生乳冰點異常分析

文/高　健

生乳冰點異常分析

文/高健

（蒙牛乳業宿遷有限公司）

生乳冰點是衡量生乳中是否添加水的重要指標之一，利用冰點檢測可以確保生乳的質量，防止摻假，保障以質論價的社會公平交易秩序。介紹了牛乳中影響冰點的成分及其合成調節，分析了導致冰點異常的牧場管理因素及其它因素。

生乳；冰點；分析；管理

生乳冰點是衡量生乳中是否添加水的重要指標之一，常用的生乳冰點測量方法是基于拉烏爾冰點原理的冰點下降法。利用冰點檢測可以確保生乳的質量，防止摻假，保障以質論價的社會公平交易秩序。影響牛乳冰點的因素很多，主要因素是管理不當及飼喂不合理。生乳冰點問題因缺乏正確的理論指導而導致錯誤的解決方案，從而引起生乳長期不合格。因此，正確的冰點異常分析及解決思路將有助于降低牧場經濟損失。

1　牛乳中影響冰點的成分及合成調節

分析冰點異常原因，首先應了解牛乳中各種組分的占比，以及哪些成分可以影響冰點。正常牛乳中各種營養成分含量見表1。

由表1可知，牛乳中約含水分88%，糖4.6%，脂肪3.7%，蛋白質2.8%，其它還有維生素和金屬鹽（灰分物質）。純牛乳的物理常數都有基本恒定的數值，變動很小，比重約為1.02974～1.03089 g/cm3，冰點變動范圍為-0.516～-0.533 ℃。造成牛乳冰點下降的原因是可溶性物質如乳糖及鹽類的濃度變化。牛乳是一種混合溶液，其中乳脂肪呈乳濁液，乳蛋白為膠體溶液，其余均為水溶液。根據拉烏爾冰點原理，任何溶液，如果其單位體積所溶解的顆粒總數相同，則引起溶液冰點下降的值也相同。稀溶液的冰點值和滲透壓的大小主要取決于該溶液中所含的微粒數。溶液的冰點值與滲透壓值存在一定的數值關系，這種關系用數學公式表示為：Os=Δt/1.858（Os為稀溶液滲透壓值，單位為Osmol/kg；Δt為稀溶液相對0 ℃的冰點值變化量）；溶液的滲透壓主要受膠體滲透壓和晶體滲透壓的影響，即乳蛋白膠體溶液和牛乳中可溶性溶液（乳糖和鹽溶液）。

表1　牛血漿與牛乳成分比較［1］　　　　　　　　　　　　　　單位：%

其次，了解牛乳中影響冰點的成分后，應該了解如何調節這些成分的合成。牛乳中各種成分都與血液有直接關系，因為血液物質是供應牛乳成分及合成物的主要原料，乳腺表皮細胞與血管分枝網狀毛細血管之間構成物質轉運及交換。乳汁中糖類主要包括乳糖和葡萄糖，脂類有甘油三酯和脂肪酸，乳蛋白主要由酪蛋白和乳清蛋白構成，但是血液中不含有酪蛋白和乳糖，因此乳汁成分不是來自血液中乳汁前驅物質的簡單選擇性轉移，而是在乳腺上皮細胞內發生復雜的合成代謝反應的結果。具體為：（1）乳糖是由一分子葡萄糖和一分子由葡萄糖轉化而成的半乳糖合成的雙糖，因此合成一分子乳糖需要兩分子葡萄糖。而合成乳糖的葡萄糖大部分由血液供應，僅小部分是乳腺組織利用蛋白質分解的產物糖異生而產生。反芻動物消化道吸收的葡萄糖量很少，血液中的葡萄糖由肝臟內丙酮酸轉化而來。一部分葡萄糖又分解為UDP-葡萄糖，葡萄糖和UDP-葡萄糖在半乳糖轉移酶和ɑ-乳清蛋白作用下，在高爾基體內合成乳糖。乳糖可以通過調節乳腺組織滲透壓來增加乳汁水分含量和產乳量。因此提高飼料代謝中揮發性有機酸（如乙酸和丙酸）量可以促進肝臟中丙酮酸的合成，進而改善牛乳中乳糖占比。（2）乳蛋白合成的前體是氨基酸，大部分水溶性溶質分子氨基酸通過細胞膜載體蛋白，利用濃度梯度跨膜轉運，順著濃度梯度和電位梯度經離子通道蛋白介導跨膜轉運，同時氨基酸原料透過細胞膜進入細胞中合成乳蛋白，因此提高日糧中真蛋白含量，增加豆粕或苜蓿可提高乳蛋白含量，改善牛乳中膠體滲透壓。（3）可溶性溶液中含有的主要為無機鹽離子，如Na+、K+等，它們在血液與乳腺細胞物質交換過程中，需要膜蛋白載體和能量，可以逆著濃度梯度或電化學梯度進行轉運，因此提高機體能量需求及合理的無機鹽補充，如預混料可以調節牛乳中可溶性鹽溶液含量，維持牛乳滲透壓穩定。

牛乳中影響冰點的成分及其合成調節是理論指導的關鍵，同時牛乳腺組織的健康程度也是影響冰點的關鍵。發生乳房炎時，牛乳腺細胞的通透性改變，引起牛乳中無機鹽溶液含量增加，導致牛乳口感苦咸；同時，乳房炎牛因乳腺微生物污染引起乳糖分解，牛乳中乳糖含量降低，如果無機鹽補充不及時，晶體滲透壓下降，牛乳的冰點也會出現異常。新產牛與末乳牛的乳腺組織細胞處于更替和衰老階段，蛋白質合成會產生障礙，因此冰點也會出現異常，對新產牛及末乳牛上廳時間的有效控制可以輔助冰點維持正常。

2　牧場的管理和排查

很多牧場飼喂管理正常，但是仍然容易出現冰點異常情況，根據臨床問題跟蹤，總結原因有以下幾點。

2.1奶廳管理疏漏

奶廳管道奶垢過多、奶廳漏氣奶壓異常或CⅠP清洗水溫不夠，導致管道清洗不徹底，造成奶廳清洗過程中管道或水乳分離器殘留約3%以上的水，擠奶開始時，如果工人責任心不強，會引起奶壓水入制冷罐。擠奶結束后，如果奶壓不正常，會引起水壓奶入制冷罐的時間不好控制，導致殘留水進入制冷罐；制冷罐中水殘留清理不徹底，同樣也會導致牛乳中無意間摻水。

2.2擠奶操作不規范

很多牧場因運動場設計不合理，導致牛體衛生差，奶牛上廳后需要使用大量清水清洗乳房，而冬天怕冷，操作粗糙，未擦干乳房直接套杯，從而導致很多乳房殘留水混入牛乳中；同時，因清洗藥浴不嚴格，導致牛乳的微生物數增多，引起牛乳中乳蛋白分解，破壞了牛乳的膠體滲透壓，引起冰點異常。

2.3奶壓壓力過大，同時末乳牛、新產牛及乳房炎牛上廳比例過高

很多奶牛在高壓力擠壓下，外界機械壓力使乳腺毛細血管通透性增加，泌乳量瞬間增多，而牛乳中干物質成分含量不變，因此造成牛乳中干物質含量下降，間接性引起牛乳成分變化，導致冰點異常。

2.4TMR日糧飼喂不合理

夏秋季節是生乳冰點異常的多發期，主要原因是TMR日糧搭配不合理。在夏秋季節，由于氣候因素影響，奶牛干物質采食量下降，飲水量增加，從而降低了瘤胃內食糜的流動性，營養物質不能得到充分消化以補充機體所需，一方面導致了奶牛機體合成乳成分能力下降，另一方面奶牛大量動用機體體脂而導致乳脂增加，非脂乳固體含量下降。同時因干物質采食量下降，容易引起乳成分合成元素供應不足，乳糖合成障礙，乳腺滲透壓異常，生乳中總固體含量下降，牛乳中分子總數降低。依據拉烏爾冰點原理，增加溶液中顆粒數或單位體積摩爾分子數可以有效改善溶液的冰點。因此，夏秋季節提高干物質采食量，提高日糧中泌乳凈能，及時補充優質預混料以維持細胞合成代謝所需要的微量元素及維生素，能夠有效改善乳糖合成及牛乳中干物質含量，緩解冰點異常。

3　其它因素

3.1品種因素

相同飼養管理條件下，娟姍牛牛乳冰點比荷斯坦牛牛乳低。

3.2泌乳時間

分娩后，前4～6 周的生乳冰點最高，這可能與泌乳量有關。

3.3擠奶安排

下午擠出的牛乳冰點較低，這主要與白天母牛的飲水量有關［2］。

3.4季節性因素

據相關報道［3～4］，季節因素會影響生乳冰點變化。生乳冰點受到季節影響，一年中6月最高，1月最低。

3.5日糧原料品質

長期采食霉變飼料或微量元素不平衡飼料容易干擾肝臟的三大營養物質代謝，而且毒素會增加肝臟的負荷，最終導致丙酮酸及氨基酸合成代謝異常，影響牛乳腺細胞對營養物質的吸收，容易造成生乳冰點異常［5］。

［1］ 金天明. 動物生理學. 北京：清華大學出版社，2012.

［2］ Tyapugin E A，Tyapugin S E，Simonov G A，et al. Comparative evaluation of technological factors affecting milk production and quality with various milking technologies. Russian Agricultural Sciences，2015，41（4）：266-270.

［3］ 李玲，唐艷，林波，等. 水牛乳冰點與理化性質相關性的研究. 食品工業科技，2012（16）：170-173.

［4］ Harald R. Determination of the freezing point of milk-an analytical myth？. European Food Research and Technology，1993，197（6）：558-561.

［5］ Roberts T A，Cordier J L，Gram L，et al. Micro-Organisms in Foods. US：Springer-Verlag，2005：643-715.

高健（1986-），男，碩士研究生，研究方向為生鮮乳質量管控。

2015-12-11）