广东地区荷斯坦牛生牛乳中脂肪酸的影响因素分析

郭建超，刘建营，李品红，秦红贤，许华钊

（1.广东省农业技术推广中心，广州 510500；2.广东省种畜禽质量检测中心，广州 510500）

乳脂肪是生牛乳重要的组成部分，乳脂肪的最小组成单位是脂肪酸，脂肪酸按其碳链的长短可分为短链脂肪酸（SCFA）、中链脂肪酸（MCFA）和长链脂肪酸（LCFA）。中短链脂肪酸是乳腺细胞内从头合成的，长链脂肪酸是乳腺细胞从血液中直接摄取的。脂肪酸按照饱和程度可分为饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）。20世纪80年代以来，有研究发现饱和脂肪酸（SFA）可使心血管疾病发生风险降低7%～17%。但当用多不饱和脂肪酸（PUFA）替代饱和脂肪酸（SFA）时，心血管疾病发生风险降低27%。同时用不饱和脂肪酸（PUFA、MUFA）替代饱和脂肪酸（SFA）也能降低血糖标志物糖化血红蛋白在血液中含量[1]，显然不饱和脂肪酸更有利于健康。世界卫生组织（WHO）、联合国粮农组织（FAO）、美国心脏协会（AHA）均建议在膳食总脂肪供能降低至30%的前提下，膳食中饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）、多不饱和脂肪酸（PUFA）理想之比应为1:1:1才能有利于人体健康，但牛奶中SFA、MUFA和PUFA的比值通常在70:25:5[2]。且牛奶中的脂肪酸会受到各种因素影响，包括奶牛品种、日粮结构及其组成、季节、泌乳阶段、年龄及胎次等。因此，探讨牛乳脂肪酸的影响因素，调控脂肪酸组成及比例对人类健康意义重大。

1 材料与方法

1.1 数据收集与筛选

本研究收集并记录2019年12月-2020年11月期间广东地区某牧场的DHI数据。该DHI数据采用以傅里叶变换红外光谱（FTIR）原理进行乳成分测定，数据收集标准为产奶量0～80kg，乳脂率1.4%～6.2%，乳蛋白率2.0%～5.0%，体细胞数为0～1 000万个/mL，任意一项指标不符合上述标准的数据条均不被采纳。产奶量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞数均符合标准的数据共16 924条。该牧场饲养的全部为荷斯坦牛。

1.2 数据处理

研究胎次、体细胞数、泌乳阶段和季节与SFA、MUFA、PUFA的关系，数据保留牛号、测定日期、胎次、泌乳天数、体细胞数，凡是上述指标不全或数据异常的都进行删除。测定日期划分为2019年12月-2020年2月（冬季）、2020年3-5月（春季）、2020年6-8月（夏季）、2020年9-11月（秋季）。使用Excel初步整理DHI数据，利用SPSS25对所有指标对应数据进行正态性检验。分别以胎次、体细胞数、泌乳阶段和季节为组，SFA、MUFA、PUFA为检验字段进行非参数检验，采用Kruskal-Wallis单因素ANOVA（k个样本）检验进行两两比较。

2 结果与分析

2.1 泌乳季节对脂肪酸的影响

不同泌乳季节对生牛乳脂肪酸含量的影响如表1所示，可以看出季节对牛乳中的三种脂肪酸具有显著影响。三种脂肪酸的比值在各季节之间不同，其中均表现为饱和脂肪酸（SFA）含量最高，其次是单不饱和脂肪酸（MUFA），多不饱和脂肪酸（PUFA）含量最低。

表1 不同泌乳季节对SFA、MUFA、PUFA的影响及两两比较结果

结果显示，SFA在冬季含量最高，春季次之，夏季和秋季含量较低且差异不显著，其他季节之间两两比较差异显著。MUFA在夏秋季比冬春季含量高，冬季和春季、夏季和秋季含量变化差异不显著。PUFA在秋季含量最高，冬季和夏季之间的差异不显著，其他季节之间两两比较差异显著。

2.2 胎次对脂肪酸的影响

不同胎次对生牛乳脂肪酸含量的影响如表2所示，可以看出三种脂肪酸含量随胎次的变化差异显著。三种脂肪酸的比值在各胎次之间不同，其含量比例均表现为饱和脂肪酸（SFA）＞单不饱和脂肪酸（MUFA）＞多不饱和脂肪酸（PUFA）。

表2 不同胎次对SFA、MUFA、PUFA的影响及两两比较结果

结果显示，在前4胎中，饱和脂肪酸（SFA）含量随胎次增加而显著升高，在4胎次时最高，5胎及以上时开始下降，但4胎次和5胎及以上之间差异不显著，3胎次和5胎及以上之间差异不显著。MUFA和PUFA含量1、2胎均显著低于其他胎次，其中在1胎次含量最低，3胎、4胎、5胎及以上之间差异不显著，其他胎次之间两两比较差异显著。PUFA含量有随胎次递增而增加趋势，但3胎次以上变化不明显。

2.3 体细胞数对脂肪酸的影响

不同体细胞数对生牛乳脂肪酸含量的影响如表3所示，可以看出不同体细胞数对三种脂肪酸含量影响显著。三种脂肪酸的比值在不同体细胞数之间不同，其含量比例均表现为饱和脂肪酸（SFA）＞单不饱和脂肪酸（MUFA）＞多不饱和脂肪酸（PUFA）。

表3 不同体细胞数对SFA、MUFA、PUFA的影响及两两比较结果

不同体细胞数对牛乳脂肪酸的影响显著。三种脂肪酸在体细胞数＜15万个/mL范围内含量显著均低于其他范围组的含量。三种脂肪酸在25万个/mL≤SCC＜40万个/mL、40万个/mL≤SCC＜100万个/mL、100万个/mL≤SCC＜1 000万个/mL范围组之间差异不显著。SFA在15万个/mL≤SCC＜25万个/mL和25万个/mL≤SCC＜40万个/mL范围组之间差异不显著，MUFA、PUFA在15万个/mL≤SCC＜25万个/mL和100万个/mL≤SCC＜1 000万个/mL范围组之间差异不显著。

2.4 泌乳天数与脂肪酸的关系

泌乳天数与生牛乳脂肪酸含量的关系如图1～3所示。从图中可以看出，随泌乳天数的增加，SFA、MUFA、PUFA均随泌乳天数增加呈先降后升趋势，SFA含量在31～60d阶段最低，随后不断增加。MUFA、PUFA均在91～120d阶段最低，其变化规律与产奶量变化趋势刚好相反，在产奶量最高时（91～120d）其含量最低。

图1 SFA与泌乳天数的关系

图2 PUFA与泌乳天数的关系

图3 MUFA与泌乳天数的关系

3 小结

毛永江等采用方差分析研究体细胞评分与脂肪酸含量和组成的相关性时，未观察到SCS对SFA相对含量的显著影响；但相关和回归分析表明，SCS与乳中SFA相对含量呈显著负相关，回归方程的拟合度也在0.9，与PUFA呈显著正相关[3]。王小龙等研究表明正常乳的SFA含量最高，乳房炎呈弱阳性、阳性、强阳性时，随着炎症情况的加重SFA含量依次降低，MUFA和PUFA则呈相反趋势[4]。本研究中SFA变化趋势与上述研究相反，体细胞数低时含量最低；随体细胞数升高逐渐增加，MUFA和PUFA变化趋势与上述王小龙研究基本一致，但是在体细胞数≥100万个/mL阶段时降低；在体细胞数≥25万个/mL阶段后，SCC对三种脂肪酸含量影响不显著，这与上述毛永江的研究部分一致。不同研究测定结果不同，可能与体细胞数划分范围和测定方法不同有关。文中体细胞数＜15万个/mL应该属于正常优质乳范围，SFA:MUFA:PUFA比值为66:31:3，与牛奶中SFA、MUFA和PUFA的比值通常在70:25:5不同。

研究不同胎次对脂肪酸的影响发现，SFA含量在1胎次时最低，随着胎次的升高而增加，5胎及以上略有下降，PUFA、MUFA含量在1、2胎次较低，PUFA随胎次的升高而增加，而MUFA规律不明显。李聪等研究发现的基本规律是饱和脂肪酸含量初期较低，随胎次增加含量逐渐增加，到第5胎含量达高峰，6胎开始略有下降；而不饱和脂肪酸初期含量较高，随胎次增加含量逐渐下降[5]。王海滨等研究发现不饱和脂肪酸质量分数在1～5胎时分别为29.19%、32.29%、35.28%、32.91%、32.50%，即随胎次先升高，从第4胎开始下降[6]。

在季节对脂肪酸的影响方面，刘莉等对新疆地区不同季节牛乳粉脂肪酸含量和组成进行分析，结果表明冷季牛乳的乳脂率高于暖季，饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和总脂肪酸等指标也均为冷季高于暖季[7]。本研究发现广东地区冬春季节SFA含量高于夏秋季节，冬春季节MUFA、PUFA低于夏秋季节。这可能因两地气候不同，受冷热应激不同及饲草料质量、饲草配比和牧场管理等因素影响，导致奶牛对乳脂肪前体的摄取、利用和调节不同，并进一步影响奶牛的脂质代谢和脂肪酸组成。

据樊永亮等研究，在整个泌乳周期内SFA呈现随着泌乳时间延长先上升再下降的趋势，在第4个泌乳月达到高峰；MUFA与SFA趋势相反，随着泌乳时间的延长先下降再上升，低谷在第3～4个泌乳月；PUFA呈现持续下降的趋势[8]。Kgwatalala等研究发现SFA含量在泌乳前期至中期呈上升趋势，在泌乳后期呈下降趋势，而MUFA则呈下降趋势，PUFA的含量在整个哺乳期内保持相对稳定[9]。本研究表明三种脂肪酸的含量呈先下降后上升趋势，产奶量则呈相反趋势。