DHI防腐劑不同添加形式對(duì)乳品質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)的影響

高天樂(lè)，何開兵

（1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，石河子 832000；2.新疆兵團(tuán)第八師畜牧獸醫(yī)工作站，石河子 832000）

奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定（DHI）是世界公認(rèn)的最科學(xué)有效的牛場(chǎng)管理工具，是引領(lǐng)和支撐奶業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵措施，被世界奶業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用。2008年，該技術(shù)開始在全國(guó)推廣，并取得了顯著成績(jī)。如何正確采樣并穩(wěn)定保存是DHI工作的基礎(chǔ)，目前，各國(guó)普遍采用在奶樣中添加防腐劑并低溫保存的方法[1]。常用的DHI防腐劑有重鉻酸鉀和以丙二醇為主要成分的產(chǎn)品。理想的防腐劑應(yīng)該具有使用方便、防腐效果好、不影響檢測(cè)結(jié)果等特點(diǎn)。

隨著科技的不斷進(jìn)步和奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，DHI自動(dòng)化設(shè)備不斷涌現(xiàn)，DHI樣品檢測(cè)完成后，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取瓶、上機(jī)、倒奶、粗洗、精洗、干燥、添加防腐劑、壓蓋和碼盤的全自動(dòng)化。常見(jiàn)的防腐劑有固體和液體兩種。其中液體防腐劑具有易定量、易擴(kuò)散、易添加等優(yōu)點(diǎn)，已成為自動(dòng)化設(shè)備的首選添加形式。但添加多少體積能達(dá)到既防腐又不影響檢測(cè)結(jié)果這方面的報(bào)道并不多見(jiàn)[2]，本試驗(yàn)通過(guò)研究不同添加形式的防腐劑對(duì)乳品質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)的影響，探索了液體防腐劑的最適添加體積，為液體防腐劑的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

同源生鮮牛乳；防腐劑為分析純重鉻酸鉀；添加形式為固體和溶液兩種。

1.2 試驗(yàn)儀器

乳成分體細(xì)胞聯(lián)合測(cè)定系統(tǒng)（CombiScope 300hp，荷蘭Delta公司）；恒溫水浴裝置（QFT-303B，鄭州奇飛特電子科技有限公司）；DHI全自動(dòng)洗瓶機(jī)（QX-808C，鄭州奇飛特電子科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

同源生鮮牛乳，混合均勻后分裝在取樣瓶中，每個(gè)取樣瓶加等量奶樣40.0mL，分為A、B、C、D、E、F、G七組，每個(gè)小組做18個(gè)重復(fù)，其中A組為對(duì)照組，不加任何防腐劑，4℃冷藏保存；B、C、D、E、F、G組分別加入0.03g重鉻酸鉀固體、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL的不同濃度的重鉻酸鉀溶液，使每個(gè)樣品的重鉻酸鉀添加量均為0.03g，置于4℃冷藏保存。于加入防腐劑后的0h、24h、48h、72h、96h、120h從A、B、C、D、E、F、G七組中分別隨機(jī)抽取3個(gè)樣本進(jìn)行DHI常規(guī)指標(biāo)的檢測(cè)，連續(xù)測(cè)定6d，觀察并記錄乳脂率、乳蛋白、體細(xì)胞數(shù)以及乳中尿素氮等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析，結(jié)果以“平均值（）±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）”表示。采用LSD法進(jìn)行多重比較，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 重鉻酸鉀不同添加形式對(duì)乳成分的影響

由表1數(shù)據(jù)可以看出，以固體形式添加重鉻酸鉀后，對(duì)加入后0h測(cè)定的乳成分結(jié)果無(wú)影響，與對(duì)照組相比，乳脂率、乳蛋白率、體細(xì)胞數(shù)和牛奶尿素氮指標(biāo)差異均不顯著（P＞0.05）。而以液體形式添加的重鉻酸鉀，對(duì)加入后0h乳成分結(jié)果有一定影響，以C組(添加0.4mL)影響最小，乳脂率和體細(xì)胞數(shù)與對(duì)照組結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）；乳蛋白率和尿素氮結(jié)果與對(duì)照組差異顯著(P＜0.05)，但乳蛋白率與對(duì)照組絕對(duì)相差0.03%，符合IDF≤0.05%允差要求；尿素氮結(jié)果與對(duì)照組相比，CV=2.2%，符合重復(fù)性CV＜5%的要求。添加0.5mL以上防腐劑對(duì)乳成分影響較大，除體細(xì)胞數(shù)差異不顯著（P＞0.05）外，乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量差異均極顯著(P＜0.01)。

2.2 重鉻酸鉀不同添加形式隨時(shí)間對(duì)乳成分含量變化顯著性分析

表1 重鉻酸鉀不同添加形式對(duì)加入后0h乳成分的影響

表2 添加不同形式重鉻酸鉀24h后乳成分變化

表3 添加不同形式重鉻酸鉀48h后乳成分變化

表4 添加不同形式重鉻酸鉀72h后乳成分變化

由表2可知，在加入不同形式的重鉻酸鉀24h后，B組和C組的乳蛋白率與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），B組體胞數(shù)與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），但乳蛋白率與對(duì)照組絕對(duì)相差符合IDF≤0.05%允差要求，體細(xì)胞數(shù)符合重復(fù)性CV＜4%的要求，尿素氮含量差異不顯著（P＞0.05），且符合重復(fù)性CV＜5%的要求；D、E、F、G組乳脂率和乳蛋白率與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），且絕對(duì)相差超過(guò)IDF≤0.05%的允差要求，體細(xì)胞數(shù)和尿素氮含量與對(duì)照組相比，差異不顯著，且符合相應(yīng)重復(fù)性要求。

由表3可知，在加入不同形式的重鉻酸鉀48h后，B組和C組的乳蛋白率與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），但乳脂率、乳蛋白率與對(duì)照組絕對(duì)相差符合IDF≤0.05%的允差要求，體細(xì)胞數(shù)差異不顯著（P＞0.05）且符合重復(fù)性CV＜4%的要求，尿素氮含量差異極顯著（P＜0.01），但符合重復(fù)性CV＜5%的要求；D、E、F、G組乳脂率和乳蛋白率與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），且絕對(duì)相差超過(guò)IDF≤0.05%的允差要求，體細(xì)胞數(shù)和尿素氮含量與對(duì)照組相比，差異不顯著，且符合相應(yīng)重復(fù)性要求。

由表4可知，在加入不同形式的重鉻酸鉀72h后，B組和C組的乳蛋白率與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），但乳脂率、乳蛋白率與對(duì)照組絕對(duì)相差符合IDF≤0.05%的允差要求，體細(xì)胞數(shù)差異不顯著（P＞0.05）且符合重復(fù)性CV＜4%的要求，尿素氮含量差異極顯著（P＜0.01），但重復(fù)性符合CV＜5%要求；D、E、F、G組乳脂率和乳蛋白率與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），且絕對(duì)相差超過(guò)IDF≤0.05%的允差要求，體細(xì)胞數(shù)和尿素氮含量與對(duì)照組相比，差異不顯著，且符合相應(yīng)重復(fù)性要求。

由表5可知，在加入不同形式的重鉻酸鉀96h后，B組與對(duì)照組相比，乳脂率、乳蛋白率差異不顯著（P＞0.05），體細(xì)胞數(shù)和尿素氮含量差異極顯著（P＜0.01），但體細(xì)胞數(shù)重復(fù)性符合CV＜4%的要求，且尿素氮含量重復(fù)性CV=7.2%，超出CV＜5%的要求；D、E、F、G組乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），且絕對(duì)相差超過(guò)IDF≤0.05%的允差要求，尿素氮含量重復(fù)性也超出CV＜5%的要求，體細(xì)胞數(shù)與對(duì)照組相比，差異不顯著（P＞0.05），但重復(fù)性符合相應(yīng)要求。

由表6可知，在加入不同形式的重鉻酸鉀120h后，B組與對(duì)照組相比，乳蛋白率和尿素氮含量差異極顯著(P＜0.01)，但乳脂率、乳蛋白率絕對(duì)相差符合IDF≤0.05%的允差要求，體細(xì)胞數(shù)差異不顯著（P＞0.05），符合CV＜4%的要求，尿素氮含量重復(fù)性CV=7.7%，超出CV＜5%的要求；D、E、F、G組乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01），且絕對(duì)相差超過(guò)IDF≤0.05%允差要求，尿素氮含量重復(fù)性也超出CV＜5%要求，體細(xì)胞數(shù)與對(duì)照組相比，除G組差異顯著外，其他組差異不顯著（P＞0.05），但重復(fù)性均符合相應(yīng)要求。

表5 添加不同形式重鉻酸鉀96h后乳成分變化

表6 添加不同形式重鉻酸鉀120h后乳成分變化

2.3 添加不同形式防腐劑乳成分隨時(shí)間變化規(guī)律

圖1 添加不同形式重鉻酸鉀后乳脂率變化規(guī)律

從圖1可知，與對(duì)照組相比，B組中的乳脂率隨時(shí)間變化最穩(wěn)定，波動(dòng)最小，至少在0～3d內(nèi)對(duì)乳脂率無(wú)影響；C組中的乳脂率在0～2d內(nèi)與對(duì)照組無(wú)明顯差異，第2天后開始出現(xiàn)明顯下降；D、E兩組中的乳脂率從第0～1天開始明顯較對(duì)照組有所下降，第1天后在一定水平保持相對(duì)穩(wěn)定；F、G兩組從第0～1天開始下降最明顯，且在1～6d內(nèi)波動(dòng)較大，與對(duì)照組有明顯差異。

圖2 添加不同形式重鉻酸鉀后乳蛋白率變化規(guī)律

從圖2可知，與對(duì)照組中的乳蛋白率相比，在0～1d內(nèi)，添加不同形式重鉻酸鉀后乳蛋白率均有明顯下降，其中B組下降幅度最小，且在1～6d中在一定水平上緩慢波動(dòng)，總體上最接近對(duì)照組；C、D兩組較對(duì)照組下降明顯，且兩組變化規(guī)律相似；E、F、G三組較對(duì)照組下降趨勢(shì)明顯，主要在0～1d下降明顯，之后在一定水平上波動(dòng)，其中F組較對(duì)照組變化最明顯。

圖3 添加不同形式重鉻酸鉀后體細(xì)胞數(shù)變化規(guī)律

由圖3可知，與對(duì)照組中的體細(xì)胞數(shù)相比，B組在0～1d有所下降，1～2d內(nèi)為上升趨勢(shì)，在第3天時(shí)接近對(duì)照組，3～6d中變化較小，總體變化趨勢(shì)接近對(duì)照組；F組在0～1d較對(duì)照組體細(xì)胞數(shù)明顯下降，在1～6d總體呈上升趨勢(shì)，在第6天體細(xì)胞數(shù)接近對(duì)照組含量；C、D、E、G四組在0～1d明顯下降后，在1～6d波動(dòng)較大，其中C組中的體細(xì)胞數(shù)變化較對(duì)照組最明顯。

圖4 添加不同形式重鉻酸鉀后尿素氮含量變化規(guī)律

由圖3可知，與對(duì)照組中的尿素氮含量相比，B組在0～1d內(nèi)尿素氮含量與對(duì)照組保持一致，1～2d內(nèi)大幅度下降，3～6d內(nèi)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)；C組在0～1d緩慢下降，1～3d內(nèi)持續(xù)上升，接近對(duì)照組水平，3～6d又開始持續(xù)下降；D、E、F、G四組在0～1d明顯下降后，在低于對(duì)照組的一定水平上波動(dòng)，其中下降趨勢(shì)最明顯的是F組。

3 討論

近30年來(lái)，DHI技術(shù)在我國(guó)奶牛養(yǎng)殖行業(yè)取得了顯著成效[1]。我國(guó)目前生鮮乳生產(chǎn)成本偏高，要做到精準(zhǔn)飼喂，精細(xì)化管理，必須依托DHI報(bào)告[2]。而確保DHI待測(cè)奶樣乳成分穩(wěn)定是關(guān)鍵一步，因此DHI專用防腐劑發(fā)揮著重要作用。重鉻酸鉀（K2Cr2O7）是橙紅色板狀結(jié)晶，比重為2.676，具有殺菌作用，通常使用質(zhì)量濃度為0.6g/L，其殺菌機(jī)理為六價(jià)的鉻穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞后，被還原為三價(jià)鉻并與細(xì)胞內(nèi)DNA結(jié)合，在還原過(guò)程中進(jìn)一步造成細(xì)胞破壞和DNA損傷，導(dǎo)致細(xì)菌死亡[3]。但由于重鉻酸鉀屬于重金屬，不適合作為食品防腐劑，因此是一種常見(jiàn)的DHI專用防腐劑。

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比該防腐劑的不同添加形式對(duì)乳成分含量的影響，篩選出既有較好的防腐效果，同時(shí)對(duì)檢測(cè)指標(biāo)影響最小的添加形式。結(jié)果表明，固體重鉻酸鉀添加形式對(duì)乳脂率、乳蛋白、體細(xì)胞數(shù)影響最小，但對(duì)尿素氮影響較大，整體防腐效果較其他幾種液體添加形式要好，這與預(yù)期結(jié)果有所不同，可能是由于在DHI檢測(cè)過(guò)程中，奶樣上機(jī)檢測(cè)前需要水浴加熱并且搖勻，在加熱后固體重鉻酸鉀擴(kuò)散速度及分布均勻程度要優(yōu)于其液體形式，因此有著較好的防腐效果。

幾種不同稀釋倍數(shù)的重鉻酸鉀溶液均對(duì)乳成分有一定影響，但添加0.4mL/40mL，即1%(v/v)影響較小，結(jié)果可接受，而添加0.5mL以上影響較大，除體細(xì)胞數(shù)無(wú)差異外，乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量差異極顯著（P＜0.01）。由此建議，液體防腐劑添加量應(yīng)控制在1%(v/v)以下為宜，對(duì)乳成分影響較小。在幾種不同濃度液體防腐劑中，存在隨著稀釋倍數(shù)增大，DHI檢測(cè)指標(biāo)變化也呈現(xiàn)不同的規(guī)律。王琳等研究表明，加入10%的重鉻酸鉀防腐劑后，尿素氮含量呈先上升后急劇下降的趨勢(shì)[4]。但在本試驗(yàn)中，無(wú)論是添加固體形式，還是液體重鉻酸鉀防腐劑，尿素氮含量均呈先下降后上升，并在一定水平波動(dòng)的規(guī)律，這可能是防腐劑來(lái)源不同造成的差異。除上述原因以外，待測(cè)奶樣是否規(guī)范操作也會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果[5,6]。伍佰鑫等研究發(fā)現(xiàn)，即使添加防腐劑，若測(cè)定時(shí)減少部分環(huán)節(jié)，如預(yù)熱、搖勻等，對(duì)乳蛋白率和乳糖率測(cè)定結(jié)果無(wú)影響，但對(duì)乳脂率和體細(xì)胞數(shù)影響極大[7]，因此，這些因素都可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)差異。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，固體和液體防腐劑均具有一定的防腐效果，液體防腐劑具有易添加、溶解性好等優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)控制添加量，以不超過(guò)1%(v/v)為宜，否則對(duì)乳成分有較大影響，這為DHI檢測(cè)工作中防腐劑添加形式的選擇提供參考。