ВВЕДЕНИЕ
Молоко — идеальный источник макроэлементов, таких как кальций (Ca), калий (K) и фосфор (P). Кроме того, в молоке содержатся микроэлементы и даже тяжёлые металлы (Ламперт, 1984). Известно, что такие микроэлементы, как медь (Cu), железо (Fe), селен (Se) и цинк (Zn), необходимы для нормального роста. Однако тяжёлые металлы, такие как мышьяк (As), кадмий (Cd), ртуть (Hg) и свинец (Pb), не оказывают положительного влияния на организм человека. Хант и Нильсен (2009) обнаружили, что четырнадцать минералов, содержащихся в коровьем и человеческом молоке (кальций, хлорид, кобальт, медь, йод, железо, магний, марганец, молибден, натрий, фосфор, калий, селен и цинк), выполняют важные физиологические функции: от участия в формировании структурных компонентов тканей организма до обеспечения жизнедеятельности многих ферментов и других биологически важных частиц.
Ещё семь минералов (мышьяк, бор, хром, фтор [в виде фторида], никель, кремний и ванадий) не считаются незаменимыми, но могут быть полезны, судя по имеющимся данным о том, что они участвуют в некоторых физиологических процессах у одного или нескольких видов млекопитающих (IDF, 2008). Кроме того, на содержание минералов в натуральном козьем и коровьем молоке влияют рацион, порода, индивидуальное животное, стадия лактации, время года, условия содержания, окружающая среда, местность, стадия лактации, состояние здоровья вымени и т. д. (Herrera et al., 2006; Park et al., 2007). Хотя эти необходимые элементы могут быть токсичными при избыточном потреблении, степень токсичности и необходимость их употребления варьируются в зависимости от элемента и вида (Tripathi, et al. 1997). В молоке минеральные элементы присутствуют в нескольких химических формах, включая неорганические ионы и соли, а также в составе органических молекул, таких как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты (Zamberlin et al., 2012)
Таким образом, измерение содержания металлов очень полезно для оценки качества молока в процессе его обработки и производства.
Кроме того, состав молока может быть связан с питанием; поэтому минеральный состав молока может быть подходящим инструментом для оценки обеспеченности молочных коз микроэлементами (Greppi et al., 1995)
Целью данной работы было определение физико-химических свойств и минерального состава молока коз породы шами, которых кормили солеустойчивыми растениями и поили солёной водой.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Данные были собраны в стаде шами, расположенном на юге Синайского полуострова.
Исследовательская станция расположена в городе Рас-Судр, провинция Южный Синай.
Двусторонний проект ICBA-DRC, блог Центра исследований пустыни, Министерство сельского хозяйства, Египет. Всех коз случайным образом разделили на 4 равные группы (по 10 особей в каждой). Группа 1 (G1) и группа 2 (G2) получали сено из клевера и эспарцета, а группа 3 (G3) и группа 4 (G4) получали люцерну, выращенную на солончаковой почве и орошаемую солёной водой (6000 частей на миллион) в качестве солеустойчивого растения (СУР).
Группа 1 и группа 3 пили пресную воду, а группы 2 и 4 —солёную воду (6000 частей на миллион).
Все группы получали концентрированный корм для удовлетворения своих потребностей в питательных веществах. Образцы молока были собраны на 1-й неделе после окота, после периода молозива, и еженедельно в течение 4 недель. Коз отлучали от козлят на 12 часов, а затем доили одну из них вручную. Таким образом, суточный удой (СУ) рассчитывался как количество надоенного молока, умноженное на 4. Химический состав рациона и анализ воды представлены в таблицах (1 и 2). Образцы цельного молока из каждой группы были исследованы с химической точки зрения. Жирность, общее содержание белка, лактозы, сухой обезжиренный остаток и удельный вес были определены с помощью инфракрасного анализатора молока (Lactoscan — mega-netco, Индия).
Другой образец молока был использован для определения содержания золы в соответствии с официальными методами анализа, разработанными Ассоциацией официальных химиков-аналитиков (AOAC, 2012). Значение pH было измерено электрометрическим методом с помощью pH-метра Lab. со стеклянным электродом, цифрового pH-метра Hanna модели 211. Для анализа минералов в молоке образцы молока сушили в течение ночи при температуре 102 ºC и прокаливали при температуре 550 ºC в течение 6 часов. Золу анализировали, как описано в работе Kondyli et al. (2007).
Все минералы - алюминий, (Al), мышьяк, (As), бор, (B), кальций (Ca), кадмий, (Cd), кобальт, мг/л (Co), хром (Cr), медь (Cu), железо (Fe), свинец (Pb), магний (Mg), марганец (Mn), ртуть (Hg), молибден (Mo), никель (Ni), селен (Se), стронций (Sr), ванадий (V) и цинк (Zn) определяли методом индуктивно-связанной аргоновой плазмы, iCAP 6500Duo, Thermo Scientific, Англия. Концентрации натрия (Na) и калия (K) определяли с помощью пламенного фотометра Corning 410. Фотометр (Ciba Corning Diagnostics Scientific Instruments, Эссекс, Англия).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты, по удоям молока (НСМ), представлены в таблице (3). Между четырьмя исследуемыми группами нет существенных различий (P>0,05). В первую неделю лактации средний удой молока составил 0,82, 0,89, 0,95, 0,80 и 0,72 кг в группах G1, G2, G3 и G4 соответственно. Результаты показывают, что средний удой увеличился и достиг максимума на 2-й неделе (1,18 кг). Кроме того, результаты показывают, что у G2 был самый высокий средний удой, и он сохранялся со 2-й недели (1,31±0,416 кг) до 4-й недели (1,32±0,220 кг). Этот результат может быть получен из-за употребления соленой воды (G2), которая позволяет самкам в этой группе пить больше воды, чем в других группах. Итого, среднесуточный удой увеличился.
В целом средний суточный удой (0,80 кг) был ниже 1,87 кг, которые получил Хаджипанайотоу (2004), кормивший дамасских коз ячменём и кукурузой.
Кроме того, этот средний суточный удой был ниже 1,90 кг, которые получили Гюней и др. (2006) от дамасских коз.
Это означает, что кормление животных солеустойчивыми растениями, не повлияло на производство молока. Комбс и Хартнелл (2007) и Дигби и др. (2008).
Результаты, записанные для значения pH, показаны в таблице (4). Нет значительных различий (P>0.05) между четырьмя изученными группами. В молоке, полученном в период лактации, среднее значение pH составило 6.74. Значения pH были выше в начале лактационного периода по сравнению с концом лактации (6.72 против 6.49). Это похоже на уровень pH молока у коз (6.77) (Baldi и др., 2002). Также это было близко к 6.8, полученному Шарфеном и др. (2007). Андерсон (1992) предложил, что молочный белок может быть ответственным за изменение pH в молоке, поскольку, как и белки крови, они способны контролировать pH благодаря своей буферной способности. Однако, так как белки более анионные, чем катионные, увеличение концентрации белков должно привести к увеличению pH. Это не наблюдалось в настоящем исследовании. Еще одно возможное объяснение заключается в том, что произошло увеличение органических кислот, таких как уксусная, пирувиновая и молочная, в молоке.
Результаты химического состава козьего молока среди различных изученных групп на каждой неделе в период лактации представлены в таблице (5). Средние значения жира, белка, лактозы, золы, не жирного вещества, общего сухого вещества и удельного веса составили 3.95, 3.74, 4.27, 0.803, 8.81, 12.76% и 1.031 соответственно. Эти результаты показывают, что группы не имеют значительного (P< 0.05) влияния на все компоненты молока, кроме лактозы и золы. Эти результаты согласуются с работами Дигби (2007) и Дигби и др. (2008), которые пришли к выводу, что не было значительных различий между высокосолевой диетой (NaCl 13% от сухого вещества) и контрольной диетой (NaCl 0.5% от сухого вещества) по содержанию жира и белка в образцах молока. Среднее значение жира (3.95%) находилось в диапазоне 2.14-4.50%, что получено Зенгом (1996), и 2.5-4.4%, что получено Пандьей и Гходке (2007) в козьем молоке. Также значение белка (3.74%) находилось в диапазоне 2.6-4.1%, что было получено в козьем молоке Рэйналь-Льютовацом и др. (2008). Результаты, полученные в данном исследовании по лактозе и общему сухому веществу, согласуются с данными Рэйналь-Льютоваца и др. (2008) (лактоза и общее сухое вещество составили 4.3-4.76% и 11.6-14.8% соответственно, что получено из молока разных пород коз) и концентрация общего сухого вещества в козьем молоке была схожа с данными Махмуда и Усмана (2010) (12.0-13.73%).
Подобные результаты по сухому веществу во всех группах (8,11-978%) были получены Пандьей и Гходке (2007). Но результаты Пандьи и Гходке (2007) оказались ближе к нашим результатам, полученным по золе во всех группах (зола составила 0,83 - 0,98%). Удельный вес образцов молока, собранных из изучаемой группы, представлен в таблице (5). Удельный вес в G1 был выше, чем в G4. Значительных (p>0,05) различий между изученными группами по удельному весу не наблюдалось. Удельный вес оказался в диапазоне 1,030-1,032. Удельный вес всех группах козьего молока был аналогичен результатам Махмуда и Усмана (2010). Таблица 6 показывает результаты концентраций минералов в четырех изучаемых группах образцов молока. Все группы показывают значительные (P < 0,05) различия по всем изучаемым минералам, макроэлементам, микроэлементам и тяжелым металлам. Эти результаты совпадают с выводами Кэшмана (2006), который заключил, что вариации в минеральном составе молока могут быть обусловлены различиями в типах кормления. В целом, большинство концентраций минералов в проанализированных образцах молока находились в пределах нормальных значений, представленных в литературе для молока.
Средняя концентрация кальция (Ca) составляла 583,7, 604,3, 332,4 и 343,2 мг/л для G1, G2, G3 и G4 соответственно, что ниже, чем указано в работе Кондили и др. (2007) для козьего молока (132 мг/100 г) и Беттоне и Берлингейма (2013) (100-134 мг/100 мл).
Концентрация калия (K) (таблица 6) была значительно выше в G4 (1390 мг/л), за ним следуют G1 и G2 (1350 и 1280 мг/л соответственно), в то время как G3 показала наименьшее значение концентрации K (1250 мг/л). Эти результаты находятся в пределах тех, которые представлены Родригесом и др. (2002) и Гарсией и др. (2006), которые составили 1212-2160 мг/л, 0.84-1.81 г/кг в козьем молоке. Хотя результаты были ниже 152 мг/100 мл, полученных Кодили и др. (2007) в козьем молоке. Более того, эти результаты согласуются с теми, которые были сообщены Эль-Хави (2013) о уровне калия в крови в том же эксперименте.
Содержание магния (Mg) составило 39.06, 64.78, 49.38 и 65.91 мг/л для G1, G2, G3 и G4 соответственно, что было ниже, чем сообщалось в молоке козы несколькими авторами (Гарсия и др. 2006, Имран и др. 2008, Беттони и Бёрлингейм, 2013), которые указали 70-220, 139 и 130-140 мг/л соответственно. Концентрация Mg была максимальной в G4 (65.91 мг/л), в то время как G1 показал минимальное значение (39.06 мг/л). Этот результат может быть вызван взаимодействием как устойчивых к соли растений, так и соленой воды на молоко. Этот результат согласуется с работой Эль-Хави (2013) о минералогическом кровяном профиле тех же экспериментальных животных. Концентрации натрия (Na) (Таблица 6) были выше в группах с соленой водой (G2 и G4), чем в двух других изученных группах (G1 и G3), этот результат может быть связан с взаимодействием как уровня соленой толерантности, так и соленой воды на молоко. Этот результат согласуется с данными Эль-Хави (2013) о минеральном составе крови того же экспериментального животного. Этот результат показал, что тип грубых кормов не влиял на концентрацию натрия и, возможно, был связан с уровнем альдостерона. В этом результате концентрация натрия в среднем составляла от 0,31 до 0,88 г/кг (Гарсиа и др. 2006), а по данным Родригеса и др. (2002) она находилась в диапазоне 288,8–906,0 мг/л в козьем молоке.
Медь (Cu) - было 1,471, 1,262, 0,537 и 0,624 мг/л в G1, G2, G3 и G4 соответственно. Содержание меди в молоке в G1 было самым высоким среди изученных групп. Этот результат может отражать то, что в норме концентрат кормосмеси, который давали животным в G1, был обогащён минеральными добавками.
Железо (Fe) является жизненно важным компонентом гемоглобина в крови, необходимым для переноса кислорода и функционирования ферментных систем, а также необходимо для формирования и функционирования красных кровяных клеток и работы мозга (ВОЗ / ФАО, 1996), которое передается в молоко. Среднее содержание железа в козьем молоке в этом исследовании составило 0,3667, 0,1122, 0,1288 и 0,2236 мг/л для G1, G2, G3 и G4 соответственно. Этот результат находился в диапазоне 0,193-1,167 мг/л, полученном Родригесом и др. (2002) в козьем молоке, и ниже, чем 0,55 и 0,6 мг/л, полученные Парком (2000) и Солиманом (2005) соответственно в свежем козьем молоке.
Содержание марганца (Mn) во всех изученных группах колебалось от 0,125 до 0,162 мг/л. Эти значения согласуются с данными, представленными Ханом и др. (2014), и выше, чем указанные Кондили и др. (2007) в козьем молоке.
Концентрации молибдена (Mo) в тканях, крови и молоке варьируются в зависимости от уровня молибдена в потребляемом корме. Содержание Мо в G1 и G2, при кормлении сеном клевера/эспарцета, составляло 0,0056 и 0,0072 мг/л соответственно, что ниже значений Мо в G3 и G4, при кормлении люцерной (0,0087 и 0,0109 мг/л соответственно). Также результаты показывают противоположную зависимость между Mo и Cu. Это наблюдение согласуется с работой Кейси и др. (1995), которые указали, что существует обратная зависимость между концентрацией Cu и Mo.
Цинк (Zn) является важной частью более чем 200 ферментов, участвующих в пищеварении, метаболизме и репродукции (ВОЗ/ФАО 1996). Уровень Zn в G1 был сравнительно высоким во всех исследованных группах (5.88 мг/л). Исследование показало, что среднее содержание Zn в четырех исследованных группах составило 2.52 мг/л, что включало диапазоны 1.37-6.06, 3.1-4.6 и 1-5 мг/л, о которых сообщали Гарсия и др. (2006); Кондили и др. (2007) и Беттоне и Берлингейм (2013) соответственно.
Содержание кадмия (Cd) колебалось от 0.0014 до 0.0105 мг/л. Концентрации Cd сильно варьировались среди всех изученных групп. Результаты показали, что уровень Cd может быть ниже, чем указанные (2.38 нг/г) в молоке козы по данным Хана и др. (2014), и ниже тех, которые указаны для коровьего и буйволиного молока (0.070-0.112 и 0.094-0.142 мг/л соответственно) в исследовании Эбна и др. (2009).
Содержание свинца (Pb) было обнаружено в нормальных концентрациях от 0.0411 до 0.0618 мг/л со средним значением 0.055 мг/л, что находится в диапазоне, полученном Ebn и др. (2009) в коровьем молоке (0.040-0.960 мг/л) и молоке буйволов (0.044-1.088 мг/л), но на 3.35 нг/г ниже, чем было получено Khan и др. (2014) в молоке неизвестного типа. Повышенное содержание Pb в козьем молоке свидетельствует о загрязнении этого молока. Это загрязнение козьего молока может быть связано с воздействием свинца (Pb) в результате потребления загрязненных кормов и/или воды. Результаты показывают, что в молоке групп, которые пили соленую воду (G2 и G4), уровень Pb был выше, чем у тех, кто пил водопроводную воду (G1 и G3); что отражает, что соленая вода имеет большее загрязнение Pb, чем водопроводная. Это согласуется с изменениями, произошедшими в пропорции кальция в результате употребления соленой воды (G1 против G2 и G3 против G4). Этот результат может объяснить увеличение уровня кальция в крови, полученного Эль Хави (2013) в том же эксперименте с животными, что привело к увеличению кальция в молоке в результате выброса кальция из костей. Исследование показало, что увеличение пропорции Pb влияет на представление кальция в организме (которое устанавливается в организме автоматически). Это означает, что увеличение уровней Pb вызывает расстройство в секреции как паращитовидного гормона (PTH), так и кальцитонина, и таким образом происходит выброс кальция из костей (Кэткарт, 1981 и Росс, 2011).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование ясно показывает, что содержание минералов в козьем молоке, золе и лактозе зависело от системы кормления и типа питьевой воды. Большинство концентраций минералов в анализируемых образцах молока в изученных группах находились в пределах нормальных значений для козьего молока. Большая часть вариаций минералов могла быть вызвана влиянием как растений, устойчивых к соли, так и соленой водой на молоко. Концентрация Ca во всех изученных группах показала более низкую концентрацию, чем та, что была сообщена для козьего молока. Кроме того, группы, потребляющие соленую воду, имеет более высокие значения свинца (Pb), чем группы, употребляющие водопроводную воду, что отражает то, что соленая подземная вода, используемая на экспериментальной станции для питья животными, имеет большее загрязнение свинцом, чем водопроводная вода. Также увеличение уровня свинца вызывает снижение концентрации кальция (Ca) в молоке.
Резюме.
Было исследовано влияние соленого стресса на некоторые физико-химические свойства и минеральный состав молока коз Шами, получаемого в условиях пустыни. Образцы молока коз были взяты из стада, которое содержалось на научно-исследовательской станции Судр РАН, пустыня Исследовательский центр, Египет. Сорок животных были разделены поровну на четыре группы по различным системам кормления. Группы 1 и 2 питались сеном (клевер/эспарцет), а группы 3 и 4 - солеустойчивым кормом (люцерной). Участникам 1-й и 3-й групп была предложена свежая питьевая вода, в то время как участникам 2-й и 4-й групп была предложена соленая питьевая вода. Пробы молока собирали на 1-й неделе после отела, после периода молозива, и еженедельно в течение 4 недель.Были изучены общий удой, содержание жира, белка, лактозы, золы, сухих веществ, pH и удельная плотность. В проанализированных образцах молока были обнаружены следующие минералы: кальций, магний, калий и натрий (макроэлементы). Дополнительные компоненты - бор, кобальт, хром, медь, железо, марганец, молибден, селен и цинк в качестве микроэлементов. А так же тяжелые металлы - алюминий, мышьяк, кадмий, свинец, ртуть, никель, стронций и ванадий. Результаты показывают, что на надои и состав молока системы кормления не оказали существенного влияния (P<0,05), за исключением содержания лактозы и золы, на которые системы кормления оказали существенное влияние (P<0,05). Концентрация всех минералов в четырёх исследуемых группах различалась (P<0,05). Концентрация кальция в козьем молоке во всех группах была ниже нормы, что могло быть связано с загрязнением козьего молока свинцом в результате употребления загрязненных кормов и/или воды. Результаты показывают, что между молибденом и медью существует обратная зависимость. Большая часть различий в содержании минералов может быть обусловлена взаимодействием солеустойчивых растений и солёности воды.