不同季節(jié)青海高原型牦牛乳營養(yǎng)成分的比較研究

賈宏信

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436）

牦牛（Bos grunniens）生活在喜馬拉雅山脈和青藏高原的高海拔地區(qū)，世界上95%以上的牦牛分布在中國[1-2]。生活在青藏高原上的人們依靠牦牛生存，牦牛以牛乳、黃油、奶酪、酸乳和肉的形式為當(dāng)?shù)厝颂峁┦澄颷3]。果洛藏族自治州位于青海省東南部，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)97°54’～121°50’，北緯32°31’～35°40’，平均海拔4 200 m以上，海拔4 000～5 000 m的面積約占總面積的80%。大氣含氧量僅為海平面的60%，年平均氣溫低于-1.0 ℃，極端最低氣溫為-48.1 ℃，具典型的高原大陸性氣候特征（僅冬夏兩季）[4]。本區(qū)放牧牦牛為青海高原牦牛[5]，放牧方式為天然草場放牧，無補(bǔ)飼，夏季牦牛能獲得充足的牧草，冬季牧草缺乏[6]。這一放牧方式和牧草的季節(jié)性差異可能會導(dǎo)致牦牛乳營養(yǎng)成分的差異。

近年來，關(guān)于牦牛乳營養(yǎng)成分的報道多集中在海拔3 000～4 000 m的牦牛。研究內(nèi)容集中在對不同地區(qū)、不同品種、不同胎次牦牛的蛋白質(zhì)[7-9]、脂肪、乳糖、灰分等基本營養(yǎng)組分的研究[9-11]，不同泌乳期營養(yǎng)組分的變化[12-14]，以及牦牛乳貯藏過程中營養(yǎng)組分變化的研究[15]，而對青海高原牦牛（生活在平均海拔4 200 m以上的地區(qū)）牦牛乳的報道較少。本研究有針對性地選擇生活在高海拔（平均海拔4 200 m以上）地區(qū)的牦牛，分析季節(jié)對高原牦牛乳營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采集36 頭牦牛乳樣（每頭采集1 份乳樣）（采樣點(diǎn)為果洛州下屬瑪沁、班瑪、甘德、達(dá)日、久治、瑪多6 個縣的傳統(tǒng)管理、開放、無圍欄的自然放牧牧場），其中18 個牦牛乳樣品采集于夏季（8月），18 個牦牛乳樣品采集于冬季（11月），每個縣采集3 個牧場。牦牛乳采樣時間為每天6∶00—8∶00，選擇常乳期牦牛，手工擠奶，單次擠出全部牦牛乳，并將牦牛乳移至無菌的儲奶袋，于收集后10 min內(nèi)貯藏至-20 ℃冰箱內(nèi)直至分析。

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、硝酸、鹽酸、無水乙醇、甲醇、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、異丙醇（均為分析純） 中國醫(yī)藥集團(tuán)有限公司；反-9-C14:1、反-9-C16:1、反-11-C20:1、順-13,16,19-C22:3n-3美國NU-CHEK公司；脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TE612-L電子天平 德國Sartorius公司；KJELTEC2300凱氏定氮儀 丹麥Foss公司；7890氣相色譜儀（配備氫火焰離子化檢測器、DB-23/Si188毛細(xì)管柱（15 m×0.25 mm，0.25 μm）） 美國Agilent公司；U3000液相色譜儀（配備二極管陣列檢測器、Accucore Polar Premium C18色譜柱（4.6 mm×150 mm，2.6 μm））美國Thermo公司。

1.3 方法

牦牛乳樣品在解凍過程中保持低溫（4 ℃低溫解凍），并在分析前攪拌。蛋白質(zhì)含量按GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》測定，按氮轉(zhuǎn)換系數(shù)6.38計算樣品蛋白質(zhì)含量；脂肪含量按GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》測定；乳糖含量按GB 5009.8—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》進(jìn)行檢測，總固體和非脂乳固體含量按GB 5423.39—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 乳和乳制品中非脂乳固體的測定》測定；灰分含量按GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》方法測定，將3 g牛乳樣品放置在瓷坩堝中550 ℃下干燥4 h；VA含量按GB 5009.82—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素A、D、E的測定》測定；鈣（Ca）含量按GB 5009.92—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鈣的測定》方法分析；脂肪酸組成采用AOAC官方方法996.06進(jìn)行分析[16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均在Excel軟件（Microsoft Office 2010）中編目，統(tǒng)計結(jié)果為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，數(shù)據(jù)采用SPSS 21統(tǒng)計軟件（IBM 2013）進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗分析，顯著性差異水平P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 牦牛乳的營養(yǎng)組分

由表1可知，牦牛乳脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、非脂乳固體和灰分含量在夏季和冬季之間存在顯著差異（P＜0.05），但是，牦牛乳的總固形物含量在夏季和冬季之間無顯著差異。具體為冬季牦牛乳的脂肪含量（（8.49±1.17） g/100 g）顯著高于夏季（（6.37±1.55） g/100 g），而蛋白質(zhì)、乳糖、非脂乳固體和灰分含量夏季顯著高于冬季。此外，脂肪含量是所有指標(biāo)中最不穩(wěn)定的。夏季和冬季個體間差異較大，夏季最高值（9.23 g/100 g）幾乎是最低值（3.40 g/100 g）的3 倍，冬季最高值（11.80 g/100 g）是最低值（6.77 g/100 g）的2 倍。牦牛乳的脂肪含量冬季高于夏季這一結(jié)果與Ding Luming等[17]的研究結(jié)果一致，造成這一結(jié)果的原因可能是牦牛在冬季的飲食增加了纖維的攝入量，進(jìn)而導(dǎo)致瘤胃液中含有高濃度的醋酸鹽，而醋酸鹽是合成乳脂的主要底物。但是牦牛乳的蛋白質(zhì)含量冬季低于夏季這一結(jié)果卻與Ding Luming等[17]的研究相反。另外，對于同一季節(jié)（夏季），同樣的青海高原牦牛，Guo Xian等[18]研究顯示，牦牛乳中蛋白質(zhì)含量為4.79 g/100 g，低于本研究結(jié)果（5.63 g/100 g）。研究顯示，牦牛的品種、牧場牧草的種類等會影響牦牛乳脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)組分含量[19-22]，這可能是不同研究中牦牛乳各營養(yǎng)組分存在較大差異的原因。

2.2 牦牛乳的VA和鈣含量

由圖1可知，VA含量夏季（72.7 μg/100 g）顯著高于冬季（52.7 μg/100 g），夏季牦牛乳鈣含量（175.2 mg/100 g）顯著低于冬季牦牛乳（181.9 mg/100 g），且夏季牦牛乳個體間VA含量差異較大（標(biāo)準(zhǔn)差較大）。VA的這一結(jié)果與常海軍等[23]關(guān)于甘肅白牦牛乳的研究相一致，其研究顯示，甘肅白牦牛乳中VA含量夏季為46.1 μg/100 g，冬季為29.9 μg/100 g。另外，與荷斯坦奶牛VA含量（34.7 μg/100 g，數(shù)據(jù)來自未公布的實(shí)驗室數(shù)據(jù)）相比，青海高原牦牛乳VA含量也遠(yuǎn)高于荷斯坦奶牛，青海高原牦牛乳夏季VA含量是荷斯坦奶牛的2.10 倍，冬季是荷斯坦奶牛的1.52 倍。關(guān)于牦牛乳VA含量冬季低于夏季的原因，可能是因為自然放牧、無飼補(bǔ)的牦牛在冬季攝入的VA前體（β-胡蘿卜素）處于低水平[23-24]，因為枯草的β-胡蘿卜素水平低于青草，進(jìn)而會影響牦牛對于VA的合成。與VA的結(jié)果相反，牦牛乳中的鈣含量在冬季高于夏季，并且比荷斯坦奶牛（約106 mg/100 g）高出1.6 倍[25]，可能是因為在冬季干枯牧草植株高度更低，牦牛進(jìn)食時會更多地攝入土壤。

圖1 不同季節(jié)牦牛乳中VA（A）和鈣（B）的含量（n=18）Fig.1 VA (A) and calcium (B) contents of yak milk in different seasons (n = 18)

2.3 牦牛乳的脂肪酸組成

采用AOAC氣相色譜法對44 種脂肪酸進(jìn)行分析，由表2可知，牦牛乳中的主要脂肪酸組成與文獻(xiàn)報道[17-19,26-27]的結(jié)果相似，牦牛乳中主要的脂肪酸為C14:0（肉豆蔻酸）、C16:0（棕櫚酸）、C18:0（硬脂酸）、順-9 C18:1（油酸）和反-9 C18:1等?？傮w上，牦牛乳中主要脂肪酸C16:0、C17:0、C18:0、順-9 C16:1、油酸和亞油酸（linoleic acid，LA）含量冬季顯著高于夏季，反式脂肪酸（反-9 C18:1和反-9,12 C18:2n-6）含量冬季顯著低于夏季，其中反式脂肪酸的種類與Ding Luming[17]、Liu[26]等報道的略有不同，但夏季和冬季反式脂肪酸含量變化基本相同。對于SFA，超過80%的SFA由C14:0、C16:0和C18:0組成。MUFA中，油酸分別占夏季牦牛乳和冬季牦牛乳MUFA總量的70.6%和82.9%。PUFA中，順-9,12 C18:2n-6（LA）、順-9,12,15 C18:3n-3（亞麻酸，linolenic acid，ALA）、反-9,12 C18:2n-6（反式亞油酸，trans-linoleic acid，TLA）含量最高。其中LA和ALA含量占PUFA的75%以上，這一數(shù)值與四川牦牛乳[28]和西藏牦牛乳[27]相似，高于甘肅牦牛乳和荷斯坦奶牛乳的水平（分別為46.6%和61.6%）[29]。

表2 不同季節(jié)牦牛乳脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of yak milk in different seasons g/100 g

LA和ALA的延伸和脫飽和度可形成必需的脂肪酸，如花生四烯酸（順-5,8,11,14 C20:4n-6，arachidonic acid，ARA）、二十碳五烯酸（順-5,8,11,14,17 C20:5n-3，eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（順-4,7,10,13,16,19 C22:6n-3，docosahexenoic acid，DHA）。夏季和冬季青海高原牦牛乳中ARA、EPA和DHA都處于較低水平或未檢出，ARA和DHA的這一結(jié)果與Ding Luming等[17]的研究結(jié)果一致，而與Liu等[26]的檢測結(jié)果相反（冬季和夏季，ARA≥0.11 g/100 g，DHA≥0.04 g/100 g）；而EPA的結(jié)果卻與Ding Luming[17]、Liu[26]等的研究結(jié)果完全不一致，上述研究中EPA都有檢出。

夏季牦牛乳中n-6 PUFA的總量顯著高于冬季牦牛乳（P＜0.05），而夏季牦牛乳與冬季牦牛乳中n-3 PUFA的含量無顯著差異。夏季樣品中n-6 PUFA與n-3 PUFA的比例顯著高于冬季樣品（分別為3.02和1.95）。進(jìn)一步分析n-6 PUFA，發(fā)現(xiàn)n-6 PUFA差異較大的原因是夏季乳樣中反-9,12 C18:2n-6含量顯著高于冬季乳樣，其平均值是冬季乳樣的2 倍以上。短鏈和中鏈脂肪酸（C4～C16）可以從頭合成，例如從瘤胃中的碳水化合物和動物的新陳代謝中合成，但長鏈脂肪酸（C18～C24），如順-9 C18:1、反-9 C18:1、順-9,12 C18:2n-6（LA）和反-9,12 C18:2n-6不能在體內(nèi)合成，主要來源于膳食[12,30]。結(jié)果表明，冬季主要長鏈脂肪酸LA含量高于夏季，這一結(jié)果與Ding Luming[17]、Liu[26]等的結(jié)果相反。造成以上不一致的結(jié)果可能與牦牛的品種、天然草場草的種類及海拔高度有關(guān)。

總體上，SFA和MUFA的含量隨季節(jié)變化明顯，都表現(xiàn)為冬季顯著高于夏季（P＜0.05）（表2）。不同季節(jié)牦牛乳總SFA、MUFA和PUFA含量，夏季樣品的SFA和MUFA總量顯著高于冬季樣品（P＜0.05），盡管主要單體PUFA存在顯著差異，但夏季和冬季樣品的PUFA含量總體上無顯著差異。另外，夏季樣品的SFA/PUFA比值和MUFA/PUFA比值顯著低于冬季樣品（分別為12.05、6.39和19.00、8.19）。對于SFA和MUFA的這種季節(jié)性變化，可能是由于牦牛在2 個季節(jié)的飲食不同（夏季飲食中含有鮮草，冬季飲食中不含鮮草）[26]，另一個可能的原因是在冬季牦牛動員了其體內(nèi)儲備的脂肪[17]。

3 結(jié) 論

牦牛乳是青藏高原高海拔缺氧地區(qū)居民膳食蛋白質(zhì)、脂肪和微量營養(yǎng)素的主要來源。以生活在高海拔（平均海拔4 200 m以上）的青海高原牦牛為研究對象，分析季節(jié)對青海高原牦牛乳常規(guī)營養(yǎng)成分和脂肪酸組成的影響。結(jié)果表明，冬季青海高原牦牛乳的蛋白質(zhì)、乳糖、非脂乳固體、灰分、VA和主要反式脂肪酸（反-9-C18:1和反-9,12-C18:2n-6）的含量顯著低于夏季（P＜0.05），但脂肪和主要脂肪酸（C16:0、C17:0、C18:0、順-9-C16:1、順-9-C18:1和LA）的含量顯著高于夏季（P＜0.05），說明牦牛乳的化學(xué)成分和脂肪酸組成受季節(jié)的影響。