青海省牦牛乳与犏牛乳矿物质含量的研究

2023-12-24周鹏宇柴沙驼崔占鸿刘书杰

中国乳业 2023年11期

关键词：牛乳矿物质负相关

周鹏宇，王迅，2，3，4，柴沙驼，2，3，4，崔占鸿，2，3，4，孙璐，2，3，4*，刘书杰，2，3，4*

1 青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁 810016

2 农业农村部青藏高原放牧牦牛藏羊动物营养与饲草料重点实验室，青海西宁 810016

3 青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，青海西宁 810016

4 青海省牦牛工程技术研究中心，青海西宁 810016

0 引言

青藏高原独特的自然气候孕育了具有地区特色的许多动物，牦牛是其中代表性物种之一。牦牛被誉为“青藏高原之宝”，是高寒环境下重要的放牧家畜，可为高原居民提供肉、皮毛和奶资源。牦牛是当地藏族同胞的重要生产资料和日常生活必需品。牦牛乳中蛋白质、脂肪等营养成分含量十分丰富，是加工乳渣、酥油等乳制品的优质乳源之一[1，2]。牦牛乳的营养价值高于荷斯坦牛乳、黄牛乳和骆驼乳等（表1），尤其是免疫球蛋白在牦牛乳中含量较高，同时牦牛乳中富含人体所必需的各种氨基酸、维生素、不饱和脂肪酸和天然乳钙等多种稀有营养成分，另外牦牛乳中胆固醇含量很低，具有较强抗氧化能力等[3，4]。

表1 不同动物乳的营养价值

犏牛是由牦牛与奶（肉）牛的杂交一代[11]，具有明显的杂种优势，适应性更强，产肉和产乳能力更高。现有研究发现，牦牛乳和犏牛乳多项营养指标较相似，有丰富脂肪酸，但犏牛乳更具产量高的资源优势[12～14]。

矿物质元素在人体内起多种重要生理作用，牛乳中含有人体所需多种矿物质元素。常见矿物质元素及其作用有：钠（Na）元素和钾（K）元素是维持体液平衡和神经传导所必需的电解质[15，16]。镁（Mg）元素参与酶的活化、DNA合成、能量代谢等过程[17]；钙（Ca）元素是骨骼和牙齿的主要成分，此外钙还参与神经传导、血液凝结、肌肉收缩等过程；铁（Fe）元素是组成血红蛋白和肌红蛋白的重要元素；锌（Zn）元素是组成许多酶的重要元素，在细胞代谢、免疫功能、伤口愈合和DNA合成中发挥作用[18]；铜（Cu）元素是一种微量元素，参与铜酶的合成；锰（Mn）元素在体内参与多种酶的活化过程，包括抗氧化酶和能量代谢相关的酶[19]；钴（Co）元素是维生素B12的组成部分[20]。这些矿物质元素对人及其他动物的正常生理功能至关重要。

本试验通过火焰原子吸收仪，对比牦牛乳及犏牛乳中9 种矿物质元素，探究牦牛乳和犏牛乳中矿物质元素的差异性和相关性，为进一步了解青海省牛乳质量提供基础数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

随机选取放牧条件下，胎次、体重、年龄、泌乳性能接近、无补饲的健康牦牛和犏牛各13 头，所有试验动物都处于泌乳中期，清晨放牧前采集牛乳，获得牦牛乳和犏牛乳各39 份。每组乳样取50 mL，在样品中添加1～2 滴0.5%布罗波尔溶液，迅速返回实验室，保存于-20 ℃冰箱待测。试验于2019年7—8月青海省贵南县塔秀乡达隆村夏曲骏周太畜牧业专业合作社进行。

1.2 试验仪器与试剂

试验仪器：马弗炉购自于天津市泰斯特仪器有限公司；电热炉购自于天津市泰斯特仪器有限公司；烘箱购自于上海一恒科学仪器有限公司；TAS-990 Super火焰原子吸收仪购自于北京普析通用仪器有限责任公司；ME-104电子天平购自于梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

试剂：分析纯盐酸，0.5%布罗波尔溶液（美国陶氏集团），超纯水。

1.3 乳中矿物质测定方法

牦牛乳和犏牛乳中矿物质元素（K、Ca、Na、Mg、Fe、Cu、Zn、Co、Mn）使用火焰原子吸收仪测定，具体方法及操作参考何立荣等[21]，仪器工作条件设定参考周义秀等[22]。

1.4 数据分析

采用 Excel 2016进行数据整理，使用SPSS 20.0软件对矿物质进行相关性分析和单因素方差分析，结果以“平均值±标准差”表示（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 牦牛乳和犏牛乳中矿物质元素含量

由表2可知，在牦牛乳和犏牛乳的4 种常量矿物质元素（K、Ca、Na、Mg）中，除Na元素含量无显著差异外（P＞0.05），其他3 种矿物质均存在显著差异（P＜0.05）。其中K元素含量犏牛乳组显著高于牦牛乳组（P＜0.05），Ca、Mg元素含量牦牛乳组显著高于犏牛乳组（P＜0.05）。

表2 牦牛乳和犏牛乳中的矿物质含量比较单位：mg/L

5 种微量矿物质元素（Fe、Cu、Zn、Co、Mn）在2 种乳中含量均存在明显差异。Fe、Zn、Mn元素含量牦牛乳组显著高于犏牛乳组（P＜0.05），Cu、Co元素含量表现为犏牛乳组显著高于牦牛乳组（P＜0.05）。

2.2 牦牛乳和犏牛乳中矿物质元素相关性分析

由表3可知，K元素含量与Cu、Co元素含量呈极显著正相关（P＜0.01），与Na元素含量呈显著负相关（P＜0.05）。K元素含量与Ca、Mg、Fe、Zn、Mn元素含量呈极显著负相关（P＜0.01）。Ca元素含量与Mg、Fe、Zn、Mn元素含量呈极显著正相关（P＜0.01），而与Cu、Co元素含量呈极显著负相关（P＜0.01），与Na元素含量无显著相关性（P＞0.05）。Na元素含量与Mg、Fe、Cu、Zn、Co、Mn元素含量无显著相关（P＞0.05）。Mg含量元素与Fe元素含量呈显著正相关（P＜0.05），与Cu、Co元素含量呈极显著负相关（P＜0.01），与Zn、Mn元素含量呈极显著正相关（P＜0.01）。Fe元素含量与Cu、Co元素含量呈显著负相关（P＜0.05），与Zn元素呈显著正相关（P＜0.05），与Mn元素含量呈极显著正相关（P＜0.01）。Cu元素含量与Zn、Mn元素含量呈极显著负相关（P＜0.01），与Co呈显著正相关（P＜0.05）。Zn与Co呈显著负相关（P＜0.05），与Mn呈极显著正相关（P＜0.01）。

表3 牦牛乳和犏牛乳中矿物质元素含量相关性分析

3 讨论

通过对牦牛乳和犏牛乳中9 种矿物质元素含量进行统计分析，发现牦牛乳和犏牛乳中除Na元素差异不显著外，其他8 种矿物质元素均存在显著差异。其中K、Cu、Co三种元素含量表现为犏牛乳显著高于牦牛乳，而Ca、Mg、Fe、Zn、Mn五种矿物质元素含量表现为牦牛乳显著高于犏牛乳。牦牛乳中矿物质五种元素含量有优势，而犏牛乳中只有三种矿物质含量有优势，说明在矿物质方面牦牛乳更具优势。但考虑犏牛相较牦牛的更好适应性和产奶量，实际生产实践中两者各有优势，可根据实际用途选择。根据以上数据，本试验对牦牛乳中矿物质含量研究基本与前人一致[23，24]。而前人基本没有对青藏高原地区犏牛乳中矿物质研究。

李升升等[25]对牦牛和犏牛乳成分的研究发现，牦牛乳中多项营养价值指标（如乳蛋白、脂肪、乳糖、非脂固形物）均高于犏牛乳，同时两种乳的价值都明显优于黄牛乳。Ca元素含量是衡量乳品质的重要指标，也是消费者较关注的指标，牛乳中钙在人体吸收率高达65%左右，远高于葡萄糖酸钙和乳酸钙的吸收率[26]。而胶束钙和可溶性钙是乳中钙主要的两种形式[27]，胶束钙主要以酪蛋白和氨基酸残基结合存在[28]，可溶性钙主要以游离钙离子或磷酸盐等形式存在[29]，胶束钙和可溶性钙处于动态平衡。钙与乳中蛋白质等相互作用，影响乳蛋白结构稳定性，进而使乳蛋白热稳定性、乳化性等发生改变[30]。此类关于乳中蛋白质和矿物质之间相互作用机制研究，也成为未来乳品研究的重要方向之一。