《Dairy》：Sugarcane Polyphenols as a Nutritional Strategy to Reduce Somatic Cell Count and Preserve Milk and Yogurt Characteristics
Elizangela Domenis Marino,
Gercino Ferreira Virgínio Júnior,
Ariany Faria de Toledo,
Izally Carvalho Gervásio,
Simara Larissa Fanalli,
Carlos Eduardo Cardoso de Aguiar Freire,
Samuel Ferreira Gon?alves,
Carolina de Souza Moreira,
Matthew Flavel and
Carla Maris Machado Bittar
+ 3 authors
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本研究发现，在荷斯坦奶牛日粮中添加甘蔗来源的多酚提取物，可显著降低牛奶中体细胞数（SCC），改善乳腺健康，且不影响产奶量、乳成分及所制酸奶的理化性质与感官接受度，为通过营养干预提升奶牛福利和乳品质量提供了新思路。
1. 引言
乳业始终致力于寻求能够提高牛奶品质、改善动物健康并提升生产效率的营养策略，以生产安全、优质的乳制品。其中，广泛存在于植物性饲料中的多酚类生物活性物质，因其抗氧化、抗炎和抗菌特性而备受关注。在反刍动物中，多酚（如单宁）已被报道可调节瘤胃发酵和微生物菌群，在不过度影响生产性能的前提下，可能改善动物健康与产品品质。然而，这些机制在不同日粮和生理条件下的作用效果存在差异。
体细胞数（SCC）是评估乳腺健康的公认指标，SCC升高与临床或亚临床乳腺炎相关，并对乳成分、凝乳特性（如延长凝乳酶凝乳时间）和保质期产生不利影响。因此，像多酚补充这样能够降低乳腺氧化应激和炎症的营养干预措施，可能有助于降低SCC并改善牛奶质量。多酚通过上调抗氧化酶、减少促炎细胞因子（如IL-1β, IL-6, TNF-α）以及调节信号通路（如TGF-β1/p38/JNK）等机制，改善免疫功能和减轻炎症反应，从而可能同时影响动物福利和牛奶品质。
尽管越来越多的研究将植物来源的多酚纳入奶牛日粮，以支持健康并改善产品品质，但多数研究集中在动物层面的反应，而对日粮干预如何影响发酵乳制品（如酸奶）的技术特性和感官特性的研究有限。鉴于酸奶的品质高度依赖于用于制造它的牛奶的理化性质，评估日粮干预如何反映在酸奶质量和消费者接受度上至关重要。
2. 材料与方法
本研究旨在评估饲喂甘蔗多酚提取物对泌乳荷斯坦奶牛的产奶量、乳成分、体细胞数以及酸奶品质（包括发酵动力学、保质期和感官特性）的影响。
2.1. 试验动物与设计
研究在巴西圣保罗新奥德萨动物科学研究所的奶牛研究与发展中心进行，为期6周（42天），并包含15天的适应期。试验使用了16头经产荷斯坦奶牛，平均产奶量为20 ± 2 升/天，泌乳天数为120 ± 21天，体重为550 ± 82公斤。采用随机区组设计，将奶牛分为两组：对照组（口服50毫升/天的安慰剂，即水）和多酚补充组（口服50毫升/天的甘蔗多酚提取物）。所有奶牛在同一围栏中饲养，饲喂全混合日粮（TMR）。
2.2. 多酚提取物与补充剂量
试验中使用的多酚来源是市售的甘蔗提取物。补充剂量（50毫升/天/头）是基于先前在绵羊（体重约40公斤，补充3.2毫升/天）上的研究，按体重比例推算至约650公斤的奶牛得出的。
2.3. 挤奶与乳样采集
奶牛每日挤奶两次。产奶量在每次挤奶时电子记录。每周采集一次用于乳成分分析的乳样，每周三次测定体细胞数。
2.4. 日粮与饲养管理
奶牛饲喂根据NASEM（2021）配制的总混合日粮（TMR），饲料成分包括高粱青贮饲料、啤酒糟、商业精料和Tifton 85干草。饲料每日提供两次，自由采食。
2.5. 酸奶生产与分析
在试验第六周，从每个处理组收集约150升牛奶，按处理混合，用于酸奶生产。牛奶经95°C/5分钟热处理后，冷却至42°C，接种商业冻干发酵剂（含嗜酸乳杆菌、乳酸双歧杆菌、嗜热链球菌），在42 ± 2°C下发酵至pH达到4.6。在发酵过程中以及4°C冷藏储存40天期间，每隔10天测定酸奶的pH和可滴定酸度。
2.6. 感官评价程序
采用三角测试法进行感官评价。共招募了189名小组成员，每人在盲测条件下获得三个编码样品（两个相同，一个不同），被要求识别出味道不同的样品。
3. 结果
3.1. 对产奶量、乳成分和体细胞数的影响
补充多酚对产奶量和主要乳成分（脂肪、蛋白质、乳糖、非脂固体等）无显著影响。然而，补充多酚显著降低了牛奶中的体细胞数（SCC），对照组为593 × 103细胞/毫升，而多酚组为238 × 103细胞/毫升。
3.2. 酸奶的生产、pH、可滴定酸度和保质期
在酸奶发酵和4°C冷藏储存40天期间，对照组和多酚组的pH和可滴定酸度均无显著差异。但时间对这两个参数均有显著影响，反映了正常的乳酸发酵动力学和储存期间的酸度变化。例如，储存期间可滴定酸度分别为76.8和78.1 °D（多恩值），均落在国际食品法典委员会推荐的60–120 °D的酸奶标准范围内。
3.3. 感官结果
在总共190名参与者中，有71人（37.3%）正确识别出味道不同的酸奶。逻辑回归分析显示正确识别的平均概率为37.4%，接近三角测试中随机猜测的期望概率（33.3%）。这表明参与者不太可能检测出由补充奶牛牛奶制成的酸奶在风味上的变化。
4. 讨论
4.1. 对产奶量和牛奶品质的意义
多酚补充未显著影响产奶量和主要乳成分，这与一些研究发现抗氧化补充剂不影响产奶量的结果一致。这种无响应可能与多酚本身不具有直接的催乳活性有关。所观察到的SCC降低，表明多酚可能对乳腺健康状况有积极影响。SCC是亚临床乳腺炎的生物标志物，多酚可能通过其抗氧化和抗炎作用（如清除活性氧、调节NF-κB和MAPK通路），以及对抗乳腺炎病原体（如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌）的抗菌活性，来降低SCC。先前使用富含多酚的副产品（如葡萄籽提取物、可可壳、咖啡渣）的研究也观察到SCC降低的效果。
4.2. 酸奶的理化和感官特性
对酸奶品质的评估显示，多酚补充并未显著影响发酵期间或40天冷藏保质期内的pH或可滴定酸度。这表明日粮中的多酚不会干扰乳酸发酵过程或酸奶在标准储存条件下的生化稳定性。时间对pH和酸度的显著影响反映了发酵和储存过程中预期的微生物代谢和酸化动态。
三角测试的结果显示，消费者难以区分两种酸奶。这符合乳制品感官鉴别研究的常见模式：即使原料发生营养或代谢改变，这些变化也并非总能转化为未经训练消费者可察觉的差异。酸奶基质具有高度的感官复杂性，可能掩盖了源自原料乳的细微变化。尽管多酚可能通过抗氧化机制稳定乳蛋白和脂肪，防止氧化降解，但这些效应在常规理化分析中可能无法检测。
4.3. 感官属性
感官评价结果强化了一个常见模式：即使原料发生改变，这些变化也并非总能被未经训练的消费者感知。37.4%的正确识别率接近随机水平，表明多酚补充对酸奶风味的影响是微妙的。三角测试是一种鉴别性方法，旨在检测产品之间的整体感官差异，而非描述特定属性（如苦味、涩味）。因此，尽管一小部分参与者正确识别了差异，但该测试并不能将此感知归因于特定的感官描述符。酸奶基质的感官复杂性倾向于掩盖源于原料乳的细微差异，降低消费者小组检测细微差别的能力。此外，许多次级代谢产物在瘤胃中会经历广泛的降解，这降低了它们在牛奶中的浓度，使其难以产生明显的感官变化。
5. 结论
为泌乳荷斯坦奶牛补充多酚并未显著影响产奶量或乳成分，但导致了体细胞数（SCC）的降低，表明其对改善乳腺健康状况具有潜在益处。虽然未观察到酸奶品质和保质期的显著差异，但感官分析表明其对牛奶风味有细微影响。这些发现为支持多酚在改善奶牛健康且不损害牛奶质量方面的作用提供了更多证据。需要进一步研究以阐明这些效应背后的机制，并优化补充策略以提升乳业生产和产品质量。
