胎次及天数对牦牛初乳活性成分的影响

胡志耘，梁 琪，* ，文鹏程，张 炎，宋雪梅

(1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州730070;2.甘肃省功能乳品工程实验室，甘肃兰州730070)

白牦牛(White Yak)主要产自甘肃省天祝藏族自治县，位于甘肃省中部，祁连山脉的东边，青藏高原北端。海拔2040～4874m，年均气温-0.2～1.3℃，气候寒冷，最低气温-30℃，降水量300～416mm。拥有天然草原39.14 万公顷，灌丛放牧林地11.42 万公顷。白牦牛是生活在高寒、缺氧、日温差大等严酷的自然生态环境条件下，并经过长期的人工、自然选择而形成的珍稀畜种资源［1］。天然的环境和牧草造就牦牛生产的乳汁纯净、自然、无污染，是特有的天然绿色乳品资源，具有很高的营养价值，更为人类提供了数量可观、用途广泛的畜产品。因此，对牦牛产品的诸多研究，可为其开发更广阔的市场前景。牛初乳是健康奶牛分娩后七日内采集的乳汁，实际上为乳糜管分泌物和分娩前干乳期累积于乳分泌物和分娩前干乳期累积于乳腺的血清组分(包括免疫球蛋白和其它血清蛋白质)的混合物，它为牛犊在新生环境中提供生长所需要的全部营养成分［2］。初乳与常乳相比其组成明显不同，除常规营养成分外，更重要的是其含有大量的生物活性物质。它是少数含有免疫和生长因子的天然营养来源，这使其具有了多种重要的生理功能，包括增强免疫力，提高机体抗病能力和抗氧化能力，延缓衰老等;同时这些影响因子已经被广泛的证实了其促进细胞生长、组织修复和外伤愈合等功能［3-4］。目前国内外初乳的研究报道多是关于荷斯坦牛乳，而针对牦牛初乳的研究还很少，研究表明牦牛初乳与荷斯坦牛初乳普通营养成分存在较大差异［5］。因此，对牦牛初乳中活性成分及营养因子的进一步明确对其营养价值的评价具有重要意义。实验通过不同胎次和泌乳天数的白牦牛初乳三种活性成分的测定，比较和分析了不同胎次和泌乳天数的白牦牛初乳三种活性成分的差异及变化，以期为评价白牦牛初乳的品质和营养价值奠定基础，为白牦牛初乳资源的合理开发利用提供理论依据。

表1 不同胎次牦牛初乳中IgG 的浓度变化(U/L)Table 1 Different parities yak colostrum IgG in concentration change(U/L)

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试牦牛 甘肃省天祝藏族自治县抓喜秀龙乡天然放牧白牦牛30 头，胎次1～5 胎，每胎选取6 头为1 个实验组，供试白牦牛均健康无病，年龄在4～12岁之间，未经任何人工补饲，个体体质量差异不显著，组间无显著差异。

仪器酶标仪(Labsystems Multiskan MS 352型)、高精度加样器及枪头(0.5 ～10μL、2 ～20μL、20～200μL、200～1000μL)、水浴锅、ELISA 检测试剂盒 购自于上海逸峰生物科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品采集和处理 按牧区传统挤乳，早晨出牧以前牦牛分娩后的七天内对牦牛挤乳，每日挤乳一次。分别装于100mL 经灭菌的取样瓶中，标签标记。将样品放入冰盒中带回实验室。-20℃以下快速冷冻，置于冰柜，-75℃温度下保存。测定分析前在4℃进行解冻［6］。3000r/min 离心10min，弃去上层乳脂和离心管底沉淀物。

1.2.2 指标测定 三种活性成分IgG、LF、IGF-I 均采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附实验(ELISA)进行测定。将处理好的初乳样品分别用相应的试剂盒处理，测定方法参照使用说明书。

1.2.2.1 将微孔酶标板在室温下平衡20min，往预先包被IgG、LF、IGF-I 捕获抗体的包被微孔中，加入标准品和样品50μL。

1.2.2.2 标准品孔和样品孔中加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的检测抗体100μL，用封板膜封住反应孔，37℃水浴锅温育60min。弃去液体并彻底洗涤。1.2.2.3 用底物TMB 显色，TMB 在过氧化物酶的催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色，颜色的深浅和样品中的IgG、LF、IGF-I 呈正相关。所有孔加入底物A、B 各50μL，37℃避光孵育15min。

1.2.2.4所有孔加入终止液50μL，15min 内，在450nm 波长处测定各孔的OD 值。以标准品浓度作横坐标，对应OD 值作纵坐标，绘制出标准品线性回归曲线，按曲线方程计算各样品浓度值。

1.2.3 数据处理 实验数据采用SPSS18.0 软件数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 初乳中IgG 浓度的变化

免疫球蛋白(Ig)是初乳中最重要的免疫因子，它在初乳中的含量比常乳高十到上百倍。牛初乳中Ig 分为IgG，IgA，IgM，IgE 和IgD 五类［7］。IgG 是能够从母体通过胎盘转移到胎儿体内的唯一一种Ig，摄入高品质的初乳可以使胎儿和新生婴儿提高被动免疫能力，牛初乳中IgG 的含量可以达到常乳的250 倍［8］。

由表1 可知，五个胎次的初乳在产后的前五天IgG 的浓度均快速下降，之后下降速度减慢，这可能是由于乳腺的特殊状态只有在产后的初期才允许像免疫球蛋白这样的大分子由母体的血液转入乳中［9］。其中，IgG 浓度在第四胎第1 天时最高，可达到2404.41U/L，之后迅速降低，到第 5 天 IgG 为246.94U/L，与第1 天相比降低了89.73%，第5 天到第7 天的IgG 降低了37.90%，最终为153.36U/L，比第1 天降低了93.62%。剩余胎次中IgG 浓度的变化趋势与第四胎一致，1～5 天快速下降，第5 天的浓度已经降至第1 天的9.48% ～14.35%，5 ～7 天缓慢降低，第7 天时的浓度范围为142.04～182.79U/L，比第5 天降低了13.29% ～37.90%，比第1 天降低了89.95%～93.62%。前4 天，第四胎初乳中的IgG 浓度显著高于其他胎次(p ＜0.05);第5、6 天时，显著高于二、三、五胎(p ＜0.05);到第7 天时，只比二胎高。另外，从前两天来看，第一胎IgG 的浓度始终低于其他胎次，第3 天仍低于二、三、四胎，只比五胎高。Kehoe 等［10］研究表明，初产奶牛的Ig 含量低于经产奶牛，而且Strekozov 等［11］的实验同样证明这一观点。第4～7 天第一胎与其他胎次相比变化规律不明显，原因可能是一方面随着泌乳期的延长，各时间点的含量下降幅度变小，从而导致各胎次之间差异无明显规律，另一方面还与奶牛之间的个体差异有关。

2.2 初乳中LF 浓度的变化

乳铁蛋白(LF)又称“乳转铁蛋白”，是可结合铁的糖蛋白质，为铁蛋白的一种。LF 一方面可以夺走细菌生长所需的铁质进而抑制细菌的生长，另一方面破坏细菌细胞膜而具杀死细菌的效果，同时提升免疫力，抑制由病毒所引起的感染，乳铁蛋白(LF)可作为抗炎因子，当牛乳房发生炎症时，LF 的量较高，因此，初乳中乳铁蛋白的浓度升高可作为炎症反应的一个指标。牦牛初乳中有高浓度的LF 对免疫系统尚未完善的犊牛具有重要意义。

表2 不同胎次牦牛初乳中LF 的浓度变化(U/L)Table 2 Different parities yak colostrum LF in concentration change(U/L)

表3 不同胎次牦牛初乳中IGF-I 的浓度变化(U/L)Table 3 Different parities yak colostrum IGF-I in concentration change(U/L)

在泌乳期间，乳铁蛋白浓度随着泌乳时间的不同而发生变化。从表2 中可知，不管是经产奶牛初乳还是初产奶牛初乳，LF 的浓度都是第1 天最高，分别为1533.17、1986.14、1872.40、2001.53 和1784.08U/L，其后随着泌乳期的延长均迅速下降，第5 天分别降低至第 1 天的 18.26% (280.00U/L)、14.91%(296.05U/L )、15.95% (298.73U/L )、12.38%(247.88U/L)和14.01%(249.89U/L)，5～7 天下降速度减慢，第7 天时LF 的浓度分别为235.17、247.88、265.95、237.18 和190.34U/L，比第5 天分别降低了16.01%、16.27%、10.97%、4.32%和23.83%。这是因为LF 是由乳腺上皮细胞合成的，母牛在产犊以后，乳腺上皮细胞合成LF 的能力不断减弱，所以LF 浓度不断降低。从胎次上看，第1 天时，二胎、四胎LF的浓度显著高于其他胎次(p ＜0.05);第2、3 天，五胎显著高于其他胎次(p ＜0.05)，四胎显著高于一、二、三胎(p ＜0.05);到第4 天时，二胎显著高于其他胎次(p ＜0.05);第5～7 天变化规律不明显。造成这种现象的原因还不清楚，可能与母牛乳房炎症情况有关［12］。

2.3 初乳中IGF-I 浓度的变化

IGF-I 是牛初乳中含量最丰富的多肽生长因子，一般认为，乳中IGF-I 来自于母体血液和乳腺组织合成。IGF-I 在婴儿的生长和在成人体内持续进行合成代谢作用上具有重要意义［13-14］。

表3 表明，初乳中IGF-I 浓度的变化趋势与IgG和LF 相同，随产后泌乳的进行呈下降趋势，前5 天变化幅度较大，此后下降幅度逐渐趋于平缓。这可能是与犊牛出生后的特殊生理机能有关，有文献报道第1 天初乳中IGF-I 含量最高，多数以游离态形式存在，此后，IGF-I 含量急剧下降，且多数以结合态存在，最终达到常乳水平［15］。各胎次初乳中IGF-I的浓度在产后第1 天时分别达到1033.73、1053.11、1048.26、1206.48 和1193.57U/L，产后第5 天降至513.87、520.33、473.51、568.76 和542.93U/L，比第1天降低了50.29% ～54.83%，第7 天降至447.68、458.98、408.93、468.67U/L 以及526.79U/L，比第5 天降低了2.97%～13.64%，比第1 天降低了的55.86%～61.15%。泌乳第1 天时，四胎、五胎的IGF-I 浓度显著高于其他胎次(p ＜0.05);第2、3 天时，四胎显著高于其他胎次(p ＜0.05);第4 天以后变化规律不明显。Campbell 等的研究结果证明，经产奶牛的初乳中IGF-I含量明显高于初产奶牛［16］。但是本研究中第三胎的初乳除第1 天外，其余6 天的IGF-I 浓度均显著低于第1 胎的IGF-I 浓度，造成这一现象的原因还不清楚，可能与母牛个体差异有关。

3 结论

3.1 产后1～5 天所有胎次白牦牛初乳的IgG、LF、IGF-I 浓度均快速下降，5～7 天下降速度减慢。牦牛在泌乳初期的1～4 天内初乳含有较高的IgG、LF 和IGF-I，营养价值丰富，因此在开发利用牦牛初乳产品时，为扩大牛初乳的利用率，可采集四天内初乳混合后进行加工利用。

3.2 从胎次上看，第四胎前四天初乳中的IgG 的浓度显著高于其他胎次;LF 的浓度在第1 天，二、四胎的显著高于其他胎次，第2、3 天，五胎显著高于其他胎次，四胎显著高于一、二、三胎;IGF-I 的浓度在泌乳的第1 天时，四、五胎的显著高于其他胎次，第2、3天时，四胎显著高于其他胎次。各个胎次中的三种物质在第5～7 天的变化规律均不明显。总的来看，四胎的白牦牛初乳中三种活性物质浓度高于其他胎次。这一结论为牦牛初乳产品的生产开发提供了基础的理论参考。

［1］韩登武.中国天祝白牦牛［J］.四川畜牧兽医，2003，30(11):16-17.

［2］于立芹，庞广昌.牛初乳中生物活性成分的研究进展［J］.食品科学，2007，28(9):604-609.

［3］李忠秋.牛初乳IgG 含量测定及免疫胶体金半定量法的建立与应用［D］.哈尔滨:东北农业大学，2005.

［4］Kehoe I，Jayarao B M，Heinrichs A J.A Survey of Bovine Colostrum Composition and Colostrum Management Practices on Pennsylvania Dairy Farms［J］.Journal of Dairy Science，2007，90(9):4108-4116.

［5］Sarkar M，Basu A，Das B C，et al.Yak colostrum chemical constituents［J］.Indian Journal of Dairy Science，1999，52(1):65-66.

［6］Ramírez-Santana C，Pérez-Cano F J，Audí C，et al.Effects of cooling and freezing storage on the stability of bioactive factors in human colostrum［J］.Journal of Dairy Science，2011，95(5):2319-2325.

［7］曹劲松，段海霞.口服牛初乳及其组分的保健功能［J］.中国乳品工业，2004(8):27-31.

［8］高学军，刘家福.牛乳高端产品研究开发现状与发展趋势［J］.中国乳品工业，2004，32(4):23-25.

［9］陈树兴，赵胜娟，石宝霞.山羊初乳成分及其免疫球蛋白构成变化的研究［J］.食品科学，2008，29(1):41-44.

［10］Kehoe S I，Heinrichs A J，Moody M L，et al.Comparison of immunoglobulin G concentrations in primiparous and multiparous bovine colostrum［J］.The Professional Animal Scientist，2011，27(3):176-180.

［11］Strekozov N I，Yu E N，Fedorov N.Evaluation of the Chemical Composition and Immunological Properties of Colostrum of Cows’First Milk Yield［J］.Russian Agricultural Sciences，2008，34(4):259-260.

［12］Tsuii S，Hirata Y，Mukal F.Comparison of Different Cattle Lactoferrin Content in Colostrum between Breeds［J］.Journal of Dairy Science，1990，73(1):125-128.

［13］Clark R.The Somatogenic Hormones and Insulin - like Growth Factor - I:Stimulators of Lymphopoiesis and Immune Function［J］.Endocrine reviews，1997，18(2):157-173.

［14］Christie W W.Lipid Analysis - Isolation，separation，identification and structural analysis of lipids［M］.England:The Oily Press，2003，205-300.

［15］刘海燕，潘道东.免疫初乳及过渡乳中类胰岛素生长因子-I 含量测定及其变化［J］.食品工业科技，2009，30(2):117-119.

［16］Campbell P G，Baumrucker C R.Insulin-like growth factor I and its association with binding proteins in bovine milk［J］.Journal of Endocrinology，1989，120(1):21-29.