350 кг (7,9%; Р<0,05), с генотипом ВВ — на 395 кг (9,0%; Р<0,01).
Химический анализ молока показал, что генотип коров по каппа-казеину оказывает существенное влияние на содержание в нем основных элементов (табл. 1).
Самое высокое содержание сухого вещества, жира, белка, казеина, молочного сахара и золы установлено в молоке коров с генотипом ВВ. Разница по сравнению с животными-носителями
1. Химический состав молока (х±Бх)
Показатель Генотип по каппа-казеину
АА АВ ВВ
Удой за 305 дней лактации, кг Сухое вещество, % МДЖ, % МДБ, % в т.ч. казеин, % Молочный сахар, % Зола, % Кальций, мг% Фосфор, мг% Соматические клетки, тыс./см3 4436±124 11,78±0,29 3,60±0,04 2,94±0,02 2,33±0,03 4,58±0,08 0,66±0,01 115,8±1,13 98,6±0,69 211,3±11,4 4786±112 12,14±0,31 3,68±0,02 3,21±0,01 2,59±0,02 4,52±0,05 0,73±0,01 121,6±0,94 104,5±0,76 164,9±8,7 4391±98 12,47±0,26 3,72±0,01 3,28±0,02 2,67±0,02 4,73±0,06 0,78±0,01 126,3±0,98 110,2±0,81 138,6±9,4
2. Технологические свойства молока (х±Бх)
Показатель Генотип по каппа-казеину
АА АВ ВВ
Продолжительность свёртывания сычужным ферментом, мин. в т.ч. фаза коагуляции, мин. фаза гелеобразования, мин. Продолжительность обработки сгустка, мин. Плотность сычужного сгустка, г/см2 Отход сухого вещества в сыворотку, % Влагоудерживающая способность сгустка, % Соотношение фракций сгусток : сыворотка, % Расход цельного молока на получение 1 кг зрелого сыра, кг 36,9±2,2 28,5±1,9 8,4±1,3 58±3,1 1,98±0,03 53,6±0,9 54±0,24 28 : 72 12,6±0,31 32,3±1,7 27,0±1,8 5,3±0,9 51±2,6 2,64±0,04 50,8±0,6 63±0,21 33 : 67 10,8±0,26 28,7±2,0 23,9±1,6 4,8±0,8 46±2,8 3,12±0,02 48,9±0,7 68±0,18 36 : 64 10,0±0,23
генотипа АА была максимальной и составила соответственно 0,69; 0,12; 0,34; 0,34; 0,15; 0,12% (Р<0,05—0,001). Животные с генотипом АВ занимали по качеству молока промежуточное положение, разница составила по сравнению с генотипом ВВ 0,33; 0,04; 0,07; 0,08; 0,21; 0,05% и в большинстве случаев была статистически недостоверной.
Очень важно для сыроделия содержание в молоке кальция и фосфора. В молоке казеин с кальциевыми солями образует казеин-кальциево-фосфорный комплекс, который находится в виде мицелл разного диаметра. Под действием сычужного фермента К-казеин молока теряет свои стабилизирующие свойства и коагулирует с образованием казеинового сгустка [6]. Кальция содержалось больше в молоке коров с генотипом ВВ — 126,3 мг%, что выше по сравнению с генотипом АА на 10,5 мг% (Р<0,001), генотипом АВ — на 4,7 мг% (Р<0,001). Фосфора содержалось больше соответственно на 11,6 и 5,7 мг% (Р<0,001).
В силу более оптимального химического состава молоко коров с генотипом ВВ обладало лучшими технологическими свойствами и отвечало всем требованиям к сырью для изготовления сыров (табл. 2).
В молоке коров генотипа ВВ образование казеинового сгустка под действием сычужного фермента происходило в среднем за 28,7 мин., что быстрее, чем в молоке коров с генотипом АА, на 8,2 мин (22,3%; Р<0,01), с генотипом АВ — на 3,6 мин (11,1%). При этом продолжительность фазы коагуляции увеличилась на 4,6
мин. (19,2%), а фазы гелеобразования — на 3,6 мин (75,0%). Таким образом, основной проблемой при обработке молока коров с генотипом АА является фаза формирования сгустка.
В результате плохой свёртываемости под действием сычужного фермента сгусток получается рыхлым, со слабо выраженным синерезисом, плотность сгустка всего 1,98 г/см2, что меньше по сравнению с генотипом ВВ на 1,17 г/см2 (36,5%; Р<0,001), с генотипом АВ — на 0,66 г/см2 (25,0%; Р<0,001). На обработку такого сгустка затрачивали времени на 2,8—4,7 мин. (5,5—9,6%) больше.
Влагоудерживающая способность сгустка была ниже на 9—14%, что способствовало переходу в сыворотку значительного количества питательных веществ молока (4,7—1,9%). Значительно ухудшалось соотношение сгусток : сыворотка. В молоке коров генотипа АА доля казеинового сгустка сокращалась на 8%, генотипа АВ — на 3%. В связи с этим расход цельного молока на получение 1 кг зрелого сыра у коров данных генотипов увеличивался соответственно на 2,6 и 0,8 кг (26,0-8,0%; Р<0,001-0,05).
Оценка качества сыра показала, что лучшим сырьём для производства сычужных сыров является молоко коров с генотипом по каппа-казеину ВВ (табл. 3).
По содержанию сухого вещества сыры из молока коров с генотипом АА не соответствовали требованиям для твёрдых сортов, их можно отнести только к разряду полутвёрдых сыров. Массовая доля белка по сравнению с генотипом ВВ была ниже на 4,7% (Р<0,001), генотипом
3. Качество сыра (x±Sx)
Показатель Генотип по каппа-казеину
АА АВ ВВ
Массовая доля сухого вещества, % 56,3±0,34 61,8±0,29 64,4±0,36
Массовая доля белка, % 36,9±0,27 39,5±0,23 41,6±0,20
Массовая доля жира, % 39,2±0,30 41,3±0,25 44,5±0,22
Содержание кальция, мг/100 г 987±81,2 1216±69,4 1368±73,6
Содержание фосфора, мг/100 г 769±64,8 874±54,7 936±59,1
Степень зрелости, °Ш 145±7,2 178±5,3 193±5,9
Кислотность, °Т 232±1,25 218±1,16 212±1,03
АВ — на 2,6% (Р<0,001); массовая доля жира — соответственно на 5,3 и 3,2% (Р<0,001).
Белок молока при созревании сыра подвергается биохимическому изменению. Под действием молочнокислых бактерий происходит глубокий распад белков, в результате чего образуются растворимые азотистые соединения, по накоплению которых судят о зрелости сыра. По мере созревания сыра повышается буферность его растворимой части, то есть повышается способность сырной массы связывать как кислоту, так и щёлочь, удерживая, таким образом, кислотность на определённом уровне.
Наиболее высокая степень зрелости отмечена у сыров из молока коров с генотипом ВВ, а самая низкая — с генотипом АА. Разница составила 48 °Ш (33,1%; Р<0,001). Это указывает на то, что в сырах из молока коров с генотипом АА биохимические процессы протекают менее интенсивно, чем из молока коров генотипов ВВ и АВ.
Титруемая кислотность всех образцов сыра соответствовала техническим условиям для твёрдых сортов сыра. При этом самая высокая кислотность (232 °Т) была у сыров из молока коров с генотипом АА.
Вывод. Таким образом, для приготовления твёрдых сортов сыра лучшим сырьем можно признать молоко коров с генотипом по каппа-казеину ВВ. Таких животных в стаде коров чёрно-пёстрой породы самарского типа насчитывается всего 7%. Поэтому селекционерам с целью увеличения поголовья коров с желательным генотипом ВВ рекомендуется получать для дальнейшего использования гомозиготных (ВВ) быков-производителей, используя метод заказного спаривания.
Литература
1. Калашникова Л.А., Дунин И.М., Глазко В.И. и др. ДНК-технологии оценки сельскохозяйственных животных. М. : ВНИИплем, 1999. С. 62-65.
2. Сулимова Г.Е., Багадуева Ю.Н., Удина И.Г. Полиморфизм гена каппа-казеина в популяциях подсемейства Bovinae // Генетика. 1996. Т. 32. № 11. С. 1576-1582.
3. Галлямова А.Р., Исламова С.Г. Каппа-казеин — важнейший селекционный критерий в молочном скотоводстве // Молочное и мясное скотоводство. 2008. № 2. С. 17—18.
4. Кириленко С.Д., Глазко В.И. Идентификация генотипов по каппа-казеину и BLAD мутации с использованием полимеразной цепной реакции у крупного рогатого скота // Цитология и генетика. 1995. № 6. С. 60—62.
5. Тинаев А.Ш., Калашникова Л.А., Аджибеков К.К. Хозяйственно-полезные признаки чёрно-пёстрого скота с разными генотипами каппа-казеина // Молочное и мясное скотоводство. 2005. № 5. С. 30—32.
