牛奶體細(xì)胞評(píng)分、胎次、季節(jié)與產(chǎn)奶量及乳成分相關(guān)性分析

羅林，鄒紫雯，宛麟，李鑫麗，王斯琦，沈冰蕾

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，大慶 163319）

乳制品行業(yè)作為衡量畜牧業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)之一，其行業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣嚴(yán)重影響著畜牧業(yè)的發(fā)展，而影響乳制品品質(zhì)好壞的關(guān)鍵因素在于原料奶的優(yōu)劣情況。研究表明牛奶體細(xì)胞數(shù)（Somatic cell counts，SCC）作為衡量牛奶質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一，牛奶中SCC含量越低，就說(shuō)明原料奶質(zhì)量越高；相反SCC越高，原料奶的質(zhì)量就越低[1]。同時(shí)SCC也可作為奶牛乳房炎的快速診斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)SCC超過(guò)20萬(wàn)·mL-1時(shí)，使乳房分泌機(jī)能障礙，產(chǎn)奶量降低，從而引起乳房炎癥。因此為了掌控牛群的健康動(dòng)態(tài)，需對(duì)SCC進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。目前國(guó)內(nèi)外常采用奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定（Dairy herd improvement，DHI）體系對(duì)牛群SCC及奶牛生產(chǎn)性狀進(jìn)行監(jiān)控。目前有學(xué)者針對(duì)于DHI數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行研究：趙番番等[2]通過(guò)DHI數(shù)據(jù)研究表明SCC增加可導(dǎo)致奶牛的日產(chǎn)奶量與乳糖率下降、乳脂率與乳蛋白率增加；李馨等[3]研究發(fā)現(xiàn)SCC與日產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān)，與乳蛋白率呈正相關(guān)，但是與乳脂率無(wú)相關(guān)性。然而，因?yàn)槟壳跋嚓P(guān)研究樣本數(shù)不大，并且對(duì)于SCC做造成的損失研究較少。故研究收集黑龍江某牛場(chǎng)DHI數(shù)據(jù)，探索SCC、產(chǎn)奶量、乳成分間的關(guān)系以及SCC所造成的損失，科學(xué)利用DHI數(shù)據(jù)，為我國(guó)牛場(chǎng)現(xiàn)代化，規(guī)?；l(fā)展提供依據(jù)，從而間接促進(jìn)我國(guó)牛奶品質(zhì)和畜牧業(yè)的發(fā)展。

1 材料方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

收集黑龍江某奶牛場(chǎng)2017～2019年成年荷斯坦奶牛DHI記錄及生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

將收集的數(shù)據(jù)錄入Excel 2019。由于SCC呈偏態(tài)分布，因此需對(duì)數(shù)據(jù)中的SCC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化體細(xì)胞評(píng)分（Somatic cell score，SCS）方能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。轉(zhuǎn)換公式如下[4]：SCS＝log2（SCC/100 000）+3，結(jié)果保留整數(shù)，剔除泌乳天數(shù)大于750 d等的異常數(shù)據(jù)（乳脂率，乳蛋白率，產(chǎn)奶量等處于平均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差之外）、無(wú)DHI記錄個(gè)體數(shù)據(jù)、SCC為0數(shù)據(jù)，最終用于分析數(shù)據(jù)16 844條。

1.3 體細(xì)胞數(shù)，體細(xì)胞評(píng)分，胎次季節(jié)劃分

將奶牛體細(xì)胞數(shù)劃分為10個(gè)等級(jí)，分別為SCS=0，SCS=1，SCS=2，SCS=3，SCS=4，SCS=5，SCS=6，SCS=7，SCS=8，SCS≥9[2]。將胎次劃分為1=1胎，2=2胎，3=3胎，4=大于等于4胎4個(gè)等級(jí)。季節(jié)按照自然季節(jié)劃分3、4、5月為春季，6、7、8月為夏季，9、10、11月為秋季，12、1、2月為冬季。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 26進(jìn)行顯著性分析以及相關(guān)性分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳體細(xì)胞數(shù)分布

按SCC等級(jí)劃分牛奶SCC。根據(jù)資料顯示，將SCC大于20萬(wàn)個(gè)作為奶牛隱性乳房炎的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)DHI數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，結(jié)果如表1所示。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明奶?？傮wSCC均值為19.50±71.86萬(wàn)個(gè)·mL-1，符合我國(guó)牛奶SCC規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。牛奶SCC小于20（萬(wàn)個(gè)·mL-1）占總樣本數(shù)的81.79%；20～50（萬(wàn)個(gè)·mL-1）占總樣本數(shù)的11.10%；50～100（萬(wàn)個(gè)·mL-1）占總樣本數(shù)的3.72%；大于100（萬(wàn)個(gè)·mL-1）占總樣本數(shù)的3.39%。乳房炎陽(yáng)性率為18.21%；隱性乳房炎比率為11.10%；臨床性乳房炎為7.11%。在乳房炎病例中，隱性乳房炎占61.00%。

表1 奶牛SCC分布情況Table 1 Distribution of SCCin dairy cows

2.2 SCS、產(chǎn)奶量、乳脂率和乳蛋白率之間相關(guān)性

當(dāng)奶牛乳房受到葡萄球菌，鏈球菌等細(xì)菌感染時(shí)，機(jī)體為對(duì)抗有害菌，而分泌大量白細(xì)胞進(jìn)入乳腺組織，使得牛奶中的體細(xì)胞數(shù)增加，從而使得產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率的改變。但是目前對(duì)于SCS與乳成分的研究存在較大爭(zhēng)議。而研究結(jié)果如表2所示，SCS與產(chǎn)奶量呈極顯著負(fù)相關(guān)；與乳脂率，乳蛋白率呈極顯著正相關(guān)；產(chǎn)奶量與乳脂率和乳蛋白率呈極顯著負(fù)相關(guān)；乳脂率和乳蛋白率呈極顯著正相關(guān)。對(duì)于胎次與產(chǎn)奶量與體細(xì)胞評(píng)分呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)，與乳脂率及乳蛋白率無(wú)關(guān)。

表2 胎次、SCS、產(chǎn)奶量、乳脂率和乳蛋白率之間相關(guān)性Table 2 Correlation between parity，SCS，milk production，milk fat percentage and milk protein percentage

對(duì)于SCS與產(chǎn)奶量，乳成分的變化結(jié)果如表3所示，結(jié)果表明產(chǎn)奶量隨著SCS等級(jí)的增加而降低。產(chǎn)奶量最高為36.62 kg；當(dāng)SCS為9時(shí)，奶牛產(chǎn)奶量為27.72 kg，產(chǎn)奶量下降率最高，高達(dá)12.80%。而乳脂率和乳蛋白率隨著SCS的增加而增加，在SCS=9，奶牛的乳脂率和乳蛋白率最高，分別為4.76%和3.64%。但目前SCC對(duì)乳脂率及蛋白率的研究存在差異，其原因可能是“濃縮效應(yīng)”所致，這需后續(xù)進(jìn)行研究證明。

表3 不同SCS等級(jí)與產(chǎn)奶量、乳脂率和蛋白率的變化Table 3 Changes of different SCSgrades and milk production，milk fat percentage and protein percentage

2.3 不同胎次的SCC、產(chǎn)奶量及乳成分的變化

奶牛的生理因素是影響奶牛產(chǎn)奶性狀的關(guān)鍵因素之一。一般情況下，初產(chǎn)牛和老齡牛的產(chǎn)奶量較低。研究發(fā)現(xiàn)，隨著胎次的增加，奶牛的產(chǎn)奶量逐漸提升，胎次為3時(shí)到達(dá)最大，最大值為35.81 kg。奶牛胎次與乳脂率和乳蛋白率無(wú)顯著差異。SCS伴隨著胎次的增加而增加。

2.4 不同季節(jié)的SCC、產(chǎn)奶量及乳成分的變化

季節(jié)變化會(huì)引起溫度變化，因?yàn)槟膛２荒透邷兀原h(huán)境因素便成為影響奶牛產(chǎn)奶的重要因素之一，一般情況下奶牛在夏季時(shí)的產(chǎn)奶量低于冬季。實(shí)驗(yàn)基于DHI數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)冬季奶牛的產(chǎn)奶量最高，最高值為34.04 kg，而春、秋季產(chǎn)奶量最低；秋季的乳脂率和乳蛋白率顯著高于其他季節(jié)，達(dá)到最大值4.63%，秋、冬兩季的體細(xì)胞分顯著高于春、夏兩季。

2.5 SCC過(guò)高造成的經(jīng)濟(jì)損失

當(dāng)奶?；加腥榉垦缀螅甬a(chǎn)奶量下降，造成牛奶損失，對(duì)牛場(chǎng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其中包括：奶損失（70%），提早淘汰（14%），廢棄乳汁（7%）等。研究SCC造成的經(jīng)濟(jì)損失如表6所示。當(dāng)乳SCC處于10～20萬(wàn)個(gè)·mL-1時(shí)，便會(huì)引起牛奶損失以及經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)奶?；加腥榉垦讜r(shí)，造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)17 354.48元。其中隱性乳房炎造成的經(jīng)濟(jì)損失占總損失的32.00%，臨床型占比最高為63.59%。

表4 胎次與產(chǎn)奶量、乳成分及體細(xì)胞數(shù)的變化Table 4 Changes in parity，milk composition and somatic cell count

表5 季節(jié)與產(chǎn)奶量、乳成分及體細(xì)胞數(shù)的變化Table 5 Seasons and changes in milk composition and somatic cell count

表6 SCC引起的奶損失及經(jīng)濟(jì)損失Table 6 Milk loss and economic loss caused by SCC

3 討論

3.1 SCC的分布

Zwertvaegher等[6]研究表明SCC反應(yīng)奶牛乳房健康狀況，可作為奶牛乳房炎判斷的重要指標(biāo)。目前我國(guó)大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為應(yīng)將SCC=20萬(wàn)個(gè)·mL-1定為是否患有奶牛乳房炎的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)[5，7]。對(duì)于牛奶質(zhì)量方面，我國(guó)規(guī)定牛奶中的SCC不得高于50萬(wàn)個(gè)；英國(guó)規(guī)定SCC不得高于40萬(wàn)個(gè)；美國(guó)將SCC低于7.5萬(wàn)個(gè)作為A級(jí)奶的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)；瑞典甚至按照SCC來(lái)為牛奶定價(jià)[8-9]。數(shù)據(jù)研究結(jié)果表明有81.79%樣品的SCC低于20萬(wàn)個(gè)，其中有42.51%低于5萬(wàn)個(gè)，乳房炎陽(yáng)性率為18.21%。在奶牛乳房炎的病例中，隱性乳房炎為比例為58.73%。因此，該場(chǎng)對(duì)于奶牛乳房炎控制較好，奶牛乳房炎患病率低與國(guó)內(nèi)多數(shù)牛場(chǎng)水平[7，10]。

3.2 SCC、產(chǎn)奶量、乳脂率和乳蛋白率之間相關(guān)性

3.2.1 SCC與產(chǎn)奶量的關(guān)系

牛奶中的體細(xì)胞大多為白細(xì)胞，當(dāng)奶牛乳腺組織受到細(xì)菌感染，乳汁中的巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌并發(fā)出預(yù)警信號(hào)，使毛血管擴(kuò)張，血流加快，并且使血液中的中性粒細(xì)胞通過(guò)免疫機(jī)制穿越毛細(xì)血管壁和乳腺泡壁層，進(jìn)入乳汁中，對(duì)病原菌進(jìn)行破壞、吞噬，但同時(shí)也會(huì)對(duì)奶牛乳腺上皮細(xì)胞造成損傷，使細(xì)胞脫落數(shù)增加，進(jìn)而造成牛奶中SCC大幅度增加的現(xiàn)象，使得產(chǎn)奶量與乳成分發(fā)生變化。目前有大量的研究結(jié)果表明，SCC與產(chǎn)奶量呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性[11-13]。Garcia等[14]表明以20萬(wàn)個(gè)為基礎(chǔ)，SCC每上升10萬(wàn)個(gè)，產(chǎn)奶量就會(huì)下降2.5%，若超過(guò)100萬(wàn)個(gè)，那么產(chǎn)奶量就會(huì)下降就會(huì)超過(guò)10%，SCC與產(chǎn)奶量呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性。Gon?alves等[15]指出與正常乳區(qū)相比較，感染乳區(qū)產(chǎn)奶量減少0.7～1.4 Kg。研究結(jié)果表明，當(dāng)SCC大于100萬(wàn)個(gè)時(shí)，產(chǎn)奶量減少了11%，研究結(jié)果與前人研究結(jié)果一致。

3.2.2 SCC與乳成分的關(guān)系

乳脂和乳蛋白作為評(píng)價(jià)牛奶質(zhì)量的總要指標(biāo)之一，其含量多少關(guān)乎到乳制品的好壞。高乳脂牛奶使乳制品風(fēng)味更佳，使得產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和保型性更好。而乳蛋白作為乳制品中價(jià)值最高的營(yíng)養(yǎng)成分，其含量多少在牛奶中至關(guān)重要。但是目前研究發(fā)現(xiàn)乳脂率和蛋白率隨著SCC的變化呈現(xiàn)差異性。其中王鐵靈[16]，毛永江等[17]和張慧林[18]研究發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞數(shù)與乳脂率、乳蛋白率無(wú)顯著相關(guān)性。但是李馨等[3]研究發(fā)現(xiàn)SCC與蛋白率呈顯著正相關(guān)，與乳脂率無(wú)顯著相關(guān)性。研究結(jié)果顯示，SCC與乳脂率及乳蛋白率呈現(xiàn)正相關(guān)，造成此結(jié)果的原因可能是因?yàn)槟膛．a(chǎn)奶量減少而引起的“濃縮效應(yīng)”導(dǎo)致的，同時(shí)乳蛋白率的增加也有可能是為了應(yīng)對(duì)奶牛乳房炎，使血液中血清蛋白和免疫球蛋白增加，最終導(dǎo)致乳蛋白率增加。但對(duì)于SCC與乳脂率和蛋白率的差異性，還需進(jìn)一步研究表明。

3.3 不同胎次的體細(xì)胞評(píng)分、產(chǎn)奶量及乳成分的變化

日前奶牛普遍產(chǎn)奶年齡均在2.5歲左右，且此階段的乳腺尚未發(fā)育完全，導(dǎo)致前幾胎的產(chǎn)奶量均低于后幾胎，而對(duì)于經(jīng)產(chǎn)牛，經(jīng)過(guò)上一個(gè)泌乳階段，多少對(duì)奶牛乳腺本身造成影響。因此研究發(fā)現(xiàn)從第4胎起，奶牛產(chǎn)奶量開(kāi)始下降，且隨著胎次的增加，SCS也逐漸升高。目前的研究對(duì)于胎次與體細(xì)胞數(shù)及產(chǎn)奶量與乳成分的研究結(jié)果各有紛爭(zhēng)，肖西山等[19]和王若勇[20]研究發(fā)現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶量在第2胎大于第1胎和第3胎；劉賢俠等[21]的研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)奶量在第1胎到第3胎是呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)；梁愛(ài)心等[22]研究發(fā)現(xiàn)奶水牛體細(xì)胞評(píng)分隨著胎次先升高后降低的趨勢(shì)，即胎次到4時(shí)最高，之后緩慢下降。對(duì)于奶牛正常來(lái)說(shuō)其產(chǎn)奶量與胎次的關(guān)系應(yīng)是隨著胎次的增加而逐漸增加，當(dāng)胎次到達(dá)5時(shí)，產(chǎn)奶量到達(dá)最大。研究發(fā)現(xiàn)的第3胎產(chǎn)奶量到達(dá)最大值與大多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)有所出入。因此既對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著胎次的增加，樣本數(shù)逐漸減少，因此推測(cè)牧場(chǎng)可能存在“被動(dòng)淘汰”現(xiàn)象，即當(dāng)奶牛產(chǎn)奶量越大，其患病率越高，使得牧場(chǎng)不得不淘汰產(chǎn)奶量高的奶牛，而對(duì)于產(chǎn)奶量低的奶牛，其患病率低，就不易被淘汰。不過(guò)大多數(shù)學(xué)者[23-25]研究發(fā)現(xiàn)隨著胎次的增加，SCS也逐漸增加的總體趨勢(shì)，這與研究結(jié)果不謀而合。

3.4 不同季節(jié)的體細(xì)胞評(píng)分、產(chǎn)奶量及乳成分的變化

夏季高溫潮濕，對(duì)奶牛造成熱應(yīng)激，加上牧場(chǎng)環(huán)境條件較差，奶牛隱性乳房炎患病率增加，使得奶牛體細(xì)胞數(shù)增加，進(jìn)而影響奶牛生產(chǎn)效能。王相根等[10]發(fā)現(xiàn)夏末秋初奶牛SCC較高；汪湛等[26]發(fā)現(xiàn)夏秋的體細(xì)胞數(shù)高于秋冬兩季。而對(duì)于季節(jié)對(duì)奶牛產(chǎn)奶量與乳成分的影響，Rajcevic等[27]和黃春華等[28]研究表明，夏季是奶牛產(chǎn)奶量最高的季節(jié)，而乳成分卻最低；但劉燕飛等[29]研究發(fā)現(xiàn)秋季奶牛的產(chǎn)奶量最高。王愛(ài)芳、童雄、常玲玲和熊本海等[30-33]研究發(fā)現(xiàn)季節(jié)對(duì)乳成分產(chǎn)生極顯著影響，與研究結(jié)果相似。但還是對(duì)于某一單一季節(jié)對(duì)乳成分的影響，仍然存有爭(zhēng)議。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展以及對(duì)奶牛疾病研究的深入，大多數(shù)牧場(chǎng)逐漸關(guān)注到夏秋高溫高濕，衛(wèi)生等不良的環(huán)境易引起奶牛乳房炎的發(fā)生。因此對(duì)于大多數(shù)的牧場(chǎng)采用物理降溫的方法加上對(duì)牛場(chǎng)的衛(wèi)生的及時(shí)處理，使得夏秋兩季奶牛體細(xì)胞數(shù)降低。于此應(yīng)建議牧場(chǎng)在關(guān)注夏秋兩季是，也不要對(duì)春秋兩季放松警惕。

3.5 體細(xì)胞數(shù)過(guò)高造成的經(jīng)濟(jì)損失

奶牛乳房炎作為奶牛常見(jiàn)的三大疾病之一，其造成的經(jīng)濟(jì)損失卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他疾病。全球因乳房炎造成的損失高達(dá)350億美元[34-35]；我國(guó)因隱性乳房炎造成的損失就高達(dá)1.35億人民幣；張丹鳳等[36]曾認(rèn)為一個(gè)均年產(chǎn)奶6 t的奶牛群，若SCC為40萬(wàn)個(gè)·mL-1，其經(jīng)濟(jì)損失約在4.8萬(wàn)元左右。而研究發(fā)現(xiàn)SCC在10萬(wàn)以下不會(huì)造成奶損失和經(jīng)濟(jì)損失，但是當(dāng)SCC高于10萬(wàn)SCC時(shí)就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于此情況，牧場(chǎng)應(yīng)特別注意SCC大于10萬(wàn)以上的奶牛。

4 結(jié)論

研究通過(guò)收集2017年～2019年DHI數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后，發(fā)現(xiàn)SCS與產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān)，與乳脂率和蛋白率呈正相關(guān)，胎次與SCS和產(chǎn)奶量密切相關(guān)；隨著SCS的變化，產(chǎn)奶量，乳脂率，乳蛋白率均產(chǎn)生相應(yīng)變化；季節(jié)、胎次會(huì)對(duì)SCS、產(chǎn)奶量，乳脂率，乳蛋白率造成不同程度的影響；且從SCC大于10萬(wàn)開(kāi)始，會(huì)對(duì)牛場(chǎng)造成經(jīng)濟(jì)損失，建議對(duì)于SCC大于10萬(wàn)的奶牛應(yīng)該提高關(guān)注程度。