伊犁馬日產奶量與乳品品質及全期產奶量相關性分析

劉玲玲，武 運，耿 明，王 瓊，田 佳，王 軍，劉武軍，*

(1.新疆農業大學動物科學學院，新疆烏魯木齊830052;2.新疆農業大學食品科學學院，新疆烏魯木齊830052)

乳是一種懸濁液同時含有高濃度的可溶性物質如乳糖、乳蛋白、各種維生素和礦物質。不同種別動物的乳，其各種成分含量不同，乳中存在不同濃度的蛋白水解酶和酯酶，這也是乳中蛋白質和脂類變化的原因［1］。馬乳的營養價值高且又易于消化吸收，各種成分與人奶相近，是一種比較理想的飲用食品［2］。在我國內蒙古、新疆等地區，自古以來就有少數民族飲用酸馬奶的傳統習慣，且知酸馬奶可做醫藥用［3-7］。隨著人民生活水平的提高，馬奶產品以其獨特的營養特性和保健特性正被越來越多的人們所接受。由此可見在我國培育乳用型馬匹類型，開發馬奶飲品具有廣闊的市場前景。伊犁馬是我國自己培育的著名馬匹品種之一，是以速度快、挽力好、適應性強而著稱的乘挽兼用型優良馬種，同時又具有良好的產乳、產肉性能［8-9］。但目前國內對伊犁馬泌乳性能還未進行系統深入的研究。研究以伊犁河谷地區昭蘇馬場的50匹伊犁馬為研究對象，主要目的是通過最高日產奶量及早期泌乳性狀預測伊犁馬的全期產奶量，以及分析對乳蛋白率的影響因素，尋求馬乳成分與產量之間的最佳平衡點。培育出我國專門化的乳用馬品種對提高畜牧業收入，對改善牧民生活具有很高的經濟價值和社會價值［10］，而且當今世界上許多國家把牛奶品質作為衡量牛奶價格的標準，乳蛋白的價值尤其放在首位。奶農都希望產奶量高，且乳品質好，但在實際生產中很難做到［11］。因此尋求乳蛋白品質好且產奶量高的平衡點具有重要意義。利用伊犁馬最高日產及早期泌乳性狀對乳用馬全期產奶量進行預估，為進一步提高馬群產奶量和乳品質提供實驗依據，為早期選種和預測全期產奶量提供更加精確的依據;分析不同時間段、不同泌乳期及不同日的產奶量與成分之間的關系，為產奶量與乳成分之間的平衡點提供基礎依據。

表2 最高日產及早期泌乳性狀與全期產奶量統計(kg)Table 2 Statistics of maximum daily production and early lactation traits and the whole term milk yield(kg)

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

伊犁馬乳 采于伊犁昭蘇馬場。

DW-YW358A低溫冰箱 中科美菱低溫科技有限責任公司;MT-100乳成分測定儀 武漢格萊莫檢測設備有限公司;JN-50擠奶機 廊坊市頂天輕工機械有限公司;JY5002電子天平 上海高致精密儀器有限公司;50mL量筒及50mL采樣瓶 上海書培實驗設備有限公司;YJ-B011保溫箱 江蘇羽佳塑業有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 伊犁馬乳的提取 根據馬的生理特點，分別在12、14、16、18時利用擠奶機對伊犁馬進行擠奶;使用電子天平稱量并記錄，同時使用50mL的量筒量取四次奶樣，裝入取樣瓶中，然后放入保溫箱中，運輸至實驗室且保存在低溫冰箱中。

1.2.2 響應面實驗設計 選取不同日期(X1)(最低產奶日、中等產奶日、最高產奶日)、不同時間點(X2)(12、14、16 時)、不同泌乳期(X3)(泌乳第 1 月、泌乳第2～3月、泌乳第4～5月)為自變量進行三因素三水平的Box-Behnken Design的中心組合實驗設計，水平分別以-1、0、1編碼，以乳蛋白率為響應值Y，分析不同因素對乳品品質的影響。實驗因素水平見表1。

表1 響應面分析因子和水平表Table 1 Factors and levels of response surface experiments

1.2.3 產奶量測定及校正 高峰日即產奶量最高出現的時期，最高日產奶量即高峰日對應的產奶量，對伊犁馬的一個泌乳期的產奶量進行統計處理，制成泌乳曲線所求得，橫坐標為產奶日，縱坐標為產奶量;泌乳期短于120d的校正到120d，超過120d的截止至120d的產奶量;其中120d校正產奶量=實際產奶量×實際產奶天數對應的校正系數。

1.2.4 乳蛋白率的測定 將50mL的采樣瓶中的乳樣在自然狀態解凍，利用乳成分測定儀測定并記錄。

1.2.5 數據處理 采用薩伊金公式［12］計算母馬日產奶量，使用Excel對產奶量數據進行整理。采用單因素方差分析法計算出最高日產奶量、30、60、90d產奶量與全期產奶量的均值、標準差及相關系數(r)，再用F檢驗對相關系數進行顯著性檢驗。利用多元回歸分析法建立最高日產與全期產奶量的回歸方程。

2 結果與分析

2.1 最高日產及早期泌乳性狀與全期產奶量的表型參數

由表2可知伊犁馬群體最高日產奶量、30、60、90d產奶量及全期產奶量，其中最高日產奶量高于趙天佐［13］研究的伊犁馬最高日產奶量;30d產奶量高于鄧緋［14］研究中30d的產奶量，影響產奶量的原因可能是胎次、初產月齡、產犢季節等［15］，具體原因有待進一步研究。

2.2 最高日產量及早期泌乳性狀與全期產奶量的相關性分析

經統計分析，最高日產量及早期泌乳性狀與全期產奶量的相關系數(r)及顯著性如表3所示。

表3 最高日產量及早期泌乳性狀與全期產奶量相關Table 3 Correlation of maximum daily production and early lactation traits and the whole term milk yield

由表3可知，最高日產奶量與60d產奶量及90d產奶量呈極顯著正相關(p＜0.01);最高日產與30d產奶量及全期產奶量呈顯著正相關(p＜0.05);30d產奶量與60d產奶量及90d產奶量呈極顯著正相關(p＜0.01)，30d產奶量與全期產奶量呈顯著正相關(p＜0.05);60d產奶量與90d產奶量呈極顯著正相關(p＜0.01);90d產奶量與全期產奶量呈顯著正相關(p＜0.05)，這與 Magdalena等［16］報道相一致。隨著天數的增加，相關系數呈正態分布狀，30、60、90d產奶量與全期產奶量相關系數相差不大，符合產后2～3個月馬匹泌乳達到高峰，此階段的產奶量基本反映馬個體泌乳的潛力，因此可以用30、60d產奶量預測全期產奶量［17］。

2.3 通過最高日產及早期泌乳性狀預測全期產奶量

按生物統計回歸方程建立的方法，建立最高日產量及早期泌乳性狀與全期產奶量的回歸方程，并用該回歸方程預測的產奶量與實際產奶量進行相關分析，其相關系數均列于表4。

表4 回歸方程及其預測產奶量與實際產奶量的相關系數Table 4 Correlation coefficient of regression equation and its prediction and the actual milk yield

由表4可知，通過最高日產與全期產奶量建立回歸方程，其預測出的產奶量與實際產奶量差異極顯著(p＜0.01);30d產奶量與全期產奶量建立回歸方程，其預測的產奶量與實際產奶量差異顯著(p＜0.05)。本研究對伊犁馬產奶量的分析得出，最高日產與全期產奶量呈顯著正相關(p＜0.05)，且相關系數為0.817。本研究結果與前人奶牛相關研究結論類似，劉賢俠［18］奶牛產犢胎次、產犢年份、90d產奶量、最高日單產與305d產奶量的相關分析，建立回歸方程，進行顯著性檢驗，結果均極顯著(p＜0.01);張慧林［19］利用最高月產奶量、90d奶量、高峰日等泌乳前期產奶指標對305d奶量進行相關分析，結果表明高峰日、最高月產奶量、90d奶量與305d奶量分別呈強正相關;宋乃社［20］得出最高日產奶和高峰后奶量與305d奶量呈強正相關結論;劉紅霞［21］研究最高日產和305d產奶量相關分析，結果表明最高日產和305d產奶量存在高的正相關。本研究中最高日產與全期產奶量相關系數超過0.8，且呈正相關。已經有報道［20，22］奶牛最高日產、早期泌乳性狀對 305d產奶量的影響，認為可以利用最高日產和早期泌乳性狀對305d產奶量進行預測。

2.4 最優回歸方程的建立

通過檢驗，最高日產奶量、30d產奶量對全期產奶量的預測較準確，因此利用最高日產及30d產奶量建立最優回歸方程，回歸系數及常數見表5。

表5 回歸系數及常數輸出結果Table 5 Results of regression coefficients and constant output

由表5可知，通過最高日產奶量(X1)及30d產奶量(X2)能夠建立預測全期產奶量的方程，方程式為y=408.44+43.28X1-0.27X2。

2.5 響應面實驗結果分析

表6 Box-Behnken實驗設計與數據分析Table 6 Experiment design and data analysis of Box-Behnken

2.6 回歸模型分析

對模型進行回歸方程系數顯著性分析見表7。

由表7可知，模型中二次項X22、X32差異極顯著(p＜0.01);一次項X1差異顯著(p＜0.05)，表明實驗因素對響應值(乳蛋白率)的影響不是簡單的線性關系，而是一種非線性關系。

2.7 最佳乳蛋白率條件的確立和模型驗證實驗

利用Design-Expert軟件預測乳蛋白率達到最大值時各因素的最佳水平。結果發現，當X1(不同日)為8.17kg，X2(不同時間段)為 13.95h，X3(不同泌乳期)為2～3月，乳蛋白率達到最大值2.79%。為了方便實驗條件的控制，確定最佳乳蛋白率因素是不同日產為8.17kg，時間點為14h，泌乳期第2～3月。為了驗證結果的可靠性，在最佳條件下進行了3組平行實驗，所得乳蛋白率平均值為2.48%，預測值與驗證實驗的平均值接近，說明該模型能夠預測乳蛋白率的高低。泌乳第1個月乳脂率、乳蛋白率都很高，這是由于圍產期后期會適當進行補飼，使奶牛的乳腺細胞得以修復，使得產后泌乳的產量和質量都處于較高水平，乳脂率和乳蛋白率也高［23］，而這種高峰也只能維持1個月，隨著泌乳高峰的到來，產奶量迅速上升，而乳蛋白率則呈明顯下降趨勢;泌乳高峰過后，產奶量逐漸下降，乳脂率、乳蛋白率則持續緩慢上升［24］。在伊犁馬泌乳期的不同時期，其采食量和需要量不同，提供的日糧會隨之不同。為保證高產奶量或處于泌乳高峰期能量負平衡的正常代謝和乳品質，在不增加日糧中淀粉含量和纖維含量的情況下，就要補飼脂肪［25-26］。在王東衛［27］等對荷斯坦奶牛不同時間點乳樣的研究中，乳脂、乳糖在中午時最高，乳蛋白在下午時最高，與本研究乳蛋白的含量在下午達到最高的結果一致。

表7 Box-Behnken實驗方差分析Table 7 Variance analysis of Box-Behnken design test

3 結論

經相關分析，伊犁馬最高日產奶量、30d產奶量及90d產奶量與全期產奶量存在顯著相關，通過最高日產奶量的整套回歸方程預測的產奶量與實際產奶量呈極顯著的正相關關系，利用30d產奶量與全期產奶量建立的回歸方程，預測產奶量與實際產奶量呈顯著的正相關關系。

通過多元回歸分析，最高日產奶量及30d產奶量對全期產奶量的直接作用較大。應用回歸方程預測的產奶量與實際產奶量呈顯著的正相關，利用最高日產及30d產奶量來預測全期產奶量是可行的。

在泌乳期第2～3月、采樣時間點為14時、日產奶量在8.17kg時，乳蛋白率為最好2.79%。

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