荷斯坦与娟姗牛乳乙醇稳定性差异及其与离子钙等关键因素的相关性研究

《Food Science & Nutrition》：Milk Stability: Physicochemical and Performance Parameters in Highly Technified Holstein and Jersey Herds

本研究通过评估荷斯坦与娟姗牛乳的乙醇稳定性差异，揭示了品种特异性影响因素：荷斯坦牛乳稳定性与泌乳天数（DIM）、胎次（Nparity）及滴定酸度（TA）负相关，而两品种共有的关键负相关因子为离子钙（iCa）浓度；高稳定性乳样均伴随较低iCa水平（p<0.05），提示iCa是跨品种稳定性调控的核心靶点。

　　

荷斯坦与娟姗牛乳乙醇稳定性的品种特异性差异研究

引言

牛奶的乙醇稳定性是衡量其耐热处理能力的关键指标，直接影响UHT奶、奶粉等产品的加工品质。尽管前人研究已揭示离子钙（iCa）浓度、泌乳阶段等因素与稳定性相关，但不同奶牛品种间的差异性机制尚不明确。本研究选取管理条件相似的荷斯坦（n=213）和娟姗牛（n=213）群体，通过乙醇试验（72%-82% v/v梯度）系统评估稳定性，并结合乳成分、生理参数及多变量统计分析，揭示品种特异性调控规律。

荷斯坦品种的关键发现

1. 1.
   稳定性分布与生理参数关联：高稳定性样本（>80% v/v，占比50.2%）集中于低胎次（2.09±1.39）和早泌乳阶段（150.2±70.5天），而低稳定性样本（≤76% v/v）的胎次（2.71±1.39）和DIM（187.8±70.5天）显著更高（p<0.05）。回归分析表明，DIM每增加100天，稳定性下降0.3%（Y=60.9–0.003DIM+4.9乳糖–0.04iCa，R²=0.28）。
2. 2.
   乳成分与稳定性负相关：低稳定性样本的体细胞评分（SCS）（2.03±0.34 vs. 1.71±0.34）和iCa浓度（99.2±19.41 mg/L vs. 81.5±19.41 mg/L）显著升高，乳糖含量（4.59±0.26 g/100g vs. 4.70±0.26 g/100g）降低（p<0.05）。主成分分析（PCA）显示，iCa与稳定性在第三主成分（PF3）呈强负相关（因子载荷-0.706），而胎次、DIM和SCS在第二主成分（PF2）中正相关（因子载荷0.698）。
3. 3.
   风险因子识别：逻辑回归确认iCa（OR=1.033）、胎次（OR=1.469）和滴定酸度（TA）（OR=19.92）是低稳定性的独立风险因素（p<0.05），其中TA每增加0.1g乳酸/100mL，风险升高近20倍。

娟姗品种的独特性

1. 1.
   稳定性与乳成分的弱关联：高稳定性样本（>82% v/v，占比57%）虽与低iCa（81.5±19.41 mg/L）和低总固体（TS）（13.9±1.49 g/100g）相关，但胎次、DIM和SCS无显著影响。相关性分析中，仅TS与稳定性呈弱负相关（r=-0.20, p<0.05），而TA与稳定性正相关（r=0.20, p<0.05），与荷斯坦品种趋势相反。
2. 2.
   多维度影响因素：PCA提取的5个主成分（累计方差64.8%）表明，稳定性与iCa在PF3负相关（因子载荷-0.643），而与SCS和冷冻点（FP）在PF4、PF5中关联复杂。回归模型显示，高TS（OR=1.654）增加低稳定性风险，而高SCS（OR=0.192）反而呈保护效应，可能源于娟姗牛天然高固形物含量对胶体体系的缓冲作用。

机制探讨与跨品种比较

1. 1.
   iCa的核心作用：两品种中iCa均为稳定性关键负调控因子。iCa通过中和酪蛋白胶束表面负电荷，削弱静电斥力，促使胶束聚集（Philippe et al., 2003）。荷斯坦牛晚期泌乳时乳腺上皮通透性增加，加剧iCa内流，而娟姗牛因高酪蛋白含量可能部分抵消iCa的不利效应。
2. 2.
   品种特异性通路：荷斯坦牛的稳定性受生理阶段（DIM、胎次）和炎症指标（SCS）驱动，反映其高产特性下的代谢应激；娟姗牛则更依赖乳成分平衡（如TS与TA的拮抗作用），与其高固形物遗传背景相关。

产业应用启示

1. 1.
   分级管理策略：荷斯坦牛群需关注晚期泌乳牛和高胎次牛的iCa动态，可通过日粮钙调控或添加柠檬酸盐改善稳定性；娟姗牛群应监控TS含量，避免过度营养导致胶体失衡。
2. 2.
   加工适应性：低稳定性奶仍可用于巴氏杀菌等温和工艺，但UHT加工前需通过iCa检测预筛选。娟姗牛乳的高固形物特性可能更适用于奶酪等高附加值产品。

结论

荷斯坦与娟姗牛乳的乙醇稳定性受品种特异性因素调控：iCa是跨品种共性风险因子，而荷斯坦牛的稳定性更易受生理阶段和炎症状态影响，娟姗牛则与乳成分平衡密切相关。该研究为品种定向改良和乳品加工精准控制提供了理论依据。