生乳冰点异常分析

文/高　健

生乳冰点异常分析

文/高健

（蒙牛乳业宿迁有限公司）

生乳冰点是衡量生乳中是否添加水的重要指标之一，利用冰点检测可以确保生乳的质量，防止掺假，保障以质论价的社会公平交易秩序。介绍了牛乳中影响冰点的成分及其合成调节，分析了导致冰点异常的牧场管理因素及其它因素。

生乳；冰点；分析；管理

生乳冰点是衡量生乳中是否添加水的重要指标之一，常用的生乳冰点测量方法是基于拉乌尔冰点原理的冰点下降法。利用冰点检测可以确保生乳的质量，防止掺假，保障以质论价的社会公平交易秩序。影响牛乳冰点的因素很多，主要因素是管理不当及饲喂不合理。生乳冰点问题因缺乏正确的理论指导而导致错误的解决方案，从而引起生乳长期不合格。因此，正确的冰点异常分析及解决思路将有助于降低牧场经济损失。

1　牛乳中影响冰点的成分及合成调节

分析冰点异常原因，首先应了解牛乳中各种组分的占比，以及哪些成分可以影响冰点。正常牛乳中各种营养成分含量见表1。

由表1可知，牛乳中约含水分88%，糖4.6%，脂肪3.7%，蛋白质2.8%，其它还有维生素和金属盐（灰分物质）。纯牛乳的物理常数都有基本恒定的数值，变动很小，比重约为1.02974～1.03089 g/cm3，冰点变动范围为-0.516～-0.533 ℃。造成牛乳冰点下降的原因是可溶性物质如乳糖及盐类的浓度变化。牛乳是一种混合溶液，其中乳脂肪呈乳浊液，乳蛋白为胶体溶液，其余均为水溶液。根据拉乌尔冰点原理，任何溶液，如果其单位体积所溶解的颗粒总数相同，则引起溶液冰点下降的值也相同。稀溶液的冰点值和渗透压的大小主要取决于该溶液中所含的微粒数。溶液的冰点值与渗透压值存在一定的数值关系，这种关系用数学公式表示为：Os=Δt/1.858（Os为稀溶液渗透压值，单位为Osmol/kg；Δt为稀溶液相对0 ℃的冰点值变化量）；溶液的渗透压主要受胶体渗透压和晶体渗透压的影响，即乳蛋白胶体溶液和牛乳中可溶性溶液（乳糖和盐溶液）。

表1　牛血浆与牛乳成分比较［1］　　　　　　　　　　　　　　单位：%

其次，了解牛乳中影响冰点的成分后，应该了解如何调节这些成分的合成。牛乳中各种成分都与血液有直接关系，因为血液物质是供应牛乳成分及合成物的主要原料，乳腺表皮细胞与血管分枝网状毛细血管之间构成物质转运及交换。乳汁中糖类主要包括乳糖和葡萄糖，脂类有甘油三酯和脂肪酸，乳蛋白主要由酪蛋白和乳清蛋白构成，但是血液中不含有酪蛋白和乳糖，因此乳汁成分不是来自血液中乳汁前驱物质的简单选择性转移，而是在乳腺上皮细胞内发生复杂的合成代谢反应的结果。具体为：（1）乳糖是由一分子葡萄糖和一分子由葡萄糖转化而成的半乳糖合成的双糖，因此合成一分子乳糖需要两分子葡萄糖。而合成乳糖的葡萄糖大部分由血液供应，仅小部分是乳腺组织利用蛋白质分解的产物糖异生而产生。反刍动物消化道吸收的葡萄糖量很少，血液中的葡萄糖由肝脏内丙酮酸转化而来。一部分葡萄糖又分解为UDP-葡萄糖，葡萄糖和UDP-葡萄糖在半乳糖转移酶和ɑ-乳清蛋白作用下，在高尔基体内合成乳糖。乳糖可以通过调节乳腺组织渗透压来增加乳汁水分含量和产乳量。因此提高饲料代谢中挥发性有机酸（如乙酸和丙酸）量可以促进肝脏中丙酮酸的合成，进而改善牛乳中乳糖占比。（2）乳蛋白合成的前体是氨基酸，大部分水溶性溶质分子氨基酸通过细胞膜载体蛋白，利用浓度梯度跨膜转运，顺着浓度梯度和电位梯度经离子通道蛋白介导跨膜转运，同时氨基酸原料透过细胞膜进入细胞中合成乳蛋白，因此提高日粮中真蛋白含量，增加豆粕或苜蓿可提高乳蛋白含量，改善牛乳中胶体渗透压。（3）可溶性溶液中含有的主要为无机盐离子，如Na+、K+等，它们在血液与乳腺细胞物质交换过程中，需要膜蛋白载体和能量，可以逆着浓度梯度或电化学梯度进行转运，因此提高机体能量需求及合理的无机盐补充，如预混料可以调节牛乳中可溶性盐溶液含量，维持牛乳渗透压稳定。

牛乳中影响冰点的成分及其合成调节是理论指导的关键，同时牛乳腺组织的健康程度也是影响冰点的关键。发生乳房炎时，牛乳腺细胞的通透性改变，引起牛乳中无机盐溶液含量增加，导致牛乳口感苦咸；同时，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，如果无机盐补充不及时，晶体渗透压下降，牛乳的冰点也会出现异常。新产牛与末乳牛的乳腺组织细胞处于更替和衰老阶段，蛋白质合成会产生障碍，因此冰点也会出现异常，对新产牛及末乳牛上厅时间的有效控制可以辅助冰点维持正常。

2　牧场的管理和排查

很多牧场饲喂管理正常，但是仍然容易出现冰点异常情况，根据临床问题跟踪，总结原因有以下几点。

2.1奶厅管理疏漏

奶厅管道奶垢过多、奶厅漏气奶压异常或CⅠP清洗水温不够，导致管道清洗不彻底，造成奶厅清洗过程中管道或水乳分离器残留约3%以上的水，挤奶开始时，如果工人责任心不强，会引起奶压水入制冷罐。挤奶结束后，如果奶压不正常，会引起水压奶入制冷罐的时间不好控制，导致残留水进入制冷罐；制冷罐中水残留清理不彻底，同样也会导致牛乳中无意间掺水。

2.2挤奶操作不规范

很多牧场因运动场设计不合理，导致牛体卫生差，奶牛上厅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，从而导致很多乳房残留水混入牛乳中；同时，因清洗药浴不严格，导致牛乳的微生物数增多，引起牛乳中乳蛋白分解，破坏了牛乳的胶体渗透压，引起冰点异常。

2.3奶压压力过大，同时末乳牛、新产牛及乳房炎牛上厅比例过高

很多奶牛在高压力挤压下，外界机械压力使乳腺毛细血管通透性增加，泌乳量瞬间增多，而牛乳中干物质成分含量不变，因此造成牛乳中干物质含量下降，间接性引起牛乳成分变化，导致冰点异常。

2.4TMR日粮饲喂不合理

夏秋季节是生乳冰点异常的多发期，主要原因是TMR日粮搭配不合理。在夏秋季节，由于气候因素影响，奶牛干物质采食量下降，饮水量增加，从而降低了瘤胃内食糜的流动性，营养物质不能得到充分消化以补充机体所需，一方面导致了奶牛机体合成乳成分能力下降，另一方面奶牛大量动用机体体脂而导致乳脂增加，非脂乳固体含量下降。同时因干物质采食量下降，容易引起乳成分合成元素供应不足，乳糖合成障碍，乳腺渗透压异常，生乳中总固体含量下降，牛乳中分子总数降低。依据拉乌尔冰点原理，增加溶液中颗粒数或单位体积摩尔分子数可以有效改善溶液的冰点。因此，夏秋季节提高干物质采食量，提高日粮中泌乳净能，及时补充优质预混料以维持细胞合成代谢所需要的微量元素及维生素，能够有效改善乳糖合成及牛乳中干物质含量，缓解冰点异常。

3　其它因素

3.1品种因素

相同饲养管理条件下，娟姗牛牛乳冰点比荷斯坦牛牛乳低。

3.2泌乳时间

分娩后，前4～6 周的生乳冰点最高，这可能与泌乳量有关。

3.3挤奶安排

下午挤出的牛乳冰点较低，这主要与白天母牛的饮水量有关［2］。

3.4季节性因素

据相关报道［3～4］，季节因素会影响生乳冰点变化。生乳冰点受到季节影响，一年中6月最高，1月最低。

3.5日粮原料品质

长期采食霉变饲料或微量元素不平衡饲料容易干扰肝脏的三大营养物质代谢，而且毒素会增加肝脏的负荷，最终导致丙酮酸及氨基酸合成代谢异常，影响牛乳腺细胞对营养物质的吸收，容易造成生乳冰点异常［5］。

［1］ 金天明. 动物生理学. 北京：清华大学出版社，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，唐艳，林波，等. 水牛乳冰点与理化性质相关性的研究. 食品工业科技，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，硕士研究生，研究方向为生鲜乳质量管控。

2015-12-11）