CC BY
77
УДК 619:618.19-002
О.В. Охрименко
канд. техн. наук, профессор, кафедра общей и прикладной химии, ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина»
МЕТОД ДЛЯ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ СУБКЛИНИЧЕСКИХ МАСТИТОВ
Аннотация: предложен перманганатометрический метод определения активности каталазы в молоке. Метод позволяет выявить заболевание маститом на самых ранних его стадиях.
Ключевые слова: мастит субклинический, ранняя диагностика, метод.
O.V. Okhrimenko, Vologda State Dairy Farming Academy named N.V. Vereshchagin
THE METHOD OF THE EARLY DETECTION OF SUBCLINICAL MASTITIS
Abstract. In the article the method of permanganatometry is described for the detection of the milk catalaza activity. The method may be used for the early detection of subclinical mastitis.
Kaywords: mastitis, subclinical, early detection, method.
Наиболее распространенным заболеванием лактирующих коров является мастит, наносящий большой экономический ущерб сельскохозяйственным и молокоперерабатывающим предприятиям. Маститы могут протекать остро и скрытно (субклинически). Диагностика клинически выраженных маститов не представляет затруднений, так как базируется на характерных признаках внешнего вида вымени и секрета молочной железы. При субклинической форме мастита явные признаки заболевания отсутствуют и клинически диагностировать его невозможно.
Тем не менее, уже в самом начале заболевания происходят изменения химического состава и физико-химических свойств молока. Так, в молоке больных маститом животных понижается содержание сухого вещества в целом, жира, казеина, лактозы, в частности. Возрастает содержание сывороточных белков, хлоридов и соматических клеток, бактерий и ферментов (каталазы, липазы и другие). Изменяется также ряд иных показателей молока: рН смещается в щелочную сторону, понижаются титруемая кислотность, плотность и вязкость, а удельная электропроводимость возрастает. Такое молоко имеет горьковато-солоноватый вкус и менее термоустойчиво, чем молоко здоровых животных. Оно хуже свертывается сычужным ферментом. Качество всех молочных продуктов, выработанных из молока, содержащего примеси молока коров, больных маститом, значительно ухудшается.
Выявление изменений химического состава и физико-химических свойств молока используется клиницистами при постановке диагноза на мастит. Они определяют массовые доли лактозы и хлоридов, хлор-сахарное число, которые резко изменяются уже в начальной стадии субклинических маститов [1]. На измерении рН молока основана бромтимоловая проба, рН и вязкости, зависящей от количества соматических клеток, - пробы с димастином, мастидином, мастотестом Воронежского, мастидиагностом [2], работа прибора «Соматос». В приборе «Мас-титон» определяют электрическое сопротивление молока [3], в приборе «ЭЛЕКСАМ» - электропроводимость и катионный состав молока [7]. Предлагается электропунктурная диагностика субклинического мастита у коров [6].
Однако перечисленные методы все же не позволяют диагностировать начало заболевания маститом, поскольку точные пределы колебаний химического состава молока зависят от большого количества факторов. Наиболее целесообразным является применение биохимических методов, основанных на использовании процессов, происходящих с участием ферментов. Ферменты - это биокатализаторы всех реакций в организме в целом и в молочной железе, в частности. При заболевании молочной железы в первую очередь изменяется активность имен-
но ферментов, что приводит к нарушению синтеза отдельных компонентов молока и, как следствие, изменению химического состава, физико-химических, органолептических и технологических свойств молока. Поэтому с целью диагностики маститов используют определение катала-зы, лизоцима-М, редуктазы и других [9].
Фермент каталаза относится к классу оксидоредуктаз. Катализирует разложение перок-сида водорода с выделением молекулярного кислорода. Нативная каталаза переходит в молоко из клеток молочной железы, ее активность в молоке здоровых коров незначительна. При развитии в молочной железе микроорганизмов, вызывающих воспаление, активность каталазы возрастает, что обусловлено способностью микроорганизмов к ее синтезу и увеличением содержания соматических клеток.
Активность каталазы может быть выражена в стандартных (Е) и международных (нкат) единицах, а также через объем кислорода, выделившегося из определенного объема молока при определенных условиях. Зависимость между отдельными единицами активности каталазы: 1 Е = 16,67 нкат = 0,11 см кислорода. Последняя зависимость выведена на основании литературных данных и является приблизительной. Так, по [8] активность каталазы в свежем молоке
з
здоровых коров составляет 370 нкат, по [1] - 2,5 см кислорода, тогда 16,67 нкат (1Е) равны 0,11
3
см кислорода. Активность каталазы в свежевыдоенном молоке, полученном от здоровых животных, не превышает 22 Е. Более высокие значения свидетельствуют о начале заболевания маститом. Следует иметь в виду, что активность каталазы выше также в молозиве (8...15 см кислорода) и стародойном молоке (6.8 см кислорода) [1].
Активность каталазы молока определяют по скорости всплывания бумажного диска, смоченного исследуемым молоком и погруженного в раствор пероксида водорода [8], манометрическим методом [1]. В медицине спектр методов определения активности каталазы значительно шире. Это, в частности, полярографический, манометрический и перманганатометриче-ский методы. Последний метод наиболее точен, поскольку является аналитическим [4].
В основу предлагаемой методики определения активности каталазы в молоке положен аналитический метод прямого перманганатометрического титрования, протекающего в соответствии с реакцией [5]:
5Н2О2 + 2КМПО4 + 3H2SO4^ 2MnSO4 + О4 + 8Н2О + 502Т
Перед началом работы часть исследуемого молока кипятят для разрушения каталазы. В две конические колбы вместимостью по 200 см3 вносят: в первую - 0,5 см3 сырого молока (опытная проба), во вторую - 0,5 см3 кипяченого (контрольная проба). Температура молока 20+1°С. В обе колбы добавляют по 25 см3 дистиллированной воды, содержимое перемешивают. Колбы нагревают на водяной бане до температуры 25+1°С. Затем в каждую колбу вносят по 10 см3 0,3%-го раствора пероксида водорода, колбы закрывают пробками, содержимое вновь тщательно перемешивают. Колбы помещают в термостат при температуре 25+1°С на 30 мин.
Далее в обе колбы добавляют по 0,5 см3 10%-го раствора серной кислоты. Содержимое титруют 0,Ш раствором перманганата калия до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 15 с. Исчезновение окрашивания в опытной колбе в более поздний срок связано как с окислением органических составных частей молока, так и с разложением перманганата калия под действием избытка серной кислоты.
Активность каталазы в стандартных единицах - Е (мкмоль пероксида водорода/см .
мин) рассчитывают по формуле:
А = (V -V ).Т.1,7 (Е) Е т. Г 0,034 ,
где: Ае - активность каталазы, стандартные единицы;
Vк - объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование контрольной
пробы, см3; Vк = 17,6 см3 при Т = 1;
Т - титр раствора перманганата калия;
Vо - объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование опытной пробы, см3;
1,7 - масса пероксида водорода, соответствующего 1 см 0,Ш раствора перманганата калия, мг;
т - объем молока, см3; т = 0,5 см3;
t - продолжительность выдержки молока с раствором пероксида водорода, мин; t = 30
мин;
0.034.- масса 1 мкМ пероксида водорода, мг.
Окончательная расчетная формула, полученная после подстановки известных значений:
Ае = (V - Vo). Т. 3,33 (Е).
Интервал определения активности каталазы по приведенным формулам от 0,3 до 58 Е.
Данный метод позволит не только выявлять начало заболевания маститом, но и наблюдать за динамикой его развития.
Список литературы:
1. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов / Г.С. Инихов, Н.П. Брио. - М.: Пищевая промышленность, 1971. - 416 с.
2. Наставление по диагностике, терапии и профилактике мастита у коров [Электронный ресурс]. - М.: Департамент ветеринарии, 30.03.2000. - № 13-5-2/1948. - Режим доступа: www.cap.ru/home/65/aris/bd/vetrac/document/371_2.html
3. НПП БИОБЛОК. Оборудование для ветеринарии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://biobloc.ru/ekspress_diagnostika_mastita_u_koro
4. Охрименко О.В., Охрименко А.В. Биохимия молока и молочных продуктов: методы исследования. - Вологда: ИЦ ВГМХА, 2001. - 200 с.
5. Охрименко О.В. Определение анормального молока и обсемененного психротроф-ной и гнилостной микрофлорой // Молочная промышленность. - 1998. - № 4. - С. 25.
6. Парахин А.В. Электропунктурная диагностика и терапия [Электронный ресурс]. -2005. - 171 с. - Режим доступа: http://www.dissercat.com/content/elektropunkturnaya-diagnostika-i-terapiya-subklinicheskogo-mastita-u-korov-0
7. Саргаев П.М. Некоторые аспекты экспресс-диагностики мастита // Ветеринарная практика. - 1997. - № 2. - С. 27-33.
8. Твердохлеб Г.В. Химия и физика молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Р.И. Раманаускас. - М.: ДеЛи принт, 2006. - 360 с.
9. Зоогигиена: Мастит сельскохозяйственных животных и борьба с ним [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vetlib.ru/zoogigiena/page,6,90-mastit-selskoxozyajstvennyx-zhivotnyx-i-borba-s.html.
