郁校靜,常玲玲,張亞琴,朱平華,李云龍,楊章平,毛永江

(揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225009)

牛奶含有人體所需要的全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是全營(yíng)養(yǎng)食物。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高,牛奶已成為人類(lèi)重要的營(yíng)養(yǎng)食品之一。影響牛奶質(zhì)量的主要因素是乳成分,而脂肪酸是影響乳成分的因素之一。大量研究證明:食物中脂肪酸的種類(lèi)、比例與人體的營(yíng)養(yǎng)需求密切相關(guān)。目前世界上公認(rèn)的推薦值是:脂肪所供能量應(yīng)不超過(guò)總供能量的30%,其中飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)、單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)及多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)所供能量各占10%左右,即三者的比例為1∶1∶1。

脂肪酸(fatty acid,FA)指一端含有一個(gè)羧基的長(zhǎng)的脂肪族碳?xì)滏?是有機(jī)物。脂肪酸是由碳、氫、氧三種元素組成的一類(lèi)化合物,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。脂肪酸對(duì)人體有至關(guān)重要的作用,是人體膳食七大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中重要的一類(lèi)。脂肪酸是維護(hù)細(xì)胞膜完整性及化學(xué)物質(zhì)傳遞的重要物質(zhì),有促進(jìn)中樞神經(jīng)發(fā)育、產(chǎn)生能量、氧氣傳遞及調(diào)節(jié)發(fā)炎機(jī)制等功能。

脂肪酸根據(jù)飽和程度分為飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)、多不飽和脂肪酸(PUFA)。原料乳脂肪酸中的SFA大約占70%,它是由以豆蔻酸(C14∶0)和軟脂酸(C16∶0)居多 ,還包括硬脂酸(C18∶0)和一些中短鏈SFA;原料乳脂肪酸中的MUFA大約占25%,主要由油酸(C18∶1)組成;原料乳脂肪酸中的PUFA大約占5%,它包括亞油酸(C18∶2),亞麻酸(C18∶3),花生四烯酸(C20∶4)和二十二碳六烯酸(C22∶6,簡(jiǎn)稱(chēng)DHA)等。

牛奶脂肪酸組成受很多因素的影響,通常將這些因素歸為兩類(lèi):環(huán)境因素和內(nèi)在因素。環(huán)境因素主要有季節(jié)、營(yíng)養(yǎng)等。內(nèi)在因素主要有基因型、泌乳階段以及胎次和乳房炎的影響[1,2]。其中乳房炎會(huì)導(dǎo)致乳脂率降低并含有大量游離脂肪酸,導(dǎo)致乳品質(zhì)降低且產(chǎn)生脂肪氧化味、澀味、苦味等不良?xì)馕禰3],影響牛奶的品質(zhì)。本研究采用氣相色譜儀對(duì)揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)牧場(chǎng)147頭中國(guó)荷斯坦牛原料乳脂肪酸進(jìn)行測(cè)定,并采用最小二乘法,分析測(cè)定季節(jié)、泌乳階段、胎次及乳房炎對(duì)脂肪酸含量的影響,以揭示中國(guó)荷斯坦牛原料乳脂肪酸的組成及變化規(guī)律,為提高乳品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 乳樣采集

于2009年7月到2010年4月分別采集待測(cè)中國(guó)荷斯坦牛全天混合奶樣共147頭(早∶中∶晚=4∶3∶3),每次采樣 100 mL,冷凍待測(cè),并收集采樣牛只相關(guān)信息。另外,采樣時(shí)用北京乳房炎試劑(BMT)進(jìn)行隱性乳房炎檢查。牛場(chǎng)飼養(yǎng)管理基本情況如下:散放飼養(yǎng),采用全混合日糧(TMR)飼喂,魚(yú)骨式擠奶大廳擠奶。每日三次擠奶,每次開(kāi)始時(shí)間為8:00,14:30,22:00,喂料與擠奶同步,飼養(yǎng)管理合理。

1.2 脂肪酸檢測(cè)方法

參照GB/T21676-2008《乳與乳制品脂肪酸的測(cè)定氣相色譜法》并加以改進(jìn)[4]。待測(cè)液上機(jī)檢測(cè)前使用有機(jī)相針式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。氣相色譜儀使用程序升溫進(jìn)行檢測(cè)[5]。氣相色譜儀測(cè)定條件如下:

進(jìn)樣器:250℃;檢測(cè)器:300℃;載氣(氮?dú)?流速:1 mL/min;色譜柱條件:起始溫度40℃,保留5 min;然后以15℃/min升至150 ℃,保留5 min;再以2℃/min升至205℃。選擇Sigma公司的37種脂肪酸甲酯的混標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)品,對(duì)原料乳中各種脂肪酸進(jìn)行定性和定量測(cè)定[6]。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

根據(jù)下列模型,使用SPSS軟件分析各因素對(duì)原料乳脂肪酸的影響:

式中:Yijklm為原料乳脂肪酸的測(cè)定值;μ為總體均值;Mi為測(cè)定季節(jié)固定效應(yīng)(i=1-4);Sj為乳房炎固定效應(yīng)(j=0-2);MMk為泌乳階段固定效應(yīng)(k=1-2);Pl為胎次固定效應(yīng)(l=1-4);eijklm為隨機(jī)殘差。其中產(chǎn)犢季節(jié)根據(jù)當(dāng)時(shí)氣候特點(diǎn),定義3～5月為春季,6～8為夏季,9～11為秋季,12月到下一年2月為冬季。泌乳階段劃分為:產(chǎn)犢到80 d屬于泌乳前期,81 d到200 d算泌乳中期,201 d后算泌乳后期。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)乳脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品,本試驗(yàn)原料乳中檢測(cè)到21種脂肪酸,各種脂肪酸含量見(jiàn)圖1。從圖1可知:乳中脂肪酸含量較高的為C16∶0和C18∶1兩種脂肪酸,均在5 mg/mL以上。其次為C14∶0,C18∶0和C18∶2(為3 mg/mL左右),其余脂肪酸含量均在1 mg/mL以下。三種不同飽和度脂肪酸比例組成見(jiàn)圖2。由圖2可知:SFA所占比例最多,達(dá)到64%,其次是MUFA,而PUFA所占比例最少,僅為9%。

2.1 測(cè)定季節(jié)對(duì)脂肪酸的影響

由表1看出,測(cè)定季節(jié)對(duì)原料乳脂肪酸總量及3大類(lèi)脂肪酸的絕對(duì)含量有極顯著影響(P<0.01)。冬季原料乳的脂肪酸總量及3大類(lèi)脂肪酸的絕對(duì)含量顯著高于其他三個(gè)季節(jié),夏秋季間沒(méi)有顯著差異,但顯著低于春季和冬季。除M UFA的相對(duì)含量外,測(cè)定季節(jié)對(duì)原料乳的SFA和PUFA的相對(duì)含量有極顯著影響(P<0.01)。春季原料SFA相對(duì)含量顯著高于其它季節(jié),而PUFA相對(duì)含量顯著低于其它季節(jié)。

圖1 原料乳脂肪酸的組成

圖2 三類(lèi)脂肪酸的比例

2.2 泌乳階段對(duì)脂肪酸的影響

由于泌乳前期的樣本數(shù)太少,分析時(shí)未考慮。由表1可以看出:泌乳階段僅對(duì)SFA和PUFA的相對(duì)含量有極顯著影響(P<0.01),而對(duì)MUFA相對(duì)含量和SFA、MUFA和PUFA的絕對(duì)含量及FA的總含量均無(wú)顯著影響(P>0.05)。泌乳后期乳中PUFA相對(duì)含量顯著高于中期,而中期SFA相對(duì)含量顯著高于后期。

2.3 胎次對(duì)脂肪酸的影響

由表1可以看出,胎次對(duì)總FA和PUFA絕對(duì)含量有顯著影響(P<0.05),對(duì)SFA絕對(duì)含量和相對(duì)含量有極顯著影響(P<0.01),對(duì) MUFA和PUFA相對(duì)含量無(wú)顯著影響(P>0.05)。第一胎和第四胎奶牛乳中脂肪酸總量和SFA、MUFA絕對(duì)含量顯著高于其它胎次,第4胎奶牛PUFA絕對(duì)含量極顯著高于其它胎次,同時(shí)第一胎奶牛PUFA絕對(duì)含量極顯著高于第二、三胎奶牛,第二胎和第三胎的乳中總FA和各類(lèi)FA的相對(duì)含量和絕對(duì)含量都沒(méi)有顯著差異。

2.4 乳房炎對(duì)脂肪酸的影響

乳房炎對(duì)乳中脂肪酸總量和SFA、MUFA絕對(duì)含量有顯著影響(P<0.05),對(duì)PUFA絕對(duì)含量和三大類(lèi)脂肪酸相對(duì)含量無(wú)顯著影響(P>0.05)。臨床乳房炎奶脂肪酸總量和SFA、MUFA絕對(duì)含量均顯著低于正常奶和隱性乳房炎奶,而正常奶和隱性乳房炎奶在所有檢測(cè)乳脂肪酸含量和組成上均無(wú)顯著差異。

表1 不同因素對(duì)脂肪酸的影響

3 討論

3.1 測(cè)定季節(jié)對(duì)脂肪酸的影響

在本研究中,測(cè)定季節(jié)對(duì)脂肪酸含量影響較大。雙金等[7]的研究表明,季節(jié)影響脂肪酸的組成,枯草期和返青期乳中C14∶0和C16∶0含量顯著高于盛草期和枯草前期(P<0.05),但枯草期與返青期、盛草期與枯草前期無(wú)明顯差異(P>0.05)。另外乳中C8∶0、C10∶0、C12∶0及C18∶0等其他SFA含量沒(méi)有顯示明顯的季節(jié)變化(P>0.05)。乳中UFA含量明顯顯示出季節(jié)變化,乳中PUFA含量呈現(xiàn)與UFA含量一致的季節(jié)變化,與本研究的結(jié)論相符。

Barbano(1990)研究了美國(guó)十個(gè)地方及不同月份牛乳中脂肪酸的含量,發(fā)現(xiàn)在較暖的月份里,乳牛攝入的脂肪量較高,因而其中短鏈脂肪酸的比例較低而長(zhǎng)鏈脂肪酸的比較高,這可能是本地區(qū)冬春氣溫較低,奶牛飲水量減少,牛奶中脂肪含量提高;夏秋氣溫較高時(shí),奶牛飲水量增加,加之飼喂青草等因素,也就是說(shuō),季節(jié)的變化會(huì)影響奶牛的采食情況,使牛乳中脂肪含量發(fā)生變化。

3.2 泌乳階段對(duì)脂肪酸的影響

奶牛產(chǎn)犢后要連續(xù)產(chǎn)奶10個(gè)月左右,牛乳中的乳脂率呈曲線型變化。乳中乳脂率與產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān),即產(chǎn)奶量越高,乳脂率越低。而奶牛的泌乳高峰在產(chǎn)犢3周后至100 d左右,此后,隨著泌乳月份的持續(xù)奶產(chǎn)量逐漸下降,所以奶牛脂肪酸的總量逐漸下降,組成比例更加優(yōu)化,與本研究的結(jié)論相同。這種情況是由于泌乳早期的奶牛在生理上不能消耗足夠的干物質(zhì)來(lái)滿足對(duì)能量得需求。

3.3 胎次對(duì)脂肪酸的影響

馬劍波[8]的試驗(yàn)結(jié)果表明:不同胎次乳脂肪酸構(gòu)成與含量基本一致,胎次對(duì)乳脂肪酸的組成與含量沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響。而從本研究結(jié)果來(lái)看,乳牛胎次與乳脂肪酸的含量及組成存在一定的影響。除第4胎外(樣本量較少),其它胎次隨著奶牛年齡和胎次的增長(zhǎng),乳中的脂肪含量呈現(xiàn)略降低的趨勢(shì),但是比例逐漸優(yōu)化,這與馬劍波的研究相反。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是因?yàn)殡S著胎次的增加,機(jī)體免疫機(jī)能下降以及乳腺損傷等有關(guān),從而使得脂肪酸的總量,三類(lèi)脂肪酸的比例發(fā)生變化。

3.4 乳房炎對(duì)脂肪酸的影響

楊德英[9]等研究表明,隱性乳房炎會(huì)導(dǎo)致乳汁中各種成分發(fā)生改變,使牛乳的風(fēng)味變差、保質(zhì)期縮短和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降。隨著乳汁中體細(xì)胞數(shù)的升高,特別是當(dāng)發(fā)生隱性乳房炎(SCC>50×104個(gè)·mL-1)時(shí),乳汁中的乳脂含量顯著降低(P<0.05)。乳脂的98.3%由甘油三酯組成,而甘油三酯又是由脂肪酸構(gòu)成。所以乳脂肪酸含量與乳脂率有直接的相關(guān)性。本研究得出隱性乳房炎降低了總脂肪酸的含量,與楊德英等的研究相符。這主要是因?yàn)槿橹臼窃谌橄倥莸纳掀ぜ?xì)胞內(nèi)合成,而隱性乳房炎降低了乳腺的合成能力,引起乳中脂肪含量下降,從而導(dǎo)致乳中脂肪酸的含量降低。

PUFA有防止血栓、降血脂、抗癌的作用,同時(shí),它還是細(xì)胞膜磷脂的主要成分并能影響機(jī)體的免疫機(jī)能等功能,所以乳中PUFA的含量決定了牛奶品質(zhì)的優(yōu)劣[10]。該研究表明,陽(yáng)性、隱性乳房炎提高了SFA和MUFA的比例,降低了PUFA的比例。產(chǎn)生這種變化的原因主要是隱性乳房炎乳中含有較多的脂肪氧化酶,使牛奶中脂肪水解作用增強(qiáng),PUFA被氧化,牛奶的飽和度提高,這種變化使得牛奶對(duì)人體的保健作用有所下降。

綜上所述,乳房炎降低了牛奶脂肪酸的含量,同時(shí)改變了脂肪酸的組成,這些變化降低了牛奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,降低了牛奶的品質(zhì)。因此,在實(shí)際的牧場(chǎng)生產(chǎn)中,在加強(qiáng)飼養(yǎng)管理的基礎(chǔ)上,應(yīng)該嚴(yán)格控制乳房炎的發(fā)生率,減少乳房炎帶來(lái)的危害和損失,從而提高牛奶品質(zhì)和增加生產(chǎn)效益。

4 結(jié)論

測(cè)定季節(jié)、泌乳階段、胎次以及乳房炎對(duì)脂肪酸總量和絕對(duì)含量存在顯著性差異,測(cè)定季節(jié)、泌乳階段、胎次對(duì)SFA、MUFA和PUFA相對(duì)含量也存在著極顯著性差異或顯著性差異,而乳房炎對(duì)SFA、MUFA和PUFA相對(duì)含量影響未達(dá)到顯著性水平。因此在實(shí)際的牧場(chǎng)生產(chǎn)中,為了能提高乳品品質(zhì)和增加生產(chǎn)效益,除了加強(qiáng)飼養(yǎng)管理之外,還應(yīng)結(jié)合這幾個(gè)因素的作用,通過(guò)控制好季節(jié)、泌乳階段、胎次以及乳房炎的發(fā)生率等因素,減少各因素帶來(lái)的不利影響。

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