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伊犁马泌乳曲线的拟合研究

2019-04-20吕士鹏刘玲玲何美升王建文刘武军

中国畜牧杂志 2019年4期
关键词:乳脂产奶量乳糖

吕士鹏,刘玲玲,孟 军,于 茜,何美升,王建文,刘武军.

(新疆农业大学动物科学学院,新疆乌鲁木齐 830052)

马奶营养价值很高,具有乳糖高、钙磷比例适当、蛋白质组成合理、不饱和脂肪酸含量高等特点,且马奶中含有一些抗疲劳的营养成分[1]。酸马奶和马奶酒是蒙古国、哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦的传统发酵饮品[2],在俄罗斯和蒙古国成立专门的“奶酒医学中心”将酸马奶配合传统药物辅助治疗,对心血管疾病、消化系统疾病、神经系统疾病、肺结核、贫血、妇科疾病和糖尿病等有一定疗效[3-4],是一种比较理想的饮用食品而备受人们喜欢,且市场潜力大,目前没有专门化的乳用马品种,通过对伊犁马泌乳规律的研究,为今后乳用马的选育提供参考。

母畜泌乳力是其生产性能的主要指标之一,受遗传、生理和环境等因素影响,在不同时期表现出明显的节律性,且在泌乳过程中有一定的遗传规律。奶牛泌乳生产的数学模型主要有Wood模型、Wilmink模型、Rook模型、Dijkstra模型及Pollott模型等[5-6],大量研究证明,Wood模型不仅适宜于模拟中高产泌乳牛的泌乳曲线,而且适宜于生乳中乳成分变化规律的研究[7-8]。该模型模式简单,参数估计有效。借鉴奶牛的实例,本研究使用Wood模型拟合新疆伊犁州昭苏马场核心群处于全泌乳期15匹伊犁马产奶量及乳成分的泌乳曲线,定量描述其变化趋势,以期为伊犁马主要泌乳性状及乳用马的选育选配、产奶量预测等方面提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 选取新疆伊犁州昭苏马场核心群的15匹伊犁马,且处于相同泌乳期,胎次为3~4胎。

1.2 样品采集 收集泌乳期第 30、45、60、75、90、105、120天的日产奶量记录,挤奶方式为机器挤奶,每天分别在12:00、14:00、16:00、18:00挤奶,将每个时间点每匹马收集的乳样各取50 mL样品,混合均匀后送至新疆奶业质量检测中心,采用乳成分分析仪(FOSS 4 000)分析测定乳蛋白、乳脂、乳糖和非脂固形物。

1.3 拟合曲线应用数学模型 用Wood不完全伽玛函数模型对测定日产奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率、非脂固体物率及乳成分含量的变化进行拟合,基本模型如下:

其中,t为泌乳时间,当参数b为正值,c 为负值时,该模型可用于日产奶量拟合分析,即模型为Yt=atbe-ct,Yt表示时间t的日产奶量,此时a是泌乳潜力,c是达到泌乳高峰的速度,b是从泌乳高峰下降的速度;当参数b为负值,c为正值时,该模型适合于拟合乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和非脂固体率的分析,即模型为Yt=at-bect,此时a是泌乳潜力,c是达到指标最低点的速度,b是从指标最低点上升的速度。

1.4 统计分析 利用Excel 2016对数据进行初步整理,使用SAS 8.1软件对参数进行估计并计算产奶量及乳成分变化的拟合度,计算过程采用非线性(NLIN)回归过程DUD迭代算法。

2 结果与分析

2.1 日产奶量及乳成分统计 如表1所示,15匹伊犁马全泌乳期平均日奶产量为9.20 kg;乳成分中,非脂固形物平均日产量最高为904.26 g,其次来是乳糖和乳蛋白,乳脂产量最低;平均乳蛋白率为1.57%,乳脂率在0.13%~1.55%,乳糖率在5.13%~7.67%,非脂固形物率在7.80%~11.16%。

表1 产奶量和乳成分组成数据(n=105)

2.2 Wood模型泌乳曲线拟合参数及拟合度 由表2可知,乳蛋白产量变化曲线拟合度(R2)最高,为0.95;乳蛋白率变、乳脂产量和非脂固形物产量变化曲线的R2均大于0.9;乳脂率、日产奶量和非脂固形物率变化曲线的R2大于0.8;乳糖率和乳糖产量变化曲线R2最低,分别为0.75和0.79。

2.3 乳成分变化和日产奶量曲线基本特征 由图1可知,伊犁马乳脂产量先增加后减少,同时,泌乳过程中乳脂产量增加的时间相对较短,而蛋白质和非脂类固体产量与产奶量(图2-A)的泌乳曲线相似,在第55天左右出现日产量高峰,乳脂产量在第45 d左右出现日产量高峰。伊犁马泌乳初期产奶量较低,而后逐渐上升,达到最高点后逐渐下降(图2-A)。日产奶量泌乳高峰出现在泌乳期第55 天,日产奶量达到10.29 kg,估计120 d总产量为1 053 kg。乳蛋白率(图2-B)和非脂类固体率(图2-E)在哺乳期间有下降趋势,但乳脂率(图2-C)倾向于先增加并且逐渐减少,乳糖率(图2-D)一直增加。表2所示的9套模型中只有乳糖率模型曲线参数c值为负值,与乳糖率曲线开口向上一致,反映乳糖的合成先从高到低,然后逐步上升至泌乳结束,与日产奶量泌乳曲线呈完全相反的规律。

表2 伊犁马产奶量和乳成分组成及Wood模型拟合参数(a、b、c)和R2

图1 乳蛋白质、乳脂、乳糖和非脂固体产量的泌乳曲线

图2 产奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率和非脂固体率的泌乳曲线

3 讨 论

3.1 伊犁马奶产量拟合效果分析 本研究中伊犁马日均产奶量为9.20 kg,这一结果低于意大利重挽马[9](16.11 kg/d)、卢西塔诺马[10](12.4 kg/d)和夸特马[11](10.9 kg/d),这种差异可能是由不同品种马的种间差异、样品采集时间[12]及地理环境等因素造成。使用Wood模型拟合新疆伊犁州昭苏马场核心群处于全泌乳期15匹伊犁马产奶量的泌乳曲线,其拟合度为0.85,泌乳期的第55天达到泌乳高峰,最高产奶量为10.29 kg/d,并估算出120 d总产量为1 053 kg。Santos等[10]给卢西塔诺马注射催产素并采用人工挤奶的方法,泌乳高峰出现在第31 天,日产奶量达到14 kg/d,估计总产奶量为2 019.6 kg;Centoducati等[9]对意大利重挽马应用相同的挤奶方法,在不用催产素的情况下,观察到最大产量为17 kg/d。与传统挤奶方式比,在人工注射催产素的条件下可能会提高母马日产奶量。

3.2 伊犁马乳成分拟合效果分析 伊犁马乳成分拟合度在0.75~0.95;其中乳蛋白产量的泌乳曲线拟合度最高为0.95。乳糖率和乳糖含量泌乳曲线拟合度最低为0.75和0.79,模型拟合度比较低,这说明Wood模型不太适合用于乳糖率及乳糖含量的模拟,有待寻找更合适的乳糖率及乳成分模拟模型。乳蛋白率与非脂固体率的曲线形态相似,在120 d的哺乳期呈不断下降趋势,乳蛋白率的这种下降趋势与Doreau等[13]报道的苏联重挽马结果类似;在哺乳期内,乳糖率有一个下降趋势然后持续上升,且增长速度相对缓慢,这与Santos等[10]报道的卢西塔诺马相似。乳脂率的峰值出现在哺乳期第45 天左右,这与意大利重挽马和卢西塔诺马有所不同[9-10]。

伊犁马乳中的乳蛋白率为1.57%,低于卢西塔诺马的1.84%[10],也低于阿拉伯马的2.14%[14]和弗利西亚马的1.6%[15],但与Centoducati等[9]报道意大利重挽马的1.54%相近;伊犁马乳脂率为0.75%,与弗里西亚马的乳脂率相近[15];但低于采用不同挤奶方式4~6胎穆尔盖斯马的乳脂率,手工挤奶时乳脂率为1.06%,机器挤奶为1.63%[16],可见在一定程度上不同挤奶方式对于乳成分也有一定影响。伊犁马乳蛋白、乳糖和非脂固体产量的曲线形状与Centoducati等[9]运用Wood模型对意大利重挽马泌乳曲线拟合结果的报道相似;但乳脂的泌乳曲线有所不同,本研究中,乳脂曲线在哺乳期的增加与下降幅度相对较大,但乳蛋白、乳糖和非脂固体曲线与产奶量曲线相似。

4 结 论

通过使用Wood模型拟合新疆伊犁州昭苏马场核心群全泌乳期的15匹伊犁马日产奶量和乳成分的变化规律,拟合效果除乳糖率和乳糖含量外,其余拟合效果均较为理想,可作为预测伊犁马日产量和乳成分变化的潜在模型之一,为伊犁母马的泌乳性能的评价、马驹饲喂管理及今后乳用马的早期选育工作提供科学的参考。

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