Физиология лактации, физиологические основы машинного доения коров

      На  специфических особенностях отдельных  компонентов молока основано изготовление различных молочных продуктов. Свойство казеина свертываться под действием сычужного фермента используется для приготовления сыра, на способности жировых шариков молока под действием механических факторов выделяться и образовывать   концентрат жира используется для изготовления масла. Разнообразные кисломолочные продукты (простокваша, кефир, йогурт, ацидофилин, ряженка, варенец и т. п.)  регулируют работу кишечника и подавляют гнилостные процессы в пищеварительном тракте, что также предупреждает явление раннего старения.

      Молоко  имеет сложный химический состав и по биологической ценности оно превосходит все другие продукты, встречающиеся в природе. Основные составные части молока – белки, липиды, минеральные соли, углеводы, вода. Некоторые компоненты – казеин, лактоза – ни в каких других природных продуктах не обнаружены. Все органические и неорганические компоненты молока, общее количество которых составляет 11 – 15 %, являются дисперсной  фазой. Дисперсной средой молока является вода, количество которой равно 85 – 89 %. Молоко имеет белый с желтоватым оттенком цвет, сладковатый вкус. Удельный вес цельного молока 1,028 – 1,034. Плотность ниже 1,027 г\см³ считается аномальной, а молоко получено от больных коров или разбавлено водой. РН коровьего молока 6,5 – 7,0. Вязкость молока по отношению к воде 2,0 –2,5. Свежевыдоенное молоко обладает бактерицидными свойствами, т. е. способно препятствовать развитию микроорганизмов. Это обусловлено наличием в молоке бактерицидных веществ – иммуноглобулинов, лизоцима, лактоферрина.

      Количество  компонентов, содержащихся в молоке, непостоянное и определяется условиями  кормления и содержания, стадией  лактации, уровнем молочной продуктивности, породности, возрастом, временем отела, сезоном года, уровнем нервно – гормональных взаимоотношений, наследственностью и т. д.

      Наиболее  ценными в питательном отношении  являются белки молока. В коровьем молоке их содержится от 2,9 до 4 %.  Белки молока неоднородны по своему составу. В них входят: казеин, α – лактоальбумин, β – лактоглобулин, иммунные глобулины и другие белки молока. Биологические функции белков молока многообразны. Так, казеин является собственно пищевым белком, выполняющим в организме новорожденного структурную функцию, кроме того, он транспортирует в составе своих частиц кальций, фосфор, магний. Транспортные функции также выполняют лактоферрин и β – лактоглобулин, иммуноглобулины обладают защитными свойствами, α – лактоальбумин – регуляторными.

      Основным  специфическим белком молока является казеин. Содержание его в коровьем молоке колеблется от 2,3 до 2,9 %. Различают 4 основных         фракций казеина: альфа-, бета-, гамма-, и каппа – казеин. Каждая из этих фракций в свою очередь также не является однородной и содержит ряд компонентов, часть из которых имеет генетическую детермированность. Казеин придает молоку белый цвет и непрозрачность. При кипячении молока казеин не выпадает в осадок, коагулирует под воздействием сычужного фермента, кислот и солей, поэтому он преобладает в таких продуктах, как сухое молоко, творог, сыр. После осаждения казеина из молока кислотой (при рН – 4,6 – 4,7) в сыворотке остается 0,6 % белков, которые называют сывороточными. Главными представителями сывороточных белков следует считать β – лактоглобулин, α – лактоальбумин, а также альбумины сыворотки крови, иммуноглобулины и другие минорные белки (лактоферрин, трансферин, церулоплазмин, компонент 3 протеаза - пентонов).Они характеризуются рядом свойств: растворимы в воде, не свертываются под воздействием сычужного фермента и кислот, а выпадают в осадок при нагревании и вместе с солями образуют «молочный камень».

      Молочные  белки являются основой для приготовления  сыров, производства концентрированных молочных продуктов и сухого молока. Питательная ценность белка обусловлена в первую очередь содержанием в нем незаменимых аминокислот. Кроме того, молоко является наиболее дешевым источником белка по сравнению с другими продуктами животного происхождения. На образование одного килограмма белка в молоке коров и мясе бройлеров расходуется 40 – 45 мегакалорий. Однако  нельзя не учитывать того, что рацион бройлеров состоит  преимущественно из зерна, в то время как рацион молочных коров – из грубых кормов. На одних только грубых кормах соответствующего качества коровы способны продуцировать около 5 тыс. кг молока в год с эффективностью 22 г белка на   одну мегакалорию переваримой энергии рациона.

      Липиды  молока представлены собственно молочным жиром, фосфолипидами и стеройдами.  Содержание жира в молоке разных животных неодинаково. В коровьем молоке его содержится от 2,5 до 4,0 – 6,0 %. Жир в молоке находится в виде мельчайших капелек или шариков. Молочный жир по своему составу не отличается от других жиров организма. В охлажденном молоке жир твердый. При переходе в это состояние частицы жира принимают форму шариков, в 1 мл их колеблется от 1 до 12 миллиард. Диаметр в среднем 3 – 5 мкм (колебание от 0,1 до 20 мкм). При спокойном состоянии жировые шарики всплывают на поверхность, образуя слой сливок. В течение 2-х часов отстаивается до 60 % всех жировых шариков. В молоке жирномолочных коров встречается более крупные жировые шарики.

      Молочный  жир придает специфический вкус молоку, определяет интенсивность его окраски, является исходным материалом для изготовления масла.Молочный жир всасывается в виде жировых шариков.

      Углеводы  молока представлены главным образом  лактозой, количество которой в коровьем молоке – 4,5–5,2 %.  Лактоза – это дисахарид, но по питательным свойствам он не уступает свекловичному сахару, подавляет гнилостные процессы в кишечнике, способствует развитию в нем благоприятной микрофлоры, особенно для новорожденных. При переработке молока под действием микроорганизмов он сбраживается. Наибольшее значение при этом имеет молочнокислое брожение, конечным продуктом которого является молочная кислота, вызывающая свертывание белка с изменением его свойств (производство кисломолочных продуктов и сыров).

      Из  других органических составных частей молока следует отметить наличие  в молоке витаминов, ферментов, гормонов. Витамины молока могут быть двоякого происхождения. Одни попадают в организм коровы вместе с кормом, а затем в молоко. Другая группа витаминов синтезируется в желудочно -   кишечном тракте коровы и затем поступает в молоко.

      Ферменты  – вещества, обладающие каталитическими  свойствами, попадают в молоко из молочной посуды, а также с микроорганизмами из окружающей среды, с посудой, с рук доярок и других внешних источников и могут быть специально добавлены при изготовлении молочных продуктов. Из эндогенных ферментов можно остановиться на липазе, которая, попадая в молоко в небольшом количестве, вызывает частичное разложение жира, что придает молоку горький вкус. Из фосфатаз в молоке  в основном содержится щелочная. Она разрушается при пастеризации. Протеиды молочной железы имеют значение для технологии сыроварения. По содержанию каталазы можно определить принадлежность молока здоровому или больному (маститному) животному. Общее количество минеральных веществ в молоке    определяется величиной зольного остатка.В среднем количество зольного остатка составляет 0,7 %.   В зольном остатке в значительных количествах обнаружены кальций, марганец, калий, фосфор, сера, хлор. В незначительных количествах найдены: железо, цинк, йод и другие элементы. Из солей в молоке обнаружены хлористые, фосфорнокислые и лимоннокислые. Соли фосфорной кислоты выполняют буферную роль и обеспечивают поддержание равновесия между солевой и коллойдной системами молока. Соли лимонной кислоты создают специфический аромат молока.

      Козы. Козье молоко по составу и свойствам  близко к коровьему. Коза за 5 – 7 месяцев лактации дает обычно – 200 кг молока. При правильном кормлении и содержании отдельные козы за лактацию могут дать до 1700 кг молока, а коза – рекордистка даже 3200 кг с содержанием жира 3,8 %.

      Овцы. От овец за 4-5 месяцев лактации можно получить до 150 кг молока. Овцы – рекордистки дают за лактацию до 1400 кг с содержанием жира 7-8 %. 

      Буйволицы. Средняя продуктивность составляет 800-1000 кг за лактацию, рекордистки же могут давать до 3200 кг с содержанием жира 7-8 %.

      Зебувицы. Удой в среднем составляет около 700 кг, а лучшие животные дают молока до 1000 кг за лактацию.

      Верблюдицы  дают от 1000 до 2000 кг молока за лактацию.

      Важенки (молоко самки оленя). За 5-6 месяцев  лактации важенки дают около 100 кг молока.

      Кобылицы. Молоко кобылиц по содержанию сухих веществ самое бедное. В нем в 3 раза меньше жира и в 2 раза меньше белков по сравнению с  коровьем молоком, но в 1,5 раза больше молочного сахара. Из белков преобладает альбумины и глобулины. Это молоко в основном используется для приготовления кумыса. Молочность кобылиц может достигать 1500 – 2000 кг.

      Средний состав молока сельскохозяйственных животных

      Женское молоко отличается от коровьего содержанием белков и лактозы. В женском молоке находится в среднем 1,0 % белка. В коровьем молоке преобладает казеин (около 80 %), в женском – сывороточные белки (около 65 %). От соотношения белковых фракций зависит характер белкового сгустка, образующегося в желудке ребенка под действием сычужного фермента. При свертывании женского молока белки выпадают в виде мелких хлопьев. Поэтому они легче перевариваются и усваиваются, чем белки коровьего молока, которые образуют плотный, трудно доступный для воздействия желудочного сока сгусток.

      В казеине женского молока незначительная доля альфа – казеина при более  высоком содержании гамма – казеина. В молочных белках больше содержится альфа – лактоальбумина, а бета – лактоглобулин полностью отсутствует, что используется для доказательства фальсификации молока, а в коровьем – основным сывороточным белком является β – лактоглобулин. По количеству незаменимых аминокислот в женском и коровьем молоке нет существенной разницы. В женском молоке содержится до 6,0 % лактозы. На ряду с молочным сахаром в женском молоке имеются и более сложные алигосахариды (0,3–1,0 %), стимулирующие рост бифидобактерий. Бифидобактерии играют важную роль в развитии детского организма, предотвращая размножение гнилостных и патогенных бактерий в кишечнике. Содержание жира в женском молоке такое же, как и в коровьем. Однако,  в женском молоке, жировые шарики находятся в тонкодисперсной форме. В женском молоке по сравнению с коровьем содержится незначительная часть жирных кислот с короткой цепью и большая – ненасыщеных жирных кислот. Минеральных веществ в женском молоке почти в три раза меньше, чем в коровьем. Женское молоко значительно богаче микроэлементами – железом, медью, йодом. Для женского молока характерна высокая активность гидролитических ферментов – липазы, амилазы, протеазы (грудной ребенок имеет слабую ферментативную систему, ферменты молока матери помогают ему в переваривании пищи). Оно содержит во много раз больше лизоцима и лактоферина, которые вместе с иммуноглобулином А и другими бактерицидными веществами обуславливают высокие антибактериальные свойства женского молока. 

      Физиологическая роль молозива

      Секрет  молочной железы, получаемый из вымени перед самым отелом и первые 7 – 10 дней после отела, называется молозивом. Молозиво имеет желтовато – белый цвет, чуть розовый оттенок, солоноватый вкус и отличается специфическим запахом. А в  отличие от молока при нагревании молозиво свертывается, что обусловлено высоким содержанием белков.  От зрелого молока молозиво отличается более высокой плотностью (1,04 – 1,06) и вязкостью (4,0 – 4,5 по отношению к воде). В нем в два раза больше сухого вещества, много белка и минеральных веществ, о защитных свойствах молозива известно из практики животноводства, однако механизм передачи иммуноглобулинов от коровы – матери новорожденному остается не совсем ясен.  В первые дни постнатального периода у теленка антибактериальный иммунитет создается за счет гуморальных и клеточных факторов молозива. На долю иммуноглобулинов в молозиве приходится до 70 – 90 % от суммы всех белков.