黑龍江省安達地區牛乳中主要營養成分分析

崔素萍，孫美玲,，崔麗琴，劉術明，張洪微

(1.黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163319；2.黑龍江貝因美乳業有限公司，黑龍江綏化151400)

0 引言

黑龍江省安達市的牧場是國內優質草場，全國奶牛重點生產基地之一，具有得天獨厚的養牛和畜產品加工優勢。

英國學者Biye chen（2014）[1]認為，原料乳成份和理化性質的變化對乳品加工企業具有重要的意義。現有的研究證明，在一年的不同季節，牛乳中許多重要的成份和理化性質都會發生改變[2-5]。

黑龍江省安達地區有獨特的氣候特點，每年有5個月的月平均溫度低于0℃，并且常年晝夜溫差大。基本上每年10月至第二年的3月屬于枯草期，6月，7月，8月是盛草期。

本文擬對安達地區2010年1月至2013年12月的牛乳中乳蛋白質、乳脂肪和乳糖質量分數進行研究，分析原料乳中三大主要營養物質的變化規律，以期為獲得優質的牛乳提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料乳樣品的采集

1.1.1 采樣時間

收集了2010年1月-2013年12月黑龍江省安達地區乳品廠的檢測數據。

1.1.2 采樣地點及采樣方法

供試原料乳來自黑龍江安達地區各牧場和奶站的健康無病奶牛的綜合奶樣。

乳樣按牧場及奶站為最小單位進行蛋白質、脂肪及乳糖質量分數的檢測。乳樣采集完畢后，將其混勻，現場采集1 d的乳樣，取250 mL乳樣裝入已消毒的取樣瓶中，密封并迅速冷卻，在冰盒內冷藏，當天運回實驗室，測定乳中的常規營養成分。最終取全天原料乳平均數據進行統計分析。

1.2 儀器與設備

FT-120多功能乳成份分析儀：FOSS Analyticai AS公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 乳脂肪及乳蛋白質質量分數的測定方法

取搖勻后樣品50 mL，在水浴鍋中加熱至40℃左右，利用FT-120多功能乳成份分析儀，測定原料乳中脂肪及蛋白質的質量分數。

1.3.2 乳糖質量分數的測定方法

按照GB5413.5-2010方法進行，采用液相色譜法對乳糖質量分數進行檢測。

1.4 收集安達地區溫度資料

2010年1月至2013年12月的溫度資料，由安達市氣象站提供。

1.5 統計分析

利用SPSS12.0分析系統對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 安達地區溫度變化情況

統計2010年1月～2013年12月，每月的平均氣溫，結果如圖1所示。

圖1 2010年1月～2013年12月黑龍江省安達地區月平均溫度

由圖1可知，每年的1月、2月、3月、11月及12月，月平均溫度低于0℃，其它月平均溫度高于0℃；每年的1月、2月和12月，月平均溫度在-15～-22℃之間，其中，1月份月平均溫度最低為-21℃左右；每年的6月、7月、8月，月平均溫度在20～24℃之間，其中，7月份月平均溫度最高為24℃左右；2010年1月～2013年12月，安達地區溫度變化趨勢相同，各年間的溫度變化基本穩定。

2.2 原料乳中蛋白質、脂肪和乳糖質量分數變化的特點

2.2.1 季節變化特點

2010年1月～2013年12月，原料乳中乳蛋白質、乳脂肪和乳糖質量分數季節變化情況如表1所示。

表1 2010年1月～2013年12月原料乳中乳蛋白質、乳脂肪和乳糖質量分數季節變化特點

由表1可知，2010年1月～2013年12月，原料乳中乳蛋白質、乳脂肪和乳糖質量分數在年間、季節間都存在著差異；從2010年至2013年，乳蛋白質、乳脂肪的年平均質量分數呈遞減趨勢，乳糖質量分數呈增加趨勢。

乳蛋白質質量分數在每年的春季、夏季最低，春季和夏季間質量分數無顯著差異，每年的秋季、冬季質量分數顯著高于春、夏兩季，且秋季質量分數最高；乳脂肪質量分數在每年的春季、夏季顯著低于秋季、冬季，且夏季最低，秋季、冬季在全年最高，秋季、冬季兩季的質量分數并無顯著差異；乳糖質量分數的變化幾乎與乳蛋白質、乳脂肪質量分數變化相反。

2.2.2 乳蛋白質質量分數旬間變化規律

2010年1月～2013年12月原料乳中蛋白質質量分數旬間變化特點，結果如圖2所示。

由圖2可以看出，在2010年1月～2013年12月間，原料乳中蛋白質質量分數變化情況如下：

2010年全年，乳蛋白質質量分數大于3.0%，1月至6月上旬，蛋白質質量分數呈下降趨勢，6月中旬至12月下旬，蛋白質質量分數呈上升趨勢。其中，4月中旬至8月上旬，蛋白質質量分數在3.01%～3.09%間波動，且蛋白質質量分數全年最低；1月上旬至4月上旬、8月中旬至12月下旬，蛋白質質量分數在3.1%～3.2%間波動，9月下旬至12月下旬，蛋白質質量分數全年最高。

圖2 2010年1月～2013年12月原料乳中蛋白質質量分數旬間變化情況

2011年，1月至7月下旬，蛋白質質量分數呈下降趨勢，8月上旬至12月下旬，蛋白質質量分數呈上升趨勢。其中，2月上旬至8月下旬，蛋白質質量分數在2.96%～3.08%間波動，且6月中旬至7月下旬，蛋白質質量分數全年最低為2.96%～2.99%；1月、8月上旬至12月下旬，蛋白質質量分數大于3.0%；1月、9月上旬至12月下旬，蛋白質質量分數在3.1%～3.31%間波動，9月中旬至12月下旬，蛋白質質量分數全年最高為3.2%～3.31%。

2012年，除1月上旬，蛋白質質量分數為3.25%外，其它時間質量分數全部低于3.1%。3月下旬至9月中旬，蛋白質質量分數小于3.0%，在2.87%～2.98%間波動，其它時間蛋白質的質量分數大于3.0%，小于3.1%。

2013年，2月上旬至8月中旬，蛋白質質量分數低于3.0%，1月、8月下旬至12月下旬，蛋白質質量分數大于于3.0%，且8月下旬至12月下旬，蛋白質質量分數在3.05%～3.24%波動，并呈上升趨勢，9月下旬至12月下旬，蛋白質質量分數全年最高為3.2%～3.24%。

綜上所述，在2010年1月～2013年12月間，原料乳中蛋白質質量分數變化在年間、季節間及每年的各旬之間都存在一定的差異。但總趨勢是，每年的8月中、下旬至12月，蛋白質質量分數成上升趨勢，而每年9月中下旬至12月下旬，蛋白質質量分數全年最高；6月至7月，蛋白質質量分數全年最低。不同年間的乳蛋白質質量分數變化趨勢基本相同。

2.2.3 乳脂肪質量分數旬間變化規律

2010年1月～2013年12月原料乳中脂肪質量分數旬間變化情況如圖3所示。

由圖3可以看出，在2010年1月～2013年12月間，原料乳中脂肪質量分數變化情況如下：

2010年，1月至6月下旬，乳脂肪質量分數呈下降趨勢，7月上旬至12月下旬，乳脂肪質量分數呈上升趨勢。5月上旬至8月下旬，乳脂肪質量分數小于3.5%，在3.34%～3.47%間波動，且全年最低，其它時間，乳脂肪質量分數大于3.5%，在3.5%～3.76%波動。

圖3 2010年1月～2013年12月原料乳中脂肪質量分數旬間變化情況

2011年，1月至7月中旬，乳脂肪質量分數呈下降趨勢，7月下旬至12月下旬，乳脂肪質量分數呈上升趨勢。4月中旬至9月上旬，乳脂肪質量分數小于3.5%，在3.33%～3.49%間波動，且全年最低，其它時間，乳脂肪質量分數大于3.5%，在3.5%～3.71%波動。

2012年，1月至7月下旬，乳脂肪質量分數呈下降趨勢，8月上旬至12月下旬，乳脂肪質量分數呈上升趨勢。3月下旬至9月上旬，乳脂肪質量分數小于3.5%，在3.25%～3.48%間波動，且全年最低，其它時間，乳脂肪質量分數大于3.5%，在3.5%～3.71%間波動。

2013年，1月至6月下旬，乳脂肪質量分數呈下降趨勢，7月上旬至12月下旬，乳脂肪質量分數呈上升趨勢。3月下旬至9月上旬，乳脂肪質量分數小于3.5%，在3.25%～3.47%間波動，且全年最低，其它時間，乳脂肪質量分數大于3.5%，在3.5%～3.67%間波動。

綜上所述，在2010年1月～2013年12月間，原料乳中乳脂肪質量分數變化在年間及每年的各旬之間都存在一定的差異。但總趨勢是，每年的1月下旬至7月中、下旬，乳脂肪質量分數呈下降趨勢，每年的8月至12月乳脂肪質量分數成上升趨勢，而每年6月至7月，乳脂肪質量分數全年最低。不同年間的乳蛋白質質量分數變化趨勢基本相同。

2.2.4 乳糖質量分數變化規律

2010年～2013年原料乳乳糖質量分數變化情況如圖4所示。

圖4 2010年1月～2013年12月原料乳中乳糖質量分數變化情況

由圖4可知，2010年1月～2013年12月，原料乳乳糖質量分數年間變化差異較大，基本與乳蛋白質和乳脂肪質量分數變化的趨勢相反，1月至8月下旬，乳糖質量分數呈上升趨勢，6月、7月、8月乳糖質量分數比較高。

2.3 乳蛋白質、乳脂肪及乳糖質量分數隨溫度變化的特點

每年中，乳蛋白質、乳脂肪、乳糖質量分數與溫度變化的關系如圖5～圖8所示。

圖5 2010年原料乳中乳蛋白質、乳脂肪及乳糖質量分數與溫度變化的關系

圖6 2011年原料乳中蛋白質、脂肪及乳糖質量分數與溫度變化的關系

圖7 2012年原料乳中乳蛋白質、乳脂肪及乳糖質量分數與溫度變化的關系

由圖5～圖8可知，原料乳中乳蛋白質、乳脂肪質量分數的變化趨勢與溫度的變化趨勢相反，在每年溫度比較高的6月、7月、8月（6月、7月、8月的平均溫度為21～24℃），乳蛋白質、乳脂肪質量分數基本最低；乳糖質量分數的變化與溫度變化的關系比較復雜。

圖8 2013年原料乳中乳蛋白質、乳脂肪及乳糖質量分數與溫度變化的關系

3 討論

黑龍江省安達地區原料乳中，乳蛋白質，乳脂肪和乳糖質量分數在年間及每年季節間都有自身的變化規律。

近幾年來，隨著消費者對健康飲食關注度的提高，人們對牛乳的品質特性關注度也在提高。國內外學者已經對氣候條件、飼養條件、飼養方法對牛乳中蛋白質的氨基酸組成，脂肪酸組成進行了研究[6]，Heck(2009)[7]在研究荷蘭牛乳中營養成分與季節變化關系中發現，在一年中，乳糖質量分數基本恒定，乳蛋白質，乳脂肪的質量分數季節變化明顯，在荷蘭，7月份蛋白質和脂肪質量分數都最低，分別為3.21%和4.10%，12月份乳蛋白質質量分數最高，為3.21%，1月份乳脂肪質量分數最高為4.57%；Heck認為，這可能是不同的溫度和不同的飼料組成導致的，因為在冬季，牛會消耗更多的干飼料，而夏天，牛會吃過多的青草，并且在戶外的時間長。分析DairyCo網站上[8]提供的2009年～2013年英國牛的原料乳數據發現，英國牛乳的乳脂肪水平每年從1月份到7月份是下降的，在8月，9月份，急劇增加到4.2%，而在10月，11月，12月保持穩定，乳蛋白質與乳脂肪有相似的變化規律。英國科學家Biye chen（2014）[1]認為，原料乳中的乳蛋白質，乳脂肪有季節變化規律。Larsen（2014）[9]研究也發現，季節的變化影響乳脂肪的質量分數及組成。

大量研究表明，影響原料乳成份及成份組成的因素有很多，其中，環境因素、季節因素及飼料是影響牛乳產量和品質的重要因素[10]。季節的變化也會造成牛乳中主要營養成份的改變[11,12]。夏季的高溫、高濕，奶牛會產生熱應激[13]，奶牛的熱應激是造成牛乳品質下降的一個重要因素，奶牛出現熱應激后，奶牛采食量下降，牛乳產量下降，乳蛋白質率和乳脂率下降。而當秋季溫度下降后，奶牛的熱應激減少，乳蛋白質率和乳脂率就會上升[5]。瑞典學者研究表明，夏季牛乳樣品中的脂肪質量分數比較低，并且牛乳中成份的組成與氣候條件和飼料成份有很大關系[14]。

飼料的變化也能造成牛乳中主要營養成份的改變，夏季，牛主要以新鮮的青綠飼料為食，冬季，以青貯飼料和農作物秸稈為主。在一年四季中，牧場對奶牛精飼料的補給相對平衡，而粗飼料的補給完全取決于季節性變化，粗飼料的攝入量與牛乳品質成正相關。另外，夏季，牛飲水過多，也會導致乳脂率下降[15]。DairyCo（2015）[16]網站的一項調查數據表明，從1998年至2014年間，英國每年蛋白質的平均質量分數略呈下降趨勢，1998年、1999年，蛋白質質量分數都分別是3.30%左右，但是從2008年至2014年，蛋白質質量分數在3.26%～3.28%間波動。

在黑龍江省安達地區，進入春季以后，氣溫逐漸回暖，4月初，青草逐漸長出，奶牛飼料中鮮草比例逐漸增大，奶牛每日攝水量逐漸增多，產奶量相應增加，牛乳中乳蛋白質和乳脂肪質量分數下降明顯，夏季，是盛草期，奶牛攝入青草的比例最大，乳蛋白質和乳脂肪的質量分數偏低；從9月開始，安達地區逐漸進入枯草期，奶牛攝入青草的比例減少，干草比例加大，乳蛋白質和乳脂肪的質量分數逐漸升高，隨著溫度的逐漸降低，蛋白質和脂肪質量分數又表現出明顯的上升趨勢，另外，隨著氣溫的迅速下降，奶牛的飲水量降低，產奶量相應下降，導致牛乳中蛋白質和脂肪相對質量分數逐漸上升，11月至第二年的3月，奶牛飼料的構成比例基本不變。

4 結論

2010年1月至2013年12月的數據表明：

（1）黑龍江省安達地區原料乳中乳蛋白質、乳脂肪、乳糖質量分數，在年間及每年的季節間都存在著差異，并且，從2010年到2013年，乳蛋白質、乳脂肪質量分數每年呈遞減趨勢；

（2）每年中，乳蛋白質、乳脂肪質量分數的變化趨勢與溫度的變化趨勢相反；

（3）不同年間的乳蛋白質質量分數、乳脂肪質量分數變化趨勢基本相同。基本上在每年的1月至7月，乳蛋白質、乳脂肪的質量分數呈下降趨勢，8月至12月下旬，乳蛋白質、乳脂肪質量分數呈上升趨勢。乳蛋白質質量分數在每年的春季、夏季最低，春季和夏季間無顯著差異（P＜0.05水平），每年的秋季、冬季變化顯著（P＜0.05水平）高于春、夏兩季，且秋季質量分數最高；在每年的春季、夏季乳脂肪質量分數顯著（P＜0.05水平）低于秋季、冬季，且夏季最低，秋季、冬季在全年最高，秋季、冬季兩季的質量分數并無顯著差異；乳糖質量分數的變化幾乎與乳蛋白質、乳脂肪質量分數變化相反。

黑龍江省安達地區乳品生產企業可以參考該地區近4年原料乳中主要營養成分質量分數的變化情況，適時調整產品的種類和產品的配方。另外，為了保證原料乳的品質及安全，乳品加工企業應該建立自己的奶源基地，科學飼養，科學管理，使生牛乳全年高質量生產。

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