На правах рукописи
АНТИПОВА Татьяна Алексеевна
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ОПТИМИЗАЦИИ КАЧЕСТВЕНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОЛОКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ
06.02.10 – частная зоотехния, технология
производства продуктов животноводства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Волгоград-2011
Работа выполнена в ГНУ Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Россельхозакадемии
ГНУ НИИ детского питания Россельхозакадемии
Научный консультант: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ
|
Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор ; доктор биологических наук, профессор ; доктор сельскохозяйственных наук
|
Ведущая организация:
ФГОУ ВПО Саратовский государственный аграрный
университет им.
Защита диссертации состоится « » 2011 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 006.067.01 при ГНУ Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук Россия, .
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Россельхозакадемии, а с авторефератом – на сайте www.vak.ed.gov.ru.
Автореферат разослан «____» ___________________2011 г.
 |
Ученый секретарь
диссертационного совета
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Рождаемость, формирование физического, физиологического и психического статуса детского населения, помимо ряда существенных причин социального характера, непосредственно связаны с организацией полноценного питания детей, обеспечением их высококачественными, сбалансированными продуктами, адекватными особенностям возрастных периодов организма.
Молоко и продукты на его основе являются обязательными в рационах детей всех возрастных групп, а для детей раннего возраста имеют наибольший удельный вес в структуре питания. Исключительная роль молока в питании детей обусловлена не только генетически, но также связана с его уникальным составом, включающим все жизненно необходимые нутриенты.
Создание технологий промышленного производства продуктов детского питания основывается на получении качественного молочного сырья. При этом особое внимание уделяется факторам, влияющим на показатели молока в процессе его производства. Существенный вклад в развитие теоретических и практических аспектов производства молока-сырья и продуктов детского питания внесли: , , , и другие ученые.
В большинстве случаев, сырьевой основой молочных продуктов для питания детей является коровье молоко. Вместе с тем, в настоящее время все большее внимание уделяется вопросу использования молока других видов сельскохозяйственных животных. Данные Института питания РАМН свидетельствуют об увеличении в последние годы количества новорожденных, страдающих непереносимостью и аллергией к белкам коровьего молока. Перспективным, с этой точки зрения, является молоко коз и кобыл, имеющее по некоторым позициям ряд преимуществ по сравнению с коровьим молоком, что позволяет в определенных случаях рассматривать его в качестве альтернативы.
В питании детей, находящихся на искусственном вскармливании, молоко кобыл может составлять до 50% от общей потребности в заменителях грудного молока (Ю. Барминцев, 1991). Результаты, полученные на основании наблюдений за детьми, вскормленными кобыльем молоком (, 1960; И. Белохвостова, 1992), свидетельствуют, что они ни в физическом, ни в психомоторном развитии не уступали сверстникам, вскормленным женским молоком.
Важнейшее место в решении проблемы диетотерапии аллергических реакций у детей занимает использование физиологически полноценных смесей на основе козьего молока, эффективность использования которых подтверждается клиническими исследованиями (, , 2004; , 2000, Ambrose L. R., 1988). Полученные результаты свидетельствуют о высокой биологической ценности применяемых смесей и целесообразности замены коровьего молока на козье в питании детей, склонных к аллергическим проявлениям.
Разработка продуктов детского питания традиционно ассоциируется с продуктами питания для детей раннего возраста. Тем не менее, системный подход к развитию индустрии детского питания, направленный на решение демографической проблемы, требует реализации концепции адекватного питания детей всех возрастных групп. Поэтому важной социальной проблемой является обеспечение детского населения биологически полноценными продуктами питания, изготовленными на основе высококачественного молочного сырья.
Для производства молока-сырья соответствующего качества в последнее время особое значение придается организации специализированных сырьевых зон, изучению функционально-технологических свойств сырья, полученного от разных видов и пород сельскохозяйственных животных, оптимизации рационов их кормления и поиску веществ, способствующих рациональному расходу кормов, повышению продуктивности и улучшению качества получаемой продукции. При этом в кормлении животных необходимо использовать безопасные, биологически активные элементы и вещества, оказывающие положительное влияние на их клинико-физиологические, гематологические, биохимические, иммунологические и продуктивные показатели.
В связи с этим разработка новых научно-практических подходов по совершенствованию технологий производства молока, полученного от разных видов и пород сельскохозяйственных животных, предназначенного для создания продуктов детского питания с целью обеспечения организма ребенка всеми необходимыми нутриентами, является актуальной.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы, которая выполнялась согласно «Программе фундаментальных и приоритетно-прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ» (гос. рег.
№ № 000..06.8.002.6; 15070..06.8.001.9; 15070..06.8.004.1; 15070..06.8.004.8), являлась разработка научно-обоснованных методов, принципов и механизмов улучшения количественных и качественных характеристик молока, полученного от разных видов сельскохозяйственных животных и предназначенного для производства продуктов детского питания.
При этом решались следующие задачи:
• провести оценку качества коровьего молока в условиях Нечерноземной зоны РФ, предназначенного для производства продуктов детского питания;
• изучить влияние различных кормовых рационов на качество и биологическую ценность получаемого молока;
• изучить пищевую и биологическую ценность молока, полученного от коров разных пород (на примере черно-пестрой и айрширской);
• разработать и исследовать новые виды продуктов детского питания, изготовленных из коровьего молока, с учетом современных требований, предъявляемых к сырью;
• провести оценку качества кобыльего молока, предназначенного для производства продуктов детского питания;
• определить геоботанический состав травостоя пастбищ, предназначенных для выпаса лактирующих кобыл;
• изучить морфофункциональные особенности вымени, клинико-физиологические и гематологические признаки кобыл;
• изучить молочную продуктивность кобыл, качественные показатели и технологичность молока в зависимости от сезона выжеребки;
• изучить физико-химические свойства, микробиологические показатели и биологическую ценность разработанного детского молочного продукта;
• провести оценку коз зааненской породы по наиболее важным хозяйственно-полезным признакам при использовании в рационе селеноорганических и биологически активных добавок;
• изучить переваримость питательных веществ рациона, использование азота, кальция, фосфора, селена у лактирующих козоматок;
• провести сравнительную оценку гематологических, клинико-физиологических, этологических и репродуктивных показателей подопытных животных;
• определить молочную продуктивность козоматок, качественные показатели полученного молока и выработанных из него продуктов детского питания;
• разработать рецептуры и технологии новых видов продуктов детского питания на основе козьего молока;
• провести промышленную апробацию разработанных технологий новых видов продуктов детского питания, разработать и утвердить нормативную документацию;
• разработать новые методы контроля качества молочных продуктов детского питания;
• дать экономическую оценку эффективности использования предлагаемых разработок.
Научная новизна. Впервые теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены научно-практические подходы, методы и механизмы оптимизации качества молока-сырья, предназначенного для производства продуктов детского питания; сформулированы научные принципы и экспериментально исследовано влияние кормовых и породных факторов на качество и биологическую ценность молочного сырья, получаемого от разных видов сельскохозяйственных животных.
Впервые в условиях Юго-Востока Российской Федерации проведена сравнительная оценка основных хозяйственно-биологических особенностей кобыл разных сроков выжеребки. Теоретическая значимость полученных результатов является основой при создании новых конеферм по производству молока, предназначенного для производства продуктов детского питания.
Впервые научно-обоснована и доказана эффективность использования в кормлении лактирующих коз селеноорганического препарата ДАФС-25 в чистом виде и в комплексе с биологически активной добавкой «Элита», при этом разработаны технологии увеличения молочной продуктивности коз и повышения качественных показателей молока и молочных продуктов.
Впервые разработаны, экспериментально апробированы ГОСТы и новые высокоточные методы контроля микробиологических показателей, содержания витаминов и минеральных веществ в детских молочных продуктах, внесенные в сборник Межгосударственных стандартов «Продукты молочные для детского питания. Методы анализа» и в отраслевые реестры методик выполнения измерений.
На основании проведенных экспериментально-теоретических исследований разработаны и утверждены на Российском уровне более 20 новых видов молочных продуктов детского питания. Новизна разработанных технологий подтверждена 15 патентами РФ на изобретения.
Практическая значимость работы. Полученные в исследованиях данные позволили выявить дополнительные резервы увеличения производства высококачественного коровьего, кобыльего и козьего молока, предназначенного для производства продуктов детского питания. На основании проведенных исследований разработаны и предложены производству «Методические указания по организации специализированной сырьевой зоны производства санитарно-безопасного молока-сырья для выработки продуктов детского питания» (МУ 6); разработана технология и нормативная документация на: продукты для детского питания - «Фантазия» (ТУ 008064), «Олиголакт» (ТУ 008064), «Смелакт» (ТУ 9222-), «Молочко» и «Кисломолочный» (ТУ 419006), «Молоко питьевое стерилизованное витаминизированное для детского питания» (ТУ 4190006), «Молоко сухое цельное быстрорастворимое» (ТУ 008064), «Бебифрут» (ТУ 008064), «Гномик» (ТУ 008064), Кефир детский (ТУ 419006); «Кобомил» (ТУ 9222–051–); «Концентрат лактулозы» (ТУ 008064); «Бифидумбактерин», «Лактобактерин» и «Бифилакт» (ТУ 059275 с изменениями); «Бификроха» (ТУ 131696), «Эмил» и «Эмилакт» (ТУ 131696), «Молоко козье стерилизованное питьевое для детей» (ТУ 419006), «Молоко козье стерилизованное питьевое витаминизированное для детей» (ТУ 419006); продукты для питания беременных женщин и кормящих матерей - «Феминал-1» (ТУ 0008064), «Феминал-2» (ТУ 008064), «Фитомилк» (ТУ 008064), «Фитомилк-КМ» (ТУ 008064), «Русская козочка» (ТУ 419006).
С участием соискателя разработаны новые методы контроля качества продуктов детского питания: метод измерения массовой доли витамина РР (ГОСТ 30627.4-98); метод измерения массовой доли витамина А (ГОСТ 30627.1-98); метод измерения массовой доли витамина С (ГОСТ 30627.2-98); метод измерения массовой доли витамина Е (ГОСТ 30627.3-98); метод измерения массовой доли витамина В1 (ГОСТ 30627.5-98); методика выполнения измерений массовой доли витамина В6 (отраслевой реестр № ); метод определения общего количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (ГОСТ ); метод определения количества дрожжей и плесневых грибов (ГОСТ ); методика выполнения измерений массовой доли йода (отраслевой реестр № ); методика выполнения измерений массовой доли фтора (отраслевой реестр № ); методика выполнения измерений массовой доли марганца (отраслевой реестр № ); методика выполнения измерений массовой доли кальция и магния (отраслевой реестр № ); методика выполнения измерений калия и натрия (отраслевой реестр № ); методика выполнения измерений массовой доли золы (отраслевой реестр № 0) .
Положения диссертации, выносимые на защиту:
- молочная продуктивность коров и качественные показатели молока в различных сырьевых зонах Нечерноземья, предназначенного для производства продуктов детского питания;
- оптимизация состава и свойств молока за счет использования различных рационов и пород скота;
- оценка качества продуктов детского питания на основе коровьего молока;
- продуктивность и биологические особенности кобыл разных сроков выжеребки в условиях Юго-Востока РФ;
- физико-химические показатели молока кобыл и продуктов детского питания;
- оценка хозяйственно-биологических показателей коз зааненской породы при использовании в кормлении лактирующих козоматок селеноорганической кормовой добавки в виде препарата ДАФС-25 отдельно и в комплексе с биологически активной добавкой «Элита»;
- молочная продуктивность коз, качество молока и продуктов детского питания;
- экономическая эффективность производства коровьего, кобыльего и козьего молока, предназначенного для производства продуктов детского питания;
- разработка новых методов контроля качества детских молочных продуктов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и положительно оценены на: научно-практической конференции «Биологическая безопасность продуктового рынка: проблемы и решения» (Москва, 2006 г); Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкурентоспособных пищевых продуктов» (Волгоград, 2007 г); научно-практической конференции «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований – основа развития современных аграрно-пищевых технологий» (Углич, 2007 г); конференции-конкурсе научно-инновационных работ ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки с/х продукции» Россельхозакадемии (Москва, 2007 г); международной научно-практической конференции «Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве» (Москва, 2008 г); международной научно-практической конференции «Совершенствование технологий производства продуктов питания в свете государственной программы развития сельского хозяйства на гг» (Волгоград, 2008 г); Всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания» (Углич, 2008 г); конференции ученых «Проблемно-ориентированные исследования и оригинальные решения в области хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Москва, 2008 г); международной научно-практической конференции «Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве» (Москва, 2008 г); VІІ международном форуме «Молочная индустрия» (Москва, 2009 г); конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания» (Истра, 2009 г); научно-практической конференции «Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов» (Углич, 2009 г); 11-й Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, 2009 г), где инновационные разработки автора удостоены золотой медали; международной научно-практической конференции «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Волгоград, 2010 г); Всероссийской научно-практической конференции «Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов» (Углич, 2010 г).
За разработку научных основ технологии и организации производства отечественного пребиотика лактулозы для продуктов детского и функционального питания автору в составе коллектива присуждена премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники (2002 г).
Реализация результатов исследований. Результаты научно-исследовательской работы внедрены в сельскохозяйственных предприятиях «Бужарово» Истринского района Московской области, «Гавриловское» и «Порецкое» Суздальского района Владимирской области, «Шереметьево» и «Ротманово» Ряжского района Рязанской области, занимающихся производством коровьего молока-сырья для создания продуктов детского питания; в СПК «Кумыска», «Новая жизнь», «Дружба», занимающихся производством кобыльего молока; фермерских (личных подсобных) хозяйствах Волгоградской области и СПК «Нарвин» Ленинградской области, занимающихся производством козьего молока.
По разработанной нормативной документации организовано промышленное производство продуктов детского питания на питание» (г. Москва), Гагаринском молочно-консервном комбинате детского питания (г. Гагарин, Смоленской области), Сибайском молочноконсервном комбинате детского питания (г. Сибай, Башкирия), Саратовском комбинате детского питания (г. Саратов).
Разработанные методы контроля качества продуктов детского питания отражены в соответствующих ГОСТах и в отраслевых реестрах методик выполнения измерений и используются предприятиями по производству продуктов детского питания для контроля качества.
Публикации результатов исследований
По материалам диссертации опубликованы 85 научных работ, в т. ч. 35 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 монографии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методики исследования, результатов исследований, выводов и предложений. Работа изложена на 357 страницах компьютерного текста, содержит 87 таблиц, 7 рисунков. Список литературы включает 458 источников, в т. ч. 38 на иностранных языках.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования коровьего молока проводились в течение гг. в ГНУ Научно-исследовательский институт детского питания и в лаборатории пищевой биотехнологии ГНУ Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции. Экспериментальная работа проводилась в Истринского района, СК «Имени Зои Космодемьянской» Рузского района Московской области, хозяйствах «Гавриловское» и «Порецкое» Суздальского района Владимирской области, «Шереметьево» и «Ротманово» Ряжского района Рязанской области. Объектом изучения были лактирующие коровы черно-пестрой и айрширской пород. Подопытные группы животных (по 10 голов каждая) формировались по принципу пар-аналогов с учетом происхождения, возраста, живой массы, лактации по счету, уровня продуктивности за предыдущую лактацию, времени отела, среднесуточного удоя и содержания жира в молоке. Перед началом опыта был проведен анализ рационов лактирующих коров на предмет сбалансированности по основным питательным веществам, в том числе и минеральным. Исследования биологической ценности продукции и экспериментальные выработки новых видов молочных продуктов проводились в ТОО «Детские молочные продукты».
Исследования кобыльего молока проводились на базе СПК «Новая жизнь» Николаевского района Волгоградской области. Объектом изучения были лошади генотипов по казахской породе типа джабе: донская × казахская; орловская × казахская. Подопытные группы лошадей (по 10 голов каждая) формировались по типу аналогов, с учетом их происхождения, возраста, живой массы, генотипа.
Исследования козьего молока проводились в СПК «Нарвин» Ленинградской области и в 2 фермерских хозяйствах Волгоградской области. Для проведения опыта были сформированы по принципу аналогов 3 группы козоматок зааненской породы по 10 голов в каждой.
Общая схема исследований представлена на рис.1.
Рационы для подопытных животных составлялись с учетом детализированных норм кормления ( и др., 2003) и были сбалансированы по основным элементам питания.
Исследование кормов осуществлялось экспресс-методом на инфракрасном спектрометре Unity Scientific spektrastar, а также по следующим методикам: общее содержание азота и сырой протеин – по Къельдалю, сырой жир – по Сокслету; сырая клетчатка – по Геннебергу и Штоману, безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) – расчетным методом, каротин – колориметрически, содержание сахаров – по Бертрану, сырая зола – сухим озолением в муфельной печи при температуре 450-500оС, кальций – объемным методом по Усовичу, фосфор – колориметрически по Бригсу в модификации Усовича, серу – спектрофотометрически, магний – комплексометрическим методом с трилоном Б методом обратного титрования (модификация ), микроэлементы – на атомно-абсорбционном спектрометре Квант-2АТ.
|
Для изучения качественных показателей молока и молочных продуктов применялись следующие методики: титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624-92; активную кислотность – по ГОСТ ; плотность – по ГОСТ 3625-84; массовую долю жира – по ГОСТ 5867-90; массовую долю сухих веществ – по ГОСТ 30648.3-99; сухой обезжиренный молочный остаток – расчетным методом; массовую долю белка – по ГОСТ и ГОСТ ; массовую долю лактозы – по ГОСТ Р ; массовую долю влаги ГОСТ 3626-73; массовую долю золы – по ГОСТ Р и отраслевому реестру (ОР) № ; калорийность – расчетным методом по стандартной формуле; содержание соматических клеток – по ГОСТ ; группу чистоты – по ГОСТ 8218-89; температуру – по ГОСТ ; определение массовой доли минеральных веществ: железа, меди, цинка – по ГОСТ 30538; калия и натрия – по отраслевому реестру № ; кальция и магния – по ОР № ; фосфора – по ГОСТ Р . Определение массовой доли витаминов: А – по ГОСТ 30627.1-98; С – по ГОСТ 30627.2-98; РР – по ГОСТ 30627.4-98, В1 - по ГОСТ 30627.5-98; В2 – по ГОСТ 30627.6-98 и на анализаторе Флюорат-02-2М; группу термоустойчивости – по ГОСТ ; наличие ингибирующих веществ – по ГОСТ ; бактериальную обсемененность – по ГОСТ 9225-84; БГКП – по ГОСТ Р ; соматические клетки – на приборе «ИСКМ-1»; массовые доли токсичных элементов – по ГОСТ .
Показатели биологической ценности определялись по стандартным методикам на крысятах-отъемышах. Лабораторные животные с исходной массой 50-55 г были сформированы в группы по 10 особей в каждой.
Показатели переваримости и использования питательных веществ рационов животных изучали методом балансовых опытов, предложенных и др. (1985), (1984), и др. (1985, 1989). Гематологические показатели изучали общепринятыми методами: в крови определяли содержание кальция (по Колбу и Калашникову), фосфора (по Бригсу), щелочной резерв (по Неводову), в сыворотке крови – общий белок (рефрактометрически) и его фракции (методом электрофореза), содержание эритроцитов и лейкоцитов (в камере Горяева).
Экономическую эффективность производства молока, предназначенного для детского питания, рассчитывали в соответствии с методикой ВАСХНИЛ (1983).
Основные данные, полученные в исследованиях, обработаны методом вариационной статистики по (1969), (1970) с использованием пакета программ «Microsoft office» на ПК.
3. результаты собственных исследований
3.1. Исследование качества коровьего молока-сырья в различных зонах Нечерноземья РФ, предназначенного для производства продуктов детского питания.
Исследования качества молока-сырья, предназначенного для производства продуктов детского питания, проводились совместно с в Истринском районе Московской области (АОЗТ «Кострово», ); Суздальском районе Владимирской области (хозяйства «Гавриловское» и «Порецкое») и Ряжском районе Рязанской области (хозяйства «Шереметьево» и «Ротманово»). В изучаемых хозяйствах содержится от 800 до 1500 голов крупного рогатого скота, в том числе более 500 дойных коров в каждом. Молочная продуктивность коров в среднем составляет около 7000 литров в год. В рационах кормления коров используются: сено, сенаж, силос, жом, кормовая свекла, подсолнечный шрот и комбикорма.
Как показали исследования, качественные показатели молока формируются в условиях его производства под влиянием различных факторов и отличаются между сельхозпредприятиями сырьевых зон (табл.1).
Таблица 1
Физико-химические и санитарно-гигиенические показатели молока-сырья в исследуемых хозяйствах
№ п/п | Наименование показателя | Среднегодовое значение в хозяйствах районов | ||
Истринского | Суздальского | Ряжского | ||
1. | Массовая доля жира, % | 3,5-4,2 | 3,5-3,9 | 2,8-3,1 |
2. | Массовая доля белка, % | 3,0-3,4 | 3,0-3,2 | 3,0-3,2 |
3. | Массовая доля сухих веществ, % | 11,7-12,5 | 11,5-12,0 | 11,0-11,2 |
4. | Титруемая кислотность, оТ | 17,5-18,0 | 17,5-18,0 | 17,5-18,0 |
5. | Плотность, кг/м3 | |||
6. | Чистота, группа | I | I | I |
7. | КМАФАнМ, КОЕ/г | 1∙104-2∙105 | 5∙104-4∙105 | 9∙103-3∙105 |
8. | БГКП, в 1 см3 | отс. | отс. | отс. |
9. | Содержание соматических клеток, тыс/см3 | 98-168 | 188-293 | 199-451 |
10 | Ингибирующие вещества | отс. | отс. | отс. |
11 | Термоустойчивость, группа | I | I | I |
В исследуемых хозяйствах молоко отвечало требованиям, предъявляемым к качеству сырья для производства продуктов детского питания. Однако установлено, что молоко, полученное от коров в Истринском районе, имело более высокие показатели массовых долей: жира, белка, сухих веществ.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
