水牛乳能值与乳成分的相关性研究

邹彩霞 杨炳壮 韦升菊 李舒露 李丽莉 梁贤威* 夏中生

（1.中国农业科学院水牛研究所,南宁 530001;2.广西大学动物科技学院,南宁 530005）

明确水牛乳能值是研究泌乳水牛能量需要的基础性工作。然而,相对于水牛乳蛋白质、乳脂肪、乳中总固形物以及乳糖的测定而言,乳能值的测定较为繁琐,因此探讨水牛乳成分与其能量的回归关系,寻求通过乳成分推算出水牛乳能值的简易方程,对于科研工作者或水牛乳消费者都具有较大意义。现有的文献资料中乳能值的测定多采用分次滴加并烘干后再测定热量的方法[1],此法一方面由于烘干过程导致乳中脂肪氧化而影响测定结果的准确性,另一方面由于分次滴加并烘干耗时过长而影响工作效率。为了克服现有测定乳能值方法的不足,本文对原有的测定乳中热量的方法进行改良,采用经冷冻干燥获得乳粉后再应用量热仪测定,这样不但可增加牛乳样品的取样量,减少误差的来源,而且还可以避免因加热造成乳脂肪氧化。本文应用FOSS 120乳成分分析仪测定乳脂肪、乳蛋白质、乳中干物质、非脂固形物和乳糖含量,同时通过冷冻干燥后测定乳能值,最后通过回归分析推算出水牛原乳乳成分（%）与乳能值（E,MJ/kg）之间的回归关系。

1 材料与方法

1.1 试验动物

试验选用上期泌乳量相近,产犊胎次为2、3胎的健康泌乳初期水牛24头。水牛品种为尼里-拉菲、摩拉和广西当地水牛高代杂的后代。

1.2 饲养试验

预试期15 d,试验期间试验水牛的精料的产奶净能为6.55 M J/kg,粗蛋白质为13.25%,精料喂量是在每头泌乳水牛3.0 kg/d的基础上每产3.0 kg水牛乳再增加1.0 kg的精料,精料由玉米、小麦麸、菜籽粕和豆粕等组成,粗料主要为新鲜象草和发酵菠萝皮。预试期后进行为期80 d的正式饲养试验,试验期间所用泌乳水牛每天挤乳2次（06:30,13:30）,并记录好每日上、下午所产乳量,日投料2次（06:00,13:00）,手工挤乳。每周二上、下午采集1次所有试验牛的乳样,并按上、下午50∶50的比例混匀,测定乳成分及乳能值。

1.3 样品的分析

从泌乳开始的第2周起每周采集乳样1次用于乳成分的分析,共采集10周、240份乳样,应用PARR 6200量热仪（美国）测定乳中热量;应用FOSS 120乳成分测定仪（丹麦）测定乳脂肪、乳蛋白质、乳总固形物和乳糖含量,资料完整的乳样个数实际为233。

1.4 水牛乳（常乳）冷冻干燥程序

1.4.1 样品的准备

取新鲜水牛乳样到实验室,用纱布过滤去除杂质,称取液层厚度约1 cm的乳样于100 m L烧杯中,纱布盖住杯口,橡皮扎紧,防止杂物落入,然后置于-20℃冰箱中冷冻2～4 h,使其结冻成结晶状（眼观黄色）。

1.4.2 冻干程序

使用ALPHA 1-2/LD-p lus型冷冻干燥机（德国）进行冷冻,水牛乳样冻干后呈白色,疏松有孔不透明絮状,整块脱离烧杯壁,无冻结时呈结晶状。主冻干过程持续约12 h,持续时间与所冻样品厚度以及样品的固体含量等有关。冻干结束后及时排气、排水,取出冻干样品。

1.5 数据处理

试验结果以平均值±标准差来表示。应用Excel2003内部函数LINEST求得水牛原乳中乳成分（%）与乳中热量（E,MJ/kg）之间的回归关系,并对回归关系进行显著性检验和拟合性测定[2]。

2 结 果

试验水牛在试验期间的产乳量与乳成分随泌乳周的变化结果见表1,水牛原乳的乳蛋白质含量平均为（4.7±0.2）%,乳脂肪含量平均为（6.8± 0.5）%,乳总固形物含量平均为（17.0±0.5）%,乳糖含量平均为（5.5±0.2）%,乳能值平均为（4.4± 0.2）MJ/kg,通过回归得到水牛原乳中乳成分（%）与乳中热量（E,MJ/kg）之间的回归关系如表2所示。

表1 水牛泌乳2～11周日均产乳量、乳脂、乳蛋白质、乳总固形物和乳糖含量及乳能值的变化Table 1 Averagem ilk yield per day,contents o fm ilk p rotein,fat,total solid content and lactose, and m ilk energy during 2～11m ilk w eeks for w ater bu ffalo（%）

结合水牛在不同泌乳周中的产乳量和乳脂肪、乳蛋白质等乳成分含量的变化规律来看,在整个泌乳期,除了产乳量上的不同外,乳的组成也发生了变化。乳蛋白质含量从泌乳第2周到第11周的变化很小,几乎不受泌乳周的影响,这提示了乳蛋白质这一乳成分受动物泌乳生理的影响较小。从表1中可知水牛的乳总固形物含量随着泌乳周的增加而略有升高趋势。水牛原乳乳糖含量从泌乳第5周起直到泌乳第11周都较为平稳。乳脂肪含量在泌乳初期较低,随着泌乳周数增加其含量稍有增加,在奶水牛泌乳的第10周后较为平稳。

从表2中可看出,回归方程E=0.318 1F+ 0.333 5P+0.085 5L+0.421 6、E=0.325 7F+ 0.326 7P+0.870 9、E=0.346 781TSC+ 0.011 291F-1.446 069和E=0.352 496TSC-1.488 11的R2值分别为0.828 142、0.820 045 86、0.826 269和0.825 623,且它们的F值都远大于F（0.000 1）,因此认为上述4个多元线性回归方程的拟合度较高,回归方程经统计学检验达差异极显著水平（P＜0.01）。而回归方程中E=0.195 2F+ 3.335 7（R2=0.090 953）的相关系数非常低（R2= 0.090 953）,显示方程的拟合度较低。

表2 各多元回归方程及其显著性检验和拟合性测定Table 2 Significance test and fitness of test data for each multip le regression equation

3 讨 论

3.1 牛乳热量值及其测定方法

王书君等[1]在对牛乳进行不同处理后放入热量计测定热量的研究中,根据测定结果是否具有重复性,选择了将牛乳样品滴入无灰滤纸上,烘干称得,放入氧弹机燃烧这一方法,结果得到荷斯坦奶牛牛乳的热量为648.9 kcal/kg,即2.7 M J/kg,但采用分次滴加并烘干后再测定热量的方法,一方面由于烘干过程导致乳中脂肪氧化而影响测定结果的准确性,另一方面由于分次滴加并烘干耗时过长而影响工作效率。因此,本试验中采用经冷冻干燥仪冻干后获得水牛乳粉后再应用量热仪测定得的水牛乳能值为4.4M J/kg。

3.2 影响乳成分组成的因素

乳成分的组成取决于动物品种、泌乳期、饲粮、动物个体差异、饲养环境和气候等。由于本文中的水牛原乳样品是来自于相同饲粮、相同饲养环境和气候条件下,所以本次所得的水牛原乳乳成分只受泌乳周的影响,本文测定的结果也显示,水牛乳乳成分,尤其是乳脂肪含量随泌乳周的变化而有所改变。

牛乳中乳糖由乳腺分泌,通过渗透作用将水由血液吸到乳中。故乳糖是影响泌乳量的主要因素。乳糖含量保持在恒定的范围内（4.7%～5.0%）。动物的泌乳量及其乳成分充分反映出动物体内外环境状况,乳腺中各成分的相对分泌速率直接影响着乳成分的组成变化,在众多乳成分中,泌乳量和乳蛋白质含量相对稳定[3],本研究中水牛原乳的乳蛋白质含量平均为（4.7±0.2）%,乳脂肪含量平均为（6.8±0.5）%,乳总固形物含量平均为（17.0± 0.5）%,乳糖含量平均为（5.5±0.2）%;而已报道犏牛乳的测定结果中,平均乳蛋白质含量为（4.56± 0.80）%,乳脂肪含量为（4.62±0.99）%,乳糖含量为（3.27±0.21）%,干物质含量为（15.27± 2.15）%;同群对照组牦牛乳主要营养成分平均乳蛋白质含量为（5.02±0.74）%,乳脂肪含量为（5.99± 1.22）%,乳糖含量为（3.20±0.19）%,干物质含量为（16.84±1.56）%[4],由此可见,水牛乳的乳蛋白质含量与犏牛的相似,但略低于牦牛的;水牛乳的乳脂肪含量高于犏牛和牦牛的;与犏牛和牦牛相比,水牛乳的乳糖含量明显高于这2种牛的,同样的,水牛乳的干物质含量也明显高于犏牛和牦牛的。与荷斯坦牛乳相比,水牛乳的乳脂肪、乳蛋白质以及乳总固形物均高出许多[5]。乳脂肪含量较易受饲粮中的脂肪含量而改变[6]。有报道表明,奶牛放乳前后的乳成分也有一定的差异,尤其是乳脂肪在放乳前、中和后期之间表现出差异极显著水平,且由前期到后期呈梯度递增的趋势[7]。有研究表明,牛乳的真蛋白质含量在一定程度上受季节的影响,6月份所产牛乳的乳蛋白质含量最低（3.21%）,而在12月份则最高（3.38%）。乳脂肪含量在6月份最低（4.10%）,而在1月份最高（4.57%）[8]。而乳蛋白质和乳糖含量在所有季节中均较为恒定[8]。同样,Jenkins等[9]也曾对影响乳成分的饲粮因素进行综述,他们也认为,与乳蛋白质、乳糖相比,乳脂肪含量受饲粮因素的影响更大,乳糖的改变只会发生在极端不正常饲养状况时才会出现。

3.3 原乳乳成分与其乳中热量值的关系

本文所得的原乳乳成分与其乳能值的多元线性回归关系显示,水牛乳能值与乳蛋白质、乳脂肪和乳糖的回归式中的相关性系数较高（R2= 0.828 142）。M usgrave等[10]得到的乳脂肪含量与乳热量值的关系用直线关系式表示时差异达显著水平,而用二次式曲线式表示时差异不显著,因而取直线式E=343.483+103.833f来预测原乳能值,其中f为乳脂肪含量（%）,E为乳中热量值（kcal/kg）。而本文所得的乳脂肪含量与乳热量值的线性回归关系的相关系数较低。本文所得的E=0.318 1F+ 0.333 5P+0.085 5L+0.421 6和E=0.325 7F+ 0.326 7P+0.870 9的R2值分别为0.828 142和0.820 045 86,且它们的F值都远大于F（0.000 1）。张晓明等[11]整理的我国各地奶牛有代表性的牛乳样本475个测定乳中热量与乳蛋白质、乳脂肪、乳总干物质和乳糖含量,获得中国荷斯坦奶牛乳中各种营养成分及能量间的相互关系,结果显示乳能值与乳脂肪、乳蛋白质和乳糖含量也呈多元线性回归关系〔乳能量（kcal/kg）=179.26+92.73×乳脂肪（%）+ 39.19×乳蛋白质（%）+12.15×乳糖（%）,R2= 0.966 6,P＜0.01〕,之后我国2004年版奶牛饲养标准[12]中,关于牛乳能值的预测关系式也是通过这些测定数据所得。NRC（2001）[13]给出了通过牛乳成分预测乳能值的关系式:Y=92.9×乳脂率+ 54.7×乳蛋白质率+39.5×乳糖率,其中Y为每千克乳的能量（kcal）,这个关系式也是通过乳脂率、乳蛋白质率和乳糖率来预测乳能值的,由此可见,本文获得的通过水牛乳蛋白质、乳脂肪及乳糖含量来预测水牛乳能值与我国2004年版奶牛饲养标准[12]、NRC（2001）[13]中用于预测乳能值的方程类似。另外,Friggens等[14]研究发现通过产乳天数（days in m ilk,DIM）、产乳量、乳脂肪和乳蛋白质含量可预测荷斯坦奶牛、丹麦红牛和娟姗奶牛整个泌乳期的能量平衡,如果用每日产乳量来预测,其估测的准确性将进一步提高。由此可见,通过乳脂肪和乳蛋白质含量不仅可预测乳中热量值,还可预测产奶牛的能量是否平衡。

4 结 论

水牛乳能值与水牛乳蛋白质、乳脂肪、乳糖及乳总固形物含量呈强的线性回归关系:E=0.318 1F+ 0.333 5P+0.085 5L+0.421 6（n=233,R2= 0.828 142,P＜0.000 1）、E=0.325 7F+0.326 7P+ 0.870 9（n=233,R2=0.820 045 86,P＜0.000 1）、E=0.346 781TSC+0.011 291F-1.446 069（n=233,R2=0.826 169,P＜0.000 1）和E=0.352 496TSC-1.488 11（n=233,R2= 0.825 623,P＜0.000 1）。在已知原乳乳成分的情况下,通过上述回归关系式可预测水牛原乳乳能值。

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*Corresponding author,LIANG X ianwei,professor,E-mail:liangbri@126.com;XIA Zhongsheng,professor,E-mail:zsxia@gxu.edu.cn

（编辑 何丽霞）