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原奶体细胞数对牛奶品质的影响及管控措施
信息来源:山东省奶业协会 发布时间:2015年 03月 30日 阅读次数:5046 次

李军涛 葛旭升 蒙牛乳业(焦作)有限公司

  体细胞数(Somatic Cell Count,SCC)是指每毫升牛奶中所含有的体细胞数量,其主要成分为白细胞,约占牛奶体细胞数的95%,其余为乳腺上皮细胞,主要保护机体免受病原微生物等有害物质的侵害。它已作为一个原奶质量的重要指标被世界主要奶产国中强制列入生鲜乳质量标准。据科学研究表明,体细胞数量越大,说明奶牛的奶量损失就越大,对乳汁的风味和品质影响越大,造成乳脂率下降、干酪产量下降、液态奶风味变差及保质期缩短。体细胞数与奶牛乳房炎发病率存在正相关性,不同范围的体细胞数表示不同的乳房炎发病率。通过定期地、有针对性地监控牛群体细胞数,可全面掌握牛群乳房炎健康状况,为加强牛场管理、疾病防控等多个监管环节提供依据,提升牧场科学管理水平,增加牧场经济效益。

  体细胞概述

  1.体细胞的概念及基本特征

  体细胞是指原奶中大量的白细胞(嗜中性白细胞、巨噬细胞、淋巴细胞、嗜酸性细胞)和少许的乳腺上皮细胞。白细胞作为机体内的第二道免疫防线,主要功能是抵御外来病原微生物等有害物质入侵及损害。正常体细胞数:头胎牛正常是10~15万/毫升、二胎牛正常是20~30万/毫升、三胎牛一般30~50万/毫升。世界主要奶产国的国家标准均已采纳体细胞数作为对生鲜乳质量标准的一个强制性指标,并和生鲜乳价格挂钩以激励持续低体细胞数,例如欧盟、北美、新西兰等许多国家都早已经将体细胞纳入牛奶收购计价体系,通过以质论价的办法促使奶农注重控制体细胞数量,并严格限制体细胞数目不同的原奶用作不同的乳制品加工。

  2.体细胞计数

  体细胞计数(Somatic Cell Acount,SCC)是指每毫升乳汁中含有的体细胞数量,通常以万个/毫升单位。

  3.体细胞与牛场管理

  体细胞作为重要的检测指标对牛健康起到第一预警作用。由于体细胞由奶牛自身分泌产生,体细胞数的改变反映了奶牛自身健康状况,通过检测体细胞数可监测牛群乳房炎及其他传染性疾病发病情况,掌握疾病发病率。

  牛奶中体细胞数的增加与环境、饲养管理、挤奶设备的正常使用与保养、挤奶程序、干奶程序等牧场管理工作细节密切相关。体细胞是牧场管理优劣的指示:体细胞的高低,表明牧场养殖人员对奶牛饲养、疾病防控等方面重视的程度;体细胞也是牧场养殖水平高低的分界线:牛群体细胞数越低,牧场养殖水平越高,原奶产量高、品质越好。

  牧场对体细胞的整体防控可有效降低乳房炎发病率,降低治疗及医用护理成本,同时也可避免原奶抗生素残留风险,同时控制体细胞数还可增加奶产量,提高奶品质,建立优质奶源,作为牧场经济效益的晴雨表,给牧场带来可观的经济效益。

  4. 影响体细胞数的因素

  乳房感染程度、环境卫生、季节和应激、泌乳阶段、饲料及营养、年龄和胎次、挤奶设备等都会影响体细胞数变化,但它们的影响作用小,挤奶机的影响也只能达到5%。也就是说,病原菌对体细胞数量的变化有较为直接的影响。在其它因素变化不大的情况下,我们只要及时测量牛奶体细胞数量,就可掌握奶牛乳房炎的感染情况。

  (1)乳房炎感染程度

  牛群平均体细胞数的最低限是20万个/毫升,健康奶牛群体的体细胞数水平应为10~20万个/毫升。奶牛乳房炎在感染时体细胞数会增加,如果体细胞数在200万个/毫升以上,奶牛就可能有隐性乳房炎,而且对奶牛场造成重大经济损失的奶牛隐性乳房炎发病率与体细胞数存在相关性。一项实验研究结果显示:对某地数家牧场3645头奶牛进行检测,乳房炎感染奶牛数2497头,感染率为69%。其中,隐性乳房炎感染率55.43%,临床型乳房炎感染率13.57%。体细胞数高的奶牛,其乳房处于非健康状态,根据目前研究者发布的“乳导管堵塞学说”或“能量分配学说”,奶牛的奶产量会下降,针对某地多家牧场的体细胞与奶产量的全面研究,得出结论如下:所测牛场产奶水平15kg,牛奶价格1kg按3.0元计算,体细胞40~74万/毫升的每头损失牛奶1.2kg;75~199万/毫升的损失牛奶2.1kg;200万个/毫升以上损失牛奶3.2kg(以上损失按最低损失计),平均每头牛每年的损失是2700元。可见,体细胞数处于非正常水平的奶牛,将会给整个牧场带来不小的经济损失。

  可见,乳房炎是引起体细胞数增加的主要原因,表1显示牛群乳房炎感染比例越高,其体细胞数也越高,二者呈正相关。而影响乳房炎发病与环境卫生、挤奶设备、挤奶程序、饲养管理有直接关系。

表1体细胞数与牛群乳房炎感染比例的关系


体细胞数范围(万个/ml)

感染比例(%

宾夕法尼亚大学

康涅狄格州大学

09.9

6

5

1019.9

17

12

2029.9

34

33

3039.9

45

38

4049.9

51

58

5059.9

67

53

60以上

79

61

  (2)环境卫生

  奶牛活动场地的卫生状况对奶牛体细胞数的影响也比较明显,如果奶牛活动的运动场或牛床的卫生状况较差,奶牛的体表和乳头粘上粪便、泥土等的概率明显增加,粪便中引起乳房炎的病原菌较多,在奶牛躺卧时感染乳房,在挤奶时就会互相传染。因此,提供清洁的牛床让奶牛躺卧是欧美国家降低舍饲奶牛乳房炎的有效措施。运动场是奶牛休息的第二场所,运动场的卫生条件会直接危及到奶牛的健康,干燥卫生、一定的坡度便于排水、定期清粪、保证饮水卫生都是运动场控制乳房炎的关键。

  (3)季节和应激

  不同的应激会引起体细胞数的上升,热应激引起的SCC上升明显,美国相关研究发现热应激条件下体细胞从10万上升至14万。在夏季,由于环境病原体所引起的新感染及临床疾病占的比例较高。

  (4) 泌乳阶段

  单泌乳期间,SCC也呈上升趋势(雷晓薇等,2003)。产犊后乳中体细胞数立即增加,4~5d后随着初乳量的减少而下降至30万/mL以下,2周后降至10万个/mL以下;泌乳末期,由于泌乳量的减少,牛奶体细胞数的含量增加,这主要是由于体细胞的浓度增加,当产奶量低于5 kg/d时尤为明显。但不患隐性乳房炎的奶牛在泌乳末期其体细胞数的变化不明显。

  (5)饲料与营养

  奶牛营养状况较差,Cu、Mg、Zn、Va、Ve的摄入量不足,体况评分差也可导致体细胞高。日粮中缺乏硒及维生素E会导致乳房炎感染的增加。

  (6)年龄和胎次

  SCC有随着年龄增大和胎次增加而上升的趋势。据杨章平等报道,1~5岁的奶牛其隐性乳房炎的发病率分别为20%、27%、39%、33%、31%,原因是乳房受长期挤奶挤压,对乳房造成的损伤较严重,使得乳头松弛无法彻底闭合,因而细菌更容易侵入乳房。同时老龄牛的免疫能力降低,自身的防御系统清除细菌的能力下降也是原因之一。

  (7)挤奶设备

  挤奶机是与奶牛乳头直接接触的设备,它的工作状态及参数对奶牛的乳房影响不言而喻,如真空度不足、脉动频率过快、内衬老化、清洗不彻底都可导致奶牛乳房炎。

  (8)挤奶程序

  正确的挤奶程序包括6步:清洗乳房—前药浴—挤弃前3把奶—干擦—上杯、后药浴,同时也是控制乳房炎的基础,其中的任何一部遗漏或操作不当都可给乳房炎的发病买下祸根。清洗乳房不戴手套,细菌就会附着在手上,污染乳头;取消前药浴,乳头上的大量细菌进入奶杯,造成交叉感染;将3把奶挤在地上,被其它牛踩上,容易传染;干擦乳房,乳头上残留大量细菌,在乳头括约肌开放时,会侵入乳房;套杯漏气,导致细菌倒吸进入乳头;后药浴不全面,乳头得不到有效保护。


  体细胞数对奶牛健康及牛奶品质的影响

  体细胞是由于奶牛乳房受到细菌侵袭而产生,据科学统计分析,乳脂中体细胞数(SCC)与奶牛乳房炎发病率成正比,目前以体细胞数判定乳房炎发病已成为共识。乳汁中体细胞主要是白细胞和少量乳腺上皮组织细胞,白细胞是奶牛肌体产生的抵抗乳房炎症的细胞,所以SCC反映了乳房感染炎症的轻重。SCC与乳房健康状态的关系如下:

表2 SCC与乳房健康状态的关系

SCC

<10

1020

2050

5070

75100

>100

乳房健康程度

极好

很好

轻度感染

极差

严重

  注:SCC单位为10000/ml

  1.体细胞对产奶量影响

  大量科学研究表明,体细胞数量越大,说明奶牛的奶量损失就越大。所以可以根据体细胞数来估算奶牛产奶量损失的情况。下表为体细胞数与隐性损失奶量的关系:

表3 体细胞数与损失奶量的换算关系

SCC

(×104ml)

第一胎奶损失

(㎏/泌乳周期)

第二胎奶损失

(㎏/泌乳周期)

<15

0

0

1530

180

360

3050

270

550

50100

360

720

>100

454

900

表4 罐体样与奶量损失的关系

SCC(×104ml)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

奶量损失(%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

  2. 体细胞对牛奶品质的影响

  由于高体细胞数往往是由于乳房炎所致,而乳房炎的奶牛其乳腺组织的合成能力有所下降,因此,牛奶体细胞数与产奶量总体上成反比关系;高体细胞数牛奶中蛋白、脂肪、乳糖、盐类等几乎所有的成分都将发生变化(Munro等,1984)。见表l、2。

表5奶罐奶体细胞数与乳区感染率关系

奶罐奶体细胞数(104*ml-1)

乳区感染率/%

20

6

50

16

100

32

150

48

  高体细胞数奶较低体细胞奶含有较多的脂肪与蛋白氧化酶。因此,高体细胞奶中脂肪与蛋白水解反应有所增加,产生过多的游离脂肪酸,对乳及乳制品的质量有一定的影响(Rogers等,1991a)。Politis等研究表明,高体细胞数牛奶对于奶酪制造业的不良影响主要有:干酪硬度低、奶酪产量低、随乳清所流失的脂肪和酪蛋白有所增加和奶酪感官质量差等。

表6 高体细胞数牛奶成分变化

成分

正常乳/%

高体细胞乳/%

占正常乳的百分比/%

非脂乳固形

8.9

8.8

99

脂肪

3.5

3.2

91

乳糖

4.9

4.4

90

总蛋白

3.61

3.56

99

总酪蛋白

2.8

2.3

82

乳清蛋白

0.8

1.3

162

血清白蛋白

0.02

0.07

350

乳铁传递蛋白

0.02

0.1

500

免疫球蛋白

0.1

0.6

600

0.057

0.105

184

0.091

0.147

161

0.173

0.157

91

0.12

0.04

33

  3. 对乳脂的影响

  由于乳房炎降低了乳腺的合成能力,而且高体细胞数奶中脂肪水解作用较强,因此高体细胞数奶的乳脂有所降低,且含有较多的游离脂肪酸,对乳品质有一定的影响。Ma等研究表明,在冷藏期间高体细胞数牛奶中游离脂肪酸的增加是低体细胞数牛奶中的2~3倍。冷藏后期高体细胞数牛乳出现明显的脂肪酸败味,酸度较低体细胞数牛奶明显增高,口感明显变差。游离脂肪酸增加的原因是高体细胞数牛奶中含有较多的脂肪氧化酶,它将分解更多的不饱和脂肪酸为无气味、不稳定的氧化物,然后再分解为有特殊气味的含碳化合物和其他化合物,从而出现脂肪氧化味、涩味、苦味等不良气味。

  4. 对乳蛋白的影响

  Politis等、Ma等研究表明,高体细胞乳较正常乳其乳蛋白和酪蛋白的百分含量都高,但由于高体细胞乳的总产量较正常乳低,所以乳蛋白和酪蛋白的总量仍较正常乳低。这是由于高体细胞乳中含有较多的蛋白质水解酶,进而分解了酪蛋白,降低了乳中酪蛋白的含量。由于乳蛋白中80%的蛋白为酪蛋白,酪蛋白的含量的减小将会对干酪的生产造成严重的影响,会降低干酪的硬度,减少干酪产量,并形成不良风味。

  5. 对乳中盐类的影响

  正常牛乳中含有约0.7%的无机盐,主要是钾、钙、磷、硫、氯及其他微量成分。无机成分在加工上对牛乳的稳定性起着重要的作用。高体细胞数乳导电率有所增加,离子环境也发生了很大的变化,主要表现在CI-、Na+的浓度较高,而K+、Ca2+浓度降低。氯离子含量的增加,将给产品造成很重的咸味和苦味,并抑制发酵乳中乳酸菌的生长。盐类不平衡,对乳的热稳定性、凝乳酶的凝固性等理化性质和乳制品的品质以及贮藏性能等影响很大。在酸奶的生产中会导致蛋白质水解能力降低,使凝固型酸奶的凝乳疏松而易碎裂,乳清析出,对酸奶的品质造成很大的影响胸。

  6. 其他影响

  高体细胞乳除了影响脂肪酶、蛋白酶外,还可影响过氧化氢酶和过氧化物酶等其他酶。过氧化氢酶(catalase)主要来自白细胞的细胞成分,其活性与体细胞数呈正比例关系,在初乳和乳房炎乳中含量较高。由于过氧化氢酶的强氧化性,它会导致产品品质不稳定,降低食品的食用安全性。过氧化物酶(peroxidase)是白细胞的细胞成分,牛奶中体细胞数越高,则该酶含量越高。过氧化物酶能分解过氧化氢产生活泼的新生态氧,氧化乳中某些芳香成分,影响牛奶特有的风味。它还能催化不饱和脂肪酸过氧化物裂解,产生有不良气味的羰基化合物,使乳制品感官质量变差。

  另外,白细胞中含有较多的抗菌成分。因此,高体细胞奶可能会抑制乳中乳酸菌的生长,进而影响乳产品,尤其是酸乳等发酵乳产品的品质。


  体细胞控制措施

  1.定期开展奶缸体细胞检测,控制乳房炎

  定期进行奶缸体细胞检测。目前,临床型乳房炎虽然治疗成本高、危害大,但是发病率比较低,但是隐性乳房炎的发病率却可达到20%~70%,是临床乳房炎的30~40倍,此时奶牛的产奶量及原奶的品质水平仍会受到不同程度的影响,严重影响了奶牛场的经济效益。通过体细胞数检测,可及时发现不显临床症状的隐形乳房炎感染奶牛,进行及时治疗,可大幅度降低治疗成本,提高经济效益。

  定期进行奶缸体细胞检测的同时,长期记录检测数据,绘制成体细胞数、产奶量曲线图,统计分析、掌握乳房炎发病规律、牛群乳房健康状况,评估高体细胞数造成的产奶损失,及时发现问题采取预防措施。

  对以下几个阶段的奶牛进行体细胞数检测,及时采取应对措施:

  对于干奶牛,在产奶前7~10天检测每个乳区的体细胞数,体细胞高则需要采取治疗方案促使奶牛乳房在干奶期恢复至健康状态,为下一个高产期打下基础:对于新产母牛,产后4~5天,应检测每个乳区,体细胞数超过20万个/毫升应马上采取治疗,以防发展为临床乳房炎,造成更大经济损失;对于乳房炎感染奶牛,采取药物治疗后,进行体细胞数检测,可及时掌握乳房炎恢复状态和乳房炎治疗效果;对于购买或出售奶牛前,对奶牛进行体细胞数检测,评估此牛的经济价值;另外对于乳房炎可疑奶牛,可针对性进行个别或某个乳区的体细胞数检测。

  干奶前对乳房炎进行治愈,并推注干奶针可显著减少下一个泌乳早期链球菌引起的乳房新感染。另外,每月开展1~2次CMT检测,“+++”为临床乳房炎必须隔离治疗,防止感染。

  2. 挤奶机管理及程序规范

  采用合适的脉动频率和脉动比(挤奶与按摩比),推荐采用60次/秒、60:40的脉动器参数,高产牛可增加挤奶时间使用65:35的脉动比率。满足高配管48~50kpa;中配:44~46kpa;低配:42~44kp。定期检查、维护挤奶设备,如真空抽气量、真空表准确度、管道泄漏量、真空调节阀等维护点,并按时更换橡胶奶衬,保证挤奶设备正常工作。严格执行挤奶操作流程,建立稳定、训练有速的挤奶队伍,对员工主动控制乳房炎进行相应的激励。

  3.运动场管理

  奶牛的卧床、垫料、饮水是奶牛舒适的关键因素,奶牛的舒适与否直接关系到产奶量,所产奶的质量及品质,也会减少奶牛应激。合适的卧床尺寸(卧床分为对头式、单排式两种,对头式卧床长度总长为4.5~4.8米、宽度为1.2米,单排卧床长度为2.6~2.8米,设计宽度为1.2米)为减少粪便、牛尿对垫料的污染,而干燥、柔软、清洁的垫料会减少环境性乳房炎的发生,并且奶牛躺卧时间增长也会增加产奶量,据统计,奶牛每天躺卧时间达到14~16小时,单产可以增加1公斤/天。

  4. 病牛淘汰

  针对长期呈阳性、乳汁异常、产奶量低、反复发作、医治无效的病牛坚决淘汰,以免从乳中不断排出病院微生物,成为传染源。

  5. 减少应激

  结合地域不同,南方所有供方必需配备风扇,减少夏季热应激;北方配备防风、恒温饮水设施减少冷应激,夏季牛舍温度不高于26℃,冬季牛舍不低于零下10℃。

  6. 调整饲料营养

  首先保证营养全面平衡是奶牛健康的基础;不饲喂发霉变质的饲草料;保证维生素和微量元素的数量和质量,特别维生素E和硒的使用量。

  7. 辅助改善措施

  在体细胞控制过程中,在日粮中添加一些添加剂作为辅助改善方法。许宗运等[6]通过奶牛日粮中添加不同水平(0.3、0.45和0.6mg/kg)的硒酵母,对试验牛群乳样和血样研究结果表明:与亚硒酸钠相比,添加硒酵母可以显著降低牛乳体细胞数(P<0.01),提高全血硒含量及血清中总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活力(P<0.01),综合考虑,日粮硒水平在0.45 mg/kg添加效果比较好。刘琪等[7]通过在日粮中添加微生态制剂,与对照组相比,能明显降低体细胞数,因而对隐性乳房炎具有一定的防治作用。

  综上所述,体细胞作为奶牛常发疾病防控的主要警示指标,通过周期性奶缸或个体牛的体细胞检测,可以对牛群乳房炎等传染性疾病爆发起到有效的防控作用;同时体细胞数作为牧场科学养殖水平的一个衡量指标,将促进牧场养殖人员在环境、挤奶、季节等方面加强管理,确保牛群整体健康水平,保证原奶产量和质量稳定在较高水平,成为奶业产业链上游的优质奶源,在奶业行业竞争中站稳脚跟,长足发展。

(转自:荷斯坦)

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