更新時間：2020-05-12
吉林農業大學副教授甄玉國博士在第四屆國際畜牧業創新論壇——規模化牧場奶牛營養、繁殖、健康管理峰會上，分享了國内最新牛奶滋氣味與風味物質研究進展。通過大量試驗研究發現，牛奶的滋氣味與風味物質組成（代謝物與揮發物）與奶牛的健康狀态、日糧的原料組成、原料的滋氣味與風味物質組成和加工處理方法都有很大的相關性。
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甄玉國老師認爲，牛奶的加工制作其實是高科技，牛奶的生産加工是一個大的系統工程，其中有很多可變因素。
牛奶屬于分泌型的畜産品，數據顯示，奶牛每生産1升牛奶需要流過乳房的血液爲387-500升，當奶牛的日産奶量達到60升時，就要有接近30000升的血液循環流過乳腺。
奶牛制造牛奶的生産流程非常複雜，我們從生産的角度把它牛奶的形成分爲兩個階段：第一個階段是将飼料中的營養物質變成可吸收的營養物質，通過胃腸道吸收進入血液循環，第二個階段是将所有半成品（吸收進入血液的營養），通過大量的血液循環運送到乳腺，乳腺利用這些半成品，合成牛奶需要的營養成分。在這一轉化過程中，我們需要了解，營養供應是否合理，是否均衡；健康管理是否有問題，倘若健康管理缺失，會導緻營養運輸路徑不通暢，就會影響産奶量，對牛奶的品質而言，也是一樣的道理。
談一下牛奶品質的發展過程：第一階段是2002年以前，我們稱爲增量時代，當時由于經濟水平的提升，牛奶的需求加大，加上國家政策的扶持，奶牛的養殖數量急速增長，其中很多不會養牛的也進入到這個行業。直到2013年，這十年間暴露了很多的牛奶安全問題，尤其是三聚氰胺事件，還有抗生素，黃曲黴毒素等等一系列問題，在這一階段，我們更多的是解決牛奶的安全問題，此階段定義爲安全時代。從散戶飼養，戶戶送奶——散戶飼養，集中擠奶——散戶飼養，機械擠奶——規模化集中飼養，機械擠奶，這一過程發展的很快，我們對牛奶品質的安全水平有了大幅的提升，随着規模化牧場的發展，牧場大量的投入基礎設施，機械設備，以及各項管理的投入都在增加，雖然牛奶的生産效率和品質都在提升，但是牛奶的制造成本也在急劇增加。進入到2014年後，我們定義爲成本時代，因爲我們一直在各種成本的壓力下尋求利潤，迫使我們必須要提高效率，來降低成本。我個人認爲未來我們要競争的是牛奶品質，制造出世界一流的高品質牛奶，提升競争力。針對不同時代的發展，我們對奶牛養殖的要求和管理的方式方法也是不同的，其目的都是爲了提高品質，降低成本。
牛奶品質關系國計民生，我們将影響牛奶品質的主要因素分爲以下幾類：
1.牛奶的體細胞與細菌數：與奶牛的健康狀态和奶牛的衛生管理相關。
2.牛奶的常規物質組成（乳脂、乳蛋白、乳糖）：與日糧的營養組成與結構和日糧的幹物質采食量相關。
3.牛奶的化學與物理狀态（礦物質含量、膠體結構）：與奶牛的健康狀态和加工處理方法相關。
4.牛奶的滋氣味與風味物質組成（代謝物與揮發物）：與奶牛的健康狀态、日糧的原料組成、原料的滋氣味與風味物質組成（尤其是青貯品質和管理）和加工處理方法相關。
爲了更深入的研究，我們選取了市場上在售的3款成品奶進行揮發性風味物質分析：
上面兩張表中介紹了3款成品牛奶中含有的物質成分、含量以及性質。分别對這3款成品奶進行試驗室檢測：
成品奶2 VS 成品奶1：
實驗室檢測成品奶1、2，對比分析發現，成品奶2風味物質較多，且大部分呈不愉快氣味，造成綜合滋氣味難以控制。
成品奶2 VS 成品奶3：
實驗室檢測成品奶2、3，對比分析發現，成品奶2風味物質較多，大部分呈不愉快氣味，造成綜合氣味難以控制。
成品奶1 VS 成品奶3：
實驗室檢測成品奶1、3，對比分析發現，兩者比較風味差異物質均呈現愉快氣味，成品奶1和成品奶3 原奶品質相近。
我們熟悉了牛奶産生的流程，了解到胃腸道健康是營養進入血液循環的保障，乳腺健康是血液營養合成進入牛奶的保障。假設胃腸道和乳腺組織受損，通透性發生變化，不應該進入到血液循環的物質進入了血液，瘤胃上皮細胞、乳腺上皮細胞會發生氧化還原反應，影響牛奶中的營養物質，造成了牛奶風味的改變。
奶牛健康狀态
對牛奶滋氣味與風味物質組成的影響
▨ 不同氧化應激狀态牛奶揮發性物質檢測
對國内某萬頭牧場進行牛奶揮發性物質檢測試驗：對檢測牛隻進行分組盲測，将檢測牛隻分别擠奶進行打分評定，找出味道正常的牛奶和味道不正常的牛奶，對問題牛進行血樣和奶樣檢測。我們團隊去年采取了2萬頭的血樣，跟蹤檢測牛隻健康狀态。
圖中可見，正常牛隻ROS含量非常低，問題牛隻ROS含量非常高，牛奶中含有的揮發物的含量差别也很大。
檢測奶樣時，在HROS組中發現桉樹腦存在，又稱桉樹醇，一種一萜醇。無色油狀液體，有些像樟腦的氣味。檢測發現健康牛隻中沒有這種物質，而不健康的牛隻中含有這種物質。
▨ 不同氧化應激狀态奶牛血清揮發性物質檢測
對血清進行檢測時發現，不健康的牛隻産出的奶中會檢測出桉樹醇，但是健康的牛隻産出的奶中并沒有這種物質。
上述實驗說明，奶牛的健康狀态對牛奶滋氣味與風味物質組成有很大的影響。
奶牛日糧原料組成
對牛奶滋氣味與風味物質組成的影響
世界上的奶牛飼養模式有很多種，比如，放牧+補飼模式（澳大利亞、新西蘭、愛爾蘭等國家），玉米青貯+優質苜蓿（美國），玉米青貯+高粱青貯+麥類青貯（歐洲），麥類青貯+青草類青貯+菜粕，全青貯日糧（中國）。
燕麥草、苜蓿、羊草中的揮發性成分進行測定。
對國内燕麥草、苜蓿、羊草中的揮發性成分進行測定，共檢測并鑒定出99種物質，烴類物質較多（45種）。
檢測發現，燕麥草的醇類、酸類物質的種類略高于苜蓿和羊草，且乙酸、丙酸、己酸含量顯著高于其他2種牧草（10-100倍）。苜蓿、羊草的烴類物質高于燕麥草，苜蓿和羊草的品質成分比較相近，羊草中發現2-庚酮存在。
▨ 不同牧場青貯品質分析
對國内不同牧場的青貯進行檢測，檢出揮發性成分85種，其中，酯類（33種）、酸類（13種）、酮類（2種）、 醇類（14種）、烴類（4種）、酚類（3種）、萜類（2種）、醛類（4種）。
樣品奶中檢測到萘，萘是一種有機化合物,分子式C10H8,白色，易揮發并有特殊氣味的晶體，以往制作衛生球的主要成分。用于制備染料、樹脂、溶劑等的原料，也用作驅蟲劑。萘不溶于水，溶于乙醇和乙醚等易揮發，易升華溶于乙醇後，将其滴入水中，會出現白色渾濁。
▨ 飼養不同牧草牛奶揮發性風味物質分析
所有原奶出問題的牧場，除了奶牛健康狀态以外，牧場飼喂的不同牧草對牛奶的風味也有很大影響，尤其是青貯飼料的品質和青幹草的品質。
原奶加工處理方法
對牛奶滋氣味與風味物質組成的影響
針對不同原奶加工處理方法，進行了以下試驗：
取某集團牧場牛奶加工的5個關鍵工藝節點樣品，檢測揮發性成分（牛奶液體樣品）和代謝産物（牛奶中的小分子代謝物質——凍幹樣品）。
正常的牛奶加工流程是：
原奶檢測→收奶→貯存→淨乳→标準化、巴士殺菌→配料→超高溫滅菌→無菌灌裝→裝箱→保溫實驗→出廠。我們選取了其中5個關鍵工藝節點（原奶檢測、巴士殺菌、半成品、超高溫滅菌、成品）進行采樣檢測。
檢測發現各工藝節點奶樣揮發性成分差異很大。
檢測發現，原奶中酸類物質含量很豐富，但随着加工工藝推進，從原奶到成品過程，酸類物質的含量呈下降趨勢，成品奶中酸類物質很少。
原奶中有部分酮類物質，随着加工工藝推進，從原奶到成品過程，酮類物質的含量呈下降趨勢,但是成品中顯著增加，尤其是二庚酮和壬酮。
随着加工工藝推進，從原奶到成品過程，醛類、酯類、烴類物質的含量呈一定規律變化趨勢。
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▨ 不同加工工藝揮發性風味差異物質
原奶 vs 巴殺
巴殺加熱之後，酸類物質明顯減少，并且一定程度上将有不良風味是酸性物質轉化成有利于牛奶愉快風味的物質增多的酯類、烴類物質。
巴殺 vs 半成品
半成品是巴殺＋均質，均質這個過程會提高牛奶懸浮穩定性，此過程差異物質不明顯。
半成品 vs UHT
超高溫處理後物質種類明顯減少，且減少的物質大多具不良風味物質，另外發現留下了某些具藥用價值的有益物質 , 如硫化丙烯、羟甲基糠醛。
UHT vs 成品
成品是UHT＋均質，這個過程會一定程度上減少物質的種類，另外也減少了牛奶加工樣的一些刺激性氣味物質.如己酸、辛酸等，增加愉快氣味物質如癸内酯，香芹烯，萜品烯等。
半成品 vs 成品
半成品到成品經過多道加工工序，酸類物質明顯減少，且不良風味物質相應減少。
原奶 vs 成品
原奶到成品經過多道加工工序，很大程度上減少酸類物質，且這些物質具有不愉快風味。
▨總 結
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文章來源：奶牛微刊
社會平台
