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如何應用乳脂肪酸資料管理牛群
◎ 新竹分所 王思涵、蕭振文
牛乳中 95% 至 98% 乳脂肪由三酸甘油酯組成,利用氣相層析法(gas chromatography, GC)可分析出至少 400 種 以上的乳脂肪酸,其中 20 種脂肪酸占乳脂肪的比例較多,主要可以分成三類脂肪酸 包括新合成型脂肪 酸(de novo FA)、 預製型脂肪酸(preformed FA)及混合型脂肪酸(mixed FA)。新合成型脂肪酸(C4- C14)由乳腺上皮細胞利用瘤胃微生物分解纖維及澱粉所產生的乙酸(acetate)及丙酸(butyrate)合成而來;預製型脂肪酸(≥ C18)則來自於體循環中的脂肪酸、體脂分解及飼糧脂肪;混合型脂肪酸(C16)合成則同時來自上述兩種方式(圖 1)。 要了解如何應用乳脂肪酸資料管理牛群,首先必需先知道乳脂肪與新合成型脂肪酸、預製型脂肪酸及混合型脂肪酸組成 之關係。使用 GC 法分析乳脂肪酸前,會將所有乳脂肪萃取並轉化成脂肪酸甲酯(fatty acid methyl ester)(ISO 14156:2001/IDF 172: 2001)後才上機進行分析,此過程耗時且成本較高。近年來乳成分分析技術進步, 多改用傅立葉轉換紅外線光譜法(fourier- transform infrared spectroscopy, FTIR)進行乳成分分析,包括乳脂肪、乳蛋白質及乳糖等。利用 FTIR 法進行乳脂肪酸的分析技術也被開發出來,並經過大規模跨國驗證後成為商業模組。目前世界上主要使用的乳成分分析儀增加脂肪酸分析模組廠牌分別為 FOSS 及 DELTA,雖在三類脂肪酸的 組成有些微的不同,但整體應用的邏輯是一致的。
乳脂肪酸可使用不同單位表示,以牛乳為基礎:每克單一脂肪酸 /1 百克乳 (g specific fatty acids/100 g milk)或以總脂肪為基礎:每克單一脂肪酸 /1 百克乳脂肪酸(g specific fatty Acids/100 g total fatty acids)。 而使用 FTIR 法進行乳脂肪酸分析並沒有經過脂肪萃取及轉化的過程,脂肪酸模組使用之單位以牛乳為基礎,是因為其無法將脂肪與剩餘的牛乳完全分離。以總乳中含有 4.1% 乳脂肪為例,將乳中三類脂肪酸加總之含量僅占 4.1% 乳脂肪之 94.5% - 95%(圖 2)。 FOSS 原廠提供之脂肪酸分析模組單位換算公式如下 : g de novo Fatty Acid/100g Total Fatty Acids=(g de novo Fatty Acid/100gMilk)/ total Fat%*0.95*100 脂肪酸組成提供我們更多訊息讓我們了解牛群表現優劣的原因及牛群是否健康。脂肪酸組成與原料或飼糧改變有關,包括碳水化合物的消化、飼糧中補充過多不飽和脂肪酸(rumen unsaturated fatty acid load, RUFAL) 例 如 C18:1+C18:2+C18:3 引起乳脂下降症發生(milk fat depression, MFD);脂肪酸組成也與飼養管理與環境有關,包括動物行為、瘤胃 pH 值、 生理狀態、能量平衡及泌乳階段等。三類脂肪酸中屬新合成型脂肪酸最被關注,因為乳中新合成型脂肪酸含量的變化可反應瘤胃功能,特別是對於纖維的發酵(rumen fermentation)( 圖 3)。 新合成型脂肪酸提供我們找出最適瘤胃功能之飼養與管理方法,營造促進微生物發酵的瘤胃環境將有助於微生物製造微生物蛋白,同時提高乳蛋白質含量。
綜合許多研究報告結果,彙整出如何使用新合型脂肪酸含量變化作為牛群管理。 以荷蘭牛生產 3.8% 乳脂肪作為界線,當乳脂肪含量介於 3.0% - 3.8%,而新合成型脂肪酸含量介於 0.6 - 0.85(g/100g of milk) 表示泌乳牛群飼糧中可能含有太多不飽和脂肪酸或澱粉,且有效中洗纖維不足,牛群飼養管理部分,可能需要改善以減少牛隻採食受到影響;當乳脂肪含量介於 3.8%- 4.4%,而新合成型脂肪酸含量介於 0.6 - 0.85(g/100g of milk)表示泌乳牛群瘤胃功能可能有問題,可能是因為畜舍過度擁擠導致牛群採食及休息受到影響,或是飼糧中越胃脂肪含量偏高;當乳脂肪含量介於 3.0% - 3.8%,而新合成型脂肪酸含量介於 0.85 - 1.10(g/100g of milk)表示泌乳牛群瘤胃功能良好,飼養管理及營養得宜; 當乳脂肪含量介於 3.8% - 4.4%,而新合成型脂肪酸含量介於 0.85 - 1.10(g/100g of milk)表示泌乳牛群可能體態偏瘦或建議在飼糧中添加越胃脂肪以提高乳脂肪率(圖 4)。
使用乳脂肪酸組成作為牛群管理的概念與使用乳成分的方法一致,必需要將乳牛場飼糧組成及飼養管理方法等合併進行綜合評估,但脂肪酸可以提供較乳脂肪率或乳蛋白質率更具體更專一的訊息,協助管理者更細緻的辨識出可能的問題所在,並及時進行決策(圖 5)。 依據畜產試驗所新竹分所自 2020 至 2021 與乳品廠合作進行連續兩年每月收集國內約 90 家乳牛場總乳樣品,並以 FTIR 法進行乳脂肪酸分析。結果顯示總乳中乳脂肪平均值 ± 標準偏差為 3.83 ± 0.19%,新合成型、混合型及預製型脂肪酸平均值 ± 標準偏差分別為 0.89 ± 0.11、1.18 ± 0.11及 1.41 ± 0.15(g/100 g milk)(表 1),而 各月份總乳中乳脂肪率、新合成型、混合 型及預製型脂肪酸平均值 ± 標準偏差值如表 2 所示,這些基礎值的建立讓我們有了屬於國內的評估依據。目前,有關如何應用乳脂肪酸資料管理牛群的相關研究仍持續進行中,未來將結合乳牛群性能改良計畫(dairy herd improment, DHI)線上報表系統,提供酪農朋友每月三類乳脂肪酸含量變化及建議閥值,讓大家能更了解牛群狀況並提高收益。
▲圖 5. 使用乳脂肪酸數據做為牛群管理的前提與好處。
表 1. 總乳 * 中乳脂肪率、新合成型、混合型及預製型脂肪酸平均值及標準偏差
*總乳樣品數為 2,073 件。
表 2. 每月總乳中脂肪率、新合成型脂肪酸、預製型脂肪酸及混合型脂肪酸脂含量(平均值 ± 標準偏差)
參考文獻
此文件的網址 : https://agrkb.angrin.tlri.gov.tw/index.php?page=8733 |