Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии  

На правах рукописи

Степанова Светлана Сергеевна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЕНСАТОРНО-ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ ПОВЕРХНОСТНО ЛОКАЛИЗОВАННЫХ  БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ КОРОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА МОЛОКА

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Орел - 2012

Диссертационная работа выполнена  в ФГБОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет.

Научный руководитель доктор биологических наук,  профессор 

Мамаев Андрей Валентинович 

Официальные оппоненты:  Сеин Олег Борисович,

  заслуженный ветеринарный врач РФ,

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой

терапии и акушерства ФГБОУ ВПО Курская 

государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова

Ветров Алексей Анатольевич,

  кандидат биологических наук, начальник цеха 

  животноводства ЗАО АПК Орловская Нива

  СП Комплекс по производству молока Сабурово

Ведущая организация  ГНУ Северо - Кавказский научно - исследовательский

институт животноводства Россельхозакадемиии.

Защита диссертации состоится л29 мая  2012г. в 12  час  на заседании диссертационного совета ДМ  220.052.03 при ФГБОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет (г. Орел, ул. Генерала Родина, 69) .

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГБОУ ВПО Орел ГАУ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета ДМ  220.052.03 по адресу 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, д. 69.

Автореферат разослан  и размещен  в  сети интернет в системе публикаций объявлений о защитах и авторефератов докторских и кандидатских диссертаций - Электронная база диссертаций и авторефератов (ЭБД) по адресу  //vak2.ed.gov.ru  л26  апреля 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета  К.А. Лещуков

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время проблема отечественного производства продуктов  питания животного происхождения определена как приоритетное направление развития агропромышленного комплекса России. Многочисленные отечественные и зарубежные исследования в этой области показывают, что одним из основных рычагов увеличения производства молочных продуктов, повышения молочной продуктивности и улучшения качества получаемой продукции является разработка комплекса мероприятий, направленных на обеспечение биологической безопасности и пищевой ценности молочного сырья и готовых продуктов  (Козлов В.В., 1999; Деминова О.В., 2002; Фаустов А.И., 2002; Циновой А.В., 2003; Андреев Д.П., 2005; Чепурков А.Ю. 2006; Бобок А.А., 2009; Ермошина Е.В., 2009; Харитонов В.Д., Агарков Е.Ю., Будрик В.Г., 2010; Долматова И.А., 2010).

Процесс увеличения молочной продуктивности и повышения качества молока коров ограничивается убытками, обусловленными в основном ранней выбраковкой высокопродуктивных коров. Такое положение в хозяйствах определяет потребность в исследованиях, касающихся изучения нормализации физиологических функций организма животных, что в большей части касается  репродуктивной функции, производной от которой является синтез молока. Существующие  методы решения данной проблемы основаны на внесении различных препаратов в кормовую смесь, которые зачастую не подходят многим хозяйствам в денежном отношении (Голосной О.Р., 2002; Саржан Е.В., 2007; Витвицкий В.Н., 2009; Зайнуков Р.С., 2009). Помимо этого, применение различных препаратов снижает потребительские качества молочной продукции. Поэтому все чаще применяются методы нетрадиционного воздействия на животный организм, которые являются менее затратными, и не требуют много времени и специальных навыков (Голиков А.Н., 1985; Любимов Е.И., 1990; Оказов Т.А., 2009).

Проблема производства и сохранения молока сырья и  молочных продуктов питания с высокой пищевой ценностью приобрела в последнее время большую значимость, в связи с увеличением воздействия неблагоприятных факторов внешней среды и высокой техногенной нагрузкой на животных и человека. Достижение высокого качества невозможно без использования новых методов, предлагаемых научным сообществом. В связи с этим особое значение приобретает разработка способов оценки потенциальных возможностей дойных коров и повышения пищевой ценности молочных продуктов, а также контроля качества молока как сырья на стадии его секреции животным организмом (Комарова Н.К., 1999; Деминова О.В., 2002; Бобренева И.В., 2005; Смирнова В.А., 2006; Цуциева А.У., 2008; Харламова Е.А., 2009; Мякотных А.С., 2010). На сегодняшний день получено значительное количество научных данных о влиянии различных естественных и искусственных воздействий на молочную продуктивность коров, которые дают возможность достаточно эффективно регулировать качество молока. (Красноперова Л.Г., Филиппова Л.А., 1978; Кокорина Э.П., 1986; Илюшина Л.Д., 2002).

В настоящее время механизмы жизнеобеспечения животного организма недостаточно изучены, а поверхностно локализованные биологически активные центры животных могут быть успешно использованы для оценки и регулирования отдельных функциональных систем организма, обеспечивающих поддержание жизни и продуктивность животных.

Таким образом,  ценность работы заключается в разработке способов экспресс - оценки и регуляции качественного состава молока коров на основе акупунктурных методов и повышении  его срока хранения путем внесения ионов серебра.

Цель и задачи исследований. Изучить взаимосвязь качественных показателей молока коров разного возраста с биоэлектрическим потенциалом поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ) животных, возможности регулирования состава молока акупунктурными методами и повысить его срок хранения.

Для решения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить качество молока в зависимости от уровня биоэлектрического потенциала ПЛБА - коров 1-5 лактации. 
2. Оценить физиологическое состояние  опытных  животных на основе морфологического  и биохимического анализа  их крови.
3. Изучить влияние воздействия на ПЛБА - химическим методом (закрепленным перцовым пластырем), лазеропунктуры и электропунктуры на содержание сухого вещества в молоке опытных коров.
4. Оценить физиологическое состояние исследуемых животных до и после акупунктурных воздействий на основе морфологического и биохимического анализа их крови.
5. Разработать способ повышения сохранности молока путем внесения ионов серебра и оценить показатели его качества.
6. Разработать комплексный способ  оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения и оценить его экономическую  эффективность.

Научная новизна. Впервые изучена динамика биоэлектрических потенциалов ПЛБА - дойных коров разного возраста и выявлена взаимосвязь этого физиологического показателя  с качественным составом молока животных (патент РФ №2431830, МПК G01N33/04. а Способ определения качества молока / Мамаев А.В., Лещуков К.А, Родина Н.Д., Меркулова С.С.)

Проведена сравнительная оценка возможности регулирования качественного состава молока коров разными акупунктурными методами (закрепленным перцовым пластырем, лазеропунктура, электропунктура).

Разработан комплексный способ оценки, регулирования состава и повышения сохранности молока коров.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы состоит в том, что полученные  экспериментальные данные расширяют и углубляют имеющиеся представления о функционировании системы поверхностно локализованных биологически активных центров коров, взаимосвязи центров с продуктивными характеристиками дойных коров разного возраста.

Практическая значимость состоит в том, что разработан комплексный, физиологически обоснованный способ, включающий метод определения качества молока коров, регулирования содержания сухого вещества в нем и повышение сохранности молока сырья.

Результаты исследований могут быть использованы  при отборе и подборе животных в процессе воспроизводства, при формировании групп дойных коров в производственных условиях и при необходимости регулирования состава молока и его сохранности в условиях промышленного производства, а так же  в учебном процессе при изучении курсов Физиология, Разведение сельскохозяйственных животных, Основы животноводства. 

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО Орловского ГАУ (акт внедрения от 21.12. 2010 г.), в ФГУП Стрелецкое (акт внедрения от 22.09.2011г.), ЗАО АПК Орловская нива СП комплекс по производству молока Сабурово (акт внедрения от 12.12.2011г.) Орловской области.

Основные положения, выносимые на защиту:

Данные средних  биоэлектрических потенциалов поверхностно локализованных биологически активных центров №5, №7, №11, №41, №44  коров разного возраста  тесно коррелируют с  качеством получаемого молока.

Результаты морфологических и биохимических исследований крови опытных животных свидетельствуют о нормальном функционировании организма и подтверждают выявленные закономерности по прямой взаимосвязи биоэлектрического потенциала ПЛБА - коров и качества их молока.

азерное, электропунктурное и химическое воздействие закрепленным перцовым пластырем на поверхностно локализованные биологически активные центры №5, №7, №11, №41, №44 коров позволяет повысить содержание сухого вещества в их молоке.

Результаты исследования крови опытных коров позволили установить, что лазеропунктурное воздействие на ПЛБА - опытных коров,  оказало  достоверно высокое влияние на функциональный гомеостаз животных  вследствие активизации центральных регуляторных механизмов.

Введение ионов серебра позволяет увеличить сроки хранения молока.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на Всероссийском  конкурсе  на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, г. Краснодар (2010); научно - практической конференции молодых ученых факультета биотехнологии и ветеринарной медицины Орловского ГАУ Наука и молодежь: новые идеи и решения (2010); Всероссийской  научно-практической конференции Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства (2010); международной научно - практической конференции Наука и инновации в сельском хозяйстве, г. Курск (2011); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России (2011).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 2 в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России. Получен патент РФ №2431830, Способ определения качества молока.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований и их анализа, расчета экономической эффективности разработки, выводов, предложений производству, списка литературы (наименований источников - 165, в том числе зарубежных авторов - 62) и приложений. Основная часть работы изложена на 112 стр., в том числе 17 таблиц  и 8 рисунков.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и методы исследований

Работа была выполнена в период 2009-2011 гг.  в рамках отраслевой целевой программы Развитие молочного скотоводства и увеличение производства молока в Российской Федерации на 2009-2012 годы. Исследования проведены на коровах с первой по пятую лактации (середина лактации) голштинизированной черно-пестрой породы  на базе ФГУП Стрелецкое Орловского района Орловской области, на оборудовании Инновационного научно исследовательского испытательного центра (ИНИИ - аттестат аккредитации № РОСС.RU.0001.21ПЦ26 от 6 июня 2011 г.) ФГБОУ ВПО Орел ГАУ и лаборатории кафедры Технологии производства и переработки молока.

Опытные группы животных формировали по принципу аналогов. Кормление животных осуществлялось по нормам РАСХН (2003).

При планировании, подготовке, проведении опытов и оценке их результатов руководствовались рекомендациями: Вогралик В.Г., Вогралик М.В. (1980), Гаваа Лувсан (1986), Стояновского Д.Н. (1987), Портнова Ф.Г. (1988), Петрова В.А. (1988,1989,1997), Казеева Г.В. (1994, 2000, 2003), Гуськова А.М., Мамаева А.В. (1997), Галицкого Н.А. (2003), Кондручиной С.Г. (2007), Оказова Т.А. (2009).

Экспериментальная часть исследований состояла из трёх серий опытов (рис.1).

Цель первой серии опытов состояла в изучении уровня биоэлектрического потенциала ПЛБА - дойных коров разного возраста с первой по пятую лактацию и качественных показателей их молока. Было сформировано пять групп опытных животных: в первой группе 10 голов, в остальных  по 15 голов. Контролем служили животные, обладающие низким биоэлектрическим потенциалом.

Руководствуясь ранее проведенными исследованиями Петрова В.А. (1994,1997); Казеева Г.В. в соавт. (1994); Гуськова А.М., Мамаева А.В., Баранова Ю.Н. (1997, 1999) были выбраны пять ПЛБА - №№ 5, 7, 11, 41, 44, которые тесно связаны с репродуктивной функцией животных. Локализация и нумерация центров приняты по Г.В. Казееву (1994).

Измерение уровня биопотенциала проводили по нижеприведенной методике А.М. Гуськова, А.В. Мамаева (1996) при помощи электроизмерительного прибора типа ЭЛАП.

Электрод - зажим закрепляли на безволосистой части тела животного. Место закрепления зажима и предполагаемого расположения центров предварительно смачивали водой с помощью тампона. К центру прикладывали щуповой электрод и надавливали его до максимального отклонения стрелки прибора, полученные показания записывали.

Молоко опытных коров изучали по следующим показателям: плотность, массовая доля жира, белка, сухого вещества, СОМО. Для этого использовались  стандартные методы прямого анализа.

Для морфологического и биохимического анализа отбирали кровь у опытных коров в специальные вакуумные пробирки из хвостовой вены стерильными иглами-бабочками. В лаборатории осуществляли подсчет всех видов клеток крови, измеряли уровень гемоглобина, уровень белков, ферментов (ААТ, АсАТ), азотистых (креатинин) и неорганических веществ (кальций, фосфор).

Морфологический анализ крови проводили с помощью сертифицированного автоматического гемоанализатора Abacus junior vet.

Биохимические показатели крови опытных животных изучались с помощью сертифицированного полуавтоматического биохимического анализатора Clima MC-15.

Целью второй серии опытов являлась разработка способа регуляции качественного состава молока с помощью лазеропунктуры, электропунктуры и химического воздействия закрепленным перцовым пластырем на ПЛБА - коров №5, №7, №11, №41 и №44.

Для исследований методом пар-аналогов были отобраны коровы черно-пестрой породы 3 и 4 лактации, из которых формировались четыре опытные группы по пять голов в каждой. Контролем служили животные первых групп.

Для лазерного воздействия на центры использовали аппарат Мустанг - 016, который позволяет воздействовать на живые ткани низкоинтенсивным лазерным излучением в широком диапазоне длин волн и мощностей. Воздействие на центры осуществлялось магнито - лазерной насадкой МЛО-1К, которая представляет собой ручную излучающую  матрицу. Для контроля мощности суммарная импульсная мощность оценивается в пределах 40 Вт. Площадь излучения - 6 см2. Продолжительность воздействия составляла десять дней ежедневно до утреннего доения, с экспозицией 4 мин. на каждый ПЛБАЦ.

Электропунктура осуществлялась с помощью прибора типа ЭЛАП, постоянным током отрицательной полярности, силой 250 мкА, с экспозицией по одной минуте на каждый ПЛБА - животных третьей опытной  группы, в течение десяти дней ежедневно до утреннего доения.

Химическое воздействие на ПЛБА - животных четвертой опытной группы осуществлялось с помощью постоянно закрепленного перцового пластыря размером 5*5 см, который накладывали ежедневно на каждый центр в течение 10 дней.

Перед воздействиями на центры и после, в них  измеряли уровень биоэлектрического потенциала с помощью прибора ЭЛАП. Центры животных контрольной группы не подвергали воздействиям. Молоко опытных коров  анализировали на содержание сухого вещества до и после воздействий.

Для оценки функционального состояния опытных животных до и после воздействий на ПЛБА - проведены морфологический и  биохимический анализ крови методами, описанными выше.

Целью третьей серии опытов являлась разработка способа повышения сроков хранения молока-сырья коров путем введения ионов серебра.

Введение ионов серебра осуществлялось с помощью генератора коллоидных ионов серебра Георгий, который позволяет получать растворы в широком диапазоне известных концентраций.

 

Рис. 1 - Схема исследований

Обработке подвергались образцы №2 и №3 до достижения концентрации ионов серебра 50 мкг/л и 150 мкг/л, соответственно. Контролем служил образец №1, который не подвергался обработке.

В ходе экспериментов определялись физико-химические,  органолептические и микробиологические показатели сырого молока по ГОСТ Р 52054,  ГОСТ Р 52090 - 2003, ГОСТ 28283, ГОСТ 3624-92. Определение общей микробной обсемененности молока проводилось методом прямого посева. Определение сроков хранения осуществлялось по органолептической оценке и титруемой кислотности.

Все полученные данные обрабатывали методами вариационной статистики с вычислением критерия достоверности различий по Стьюденту в компьютерной программе Microsoft Office Excel, 2007. Различия считались достоверными при:  * - Р0,05;**- Р0,01;  *** -  Р0,001.

2.2 Качество молока коров 1-5 лактации с разным биоэлектрическим потенциалом поверхностно локализованных биологически активных центров

В результате исследований в первой серии опытов установлено, что у животных  с более высоким биоэлектрическим потенциалом ПЛБАЦ, количество сухого вещества в молоке достоверно выше, чем у животных с низким  биоэлектрическим потенциалом. Так, у  коров первой лактации с увеличением потенциала на 16,3%,  содержание сухого вещества в молоке было больше на 14,5%; во второй лактации - на 73,1%  и  24,1%; в третьей лактации - на 51,6% и 13,7%; в четвертой лактации - на 65,5% и 18,9%; в пятой лактации - на 60,6% и 17,6% , соответственно (рис. 2)

Рис. 2 - Содержания сухого вещества в молоке коров с разным биоэлектрическим потенциалом ПЛБАЦ

Для оценки функционального состояния опытных коров изучен морфологический и биохимический состав  крови. Для исследований брали кровь опытных животных контрольной и второй групп, в которых выявлена наибольшая зависимость содержания сухого вещества в молоке от величины биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ.

Из таблицы 1 видно, что у животных опытной группы в среднем были достоверно большими относительно контроля следующие морфологические показатели: эритроциты - на 18,2% (Р0,05), что подтверждает высокую продуктивность коров; гемоглобин - на 20,1%, как следствие более высокого иммунного статуса и белково-синтетического обмена у коров (Р0,05; Р0,01); лейкоциты - на 24,2% (Р0,05; Р0,01); тромбоциты - на 28,7%; суммарно  нейтрофилы, эозинофилы и базофилы - на 17,2% (Р0,05; Р0,01; Р0,001), что свидетельствует о повышенной  фагоцитарной активности. Число лимфоцитов достоверно снизилось на 6,4 % (Р0,05; Р0,01; Р0,001).  Все показатели, в том числе содержание в крови моноцитов находились в пределах физиологической нормы.

Таблица - 1. Морфологические показатели  крови опытных животных, Мm, n=5

Групп- пы	Эритроциты, 10 /л	Гемоглобин, г\л	ейкоциты, 10 /л	ейкограмма, %			Тромбоциты, 10 /л
				нейтрофилы эозинофилы и базофилы	Моноциты	имфоциты
1 лактация
1(к)	5,600,05	91,700,88	6,900,85	36,600,42	4,300,22	59,101,07	263,002,31
2	6,800,25**	114,005,66*	9,601,32	42,500,76**	6,300,94	51,200,55**	336,7012,58**
2 лактация
1(к)	5,400,04	81,000,34	6,700,06	37,300,35	5,400,03	57,300,55	230,702,21
2	6,900,24**	105,704,60**	9,400,63	42,400,62***	3,200,03	54,400,55*	345,0016,72**
3 лактация
1(к)	5,800,03	82,301,15	7,100,32	34,500,61	6,300,04	59,200,21	230,301,81
2	7,00 0,53	104,305,49*	11,400,57**	45,400,53***	3,300,26	51,300,19***	377,707,22***
4 лактация
1(к)	5,700,02	85,300,27	9,600,07	36,200,18	6,500,11	57,300,16	347,302,87
2	6,500,28*	109,706,68*	10,500,32*	42,400,11***	4,200,06	53,400,35***	483,005,66***
5 лактация
1(к)	5,400,04	78,700,20	8,500,30	35,400,18	6,300,04	58,300,13	329,302,72
2	6,900,36**	91,002,55**	10,300,31**	42,101,22**	3,500,34	54,401,12*	422,7022,99**

*-Р0,05;**-Р0,01; ***- Р0,001

Таким образом, установлено, что животные второй группы обладали более высокими и стабильными показателями функционального гомеостаза в сравнении с контрольными животными.

По  результатам биохимических исследований крови  наблюдалось достоверное повышение некоторых показателей у животных опытной группы относительно контроля (табл. 2). Так, общий белок оказался в среднем выше на 11,8% (Р0,05), кальций - на 17,9% (Р0,05; Р0,01), фосфор - на 16,1%, (Р0,05; Р0,01; Р0,001), соответственно. Все показатели, в том числе, величина креатинина, ААТ и АсАТ находились в пределах физиологической нормы, с незначительной тенденцией к увеличению по лактациям. Такая динамика показателей крови свидетельствует о более интенсивном течении обменных процессов в организме опытных коров с повышенным биоэлектрическим потенциалом ПЛБАЦ.

Таблица - 2. Биохимические показатели  крови опытных животных, Мm, n=5

Группы	Общий белок, г/л	Кальций, мкмоль/л	Креатинин, мкмоль/л	Фосфор, ммоль/л	АсАТ, мкмоль/л	ААТ, мкмоль/л
1 лактация
1 (к)	74,000,60	2,500, 25	41,900,50	1,500,01	0,300,01	0,200,01
2	82,701,78*	3,600,15*	42,201,37	1,900,02***	0,400,02	0,200,02
2 лактация
1 (к)	73,000,60	2,500,03	44,200,57	1,700,01	0,400,03	0,300,01
2	81,302,16*	2,900,12*	43,900,54	1,900,03**	0,300,01	0,400,03
3 лактация
1 (к)	73,700,46	2,600,03	41,001,41	1,700,02	0,500,04	0,200,01
2	82,302,16*	3,000,11*	42,401,78	1,900,04*	0,300,01	0,300,04
4 лактация
1 (к)	71,300,76	2,500,02	40,900,43	1,400,01	0,300,02	0,400,03
2	84,003,08*	3,000,10*	41,800,57	1,800,07*	0,400,01	0,200,02
5 лактация
1 (к)	74,300,63	2,700,03	41,000,67	1,500,01	0,300,01	0,300,01
2	85,002,12*	3,100,06**	40,200,47	1,800,05**	0,300,02	0,400,03

*- Р0,05;** - Р0,01; *** - Р0,001

Данные анализов крови опытных коров свидетельствовали о нормальном функционировании организма и подтверждали выявленные закономерности по прямой взаимосвязи биоэлектрического потенциала ПЛБА - коров и качества их молока.

Установленная закономерность позволяет оценивать коров по потенциальной пригодности их молока к производству молочных продуктов с повышенной ценностью, отбирать наиболее ценных животных для дальнейшего воспроизводства, формировать стада коров для получения молока максимально пригодного для переработки.

2.3 Использование акупунктурных методов для регулирования качества молока коров разного возраста

В опытах было изучено влияние лазеропунктуры (вторая  опытная группа), электропунктуры (третья опытная группа) и химического воздействия закрепленным перцовым пластырем (четвертая опытная группа) на 5 поверхностно локализованных биологически активных центров  лактирующих коров (№5, №7, №11, №41 и №44). Контролем служили животные 1 группы.

Перед воздействиями на ПЛБА - коров и после, в центрах измеряли уровень биоэлектрического потенциала. Центры животных контрольной группы не подвергали воздействиям. Молоко опытных коров  анализировали на содержание сухого вещества до и после воздействий.

Исследованиями установлено, что каждый из применяемых способов воздействия изменяет среднюю величину биоэлектрического потенциала ПЛБА - опытных животных и среднее количество сухого вещества в молоке (рис. 3, рис.4).

Так, у животных второй опытной группы, при высоко достоверных различиях (Р0,01), средний биоэлектрический потенциал ПЛБА - увеличился на 52,6% относительно значений до воздействия, а среднее содержание сухого  вещества в молоке этих коров высоко достоверно увеличилось на 21,7%, а относительно контроля, соответственно, на 59,1% и 22,5%, (Р0,001). У животных третьей опытной группы, средний биоэлектрический потенциал центров по сравнению с его значением до воздействия, был достоверно выше на 42,4%, а среднее содержание сухого вещества в молоке этих животных достоверно увеличилось на 11,8%. По сравнению с контролем, эти показатели были высоко достоверно выше на 36,3% и 15,9%, соответственно при высокодостоверных различиях, (Р0,01) относительно контроля. У животных четвертой опытной группы отмечалась тенденция к увеличению среднего биоэлектрического потенциала центров по сравнению с его значением до воздействия. Такая же тенденция отмечалась по среднему содержанию сухого вещества в молоке этих коров. При сравнении с контрольными животными, достоверным увеличением на 7,4% отличалось молоко по содержанию сухого вещества, (Р0,05).

Рис. 3 - Биоэлектрический потенциал ПЛБА - опытных коров третьей лактации до и после акупунктурных воздействий

Рис. 4 - Содержание сухого вещества в молоке опытных коров третьей лактации до и после акупунктурных воздействий

В целом, такие же закономерности наблюдались при проведении опытов на животных четвертой лактации (рис.5, рис.6).

Так, у животных второй опытной группы средний биоэлектрический потенциал ПЛБА - был достоверно выше на 41,9% по сравнению с его значениями до воздействия, а содержание  сухого вещества в молоке этих животных увеличилось на 16,4%, при высоко достоверных различиях, (Р0,001). По сравнению с контролем эти показатели были больше, соответственно на 45,3% и 15,6%, при достоверных и высоко достоверных различиях относительно контроля (Р0,05, Р0,01).

У животных третьей опытной группы достоверно увеличился биоэлектрический потенциал относительно значений до воздействия на 40,8%, содержание сухого вещества в молоке опытных коров достоверно увеличилось на 5,5%, (Р0,05). При сравнении с контролем отмечается тенденция к увеличению этих показателей.

Рис. 5 - Биоэлектрический потенциал ПЛБА - опытных коров четвертой лактации до и после акупунктурных воздействий

Рис. 6 - Содержание сухого вещества в молоке опытных коров четвертой лактации до и после акупунктурных воздействий

Установлено, что содержание сухого вещества в молоке опытных коров после воздействия, по сравнению с его содержанием до воздействия, в среднем увеличилось при лазеропунктуре - на 16,4%, электропунктуре - на 5,5%, химическом воздействии закрепленным перцовым пластырем - на 1,9% (Р0,001, Р0,01;  Р0,05) соответственно.

Для оценки функционального состояния организма опытных коров до и после воздействий на ПЛБА - проведены морфологический и биохимический анализы крови опытных животных. Полученные показатели указывали на гемостимулирующий эффект используемых способов коррекции качественного состава молока  коров.

В крови животных третьей лактации второй опытной группы достоверно увеличились следующие показатели:  гемоглобин по сравнению с его величиной до воздействия  - на 31,1%, а по сравнению с контролем - на 33,7%; тромбоциты соответственно - на 10,1% и 8,6%. Наблюдалась тенденция к повышению содержания лимфоцитов. Суммарное число нейтрофилов, эозинофилов и базофилов достоверно уменьшилось по сравнению с их величиной до воздействия на 7,1%, а по сравнению с контролем на 5,1%, что свидетельствует об интенсификации обменных процессов в организме опытных животных. Увеличение гемоглобина, в свою очередь говорит об увеличении интенсивности газового обмена между легкими и тканями других органов. Все показатели изменялись в пределах нормы.

В крови животных третьей и четвертой опытных групп наблюдалась тенденция к увеличению некоторых морфологических показателей относительно контроля.  У всех опытных коров число эритроцитов, лейкоцитов и моноцитов крови находилось в пределах физиологической нормы.

При анализе крови коров четвертой лактации, установлено, что у животных  второй опытной группы достоверно увеличились следующие показатели: гемоглобин соответственно - на 29,3% и 32,5%; лимфоциты - на 5,9%; тромбоциты - на 6,8% и 8,1%, соответственно. Суммарное число нейтрофилов эозинофилов и базофилов достоверно уменьшилось, по сравнению с их величиной до воздействия на 6,9% (Р0,05).

В крови животных третьей и четвертой опытных групп наблюдалась тенденция к увеличению значений некоторых морфологических показателей крови относительно контроля

В крови всех опытных животных число эритроцитов, лейкоцитов и моноцитов находилось в пределах физиологической нормы.

При анализе биохимических показателей крови коров третьей лактации второй опытной группы  установлено увеличение следующих показателей: общего белка по сравнению с его величиной до воздействия - на 8,9%, а по сравнению с контролем - на 10,1%; кальция на 13,3% и 10%, соответственно; фосфора - на 5,9% по сравнению с его величиной до воздействия и на 11,8% - по сравнению с контролем при достоверных и высоко достоверных различиях (Р0,05, Р0,01). В крови  животных третьей и четвертой опытных групп отмечалась тенденция к повышению количества общего белка, альбуминов, кальция и фосфора относительно контроля.

Отмеченный рост данных показателей в крови опытных животных свидетельствует об общестимулирующем действии на организм используемых методов воздействия и подтверждает прямую взаимосвязь системы ПЛБА - с содержанием сухого вещества в молоке коров. Такие показатели как креатинин, ААТ и АсАТ изменялись незначительно и находились в пределах нормы. Это свидетельствует об отсутствии негативного влияния на организм  животного применяемых методов воздействия.

Аналогичная картина наблюдалась и при исследовании биохимических показателей крови животных четвертой лактации, ПЛБА - которых были подвергнуты разным акупунктурным воздействиям. Так, в крови животных второй опытной группы, ПЛБА - которых были подвергнуты лазерному воздействию, отмечается увеличение следующих показателей: общего белка, по сравнению с его величиной до воздействия - на 10,1% и по сравнению с контролем - на 8,6%; кальция - на 13,4% и 10% соответственно; фосфора - на 11,8% по сравнению с его величиной до воздействия и увеличение на 5,9% относительно контроля при достоверных и высокодостоверных различиях (Р0,05, Р0,01). В крови животных третьей и четвертой опытных групп отмечалась тенденция к увеличению общего белка, альбуминов, кальция и фосфора.

Анализ полученных морфологических и биохимических результатов крови после применения акупунктурного воздействия является свидетельством проявившихся компенсаторно-приспособительных реакций, так как изменяются клеточные реакции, как звено неспецифической резистентности организма на фоне активации белкового и минерального обменов.

Проведенные исследования позволили установить, что лазеропунктура, электропунктура и химическое воздействие закрепленным перцовым пластырем на ПЛБА - опытных коров  оказали  значительное влияние на функциональный гомеостаз животных  вследствие активизации центральных регуляторных механизмов. Наиболее эффективным из примененных методов являлась лазеропунктура.

2.4 Использование ионов серебра  для пролонгированного хранения молока

Основным сырьем для проведения опытов являлось молоко сырое, вспомогательным - коллоидные ионы серебра.

Входной контроль молока-сырья осуществляли по параметрам, установленным в ГОСТ Р 52054 - 2003 Молоко натуральное коровье Ч сырье.

Для подбора оптимальной концентрации коллоидных ионов серебра с целью пролонгирования сроков хранения сырого молока на протяжении предполагаемого срока годности определялись органолептические и физико-химические показатели опытных образцов, осуществлялся микробиологический контроль молока.

Органолептическая оценка образцов сырого молока в процессе хранения при температуре 42 С показала, что в процессе хранения органолептические показатели контрольного и опытных образцов различаются по консистенции, вкусу, запаху и цвету. Так, в первые двое суток хранения контрольный и опытные образцы имеют однородную консистенцию без осадка и хлопьев; чистые, приятные вкус и запах; сладковатый вкус; белый с желтым оттенком цвет. При дальнейшем хранении  контрольного образца (3- и 4 сутки) наблюдается отстаивание жира, появляются кислые вкус и запах, образец приобретает выраженный желтый оттенок. Такие органолептические изменения в контрольном образце вызваны развитием микроорганизмов, способствующих порче молока. При этом органолептические показатели опытных образцов остаются в норме. Это говорит о бактериостатическом действии ионов серебра. Таким образом, срок хранения молока, обогащенного ионами серебра, составляет четверо суток.

Далее было изучено влияние коллоидных ионов серебра на физико-химические показатели сырого молока в процессе хранения. Установлено, что введение коллоидных ионов серебра практически не изменяет содержание жира и белка в сыром молоке.

Для установления сроков хранения контрольных и опытных образцов определяли кислотность (титруемую) исследуемого молока. В результате исследований установлено, что срок хранения контрольного образца сырого молока составлял двое суток, а опытных образцов, обогащенных ионами серебра, четверо суток.

Для определения антибактериального действия ионов серебра, был проведен микробиологический анализ опытных образцов молока, в результате которого установлено, что на четвертые сутки  общая бактериальная обсемененность по сравнению с контролем была ниже на  50% - во втором образце и на 66,7% - в третьем образце. Таким образом, установлено, что ионы серебра, сокращая количество микробных клеток в молоке,  способствуют продлению сроков его хранения.

В результате проведенных исследований установлено, что для продления сроков хранения молока наиболее целесообразна концентрация ионов серебра 50 мкг/л, поскольку она является наиболее безопасной для организма человека.

2.5 Комплексный способ оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения

В настоящее время актуальным является разработка информативных и достоверных экспресс-методов оценки физиологического состояния коров и способов регуляции качественного состава получаемого молочного сырья.

Предлагаемый  комплексный способ оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения включет в себя три этапа.

На первом этапе определялось качество молока по  биоэлектрическому потенциалу ПЛБА - (№5, №7, №11, №41, №44) коров с 1 по 5 лактации.

Перед машинным доением молока от каждой коровы в индивидуальное доильное ведро, измеряли уровень биоэлектрического потенциала в биологически активных центрах №5, №7, №11, №41, №44 и находили среднюю его величину. Затем в отобранных средних пробах определяли показатели качества молока (сухое вещество, сухой обезжиренный молочный остаток, массовая доля жира, массовая доля белка). В опытах использовалось свежевыдоенное молоко, полученное от коров черно-пестрой породы с 1 по 5 лактации, средней живой массой 525 - 565 кг, среднегодовым удоем 3550 - 4220 кг.

Оценку показателей качества осуществляли по данным измерения биоэлектрического потенциала в биологически активных центрах коровы №5, №7, №11, №41, №44 до выдаивания молока, находили среднюю его величину и при значении 15,4 мкА и менее устанавливали низкую степень качества молока, при значении в интервале 15,5 - 25,5 мкА - среднюю, при значении 25,6 мкА и выше - высокую степень качества молока (патент РФ № 2431830 Способ определения качества молока).

На втором этапе изучалось влияние лазеропунктуры, электропунктуры  и химического воздействия закрепленным перцовым пластырем на пять ПЛБАЦ  лактирующих коров (№5, №7, №11, №41 и №44).

Перед воздействиями на ПЛБА - коров и после, в них измеряли уровень биоэлектрического потенциала. Молоко опытных коров  анализировали на содержание сухого вещества до и после воздействий. По результатам проведенных исследований выяснили, что наиболее эффективным из использованных, и, оказавшим наибольшее влияние на функциональный гомеостаз коров является метод лазерного воздействия. Лазеропунктурное воздействие, проводимое ежедневно в течение 10 дней, позволило повысить содержание сухого вещества в молоке опытных коров по сравнению с контролем в среднем  на 19,1%.

На третьем этапе исследований, после оценки и коррекции качества молока коров, разрабатывали способ продления сроков его хранения за счет электрохимического введения ионов серебра.

Проведенные органолептические исследования образцов молока показали, что срок хранения образцов, обогащенных ионами серебра, составляет четверо суток, что на двое суток больше относительно контроля.

Физико-химические исследования показали, что введение коллоидных ионов серебра практически не изменяет содержание массовой доли жира и белка в молоке.

Для определения степени антимикробного действия ионов серебра были проведёны микробиологические исследования опытных образцов, в результате которых установлено, что ионы серебра, сокращая количество микробных клеток, способствуют продлению сроков хранения опытных образцов без ущерба качеству молока.

На основании проведенных исследований, установили, что введение ионов серебра в безопасном  для человека количестве 50 мкг/л, позволило продлить сроки хранения молока на 2 дня.

Разработанный способ успешно прошел опытно-производственные испытания и внедрен в ФГУП Стрелецкое, ЗАО АПК Орловская нива СП комплекс по производству молока Сабурово Орловской области.

2.6 Экономическая эффективность комплексного способа оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения

Значимость молока и молочных продуктов, производимых сельскохозяйственными предприятиями, очень велика. За счет реализации молока предприятие формирует прибыль и заработную плату работникам, обеспечивая  тем самым экономическую эффективность. Именно уровень экономической эффективности работы предприятий производящих молоко предопределяет степень обеспеченности населения молочными продуктами, а перерабатывающих предприятий -  молоком - сырьём.

Расчет экономической эффективности разработанного нами  комплексного способа  проводили на примере хозяйства ФГУП Стрелецкое, дойное стадо которого составляет 800 голов, а ежегодная реализация молока составляет 3400 т.

Для расчета экономического эффекта первой части комплексного способа, необходимо было определить стоимость метода, применяемого в хозяйстве, и сравнить его с предлагаемым. Экономический эффект второй части комплексного метода рассчитывали с помощью расчета годовых затрат на проведение коррекции качества молока с помощью лазеропунктуры и определения выручки от продаж молока высшего сорта. При расчете третьей части комплексного метода использовали затраты на необходимое оборудование и вычисляли прирост цены 1 т молока при обработке его ионами серебра и прирост выручки от его продаж.

Таблица 3 - Экономическая эффективность применения комплексного способа оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения

Показатели
Дойное стадо, гол.	800
Объем продажи молока, т	3400
Определение качества молока
Затраты на определение качества 1 т  химическим методом, руб.	1348,5
Цена приобретения прибора ЭЛАП, руб.	850
Затраты на определение качества 1 т с помощью прибора типа ЭЛАП, руб.	256,5
Годовая экономия за счет изменения способа определения качества молока, тыс. руб.	3712,8
Коррекция качества молока
Цена сдачи молока 1 сорта, руб. за литр	10,5
Цена сдачи молока высшего сорта, руб. за литр	12
Стоимость лазерного аппарата для коррекции качественного состава молока, тыс. руб.	7,45
Годовые затраты на проведение коррекции качества молока, тыс. руб.	64,5
Выручка от продажи молока 1 сорта, тыс. руб.	35700
Выручка от продажи молока высшего сорта, тыс. руб.	40800
Экономический эффект от мероприятий по коррекции качества молока методом лазеропунктуры, тыс. руб.	5035,5
Пролонгирование сроков хранения
Стоимость прибора Георгий на 50 тонн молока, тыс. руб.	2,9
Стоимость сменного картриджа на 50 тонн молока, тыс. руб.	0,345
Количество комплектов оборудования, необходимого на год, шт.	68
Затраты на оборудование, тыс. руб.	220,66
Прирост цены 1 т молока при обработке ионами серебра, руб.	72,5
Прирост выручки от продажи молока обработанного ионами серебра, тыс. руб.	246,5
Эффект от обработки молока ионами серебра, тыс. руб.	25,84
Суммарный экономический эффект от внедрения комплекса мероприятий, тыс. руб.	8774,14

Результаты расчетов показали, что суммарный годовой экономический эффект от внедрения комплексного способа оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения составит 8774140  руб. на 800 голов дойных коров, что в пересчете на одну голову составляет 10967,7 руб.

ВЫВОДЫ

1. Количество сухого вещества в молоке опытных коров находилось в прямой коррелятивной взаимосвязи со средним биоэлектрическим потенциалом поверхностно локализованных биологически активных центров коров. С увеличением биоэлектрического потенциала на 14,5 %, количество сухого вещества в молоке коров было больше  на 2,52%.
2. Исследования показали достоверное повышение некоторых показателей крови с повышенным биоэлектрическим потенциалом ПЛБА - коров. С повышением среднего биоэлектрического потенциала ПЛБА - коров на 14,5% относительно контроля были большими следующие показатели: общий белок на 11,8%, альбумины - на 16,9%, кальций - на 17,9%, фосфор-  на 16,1%, эритроциты- на 18,2%, гемоглобин - на 20,1%, лейкоциты - на 24,2%, тромбоциты - на 28,7%, суммарно нейтрофилы эозинофилы и базофилы - на 17,2%.

3. В исследованиях установлено, что лазеропунктура, электропунктура и химическое воздействие закрепленным перцовым пластырем на ПЛБА - опытных коров,  оказали  достоверно высокое влияние на функциональный гомеостаз животных  вследствие активизации центральных регуляторных механизмов.

азерное воздействие позволило увеличить средний биоэлектрический потенциал ПЛБА - коров в среднем на 47,3 % при этом содержание сухого вещества в молоке коров высоко достоверно увеличилось на 19,1%; при электропунктурном воздействии - на 41,6% и 8,65%; при химическом воздействии закрепленным перцовым пластырем на 31,8% и 4,2%,  соответственно. Наиболее эффективным из примененных методов является лазеропунктура, которая была наиболее действенным способом коррекции качественного состава молока коров.

4. Изменения  в крови опытных коров свидетельствует об общестимулирующем действии на организм используемых акупунктурных методов. В крови животных, подвергнутых лазеропунктуре, наблюдалось изменение ряда показателей функционального гомеостаза: увеличение общего белка по сравнению с его величиной до воздействия - на 9,5%, альбуминов - на 10,7%, кальция - на 13,35%, фосфора - на 8,9%, гемоглобина - на 30,2%, лимфоцитов - на  4,5%, тромбоцитов - на 8,45% соответственно. 

5. Введение коллоидных ионов серебра в молоко опытных коров не оказывает отрицательного влияния на его органолептические и физико-химические показатели в процессе хранения, при снижении общего микробиологического фона. Наиболее оптимальной концентрацией коллоидных ионов серебра для продления сроков хранения молока на 2 дня, относительно контроля, является концентрация 50 мкг/л.

6. Экономическая  эффективность разработки комплексного, физиологически обоснованного способа оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения составила 10967,7 руб. на одну корову дойного стада в год.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Для производства предлагается комплексный, физиологически обоснованный способ оценки и регулирования качества молока коров с пролонгированным сроком хранения, включающий в себя:

1. Оценку показателей качества молока по среднему биоэлектрическому  потенциалу  биологически активных центров дойных  коров №5, №7, №11, №41, №44 до выдаивания молока. При значении 15,4 мкА и менее устанавливают низкое содержание сухого вещества в молоке, а при значении 25,6 мкА и выше  - высокое содержание сухого вещества в молоке.

2. Повышение содержания сухого вещества в молоке коров с помощью лазерного воздействия на ПЛБА - №№ 5, 7, 11, 41, 44 в течение 4 мин., с частотой 1500 Гц ежедневно в течение десяти дней и повышение сроков его хранения путем электрохимического введения коллоидных ионов серебра в концентрации 50 мкг/л.

Установленные закономерности позволяют оценивать коров по качеству  молока, регулировать содержание сухого вещества в нем, продлевая срок хранения без ущерба для качества, отбирать наиболее ценных животных для дальнейшего воспроизводства, формировать стада коров для получения молока максимально пригодного для переработки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

1.  Меркулова, С.С. Оценка качества молока по физиологическому показателю коров [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев, К.А. Лещуков // Вестник Орел ГАУ. Орел: изд. Орел ГАУ. - 2011. - №4 - С. 53- 56.

2.  Меркулова, С.С. Использование акупунктурных методов для регулирования качества молока коров разного возраста [Текст] /С.С. Меркулова,  А.В. Мамаев, К.А. Лещуков // Вестник Орел ГАУ. Орел: изд. Орел ГАУ. - 2011. - №6 - С. 75-79.

Авторские свидетельства и патенты РФ

3. Меркулова, С.С. / С.С. Меркулова, А.В. Мамаев, К.А. Лещуков, Н.Д. Родина // Способ определения качества молока. Патент РФ № 2431830 от 20.10.2011, - 3с.

Публикации в других изданиях

4. Меркулова, С.С. Значение использования серебра в технологиях молочных продуктов [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев // Материалы научно-практической конференции аспирантов и студентов факультета биотехнологии и ветеринарной медицины. Орел: изд. Орел ГАУ. - 2008- С. 26-28.

5.  Меркулова, С.С. Способ консервирования молока и молочных продуктов [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев, К.А. Лещуков И.А. Новикова // Информационный листок № 57-026-10, Орловский центр научно-технической информации.- 2010. - 3с.

6. Меркулова, С.С. Молочные продукты с пролонгированным сроком хранения [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев, К.А. Лещуков, М.А. Долгачева // Информационный листок № 57-030-10, Орловский центр научно-технической информации. -  2010. - 3с.

7. Меркулова, С.С. Биопотенциал биологически активных центров коров разных лактаций и состава молока [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев, Н.Д. Родина // Материалы научно-практической конференции молодых ученых факультета биотехнологии и ветеринарной медицины Орловского ГАУ: Наука и молодежь: Новые идеи и решения. Орел: изд. Орел ГАУ. -2010. - С. 99-100.

8. Меркулова, С.С. Использование серебра в технологии молочных продуктов [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев, К.А. Лещуков // Материалы научно-практической конференции молодых ученых факультета биотехнологии и ветеринарной медицины Орловского ГАУ: Наука и молодежь: Новые идеи и решения. Орел: изд. Орел ГАУ. -2010. - С. 100-102.

9. Меркулова, С.С. Оценка качества молока коров по физиологическому состоянию [Текст] /С.С. Меркулова, // Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции: Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства. Орел: изд. Орел ГАУ. -2010. -  С. 120-122.

10. Меркулова, С.С. Разработка способа оценки качества молока [Текст] /С.С. Меркулова, А.В. Мамаев // Материалы международной научно-практической конференции: Наука и инновации в сельском хозяйстве. Курск-2011. -  С. 128-129.

11. Меркулова, С.С. Оценка качества молока по биоэнергетическому статусу коров [Текст] /С.С. Меркулова, К.А. Лещуков // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА, Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России, Том II, Пенза 2011. - С. 25-27.

12. Меркулова С.С. Способ оценки качества молока / С.С. Меркулова, А.В. Мамаев // Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых: АПК в современном мире: взгляд научной молодежи. Орел-2011. -  С. 87-88.

Общий объем публикаций составил 2,04 п.л., из них авторский вклад  1,56 п.л. (76,5%).

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии