不同防腐劑及其濃度對乳尿素氮的影響

梁鴻斌，常碩，劉顯春

（1.北京奶牛中心，北京 100192；2.北京市農(nóng)村工作委員會，北京 100053）

不同防腐劑及其濃度對乳尿素氮的影響

梁鴻斌1，常碩1，劉顯春2

（1.北京奶牛中心，北京 100192；2.北京市農(nóng)村工作委員會，北京 100053）

尿素細菌生長產(chǎn)生的脲酶分解了原料奶中的尿素，導致乳尿素氮（MUN）含量的降低。為了保證原料奶在運輸過程中MUN含量的穩(wěn)定，需要在原料奶中添加防腐劑。研究結(jié)果表明，添加濃度為0．13%～0．50%的苯甲酸鈉，能夠在1d內(nèi)維持MUN含量的穩(wěn)定；添加濃度為0．04%～0．08%的布羅波爾，能夠在3d內(nèi)維持MUN含量的穩(wěn)定；添加濃度為0．08%～0．30%的重鉻酸鉀，能夠在7d內(nèi)維持MUN含量的穩(wěn)定。

防腐劑；濃度；乳尿素氮

乳尿素氮（Milk Urea Nitrogen，MUN）作為奶牛DHI的一項重要的檢測指標，已經(jīng)被國內(nèi)外奶業(yè)同行們所熟知[1,2]。MUN含量不僅可以監(jiān)測奶牛的營養(yǎng)狀況，預測奶牛氮的排泄量，還可以監(jiān)控奶牛的繁殖性能[3,4]。通過監(jiān)測MUN就可以對奶牛日糧進行調(diào)整，從而達到科學飼養(yǎng)、降低成本、提高養(yǎng)殖效益的目的[5,6]。MUN檢測的最佳時機是在奶樣采集后馬上進行，時間越長，MUN受溫度、微生物等因素的影響就越大[7]。就目前而言，大部分奶牛養(yǎng)殖場并不具備現(xiàn)場檢測條件，需要將原料奶外送至質(zhì)檢機構(gòu)檢測。為了保證樣品在運輸過程中MUN的穩(wěn)定，就需要在原料奶中添加防腐劑[8]。然而，不同防腐劑及濃度對MUN的影響卻少有報道，研究的缺乏使得防腐劑漫無目的地被添加，甚至很多人認為只要添加了防腐劑就萬事大吉，實際上卻可能因劑量不足導致MUN含量急劇降低，亦或過量添加造成浪費和污染。因此，本文設(shè)計了在原料奶中添加不同濃度苯甲酸鈉、重鉻酸鉀、布羅波爾的試驗，對防腐劑能否維持MUN含量穩(wěn)定進行了較為深入的研究。

1 材料與方法

1．1 材料與設(shè)備

原料奶，現(xiàn)場取自北京三元綠荷奶牛養(yǎng)殖場；染色粉（美國本特利公司）；激活液（美國本特利公司）；脲酶緩沖粉及脲酶（美國本特利公司）；RBS濃縮清洗液（美國熱電公司）；尿素（純度≥99.0%，分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；苯甲酸鈉（純度≥99.5%，分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；重鉻酸鉀（純度≥99.8%，分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；布羅波爾（純度≥90%，分析純，天津）；50mL滅菌離心管。Bentley ChemSpec150 尿素氮測定儀（美國本特利公司）。

1．2 溶液配制

染色液：將染色粉1倒入不透光容器中，加入5L去離子水，充分搖勻至溶解后，將染色粉2倒入上述溶有染色粉1的容器中，搖勻；激活液：將激活液1倒入不透光配制容器中，加入5L去離子水，搖勻至徹底混合，再分別加入兩瓶激活液2，徹底混合直到完全溶解；脲酶溶液：將脲酶緩沖粉倒入配制容器中，加入500mL去離子水，搖勻混合至完全溶解。將脲酶直接加入到上述緩沖溶液中，搖勻，直到尿素酶完全溶解，配制過程禁止加熱；5%RBS清洗液：將200mLRBS濃縮清洗液倒入配制容器中，倒入4L去離子水，充分搖勻，徹底混合；3.2%布羅波爾水溶液：稱取3.6g布羅波爾（純度90%），用去離子水定容至100mL；12%重鉻酸鉀水溶液：稱取12g重鉻酸鉀，用去離子水定容至100mL；20%苯甲酸鈉水溶液：稱取20g苯甲酸鈉，用去離子水定容至100mL。上述溶液需要4℃避光保存，用時提前取出，待各溶液恢復至室溫后進行測定，脲酶不能采用快速加熱方式恢復。

1．3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

向原料奶中添加苯甲酸鈉、重鉻酸鉀和布羅波爾3種常用防腐劑，制成a、b、c、d4個濃度的樣品。①取84個滅菌離心管，分成4份（每份21瓶），分別加入0.25mL、0.5mL、0.75mL、1mL的20%苯甲酸鈉溶液，用原料奶定容至40mL后，得到濃度為0.13%、0.25%、0.38%、0.50%的a、b、c、d4個樣品；②取84個滅菌離心管，分成4份（每份21瓶），分別加入0.25mL、0.5mL、0.75mL、1mL的12%重鉻酸鉀溶液，用原料奶定容至40mL后，得到濃度為0.08%、0.15%、0.22%、0.30%的a、b、c、d4個樣品；③取84個滅菌離心管，分成4份（每份21瓶），分別加入0.25mL、0.5mL、0.75mL、1mL的3.2%布羅波爾溶液，用原料奶定容至40mL后，得到濃度為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的a、b、c、d4個樣品。

1.3.2 試驗設(shè)計

苯甲酸鈉、重鉻酸鉀和布羅波爾，a、b、c、d 4個濃度的樣品每天各測3瓶，于制備完成開始檢測，同時測定1組對照組樣品。之后，同樣的方法再連續(xù)測定6d。先檢測菌落總數(shù)，30min內(nèi)測完，測完后立即使用調(diào)試好的ChemSpec150尿素氮測定儀測定MUN，30min內(nèi)測完。菌落總數(shù)平板培養(yǎng)48h后計數(shù)。

2 結(jié)果與分析

以不同濃度的苯甲酸鈉、重鉻酸鉀和布羅波爾20℃保存原料奶，連續(xù)測定7d菌落總數(shù)和MUN。菌落總數(shù)和MUN的試驗結(jié)果見表1和表2，變化趨勢見圖1～3。測定的新鮮原料奶MUN初含量為12.80mg/100mL，按可接受底限為初含量的90%計算， MUN的可接受底限為11.52mg/100mL，低于這個底限，認為原料奶失去檢測意義。

表1 20℃保存條件下測定對照組的MUN和菌落總數(shù)（n=3）

2．1 加入苯甲酸鈉后MUN和菌落總數(shù)的變化規(guī)律

圖1顯示，添加了苯甲酸鈉a、b、c、d4種濃度的原料奶，MUN和菌落總數(shù)曲線均趨于線性回歸。在添加了苯甲酸鈉后，菌落總數(shù)降到了0.017×107CFU/mL以下，是菌落總數(shù)初值的一半，但能明顯看出b、c、d濃度下的菌落總數(shù)波動很大，菌落總數(shù)呈現(xiàn)下降、增長、再下降反復交替的規(guī)律，維持在0.010×107～0.030×107CFU/mL之間；而MUN含量在逐漸降低，從回歸曲線得出：a濃度下2.0d時，MUN到達可接受底限；b濃度下2.4d時，MUN到達可接受底限；c濃度下2.6d時，MUN到達可接受底限；d濃度下7.0d時，MUN到達可接受底限?？傮w來看，隨著苯甲酸鈉濃度的升高，MUN的下降呈平緩趨勢。苯甲酸鈉的殺菌效果不是很好，僅具有一定的抑菌作用，細菌仍然可以利用尿素。

圖1 不同濃度苯甲酸鈉保存時MUN和菌落總數(shù)隨天數(shù)的變化曲線

表2 原料奶添加不同濃度防腐劑測定的MUN和菌落總數(shù)結(jié)果（n=3）

2．2 加入重鉻酸鉀后MUN和菌落總數(shù)的變化規(guī)律

圖2顯示，添加了重鉻酸鉀a、b、c、d 4種濃度的原料奶，MUN和菌落總數(shù)曲線均趨于線性回歸。在添加了重鉻酸鉀后立即測定菌落總數(shù)，其隨時間推移快速下降到0.011×107CFU/mL以下，且重鉻酸鉀濃度越高，菌落總數(shù)越低，在接下來的6d里，a、b、c、d 4種濃度的菌落總數(shù)幾乎全部為0；而MUN含量降低的非常緩慢，從回歸曲線得出：a濃度下10.1d時，MUN到達可接受底限；b濃度下16.2d時，MUN到達可接受底限；c濃度下16.3d時，MUN到達可接受底限；d濃度下19.5d時，MUN到達可接受底限。重鉻酸鉀的殺菌效果非常好，說明在試驗濃度范圍內(nèi)，細菌是無法生存的，幾乎無法利用尿素。

圖2 不同濃度重鉻酸鉀保存時MUN和菌落總數(shù)隨天數(shù)的變化曲線

2．3 加入布羅波爾后MUN和菌落總數(shù)的變化規(guī)律

圖3顯示，添加了布羅波爾a、b、c、d 4種濃度的原料奶，MUN的回歸曲線均趨于線性回歸，a濃度菌落總數(shù)曲線趨于多項式回歸，隨天數(shù)逐漸延長，b、c、d濃度趨于線性回歸，隨天數(shù)逐漸降低，在添加了布羅波爾后立即測定菌落總數(shù)，菌落總數(shù)降到了0.018×107CFU/mL以下，但可以看出，a濃度的布羅波爾不足以為原料奶提供防腐作用，菌落總數(shù)持續(xù)升高，第3天時樣品酸敗，第6天時菌落總數(shù)達到多不可計，而b、c、d濃度原料奶沒有出現(xiàn)酸敗情況，菌落總數(shù)逐步降低為0。結(jié)合MUN含量走勢分析，可能是由于0.02%的濃度僅能抑制產(chǎn)尿素的細菌，但無法抑制其他細菌生長，導致了樣品酸敗變質(zhì)；所有添加濃度下的MUN含量隨時間逐漸降低，從回歸曲線得出：a濃度下5.5d時，MUN到達可接受底限；b濃度下3.3d時，MUN到達可接受底限；c濃度下3.9d時，MUN到達可接受底限；d濃度下6.0d時，MUN到達可接受底限。布羅波爾的殺菌效果也很好，添加濃度大于或等于0.04%時，細菌是無法生存的。

圖3 不同濃度布羅波爾保存時MUN和菌落總數(shù)隨天數(shù)的變化曲線

3 結(jié)論

3種防腐劑在達到一定濃度后均能起到減緩MUN下降的作用，這主要是抑制了能夠分解尿素的細菌。苯甲酸鈉是三種防腐劑中濃度最高的，但對殺滅除尿素細菌之外細菌的效果并不理想，a、b、c濃度下2～3d，MUN到達可接受底限，最高添加濃度0.50%時，MUN能維持7d左右，但此時原料奶早已酸敗，這對MUN含量檢測準確性造成了影響。在原料奶中添加0.13%以上濃度的苯甲酸鈉，只能夠保證原料奶在1d內(nèi)不變質(zhì)且維持MUN的穩(wěn)定，僅適合當天采樣當天送檢；重鉻酸鉀保持原料奶MUN的穩(wěn)定效果很好，添加0.08%的濃度即可滅殺所有細菌，所以添加0.08%以上濃度的重鉻酸鉀，能夠保證原料奶在7d內(nèi)不變質(zhì)且維持MUN的穩(wěn)定；布羅波爾保持原料奶MUN含量的穩(wěn)定效果也很好，當添加濃度達到或超過0.04%后，高效滅菌作用顯現(xiàn)，所有細菌被滅殺，能夠保證原料奶在3d內(nèi)不變質(zhì)且維持MUN的穩(wěn)定。實際添加時，需注意添加濃度不能低于0.04%。

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The Influence of Different Preservatives and Its Concentration on Milk Urea Nitrogen

LIANG Hong-bin1, CHANG Shuo1, LIU Xian-chun2
(1.Beijing Dairy Cattle Center, Beijing 100192; 2.Beijing Municipal Commission of Rural Affairs, Beijing 100053)

The urinary enzyme from urea bacteria growth can take decomposition of raw milk urea, resulting in a loss of milk urea nitrogen (MUN) content. In order to ensure the stability of MUN content in the process of raw milk transportation, it need to add preservatives in raw milk. The results showed that adding concentration for 0.13% ～ 0.50%of sodium benzoate could stabilize the MUN content in 1 day. Add concentration for 0.04% ～ 0.08% of the Bronopol could maintain MUN content within three days. Add concentration for 0.08%～0.30% of potassium dichromate could stabilize the MUN content within 10 days.

Preservative; Concentration; Milk urea nitrogen

S823.4

A

1004-4264（2017）11-0056-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.11.014

2017-03-10

梁鴻斌（1979-），男，漢族，碩士，畜牧師。

常碩（1982-），男，漢族，碩士，高級工程師，從事乳及乳制品檢測工作。