2. 内蒙古农业大学动物科学学院, 呼和浩特 010018
2. College of Animal Science and Technology, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China
生鲜乳质量安全对于消费者的健康及乳业的可持续发展至关重要。体细胞数(somatic cell count,SCC)作为评价生鲜乳质量的量化指标之一,能客观反映牛群乳房健康状况,对于控制原料奶质量安全具有重要意义。体细胞数指每毫升乳中的体细胞总数,主要由乳腺上皮细胞和免疫细胞(包括巨噬细胞、淋巴细胞、多形核嗜中性白细胞)组成[1-2]。正常情况下,生鲜乳中的体细胞数一般为20×104~30×104个/mL。当乳房被细菌感染或受到外伤时,体细胞数显著升高[3-4],不仅造成产奶量下降,而且会对生鲜乳的化学成分产生不同程度的影响,给奶牛养殖业和乳品企业带来严重损失,甚至威胁人类的健康[5]。内蒙古是我国的奶业大省,具有得天独厚的地域资源优势。奶牛存栏数、牛乳产量、乳制品企业规模和影响力都位于全国前列[6],然而目前尚缺乏完整的内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数研究与评价数据。因此,本试验通过比较2017年内蒙古地区生鲜中的体细胞数与主要奶业国标准的差距,对比奶罐奶和散卖奶中的体细胞数,同时分析生鲜乳中的体细胞数与产奶量及乳成分间相关性,旨在为内蒙古地区乃至我国生鲜乳质量安全评定及控制提供参考依据,从而进一步改善牛群健康,提升原料奶质量安全水平。
1 材料与方法 1.1 样品收集与制备本试验于2017年选取内蒙古地区9个盟市的奶牛养殖场,采集生鲜乳样品673批次,在取样前搅拌均匀,每份不少于200 mL。用于检测乳成分和体细胞数的乳样需添加防腐剂(溴硝基丙二醇),并置于冰盒中尽快带回实验室,于4 ℃保存,尽快分析,每次测定前将乳样在40 ℃预热5 min,摇匀后测定。
1.2 测定指标及方法生鲜乳中的乳脂肪、乳蛋白、非脂乳固体、乳糖、总固体含量的测定参照NY/T 2659—2014推荐方法,采用Foss Mickro-FT120乳成分分析仪测定,集成傅立叶红外全光谱投射技术。生鲜乳中的体细胞数的测定参照NY/T 800—2004推荐方法,采用丹麦Chemomete SCC-100体细胞仪,集成荧光显微镜方法,碘化丙啶标记体细胞计数。
1.3 数据统计与分析试验结果以“平均值±标准误”表示,采用SPSS 19.0软件统计分析。2组间数据比较用t检验,多组间数据比较用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法,体细胞数与产奶量和乳成分的相关性采用Pearson’s相关性分析,以P<0.05为差异显著,以P<0.01为差异极显著。
2 结果与分析 2.1 内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数分析本研究通过分析2017年内蒙古地区9个盟市673批次牧场生鲜乳中的体细胞数,并与4个主要奶业国家生鲜乳中的体细胞数标准进行了对比,结果见图 1。2017年内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数为37.7×104个/mL,低于欧盟(40.0×104个/mL)、新西兰(40.0×104个/mL)、加拿大(50.0×104个/mL)和美国(75.0×104个/mL)的生鲜乳中的体细胞数限定值,与4个奶业发达国家体细胞数标准相比依次降低了6%、6%、24%、50%。
本研究通过对比2017年内蒙古地区规模化牧场奶罐奶和家庭式散养模式散卖奶中的体细胞数,结果见表 1。2017年内蒙古地区家庭散养模式散卖奶中的体细胞数为55.8×104个/mL,显著高于规模化牧场奶罐奶中的体细胞数37.7×104个/mL(P < 0.05),散卖奶中的体细胞数与奶罐奶中的体细胞数相比增加了48%。
本研究通过对内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数与产奶量进行相关性分析,结果表明,二者呈极显著负相关(P < 0.01),相关系数为-0.190,即随着生鲜乳中的体细胞数从20×104个/mL升高到100×104个/mL,产奶量从10.7 t/d逐渐降低至1.3 t/d,降幅达88%(图 2)。
本研究通过对内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数与乳成分进行相关性分析,结果见表 2,内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数与乳脂肪含量之间无显著相关性(P>0.05);体细胞数与乳蛋白、乳糖、非脂乳固体及总固体含量之间存在极显著负相关(P < 0.01),相关系数分别为-0.149、-0.295、-0.283、-0.115(P < 0.01),其中体细胞数与乳糖含量的相关系数最高。
体细胞数是奶牛健康程度的风向标,国外对生鲜乳中的体细胞数早有要求[7-8]。各主要奶业国对生鲜乳中的体细胞数制定的标准不同,欧盟、新西兰和澳大利亚对生鲜乳中的体细胞数要求最为严格,规定体细胞数必须≤40×104个/mL[9];其次是加拿大,规定体细胞数必须≤50×104个/mL;美国农业部规定,每毫升生鲜乳中体细胞数必须≤75×104个/mL[10],而美国加利福尼亚已经把这一标准强制规定为≤60×104个/mL[11]。
而在我国,《食品安全国家标准生乳》(GB 19301—2010)还没有对体细胞数作出规定[12]。目前,体细胞数已经越来越被国内的养殖企业和乳制品企业所重视,很多乳制品企业已把体细胞数纳入原料奶收购的计价体系中。如上海光明乳业,对原料奶中体细胞数≤50×104个/mL的,奖励0.05元/kg;又如伊利集团对原料奶中体细胞数的一般要求是≤40×104个/mL。
奶业经济是内蒙古的特色优势产业,牛奶产量、奶牛存栏、奶类人均占有量等多个指标连续几年稳居全国之首。本研究结果显示,内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数管控较好,甚至超过了奶业发达国家标准,表明内蒙古地区生鲜乳质量水平较高,乳品质量安全水平有了大幅度的提升。
3.2 内蒙古地区奶罐奶和散卖奶中的体细胞数对比本研究结果表明,内蒙古地区家庭散养模式下生产的生鲜乳质量安全水平明显低于规模化养殖方式。自2009年以来,各奶源重点区域都在不断推进奶业的规模化、标准化进程,以保障生鲜乳质量安全。生鲜乳中的体细胞数的增加与环境、饲养管理、挤奶设备的正常使用与保养、挤奶程序、干奶程序等牧场管理工作细节密切相关。体细胞数是牧场管理优劣的指示,体细胞数的高低表明了牧场养殖人员对奶牛饲养、疾病防控等方面重视的程度。
家庭式散养模式下散卖奶中的体细胞数较高,表明其牧场管理和奶牛养殖水平相对于规模化牧场均较差[13]。主要原因如下:在养殖规模和营养水平方面,家庭式散养模式规模小,精饲料投入比重低,饲料品种单一,奶牛营养明显受限,造成奶牛单产低。在硬件设施和养殖水平方面,家庭式散养模式下的奶牛饲养设施设备条件较差,每户在牛舍、青贮窖、机械设备等固定资产的投入较少。奶牛养殖环境卫生状况较差,生鲜乳中的细菌数和体细胞数偏高,“脏、乱、差”的现象十分普遍。疾病防治不力,奶牛发病率较高,奶牛乳房炎发病时,生鲜乳中的抗生素含量会显著增加。此外,在专业知识和科技水平方面,家庭式散养模式养殖人员专业技能薄弱,科技化程度较低[14]。规模化牧场奶罐奶中的体细胞数控制在较低水平与其明显的规模效应以及良好的奶牛福利密不可分,保证了原奶产量和质量稳定在较高水平,成为奶业产业链上游的优质奶源,因而能够在奶业行业竞争中站稳脚跟,取得长足发展。
3.3 内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数与产奶量及乳成分的相关性分析 3.3.1 体细胞数与产奶量产奶量下降是奶牛乳房炎引发的主要健康问题之一。本研究通过相关性分析发现,内蒙古地区牧场奶牛产奶量和生鲜乳中的体细胞数呈极显著负相关,即随着体细胞数的增高,产奶量逐渐降低。Garcia等[15]同样研究表明,生鲜乳中的体细胞数与产奶量呈反比关系,生鲜乳中的体细胞数在20×104个/mL基础上,每增加10×104个/mL,产奶量将损失2.5%;当体细胞数达到100×104个/mL以上时,产奶量损失将超过10.0%。Gonçalves等[16]指出,与健康乳区相比,奶牛病原菌感染的乳区体细胞数显著升高,产奶量显著降低,泌乳乳区产奶量损失达到0.07~1.40 kg,经济损失也相应增加。可见,体细胞数也是牧场养殖水平高低的分界线,牛群体细胞数越低,牧场养殖水平越高,产奶量越高,乳品质越好。牧场对体细胞数的整体防控可有效降低乳房炎发病率,降低治疗及医用护理成本,也可避免原奶抗生素残留风险,同时控制奶牛体细胞数还可增加奶产量,提高奶品质,建立优质奶源,作为牧场经济效益的晴雨表,给牧场带来可观的经济效益。
3.3.2 体细胞数与乳成分生鲜乳中体细胞数的变化与乳成分密切相关,与健康奶牛相比,患有亚临床乳房炎的奶牛所分泌的牛乳虽然在表观上没有明显差异,但实际上除了体细胞数发生变化外,牛奶中的乳脂肪、乳蛋白等乳成分指标也会发生变化,进而影响牛奶的品质和风味[17-18]。
Dos Reis等[19]研究发现,与低体细胞数牛奶相比,高体细胞数牛奶中乳脂肪、乳蛋白、乳糖含量显著下降。这可能是由于奶牛感染乳房炎后,导致食欲不振,日摄入营养不足所致。其中,乳蛋白含量的减少主要是由于高体细胞数牛奶中含有较多的蛋白水解酶,会分解牛奶中的α-酪蛋白和β-酪蛋白,导致乳中酪蛋白的含量降低,由于乳蛋白中80%的蛋白质为酪蛋白,因此造成乳蛋白率下降[13-20]。此外,乳房炎病奶牛所产牛奶由于白细胞增加,会产生大量脂解酶,破坏乳脂肪球膜,乳脂肪被分解为大量游离脂肪酸,导致乳脂率降低[16]。本研究中,随着体细胞数的上升,产奶量逐渐下降,但体细胞数与乳脂肪含量之间无显著相关性,这可能是由于奶牛产奶量下降导致的“浓缩效应”抵消了乳脂肪含量的下降,使得乳脂肪含量不变或略微上升[21]。Garcia等[15]指出,生鲜乳的理化指标会随着体细胞数而改变,体细胞数越高,乳糖、乳脂肪和总固体含量越低,其中乳糖含量和体细胞数相关性最高,相关系数达到-0.55,与本研究结果一致。乳糖对于乳汁渗透压的维持最为重要,也决定了乳汁的产量。乳房炎会使奶牛乳房水肿及乳腺上皮细胞间连接改变,使得葡萄糖难以到达乳腺,导致乳糖合成率降低[22-23]。总固体和非脂乳固体的1/2是乳糖,所以乳中体细胞数升高导致乳糖含量减少将进一步导致总固体和非脂乳固体含量的降低[24]。
4 结论本研究结果表明,内蒙古地区生鲜乳中的体细胞数管控较好,体细胞数达到甚至超过了欧美奶业发达国家水平。家庭式散养模式生产的生鲜乳质量安全水平低于规模化养殖方式。生鲜乳中的体细胞数增高会导致产奶量下降及乳品质的改变。
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