瑞典山地牛与现代奶牛品种（瑞典红牛和瑞典荷斯坦牛）乳成分的比较分析

《Acta Agriculturae Scandinavica, Section A — Animal Science》：Comparative analysis of milk composition in Swedish Mountain Cattle and modern dairy breeds (Swedish Red and Swedish Holstein)

牛奶成分与酪蛋白特征对瑞典山地牛及现代乳牛的对比研究。通过化学分析和主成分分析发现，瑞典山地牛（SMC）牛奶中αs1-酪蛋白、总β-酪蛋白和β-casein A1含量显著高于现代品种SRB和SH，尤其适合奶酪制作，但κ-酪蛋白含量较低且pH值偏高。研究强调了保护土著牛种在可持续乳业中的重要性。

　　
瑞典山地牛（Swedish Mountain Cattle，SMC）作为瑞典传统放牧文化的重要载体，其牛奶成分在现代乳业中的独特地位逐渐受到关注。本研究通过对比分析SMC与瑞典红牛（SRB）、瑞典荷斯坦牛（SH）的牛奶组成及蛋白特性，揭示了原牛品种在食品加工中的潜在价值。实验采集了75份SMC、89份SRB和20份SH的牛奶样本，通过红外光谱、流式细胞术和毛细管电泳等技术，从脂肪含量、脂肪酸组成、蛋白质比例及乳固体特性等维度展开系统性研究，并采用主成分分析法（PCA）解析不同品种间的化学特征差异。

在脂肪组成方面，SRB牛奶显著高于SMC和SH（p<0.001），其饱和脂肪酸含量提升约15%-20%，特别是棕榈酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）浓度达到峰值。这种差异可能与SRB的遗传特征相关，该品种通过优化脂肪合成代谢适应集约化饲养环境。相比之下，SMC牛奶的脂肪含量维持在较低水平，但未发现显著差异的脂肪酸比例，显示其更依赖天然牧草中的脂肪酸构成。SH作为商业化品种的代表，在脂肪酸组成上呈现中间值，但总固体含量显著低于其他两组（p<0.001），表明其能量代谢效率与SMC存在本质区别。

乳糖含量测试显示SMC牛奶（4.8%±0.3%）显著高于SRB（4.2%±0.4%，p<0.001），而SH（4.5%±0.2%）处于中间水平。这种差异可能源于SMC对低质牧草的适应性消化机制，其肠道微生物群可能更高效地分解纤维素并合成乳糖。值得注意的是，SMC的乳糖含量接近欧盟有机乳制品标准（≥4.7%），这为开发高附加值的健康乳制品提供了生物学基础。

酪蛋白蛋白谱分析发现SMC具有独特的蛋白组合特征：αs1-酪蛋白比例达到32.5%±1.2%，显著高于SRB（28.1%±0.9%）和SH（27.6%±1.1%，p<0.001）。这种αs1-酪蛋白的富集使其成为优质奶酪原料，因其与钙离子的结合能力比传统β-酪蛋白强30%以上。SMC的β-casein总量（45.2%±1.5%）也显著高于SRB（39.8%±1.3%）和SH（40.5%±1.2%，p<0.001），其中β-casein A1亚型占比提升至67.3%±2.1%，而现代品种普遍维持在60%以下。这种蛋白结构的优化使其在传统凝乳酶作用下更易形成稳定凝胶网络，乳清分离速度较SRB快15%-20%。

κ-酪蛋白的显著缺失（SMC仅占3.2%±0.5%，p<0.001）是本研究的突破性发现。这种遗传变异可能源于SMC与瑞典红牛在进化路径上的分化，其基因型中存在κ-casein基因的突变或表达抑制。值得关注的是，SH牛奶的κ-casein含量达到5.8%±0.7%，而SRB为4.3%±0.6%。这种差异直接关联奶酪成熟过程中的质构变化，SMC牛奶因κ-casein的缺失，可能更易形成开放式奶酪结构，同时降低乳清蛋白的溶出风险。

pH值的显著差异（SMC平均6.82±0.15，SRB 6.65±0.12，SH 6.71±0.13，p<0.001）揭示了不同品种的酸碱平衡机制存在根本差异。SMC牛奶的碱性特征可能与其独特的酪蛋白磷酸化模式有关，αs1-酪蛋白的磷酸基团暴露度比现代品种高18%，这增强了其对钙离子的吸附能力，同时抑制了H+离子的释放。这种特性使得SMC奶酪在发酵阶段表现出更稳定的pH波动范围（±0.15 vs ±0.22），有利于传统开放式发酵工艺的标准化。

主成分分析（PCA）显示，SMC牛奶在三维空间中形成高度聚集的独立簇团（置信度95%），其化学特征与SRB和SH存在显著区隔。PC1解释了总变异的31%，主要区分了乳脂含量和饱和脂肪酸；PC2（17%）则聚焦于酪蛋白比例和乳清特性；PC3（12%）揭示了乳糖与乳脂的协同作用。这种化学组成的稳定性（CV值均低于8%）表明SMC在长期自然选育中形成了高度保守的代谢路径，不受短期饲养条件影响。

研究同时发现SMC牛奶的α-lactalbumin含量（2.8%±0.3%）显著低于SRB（3.1%±0.4%）和SH（3.0%±0.2%，p=0.033），这可能影响乳糖的转运效率。但SMC的β-lactoglobulin含量（1.9%±0.2%）与SRB（1.8%±0.3%）接近，显示其在短链脂肪酸吸收方面具有潜力。值得关注的是，SH牛奶的免疫球蛋白IgG含量（3.2±0.5 mg/mL）显著高于其他品种（SMC 2.1±0.3，SRB 2.8±0.4，p=0.006），这可能与其集约化饲养中添加的免疫增强剂有关。

在乳固体特性方面，SMC牛奶的酪蛋白总量（19.2%±0.5%）略低于SRB（20.1%±0.6%）和SH（19.8%±0.4%），但酪蛋白水解度（20.4%±1.2%）显著高于现代品种（SRB 16.8%±1.0%，SH 17.3%±0.9%，p<0.001）。这种差异可能源于SMC特有的肠道微生物群，其产生的蛋白酶能更高效地分解酪蛋白肽链。在奶酪成熟过程中，SMC原料的酪蛋白水解产物可作为天然防腐剂，抑制霉菌生长速度达40%-50%。

值得注意的是，样本量的不均衡可能影响结果解读。SH品种仅采集20份样本，其统计效力可能不足。但通过方差分析发现，在乳脂含量（SH vs SMC，p=0.008）、总固体（p=0.012）等关键指标上，即使样本量差异显著，仍能检测到统计学意义，说明品种间的基础差异较大。此外，所有样本的SCC均低于400×103/mL，表明现代管理措施已有效改善乳牛健康水平。

该研究对传统乳业发展具有重要启示。首先，SMC牛奶的化学特性使其成为适合传统工艺的奶酪原料，其高αs1-casein比例可增强凝乳强度，而较低的κ-casein含量避免了过度凝固导致的乳清流失。其次，SMC的pH值特征可能优化某些发酵菌的活性，例如在制作Skyr酸奶时，SMC原料的碱性环境能提升乳酸菌的产酸效率。再者，其低IgG含量（低于欧盟有机标准值30%）可能减少乳糖不耐受者的过敏反应，这对开发特殊人群食品具有价值。

在保护策略方面，研究建议建立SMC专属的乳品认证体系。鉴于其乳糖含量接近欧盟有机标准（≥4.7%），可将其作为高端功能乳制品的核心原料。同时，需关注Cs29染色体易位的遗传风险，该突变与SMC白化表型相关，且可能影响繁殖性能。建议在保种计划中引入分子标记辅助选择技术，优先保留αs1-casein基因富集的个体。

未来研究可聚焦于以下方向：1）解析SMC独特的酪蛋白磷酸化模式与奶酪成熟的关系；2）建立基于蛋白质组学的SMC牛奶品质评价体系；3）探索SMC与 SRB/SH杂交后代在传统乳制品加工中的适应性。这些研究将有助于揭示原牛品种在可持续乳业系统中的功能定位，为传统放牧文化的现代转化提供科学支撑。

该成果不仅验证了SMC牛奶在食品加工中的独特价值，更揭示了原牛品种在遗传多样性保护中的战略意义。在气候变化加剧和全球粮食系统脆弱性上升的背景下，SMC这类适应本地生态系统的原牛品种，其稳定的化学组成和低输入特性，为构建韧性乳业系统提供了天然解决方案。研究建议将SMC牛奶纳入欧盟传统食品保护名录，并制定专项加工标准，以推动其从濒危品种向特色乳制品品牌的转化。