水牛乳能值與乳成分的相關性研究

鄒彩霞 楊炳壯 韋升菊 李舒露 李麗莉 梁賢威* 夏中生

（1.中國農業(yè)科學院水牛研究所,南寧 530001;2.廣西大學動物科技學院,南寧 530005）

明確水牛乳能值是研究泌乳水牛能量需要的基礎性工作。然而,相對于水牛乳蛋白質、乳脂肪、乳中總固形物以及乳糖的測定而言,乳能值的測定較為繁瑣,因此探討水牛乳成分與其能量的回歸關系,尋求通過乳成分推算出水牛乳能值的簡易方程,對于科研工作者或水牛乳消費者都具有較大意義?，F有的文獻資料中乳能值的測定多采用分次滴加并烘干后再測定熱量的方法[1],此法一方面由于烘干過程導致乳中脂肪氧化而影響測定結果的準確性,另一方面由于分次滴加并烘干耗時過長而影響工作效率。為了克服現有測定乳能值方法的不足,本文對原有的測定乳中熱量的方法進行改良,采用經冷凍干燥獲得乳粉后再應用量熱儀測定,這樣不但可增加牛乳樣品的取樣量,減少誤差的來源,而且還可以避免因加熱造成乳脂肪氧化。本文應用FOSS 120乳成分分析儀測定乳脂肪、乳蛋白質、乳中干物質、非脂固形物和乳糖含量,同時通過冷凍干燥后測定乳能值,最后通過回歸分析推算出水牛原乳乳成分（%）與乳能值（E,MJ/kg）之間的回歸關系。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

試驗選用上期泌乳量相近,產犢胎次為2、3胎的健康泌乳初期水牛24頭。水牛品種為尼里-拉菲、摩拉和廣西當地水牛高代雜的后代。

1.2 飼養(yǎng)試驗

預試期15 d,試驗期間試驗水牛的精料的產奶凈能為6.55 M J/kg,粗蛋白質為13.25%,精料喂量是在每頭泌乳水牛3.0 kg/d的基礎上每產3.0 kg水牛乳再增加1.0 kg的精料,精料由玉米、小麥麩、菜籽粕和豆粕等組成,粗料主要為新鮮象草和發(fā)酵菠蘿皮。預試期后進行為期80 d的正式飼養(yǎng)試驗,試驗期間所用泌乳水牛每天擠乳2次（06:30,13:30）,并記錄好每日上、下午所產乳量,日投料2次（06:00,13:00）,手工擠乳。每周二上、下午采集1次所有試驗牛的乳樣,并按上、下午50∶50的比例混勻,測定乳成分及乳能值。

1.3 樣品的分析

從泌乳開始的第2周起每周采集乳樣1次用于乳成分的分析,共采集10周、240份乳樣,應用PARR 6200量熱儀（美國）測定乳中熱量;應用FOSS 120乳成分測定儀（丹麥）測定乳脂肪、乳蛋白質、乳總固形物和乳糖含量,資料完整的乳樣個數實際為233。

1.4 水牛乳（常乳）冷凍干燥程序

1.4.1 樣品的準備

取新鮮水牛乳樣到實驗室,用紗布過濾去除雜質,稱取液層厚度約1 cm的乳樣于100 m L燒杯中,紗布蓋住杯口,橡皮扎緊,防止雜物落入,然后置于-20℃冰箱中冷凍2～4 h,使其結凍成結晶狀（眼觀黃色）。

1.4.2 凍干程序

使用ALPHA 1-2/LD-p lus型冷凍干燥機（德國）進行冷凍,水牛乳樣凍干后呈白色,疏松有孔不透明絮狀,整塊脫離燒杯壁,無凍結時呈結晶狀。主凍干過程持續(xù)約12 h,持續(xù)時間與所凍樣品厚度以及樣品的固體含量等有關。凍干結束后及時排氣、排水,取出凍干樣品。

1.5 數據處理

試驗結果以平均值±標準差來表示。應用Excel2003內部函數LINEST求得水牛原乳中乳成分（%）與乳中熱量（E,MJ/kg）之間的回歸關系,并對回歸關系進行顯著性檢驗和擬合性測定[2]。

2 結 果

試驗水牛在試驗期間的產乳量與乳成分隨泌乳周的變化結果見表1,水牛原乳的乳蛋白質含量平均為（4.7±0.2）%,乳脂肪含量平均為（6.8± 0.5）%,乳總固形物含量平均為（17.0±0.5）%,乳糖含量平均為（5.5±0.2）%,乳能值平均為（4.4± 0.2）MJ/kg,通過回歸得到水牛原乳中乳成分（%）與乳中熱量（E,MJ/kg）之間的回歸關系如表2所示。

表1 水牛泌乳2～11周日均產乳量、乳脂、乳蛋白質、乳總固形物和乳糖含量及乳能值的變化Table 1 Averagem ilk yield per day,contents o fm ilk p rotein,fat,total solid content and lactose, and m ilk energy during 2～11m ilk w eeks for w ater bu ffalo（%）

結合水牛在不同泌乳周中的產乳量和乳脂肪、乳蛋白質等乳成分含量的變化規(guī)律來看,在整個泌乳期,除了產乳量上的不同外,乳的組成也發(fā)生了變化。乳蛋白質含量從泌乳第2周到第11周的變化很小,幾乎不受泌乳周的影響,這提示了乳蛋白質這一乳成分受動物泌乳生理的影響較小。從表1中可知水牛的乳總固形物含量隨著泌乳周的增加而略有升高趨勢。水牛原乳乳糖含量從泌乳第5周起直到泌乳第11周都較為平穩(wěn)。乳脂肪含量在泌乳初期較低,隨著泌乳周數增加其含量稍有增加,在奶水牛泌乳的第10周后較為平穩(wěn)。

從表2中可看出,回歸方程E=0.318 1F+ 0.333 5P+0.085 5L+0.421 6、E=0.325 7F+ 0.326 7P+0.870 9、E=0.346 781TSC+ 0.011 291F-1.446 069和E=0.352 496TSC-1.488 11的R2值分別為0.828 142、0.820 045 86、0.826 269和0.825 623,且它們的F值都遠大于F（0.000 1）,因此認為上述4個多元線性回歸方程的擬合度較高,回歸方程經統(tǒng)計學檢驗達差異極顯著水平（P＜0.01）。而回歸方程中E=0.195 2F+ 3.335 7（R2=0.090 953）的相關系數非常低（R2= 0.090 953）,顯示方程的擬合度較低。

表2 各多元回歸方程及其顯著性檢驗和擬合性測定Table 2 Significance test and fitness of test data for each multip le regression equation

3 討 論

3.1 牛乳熱量值及其測定方法

王書君等[1]在對牛乳進行不同處理后放入熱量計測定熱量的研究中,根據測定結果是否具有重復性,選擇了將牛乳樣品滴入無灰濾紙上,烘干稱得,放入氧彈機燃燒這一方法,結果得到荷斯坦奶牛牛乳的熱量為648.9 kcal/kg,即2.7 M J/kg,但采用分次滴加并烘干后再測定熱量的方法,一方面由于烘干過程導致乳中脂肪氧化而影響測定結果的準確性,另一方面由于分次滴加并烘干耗時過長而影響工作效率。因此,本試驗中采用經冷凍干燥儀凍干后獲得水牛乳粉后再應用量熱儀測定得的水牛乳能值為4.4M J/kg。

3.2 影響乳成分組成的因素

乳成分的組成取決于動物品種、泌乳期、飼糧、動物個體差異、飼養(yǎng)環(huán)境和氣候等。由于本文中的水牛原乳樣品是來自于相同飼糧、相同飼養(yǎng)環(huán)境和氣候條件下,所以本次所得的水牛原乳乳成分只受泌乳周的影響,本文測定的結果也顯示,水牛乳乳成分,尤其是乳脂肪含量隨泌乳周的變化而有所改變。

牛乳中乳糖由乳腺分泌,通過滲透作用將水由血液吸到乳中。故乳糖是影響泌乳量的主要因素。乳糖含量保持在恒定的范圍內（4.7%～5.0%）。動物的泌乳量及其乳成分充分反映出動物體內外環(huán)境狀況,乳腺中各成分的相對分泌速率直接影響著乳成分的組成變化,在眾多乳成分中,泌乳量和乳蛋白質含量相對穩(wěn)定[3],本研究中水牛原乳的乳蛋白質含量平均為（4.7±0.2）%,乳脂肪含量平均為（6.8±0.5）%,乳總固形物含量平均為（17.0± 0.5）%,乳糖含量平均為（5.5±0.2）%;而已報道犏牛乳的測定結果中,平均乳蛋白質含量為（4.56± 0.80）%,乳脂肪含量為（4.62±0.99）%,乳糖含量為（3.27±0.21）%,干物質含量為（15.27± 2.15）%;同群對照組牦牛乳主要營養(yǎng)成分平均乳蛋白質含量為（5.02±0.74）%,乳脂肪含量為（5.99± 1.22）%,乳糖含量為（3.20±0.19）%,干物質含量為（16.84±1.56）%[4],由此可見,水牛乳的乳蛋白質含量與犏牛的相似,但略低于牦牛的;水牛乳的乳脂肪含量高于犏牛和牦牛的;與犏牛和牦牛相比,水牛乳的乳糖含量明顯高于這2種牛的,同樣的,水牛乳的干物質含量也明顯高于犏牛和牦牛的。與荷斯坦牛乳相比,水牛乳的乳脂肪、乳蛋白質以及乳總固形物均高出許多[5]。乳脂肪含量較易受飼糧中的脂肪含量而改變[6]。有報道表明,奶牛放乳前后的乳成分也有一定的差異,尤其是乳脂肪在放乳前、中和后期之間表現出差異極顯著水平,且由前期到后期呈梯度遞增的趨勢[7]。有研究表明,牛乳的真蛋白質含量在一定程度上受季節(jié)的影響,6月份所產牛乳的乳蛋白質含量最低（3.21%）,而在12月份則最高（3.38%）。乳脂肪含量在6月份最低（4.10%）,而在1月份最高（4.57%）[8]。而乳蛋白質和乳糖含量在所有季節(jié)中均較為恒定[8]。同樣,Jenkins等[9]也曾對影響乳成分的飼糧因素進行綜述,他們也認為,與乳蛋白質、乳糖相比,乳脂肪含量受飼糧因素的影響更大,乳糖的改變只會發(fā)生在極端不正常飼養(yǎng)狀況時才會出現。

3.3 原乳乳成分與其乳中熱量值的關系

本文所得的原乳乳成分與其乳能值的多元線性回歸關系顯示,水牛乳能值與乳蛋白質、乳脂肪和乳糖的回歸式中的相關性系數較高（R2= 0.828 142）。M usgrave等[10]得到的乳脂肪含量與乳熱量值的關系用直線關系式表示時差異達顯著水平,而用二次式曲線式表示時差異不顯著,因而取直線式E=343.483+103.833f來預測原乳能值,其中f為乳脂肪含量（%）,E為乳中熱量值（kcal/kg）。而本文所得的乳脂肪含量與乳熱量值的線性回歸關系的相關系數較低。本文所得的E=0.318 1F+ 0.333 5P+0.085 5L+0.421 6和E=0.325 7F+ 0.326 7P+0.870 9的R2值分別為0.828 142和0.820 045 86,且它們的F值都遠大于F（0.000 1）。張曉明等[11]整理的我國各地奶牛有代表性的牛乳樣本475個測定乳中熱量與乳蛋白質、乳脂肪、乳總干物質和乳糖含量,獲得中國荷斯坦奶牛乳中各種營養(yǎng)成分及能量間的相互關系,結果顯示乳能值與乳脂肪、乳蛋白質和乳糖含量也呈多元線性回歸關系〔乳能量（kcal/kg）=179.26+92.73×乳脂肪（%）+ 39.19×乳蛋白質（%）+12.15×乳糖（%）,R2= 0.966 6,P＜0.01〕,之后我國2004年版奶牛飼養(yǎng)標準[12]中,關于牛乳能值的預測關系式也是通過這些測定數據所得。NRC（2001）[13]給出了通過牛乳成分預測乳能值的關系式:Y=92.9×乳脂率+ 54.7×乳蛋白質率+39.5×乳糖率,其中Y為每千克乳的能量（kcal）,這個關系式也是通過乳脂率、乳蛋白質率和乳糖率來預測乳能值的,由此可見,本文獲得的通過水牛乳蛋白質、乳脂肪及乳糖含量來預測水牛乳能值與我國2004年版奶牛飼養(yǎng)標準[12]、NRC（2001）[13]中用于預測乳能值的方程類似。另外,Friggens等[14]研究發(fā)現通過產乳天數（days in m ilk,DIM）、產乳量、乳脂肪和乳蛋白質含量可預測荷斯坦奶牛、丹麥紅牛和娟姍奶牛整個泌乳期的能量平衡,如果用每日產乳量來預測,其估測的準確性將進一步提高。由此可見,通過乳脂肪和乳蛋白質含量不僅可預測乳中熱量值,還可預測產奶牛的能量是否平衡。

4 結 論

水牛乳能值與水牛乳蛋白質、乳脂肪、乳糖及乳總固形物含量呈強的線性回歸關系:E=0.318 1F+ 0.333 5P+0.085 5L+0.421 6（n=233,R2= 0.828 142,P＜0.000 1）、E=0.325 7F+0.326 7P+ 0.870 9（n=233,R2=0.820 045 86,P＜0.000 1）、E=0.346 781TSC+0.011 291F-1.446 069（n=233,R2=0.826 169,P＜0.000 1）和E=0.352 496TSC-1.488 11（n=233,R2= 0.825 623,P＜0.000 1）。在已知原乳乳成分的情況下,通過上述回歸關系式可預測水牛原乳乳能值。

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*Corresponding author,LIANG X ianwei,professor,E-mail:liangbri@126.com;XIA Zhongsheng,professor,E-mail:zsxia@gxu.edu.cn

（編輯 何麗霞）