体细胞评分与牛奶品质及产奶量的相关性分析

宁晓波，郭殿芝，韩丽云

（1.宁夏农垦集团有限公司，银川 750021；2.宁夏农垦贺兰山奶业有限公司，银川 750021）

牛奶中的体细胞数（SCC）一直是科研界及各生产单位关注并急需使用的一项数据。笔者通过对某集团公司的5.3万头奶牛乳房炎患病情况及患病牛只体细胞数情况的调查显示，2018年乳房炎发病率为3.22%，即全年约有1 706头次奶牛发病。2019年乳房炎发病率为2.41%，即全年约有1 277头次奶牛发病。以平均每头次治疗费用为400元计算，全年治疗费用大概为60万元左右。而因乳房炎治疗无效或者治疗后无法正常挤奶导致的淘汰率大概为0.5%，每头淘汰牛按照损失8 000元计算，淘汰损失为212万元。公司共计每年因乳房炎导致的经济损失大概为272万元，这对于奶牛养殖企业来说是一笔不小的损失[1]。因此，奶牛乳房炎及与之相关的体细胞数等急需深入研究[2～4]。

本文主要研究体细胞数与乳房炎及牛奶质量等的关系，其中包括体细胞数与乳脂率、乳蛋白率、尿素氮、产奶量等各项指标的关系，从而探讨牛奶中体细胞数与牛奶质量及乳成分变化的规律，为牧场奶牛健康养殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 奶样来源和采集

本试验调用宁夏农垦4个饲养管理模式相同的牧场不同胎次的6 063头奶牛同一季节DHI数据进行分析。奶样采集要求：通过专用的挤奶计量计和采样装置进行，按比例采样。用放入防腐剂的采样瓶存放样品，同一个样品采集不少于两次，每次约20mL[5,6]。采集好的样品放入有冰袋的保温箱并送回实验室，两份样品其中一份保存到4℃冰箱内，对样品的各项指标进行检测分析，另一份存放到-80℃的冰箱内备用。

1.2 试验方法

体细胞数并不属于正态分布[7]，其分布频率是偏态的[8]，方差分析时需要将其转化为体细胞评分（SCS）。该试验参照体细胞数进行数据转换，以美国奶牛改良计划委员会确定的SCS=㏒2(SCC/100,000)+3[9]作为计算公式。

将SCS作为划分组别的依据，对不同牛场、不同胎次以及不同水平的乳蛋白、乳脂率、日产量及尿素氮进行分析。

1.3 数据处理

用EXCEL作为基础数据整理软件，数据分析软件为R language，使用R语言基础函数AOV进行方差分析；利用LSD法进行多重检验。R语言包ggplot2进行可视化分析。

2 结果与分析

2.1 数据整理

从表1可以看出，体细胞评分在1、2、3分的牛只比较多，此结果符合宁夏奶牛养殖的实际情况，产奶量与体细胞评分成反比。随着体细胞评分的上升，奶牛胎次有较明显上升趋势，乳脂率、乳蛋白和尿素氮在本次数据中显示并没有明显的变化。

表1 试验牛不同体细胞评分（SCC）的乳成分检测值（平均数±标准差）

2.2 各因素对乳成分及产奶量的影响

通过表2可知，牧场1的乳脂率最高，为4.36%，且显著高于牧场3和牧场4。牧场1的产奶量最高，且显著高于其他牧场。牧场1的尿素氮水平和乳蛋白率最高，且显著高于其他牧场；当SCS=0时，产奶量数据显著高于其他SCS水平，当SCS=9时，尿素氮水平显著高于其他SCS水平。随着胎次的增加，产奶量数据呈先增长后下降的趋势，4胎时达到最高水平，为35.84kg/（头·d），显著高于其他胎次（P<0.05）。

表2 不同影响因素下牛奶产量及乳品质量的多重比较

2.3 SCS与产奶量及乳成分的相关性分析

SCS与乳成分及产奶量的相关系数见表3，由表3可知，SCS与日产奶量呈显著负相关（P<0.05），相关系数为-0.7300，日产奶量与尿素氮呈显著正相关（P<0.05），相关系数为0.0462.

表3 SCS水平与牛奶产量及乳成分相关系数

2.4 SCS对牛奶产量及牛奶品质的影响

SCS与乳成分和牛奶产量之间的关系见图1。由图1可知，随着SCS的增加脂肪含量呈上升趋势，并在SCS为6时下降，而后继续呈上升趋势。牛奶产量随着SCS的增加呈下降趋势，并于SCS大于6以后开始有所上升；尿素氮含量随着SCS的增加并没有明显的规律性变化，在SCS=8时达到最高点；乳蛋白率随着SCS的增加呈上升趋势，并在SCS为5时达到最高点，而后逐渐下降。

图1 SCS与牛奶产量及乳成分关系图

3 讨论

3.1 体细胞数和奶产量的影响

产奶量随着SCS的增加呈现下降趋势，SCS与产奶量之间是负相关关系（P＜0.05）。这与Litwinczuk等[10]研究结果一致。这主要是由于乳房炎发病率的升高是受到SCS增加的影响，且乳房炎发病率升高导致病毒素增多，从而损伤乳腺细胞，进而影响到奶牛泌乳量[11]。

3.2 体细胞数对乳脂率的影响

乳脂率与乳中体细胞评分没有明显相关性，这与Ma等人[12]的研究结果不同。该研究结果表明，牛乳体细胞数对乳脂率的影响达到了极显著水平（P＜0.001）。也有报道称，体细胞数高的牛乳中乳脂率显著下降[13]。牛奶中的体细胞数低于20万个/mL时，表示奶牛没有发生乳房炎的风险。一般乳中的体细胞数增多时，就会认为奶牛乳腺发生感染引起炎症了，外周血液产生大量的白细胞进入乳汁中，奶牛产量会因为体细胞数的增加而下降明显，形成浓缩效应弥补了乳脂合成和分泌的降低，从而导致乳脂率的变化可以忽略不计[14]。

3.3 体细胞数对乳蛋白的影响

牛奶中的蛋白质主要包括酪蛋白、乳清蛋白、非蛋白态氮化物等[1]。其中含量较高的是乳蛋白（又称真蛋白），含量高达95%，其余为非乳蛋白。本研究中乳蛋白与体细胞数并没有明显的关系，这与毛永江等[15]报道相一致，说明体细胞数对牛奶中乳蛋白含量的影响不大。可能是因为体细胞数增加会使牛乳中酪蛋白含量降低，乳清蛋白含量升高[16,17]，乳脂和乳蛋白主要受牛的消化能力和饲料营养水平等限制。荷斯坦牛乳脂率和乳蛋白率的比值范围在1.12～1.13之间，如果乳蛋白较低，可能是因为日粮中添加了脂肪或者日粮中蛋白质不足所致[1]。

3.4 体细胞数对尿素氮的影响

本试验通过SCS与尿素氮含量相关性的分析，发现两者之间没有明显的相关性，SCS与尿素氮的含量呈先正相关后负相关的趋势，主要是因为SCS的含量会影响乳腺导管的通透性，SCS较低将会有较多的尿素分子进入牛乳中，从而提高了尿素氮的含量。当SCS达到一定程度后，患乳房炎概率升高，乳房细菌增多，尿素分解量加大，而乳腺导管通透性无明细变化，尿素氮的含量可以用于评判奶牛摄入粗蛋白的情况以及粗蛋白的利用情况。粗蛋白摄入较低或是粗蛋白的利用率较低时，会导致牛奶中尿素氮的含量较低。当尿素氮含量过低时，说明粗蛋白摄入量较低，不能满足机体代谢需要[18]。

4 结论

影响体细胞数的因素有很多，除以上分析因素外，牛奶体细胞数与胎次、环境、地域等方面均有一定的关系，因此体细胞数可以作为牛奶质量检测的指向标，但并不是唯一的标准，需进行多方分析。SCS过高或者过低都会对牛奶的质量产生一定影响，同样可以作为判断乳房炎的依据，优质牛奶需要比较低的体细胞数，但并不能表示体细胞数低的牛奶是优质牛奶，SCS只可以作为衡量乳房炎以及牛奶品质的主要指标但不是唯一的。