Аннотация

Введение. К молоку как к сырью для выработки ассортиментного разнообразия молочных продуктов предъявляются высокие требования в части биологической безопасности и соответствия его физико-химических и технологических свойств регламентируемым показателям. Целью настоящей работы являлась разработка способа определения соотношения относительных долей аллелей селекционно-значимого гена ϰ-казеина крупного рогатого скота посредством молекулярно-генетической и биоинформационной системы оценки сырья с позиции рациональности его дальнейшей переработки. Объекты и методы исследования. Для генетического анализа образцов сборного сухого цельного и обезжиренного молока, сборного сырого молока применяли разработанный способ, включающий экстракцию ДНК из исследуемых образцов, проведение совмещенной техники ПЦР-ПДРФ, электрофоретическую детекцию результатов и анализ информационных данных с помощью созданных математических алгоритмов (формул) и программного обеспечения. Результаты и их обсуждение. Определение в сухом молоке соотношения относительных долей аллелей гена ϰ-казеина с использованием набора праймеров (JK5 и JK3) и эндонуклеазой рестрикции HinfI для проведения ПЦР-ПДРФ-анализа показало удовлетворительную воспроизводимость и интерпретацию полученных данных. Приведен выданный программой расчет соотношения относительных долей аллелей гена ϰ-казеина в исследуемых образцах сухого молока, выраженный в процентах доли аллеля А с дополнительным указанием абсолютной и относительной погрешностей, а также дополнительным размещением информационного блока сгенерированных числовых показателей для выстроенной процентной шкалы. Выводы. Созданная специализированная программа «Расчет соотношения относительных долей аллелей ϰ-казеина в молоке сборном», размещенная в открытом сетевом доступе, обеспечивает корректную и оперативную интерпретацию информационных данных, сгенерированных при анализе сухого молочного сырья сборного происхождения.

Ключевые слова

Молочные продукты, казеины, термоустойчивость, сыропригодность, аллель, CSN3, ПЦР, ПДРФ, алгоритмы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Role of organic products in the implementation of the state policy of healthy nutrition in the Russian Federation / Z. Yu. Belyakova, I. A. Makeeva, N. V. Stratonova [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2018. – Vol. 6, № 1. – P. 4–13. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-1-4-13.
2. Genes and eating preferences, their roles in personalized nutrition / A. Vesnina, A. Prosekov, O. Kozlova [et al.] // Genes. – 2020. – Vol. 11, № 4. DOI: https://doi.org/10.3390/genes11040357.
3. Effects of critical fluctuations of storage temperature on the quality of dry dairy product / A. G. Galstyan, A. N. Petrov, E. E. Illarionova [et al.] // Journal of Dairy Science. – 2019. – Vol. 102, № 12. – P. 10779–10789. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2019-17229.
4. Юрова, Е. А. Критерии оценки молока-сырья для получения продукта гарантированного качества / Е. А. Юрова, Д. Н. Мельденберг, Е. Ю. Парфенова // Молочная промышленность. – 2019. – № 4. – C. 26–29. DOI: https://doi.org/10.31515/1019-8946-2019-4-26-28.
5. Changes in physico-chemical properties of milk under ultraviolet radiation / V. D. Kharitonov, N. E. Sherstneva, D. V. Kharitonov [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2019. – Vol. 7, № 1. – P. 161–167. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2019-1-161-167.
6. Genetic identification of bovine leukaemia virus / I. M. Donnik, R. R. Vafin, A. G. Galstyan [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2018. – Vol. 6, № 2. – P. 314–324. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-314-324.
7. Современные подходы к хранению и эффективной переработке сельскохозяйственной продукции для получения высококачественных пищевых продуктов / А. Г. Галстян, Л. М. Аксёнова, А. Б. Лисицын [и др.] // Вестник Российской академии наук. – 2019. – Т. 89, № 5. – С. 211–213. DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-5873895539-542.
8. Effects of the detailed protein composition of milk on curd yield and composition measured by model micro-cheese curd making of individual milk samples / V. Bonfatti, D. R. de Freitas, A. Lugo [et al.] // Journal of Dairy Science. – 2019. – Vol. 102, № 9. – P. 7863–7873. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2018-15743.
9. Huppertz, T. Heat stability of milk / T. Huppertz // Advanced dairy chemistry. Volume 1B: Proteins: applied aspects / P. L. H. McSweeney, J. A. O’Mahony. – New York : Springer, 2016. – P. 179–196. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2800-2_7.
10. Study of fatty acid composition of milk for cheese production / E. V. Topnikova, V. A. Mordvinova, G. M. Sviridenko [et al.] // Food systems. – 2019. – Vol. 2, № 4. – P. 34–37. DOI: https://doi.org/10.21323/2618-9771-2019-2-4-34-37.
11. The influence of CSN3 and LGB polymorphisms on milk production and chemical composition in Romanian Simmental cattle / R. I. Neamt, G. Saplacan, S. Acatincai [et al.] // Acta Biochimica Polonica. – 2017. – Vol. 64, № 3. – P. 493–497. DOI: https://doi.org/10.18388/abp.2016_1454.
12. Candidate gene of milk protein for genetic improvement of dairy cattle / S. A. Asmarasari, C. Sumantri, A. Gunawan [et al.] // Wartazoa: Buletin Ilmu Peternakan Dan Kesehatan Hewan Indonesia. – 2019. – Vol. 29, № 2. – P. 97–107. DOI: https://doi.org/10.14334/wartazoa.v29i2.1890.
13. Factors influencing casein micelle size in milk of individual cows: genetic variants and glycosylation of k-casein / E. Bijl, R. de Vries, H. van Valenberg [et al.] // International Dairy Journal. – 2014. – Vol. 34, № 1. – P. 135–141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2013.08.001.
14. Association of HindIII-polymorphism in kappa-casein gene with milk, fat and protein yield in Holstein cattle / M. Miluchová, M. Gábor, J. Candrák [et al.] // Acta Biochimica Polonica. – 2018. – Vol. 65, № 3. – P. 403–407. DOI: https://doi.org/10.18388/abp.2017_2313.
15. Ionel, N. R. Effects of sires genotyping for k-Casein on B allele frequency in Romanian Brown Cattle / N. R. Ionel, D. Ilie, C. L. Toma // Research Journal of Biotechnology. – 2017. – Vol. 12, № 12. – P. 9–13.
16. Technological properties of milk of cows with different genotypes of kappa-casein and beta-lactoglobulin / S. V. Tyulkin, R. R. Vafin, L. R. Zagidulin [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2018. – Vol. 6, № 1. – P. 154–162. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-1-154-162.
17. Effect of protein composition on the cheese-making properties of milk from individual dairy cows / A. Wedholm, L. B. Larsen, H. Lindmark-Mansson [et al.] // Journal of Dairy Science. – 2006. – Vol. 89, № 9. – P. 3296–3305. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72366-9.
18. Genetic formation factors of dairy efficiency and quality of cattle milk / I. M. Donnik, O. G. Loretts, O. A. Bykova [et al.] // Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences. – 2017. – Vol. 4, № 11. – P. 4163–4169. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.1048989.
19. Ефремов, А. А. Технологические свойства молока коров разных генотипов по каппа-казеину / А. А. Ефремов, С. В. Карамаев, Н. В. Соболева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2011. – Т. 32, № 1. – С. 157–160.
20. New rapid method of DNA isolation from milk somatic cells / J. Pokorska, D. Kułaj, M. Dusza [et al.] // Animal Biotechnology. – 2016. – Vol. 27, № 2. – P. 113–117. DOI: https://doi.org/10.1080/10495398.2015.1116446.
21. Liao, J. Purification procedures meaningfully influence DNA quantification in milk / J. Liao, Y. Liu // LWT – Food Science and Technology. – 2018. – Vol. 94. – P. 8–12. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.04.031.