飼喂十字花科類植物對生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量的影響研究

吳劍平，張 鑫，顧 欣，李丹妮，嚴 鳳，方絲蕓

(上海市獸藥飼料檢測所，上海 201103)

牛乳中含有豐富的營養物質，為微生物提供了良好的生長環境，因此牛乳極易腐敗變質。在牛乳中添加硫氰酸鈉后可有效抑菌、保鮮及延長牛乳的保存期，但是，硫氰酸鈉也是毒害品，過量攝入會對人體造成危害，2008年12月衛生部發布的《食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑名單(第一批)》中明確規定硫氰酸鈉屬于違法添加物質。據文獻報道［1-2］，硫氰酸鈉作為硫代糖苷和生氰糖苷的代謝產物而普遍存在于生鮮牛乳中，十字花科類植物因為富含硫代糖苷而可能成為非人為添加的生鮮牛乳中硫氰酸鈉的主要來源之一。我國奶牛作為青飼料經常飼喂的十字花科類植物包括花椰菜、卷心菜和一些甘藍菜的莖葉，油菜花屬于十字花科類蕓苔屬，其榨油后的菜籽餅也被常用作奶牛的蛋白補充飼料。因此，有必要研究飼喂十字花科類植物對生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量的影響，以確定生鮮牛乳中非人為添加的硫氰酸鈉含量本底值。

目前已建立了高效液相色譜法與毛細管色譜法檢測牛奶中硫氰酸鈉含量，其中高效液相色譜法具有定量準確、專一性強的特點［3-4］。該方法可適用于生鮮乳和巴氏滅菌成品乳，檢測限可達到0.2 mg/kg，定量范圍0.5 ～50 mg/kg，精確度 ＜10%，回收率＞90%。本研究通過該方法檢測生鮮牛乳中的硫氰酸鈉含量，通過對所得含量數據進行分析得到飼喂十字花科類植物對生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量的影響規律。

1 儀器、材料與試藥

1.1 儀器 Waters高效液相色譜系統(2695-2998二極管陣列檢測器，Empower?色譜工作站);高速冷凍離心機(Allegra X-22R，BECKMAN COULTER);AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司;減壓旋轉蒸發儀(B-490，BUCHI);十八烷基硅烷鍵合硅膠色譜柱(Agela-ASB?C18，250 mm ×4.6 mm，5 μm)。

1.2 材料與試藥 堿性氧化鋁SPE固相萃取柱(Agela-Cleanert? ，1000 mg ×6 mL);硫氰酸鈉(98.5%，ALDRICH);磷酸(分析純);三乙胺(分析純);乙睛(色譜純);甲醇(色譜純);正丙醇(分析純);去離子水(自制，電阻率＞10 MΩ·cm)。

2 方法和結果

2.1 色譜條件 色譜柱：Agela-ASB-C18(250 mm ×4.6 mm，5 μm);流動相為磷酸鹽緩沖液∶甲醇=95∶5;柱溫30℃;流速0.8 mL/min;檢測波長228 nm;進樣量10 μL。在上述色譜條件下，對空白、標準工作溶液和樣品溶液進行系統適用性試驗，典型色譜圖如圖1所示。

圖1 典型色譜圖

2.2 前處理條件 精密量取樣品5.00 mL，置50 mL具塞離心管中，加入乙睛15 mL，密塞強烈振搖提取3 min后，至高速冷凍離心機中，4℃下8000 r/min離心3 min，小心取出全部上層清液，過堿性氧化鋁SPE柱，擠干，收集全部流出液于100 mL梨型瓶中，加入1 mL正丙醇，置60℃恒溫水浴中減壓旋轉蒸發至干，精密加入1.00 mL磷酸鹽緩沖液，振蕩溶解后，置2 mL TIP離心管中，14000 r/min離心3 min脫脂后取水層溶液過 0.45 μm濾膜，待測。

2.3 動物實驗

2.3.1 實驗動物的選取與分組 選用健康的產奶乳牛20頭，產奶階段、產奶量、體重、胎次和年齡基本相近，分為空白組、卷心菜葉組、花椰菜葉組、2倍花椰菜葉組，每組各5頭，記錄每頭奶牛的編號，在開始試驗前停止飼喂含十字花科類植物的青飼料1個月。

2.3.2 實驗動物的飼喂 各實驗組除青飼料以外其他日糧相同，每日分三次定時飼喂(凌晨3：00，上午10：00，午后17：00)，其中精飼料每頭份每餐4 kg，配方為玉米48%、大麥10%、麩皮5%、玉米皮8%、豆粕9%、DDGS 15%、磷酸鈣2%、蘇打1.5%、碳酸鈣1.5%、食鹽1%;粗飼料每頭份每餐6 kg，主要為干牧草與干花生莖葉。青飼料依據組別各不相同，具體每餐每頭份飼喂情況如表1所示。

表1 實驗動物每餐每頭份飼喂量表

2.3.3 試樣的采集 采用人工擠奶方式，每天進行三次采奶，具體時間為每次投料飼喂之后。擠奶前對每個乳頭進行消毒液消毒，并將消毒液擦拭干凈后進行擠奶，棄去每個乳區的前20 mL乳液，每個乳頭分別采樣50 mL，混合均勻后進行封裝。樣品使用保溫箱與冰袋進行冷藏運輸，采樣當日進行含量測定。

2.3.4 組內個體差異的排除 對卷心菜葉組5頭牛分別進行了連續5 d早中晚共計15次采樣測定，其結果見圖2。將每次采樣的均值作為基準大部分數據點都落在其正負3倍標準偏差范圍內，該結果說明，該組參與試驗的牛中除了有4個數據點未落在3倍標準偏差范圍內的B4號牛都基本處于正常情況，沒有顯著的組間差異，其含量可以用除B4號牛之外的4頭牛所產生鮮乳的含量均值進行分析，其他三組也以相同方法進行數據處理。

圖2 組內個體差異圖

2.3.5 日內差異的排除 對B組飼喂卷心菜葉的連續5 d日間三次所采得奶樣進行了含量測定，將其含量均值作圖，其結果見圖3。所得結果表明，同一天內早中晚三次采樣的數據沒有超過同組當日均值的正負3倍標準差范圍，其差異并不顯著，而大部分情況下中午所采集的奶樣接近均值，因此可以取中午所采集點的數據表征當日含量值。

圖3 日內個體差異圖

2.3.6 4組加量飼喂試驗 對所有進行試驗的4組奶牛停止飼喂青飼料一個月后，按照飼喂計劃開始加量飼喂試驗，取各組中午11：00飼喂之后所采生鮮乳進行高效液相色譜法檢測其中硫氰酸鈉含量，取沒有異常情況的樣品含量均值與標準差作圖，其結果見圖4。所得結果表明，通過比較每組當日含量均值及其加減標準差后的范圍，飼喂十字花科類植物的B、C、D三組的乳中硫氰酸鈉含量顯著高于空白對照組;且其加減標準差后的范圍也不與之有重疊，三組中飼喂卷心菜葉的B組乳中硫氰酸鈉含量顯著低于飼喂花椰菜葉的C組與D組;C組與D組相比，D組乳中硫氰酸鈉含量的上升速度較快，但是在6 d以后兩組的乳中硫氰酸鈉含量趨于穩定后，含量接近且其加減標準差的范圍重疊，因此其差異并不十分顯著。

圖4 4組加量飼喂試驗(各個時間點的SD值)

2.3.7 體內消除試驗 飼喂8 d后飼喂花椰菜葉的C組與D組乳中的硫氰酸鈉含量趨于穩定且其含量趨同。從第9天開始對D組進行停止飼喂花椰菜葉的體內消除試驗，同時對繼續按時按量飼喂花椰菜葉的C組和空白對照組進行采樣測定，所得結果見圖5。通過比較每日含量均值與其加減標準差的范圍，所得結果表明停止飼喂花椰菜葉3 d后，D組乳中硫氰酸鈉含量相比正常飼喂的C組有明顯下降，當到達5 d之后D組的含量均值到達第一個平臺期，當到達9 d后其含量又再次快速下降，到11 d又達到第二個平臺期，且其含量值與空白對照組A組的含量趨同。

圖5 消除規律圖(各個時間點的SD值)

3 討論

研究表明，十字花科類植物富含產生硫氰酸鹽的生氰糖苷和異硫糖苷，云苔屬類植物可達100 mg/kg，甘藍類植物也可達到 250 mg/kg［6］，但未有關于奶牛飼喂十字花科類植物對產奶中硫氰酸鈉含量影響的研究。據國外文獻報道，南美洲個體奶牛間的生鮮乳中硫氰酸鈉含量在2.3～35 mg/kg范圍內，其中未經人為添加的散裝生鮮乳中硫氰酸鈉含量大約為8 mg/kg［7］，而一般采用乳過氧化酶體系進行保鮮處理的生鮮乳中需要人為添加15 mg/kg以上。因此，在實際生產中生鮮牛乳中非人為添加的硫氰酸鈉含量應在2～15 mg/kg范圍內，而飼喂十字花科類植物作為青飼料其每頓的飼喂量難以超過5 kg，試驗中若再增加飼喂量，容易造成奶牛消化不良拉稀。通過對乳中硫氰酸鈉含量的安全評價可知［1］，乳中硫氰酸鈉含量在20 mg/kg以內是安全的，因此從本文的研究結果看，按正常量飼喂十字花科類植物不會造成生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量超過正常水平。

在相同飼喂條件下，同組正常乳牛所分泌的乳中硫氰酸鈉含量應符合隨機分布，因此其中個體含量落在其組內均值的正負3倍標準差范圍內的概率應大于99.73%［5］，因此認為其中超出范圍的點偏離了組群的正常水平，判定為異常數據點，而當某試驗動物連續出現異常數據時應該舍棄該動物所提供的實驗數據。正是基于此原理對試驗數據進行了組內個體差異和日內差異的消除，確定了加量飼喂試驗與體內消除試驗的數據采集方式。

通過加量飼喂試驗可知，當同樣處于停止飼喂青飼料的奶牛開始飼喂十字花科類植物后其乳中硫氰酸鈉含量明顯高于仍然停喂青飼料的空白對照組，說明飼喂十字花科類植物作為青飼料可使生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量提高;在飼喂量相同的情況下，花椰菜葉組的乳中硫氰酸鈉含量明顯高于卷心菜葉組，說明飼喂不同類型的十字花科類植物對乳中硫氰酸鈉含量的影響不同，花椰菜葉相比卷心菜葉可以使乳中硫氰酸鈉含量提高更多;在同樣飼喂花椰菜葉的兩組中，以兩倍于平時飼喂量飼喂的D組乳中硫氰酸鈉含量升高較快，但是當其含量升高至趨穩后，兩者的含量均達到6～7 mg/kg，較為接近，說明當十字花科類植物的飼喂量達到一定水平后，再提高飼喂量對生鮮乳中硫氰酸鈉含量的提高幫助不大，推測可能是乳牛本身對硫代糖苷和生氰糖苷的吸收轉化率有一定的極限。另外，在停止飼喂一個月后的空白對照組在試驗過程中始終能檢測到乳中硫氰酸鈉含量在1～2 mg/kg，而且在體內消除實驗的過程中也能檢測到其始終維持在這一水平，說明飼喂十字花科類植物不是影響生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量的唯一因素。

通過體內消除試驗可知，當乳中硫氰酸鈉含量趨穩的飼喂組停止飼喂3 d后就能觀察到其乳中硫氰酸鈉含量的明顯下降，但到5 d時會下降到達第一個平臺期，推測可能與牛的反芻現象有關，其積存在瘤胃中的十字花科類植物通過反芻維持了其乳中硫氰酸鈉的含量，而當達到9 d以后其乳中硫氰酸鈉含量再次下降，直至達到與空白對照組相近的水平，驗證了本市天然生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量的影響主要來自于十字花科類植物。

［1］顧 欣，黃士新，李丹妮，等.乳中硫氰酸鹽對人類健康的風險評估［J］.中國獸藥雜志，2010，44(9)：45-49.

［2］李 鮮，陳昆松，張明方，等.十字花科類植物中的硫代葡萄糖苷的研究進展［J］.園藝學報，2006，37(3)：15-17

［3］吳劍平，顧 欣，李丹妮，等.高效液相色譜法檢測牛奶中硫氰酸鈉質量濃度［J］.中國乳品工業，2011，39(7)：44-46.

［4］吳劍平，顧 欣，李丹妮，等.毛細光電泳法檢測牛奶中硫氰酸鈉質量濃度［J］.中國乳品工業，2012，40(3)：53-56.

［5］GB/T 4091-2001，常規控制圖的理解與實施［S］.

［6］WHO.Evaluation of Certain Food Additives and Contaminants［R］.Geneva，1990.

［7］Ponec C.Reports of Field Studies from Cuba and Other South-American and Centeral-American coutries Personaled at the Technical Meeting on the Benefits and Potential Risks of the LP-system of Raw milk Preservation［R］.Rome，2005.