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牦牛的泌乳量测定及其乳特性

2019-12-18文勇立赵佳琦

中国乳业 2019年11期
关键词:乳脂牛乳泌乳

文/文勇立 赵佳琦

(西南民族大学青藏高原研究院)

在分类学上,牦牛属于洞角科(Covicornia)、牛亚科(Bovinac)、牛属(Bos)、牦牛属(Bos gruniens)。家牦牛的祖先是野牦牛,后者经历了上万年人类驯化史,形成现今分布于青藏高原各地、具有不同遗传差异的牦牛类群。牦牛主要分布于海拔3 000 m以上的青藏高原等高寒草原地区。据估计,全世界现有牦牛1 800 万~2 000 万头,其中95.0%以上分布在我国境内。目前,已由国家正式命名的牦牛遗传资源有18个,其中2 个为培育品种,其余为地方原始遗传资源。

泌乳是牦牛主要生产性能之一。牦牛乳具有独特的风味,深受消费者青睐,也是高原牧区居民的生活必需品之一。牦牛乳具有很高的营养价值,其所含的氨基酸、脂肪酸、微量元素、钙、磷及生物学活性物质不仅含量高,种类齐全,且比例构成也比较符合人体需求。

1 牦牛的泌乳性能测定

1.1 产奶量

在一般情况下,母牦牛一边带崽,一边产奶。这意味着母牦牛全天的泌乳量,部分用于哺乳犊牛(自然吸吮),余下部分才由人工挤出,作为其产奶量。因此,通常来说测量获得的牦牛泌乳量,实际上仅是其全部泌乳量的一部分,又称为挤奶量。

1.1.1 日泌乳量

牦牛的日泌乳量见表1[1]。可以看出,从5—10月,各胎次平均日泌乳量变化范围为0.78~1.56 kg。采用非线性回归法,对牦牛日泌乳量进行153 天和184 天校正,校正方法见文勇立等(2002)[1]。结果显示,153天(5—9月)平均日泌乳量为1.29 kg,而184 天(5—10月)日泌乳量为1.20 kg。

表1 各胎次和月份母牦牛的日泌乳量 单位:kg

表2 各胎次和月份牦牛的泌乳量及153 天和184 天校正奶量 单位:kg

图1 母牦牛日泌乳量随自然月份变化曲线

图2 牦牛不同胎次月泌乳量(校正)变化曲线

牦牛的泌乳量与自然气候的季节变化关系十分密切,平均日泌乳量随月份变化的曲线如图1所示[1]。由图1可见,泌乳曲线形似“抛物线”,从5月开始泌乳量迅速上升(日泌乳量为0.80 kg),泌乳高峰出现在7月21日(日泌乳量为1.56 kg),8月缓慢下降,9月下降较快(日泌乳量为0.78 kg)。结果表明,牦牛泌乳的生理变化规律几乎被环境变化所掩盖,即环境作用大于生理作用,环境对牦牛泌乳量的变化发挥了决定性影响。一般认为,牦牛泌乳量的变化特点与高原气温、牧草长势等环境条件的变化较为一致。

1.1.2 月泌乳量

牦牛各月泌乳量统计见表2[1]。可以看出,从5—10月,泌乳量变化范围为24.26~48.47 kg。153 天和184天校正奶量分别为197.05和211.30 kg。

1.1.3 胎次对牦牛泌乳量的影响

牦牛的泌乳量随胎次增加而变化的情况见表1、表2及图2[1]。由表2看出,从第1胎次增加到第5胎次,牦牛的184 天泌乳量从177.62 kg增长到244.98 kg。由图2可知,从第1胎到第2胎,泌乳量增长速度相对最快,从第2胎到第3胎增长速度次之,第3胎以后泌乳量增长速度较慢。结果表明,第3胎是牦牛泌乳量增长速度的拐点。

不同胎次之间的泌乳量存在极显著差异(P<0.01)[1]。进一步分析表明,该差异主要来自第1胎次泌乳量同其他胎次之间的差异。其中,第2胎泌乳量比第1胎高22.99%(P<0.01),第3胎泌乳量比第1胎高32.88%(P<0.01),第4胎泌乳量比第1胎高36.78%(P<0.01),第5胎泌乳量比第1胎高37.92%(P<0.01)。而第2及以后胎次之间泌乳量差异不显著(P>0.05)。

1.2 日泌乳量的估计

如前所述,母牦牛所分泌的全部乳汁可分为两部分,即犊牛吸食部分和人为挤出部分。在泌乳季节,犊牛一般跟随母亲放牧,既方便犊牛随时吸食母乳,也可以使犊牛尽早学会采食牧草。待到傍晚收牧后,将犊牛与母亲保持隔离,直到次日清晨挤奶完毕后,才又使犊牛随母亲出牧。因此,测得的泌乳量只是犊牛隔离期间的泌乳量,不能代表母牦牛的日泌乳量。日泌乳量是客观认识和评估牦牛生产性能优劣的重要指标之一,也是牦牛选育、科研及生产的科学依据。但是,由于条件限制,科研人员很难对牦牛日泌乳量进行有效地测定。因此,建立一个简单可行的估测模型,根据测得的日泌乳量等参数来估计母牦牛的日泌乳量具有重要意义。

表3 日泌乳量估计数学模型验证

1.2.1 模型的建立

设:Y为牦牛的估计日泌乳量,y1为实测日泌乳量(挤奶量),y2为犊牛吸食量;t1为在24 h内犊牛与母亲的隔离时间,t2为在24 h内犊牛跟随母亲放牧可吸食母乳的时间,即t1+t2=24;母牦牛在t1内的泌乳速率为v1,在t2内的泌乳速率为v2。因此,牦牛的估计日泌乳量如公式1所示。

可以看出,公式3是可以估计母牦牛日泌乳量较准确的公式。但是,由于在实际工作中测定v1和v2的难度较大,因此,该公式实用性较差。为了对公式3做进一步简化,假定在牦牛泌乳期间的一昼夜内,泌乳的速率v变化是较小的,可以忽略不计,即v1=v2。因此可以把公式3简化为公式4。

由于t2=24-t1,整理后得出公式5。

公式5是用于估计母牦牛日泌乳量较为实用的一个近似公式。只需测定母牦牛的挤奶量y1,记录其母仔隔离时间t1,即可对母牦牛的日泌乳量Y进行估计。在一般情况下,1 个牦牛群体中犊牛隔离时间的长短往往存在一定差异,需要逐头统计母仔隔离时间,才可以较准确地对日泌乳量进行估计。

但是,在实际工作中,若要对每头犊牛的隔离时间进行统计,需要投入较多时间和人力。为了在公式5的基础上做进一步简化,通过群体出牧和收牧时间来统计群体t1,即群体犊牛隔离时间。若采用群体t1来估计日泌乳量,可以大大减少工作量。这是由于对于相同牦牛群体,其每日出牧和收牧时间相对固定,如果不考虑个体间t1的差异,即可把公式5改写为Y≈cy1(公式6),c看作是一个常数。

本研究团队曾在四川省龙日种畜场二队对8 个牦牛群体的6—9月出牧和收牧时间进行统计,得知群体t1平均为12.25 h,代入可得c值为1.96,因此得到公式7。

公式7是在不考虑母牦牛个体间t1存在差异的条件下,采用群体t1对日泌乳量进行估计。

1.2.2 模型验证

若要评估公式5、7的拟合度,需要对其进行验证。由于公式7是在公式5基础上简化而得,因此只需对公式7的拟合度进行验证,若结果较为可靠,即可不必对公式5进行验证。本研究在四川省龙日种畜场二队测定了20 头未带犊母牦牛(犊牛出生后死亡)的泌乳量,用于对公式7进行验证。

1.2.3 日泌乳量和月泌乳量的估测

在测定母牦牛挤奶量的基础上,应用公式7对母牦牛日、月泌乳量进行估计,结果见表4及表5。

由表4看出,从5—10月,母牦牛的日泌乳量变化范围为1.53~3.06 kg,153 天平均日泌乳量为2.53 kg,184 天平均日泌乳量为2.35 kg。

表4 不同胎次和月份母牦牛的日泌乳量估计 单位:kg

表5 不同胎次和月份母牦牛的月泌乳量估计 单位:kg

表6 牦牛乳主要营养成分含量与其他乳比较 单位:%

由表5可以看出,从5—10月,母牦牛的月泌乳量变化范围为47.55~95.00 kg,153 天平均月泌乳量为386.22 kg,184 天平均月泌乳量为414.15 kg。

2 牦牛乳的特性

2.1 营养成分

牦牛乳的主要营养成分含量见表6[2,3]、表7[2][6]、表8[6],牦牛乳的营养成分与其他乳的比较结果见表6、图3。结果显示,牦牛乳干物质含量为18.36%,高于其他乳,比荷斯坦牛乳(12.00%)高6 个百分点以上(图3a)[2]。牦牛乳成分除乳脂率低于水牛乳(7.60%)外,均高于人乳和其他乳,比荷斯坦牛乳(3.45%)高3 个百分点以上(图3b)。乳脂是重要的营养物质,与牛奶的风味有关,同时也是稀奶油、奶油、全脂奶粉及干酪等的主要成分。牦牛乳脂的碘值平均为34.40,8—9月最高为38.00[3]。结果表明,牦牛乳脂中不饱和脂肪酸(如油酸)含量多,脂肪较柔软。牦牛乳蛋白质含量为5.60%,均高于其他乳,比荷斯坦牛乳(2.79%)高近3 个百分点(图3c)。乳蛋白的组成以酪蛋白为主,含量在84.00%左右[2]。酪蛋白含量高,奶酪产量就高,而且其凝乳性能好,对乳品加工具有重要意义[4]。牦牛乳酪蛋白有αs、β、γ和κ4 种类型,其中αs、β类型占酪蛋白的80.00%以上[2][5]。利用碱性尿素-PAGE对牦牛乳κ-CN进行检测[5],结果表明,其为单态基因型(BB型),这与普通牛乳(AA、AB、BB型)有很大差别。研究发现,κ-CN BB型比其他型更能缩短凝乳时间,提高蛋白率。κ-CN的酶解产物是很有效的“双歧杆菌因子”,从而推断κ-CN可以促进双歧杆菌生长,而双歧杆菌具有利于婴幼儿消化和防止腹泻的作用。此外,牦牛乳中乳糖含量为5.20%,荷斯坦牛为4.97%,前者高出后者0.23个百分点(图3d)。

表7 牦牛乳的氨基酸含量及比较

图3 牦牛、荷斯坦牛和黑犏牛乳成分含量比较

2.2 牦牛乳的氨基酸含量

从表7可以看出,牦牛乳的18 种氨基酸含量合计为2 458 mg/100 g。各种氨基酸含量较高,且种类齐全;必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为1.038;必需氨基酸百分比含量,除赖氨酸外,均高于或者相当于荷斯坦牛乳和山羊乳。结果表明,牦牛乳的氨基酸营养品质较高。

2.3 牦牛乳的维生素含量

从表8可以看出,牦牛乳中维生素A、C、B1、B2、B5、B6和B12的含量分别为43 mg/100 g、3.45 mg/100 g、41 mg/100 g、160 mg/100 g、340 mg/100 g、36 mg/100 g和0.52 mg/100 g,尼克酸含量为9 mg/100 g,维生素D含量为3.10 mg/100 g,类胡萝卜素含量为7.19 mg/g。除B5外,牦牛乳维生素含量均高于普通牛乳。

2.4 牦牛乳的矿物质含量

牦牛乳矿物质含量及比较见表9[7],可知,牦牛乳中矿物质K、Na、Ca、P和Mg含量分别为1 079.6 mg/L、479.1 mg/L、1 475.3 mg/L、768.2 mg/L和61.3 mg/L。牦牛乳含有较丰富的Ca,而钙磷比接近2∶1,更易被人体吸收。

2.5 牦牛乳的其他特性

与普通牛乳比较,牦牛乳由于富含核黄素和胡萝卜素而色泽淡黄,外观浓厚,黏度较大。因此,牧民自制的酥油,呈现较深的黄色。

表8 牦牛乳中维生素含量及与其他乳比较 单位:mg/100 g

表9 牦牛乳矿物质含量及比较 单位:mg/L

表10 牦牛乳的物理特性

牛乳的pH值将影响其诸多理化性质,因此,在加工过程中控制其pH值变化对乳品加工具有重要意义。牦牛乳与荷斯坦牛乳的缓冲性能比较[8],发现2 种牛乳的滴定曲线具有类似形状,并且往前和返回滴定的曲线不一致。在pH值2.0~11.0的总积分缓冲容量同乳蛋白含量有关。在酸化过程中的最大缓冲出现在pH值4.2~4.8,往回滴定时最大缓冲出现在pH值6.3,但在先碱化后滴定中没有出现在pH值6.3的缓冲峰。

牦牛乳的部分物理性质见表10[2]。据报道,牦牛乳的比重为1.0346,高于山羊乳的1.0306和荷斯坦牛乳的1.0302[2]。在20 ℃时,黏度为1.6~2.2 厘泊(1 厘泊=0.1 达因·秒/cm2);表面张力为45~62 达因/cm2;比热为0.918;冰点为-0.680 ℃;在1 个标准大气压下,沸点为100.95 ℃。但在海拔3 000 m以上,不足1个标准大气压时,其沸点为78~82 ℃。

3 小结

3.1 牦牛泌乳性能

在泌乳季节,母牦牛平均日挤奶量为0.78~1.56 kg,153 天和184 天平均为1.29 kg和1.20 kg。高峰出现在7月21日(1.56 kg),环境因子对牦牛泌乳量的变化具有决定性影响。根据实测挤奶量对牦牛的日泌乳量进行估测,其日泌乳量为1.53~3.06 kg,153 天平均日泌乳量为2.53 kg,184 天平均日泌乳量为2.35 kg。从第1胎次到第5胎次,月产奶量从177.62 kg增长到244.98 kg。第3胎是牦牛产奶量增长速度的拐点。

3.2 牦牛乳特性

牦牛乳的干物质含量为18.36%,高于其他乳,比荷斯坦牛乳(12.00%)高6 个百分点以上;乳脂率除低于水牛乳(7.60%)外,均高于其他乳,比荷斯坦牛乳(3.45%)高3 个百分点。乳脂中不饱和脂肪酸含量较多,脂肪较柔软;乳蛋白质含量为5.60%,均高于其他乳,比荷斯坦牛乳(2.79%)高近3 个百分点。乳蛋白的组成以酪蛋白为主,含量在84.00%左右,由αs、β、γ和κ等4 种类型,其中αs、β类型占酪蛋白的80%以上。牦牛乳κ-CN为单态基因型(BB型),更能缩短凝乳时间,提高蛋白率,促进双歧杆菌生长;乳中各种氨基酸含量均较高,且种类齐全,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为1.038。除赖氨酸含量较低外,必需氨基酸的百分比含量均高于或者相当于荷斯坦牛乳和山羊乳;乳中维生素除B5外,其余含量均高于普通牛乳;乳中含有较丰富的Ca,钙磷比接近2∶1,更易被人体吸收。C

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