Russian Federation
Russian Federation
The purpose of research is to study the content of fatty acids, trans-isomers of unsaturated fatty acids in cow's milk. Tasks: to establish the concentration of saturated and unsaturated fatty acids (%, g/100) in cows' milk, to determine the quantitative content of trans-fatty acids in the composition of milk fat (%, g/100), to identify the daily dynamics of the fatty acid composition of milk. The studies were carried out in JSC Kamenskoye of the Sverdlovsk Region on breeding cows from the first to the third lactation. The studied indicators: the amount of saturated, monounsaturated, polyunsaturated, fatty acids and their trans-isomers in daily dynamics and by the size of the carbon chain. The received data was processed biometrically. A change in the fatty acid composition of cows' milk during the day was established. The content of fatty acids and their trans-isomers in the milk of cows in the evening was significantly higher than in the morning. The proportion of saturated fatty acids was 2.3 times higher than the total amount of unsaturated fatty acids, while the proportions of polyunsaturated fatty acids and their trans-isomers were low. The total fat fraction of milk was dominated by medium-chain fatty acids in all periods of the day. For all groups of fatty acids, the greatest variability was noted in milk obtained during morning milking: the variation coefficient fluctuated from 55.2 % for medium-chain fatty acids to 84.9 % for short-chain fatty acids. Among saturated fatty acids, palmitic and stearic acids predominate. In the context of the day, the main amount of fatty acids and their transisomers enters the milk of cows in the evening, which must be taken into account when processing milk into dairy products.
cattle, milk, fatty acids, trans fatty acids
Введение. В течение последних лет во всем мире остается актуальной проблема нормирования в продуктах животного происхождения содержания трансизомеров жирных кислот, в то время как в российском законодательстве практически не регламентируется содержание опасных для здоровья трансизомеров ненасыщенных жирных кислот. Современные исследования питания показывают наличие связи между потреблением трансформированных жиров и развитием болезней нарушения метаболизма и других [1–4].
Анализ взаимосвязи возникновения и развития сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, а также целого ряда заболеваний нервной и иммунной системы с питанием показывает, что наибольшее влияние на этот процесс оказывают потребляемые нами в составе животных жиров трансизомеры ненасыщенных жирных кислот [5, 6].
Трансизомеры ненасыщенных жирных кислот являются пространственными изомерами природных ненасыщенных жирных кислот, образуются в рубце жвачных животных и попадают в животные жиры, в том числе молочный жир, и далее в продукты переработки молока. Молоко и молочные продукты являются неотъемлемой составляющей рациона человека. С учетом вышесказанного актуальным является определение и нормирование в составе молочного жира соотношения жирных кислот, включая содержание их трансизомеров [7–11].
Цель исследований – изучение содержания в молоке коров жирных кислот, трансизомеров ненасыщенных жирных кислот.
Задачи: установить концентрацию насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (%, г/100) в молоке коров, определить количественное содержание в составе молочного жира трансизомеров жирных кислот (%, г/100), выявить суточную динамику жирнокислотного состава молока.
Условия, материалы и методы. Объектом исследования послужило племенное поголовье коров черно-пестрой породы разного возраста (с 1-й по 3-ю лактацию) АО «Каменское» Свердловской области. В исследования были включены пробы молока, взятые специалистами хозяйства с июня по ноябрь 2022 г. (шесть проб на одно животное). Анализ проводили в центре коллективного пользования научным оборудованием «Биоресурсы и биоинженерия сельскохозяйственных животных» ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста с помощью мультипараметрического автоматического анализатора молока CombiFoss 7. На основе полученных результатов были рассчитаны средние значения для каждого компонента и составлена экспериментальная база данных следующих показателей: содержание жирных кислот (миристиновой, пальмитиновой, стеариновой, олеиновой), насыщенных, мононенасыщенных, полиненасыщенных, короткоцепочечных, среднецепочечных, длинноцепочечных жирных кислот и трансизомеров жирных кислот (ЖК).
Результаты исследования обработаны биометрически по методике Н.А. Плохинского (1970) [12]. Контроль качества полученной информации по среднесуточным наблюдениям для компонентов молочного жира проводили с помощью программы для персонального компьютера MS Excel.
Результаты и их обсуждение. Химический состав молока крупного рогатого скота не постоянен по химическому составу и изменяется в зависимости от рационов кормления, породы животных, сезона года, времени суток и других факторов. При этом массовая доля жира претерпевает значительные изменения между каждым доением, поэтому представляет интерес и изменение содержания ЖК. Данные по содержанию жирных кислот в течение суток, при распределении по насыщенности водородных связей, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание в молоке ЖК по насыщенности водородных связей, г/100
|
Утро |
Вечер |
В среднем за сутки |
||||
|
|
Cv, % |
|
Cv, % |
|
Cv, % |
|
|
Насыщенные ЖК |
1,655±0,169 |
72,1 |
2,156±0,174 |
57,0 |
1,905±0,150 |
55,8 |
|
Мононенасыщенные ЖК |
0,629±0,058 |
65,4 |
0,808±0,061 |
42,3 |
0,719±0,050 |
49,2 |
|
Полиненасыщенные ЖК |
0,084±0,005 |
45,9 |
0,101±0,006 |
42,3 |
0,093±0,005 |
36,8 |
|
Трансизомеры ЖК |
0,061±0,006 |
68,4 |
0,074±0,007 |
64,7 |
0,068±0,005 |
57,3 |
В среднем за сутки в молоке исследуемых животных отмечено преобладание насыщенных жирных кислот – 1,905 г/100 г (см. табл. 1), что значительно превосходит количество ненасыщенных жирных кислот и их трансизомеров. В вечернем молоке количество насыщенных ЖК было выше, чем в утренний период, на 30,3 %. Молоко коров, полученное в вечернее время, содержало мононенасыщенных и полиненасыщенных ЖК больше, чем утром, на 28,4 и 20,2 %. Уровень трансизомеров ЖК в вечернем молоке был выше утреннего на 21,3 %.
Распределение долей содержания ЖК молока и их изомеров у исследуемого поголовья коров в среднем за сутки представлено на рисунке 1.
Согласно представленным данным, в молоке коров значительно преобладают насыщенные ЖК, их доля составляет 68 %, что в 2,3 раза больше суммарного количества ненасыщенных ЖК. Доли полиненасыщенных ЖК и трансизомеров ЖК были невелики и имели одинаковые значения – 3 %.
Содержание ЖК по длине углеродной цепи в общей жировой фракции молока представлено в таблице 2. Наибольшую долю занимают среднецепочечные ЖК как в разные суточные периоды, так и в среднем за сутки.
Рис. 1. Соотношение жирных кислот молока по насыщенности
водородных связей в среднем за сутки
Таблица 2
Содержание жирных кислот по длине углеродной цепи, г/100 г
|
Утро |
Вечер |
В среднем за сутки |
||||
|
|
Cv, % |
|
Cv, % |
|
Cv, % |
|
|
Длинноцепочечные ЖК |
0,698±0,081 |
82,1 |
1,009±0,084 |
58,9 |
0,854±0,069 |
56,9 |
|
Среднецепочечные ЖК |
1,135±0,088 |
55,2 |
1,366±0,089 |
45,6 |
1,251±0,079 |
44,5 |
|
Короткоцепочечные ЖК |
0,300±0,036 |
84,9 |
0,404±0,037 |
64,8 |
0,352±0,032 |
64,2 |
Содержание короткоцепочечных ЖК было наименьшим от общего количества ЖК. Доля жирных кислот с длинной углеродной цепью имела промежуточное значение как в среднем за сутки, так и в разные периоды суток. Для среднецепочечных ЖК установлена самая высокая концентрация относительно общего количества ЖК. Можно также отметить, что по всем представленным группам ЖК наименьшие значения массовой доли отмечены в молоке, полученном во время утреннего доения, которые возрастают в молоке вечерней дойки для длинноцепочечных в 1,4, для среднецепочечных – в 1,2, для короткоцепочечных – в 1,3 раза.
Распределение доли жирных кислот в молоке исследуемых животных в среднем за сутки представлено на рисунке 2.
Рис. 2. Соотношение жирных кислот молока по длине углеродной цепи в среднем за сутки
Исходя из результатов исследований, наибольшую долю по среднесуточному содержанию жирных кислот в молоке исследуемых животных занимают жирные кислоты со средней длиной углеродной цепи 50,9 %, практически половину от общего количества жирных кислот. На долю длинноцепочечных и короткоцепочечных кислот приходится 34,8 и 14,3 % соответственно.
Анализ суточной динамики изменения содержания жирных кислот с различной длиной углеродной цепи (рис. 3) показывает, что наибольшее изменение количества кислот наблюдается по группе с длинной углеродной цепью. Так, изменение их концентрации между утренним и вечерним доением составило 44,6 %, т.е. их количество в течение суток в молоке изменяется практически в 1,5 раза. По остальным группам ЖК также отмечено значительное увеличение количественного содержания в вечернем молоке. Наименее подверженной количественному колебанию оказалась группа короткоцепочечных жирных кислот, их суточная динамика была наименьшей, что составило 20,4 %. Количество кислот с короткой углеродной цепью занимало промежуточное положение, их суточная динамика составила 34,7 %. Таким образом, за период исследования отмечено достаточно высокое изменение количества жирных кислот молока по длине углеродной цепи в течение суток.
Рис. 3. Изменение количества жирных кислот в зависимости от длины цепи в течение суток, %
Интересным моментом исследований является анализ коэффициента вариации количества ЖК с разной длиной цепи по группе исследуемых животных, характеризующего их индивидуальные особенности. Представленные в таблице 2 значения показывают высокую изменчивость содержания разноцепочечных ЖК как в среднем, так в разные периоды суток. При этом по всем группам ЖК наибольшая изменчивость отмечена в молоке, полученном во время утреннего доения, колебания коэффициента вариации составили от 55,2 % по среднецепочечным ЖК до 84,9 % по короткоцепочечным ЖК. В молоке, полученном в вечернее время, показатели изменчивости этого признака значительно сократились, так, уменьшение коэффициента вариации по кислотам с длинной углеродной цепью составило 23,2, средней – 9,6 и короткой – 20,1 %.
Содержание отдельных жирных кислот в молоке коров представлено в таблице 3.
Таблица 3
Содержание отдельных жирных кислот в молоке, %
|
Показатель |
Утро |
Вечер |
В среднем за сутки |
|||
|
|
Cv, % |
|
Cv, % |
|
Cv, % |
|
|
Миристиновая ЖК |
0,318±0,022 |
48,5 |
0,374±0,025 |
46,6 |
0,346±0,020 |
41,7 |
|
Пальмитиновая ЖК |
0,765±0,064 |
59,6 |
0,898±0,066 |
52,4 |
0,831±0,059 |
50,0 |
|
Стеариновая ЖК |
0,176±0,020 |
79,1 |
0,243±0,020 |
57,8 |
0,210±0,017 |
57,2 |
|
Олеиновая ЖК |
0,618±0,061 |
69,6 |
0,824±0,063 |
54,1 |
0,721±0,052 |
50,9 |
Согласно полученным данным, следует отметить преобладание пальмитиновой и стеариновой жирных кислот. При рассмотрении суточного изменения отмечена наибольшая динамика количества олеиновой кислоты, так, разница по содержанию в утреннем и вечернем молоке составила 0,206 г/100 г, в то время как по пальмитиновой – 0,133 г/100 г. Наименьшее значение содержания в молоке как в среднем, так и в разные периоды суток отмечено по стеариновой кислоте. Миристиновая кислота по данному показателю занимает промежуточное положение, при этом все же значительно уступая по содержанию пальмитиновой и олеиновой кислотам.
Заключение. Оценка фенотипической изменчивости жирнокислотного состава молока показала значительные изменения концентрации в молоке коров различных ЖК и их трансизомеров в течение суток. Так, максимальные уровни насыщенных и ненасыщенных ЖК с различной длиной углеродной цепи и их трансизомеров установлены в вечернем молоке. Также отмечено преобладание доли насыщенных жирных кислот над ненасыщенными.
Таким образом, в разрезе суток основное количество жирных кислот и их трансизомеров поступает в молоко коров в вечернее время, что необходимо учитывать при переработке молока в молочные продукты.
1. Zhizhin N.A. Ocenka zhirnokislotnogo sostava korov'ego i koz'ego moloka s tochki zreniya funkcional'nogo vozdeystviya na organizm cheloveka // Aktual'nye voprosy molochnoy promyshlennosti, mezhotraslevye tehnologii i sistemy upravleniya kachestvom. 2020. T. 1, № 1 (1). S. 181–186. DOI:https://doi.org/10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-181-186.
2. Usatyuk D.A., Mironenko I.M. Pischevaya cennost' molochnogo zhira v sovremennyh tehnologiyah pererabotki moloka // Biotehnologiya i obschestvo v XXI veke: sb st. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Barnaul: Altayskiy gos. un-t, 2015. S. 278–281.
3. Guzeev Yu.V., Vinnichuk D.T. Sostav zhirnyh kislot moloka raznyh vidov sel'skohozyaystvennyh zhivotnyh // Vestnik Sumskogo nacional'nogo agrarnogo universiteta. 2016. № 5. S. 148–156.
4. Mansson H.L. Fatty acids in bovine milk fat // Food Nutr. Res. 2008. Vol. 52. P. 10.3402. DOI:https://doi.org/10.3402/fnr.v52i0.1821.
5. Zayceva L.V., Nechaev A.P. Biohimicheskie aspekty potrebleniya transizomerov zhirnyh kislot // Voprosy dietologii. 2012. T. 2, № 4. S. 17–23.
6. Perova N.V., Metel'skaya V.A., Boycov S.A. Transizomery nenasyschennyh zhirnyh kislot povyshayut risk bolezney sistemy krovoobrascheniya, svyazannyh s aterosklerozom // Terapevticheskiy arhiv. 2013. T. 85, № 9. S. 113–117.
7. Lashneva I.A., Sermyagin A.A. Vliyanie nalichiya transizomerov zhirnyh kislot v moloke na ego sostav i produktivnost' korov // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2020. T. 34, № 3. S. 46–50. DOI: 10.24411/ 0235-2451-2020-10309.
8. Saalieva A.N. Analiz zhirnokislotnogo sostava yach'ego moloka // Vestnik KrasGAU. 2022. № 3 (180). S. 154–161. DOI: 10.36718/ 1819-4036-2022-3-154-161.
9. Pokazateli produktivnosti korov v svyazi s urovnem transizomerov zhirnyh kislot v moloke / I.A. Lashneva [i dr.] // Povyshenie konkurentosposobnosti zhivotnovodstva i zadachi kadrovogo obespecheniya: mat-ly XXV mezhdunar. nauch.-prakt. konf. g.o. Podol'sk, pos. Bykovo: Rossiyskaya akademiya menedzhmenta v zhivotnovodstve, 2019. S. 184–191.
10. 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. № 3. P. 449–473.
11. Impact of the rumen microbiome on milk fatty acid composition of Holstein cattle / B. Buitenhuis [et al.] // Genet. Sel. Evol. 2019. Vol. 51. P. 23. DOI:https://doi.org/10.1186/s12711-019-0464-8.
12. Plohinskiy N.A. Biometriya. 2-e izd. M.: Izd-vo MGU, 1970. 367 s.
