Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 8
1.1 Динамика белкового состава молочного сырья в России и за рубежом 8
1.2 Научно-практические аспекты улучшения белкового состава и структурно-коагуляционных свойств молочного сырья в современных условиях 22
Глава 2 Материал и методы исследований 36
2.1 Схема эксперимента 36
2.2 Методы определения качественных показателей молока 38
2.3 Методы расчета экономической ценности белковомолочности коров 40
2.4 Методы статистической обработки данных 42
Глава 3 Результаты исследований 43
3.1 Современное состояние молочной промышленности юга Красноярского края 43
3.1.1 Производство и переработка молока 43
3.1.2 Сырьевые качества товарного молока 52
3.2 Влияние породной принадлежности и сезона года на белковый состав молока коров южной зоны Красноярского края 55
3.2.1 Изменения общего белка, казеина и сывороточных белков 56
3.2.2 Динамика фракционного состава казеина 59
3.2.3 Аминокислотный состав белков молока 62
3.3 Взаимосвязь между белковым составом, удоем и основными компонентами молока 67
3.4 Структурно-коагуляционные свойства молока 77
3.4.1 Исследование продолжительности свертывания молока 78
3.4.2 Реологические показатели сычужного сгустка 83
3.4.3 Синеретическая способность сычужного сгустка 86
3.5 Взаимосвязь между белковым составом и структурно-коагуляционными свойствами молока 89
3.6 Расчет экономической ценности белковомолочности коров 92
3.7 Предложения по улучшению качественных показателей молока 99
3.7.1 Совершенствование системы оплаты за молоко 101
3.7.2 Совершенствование переработки молока 102
Выводы 104
Предложения производству 105
Библиографический список
- Динамика белкового состава молочного сырья в России и за рубежом
- Научно-практические аспекты улучшения белкового состава и структурно-коагуляционных свойств молочного сырья в современных условиях
- Методы определения качественных показателей молока
- Современное состояние молочной промышленности юга Красноярского края
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время проблема качества сырого молока является актуальной для молочного подкомплекса России. В первую очередь это относится к содержанию белка в молоке. Во многих регионах нашей страны наблюдается значительное снижение данного показателя, что, по мнению, ряда авторов, связано с многолетней односторонней селекционно-племенной работой с молочным скотом только на повышение продуктивности и жирности молока (Жебровский Л.С., 1973; Данкверт А., 2003; Лях В.Я, 2004).
Второй стороной проблемы является тенденция снижения традиционно сложившегося спроса населения на жирно-молочные продукты и, напротив, увеличения спроса на белково-молочные. В связи с этим происходит переориентация молочной промышленности на переработку цельного молока в белковые продукты. Однако технология данных продуктов, особенно сыра, является сложной и предъявляет дополнительные, более высокие требования к качеству молока. По данным К.К. Горбатовой (2003), товарное молоко, производимое в нашей стране, имеет качество и структурно-коагуляционные свойства, недостаточно хорошо выраженные, и лишь 30% молочного сырья отвечает предъявляемым требованиям. Низкое качество и плохая свертываемость молока приводят к перерасходу сырья и большой потере белков из-за их перехода в побочные продукты.
Кроме того, в последние годы в ряде регионов России, в том числе и в Красноярском крае, используются новые породы и типы скота, полученные, в основном, путем скрещивания симментальской, черно-пестрой пород с голштинским скотом, которые отличаются хорошо выраженным молочным типом и имеют высокую продуктивность (Бодрова СВ., 2000; Герасимчук Л.Д., 2003; Голубков А.И., 2003; Ефимова Л.В., 2004). Однако новые породы и типы скота, особенно Сибирского региона, недостаточно
изучены по белковому составу и структурно-коагуляционным свойствам молока. Имеющиеся данные о содержании белка в молоке, его абсолютном выходе за лактацию не дают полного представления о технологических свойствах молока. В Красноярском крае комплексных исследований белкового состава и структурно-коагуляционных свойств не проводилось, что и обусловливает необходимость их проведения. С учетом актуальности данной темы нами были поставлены следующие цель и задачи.
Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в комплексном исследовании белкового состава и структурно-коагуляционных свойств молока коров молочных пород, разводимых в южной зоне Красноярского края с учетом сезона года и разработки предложений по улучшению качественных показателей молока.
В соответствии с поставленной целью в задачи исследований входило:
провести анализ сырьевых качеств товарного молока, поступающего на молочные заводы юга Красноярского края;
определить влияние породной принадлежности и сезона года на белковый состав и структурно-коагуляционные свойства молока;
установить взаимосвязь между белковым составом и структурно-коагуляционными свойствами молока;
провести расчет экономической ценности белковомолочности коров;
на основе полученных данных разработать предложения по улучшению качественных показателей молока.
Научная новизна работы. Изучены закономерности сезонных изменений белкового состава и структурно-коагуляционных свойств молока коров красно-пестрой породы и помесных коров черно-пестрой и голштинской пород, разводимых в южной зоне Красноярского края. Установлена взаимосвязь между белковым составом и структурно-коагуляционными свойствами молока и определены направления по их улучшению. Разработаны система расчетов за молоко-сырье с учетом его качественных показателей и сезонные режимы производства белково-
молочных продуктов для молокоперерабатывающих предприятий юга Красноярского края.
Практическая значимость работы. Результаты исследований являются основой для целенаправленного использования молока-сырья при его переработки и уменьшения потерь в производстве молочных продуктов. Разработанная система расчетов с товаропроизводителями за молоко-сырье с учетом белкового состава и коэффициента сезонности, обеспечит увеличение уровня рентабельности производства молока, что позволит оказывать влияние на повышение белковомолочности коров.
На основании результатов исследований создана большая информационная база данных качественных показателей молока по отдельным сельскохозяйственным предприятиям, зонам заводов, районам юга Красноярского края, которая позволит совершенствовать породы молочного скота южной зоны края.
Основные положения, выносимые на защиту:
Анализ сырьевых качеств товарного молока, поступающего на молочные заводы юга Красноярского края.
Изменения белкового состава и структурно-коагуляционных свойств молока коров в зависимости от породной принадлежности и сезона года.
Взаимосвязь между белковым составом и структурно-коагуляционными свойствами молока.
Экономическая оценка белковомолочности коров разной породной принадлежности.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава КрасГАУ (г. Красноярск, 2003 г., 2005 г., 2006 г.), на межвузовском научном фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2003 г.), а также на Всероссийской конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика»
(Красноярск, 2004 г.).
Публикации. Основные результаты опубликованы в 8 научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 130 страницах компьютерного текста, содержит 3 рисунка, 30 таблиц и библиографию из 153 наименований, в том числе на иностранных языках 6, 4 приложения. Работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов исследований, выводов, предложений производству, библиографического списка, приложений.
Динамика белкового состава молочного сырья в России и за рубежом
Проблема качества сырого молока всегда была и в настоящее время продолжает оставаться одной из наиболее актуальных во всем мире (Тезиев Т.К., 2001; Шувариков А.С., 2001; Морозова Н.И., 2003). Одним из главных показателей качества молока является содержание в нем белка.
Во многих странах, в том числе и в России, в молоке наблюдается значительное снижение массовой доли белка, что отрицательно влияет как на производителей, так и на переработчиков, так как от этого показателя зависит ассортимент, качество и выход изготавливаемой молочной продукции (Савельева Е.Ю., 2002; Савельев А.А., 2002; Шендаков А.И, 2004).
Помимо этого низкая доля белка в молоке приводит к тому, что без дополнительных технологических приемов - введения сухого молока, белковых концентратов, стабилизирующих добавок - невозможно получать кисломолочные продукты требуемого состава и консистенции. Технологическая необходимость вызывает повсеместное использование немолочных ингредиентов, в целом отрицательно влияющих на качество молочных продуктов (Лабинов В.В., 2004).
Кроме того, снижение содержания белка на 0,1%) увеличивает расход молока при производстве сыра на 3-4% и на 4-5%о при производстве творога (Черных Г.В, 1969; Савельев А.А, 2003).
Первыми решать данную проблему начали страны с развитым молочным скотоводством, такие как Великобритания, Франция, Швеция, США и другие. Правительства этих государств с середины 1980 г. ввело годовые квоты на производство и продажу молока с учетом минимального уровня содержания в нем белка (3,2-3,4%), а также установило закупочные цены, предусматривающие повышенную оплату за содержание белка на уровне или выше установленного квотой ЕС. Такая политика привела к перестройке селекционной работы на фермах. За основу была принята схема селекции на повышение белка в молоке (Долби P.M., 1982; Голубков А.И., 2000; Данкверт А., 2003).
В настоящее время эти страны достигли высоких показателей по белковомолочности коров. В качестве примера можно привести материалы В.П. Шидловской (1999) и В.В. Лабинова (2004) по некоторым из них в сравнении со средним содержанием общего белка в России (таблица 1).
Материалы таблицы 1 свидетельствуют о высоком содержании белка в молоке во всех рассматриваемых зарубежных странах. По данным обоих авторов самых высоких показателей достигли Новая Зеландия и Швеция -3,55 и 3,44%, соответственно.
Так, в Швеции, признанном лидере молочного скотоводства, таких результатов добились путем завоза почти 15 тыс. эмбрионов и 10 тыс. животных доноров голштинской породы североамериканской и канадской селекции с наивысшей белковомолочностью (3,5-3,7%).
Новозеландские же скотоводы более 15 лет разводят голштино-джерсейских помесей. Их кровность по джерсеям в настоящее время составляет /г, 1А. Суммарное содержание жира и белка при этом больше, чем у голштинских коров. Это поголовье сейчас занимает около 30% общего стада. Содержание белка в молоке у него 3,7-3,8% (Волынцев А., 2004).
Таким образом, за последние 20-25 лет в мировой практике вырисовывается тенденция увеличения белковомолочности коров в результате как их правильного кормления и содержания, так и целенаправленной селекционно-племенной работы (Сычева О., 2004).
В нашей же стране, несмотря на массовую голштинизацию крупного рогатого скота до последнего времени повышению его белковомолочности не уделялось должного внимания (Гузун В.А., 1987; Волынцев А., 2004).
В условиях плановой экономики во времена советского периода развития страны производителям молока ежегодно устанавливали все более возрастающие задания по производству и поставкам государству молока. Именно вал был определяющим в характеристики успешности ведения отрасли каждого хозяйствующего объекта, при этом качественные показатели молока всегда были второстепенными.
Содержание белка в молоке практически не контролировалось, а если это и делалось, то исключительно для внутризаводских нужд, например, для проверки в соблюдении норм расхода сырья на выработку продукции. Более того, белок никогда не был фактором ценообразования. Практика многих десятилетий такой работы привела к тому, что в молочном животноводстве и в племенном деле белок не являлся селекционируемым показателем (Лабинов В.В., 2004), так как селекционно-племенная работа с молочным скотом была нацелена только на повышение продуктивности и жирности молока (Жебровский Л.С., 1978; Сычева О., 2003).
Научно-практические аспекты улучшения белкового состава и структурно-коагуляционных свойств молочного сырья в современных условиях
Качественные показатели молока определяли следующими методами: плотность - ареометрическим методом, ГОСТ 3625-84; титруемая кислотность (в градусах Тернера) - титриметрическим методом, ГОСТ 3624-92; массовая доля жира - кислотным методом, ГОСТ 5867-90; массовая доля белка и казеина - методом формольного титрования, ГОСТ 25179-90; массовая доля сывороточных белков - расчетным методом; фракционный состав казеина - методом электрофореза на бумаге по Е.А. Ждановой и И.Н. Влодавцу. Под действием электрического тока казеин разделялся на отдельные фракции благодаря их неодинаковой скорости движения на хроматографической бумаге. Фракции в виде пятен окрашивали бромфенолблау и колориметрировали на приборе ИФО-451 (определяли экстенции). На основании данных отчета экстенций устанавливали соотношение отдельных фракций в казеине в % (Y) по формуле: Y = (Ах 100)/В, (1) где А - показания прибора, %;
В - сумма отчетов экстинкций. аминокислотный состав белков молока - методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе «KLA-3B» (чувствительностью 0,1 мкмоль). Расчет производили путем сравнения площадей пиков исследуемого образца с площадями пиков раствора со стандартной смесью аминокислот.
Содержание каждой аминокислоты в % (X) вычисляли по формуле: X = (Sx0,25xMbxbxl00)/(Cx Ю00хах50), (2) где S - площадь пика аминокислоты в исследуемой пробе; С - площадь пика аминокислоты в стандартной смеси; 0,25 - содержание аминокислоты в растворе стандартной смеси, мкмоль; Мь - молекулярная масса аминокислоты, г/моль; 1000 - коэффициент перевода микромоль в миллимоль; b - объем буфера 2,2 взятого для разведения, мл; а - объем наносимого на колонку испытуемого образца, мл; 50 - количество сухого вещества, взятого для гидролиза, мг. Содержание каждой аминокислоты в 1 литре исследуемого молока в миллиграммах (А) вычисляли по формуле: A = (Sx0,01 xMb хХ)/С (3) общая продолжительность свертывания, продолжительность коагуляции и гелеобразования сгустка - методом сычужной пробы по Н.Б. Барабанщикову и A.M. Николаеву; реологические показатели сгустка (прочность и эластичность) - на гелиометре по методике Н.Б. Барабанщикова (Методика..., 1972); синеретическая способность сгустка - методом центрифугирования по методике ВНИМИ.
Для расчета экономической ценности исследуемых показателей выполняли продуктовые расчеты, с помощью формул по Г.Г. Шиллеру (2003), Г.Н. Крусь (2004), П.П. Чубову (2004): массовую долю жира в нормализованной смеси сыра рассчитывали по формуле: Жим = КхБыхЖсвс/100, (4) где Жнм - массовая доля жира в нормализованной смеси, %; К - коэффициент (К=2,07 для сыров с массовой долей жира в сухом веществе 50%; К = 1,98 - 45%; К = 1,86 - 40%; К = 1,54 - 30%); Бм - массовая доля белка в исходном молоке, %; Жсвс - массовая доля жира в сухом веществе сыра, массу нормализованного молока для производства сыра рассчитывали по формуле:
Методы определения качественных показателей молока
Качественные показатели молока определяли следующими методами: плотность - ареометрическим методом, ГОСТ 3625-84; титруемая кислотность (в градусах Тернера) - титриметрическим методом, ГОСТ 3624-92; массовая доля жира - кислотным методом, ГОСТ 5867-90; массовая доля белка и казеина - методом формольного титрования, ГОСТ 25179-90; массовая доля сывороточных белков - расчетным методом; фракционный состав казеина - методом электрофореза на бумаге по Е.А. Ждановой и И.Н. Влодавцу. Под действием электрического тока казеин разделялся на отдельные фракции благодаря их неодинаковой скорости движения на хроматографической бумаге. Фракции в виде пятен окрашивали бромфенолблау и колориметрировали на приборе ИФО-451 (определяли экстенции). На основании данных отчета экстенций устанавливали соотношение отдельных фракций в казеине в % (Y) по формуле: Y = (Ах 100)/В, (1) где А - показания прибора, %;
В - сумма отчетов экстинкций. аминокислотный состав белков молока - методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе «KLA-3B» (чувствительностью 0,1 мкмоль). Расчет производили путем сравнения площадей пиков исследуемого образца с площадями пиков раствора со стандартной смесью аминокислот.
Содержание каждой аминокислоты в % (X) вычисляли по формуле: X = (Sx0,25xMbxbxl00)/(Cx Ю00хах50), (2) где S - площадь пика аминокислоты в исследуемой пробе; С - площадь пика аминокислоты в стандартной смеси; 0,25 - содержание аминокислоты в растворе стандартной смеси, мкмоль; Мь - молекулярная масса аминокислоты, г/моль; 1000 - коэффициент перевода микромоль в миллимоль; b - объем буфера 2,2 взятого для разведения, мл; а - объем наносимого на колонку испытуемого образца, мл; 50 - количество сухого вещества, взятого для гидролиза, мг. Содержание каждой аминокислоты в 1 литре исследуемого молока в миллиграммах (А) вычисляли по формуле: A = (Sx0,01 xMb хХ)/С (3) общая продолжительность свертывания, продолжительность коагуляции и гелеобразования сгустка - методом сычужной пробы по Н.Б. Барабанщикову и A.M. Николаеву; реологические показатели сгустка (прочность и эластичность) - на гелиометре по методике Н.Б. Барабанщикова (Методика..., 1972); синеретическая способность сгустка - методом центрифугирования по методике ВНИМИ.
Для расчета экономической ценности исследуемых показателей выполняли продуктовые расчеты, с помощью формул по Г.Г. Шиллеру (2003), Г.Н. Крусь (2004), П.П. Чубову (2004): массовую долю жира в нормализованной смеси сыра рассчитывали по формуле: Жим = КхБыхЖсвс/100, (4) где Жнм - массовая доля жира в нормализованной смеси, %; К - коэффициент (К=2,07 для сыров с массовой долей жира в сухом веществе 50%; К = 1,98 - 45%; К = 1,86 - 40%; К = 1,54 - 30%); Бм - массовая доля белка в исходном молоке, %; Жсвс - массовая доля жира в сухом веществе сыра, массу нормализованного молока для производства сыра рассчитывали по формуле: М„м. = [ (Мм (Жсл. - Жм) ] / [ (Жс, - Ж,,.м.) ], (5) где Мм - масса молока-сырья, кг; Жсл. - массовая доля жира в сливках, %; Жм - массовая доля жира в молоке-сырье, %; Жнм. - массовая доля жира в нормализованном молоке для производства сыра, %. массу зрелого сыра рассчитывали по формуле: Мз.с. - [М,м. х (Ж,,м. - ЖСЫ,) ] / [Жзх. - Жсьш.] х [(100 - n) /100], (6) где Ж3.с. - массовая доля жира в зрелом сыре, %; п - предельно допустимые потери жира при производстве сыра, %. массовую долю жира в зрелом сыре рассчитывали по формуле: Жз.с. = [Жстх(Ю0-В)]/100, (7) где Ж3.с. - массовая доля жира в зрелом сыре, %; Жст - нормативная доля жира в сыре, %; В - нормативная влага в сыре, %. выход сыра рассчитывали по формуле: Вс = 1,07 хЖм + 2,6 хКм, (8) где Км - массовая доля казеина в молоке-сырье, %. Для расчета экономической эффективности исследуемых показателей молока пользовались следующими формулами: стоимость 1 кг молока рассчитывали по формуле: Ц = [(Пб х Цб + Пж х Цж) х Кк ] / 100, (9) где Пб - содержание белка в молоке, %; Цб - цена молочного белка, руб./кг; Пж - содержание жира в молоке, %;
Современное состояние молочной промышленности юга Красноярского края
Молочная промышленность юга Красноярского края представлена тремя предприятиями различных форм собственности: ОАО «Молоко» г. Минусинска, ОАО «Шушенский МКК» Шушенского района и ООО «Туранмолоко» Краснотуранского района. Состояние данных предприятий неразрывно связано с развитием молочного скотоводства, обеспечивающего сырьевую базу отрасли. В связи с этим, нами было проведено ее исследование по основным районам юга края: Шушенскому, Минусинскому и Краснотуранскому.
Сырьевая база за анализируемый период времени по рассматриваемым районам, как и по всей стране, сокращается. Поголовье дойных коров уменьшилось на 2763 головы. В 2004 г их численность составила 13125 голов, что на 17,4% меньше, чем в 2001 г. (приложение АЛ).
На фоне сокращения поголовья незначительно возросла (13%) средняя продуктивность молочного стада и составила 2780 кг (приложение А.2). Это связано в основном с тем, что выравнивается в соответствии с нормами кормовой рацион, идет обновление молочного стада более продуктивным скотом. Так как в последние годы в крае используются животные созданной новой породы и нового типа скота в основном путем скрещивания симментальской, черно-пестрой пород с голштинским скотом, которые имеют высокую продуктивность.
Однако темпы роста продуктивности животных не компенсировали сокращения их численности, что привело к снижению общего объема производимого в районах молока (приложение А.З). В 2004 г. произведено 39890 т молока, что на 3,5% меньше, чем в 2001 г.
Сокращение сырьевой базы по югу края за рассматриваемый период времени обострило проблему сырья для молочной промышленности. Так как, спад объемов производства у основных поставщиков - сельскохозяйственных предприятий молока привел к уменьшению его закупок молокоперерабатывающими предприятиями, что наглядно демонстрируют данные приложения Б.1.
Из материалов приложения Б.1 видно, что в период с 2001 по 2004 гг. данные операции молочными заводами в целом по всем категориям хозяйств сократились на 1,1%, в том числе по сельскохозяйственным предприятиям -на 3,5%). Поэтому заводы попытались восполнить недостаток сырья заготовкой его у крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств. В связи с этим за исследуемый период времени их доля увеличилась на 47,9%.
В разрезе молочных заводов за четыре рассматриваемых года самое большое снижение закупок молока (5,7% ) по всем категориям хозяйств наблюдалось на ОАО «Шушенский МКК» Шушенского района, что связано с уменьшением (3,7%) заготовок молока у сельскохозяйственных предприятий и приостановкой работы с крестьянскими (фермерскими) и личными подсобными хозяйствами.
За этот же период времени их незначительное увеличение наблюдалось на ОАО «Молоко» и ООО «Туранмолоко». Так, на ОАО «Молоко» г. Минусинска за четыре анализируемых года они возросли на 9,4%) за счет увеличения доли молока сельскохозяйственных предприятий (25,6%)) при этом наблюдалось сокращение закупок в крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств (90,1%о). На ООО «Туранмолоко» Краснотуранского района объемы закупок сырья в 2004 г увеличились (3,9%о) относительно 2001 г., несмотря на их снижение (30,1 % ) от сельскохозяйственных предприятий, что связано с ростом в 21,3 раза реализации молока крестьянскими (фермерскими) и личными подсобными хозяйствами. Однако данного прироста не достаточно для обеспечения молокоперерабатывающих предприятий молоком-сырьем.
Острый дефицит сырья обусловил стремление молокоперерабатывающих предприятий края к формированию собственных сырьевых зон. В последние годы они начали проводить активную политику по привлечению поставщиков молока-сырья. Предприятия молочной промышленности стали стремиться к тому, чтобы их поставщиками были хозяйства не только своего района, но и других районов юга края и расположенных за ее пределами.
В условиях жесткой конкуренции за поставщиков молока-сырья по югу края стал происходить передел сфер влияния молокоперерабатывающих предприятий, что изменяло конфигурацию их сырьевых зон.
В настоящее время самая широкая география закупок молока у ОАО «Шушенского МКК» Шушенского района. В его сырьевую зону входят все хозяйства Шушенского района, большинство поставщиков Ермаковского и Курагинского районов, а также часть поставщиков Минусинского района. Завод работает с 34 сельскохозяйственными предприятиями поставщиками сырья, базовыми из которых (поставляющими более 7% молока от общего объема) являются: СПК «Алексеевский» (Курагинский район), ЗАО «Марининское» (Курагинский район), ЗАО «Сибирь» (Шушенский район) и с.-х. арт. «Искра Ленина» (Минусинский район) (приложение Б.2).
Поставщиками ОАО «Молоко» г. Минусинска являются хозяйства Минусинского района и ряд поставщиков Каратузского, Курагинского и Ермаковского районов. Предприятие работает с 35 сельскохозяйственными предприятиями поставщиками сырья, а также старается привлечь хозяйства населения и крестьянско-фермерские хозяйства, но их доля в годовом объеме поставок пока не велика.
