世界乳用家畜乳汁研究进展

文/伍佰鑫 文立华 李继仁 黄春明 刘小平 何 芳 浣 成 李 晟 易康乐＊

（1 湖南省畜牧兽医研究所；2 湖南省娄底职业技术学院；3 湖南省桃源县漆河镇农经站；4湖南省浏阳市永和镇石佳山羊场）

根据联合国粮农组织网站“乳业及乳制品”栏目[1]公布，全球乳用家畜产奶量从1987年的5.22 亿吨增加到2017年的8.28 亿吨，涨幅超过58.0%。印度是乳用家畜产奶量最多的国家，占全球乳用家畜产奶量的21.00%，其次是美国、中国、巴基斯坦和巴西。全球乳用家畜产奶量盈余较多的国家是新西兰、美国、德国、法国、澳大利亚和爱尔兰，乳用家畜产奶量严重不足的国家是中国、意大利、俄罗斯、墨西哥、阿尔及利亚和印度尼西亚。

人均乳制品年消费量超过150.00 kg的国家和地区是阿根廷、亚美尼亚、澳大利亚、哥斯达黎加、欧洲、以色列、吉尔吉斯斯坦、北美和巴基斯坦；30.00～150.00 kg的国家和地区是印度、伊朗、日本、肯尼亚、墨西哥、蒙古、新西兰、非洲北部和南部、地中海东部沿岸大部分地区、拉丁美洲和加勒比大部分地区；少于30.00 kg的国家是越南、塞内加尔、非洲中部大多数国家、大多数东亚和东南亚国家。

世界家畜乳汁绝大多数产自奶牛、水牛、山羊、绵羊和骆驼，很少产自牦牛、马、驯鹿和驴。奶牛的产奶量占乳用家畜总产奶量的82.00%，其次是水牛（14.00%）、山羊（2.00%）、绵羊（1.00%）和骆驼（0.30%）。

1 牛

1.1 奶牛

荷斯坦牛和娟珊牛等乳用品种牛的产奶量高，但不适应苛刻的环境，需要较高水平的饲养管理和疾病防控水平。地方品种牛虽然适应高温环境和劣质饲料并可抵抗寄生虫等疾病，但产奶量较低。一般熟知的“奶牛”是指荷斯坦牛，但实际上还应包括娟珊牛等乳用品种牛及其杂交改良牛。阿富汗、孟加拉国、埃塞俄比亚和尼日利亚的奶牛年均单产不超过500.00 kg；伊朗、秘鲁和越南的奶牛年均单产超过2000.00 kg。20世纪以来，乳用品种公牛用来与地方品种母牛杂交，以获得较高产奶量和适应当地环境的乳用品种牛。目前，荷斯坦牛分布在全球150 多个国家。

波兰Z e n o n等研究人员给泌乳期荷斯坦牛饲喂基于玉米青贮饲料、苜蓿青草和干草、以及酒糟的全混合日粮T M R（净能7.1 5 M J/k g、粗蛋白18.00%），305 天产奶量超过10 000.00 kg，305 天能量校正乳（BCM）产量高达12 987.00 kg；BCM（kg）=产奶量（kg）×[0.383×乳脂率+0.242×乳蛋白率+0.783]÷3.140[2]。说明荷斯坦牛的产奶潜力在10 000.00 kg以上，上述一些国家的奶牛产奶量较低，主要原因可能是年均气温高和饲养管理水平低（尤其缺乏优质饲料）导致的。

大型牧草地放牧的荷斯坦牛生产的牛奶中，主要微量元素分别是钙1 273.21 μg/mL、磷813.25 μg/mL、镁93.66 μg/mL、锌2.043 μg/mL、铜0.0221 μg/mL、铁0.1400 μg/mL、硒0.0115 μg/mL和锰0.0098 μg/mL；有毒重金属铅和镉的含量分别是0.0363 μg/mL和0.0033 μg/mL[3]。游离低聚糖（寡糖）是人类母乳的关键成分，能够促进肠道有益菌的生长、参与脑的发育、抗致疾病，对新生儿健康有多种作用。然而，与人乳相比，荷斯坦牛乳中含有较多的中性低聚糖，总的低聚糖浓度低；因此通常用荷斯坦牛乳制作的婴幼儿配方奶粉质量也较低。娟珊牛乳中含有较多唾液化和中性岩藻糖基化的低聚糖，总的低聚糖浓度较高，运用娟珊牛乳制作婴幼儿配方奶粉，可以增强其中的低聚糖功能[4]。

富含天然抗氧化剂的乳制品可以预防慢性疾病和延缓衰老，对牛脂钙蛋白-2基因的多态性研究发现，LCN2基因位于g.98793763G＞C基因点的CC基因型母牛，生产的牛奶抗氧化能力显著高于GC和GG基因型母牛，通过基因选择和育种繁殖，可望显著提高牛奶的抗氧化能力[5]。

表1 水牛奶与荷斯坦牛奶营养成分对比（%）

1.2 奶水牛

世界水牛总数约为1 168.00 万头，亚洲占95.00%以上、非洲占2.00%（其中埃及最多）、南美洲占2.00%、澳大利亚和欧洲占2.00%以下。水牛分为河流水牛和沼泽水牛两个亚种，河流水牛占世界水牛总数的70.00%左右。印度和巴基斯坦河流水牛的产奶量占有很大的比重。河流水牛的单产通常是1 500.00～4 500.00 kg，生产周期长达20 年。20世纪以来，保加利亚、中国、埃及、印度和巴基斯坦一直在努力提高河流水牛的产奶量。知名的奶水牛品种包括穆拉（Murrah）、尼利-拉维（Nili-Ravi）、孔迪（Kundi）、苏尔蒂（Surti）、贾法拉巴迪（Jaffarabadi）、巴达瓦里（Bhadawari）和迈赫萨纳（Mehsana）。

水牛奶中的主要营养含量都比荷斯坦牛奶高（表1），此外，水牛奶还含有较高浓度的维生素C和E、硒、锌、酪氨酸和半胱氨酸，其过氧化氢酶活性也是荷斯坦牛奶的2～4 倍，总抗氧化能力强于荷斯坦牛奶[6]。

2 羊

世界奶山羊总数为2.02 亿头，其中52.00%分布在亚洲国家，但日均产奶量只有欧洲的26.00%（亚洲762 g/天、欧洲2 901 g/天）[7]，亚洲奶山羊的年均产奶量是278.13 kg，欧洲是1 058.87 kg。分布最广的奶山羊品种是萨能（Saanen）山羊、安哥拉-努比亚（Angla-Nubian）山羊、托根伯格（Toggenburg）山羊、阿尔卑斯山羊和西非矮山羊（West African Dwarf）。奶山羊存栏最多的国家是孟加拉国、印度和马里。主要的山羊奶生产国家是印度、孟加拉国和巴基斯坦，其中孟加拉国的奶山羊年均产奶37.00 kg左右，印度和巴基斯坦的奶山羊年均产奶超过100.00 kg。

萨能奶山羊（3～4岁、平均体重45.13 kg）舍饲在地板有稻草垫料的羊棚，泌乳开始后第20～80天期间的平均日产奶量为1.50 kg，乳脂率4.10%～4.80%、乳蛋白率3.30%～3.70%、乳糖率4.50%～4.60%、总固形物含量13.10%～13.90%、冰点下降度0.50 ℃、密度1 028.20～1 032.70 kg/m3、酸度6.10～6.50 °SH、游离脂肪酸含量0.30～0.50 mEq/L、酪蛋白含量2.60%～2.90%、体细胞数23.61～68.67 万个/mL、总好氧菌落2.00～4.10 万CFU/mL、乳酸菌0.013～0.150 万CFU/mL、脂肪细胞因子（Adiponectin）2.40～3.90 μg/mL、抵抗素（Resistin）5.20～6.50 ng/mL、瘦蛋白（Leptin）含量7.60～11.00 ng/mL；血液参数测定结果为：血浆脂肪细胞因子26.20～33.00 μg/mL、血浆抵抗素29.80～33.60 ng/mL、血浆瘦蛋白43.70～54.20 ng/mL、血浆C反应蛋白（炎症标志物）2.40～2.70 mg/L、血清总蛋白57.00～65.00 g/L、血清胆固醇1.20～1.80 mmol/L、血清总脂质1.30～2.20 g/L。研究者宣称：奶山羊血液C反应蛋白浓度与血清瘦蛋白和抵抗素浓度呈正相关，与脂肪细胞因子的浓度呈负相关；脂肪细胞因子的浓度与体细胞数呈负相关，说明脂肪细胞因子的变化可能与泌乳山羊的乳房健康有关[8]。也可以这样说，体细胞数值越小，脂肪细胞因子的浓度越高，乳房越健康；反之亦然。

乳用绵羊的产奶量比奶山羊低。乳用绵羊品种包括阿瓦西（Awassi）、东弗里西亚（East Friesian）和拉考莱（Lacaune）。乳用绵羊存栏最多的国家是中国、叙利亚、伊朗、土耳其和阿尔及利亚；主要的绵羊奶生产国家是中国、土耳其和希腊。希腊乳用绵羊品种希俄斯（Chios）的平均日产奶量是（1.91±0.71） kg[9]，因此，年均产奶量为697.15 kg。运用高通量转录组序列（RNA-Seq核糖核酸测序）技术手段，发现绵羊奶体细胞转录组中共有216 637 个变体，其中57 795 个变体所处的位置点与产奶量、乳蛋白率和乳脂率相关；编码主要的乳蛋白和参与脂代谢的分子，分别有504 个和1 063个变体；这一发现将有助于基因选择在乳用绵羊和其他乳畜育种方面的应用[10]。

3 骆驼

世界骆驼总数约有3 500.00 万头。在撒哈拉以南的非洲，骆驼乳占全部家畜乳产量的5.00%。索马里是世界上最大的骆驼乳生产国，其次是肯尼亚和马里。骆驼原产于非洲和亚洲游牧民族，有两个品种：一种是阿拉伯骆驼或单峰骆驼（Camelus Dromedarius），又称为平原骆驼；另外一种是双峰驼（Camelus Bactrianus），又称为山地骆驼。骆驼比其他乳用家畜更能在采食劣质饲料的条件下，较小影响产奶量， 骆驼的泌乳期（8～18 个月）产奶量一般是1 000～2 700 kg（非洲）；骆驼在泌乳期的第2～3个月达到产乳高峰值，泌乳曲线与奶牛相似，但骆驼有更加持久的泌乳性能。单峰骆驼的产奶量通常比双峰骆驼高得多，已经有越来越多的地区开始进行乳用骆驼集约化饲养。

骆驼乳的pH值为6.43～6.60、密度1.028～1.030 k g/L、酸度1 3～1 7 °D、乳蛋白率3.2 2～3.3 0%、乳脂率3.3 0～3.9 0%、乳糖率4.5 6～5.6 0%、粗灰分0.7 9～0.8 3%、类黄酮27.00～30.15 mgEQ/L、多酚33.00～37.85 mgGAE/L、维生素C 23.00～30.00 mg/L；骆驼乳还含有丰富的烟酸、必需氨基酸（戊氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸）、不饱和脂肪酸、抗菌因子（溶菌酶、乳过氧化物酶和乳铁蛋白）、前列腺素和胰岛素。骆驼奶的酸度略低于牛奶（18 °D）和羊奶（17 °D），类黄酮高于牛奶（25.30 mgEQ/L）但低于羊奶（31.30 mgEQ/L），密度略低于牛奶和羊奶。骆驼奶可辅助治疗人类结核病、糖尿病、肝病、呼吸道疾病、儿童腹泻、胆结石、神经紊乱、全身疲劳和胃溃疡等[11]。

4 牦牛

牦牛是蒙古鲜奶和乳制品的主要来源。牦牛主要生活在“世界屋脊”的青藏高原，能够在高海拔、低氧、极端寒冷（零下40 ℃）和冬季饲料短缺情况下生存。牦牛年均产奶量是150～500 kg，泌乳期可持续到次年。牦牛在冬季不会干奶，每月仍有2～4 kg的产奶量。次年的产奶量只有第1年的1/2～2/3。目前没有专门的乳用牦牛品种。

牦牛奶的平均乳脂率为6.12%、乳蛋白率4.95%、乳糖率5.03%、粗灰分含量0.79%、总固形物含量16.88%。牦牛的乳蛋白率远高于荷斯坦牛奶，与水牛奶相似；除磷含量低于牛奶外，其余含量都高于牛奶（表2）。总的来说，寒季牦牛奶的营养成分高于暖季[12]。

表2 牦牛奶与荷斯坦牛奶营养成分对比

5 马和驴

乳用马通常生活在凉爽地区，乳用驴则生活在干旱-半干旱的地区。中亚草原地区的居民用马奶发酵制酒饮用，马奶也是蒙古牧民的动物蛋白来源，但马奶需要每天挤5～6 次，耗时、耗体力。驴奶的消费已变得微不足道，在某些非洲国家，驴奶仅用于医疗目的。

马奶的β-酪蛋白含量为1.22～1.74 g/L，马奶体细胞是定量实时PCR（聚合酶链式反应）分析中mRNA（信使核糖核酸）的重要来源[13]。马奶含有48 种结构（包括异构体和失配体）的低聚糖（寡糖），其中7 种在其他动物乳汁未曾发现过；乳用马在泌乳期内，马奶中的中性和岩藻糖基化低聚糖含量逐渐增加，酸性低聚糖含量逐渐下降，总的低聚糖浓度在泌乳第1和第7天分别是217.80 mg/L和79.80 mg/L；马奶独有的低聚糖可能更加有利于新生儿的肠道微生物群和早期发育[14]。驴奶的乳脂率1.20%、乳蛋白率2.14%、乳糖率5.90%、粗灰分含量0.42%、酪蛋白含量41.30%（极高于牛奶的2.80%和人乳的0.50%）、乳清蛋白含量49.08%（极高于牛奶的0.70% 和人乳的0.70%）、牛磺酸0.870 mg/100g（高于牛奶的0.097 mg/100 g、低于人乳的6.12 mg/100 g）。驴奶的乳糖率接近于人乳（6.30%～7.00%），酪蛋白与乳清蛋白的比例为70.3∶100，接近人乳（71.4∶100），低于牛奶（400∶100），牛磺酸能促进婴儿的大脑发育、神经传导和视觉完美，因此，适合婴幼儿食用。餐后血糖反应值低于55的食物称为低血糖食物，驴奶的餐后血糖反应值为46，因此，也适合糖尿病患者食用[15]。

6 小结

综上所述，世界乳用家畜仍然是荷斯坦牛及其杂交改良牛占主导地位，随着世界人口的增长和人们对乳品多样性和质量的追求，水牛、山羊、绵羊、骆驼、牦牛、马和驴都将用来生产原料奶。研究内容已从乳脂、乳蛋白和乳糖等常规营养成分转向游离脂肪酸、脂肪细胞因子、体细胞转录组中与产奶量相关的变体、低聚糖（寡糖）、牛磺酸、微量元素和有毒重金属（铅和镉）。未来将通过基因选择改良乳用家畜的生产性能。