伊犁馬泌乳曲線的擬合研究

呂士鵬，劉玲玲，孟 軍，于 茜，何美升，王建文，劉武軍.

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052）

馬奶營養(yǎng)價值很高，具有乳糖高、鈣磷比例適當(dāng)、蛋白質(zhì)組成合理、不飽和脂肪酸含量高等特點，且馬奶中含有一些抗疲勞的營養(yǎng)成分[1]。酸馬奶和馬奶酒是蒙古國、哈薩克斯坦和吉爾吉斯斯坦的傳統(tǒng)發(fā)酵飲品[2]，在俄羅斯和蒙古國成立專門的“奶酒醫(yī)學(xué)中心”將酸馬奶配合傳統(tǒng)藥物輔助治療，對心血管疾病、消化系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肺結(jié)核、貧血、婦科疾病和糖尿病等有一定療效[3-4]，是一種比較理想的飲用食品而備受人們喜歡，且市場潛力大，目前沒有專門化的乳用馬品種，通過對伊犁馬泌乳規(guī)律的研究，為今后乳用馬的選育提供參考。

母畜泌乳力是其生產(chǎn)性能的主要指標之一，受遺傳、生理和環(huán)境等因素影響，在不同時期表現(xiàn)出明顯的節(jié)律性，且在泌乳過程中有一定的遺傳規(guī)律。奶牛泌乳生產(chǎn)的數(shù)學(xué)模型主要有Wood模型、Wilmink模型、Rook模型、Dijkstra模型及Pollott模型等[5-6]，大量研究證明，Wood模型不僅適宜于模擬中高產(chǎn)泌乳牛的泌乳曲線，而且適宜于生乳中乳成分變化規(guī)律的研究[7-8]。該模型模式簡單，參數(shù)估計有效。借鑒奶牛的實例，本研究使用Wood模型擬合新疆伊犁州昭蘇馬場核心群處于全泌乳期15匹伊犁馬產(chǎn)奶量及乳成分的泌乳曲線，定量描述其變化趨勢，以期為伊犁馬主要泌乳性狀及乳用馬的選育選配、產(chǎn)奶量預(yù)測等方面提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選取新疆伊犁州昭蘇馬場核心群的15匹伊犁馬，且處于相同泌乳期，胎次為3～4胎。

1.2 樣品采集 收集泌乳期第 30、45、60、75、90、105、120天的日產(chǎn)奶量記錄，擠奶方式為機器擠奶，每天分別在12：00、14：00、16：00、18：00擠奶，將每個時間點每匹馬收集的乳樣各取50 mL樣品，混合均勻后送至新疆奶業(yè)質(zhì)量檢測中心，采用乳成分分析儀（FOSS 4 000）分析測定乳蛋白、乳脂、乳糖和非脂固形物。

1.3 擬合曲線應(yīng)用數(shù)學(xué)模型 用Wood不完全伽瑪函數(shù)模型對測定日產(chǎn)奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率、非脂固體物率及乳成分含量的變化進行擬合，基本模型如下：

其中，t為泌乳時間，當(dāng)參數(shù)b為正值，c 為負值時，該模型可用于日產(chǎn)奶量擬合分析，即模型為Yt=atbe-ct，Yt表示時間t的日產(chǎn)奶量，此時a是泌乳潛力，c是達到泌乳高峰的速度，b是從泌乳高峰下降的速度；當(dāng)參數(shù)b為負值，c為正值時，該模型適合于擬合乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和非脂固體率的分析，即模型為Yt=at-bect，此時a是泌乳潛力，c是達到指標最低點的速度，b是從指標最低點上升的速度。

1.4 統(tǒng)計分析 利用Excel 2016對數(shù)據(jù)進行初步整理，使用SAS 8.1軟件對參數(shù)進行估計并計算產(chǎn)奶量及乳成分變化的擬合度，計算過程采用非線性（NLIN）回歸過程DUD迭代算法。

2 結(jié)果與分析

2.1 日產(chǎn)奶量及乳成分統(tǒng)計 如表1所示，15匹伊犁馬全泌乳期平均日奶產(chǎn)量為9.20 kg；乳成分中，非脂固形物平均日產(chǎn)量最高為904.26 g，其次來是乳糖和乳蛋白，乳脂產(chǎn)量最低；平均乳蛋白率為1.57%，乳脂率在0.13%～1.55%，乳糖率在5.13%～7.67%，非脂固形物率在7.80%～11.16%。

表1 產(chǎn)奶量和乳成分組成數(shù)據(jù)（n=105）

2.2 Wood模型泌乳曲線擬合參數(shù)及擬合度 由表2可知，乳蛋白產(chǎn)量變化曲線擬合度（R2）最高，為0.95；乳蛋白率變、乳脂產(chǎn)量和非脂固形物產(chǎn)量變化曲線的R2均大于0.9；乳脂率、日產(chǎn)奶量和非脂固形物率變化曲線的R2大于0.8；乳糖率和乳糖產(chǎn)量變化曲線R2最低，分別為0.75和0.79。

2.3 乳成分變化和日產(chǎn)奶量曲線基本特征 由圖1可知，伊犁馬乳脂產(chǎn)量先增加后減少，同時，泌乳過程中乳脂產(chǎn)量增加的時間相對較短，而蛋白質(zhì)和非脂類固體產(chǎn)量與產(chǎn)奶量（圖2-A）的泌乳曲線相似，在第55天左右出現(xiàn)日產(chǎn)量高峰，乳脂產(chǎn)量在第45 d左右出現(xiàn)日產(chǎn)量高峰。伊犁馬泌乳初期產(chǎn)奶量較低，而后逐漸上升，達到最高點后逐漸下降（圖2-A）。日產(chǎn)奶量泌乳高峰出現(xiàn)在泌乳期第55 天，日產(chǎn)奶量達到10.29 kg，估計120 d總產(chǎn)量為1 053 kg。乳蛋白率（圖2-B）和非脂類固體率（圖2-E）在哺乳期間有下降趨勢，但乳脂率（圖2-C）傾向于先增加并且逐漸減少，乳糖率（圖2-D）一直增加。表2所示的9套模型中只有乳糖率模型曲線參數(shù)c值為負值，與乳糖率曲線開口向上一致，反映乳糖的合成先從高到低，然后逐步上升至泌乳結(jié)束，與日產(chǎn)奶量泌乳曲線呈完全相反的規(guī)律。

表2 伊犁馬產(chǎn)奶量和乳成分組成及Wood模型擬合參數(shù)（a、b、c）和R2

圖1 乳蛋白質(zhì)、乳脂、乳糖和非脂固體產(chǎn)量的泌乳曲線

圖2 產(chǎn)奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率和非脂固體率的泌乳曲線

3 討 論

3.1 伊犁馬奶產(chǎn)量擬合效果分析 本研究中伊犁馬日均產(chǎn)奶量為9.20 kg，這一結(jié)果低于意大利重挽馬[9]（16.11 kg/d）、盧西塔諾馬[10]（12.4 kg/d）和夸特馬[11]（10.9 kg/d），這種差異可能是由不同品種馬的種間差異、樣品采集時間[12]及地理環(huán)境等因素造成。使用Wood模型擬合新疆伊犁州昭蘇馬場核心群處于全泌乳期15匹伊犁馬產(chǎn)奶量的泌乳曲線，其擬合度為0.85，泌乳期的第55天達到泌乳高峰，最高產(chǎn)奶量為10.29 kg/d，并估算出120 d總產(chǎn)量為1 053 kg。Santos等[10]給盧西塔諾馬注射催產(chǎn)素并采用人工擠奶的方法，泌乳高峰出現(xiàn)在第31 天，日產(chǎn)奶量達到14 kg/d，估計總產(chǎn)奶量為2 019.6 kg；Centoducati等[9]對意大利重挽馬應(yīng)用相同的擠奶方法，在不用催產(chǎn)素的情況下，觀察到最大產(chǎn)量為17 kg/d。與傳統(tǒng)擠奶方式比，在人工注射催產(chǎn)素的條件下可能會提高母馬日產(chǎn)奶量。

3.2 伊犁馬乳成分擬合效果分析 伊犁馬乳成分擬合度在0.75～0.95；其中乳蛋白產(chǎn)量的泌乳曲線擬合度最高為0.95。乳糖率和乳糖含量泌乳曲線擬合度最低為0.75和0.79，模型擬合度比較低，這說明Wood模型不太適合用于乳糖率及乳糖含量的模擬，有待尋找更合適的乳糖率及乳成分模擬模型。乳蛋白率與非脂固體率的曲線形態(tài)相似，在120 d的哺乳期呈不斷下降趨勢，乳蛋白率的這種下降趨勢與Doreau等[13]報道的蘇聯(lián)重挽馬結(jié)果類似；在哺乳期內(nèi)，乳糖率有一個下降趨勢然后持續(xù)上升，且增長速度相對緩慢，這與Santos等[10]報道的盧西塔諾馬相似。乳脂率的峰值出現(xiàn)在哺乳期第45 天左右，這與意大利重挽馬和盧西塔諾馬有所不同[9-10]。

伊犁馬乳中的乳蛋白率為1.57%，低于盧西塔諾馬的1.84%[10]，也低于阿拉伯馬的2.14%[14]和弗利西亞馬的1.6%[15]，但與Centoducati等[9]報道意大利重挽馬的1.54%相近；伊犁馬乳脂率為0.75%，與弗里西亞馬的乳脂率相近[15]；但低于采用不同擠奶方式4～6胎穆爾蓋斯馬的乳脂率，手工擠奶時乳脂率為1.06%，機器擠奶為1.63%[16]，可見在一定程度上不同擠奶方式對于乳成分也有一定影響。伊犁馬乳蛋白、乳糖和非脂固體產(chǎn)量的曲線形狀與Centoducati等[9]運用Wood模型對意大利重挽馬泌乳曲線擬合結(jié)果的報道相似；但乳脂的泌乳曲線有所不同，本研究中，乳脂曲線在哺乳期的增加與下降幅度相對較大，但乳蛋白、乳糖和非脂固體曲線與產(chǎn)奶量曲線相似。

4 結(jié) 論

通過使用Wood模型擬合新疆伊犁州昭蘇馬場核心群全泌乳期的15匹伊犁馬日產(chǎn)奶量和乳成分的變化規(guī)律，擬合效果除乳糖率和乳糖含量外，其余擬合效果均較為理想，可作為預(yù)測伊犁馬日產(chǎn)量和乳成分變化的潛在模型之一，為伊犁母馬的泌乳性能的評價、馬駒飼喂管理及今后乳用馬的早期選育工作提供科學(xué)的參考。