DHI防腐剂不同添加形式对乳品质检测指标的影响

高天乐，何开兵

（1.石河子大学动物科技学院，石河子 832000；2.新疆兵团第八师畜牧兽医工作站，石河子 832000）

奶牛生产性能测定（DHI）是世界公认的最科学有效的牛场管理工具，是引领和支撑奶业转型升级的关键措施，被世界奶业发达国家广泛采用。2008年，该技术开始在全国推广，并取得了显著成绩。如何正确采样并稳定保存是DHI工作的基础，目前，各国普遍采用在奶样中添加防腐剂并低温保存的方法[1]。常用的DHI防腐剂有重铬酸钾和以丙二醇为主要成分的产品。理想的防腐剂应该具有使用方便、防腐效果好、不影响检测结果等特点。

随着科技的不断进步和奶牛养殖业的发展，DHI自动化设备不断涌现，DHI样品检测完成后，可实现自动取瓶、上机、倒奶、粗洗、精洗、干燥、添加防腐剂、压盖和码盘的全自动化。常见的防腐剂有固体和液体两种。其中液体防腐剂具有易定量、易扩散、易添加等优点，已成为自动化设备的首选添加形式。但添加多少体积能达到既防腐又不影响检测结果这方面的报道并不多见[2]，本试验通过研究不同添加形式的防腐剂对乳品质检测指标的影响，探索了液体防腐剂的最适添加体积，为液体防腐剂的应用提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

同源生鲜牛乳；防腐剂为分析纯重铬酸钾；添加形式为固体和溶液两种。

1.2 试验仪器

乳成分体细胞联合测定系统（CombiScope 300hp，荷兰Delta公司）；恒温水浴装置（QFT-303B，郑州奇飞特电子科技有限公司）；DHI全自动洗瓶机（QX-808C，郑州奇飞特电子科技有限公司）。

1.3 试验设计

同源生鲜牛乳，混合均匀后分装在取样瓶中，每个取样瓶加等量奶样40.0mL，分为A、B、C、D、E、F、G七组，每个小组做18个重复，其中A组为对照组，不加任何防腐剂，4℃冷藏保存；B、C、D、E、F、G组分别加入0.03g重铬酸钾固体、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL的不同浓度的重铬酸钾溶液，使每个样品的重铬酸钾添加量均为0.03g，置于4℃冷藏保存。于加入防腐剂后的0h、24h、48h、72h、96h、120h从A、B、C、D、E、F、G七组中分别随机抽取3个样本进行DHI常规指标的检测，连续测定6d，观察并记录乳脂率、乳蛋白、体细胞数以及乳中尿素氮等指标。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2010和SPSS 20.0软件进行统计和方差分析，结果以“平均值（）±标准差（SD）”表示。采用LSD法进行多重比较，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 重铬酸钾不同添加形式对乳成分的影响

由表1数据可以看出，以固体形式添加重铬酸钾后，对加入后0h测定的乳成分结果无影响，与对照组相比，乳脂率、乳蛋白率、体细胞数和牛奶尿素氮指标差异均不显著（P＞0.05）。而以液体形式添加的重铬酸钾，对加入后0h乳成分结果有一定影响，以C组(添加0.4mL)影响最小，乳脂率和体细胞数与对照组结果差异不显著（P＞0.05）；乳蛋白率和尿素氮结果与对照组差异显著(P＜0.05)，但乳蛋白率与对照组绝对相差0.03%，符合IDF≤0.05%允差要求；尿素氮结果与对照组相比，CV=2.2%，符合重复性CV＜5%的要求。添加0.5mL以上防腐剂对乳成分影响较大，除体细胞数差异不显著（P＞0.05）外，乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量差异均极显著(P＜0.01)。

2.2 重铬酸钾不同添加形式随时间对乳成分含量变化显著性分析

表1 重铬酸钾不同添加形式对加入后0h乳成分的影响

表2 添加不同形式重铬酸钾24h后乳成分变化

表3 添加不同形式重铬酸钾48h后乳成分变化

表4 添加不同形式重铬酸钾72h后乳成分变化

由表2可知，在加入不同形式的重铬酸钾24h后，B组和C组的乳蛋白率与对照组差异极显著（P＜0.01），B组体胞数与对照组差异极显著（P＜0.01），但乳蛋白率与对照组绝对相差符合IDF≤0.05%允差要求，体细胞数符合重复性CV＜4%的要求，尿素氮含量差异不显著（P＞0.05），且符合重复性CV＜5%的要求；D、E、F、G组乳脂率和乳蛋白率与对照组差异极显著（P＜0.01），且绝对相差超过IDF≤0.05%的允差要求，体细胞数和尿素氮含量与对照组相比，差异不显著，且符合相应重复性要求。

由表3可知，在加入不同形式的重铬酸钾48h后，B组和C组的乳蛋白率与对照组差异极显著（P＜0.01），但乳脂率、乳蛋白率与对照组绝对相差符合IDF≤0.05%的允差要求，体细胞数差异不显著（P＞0.05）且符合重复性CV＜4%的要求，尿素氮含量差异极显著（P＜0.01），但符合重复性CV＜5%的要求；D、E、F、G组乳脂率和乳蛋白率与对照组差异极显著（P＜0.01），且绝对相差超过IDF≤0.05%的允差要求，体细胞数和尿素氮含量与对照组相比，差异不显著，且符合相应重复性要求。

由表4可知，在加入不同形式的重铬酸钾72h后，B组和C组的乳蛋白率与对照组差异极显著（P＜0.01），但乳脂率、乳蛋白率与对照组绝对相差符合IDF≤0.05%的允差要求，体细胞数差异不显著（P＞0.05）且符合重复性CV＜4%的要求，尿素氮含量差异极显著（P＜0.01），但重复性符合CV＜5%要求；D、E、F、G组乳脂率和乳蛋白率与对照组差异极显著（P＜0.01），且绝对相差超过IDF≤0.05%的允差要求，体细胞数和尿素氮含量与对照组相比，差异不显著，且符合相应重复性要求。

由表5可知，在加入不同形式的重铬酸钾96h后，B组与对照组相比，乳脂率、乳蛋白率差异不显著（P＞0.05），体细胞数和尿素氮含量差异极显著（P＜0.01），但体细胞数重复性符合CV＜4%的要求，且尿素氮含量重复性CV=7.2%，超出CV＜5%的要求；D、E、F、G组乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量与对照组差异极显著（P＜0.01），且绝对相差超过IDF≤0.05%的允差要求，尿素氮含量重复性也超出CV＜5%的要求，体细胞数与对照组相比，差异不显著（P＞0.05），但重复性符合相应要求。

由表6可知，在加入不同形式的重铬酸钾120h后，B组与对照组相比，乳蛋白率和尿素氮含量差异极显著(P＜0.01)，但乳脂率、乳蛋白率绝对相差符合IDF≤0.05%的允差要求，体细胞数差异不显著（P＞0.05），符合CV＜4%的要求，尿素氮含量重复性CV=7.7%，超出CV＜5%的要求；D、E、F、G组乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量与对照组差异极显著（P＜0.01），且绝对相差超过IDF≤0.05%允差要求，尿素氮含量重复性也超出CV＜5%要求，体细胞数与对照组相比，除G组差异显著外，其他组差异不显著（P＞0.05），但重复性均符合相应要求。

表5 添加不同形式重铬酸钾96h后乳成分变化

表6 添加不同形式重铬酸钾120h后乳成分变化

2.3 添加不同形式防腐剂乳成分随时间变化规律

图1 添加不同形式重铬酸钾后乳脂率变化规律

从图1可知，与对照组相比，B组中的乳脂率随时间变化最稳定，波动最小，至少在0～3d内对乳脂率无影响；C组中的乳脂率在0～2d内与对照组无明显差异，第2天后开始出现明显下降；D、E两组中的乳脂率从第0～1天开始明显较对照组有所下降，第1天后在一定水平保持相对稳定；F、G两组从第0～1天开始下降最明显，且在1～6d内波动较大，与对照组有明显差异。

图2 添加不同形式重铬酸钾后乳蛋白率变化规律

从图2可知，与对照组中的乳蛋白率相比，在0～1d内，添加不同形式重铬酸钾后乳蛋白率均有明显下降，其中B组下降幅度最小，且在1～6d中在一定水平上缓慢波动，总体上最接近对照组；C、D两组较对照组下降明显，且两组变化规律相似；E、F、G三组较对照组下降趋势明显，主要在0～1d下降明显，之后在一定水平上波动，其中F组较对照组变化最明显。

图3 添加不同形式重铬酸钾后体细胞数变化规律

由图3可知，与对照组中的体细胞数相比，B组在0～1d有所下降，1～2d内为上升趋势，在第3天时接近对照组，3～6d中变化较小，总体变化趋势接近对照组；F组在0～1d较对照组体细胞数明显下降，在1～6d总体呈上升趋势，在第6天体细胞数接近对照组含量；C、D、E、G四组在0～1d明显下降后，在1～6d波动较大，其中C组中的体细胞数变化较对照组最明显。

图4 添加不同形式重铬酸钾后尿素氮含量变化规律

由图3可知，与对照组中的尿素氮含量相比，B组在0～1d内尿素氮含量与对照组保持一致，1～2d内大幅度下降，3～6d内在一定范围内波动；C组在0～1d缓慢下降，1～3d内持续上升，接近对照组水平，3～6d又开始持续下降；D、E、F、G四组在0～1d明显下降后，在低于对照组的一定水平上波动，其中下降趋势最明显的是F组。

3 讨论

近30年来，DHI技术在我国奶牛养殖行业取得了显著成效[1]。我国目前生鲜乳生产成本偏高，要做到精准饲喂，精细化管理，必须依托DHI报告[2]。而确保DHI待测奶样乳成分稳定是关键一步，因此DHI专用防腐剂发挥着重要作用。重铬酸钾（K2Cr2O7）是橙红色板状结晶，比重为2.676，具有杀菌作用，通常使用质量浓度为0.6g/L，其杀菌机理为六价的铬穿过细胞膜进入细胞后，被还原为三价铬并与细胞内DNA结合，在还原过程中进一步造成细胞破坏和DNA损伤，导致细菌死亡[3]。但由于重铬酸钾属于重金属，不适合作为食品防腐剂，因此是一种常见的DHI专用防腐剂。

本试验通过对比该防腐剂的不同添加形式对乳成分含量的影响，筛选出既有较好的防腐效果，同时对检测指标影响最小的添加形式。结果表明，固体重铬酸钾添加形式对乳脂率、乳蛋白、体细胞数影响最小，但对尿素氮影响较大，整体防腐效果较其他几种液体添加形式要好，这与预期结果有所不同，可能是由于在DHI检测过程中，奶样上机检测前需要水浴加热并且摇匀，在加热后固体重铬酸钾扩散速度及分布均匀程度要优于其液体形式，因此有着较好的防腐效果。

几种不同稀释倍数的重铬酸钾溶液均对乳成分有一定影响，但添加0.4mL/40mL，即1%(v/v)影响较小，结果可接受，而添加0.5mL以上影响较大，除体细胞数无差异外，乳脂率、乳蛋白率和尿素氮含量差异极显著（P＜0.01）。由此建议，液体防腐剂添加量应控制在1%(v/v)以下为宜，对乳成分影响较小。在几种不同浓度液体防腐剂中，存在随着稀释倍数增大，DHI检测指标变化也呈现不同的规律。王琳等研究表明，加入10%的重铬酸钾防腐剂后，尿素氮含量呈先上升后急剧下降的趋势[4]。但在本试验中，无论是添加固体形式，还是液体重铬酸钾防腐剂，尿素氮含量均呈先下降后上升，并在一定水平波动的规律，这可能是防腐剂来源不同造成的差异。除上述原因以外，待测奶样是否规范操作也会影响检测结果[5,6]。伍佰鑫等研究发现，即使添加防腐剂，若测定时减少部分环节，如预热、摇匀等，对乳蛋白率和乳糖率测定结果无影响，但对乳脂率和体细胞数影响极大[7]，因此，这些因素都可能会导致检测结果出现差异。

本试验结果表明，固体和液体防腐剂均具有一定的防腐效果，液体防腐剂具有易添加、溶解性好等优点，但应控制添加量，以不超过1%(v/v)为宜，否则对乳成分有较大影响，这为DHI检测工作中防腐剂添加形式的选择提供参考。