东湖杂交绵羊奶不同月份常规营养成分及相关性分析

王 丽,宋红卫,张 瑞 ,肖宇航,张希云,徐文芳,张金生,张 磊*,宋宇轩*

(1. 西北农林科技大学 动物科技学院,陕西 杨凌 712100;2. 菏泽市食品药品检验检测研究院,山东 菏泽274000;3. 甘肃元生农牧科技有限公司,甘肃 金昌 737000;4. 千阳县畜牧兽医工作站,陕西 宝鸡721100)

随着我国居民生活水平的提高,近年来具有高营养、易消化的羊乳相关产品广受消费者欢迎,羊乳产业展现出较大的市场潜力。但我国的羊乳产品主要以山羊乳为主,奶源结构较为单一[1],而绵羊乳的快速发展正逐渐打破这一局面。奶绵羊产业是奶羊产业的重要组成部分,在世界各地呈现快速增长的态势。奶绵羊目前在我国西部省份已经开始规模化养殖,产奶量亦快速增长[2]。绵羊奶属于优质、高端特色奶,市场前景极为广阔。绵羊奶的营养价值较高,其蛋白质、脂肪、固形物含量均显著高于山羊奶和牛奶,且营养成分较接近人乳,也是生产婴儿代乳粉的理想奶源[3-5]。此外,绵羊奶比牛奶和山羊奶易消化,特别适合胃酸分泌过多、胃炎、胃溃疡的病人以及胃肠功能差的婴儿、老人饮用,且具有一定护肤、抗炎、抗衰老等医疗保健作用[6-7]。

泌乳性能是奶畜重要的经济性状之一,东佛里生羊是目前世界绵羊品种中泌乳性能最好的品种之一,已被许多国家引进并使用其纯种羊群或通过杂交提高地方品种绵羊的产乳性能,以促进当地羊奶产业的发展[8-9],东佛里生羊也是我国主要引进的奶绵羊品种。除泌乳性能外,乳品营养成分也是一项重要指标。研究表明,乳品营养成分除受品种、营养、管理等相关因素影响外,其与泌乳季节也存在相关关系。程蕾等[10]研究发现,奶牛夏季的乳脂肪、乳蛋白和干物质含量最低;秋季的乳脂肪含量最高,且稍高于冬季;冬季的乳蛋白和干物质含量最高。奶水牛在夏季的产奶量、乳脂率、总固体含量、非脂固体含量低于其他季节[11]。然而,不同地区绵羊奶成分随泌乳月份的变化规律的相关研究仍是空白。为研究不同泌乳月份绵羊奶常规营养成分的变化规律,本试验以东佛里生羊和湖羊杂交产生的东湖奶绵羊为研究对象,进行常规营养成分检测及其相关性分析,建立相关拟合模型,为更好地推广绵羊奶,制定科学合理的奶绵羊饲养管理措施,提高奶绵羊生产水平和产品质量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与样品采集

本试验于2022年1月至12月在甘肃省金昌市元生农牧科技有限公司奶绵羊生态牧场进行。选择同期发情、健康无疾病且处于同一泌乳期的东湖杂交泌乳羊,日均泌乳量在1.5～1.9 kg左右。母羊饲养与管理水平一致,自由饮水,定期对羊舍消毒打扫,每天观察确保羊只的健康,日粮组成及营养水平见表1。每月25日的08:00和18:00于奶罐中各采集混合奶样5份,每份50 mL,连续采集12个月,共采集奶样120份,各奶样充分混匀后用干冰保存后运往实验室,4 ℃低温保存备用。

1.2 检测指标

检测前使用恒温水浴锅将样品预热至室温,反复震荡摇匀,采用全自动乳品分析仪(UL40AC,杭州科大优创有限公司)分别测定乳脂、乳蛋白、乳糖、总固形物、非脂固形物、密度、冰点、灰分、电导、pH等指标,按照仪器使用说明书进行操作。每个样品重复测定3次,取平均值进行分析。同时每天对检测仪器进行控制样的监测,确保仪器准确性和重复性在可控范围内。

1.3 数据统计分析

使用Excel软件初步进行数据整理,剔除异常数据。运用SPSS 26.0软件的单因素方差分析中Duncan多重比较对数据进行分析,对各指标间采用多项式模型拟合,运用双变量相关中的皮尔逊(pearson)相关系数对各乳成分进行相关性分析,以分析不同泌乳月份对乳成分的影响及各乳成分间可能存在的关联。结果以“平均值±标准差”表示,P<0.05为差异显著,P<0.01表示差异极显著。

表1 日粮组成及营养水平Table 1 Diet composition formula and nutritional components

2 结果与分析

2.1 不同月份奶绵羊乳成分的描述性统计

由表2可知,不同月份显著影响总固形物、乳蛋白、乳脂、非脂固形物、乳糖等常规营养成分。在12个月中,总固形物含量在1、10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于11月达到最大值20.87;非脂固形物含量在1、10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于11月达到最大值12.94;乳蛋白在10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于11月达到最大值6.50;乳脂含量在1、10、11、12月之间不显著但显著高于其他月份,并于1月达到最大值8.20;乳糖含量在9、10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于10月达到最大值5.40;pH在1、2、10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于11月达到最大值7.18;灰分在1、2、10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于11月达到最大值0.96;密度在各个月份之间差异不显著;电导在6、7月之间差异不显著但显著高于其他月份,并于7月达到最大值3.20;冰点在2、10、11、12月之间差异不显著但显著高于其他月份。

2.2 绵羊乳成分随月份的变化规律

2.2.1 泌乳月份与总固形物、乳脂、非脂固形物、乳蛋白、乳糖的关系 泌乳月份与总固形物的关系见图1A。由图1A可见,随着泌乳月份的增加,总固形物呈先下降后上升的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与总固形物之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与乳脂的关系见图1B。由图1B可见,随着泌乳月份的增加,乳脂呈先下降后上升的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与乳脂之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与非脂固形物的关系见图1C。由图1C可见,随着泌乳月份的增加,非脂固形物呈先上升后下降再上升趋于平稳的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与非脂固形物之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与乳蛋白的关系见图1D。由图1D可见,泌乳随着月份的增加,乳蛋白呈先上升后下降再上升,到11月到达峰值,之后趋于平稳的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与乳蛋白之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与乳糖的关系见图1E。由图1E可见,随着泌乳月份的增加,乳糖呈平稳的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与乳糖之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

2.2.2 泌乳月份与pH、灰分、密度、电导、冰点和温度的关系 泌乳月份与pH的关系见图2A。由图2A可见,随着泌乳月份的增加,pH略有下降再上升后趋于平稳。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与pH之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与灰分的关系见图2B。由图2B可见,随着月份的增加,灰分呈先下降再上升的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与灰分之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与密度的关系见图2C。由图2C可见,随着泌乳月份的增加,密度呈现出基本不变的趋势。

图1 A-E月份与总固形物、乳脂、非脂固形物、乳蛋白和乳糖的关系Fig.1 A-E Relationship between months and total solids, fat, non-fat solids,protein,and lactose

图2 A-E月份与pH、灰分、密度、电导和冰点的关系Fig.2 A-E Relationship between months and pH,ash,density,conductivity and freezing point

泌乳月份与电导的关系见图2D。由图2D可见,随着泌乳月份的增加,电导呈先下降再上升再下降的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与电导之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

泌乳月份与冰点的关系见图2E。由图2E可见,随着泌乳月份的增加,冰点呈先下降再缓慢上升后下降的趋势。根据相关系数显著性判断标准,泌乳月份与冰点之间的关系为差异极显著(P<0.01)。

2.3 绵羊乳常规营养成分之间的相关性分析

由表3可知,乳脂与非脂固形物、总固形物、乳糖、乳蛋白、pH、灰分之间呈显著正相关(P<0.05),与冰点呈极显著负相关(P<0.01);非脂固形物与乳糖、蛋白质、总固形物、灰分、密度两两之间呈显著正相关(P<0.05),除灰分外,均与冰点呈极显著负相关(P<0.01);pH与总固形物、非脂固形物、乳蛋白、灰分、冰点、密度呈显著正相关(P<0.05);另外,乳蛋白与非脂固形物的相关性达0.999;电导率与其他指标间无相关性。

表3 绵羊奶各乳成分两两间相关性分析Table 3 Correlation analysis of each milk component in sheep milk

3 讨 论

3.1 不同泌乳月份对常规营养成分的影响

乳蛋白、乳脂、总固形物、乳糖、非脂固形物等是绵羊奶中重要的常规营养成分,泌乳月份对其具有一定影响,变化规律亦有所差异。

乳成分的变化受到多种因素的影响,如品种、泌乳期、饲养与管理等,在本研究中,所有羊只均处于同一泌乳阶段,均饲喂同一种日粮,除月份差异外其余条件均相同。吴锦波等[12]研究表明,不同月份下非脂固形物、蛋白质、乳糖等均差异显著;杨续金等[13]研究表明,不同泌乳期对绵羊奶总固形物、乳脂影响极显著,对蛋白质影响显著,对乳糖影响不显著;李卫娟等[14]研究表明,不同月份对山羊乳乳脂、乳蛋白、总固形物、乳糖影响显著,这些与本研究结果基本一致。本研究结果表明,泌乳月份对乳蛋白、乳脂、总固形物、乳糖、非脂固形物的影响差异显著。研究中部分结果不一致,可能是因为品种差异,不同品种的绵羊在基因层面上存在差异,其乳成分也会不同;不同的泌乳期对绵羊奶乳脂、乳蛋白、乳糖也有影响。另外在泌乳初期,乳脂含量较低,而乳蛋白、乳糖含量较高。随着泌乳时间的延长,绵羊奶乳汁中的脂肪含量逐渐增加,蛋白质含量在泌乳期间相对稳定,乳糖含量也相对稳定。此外,乳房炎是一种常见的疾病,在雨水较多和日照时间较长时,这种湿热的环境会引起绵羊乳房炎,这显著影响乳成分的变化。

本研究中,随着泌乳月份的增加,总固形物、非脂固形物、乳蛋白、乳脂总体呈现出先下降后上升的趋势,而乳糖的总体变化范围较小。乳糖还具有良好的渗透性,可以将外界水分吸收至乳腺上皮细胞中,以维持原有的浓度,因此与其他乳成分相比,乳糖含量所受到的影响相对较小[15-16]。马友记等[16]、张林鑫等[17]、朱江江等[18]研究表明,乳脂、乳蛋白、非脂固形物随着泌乳天数的增加,其含量呈现下降后上升的趋势,这与本研究结果一致,表明东湖杂交奶绵羊符合奶绵羊泌乳的一般规律且乳品质量较好。此外有研究表明,随着产奶量的增加,乳脂含量呈下降趋势,主要与泌乳期泌乳量的动态变化有关,产奶量越高,乳脂含量越低[19];夏季气温升高容易引起热应激,影响奶绵羊的采食量,摄入的能量减少,乳中的营养成分自然也会随之降低。乳成分是衡量奶畜经济价值的重要指标[20], Li等[21]研究表明,新西兰绵羊奶中平均乳蛋白占5.72%、脂肪占5.99%、乳糖占4.76%;赵丽丽等[22]研究表明,平均100 g绵羊奶中蛋白质占5.7%,脂肪占7.4%,乳糖占4.8%;吴鹏等[23]研究表明,代瑞绵羊乳中蛋白占6.78%、脂肪占9.76%、乳糖占3.82%。本研究表明结果,绵羊乳蛋白占6.4%、乳脂占6.9%、乳糖占5.4%,与上述研究基本一致,部分不同的原因可能是环境、遗传等因素。

3.2 各常规营养成分之间的相关性分析

奶绵羊常规营养成分之间存在一定的相关性,乳蛋白、乳脂、乳糖是奶中最主要的营养物质,是奶业核心竞争力的标志[24]。张林鑫等[17]研究的贵州黑山羊,乳脂与乳蛋白、冰点呈显著负相关;乳蛋白与非脂固形物、乳糖、冰点呈极显著正相关,且相关性达0.999;刘志安等[25]研究表明,乳脂与乳蛋白、乳糖呈显著负相关,而与总固形物呈极显著正相关。魏琳琳等[26]研究发现,奶牛乳脂率与乳蛋白率呈显著正相关。高树新等[27]研究表明,乳蛋白率与乳脂率呈极显著正相关。以上研究与本研究中乳脂、乳蛋白、非脂固形物、乳糖、总固形物、灰分、密度两两之间呈显著正相关部分结果一致,冰点与各乳成分间呈显著负相关,表明乳脂、乳蛋白、乳糖、总固形物、非脂固形物之间关系密切,且变化趋势也相同,均呈现出先下降后上升的趋势,这表明泌乳月份对这五种乳成分的影响具有一致性。而产生不一致的原因可能是品种、环境等因素,绵羊奶中脂肪颗粒的大小和密度相对较小,更容易分散在奶中,不会与乳蛋白发生太多的竞争作用。同时,由于绵羊奶蛋白质含量较高,更容易介导脂肪颗粒的分散和稳定,这可能也会促进乳脂和乳蛋白之间的正相关关系。此外绵羊奶还会受季节、饲料和其它生物学和环境因素的影响,这都是造成结果不一致的原因。

4 结 论

本研究中,不同泌乳月份对绵羊奶乳脂、非脂固形物、乳蛋白、乳糖、pH、灰分、电导、冰点均有显著影响;同时除灰分与冰点、电导率与其他营养成分无相关性外,其余各营养成分间均存在相关性,乳脂与乳糖之间差异显著,其他各乳成分两两之间差异极显著,为奶绵羊的实际生产和绵羊乳制品的开发提供科学的数据支持。