伊犁馬日產(chǎn)奶量與乳品品質(zhì)及全期產(chǎn)奶量相關(guān)性分析

劉玲玲，武 運(yùn)，耿 明，王 瓊，田 佳，王 軍，劉武軍，*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830052;2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830052)

乳是一種懸濁液同時(shí)含有高濃度的可溶性物質(zhì)如乳糖、乳蛋白、各種維生素和礦物質(zhì)。不同種別動(dòng)物的乳，其各種成分含量不同，乳中存在不同濃度的蛋白水解酶和酯酶，這也是乳中蛋白質(zhì)和脂類變化的原因［1］。馬乳的營養(yǎng)價(jià)值高且又易于消化吸收，各種成分與人奶相近，是一種比較理想的飲用食品［2］。在我國內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)，自古以來就有少數(shù)民族飲用酸馬奶的傳統(tǒng)習(xí)慣，且知酸馬奶可做醫(yī)藥用［3-7］。隨著人民生活水平的提高，馬奶產(chǎn)品以其獨(dú)特的營養(yǎng)特性和保健特性正被越來越多的人們所接受。由此可見在我國培育乳用型馬匹類型，開發(fā)馬奶飲品具有廣闊的市場前景。伊犁馬是我國自己培育的著名馬匹品種之一，是以速度快、挽力好、適應(yīng)性強(qiáng)而著稱的乘挽兼用型優(yōu)良馬種，同時(shí)又具有良好的產(chǎn)乳、產(chǎn)肉性能［8-9］。但目前國內(nèi)對伊犁馬泌乳性能還未進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。研究以伊犁河谷地區(qū)昭蘇馬場的50匹伊犁馬為研究對象，主要目的是通過最高日產(chǎn)奶量及早期泌乳性狀預(yù)測伊犁馬的全期產(chǎn)奶量，以及分析對乳蛋白率的影響因素，尋求馬乳成分與產(chǎn)量之間的最佳平衡點(diǎn)。培育出我國專門化的乳用馬品種對提高畜牧業(yè)收入，對改善牧民生活具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值［10］，而且當(dāng)今世界上許多國家把牛奶品質(zhì)作為衡量牛奶價(jià)格的標(biāo)準(zhǔn)，乳蛋白的價(jià)值尤其放在首位。奶農(nóng)都希望產(chǎn)奶量高，且乳品質(zhì)好，但在實(shí)際生產(chǎn)中很難做到［11］。因此尋求乳蛋白品質(zhì)好且產(chǎn)奶量高的平衡點(diǎn)具有重要意義。利用伊犁馬最高日產(chǎn)及早期泌乳性狀對乳用馬全期產(chǎn)奶量進(jìn)行預(yù)估，為進(jìn)一步提高馬群產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，為早期選種和預(yù)測全期產(chǎn)奶量提供更加精確的依據(jù);分析不同時(shí)間段、不同泌乳期及不同日的產(chǎn)奶量與成分之間的關(guān)系，為產(chǎn)奶量與乳成分之間的平衡點(diǎn)提供基礎(chǔ)依據(jù)。

表2 最高日產(chǎn)及早期泌乳性狀與全期產(chǎn)奶量統(tǒng)計(jì)(kg)Table 2 Statistics of maximum daily production and early lactation traits and the whole term milk yield(kg)

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

伊犁馬乳 采于伊犁昭蘇馬場。

DW-YW358A低溫冰箱 中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司;MT-100乳成分測定儀 武漢格萊莫檢測設(shè)備有限公司;JN-50擠奶機(jī) 廊坊市頂天輕工機(jī)械有限公司;JY5002電子天平 上海高致精密儀器有限公司;50mL量筒及50mL采樣瓶 上海書培實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;YJ-B011保溫箱 江蘇羽佳塑業(yè)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 伊犁馬乳的提取 根據(jù)馬的生理特點(diǎn)，分別在12、14、16、18時(shí)利用擠奶機(jī)對伊犁馬進(jìn)行擠奶;使用電子天平稱量并記錄，同時(shí)使用50mL的量筒量取四次奶樣，裝入取樣瓶中，然后放入保溫箱中，運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室且保存在低溫冰箱中。

1.2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 選取不同日期(X1)(最低產(chǎn)奶日、中等產(chǎn)奶日、最高產(chǎn)奶日)、不同時(shí)間點(diǎn)(X2)(12、14、16 時(shí))、不同泌乳期(X3)(泌乳第 1 月、泌乳第2～3月、泌乳第4～5月)為自變量進(jìn)行三因素三水平的Box-Behnken Design的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，水平分別以-1、0、1編碼，以乳蛋白率為響應(yīng)值Y，分析不同因素對乳品品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)因素水平見表1。

表1 響應(yīng)面分析因子和水平表Table 1 Factors and levels of response surface experiments

1.2.3 產(chǎn)奶量測定及校正 高峰日即產(chǎn)奶量最高出現(xiàn)的時(shí)期，最高日產(chǎn)奶量即高峰日對應(yīng)的產(chǎn)奶量，對伊犁馬的一個(gè)泌乳期的產(chǎn)奶量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，制成泌乳曲線所求得，橫坐標(biāo)為產(chǎn)奶日，縱坐標(biāo)為產(chǎn)奶量;泌乳期短于120d的校正到120d，超過120d的截止至120d的產(chǎn)奶量;其中120d校正產(chǎn)奶量=實(shí)際產(chǎn)奶量×實(shí)際產(chǎn)奶天數(shù)對應(yīng)的校正系數(shù)。

1.2.4 乳蛋白率的測定 將50mL的采樣瓶中的乳樣在自然狀態(tài)解凍，利用乳成分測定儀測定并記錄。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 采用薩伊金公式［12］計(jì)算母馬日產(chǎn)奶量，使用Excel對產(chǎn)奶量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。采用單因素方差分析法計(jì)算出最高日產(chǎn)奶量、30、60、90d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及相關(guān)系數(shù)(r)，再用F檢驗(yàn)對相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。利用多元回歸分析法建立最高日產(chǎn)與全期產(chǎn)奶量的回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 最高日產(chǎn)及早期泌乳性狀與全期產(chǎn)奶量的表型參數(shù)

由表2可知伊犁馬群體最高日產(chǎn)奶量、30、60、90d產(chǎn)奶量及全期產(chǎn)奶量，其中最高日產(chǎn)奶量高于趙天佐［13］研究的伊犁馬最高日產(chǎn)奶量;30d產(chǎn)奶量高于鄧緋［14］研究中30d的產(chǎn)奶量，影響產(chǎn)奶量的原因可能是胎次、初產(chǎn)月齡、產(chǎn)犢季節(jié)等［15］，具體原因有待進(jìn)一步研究。

2.2 最高日產(chǎn)量及早期泌乳性狀與全期產(chǎn)奶量的相關(guān)性分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，最高日產(chǎn)量及早期泌乳性狀與全期產(chǎn)奶量的相關(guān)系數(shù)(r)及顯著性如表3所示。

表3 最高日產(chǎn)量及早期泌乳性狀與全期產(chǎn)奶量相關(guān)Table 3 Correlation of maximum daily production and early lactation traits and the whole term milk yield

由表3可知，最高日產(chǎn)奶量與60d產(chǎn)奶量及90d產(chǎn)奶量呈極顯著正相關(guān)(p＜0.01);最高日產(chǎn)與30d產(chǎn)奶量及全期產(chǎn)奶量呈顯著正相關(guān)(p＜0.05);30d產(chǎn)奶量與60d產(chǎn)奶量及90d產(chǎn)奶量呈極顯著正相關(guān)(p＜0.01)，30d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量呈顯著正相關(guān)(p＜0.05);60d產(chǎn)奶量與90d產(chǎn)奶量呈極顯著正相關(guān)(p＜0.01);90d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量呈顯著正相關(guān)(p＜0.05)，這與 Magdalena等［16］報(bào)道相一致。隨著天數(shù)的增加，相關(guān)系數(shù)呈正態(tài)分布狀，30、60、90d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量相關(guān)系數(shù)相差不大，符合產(chǎn)后2～3個(gè)月馬匹泌乳達(dá)到高峰，此階段的產(chǎn)奶量基本反映馬個(gè)體泌乳的潛力，因此可以用30、60d產(chǎn)奶量預(yù)測全期產(chǎn)奶量［17］。

2.3 通過最高日產(chǎn)及早期泌乳性狀預(yù)測全期產(chǎn)奶量

按生物統(tǒng)計(jì)回歸方程建立的方法，建立最高日產(chǎn)量及早期泌乳性狀與全期產(chǎn)奶量的回歸方程，并用該回歸方程預(yù)測的產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量進(jìn)行相關(guān)分析，其相關(guān)系數(shù)均列于表4。

表4 回歸方程及其預(yù)測產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficient of regression equation and its prediction and the actual milk yield

由表4可知，通過最高日產(chǎn)與全期產(chǎn)奶量建立回歸方程，其預(yù)測出的產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量差異極顯著(p＜0.01);30d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量建立回歸方程，其預(yù)測的產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量差異顯著(p＜0.05)。本研究對伊犁馬產(chǎn)奶量的分析得出，最高日產(chǎn)與全期產(chǎn)奶量呈顯著正相關(guān)(p＜0.05)，且相關(guān)系數(shù)為0.817。本研究結(jié)果與前人奶牛相關(guān)研究結(jié)論類似，劉賢俠［18］奶牛產(chǎn)犢胎次、產(chǎn)犢年份、90d產(chǎn)奶量、最高日單產(chǎn)與305d產(chǎn)奶量的相關(guān)分析，建立回歸方程，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果均極顯著(p＜0.01);張慧林［19］利用最高月產(chǎn)奶量、90d奶量、高峰日等泌乳前期產(chǎn)奶指標(biāo)對305d奶量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明高峰日、最高月產(chǎn)奶量、90d奶量與305d奶量分別呈強(qiáng)正相關(guān);宋乃社［20］得出最高日產(chǎn)奶和高峰后奶量與305d奶量呈強(qiáng)正相關(guān)結(jié)論;劉紅霞［21］研究最高日產(chǎn)和305d產(chǎn)奶量相關(guān)分析，結(jié)果表明最高日產(chǎn)和305d產(chǎn)奶量存在高的正相關(guān)。本研究中最高日產(chǎn)與全期產(chǎn)奶量相關(guān)系數(shù)超過0.8，且呈正相關(guān)。已經(jīng)有報(bào)道［20，22］奶牛最高日產(chǎn)、早期泌乳性狀對 305d產(chǎn)奶量的影響，認(rèn)為可以利用最高日產(chǎn)和早期泌乳性狀對305d產(chǎn)奶量進(jìn)行預(yù)測。

2.4 最優(yōu)回歸方程的建立

通過檢驗(yàn)，最高日產(chǎn)奶量、30d產(chǎn)奶量對全期產(chǎn)奶量的預(yù)測較準(zhǔn)確，因此利用最高日產(chǎn)及30d產(chǎn)奶量建立最優(yōu)回歸方程，回歸系數(shù)及常數(shù)見表5。

表5 回歸系數(shù)及常數(shù)輸出結(jié)果Table 5 Results of regression coefficients and constant output

由表5可知，通過最高日產(chǎn)奶量(X1)及30d產(chǎn)奶量(X2)能夠建立預(yù)測全期產(chǎn)奶量的方程，方程式為y=408.44+43.28X1-0.27X2。

2.5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

表6 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析Table 6 Experiment design and data analysis of Box-Behnken

2.6 回歸模型分析

對模型進(jìn)行回歸方程系數(shù)顯著性分析見表7。

由表7可知，模型中二次項(xiàng)X22、X32差異極顯著(p＜0.01);一次項(xiàng)X1差異顯著(p＜0.05)，表明實(shí)驗(yàn)因素對響應(yīng)值(乳蛋白率)的影響不是簡單的線性關(guān)系，而是一種非線性關(guān)系。

2.7 最佳乳蛋白率條件的確立和模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

利用Design-Expert軟件預(yù)測乳蛋白率達(dá)到最大值時(shí)各因素的最佳水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)X1(不同日)為8.17kg，X2(不同時(shí)間段)為 13.95h，X3(不同泌乳期)為2～3月，乳蛋白率達(dá)到最大值2.79%。為了方便實(shí)驗(yàn)條件的控制，確定最佳乳蛋白率因素是不同日產(chǎn)為8.17kg，時(shí)間點(diǎn)為14h，泌乳期第2～3月。為了驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，在最佳條件下進(jìn)行了3組平行實(shí)驗(yàn)，所得乳蛋白率平均值為2.48%，預(yù)測值與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的平均值接近，說明該模型能夠預(yù)測乳蛋白率的高低。泌乳第1個(gè)月乳脂率、乳蛋白率都很高，這是由于圍產(chǎn)期后期會(huì)適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)飼，使奶牛的乳腺細(xì)胞得以修復(fù)，使得產(chǎn)后泌乳的產(chǎn)量和質(zhì)量都處于較高水平，乳脂率和乳蛋白率也高［23］，而這種高峰也只能維持1個(gè)月，隨著泌乳高峰的到來，產(chǎn)奶量迅速上升，而乳蛋白率則呈明顯下降趨勢;泌乳高峰過后，產(chǎn)奶量逐漸下降，乳脂率、乳蛋白率則持續(xù)緩慢上升［24］。在伊犁馬泌乳期的不同時(shí)期，其采食量和需要量不同，提供的日糧會(huì)隨之不同。為保證高產(chǎn)奶量或處于泌乳高峰期能量負(fù)平衡的正常代謝和乳品質(zhì)，在不增加日糧中淀粉含量和纖維含量的情況下，就要補(bǔ)飼脂肪［25-26］。在王東衛(wèi)［27］等對荷斯坦奶牛不同時(shí)間點(diǎn)乳樣的研究中，乳脂、乳糖在中午時(shí)最高，乳蛋白在下午時(shí)最高，與本研究乳蛋白的含量在下午達(dá)到最高的結(jié)果一致。

表7 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)方差分析Table 7 Variance analysis of Box-Behnken design test

3 結(jié)論

經(jīng)相關(guān)分析，伊犁馬最高日產(chǎn)奶量、30d產(chǎn)奶量及90d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量存在顯著相關(guān)，通過最高日產(chǎn)奶量的整套回歸方程預(yù)測的產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，利用30d產(chǎn)奶量與全期產(chǎn)奶量建立的回歸方程，預(yù)測產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

通過多元回歸分析，最高日產(chǎn)奶量及30d產(chǎn)奶量對全期產(chǎn)奶量的直接作用較大。應(yīng)用回歸方程預(yù)測的產(chǎn)奶量與實(shí)際產(chǎn)奶量呈顯著的正相關(guān)，利用最高日產(chǎn)及30d產(chǎn)奶量來預(yù)測全期產(chǎn)奶量是可行的。

在泌乳期第2～3月、采樣時(shí)間點(diǎn)為14時(shí)、日產(chǎn)奶量在8.17kg時(shí)，乳蛋白率為最好2.79%。

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