09_АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МОЛОКА КОРОВ ЧЕРНО

Аграрный вестник Урала № 8 (100), 2012 г.
Животноводство
Аминокислотный состав молока коров черно-пестрой
породы типа «Уральский» в зависимости от фазы лактации
М. И. Барашкин,
кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой хирургии и акушерства,
Уральская государственная сельскохозяйственная академия
620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42
Положительная рецензия представлена Н. А. Верещак, доктором ветеринарных наук, профессором Уральского научноисследовательского ветеринарного института.
Ключевые слова: высокоэффективная жидкостная хроматография, аминокислоты, фаза лактации.
Keywords: cows, high-yield liquid chromatography, amino acids, phase of lactation.
В настоящее время в Свердловской области разводится две популяции скота черно-пестрой породы:
уральское отродье и созданный на его основе тип
«Уральский». Новый тип скота характеризуется высоким уровнем молочной продуктивности. В то же
время, многие качественные характеристики молока
коров данного типа требуют дальнейшего углубленного исследования.
Молоко является сложной полидисперсной системой, в водной фазе которой распределены компоненты жировой, белковой, углеводной, минеральной и
другой природы. Важнейшим компонентом молока
являются белки, представляющие в своей основе казеины и сывороточные белки. С химической точки
зрения белки представляют собой высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. В функциональной деятельности организма аминокислоты
выполняют субстратную и регуляторную функции в
биосинтезе белка, активно включаются в энергетические процессы, являются источником физиологически активных аминов, принимают участие в образовании нуклеиновых кислот, липидов, гормонов [1].
Основное же значение белков заключается в их
незаменимости другими пищевыми веществами.
В организме человека белки пищи расщепляются до
аминокислот, определенная часть их расщепляется
до органических кетокислот, из которых в организме
вновь синтезируются новые аминокислоты, а затем
необходимые организму белки. Это так называемые
заменимые аминокислоты. Однако 8 аминокислот, а
именно: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан и валин, не могут образовываться в организме взрослого человека из других аминокислот и поступают в его организм только с
пищей. Эти аминокислоты называют незаменимыми.
Для детей дополнительно считаются незаменимыми
гистидин и цистин [7]. На аминокислотный состав
молока влияет большое число разнообразных внешних и внутренних факторов [2, 3, 4, 6].
Одной из важнейших характеристик потребительских
свойств пищевого продукта является показатель биологической ценности. Биологическая ценность — показатель качества пищевого белка, отражающий степень
соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.
Для оценки биологической ценности пищевых продуктов применяются различные методы, одним из которых является сравнение состава незаменимых аминокислот белка данного продукта с соответствующим
аминокислотным составом так называемого идеального белка. Такой метод получил название метод аминокислотного скора [5]. В связи с этим, исследование
содержания аминокислот и определение полноценности белков молока коров нового типа с применением
современных методов анализа является актуальным
и имеет практическую значимость для скотоводства.
Цель и методика исследований.
Целью работы было изучение аминокислотного
состава белков молока черно-пестрого скота типа
«Уральский» в зависимости от фазы лактации.
Таблица 1
Содержание аминокислот в молоке коров по фазам лактации (n=9)
Аминокислота, масс. %
Лизин
Метионин
Треонин
Валин
Изолейцин
Лейцин
Фенилаланин
Сумма незаменимых аминокислот
Гистидин
Аргинин
Аспарагиновая кислота
Серин
Глутаминовая кислота
Глицин
Аланин
Тирозин
Сумма заменимых аминокислот
Сумма всех аминокислот
Соотношение незаменимые/ заменимые
Фаза лактации
Первая
0,200 ± 0,009
0,150 ± 0,011
0,090 ± 0,006
0,163 ± 0,010
0,163 ± 0,011
0,217 ± 0,014
0,127 ± 0,008
1,110
0,073 ± 0,011
0,077 ± 0,006
0,187 ± 0,011
0,160 ± 0,008
0,68 ± 0,005
0,05 ± 0,001
0,07 ± 0,003
0,153 ± 0,001
1,450
2,560
0,76
Вторая
0,303 ± 0,004*
0,283 ± 0,009*
0,140 ± 0,003*
0,217 ± 0,007*
0,230 ± 0,003*
0,320 ± 0,002*
0,193 ± 0,001*
1,686
0,096 ± 0,001*
0,127 ± 0,005*
0,283 ± 0,001*
0,240 ± 0,015*
1,013 ± 0,004*
0,07 ± 0,002*
0,10 ± 0,001*
0,193 ± 0,006*
2,122
3,808
0,79
Примечание: * Разность с показателями первой и третьей фаз лактации достоверна, Р 0,05
22
Третья
0,180 ± 0,015
0,170 ± 0,008
0,077 ± 0,007
0,196 ± 0,003
0,156 ± 0,010
0,220 ± 0,017
0,127 ± 0,009
1,126
0,053 ± 0,007
0,08 ± 0,004
0,17 ± 0,001
0,15 ± 0,007
0,537 ± 0,015
0,04 ± 0,001
0,09 ± 0,007
0,17 ± 0,008
1,290
1,417
0,87
www.m-avu.narod.ru
Аграрный вестник Урала № 8 (100), 2012 г.
Животноводство
Фаза 1
Фаза 2
Фаза 1
Фаза 3
Лизин
150
Метионин
100
50
50
0
0
Треонин
Серин
Тирозин
Глицин
Рисунок 2
Соотношение заменимых аминокислот в молоке коров
в разные фазы лактации
Незаменимые
Заменимые
2,5
2,12
2
1,69
масс.%
Исследования количественного анализа аминокислот в молоке проводили на базе УрНИВИ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии
(ВЭЖХ) с применением жидкостного хроматографа
LC-10 с флуориметрическим детектором и предколоночной дериватизацией. Данный метод обладает
высокой точностью при анализе биологических жидкостей [8]. Пробы молока для исследования получали в конце первой фазы лактации (продуцирования
молозива) — на 7–8-й день после отела; во вторую
фазу (продуцирования нормального молока) — на
3-й месяц лактации; в третью фазу (продуцирования
стародойного молока) — перед запуском коров. Было
изучено 7 незаменимых аминокислот (кроме триптофана) и 9 заменимых аминокислот. Аминокислотный
скор белков молока определяли расчетным путем,
учитывая содержание в молоке белка.
Статистическая обработка количественных данных проведена с использованием пакетов прикладных программ «Statistica 6.0» и «Microsoft Office
Excel 2007», качественные переменные описывались
абсолютными и относительными (%) частотами.
Результаты исследований.
Определение количества общего белка в исследуемых пробах молока коров показало, что в первую
фазу лактации его содержится 2,6 масс. %; во вторую
фазу средний уровень выше на 0,3 % и составляет
2,9 масс. %; в третью фазу — 3,0 масс. %.
Результаты сравнительного изучения особенностей содержания аминокислот в молоке и соотношения незаменимых и заменимых аминокислот у
черно-пестрых коров типа «Уральский» в различные
фазы лактации приведены в табл. 1.
Из данных табл. 1 видно, что из незаменимых аминокислот наибольшее количество в молоке коров во все
фазы лактации составляют лейцин (0,217–0,320 масс. %),
лизин (0,180-0,303 масс. %), валин (0,163–0,217 масс. %),
метионин (0,150–0,217 масс. %), фенилаланин (0,127–
0,193 масс. %) и изолейцин (0,163–0,220 масс. %), ниже
оказался уровень треонина (0,077–0,140 масс. %).
По сумме незаменимых аминокислот выше показатель молока второй фазы лактации (в 1,6 раза по
сравнению с первой, и в 1,5 раза по сравнению с третьей фазой).
Из заменимых аминокислот наибольшая доля в
составе белка молока коров черно-пестрой породы
типа «Уральский» во все фазы лактации принад-
Глутаминовая кислота
Аланин
Валин
Рисунок 1
Соотношение незаменимых аминокислот в молоке коров
в разные фазы лактации
www.m-avu.narod.ru
150
Гистидин
100
Лейцин
Изолейцин
Фаза 3
Аспарагиновая кислота
200
200
Фенилаланин
Фаза 2
1,45
1,5
1,29
1,13
1,11
1
0,5
0
Фаза 1
Фаза 2
Фаза 3
Рисунок 3
Динамика незаменимых и заменимых аминокислот в молоке
коров в зависимости от фазы лактации
лежит глутаминовой (0,680–1,013 масс. %) и аспарагиновой (0,187–0,283 масс. %) кислотам, а также
серину (0,160–0,240 масс. %). Наивысший показатель
суммы заменимых аминокислот также отмечен во
вторую фазу лактации.
Соотношение отдельно взятых незаменимых и заменимых кислот в молоке в разные фазы лактации
отражено на лепестковых диаграммах, представленных на рис. 1–2. Во вторую фазу лактации в молоке
увеличился уровень всех аминокислот. Так, из незаменимых аминокислот наиболее возросли уровни
метионина — в 1,88 раза, треонина — в 1,56 раза,
по сравнению с показателями молока первой фазы.
В меньшей степени увеличилось относительное количество гистидина (1,31 раза) и валина (1,33 раза).
В третью фазу лактации относительное содержание
кислот приближается к показателям молока первой
фазы лактации. Менее выраженное снижение отмечено в содержании валина, аланина, тирозина.
Что касается соотношения незаменимых и заменимых аминокислот, то в первую фазу лактации оно
составило 0,76 масс. %, во вторую фазу повысилось
до 0,79 масс. %, а в третью произошло дальнейшее
повышение до 0,87 масс. %.
Для оценки биологической ценности молока нами
был применен метод аминокислотного скора, сравнение проводилось с «идеальным» белком, в качестве
которого использовали эталон, предложенный ФАО/
ВОЗ. Результаты расчета аминокислотного скора
представлены в табл. 2–4.
23
Аграрный вестник Урала № 8 (100), 2012 г.
Животноводство
Полученные данные свидетельствуют, что в первую фазу лактации лимитирующей аминокислотой
оказался треонин, аминокислотный скор которого
составил 86,5 %, то есть именно эта аминокислота определяет степень усвоения всего белка. Это
связано с тем, что аминокислоты, поступающие в
организм с пищей в избытке относительно лимитирующей, не используются на биосинтез белков и не
запасаются впрок. Они быстро распадаются в процессе обмена веществ и выводятся из организма. Все
аминокислоты, требуемые для биосинтеза белков,
должны присутствовать в клетке одновременно и в
доступной форме.
Из данных табл. 3 видно, что во вторую фазу аминокислотный скор всех исследованных незаменимых
аминокислот превышает 100 %.
В третью фазу лактации лимитирующей аминокислотой вновь выступает треонин, аминокислотный
скор которого составил 64,0 %.
Выводы.
При изучении методом высокоэффективной жидкостной хроматографии аминокислотного состава
молока коров черно-пестрой породы типа «Уральский» установлен значимо более высокий массовый
процент аминокислот во вторую фазу лактации. При
этом расчет аминокислотного скора белков молока в
сравнении с «идеальным» белком, в качестве которого использовали эталон, предложенный ФАО/ВОЗ,
позволяет заключить, что молоко в эту фазу лактации
имеет более высокую биологическую ценность.
Таблица 2
Расчет аминокислотного скора для молока коров первой фазы лактации
Незаменимые аминокислоты
Валин
Лейцин
Изолейцин
Лизин
Метионин
Треонин
Фенилаланин+тирозин
Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г
белка
5,0
7,0
4,0
5,5
3,5
4,0
6,0
Содержание незаменимых аминокислот
г/100 г молока
0,163
0,217
0,163
0,200
0,150
0,090
0,280
г/100 г белка
6,27
8,35
6,27
7,69
4,82
3,46
10,77
АК скор, %
125,4
119,3
156,7
139,8
137,7
86,5
179,95
Таблица 3
Расчет аминокислотного скора для молока коров второй фазы лактации
Незаменимые аминокислоты
Валин
Лейцин
Изолейцин
Лизин
Метионин
Треонин
Фенилаланин+тирозин
Незаменимые аминокислоты
Валин
Лейцин
Изолейцин
Лизин
Метионин
Треонин
Фенилаланин+тирозин
Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г
белка
5,0
7,0
4,0
5,5
3,5
4,0
6,0
Содержание незаменимых аминокислот
г/100 г молока
0,217
0,320
0,230
0,303
0,283
0,140
0,386
г/100 г белка
7,48
8,35
7,93
10,4
9,76
4,83
13,31
АК скор, %
125,4
149,6
198,2
139,8
278,8
120,75
221,8
Таблица 4
Расчет аминокислотного скора для молока коров третьей фазы лактации
Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г
белка
5,0
7,0
4,0
5,5
3,5
4,0
6,0
Содержание незаменимых аминокислот
г/100 г молока
0,196
0,220
0,156
0,180
0,170
0,077
0,297
г/100 г белка
6,33
7,33
5,20
6,00
5,67
2,56
9,90
АК скор, %
126,6
104,7
130,0
130,0
162,0
64,0
165,0
Литература
1. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. 384 с.
2. Вельматов А. П., Вельматов А. А., Гурьянов А. М., Андреев О. Д. Аминокислотный состав молока коров – дочерей голштинских быков голландской селекции // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2011. № 6. С. 36–38.
3. Гришина Г. И. Аминокислотный состав молока коров разных линий // Аграрный вестник Урала. 2007. № 5.
С. 46–47.
4. Миннебаев М. Аминокислотный состав белка молока бестужево-красно-пестрых голштинских коров // Молочное и мясное скотоводство. 2008. № 8. С. 29–31.
5. Семенович Т. В., Мижевикина А. С. Изменение аминокислотного состава молока коров при введении седимина // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. 2012. Т. 2. № 23. С. 99–102.
6. Таов И. Х., Тлейншева М. Г., Тарчоков Т. Т. Аминокислотный состав молока коров – первотелок разного
генотипа // Аграрная Россия. 2006. № 4. С. 31–32.
7. Тепел А. Химия и физика молока. М.: Пищевая промышленность, 1989. 168 с.
8. Шунина М. В., Чернобровкин М. Г., Шаповалова Е. Н., Шпигун О. А. Влияние температуры и микроволнового излучения на образование производных аминокислот // Вестник Московского университета. Сер. 2.
Химия. 2006. Т. 47. С. 262–264.
www.m-avu.narod.ru
24