付太银

(临清市畜牧兽医局，山东临清 202600)

综 述

初乳营养组成、质量状况及热处理技术研究概述

付太银

(临清市畜牧兽医局，山东临清 202600)

初乳是犊牛获取营养、能量、抗体的重要来源。不同个体间初乳质量有着明显的差异，特别是免疫球蛋白含量和病原微生物数量。热处理可以在保证免疫蛋白含量的同时，减少初乳中微生物总数，在牧场中可以成功应用。

初乳；犊牛；质量；热处理

初乳是指产犊后24h内乳腺分泌的乳汁[1]。对初生犊牛而言，初乳是重要的营养和能量来源[2、3]。尽早给犊牛提供足够数量(至少达到100g IgG)的优质初乳对犊牛存活和健康至关重要[2]。

本文中所指初乳，系指产犊后第一次收集的初乳。

1 基本营养组成与变化

1.1 营养组成

2012年，一项全美范围的调查结果显示(Morrill et al.)，初乳IgG浓度变化范围为<1.8～200.2 mg/mL，平均值为68.8 mg/mL(SD = 32.9)。脂肪、蛋白、乳糖、其他固形物、总固形物含量平均值为分别5.6%(SD=3.2)、12.7%(SD=3.3)、2.9%(SD=0.5)、4.3%(SD=0.5)、22.6%(SD=4.7)[4]。

初乳中Ca、P、Mg、Na、Fe、Zn、Cu、Mn浓度分娩时最高，分别为209mg/dl、175 mg/dl、31 mg/dl、69 mg/dl、2 ppm、17.2 ppm、0.12 ppm、0.06 ppm[5]。

1.2 变化

母牛产犊后，每次挤乳IgG含量下降都很快，特别是前三次挤乳，每次IgG浓度下降率达50%以上；到第8次，已经降到10mg/ml以下[6]。

矿物质含量随时间推移迅速下降，至产后24小时，初乳中Ca、P、Mg、Na、Fe、Zn、Cu、Mn浓度分别降至143 mg/dl、125 mg/dl、14.5 mg/dl、58 mg/dl、1.2 ppm、6.4 ppm、0.08 ppm、0.03 ppm。产后24小时内初乳中K浓度基本不变，保持在148 mg/dl～158 mg/dl[5]。

1.3 影响因素

初乳产量和营养组成不受犊牛性别影响[5]。

初乳IgG含量随胎次增加而升高(\%P\%≤0.05)，1、2、3及以上胎次浓度平均值分别为42.4 mg/mL、68.6 mg/mL、95.9 mg/mL[3][4][6][7]。

头胎牛初乳脂肪含量最高(\%P≤0.05)，蛋白没有这种表现，其他固形物和总固形物在2胎牛最低(P\%≤0.05)[4]。

初乳中Ca、P浓度随胎次增长而显著降低，但3胎以后基本保持不变。Mg的变化与Ca、P相似。产后96h时，乳中矿物质含量不受胎次影响[5]。

品种在一定程度上影响初乳质量。埃尔郡奶牛、瑞士褐牛、根西奶牛、荷斯坦奶牛、娟栅牛等不同品种相比，娟栅牛初乳中IgG、IgA、gM含量最高，荷斯坦奶牛IgG含量最低，根西奶牛IgA、gM含量最低，差异显著[8]。

不同个体初乳混合后，IgG、蛋白、总固形物均下降(\%P\%≤0.05)。脂肪、乳糖、其他固形物没有差异[4]。

2 初乳质量

目前判定初乳质量的指标主要有两个，一个是IgG含量，一个是总细菌计数或总大肠杆菌计数，行业推荐标准分别为>50 mg /mL、<100,000 cfu/mL、<10,000 cfu/mL。

2.1 基本情况

Morrill的研究显示，美国70.6%的初乳IgG浓度高于行业推荐标准(50 mg/mL)，54.8%样本的总细菌计数<100,000 cfu/mL，但只有39.4%的初乳两个指标同时合格。31.2%初乳IgG合格但总细菌计数超标，15.4%初乳总细菌计数合格但IgG不足，两个指标都不合格的比例达14.0%。同时，初乳质量还受到地域的影响[4]。

2.2 潜在风险

2.2.1 免疫蛋白 Morrill的研究显示，美国范围内，几乎30%的初乳IgG含量<50 mg/mL[4]，另一项调查结果估计，美国牧场40%以上的后备母牛初乳IgG<10 g/L(USDA:APHIS, 1993)[9]。在挪威，57.8%的初乳样本IgG含量低于50g/L[3、7]。

2.2.2 病原微生物 尽管初乳有着众多的益处，它还可能成为新生犊牛面临病原微生物侵害的潜在渠道。微生物群可通过多种途径出现在初乳中，包括乳腺直接分泌，在挤奶、存贮、饲喂过程中被污染，或在存贮过程中增殖[9、10、11]。被病原微生物污染的初乳可能导致急性或慢性疾病[10]。

几乎43%的样本总细菌计数>100,000 cfu/mL，16.9%的样本>1 ,000,000 cfu/mL[4]。

两个独立的商业牧场观察研究报道，指出82%、92%的初乳样本中细菌含量超出最低界限，说明大量喂给犊牛的初乳没有达到微生物控制标准[11]。

从初乳中可以分离出来的致病菌有：沙门氏菌、埃希氏菌、分支杆菌、副结核菌、李斯特菌、弯曲杆菌、链球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、支原体、白血病毒等[9、10、11]。

饲喂劣质初乳导致被动免疫失败几率增加，并在日增重、发病率、死亡率及日后生产性能等方面造成诸多负面影响。

3 热处理

针对初乳中致病菌严重污染的潜在危险，研究人员进行了长期的、不同处理方法的探索，主要有发酵、化学处理、热处理、紫外线照射等。迄今为止，热处理技术最为成熟，并且已有商用设备应用，不论是在实验室还是在商业牧场，都取得理想效果[9、10、11]。

利用传统的巴氏杀菌法(62.5℃～73℃)对初乳进行处理，会产生不能接受的免疫蛋白变性和黏稠度的变化。目前热处理的程序一般是在60℃温度下持续60 min[9、10、11]。

Ragsdale and Brody (1923)报道，初乳可以安全的在60℃条件下加热3 h，而不会使免疫蛋白变性或产生不希望看到的结果[11]。

在60℃下处理60min，可以显著降低或消除病原体数量，包括支原体、李斯特菌、大肠杆菌、沙门氏菌和副结核菌等，显著降低菌落总数和总大肠杆菌计数，不会影响初乳黏稠度，同时保持IgG浓度和营养成分[9、10、11]。

热处理前后，初乳总细菌计数分别为5.6 log10 cfu/mL、3.5 log10 cfu/mL，总大肠杆菌计数分别为4.7log10 cfu/mL、2.1log10 cfu/mL(\%P\%< 0.05)[10]。在另一试验中，热处理前后初乳总细菌计数分别为5.4log10 cfu/mL、3.6 log10 cfu/mL，总大肠杆菌计数分别为4.4 log10 cfu/mL、2.3 log10 cfu/mL(\%P\%<0.0001)[11]。

IgG的吸收同初乳中总细菌计数呈负相关。特别是总大肠杆菌计数与血清IgG和犊牛健康高度相关。与新鲜初乳相比，饲喂热处理后的初乳，犊牛血清IgG浓度显著升高(18.0 mg/mL vs 15.4 mg/ml)。患病和发生腹泻风险显著降低(30.9% vs 36.5%；16.5% vs 20.7%)，并能显著提高犊牛吸收IgG的效率[10]。

4 讨论

初乳IgG含量大范围的变异表明，实际生产中需要提高初乳质量的控制、调整饲喂方案等后续工作，确保为新生犊牛提供有效免疫保护[7]。

在60℃时保持60 min热处理方案，总体上不改变初乳IgG浓度，然而，更进一步的分析发现，在热处理过程中，高质量的初乳比中低质量初乳要损失更多的IgG。70～79.9 mg/mL浓度的初乳，热处理后要损失6.7 mg/mL或8.8%的IgG，初始浓度≥80 mg/mL时要损失9.8 mg/mL或9.8%的IgG，而初始浓度在50～59.9 mg/mL时，只损失1.0 mg/mL或1.9%[9、11]。这个损失固然可以接受，但在更精确温度和时间控制下进行深入研究，仍有必要。

成功的热处理需要严格执行规定程序，避免IgG过多的损失或黏稠度严重变化。决定因素包括精确的温度控制，防止温度波动过大(≥1℃)，60℃热处理时前后的快速加热和冷却、处理全程的持续搅拌[11]。

尽管总大肠杆菌计数<10,000 cfu/mL被众多牧场视为一个合理的判定标准，但有数据显示，总大肠杆菌计数和血清IgG浓度之间呈线性负相关，而不是曲线相关，对总大肠杆菌计数来说，没有最佳阈值，只能是越低越好。同时，尽管总细菌计数和总大肠杆菌计数高度相关，但总大肠杆菌计数与血清IgG的相关度更高[10]。因此，对犊牛血清IgG浓度和患病风险的预测来说，总大肠杆菌计数这一指标具有更高价值，对总大肠杆菌计数这一行业推荐标准的数值和意义还需要进一步评估和研究。

[1] Jaster, E. H. 2005. Evaluation of quality, quantity, and timing of colostrum feeding on immunoglobulin G1 absorption in Jersey calves[J]. Dairy Sci. 88:296-302.

[2] 《奶牛营养需要》(2001年)[M]. 中国农业大学出版社, P321.

[3] Blum, J.W, and H. Hammon. 2000. Colostrum effects on the gastrointestinal tract, and on nutritional, endocrine and metabolic parameters in neonatal calves.Livest. Prod[J]. Sci. 66:151-159.

[4] K. M. Morrill , E. Conrad , A. Lago, et al. Tyler Nationwide evaluation of quality and composition of colostrum on dairy farms in the United States[J]. Dairy Sci. 95 :3997-4005.

[5] SHIN.ICHI KUME and SHINOBU TANABE Effect of Parity on Colostral Mineral Concentrations of Holstein Cows and Value of Colostrum as a Mineral Source for Newborn Calves[J]. Dairy Sci.76：1654-1660 J Dairy Sci 64:1727-1730.

[6] 李忠秋，牛初乳IgG含量测定及免疫胶体金半定量法的建立与应用[D].东北农业大学，2005.

[7] S. M. Gulliksen, K. I. Lie, L. Slver et al. Factors Associated with Colostrum Quality in Norwegian Dairy CowsJ [J]. Dairy Sci. 91:704-712.

[8] L. D. Muller, D. K. Ellinger Colostral Immunoglobulin Concentrations Among Breeds of Dairy Cattle[J].Journal of Dairy Scionce V64.1727-1729.

[9] J. A. Elizondo-Salazar , B. M. Jayarao , and A. J. Heinrichs Effect of Heat Treatment of Bovine Colostrum on Bacterial Counts, Viscosity, and Lmmunoglobulin G ConcentrationJ. Dairy Sci. 93 :961-967.

[10] S. M. Godden , D. J. Smolenski , M. Donahue, et al. Fetrow Heat-treated colostrum and reduced morbidity in preweaned dairy calves: Results of a randomized trial and examination of mechanisms of effectiveness J. Dairy Sci. 95 :4029-4040.

[11] M. Donahue , S. M. Godden , R. Bey , S. Wells, et al. Fetrow Heat treatment of colostrum on commercial dairy farms decreases colostrum microbial counts while maintaining colostrum immunoglobulin G concentrations J. Dairy Sci. 95 :2697-2702

Study on composition,quality,and heat treatment of colostrum

FU Tai-yin
(LinqingDepartmentofAnimalhusbandryandVeterinaryServices,LingqingShandong252600)

Colostrum is an important source of nutritional,energical,and antimicrobial factors for a newborn calf.Colostrum quality varies distinctly among individual cows.Mainly in IgG concentra-tions and bacteria pathegon counts.Heat treatment can be successfully conducted on commercial dairy farms by farm staff to decrease colostrum microbial counts while maintaining colostrum IgG concentrations.

colostrum,calf,quality,heat treatment

2014-12-19 修改日期:2015-01-12

付太银( ),男,汉族,主要从事工作：基层畜牧技术推广。

S8-1

A

1001-9111(2015)02-0060-03