2021年奶牛产业技术发展报告

2.4 奶牛环境控制和卫生研究进展

2.4.1 生鲜乳质量控制与安全检测研究进展

抗生素耐药被认为是世界上公众面临的最大风险之一。Lianou等发现葡萄球菌形成的生物膜与对磷霉素的耐药性之间存在关联。Patel等在189个大罐奶样品中分离出365个金黄色葡萄球分离株，99.2%的分离株中都鉴定出了norA耐药基因，在一个分离株中鉴定出导致甲氧西林耐药（MRSA）的mecA基因（0.8%）。Tartor等发现粘菌素抗性mcr基因及其变体在来自奶牛的多重耐药和广泛耐药的革兰氏阴性分离株之间的传播，证实了mcr基因在动物、人类和环境的传播。

液态奶中抗生素检测技术成为目前的研究热点。嗜热脂肪土杆菌C953作为试验菌，可检测牛奶中的β - 内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、磺胺类、大环内酯类和喹诺酮类药物（Wu等）；开发出了石墨烯修饰的裸玻碳电极检测法，对脱脂奶和全脂奶中氯毒素进行检测，检出限为0.22 μmol/L，该方法相较于裸玻碳电极检测具有更高的灵敏度和更低的检出限（Vinícius等）；开发了一种用于牛奶中氯毒素检测的自动化微流体系，通过竞争性免疫分析同时检测多个牛奶样品的残留氯毒素（Zhao等）。

2.4.2 奶牛热应激控制研究进展

2021 年研究重点关注热应激对奶牛生产性能和行为的影响、热应激预测模型、应激缓解措施及效果、温室气体排放等。Ouellet等研究发现妊娠头几个月母体热应激影响奶牛的产后表型（Ioannis等），温湿度指数（THI）每增加10个单位，牛乳中体细胞数增加28 700个/mL（Beaupied 等）；Mbuthia等开发了预测热应激对热带奶牛产奶量影响的随机回归模型，认为影响奶牛产奶量的环境阈值为22℃或THI值69。温室气体排放方面，Zhang等使用大型数据库模拟计算出奶牛甲烷排放量为8.9~323 kg/ 头·年。

2.4.3 智能化养殖研究进展

在非接触式智能感知技术研究领域，Bloch等开发了一套用于测定牛场中奶牛个体采食量的智能系统，主要包括悬挂称重系统、视觉奶牛识别系统和自动清洁系统，结果表明电子秤精度在120 g以内，奶牛视觉识别率大于96%。Karoui等通过生物力学分析程序创建奶牛个体运动模型，并借助数据增强和LeNet卷积神经网络来自动识别奶牛的跛行状态。Chae等提出采用目标检测的方法对奶牛发情行为进行检测，通过对YOLOv3模型进行改进并引入Mish激活函数提高对奶牛发情行为的检测性能。

2.5 乳制品加工研究进展

2.5.1 液态奶产业技术研发进展

乳品行业通常采用高温短时等热处理工艺来维持牛奶的安全性和保质期，但热处理会导致蛋白质变性、非酶褐变、维生素损失和风味变化。冷等离子是一种快速非热灭菌方法，可以确保牛奶安全，同时保持牛奶质量（Nikmaram 等）。使用70V（120 s）和80V（120 s）的冷等离子杀菌方法对牛奶进行灭菌可以使细菌细胞膜破裂、代谢酶活性降低和细菌DNA破坏，同时保证牛奶的理化性质，包括颜色、粘度、pH 值等不发生明显变化（Wu等）。

2.5.2 奶粉产业技术研发进展

优化和改良婴幼儿奶粉，可以促进婴儿对奶粉的消化和肠道中益生菌生长、降低过敏反应等，成为目前的研究焦点。将大豆蛋白水解物（SPH）添加到婴儿配方奶粉中，可以有效促进婴儿肠道中益生菌的生长（Sun 等）；在奶粉中添加卵磷脂，可以促进脂质消化，改善婴儿配方奶粉中的“脂肪供应不足”（Zhu等）。

配方奶粉的加工技术对于奶粉的理化性质以及对奶粉中的微生物和营养起着重要的作用。超声波处理浓缩脱脂乳，可以改善奶粉在结块、粘合和压实方面的流动特性（Sert等）；喷雾干燥前高压氮气注入可以改善浓缩乳蛋白粉和奶粉的再水化特性（McSweeney等）；在确保奶粉的理化性质下，优化奶粉的加工工艺，将8%蜂花粉溶于牛奶中，通过喷雾干燥的方法，可以生产出富含多酚化合物的功能性奶粉（Thakur 等）。

2.5.3 干酪产业技术研发进展

随着干酪市场需求逐渐增加，干酪行业亟待解决干酪产品的安全和保存以及奶酪乳清利用等问题。乳清是干酪的副产物，如果不进行处理，可能会对环境造成严重影响。使用产气肠杆菌通过黑暗发酵乳清产生氢气，将乳清转化为清洁能源，可提高乳清利用率（Rao等）。使用酸凝的方式进行排乳清，再通过风干晾晒挥发水分，最终可以形成含水量低、易于保藏和运输的干酪（Zhao等）；通过在干酪中添加植物精油，可以起到防腐和抗氧化等功能（Christaki等）：在干酪中添加生姜、百里香和丁香的提取物，可以有效降低干酪成熟过程中金黄色葡萄球菌的数量（Ahmed等）。

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