李 健 邱殿銳 吳春梅 趙伍祥 郭建軍* 李 娟 陳志軍

（1.河北旅游職業(yè)學(xué)院，河北承德 067000；2.承德市畜牧研究所，河北承德 067000；3.鹽城市亭湖區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，江蘇鹽城 224002；4.圍場職教中心，河北承德 068450；5.衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北衡水 053000）

冀中地區(qū)奶牛養(yǎng)殖數(shù)量大，4萬多頭奶牛，養(yǎng)殖方式多，規(guī)模場有105個(gè)，合作社99個(gè)[1]，不同的養(yǎng)殖方式生產(chǎn)出來的生鮮乳的各項(xiàng)指標(biāo)（按照《乳品質(zhì)量安全管理?xiàng)l例》的要求，對生鮮乳檢測的指標(biāo)有：感官檢測、相對密度、酸度、蛋白含量、脂肪含量、乳糖、全脂乳固形物，非全脂乳固形物，等21項(xiàng)）各不相同，很難通過單一指標(biāo)判定生鮮乳的優(yōu)劣。本文采用聚類分析和主成分分析的方法從主官和客觀方面對冀中地區(qū)的乳質(zhì)量的綜合評價(jià)進(jìn)行了研究，從而為乳質(zhì)量綜合評價(jià)體系的建立提供一定的指導(dǎo)，并且有利于相關(guān)鑒定準(zhǔn)則的建立。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來自河北省冀中地區(qū)某牧場，2015～2016年570頭次的荷斯坦成年產(chǎn)奶母牛每天測定乳脂率、乳蛋白率、奶溫、非脂乳固體含量、冰點(diǎn)的記錄。

1.2 牧場飼養(yǎng)管理的基本情況

奶牛日糧組成分參照《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》（NY/T 34—2004）配制[2]，精料13kg，青貯20kg，苜蓿3kg，燕麥草1kg，棉籽1.5kg，甜菜顆粒1kg全天自由采食。每日分別在6：00、13：30和20：00采用并列式擠奶機(jī)。試驗(yàn)期為1年。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行整理、計(jì)算，利用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行主成分分析和聚類分析，聚類距離采用歐式距離平方法，聚類方法采用Ward法。

2 結(jié)果

2.1 因子共同度分析

因子共同度越大越能解釋變量的方差，說明因子包含原有變量信息的量越多。由表1可見，冰點(diǎn)和脂肪率對生鮮乳品質(zhì)的貢獻(xiàn)率最大。

表1 因子共同度分析

2.2 特征根及方差貢獻(xiàn)率

通過對5個(gè)性狀的主成分分析，得到5個(gè)主成分分值，將各主份的特征根及方差貢獻(xiàn)率列于表2。由表2可知，第一主成分對總方差的貢獻(xiàn)率為64.836%，第二主成分對總方差的貢獻(xiàn)率為25.623%，2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到90.459%基本上反映了所測乳品指標(biāo)包含的全部信息。

表2 乳品質(zhì)性狀的主成分分析

2.3 主成分分析碎石圖

由圖1可見前2個(gè)主成分的特征值較大（λ＞1），連線較為陡峭，即前2個(gè)主成分對解釋變量的貢獻(xiàn)最大。

圖1 主成分分析碎石圖

2.4 特征向量

根據(jù)表4中特征向量，2個(gè)入選主成分可分別表示為：Y1=0.4843X1＋0.5337 X2＋0.4804X3－0.2155X4－0.4510X5；Y2=0.3234X1＋0.0990X2＋0.3066X3＋0.7872X4＋0.4153 X5。

表3 主成分的特征向量

2.5 乳品質(zhì)綜合評價(jià)

由表4可知，壩上地區(qū)全年的乳品質(zhì)為1 月＞11 月＞2 月＞3 月＞10 月＞12 月＞9 月＞4月＞7 月＞8 月＞6 月＞5 月。

表4 主成分得分

2.6 乳品質(zhì)在不同月份的聚類分析

依據(jù)試驗(yàn)測定的乳品質(zhì)5項(xiàng)指標(biāo)，以平方歐氏距離為衡量乳品質(zhì)各指標(biāo)差異的大小指標(biāo)，采用ward連接法對5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類，結(jié)果見圖2。由圖2可見，冀中地區(qū)的乳品質(zhì)從月份上分為2類，4～8月份為一大類，其他月份為一大類，從聚類圖中反映了當(dāng)?shù)貧夂蚺c乳品質(zhì)的關(guān)系。

圖2 每月乳品質(zhì)聚類分析譜系圖

2.7 乳品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)聚類分析

依據(jù)試驗(yàn)測定的乳品質(zhì)5項(xiàng)指標(biāo)，以平方歐氏距離為衡量乳品質(zhì)各指標(biāo)差異的大小指標(biāo)，采用ward連接法對5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類，結(jié)果見圖3。由圖3可見，乳品質(zhì)5個(gè)指標(biāo)劃分為2類。其中，乳脂率、乳蛋白率、奶溫首先聚在一起在與冰點(diǎn)聚為一類，非脂乳固體含量聚為一類。

圖3 乳品質(zhì)指標(biāo)聚類分析譜系圖

3 討論與結(jié)論

通過對冀中地區(qū)乳品質(zhì)全年的5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行檢測和主成份分析，明確了影響乳品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)是冰點(diǎn)和乳脂率。河北冀中地區(qū)通過主城份分析在冬、春季的乳品質(zhì)好于夏、秋季節(jié)，這與汪銀鋒（2010）等[3]，報(bào)道的相似。在對每個(gè)月的乳品質(zhì)評價(jià)過程中，1月、2月、3月、11月的乳品質(zhì)最號，9月、10月、12月乳品質(zhì)較好、4～8月份乳品質(zhì)一般。在奶牛實(shí)際生產(chǎn)過程中，將多樣本對象分類時(shí)，單因素不能全面綜合的描述其類別，往往要考慮多方面因素進(jìn)行分類[4-6]，在對乳品質(zhì)聚類分析中，將乳品質(zhì)指標(biāo)分成2類，這與傅祎旭（2013）[7]報(bào)道的相似。

[1] 王曉芳，安永福，王紅，等.河北省奶牛養(yǎng)殖現(xiàn)狀調(diào)研[J].養(yǎng)殖與飼料，2016，（7）：84-86.

[2] NY/T 34-2004，奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2004.

[3] 汪銀鋒，李素平，高騰云，等.原料乳質(zhì)量指標(biāo)關(guān)系概述[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（2）：332-333.

[4] HAMID JS，MEANEY C，ROWCROFT NS，et al.Cluster analysis for indentifying sub-groups and selecting potential discriminatory variables in human encephalitis[J].BMC Infect Dis，2010，（10）：364.

[5] GUIMARAES RM，ASMUS CI，BURDORF A. Characterization of population exposure to organochlorines：a cluster analysis application[J].Rev Bras Epidemiol，2013，16（2）：231-239.

[6] CAINES R，ELEUTERI A，KALIRAI H et al .Cluster analysis of multiplex ligation-dependent probe amplification data in choroidal melanoma[J].Mol Vis，2015，（21）：1-11.

[7] 傅祎旭.基于主成分分析法對乳制品營養(yǎng)成分分析[J].紅河學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，11（2）：54-57.