优质原料乳是乳制品加工的前提和基础，风味是评价原料乳品质的一项重要感官指标，原料乳的质量和风味是优质乳制品生产的关键点。粗饲料可以通过影响瘤胃微生物氢化反应和发酵来影响牛乳的合成，进而影响牛乳风味；同时，粗饲料挥发出的气味也可以通过牛体吸入空气直接转移到血液,然后进入牛乳中，影响乳风味^{[ 1,2,3 ]}。目前，大多数研究都集中在添加外源香味物质对牛乳风味的影响^{[ 4,5,6 ]}，而对饲粮中粗饲料改变对牛乳风味物质的影响研究较少。本研究旨在以饲喂全混合日粮(TMR)为基础，不改变精饲料，通过调整粗饲料结构，研究不同粗饲料组合对奶牛原料乳风味物质的影响，为优质生鲜乳生产提供理论基础。

本试验2012年8月—2012年9月在北京延庆金龙腾达牛场进行。选用18头体况良好、体重为(550±25) kg，日产奶量相近的中国荷斯坦经产1胎奶牛进行试验，分为3组，每组6头。试验期间，饲喂饲粮参考牛场的TMR饲喂方案，将其中的羊草比例改变，分别为羊草100%(对照组)、羊草50%+苜蓿干草50%(试验1组)、羊草50%+苜蓿干草25%+玉米秸秆25%(试验2组)。试验饲粮组成及营养水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) % 项目 Items 对照组 Control group 试验1组 Test group 1 试验2组 Test group 2 原料 Ingredients 黄贮玉米 Yellow corn silage 38.76 38.76 38.76 商品精饲料 Commercial concentrate1) 28.42 28.42 28.42 啤酒糟 Brewers’ grains 6.46 6.46 6.46 小苏打 NaHCO3 0.52 0.52 0.52 羊草 Chinese wildrye 25.84 12.92 12.92 苜蓿干草 Dried alfalfa hay 12.92 6.46 玉米秸秆 Maize straw 6.46 合计Total 100.00 100.00 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 粗蛋白质 CP 14.16 14.54 14.20 粗脂肪 EE 2.89 2.94 2.74 中性洗涤纤维 NDF 38.57 38.10 38.71 酸性洗涤纤维 ADF 23.01 22.75 23.09 钙 Ca 0.65 0.65 0.65 总磷 TP 0.40 0.41 0.41 1)商品精饲料由玉米、豆粕、棉籽粕、磷酸氢钙、石粉、食盐、玉米干酒糟及其可溶物、维生素和微量元素组成。 Commercial concentrate was consisted of corn, soybean meal， cottonseed meal， CaHPO4， limestone， NaCl， corn DDGS, vitamins and microelements. 2)实测值 Measured values。

表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

预试期15 d，正试期35 d。每天05：30和17：30共饲喂2次，自由饮水，日挤奶次数为2次。

试验期间记录每天奶牛日产奶量。在每日2次挤奶时采样,按6:4混匀，分为2部分。一部分为50 mL加入3滴重铬酸钾防腐，送至北京市奶牛中心用LACTOSCAN型全自动超声波乳成分分析仪测定干物质、乳脂、乳糖和乳蛋白的含量；另一部分放入冰盒运送回实验室，利用固相微萃取收集原料乳的风味物质，结合气相色谱质谱联用仪进行分析，在15 d内完成测定。

风味物质测定方法：取8 mL乳样放入25 mL样品瓶中，加入2.56 g氯化钠，40 ℃水浴平衡20 min，聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取头萃取30 min，然后用气相色谱质谱联用仪(GC-7890A、MS-5975C)采用内标法进行测定。内标为0.1 μL浓度为100 ng/μL的1,2-二氯苯。

气相色谱条件:DB-5毛细管柱(60 m×250 μm×0.25 μm)；起始温度40 ℃，保留2 min，然后以4 ℃/min上升到280 ℃，共62 min；进样口温度250 ℃，检测器温度280 ℃，载气为高纯氦气。

质谱条件:进样口温度250 ℃，电离方式采用电子倍增器(EM，1 553 V)，离子源230 ℃，四极杆150 ℃，扫描范围29.0～450.0 μm。

风味物质含量的计算公式：

应用Excel进行基本处理，用SPSS 17.0统计软件中的one-way ANOVA进行单因素方差分析，平均值的多重比较采用Duncan氏法进行。P<0.05为显著性评判标准，0.05<P<0.10为趋势分析评判标准。 2 结 果 2.1 奶牛日产奶量、干物质采食量和乳成分

由表2可见，试验2组和对照组在各时间点的日产奶量差异均不显著(P>0.05)；试验1组在第36天的日产奶量显著高于对照组(P<0.05)；试验1组和对照组的日产奶量在第15天、第22天、第43天差异不显著(P=0.07、0.09、0.06)，但达到评估日产奶量变化趋势水平；试验1组和试验2组在各时间点日产奶量差异不显著(P>0.05)。对照组的日产奶量在第36天、第43天、第50天比第1天显著降低(P<0.05)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 不同粗饲料组合对奶牛日产奶量的影响 Table 2 Effects of different combinations of roughages on daily milk yield of dairy cows kg 项目 Items 第1天 Day 1 第15天 Day 15 第22天 Day 22 第29天 Day 29 第36天 Day 36 第43天 Day 43 第50天 Day 50 对照组 Control group 21.37 ±1.32a 20.12 ±2.00ab 19.87 ±2.48ab 19.22 ±1.94ab 18.42 ±2.22Bb 18.23 ±2.62b 18.07 ±1.84b 试验1组 Test group 1 23.04 ±3.10 24.44 ±4.29 23.36 ±3.28 22.16 ±4.02 23.32 ±4.01A 21.84 ±2.90 21.04 ±2.50 试验2组 Test group 2 21.87 ±3.62 21.27 ±4.40 20.97 ±3.68 20.60 ±3.25 20.63 ±3.76AB 20.00 ±3.33 20.27 ±4.12 同一指标、同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，同列数据肩标不同大写字母表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母肩标表示差异不显著(P>0.05)。下表同。 Values of the same index in the same row with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and values in the same column with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表2 不同粗饲料组合对奶牛日产奶量的影响Table 2 Effects of different combinations of roughages on daily milk yield of dairy cows kg

由表3可见，各组干物质采食量差异不显著(P>0.05)，但是试验1组和试验2组较对照组干物质采食量增加，分别增加1.18、0.89 g/d。各组乳中干物质含量差异不显著(P>0.05)。试验1组较试验2组显著提高了乳脂含量(P<0.05)，增加了0.31%。试验1组和试验2组较对照组显著提高了乳蛋白含量(P<0.05)，分别增加了0.30%、0.13%。试验1组和试验2组乳糖含量与对照组差异显著(P<0.05)，分别增加了0.26%、0.18%。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 不同粗饲料组合对奶牛干物质采食量和乳成分的影响 Table 3 Effects of different combinations of roughages on DMI and milk composition of dairy cows 项目 Items 干物质采食量 DMI/(kg/d) 乳中干物质 Milk DM/% 乳脂 Milk fat/% 乳蛋白 Milk protein/% 乳糖 Lactose/% 对照组 Control group 22.89±0.46 12.08±0.33 3.52±0.25AB 2.91±0.05C 4.62±0.08B 试验1组 Test group 1 24.07±1.10 12.19±0.42 3.60±0.17A 3.21±0.07A 4.88±0.04A 试验2组 Test group 2 23.78±1.14 11.94±0.38 3.29±0.19B 3.04±0.06B 4.80±0.07A

表3 不同粗饲料组合对奶牛干物质采食量和乳成分的影响 Table 3 Effects of different combinations of roughages on DMI and milk composition of dairy cows

由表4可见，与对照组相比，各时间点试验组的醇类物质含量无显著变化(P>0.05)。对照组醇类物质含量在第15天与第36天、第50天间差异均显著(P<0.05)，在第15天含量最高，之后开始逐渐降低，最高值为4.53 ng/mL，最低值为3.04 ng/mL；试验1组和试验2组在各时间点之间无显著变化(P>0.05)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 不同粗饲料组合对乳中醇类风味物质含量的影响 Table 4 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of alcohols ng/mL 项目 Items 第15天 Day 15 第36天 Day 36 第50天 Day 50 对照组 Control group 4.53±0.13a 3.35±0.23b 3.04±0.12b 试验1组 Test group 1 3.45±1.44 5.37±1.85 3.54±0.08 试验2组 Test group 2 4.41±1.80 4.89±2.41 3.11±0.39

表4 不同粗饲料组合对乳中醇类风味物质含量的影响 Table 4 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of alcohols ng/mL

由表5可见，与对照组相比，各时间点试验组的醛酮类物质含量无显著变化(P>0.05)。试验2组在第36天与第15天、第50天差异显著(P<0.05)，该时间点最高，为5.44 ng/mL。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 不同粗饲料组合对乳中醛酮类风味物质含量的影响 Table 5 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of aldehyde ketones ng/mL 项目 Items 第15天 Day 15 第36天 Day 36 第50天 Day 50 对照组 Control group 3.47±0.32 4.60±1.44 2.57±0.55 试验1组 Test group 1 2.88±2.18 5.17±0.68 2.79±1.10 试验2组 Test group 2 2.41±0.48b 5.44±0.49a 2.75±0.49b

表5 不同粗饲料组合对乳中醛酮类风味物质含量的影响 Table 5 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of aldehyde ketones ng/mL

检出的酸类物质只有3种，其中乙酸是乳中重要的挥发性酸类，但含量较低。由表6可见，试验1组和试验2组能够减缓乙酸含量的降低。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 不同粗饲料组合对乳中乙酸含量的影响 Table 6 Effects of different combinations of roughages on milk acetic acid content ng/mL 项目 Items 第15天 Day 15 第36天 Day 36 第50天 Day 50 对照组 Control group 0.07±0.01a 0.01±0.02bc 0.00±0.00c 试验1组 Test group 1 0.01±0.01 0.03±0.03 0.01±0.01 试验2组 Test group 2 0.06±0.03a 0.00±0.00b 0.01±0.01ab

表6 不同粗饲料组合对乳中乙酸含量的影响 Table 6 Effects of different combinations of roughages on milk acetic acid content ng/mL

由表7可见，在第15天试验1组酯类物质含量显著低于对照组和试验2组(P<0.05)；在第50天试验2组显著高于对照组和试验1组(P<0.05)。试验1组在第15天酯类物质含量显著低于第36天、第50天(P<0.05)；试验2组在第15天则显著高于第36天、第50天(P<0.05)。

表7

Table 7

表7(Table 7)

表7 不同粗饲料组合对乳中酯类风味物质含量的影响 Table 7 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of esters ng/mL 项目 Items 第15天 Day 15 第36天 Day 36 第50天 Day 50 对照组 Control group 0.55±0.04A 0.00±0.00 0.04±0.02B 试验1组 Test group 1 0.01±0.00Bb 0.02±0.03a 0.05±0.02Ba 试验2组 Test group 2 0.55±0.04Aa 0.01±0.00b 0.16±0.03Ab

表7 不同粗饲料组合对乳中酯类风味物质含量的影响 Table 7 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of esters ng/mL

本试验检出了大量强挥发性的烷烃类和烯烃类以及1-甲氧基-1-苯肟、1R-α-蒎烯等物质。由表8可见，在第15天试验2组烃类物质的含量显著高于对照组(P<0.05)。

表8

Table 8

表8(Table 8)

表8 不同粗饲料组合对乳中烃类风味物质含量的影响 Table 8 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of hydrocarbyls ng/mL 项目 Items 第15天 Day 15 第36天 Day 36 第50天 Day 50 对照组 Control group 1.74±0.11B 1.70±0.44 2.05±0.15 试验1组 Test group 1 2.99±0.06AB 2.87±0.38 2.38±0.19 试验2组 Test group 2 2.19±0.57A 2.65±0.53 1.88±0.35

表8 不同粗饲料组合对乳中烃类风味物质含量的影响 Table 8 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of hydrocarbyls ng/mL

由表9可见，在第15天试验1组杂环类物质的含量显著高于对照组和试验1组(P<0.05)；试验1组和试验2组在第50天较第36天均显著降低(P<0.05)，分别降低了0.30、0.37 ng/mL。

表9

Table 9

表9(Table 9)

表9 不同粗饲料组合对乳中杂环类风味物质含量的影响 Table 9 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of heterocycles ng/mL 项目 Items 第15天 Day 15 第36天 Day 36 第50天 Day 50 对照组 Control group 0.16±0.03B 0.31±0.13 0.21±0.05 试验1组 Test group 1 0.63±0.08Aa 0.44±0.07a 0.14±0.04b 试验2组 Test group 2 0.19±0.04Bb 0.47±0.02a 0.10±0.04b

表9 不同粗饲料组合对乳中杂环类风味物质含量的影响 Table 9 Effects of different combinations of roughages on the content of milk flavor substance of heterocycles ng/mL

大量研究表明，饲粮精粗比以及饲粮的纤维物质含量等都是影响奶牛生产性能的重要因素^{[7, 8]}。TMR与传统的精粗分饲相比可显著提高奶牛产奶量。本试验中，对照组、试验1组和试验2组整个试验期总产奶量分别为811.80、955.20、873.66 kg，试验1组＞试验2组＞对照组，因此，通过饲喂组合型粗饲料可以提高奶牛产奶量。

试验1组的乳脂含量略有提高，呈增加趋势，由于各组饲粮都能保证奶牛采食足够的粗饲料，生成足量的乙酸，所以都保持了乳中较高含量的乳脂^[7]。Wang等^[9]通过饲料组合效应评价指数开发出粗饲料组合优化利用模式，辅以饲粮中适宜的过瘤胃脂肪供给量，能够使乳脂含量稳定在3.5％以上，是提高乳脂含量的有效技术途径。试验1组和试验2组的乳蛋白含量较对照组升高，这可能是由于粗饲料中苜蓿干草的蛋白质含量高、香气好、奶牛适口性佳，经组合后粗饲料来源丰富，饲粮氨基酸比例协调，可以提高乳蛋白含量。试验组较对照组表现出了更高的乳糖含量，同时还能够减缓由于产奶后期造成的乳糖含量下降，在乳品加工中可以维持更高的乳糖含量，对于乳糖发酵生产的乳制品有着更好的影响，同时可以在乳制品中产生更加丰富的风味。 3.2 粗饲料组合对乳中风味物质的影响

乳中的风味物质由具有滋味和香味活性的成分组成。Wilkes等^[10]研究表明，乳中挥发性的风味物质大体上可归纳为2大类：一类是烯、醇、醛、酮、酸、酯等简单化合物；另一类是含有氧、氮、硫的杂环化合物，如呋喃及其衍生物和噻吩及其衍生物。本研究结果与之一致，各组乳中均能分离出酸、酮、醛、烯、烷烃、酯、醇等简单化合物以及杂环类、含硫化物。Schlichtherle-Cerny等^[11]用气质联用法结合内标法对乳的风味进行定性和定量分析，结果主要检测出辛酸、癸酸等13种强挥发性的物质，都是乳中风味物质的重要成分。

粗饲料可以影响牛乳风味。Bendall等^[12]在奶牛的饲粮中额外添加新西兰牧草，结果发现，乳中γ-十二烷内酯含量有所增加，乳风味得到较大程度的改善。Thomas等^[13]研究发现，在荷斯坦犊牛和泌乳奶牛的饮水中添加柑橘和香草香料能刺激采食和促进体重的增加。Carpino等^[14]发现用采食牧草的奶牛所产的乳生产的乳酪，其花香味和青草气味显著强于采食TMR的奶牛。

一些典型的风味物质的滋气味和牛乳风味有密切关系，在鲜乳中非常低的含量就可赋予良好的风味，如果含量过高，则会形成不良滋气味^[15]，如细菌污染、日照等造成的酮类氧化所产生的酮臭味。本试验经过改变TMR中粗饲料组合，试验1组和试验2组中乳中风味物质丙酮、甲基酮等酮类物质含量有所降低。醇类物质因为其特有的醇香气味对发酵牛乳的生产有着重要的影响，试验1组和试验2组的醇类物质含量增加，较对照组的含量增加分别上升了21.38%、13.10%，使原料乳在下一步的深加工中有着更多应用，赋予乳制品更加浓郁的天然香气成分。试验2组检测出了更多的酯类物质，且含量也较对照组高，酯类物质是乳风味的主要构成成分，也是原料乳经过灭菌等加热加工后香气的主要成分，因此酯类物质的代谢产生和保持对于原料乳的生产和乳制品(如果味奶)的生产都有着重要的意义。

牛乳风味物质形成主要是在乳蛋白、乳脂、乳糖这3大类物质降解或其衍生物之间相互反应的过程中生成的^[16]。乳脂可以经过酶、氧化或加热分解形成甲基酮、醛、醇等，而乳蛋白和乳中碳水化合物也可以经过一系列的反应而生成一些风味物质。

饲喂不同的粗饲料可影响乳的风味，主要是由于饲粮中脂肪和蛋白质含量的高低可直接影响瘤胃内环境，使瘤胃内挥发性脂肪酸(VFA)的比例改变，进而影响到乳的品质和风味。同时，奶牛乳腺具有自身调节风味物质的作用，采食后饲粮中的风味物质被乳腺大量摄取，进入到乳中改善乳的风味。郑瑞波等^[17]研究表明，饲粮中含脂肪5%～6%时，奶牛对养分的利用率最高，若在泌乳早期高产奶牛饲粮中添加25～30 g/kg蛋氨酸羧基类似物，乳脂含量显著提高，乳风味也得到显著改善。但Lynch等^[18]研究表明，若饲粮中添加2%的大豆油和1%的鱼油[共轭亚油酸(CLA)饲粮]，试验组中CLA的含量相当于对照组的8倍，但对乳的风味没有显著的影响。Casper等^[19]研究表明，不同的蛋白质饲料，对乳脂和乳蛋白含量没有显著的影响，仅在一定程度上提高了乳脂和乳蛋白的含量,对风味也没有影响。

本研究中风味物质中的1-甲氧基-1-苯肟、二甲基砜、2,2,5,5-四甲基四氢化呋喃可能是由乳蛋白、乳中氨基酸分解后又经过复杂的化学反应形成的，所以这些风味物质的含量随着乳蛋白含量的增加而增加。本试验检测出的丙酮、2-丁酮、2-己酮、4-甲基-2-戊酮等酮类物质虽然与乳脂的代谢有一定的关系，王万厚等^[20]的研究表明，乳中一些乳脂代谢的酮酸和羟基经加热后可分别形成甲基酮和内酯类化合物，对加热后的乳制品香气也有影响。其中3~9碳的甲基酮对加热乳的香气有重要影响^[21]。

由于乳中风味物质种类繁多，但并不是每种风味物质都对乳风味起决定性作用，只有在其浓度超过风味阈值时才能被觉察并产生风味，因此需要进一步研究乳脂、乳蛋白、乳糖等对风味的贡献情况。

在不改变TMR中精饲料的基础上，调整粗饲料组合可以增加乳风味物质中醇类、醛酮类物质的含量，降低不良风味物质的含量，改善乳品质，其中羊草50%、苜蓿干草25%和玉米秸秆25%的组合较好。