Микробиология молока мяса и молочных продуктов

Еще в 1924 году C.A. Ragsdale et al. было установлено, что секреция молока постепенно снижается за каждый последующий час после доения и составляет 95% от уровня секреции молока предыдущего часа. L. Bailey (1955) сделал вывод, что секреция молока уменьшается с увеличением интервала между доениями. Авторы признающие постепенное снижение секреции молока в промежутке между доениями, главной причиной такого снижения считают повышение внутривыменного давления по мере накопления молока в вымени - при заполнении системы на 80-85% давление достигает 25 мм.рт.ст. При этом альвеолы растягиваются, железистый эпителий уплощается, и создаются неблагоприятные условия для молокообразования. 

В.И. Никитин (1953) установил, что внутривыменное давление в течение 9 часов после доения не изменяется. Это обусловлено тем, что по мере накопления молока в  вымени рефлекторно снижается тонус  мышечных элементов, при этом увеличивается его емкость, и давление не повышается. Вопрос о закономерности секреции молока в промежутки между доениями недостаточно выяснен. Это объясняется разными методическими подходами, а также трудностями в связи с морфологическими и функциональными особенностями молочной железы. Емкостная система вымени представлена альвеолами, протоками, ходами и цистернами. Емкость ее может значительно изменятся под влиянием тонического рефлекса. Образуемое молоко первоначально накапливается в альвеолах - получить его в первые часы после доения практически невозможно. Из альвеол молоко в протоковую систему и цистерны поступает периодически с неравномерной скоростью и ином составе по сравнению с суммарным (главным образом по содержанию жира). Значит объем остаточного молока и высокое содержание жира могут существенно искажать показатели истинной секреции молока. 

Схема 1. Динамика скорости секреции молока в течение 10 часового промежутка 
 

И.В. Рахманов (1993) провел исследования на лактационных коровах, у которых была проведена полная денервация вымени. В опытный период из вымени выводили только цистернальное молоко, а альвеолярное в течение 10 суток не выводилось - была отключена афферентная импульсация с рецепторов молочных желез. К концу опытного периода секреция молока снизилась на 20%, уменьшилось количество жира, белка и лактозы. Произошло выключение афферентной импульсации с рецепторов молочных желез, а механизмы стимулирующие процессы молокообразования не выключались. 

Стимулы доения влияют на повышение выделения лактогенных гормонов в аденогипофизе, которые воздействуют на интенсивность обмена веществ в организме, повышают абсорбирование метаболитов крови молочной железой и секреции молока в первые часы после доения. При выключении стимулов доения секреция молока значительно снижается. 

Молочная железа секретирует молоко с неравномерной  скоростью. В первые 3-4 часа наблюдается  повышение секреции молока, затем  она снижается до определенного  уровня, в среднем до 580 гр/час  и сохраняется на протяжении 10 часов. 

Секреция молока состоит из двух фаз: 

1 - фаза непрерывной  относительно равномерной скорости  секреции молока 

2 - фаза периодически  повышенной секреции молока. Она  включается оптимальным стимулом  доения в первые 3 часа и наслаивается  на фазу непрерывной секреции молока. 

Каждая фаза имеет свой, несколько особый, механизм регуляции. Фаза непрерывной секреции регулируется гуморально-гормональным механизмом по принципу моральной связи (Вундер, 1965). Гормон пролактин, поступающий  из аденогипофиза в кровь, пройдя по тканям молочной железы, инактивируется. Лактогенные гормоны, пойдя по организму и молочной железе, утрачивают свою активность, и, следовательно, уменьшается их содержание. Такая кровь, поступая в гипоталамус, служит возбудителем хеморецепторов ядер гипоталамуса, в котором образуются нейрогормоны либерины, поступающие в кровь, и по портальной сосудистой системе доставляются в аденогипофиз, в котором стимулируется выделение новой порции лактогенных гормонов. 

Эти гормоны, поступая в кровь, стимулируют в организме обмен веществ, в результате чего образуются предшественники молока, используемые молочой железой для синтеза основных компонентов молока, повышают проницаемость мембран секретирующих клеток молочной железы для предшественников молока, активизируют ферментные системы в самих секретирующих клетках, обеспечивающих синтез жира, белка, лактозы и других компонентов. 

Фаза повышенной секреции молока включается периодически только стимулами доения. Механизм регуляции этой фазы нейро-рефлекторно-гуморальный. Сущность его состоит в том, что во время акта доения раздражаются рецепторы молочной железы, главным образом механорецепторы сосков, двумя механическими воздействиями: оптимальной силой давления при сжатии сосков и частотой ритма их сжатия. При этих условиях нервные импульсы по афферентным нервным путям поступают в спинной мозг, затем в продолговатый мозг и гипоталамус, стимулируя выделение в кровь повышенной дозы лактогенных гормонов, которые в течение трех часов стимулируют в молочной железе повышенную секрецию молока. 

Фазы секреции молока и механизмы их регуляции  являются важным физиологическим обоснованием сущности процесса доения, обеспечивающие не только включение механизма рефлекса молокоотдачи и выведение молока, накопление в емкостной системе  вымени, но и включение механизмов, стимулирующие последующий процесс повышенной скорости молокообразования. Из этого следует, что раздой коров будет осуществляется в том случае, если после каждого доения более эффективно включается фаза повышенной скорости секреции молока. Если техника доения своим принципом и параметрами не обеспечивает включения фазы повышенной секреции, раздой коров при этих условиях не получается, одновременно происходит и угасание фазы 1, что в конечном итоге приводит к преждевременному прекращению лактации. 

Угасание секреции молока на протяжении лактационного  периода - закономерное явление. В одних  случаях лактационная кривая на протяжении всего лактационного периода  поддерживается на более высоком  уровне, в других она быстрее угасает, и лактация преждевременно прекращается. 

Марченко был  проведен опыт на двух группах лактационных коров. 

I группа - ручное  доение квалифицированной дояркой 

II группа - машинное  доение 

Представленные  на схеме 2 и 3 лактационные кривые показывают, что у каждой группы подопытных коров они проходят на разном уровне. 

1 - ручное 

2 - машинное 

Схема 2.Динамика секреции молока при ручном и машинном доении в течение лактационного  периода. 
 

Среди лактирующих  коров максимальный уровень секреции молока бывает как на первом, так и на третьем месяце лактации. Это обусловлено продолжительностью сервис-периода, то есть временем наступления беременности. 

Основным ингибитором  лактационной функции организма  является гормон прогестерон, который  образуется в период беременности в желтом теле яичников. 

Гормон прогестерон  поступает из желтого тела в кровь, затем в гипоталамус, через который  оказывает тормозящее влияние на выделение лактогенных гормонов. При этом снижается метаболизм в  целом организме и молочной железе, в частности, что приводит к снижению уровня секреции молока. 

Схема 2 показывает, что ручной способ доения является более адекватным и наносит более  сильные раздражения на рецепторы  сосков за счет за счет силы давления при  сжатии сосков и частоты ритма  их сжатия (55-80 кПа), по сравнению с машинным способом доения (3-8 кПа). 

Сила давления является главным фактором в механическом воздействии на рецепторы сосков, генерирующих эти раздражения в  импульсы, которые стимулируют через  гипоталамо-гипофизарную систему выделение лактогенных гормонов, а это и обуславливает сильное повышение уровня лактационной кривой на протяжении всего лактационного периода, причем в фазе непрерывной секреции концентрация пролактина в крови выше, чем в фазе повышенной секреции (Протасова Б.И., 1988). 

Во второй фазе снижается интенсивность окислительно-восстановительных  процессов в молочной железе и  в самом организме - активность фермента каталазы при изучении артерио-венозной разницы выше в первой фазе, следовательно, молочная железа активно утилизирует кислород в первой фазе. Во второй фазе снижается чувствительность проводящих нервных путей к стимулам доения. 

Более высокий  уровень секреции молока в первые месяцы лактации, после родов, обусловлен отсутствием ингибирующего фактора - гормона прогестерона. В последние месяцы лактации, с наступлением беременности и до конца лактационного периода происходит постепенное снижение лактационной кривой под влиянием постепенного поступления в кровь прогестерона из желтого тела яичников. В этот период лактационная кривая поддерживается на определенном уровне под влиянием стимулов доения, которые противодействуют тормозному влиянию гормона. 

Молоко, накапливаемое  в вымени, на протяжении какого-то промежутка между доениями распределяется в  емкостной системе вымени. Молоко, которое накоплено в цистернальной емкости вымени и может быть выведено без акта доения, самотеком, через катетеры, вставленные в сосковые каналы, называется цистернальной фракцией молока. Молоко, содержащееся в альвеолярном отделе вымени, делится на две фракции - рефлекторная и остаточная. После выведения цистернальной фракции выводится рефлекорная актом доения, при этом включается рефлекс молокоотдачи. После тщательного выдаивания в альвеолах и протоковой системе содержится некоторое количество молока, называемое остаточной фракцией. Эту фракцию можно вывести с помощью внутривенного введения гормона окситоцина, с последующим его выдаиванием ручным способом. 

В цистернальной  фракции молока более низкий процент  жира, в рефлекторной он значительно повышается и наиболее высокий процент жира в остаточном молоке. 

Были проведены  исследования влияния ручного и  машинного способов доения на эффективность  использования питательных веществ  потребляемого корма и секрецию молока. Результаты опытов показали, что ручное доение повышает эффективность действия на включение механизмов, стимулирующих лактацию, способствует повышению обмена веществ как в самом организме, так и в молочной железе. При этих условиях питательные вещества корма больше используются молочной железой на процесс молокообразования и меньше на отложения в теле организма. 

Влияние гормонов на процесс молокообразования 
 

Под влиянием нейро-гуморального механизма, с наступлением лактации, повышается тонус нервной системы, активизируется эндокринная система, усиливаются вегетативные функции организма, повышается интенсивность абсорбирования метаболитов молочной железой, активизируются ферментативные системы молочной железы, принимающие участие в синтезе составных частей молока. 

В регуляции лактации принимает участие одновременно целый комплекс гормонов, почти всей гаммы желез внутренней секреции. 

Роль пролактина 

Гормон образуется в передней доле гипофиза и представляет собой белок с одиночной пептидной цепью. Его образование находится в обратной зависимости от содержания в гипоталамусе дофалина и образования надпочечниками гормона кортизола. Стимулы доения оказывают последействие на повышение интенсивности выведения пролактина из аденогипофиза, что обуславливает повышение уровня секреции молока в первые часы после доения. 

Пролактин обладает полифункциональным действием на процессы в лактирующем организме: тормозит в гипофизе выделение фолликулостимулирующих гормонов, влияет на активность железистого эпителия в молочной железе, ограничивает поступление глюкозы из крови в ткани, увеличивает концентрацию свободных жирных кислот, повышает синтез ДНК, активность фермента РНК-азы, синтез РНК, оказывает непосредственное влияние на секретирующие клетки молочных желез, активизирует фермент липопротеинлипазу. 

Пролактин обнаруживается в связи с митохондриями и  микосомами секретирующих клеток - происходит изменение активности ферментов, связывание с белками, обуславливающими секретирующие активность молочной железы. 

Опыты показали, что после введения пролактина козам  в 1 и 2 периодах лактации повысилось содержание углеводов в артериальной крови. Введение пролактина во второй фазе оказало  более эффективное действие - на фоне снижения гормонального статуса в крови, процессы в молочной железе и реакции лактирующего организма оказались более интенсивными. Пролактин повышает чувствительность секреторного эпителия молочной железы к действию этого гормона. 

Содержание пролактина в крови в первом периоде выше (около 95-100 нг/мл), чем во втором (около 30нг/мл) (Б.И. Протасова, 1988). 

Можно считать, что пролактин стимулирует абсорбирование молочной железой четырех фракций  гликопротеидов - альбуминовой, б1-б2-в-глобулиновых. Поступающие фракции гликопротеинов в молочной железе, гидролизуясь, служат источниками белковых структур, используемых для синтеза белков молока, а также углеводов в виде глюкозы и галактозы для синтеза лактозы и молочного жира. 

Фракция б-липопротеинов синтезируется молочной железой, а в-липопротеинов используется ею как источник высокомолекулярных жирных кислот для синтеза молочного жира, при этом фермент липопротеинлипаза осуществляет гидролиз липопротеинов на белковые структуры, триглицериды с высвобождением высокомолекулярных жирных кислот.