CC BY
101
doi: 10.24411/0235-2451-2020-10309 УДК 637.12.043:636.22/.28.03
Влияние наличия транс-изомеров жирных кислот в молоке на его состав и продуктивность коров*
И. А. ЛАШНЕВА, А. А. СЕРМЯГИН
Федеральный научный центр животноводства - ВИЖимени академика Л.К. Эрнста, пос. Дубровицы, 60, Подольск, Московская обл., 142132, Российская Федерация
Резюме. В статье рассмотрены подходы к оценке влияния наличия транс-изомеров жирных кислот в молоке на изменчивость его компонентного состава у коров черно-пестрой и голштинской пород в условиях Московской области в связи с различными средовыми факторами. Для анализа использовали информацию по 23 показателям молока, полученную на основе инфракрасной спектроскопии и поточной цитометрии для 6966 коров из 12 племенных стад. Всего было проанализировано 20474 образцов молока, в которых определяли основные селекционные параметры, технологические свойства, содержание метаболитов обмена веществ, казеина и жирных кислот (ЖК). Влияние фактора хозяйства, месяца контроля, возраста животного в лактациях, уровня транс-изомеров (ТЖК) и взаимодействия «хозяйство х ТЖК» оценивали с использованием дисперсионного анализа. Наибольшая доля ЖК от общей жировой фракции в молоке в зависимости от критерия классификации приходилась на средне-цепочечные (49,07 %), пальмитиновую (39,96 %) и олеиновую (18,74 %) кислоты. Содержание «желательных» ненасыщенных ЖК составляло 21,80 %. Уровень транс-изомеров ЖК в молоке коров был достоверно сопряжен не только со снижением жирности (на 0,30...0,43 %), но и с уменьшением содержания отдельных фракций ЖК: пальмитиновой - на 0,824...0,893 г/100 г, общего спектра насыщенных - на 0,678.0,816 г/100 г, среднецепочечных - на 0,428.0,480 г/100 г. Отмечена достоверно большая концентрация полиненасыщенных и длинноцепочечных ЖК в молоке у коров с наличием ТЖК - соответственно на 0,011 г/100 г и 0,242.0,315 г/100 г. Наличие транс-изомеров ЖК влияет на изменчивость показателей компонентного состава молока, что можно использовать как биомаркер для выявления снижения синтеза липидных соединений в молоке коров вне зависимости от ряда хозяйственных факторов и возраста животных.
Ключевые слова: молоко, жирные кислоты, транс-изомеры жирных кислот, изменчивость, голштинская порода, черно-пестрая порода.
Сведения об авторах: И. А. Лашнева, аспирант; А. А. Сермягин, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом (e-mail: alex_sermyagin85@mail.ru).
Для цитирования: Лашнева И. А., Сермягин А. А. Влияние наличия транс-изомеров жирных кислот в молоке на его состав и продуктивность коров // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 3. С. 46-50. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10309.
*Исследования выполнены по теме государственного задания Минобрнауки России №0445-2019-0029 (№ АААА-А19-119052190018-3).
The effect of the presence of trans fatty acids in milk on its composition and cows' productivity
I. A. Lashneva, A. A. Sermyagin
Federal Scientific Center of Animal Husbandry - Ernst All-Russian Research Institute of Animal Husbandry, pos. Dubrovitsy, 60, Podol'sk, Moskovskaya obl., 142132, Russian Federation
Abstract. The article considers approaches to assessing the effect of trans fatty acids in milk on the variability of its component composition in Black-and-White and Holstein cows in the Moscow Region in connection with various environmental factors. We studied information on 23 indicators of milk obtained on the basis of infrared spectroscopy and flow cytometry of milk from 6966 cows from 12 breeding herds. We analyzed a total of 20474 milk samples and determined their main breeding parameters, technological properties, as well as metabolitebi, casein, and fatty acids (FA) content. The influence of a farm factor, month, cow's age, level of trans fatty acids (TFA), and farm x TFA interaction were evaluated by variance analysis. FAs in the total milk fat fraction depending on the criterion of classification were mainly represented by medium-chain (49.07%), palmitic (39.96%), and oleic (18.74%) acids. The content of the desired unsaturated FAs was 21.80%. The level of TFA in the milk was associated not only with a decrease in fat content (by 0.30-0.43%), but also with a decrease in the content of individual FA fractions: palmitic acids - by 0.824-0.893 g/100 g, the total spectrum of saturated acids - by 0.678-0.816 g/100 g, and medium-chain acids - by 0.428-0.480 g/100 g. The concentration of polyunsaturated and long-chain FAs in the milk of cows with TFA increased significantly - by 0.011 g/100 g and 0.242-0.315 g/100 g, respectively. The presence of TFA affects the variability of the milk components, which can be used as a biomarker for detecting a decrease in the synthesis of lipid compounds in cow milk, regardless of a number of economic factors and the age of animals. Keywords: milk; fatty acids; trans fatty acids; variability; Holstein breed; Black-and-White breed.
Author Details: I. A. Lashneva, post graduate student; A. A. Sermyagin, Cand. Sc. (Biol.), head of division (e-mail: alex_sermyagin85@ mail.ru).
For citation: Lashneva IA, Sermyagin AA. The effect of the presence of trans fatty acids in milk on its composition and cows' productivity. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2020;34(3):46-50. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10309.
Развитие новых направлений в разведении и селекции животных сейчас обеспечивает поиск дополнительных хозяйственно-биологических признаков для включения в процесс совершенствования популяций. При этом ключевыми составляющими будут точность учета и сбора информации, а также эффективность подходов к фенотипированию показателей продуктивности у коров, что особенно важно для таких современных методов, как геномная селекция, поскольку, используя десятки тысяч полиморфных ДНК-маркеров, можно ожидать ускорения отбора лучших генотипов одновременно по ряду признаков [1, 2, 3].
Повышение показателей молочной продуктивности - наиболее актуальная задача в селекции молочного скота на сегодняшний день. В то же время оно не должно негативно отражаться на качественных параметрах молока. В связи с этим, наряду с традиционным отбором животных по удою, содержанию жира и белка, особый интерес представляет определение концентрации казеина и жирных кислот (ЖК) в молоке. Изучение жирнокислотного состава открывает возможности для отбора животных по содержанию моно- и полиненасыщенных ЖК, снижения количества насыщенных жирных кислот (НасЖК) и их транс-изомеров (ТЖК), которые могут негативно влиять на здоровье человека. Как из_ Достижения науки и техники АПК. 2020. Т 34. № 3
вестно, генетические и средовые факторы в большей степени оказывают влияние на изменчивость содержания молочного жира (Cv = 13,7...21,7 %), чем белка (Cv = 9,7.11,8 %) [4, 5, 6].
В молоке коров содержится около 400 жирных кислот. Существуют два пути их образования: «de novo» превращение и метаболический синтез (из корма и/или запасов организма животного). Короткоцепочечные ЖК (КЦЖК, С4...С10) синтезируются «de novo» в молочной железе из субстратов обмена веществ (ацетата и бета-гидроксибутерата). Длинноцепочечные ЖК (ДЦЖК, С17...С22) поступают в организм животного вместе с кормом, либо мобилизуются напрямую из жирового депо тела коровы. Среднецепочечные ЖК (СЦЖК, С12... С16) могут образовываться как первым, так и вторым способом. В целом, около 50 % жирных кислот в молоке синтезируются в молочной железе, остальные образуются путем метаболического синтеза непосредственно из крови [7, 8, 9]. Влияние бактериальной микрофлоры рубца на вариабельность ЖК с нечетным числом атомов углерода и полиненасыщенных C18 ЖК в молоке коров голштинской породы составляет от 26 до 42 % [10].
На баланс профиля жирных кислот в молоке можно воздействовать при помощи кормления. Поступающие с кормом липиды в рубце подвергаются двум важным микробным превращениям: липолизу и биогидрогенизации (распад двойных углеродных связей ЖК при воздействии метаболического водорода). Пищевые липиды, если они не защищены, быстро и почти полностью гидролизуются до глицерина и свободных (или не этерифицированных) жирных кислот (НЭЖК) под действием липаз разных бактерий. Этот процесс называется липолизом. Глицерин сбраживается до летучих или короткоцепочечных жирных кислот, главным образом, пропионата и бутирата [8], которые всасываются через стенку рубца и могут в конечном итоге использоваться в качестве прекурсоров для синтеза «de novo» коротко- и среднецепочечных ЖК в молочной железе [8]. Высвободившиеся ЖК биогидрогенизируются и/или используются для синтеза микробных липидов.
В результате быстрой и интенсивной биогидрогенизации двойных связей ненасыщенных ЖК, высвобождаемых при синтезе в рубце, образуются насыщенные ЖК. На первом этапе этого процесса происходит реакция изомеризации, которая превращает двойную связь цис-12 в транс-11-изомер, катализируемый изомеразой [8].
В процессе биогидрогенизации полиненасыщенных (ПНЖК) и изомеризации мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК) в рубце образуются их транс-изомеры. По мнению ряда зарубежных исследователей, трансформы ЖК на уровне обмена веществ могут блокировать механизмы экспрессии генов, сопряженные с липидными соединениями, что в дальнейшем отрицательно сказывается на жирномолочности [11, 12, 13].
Также существует интерес к проблеме уменьшения жирности молока коров (milk fat depression) или критическому снижению выхода молочного жира. Теоретически определены причины, объясняющие природу этого явления [14, 15]: нарушение ферментативных процессов в рубце связано с образованием чрезмерного количества ацетата и бутирата для синтеза молочного жира; положительная динамика синтеза пропионата в рубце как предшественника глюкозы и процесса глю-конеогенеза в печени приводит к росту концентрации циркулирующего инсулина при нехватке потребляемого инсулина для мышечной и жировой ткани, как основы для синтеза молочного жира в вымени коровы; синтез
молочного жира могут блокировать уникальные жирные кислоты(например,конъюгированнаялинолевая и/или вакценовая), которые образуются в процессе распада и насыщения атомами водорода двойных связей ЖК.
Цель исследований - определить влияние наличия транс-изомеров жирных кислот на изменчивость компонентного состава молока коров черно-пестрой и голштинской пород разного возраста и в этой связи оценить продуктивные качества исследуемых животных.
Условия, материалы и методы. В своей работе мы использовали базу данных, в которой были объеде-нены массивы племенного учета (Инфомационно-аналитическая система «Селэкс. Молочный скот») для 6966 коров голштинизированной черно-пестрой и голштинской пород разного возраста (от первой до 10 лактации) из 12 племенных хозяйств Московской области. Анализировали такие показатели молочной продуктивности за стандартную лактацию, как удой за 305 дней, массовая доля жира (МДЖ) и белка (МДБ), количество молочного жира (МЖ) и белка (МБ). Кроме того, в исследования были включены результаты контрольных доек этих же животных с декабря 2017 г. по май 2018 г. Пробы молока отбирали специалисты хозяйств в течение всего периода наблюдений (от двух до шести проб на одно животное) согласно регламенту Министерства сельского хозяйства РФ. Далее анализ проводили в лаборатории селекционного контроля и качества молока АО «Московское» с помощью инфраспектрометрического анализатора CombiFoss FТ+ ^ОББ, Дания). На основе полученных результатов были рассчитаны средние значения для каждого компонента и составлена экспериментальная база данных, которая включала 20474 суточных измерений следующих показателей: массовая доля жира, массовая доля белка, массовая доля лактозы (МДЛ), содержание сухого вещества (СВ), содержание сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), точка замерзания молока (ТЗ), содержание мочевины, наличие следов ацетона и бета-гидроксибутирата (БГБ), доля казеиновой фракции белка молока, жирных кислот -С14:0 (миристиновой), С16:0 (пальмитиновой), С18:0 (стеариновой), С18:1 (олеиновой), насыщенных ЖК, мононенасыщенных ЖК, полиненасыщенных ЖК, ко-роткоцепочечных ЖК, среднецепочечных ЖК, длинно-цепочечных ЖК и транс-изомеров ЖК.
Для изучения возрастной динамики изменения состава молока у коров с учетом отсутствия/наличия ТЖК животных разделили на три группы: первой, второй, третьей и старше лактаций. Внутри каждой группы были выделены подгруппы на основе наличия или отсутствия транс-изомеров ЖК в молоке.
Оценку влияния паратипических факторов и трансизомеров ЖК на фенотипическую изменчивость исследуемых признаков осуществляли с использованием модели дисперсионного анализа для фиксированных факторов, реализованную в среде языка программирования Я (функция «аоу»):
у = хозяйство 1 + месяц контроляК +
возраст в лактациях1 + уровень ТЖК ^] +
+ хозяйство х ТЖК. + е„,,
} 1К1]
где у - показатель компонентного состава молока; хозяйство 1 - эффект хозяйства, в котором лактировали животные; месяц контроляК - эффект календарного месяца проведения контрольного доения и взятия пробы молока; возраст в лактациях^, - эффект возраста коровы в лактациях (номер законченной лактации); уровень ТЖК - эффект наличия следов транс-изомеров
ЖК в молоке (отсутствие/наличие); хозяйство* ТЖКj -эффект взаимодействия факторов хозяйства и трансизомеров ЖК; ещ - остаточная варианса.
Контроль качества полученной информации по среднесуточным наблюдениям для компонентов молока проводили методом описательной статистики в пакете «Анализ данных» MS Office Excel 2013. Оценку на соответствие закону нормального распределения (±3а) осуществляли для всех изучаемых показателей, за исключением содержания ацетона, БГБ, ПНЖК и ТЖК (в связи с особенностями их детекции инфракрасным спектром по следам метаболитов). Выборка для определения количества соматических клеток (КСК) включала 10674 наблюдения.
Результаты и обсуждение. Наибольшая доля ЖК от общей жировой фракции в молоке в зависимости от критерия классификации была отмечена для средне-цепочечных ЖК (49,07 %, см. рисунок, б), насыщенной пальмитиновой C16:0 (39,96 %, см. рисунок, в) и мононенасыщенной олеиновой C18:1 (18,74 %) кислот (см. рисунок, в). На «желательные» ненасыщенные ЖК (МНЖК, ПНЖК) приходилось 21,80 % (см. рисунок, а).
Доля ТЖК в молоке, по сравнению с ЖК разной длины углеродной цепи, составила всего 0,21 %. При этом наименьшим содержанием также отличались ПНЖК, которые служат предшественниками для процесса биогидрогенизации в рубце коровы.
Низкую концентрацию транс-изомеров и полиненасыщенных ЖК в большей степени можно объяснить зависимостью от средовых факторов (корм и тип кормления, технологические аспекты содержания животных, физиологические параметры), нежели генетических. В 11 из 12 хозяйств были выявлены коровы, в молоке которых детектировали следы ТЖК. Встречаемость таких животных составляла от 0,1 до 20,5 % при среднем значении 6,3 %.
Показатели количества соматических клеток в молоке и удоя за 305 дней лактации сильно варировали в зависимости от возраста в лактациях по группам коров - соответственно от 133 до 300 тыс. ед./мл и от 7599 до 8696 кг молока (табл. 1).
Отметим, что количество соматических клеток внутри каждой из групп было достоверно меньше у животных с наличием следов транс-изомеров жирных кислот (на 74.89 тыс. ед./мл). По удою аналогичную закономерность наблюдали для животных второй, третьей и старше лактаций, имевших следы ТЖК: +398...+559 кг молока (p < 0,001). В молоке коров без ТЖК массовая доля жира была практически на одном
уровне во всех группах, тогда как у животных с присутствием транс-изомеров в молоке она уменьшалась по мере увеличения возраста с 4,16 до 3,98 %.
В целом у коров, в молоке которых были детектированы ТЖК, вне зависимости от возраста содержание МДЖ в средней суточной пробе было достоверно меньше (на 0,30.0,43 %), при более высокой доле белка (на 0,11.0,15 %); точка замерзания молока была ниже на 0,083.0,087 °С, что указывает на стабильность его технологических свойств. Концентрация таких метаболитов обмена веществ, как мочевина и БГБ, была достоверно выше у животных без ТЖК - на 0,96. 2,39 мг/100 мл и 0,34.0,36 мМоль/л соответственно, при этом содержание следов ацетона в их молоке было меньше на 0,04.0,05 мМоль/л.
Ацетон и БГБ - это промежуточные звенья в синтезе жирных кислот молока, поэтому по их концентрации можно предположить, что вероятность возникновения кетоза у животных с наличием ТЖК в молоке меньше при границах субклинической формы, соответственно, 0,30 мМоль/л для ацетона и 0,25 мМоль/л для БГБ. Однако эта тенденция нуждается в проведении дополнительных исследований, так как избыток бета-гидроксимасляной кислоты связан со снижением энергетического баланса, что ведет к излишней мобилизации жирового депо организма для синтеза жирных кислот [3].
Наличие транс-изомеров ЖК в молоке коров было достоверно связано не только с общим содержанием жира, но и с концентрацией отдельных его фракций. В большей степени это проявилось для пальмитиновой ЖК (С16:0) - снижение на 0,824.0,893 г/100 г, общего спектра насыщенных ЖК - на 0,678.0,816 г/100 г, среднецепочечных ЖК - на 0,428.0,480 г/100 г. Наименее контрастные различия отмечены для олеиновой ЖК (С18:1) - снижение содержания на 0,165.0,189 г/100 г, миристиновой ЖК (С14:0) - на 0,051.0,078 г/100 г, мононенасыщенных ЖК - на 0,048.0,065 г/100 г, стеариновой ЖК (С18:0) - 0,025.0,056 г/100 г и короткоцепочечными ЖК - 0,013.0,031 г/100 г. Одновременно в молоке коров с наличием ТЖК установлено достоверно большее содержание полиненасыщенных ЖК и длинноцепочечных ЖК - соответственно на 0,011 г/100 г и 0,242.0,315 г/100 г. Отмечена тенденция к уменьшению концентрации жирных кислот молока с возрастом у животных-продуцентов ТЖК и, следовательно, снижение его питательной ценности.
Изучение декомпозиции фенотипической изменчивости показателей состава молока по суточным параметрам продуктивности (табл. 2) показало, что
Рисунок. Процентное содержание жирных кислот в молоке при классификации: а) по видам насыщенных и ненасыщенных ЖК; б) по длине углеродной цепи ЖК; в) по числу атомов углерода в ЖК: а) ■ - НасЖК; □ - МНЖК; ■ - ПНЖК; б) - КЦЖК; □ - ДЦЖК; ■ - СЦЖК; ■ - ТЖК; в) - С18:1; ■ - С16:0; □ - С14:0; ■ - С18:0.
Таблица 1. Зависимость состава молока коров от уровня транс-изомеров жирных кислот и возраста животных
Показатель Группа коров (n = 6966)
1 лактация 2 лактация 3 лактация и старше
(n = 2522) 1 + (n = 362) - (n = 1602) 1 + (n = 251) - (п = 1902) | + (п = 327)
Удой, кг МДЖ, % МДБ, % МДЛ, % СВ, % СОМО, % ТЗ, °С
Мочевина, мг*100 мл-1 Ацетон, мМоль/л БГБ, мМоль/л Казеин, % КСК, тыс.ед/мл НасЖК, г/100 г b МНЖК, г/100 г ПНЖК, г/100 г ТЖК, г/100 г КЦЖК, г/100 г СЦЖК, г/100 г ДЦЖК, г/100 г C14:0, г/100 г C16:0, г/100 г C18:0, г/100 г C18:1, г/100 г
Удой, кг МДЖ, % МЖ, кг МДБ, % МБ, кг
24,5 ± 0,1 4,46 ± 0,01 3,33 ± 0,00 4,87 ± 0,00 13,79 ± 0,01 10,22 ± 0,00 -0,609 ± 0,32 26,11 ± 0,09 0,08 ± 0,00 0,39 ± 0,00 2,76 ± 0,00 207 ± 6 3,702 ± 0,009 1,000 ± 0,002 0,001 ± 0,00
0,542 ± 0,001 2,331 ± 0,007 1,412 ± 0,005 0,699 ± 0,002 1,951 ± 0,006 0,573 ± 0,002 0,873 ± 0,003
7599 ± 14 4,16 ± 0,00
315 ± 1 3,26 ± 0,00 247 ± 1
Суточный показатель состава молока
24,1 ± 0,3 25,5 ± 0,1/*** 27,7 ± 0,3***/ 4,16 ± 0,03***/ 4,48 ± 0,01 3,47 ± 0,01***/ 3,34 ± 0,01/* 4,84 ± 0,01**/ 4,84 ± 0,00/*** 13,84 ± 0,04 13,79 ± 0,01 / 10,20 ± 0,01/* / -0,609 ± 0,40 26,96 ± 0,11/** 0,07 ± 0,00/*** 0,38 ± 0,00 2,77 ± 0,00 243 ± 9/*** * 3,737 ± 0,011/* */ 0,991 ± 0,003/* 0,001 ± 0,00
10,28 ± 0,02** -0,697 ± 1,01** 25,15 ± 0,29" 0,12 ± 0,00*** 0,03 ± 0,00*** 2,99 ± 0,01*** 133 ± 16***/ 3,024 ± 0,026* 0,952 ± 0,008* 0,012 ± 0,00***/ 0,095 ± 0,003
/
0,549 ± 0,001/* 2,350 ± 0,009 1,411 ± 0,006 0,703 ± 0,002 1,967 ± 0,008 0,581 ± 0,003/' 0,870 ± 0,004 Молочная продуктивность за 305 дней лактации 7612 ± 55 8298 ± 23/*** 8696 ± 63***/*** 4,19 ± 0,01/ 347 ± 1/** 3,30 ± 0,00/ 273 ± 1/**
0,529 ± 0,004* 1,903 ± 0,017* 1,727 ± 0,015* 0,648 ± 0,005*' 1,127 ± 0,013*' 0,548 ± 0,007* 0,708 ± 0,008*'
4,11 ± 0,04 3,45 ± 0,01***/ 4,80 ± 0,01***/** 13,72 ± 0,04/* 10,18 ± 0,02/' -0,695 ± 1,06* 24,94 ± 0,32* 0,11 ± 0,00** 0,03 ± 0,00** 2,96 ± 0,01* 154 ± 17***/ 2,988 ± 0,030** 0,938 ± 0,009** 0,012 ± 0,001** 0,095 ± 0,003 0,522 ± 0,005** 1,890 ± 0,021** 1,696 ± 0,017** 0,636 ± 0,006** 1,116 ± 0,016** 0,550 ± 0,007** 0,697 ± 0,009**
3,99 ± 0,01** 302 ± 2***/ 3,29 ± 0,01** 250 ± 2
4,07 ± 0,02***/* 353 ± 3/*** 3,31 ± 0,01 286 ± 2***/***
24,7 ± 0,1 4,41 ± 0,01/*** 3,30 ± 0,00/*** 4,82 ± 0,00/*** 13,67 ± 0,01/*** 10,14 ± 0,01/*** -0,609 ± 0,37 26,84 ± 0,12/*** 0,07 ± 0,00/*** 0,37 ± 0,00/** 2,73 ± 0,00/***
300 ± 9/*** 3,679 ± 0,011 0,999 ± 0,003 0,001 ± 0,00
0,543 ± 0,001 2,264 ± 0,008/** 1,434 ± 0,006/** 0,685 ± 0,002/** 1,937 ± 0,007 0,582 ± 0,002/** 0,891 ± 0,004/**
8117 ± 24/*** 4,16 ± 0,01 336 ± 1/*** 3,28 ± 0,00/*** 266 ± 2/***
26,8 ± 0,4***/*** 3,98 ± 0,04***/** 3,44 ± 0,01***/ 4,80 ± 0,01/*** 13,57 ± 0,04*/** 10,15 ± 0,02/*** -0,692 ± 1,01***/* 24,45 ± 0,34*** 0,12 ± 0,00 0,03 ± 0,00 2,94 ± 0,01* 216 ± 19***/** 2,863 ± 0,029***/** 0,934 ± 0,009***/ 0,012 ± 0,00***/ 0,097 ± 0,003
**/ **/ */**
0,512 ± 0,005* 1,784 ± 0,020** 1,676 ± 0,017* 0,607 ± 0,005** 1,044 ± 0,015** 0,526 ± 0,007** 0,702 ± 0,009*
8676 ± 67***/* 4,01 ± 0,02*** 347 ± 3***/*** 3,30 ± 0,01 286 ± 2***/***
а — отсутствие транс-изомеров в молоке, + - наличие транс-изомеров в молоке;ь - г ЖК на 100 г молока;*р < 0,05; **р < 0,01; ***р < 0,001; */ - достоверное отличие подгруппы животных с ТЖК от подгруппы без ТЖК, /* - достоверное отличие между показателями состава молока животных соответствующей подгруппы от первой лактации.
наибольшее влияние фактор ТЖК (> 0,5 % при р < 0,001 по критерию Фишера) оказывает на МДЖ (п = 1,0 %), НасЖК (П = 1,6 %), ДЦЖК (п = 3,3 %), С16:0 (п = 3,6 %), МНЖК (п = 4,0 %), 1дБГБ (п = 4,4 %), ТЗ (п = 12,6 %) и ПНЖК (п = 13,6 %). Эффект хозяйства в модели варьировал от 4,3 до 24,2 % (р < 0,001). Больший размах по доле изменчивости и силе влияния (п = 0,4...44,2 %, р < 0,001) отмечен для месяца лактации, что, по нашему мнению, связано с сезонными колебаниями климата, стадией лактации, а также влиянием технологических аспектов формирования групп животных в стаде. Значимость возраста в лактациях и эффекта взаимодействия хозяйство х ТЖК обусловливала изменчивость показателей состава молока коров в меньшей мере.
Коэффициент детерминации линейной модели показал наибольшую адекватность для ПНЖК (Я2 =
Таблица 2. Разложение фенотипической изменчивости суточных показателей состава молока коров в зависимости от паратипических факторов и уровня ТЖК (доля влияния > 0,5 % при p < 0,001)
Показатель Хозяйство Месяц контроля Возраст в лактациях ТЖК Хозяйство х ТЖК R2
МДЖ 13,4*** 0,4*** 0,05ns 1,0*** 0,5*** 15,4
СВ 14,5*** 6,6*** 0,17*** 0,6*** 0,5*** 22,3
ТЗ 8,2*** 44,2*** 0,03ns 12,6*** 0,3*** 65,4
Мочевина 24,2*** 19,4*** 0,04ns 0,7*** 0,4*** 44,7
\дБГБ# 4,3*** 30,5*** 0,05* 4,4*** 0,2*** 39,4
НасЖК 10,8*** 15,2*** 0,05ns 1,6*** 0,3*** 28,0
ПНЖК 5,9*** 14,4*** 0,04ns 13,6*** 1,4*** 35,4
КЦЖК 13,6*** 1,3*** 0,07* 0,7*** 0,4*** 16,1
СЦЖК 24,0*** 1,2*** 0,08** 4,0*** 0,4*** 29,7
ДЦЖК- 11,1*** 2,8*** 0,06ns 3,3*** 0,3*** 17,6
С14:0 17,1*** 5,1*** 0,17*** 0,6*** 0,2*** 23,2
С16:0 8,7*** 40,8*** 0,04ns 3,6*** 0,2*** 53,4
*р < 0,05; **р < 0,01; ***р < 0,001; - недостоверное значение доли влияния; #десятичный логарифм БГБ; Я2 - коэффициент детерминации модели уравнения.
35,4 %), 1дБГБ (Я2 = 39,4 %), содержания мочевины (Я2 = 44,7 %), С16:0 (53,4 %) и ТЗ (Я2 = 65,4 %).
Выводы. Оценка фенотипической изменчивости компонентов молока коров по модели дисперсионного анализа с использованием паратипических факторов, таких как хозяйство, месяц контроля продуктивности, возраст животного позволяет нивелировать влияние различий между уровнем кормления и технологией содержания в стадах, сезонностью отелов. Показана эффективность выбранной модели для более точной оценки силы влияния градации ТЖК на признаки молочной продуктивности животных (Я2 = 15,4.65,4 %). Транс-изомеры, образуемые в процессе биогидрогенизации жирных кислот в рубце скота, в первую очередь, достоверно снижают синтез пальмитиновой (на 0,824. 0,893 г/100 г), олеиновой (на 0,165.0,189 г/100 г) и
миристиновой кислот (на 0,051.0,078 г/100 г), при повышении доли полиненасыщенных (на 0,011 г/100 г) и длинноцепочечных ЖК (на 0,242.0,315 г/100 г). Низкая концентрация бета-гидроксимасляной кислоты при повышенном уровне ТЖК, как промежуточного продукта окисления жирных кислот и предшественника ацетоуксусной кислоты (далее ацетона), может указывать на исчерпание возможностей дополнительного синтеза жира молока. Наличие транс-изомеров
ЖК в молоке коров оказывает достоверное влияние не только на изменчивость суточных показателей состава, но и в целом на молочную продуктивность за 305 дней лактации, подтверждая тем самым эффект критического снижения содержания молочного жира на 0,12.0,17 % на примере популяции молочного скота России. Таким образом, транс-изомеры жирных кислот - это своеобразный биомаркер, который сигнализирует о вероятности существенного снижения жирномолочности у коров, вследствие изменения липидного обмена. В связи с этим, для повышения реализации продуктивного и, как следствие, генетического потенциала животных рекомендуется учитывать структуру рациона не только
по энергетической питательности, белку и углеводам, но также и сырому жиру. Это позволит предотвратить чрезмерное использование жирового депо организма коровы и избежать нарушений обмена веществ.
Благодарности. Выражаем благодарность региональному информационно-селекционному центру (РИСЦ «Мосплеминформ») Московской области (г. Ногинск) при АО «Московское» по племенной работе» за предоставленную информацию по компонентному составу молока коров, а также компании «FOSS Russia» за использование дополнительного программного обеспечения для проведения анализа казеинового кластера белков и жирнокислотного состава молока коров.
Литература.
1. Инфракрасная спектроскопия молока. Новые возможности в селекции и менеджменте стада/А. Сермягин, Н. Зиновьева, А. Ермилов и др. //Животноводство России. 2018. № 12. С. 59-63.
2. Reliability of genomic prediction for milk fatty acid composition by using a multi-population reference and incorporating GWAS results/G. Gebreyesus, H. Bovenhuis, M. S. Lund, etal. //Genet. Sel. Evol. 2019. Vol. 51. P. 16. doi: 10.1186/s12711-019-0460-z.
3. Role of fatty acids in milk fat and the influence of selected factors on their variability - a review/ O. Hanus, E. Samkova, L. Krizova, et al. // Molecules. 2018. Vol. 23. P. 1636. doi: 10.3390/molecules2307163.
4. Genetic analysis of Fourier transform infrared milk spectra in Danish Holstein and Danish Jersey / R. M. Zaalberg, N. Shetty, L. Janss, et al. // J. Dairy Sci. 2019. Vol. 102. P. 503-510. doi: 10.3168/jds.2018-14464.
5. Realization of breeding values for milk fatty acids in relation to seasonal variation in organic milk / N. A. Poulsen, L. Hein, M. Kargo, et al. // J. Dairy Sci. 2020. Vol. 103. Is. 3. P. 2434-2441. doi:10.3168/jds.2019-17065.
6. Показатели продуктивности коров в связи с уровнем транс-изомеров жирных кислот в молоке / И. А. Лашнева, А. А. Сермягин, И. В. Елизарова и др. // XXV международная научно-практическая конференция «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения». Быково: РАМЖ, 2019. С. 184-191.
7. Genetic analysis of predicted fatty acid profiles of milk from Danish Holstein and Danish Jersey cattle populations / L. Hein, L. P. Sorensen, M. Kargo, et al.// J. Dairy Sci. 2018. Vol. 101. P. 2148-2157. doi: 10.3168/jds.2017-13225.
8. Vargas-Bello-Perez E., Garnsworthy P. C. Trans fatty acids and their role in the milk of dairy cows // Cien. Inv. Agr. 2013. Vol. 40. No. 3. P. 449-473.
9. Mansson H. L. Fatty acids in bovine milk fat // Food Nutr. Res. 2008. Vol. 52. P. 10.3402. doi: 10.3402/fnr.v52i0.1821.
10. Impact of the rumen microbiome on milk fatty acid composition of Holstein cattle / B. Buitenhuis, J. Lassen, S. J. Noel, et al. //Genet. Sel. Evol. 2019. Vol. 51. P. 23. doi: 10.1186/s12711-019-0464-8.
11. Genome-wide association study for milk fatty acids in Holstein Cattle accounting for the DGAT1 gene effect / V. A. R. Cruz, H. R. Oliveira, L. F. Brito, et al.//Animals. 2019. Vol. 9. No. 11. P. 997. doi: 10.3390/ani9110997.
12. A post-GWAS confirming effects of PRKG1 gene on milk fatty acids in a Chinese Holstein dairy population / L. Shi, X. Lv, L. Liu, et al. //BMC Genet. 2019. Vol. 20. P. 53. doi: 10.1186/s12863-019-0755-7.
13. Genome-wide association study of milk fatty acid composition in Italian Simmental and Italian Holstein cows using single nucleotide polymorphism arrays / V. Palombo, M. Milanesi, S. Sgorlon, et al. // J. Dairy Sci. 2018. Vol. 101. P. 11004-11019. doi: 10.3168/jds.2018-14413.
14. Bauman D. E., Griinari J. M. Regulation and nutritional manipulation of milk fat: Low-fat milk syndrome // Livestock Production Science. 2001. Vol. 70. No. 1. P. 15-29. doi: 10.1016/S0301-6226(01)00195-6.
15. Bauman D. E., Griinari J. M. Nutritional regulation of milk fat Synthesis // Annu. Rev. Nutr. 2003. Vol. 23. P. 203-227. doi: 10.1146/annurev.nutr.23.011702.073408.
References
1. Sermyagin A, Zinovieva N, Ermilov A, et al. [Infrared spectroscopy of milk. New opportunities in breeding and herd management]. Zhivotnovodstvo Rossii. 2018;(12):59-63. Russian.
2. Gebreyesus G, Bovenhuis H, Lund MS, et al. Reliability of genomic prediction for milk fatty acid composition by using a multipopulation reference and incorporating GWAS results. Genet. Sel. Evol. 2019;51:16. doi: 10.1186/s12711-019-0460-z.
3. Hanus O, Samkova E, Krizova L, et al. Role of fatty acids in milk fat and the influence of selected factors on their variability -a review. Molecules. 2018;23:1636. doi: 10.3390/molecules2307163.
4. Zaalberg RM, Shetty N, Janss L, et al. Genetic analysis of Fourier transform infrared milk spectra in Danish Holstein and Danish Jersey. J. Dairy Sci. 2019;102:503-10. doi: 10.3168/jds.2018-14464.
5. Poulsen NA, Hein L, Kargo M, et al. Realization of breeding values for milk fatty acids in relation to seasonal variation in organic milk. J. Dairy Sci. 2020;103(3):2434-41. doi:10.3168/jds.2019-17065.
6. Lashneva IA, Sermyagin AA, Elizarova IV, et al. [Cow productivity in relation to the level of trans fatty acid isomers in milk]. In: Povyshenie konkurentosposobnosti zhivotnovodstva i zadachi kadrovogo obespecheniya [Improving livestock competitiveness and staffing challenges]. XXV mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya [XXV International Scientific and Practical Conference]. Bykovo (Russia): RAMZh; 2019. P. 184-91. Russian.
7. Hein L, Sorensen LP, Kargo M, et al. Genetic analysis of predicted fatty acid profiles of milk from Danish Holstein and Danish Jersey cattle populations. J. Dairy Sci. 2018;101:2148-57. doi: 10.3168/jds.2017-13225.
8. Vargas-Bello-Perez E, Garnsworthy PC. Trans fatty acids and their role in the milk of dairy cows. Cien. Inv. Agr. 2013;40(3):449-73.
9. Mansson HL. Fatty acids in bovine milk fat. Food Nutr. Res. 2008;52:10.3402. doi: 10.3402/fnr.v52i0.1821.
10. Buitenhuis B, Lassen J, Noel SJ, et al. Impact of the rumen microbiome on milk fatty acid composition of Holstein cattle. Genet. Sel. Evol. 2019;51:23. doi: 10.1186/s12711-019-0464-8.
11. Cruz VAR, Oliveira HR, Brito LF, et al. Genome-wide association study for milk fatty acids in Holstein Cattle accounting for the DGAT1 gene effect. Animals. 2019;9(11):997. doi: 10.3390/ani9110997.
12. Shi L, LvX, Liu L, et al. A post-GWAS confirming effects of PRKG1 gene on milk fatty acids in a Chinese Holstein dairy population. BMC Genet. 2019;20:53. doi: 10.1186/s12863-019-0755-7.
13. Palombo V, Milanesi M, Sgorlon S, et al. Genome-wide association study of milk fatty acid composition in Italian Simmental and Italian Holstein cows using single nucleotide polymorphism arrays. J. Dairy Sci. 2018;101:11004-19. doi: 10.3168/jds.2018-14413.
14. Bauman DE, Griinari JM. Regulation and nutritional manipulation of milk fat: Low-fat milk syndrome. Livestock Production Science. 2001;70(1):15-29. doi: 10.1016/S0301-6226(01)00195-6.
15. Bauman DE, Griinari JM. Nutritional regulation of milk fat Synthesis. Annu. Rev. Nutr. 2003;23:203-27. doi: 10.1146/annurev. nutr.23.011702.073408.
