Ảnh hưởng của phẩm giống bò, chu kỳ sữa, giai đoạn tiết sữa và kiểu hình protein beta casein đến thành phần hóa học của sữa

Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá mối liên quan giữa phẩm giống, chu kỳ sữa, giai đoạn tiết sữa và kiểu hình protein beta casein (β-CN) sữa và thành phần hóa học sữa (protein, chất béo và chất khô không béo).

Vietnam J Agri Sci 2020, Vol 18, No 2: 123-129 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2020, 18(2): 123-129 www.vnua.edu.vn ẢNH HƯỞNG CỦA PHẨM GIỐNG BÒ, CHU KỲ SỮA, GIAI ĐOẠN TIẾT SỮA VÀ KIỂU HÌNH PROTEIN BETA-CASEIN ĐẾN THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA Nguyễn Đức Doan1*, Nguyễn Thị Thúy2 Khoa Công nghệ thực thẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ruppin Academic Centre, Emek Hefer, Israel * Tác giả liên hệ: nd.doan@vnua.edu.vn Ngày chấp nhận đăng: 08.04.2020 Ngày nhận bài: 09.03.2020 TÓM TẮT Mục đích nghiên cứu đánh giá mối liên quan phẩm giống, chu kỳ sữa, giai đoạn tiết sữa kiểu hình protein beta casein (β-CN) sữa thành phần hóa học sữa (protein, chất béo chất khô không béo) Tổng số 81 mẫu sữa thu từ 81 bò sữa giống Holstein Friesian (HF), bò lai ¾ Holstein Firesian (¾HF) ⅞ Holstein Friesian (⅞HF) thông tin chi tiết chu kỳ giai đoạn tiết sữa thu thập từ hộ chăn nuôi Biến thể protein β-CN sữa (protein β-CN A1, A2, I) phân tích sắc ký lỏng khối phổ độ phân giải cao (UHPLCHRMS) Protein, chất béo chất khơ tổng số phân tích phương pháp Kjedahl, Gerber sấy đến khối lượng không đổi, tương ứng Kết nghiên cứu cho thấy phẩm giống giai đoạn tiết sữa ảnh hưởng có ý nghĩa đến hàm lượng protein chất béo không tác động đến hàm lượng chất khô không béo Chu kỳ tiết sữa kiểu hình protein β-CN khơng có mối liên quan chặt chẽ với thành phần hóa học sữa Từ khóa: Biến thể beta-casein, chu kỳ sữa, giai đoạn tiết sữa, bò sữa, thành phần sữa Effects of Cattle Genotype, Lactation Cycle, Lactation Stage and Protein Beta-Casein Phenotype on Milk Composition ABSTRACT The study aimed to evaluate the effect of cow breed, lactation cycle, lactation stage and protein beta-casein (βCN) variant on milk composition (protein, fat and solid non-fat) A total of 81 milk samples were collected from 81 dairy cows, including Holstein Friesian (HF) and crossbred cattle (¾ HF and ⅞ HF) and the details of lactation cycle number and lactation stage were provided by the dairy farmers Protein β-CN variants were identified using ultrahigh-performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (UHPLC-HRMS) Protein, fat and total solid content were determined using Kjedahl, Gerber and the drying method Cow breed and lactation stage significantly influenced protein and fat contents but insignificantly impacted on solid, not fat Lactation cycle and protein β-CN phenotype were not significantly associated with milk composition Keywords: Dairy cattle, lactation cycle, lactation stage, beta-casein variant, milk composition ĐẶT VẤN ĐỀ Protein nhĂng thành phỉn quan trọng cûa sĂa bị, bao gồm nhúm chớnh casein v whey protein vi hm lỵng tỵng Āng khoâng 80% 20% so vĆi tổng protein sĂa (Kopf-Bolanz & cs., 2012) Bốn casein chû yếu gồm có alpha s1-casein (as1-CN), alpha s2casein (as2-CN), beta-casein (β-CN) kappacasein (-CN) vi t l tỵng ng l 30, 10, 35 12% so vĆi toàn casein (Fox & cs., 2015) Să có mặt cûa biến thể protein có liên quan mêt thiết vĆi thành phæn protein sĂa (Visker & cs., 2011) Ngoài ra, biến thể protein -CN cỹng nhờn ỵc s quan tồm c bit cỷa nhà khoa học bći chúng có liên quan ti sc khụe cỷa ngỵi (Morris & cs., 2005) Hin nay, cỏc nh khoa hc ó xỏc nh ỵc 15 biến thể gen β-CN ć giống bò khác nhau, bao gồm gen β-CN A1, A2, A3, B, C, D, E, 123 Ảnh hưởng phẩm giống bò, chu kỳ sữa, giai đoạn tiết sữa kiểu hình protein beta-casein đến thành phần hóa học sữa F, G, H1, H2, I, J, K L (Gallinat & cs., 2013), tÿ giống bị sân sinh sa cha 15 bin th protein -CN tỵng t Da vào să có mặt cûa axit amin ć vị trí 67 (axit amin proline histidine) chuỗi polypeptit cûa protein -CN (209 axit amin), sa bũ cú th ỵc chia làm hai nhóm khác sĂa A1 sĂa A2, nhóm sĂa A1 bao gồm sĂa chĀa biến thể protein β-CN có axit amin histidine ć vị trí 67 (biến thể β-CN A1, C, B…) nhóm sĂa A2 sĂa chĀa protein β-CN có axit amin proline ć vị trí (biến thể β-CN A2, I, F…) (Asledottir & cs., 2018) Các nghiên cĀu dịch t cho thỗy bin th protein -CN A1 cú th liờn quan n mt s bnh ngỵi nhỵ bnh ỏi thỏo ỵng loọi (Elliott & cs., 1999; Laugesen & Elliott, 2003), bệnh tim mäch (McLachlan, 2001) bệnh tă kČ ć trê em (Sokolov & cs., 2014) Tuy nhiờn, mi liờn h ny ang cũn l vỗn gây tranh luên giĂa nhà khoa học thĆi giĆi (EFSA, 2009; Truswell, 2005) Bò mang kiểu gen β-CN khác sân sinh sĂa có hm lỵng v cỏc thnh phổn protein v chỗt bộo khác (Morris & cs., 2005) Một số nghiên cĀu cho thỗy rỡng kiu gen -CN cú th õnh hỵng n cỏc c tớnh thnh phổn sa cỹng nhỵ sõn lỵng sa thu ỵc Cý th, bũ mang kiu gen -CN A2A2 sõn sinh sa cú sõn lỵng protein cao hn sõn lỵng protein sa t bũ mang kiu gen β-CN A1A1 (Heck & cs., 2009; Morris & cs., 2005) v sõn lỵng chỗt bộo cao hn sõn lỵng chỗt bộo sa t bũ mang kiu gen -CN A1A2 (Morris & cs., 2005), nhỵng hm lỵng protein v chỗt bộo khụng b õnh hỵng (Heck & cs., 2009; Morris & cs., 2005) Cho đến nay, việc nghiên cĀu ânh hỵng cỷa cỏc kiu gen -CN cỏc ging bũ sa tọi Vit Nam n thnh phổn v chỗt lỵng sa cũn rỗt họn ch Hn na, phõn tớch cỏc biến thể kiểu hình protein β-CN sĂa mi quan h cỷa chỳng vi thnh phổn sa chỵa ỵc quan tõm Mýc ớch cỷa nghiờn cu ny l ỏnh giỏ õnh hỵng cỷa ging bũ (Holstein Friesian (HF) bị lai 3/4HF 7/8HF) ni täi Phù Đổng, Hà Nội, chu kĊ giai đoän tiết sĂa đến thành 124 phỉn hóa học cûa sĂa HĄn nĂa, nghiên cĀu đánh giá mối liên quan giĂa kiểu hình protein β-CN cûa bị vĆi thành phỉn hóa học cûa sĂa PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thu thp mu sa Tng s 81 mộu sa tỵi ỵc thu thêp ngéu nhiên tÿ 81 cá thể bị khơe mänh vào buổi sáng buổi chiều ngày tháng nëm 2018 täi Phù Đổng, Gia Lâm, Hà Ni Cỏc mộu sa (khoõng 250mL) ỵc ng hp nhăa tiệt trùng đặt hộp xốp có đăng đá länh chuyển phịng thí nghiệm vịng 30 phút Täi phịng thí nghiệm, méu sĂa ỵc chia lm phổn Mt phổn dựng phồn tớch hm lỵng chỗt khụ tng s, protein, chỗt bộo Phổn cũn lọi ỵc bõo quõn nhit -80 để phân tích biến thể protein β-CN Thơng tin chi tiết bò (HF, 3/4 HF 7/8 HF), chu kĊ sĂa (1, 2, 3, 4, 6), giai độn tiết sĂa (giai độn đỉu, 1-100 ngày tiết sĂa; giai đoän giĂa, 101-200 ngày tiết sĂa giai độn cuối, 201-300 ngày tiết sĂa) tình träng sĀc khụe cỷa bũ ỵc thu thờp t cỏc h chởn ni bị sĂa 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phân tích biến thể beta-casein Các biến thể protein β-CN sa ỵc phõn tớch bỡng phỵng phỏp sớc ký lụng ph phõn giõi cao (UHPLC-HRMS) ó ỵc trỡnh by nghiờn cu trỵc ồy cỷa Nguyen & cs (2020) Dăa vào kết quâ phân tích biến thể protein β-CN, kiểu hình protein β-CN méu sa ó ỵc xỏc nh v trỡnh by nghiờn cu trỵc ồy cỷa Nguyen & cs (2020) (Bõng 1) 2.2.2 Phân tích chất khơ, protein chất béo Hàm lỵng chỗt khụ tng s ỵc xỏc nh bỡng phỵng phỏp sỗy n lỵng khụng i theo tiờu chuốn Vit Nam TCVN 8082:2013 (ISO 6731:2010) Hm lỵng protein ỵc xỏc nh bỡng phỵng phỏp Kjeldahl theo tiờu chuốn Vit Nam TCVN 8099-1:2015 (ISO 8968 Nguyễn Đức Doan, Nguyễn Thị Thỳy 1:2014) Hm lỵng chỗt bộo ỵc xỏc nh bỡng phỵng phỏp Gerber theo chuốn Vit Nam TCVN 5504:2010 (ISO 2446:2008) Hm lỵng chỗt khụ khụng bộo (solid non fat-SNF) ỵc tớnh toỏn bỡng cỏch lỗy tng hm lỵng chỗt khụ tr i hm lỵng chỗt bộo cựng mt mộu sa 2.3 X lý s liu S liu ỵc x lý theo phỵng phỏp phồn tớch phỵng sai ANOVA sā dýng mơ hình tuyến tính tổng qt (GLM) phổn mm thng kờ R (Nguyn Vởn Tuỗn, 2014) nhỵ sau: yijlk = μ + αi + βj + γl + λk + (αiβj)ij + (αi γl)il + (αiλk) + ijlk Trong ú: yijlk l hm lỵng cỏc thnh phổn sa (protein, chỗt bộo v SNF); l trung bỡnh chung; i, j, l v k l õnh hỵng cỷa yếu tố phèm giống bò, chu kĊ tiết sĂa, giai oọn tit sa v kiu hỡnh protein -CN tỵng ng; (ij)ij (i l)il, (ik) l tỵng tỏc gia phốm giống bò chu kĊ tiết sĂa, phèm giống bò giai độn tiết sĂa; phèm giống bị kiu hỡnh protein -CN tỵng ng; ijlk l sai s ngéu nhiên KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.3 Hàm lng protein nh hỵng cỷa phốm ging bũ, chu k sĂa, giai độn tiết sĂa kiểu hình protein β-CN n hm lỵng protein sa ỵc trỡnh by bõng Kt quõ thu ỵc cho thỗy phốm ging bũ (P 0,05) (Bõng 2) Bõng Kiểu hình beta-casein sữa tươi từ bị Holstein Friesian bò lai 3/4 Holstein Friesian 7/8 Holstein Friesian Tần suất kiểu hình protein β-casein Số lượng bị Bò A1A1 A1A2 A1I A2A2 A2I HF 17 0,059 0,353 0,588 ¾ HF 43 0,046 0,465 0,093 0,349 0,046 ⅞ HF 21 0,333 0,048 0,619 Bâng Ảnh hưởng bò, chu kỳ tiết sữa, giai đoạn tiết sữa kiểu hình protein beta-casein đến hàm lượng thành phần hóa học sữa Thành phần hóa học Các yếu tố nghiên cứu Protein Chất béo Chất khơ khơng béo Phẩm giống bị ** * n/s Chu kỳ sữa n/s n/s n/s * * n/s Kiểu hình protein β-CN n/s n/s n/s Phẩm giống bò : chu kỳ sữa n/s n/s n/s Phẩm giống bò : giai đoạn tiết sữa n/s n/s n/s Phẩm giống bò : kiểu hình protein β-CN n/s n/s n/s Giai đoạn tiết sữa Ghi chú: n/s: P >0,05 ; *: P