Сортность молока. Пути уменьшения количества соматических клеток
ВГСХА
Кафедра частной зоотехнии
Курсовая работа
Тема: «Сортность молока. Пути уменьшения количества соматических клеток»
Киров 2010
Оглавление
Введение………………………………………………………………….......……3
1. Качество молока……………………………………………………………......4
2. Методы определения содержания соматических клеток………………........5
3. Сортность молока в зависимости от количества соматических клеток.........6
4. Прибор для определения количества соматических клеток…………….......7
5. Пути снижения соматических клеток в молоке………………………….....10
Заключение…………………………………………………………………….....15
Список литературы……………………………………………………………....16
Введение
Скотоводство является одной из важных и сложных отраслей сельского хозяйства. Эта отрасль дает ценные продукты питания – мясо и молоко, а также кожевенное сырье. Незаменима роль отрасли как источника органических удобрений. В структуре валовой продукции сельского хозяйства (в действующих ценах) на долю животноводства приходится 48%, из них на скотоводство – 28%.
Коровье молоко – главный продукт молочного скотоводства.
В нем имеются все необходимые вещества в оптимальном соотношении для роста и развития, как новорожденных телят, так и для организма человека.
Содержание отдельных компонентов молока имеет широкие пределы колебаний. Состав молока изменяется под влиянием генотипических, физиологических и паратипических факторов.
Одним из важных показателей молока является уровень содержания соматических клеток.
При увеличение количества соматических клеток в молоке сокращается срок хранения молочного порошка и прочих молочных продуктов, также увеличивает риск порчи масла, поскольку высокое содержание соматических клеток означает повышенное содержание ферментов.
1. Качество молока
Основными показателями, характеризующими качество молока, являются: содержание жира, содержание белка, бактериальная обсеменённость, содержание соматических клеток, наличие ингибиторов, термоустойчивость, точка замерзания.
Бактериальная обсеменённость и количество соматических клеток в 1 мл молока оказывают существенное влияние на его вкусовые качества, сроки хранения и переработку. Количество бактерий и соматических клеток в молоке зависит от различных факторов.
Соматические клетки - это клетки различных тканей и органов. В частности, из них состоят ткани молочных проходов и альвеол, участвующих в секреции молока. Затем молоко по молочным проходам выводится из вымени.
В вымени происходит постоянное обновление клеток эпителиальной ткани. Старые клетки отмирают и отторгаются. К этому добавляются клетки, выполняющие защитные функции в организме (лейкоциты). Поэтому соматические клетки постоянно присутствуют в молоке.
В отличие от бактерий соматические клетки в выдоенном молоке не размножаются. Количество соматических клеток в выдоенном молоке из здорового вымени колеблется между 10000 и 100000 в 1 мл. Оно зависит от индивидуальных особенностей животного и его физиологического состояния. В начале и в конце лактации количество соматических клеток несколько выше, чем в другие периоды. Высокая концентрация соматических клеток является признаком нарушения секреции молока или заболевания. При количестве соматических клеток 500000 в 1 мл качество молока из-за пониженного содержания в нём казеина, молочного сахара, кальция, магния и фосфора является недостаточным для получения высококачественных молочных продуктов (13)
2. Методы определения содержания соматических клеток
Содержание соматических клеток (ССК) в молоке- сырье - важный микробиологический показатель его качества, величина которого в соответствии СанПиН 2.3.2.1078-01 определяет сортность принимаемого молока.
Известны следующие методы определения ССК:
• микроскопический;
• вискозиметрический;
• оптофлуороэлектрический;
• кондуктометрический;
• ионометрический; (3)
Прямым методом определения ССК является микроскопический - подсчет количества окрашенных соматических клеток под микроскопом. Однако этот метод трудоемкий и требующий достаточно высокой квалификации персонала. Поэтому большое распространение получили косвенные методы определения этого показателя.
По ГОСТ 24453-90 вискозиметрический метод измерения ССК основан на определении консистенции смеси молока и препарата «Мастоприм» (ГОСТ 23435-79).
Помимо визуальной качественной оценки и определения сортности молока по внешнему виду образовавшейся смеси (использование молочно-контрольных пластин МКК) предусмотрено и количественное определение соматических клеток с помощью вискозиметрических анализаторов. В этих приборах ССК определяется по продолжительности истечения через капилляр определенного сечения и длины пробы, состоящей из требуемых количеств исследуемого молока и «Мастоприма».
На российском рынке имеются вискозиметрические анализаторы ССК «Соматос-М», «Соматос-М.2К» и АМВ-1 «Милкосканер». Все эти приборы являются дальнейшим развитием указанного в ГОСТ 23453 вискозиметра ВМЛК.
В то же время рядом зарубежных фирм предлагаются на российском рынке автоматизированные установки для автоматизированного подсчета ССК по измерению интенсивности свечения окрашенных специальным реактивом ядер соматических клеток, основанные на современных достижениях оптофлуороэлектронного метода. Все они включают в себя анализатор, персональный компьютер, специализированное программное обеспечение, а в некоторых случаях - устройство для автоматической подачи кювет с пробами.
Известный факт повышения электропроводности молока при увеличении ССК лежит в основе кондуктометрического метода измерения этого показателя, но при этом математические зависимости, действительные для всех регионов и всех сезонов, официально не утверждены.
Известно по литературным источникам (8) связь ССК с концентрацией ионов натрия и хлора лежит в основе ионометрического метода. Так, на измерении концентрации ионов хлора основана разработанная ГНУ ВНИИМИ методика выполнения измерений определения анормальности молока (2). Для широкого распространения этого метода необходимо проведение дополнительных исследований.
Биолюминесцентный метод измерения ССК представляется особенно перспективным. На основе исследований разработан метод определения
КМАФАиМ, основанный на измерении содержания АТФ. Этот метод внесен в ГОСТ Р 52415.(9)
3. Сортность молока в зависимости от количества соматических клеток
В лунку пластинки ПМК-1 вносят 1 см3 тщательно перемешанного молока и добавляют 1 см3 водного раствора препарата «Мастоприм». Молоко с препаратом интенсивно перемешивают деревянной, пластмассовой или стеклянной палочкой в течение 10с. Полученную смесь из лунки при непрерывным интенсивном перемешивании поднимают палочкой вверх на 50—70 мм, после чего в течение не более 60 с оценивают результаты анализа.
Число соматических клеток в исследуемом молоке устанавливают по консистенции молока в соответствии с требованиями таблицы.(5)
Таблица 2
Характеристика молока по числу соматических клеток
|
Характеристика консистенции молока |
Число соматических клеток в 1 см3 молока |
Сорт молока |
|
Однородная жидкость или слабый сгусток, который слегка тянется за палочкой в виде нити |
До 500 тыс. |
высший |
|
Выраженный сгусток, при перемешивании которого хорошо видна выемка на дне лунки пластинки. Сгусток не выбрасывается из лунки |
От 500 тыс до 1 мил |
I, II |
|
Плотный сгусток, который выбрасывается палочкой из лунки пластинки |
свыше 1 мил. |
несортовое |
Таким образом, при увеличении числа соматических клеток, уменьшается качество молока, его сортность.
4. Приборы для определения количества соматических клеток
Прибор для определения количества соматических клеток молока ИСКМ-1
Используется для контроля санитарно-гигиенического качества молока по времени истечения контролируемой пробы через капилляр прибора (в соответствии с ГОСТ 23453-90 "Молоко. Методы определения количества соматических клеток").(15)
Цифровой индикатор работает в двух режимах: фиксирует время вытекания смеси и указывает количество соматических клеток.
Прибор позволяет определить вязкость различных жидкостей путём измерения времени истечения контролируемой пробы и учёта постоянной времени прибора.
Количество соматических клеток в молоке характеризует его санитарно-гигиеническое качество и обуславливает его технологические свойства.
Область применения - предприятия молочной промышленности и молочные фермы. (16)
Анализатор соматических клеток в молоке "СОМАТОС Мини"
Вискозиметрический анализатор молока "СОМАТОС Мини" предназначен для контроля качества молока и определения количества соматических клеток в молоке по условной вязкости, измеряемой по времени вытекания контролируемой пробы через капилляр.
Области применения: молочные фермы, региональные ветеринарные и молочные лаборатории, предприятия молочной промышленности. СОМАТОС Мини - компактный, недорогой, простой и удобный в эксплуатации и обслуживание прибор для измерения количества соматических клеток в молоке. СОМАТОС Мини является модификацией анализатора соматических клеток "Соматос", который хорошо зарекомендовал себя на Российском рынке.(18)
Фоссоматик серии 5000
Фоссоматик серии 5000 разной производительности предназначен для использовая в крупных племенных хозяйствах, в центральных лабораториях и даже крупных молочных комбинатах.
Фоссоматик серии 5000 является составной частью Интегрированной системы по контролю качества молока, однако может использоваться отдельно. Фоссоматик 5000 представляет собой высокопроизводительный полностью автоматический счетчик соматических клеток, использующий принцип поточной цитометрии. Дополнительными преимуществами прибора является быстрый старт в начале дня (2 мин.) и быстрое выключение в конце дня (4 мин.), то есть все рабочее время можно использовать по назначению. Фоссоматик выпускается в четырех модификациях – модели 5200, 5300, 5400 и 5500 (соответственно производительностью 200, 300, 400 и 500 анализов в час) и может обьединяться с моделью МилкоСкан 4000 той же производительности в единый прибор с общим конвейером и компьютером, называемый Комбифосс 5000.(17)
Милкосканер
Прибор предназначен для экспрессного определения количества соматических клеток в молоке.
Принцип действия прибора: проба молока смешивается с препаратом "Мастоприм", при этом изменяется вязкость смеси, которая зависит от количества соматических клеток в молоке.
Анализатор состоит из узла подготовки и перемешивания исследуемой пробы, капилляра с электромагнитным клапаном и электронного блока управления и индикации, выполненных в едином конструктивном исполнении.
Исследуемое молоко и раствор препарата "Мастоприм" заливают в колбу анализатора, после чего анализатор автоматически перемешивает смесь, пропускает ее через капилляр и фиксирует условную вязкость смеси (время ее протекания через капилляр) на цифровом табло.
Анализатор работает в двух режимах: индицирует условную вязкость исследуемой пробы молока в секундах, а также количество соматических клеток в пробе в тыс./см3
Применение прибора и его метрологическое обеспечение регламентируется ГОСТ 23453-79 "Молоко. Методы определения примеси анормального молока в сборном". (19)
Вискозиметрический анализатор соматических клеток в молоке "Соматос (Соматос-М)" (модернизированный)
Используется на фермах и в коллективных хозяйствах для контроля и борьбы с маститом, на входном контроле перерабатывающих предприятий и на ветеринарных станциях и станциях СЭС.
Реализованный в приборе способ регламентированного волнообразного и нестационарного перемешивания молока с препаратом "Мастоприм" в выбранной колбе обеспечивает метрологическую точность градуировки.
"Соматос (Соматос-М)" по результатам испытаний показал более высокую сходимость с результатами арбитражного микроскопического метода, чем стоящий в 100 раз дороже импортный прибор поточной цитометрии. (20)
5. Пути снижения соматических клеток в молоке
Подсчет соматических клеток (ПСК) используется во многих странах для установления цены на молоко, то есть, таким образом, оценивается его качество.(1)
Таблица 3
Допустимый химический состав молока в разных странах мира (2)
|
Страна |
Допустимый уровень содержания тыс/мл |
средняя массовая доля, % |
||
|
микроорганизмов |
соматических клеток |
белка |
жира |
|
|
Австралия |
30 |
140-170 |
3,2-3,3 |
3,7-4,2 |
|
Австрия |
25 |
80 |
3,3-3,5 |
4,15-4,35 |
|
Аргентина |
100 |
400 |
3,1-3,37 |
3,5-3,6 |
|
Дания |
30 |
300 |
3,26-3,38 |
3,88-4,35 |
|
Индия |
- |
- |
3,5 |
4,4-6,3 |
|
Новая Зеландия |
- |
190 |
3,63 |
4,85 |
|
Нидерланды |
5 |
150 |
3,3-3,4 |
3,9-4,1 |
|
Польша |
100-400 |
400-500 |
3,2-3,4 |
3,9-4,1 |
|
США |
10 |
225 |
3,1 |
3,5 |
|
Финляндия |
5-8 |
150-180 |
3,3-3,4 |
4,2 |
|
Швеция |
- |
180 |
3,0-3,3 |
4,1 |
|
Россия |
500-1000 |
300-500 |
2,8-2,9 |
3,4-3,6 |
Молоко с повышенным количеством соматических клеток имеет высокую бактериальную обсеменность и, как правило, содержит стафилококки, обладающие повышенной биологической активностью. (14)
Существуют три основные причины высокого содержания соматических клеток в молоке:
• травма или инфекция вымени;
• изменения в проникаемости мембран клеток крови;
• стресс коров.
Соматические клетки (СК) могут привести к повышению концентрации свободных жирных кислот, как в свежем, так и в хранящемся маститном молоке, в результате чего появляется горький привкус. Маститное молоко характеризуется более высокой протеолитической активностью по сравнению с молоком здоровых животных из-за частично повышенного количества плазмина белков. Гидролиз вызывает изменение казеинового комплекса, снижая относительную пропорцию бета-казеина и общего казеина. Биохимия молока четко определяет отрицательное влияние липолиза и протеолиза на качество молочных продуктов.
Учеными установлена взаимосвязь между количеством соматических клеток и составом молока, влияющим на состав и выход сыра. Например, из молока с количеством соматических клеток 600000 в 1 мл получается сыр, в котором меньше жира на 0,5 %, белков - на 0,4, сухих веществ - на 0,9 % и влаги больше на 0,9 % по сравнению с сыром, выработанным из молока, в котором количество СК составляло 100 000 в 1 мл.
Использовать молоко с СК более 500 000 в 1 мл для производства сыра нежелательно, поскольку снижается его способность к свертыванию. В результате получается продукт с более высоким содержанием влаги из-за плохого отделения сыворотки. Кроме того, сыр хуже режется и с сывороткой уходит большее количество мелких частиц, то есть уменьшается его выход.
Существуют различные способы снижения количества соматических клеток, например сепарирование, очистка, бактофугирование.(6)
Стандартные сепараторы, используемые для разделения сырого молока на сливки и обезжиренное молоко, обладают ограниченной возможностью снижать количество соматических клеток - только на 30-50 %. Очистители предназначены для отделения частиц от жидкости. Их использование позволяет значительно повысить эффективность отделения частиц от жидкостей по сравнению с обычным сепаратором для молока, особенно если он сконструирован как сепаратор для удаления бактерий. В результате проведения различных тестов установлено, что с использованием такого устройства степень очистки от соматических клеток достигает 95 %.
В 1997 г. на опытных установках изучали влияние уменьшения количества соматических клеток в молоке перед его переработкой на сыры «Моцарелла» и «Пармезан». Результаты показали, что выход сыра увеличивается на 2-3 % после сокращения количества СК с 300 000-400 000 до 15 000 в 1 мл молока с помощью сепаратора, удаляющего бактерии.
Самоочищающиеся молочные сепараторы и сепараторы для удаления бактерий должны периодически очищаться (через каждые 10 мин - сепараторы для удаления бактерий и максимум через 20-40 мин - стандартные сепараторы для молока). Интервал между очистками зависит главным образом от температуры и качества молока. В коническом пространстве для шлама между очистками скапливаются немолочные сухие вещества, соматические клетки и бактерии, что ведет к концентрации белков, зависящей от трех факторов:
• передачи тепла от вращающегося барабана к продукту;
• отсутствия обмена жидкости в области хранения сухих веществ;
• высокого перепада давления при выходе молока из дисков. Современные сепараторы для молока должны очищаться чаще, чем это было 30 лет тому назад. Это объясняется повышением температуры сепарирования на 10 °С для достижения необходимой эффективности сепарирования.
Стоимость обработки и сброса сепараторной слизи становится все боле дорогой. Проблемы вызывают также потери молочных белков. В идеально варианте из сепараторов (центрифуг) должны выходить только немолочные сухие вещества, соматические клетки и бактерии.(11)
Учитывая сказанное, перед конструкторами стояла задача – создать сепаратор для молока, который удаляет только немолочные сухие вещества, соматические клетки и бактерии, не повреждая белки и не нарушая их коцентрацию. В результате была создана система SRS (Ргоtein plus system). В пространство для сухих веществ барабана сепаратора вставлено устройство, предотвращающее перепад давления при выходе обезжиренного молока из системы дисков. Кроме того, установлен сепарирующий диск комбинации с несколькими ведущими пластинами. Эта система направляет обезжиренное молоко дальше к периферии пространства для сухих веществ и предотвращает концентрирование молочных белков. При этом силы ротации увеличиваются, эффективность очистки значительно повышается. Этот комбинирующий эффект дает возможность реже очищать сепараторы без потери эффективности сепарирования и очистки. В результате сокращения интервалов между очистками и снижения концентрации белков потери сухих веществ молока сократились до 10 раз.(1)
Следующий способ снижения соматических клеток это бактофугирование. Бактофугирование —это процесс, при котором для отделения микроорганизмов от молока применяется специально разработанная центрифуга, получившая название «бактофуга». Преимущество использования данного способа на начальных этапах переработки молока состоит в том, что удаление бактерий из молока-сырья происходит без нагревания до температуры пастеризации и не приводит к изменению его исходных свойств, включая инактивацию некоторых ферментов. (7)
Однако бактофугирование следует использовать с осторожностью, так как при этом снижается количество белка и, как следствие, выход сыра. (12)
В результате испытания шведской линии «Бактотерм» фирмы «Альфа-Лавапь» установлено, что при бактофугировании содержание основных компонентов в молоке уменьшается: сухих веществ - на 0,15-0,3 %, белка - на 0,1 % (выделяется 2,0-2,5% бактофугата с содержанием сухих веществ от 7,8 до 9,2 %, в том числе белка от 4,3 до 5,6 %). При переработке молока с нарушенным составом и особенно при удалении бактофугата ослабляется его способность к свертыванию и затрудняется дальнейшая технологическая обработка сгустка. При этом степень использования составных частей молока уменьшается: сухих веществ - на 1,3-1,6 %, жира - на 1,6-1,9 %. Таким образом, при бактофугировании необходимо учитывать тот факт, что молоко остается сыропригодным только в случае, когда бактофугат добавляют в общую смесь. Его термическая обработка не влияет отрицательно на белковую часть молока. (10)
Заключение
Концентрация соматических клеток определяет санитарную безопасность молока-сырья и качество продуктов его переработки (сыры, кисло-молочные продукты и так далее). (4)
Наличие соматических клеток в молоке более чем 200тысяч/см3 значительно снижает качественные показатели готовой продукции ,ограничивает возможности для расширения ассортимента - это фактор ощутимый для потребителя.
А вот для сельскохозяйственного производителя количество соматических клеток, превышающее пороговое значение 200тысяч/см3, как следствие заболевание коров маститом, напрямую влияет на молочную продуктивность коров и соответственно на финансовые показатели (прибыль).
Список литературы
1) Викинг У. Удаление соматических клеток из молока центрифугированием //Молочная промышленность. -2006.- № 5.-С.44
2) Брусилоиский Л. П., Шидловская В. П. Ионометрический метод контроля нормального молока//Молочная промышленность. - 1996.-№6.-С.24-26
3) Бушуева И. Г. Молоко- сырье: проблемы и пути решения//Молочная промышленность. -2007.- № 7.-С.5-9
4) Гаврилов Г.Б., Макаружин А.А. Анализ методов определения соматических клеток//Молочная промышленность. -2006.- № 7.-С.21
5) Крусь Г. Н., Шалыгина А. М., Волокитина 3. В. Методы исследования молока и молочных продуктов.— М.: КолосС, 2002. — 368 с
6) Пономарев А.Н. Разработка технологии молока пастеризованного повышенной хранимоспособности. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2001.
7) Пономарев А.Н., Мерзликина А.А. Бактофугирование как способ очистки молока-сырья// Хранение и переработка сельхозсырья.- 2007.-№ 6.-С.18
8) Сизова Л.С. Исследование и разработка научных и практических основ использования ионометрии для контроля качества. - Кемерово, 1996.
9) Фрунджан В.Г. Биолюминесцентный метод диагностики мастита у коров// Ветеринария, 2005. -№ 35.
10) Храмцов А. Г. Необходимость бактериальной санации молока-сырья //Молочная промышленность. -2006.- № 2.-С.18-21
11) Шабшаевич М. Л., Шидловская В. П. Определениие содержания соматических клеток в молоке-сырье//Молочная промышленность. -2007.- № 2.-С.30-32
12) Технология переработки молока методом бактофугирования и использованием центробежных бактофуг с периодической и непрерывной выгрузкой осадка. - М.: ЗАО «Тетра Пак АО», 2000.
13) http://www.ag-bag.ru/academy/milk/4.html
14) http://www.newmilk.ru/forum/viewtopic.php?t=12
15) http://www.laborkomplekt.ru/?page=7&sid=4&srid=52&iid=1753
16) http://www.glabus.ru/content/view/337/
17)http://www.sibagropribor.ru/rubric5/item19/?PHPSESSID=e9b1ac93eecf490ca21aeed426fdd156
18) http://www.laborant.net/catalog.aspx/00008810
19)http://www.ikf.com.ua/index.php?sub>menu_id=3&article_type_id=4&type=5&stuff_id=24
20) http://www.kugel.by/?nodeID=157