Změna obsahu bílkovin v bazénových vzorcích mléka v průběhu roku a její vliv na technologické vlastnosti Diplomová práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav chovu a šlechtění zvířat Změna obsahu bílkovin v bazénových vzorcích mléka v průběhu roku a její vliv na technologické vlastnosti Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Daniel Falta, Ph.D. Vypracoval: Bc. Milena Velecká Brno 2012

ZADÁVACÍ LIST

ZADÁVACÍ LIST

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma ZMĚNA OBSAHU BÍLKOVIN V BAZÉNOVÝCH VZORCÍCH MLÉKA V PRŮBĚHU ROKU A JEJÍ VLIV NA TECHNOLOGICKÉ VLASTNOSTI vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis autora práce.

PODĚKOVÁNÍ Ráda bych poděkovala vedoucímu mé diplomové práce Ing. Danielovi Faltovi, Ph.D. za odborné vedení při zpracování této diplomové práce, za řadu cenných rad a připomínek a čas věnovaný konzultacím. Dále bych také ráda poděkovala Ing. Ondřeji Polákovi za odbornou pomoc při vedení a zpracování pokusu. V neposlední řadě chci poděkovat mé rodině a příteli za podporu při studiu.

ABSTRAKT Cílem diplomové práce bylo zhodnocení změny v obsahu bílkovin v průběhu roku a její vliv na vybrané technologické vlastnosti mléka. Mezi sledované parametry byla zařazena tukuprostá sušina, hustota, syřitelnost, kvalita sýřeniny, titrační kyselost a aktivní kyselost. V literárním přehledu byly zpracovány informace o bílkovinách mléka, faktorech ovlivňujících obsah bílkovin v mléce (zejména sezónnost) a informace o technologických vlastnostech. Sledované vzorky pocházely ze zemědělského podniku GenAgro Říčany, a.s., který se zabývá chovem českého strakatého skotu. Jako vysoce statisticky průkazné (P < 0,01) byly vyhodnoceny závislosti: průměrné denní teploty ve stáji na obsahu bílkovin (r = -0,81), obsahu bílkovin na tukuprostou sušinu (r = 0,94) a obsahu bílkovin na syřitelnost (r = 0,41). Soubor byl rozdělen do úrovní podle obsahu bílkovin. Vysoce statisticky průkazný vzájemný vliv intervalů byl zaznamenán u tukuprosté sušiny (ve všech intervalech navzájem) a u syřitelnosti (mezi prvním a třetím intervalem). Klíčová slova: mléko, bílkovina, tukuprostá sušina, hustota, syřitelnost, kvalita sýřeniny, titrační kyselost, aktivní kyselost. ABSTRACT The aim of diploma thesis was to evaluate changes in protein content during the year and it s impact on selected technological properties of milk. Between monitored parameters were included solids-non-fat, density, rennet coagulation time, quality curd, titratable acidity and active acidity. In the literature review has been processed information about this problem. Viewed samples came from the farm GenAgro Ricany, Inc., which deals with Czech Fleckvieh breed. As a highly statistically significant (P < 0.01) were evaluated based: the average daily temperature in the barn on the protein content (r = -0.81), protein content on solids-non-fat (r = 0.94) and protein content on rennet coagulation time (r = 0.41). The sample was divided into levels according to protein content. Highly statistically significant interaction effect was found at intervals of solids-non-fat (in all other intervals) and rennet coagulation time (between the first and third interval). Key words: milk, protein, solids-non-fat, density, rennet coagulation time, quality curd, titratable acidity, active acidity.

OBSAH 1 ÚVOD... 9 2 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 10 2.1 Bílkoviny v mléce... 10 2.1.1 Kaseiny... 11 2.1.2 Syrovátkové bílkoviny... 14 2.1.3 Další bílkoviny... 16 2.1.4 Syntéza mléčných bílkovin... 16 2.1.5 Reakce mléčných bílkovin... 17 2.2 Faktory ovlivňující obsah bílkovin v mléce... 18 2.2.1 Vnitřní faktory... 19 2.2.1.1 Plemenná příslušnost... 19 2.2.1.2 Zdravotní stav... 21 2.2.1.3 Laktace... 22 2.2.1.4 Věk... 23 2.2.1.5 Ranní a večerní nádoj... 24 2.2.2 Vnější faktory... 24 2.2.2.1 Výživa... 24 2.2.2.2 Frekvence dojení... 26 2.2.2.3 Technologický systém chovu... 26 2.3 Sezónnost... 27 2.3.1 Příčiny změn ve složení mléka v průběhu sledovaného období... 27 2.4 Technologické vlastnosti mléka... 28 3 CÍL PRÁCE... 31 4 MATERIÁL A METODIKA... 32 4.1 Použitý materiál... 32 4.2 Použitá metodika... 32 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 35 5.1 Vliv změny obsahu bílkovin v průběhu sledovaného období na technologické vlastnosti mléka... 35 5.1.1 Vliv na tukuprostou sušinu... 36

5.1.2 Vliv na hustotu... 37 5.1.3 Vliv na syřitelnost... 38 5.1.4 Vliv na kvalitu sýřeniny... 39 5.1.5 Vliv na titrační kyselost... 40 5.1.6 Vliv na aktivní kyselost... 42 5.2 Technologické vlastnosti mléka v závislosti na úrovni obsahu bílkovin... 43 5.2.1 Vliv na tukuprostou sušinu... 43 5.2.2 Vliv na hustotu... 44 5.2.3 Vliv na syřitelnost... 45 5.2.4 Vliv na kvalitu sýřeniny... 46 5.2.5 Vliv na titrační kyselost... 46 5.2.6 Vliv na aktivní kyselost... 47 6 ZÁVĚR... 49 7 PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY... 51 8 SEZNAM GRAFŮ A TABULEK... 58 9 SEZNAM ZKRATEK A SYMBOLŮ... 60 PŘÍLOHA... 61

1 ÚVOD Mléko není běžná potravina. Je nenahraditelným zdrojem výživných látek důležitých pro růst lidského organismu. Obsahuje plnohodnotné živočišné bílkoviny, lehce stravitelný mléčný tuk, cenný mléčný cukr a řadu důležitých minerálů, především pak vápník a fosfor. V mléce je rovněž celá řada dalších (pro výživu a vývoj lidského organismu) významných látek, jako jsou vitamíny a stopové prvky. Tyto složky napomáhají a podporují správnou funkci metabolismu a jsou tudíž důležité pro ochranu zdraví člověka. Kromě klasických obsahových složek (bílkovina, tuk, laktóza a tukuprostá sušina) se stále dostávají do popředí také ukazatele související s technologickými vlastnostmi mléka. Mezi technologické vlastnosti se řadí syřitelnost, kysací schopnost, tepelná stabilita, obsah kaseinu, bod mrznutí, inhibiční látky, tukuprostá sušina, psychotropní, termorezistentní a sporulující bakterie, aktivní a titrační kyselost. Mléko a mléčné výrobky představují v našich podmínkách již od nepaměti základní potravinu, která má i podstatně širší společenský význam. Produkce mléka v prvovýrobě je nejen hlavním ekonomickým zdrojem, ale má i hlubší ekologický a sociální přínos pro naši krajinu a je nositelem našich tradic. Produkce mléka představuje u skotu jednu z nejdůležitějších užitkových vlastností. Kravské mléko získávané dojením v dojených stádech mléčného a kombinovaného skotu je využíváno k prodeji do mlékárny ke zpracování a následně pro lidskou výživu. Spotřeba mléka a mléčných výrobků v roce 2010 byla 244 kg/ na osobu a rok a dosahuje zatím jen lehce pod průměr EU. Situace vyvolává rostoucí požadavky na kvalitu syrového mléka. O jakosti se v podstatě rozhoduje na pastvě, ve stáji, při krmení, při dojení a ošetřování mléka. Přes poměrně dobré výsledky prvovýroby v ČR ohledně kvality (CPM, obsahové složky), některé ukazatele dlouhodobě stagnují, některé se i poněkud zhoršily během posledních desíti roků (počet somatických buněk). Jiné ukazatele se stále lepší, avšak na evropské poměry je třeba je ještě dále vylepšit (výskyt reziduí inhibičních látek). 9

2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Bílkoviny v mléce Mléko je velmi komplikovaný disperzní systém, ve kterém kaseinové molekuly tvoří micelární disperze a globulární bílkoviny syrovátky koloidní disperze (VELÍŠEK, HAJŠLOVÁ, 2009). Obsah proteinů mléka je uveden v Tab. A. Tab. A Zastoupení bílkovin v mléku podle ROGINSKI et al. (2003) Nízkotučné mléko (g/l) Bílkoviny (%) průměr odchylka průměr odchylka Bílkoviny 32,71 1,80 - - kaseiny 26,92 1,54 82,2 0,6 syrovátkové bílkoviny 5,79 0,32 17,8 0,6 Mléčné bílkoviny tvoří podstatu života, jsou základní součástí buněčných struktur, mezibuněčných tkání, hormonů a enzymů (KŘIVÁNEK, 2005). Jejich nedostatek může způsobit poruchy růstu, respektive nedostatečně vyvinutou svalovou hmotu (HERIAN, 2006). Mléčné bílkoviny jsou charakteristické složky pouze pro mléko (HOLEC a kol., 1989) a podmiňují technologické vlastnosti mléka (kvasnost a syřitelnost). Jsou vysokohodnotné a z nutričního hlediska nejvýznamnější složkou mléka (ZADRAŽIL, 2002). Obsahují 18 z 22 známých aminokyselin. Jsou i zdrojem esenciálních aminokyselin (HERIAN, 2006). Ty dodávají mléku významnou biologickou hodnotu (ZADRAŽIL, 2002). Biologická hodnota mléčných bílkovin je vůbec nejvyšší (až 98 % z nich se využije ve prospěch organismu) (HERIAN, 2006). Tradičně se označují jako bílkoviny látky stanovené metodou podle Kjeldahla. Takto se však přiřazují neoprávněně k bílkovinám tzv. nebílkovinné dusíkaté látky (HOLEC a kol., 1989), které tvoří 5-7 % z celkových bílkovin. Patří mezi ně např. močovina, amoniak, vitamíny B skupiny, kyselina orotová, nukleotidy a další složky mající ve své molekule dusík. Obsah skutečných bílkovin (čistá bílkovina) je tedy poněkud nižší. Čisté bílkoviny jsou rozděleny na dvě skupiny: kaseiny a syrovátkové bílkoviny (CHLÁDEK, ČEJNA, 2005), které se mezi sebou liší svým složením a vlastnostmi (MÁŠOVÁ, ŠUSTOVÁ, 2006). 10

2.1.1 Kaseiny Kaseinové bílkoviny jsou hlavní (GAJDŮŠEK, 2003) a současně výhradní bílkovinou mléka, se kterou se jinde v přírodě nesetkáme (HOLEC a kol., 1989). Byly objeveny v roce 1814, kdy Berzelius popsal první metodu separace kaseinu z kravského mléka (CHLÁDEK, ČEJNA, 2005) a patří k nejlépe probádaným bílkovinám. Kaseiny kravského mléka jsou směsí různých kaseinů (HOLEC a kol., 1989), u kterých je známa aminokyselinová skladba a struktura (GAJDŮŠEK, 2003). Tab. B Zastoupení frakcí kaseinu v mléku podle ROGINSKI et al. (2003) α S1 - kasein α S2 - kasein β- kasein κ- kasein γ- kasein Nízkotučné mléko (g/l) Celkový protein (%) Celkový kasein (%) Průměr Směrodatná odchylka Průměr Směrodatná odchylka Průměr Směrodatná odchylka 10,25 0,57 31,3 0,5 38,1 0,5 2,74 0,21 8,4 0,5 10,2 0,8 9,60 0,50 29,3 0,6 35,7 0,8 3,45 0,32 10,5 0,5 12,8 0,6 0,88 0,15 2,7 0,4 3,2 0,4 Z hlediska rozdělování bílkovin patří mezi složené proteiny. Obsahují relativně značné množství esterově vázané kyseliny fosforečné, a proto je řadíme mezi fosfoproteidy (HOLEC a kol., 1989). Kravské mléko obsahuje čtyři typy frakcí kaseinových bílkovin: α s1 -kaseiny, α s2 -kaseiny, β-kaseiny a κ-kaseiny, které jsou produkty specifických genů (ROGINSKI et al., 2003). Ostatní frakce kaseinu se považují za deriváty (GAJDŮŠEK, 2003), které se liší: chemickou strukturou: liší se od sebe v rámci jedné frakce díky genetické expresi bílkovin. Odlišnost je způsobena substitucí, delecí nebo inzercí aminokyselin v polypeptidovém řetězci. Hovoříme o tzv. genetickém polymorfismu, který je konkrétně vyjadřován genotypem (CHLÁDEK, ČEJNA, 2005). Genetické varianty kaseinových frakcí mají vliv na stabilitu koloidu, enzymatickou štěpitelnost apod. (GRIEGER, HOLEC, 1990) 11

vlastnostmi: hydrofóbnost a citlivost k přítomnosti vápníku (CHLÁDEK, ČEJNA, 2005) (κ kasein na rozdíl od ostatních frakcí není velmi citlivý na přítomnost vápníku v mléce (GAJDŮŠEK, 2003) Kaseiny kravského mléka jsou velmi důležité pro svoje nutriční a funkční vlastnosti (ČEJNA et al., 2006 cit. CREAMER, 2002) a největší vliv má na sýrařské technologie (CHLÁDEK a ČEJNA, 2005), jelikož obsah kaseinových bílkovin je důležitým faktorem ovlivňujícím výtěžnost sýrů (KOUŘIMSKÁ et al., 2007). Nízký obsah kaseinu má negativní vliv na výtěžnost sýrů (ČEJNA et al., 2006 cit. LINDMARK-MANSSON et al., 2003). Kaseinová micela Molekuly α s, β- a κ-kaseinů jsou uspořádány nejprve do tzv. submicel (obr. 1) tvaru rotačního elipsoidu po 25-30 molekulách (VELÍŠEK, 2002) a velikosti 10-15 nm (ZADRAŽIL, 2002). Nepolární části jednotlivých molekul jsou orientovány do centra submicely, kde se uplatňují hydrofobní interakce. Polární části molekul kaseinů interagují s vápenatými ionty a vodou. Jednotlivé submicely se vzájemně spojují do micel prostřednictvím fosfátových skupin α s -kaseinů a β-kaseinů (κ-kasein nemá v molekule vazebnou oblast) a vápenatých iontů, buď přímo, nebo prostřednictvím volných fosfátů a citrátů (VELÍŠEK, 2002). Obr. 1 Příčný řez typickou submicelou (VELÍŠEK, 2002) Převážná část kaseinu, asi 95 % (HOLEC a kol., 1989), je v mléce vázána do velkých koloidních útvarů, označovaných jako kaseinová micela (Obr. 2) (GAJDŮŠEK, 2003). Zbytek kaseinu se označuje jako rozpustný kasein. Rovnováha mezi těmito dvěma formami kaseinů se poměrně snadno naruší, např. chladem (HOLEC a kol., 1989). Obr. 2 Struktura kaseinové micely podle ANONYM 2 (2010); A - kaseinová submicela; B - postranní řetězce; C - kalcium-fosfátový můstek; D - κ kasein;e fosfátové skupiny 12

Průměr micel je 50-500 nm (ZADRAŽIL, 2002). Sušina kaseinu se sestává z asi 94 % bílkovin a 6 % představují ionty vápníku, fosforu a magnesia, které se souhrnně označují jako koloidálně vázaný kalciumfosfát. V izoeletrickém bodě (ph 4,7) je náboj aminových a karboxylových skupin aminokyselin vyrovnán. Kaseinové micely tím ztrací stabilitu a vypadnou z roztoku (HOLEC a kol., 1989). α s - kasein α s -kaseiny jsou hlavní kaseinové frakce. α s1 -kaseiny a α s2 -kaseiny jsou syntetizovány mléčnou žlázou (GAJDŮŠEK, 2003). α s1 -kaseiny tvoří 45-55 % z celkového obsahu bílkovin mléka (mají největší zastoupení) a existují v pěti genetických variantách: A, B, C, D, E. Převládá alela B s 70-98 % zastoupení u kulturních plemen (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). Primární struktura obsahuje 199 aminokyselin (ROGINSKI et al., 2003). U α s2 -kaseinu známe genetické varianty A, B, C, D (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006) a struktura je složena z 207 aminokyselin (ROGINSKI et al., 2003). β kasein β kasein je nejhydrofóbnější kasein (ROGINSKI et al., 2003). S vápenatými ionty poskytuje sůl rozpustnou při teplotách 1 C a nižších, při vyšších teplotách nerozpustnou (GAJDŮŠEK, 2003). Obsahuje sekvence 209 aminokyselin (ROGINSKI et al., 2003). Vyskytuje se v sedmi genetických variantách (GAJDŮŠEK, 2003) A1, A2, A3, B, C, D, E a představuje 25-35 % z obsahu bílkovin. Varianty C, D a E jsou ojedinělé. Převažují varianty A1 a A2 s přibližně stejnou frakcí. Rozdíl mezi A1 a A2 mlékem spočívá v záměně jediné aminokyseliny, prolinu u A2 za histidin u A1. Z A1 mléka vzniká trávením peptid beta-casomorphin-7. Výsledky různých sledování přisuzují mléku A1 negativní vliv (vznik diabetes 1. typu, srdeční onemocnění, artismus a schizofrenii) (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). κ kasein κ-kasein představuje 8-15 % obsahu bílkovin (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006) a skládá se ze 169 zbytků aminokyselin (VELÍŠEK, 2002). Je jedinou frakcí kaseinu, která obsahuje sirné aminokyseliny, cystein a methionin (PRŮŠOVÁ, DOLEŽAL, 2006). κ kasein se vyskytuje v 7 genetických variantách (VELÍŠEK, 2002): A, B, C, E, F, G, H. Nejrozšířenější jsou A a B. Jednotlivé varianty ovlivňují produkci, složení 13

a zpracovatelské vlastnosti mléka, včetně výtěžnosti sýra (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). κ kasein je cílem působení chymosinu, který je vůči působení vápenatých iontů odolný, ale v přítomnosti enzymu dochází k rozštěpení na para-κ kasein a na κ-kaseinmakropeptid (ROGINSKI et al., 2003). γ-kasein Je produkt degradace β-kaseinů proteolytickými enzymy nativního mléka, nejčastěji plasminem (GAJDŮŠEK, 2003). Více se podobá imunoglobulinů mleziva (ZADRAŽIL, 2002). Odštěpením zbytku s aminokyselinami 1-28 vznikne γ1-kasein a proteoso-pepton značený PP8F, γ2-kasein vzniká odštěpením zbytku 1-105 a γ3 odštěpením zbytku 1-107 (VELÍŠEK, 2002). 2.1.2 Syrovátkové bílkoviny Syrovátkové bílkoviny tvoří podíl bílkovin, který zůstává v syrovátce po vysrážení kaseinu při ph 4,6 (CHLÁDEK, ČEJNA, 2005). V kravském mléce, stejně jako v mléce ostatních přežvýkavců, představují asi 17-20 % z čistých bílkovin mléka. U monogastrických je obsah výrazně vyšší (GAJDŮŠEK, 2003). Zastoupení syrovátkových bílkovin mléka viz Tab. C. Syrovátkové bílkoviny mají vyšší nutriční hodnotu než kasein (KOUŘIMSKÁ et al., 2007). Tab. C Složení syrovátkových proteinů kravského mléka (VELÍŠEK, HAJŠLOVÁ, 2009) Proteiny Podíl v % Obsah v g.dm -3 Proteiny syrovátky celkem 20 6,4 α-laktalbumin 4 1,3 Sérový albumin 1 0,3 β-laktoglobulin 9 2,9 imunoglobuliny 2 0,6 Polypeptidy (proteidy, peptony) 4 1,3 α-laktalbumin Je syntetizován v mléčné žláze a je druhou nejvíce zastoupenou syrovátkovou bílkovinou mléka (přepočteno na odstředěné mléko 0,05-0,15 % z celkových bílkovin). Primární struktura je tvořena 123 aminokyselinami. Jsou známy 3 polymorfní genetické varianty: A, B, C (ZADRAŽIL, 2002). Je zjišťován v každém mléce, které obsahuje 14

laktosu, protože je nezbytný pro jeho syntézu (GAJDŮŠEK, 2003). α-laktalbumin vykazuje velmi vysokou biologickou hodnotu, která je dána vysokým obsahem cysteinu, tryptofanu a lysinu. α-laktalbumin není citlivý vůči syřidlovému enzymu (syřidlem se nesráží). Při srážení α-laktalbuminu nestačí pouhé snížení ph na izoelektrický bod, ale je nutné rovněž současné zahřátí nad 65 C. Úplné vysrážení nastává až při teplotě 85 C. Jestliže dojde ke zvýšení α-laktalbumin u mléka, je to příznak onemocnění dojnice (ZADRAŽIL, 2002). Je relativně nejstabilnější sérová bílkovina (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999). β-laktoglobulin β-laktoglobulin je hlavní bílkovinou mléčné syrovátky, která je syntetizována v mléčné žláze. Jeho primární strukturu tvoří 162 aminokyselin, ale zcela chybí aminokyselina hydroxyprolin (ZADRAŽIL, 2002). Vyskytuje se v šesti genetických variantách, v mléce je přítomen jako dimer (GAJDŮŠEK, 2003). β-laktoglobulin není rozpustný v čisté vodě, rozpouští se však ve zředěných roztocích neutrálně reagujících solí. Jeho izoelektrický bod je při ph 5,12 (ZADRAŽIL, 2002). Nevratně se denaturuje při záhřevu, v přítomnosti vysokých koncentrací vápenatých iontů a v prostředí o ph větším než 8,6 (GAJDŮŠEK, 2003). Termicky denaturovaný protein reaguje prostřednictvím zpřístupněné jediné thiolové skupiny s dalšími mléčnými proteiny (κ-kaseinem, α-laktalbuminem) za vzniku dimerů spojených disulfidovou vazbou (VELÍŠEK, 2002). Vyvolává tzv. vařivou příchuť mléka (zejména UHT). Vysoký obsah β-laktoglobulinů vykazuje mléko masožravců (ZADRAŽIL, 2002). Sérový albumin Jedná se o heterogenní bílkovinu (GAJDŮŠEK, 2003), která je tvořena 582 aminokyselinami (ZADRAŽIL, 2002). Byla prokázána totožnost s albuminem krevního séra. Zvýšená hladina sérum albuminu bývá zjištěna při zánětech mléčné žlázy (GAJDŮŠEK, 2003). Imunoglobuliny Jsou minoritní, ale biologicky vysoce vyznanými vysokomolekulárními globulárními glykoproteidy mléka s účinností protilátek (GAJDŮŠEK, 2003). Tvoří z hlediska heterogenního složení i syntézy ojedinělou složku mléčných bílkovin a průkazně se liší od ostatních bílkovin mléčného séra. Z pěti známých imunoglobulinů 15

u savců byly 4 třídy zjištěny v mléku. Všechny třídy existují jako polymery i monomery (ZADRAŽIL, 2002). Imunoglobuliny zajišťují přenos imunity z matky na mládě, a proto jsou ve zvýšené koncentraci v kolostru. Relativní koncentrace imunoglobulinů v mléce od zdravých zvířat je nízká (GAJDŮŠEK, 2003) pokud dojde ke zvýšení hladiny imunoglobulinů, znamená to počátek zánětu mléčné žlázy (ZADRAŽIL, 2002). 2.1.3 Další bílkoviny Mezi ostatní bílkoviny mléka řadíme: proteoso-peptony - tepelně stabilní fosfoproteiny, které jsou rozpustné při 4,6 ph. Tvoří 2 až 6 % z čistých bílkovin enzymy jsou bílkovinné makromolekuly specializované na katalýzu určitého typu reakcí. Pocházejí z leukocytů a buněk mléčné žlázy. Jejich aktivita je závislá na ph a teplotě. Stanovení úrovně aktivity enzymů se využívá mimo jiné k posouzení zdravotního stavu mléčné žlázy, získávání a ošetřování mléka a k technologickému hodnocení. Obecně enzymy v mléce dělíme na oxidoreduktázy a hydrolázy makroglobulin - minoritní protein, který tvoří příčné vazby membrán tukových globulí a způsobuje jejich shlukování, které má za následek vznik větších částic až posléze vrstvy smetany na povrchu mléka. Koagulace probíhá při teplotách vyšších než 100 C (GAJDŮŠEK, 2003) 2.1.4 Syntéza mléčných bílkovin Tvorba mléka je odvislá nejenom od fyziologických pochodů uvnitř mléčné žlázy, ale můžeme ji pokládat za výraz funkce celého organismu. Uplatňuje se zde soustava krevního oběhu, trávící a dýchací soustava, činnost nervového a hormonálního systému (STUPKA a kol., 2010). Syntéza bílkovin v buňce začíná na ribosomech granulačního endoplazmatického retikula (JELÍNEK et al., 2003). Sérový albumin a imunoglobuliny do mléka přechází z krve, ale většina proteinů mléka (kaseiny, α-laktalbuminy, β-laktoglobuliny) je syntetizována v mléčné žláze z esenciálních a neesenciálních aminokyselin krevní plazmy (BOUŠKA et al., 2006). Skutečný pohyb aminokyselin skrz membránu vyměšovací buňky je usnadněn několika dopravními systémy, které 16

jsou specifické pro přepravu různých skupin aminokyselin. Studie prokázaly obrovské schopnosti mléčné žlázy pro extrahování aminokyselin z krve (ROGINSKI et al., 2003). V krvi, která odtéká z mléčné žlázy, je obsaženo o 30-40 % méně volných aminokyselin než v krvi přitékající. Ve vnitřním prostředí dojnice jsou volné aminokyseliny tvořeny aminokyselinami: syntetizovanými mikroorganismy v předžaludku (JELÍNEK et al., 2003). O jeho tvorbě rozhoduje mnoho faktorů, především obsah energie v krmné dávce, a to její podíl, který je tvořen rozpustnými sacharidy a škroby. Dále je to obsah dusíkatých látek, obsah fosforu, zinku, kobaltu a řada dalších látek. Při vyrovnané krmné dávce vznikne v bachoru v průběhu dne až 1,5 kg mikrobiálního proteinu obsaženými v krmivech, které nebyly v bachoru rozloženy. Množství aminokyselin, které pochází přímo z krmné dávky, je velmi rozdílné podle druhu krmiv a jejich zpracování uvolněnými ze svalové a jaterní tkáně. Tyto aminokyseliny jsou důležitým zdrojem volných aminokyselin především v první fázi laktace (ILLEK et al., 2007). Substrátem biosyntézy mléčných bílkovin jsou i peptidy (JELÍNEK et al., 2003). 2.1.5 Reakce mléčných bílkovin Ke změnám složení, struktury a vlastnosti proteinů mléka dochází během pasterace, sterilace a zejména fermentace, zahušťování a sušení mléka i při výrobě sýrů (VELÍŠEK, HAJŠLOVÁ, 2009). Tepelné zpracování: je základní technologickou operací, používanou v mlékárenském průmyslu. Termolabilní jsou zejména bílkoviny syrovátky, zatímco kaseiny při pasteraci a sterilaci prakticky nedenaturují (VELÍŠEK, HAJŠLOVÁ, 2009). Pasterace: při teplotě 72 74 C, po dobu 20 40 sekund, se denaturuje 50 90 % bílkovin syrovátky a inaktivuje se většina přítomných enzymů (GAJDŮŠEK, 2003) při teplotách nad 75 C vznikají sulfidy a bisulfidy, které způsobují tzv. vařivou příchuť mléka 17

Sterilace: při teplotě 140 C, po dobu 4 sekund, se denaturuje 100 % bílkovin. Denaturované mléčné bílkoviny mají poněkud vyšší nutriční hodnotu ve srovnání s bílkovinami syrového mléka (VELÍŠEK, 2002). Srážení: kyselé srážení kaseinu při izoeletrickém bodě ph = 4,6 a při teplotě kolem 20 C se všechny kaseinové frakce srážejí (avšak při teplotě pod 6 C zůstávají v roztoku). Hodnota ph čerstvého mléka je 6,5-6,75. Sníží-li se ph, vzniklou kyselinou mléčnou, na hodnotu 4,6, kaseiny precipitují a po oddělení kaseinu zbývá syrovátka. K okyselení dochází činností mikroorganismů (kontaminujících, ale také kulturních) (VELÍŠEK, HAJŠLOVÁ, 2009). Sladké srážení kaseinu syřidlové srážení proces působení syřidla rozdělujeme na tři fáze: primární, sekundární a terciární (ZADRAŽIL, 2002). Působením enzymu dojde k specifické hydrolýze κ-kaseinu (LEGAROVÁ, KOUŘIMSKÁ, 2007), který má v mléce charakter ochranného koloidu a stabilizuje ostatní kaseinové frakce proti vysrážení působením vápenatých iontů. Působením syřidla ztrácí tento ochranný koloid svoji stabilizační schopnost (HOLEC a kol., 1989) a molekula se rozštěpí na dvě části: para-κ kasein (protein složený ze 105 aminokyselin) obsahuje hydrofobní část molekuly κ-kaseinu. Zůstává proto součástí kaseinových micel, ale na rozdíl od nativního κ-kaseinu zde již nemá ochranou funkci. Mezi miscelami vznikají silné vazby, za účasti Ca 2+ iontů dojde k vysrážení kaseinů (sýřeniny) (LEGAROVÁ, KOUŘIMSKÁ, 2007) κ kaseinmakropeptid (protein složený ze 64 zbytků aminokyselin) obsahuje hydrofilní část molekuly κ-kaseinu s vázanými oligosacharidy, a proto přechází do syrovátky (VELÍŠEK, 2002) 2.2 Faktory ovlivňující obsah bílkovin v mléce Obsah jednotlivých složek mléka není konstantní (LÁTAL, POZDÍŠEK, 2006 cit. SOMMER, 1987). Ovlivnění obsahu bílkovin v mléce je složitější než u tuku (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). Variabilitu zaznamenáváme např. u kaseinu a ostatních mléčných bílkovin (LÁTAL, POZDÍŠEK, 2006 cit. SOMMER, 1987). Obsah bílkovin v mléce je determinován geneticky a je také významně ovlivňován výživou a úrovní 18

bachorové fermentace (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). Faktory ovlivňující množství a složení mléka jsou vnitřní a vnější. Vnější jsou úroveň výživy, lidský faktor, technologie ustájení a dojení, ale i sezónnost. Mezi vnitřní zařazujeme genotyp, dědičnost, fyziologie mléčné žlázy, věk, zdravotní stav a imunita (SENKA, 2011). 2.2.1 Vnitřní faktory 2.2.1.1 Plemenná příslušnost Pod pojmem plemeno se rozumí skupina domestikovaných zvířat, která jsou si v podstatných morfologických a fyziologických znacích podobná a mají společný původ (SAMBRAUS, 2006). Plemeno skotu zásadním způsobem ovlivňuje složení a vlastnosti zpracovávaného mléka (ČEJNA et al., 2006). Tab. D porovnává obsahové složky mléka u vybraných plemen skotu. Kromě rozdílů v celkovém obsahu bílkovin mezi plemeny byly zjištěny i významné rozdíly v zastoupení některých frakcí dané geneticky (GAJDŮŠEK, 2003). Tab. D Obsah složek mléka u různých plemen skotu (URBAN et al, 1997) Ukazatel Ayshire Guernsey Holstein Jersey Hnědý švýcký Mléko (kg) 5 247 4 809 7 073 4 444 5812 Sušina bez tuku (kg) 449 436 601 411 526 Sušina celkem (kg) 660 672 865 642 770 Bílkoviny (kg) 177 177 226 175 210 Sušina bez tuku (%) 8,52 9,01 8,45 9,21 8,99 Sušina celkem (%) 2,55 13,94 12,19 14,39 13,20 Bílkoviny (%) 3,34 3,62 3,11 3,8 3,53 Plemenná příslušnost patří k důležitým činitelům, kteří ovlivňují užitkovost dojnic. Ta je podmíněná genetickou úrovní stád a podmínkami produkčního prostředí. Šlechtění se na výsledném efektu podílí z 32 % (KOUŘIMSKÁ et al., 2007). V chovu skotu se metody šlechtění volí s ohledem na to, zda se jedná o populace: tzv. čisté, představované jednotlivými plemeny (LOUDA et al., 2005). Plemena, u nás nejvíce chovaná jsou skot černostrakatý, je zaměřen na mléčnou produkci a český strakatý skot s kombinovaným zaměřením (maso a mléko) 19

Populace hybridní vzniklé křížením. U krav kříženek se realizuje heterózní efekt. Mají lepší schopnosti, bývají konstitučně zdatnější, lépe odolávají stresům způsobeným výživou, teplem, mají lepší plodnost, dosahují vyšší užitkovost než rodičovská plemena apod. (LOUDA et al., 2005) Mimo plemennou příslušnost (s ní související užitkový typ) je významnou součástí genotypu plemenná hodnota rodičů, podmiňující jak dojivost a obsah mléčných složek u potomstva. Dnes zjišťujeme plemennou hodnotu pro kg mléka, kg bílkovin, % bílkovin jak u býků, tak i u krav (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Přesnější odhad plemenné umožňují informace o polymorfismu genů (KUČEROVÁ et al., 2006 cit. FĹAK, 2000). Všechny proteiny mléka jsou polymorfní a byla u nich popsána řada genetických variant, lišících se pořadím aminokyselin v bílkovinném řetězci. Zastoupení jednotlivých frakcí bílkovin je dáno geneticky a je tedy u dojnice neměnné. Odlišnosti jednotlivých genetických variant ovlivňují i vlastnosti těchto bílkovin (LEGAROVÁ, KOUŘIMSKÁ, 2007). Gen pro κ-kasein je uložen na 6. bovinním chromozomu, je důležitý pro uspořádání a stabilitu kaseinových micel (MATĚJÍČEK et al., 2006 cit. ALEXANDER et al., 1988) a ovlivňuje množství, složení a zejména technologické vlastnosti mléka (MATĚJÍČEK et al., 2006 cit. SABOUR et al., 1996). Gen pro β-laktoglobulin se nachází na bovinním chromozomu č. 11 (MATĚJÍČEK et al., 2006 cit. EGGEN, FRIČE, 1995) a kóduje bílkovinu, která je nejvíce zastoupena frakcí syrovátkových bílkovin (MATĚJÍČEK et al., 2006). Geny pro κ-kasein a β-laktoglobulin jsou významné z hlediska parametrů mléčné užitkovosti (produkce mléka, bílkovin a tuku, obsahu bílkovin a tuku). Oba lokusy jsou v důsledku vztahu k uváděným parametrům vhodným doplňujícím kritériem šlechtitelských postupů (MATĚJÍČEK et al., 2006 cit. HRUBAN a PŘIBYL, 2000). Nejrozšířenější jsou typ A a typ B (PRŮŠOVÁ, DOLEŽAL, 2006). Většina prací naznačuje, že alela A a B alela κ-kaseinu pozitivně působí na produkci mléka. Závisí to ovšem i na plemeni (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006; PRŮŠOVÁ, DOLEŽAL, 2006). Z hlediska technologického jsou výhodnější u κ-kaseinu a u β-laktoglobulinu alely B, zlepšující syřitelnost, kvalitu sýřeniny, výtěžnost apod. (LEGAROVÁ, KOUŘIMSKÁ, 2007). Jako negativní jsou uváděny alely E a C, které mají nižší zastoupení (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). Nejvyšší průměrná plemenná hodnota pro obsah bílkovin v mléce byla zaznamenána u jedinců s genotypem BB (KUČEROVÁ et al., 2006; DVOŘÁKOVÁ et al., 2006), která se nejvíce vyskytuje u českého a slovenského strakatého plemena či montbeliarde, ale klesá s prošlechtěností 20

plemen (CHLÁDEK, ČEJNA, 2005). BB a AE snižuje celkovou produkci mléka (PRŮŠOVÁ, DOLEŽAL, 2006). Nejvyšší hodnoty pro produkci mléka a bílkovin byly zjištěny u jedinců s genotypem BE (KUČEROVÁ et al., 2006; PRŮŠOVÁ, DOLEŽAL, 2006; MATĚJÍČEK et al., 2006). Celkový obsah hrubých bílkovin, poměr syrovátkových bílkovin a kaseinu, velikost kaseinových micel i vlastnosti mléka jsou však ovlivněny řadou dalších faktorů a jejich vliv může zcela překrýt vliv genetického polymorfismu bílkovin mléka. Z chovatelského hlediska nejvýznamnějšími faktory jsou zdravotní stav a výživa zvířat (LEGAROVÁ, KOUŘIMSKÁ, 2007). 2.2.1.2 Zdravotní stav Dobrý zdravotní stav je faktor ovlivňující mléčnou užitkovost (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005) a zastoupení bílkovinných frakcí v mléce. Již lehká onemocnění mají negativní vliv na produkci, složení mléka a nervový stav dojnice. Hlubší změny vyvolávají metabolické poruchy, hořečnatá onemocnění a zejména záněty mléčné žlázy (GAJDŮŠEK, 2003). Negativně působí i obtížné porody (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Mastitida, podle definice Mezinárodní mlékárenské federace (IDF), je zánětlivá změna mléčné žlázy (KOVÁČ et al., 2001), která je reakcí tkáně vemene na poranění nebo přítomnost infekčních mikroorganismů v mléčné žláze (TANČIN, TANČINOVÁ, 2008). Je charakterizována fyzikálními, chemickými a mikrobiologickými změnami, vzestupem počtu somatických buněk a patologickými změnami v mléčné žláze (KOVÁČ et al., 2001), což výrazně ovlivňuje složení a vlastnosti mléka a tím i jeho technologickou kvalitu jako i kvalitu finálních mléčných výrobků (BENGIN- BÉREŠOVÁ, BURDOVÁ, 2006 cit. DRAHOŠOVÁ a kol., 2004). Rozsah změn nastává v závislosti od zánětlivé reakce (BENGIN-BÉREŠOVÁ, BURDOVÁ, 2006 cit. KORHONEN, KAARTINEN, 1995). Toxiny produkované patogenními mikroorganismy poškozují sekreční epitel tvořící mléko a kapiláry. To se odráží ve snížení obsahu složek mléka syntetizovaných v mléčné žláze (KOVÁČ et al., 2001), tj. hlavních bílkovin, zejména kaseinu (BENGIN-BÉREŠOVÁ, BURDOVÁ, 2006 cit. DRAHOŠOVÁ a kol., 2004). Při mastitidách se snižuje α a β-kasein, zvyšuje se koncentrace κ-kaseinu, přičemž dochází i ke změně ve velikosti a struktuře kaseinových micel (BURDOVÁ, 2005). Při mastitidách dochází k vzestupu obsahu komponentů, které se do mléka dostávají z krve (KOVÁČ et al., 2001), např. imunoglobulinů 21

a bílkovin, které mají význam v nespecifických obranných mechanismech vemene (např. laktoperoxidáza, laktoferin, lysozym). Celkový obsah bílkovin při mastitidách je nezměněný nebo dokonce může dojít k zvýšení viz Tab. E (BURDOVÁ, 2005). Snížení obsahu kaseinu, resp. změna bílkovinného spektra má za následek i snížení obsahu některých minerálních látek, které jsou v normálním mléku vázané na kaseinové micely, např. obsah Ca klesá až o 36 %, Mg až o 20 %, K asi o 44 % (BURDOVÁ, 2005). Tab. E Zastoupení bílkovin mléka při mastitidě podle KOVÁČ et al. (2001) Mléko Celkové bílkoviny (%) Kasein (%) Albumin (%) Syrovátkové bílkoviny (%) Normální 3,61 2,8 0,02 0,8 Mastitidní 3,56 2,3 0,07 1,3 Bachorová alkalóza je akutní až chronická porucha trávení v předžaludcích, která je charakterizována zvýšením ph bachorové tekutiny a zvýšeným obsahem amoniaku v bachoru. Porucha je vyvolána zkrmováním krmiv bohatých na dusíkaté látky, při současném nedostatku lehce stravitelných glycidů a hrubé vlákniny. Bezprostřední příčinou je nadměrná tvorba amoniaku v průběhu bachorové fermentace, která nestačí bachorová mikroflóra zpracovat. Při bachorové alkalóze dochází ke snížení produkce mléka o 15-20 %. Snižuje se rovněž obsah bílkovin a laktózy v mléce. Snížení titrační kyselost bývá často jediným nápadným příznakem subklinických alkalóz (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999). 2.2.1.3 Laktace Laktací se rovněž nazývá období, během kterého zvířata produkují mléko, tj. období od porodu do zaprahnutí, čili do doby, kdy ustane sekrece mléka v důsledku blížícího se do dalšího porodu (JELÍNEK et al., 2003). Obr. 3 Laktační křivka podle JELÍNEK et al. (2003) 22

Pro potřeby kontroly užitkovosti se používá laktace dlouhá 305 dní (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Graficky vyjádřený průběh laktace označujeme jako laktační křivku (VANĚK, ŠTOLC, 2002) viz Obr. 3. Obr. 4 Změny obsahu základních složek v průběhu laktace (JOKL, 1990) Obdobně jako množství mléka se mění v průběhu laktace i obsah jednotlivých složek. Průběh laktace lze rozdělit na dvě fáze.: první období je charakterizováno vzestupem dojivosti (SKÝPALA et al., 2008 cit. MIKŠÍK, JAŠA, 1980). Fáze trvá cca 30 60 dní (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005) a během ní nastává mírný pokles obsahu bílkovin a sušiny (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999). Následuje dlouhé druhé období poklesu dojivosti (SKÝPALA et al., 2008 cit. MIKŠÍK, JAŠA, 1980), kdy se tyto složky v mléce naopak zvyšují, viz Obr. 4 (ZEMAN, 2006). Absolutní produkce bílkovin a mléčného tuku v průběhu laktace neustále klesá, což je ve vztahu s poklesem produkce mléka (HOLEC a kol., 1989). Množství bílkovinných frakcí kravského mléka je v procesu laktace nestálé. Ze všech frakcí se jeví obsah kaseinu (alfa, beta, kapa) jako nestabilnější (BOUŠKA et al., 2006). Tyto změny se týkají složení individuálních mlék jednotlivých dojnic. Složení směsných mlék se více méně blíží průměru, protože porody spojené s produkcí mléka, jsou u krav rozloženy v hospodářském roku prakticky rovnoměrně (HOLEC a kol., 1989). 2.2.1.4 Věk Věk dojnice bývá vyjadřován pořadím laktace (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Dojivost se postupně zvyšuje od 1. do 4. až 5. laktace, kde dosahuje maxima (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999). Během života se obsah bílkovin mění jen velmi málo 23

(FRELICH, 2001). Nejvyšší procento bílkovin je pozorováno ve 4. až 6. laktaci. S dalšími laktacemi dojivost opět klesá, avšak už mnohem pomaleji (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999). Současně s vyšším věkem dojnic se snižuje obsah kaseinu, ročně asi o 0,05 až 0,1 % (HOLEC a kol., 1989). 2.2.1.5 Ranní a večerní nádoj Produkce mléka a obsah jeho složek vykazuje v průběhu dne určité změny (SKÝPALA et al., 2010 cit. MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 1988). Při stabilních podmínkách chovu denní kolísání u množství mléka ± 1,10 kg a u obsahu bílkovin ± 0,20 % (SKÝPALA et al., 2010 cit. TEPLÝ et al., 1979; KOUŘIMSKÁ et al., 2007). SKÝPALA et al. (2008) cit. KLOPČIČ et al. (2003) popisují obě hodnoty obsahu bílkovin prakticky totožné. Naproti tomu produkce bílkovin byla vyšší ráno, což bylo pravděpodobně ovlivněno nádojem. Vyšší produkci bílkovin ráno uvádí také SKÝPALA et al. (2008) cit. HERING et al. (2007). 2.2.2 Vnější faktory 2.2.2.1 Výživa Z vnějších faktorů je rozhodující výživa dojnic (SENKA, 2011). Jejím vlivem může dojít k určitým změnám v zastoupení jednotlivých bílkovin v mléce, v zastoupení bílkovinných frakcích a v množství nebílkovinného dusíku (ILLEK, 2003). Zlepšenou výživou lze zvyšovat mléčnou užitkovost pouze po hranici danou genotypem (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Šlechtění na obsah bílkovin v mléku umožňuje snížit potřebu energie pro dojnice, zároveň se však snižuje produkce mléka (SENKA, 2011). Důležitým předpokladem pro dosahování vysoké produkce mléka s vyhovujícím procentem bílkovin, je optimální plnohodnotná výživa krav v každé fázi reprodukčního cyklu (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005), tj. v období laktace i v období stání na sucho. Vlastní laktaci dojnice lze rozdělit do tří fází. V první fázi (prvních 100 až 125 dní) získáváme 40-50 % mléka z celkové roční produkce. Jelikož dojnice mají sníženou schopnost přijímat sušinu (VESELÝ, 1997), jsou v této fázi náročné na poskytovanou výživu (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Do krmných dávek zařazují jen kvalitní objemná a jadrná krmiva. V druhé fázi je nutno maximálně využít vysoký příjem krmiva a krýt potřebu dojnice v energii a živinách pomocí zvýšených podílů jadrných krmiv. Třetí fáze je živinově nejméně náročná fáze, ve které je nutno maximálně využít 24

produkční účinnosti objemných krmiv, a tak dosáhnou úspory jadrných krmiv (VESELÝ, 1997). Rozdíl mezi obsahem mléčných bílkovin na konci a na začátku laktace by u jednotlivých dojnic neměl být víc než 0,6 %. Vyšší rozdíl nejčastěji signalizuje problémy v dotaci energie krmné dávky na začátku laktace (KUBEKOVÁ, 2004 cit. RICHARDT, 2004). Tvorba bílkovin je energeticky náročná (GAJDŮŠEK, 2003), a proto krmivem musíme zajistit dostatečný (KUBEKOVÁ, 2004 cit. RICHARDT, 2004) a využitelný přísun energie (NAGYOVÁ, 2011). Obsah močoviny v mléce je dlouhodobým spolehlivým ukazatelem úrovně výživy (LÁTAL, POZDÍŠEK, 2006 cit. KOZÁKOVÁ, 2002). Vhodným ukazatelem je také posouzení tělesné kondice zvířat nebo ještě lépe měření tloušťky hřbetního tuku ultrazvukem (KUBEKOVÁ, 2004 cit. RICHARDT, 2004). Nízký obsah bílkovin v mléce může být spojen s nedostatkem energie dusíkatých látek (GAJDŮŠEK, 2003) a nedostatečným přísunem strukturální vlákniny a tím narušenou funkcí bachoru (KUBEKOVÁ, 2004 cit. RICHARDT, 2004). Chybí-li energie pro metabolizmus dojnice, nemohou se mléčné bílkoviny tvořit bez ohledu na úroveň příjmu dusíkatých látek v krmné dávce (ILLEK, 2003). Deficitu dusíkatých látek je po jistou dobu (2 až 3 týdny) kompenzován odbouráváním svalové bílkoviny, a pak dochází k poklesu tvorby mléčných bílkovin pro nedostatek aminokyselin (ILLEK, 2003). Naopak při jejich přebytku v krmné dávce zvyšuje obsah bílkovin v mléku až o 10 %. Jde však o syrovátkové bílkoviny a nebílkovinné dusíkaté látky, které nepříznivě ovlivňují zdravotní stav dojnic (SENKA, 2011) a snižují celkovou výtěžnost sýrů (ŠUSTOVÁ, 2010 cit. CHLÁDEK et al., 2006). Dále je vhodné, aby byly v krmné dávce správně vybilancované aminokyseliny lyzin a metionin (SENKA, 2011). Při jejich doplnění do krmných dávek se zvyšuje koncentrace bílkovin v mléce (LÁTAL, POZDÍŠEK, 2006). Příznivě působí také vysoké dávky sacharidů (LÁTAL, POZDÍŠEK, 2006 cit. SOMMER, 1987; SOMMER a PETRIKOVIČ, 2003), ale doplňováním tuku do krmné dávky dochází k poklesu mléčných bílkovin o 0,1 až 0,2 jednotek (STÁDNÍK et al., 2000). Dojnice potřebuje asi 4 litry vody na jeden litr mléka a minimálně 20 hodin denně musí mít k dispozici krmivo. Optimálně by se měla sušina krmné dávky pohybovat kolem 50 %. Pokud vlhkost vzroste, denní příjem sušiny se sníží. Sušina krmné dávky ovlivňuje dojivost (DREVJANY et al., 2004). 25

Při hodnocení obsahu mléčných složek se všímáme poměru mléčný tuk:bílkovina (NAGYOVÁ, 2011). Ideální poměr je 1,1 1,5:1 (SENKA, 2011). Nižší hodnota, tj. zvýšený obsah bílkovin v mléce a snížený obsah tuku v mléce ukazuje na výskyt acidózy a naopak vyšší zastoupení tuku oproti bílkovinám signalizuje ketózu (PAŘILOVÁ, 2007 cit. MANSFELDA, 2007). Cílem je mít 90 % zvířat ve stádě v intervalu (SENKA, 2011 cit. PAŘILOVÁ et al., 2007). 2.2.2.2 Frekvence dojení Zvýšená frekvence dojení má pozitivní vliv na produkci mléka. Je ovlivněna mnoha faktory, jako jsou výživa, která musí pokrýt zvýšené potřeby mléčné žlázy, regulace metabolizmu, genetické predispozice (TANČIN, TANČINOVÁ, 2008). Tab. F Vliv četnosti dojení na produkci a procentuální obsah bílkovin (DOLEŽAL, GREGORIADESOVÁ, 2000) Skupina Četnost dojení 2x 3x % bílkovin kg/laktaci % bílkovin kg/laktaci A 3,48 189,9 3,46 190,2 B 3,45 214,9 3,39 229,7 C 3,46 246,4 3,40 287,9 Celková denní produkce mléčných bílkovin (v kg) byla nejnižší u dojených 1x denně (KRÁTKÝ, 2007 cit. PATTON et al., 2006). Zvýšení frekvence dojení ze 2x na 3x denně, má za následek snížení počtu bakterií, zvýšené nebezpeční poškození povrchu cecku, nárůst produkce o 3,5 kg/den a snížení procenta bílkovin v mléku (TANČIN, TANČINOVÁ, 2008). Celková produkce bílkovin však byla vyšší v důsledku celkově vyšší produkce mléka. Pozitivní vliv třikrát denního dojení se výrazněji projevuje u krav s vyšší užitkovostí a u krav na I. laktaci (DOLEŽAL, GREGORIADESOVÁ, 2000). Při vícečetném dojení 3x denně je také upozorňováno na možnost zvýšení kvality mléka co do obsahu proteinů, zejména kaseinu, a to zvláště v pozdějších fázích laktace (DOLEŽAL, 1999). 2.2.2.3 Technologický systém chovu Pohodu zvířat ve stáji ovlivňuje denní režim. Ten je třeba upravit tak, aby byly krávy během dne co nejméně rušeny. Délka doby ležení a přežvykování je v kladné 26

korelaci k výši mléčné produkce (MIKŠÍK, ŽIŽLAVSKÝ, 2005). Vliv má i způsob ustájení. V ustájení s přivazováním je obsah složek vyšší na rozdíl od volného ustájení (SENKA, 2011). Se zvířaty se musí manipulovat klidně (VANĚK, ŠTOLC, 2002). Vlastní ošetřovatelská péče se může projevovat v diferencích 10 až 20 % průměrné mléčné užitkovosti stáda dojnic (KOPECKÝ a kol., 1981). 2.3 Sezónnost 2.3.1 Příčiny změn ve složení mléka v průběhu sledovaného období Množství nadojeného mléka a jeho složení během roku jsou ukazatele, které se s určitou pravidelností každý rok opakují. QUIST et al. (2008) cit. SARGEANT et al. (1998) uvádí inverzní vztah mezi výnosy mléka a procentuálním zastoupením obsahových složek. V letních měsících je produkce mléka je vyšší, ale procento tuku a bílkovin se snižuje v porovnání s výrobou v zimních měsících. Základní příčiny sezónnosti jsou: reprodukční cyklus (PAJTÁŠ a kol., 1990). Krávy otelené v zimním a v časných jarních měsících poskytují více mléka (HOLEC a kol., 1989) metabolizmus hospodářských zvířat v zimních měsících je zpomalený; v porovnání s letními měsíci. Využití živin se snižuje o 25 % (PAJTÁŠ a kol., 1990) biologický charakter rostlinné a živočišné výroby ovlivněný pravidelným střídáním klimatických podmínek a s nimi i vegetačního období (PAJTÁŠ a kol., 1990). V průběhu sledovaného období dochází ke změnám obsahových složek především v závislosti na měnící se výživě dojnic, ale ty se snižují s všeobecným přechodem na celoroční krmení objemnými konzervovanými krmivy (GAJDŮŠEK, 2003) působení tepelného stresu, protože skot poměrně dobře snáší nízké teploty, hůř se však vyrovnává s vysokými teplotami vnějšího prostředí (ILLEK et al., 2007). Termoneutrální zóna u dojnic je definována v rozmezí teplot vzduchu od 3 do 12 C (POLÁK et al., 2011 cit. HANUŠ et al., 2008). Vyšší teplota vzduchu pro skot je již 16 C, teploty nad 25 C lze označit za vysoké (KNÍŽKOVÁ, KNÍŽEK, 1995). Negativní vliv se projevuje se zpožděním přibližně 24 až 48 hodin (KAMARÁDOVÁ et al., 2008). Přestane-li na dojnice působit vysoká teplota a teplotní prostředí je navráceno do teplotního optima (13 16 C), nedojde k úplnému zpětnému zvýšení užitkovosti (FALTA et al., 2010 cit. TOUFAR a DOLEJŠ, 1996), ale přetrvává u 27

dojnice až do konce laktace (DOLEJŠ et al., 2005). Působení tepelného stresu se projevuje změnami v mikrobiologických a chemických vlastnostech mléka (DOLEJŠ et al., 2006). K hodnocení vlivu vnějšího prostředí na zvířata se celosvětově používá tepelně-vlhkostní index (THI), který zohledňuje především působení teploty a relativní vlhkosti (KAMARÁDOVÁ, et al., 2008). Jako kritické hodnoty THI se uvádí hodnoty nad 72 a teploty nad 23 C (WALTEROVÁ et al., 2008 cit. HAHN, 1999). 2.4 Technologické vlastnosti mléka Tukuprostá sušina Je sumární ukazatel, který podléhá vlivům na jeho jednotlivé hlavní složky: obsah bílkovin; obsah laktózy; obsah minerálních látek (popelovin). ČSN 57 0529 stanovuje minimální obsah TPS 8,50 %. Změny v obsahu tukuprosté sušiny lze obecně spojovat s: příměsí cizí vody výživou (pokles tukuprosté sušiny bývá v souvislosti s nedostatkem energie a dusíkatých látek ve výživě krav zdravotním stavem (zvýšená frekvence výskytu zejména subklinických mastitid) (DOLEŽAL et al., 2000) Hustota V podmínkách ČR jsou uváděny hodnoty 1,030 ± 0,002 g.cm -3 (191 bazénových vzorků mléka) (DOLEŽAL et al., 2000 cit. HANUŠ a FOLTYS, 1991). Měrnou hmotnost vyjadřujeme v tzv. mléčných stupních (stupně laktodenzimetrické L 20 ) (GAJDŮŠEK, KLÍČNÍK, 1988). Zvýšená měrná hmotnost je předběžným ukazatelem odebírání tuku nebo přidání odstředěného mléka. Snížená měrná hmotnost (nižší jak 1028 kg.m -3 ) orientačně poukazuje na přidání vody (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999). Jedná o jednu z nejdéle sledovaných vlastností mléka. Mezi vlivy na hustotu mléka patří: zhoršený zdravotní stav dojnice (zejména mastitidy, dietetické a metabolické poruchy) stádium laktace apod. (GAJDŮŠEK, 2003) individualita dojnice nedostatečná výživa (LUKÁŠOVÁ a kol., 1999) 28

Syřitelnost Syřitelnost je schopnost mléka pomocí syřidlového enzymu vytvářet pevnou jakostní sýřeninu (RUŽBARSKÝ et al., 2005). Je považována za nejdůležitější technologickou vlastnost mléka (GAJDŮŠEK, 2003). Čím kratší je doba srážení, tím méně syrovátky zůstává v sýřenině během zpracování (TEPLÝ a kol., 1985). Syřitelnost mléka je ovlivněna řadou faktorů: stádium a pořadí laktace sezóna chemické složení mléka (POLÁK et al., 2010 cit. TYRISEVÄ et al., 2004), hlavně obsah bílkovin, kaseinu, obsah tuku, laktózy, vápníku a hodnota ph (POLÁK et al., 2010 cit. BUCHBERGER, 2005) genotyp (vyšší výskyt varianty B kappa-kaseinu má pozitivní vliv) (DOLEŽAL et al., 2000) Kvalita sýřeniny Sýřenina je homogenní sraženina mléka, vzniklá působením syřidlového enzymu na mléčnou bílkovinu kasein. Sýřeninu lze zpracovávat na sladké sýry (RUŽBARSKÝ et al., 2005). Významný vliv na kvalitu sýřeniny má: složení mléka např. obsah bílkovin, kaseinu, vápníku (POLÁK et al., 2010 cit. TERVALA a ANTILA, 1985) (čím vyšší je obsah kaseinu, tím pevnější je i syrová masa sýru (HERIAN, 2004) zdravotní stav (tepelný stres zhoršuje kvalitu sýřeniny) (FALTA et al., 2010) Titrační kyselost Titrační kyselost mléka udává spotřebu odměrného roztoku NaOH (0,25 mol.l -1 ) potřebného k neutralizaci kysele reagujících látek ve 100 ml mléka, na indikátor fenolftaleinu. Udává se v SH na 100 ml mléka. Podle ČSN 57 0529 se u nás považuje za normální mléko o titrační kyselosti v rozmezí 6,2 až 7,8. Vlivy na titrační kyselost: individualita organismu složení mléka (zastoupení složek ovlivňující spotřebu při neutralizaci) ranní a večerní nádoj (kolísání mezi jednotlivými nádoji a ze dne na den) stádium laktace (obvykle vyšší kyselost na konci laktace) zdravotní stav (onemocnění mléčné žlázy vyvolává změny) (GAJDŮŠEK, 2003) 29

Aktivní kyselost Aktivní kyselost čerstvě nadojeného mléka se pohybuje v intervalu ph 6,4 až 6,8. GAJDŮŠEK (2003) uvádí, že mléko má tlumivou pufrační schopnost a pokud k mléku přidáme malé množství kyseliny nebo zásady, nezmění se hodnota aktuální kyselosti. První stádium rozkladu laktosy nezachytíme jako změnu ph, i když se již vytvořilo určitě množství kyseliny mléčné. DOLEŽAL et al. (2000) doplňuje, že některé látkové změny v mléce pak mají za následek stav, kdy zatímco titrační kyselost mléka (SH) již změny projevuje, ph ještě do určité hranice zůstává konstantní. Proto u mléka je vhodnějším měřítkem kvality, resp. čerstvosti stanovení jeho titrační kyselosti (GAJDŮŠEK, 2003). Bod mrznutí Bod mrznutí mléka je definován jako setrvání na teplotní křivce průběhu mrznutí mléka po krátkodobém uvolnění (zvýšením teploty) tepla tzv. krystalizačního, při mechanické iniciaci mrznutí za podmínek kryoskopické metody. Deprese bodu mrznutí mléka (jeho záporná hodnota pod 0 C) je dána obsahem laktózy (54 %), obsahem minerálních solí (30,5 %) a ostatních složek mléka. Podle platného, ale nezávazného standardu ČSN 57 0529 je současný limit -0,515 C. Významný vliv na kvalitu sýřeniny má: zdravotní stav: frekvence mastitid (zejména subklinických, které redukují obsah laktózy) stádium a pořadí laktace složení mléka (obsah laktózy klesá ke konci laktace a s vyšší laktací) výživa (negativní vliv má zhoršená minerální výživa, nedostatek energie, přebytek proteinů v krmení) sezóna v létě vyšší teplota, v zimě nižší teplota (HANUŠ et al., 2003) 30

3 CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce bylo zhodnotit změnu obsahu bílkovin v bazénových vzorcích mléka v průběhu sledovaného období a její vliv na technologické vlastnosti. Zkoumanými technologickými vlastnostmi byly tukuprostá sušina, hustota, syřitelnost, kvalita sýřeniny, titrační kyselost a aktivní kyselost Součástí práce bylo provedení pokusu a výsledky byly statisticky zpracovány a porovnány s literárními prameny. 31

4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Použitý materiál Bazénové vzorky, použité pro tuto diplomovou práci, pocházely ze zemědělského podniku GenAgro Říčany, a.s. (GPS 49 12'32.319" N, 16 23'42.666" E), který se zabývá chovem českého strakatého skotu. Podnik se nachází v Jihomoravském kraji v obci Říčany u Brna. Tato obec leží asi 20 km západně od Brna v nadmořské výšce 345 m. V průběhu 88 týdnů (od 3. 6. 2010 do 2. 2. 2012) byly jednou týdně odebrány bazénové vzorky, které představovaly směs ranního a večerního nádoje z předchozího dne. Zároveň byly v dny před kontrolními dny zaznamenány průměrné teploty ve stáji umístěných v kohoutkové výšce krav. Teplota ve stáji byla měřena v 15 minutových intervalech pomocí čidel rozmístěných ve stáji. Průměrná denní teplota ve stáji byla spočtena jako aritmetický průměr všech hodnot. 4.2 Použitá metodika Vlastní sledování bylo prováděno v laboratoři na Ústavu chovu a šlechtění zvířat Mendlovy univerzity v Brně. V bazénových vzorcích mléka byly den po odběru stanoveny průměrné hodnoty obsahu bílkovin (%), tukuprosté sušiny (%), hustoty (g.cm -3 ), aktivní kyselosti (ph), titrační kyselosti ( SH), syřitelnosti (s) a kvality sýřeniny (třída). Kvůli provedení korelační analýzy byl soubor vzorků rozdělen do tří intervalů dle obsahu bílkovin: interval 1: 3,33-3,48 % bílkovin (n = 32) interval 2: 3,49-3,71 % bílkovin (n = 31) interval 3: 3,72-3,83 % bílkovin (n = 25) Matematicko-statistické zpracování dat Hodnoty jednotlivých rozborů byly statisticky zpracovány a vyhodnoceny. Byl určen aritmetický průměr ( x ), minimum (min), maximum (max), směrodatná odchylka (s x ) a variační koeficient (v x %). Mezi skupinami sledovaných ukazatelů byla provedena jednofaktorová analýza rozptylu. Hladina pravděpodobnosti P < 0,01 jako vysoce statisticky průkazná, P < 0,05 32

jako statisticky průkazná a P > 0,05 jako statisticky neprůkazná hladina pravděpodobnosti. Ke zpracování byl použit Microsoft Excel 2007 a program Statistica 9.0. Pro zhodnocení těsnosti závislostí byl vymezen interval korelačního koeficientu: vztah r 0,3 byl méně těsný, r 0,6 středně těsný vztah a r > 0,6 velmi těsný vztah. Stanovení základních složek Analýza vzorků se prováděla na přístroji MilkoScope Julie C5 Automatic od společnosti Scope-Electric. Přístroj se používá k zjištění obsahu bílkovin, obsahu tuku, obsahu tukuprosté sušiny, hustoty mléka, hodnoty bodu mrznutí, teploty, obsahu laktózy a obsah přidané vody. Výhodou je malá potřeba testovaného mléka. Postup: vzorek promícháme, nalijeme do testovací nádoby. Nerezové čerpací nástavce odkloníme, vložíme do nádoby se vzorkem a opět sklopíme. Během několika sekund se ozve signál a část vzorku se načerpá do měřící cely a dojde k měření. Po dalším zvukovém signálu se výsledky objeví na displeji. Obr. 5 Julie C5 Automatic podle ANONYM 3 (2012) Stanovení titrační kyselosti Postup: do titrační baňky se odpipetuje 50 ml mléka, přidá se 2 ml fenoloftaleinu a za stálého míchání se titruje roztokem NaOH (0,25mol/l) do trvalého, slabě růžového zabarvení. Výpočet se provede podle vzorce: x = 2 x a, kde a je spotřeba roztoku NaOH (0,25 mol/l) (GAJDŮŠEK, KLÍČNÍK, 1988). Stanovení aktivní kyselost Aktivní kyselost je dána koncentrací vodíkových iontů v mléce. Měří se ph metrem. Výsledky se vyjadřují v hodnotách ph (GAJDŮŠEK, KLÍČNÍK, 1988). Postup: při vlastním měření je nutné postupovat podle návodu použitého ph metru. 33

Stanovení syřitelnosti Postup: bylo použito syřidlo Laktochym 1:5000 (Milcom Tábor), zředěné s vodou v poměru 1:5. Odpipetujeme 50 ml vzorku mléka do erlenmeyrovy baňky. Vzorek vytemperujeme na 35 C a následně přidáme 2 ml syřidla. Současně zmáčkneme stopky odpočítávající 30 sekund a mícháme. Během 30 sekund vzorek promícháváme a následně odebíráme injekční stříkačkou cca 2 ml vzorku, kterou umístíme do měřícího zařízení. Po uplynutí 30 sekund zapneme start analýzy v PC. Detektor přístroje převádí intenzitu procházejícího paprsku na elektrický signál. Po zasýření mléka dochází k jeho koagulaci a úbytku signálu. Pokles signálu je derivován a okamžik vysrážení prvních vloček para-κ-kaseinu odpovídá lokálnímu minimu na derivační křivce. K výslednému času se přičítalo 30 sekund. Zjištěný čas od počátku zasýření je objektivně stanovenou hodnotou. Je to hlavní údaj pro stanovení startu krájení sýřeniny (ČEJNA, 2008). Stanovení kvality sýřeniny Postup: zbytek vzorku mléko po zasýření necháme v erlenmayerově baňce v termostatu při 35 C po dobu 1 hod a posuzujeme jakost sýřeniny po jejím vyklopení na Petriho misce pomocí tabulky (GAJDŮŠEK, 1997). Tab. G Hodnocení jakosti sýřeniny podle GAJDŮŠEK (1997) Třída Vzhled sýřeniny a syrovátky jakosti 1 Sýřenina je velmi dobrá, pevná, po vyklopení zachovává tvar a výšku. Syrovátka je čirá, žlutozelené barvy. 2 Sýřenina je dobrá, poněkud méně pevná, méně dobře zachovává tvar. Syrovátka je bělavo-nazelenalé barvy. 3 Sýřenina je špatná, měkká, částečně nedrží pohromadě. Syrovátka je mléčně bílá. 4 Sýřenina je velmi špatná, nedrží pohromadě. Syrovátka je mléčně bílá. 5 Nezřetelné nebo žádné vyvločkování kaseinu. 34

5 VÝSLEDKY A DISKUZE 5.1 Vliv změny obsahu bílkovin v průběhu sledovaného období na technologické vlastnosti mléka Česká republika leží v mírném podnebném pásu s typickým střídáním čtyř ročních období, kdy nejteplejším měsícem bývá červenec a nejchladnějším leden. Ve zvoleném sledovaném období, tj. od 3. 6. 2010 do 2. 2. 2012 byla průměrná denní teplota ve stáji 10,79 C. Nejnižší průměrná denní teplota ve stáji byla naměřena v měsíci únor 2012 a to -11,3 C. Naopak nejvyšší průměrná denní teplota ve stáji bylo zjištěno v červenci 2010 a to 26,2 C. Variační koeficient byl zjištěn 84,3 % a směrodatná odchylka byla 9,1 C, dle Tab. 2. Obsah bílkovin v mléce se v průběhu sledovaného období mění (KOPUNECZ, 2009) a toto kolísání složek mléka v průběhu sledovaného období je neovlivnitelné (TEPLÝ a kol., 1985). Ve zvoleném sledovaném období, tj. od 3. 6.2010 do 2. 2. 2012, byl zjištěn průměrný obsah bílkovin 3,59 %, směrodatná odchylka 0,15 % a variační koeficient 4,15 % v bazénových vzorcích mléka, viz příloha Tab. 2. Syrové kravské mléko obsahovalo v průměru 2,80 3,60 % bílkovin (ZADRAŽIL, 2002). Graf 1 : Vliv průměrné denní teploty ve stáji na obsah bílkovin za sledované období 35

Podle chovného cíle strakatého skotu má být nejméně 3,5 % bílkovin v mléce (ANONYM 1, 2007). Nejnižší obsah (3,33 % bílkovin, viz Tab. 2) v bazénovém vzorku, byl naměřen v měsících červen a srpen 2010. To tvrdí i KOPUNECZ (2009), KOUŘIMSKÁ (2007), ŠUSTOVÁ (2010) a GAJDŮŠEK (2003). Podle CHLÁDEK et al. (2006) byl nižší obsah bílkovin (pod 3,40 %) zjištěny od dubna do září. Jednou z příčin poklesu obsahu bílkovin v letním období je působení tepelného stresu na dojnice, kdy jeho vlivem dochází k redukci obsahu bílkovin (CHLÁDEK et al., 2006 cit. SHARMAN et al., 1988). Proto je v letních měsících třeba snížit tepelný šok vhodným ustájením a ventilátory, kropením zvířat a poskytnutím dostatku pitné vody (SENKA, 2011). Podle Tab. 2 byl naměřen nejvyšší obsahu bílkovin (3,83 %) na přelomu prosince 2010 a ledna 2011. Podíl bílkovin (nad 3,40 %) je nejvyšší od října či listopadu (KOPUNECZ (2009) do března (CHLÁDEK et al., 2006). KOUŘIMSKÁ et al. (2007) konstatuje, že nejstabilnější složení bylo pozorováno v měsících prosinec, leden a únor. Vliv průměrné denní teploty ve stáji na obsah bílkovin je patrný z Grafu 1. Ve sledovaném období bylo zjištěno, že při oteplování stájového prostředí docházelo k poklesu obsahu bílkovin a naopak, při ochlazení docházelo k vzestupu obsahu bílkovin. Tomu odpovídá zjištěny korelační koeficient r = -0,81, který poukazuje na to, že mezi sledovanými parametry byla vysoká těsnost vztahu, jenž byl vysoce statisticky průkazný, dle Tab. 3. CHLÁDEK et al. (2006) prokázal velmi vysoce statisticky průkazný vliv (P < 0,001) ročního období na obsah bílkovin. 5.1.1 Vliv na tukuprostou sušinu Hodnoty tukuprosté sušiny byly zaznamenány v rozsahu od 8,77 do 9,24 %, průměrná hodnota činila 8,99 % a se směrodatnou odchylkou 0,12 %. Variační koeficient byl zjištěn 1,35 %, viz Tab. 1. Nejvyšší hodnota byla naměřena v prosince 2011, naopak nejnižší hodnota v červenci 2010. Vliv procentuálního zastoupení bílkovin na tukuprostou sušinu mléka je patrný z Grafu 2, který ukazuje, že v zimních měsících bylo dosaženo vyšších hodnot obsahu bílkovin a tukuprosté sušiny než v letních měsících. To potvrzuje TEPLÝ a kol. (1985). Za sledované období byl pro tukuprostou sušinu zjištěn kladný korelační koeficient r = 0,94, jenž poukazuje na velmi těsný vztah, který byl vysoce statisticky průkazný (P < 0,01), viz Tab. 3, což potvrzuje názor DOLEŽALA et al. (2000), že tukuprostá sušina podléhá vlivům, které působí na 36

její jednotlivé hlavní složky (bílkoviny, laktóza a minerální látky). FOX et al. (2004) tvrdí, že obsah tukuprosté sušiny se zvýší zkoncentrováním základních složek mléka. Graf 2 Vliv obsahu bílkovin v průběhu sledovaného období na tukuprostou sušinu 5.1.2 Vliv na hustotu V podmínkách ČR se hustota vyskytuje v rozmezí 1,0280 až 1,0320 g.cm -3 (GAJDŮŠEK, 2003). Ve sledovaném období byla zaznamenána průměrná hodnota hustoty bazénového vzorku mléka 1,300 g.cm -3, variační koeficient 0,876 % a směrodatná odchylka 0,0114 g.cm -3. Nejvyšší hodnota (1,0304 g.cm -3 ) byla naměřena v prosinci 2011. Nejnižší hodnota (1,0297 g.cm -3 ) byla naměřena v srpnu 2010, viz Tab. 1. Pro hustotu byl zaznamenán záporný korelační koeficient r = -0,10, což poukazuje na méně těsný vztah, jenž byl statisticky neprůkazný (P > 0,05), viz Tab. 3. Graf 3 znázorňuje vliv obsahu bílkovin na hustotu mléka. Domnívám se, že kolísání hodnot hustoty mléka nebylo významně ovlivněno změnou obsahu bílkovin v průběhu sledovaného období. Toto tvrzení je v rozporu s LUKÁŠOVOU a kol. (1999) a GAJDŮŠKEM (2003), kteří uvádějí pozitivní korelaci obsahu bílkovin na hustotu bazénového vzorku. Autor dále dodává že, zvýšený obsah bílkovin, laktosy a minerálních látek měrnou hmotnost zvyšují. Jelikož průměrná měrná hmotnost pro 37

bílkovinu je okolo 1,400 g.cm -3 (pro vodu je 0,9982 g.cm -3 a pro tuk okolo 918 g.cm -3 ) (WALSTRA et al., 2006). Graf 3 : Vliv změny obsahu bílkovin v mléce v průběhu sledovaného období na hustotu 5.1.3 Vliv na syřitelnost Syřitelnost je považována za nejdůležitější technologickou vlastnost mléka (GAJDŮŠEK, 2003). Tab. 1 uvádí, průměrná hodnota syřitelnosti byla zjištěna během sledovaného období 199 sekund, variační koeficient byl zaznamenán 9 % a směrodatná odchylka 18 sekund. Nejdelší syřitelnost (242 sekund) byla naměřena v březnu 2011, naopak nejkratší doba (153 sekund) byla zjištěna v dubnu 2010. Vliv obsahu bílkovin v průběhu sledovaného období na syřitelnost zobrazuje Graf 4. Obsah bílkovin byl nejvyšší během zimních měsíců, kdy syřitelnost trvala nejdéle. V letních měsících tomu bylo naopak, ve vzorcích mléka bylo dosaženo nejnižších hodnot obsahu bílkovin a syřitelnost trvala nejkratší dobu. Mezi sledovanými parametry byl zjištěn korelační koeficient r = 0,41, což poukazuje na středně těsný vztah, jenž se ukázal jako vysoce statisticky průkazný (P < 0,01), podle Tab. 3. To potvrzuje FORMAN a kol. (1996), TEPLÝ a kol. (1985), ČEJNA, CHLÁDEK (2006), POLÁK et al. (2010) tvrdí, že obsah bílkovin má vliv na syřitelnost. Syřitelnost vykazuje z technologických vlastností mléka 38

nejvyšší variabilitu výsledků (KOLOŠTA et al., 2008 cit HANUŠ et al., 1995b). WALSTRA et al. (2006) konstatuje, že variabilita je částečně způsobena variabilitou v obsahu kaseinu: je-li vysoký, srážlivost je rychlejší. Takové mléko dává předpoklad vyšší výtěžnosti sýrů (ČEJNA, CHLÁDEK, 2006), protože čím kratší je doba srážení, tím méně syrovátky zůstává v sýřenině během zpracování (TEPLÝ a kol., 1985). Graf 4 : Vliv změny obsahu bílkovin mléka v průběhu sledovaného období na syřitelnost 5.1.4 Vliv na kvalitu sýřeniny Podle Tab. 1 byla průměrná třída kvality sýřeniny 2. Nejhorší kvalita sýřeniny (třída 3) byla zjištěna v březnu 2011. FALTA et al. (2010) nalezl vyšší výskyt horší kvality sýřeniny ve dnech, kdy teplota převyšovala 21 C, a dojnice se kvůli nepříznivým podmínkám nacházely v tepelném stresu. Naopak nejlepší hodnoty (třída 1) byly zjištěny průběžně během celého sledování, avšak větší počet nejvyšších hodnot bylo dosáhnuto od listopadu 2010 do března 2011 a od prosince 2011 do konce měření (únor 2012). Byl zaznamenán variační koeficient 34,70 % a směrodatná odchylka 0,52 třída kvality sýřeniny. Vliv obsahu bílkovin na kvalitu sýřeniny lze pozorovat z Grafu 5. Z grafu je patrné, že se zvyšujícím se obsahem bílkovin vznikala sýřenina lepší kvality. Podle Tab. 3 pro sledované parametry byla zjištěna hodnota korelačního koeficientu r = -0,21, což poukazuje na méně těsný vztah, který byl statisticky 39

neprůkazný (P > 0,05). K podobnému korelačnímu koeficientu r = -0,23 dospěl POLÁK et al. (2010), dále POLÁK et al. (2010) cit. HANUŠ et al. (1995) zjistili korelační koeficient r = -0,30 a POLÁK et al. (2010) cit. AULDIST et al. (1995) uvádí korelační koeficient r = -0,40. IKONEN et al. (2004) cit. OLOFFS et al (1992) tvrdí, že sýřenina o vyšší kvalitě byla v korelaci s vysokým obsahem bílkovin, zatímco IKONEN et al. (2004) cit. IKONEN et al. (1999a) zjistil, že lepší hodnoty kvality sýřeniny byly v korelaci s nízkým obsahem bílkovin. Bílkoviny v sýru, zejména kasein, dávají svojí vápníkovou vazbou sýru pevnost, formu a stabilitu. Můžeme vzhledem ke konzistenci sýru říct, že čím vyšší je obsah kaseinu, tím pevnější je i sýřenina (HERIAN, 2004). ČEJNA et al. (2006) cit. LINDMARK-MANSSON et al. (2003) konstatují nízký obsah kaseinu má negativní vliv na výtěžnost sýrů. Graf 5 : Vliv změny obsahu bílkovin mléka v průběhu sledovaného období na kvalitu sýřeniny 5.1.5 Vliv na titrační kyselost ČSN 57 0529 stanovilo hodnoty titrační kyselosti pro standardní mléko takto: 6,2-7,8 SH (DOLEŽAL et al., 2000). Průměrná hodnota titrační kyselosti za sledované období byla 7,03 SH, kdy nejnižší hodnota (6,28 SH) byla naměřena v říjnu 2011 a nejvyšší hodnota (7,96 SH) v září 2011 s variačním koeficientem 4,72 % 40

a směrodatnou odchylkou 0,33 SH, viz Tab. 1. Vliv obsahu bílkovin v průběhu sledovaného období na titrační kyselost je zjevný z Grafu 6. Z grafu je patrné, jestliže se obsah bílkovin zvýšil, byla vyšší i hodnota titrační kyselosti a naopak. Tvrzení upřesňuje zjištěný kladný korelační koeficient r = 0,12, který ukazuje na méně těsný vztah mezi sledovanými parametry, jenž byl statisticky neprůkazný (P > 0,05), dle Tab. 3. Výsledky jsou v souladu s prací (POLÁK et al., 2010). Avšak GRIEGER a HOLEC (1990) konstatují, že primární titrační kyselost mléka a obsah bílkovin jsou významně závislé. Zvýšení obsahu bílkovin o 1 % působí zvýšení titrační kyselosti průměrně o 1,56 SH. Z toho vyplývá, že mléko s vyšším obsahem bílkovin v mléce poskytuje mléko o vyšší titrační kyselosti. LUKÁŠOVÁ a kol. (1999), KOLOŠTA et al. (2008) cit. HANUŠ (1995) a GAJDŮŠEK (2003) tvrdí, že pokles titrační kyselosti mléka bývá spojován s poklesem obsahu bílkovin. Titrační kyselost mléka je závislá na chemickém složení mléka, hlavně bílkovin (KOLOŠTA et al., 2008 cit. GENČUROVÁ et al, 1997), to se shoduje s tvrzením GAJDŮŠKA (2003), který uvádí, které složky mají vliv na titrační kyselost: zejména bílkoviny, fosfáty, citráty a u čerstvě nadojeného mléka i oxid uhličitý. Dále je uváděno, že pokud byla značná jejich část dojnic ve stejné fázi laktační periodě, pak titrační kyselost směsného mléka mohla být významně vyšší (dojnice po otelení) nebo nižší (dojnice na konci laktace) (HOLEC a kol, 1989). Graf 6 : Vliv změny obsahu bílkovin mléka v průběhu sledovaného období na titrační kyselost 41

5.1.6 Vliv na aktivní kyselost ph kravského mléka, při 25 C, obvykle leží v rozmezí ph 6,5-6,7, přičemž ph 6,6 je nejčastější hodnota (ROGINSKI et al., 2003). Průměrná hodnota aktivní kyselosti byla ph 6,62 % za sledované období s variačním koeficientem 1,77 % a směrodatnou odchylkou ph 0,12. Nejnižší hodnota (ph 6,36) byla naměřena v srpnu 2010 a nejvyšší hodnota (ph 6,88) v červnu 2010, viz Tab. 1. Vliv obsahu bílkovin na titrační kyselost je zjevný z Grafu 7. Z grafu je patrné, že při vzestupu obsahu bílkovin docházelo k mírnému poklesu hodnot aktivní kyselosti a naopak. Zjištěný korelační koeficient byl r = -0,18, což poukazuje na méně těsný vztah, jenž byl vyhodnocen jako statisticky neprůkazný (P > 0,05), viz Tab. 3. KOLOŠTA et al. (2008) cit. SEMJANA a kol. (1987) tvrdí, že aktivní kyselost jeví během laktace relativně velkou stálost. KOLOŠTA et al. (2008) cit. MEYER et al., (1984) a PAŽMOVOU (1992) uvádí, že ph mléka nevykazuje úzký vztah k režimu krmení. Stanovení ph u čerstvě nadojeného mléka nemusí být vždy nejlepším měřítkem, jelikož mléko má pufrační schopnost a přidáme-li k němu malé množství kyseliny nebo zásady, nezmění se hodnota aktuální kyselosti (GAJDŮŠEK, 2003). Graf 7 : Vliv změny obsahu bílkovin mléka v průběhu sledovaného období na aktivní kyselost 42

5.2 Technologické vlastnosti mléka v závislosti na úrovni obsahu bílkovin Soubor bazénových vzorků použitých pro korelační analýzu byl rozdělen do tří intervalů podle obsahu bílkovin a statisticky zpracován. 5.2.1 Vliv na tukuprostou sušinu Podle Tab. 4, v prvním intervalu byla naměřena tukuprostá sušina v rozsahu 8,77 až 8,97 % s průměrnou hodnotou 8,87 % a variačním koeficientem 0,66 %. Ve druhém intervalu byl parametr v rozsahu 8,90 9,10 %, s průměrem 9,01 % a variačním koeficientem 0,70 %. Ve třetím intervalu byl zjištěn parametr v rozsahu 9,04 9,24 % s průměrnou hodnotou 9,13 % a variačním koeficientem 0,50 %. V intervalu 1 a 2 byly zjištěny kladné korelační koeficienty r = 0,73 a r = 0,88, což ukazuje na těsný vztah, jenž byl vysoce statisticky průkazný (P < 0,01). V intervalu 3 byl zjištěn korelační koeficient r = 0,13, jenž naznačuje méně těsný vztah, který byl statisticky neprůkazný (P > 0,05). Z korelačních koeficientů můžeme tedy usoudit, že se vzrůstající úrovní obsahu bílkovin, docházelo k růstu hodnot tukuprosté sušiny. Také ŠUSTOVÁ (2010) připisuje změny v koncentraci tukuprosté sušiny změnám v koncentraci bílkovin. Graf 8: Vliv vzrůstající úrovně (intervalu) obsahu bílkovin na tukuprostou sušinu V Grafu 8 je znázorněn vliv vzrůstajícího intervalu obsahu bílkovin na tukuprostou sušinu. Dle Tab. 10 byly tři intervaly porovnány mezi sebou. Mezi všemi intervaly mezi sebou byly nalezeny vysoce statisticky průkazné vlivy (P < 0,01). 43