CC BY
73
УДК 619: 614.9: 579
ИЗУЧЕНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО МОЛОКА-СЫРЬЯ
Л. А. КОНДРАСИЙ, О. Н. ЯКУБЧАК
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина, 03041
(Поступила в редакцию 01.02.2017)
Резюме. В статье рассматривается характер изменчивости, взаимозависимости и влияние факторов внешней среды на показатели качества молока из ферм, которые имеют новейшие технологии получения молока-сырья.
Установлено, что показатели качества молока являются относительно стабильными на протяжении года на всех исследованных фермах. Это подтверждает CV показателей качества молока (менее 10 %), а также отсутствие статистических изменений показателей качества по сезонам года. Изучение взаимосвязей между показателями дают основания полагать, что ухудшение качества молока, главным образом, связано с повышением количества соматических клеток.
Ключевые слова: молоко-сырье, качество.
Summary. The article examines the type of variation, relationship and environmental effect on quality of raw milk received from farms using good dairy farming practices and good milking hygiene practices.
Set a relative stability of quality milk indicators throughout the year on all farms using good dairy farming practices and good milking hygiene practices. The coefficient of variation by milk quality indicators (less than 10%) and the lack of statistical changes in seasons of the year (study by ANOVA for a single factor) confirm this. A study of the correlation between the indicators suggests that the deterioration of the quality of milk is mainly associated with an increase of the somatic cells count.
Key words: raw milk, quality.
Введение. В Украине получают развитие молочные комплексы с современными системами контроля гигиены производства, а некоторые из них оборудованы роботами [1-4]. Соответственно повышается качество молока-сырья: в 2014 г. доля молока сортом «Экстра» составляла 9,2 %, в 2015 - 10,3, 2016 - 14,6 %. Лидерами в этом направлении являются Полтавская, Киевская и Винницкая области [5, 6]. Для контроля и управления ситуацией, которая сложилась, весьма актуально изучить производственные показатели упомянутых ферм, а именно, показатели качества их молока-сырья.
Анализ источников. Важность исследований подчеркивает ряд научных работ под руководством д. вет. н. Н. Д. Кухтына, в частности установлено, что в течение последних лет происходит улучшение показателей качества и безопасности молока сырого, полученного в коллективных хозяйствах Тернопольской области. Отмечается, что кол-
лективные хозяйства, которые оснащены современными доильными залами и тщательно соблюдают все санитарные меры и гигиенические требования, получают в основном молоко сырое экстра и высшим сортом согласно ДСТУ 3662-97. Многочисленное количество исследований в подтверждение важности санитарно-гигиенического состояния получения молока надлежащего качества выполнено под руководством д. вет. н., проф. В. В. Касянчук [7, 8].
Цель работы - выяснить характер изменчивости, взаимозависимости и влияния факторов внешней среды на показатели качества молока-сырья из ферм, которые имеют новейшие технологии получения молока.
Материал и методика исследований. Для исследования были использованы показатели качества молока с ферм Киевской, Черкасской, Полтавской, Черниговской и Винницкой областей Украины. Всего обработаны данные качества молока с 7 ферм. Проводили оценку следующих показателей качества молока-сырья: плотность (кг/м3), рН, кислотность (° Т), степень чистоты по эталону (группа), температура (° С), массовая доля сухих веществ (%), количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов (КМА-ФАнМ) (согласно ДСТУ 3662-97 - общее бактериальное обсеменение, тыс. КОЕ/см3), количество соматических клеток (тыс/см3), массовая доля жира (%), массовая доля белка (%) [9]. Сбор данных проводили в период с 12.2014 г. по 11.2015 г. Выбор ферм для опыта выполняли по наличию систем обеспечения надлежащего выполнения гигиенических требований получения молока, а именно, наличие доильных залов и/или контроль выполнения надлежащей очистки молокопроводов и ухода за выменем, и/или введена система вознаграждения операторов машинного доения за надлежащие показатели качества молока-сырья и тому подобное. Рационы кормления на всех исследуемых фермах были сбалансированы. Разница рационов заключалась в использовании комбикормов и минеральных добавок различных по составу. Статистическая обработка данных проводилась с использованием статистических функций табличного процессора MS Excel стандартного пакета MS Office.
Результаты исследований и их обсуждение. Исследования изменчивости качественных показателей молока-сырья на фермах проведено по всем качественным показателям, определенным национальным стандартом; кроме того, учтен показатель рН, что имеет значение в технологических процессах переработки молока. По всем девяти показателям качества молока-сырья исследуемых ферм определяли среднемесячные и среднегодовые значения за год. Изменчивость среднегодовых значений показателей рассчитывали по коэффициенту вариации
(СУ), что позволило представить данные в процентах, а затем легко их сравнивать, независимо от единиц измерения показателей. Результаты в разрезе ферм, отобранных для исследования, оформлены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1. Коэффициенты вариации (СУ) показателей качества молока-сырья в период с 12.2014 по11.2015 гг., %
Показатели Ферма к по группе
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7
Плотность 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,01 0,02 ±0,004
рН 1,1 0,9 0,6 0,9 0,7 0,8 1,5 0,9±0,1
Кислотность 1,3 1,0 0,4 0,6 0,9 1,5 1,3 1,0±0,2
Степень чистоты по эталону 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0±0,0
Температура 5,5 2,3 5,0 5,0 2,8 4,6 5,0 4,3±0,5
Массовая доля сухих веществ 1,8 1,0 1,0 1,5 1,0 1,9 1,7 1,4±0,2
КМАФАнМ 2,7 3,6 9,8 6,3 4,4 10,7 11,6 7,0±1,4
Количество соматических клеток 7,0 9,1 10,9 7,8 5,3 8,3 7,1 7,9±0,7
Массовая доля жира 3,7 2,4 2,0 1,8 1,7 7,3 5,0 3,4±0,8
Массовая доля белка 3,7 1,5 2,5 3,9 2,4 2,5 3,5 2,8±0,3
Данные, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что СУ показателей качества молока-сырья исследуемых ферм имели слабую изменчивость (<10 %) [10], следовательно, производство имеет достаточно стабильный характер. В целом полученный результат также является признаком научно обоснованного подбора ферм для исследования. Но следует отметить, что показатели количества соматических клеток и КМАФАнМ, имели более высокие процентные уровни изменчивости. Таким образом, показатели количества соматических клеток и КМАФАнМ требуют более детального изучения причин их изменчивости в течение года.
Следующим этапом было исследование взаимозависимостей между качественными показателями молока-сырья, что выполняли, используя корреляционный анализ по каждой отдельной ферме, после чего установили средние значения по группе (табл. 2). Для анализа взяты среднемесячные значения показателей качества молока в течение 2015 года, кроме показателя степени чистоты по эталону, который был постоянным. С целью формирования объективных выводов корреляционный анализ был выполнен по всем возможным вариационным парам показателей.
Т а б л и ц а 2. Корреляционный анализ качественных показателей молока-сырья исследуемых ферм в период с 12.2014 по11.2015 гг.
Показатели Плотность, кг/м3 К & Кислотность, °Т Температура, °С Масова частка сухих речовин, % КМАФАнМ, тыс. КОЕ/см3 Количество сомат. клеток, тыс/см3 Массовая доля жира, %
рн X 0,36в
± 0,06
Кислотность, °Т к 0,26с 0,26с
± 0,06 0,04
Температура, °С к 0,33с 0,33в 0,55с
± 0,09 0,06 0,08
Массовая доля сухих веществ, % 0,63А 0,39с # #
± 0,03 0,03
КМА-ФАнМ, тыс. КОЕ/см3 к 0,23 с 0,42 э 0,06 э 0,23 с 0,40 э
± 0,06 0,10 0,01 0,06 0,09
Количество соматических клеток, тыс./см3 к 0,41в # 0,20с 0,32с 0,50в 0,65 А
± 0,07 0,06 0,07 0,07 0,07
Массовая доля жира, % к 0,34А 0,22с # 0,16с 0,68А 0,27с -0,26в
± 0,07 0,04 0,03 0,07 0,06 0,09
Массовая доля белка, % X 0,27в 0,48е 0,32с 0,15в 0,43в 0,18в -0,24в 0,39в
± 0,09 0,09 0,09 0,02 0,07 0,03 0,03 0,08
А - п=7 (с исследованных ферм) в - п=5 (с исследованных ферм) с -п=4 (с исследованных ферм) е- п=3 (с исследованных ферм) # - среднее значение статистически недостоверное
Полученные данные (табл. 2) условно можно разделить на взаимосвязи между физико-химическими свойствами молока, между его компонентами, а также между физико-химическими свойствами и компонентами. Между показателями физико-химических свойств значительный коэффициент корреляции был получен только для показателей кислотности и температуры. Кроме того, связь была прямо пропорциональна. Это служит признаком зависимости такой полидисперсной
системы, как молоко, от температуры. Все другие взаимосвязи между качественными свойствами молока имели умеренный характер связи.
Взаимосвязи между компонентами молока-сырья были значимы для показателей массовой доли сухих веществ и массовой доли жира -0,68. Связь имела прямо пропорциональный характер и свойственный для молока всех исследуемых ферм. Обратно пропорциональный характер взаимосвязи на значительном уровне отмечали между показателями массовой доли сухих веществ и количества соматических клеток. Это служит признаком того, что воспалительные процессы в вымени являются существенным фактором ухудшения качества молока-сырья. Этому в подтверждение, хотя и на умеренном уровне, но обратно пропорциональны корреляционной связи показателей количества соматических клеток с массовыми долями белка и жира. Подобные выводы неоднократно получали и другие исследователи.
Кроме того, установлено прямо пропорциональная взаимозависимость показателя количества соматических клеток с показателем КМА-ФАнМ на значительном уровне - 0,65. Появление зависимости между данными показателями можно объяснить тем, что основной причиной возникновения воспалительных процессов в молочной железе является временное (связанное с различными факторами жизнедеятельности и эксплуатации животных) местное снижение резистентности организма, и, как следствие, - снижение содержания бактерицидных факторов в молоке и развитие патогенной микрофлоры [7]. Все другие взаимосвязи между компонентами молока имели умеренный характер.
Корреляционный анализ между физико-химическими свойствами и компонентами молока установил значительный характер связи для показателей плотности и массовой доли сухих веществ - 0,63. Связь имела прямо пропорциональный характер и свойственный для молока всех исследуемых ферм. Это вполне логично, ведь именно содержание сухого вещества формирует плотность молока и отличает ее от воды, с которой сравнивается, в соответствии с методом. Этому в подтверждение, хотя и на умеренном уровне, но прямо пропорциональны корреляционные связи плотности с массовыми долями белка и жира. Важно отметить, что для молока-сырья исследуемых ферм не установлено корреляционной зависимости между показателями кислотности и КМАФАнМ, а также другими показателями качества, кроме количества соматических клеток. Это указывает на то, что показатель кислотности для данного молока не является санитарно-показательным.
Несмотря на то, что подбор ферм для исследования был осуществлен по типовым условиям содержания и эксплуатации коров, влияние окружающей среды изучали в зависимости от сезона года, что позволило лучше оценить менеджмент работы фермы. Предыдущими ис-
следованиями установили наибольшую изменчивость показателей количества МАФАнМ и соматических клеток. Кроме того, именно этим показателям уделено внимание международным сообществом для оценки качества молока-сырья. Для этого был выполнен однофактор-ный дисперсионный анализ (табл. 3) и расчет среднего значения сезонов и их процентного соотношения по каждой ферме отдельно и в целом по группе (табл. 4).
Т а б л и ц а 3. Данные однофакторного дисперсионного анализа сезонных изменений показателей количества МАФАнМ и соматических клеток в молоке в период с 12.2014 по11.2015 гг.
Показатели ферма № 1 ферма № 2 ферма № 3 ферма № 4 ферма № 5 ферма № 6 ферма № 7 Среднее значение
Изменение КМАФАнМ
P-значение 0,52 0,14 0,01 0,24 0,36 0,52 0,27 0,29±0,07*
F 0,81 2,40 6,94 1,71 1,18 0,81 1,55 2,20±0,3*
F-критическое 4,07 4,07
Изменение количества соматических клеток, тыс./см3
P-значение 0,76 0,09 0,09 0,0004 0,57 0,08 0,19 0,25±0,1**
F 0,40 3,10 3,17 21,55 0,73 3,31 2,01 4,89±0,6**
F-критическое 4,07 4,07
* - п=6 без учета данных фермы № 3; ** - п=6 без учета данных фермы № 4.
Имеющиеся данные позволяют проведение однофакторного дисперсионного анализа. Однофакторный дисперсионный анализ был проведен по данным каждой исследуемой ферме. Нулевую гипотезу об отсутствии рассева значений, то есть отсутствие влияния времени года на изменение показателей, было принято при условии, что расчетный критерий Фишера (Б) не превышал значение F-критическое, а также Р-значение (уровень значимости) не было ниже заданного условием од-нофакторного дисперсионного анализа (0,05). Отклонение нулевой гипотезы и принятия альтернативной, а именно, что базовые различия вероятности значений выборок разные, то есть существует влияние времени года, выполняли, приняв во внимание превышение значения расчетного критерия Фишера (Б) от F-критического и снижение P-значения относительно заданного. Результаты вычислений отдельно по каждой ферме и среднее значение по группе приведены в табл. 3.
Результаты исследований, приведенные в табл. 3, свидетельствуют об отсутствии сезонных изменений исследуемых качественных показателей молока-сырья по группе ферм. При этом необходимо отметить, что результаты исследований молока, полученного в условиях фермы
№ 3 по показателю КМАФАнМ и фермы № 4 по показателю количества соматических клеток имели противоположное значение, однако не повлияли на средние значения по группе.
Т а б л и ц а 4. Сезонные изменения показателей количества МАФАнМ и соматических клеток молока (п = 7)
Изменения КМАФАнМ, тыс. КОЕ/см3
Сезон Стат. показ. ферма № 1 ферма № 2 ферма № 3 ферма № 4 ферма № 5 ферма № 6 ферма № 7 от года по группе
88,7/ 91,5/ 76,7/ 84,4/ 90,5/ 76,2/ 83,1/ 84,5/
Весна 24,7 25,2 23,7 24,7 24,8 25,2 25,3 24,8
± 1,5 1,1 3,4 1,2 1,9 6,8 1,5 2,6
89,6/ 90,2/ 81,1/ 80,8/ 88,4/ 78,5/ 87,2/ 85,1/
Лето 25,0 24,9 25,1 23,7 24,2 25,9 26,6 25,0
± 2,0 1,6 4,6 1,6 3,4 2,4 7,0 2,3
91,6/ 93,6/ 91,1/ 89,5/ 93,7/ 78,6/ 85,1/ 89,0/
Осень 25,5 25,8 28,2 26,2 25,7 26,0 25,9 26,2
± 0,6 1,5 1,7 1,8 1,4 4,6 5,5 2,2
89,1/ 87,7/ 74,3/ 86,9/ 83,7 69,5/ 72,8/ 81,8/
Зима 24,8 24,2 23,0 25,4 25,3 22,9 22,2 24,0
± 2,1 2,6 2,4 5,7 7,2 6,4 5,7 4,4
Изменения количества соматических клеток, тыс./см3
Сезон Стат. показ. ферма № 1 ферма № 2 ферма № 3 ферма № 4 ферма № 5 ферма № 6 ферма № 7 "/% от года по группе
342,1/ 343,4/ 328,6/ 331,7/ 363,5/ 194,0/ 272,1/ 310,8/
Весна 25,5 25,1 22,7 24,8 24,4 25,6 26,7 25,0
± 15,3 6,2 8,1 5,1 12,9 12,0 2,1 23,7
Лето 336,7/ 25,1 326,6/ 23,8 371,9/ 25,7 297,3/ 22,3 365,1/ 24,5 205,0/ 27,1 253,4/ 24,9 308,0/ 24,8
± 27,6 22,4 26,5 6,3 10,6 2,0 18,0 25,6
342,1/ 377,6/ 401,9/ 360,5/ 385,5/ 180,5/ 240,3/ 326,9/
Осень 25,5 27,6 27,8 27,0 25,9 23,9 23,6 25,9
± 4,1 21,6 5,5 8,3 12,4 9,9 8,2 35,5
321,6/ 322,1/ 345,1/ 346,0/ 373,8/ 177,1/ 251,6/ 305,3/
Зима 24,0 23,5 23,8 25,9 25,1 23,4 24,7 24,4
± 4,9 6,2 30,1 6,1 16,4 4,1 4,5 27,7
Р>0,5 относительно л по группе.
Хотя в соответствии с данными однофакторного дисперсионного анализа сезонной зависимости исследуемых показателей молока-сырья по группе ферм не установлено, но из приведенных в табл. 4 данных процентного соотношения прослеживается тенденция к увеличению показателей КМАФАнМ и количества соматических клеток осенью, что многие ученые связывают с изменениями температурно-влажностных изменений в окружающей среде.
Важно, что по обоим исследуемым показателям установлены максимальные значения повышения осенью, а снижения (в подавляющем) -зимой. Кроме того, именно осенью выявлено одновременное повышение значений показателей КМАФАнМ и количества соматических клеток в молоке 4-х из 7-ми ферм группы. В частности, максимальные значения повышений обоих исследуемых показателей наблюдали осенью на фермах №№ 2, 3, 4 и 5. Одновременное максимальное снижение по показателям КМАФАнМ и количеству соматических клеток в молоке произошло зимой на фермах № 2 и № 6 и летом - на ферме № 4. Следовательно, более детальным анализом установлено частичное изменение исследуемых показателей качества молока-сырья в зависимости от сезона года и выявлена определенная взаимозависимость. Данные подтверждают выводы, полученные во время корреляционного анализа.
Заключение. Результаты исследований позволяют утверждать, что показатели качества молока являются относительно стабильными на протяжении года на всех исследованных фермах. Это подтверждает CV показателей качества молока (менее 10 %), а также отсутствие статистических изменений показателей качества по сезонам года. Изучение взаимосвязей между показателями дают основания полагать, что ухудшение качества молока, главным образом, связано с повышением количества соматических клеток.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антонова, А. Точне тваринництво на украшських молочних фермах / А. Антонова // Молоко i ферма. - №1 (20). - 2014. - С. 51-53.
2. Биохимия молока и молочных продуктов: К. К. Горбатова, П. И. Гунькова; под общ. ред. К. К. Горбатовой. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2010. - 336 с.
3. ДСТУ 3662-97 «Молоко коров'яче незбиране. Вимоги при закушвлЬ» iз змшою № 1 (1ПС №5-2007) Ки1в, Держспоживстандарт Укра1ни. -14 с.
4. Касянчук, В. В. Взаемозв'язок мiж кшьюстю соматичних клгтин та захворюванням корiв субкшшчним маститом стафшококово! та колiформноl етюлогл / В. В. Касянчук, О. М. Бергшевич, О. I. Скляр // Вюник Сумського нащонального аграрного ушверситету Серiя «Ветеринарна медицина». - Вип. 1 (36). - 2015. - С. 73-79.
5. Кухтин, М. Д. Характеристика молока сирого за показниками якосп та безпеки, яке надходить на молокопереробш пщприемства Терношльсько! обласп / М. Д. Кухтин, Ю. Б. Перкш, А. е. Шах // Науковий вюник ЛНУВМБТ iм. С. З. Гжицького. - 2014. -Т. 16. - Ч.4. - №3(60). - С. 69-75.
6. Лакин, Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. - М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.
7. Молочш ферми Хмельницько! обласп не стоять на шсщ // Молоко i ферма. -№ 1(20). - 2014. - С. 15.
8. Музиченко, Я. Карта якюного молока Укра1ни / Я. Музиченко // Матер. Х Мiжна-род. Молочного конгресу. - 03.2017. - Ки1в.
9. Який кооператив нам потрiбен? / А. Дикун [и др.] // Матерiали Х Мiжнародного Молочного конгресу. - 03.2017. - Ки1в.
10. Ярмак, А. «Зайве» молоко i знак якосп / А. Ярмак // Молоко i ферма. - №1(32). -2016. - С. 8-11.
