Кемерово, Россия
сотрудник с 01.01.2008 по 01.01.2025
Кемеровский государственный университет (кафедра ветеринарии, доцент)
сотрудник с 01.01.2023 по настоящее время
Кемеровский государственный университет
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Кемерово, Россия
Производство высококачественного молока-сырья, отвечающего жестким требованиям безопасности и экономической эффективности, является критическим фактором конкурентоспособности молочной отрасли. Целью настоящего обзора является комплексная систематизация современных биотехнологических решений, формирующих новую парадигму прецизионного управления качеством молока на уровне его первичного производства. Рассмотрены четыре взаимосвязанных технологических модуля, охватывающих весь производственный цикл: 1) генетические и репродуктивные технологии (геномная селекция по локусам CSN3, DGAT1, BoLA-DRB3; комплекс OPU-IVP-ТЭ с преимплантационной диагностикой), позволяющие целенаправленно формировать и быстро тиражировать генотипы животных с заданными признаками продуктивности, состава молока и устойчивости к заболеваниям; 2) биотехнологии управления кормлением и микробиомом, включающие прецизионную модуляцию рубцовой ферментации пробиотиками и ферментами, а также применение микробиологических заквасок и адсорбентов при заготовке кормов для программирования питательности рациона и минимизации рисков химической контаминации (микотоксины); 3) биологические методы контроля здоровья вымени и микробиологической чистоты сырья, предлагающие альтернативу антибиотикам на основе пробиотиков, бактериофагов, иммуномодуляторов и ферментов, а также технологии биологического кондиционирования оборудования; 4) биосенсорика и цифровые платформы (сенсоры состава, СК, патогенов, ингибирующих веществ; концепция «цифрового двойника» стада), обеспечивающие переход от эпизодического лабораторного контроля к непрерывному предиктивному мониторингу. Показано, что синергетическая интеграция этих решений в единую систему позволяет кардинально снизить зависимость качества сырья от эмпирических факторов, обеспечивая его стабильность и предсказуемость. Делается вывод о том, что биотехнологическая трансформация является экономически оправданной стратегией, ведущей не только к гарантированному соответствию сырья нормативным требованиям, но и к получению продукта с воспроизводимыми функционально-технологическими свойствами, что создает основу для глубокой переработки, импортозамещения и укрепления экспортного потенциала отечественной молочной отрасли.
молоко-сырье, качество молока, биотехнологии, геномная селекция, микробиом, мастит, пробиотики, бактериофаги, биосенсоры, цифровизация
1. Gonçalves J. L. Pathogen effects on milk yield and composition in chronic subclinical mastitis in dairy cows / J. L. Gonçalves [et al.] // Veterinary Journal. 2020. Vol. 262. Article number 105473. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2020.105473
2. Gai N. Effect of protein genotypes on physicochemical properties and protein functionality of bovine milk: A review / N. Gai [et al.] // Foods. 2021. Vol. 10(10). Article number 2409. https://doi.org/10.3390/foods10102409
3. Лоретц, О. Г. Технологические свойства молока в зависимости от сезона года / О. Г. Лоретц, О. В. Горелик, О. П. Неверова // БИО. 2019. № 1(220). С. 8–11. https://elibrary.ru/qrioya
4. Pegolo, S. Associations between differential somatic cell count and milk yield, quality, and technological characteristics in Holstein cows / S. Pegolo [et al.] // Journal of Dairy Science. 2021. Vol. 104(4). P. 4822–4836. https://doi.org/10.3168/jds.2020-19084
5. Карпеня, М. М. Влияние содержания соматических клеток и бактериальной обсемененности молока-сырья на структуру его переработки / М. М. Карпеня [и др.] // Ученые записки учреждения образования Витебская ордена Знак почета государственная академия ветеринарной медицины. 2017. Т. 53, № 4. С. 114–117. https://elibrary.ru/ymqvpd
6. Гаджиев, З. К. Полиморфизм гена CSN2 (бета-казеин) у коров молочного направления продуктивности / З. К. Гаджиев [и др.] // Известия Горского государственного аграрного университета. 2025. Т. 62, № 2. С. 31–38. https://doi.org/10.54258/20701047_2025_62_2_31; https://elibrary.ru/dewews
7. Amalfitano, N. Role of CSN2, CSN3, and BLG genes and the polygenic background in the cattle milk protein profile / N. Amalfitano [et al.] // Journal of Dairy Science. 2022. Vol. 105(7). P. 6001–6020. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21421
8. Mahmoudi, P. Strong evidence for association between K232A polymorphism of the DGAT1 gene and milk fat and protein contents: A meta-analysis / P. Mahmoudi, A. Rashidi // Journal of Dairy Science. 2023. Vol. 106(4). P. 2573–2587. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22315
9. Andrade, T. E. G. The DRB3 gene of the bovine major histocompatibility complex: discovery, diversity and distribution of alleles in commercial breeds of cattle and applications for development of vaccines / T. E. G. Andrade [et al.] // Journal of Dairy Science. 2024. Vol. 107(12). P. 11324–11341. https://doi.org/10.3168/jds.2023-24628
10. Tizard, I. R. Chapter 9 - BoLA: the bovine major histocompatibility complex // The Immunology of the Domestic Ruminants. Ed. by I. R. Tizard. – Academic Press, 2025. – P. 157–173. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-33572-3.00009-6
11. Doublet, A. C. The impact of genomic selection on genetic diversity and genetic gain in three French dairy cattle breeds / A. C. Doublet [et al.] // Genetics, Selection, Evolution. 2019. Vol. 51. Article number 52. https://doi.org/10.1186/s12711-019-0495-1
12. Salek, F. Factors affecting the success of ovum pick-up, in vitro production and cryopreservation of embryos in cattle / F. Salek [et al.] // Animals. 2025. Vol. 15(3). Article number 344. https://doi.org/10.3390/ani15030344
13. Mapletoft, R. J. History and perspectives on bovine embryo transfer / R. J. Mapletoft // Animal Reproduction. 2018. Vol. 10(3). P. 168–173.
14. Funnell, B. Disease risk of in vitro produced embryos: A review of current commercial practices in the context of international trade with emphasis on bovine embryos / B. Funnell [et al.] // Theriogenology. 2024. Vol. 230. P. 212–219. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2024.09.019
15. Pacheco, H. A. Invited review: Phenotyping strategies and genetic background of dairy cattle behavior in intensive production systems—From trait definition to genomic selection / H. A. Pacheco [et al.] // Journal of Dairy Science. 2025. Vol. 108(1). P. 6–32. https://doi.org/10.3168/jds.2024-24953
16. Кнуров, Д. А. Перспективы развития скотоводства путем трансплантации эмбрионов / Д. А. Кнуров, А. В. Игнатьев, Д. В. Иванова // Эффективное животноводство. 2023. № 5(187). С. 22–23. https://elibrary.ru/cyjmix
17. Мадисон, В. В. Эмбриотрансфер на производстве: I. Юбилеи и статистика / В. В. Мадисон, Л. В. Мадисон // Вестник Чувашского государственного аграрного университета. 2025. № 1(32). С. 118–126. https://doi.org/10.48612/vch/13a3-4kb2-8uza; https://elibrary.ru/qzcktd
18. Iamartino, D. FECUND EU-Project: Optimisation of early reproductive success in dairy cattle through the definition of new trait and improved reproductive biotechnology // Animal Reproduction Science. 2014. Vol. 149(1–2). P. 100. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2014.06.015
19. Amin, A. B. Influence of yeast on rumen fermentation, growth performance and quality of products in ruminants: A review / A. B. Amin, Sh. Mao // Animal Nutrition. 2021. Vol. 7(1). – P. 31–41. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2020.10.005
20. Yang, J. Understanding the differences in rumen bacteria and their impact on dairy cows’ production performance: A review / J. Yang [et al.] // Animal Nutrition. 2025. Vol. 22. P. 259–279. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2025.04.006
21. By, W. C. Bacillus subtilis co-transfected with a lysine-rich and a methionine-rich protein gene and its effect on cow milk production / W. C. By [et al.] // Journal of Northeast Agricultural University (English Edition). 2016. Vol. 23(4). P. 47–54. https://doi.org/10.1016/S1006-8104(17)30006-5
22. Sun, P. Effects of Bacillus subtilis natto on milk production, rumen fermentation and ruminal microbiome of dairy cows / P. Sun, J. Q. Wang, L. F. Deng // Animal. 2013. Vol. 7(2). P. 216–222. https://doi.org/10.1017/S1751731112001188
23. Martinez, O. A. Effects of feeding a fibrolytic enzyme to Holstein dairy cows on milk production and reproduction / O. A. Martinez [et al.] // Applied Animal Science. 2023. Vol. 39(5). P. 306–316. https://doi.org/10.15232/aas.2023-02386
24. Yang, J. Lactational performance, feeding behavior, ruminal fermentation and nutrient digestibility in dairy cows fed whole-plant faba bean silage-based diet with fibrolytic enzyme / J. Yang[et al.] // Animal. 2022. Vol. 16(9). Article number 100606. https://doi.org/10.1016/j.animal.2022.100606
25. Juckem, K. A. Effect of dietary starch concentration and direct-fed microbial supplementation on lactation performance, total-tract nutrient digestibility, and enteric methane emissions by dairy cows / K. A. Juckem [et al.] // Journal of Dairy Science. 2025. Vol. 108(11). P. 12257–12274. https://doi.org/10.3168/jds.2025-26694
26. McGuffey, R. K. A 100-Year Review: Metabolic modifiers in dairy cattle nutrition // Journal of Dairy Science. 2017. Vol. 100, № 12. P. 10113–10142. https://doi.org/10.3168/jds.2017-12987
27. Elmhadi, M. E. Subacute ruminal acidosis in dairy herds: Microbiological and nutritional causes, consequences, and prevention strategies / M. E. Elmhadi [et al.] // Animal Nutrition. 2022. Vol. 10. P. 148–155. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2021.12.008
28. Бикчантаев, И. Т. Эффективность новых штаммов молочнокислых бактерий и B. licheniformis в консервировании кукурузы / И. Т. Бикчантаев, Д. М. Афордоаньи // Аграрный научный журнал. 2022. № 4. С. 53–56. https://doi.org/10.28983/asj.y2022i4pp53-56; https://elibrary.ru/wgklbd
29. Yan, X. High-moisture alfalfa silage fermentation: a comparative study on the impact of additives including formic acid, Lactobacillus plantarum, cinnamon essential oil, and wood vinegar / X. Yan [et al.] // Microbiology Spectrum. 2025. Vol. 13(9). P. e00003-25. https://doi.org/10.1128/spectrum.00003-25; https://elibrary.ru/etyrzy
30. Muck, R. E. Silage review: Recent advances and future uses of silage additives / R. E. Muck [et al.] // Journal of Dairy Science. 2018. Vol. 101(5). P. 3980–4000. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13839
31. Kosicki, R. Multiannual mycotoxin survey in feed materials and feedingstuffs / R. Kosicki [et al.] // Animal Feed Science and Technology. 2016. Vol. 215. P. 165–180. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2016.03.012
32. Oliveira, A. S. Meta-analysis of effects of inoculation with homofermentative and facultative heterofermentative lactic acid bacteria on silage fermentation, aerobic stability, and the performance of dairy cows / A. S. Oliveira [et al.] // Journal of Dairy Science. 2017. Vol. 100(6). P. 4587–4603. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11815
33. Akinmoladun, O. F. Multiple Mycotoxin Contamination in Livestock Feed: Implications for Animal Health, Productivity, and Food Safety / O. F. Akinmoladun [et al.] // Toxins. 2025. Vol. 17(8.). Article number 365. https://doi.org/10.3390/toxins17080365
34. Костомахин, Н. Контроль молока-сырья на содержание антибиотиков / Н. Костомахин, В. Остроухова, Т. Ананьева // Ветеринария сельскохозяйственных животных. 2024. № 9(222). С. 44–48. https://elibrary.ru/jmyjat
35. Андреева, А. А. Этиология и эпизоотология мастита коров (аналитический обзор) / А. А. Андреева [и др.] // Ветеринария сегодня. 2024. Т. 13, № 1. С. 27–35. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2024-13-1-27-35; https://elibrary.ru/myqkgf
36. Ruiz-Romero, R. A. The role of non-aureus Staphylococcus in small ruminant mastitis: A systemic review on etiological agents, risk factors, virulence determinants, and novel treatments / R. A. Ruiz-Romero, N. Ghavipanje, E. Vargas-Bello-Perez // Small Ruminant Research. 2025. Vol. 245. Article number 107475. https://doi.org/10.1016/j. smallrumres.2025.107475
37. Ma, Y. Anti-Inflammatory potential of lactic acid bacteria for dairy cows during the periparturient period / Y. Ma [et al.] // Animal Feed Science and Technology. 2025. Vol. 321. Article number 116234. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2025.116234
38. Tilocca, B. Milk microbiota: Characterization methods and role in cheese production / B. Tilocca [et al.] // Journal of Proteomics. 2020. Vol. 210. Article number 103534. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2019.103534
39. Ngassam-Tchamba, C. In vitro and in vivo assessment of phage therapy against Staphylococcus aureus causing bovine mastitis / C. Ngassam-Tchamba [et al.] // Journal of Global Antimicrobial Resistance. 2020. Vol. 22. P. 762–770. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2020.06.020
40. Guo, M. Development and mouse model evaluation of a new phage cocktail intended as an alternative to antibiotics for treatment of Staphylococcus aureus-induced bovine mastitis / M. Guo [et al.] // Journal of Dairy Science. 2024. Vol. 107(8). P. 5974–5987. https://doi.org/10.3168/jds.2024-24540
41. Pereira, H. P. Evaluation and characterization of lytic phages and their recombinant endolysins for control of Staphylococcus aureus aiming to mitigate bovine mastitis / H. P. Pereira [et al.] // Microbial Pathogenesis. 2025. Vol. 199. Article number 107188. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2024.107188
42. Gonal, B. N. Epidemiology, antimicrobial resistance, economic burden, and management approaches for staphylococcus aureus-associated bovine mastitis: a systematic review / B. N. Gonal [et al.] // Animals and Zoonoses. 2025 (In press). https://doi.org/10.1016/j.azn.2025.12.001
43. Ruegg, P. L. A 100-Year Review: Mastitis detection, management, and prevention / P. L. Ruegg // Journal of Dairy Science. 2017. Vol. 100(12). P. 10381–10397. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13023
44. Zduńczyk, S. Bacteriophages and associated endolysins in therapy and prevention of mastitis and metritis in cows: Current knowledge / S. Zduńczyk, T. Janowski // Animal Reproduction Science. 2020. Vol. 218. Article number 106504. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2020.106504
45. Marković, K. G. Biofilms in dairy products: safety hazard or beneficial asset? / K. G. Marković, M. Ž. Grujović, O. D. Stefanović // International Dairy Journal. 2025. Vol. 171. Article number 106381. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2025.106381
46. Desmousseaux, C. Biofilm Formation in Dairy: A Food Safety Concern—Biofilms in the milking machine, from laboratory scale to on-farm results / C. Desmousseaux [et al.] // Journal of Dairy Science. 2025. Vol. 108(8). P. 8120–8140. https://doi.org/10.3168/jds.2024-25352
47. Meireles, A. The current knowledge on the application of anti-biofilm enzymes in the food industry / A. Meireles [et al.] // Food Research International. 2016. Vol. 86. P. 140– 146. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.06.006
48. Moreno, J. Comprehensive analysis of antimicrobial resistance, biofilm formation and virulence factors of staphylococci isolated from bovine mastitis / J. Moreno [et al.] // Heliyon. 2025. Vol. 11(4). Article number e42749. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42749
49. Sabino, Y. N. V. Exopolysaccharides produced by Bacillus spp. inhibit biofilm formation by Staphylococcus aureus strains associated with bovine mastitis / Y. N. V. Sabino [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2023. Vol. 253. Article number 126689. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.126689
50. Sharma, V. Technological revolutions in smart farming: Current trends, challenges & future directions / V. Sharma, A. K. Tripathi, H. Mittal // Computers and Electronics in Agriculture. 2022. Vol. 201. Article number 107217. https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107217
51. Гулий, О. И. Биосенсорные системы для определения антибиотиков / О. И. Гулий [и др.] // Биофизика. 2021. Т. 66, № 4. С. 657–667. https://doi.org/10.31857/S0006302921040050; https://elibrary.ru/unlghn
52. Han, M. An octuplex lateral flow immunoassay for rapid detection of antibiotic residues, aflatoxin M1 and melamine in milk / M. Han [et al.] // Sensors and Actuators B: Chemical. 2019. Vol. 292. P. 94–104. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.04.019
53. Islam, M. H. Agriculture 4.0 adoption challenges in the emerging economies: Implications for smart farming and sustainability / Md. H. Islam [et al.] // Journal of Economy and Technology. 2024. Vol. 2. P. 278–295. https://doi.org/10.1016/j.ject.2024.09.002
54. Rutten, C. J. Invited review: Sensors to support health management on dairy farms / C. J. Rutten // Journal of Dairy Science. 2013. Vol. 96(4). P. 1928–1952. https://doi.org/10.3168/jds.2012-6107
55. Liang, Q. Detection of water adulteration levels in milk using near-infrared spectroscopy combined with chemometrics / Q. Liang [et al.] // Journal of Dairy Science. 2025. Vol. 108(7). P. 6852–6866. https://doi.org/10.3168/jds.2025-26631
56. Xu, R. Recent advancements in chemometrics based non-destructive analytical techniques for rapid detection of adulterants in milk and dairy products – A review / R. Xu [et al.] // Food Control. 2025. Vol. 174. Article number 111247. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2025.111247
57. Billah, M. Review: Genomic selection in the era of phenotyping based on digital images / M. Billah [et al.] // Animal. 2025. Vol. 19. Article number 101486. https://doi.org/10.1016/j.animal.2025.101486
58. Stygar, A. H. Measuring dairy cow welfare with real-time sensor-based data and farm records: a concept study / A. H. Stygar [et al.] // Animal. 2023. Vol. 17(12). Article number 101023. https://doi.org/10.1016/j.animal.2023.101023
59. Суховольский, О. Биотехнология в животноводстве / О. Суховольский // Ветеринария сельскохозяйственных животных. 2020. № 5. С. 3–8. https://elibrary.ru/vdcdeo
60. Мордвинова, В. А. Развитие системы стандартизации РФ в области сыроделия / В. А. Мордвинова, Н. Н. Оносовская // Сыроделие и маслоделие. 2020. № 1. С. 10–12. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2020-1-10-12; https://elibrary.ru/xbpwjs
61. Илларионова, Е. Е. Ассоциация полиморфизмов в биокластере генов казеина и сывороточных белков с технологическими свойствами молочного сырья / Е. Е. Илларионова [и др.] // Молочная промышленность. 2021. № 3. С. 60–62. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-03-60-62; https://elibrary.ru/qdervg
62. Асафов, В. А. Новые технологии и качество молочных продуктов / В. А. Асафов, В. Д. Харитонов // Молочная промышленность. 2018. № 10. С. 39–41. https://elibrary.ru/yamkvv
