图1 支链脂肪酸结构
Fig.1 Structures of branched chain fatty acids
孙万成，罗毅皓，刘祥军
（青海大学农牧学院，青海 西宁 810016）
摘 要：采集全乳期（6、7、8月）和半乳期（3月）的牦牛乳，牧场海拔范围为2 835～3 719m。采用气相色谱-质谱分析方法，对不同泌乳期牦牛乳中奇数与支链脂肪酸的分布进行分析。结果显示，海拔高度2 835～3 719 m的不同地区（果洛州、海南州、海西州乌兰县、海北州祁连县）牦牛乳中奇数与支链脂肪酸没有显著差异，在半乳期时，牦牛乳中的奇数脂肪酸含量差异显著（P＜0.05），支链脂肪酸含量差异极显著（P＜0.001）。研究表明，半乳期时（3月）牦牛乳中的奇数与支链脂肪酸含量最高，在全乳期和半乳期，牦牛乳中奇数与支链脂肪酸的含量明显高于普通牛乳。
关键词：牦牛乳；奇数与支链脂肪酸；全乳期；半乳期
与一般荷斯坦奶牛不同，牦牛多为2 a一胎或3 a两胎，主要采用挤乳兼犊牛哺乳的管理方式，在产犊当年未怀孕的泌乳牦牛，第2年的青草季节会出现第2个泌乳高峰，可继续挤乳供食用，冬季停止挤乳仅用于犊牛哺乳，这是牦牛特有的一种泌乳现象，处于该阶段的牦牛称半奶牦牛。
图1 支链脂肪酸结构
Fig.1 Structures of branched chain fatty acids
支链脂肪酸（branched chain fatty acid，BCFA）主要有iso-C 14∶0、iso-C 15∶0、anteiso-C 15∶0、iso-C 16∶0、iso-C 17∶0、anteiso-C 17∶0，例如iso-C 15∶0、anteiso-C 15∶0其结构如图1所示。
奇数与支链脂肪酸（odd and branched chain fatty acid，OBCFA）是瘤胃微生物生长、繁衍的必需物质，可促进瘤胃纤维素分解菌的生长和微生物蛋白的合成
[1]。乳脂中的OBCFA主要来源于瘤胃的细菌，OBCFA主要存在于细菌膜脂中，可降低脂肪熔点及细胞膜流动性
[2]。瘤胃微生物的脂类合成有2 个来源：一是重新合成，二是吸收日粮中前体物分子，然后再合成。OBCFA包括奇数碳原子中的直链脂肪酸（如C
15∶0）和支链脂肪酸（branched chain fatty acid，BCFA）（如iso-C
15∶0）以及偶数碳原子中的BCFA（如iso-C
14∶0）。BCFA主要有iso-C
14∶0、iso-C
15∶0、anteiso-C
15∶0、iso-C
16∶0、iso-C
17∶0、anteiso-
。
牦牛乳相对于牛乳具有更高的营养价值，在开发高营养系列产品时更具市场潜力 [5]。研究牦牛乳中的OBCFA分布，结合独特的高原气候，有助于提高牦牛乳附加值 [6-7]。
最近研究结果表明，50%的BCFA存在细胞膜上，能增强细胞流动性，并能显著降低熔点，提高细胞膜流动性，同时BCFA具有抗癌作用 [8-9]。事实上，这类型的脂肪酸存在于各种生物体，这些分子重要和独特的功能就是保护相关的代谢酶。BCFA对人体有抗肿瘤作用，Yang等 [10]发现，从大豆发酵纯化的13-甲基肉豆蔻酸，作为一种抗肿瘤化合物和作为人类癌症的选择性地诱导细胞凋亡的生长抑制剂，也观察到BCFA能抑制乳腺癌细胞脂肪酸的合成。Brenna在2011年第二届“奶牛营养与牛奶质量”国际研讨会的学术报告阐述BCFA显著提高婴儿肠道IL-10（interleukin-10）细胞因子含量，有效降低早产婴儿的死亡率 [11-13]。
BCFA在植物中含量很低，主要存在动物的液体乳与组织中，特别是在婴儿的胎脂中含量很高。人乳中BCFA含量大约为1.5%，牛乳含量约为2.0% [14-16]。
青海牦牛属地方特色资源，并且牦牛乳的产量很低，必须依靠现代科技力量，研究不同泌乳期牦牛乳合成BCFA的规律，以便进一步提高其含量，从而提高牦牛乳也称为“高原黄金乳”的附加值，为农牧民增收提供技术保障。
1.1 材料与试剂
在3～8月期间，从每个牦牛农场采集12 头不同母牦牛的牛乳，分别是分布在果洛藏族自治州（海拔3 719 m）、祁连县海北地区（海拔3 300 m）、海南南部的青海湖（海拔2835 m）、和海西蒙古族藏族自治州管辖下的乌兰县（海拔2 960 m）。从上午6～9 h手动收集牦牛牛乳为研究样本，每个牛乳的样本含量约为10 mL。采集结束之后，将收集到的牦牛乳贮存在消毒瓶中，用冰袋包裹后及时送到实验室存放在—20 ℃的冰箱中。
氢氧化钠（分析纯）、三氟化硼（进口分装）、甲醇（GB 683）溶液、庚烷、石油醚（分析纯）、无水硫酸钠（分析纯）、氯化钠（分析纯） 天津市科密欧化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
HP 5890-5972气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司。
1.3 方法
1.3.1 色谱条件
BPX70毛细管柱（25 m×0.22 mm，0.25 μm）；升温程序：柱初温80 ℃，以5 ℃/min升至180 ℃，保持8 min，再以20 ℃/min升至260 ℃，保持5 min；进样口温度270 ℃；分流比100∶1；进样量0.2 ☒L；载气：高纯He（99.999%）；流量8mL/min。传输线温度230 ℃；电子电离源；温度200 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 ☒A；电子倍增电压1 638 V。
1.3.2 质谱条件
电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度200℃；母离子m/z 285；激活电压1.5 V；质量扫描范围m/z 35～500。
1.3.3 统计方法
利用SPSS 16.0软件分析统计组的差异性，采用最小显著差数法，计量数据用平均值±标准差，采用t检验，P＜0.05表示2组脂肪酸差异有统计学意义。
2.1 不同牦牛牧场牦牛乳中OBCFA比较
表1 不同牦牛牧场牦牛乳中奇数与支链脂肪酸比较（x ±s）
Table1 Contents of odd and branched fatty acids in yak milk from four yak farms at different altituddeess ((x±s) g/100 g
脂肪酸类型OBCFA含量果洛（海拔3 719 m）海南（海拔2 835 m）乌兰县 （海拔2 960 m）祁连县（海拔3 300 m）C 11∶00.08±0.050.06±0.010.07±0.010.02±0.01 C 13∶00.10±0.030.13±0.040.10±0.030.10±0.01 iso-C 14∶00.43±0.200.47±0.200.45±0.170.42±0.15 iso-C 15∶00.78±0.340.85±0.200.82±0.290.73±0.25 anteiso-C 15∶01.31±0.341.16±0.351.37±0.291.16±0.28 C 15∶10.13±0.050.13±0.060.11±0.010.12±0.04 C 15∶02.05±0.654.35±0.622.04±0.441.92±0.59 iso-C 16∶00.69±0.460.77±0.410.77±0.400.68±0.42 iso-C 17∶00.76±0.340.81±0.210.91±0.330.77±0.34 anteiso-C 17∶00.86±0.420.91±0.281.01±0.400.87±0.41 C 17∶10.54±0.310.57±0.290.55±0.270.47±0.28 C 17∶01.39±0.661.48±0.631.43±0.441.32±0.69 C 19∶10.39±0.280.45±0.250.47±0.260.41±0.20 C 19∶00.32±0.190.43±0.230.39±0.150.42±0.19 C 21∶00.14±0.070.18±0.100.17±0.060.17±0.05 C 23∶00.11±0.020.13±0.060.14±0.040.17±0.02 OCFA8.97±1.6211.64±1.679.57±1.908.64±1.25 BCFA4.88±1.104.99±1.445.36±1.874.66±1.82
表1中海南州的牦牛乳中的奇数脂肪酸（odd chain fatty acid，OCFA）含量为（11.64±1.67）g/100 g，略高于其他3 个地区。但从纵向看，不同海拔高度的地区果洛、海南、乌兰县、祁连县的牦牛乳中的OCFA与BCFA的含量大致比较接近，OCFA在9～12 g/100 g之间，而BCFA在5～6 g/100 g之间，因此4 个地区的牦牛乳中的OBCFA含量差异不明显。
2.2 不同泌乳期牦牛乳中的OBCFA的含量比较
表2 泌乳期对牦牛乳中OBCFA的影响（x±s）
Table2 Influence of lactation stages on yak milk fatty acid OBCFA (±s) g/100 g
注：*.同行不同肩标字母差异显著（P＜0.05）；**.同行不同肩标字母差异高度显著（P＜0.01）；***.同行不同肩标字母差异极显著（P＜0.001）。
脂肪酸类型OBCFA含量6月7月 8月半乳期（3月）C 11∶0**0.06±0.04 a0.08±0.05 a0.08±0.05 a0.00±0.00 bC 13∶00.11±0.030.09±0.020.11±0.030.13±0.02 iso-C 14∶0***0.36±0.110.36±0.03 a0.35±0.06 a0.70±0.06 biso-C 15∶0*0.78±0.25 a0.62±0.06 a0.65±0.11 a1.12±0.14 banteiso-C 15∶0*1.06±0.35 a1.18±0.07 a1.11±0.06 a1.65±0.11 bC 15∶1*0.09±0.02 a0.11±0.01 a0.11±0.01 a0.18±0.04 bC 15∶01.60±0.421.75±0.121.73±0.112.78±0.17 iso-C 16∶0***0.60±0.22 a0.49±0.02 a0.48±0.04 a1.33±0.04 biso-C 17∶0***0.77±0.19 a0.62±0.07 a0.62±0.05 a1.24±0.13 banteiso-C 17∶0***0.84±0.19 a0.69±0.05 a0.66±0.04 a1.45±0.10 bC 17∶1***0.49±0.18 a0.35±0.06 a0.36±0.06 a0.93±0.05 bC 17∶0***1.24±0.35 a1.05±0.11 a1.06±0.05 a2.27±0.16 bC 19∶1**0.42±0.20 a0.26±0.05 a0.28±0.03 a0.75±0.06 bC 19∶0**0.36±0.12 a0.27±0.06 a0.27±0.03 a0.66±0.06 bC 21∶0*0.16±0.06 a0.12±0.03 a0.12±0.03 a0.25±0.03 bC 23∶00.14±0.040.13±0.040.12±0.050.17±0.04 OCFA*8.04±1.75 a7.25±0.54 a7.20±0.40 a13.47±0.52 bBCFA***4.45±1.15 a4.00±0.21 a3.90±0.32 a7.55±0.40 b
由表2可知，OCFA如：C 11∶0、iso-C 15∶0、anteiso-C 15∶0、C 15∶1、iso-C 17∶0、anteiso-C 17∶0、C 17∶1、C 17∶0、C 19∶1、C 19∶0、C 21∶0，在全乳期（6、7、8月）和半乳期（3月）之间存在显著差异，具有明显的统计学意义。而BCFA如：iso-C 14∶0、iso-C 15∶0、anteiso-C 15∶0、iso-C 16∶0、iso-C 17∶0、anteiso-C 17∶0，在全乳期（6、7、8月）和半乳期（3月）之间也存在显著差异，具有明显的统计学意义。综上可知，在全乳期和半乳期这2 个时期，牦牛乳中的OCFA含量差异显著（P＜0.05），BCFA的含量差异极显著（P＜0.001）。
从全乳期和半乳期2 个时间段上看，可能是由于半乳期（3月）和全乳期（6、7、8月）的环境温度不同所导致的差异。在3月，青海的气候温度低，牦牛生长的环境，海拔高、氧气少、紫外线强烈。天气寒冷时，可供牦牛实用的草量稀少，植物的生长季节为120～180 d不等，在5～9月时，植物的生长旺盛期时间更短。随着温度的回升，到了全乳期（6、7、8月），牦牛可食用的牧草长势旺盛，草量发生了明显的变化，可能会导致牦牛营养过剩。考虑到在天气寒冷的半乳期（3月），牦牛食用的草类大多是带有种子的枯草，而枯草中的粗纤维含量很高，而BCFA是瘤胃微生物生长，繁衍的必需物质，可促进瘤胃纤维素分解菌的生长和微生物蛋白的合成，导致牦牛乳在半乳期时，牦牛乳中OBCFA的含量很高 [17-21]。
2.3 牦牛乳与普通牛乳中奇数、支链脂肪酸含量比较
表3 牦牛乳与普通牛乳
[12][12]中支链脂肪酸含量分布的比较
Table3 Comparison of branched-chain fatty acidacid
[12][12]from cow milk milk and yak milkmilk g/100 g
脂肪酸类型普通牛乳全乳期牦牛乳全乳期半乳期iso-C 14∶00.130.350.70 iso-C 15∶00.130.681.12 anteiso-C 15∶00.561.121.65 iso-C 16∶00.310.521.33 iso-C 17∶00.260.671.24 anteiso-C 17∶00.610.731.45总BCFA2.004.077.49
表4 牦牛乳与普通牛乳
[13][13]中奇数脂肪酸含量分布的比较
Table4 Contents of odd-chain fatty acidsacids
[13][13]in cow milk and yak milkmilk g/100 g
脂肪酸类型普通牛乳全乳期牦牛乳全乳期半乳期iso-C 15∶00.2240.681.12 anteiso-C 15∶00.4621.121.65 iso-C 17∶00.2720.671.24 anteiso-C 17∶00.5010.731.45 C 15∶01.1042.812.78 C 17∶00.5571.432.27 cis-9 C 17∶10.2070.550.93总OCFA3.3277.9911.44
由表3、4中牦牛乳与牛乳的比较可知，全乳期的牛乳中BCFA含量为2.00 g/100 g，而牦牛乳中BCFA为4.07 g/100 g，半乳期为7.49 g/100 g，牦牛乳OCFA的半乳期、全乳期分别是牛乳的3.4、2.4 倍，因此，在全乳期和半乳期2 个时间段，牦牛乳中的OBCFA含量均明显高于普通牛乳。可能的原因是牦牛与普通奶牛的生长环境的温度、光照、紫外线强弱、氧气量，都有很大差异，导致两者的全乳期和半乳期所产的乳中OBCFA含量产生明显差异，而且在生长过程中，牦牛与普通奶牛所食用的草的种类有所不同，均有可能影响乳中的脂肪酸差异 [22-25]。根据现阶段研究的结果，考虑到奇数、支链脂肪酸也是脂肪酸的一种，而且对人体有极高营养价值，下一步将进一步研究牦牛乳不同泌乳期奇数、支链脂肪酸含量差异的机理。
不同海拔高度的地区牦牛乳中的OBCFA的含量之间没有显著差异。同一地区的牦牛，在全乳期（6、7、8月）和半乳期（3月）所产的牦牛乳中的OBCFA的含量存在显著差异，其中半乳期（3月）的牦牛乳中的OBCFA的含量要明显高于全乳期（6、7、8月）。与荷斯坦牛分泌的牛乳相比，牦牛乳中OBCFA含量更高，几乎是普通奶牛乳中OBCFA的2～3 倍。
参考文献：
[1] 张慧玲′李林′陈勇′等. 添加支链氨基酸或支链脂肪酸对玉米秸秆体外瘤胃发酵和细菌多样性的影响[J]. 新疆农业大学学报′2012′35(4): 265-269.
[2] 王蕾, 王加启, 刘仕军, 等. 乳脂中奇数与支链脂肪酸的研究进展[J].饲料工业, 2008, 29(6): 48-50.
[3] 沈冰蕾′苗树君′王长远. 支链脂肪酸对反刍动物消化代谢和生产性能的影响[J]. 草食家畜′2003(3): 50-52.
[4] 喻峰′熊华′吕培蕾. 牦牛乳脂肪酸结构与功能特性分析[J]. 中国食品学报′2006′6(1): 311-315.
[5] 王聪′黄应祥′刘强′等. 支链脂肪酸对牛日粮纤维物质消化的影响[J]. 饲料工业′2007′28(13): 48-49.
[6] 徐元君′卜登攀′张养东′等. 日粮对乳脂肪酸代谢影响的研究进展[C]//第四届中国奶业大会论文集. 2013: 146-152.
[7] 刘红娜′张昊′郭慧媛′等. 牦牛乳脂肪酸的研究进展[J]. 中国乳业′2011(9): 44-47.
[8] ZHANG H XUE J WANG J et al A survey on chemical and microbiological composition of kurut naturally fermented yak milk from Qinghai in China[J]. Food Control′2008′19(6): 578-586.
[9] ZHENG Y C ZHONG G H WANG Y et al Physiological and biochemical characteristics of lactation in half-lactating yak[J]. Science Agriculture Sinica′2002′35(6): 421-425.
[10] YANG Z SHANGPEI L CHEN X et al Induction of apoptotic cell death and in vivo growth inhibition of human cancer cells by a saturated branched-chain fatty acid[J]. Cancer Research′2000′60: 505-509.
[11] PENG Y S BROWN M A WU J P et al Fatty acid profile in milk fat from Qinghai plateau yak at different altitudes and parities[J]. The Professional Animal Scientist′2008′24: 479-487.
[12] RAN-RESSLER R R O’ DONNELL-MEGARO A M BAUMAN D E et al Branched chain fatty acid content of united states retail cow’s milk and implications for dietary intake[J]. Lipids′2011′46(7): 569-576.
[13] VLAEMINCK B FIEVEZ V CABRITA A R J et al Factors affecting odd-and branched-chain fatty acids in milk a review[J]. Animal Feed Science and Technology′2006′131(3/4): 389-417.
[14] CHRISTOPHE B SOLANGE B COULON J B et al Influence of the nature of alpine pastures on plasmin activity fatty acid and volatile compound composition of milk[J]. Dairy Science and Technology′2001′81(3): 401-414.
[15] COLLOMB M BUTIKOFER U SIEBER R et al Composition of fatty acids in cow’s milk fat produced in the lowlands mountains and highlands of Switzerland using high-resolution gas chromatography[J]. International Dairy Journal′2002′12(8): 649-659.
[16] CORTES C da SILVA-KAZAMA D C KAZAMA R et al Milk composition milk fatty acid profile digestion and ruminal fermentation in dairy cows fed whole flaxseed and calcium salts of flaxseed oil[J]. Journal of Dairy Science′2009′93(7): 3146-3157.
[17] DESTAILLATS F TROTTIER J P GALVEZ J M et al Analysis of alpha-linolenic acid biohydrogenation intermediates in milk fat with emphasis on conjugated linolenic acids[J]. Journal of Dairy Science′2005′88(9): 3231-3239.
[18] COLMAN E FOKKINK M CRANINX J R et al Effect of induction of subacute ruminal acidosis on milk fat profile and rumen parameters[J]. Journal of Dairy Science′2010′93(10): 4759-4773.
[19] VLAEMINCK B FIEVEZ B V TAMMINGA S et al Milk oddand branched chain fatty acids in relation to the rumen fermentation pattern[J]. Journal of Dairy Science′2006′89(10): 3954-3964.
[20] WONGTANGTINTHARN S OKU H IWASAKI H et al Effect of branched-chain fatty acids on fatty acid biosynthesis of human breast cancer cells[J]. Journal of Nutrition Science Vitaminol′2004′50(2): 137-143.
[21] PATEL M WREDLE E BERTILSSON J Effect of dietary proportion of grass silage on milk fat with emphasis on odd and branched-chain fatty acids in dairy cows[J]. Journal of Dairy Science′2013′96(1): 390-397.
[22] CRANINX M STEEN A van LAAR H Effect of lactation stage on the odd and branched-chain milk fatty acids of dairy cattle under grazing and indoor conditions[J]. Journal of Dairy Science′2008′91(7): 2662-2677.
[23] FIEVEZ V COLMAN E CASTRO-MONTOYA J M Milk oddand branched-chain fatty acids as biomarkers of rumen function-an update[J]. Animal Feed Science and Technology′2012′172(1): 51-65.
[24] DEWHURST R J MOORBY J M VLAEMINCK B et al Apparent recovery of duodenal odd and branched-chain fatty acids in milk of dairy cows[J]. Journal of Dairy Science′2007′90(4): 1775-1780.
[25] BERTILSSON J MURPHY M Effects of feeding clover silages on feed intake milk production and digestion in dairy cows[J]. Grass Forage Science′2003′58(3): 309-322.
Distribution of Odd and Branched Chain Fatty Acids (OBCFA of Yak Milk from Different Lactations
SUN Wancheng LUO Yihao LIU Xiangjun
(College of Agriculture and Animal Husbandry Qinghai University Xining 810016′China)
Abstract：Yak milk samples from the full lactation (June July and August and half lactation periods (March at altitudes ranging from 2 835 to 3 719 meters were collected and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS for the distribution of odd and branched fatty acids (OBCFAs at different lactations The results showed that no significant differences in OBCFAs of yak milk samples were found between different regions (Guoluo Hainan Wunan and Qilian). For the half lactation period significant difference in odd chain fatty acids (OCFAs) (P ＜ 0.05) and extremely significant differences in branched chain fatty acids (BCFAs) (P ＜ 0.001) were found among different regions The concentrations of both OCFAs and OBCFAs were the highest in the half lactation period (March of yak milk and significantly higher than those of cow milk at both lactations.
Key words：yak milk odd and branched chain fatty acids full lactation half lactation
中图分类号：TS252
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）06-0198-04
doi：10.7506/spkx1002-6630-201506037
收稿日期：2014-07-04
基金项目：青海大学高层次人才项目
作者简介：孙万成（1972—），男，教授，博士，研究方向为食品质量与安全。E-mail：sun.wancheng0108@aliyun.com