防腐劑對DHI檢測指標(biāo)及防腐效果的影響

高天樂，徐燁，何開兵

（1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，石河子 832000；2.新疆石河子市畜牧獸醫(yī)工作站，石河子832000）

奶牛生產(chǎn)性能測定（DHI）又稱奶牛產(chǎn)奶記錄體系，是對奶牛泌乳性能及乳品質(zhì)的測定工作[1]，現(xiàn)已成為奶牛生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志，也是量化管理牛群的有效工具。該方法能準(zhǔn)確了解牛只及牛群的實(shí)際情況，針對具體問題形成切實(shí)有效的管理措施，從而提高牛群的生產(chǎn)管理水平。在我國，該項(xiàng)目已經(jīng)開展20余年，并且在多個(gè)地區(qū)取得較好的成果，其中上海地區(qū)已經(jīng)全面覆蓋DHI工作[2]。該工作的開展對于我國奶業(yè)以及整個(gè)養(yǎng)牛業(yè)的發(fā)展起著積極的推動(dòng)作用。

如何確保待檢奶樣乳品質(zhì)的穩(wěn)定是DHI工作的關(guān)鍵，目前，各國普遍采用的做法是在奶樣中添加防腐劑并低溫保存奶樣[3]。常用的防腐劑有重鉻酸鉀和以丙二醇為主要成分的產(chǎn)品等。相關(guān)研究表明，理想的防腐劑能保證奶樣在40℃高溫條件下保存7d以上，對奶樣的測定結(jié)果沒有影響[4]，但目前關(guān)于DHI防腐劑對乳品質(zhì)指標(biāo)及牛奶保鮮影響的報(bào)道并不多見[5]。本試驗(yàn)通過研究防腐劑對乳品質(zhì)指標(biāo)及牛奶保鮮效果的影響，為DHI工作的有效開展提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

購于石河子某規(guī)?；龅纳r乳；防腐劑Ⅰ，為分析純重鉻酸鉀；防腐劑Ⅱ，國產(chǎn)，主要成分為2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇；防腐劑Ⅲ，進(jìn)口，主要成分為2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇。

1.2 試驗(yàn)儀器

乳成分體細(xì)胞聯(lián)合測定系統(tǒng)（型號(hào)：CombiScope 300hp，荷蘭Delta公司）；恒溫水浴裝置（型號(hào)：QFT-303B，鄭州奇飛特電子科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 DHI常用指標(biāo)檢測

購買同源生鮮奶若干，混合均勻后分裝在取樣瓶中，每個(gè)取樣瓶加等量奶樣40mL，分為A、B、C、D四組，每個(gè)小組做18個(gè)重復(fù)，其中A組為對照組，不加任何防腐劑，4℃冷藏保存；B、C、D組分別加入防腐劑Ⅰ、防腐劑Ⅱ、防腐劑Ⅲ，置于4℃冷藏保存。每天定時(shí)從A、B、C、D四個(gè)小組中分別隨機(jī)抽取3個(gè)樣本進(jìn)行DHI常規(guī)指標(biāo)的檢測，連續(xù)測定6d，觀察并記錄乳脂率、乳蛋白率、體細(xì)胞數(shù)以及乳中尿素氮含量等指標(biāo)。

1.3.2 牛奶防腐效果檢測

在試驗(yàn)1.3.1的基礎(chǔ)上，對A、B、C、D四個(gè)組每天檢測的樣本進(jìn)行酒精試驗(yàn)。該試驗(yàn)原理為利用酒精具有脫水作用，當(dāng)牛奶的酸度增高時(shí)，H+與負(fù)電荷發(fā)生作用從而使得膠粒變成電中性，發(fā)生沉淀反應(yīng)。因此在牛奶中加入適當(dāng)濃度（68°、70°、72°）的酒精可使酪蛋白發(fā)生沉淀，從而以是否出現(xiàn)絮狀沉淀來判斷牛奶的新鮮度。本試驗(yàn)以在72°酒精中不出現(xiàn)絮狀沉淀為標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)其酸度低于18°T。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析，結(jié)果以“平均值（X）±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）”表示。采用LSD法進(jìn)行多重比較，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同防腐劑對乳品質(zhì)的影響

2.1.1 防腐劑Ⅰ對乳品質(zhì)的影響

由表1可知，添加防腐劑Ⅰ對穩(wěn)定乳脂率、乳蛋白率效果較好，試驗(yàn)組（0～5d）與對照組相比，乳脂率最大絕對值相差≤0.02，乳蛋白率最大絕對值相差≤0.03，符合IDF≤0.06的標(biāo)準(zhǔn)要求。

添加防腐劑Ⅰ對穩(wěn)定體細(xì)胞數(shù)效果欠佳，體細(xì)胞數(shù)在加入防腐劑Ⅰ的6d中均較對照組低（P＜0.05），第5天高于1、2、3、4天（P＜0.05），第1、2、3、4天之間差異不顯著（P＞0.05）。

尿素氮含量在添加防腐劑Ⅰ后隨著時(shí)間無明顯變化，各組之間差異均不顯著（P＞0.05）。

2.1.2 防腐劑Ⅱ?qū)θ槠焚|(zhì)的影響

由表2可知，添加防腐劑Ⅱ?qū)Ψ€(wěn)定乳脂率、乳蛋白率效果較好，試驗(yàn)組（0～5d）與對照組相比，乳脂率最大絕對值相差≤0.04，乳蛋白率最大絕對值相差≤0.02，符合IDF≤0.06的標(biāo)準(zhǔn)要求。

添加防腐劑Ⅱ?qū)Ψ€(wěn)定體細(xì)胞數(shù)效果較好，與對照組相比，除第2天的體細(xì)胞數(shù)超10%允許誤差外，其余均在10%允許誤差范圍之內(nèi)。

表1 防腐劑Ⅰ對乳品質(zhì)的影響（試驗(yàn)組B）

表2 防腐劑Ⅱ?qū)θ槠焚|(zhì)的影響（試驗(yàn)組C）

表3 防腐劑Ⅲ對乳品質(zhì)的影響（試驗(yàn)組D）

尿素氮含量在添加防腐劑Ⅱ后，試驗(yàn)組第0天比對照組低（P＜0.05），并且第2天和第5天顯著高于第0天（P＜0.05），第1、2、3、4、5天與對照組之間差異均不顯著（P＞0.05），第1、2、3、4、5天之間差異也均不顯著（P＞0.05）。

2.1.3 防腐劑Ⅲ對乳品質(zhì)的影響

由表3可知，添加防腐劑Ⅲ對穩(wěn)定乳脂率、乳蛋白率效果較好，試驗(yàn)組（0～5d）與對照組相比，乳脂率最大絕對值相差≤0.02，乳蛋白率最大絕對值相差≤0.01，符合IDF≤0.06的標(biāo)準(zhǔn)要求。

添加防腐劑Ⅲ對穩(wěn)定體細(xì)胞數(shù)效果較好，試驗(yàn)組0～5d體細(xì)胞數(shù)與對照組相比，均控制在10%允許誤差范圍之內(nèi)。

尿素氮含量在添加防腐劑Ⅲ后，各組之間無顯著性差異（P＞0.05）。

2.1.4 不添加防腐劑冷藏保存條件下對乳品質(zhì)的影響

由表4可知，不添加防腐劑冷藏保存條件下，乳脂率、乳蛋白率穩(wěn)定性較好，（0～5d）的最大絕對值相差，乳脂率≤0.02，乳蛋白率≤0.04，符合IDF≤0.06的標(biāo)準(zhǔn)要求。

不添加防腐劑冷藏保存條件下體細(xì)胞數(shù)穩(wěn)定性較差，第1、2、3、4、5天體細(xì)胞數(shù)顯著低于第0天（P＜0.05），第2天顯著低于第1、3、5天（P＜0.05），第4、5天顯著低于第1天（P＜0.05），第3、4、5天之間差異不顯著（P＞0.05）。

不添加防腐劑冷藏保存條件下尿素氮含量有如下變化：第0天顯著低于第3、4、5天（P＜0.05），第1天顯著高于第2、3、4、5天（P＜0.05），第2、3、5天之間差異不顯著（P＞0.05），第3、4、5天之間差異亦不顯著（P＞0.05）。

2.2 添加不同防腐劑乳品質(zhì)指標(biāo)隨時(shí)間變化規(guī)律

圖1 添加不同防腐劑奶樣乳脂率變化規(guī)律

從圖1可知，在不添加防腐劑的情況下乳脂率總體呈上升、下降、再上升的趨勢，波動(dòng)較小，除第3天外均高于防腐劑添加組；添加防腐劑Ⅰ、Ⅲ后乳脂率總體呈下降趨勢，波動(dòng)較??；防腐劑Ⅱ?qū)θ橹实挠绊懽蠲黠@，在0～1d呈下降趨勢，1～4d緩慢上升，4～5d趨于穩(wěn)定，總體水平均低于其他三組。試驗(yàn)表明，添加防腐劑對乳脂率的影響較小，冷藏條件下乳脂率至少在5d內(nèi)保持穩(wěn)定。

圖2 添加不同防腐劑奶樣乳蛋白率變化規(guī)律

從圖2中可以看出，不加防腐劑條件下乳蛋白率在0～4d總體呈上升趨勢，4～5d開始下降；添加防腐劑Ⅱ、Ⅲ后乳蛋白率基本維持穩(wěn)定，這說明防腐劑Ⅱ、Ⅲ對乳蛋白率影響不大；加入防腐劑Ⅰ后乳蛋白率在0～1d緩慢下降，1～3d維持穩(wěn)定，3～5d先上升后下降，總體波動(dòng)較小。由此可見，添加防腐劑后乳蛋白率至少在5d內(nèi)可維持穩(wěn)定，而不添加防腐劑在冷藏條件下，乳蛋白率波動(dòng)較大，對檢測結(jié)果有影響。

表4 不添加防腐劑冷藏保存條件下乳品質(zhì)隨時(shí)間變化結(jié)果

圖3 添加不同防腐劑奶樣乳體細(xì)胞數(shù)變化規(guī)律

從圖3中可知，不加防腐劑與添加3種不同的防腐劑后均導(dǎo)致體細(xì)胞數(shù)發(fā)生波動(dòng)，整體呈下降趨勢，在0～2d內(nèi)，體細(xì)胞數(shù)均明顯降低，其中防腐劑Ⅰ對體細(xì)胞數(shù)影響最大。在2～4d內(nèi)，體細(xì)胞數(shù)均先增后減，4～5d開始上升。由此可見，冷藏保存和防腐劑保存均會(huì)造成體細(xì)胞數(shù)明顯下降，因此體細(xì)胞數(shù)測定應(yīng)在采樣后盡快完成，以減小測定誤差。

圖4 添加不同防腐劑奶樣尿素氮含量變化規(guī)律

從圖4中可知，在0～1d，不加防腐劑和加防腐劑冷藏保存均造成尿素氮緩慢下降，在1～5d，冷藏條件下尿素氮含量顯著增高，但3種防腐劑保存下尿素氮含量基本趨于穩(wěn)定。由此可見，冷藏條件下會(huì)造成尿素氮含量升高，而添加防腐劑可使尿素氮含量在5d內(nèi)保持穩(wěn)定。

2.3 牛奶防腐效果檢測結(jié)果

圖5 不同防腐劑條件下牛奶保鮮效果

從圖5中可以看出，冷藏保存第7天時(shí)奶樣形成大量白色絮狀物；在添加3種防腐劑冷藏保存條件下，第12天時(shí)才出現(xiàn)白色斑點(diǎn)，其中防腐劑Ⅱ、Ⅲ的保鮮效果較為優(yōu)秀，由此可見防腐劑對牛奶保鮮發(fā)揮重要作用。

3 討論

奶牛生產(chǎn)性能測定（DHI）對于現(xiàn)代牛場的生產(chǎn)管理具有重大意義，目前已成為各國廣泛應(yīng)用于奶牛場的一整套完整生產(chǎn)記錄和管理體系[6]。確保待測奶樣的理化指標(biāo)維持在正常范圍內(nèi)是該項(xiàng)工作的前提，因此防腐劑發(fā)揮著重要作用。理想的DHI防腐劑應(yīng)具備廣譜、高效、水溶性好、室溫條件下穩(wěn)定、安全、合理延長活性儲(chǔ)存期等特點(diǎn)[7]。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，與生鮮乳相比，防腐劑保存時(shí)乳脂率隨時(shí)間總體呈下降趨勢，而冷藏保存時(shí)乳脂率有所提高，但乳脂率的變化均在誤差范圍之內(nèi)。這說明在一定時(shí)間內(nèi)，防腐劑保存和冷藏保存時(shí)乳脂率均較穩(wěn)定，在DHI中有較高的參考價(jià)值。

乳蛋白率方面，添加防腐劑保存和冷藏保存后均無明顯變化，該結(jié)果不同于郭同軍等研究的加入防腐劑后乳蛋白含量明顯降低[8]，分析原因可能是所添加的防腐劑成分不同或保存條件不同造成的差異。尿素氮方面，與生鮮乳相比，冷藏保存時(shí)尿素氮含量總體呈上升趨勢[8]，這與郭同軍等研究結(jié)果相一致，而防腐劑保存時(shí)尿素氮至少可穩(wěn)定保存5d。相關(guān)研究指出，尿素氮指標(biāo)不穩(wěn)定，不論是常溫或者冷藏最好都不要超過3d[9]，所以尿素氮不能在冷藏條件下較長時(shí)間保存。林文燕等研究發(fā)現(xiàn)冷凍保存條件下尿素氮濃度基本保持不變[10]，但考慮到該方法在長途運(yùn)輸過程中難以實(shí)現(xiàn)且成本較高，在實(shí)際測定過程中難以推廣，因此采取奶樣后應(yīng)盡快進(jìn)行檢測，以減小誤差。

乳體細(xì)胞數(shù)方面，與生鮮乳相比，防腐劑保存與冷藏保存在0～1d時(shí)體細(xì)胞數(shù)均顯著降低（P＜0.05），2～4d時(shí)在一定范圍上下波動(dòng)，第5天時(shí)開始上升，說明加入防腐劑后體細(xì)胞數(shù)會(huì)不穩(wěn)定，因此建議采樣后應(yīng)及時(shí)測定。為了解防腐劑對牛奶的保鮮效果，通過72°酒精實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，冷藏條件下牛奶在第7天時(shí)已經(jīng)酸敗變質(zhì)，而在防腐劑保存條件下，添加3種防腐劑的奶樣均在第12天時(shí)才出現(xiàn)部分變質(zhì)，其中主要成分為2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的防腐劑Ⅱ、Ⅲ防腐效果較好，相關(guān)研究也表明，溴硝丙二醇作為防腐劑具有高效、廉價(jià)、穩(wěn)定等優(yōu)勢[11]。

綜上，添加防腐劑對DHI各項(xiàng)檢測指標(biāo)有不同程度的影響，但各項(xiàng)指標(biāo)的變化均在允許的誤差范圍之內(nèi)。關(guān)于體細(xì)胞數(shù)與尿素氮含量的不穩(wěn)定性還有待于進(jìn)一步研究，建議采樣后及時(shí)測定。