MILK OF BLACK-WHITE COWS WITH DIFFERENT GENES OF CAPPA CASEIN AND DIACYLGLYCEROL OF O-ACYLTRANSFERASE FOR CHEESEMAKING

Full Text

При выработке сыров наиболее важна в молоке не только массовая доля белка, но и его составляющей части - казеина. От массовой доли казеина и его свойств зависит свертываемость молока сычужным ферментом, выход сыра и его качество. Исследованиями многих зарубежных и отечественных ученых установлено достоверное и положительное влияние аллеля В гена каппа-казеина на физико-химические показатели и технологические свойства молока коров разных пород [2, 4, 8]. У молока коров, имеющих в своем генотипе аллель В каппа-казеина (по сравнению с аллелем А), меньшее время коагуляции, отличная свертываемость, меньший расход молока; оно содержит мицеллы меньшего диаметра, что достаточно важно для выработки сыра [5, 6, 7]. В настоящее время ведется селекция, направленная на повышение качества и технологических свойств молока, при этом наличие желательных аллелей маркерных генов является у племенных животных важным моментом, который должен использоваться при разведении молочного крупного рогатого скота. Все это показывает на актуальность использования ДНК-маркеров при совершенствовании молочного скота, в том числе и при улучшении технологических свойств молока [1, 3, 9, 10]. Цель исследований - повышение качества и технологических свойств молока коров черно-пестрой породы. Задачи исследований - установить влияние генотипов каппа-казеина (CSN3) и диацилглицерол О-ацилтрансферазы (DGAT1) на сыродельческие свойства молока коров черно-пестрой породы. Материалы и методы исследований. Исследования были проведены на коровах-первотелках черно-пестрой породы в ООО «Дусым» Атниниского района Республики Татарстан. Сформированы три группы опытных коров в зависимости от генотипа CSN3 и DGAT1, являющихся аналогами по месяцу лактации. У опытных коров проведено ДНК-тестирование по генам каппа-казеина и диацилглицерол О-ацилтрансферазы в ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности». Аллельные варианты генов CSN3 и DGAT1 определены методом полимеразной цепной реакции с последующим анализом по полиморфизму длин рестрикционных фрагментов (ПЦР-ПДРФ) продуктов амплификации генов. Сыродельческие свойства молока первотелок каждой группы определены в индивидуальных пробах молока на втором и третьем месяцах лактации. Сыропригодность молока определяли по методике Н. В. Барабанщикова (1990) при использовании сычужной и сычужно-бродильной пробы (ГОСТ 9225-84). При этом оценивали продолжительность свертывания сычужным ферментом - с момента введения фермента до образования плотного казеинового сгустка. По сыропригодности молоко разделяли на три типа: I - молоко свертывается менее чем за 15 минут, II - молоко свертывается в течение 15-40 минут, III - молоко свертывается более чем за 40 минут или же не свертывается совсем. Синерезис (мл) - количество сыворотки, выделившейся за 5, 15, 25 мин свободного фильтрования через бумажный фильтр 100 см3 молока. Полученные материалы статистически обрабатывали с расчетом средней арифметической (М) и ошибки средней арифметической (m) с использованием программного приложения Microsoft Excel 2007. Уровень достоверности полученных результатов определяли по критерию Стьюдента при трех уровнях вероятности (Р<0,05; Р<0,01; Р<0,001). Результаты исследований. В результате проведенных исследований установлено, что молоко коров-первотелок с аллелем А гена каппа-казеина имеет худшее состояние казеинового сгустка при сычужном свертывании. У 33% животных с генотипом CSN3 АА из молока формировался рыхлый и дряблый сычужный сгусток (табл. 1). Плотный казеиновый сгусток формировался из молока 80% опытных животных с генотипом CSN3 АВ и из молока 100% опытных животных с генотипом CSN3 ВВ. Таблица 1 Состояние казеинового сгустка из молока первотелок с разным генотипом CSN3 и DGAT1 Генотип n Распределение коров по состоянию сычужного сгустка, % Распределение по типам свертываемости молока, % плотный рыхлый дряблый I (до 15 мин) II (15-40 мин) III (более 40 мин) CSN3 АА 15 67 20 13 13 67 20 АВ 15 80 20 - 20 80 - ВВ 7 100 - - 29 71 - DGAT1 АА 15 54 33 13 7 73 20 АК 15 87 13 - 7 87 7 КК 7 86 14 - - 86 14 По Н. В. Барабанщикову для изготовления сыра лучшим является молоко, которое сворачивается под действием молокосвертывающего ферментного препарата в пределах 15-40 минут, оно относится ко II типу. В представленных данных, от первотелок, несущих в генотипе аллель В гена каппа-казеина, получено предпочтительное молоко для изготовления сыра, доля таких животных - более 71%. Животные с генотипом CSN3 АА продуцируют молоко, которое относится к I и III типу по времени свертываемости, количество их составило 33%. Коровы с генотипом DGAT1 АК продуцируют молоко с лучшими сыродельческими свойствами. Так, при действии на молоко сычужного фермента у 87% первотелок образуется плотный казеиновый сгусток, а рыхлый - лишь у 13%. В опытной группе с генотипом DGAT1 АА плотный сгусток получился из молока 54 % коров, а рыхлый и дряблый из молока, соответственно, 33% и 13% коров, что намного меньше. Оптимальным временем свертываемости молокосвертывающим ферментным препаратом (II тип) обладает молоко коров группы с гетерозиготным генотипом DGAT1 АК, доля животных - 86,6%. В гомозиготной группе DGAT1 АА, которые имеют II тип свертываемости молока, отмечено 73% животных. Наименьшее время свертывания молока сычужным ферментом отмечено у первотелок с генотипом CSN3 ВВ - 16 минут (табл. 2). Больший период и соответственно худшее время свертывания молока характерно для коров с генотипом CSN3 АА - 29 минут, группа с гетерозиготным генотипом CSN3 АВ занимала промежуточное положение - 20 мин. Разница между гомозиготными группами составила 13 минут (Р<0,01). Таблица 2 Время свёртывания молока и синерезис казеиновых сгустков из молока первотелок с разным генотипом CSN3 и DGAT1 Генотип n Время свёртывания молока, мин Количество сыворотки, выделившейся после разрезки сгустка, см3 через 5 минут через 15 минут через 25 минут CSN3 АА 15 29 ± 3,07 43,87 ± 2,23 56,33 ± 1,52 61,53 ± 1,44 АВ 15 20 ± 1,22 42,53 ± 1,66 58,80 ± 0,99 64,53 ± 1,28 ВВ 7 16 ± 1,51 50,86 ± 5,24 65,57 ± 2,55 68,86 ± 2,28 DGAT1 АА 15 30 ± 2,46 41,93 ± 1,69 52,33 ± 1,07 57,93 ± 1,09 АК 15 24 ± 1,84 43,93 ± 1,85 55,87 ± 1,25 63,27 ± 1,26 КК 7 26 ± 3,41 42,60 ± 3,04 56,00 ± 2,41 61,80 ± 2,74 По гену диацилглицерол О-ацилтрансферазы лучшей свертываемостью сычужным ферментом обладает молоко животных с генотипом DGAT1 АК (24 мин) и DGAT1 КК (26 мин). У гомозиготных генотипов DGAT1 АА данный показатель плохой - 30 мин, выше, чем у первотелок DGAT1 АК, на 6 мин (Р<0,05). Синерезис - уплотнение и стягивание сгустка с выделением сыворотки. Скорость синерезиса определяется влагоудерживающей способностью казеина и зависит от режима тепловой обработки, состава ферментного препарата и концентрации сухих веществ в молоке. Сравнение казеиновых сгустков по синерезису показало, что группа первотелок с генотипом CSN3 ВВ по количеству выделившейся сыворотки после разрезки сычужного сгустка достоверно превосходит коров с генотипом CSN3 АА через 15 минут на 9,24 см3 (Р<0,01) и через 25 минут на 7,33 см3 (Р<0,05), животных с генотипом CSN3 АВ - через 15 минут на 6,77 см3 (Р<0,05). По гену диацилглицерол О-ацилтрансферазы установлено, что при оценке синерезиса отдельно по времени в группе с генотипом DGAT1 АК через 5 и 25 мин после разрезания казеинового сгустка выделилось больше сыворотки - 43,93 и 63,27 см3. При этом разница статистически достоверна по объему сыворотки между опытными группами DGAT1 АА и DGAT1 АК после разрезания сычужного сгустка через 15 мин на 3,54 см3 (Р<0,05) и через 25 мин на 5,34 см3 (Р<0,01). Заключение. Лучшими сыродельческими свойствами обладает молоко, полученное от первотелок с генотипом CSN3 ВВ - у них больше выход плотного сычужного сгустка и меньше время свертывания молока. У коров с генотипом DGAT1 АК хорошие показатели сыропригодности молока, а худшие - у животных с генотипом DGAT1 АА. В целом, хорошими сыродельческими свойствами обладает молоко, которое продуцируют животные, имеющие аллель В гена каппа-казеина и аллель К гена диацилглицерол О-ацилтрансферазы. Данные о наличии взаимосвязи генотипов CSN3 и DGAT1 с сыродельческими свойства молока животных дают возможность совершенствования молочных пород скота с использованием ДНК-маркеров в направлении повышения качества и свойств молока. Следовательно, с целью повышения сыропригодности молока коров черно-пестрой породы целесообразно проводить отбор с использованием ДНК-тестирования для выявления животных, несущих В-аллель каппа-казеина и К-аллель диацилглицерол О-ацилтрансферазы.

About the authors

R. R. Shaidullin

FSBEI HE Kazan State Agrarian University

Email: tppi-kgau@bk.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor, Head of the Department «Biotechnology, Animal Husbandry and Chemistry» Kazan

G. S. Sharafutdinov

FSBEI HE Kazan State Agrarian University

Email: gazimsharaf_kgau@mail.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department «Biotechnology, Animal Husbandry and Chemistry» Kazan

A. B. Moskvicheva

FSBEI HE Kazan State Agrarian University

Email: moskvana2@yandex.ru
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department «Biotechnology, Animal Husbandry and Chemistry» Kazan

References

Supplementary files