不同品种牛乳营养成分含量及脂肪酸含量和组成测定比较研究

2022-09-20刘兵

畜牧与饲料科学 2022年5期

刘兵

（商丘职业技术学院，河南商丘 476000）

乳制品是优质蛋白质的重要来源，牛奶是最常见的乳制品之一［1］。随着生活水平的提高，人们对于牛奶的需求量和品质要求越来越高。牛奶产业的发展以良种奶牛为基础。以往我国优质奶牛品种主要依赖国外进口，例如荷斯坦奶牛和西门塔尔牛等，但由于地域性和饲料原料等因素的差异，引进奶牛品种在我国养殖管理中往往难以发挥最佳的生产性能［2］，而本土奶牛品种普遍存在产奶量低、乳营养物质组成不均衡等缺点［3］。19 世纪末科研人员通过对我国奶牛养殖品种的选育，将本地黄牛和荷斯坦奶牛杂交培育出中国荷斯坦奶牛，经过多年的品种选育，中国荷斯坦奶牛的环境适应能力和产奶量均获得了显著提高［4-5］。研究发现，中国荷斯坦奶牛305 d 平均产奶量可达7 000～9 000 kg［6］。根据相关资料显示，2019 年上半年我国液态牛奶产量达到1 216.9 万t，相比2018 年增长6.3%［7］。牛奶产量的提高是奶牛产业发展的一方面，而牛奶品质、特别是营养物质组成与含量也是重要的考量标准。该研究通过测定中国荷斯坦奶牛牛乳中营养成分含量、矿物质元素含量及脂肪酸含量和组成，并与荷斯坦奶牛以及西门塔尔牛进行比较，分析本土奶牛品种牛乳与进口奶牛品种牛乳的优势及差异，为本土奶牛品种在我国的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 乳样品

从河南省2 个养殖场选取中国荷斯坦奶牛、荷斯坦奶牛和西门塔尔牛各6 头，每个品种每头奶牛收集200 mL 生鲜乳样品，其中100 mL 放入4 ℃冰箱冷藏，用于营养成分含量及脂肪酸含量和组成分析，另100 mL 放入-20 ℃冰箱冻存，用于矿物质元素含量分析。

1.1.2 主要试剂

脂肪酸标准品，购自美国Sigma 公司；OP 乳化剂、无水硫酸钠，购自上海生物工程有限公司；正己烷，购自北京鼎国生物技术发展中心；甲醇、乙醇、乙醚，购自扬州科能生物技术有限公司。

1.1.3 主要仪器与设备

乳成分分析仪（型号：Foss FT120），购自北京福斯福技术服务有限公司；原子吸收分光光度计（型号：日立ZA3000），购自广州仪德精密科学仪器股份有限公司；气相色谱仪（型号：Nexis GC-2030），购自岛津企业有限公司；高速离心机（型号：JIDI-20D），购自广州吉迪仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 生鲜乳营养成分含量的测定

取“1.1.1”项下生鲜乳样品50 mL，用乳成分分析仪测定干物质、乳脂、乳蛋白、乳糖、非脂固形物和酪蛋白的含量。

1.2.2 生鲜乳中矿物质元素含量的测定

乳钙、乳镁和乳锌的含量使用原子吸收分光光度计测定，分别按《食品中钙的测定》（GB/T 5009.92—2003）、《食品中铁、镁、锰的测定》（GB/T 5009.90—2003）和《食品中锌的测定》（GB/T 5009.14—2003）进行测定。乳磷含量按《婴幼儿食品和乳品中磷的测定》（GB/T 5413.22—2010）进行测定。

1.2.3 生鲜乳中脂肪酸含量和组成的测定

1.2.3.1 生鲜乳中脂肪酸的提取

取“1.1.1”项下生鲜乳样品2 mL，并加入1 g 氟化钠（NaF），随后加入0.20～0.25 mL 稀盐酸（6 mol/L），再加入4 mL 氯仿-异丙醇混合液（氯仿∶异丙醇=9∶1），充分振荡混匀后离心（3 500 r/min）10 min。离心后收集下层氯仿于试管中，随后重复使用4 mL 氯仿-异丙醇混合液离心提取1 次，将2 次收集的氯仿合并后使用氮气吹干。

1.2.3.2 脂肪酸测定前的甲酯化

取硫酸-甲醇溶液2 mL 于上述脂肪酸试管中，置于70 ℃水浴锅中加热30 min，随后加入1 mL 正己烷，再加入10 mL 蒸馏水，收集上层甲酯。重复加入1 mL 正己烷收集上层甲酯后合并收集待测。

1.2.3.3 气相色谱条件与定量分析

气相色谱仪搭配AOC-30 系列液体自动进样器。毛细管柱型号30 m×0.32 mm×0.02 mm。使用氮气为载体，载体流速为1.0 mL/min，分流比为30∶1。采取程序升温，在100 ℃维持2 min，按4 ℃/min 升温至160 ℃并维持2 min，按8 ℃/min升温至250 ℃并维持30 min。在检测的脂肪酸气相色谱图中剔除杂质峰值，并对脂肪酸甲酯峰面积进行求和。以单一脂肪酸甲酯峰面积占总脂肪酸甲酯峰面积的量作为脂肪酸的相对百分含量。

1.3 数据统计与分析

使用Excel 2007 软件对数据进行初步整理，利用SPSS 20.0 统计学软件对数据进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），若差异显著则采用Duncan′s 法进行多重比较。试验数据以“平均值±标准差” 的形式表示，P＜0.05 表示差异显著，P＞0.05 表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同品种牛乳中营养成分的含量

由表1 可知，中国荷斯坦奶牛生鲜乳中乳脂含量显著（P＜0.05）高于荷斯坦奶牛，与西门塔尔牛差异不显著（P＞0.05）；乳蛋白含量显著（P＜0.05）高于荷斯坦奶牛和西门塔尔牛；干物质、乳糖、非脂固形物和酪蛋白含量与荷斯坦奶牛及西门塔尔牛无显著（P＞0.05）差异。

表1 不同品种牛乳中营养成分含量单位：%

2.2 不同品种牛乳中矿物质元素含量

由表2 可知，中国荷斯坦奶牛生鲜乳中乳钙含量显著（P＜0.05）高于荷斯坦奶牛，与西门塔尔牛差异不显著（P＞0.05）；乳锌含量显著（P＜0.05）高于荷斯坦奶牛和西门塔尔牛；乳磷和乳镁含量与荷斯坦奶牛及西门塔尔牛没有显著（P＞0.05）差异。

表2 不同品种牛乳中矿物质元素含量

2.3 不同品种牛乳中脂肪酸含量和组成

由表3 可知，中国荷斯坦奶牛生鲜乳中豆蔻酸含量显著（P＜0.05）低于荷斯坦奶牛，与西门塔尔牛差异不显著（P＞0.05）；油酸和亚油酸含量显著（P＜0.05）高于西门塔尔牛，与荷斯坦奶牛差异不显著（P＞0.05）；饱和脂肪酸含量显著（P＜0.05）低于西门塔尔牛，与荷斯坦奶牛差异不显著（P＞0.05）；不饱和脂肪酸含量显著（P＜0.05）高于西门塔尔牛，与荷斯坦奶牛差异不显著（P＞0.05）。测定结果显示3 种牛乳的脂肪酸谱没有差异。

表3 不同品种牛乳中脂肪酸含量和组成单位：%

3 讨论

3.1 不同品种牛乳中营养成分含量的比较

优质牛奶的充足供给需要以奶牛的科学养殖为基础，而奶牛品种的不同、养殖区域和饲养管理模式的差异均会对牛奶的产量和品质造成影响［8］。目前，对于中国荷斯坦奶牛乳中营养物质成分与外源引进奶牛品种的对比研究较少，该研究结果表明中国荷斯坦奶牛乳中乳脂的含量显著高于荷斯坦奶牛，并与西门塔尔牛乳中的乳脂含量相当。乳脂是牛奶中高质量的脂类物质，并含有大量脂溶性维生素，在人类胃肠道中消化率可以达到98%以上［9］，是衡量牛奶品质的重要指标。该研究发现，中国荷斯坦奶牛乳中蛋白含量达到3.53%，显著高于荷斯坦奶牛和西门塔尔牛。牛奶乳蛋白中含有人体所需的必需氨基酸，且消化率远高于植物蛋白［10］，膳食中乳蛋白的含量对于婴儿和成年人健康均有关键作用。根据该试验营养成分含量数据可知，中国荷斯坦奶牛乳品质接近或优于外源引进奶牛品种。奶牛品种和基因对于乳中矿物质含量的影响相比饲料和饲养管理模式更大［11］。该研究发现，中国荷斯坦奶牛乳中钙含量显著高于荷斯坦奶牛，与西门塔尔牛乳中钙含量相当。钙元素是人类机体不可或缺的矿物质元素，牛奶中的钙元素属于纯天然活性蛋白钙，在胃肠道中可以快速呈离子态，进而被消化吸收供机体利用［12］。锌是机体中重要的矿物质元素，参与了200 余种酶类的合成，包括氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类等［13］。该试验发现，中国荷斯坦奶牛乳中锌元素的含量显著高于荷斯坦奶牛和西门塔尔牛。综上所述，中国荷斯坦奶牛乳中矿物质元素水平已达到或优于外源引进奶牛品种。

3.2 不同品种牛乳中脂肪酸含量和组成的比较

亚油酸是人类机体中一种关键的必需脂肪酸，对于软化血管［14］、降低血液胆固醇及促进机体循环［15］等方面有重要作用。李朝旭等［16］通过填充柱气相色谱法对中国荷斯坦奶牛乳中脂肪酸含量进行测定后发现亚油酸的含量为4.07%，朱文适等［17］通过气相色谱法测定贵阳市花溪地区奶牛乳中亚油酸的含量为8.95%，而该试验中国荷斯坦奶牛乳中亚油酸含量为4.89%，造成这种差异的原因可能与饲料原料组成及饲养管理模式有关。根据该试验结果，中国荷斯坦奶牛乳中亚油酸含量与荷斯坦奶牛相当，且显著高于西门塔尔牛。牛奶中的脂肪酸可以根据碳氢链的饱和程度分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，以往的研究表明不饱和脂肪酸对人体健康有着重要作用［18］，例如常见亚油酸、花生酸等。通常认为牛奶中不饱和脂肪酸所占比例越大则脂肪酸组成更合理，更有利于人体健康。该研究表明，中国荷斯坦奶牛乳中不饱和脂肪酸比例显著高于西门塔尔牛，与荷斯坦奶牛相近，说明中国荷斯坦奶牛乳中脂肪酸组成接近或优于外源引进奶牛品种。