牛乳中體細胞數與脂肪酸含量的相關性分析

趙小偉，楊永新，黃冬維，趙輝玲，程廣龍*

牛乳中體細胞數與脂肪酸含量的相關性分析

趙小偉，楊永新，黃冬維，趙輝玲，程廣龍*

（安徽省農業科學院畜牧獸醫研究所，安徽 合肥 230031）

目的：研究牛乳中體細胞數（somatic cell count，SCC）對乳脂肪酸含量的影響。方法：采集474 頭處于泌乳早期（30～100 d）的中國荷斯坦奶牛乳樣，測定乳中SCC及各種脂肪酸單體的含量，分析乳中SCC對脂肪酸相對含量的影響及相關性。結果：SCC極顯著影響乳中C4∶0、C16∶1、cis9, trans11-CLA和C18∶3n3脂肪酸單體的含量（P＜0.01）。同時，隨著乳中 SCC的升高，多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）的相對含量也顯著增加（P＜0.05）。相關性分析顯示乳中SCC與PUFA含量呈極顯著正相關（P＜0.01），與短鏈脂 肪酸含量呈顯著負相關（P＜0.05）。結論：研究結果初步揭示了乳中SCC與乳脂肪酸相對含量的關系，為進一步揭示SCC對牛乳品質的影響提供了依據。

體細胞數；脂肪酸；相關性；牛乳

體細胞數（somatic cell count，SCC）是指每毫升牛奶中的細胞數量，主要由白細胞（巨噬細胞、淋巴細胞、多形核嗜中性白細胞）和少量的乳腺組織上皮脫落的細胞組成。牛乳中SCC的高低可直接反映奶牛乳房的健康狀況[1]。通常牛乳中SCC的增加主要是血液中的中性粒細胞進入感染泌乳，其中90%是多形核嗜中性白細胞，SCC越高，牛乳受病原菌污染的風險就越大[2]。一般當牛乳中SCC含量超過2×105個/mL時，奶牛乳房組織將疑似受到細菌感染[3]，而當SCC超過5×105個/mL時，奶牛乳房炎的發病率將會大大增加[4-5]。

SCC的高低與牛乳產量及品質密切相關。已有研究表明，乳中SCC與牛乳產量呈顯著負相關[6-10]。乳成分也發生顯著變化，如酪蛋白、乳脂肪等含量下降[11]，乳清蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白[12-13]及氧化代謝產物丙二醛[14-15]等含量升高。同時，伴隨著乳中SCC的升高，乳及乳制品的貯存時間也顯著降低[16-17]。脂肪酸是乳脂肪的重要組成部分，主要來源于乳腺組織的內源從頭合成和從血液中的直接攝取[18]，奶牛乳腺組織健康與否將會間接影響乳脂肪酸的含量及組成[19]。已有研究證實，奶牛亞臨床[20-21]或臨床[22]型乳房炎對牛乳中脂肪酸含量及組成有一定的影響。而關于不同SCC條件下與乳脂肪酸相對含量的相關性研究仍然比較少。為此，開展SCC與乳脂肪酸相對含量的相關性分析，旨在進一步揭示SCC與牛乳品質的關系。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛奶樣品采集：選擇 體況相近、胎次為1～4 胎、無臨床乳房炎、處于泌乳早期（30～100 d）的中國荷斯坦奶牛474 頭（來源于安徽合肥、蚌埠、滁州等地區的奶牛場，奶牛 養殖規模均在400 頭以上），根 據不同采樣地區奶牛場的擠奶次數，取全天混合乳樣（按早、中、晚4∶3∶3或早、晚5∶5體積比例混合）80 mL，其中50 mL加入防腐劑后4 ℃冷藏待測體細胞數，另一份30 mL分裝于3 只10 mL離心管內凍存于-20 ℃待測乳脂肪酸組成。

1.2 儀器與設備

Matic 5000體細胞測定儀 丹麥Foss公司；6890Ⅱ氣相色譜儀 美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 SCC分析

取出冷藏在4 ℃條件下的乳樣，38 ℃水浴約20 min后，測定牛乳中 的體細胞數。

1.3.2 乳脂肪酸含量測定

取出凍存在-20 ℃條件下的乳樣，室內常溫條件下解凍，取2 mL奶樣，利用正己烷與異丙醇的混合液提取牛乳上清液中的脂肪，然后對溶有脂肪的正己烷液體進行酸堿甲酯化處理（重復1 次），分析方法參照Bu Dengpan等[23]。

脂肪酸甲酯利用氣相色譜儀進行檢測，使用C17∶0為內標 物。采用SP-2560毛細管柱（100 m×0.25 mm，0.2 μm）結合二階程序升溫分離檢測：初始爐溫170 ℃維持30 min，隨后以1.5 ℃/min升溫至200 ℃，維持20 min，繼續以5 ℃/min升溫到220 ℃，維持20 min。注射和檢測溫度維持在240 ℃。所有脂肪酸根據已知脂肪酸標準物的保留時間來確定。總脂肪酸甲酯含量和單一脂肪酸甲酯含量按公式（1）～（3）計算：

式（2）、（3）中：i為外標第i種脂肪酸；Ai為第i種脂肪酸的峰面積；Fi為第i種脂肪酸的相對校正因子。1.4 數據統計分析

本實驗的原始數據用Excel 2010軟件進行初步的整理，然后使用SAS 9.0統計軟件包中的PROC MIXED、CORR等程序進行相應的統計分析，顯著水平為P＜0.05，極顯著水平為P＜0.01。

2 結果與分析

2.1 SCC測定結果及其區間確定

表 1 不同SCC條件下樣品分布及平均值Table 1 The distribution and average values of SCC in different groups of milk samples

參考歐盟、美國、澳大利亞等奶業發達國家對收購生鮮乳中SCC的限定，本研究依據乳中SCC的高低劃分為A、B、C、D和E 5 個組，各組的樣本個數、樣品百分比、SCC變化范圍及SCC平均數等統計指標見表1。樣品比例最大的是A組，其次是E、B、D組和C組。由此可見，乳中SCC小于2×105個/mL的奶牛占45.57%，表明奶牛健康狀況良好，乳房沒有受到病原菌的感染；乳中SCC大于4×105個/mL的奶牛占41.56%，表明這部分奶牛疑似為隱性乳房炎，存在健康隱患。

2.2 SCC對牛乳中脂肪酸含量的影響

表 2 不同SCC對牛乳中脂肪酸單體含量的影響Table 2 Effects of SCC on the contents of milk fatty acidsTable 2 Effects of SCC on the contents of milk fatty acids

由表2可知，乳中脂肪酸單體C4∶0相對含量在A組和B組極顯著高于E組（P＜0.01），即隨著乳中SCC的增加C4∶0含量呈現降低趨勢。C16∶1相對含量在D組和E組中極顯著高于A組和C組（P＜0.01），而與B組無顯著差異。cis9, trans11-CLA相對含量在E組中極顯著高于A、B組和C組（P＜0.01），即隨著乳中SCC的增加cis9, trans11-CLA含量呈現升高趨勢；另外，C18∶3n3相對含量在C組中極顯著高于A、D組和E組（P＜0.01），在B組 中極顯著高于D組和E組（P＜0.01）。乳中SCC對乳中其他脂肪酸單體的相對含量沒有顯著的影響。

表 3 不同SCC對牛乳中不同類型脂肪酸含量的影響Table 3 Effects of SCC on the contents of different types of fatty acids in milk

由表3可知，SCC可顯著影響乳中多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）（P＜0.05）的相對含量，PUFA在E組含量最高，在A組含量最低，即隨著乳中SCC的增加PUFA含量也相應的增加。乳中SCC對乳中飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）、單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）、短鏈脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）（C4～C10）、中鏈脂肪酸（medium chain fatty acid，MCFA）（C11～C15，50% C16）和長鏈脂肪酸（long chain fatty acid，LCFA）（50% C16，C17～C24）的相對含量沒有顯著的影響。

2.3 SCC與各種類型脂肪酸含量間的相關性分析

表 4 SCC與各種類型脂肪酸含量間的相關性分析Table 4 Correlation analysis between milk SCC and fatty acids

由表4可知，SCC與SFA含量呈負相關，但差異不顯著，與MUFA和PUFA含量呈正相關，僅PUFA達到了極顯著水平（P＜0.01）。另外，SCC與SCFA、MCFA含量呈負相關，只有SCFA達到了顯著水平（P＜0.05），與LCFA含量呈正相關，但差異均不顯著。

3 討論與結論

3.1 SCC對乳中不同脂肪酸含量的影響

牛乳中的脂肪酸源于2 條途徑，短鏈及部分中鏈脂肪酸由瘤胃發酵產物乙酸、β-羥丁酸等在乳腺組織內的從頭合成，其余的脂肪酸來自乳腺組織從血液中的攝取[18]。日糧種類、泌乳日齡、胎次等因素都會影響牛乳脂肪酸組成，但是奶牛機體自身健康與否也會對乳脂肪酸組成及含量產生影響。常玲玲等[20]研究發現，健康奶牛與乳房炎奶牛乳中脂肪酸差異較大，乳房炎乳中脂肪酸總含量低于正常乳，只有C16∶1含量高于正常乳，其他脂肪酸含量均低于正常乳。這可能是奶牛乳房發生炎癥反應時，奶牛乳腺組織上皮細胞的數量和活性降低，進而可能會影響脂肪酸的合成、碳鏈的延長等生物學功能[19]。

牛乳中SCC的高低可以用來反映奶牛乳腺是否有炎癥反應，同時乳中高SCC可造成乳脂率降低[24]。進一步研究發現，SCC可顯著影響乳中C4∶0、C16∶1、C18∶3n3和PUFA的相對含量，C4∶0的相對含量表現下降趨勢，C16∶1和PUFA相對含量表現出一定的升高趨勢。毛永江等[25]研究表明，體細胞計數可顯著影響乳中C11∶0、C20∶0、C20∶3和C22∶6的相對含量，對乳中其他脂肪酸單體及SFA、MUFA、PUFA、SCFA和MCFA相對含量不產生影響。Miller等[22]研究發現，患有隱性乳房炎的奶牛乳中PUFA相對含量低于正常奶牛，而SFA和MUFA相對含量高于正常奶牛。研究結果不同的原因可能與奶牛采食的日糧及個體遺傳差異有關，所以這方面有待于進一步的深入探討。

3.2 SCC與各種類型脂肪酸含量間的相關性分析

乳中SFA、MUFA、PUFA的含量可用于反映牛乳的營養價值。不飽和脂肪酸主要來源于奶牛采食的日糧和長鏈飽和脂肪酸經過乳腺組織內的去飽和酶的脫飽和作用2 條途徑。本研究結果經過相關性分析表明，SCC與SFA呈負相關，與MUFA和PUFA含量呈正相關， PUFA含量達到了 顯著水平，這與毛 永江等[25]的研究 結果類似。出現這種結果的原因可能是當SCC逐漸升高時，乳腺組織內的從頭合成或去飽和酶的活性增強，使得PUFA含量逐漸增加，SFA含量表現下降趨勢，這方面還需要進一步的研究證實。

不同碳鏈長度 脂肪酸是牛乳中的重要營養成分，在天然的食品中，低于14碳的脂肪酸主要存在于反芻動物乳中。本研究發現，隨著乳中SCC升高，MCFA和LCFA相對含量有一定的增加，SCFA的相對含量減少，這與Randolph等[21]的研究結果相似。牛乳中的SCFA全部來自乳腺組織上皮細胞以瘤胃發酵產物為前體物的從頭合成，而LCFA則主要取決于奶牛采食的日糧，當牛乳中SCC升高時，反映奶牛乳腺組織有了一定的炎癥反應，乳腺組織上皮細胞的功能及活性受到了影響，所以會引起內源合成的脂肪酸減少，乳中SCFA相對含量降低，間接導致了LCFA相對含量升高。

綜上所述，牛乳中C4∶0的相對含量隨著SCC的升高而降低，乳中PUFA的相對含量隨著SCC的升高而增加；SCC與SCFA相對含量呈顯著負相關，與PUFA相對含量呈顯著正相關。研究結果初步闡述了乳中SCC與不同脂肪酸之間的關系，為進一步揭示SCC對牛乳品質的影響提供了依據。

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Correlation Analysis between Somatic Cell Count and Fatty Acid Compositions in Milk of Dairy Cows

ZHAO Xiaowei, YANG Yongxin, HUANG Dongwei, ZHAO Huiling, CHENG Guanglong*
(Institute of Animal Sciences and Veterinary Medicine, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China)

Purpose: The study was carried out to investigate the correlation between somatic cell count (SCC) and the profi le of fatty acids in milk of dairy cows. Methods: Four hundred and seventy four milk samples from early lactating (30–100 days) dairy cows with no clinical mastitis were determined for SCC and milk fatty acids. The effect of S CC on the contents of milk fatty acids and the correlation between SCC and milk fatty acids were analyzed by the software SAS 9.0. Resul ts: SCC had a signifi cant effect on C16:1, cis9, trans11-CLA and C18:3n3(P ＜ 0.01). The relative levels of polyunsaturated fatty acids (PUFA) were signifi cantly positively correlated with SCC in milk (P ＜ 0.05), but a signifi cantly negative correlation was found between SCC and short-chain fatty acids (SCFA) (P ＜ 0.01). Conclusions: These results reveal a negative correlation between SCC and SCFA in milk of dairy cows.

somatic cell count; fatty acid; correlation analysis; milk

TS252.2

A

1002-6630（2015）08-0167-04

10.7506/spkx1002-6630-201508030

2014-06-13

農業科技成果轉化資金項目（2013GB2C300216）；牛奶品質調控及乳房炎防控技術創新團隊項目（14C0403）

趙小偉（1985—），男，助理研究員，碩士，研究方向為奶牛營養與飼料。E-mail：xiaowei1986mm@163.com

*通信作者：程廣龍（1964—），男，研究員，學士，研究方向為奶牛健康養殖。E-mail：cgl0126@qq.com