Выход и качество молочных продуктов, определяемые составом молока, структурой и свойствами его компонентов, находятся в большой зависимости от зоотехнических факторов. В некоторых случаях изменение состава и свойств сырого молока под влиянием физиологического состояния животных кормов и других факторов настолько значительны, что оно становится не пригодным к переработке на молочные продукты.
1. Порода коров
2. Стадия лактации
3. Здоровье коров
4. Режим кормления
5. Другие факторы.
Порода и возраст животных. Отдельные породы крупного рогатого скота оцениваются по надоям молока и его составу. Это результат многолетней практики разведения крупного рогатого скота, что позволило вывести породы коров с наибольшей молочной продуктивностью. От породы и возраста животного зависит молочная продуктивность состав, физико-химические и технические свойства молока. Основные породы в нашей стране: черно-пестрая, красная горбатовская, холмогорская и др.
Колебания в составе молока коров одной и той же породы объясняются наследственными факторами, а также различными условиями содержания. Так как по наследству передается только способность к образованию определенного количества молока с примерно постоянным составом (молочная продуктивность), то условия содержания коров имеют большое значение для ее реализации. Коровы разных пород имеют неодинаковую продуктивность и состав молока. Высокая жирность молока у коров красной горбатовской, тагильской, бурой латвийской пород, низкая у коров черно-пестрой породы. Молоко коров, характеризующееся высокой жирностью, большей частью отличается и повышенным содержанием белка. Так максимальное содержание белка характерно для молока, получаемого от коров красной горбатовской, тагильской, ярославской, костромской пород, минимальное – черно-пестрой.
Заметно различаются породы скота и по соотношению жира и белка в молоке, которое выражается в количестве граммов белка, приходящемся на 100 г жира. Этот показатель имеет большое значение при выработке белковых продуктов (определяется выход готового продукта). Количество этих компонентов в молоке изменяется не пропорционально. При низкой жирности молока содержание белка выше содержания жира. Равным оно становится при содержании жира 3,3-3,4%. При дальнейшем повышении жирности молока содержание белка в нем ниже, чем содержание жира.
Технологические свойства молока различных пород скота неодинаковы. Например, молоко коров симментальской, костромской, швицкой пород имеет крупные частицы казеина и быстрее свертывается сычужным ферментом, чем молоко коров черно-пестрой и красной степной пород, которое характеризуется мелкими мицеллами казеина и высокой термостойкостью. Жировые шарики крупнее в молоке коров красной горбатовской, ярославской, бурой латвийской пород и мельче в молоке коров красной степной, лебединской и черно-пестрой.
От породы скота зависят химический состав и физико-химические свойства молочного жира (следовательно, и качество вырабатываемого масла), а также содержание кальция в молоке. Много кальция в молоке коров костромской, симментальской, красной горбатовской, швицкой пород, мало в молоке коров холмогорской, литовской и черно-пестрой пород. Как известно, от содержания кальция зависят сыропригодность и термоустойчивость молока.
Стадия лактации. Процесс образования и выделения молока из молочной железы, называемый лактацией, у коров в среднем составляет 305 дней, т.е. около 10 мес. В нем различают три периода (стадии): молозивный (продолжительностью 5–10 дней после отела), период выделения нормального молока (285-217 дней) и период отделения стародойного молока (7-15 дней перед окончанием лактации). Молозиво и стародойное молоко в результате резкого изменения физиологического состояния животных сопровождается образованием секрета, состав и свойства которого значительно отличаются от нормального молока.
Так, молозиво в 3-5 раз больше содержит белков, чем молоко; в 1,5 раза больше жира и минеральных веществ, фосфолипидов — в 3-5 раз, каротина — в 3,5-4 раза, больше витаминов, макро- и микроэлементов, ферментов (особенно каталазы, пероксидазы), гормонов, лизоцима, лактоферрина, лейкоцитов и пр. Лактозы меньше. Кислотность 40°Т, плотность 1,037—1,055 г/м3, вязкость 25×10-3 Па×с. Оно имеет интенсивный желтый цвет, солоноватый вкус, специфический запах, густую, вязкую консистенцию.
Стародойное молоко характеризуется повышенным количеством лейкоцитов, жира, белков, ферментов (липазы), минеральных веществ и уменьшенным содержанием лактозы. Кислотность 14-16°Т, а иногда 9-12°Т, вкус горьковато - солоноватый из-за повышенного количества свободных жирных кислот, образующихся при гидролизе жира и хлоридов.
Молозиво и стародойное молоко не пригодно для промышленной переработки, т.к. оно имеет измененный состав; медленно свертывается сычужным ферментом и является плохой средой для развития молочнокислых бактерий. Продукты из них быстро портятся и имеют неприятный вкус.
Состояние здоровья коров. Болезни ведут к снижению молочной продуктивности животного за счет изменения состава и свойств молока. Наиболее заметные изменения в составе молока вызываются инфицированием вымени, в результате нарушается секреция молока.
Мастит — воспаление тканей вымени. Маститы могут быть с ярко выраженными клиническими признаками и скрытые (субклинические). Последние более распространены. Возбудитель проникает в паренхиму, а оттуда в альвеолы.
Способность молокообразующих клеток к синтезу казеина, лактозы и жира снижается. Для поддержания осмотического давления ионы крови в большом количестве переходят в молоко.
Частично пораженная ткань становится проницаемой для сывороточных белков. Мастит сказывается на составе молока - снижается общее количество сухих веществ, изменяется количественное соотношение между составными частями молока. Это выражается в снижении содержания жира, лактозы и казеина, а также в повышении содержания сывороточных белков, хлорида и соматических клеток. Меняется жирнокислотный состав триглицеридов молочного жира (повышается содержание высокомолекулярных жирных кислот и понижается количество низкомолекулярных жирных кислот), уменьшаются размеры мицеллорного казеина с одновременным повышением в молоке содержания фракции казеина.
Диапазон изменений зависит от степени заболевания. С ростом интенсивности инфекции состав секрета вымени приближается к составу крови. Оно имеет горьковато-солоноватый вкус. Кислотность понижается до 12°Т, рН повышается до 6,83-7,19, плотность снижается до 1,024-1,025 г/см3. Электропроводность повышается, а вязкость понижается.
Сборное молоко, поступающее на молокозаводы, часто имеет примесь анормального молока до 6 - 15% и более, т.е. в 1 мл такого молока содержится более 500 тыс. соматических клеток. А молоко по содержанию соматических клеток различают: в 1 мл
до 500 тыс.
от 500 тыс. до 1 млн.
> 1 млн.
Молоко с повышенным количеством соматических клеток имеет высокую бактериальную обсемененность и, как правило, содержит стафилококки, обладающие повышенной биологической активностью. Следует иметь в виду, что примесь анормального молока может исказить результаты редуктазной пробы (т. е. при этом завышается сортность контролируемого молока), вследствие замедления процесса восстановления метиленового голубого.
Анормальное молоко менее термоустойчиво, плохо свертывается сычужным ферментом, в нем плохо развиваются производственные молочнокислые бактерии. Наиболее чувствительна к примеси анормального молока болгарская палочка, ацидофильная палочка, Str. diacetilactis, менее чувствителен Str. lactis и особенно нечувствителен Str. thermophilus. Сгустки из такого молока имеют повышенную вязкость, меньшую плотность и хуже отделяют сыворотку. Сырное тесто из такого молока — слабое, дряблое, медленно созревает, и сыры получаются с пороками вкуса, консистенции и рисунка.
Качество масла, творога и кефира при использовании молока с 20-25% маститного снижается, изменяется вкус, запах, консистенция. Поэтому необходимо тщательно контролировать молоко на мастит, для чего существует много методов, определение хлор - сахарного числа (у здоровых оно не > 1,5-2, у больных выше — 6-15); повышается активность каталазы и электропроводность молока. Для подсчета соматических клеток используют микроскоп, счетчики разного рода, подсчет клеток по изменению вязкости молока при добавлении к нему ПАВ (проба с мастопримом — ГОСТ 23453-79).
Воспалительный процесс в молочной железе возникает и развивается в результате многочисленных причин. Наиболее частые причины маститов - инфекция, интоксикация, травмы, нарушение правил доения и ухода за выменем и доильными аппаратами.
Маститы могут быть как с ярко выраженными клиническими признаками, так и протекать вяло, скрыто – это так называемые скрытые (субклинические) маститы.
Субклинический мастит неблагоприятно влияет на химический состав и свойства молока. В молоке понижается количество сухих веществ, жира, молочного сахара, витаминов, кальция, содержание казеина (с одновременным уменьшением размера его частиц), а количество сывороточных белков возрастает. В таком молоке повышено содержание лейкоцитов, бактерий, ферментов (особенно каталазы) хлоридов.
Маститное молоко плохо свертывается сычужным ферментом, при этом получается дряблый сгусток, выделение сыворотки ухудшается. Молочнокислые бактерии в маститном молоке развиваются медленно. Качество продуктов (сыра, масла, сгущенного молока и др.) выработанных из молока с примесью 8-15%маститного ниже, чем качество продуктов, выработанных из нормального молока. Примесь маститного молока особенно резко снижает качество сыра, поэтому к переработке на сыр не допускается молоко с примесью свыше 6% анормального молока.
В молоке, полученном от коров, подозрительных по заболеванию лейкозом, незначительно увеличивается количество сухих веществ, белков и уменьшается количество молочного сахара. Оно содержит повышенное количество лейкоцитов, клеток микроорганизмов. Примесь такого молока приводит к нарушению технологических и микробиологических процессов при выработке сыра.
В молоке коров, больных туберкулезом в начальной стадии, повышается содержание жира, уменьшается количество белка. Кислотность молока снижается до 14,3 0Т. Вкусовые качества молока не изменяются. В дальнейшем резко уменьшается содержание молочного сахара, жира, увеличивается содержание белка, кислотность понижается до 7,3°Т, молоко приобретает мыльный, соленый вкус.
При бруцеллезе (без клинических признаков болезни) химический состав молока, его свойства и вкусовые качества почти не изменяются. Вакцинация от бруцеллеза снижает удой и жирность молока, несколько изменяет его технологические свойства.
Творог, вырабатываемый из такого молока, имеет низкое качество, сыр - нечистый вкус и грубую консистенцию.
При заболевании скота ящуром наблюдается резкое падение удоев. В молоке увеличивается содержание сухих веществ, жира и лейкоцитов. Кислотность молока понижается, оно приобретает горьковатый вкус. В нем плохо развиваются молочнокислые бактерии.
Режим кормления. Кормление должно быть полноценным по белку и жиру, минеральным веществам и витаминам, которое влияет на продуктивность, состав и свойства молока. Некоторые виды корма изменяют вкус и запах молока (это полынь, сорняки, чеснок полевой) — эти привкусы и обуславливают пороки молока. И зимой, и весной причиной их может быть скармливание животным силоса, кормовой свеклы, капусты, зеленой ржи и пр. Многие летучие соединения кормов: эфиры, спирты, альдегиды и кетоны, обладающие специфическим вкусом и запахом, легко и быстро выделяются в рубце жвачных вместе со жвачкой, затем отрыгиваются коровой, попадают в легкие, затем в кровь и молочную железу. И появляются в молоке через 20-30 мин после дачи корма. Некоторые соединения содержатся в кормах в связанной форме, высвобождаются только при пищеварении и поэтому медленнее (в течение 1-3 ч) всасываются в кровь и поступают в молоко.
Например, диметилсульфид образуется из метилцистина, содержится в капусте, турнепсе. Триметиламин (рыбный привкус) — из бетаина, содержится в сахарной свекле, пшенице, ячмене. Интенсивность кормовых привкусов через 2,5-4 часа после кормления уменьшается, т. к. кровь реадсорбирует пахучие вещества из молока. Коровий (хлевный) привкус обусловлен повышением в молоке концентрации кетоновых телацетона, ацетоуксусной и β - оксимасляной кислот.
Поэтому рационы кормления должны быть правильно составлены, исключая некачественные корма, а также нормировать скармливание животным концентрированных, сочных и других видов кормов. Так, скармливание большого количества льняных и подсолнечников, жмыхов повышает в жире ненасыщенность жирных кислот (С18), масло вырабатывается из такого молока низкого качества, не стойко в хранении. При увеличении скармливания углеводистых кормов (свеклы, картофеля) в жире повышается количество жирных кислот (С11-С12), масло приобретает твердую и крошливую консистенцию. Если корма обеднены Са (барда, кислый жом, пивные дрожжи, силос, жмыхи и пр.), то может образовываться сычужно - вялое молоко, малопригодное к выработке сыра, и сыр из такого молока имеет ломкую, несвязную, крошливую консистенцию. Таким образом, необходимо достаточно добросовестно относиться к качеству кормов.
Практика показывает, что корма, их состав и полноценность влияют на процессы синтеза молока и, следовательно, на его состав и технологические свойства. Выяснено, что продуктивность животных и свойства молока зависят в первую очередь от белковой полноценности кормовых рационов Недостаток в основных видах кормов перевариваемого протеина (при нарушении технологии заготовок и хранения сена, силоса) обусловливает снижение удоев и содержания в молоке белка и жира (на 0.3-0.4%). Белковый перекорм практически не увеличивает удоя и не изменяет состава молока.
В последние годы для пополнения рационов белками практикуется скармливание коровам кормовых дрожжей и синтетических азотосодержащих соединений (мочевины, сульфата аммония и пр.). Как известно, жвачные животные с помощью микрофлоры рубца из небелковых форм азота могутсинтезировать белок, используемый организмом.
Исследования показали, что скармливание мочевины до 200 г в суткине ухудшает состава молока и качества вырабатываемого из него сыра.
Большое влияние на состав молока оказывает содержание в рационе углеводов. Снижение в рационе количества грубых кормов, содержащих клетчатку, приводит к уменьшению жирности молока. Это объясняется пониженным образованием в рубце животных ацетата, из которого в молочной железе синтезируются жирные кислоты. Сочные корма, богатые легкоперевариваемыми углеводами (свекла при норме не более 30-40 кг в сутки), способствуют повышению удоев и увеличению содержания в молоке жира и белка. При скармливании повышенных количеств углеводистых кормов изменяется состав молочного жира, увеличивается в нем содержание насыщенных кислот. Скармливание силоса в умеренных количествах (14-18 кг в сутки) положительно влияет на качество молока для сыра и масла при условии отсутствия или минимального содержания в нем масляной кислоты. Но по сравнению с силосованием приготовление сенажа позволяет значительно снизить потери белка, каротина и углеводов в зеленой массе. При замене в рационах коров силоса сенажом из бобовых и бобово-злаковых трав наблюдается повышение в молоке количества жира, казеина, витамина А, кальция. При этом уменьшается бактериальная обсемененность молока, улучшается его сыропригодность и повышается качество вырабатываемого из него сыра.
Введение в рационы коров кормов, богатых жиром, приводит к повышению жирности молока. Такие корма влияют не только на содержание жира в молоке, но и на его химический состав. Например, большие дачи животным льняных жмыхов (более 150 г на 1 л молока) приводят к повышению в молочном жире количества ненасыщенных жирных кислот. Жир приобретает мажущуюся консистенцию, имеет пониженную точку плавления, нестоек при хранении. Качество масла и сыра, полученного из молока этих животных, низкое.
Солевой состав молока и его технологические свойства зависят также от минеральных веществ корма. Животные, поедающие корм, богатый кальцием и фосфором, дают молоко, обогащенное этими элементами. Недостаток в кормах солей кальция способствует снижению содержания кальция в молоке. В результате молоко плохо свертывается сычужным ферментом и дает слабый сгусток. Сычужно - вялое молоко образуется при скармливании коровам большого количества силоса, барды, жома и при выпасах на болотистых лугах и пастбищах с кислыми травами. В данном случае введение в рацион минеральных подкормок благоприятно действует на изменение состава молока.
На продуктивность и состав молока животных положительно влияют добавки в корм солей микроэлементов (меди, цинка, кобальта и др.).
Время года. Состав сборного молока отдельных животных в течение года
непостоянен. Под влиянием одновременно действующих факторов (стадия лактации, кормление, условия содержания и т.д.) происходят сезонные изменения содержания основных компонентов молока и некоторых его свойств. По данным ВНИМИ, в молоке, поступившем на молочные предприятия, подвергались наибольшим сезонным изменениям содержание жира и белка.
Наименьшее содержание жира и белка наблюдается в молоке весной и в начале лета, наибольшее - осенью и зимой. Весной молоко характеризуется меньшим количеством кальция, свободных аминокислот, витаминов. В нем хуже развиваются молочнокислые бактерии, снижается их энергия кислотообразования. Заметное уменьшение в молоке содержания жира и других компонентов в весеннее время года объясняется снижением полноценности кормов и изменением обмена веществ в организме коров.
Размер казеиновых частиц молока в течение года изменяется аналогично изменению содержания в нем белка и жира (минимальный во II квартале, максимальный в IV квартале). Термоустойчивость молока возрастает во II и III кварталах и снижается IV и I кварталах.
Следовательно, в молоке под влиянием времени года изменяется содержание основных компонентов, определяющих расход сырья, и его технологические свойства (сычужная свертываемость, термоустойчивость и др.). Меньше всего сухих веществ, жира, белков, минеральных веществ, витаминов содержащихся в молоке весной. Все это необходимо учитывать технологу при производстве сыра, творога, масла, консервов и других молочных продуктов.
Влияние доения. Состав молока меняется в процессе доения, и в течение дня, т.е. между доениями. Первые порции менее жирные, в конце - более жирные. Это объясняется затвердеванием крупных жировых шариков в секреторных клетках альвеол при повышении давления в вымени.
При более длительном интервале удой молока увеличивается, а жирность его снижается. В утреннем молоке содержание жира ниже, чем в вечернем, т. к. оно получено после длительного интервала между доениями. Самое низкое содержание жира в молоке, полученном ночью (с 21 часа до 3 часов).