CC BY
24
Структурно-функциональная организация компонентов молока коров субклинического состояния
И.А. Киргизова, соискатель, Уральская ГАВМ
Изучение образования молока животными — одна из ведущих задач сельскохозяйственных наук. За последние годы учёными осуществлены
исследования в различных направлениях, в первую очередь произведена оценка его химического состава. На химический состав молока влияют многочисленные факторы, в том числе и здоровье животных [1—5]. Однако в большинстве
работ изучение состава молока проводилось в отрыве от понятия цельности продукта, т.е. его системности.
Проблемы оценки состояния здоровья, степени адаптации, пред- и субклинического состояния живых организмов всегда стояли на повестке дня под первым номером не только в медицине, но и ветеринарии. Их решение возможно на основе системного подхода, когда анализ состояния объекта осуществляется не по отдельным показателям, а на основе систем, формируемых самим организмом, исходя из влияния окружающей среды, с учётом его возможностей, пола, возраста, физиологического состояния и т.д.
Цель данной работы состояла в том, чтобы установить закономерности функционирования системы компонентов молока коров субклини-ческого состояния при переводе их на стойловое содержание для целенаправленного управления его качеством.
В задачи исследований входило:
1. Оценить количественный аспект компонентов молока у здоровых и субклинически больных коров при постановке на стойловое содержание.
2. Выявить и описать систему компонентов молока и вклад структур организма в их поддержание у субклинически больных животных.
3. Построить и проанализировать фактические и наилучшие модели функционирования подсистем для заключительных элементов системы молока у субклинически больных коров.
Материал и методы. Для проведения исследования по принципу пар-аналогов были подобраны 15 пар матерей и дочерей клинически здоровых коров чёрно-пёстрой породы и её помеси с голштинами.
У этих животных изучали показатели химического состава молока. Анализы молока проводили ежеквартально. При этом удой определяли путём ежемесячных контрольных доек и анализа средних проб молока, содержание жира в молоке и количество сухого обезжиренного
молочного остатка (СОМО) — на анализаторе качества молока «Клевер- 1М»; концентрацию общего белка и его видов — методом фармоль-ного титрования [2], уровень лактозы в молоке — рефрактометрически, содержание кальция и фосфора по Кондрахину, каротин — методом Карр-Прайса в модификации Юдкина.
Статистическую обработку осуществляли с помощью разработанного алгоритма, включающего более 20 статистических методов, в том числе и многомерные, для чего использовали пакеты программ Statistica, SPSS и «Олимп-эксперт» [6].
Результаты исследований. Изучение показателей компонентов молока у здоровых и субклинически больных коров показало, что ухудшение здоровья и последующий переход животных в «третье состояние» вызывает существенный сдвиг в молоке только трёх показателей: общего белка, сывороточных белков и уровня суточного удоя, или 27,3% общего числа компонентов (табл. 1).
Организм животных субклинического состояния при постановке на стойловое содержание из 11 компонентов молока формирует двухэшелонную пирамиду, в первом эшелоне присутствуют две подсистемы (рис.).
При развитии субклинического состояния достоверных изменений качественного состава молока у коров не обнаружено. Снижение адаптационных возможностей организма коров не изменяет также коэффициенты отклонения от нормального распределения и вариации компонентов молока.
В первом эшелоне системы молока обнаруживается два системообразующих элемента — суточный удой и каротин (табл. 2).
Минимальными системообразующими свойствами обладал каротин (-0,366), максимальными — уровень суточного удоя (-1,777). Наиболее слабыми системоразрушающими свойствами отличался кальций (0,038), максимальными — общий белок (3,875). Отношение системо-
1. Показатели компонентов молока у здоровых и субклинически больных коров с разным уровнем адаптации
Показатель Среднестатистические характеристики
абсолютно здоровые субклинически больные
Х±ц Л8 Ех Х±ц Л8 Ех
Жир молока, % 3,45±0,202 0,56 -0,73 3,13±0,128 0,43 -0,88
СОМО, % 8,78±0,179 0,42 -0,71 8,73±0,212 0,21 -0,27
Плотность, °Т 28,8±0,474 0,46 -0,07 29,0±0,471 -0,39 -0,03
Общий белок, % 3,28±0,130 0,47 -0,94 2,99±0,078 0,37 -1,29
Казеин, % 2,66±0,062 0,18 1,73 2,68±0,051 0,09 -0,26
Сывороточные белки, % 0,55±0,085 0,55 -0,59 0,31±0,056 0,81 -0,38
Лактоза, % 4,54±0,088 0,63 -0,14 4,56±0,117 0,54 0,43
Кальций, г/кг 1,83±0,110 0,31 -1,13 1,62±0,092 0,65 -0,77
Фосфор, г/кг 1,18±0,041 -0,21 1,24 1,22±0,037 1,42 1,35
Каротин, мкг% 8,70±0,206 -0,42 -0,77 9,23±0,172 -0,01 0,15
Суточный удой, кг 11,6±0,803 -0,17 -0,91 13,7±0,815 0,15 -1,12
Рис. - Синергетические взаимоотношения элементов активизации и итога деятельности подсистем молока у коров субклинического состояния при постановке на стойловое содержание
2. Системообразующие и системоразрушающие элементы в первом эшелоне молока у коров субклинического состояния при постановке на стойловое содержание
Показатель Е - Место Показатель Е - Место
корреляций корреляций
Жир молока 2,748 VII Лактоза 3,376 IX
СОМО 3,794 X Кальций 0,038 III
Плотность молока 1,403 IV Фосфор 1,785 V
Общий белок 3,875 XI Каротин -0,366 II
Казеин 2,985 VIII Суточный удой -1,777 I
Сывороточные белки 2,232 VI
Индекс (отрицательные/ 0,096
положительные корреляции)
образующих компонентов к системоразрушающим составило 0,096, указывая тем самым на чрезвычайно низкую стойкость молока как системы.
Подсистема первого порядка организована тремя элементами, элементом активизации является уровень суточного удоя, а её итогом — сывороточные белки. Модель функционирования подсистемы для заключительного элемента имеет следующий вид:
Y6 = - 0,064 + 0,009-Хп + 0,227-Х9, (1)
где Y6 — сывороточных белков, %;
Хи — суточный удой;
Х9 — фосфор.
В целом модель неадекватна ^ = 0,95, р-^е1 = 0,41), и она не может использоваться не только для принятия решений, но и для прогнозирования.
В наилучшей модели в связи с несовершенным содержанием был удалён уровень суточного удоя. Однако модель остаётся неадекватной ^ = 1,64, р-^е1 = 0,22) и не может быть использована для принятия решений и тем более для прогнозирования.
В подсистеме второго порядка присутствует восемь элементов, элементом активизации подсистемы выступает кальций, её итогом — общий белок. Модель функционирования подсистемы для заключительного элемента имеет следующий вид:
Y2 = - 0,279 - 0,025-Х8- 0,002-Х10 +
+ 0,064 -Х3 + 0,001 ■Х1+ (2)
+ 1,967 -Х7 + 0,107 ■Х4- 0,771 -Х5, где Y2 - СОМО, %;
Х8 - кальций;
Х10 - каротин;
Х3 - плотность молока;
X! - жир молока;
Х7 - лактоза;
Х4 - общий белок;
Х5 - казеин.
В целом модель адекватна ^ = 3259,3, р-^е1 = 0,000), но, поскольку часть коэффициентов незначима, она может использоваться лишь для принятия некоторых решений, но не для прогнозирования.
В наилучшей модели в связи с несовершенным содержанием были удалены каротин и жир. После этого модель становится более адекватной ^ = 5309,6, р-^е1 = 0,000), однако её можно использовать лишь для принятия некоторых решений, но не для прогнозирования.
Во втором эшелоне системы молока сформирована одна подсистема, где присутствует четыре элемента, элементом активизации выступает кальций, её итогом - СОМО. Модель функционирования подсистемы для заключительного элемента имеет следующий вид:
Y2 = 8,643 + 0,321-Х8 + 1,325-Х6- (3)
- 0,053-Хп,
где Y2 — СОМО, %;
Х8 — кальций;
Х6 — сывороточные белки;
Хи — суточный удой.
В целом модель неадекватна ^ = 0,81, p-1eve1 = 0,50), она не может использоваться ни для принятия решений, ни тем более для прогнозирования.
Из-за несовершенного содержания при построении наилучшей модели были удалены кальций и уровень суточного удоя, но модель сохранила свою неадекватность ^ = 1,49, р-^е1 = 0,24) и не может использоваться ни для принятия решений, ни тем более для прогнозирования.
Вывод. Таким образом, оценка синергетических взаимоотношений эшелонов системы молока, подсистем в них, элементов активизации и итогов функционирования у животных субклинического состояния при постановке на стойловое содержание позволяет выделить следующие особенности:
— система молока проявляет стремление к саморазрушению, что выражается в превалировании числа системоразрушающих элементов над системообразующими, низком индексе системообразования (0,096);
— степень приоритетности системоразрушающих свойств элементов первого эшелона системы молока коров в 20,8 раза выше системообразующих. Минимальными системоразрушающими свойствами обладал кальций, максимальными — общий белок;
— переход животных к субклинически больным приводит, при сохранении числа системообразующих элементов, эшелонов и подсистем большой системы молока, во-первых, к снижению в 2,2 раза способности системы молока противостоять разрушающим факторам, во-вторых — к перераспределению количества элементов в подсистемах первого эшелона;
— второй эшелон большой системы молока коров охватывает полностью только подсистему второго порядка нижележащего уровня, не контролируя подсистему первого порядка, что вызывает большие затраты энергии на её запуск и последующее функционирование процесса образования молока;
— элементами активизации подсистем большой системы молока коров в порядке роста иерархической важности являются: суточный удой > кальций;
- кальций выступает ведущим запускающим элементом образования молока коров субкли-нического состояния;
- итогами деятельности подсистем системы молока, а значит, проблемой коров субклини-ческого состояния в порядке роста иерархической важности являются следующие элементы: сывороточные белки > СОМО;
- белки, в первую очередь СОМО, представляют собой наиболее важные вещества при образовании молока организмом животных субклинического состояния;
- перемещение элементов активизации и итогов деятельности на второй уровень системы молока в подсистеме первого порядка приводит к изменению активности структур организма без проявления закономерности, направленность их изменения зависит от образования ими конкретного компонента;
- наиболее значительная перестройка организма при образовании компонентов, в виде смены ориентации внутренних органов, порядка и вклада структур наблюдается при перемещении элемента «суточный удой» на второй эшелон системы молока;
- элементом запуска образования молока животных являются внутренние органы, ткани которых поглощают кальций, стимулируя его перемещение в молоко из межуточных структур и пищеварительного тракта;
- энергетические затраты, идущие на изменения структур организма (смена ориентации, порядка и уровня вклада) для заключительных элементов и итогов деятельности подсистем молока, равны между собой;
- степень адаптации эшелонов пирамиды молока возрастает; ослабление связи со структурами организма молочной железы продолжает создавать ещё большую нагрузку на неё по выработке компонентов молока.
Литература
1. Багрий Б. Молозиво телёнку из вымени матери // Молочное и мясное скотоводство. 2005. № 6. С. 22-23.
2. Барабанщиков Н.В. Влияние зоотехнических факторов на состав, свойства молока коров и качество сыра: автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. М., 1972. 47 с.
3. Баранова В.С. Фракционный состав белков молока коров разных пород // Вопросы ветеринарной биологии. М., 1988. С. 16-18.
4. Маркова К.В. Улучшение состава и свойств молока. М.: Колос, 1971. 129 с.
5. Злыднев Н.З. Химический состав и технологические свойства молока коров айширской, красной степной и чёрно-пёстрой пород // Животноводство наЕвропейском Севере: фундаментальные проблемы и перспективы развития. Петрозаводск, 1996. С. 82-83.
6. Самотаев А.А. Алгоритм анализа больших систем показателей объектов природного и неприродного характера // Информатика и системы управления. 2008. № 2 (16). С. 41-43.
