【声明】本文刊登于<<长三角奶业>>杂志2015第6期，为上海市奶牛研究所版权所有，转发请标注，谢谢。
未来奶业发展的发展，特别是当前奶价陷入持续降低与低迷走势、倒奶退奶之际，亟待呼唤技术的更新与应用，以提高中国奶业的核心技术竞争力。我们相信，奶业作为农业的重要组成部分，也必将走技术发展道路，各种技术将在原有已有的各种技术基础上进行完善与创新，并继续引领奶业的发展，并促使奶业发展朝着优质高产高效安全环保、高劳动生产率、高饲料利用率、高单位牛只盈利能力、高应用年限与高预防疫病能力方向发展，其中检测技术将引领技术发展的前沿，为此，本文就未来影响中国奶业的发展所期待的检测技术、质量安全理念做一初步预测与探索。
1 饲料的高效快速检测与评估技术发展趋势
传统的化学分析方法将为饲料原料的检测提供经典的技术数据支持，但是无法满足饲料检测的快速高效、低成本、及时在线等需求，可以推测，以近红外分析方法为代表的光谱检测技术、胶体金快速检测试纸条法等技术，将在饲料常规成分、霉菌毒素、农药以及微量元素、维生素等的检测上发挥重要的作用。
对于饲料经营单位与牧场而言，在购买前或已购买了某个饲料原料后或者加工完成一个饲料产品后，都希望能进行高效准确快速的检测。当前，饲料检测的方法可包括传统的化学分析方法、近红外分析方法、其他专用方法如生物技术方法等，上述几种方法中，传统的化学分析方法准确性虽然高，但是耗时长，其他的方法只针对专项检测，近红外作为新近发展的检测方法，具有较好的市场前景。
近红外光谱（Near Infrared，NIR ）分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，日益引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，是一次分析技术的革命，一种间接分析技术，是用统计的方法在样品待测属性值与近红外光谱数据之间建立一个关联模型（或称校正模型，Calibration Model），当前近红外光谱技术已进入一个快速发展的新时期。近红外光是介于可见光（ⅥS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，按ASTM（美国试验和材料检测协会）定义是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。其工作原理是，如果样品的组成相同，则其光谱也相同，反之亦然，如果建立了光谱与待测参数之间的对应关系（称为分析模型），那么，只要测得样品的光谱，通过光谱和上述对应关系，就能很快得到所需要的质量参数数据。近红外光谱分析技术包括定性分析和定量分析，定性分析可以确定物质的组成与结构，定量分析可以确定物质中某些组分的含量或是物质的品质属性的值。
目前，基于畜牧业的饲料评估技术较多，并在继续随着科技技术的发展得到不断发展与运用。对奶业养殖而言，目前饲料营养评估的常见方法可包括感官评定，化学分析方法，体外培养法，半体内培养法，体内培养法与动物生产试验，组合效应评估法，上述几种方法组成了有效的评估体系，在促进饲料产业与奶业发展起到了积极的作用效果。但是也存在一定的问题，上述几种方法无法满足牧场生产管理需要的快速、准确等的需求。预计通过整合上述评估方法，通过云技术与信息技术的应用，建立模型与软件程序，并与实际应用相结合的方式，能够实现对饲料的高效评估，目前以美国奥特奇公司为代表已在美国以及利用雀巢公司在中国的培训示范平台，开展了相关的体外发酵评估模型的建立与研究，国内外从事反刍动物饲料与营养研究的科研院所也在积极开展相关的研究。
2．原料奶安全相关指标的快速高效检测技术发展趋势
2.1兽药的检测
当前仅有专业的检测机构可以开展激素、抗生素及其它常规药物的成分含量等的检测，但是耗时长成本高，无法满足奶业发展现场管理的需要。基于牧场生产管理的要求，要体现快速、准确、廉价这数个目标，若能利用分子生物学等技术手段与方法开拓研制相关的试纸条或其他半定量方法，以用来评估牧场常用的兽药、激素、消毒剂（碘、氯、酸、碱等）的有效含量检测，具有较好的市场前景。同时，目前市面上已有各种类型的抗生素快速检测试纸，但检测的准确性不一，成本较高。随着对牛奶质量要求的进一步提高，更多的抗生素种类将会被检测。这方面突破主要在研究低成本、高准确度的快速检测试纸，或应用便携式快速检测设备。同时，针对农药残留也日益成为生奶质量的关注对象，需要及早开展相关的技术与方法研究。
2.2霉菌毒素残留
目前国内外聚焦于牛奶中主要是黄曲霉毒素M1的残留，但是存在成本高、假阳性率高、未能有效定量化等特点，需要进一步更新完善当前的快速检测试纸条或快速检测设备，以实现操作简单、成本低与准确性高的目标。此外，要开展其他相关霉菌毒素如呕吐毒素等的检测方法与技术研究。
2.3细菌数
目前已有细菌数的快速检测设备，各大乳品厂均有，但也只能做到计总数，无法实现细菌的分类测定，对于牧场现场管理而言，快速检测的技术突破主要在细菌的分类计数方向，以实现细菌总数与每种细菌的数量检测，以用于指导牧场的对症治疗与科学医疗。
2.4口感
国内对于牛奶口感，一般看现场的品控人员主管判定，也有靠牛奶品鉴师来评价，存在一定的主观性，而且对于牛奶品鉴师来说还具有一定的染病风险。若能研究设计一台仪器设备，设定相应检测的参数，如过滤是否有杂质、酸度情况、颜色、气味等，实现对生奶的感官评定。
2.5亚硝酸盐
对于亚硝酸盐已有比较简单的快速检测方法，但是效率不高，如何提高牧场检测的效率是研究的方向。
2.6水
当前，牧场畜禽用水已有硬度、亚硝酸盐等的相对快速检测方法，但是准确性不高，操作复杂等情况，限制了牧场对于水的检测的准确性，如能将水的PH值、硬度、亚硝酸盐和细菌数进行快速测定，有利于牧场对水质的有效管理。
3．生产环节关键控制点的快速高效检测技术的发展趋势
3.1奶牛进出产房的监测
围产期奶牛的健康程度直接影响到奶牛当胎产量、犊牛健康，围产期也是奶牛使用各种药物的高峰时期与关键时期，可直接影响原料奶质量安全，需要确保奶牛与原料奶的安全，要求牧场必须进行检测，同时要做到快速准确与低成本，以实现对牛奶抗生素、农药等残留的有效监测。
3.2个体牛只理化分析
随着数字奶牛场管理概念的普及，每头奶牛每天的生产数据将被不断记录和完善，对牧场管理者而言，了解每头牛的信息特别是乳产量与成分的信息，并通过软件分析，有利于了解奶牛的健康状态。当前，中国已出现了以阿菲金公司为代表的乳成分检测仪（称魔盒），但是成本高、兼容性低，因此，若能开发出更低成本、更多检测指标和具有较好的兼容性的设备，具有较大的市场前景，从而可以在挤奶的过程中将个体牛只牛奶中所有的理化、卫生指标检测出来，并反馈至管理软件中，还可以直接将有问题的牛隔离出来，在电脑上显示其异常原因。
3.3可计量的舒适度评估技术
奶牛舒适度这个概念，是最近10多年奶业养殖上的流行词，国内外研究上以美国诺伟司、礼拉伐等企业为典型代表，诺伟司公司专门成立了奶牛舒适度研究小组，针对美国、中国等国的奶业开展舒适度评估技术、评估标准等系列的研究，这些研究成果的实际应用为牧场改善管理、提高奶牛健康与促进效益提升发挥了极大的价值。随着可持续发展理念与健康优质养殖理念的不断强化，将来舒适度评估技术将成为牧场管理必不可少的工具之一。考虑到舒适度是一个相对抽象的概念，要将抽象的概念落实到具体的操作行动上，尚且需要开展大量的研究与实际应用，包括舒适度的评估方法、评估标准、评估模型、评估指标、评估指数以及评估建议等。现有的舒适度评估技术包括简单地走马观花、简单的肉眼与触摸观察、亲身体验以及专用的评估工具如测定牛只站立时间的工具等，将来评估技术可能朝着利用信息化、电子化等新型技术设施与检测手段，提高舒适度评估的客观性与准确性方向发展。由于国内外牧场的模式、规模、土地资源、环境等各种情况差异很大，如何建立一个共性与特性相结合的舒适度评估标准、指标、模型与指数尚需要进行研究。
4．奶牛疾病检测技术的发展趋势
4.1传统疾病检测
随着奶牛福利观念的普及，大家认识到只有健康的奶牛才能持续高质量的高产。因此，随传统的临床疾病以外，如何去监控和发现奶牛亚临床和潜在的疾病是奶牛养殖者需要面对的新的问题。以亚临床酮病、亚临床瘤胃酸中毒及其他一些代谢性疾病等是这些问题中最常见的几个。
4.1.1亚临床酮病
传统的检测方法包括采集血、奶、尿等进行酮体检测，进行实验室送检结果更准，但较麻烦，而奶和尿现场检测准确度和灵敏度不高。因此开发更准确、快速及廉价的现场检测方法市场前景大，如人孕检的试剂条此类的方法。
4.1.2亚临床瘤胃酸中毒
危害大，传统的检测方法是采集瘤胃液进行PH检测，采样麻烦不适用于大规模检测，也是比较困难的问题。国外已有人开展相关研究，建立奶牛蛋白代谢谱，通过检测、筛选各类有指征意义的蛋白质来评估奶牛的健康状态。通过采取一份血样，可以检测多份指标，快速而全面的反应奶牛的营养和健康状况，为牧场的饲料配方、生产性能和疾病管理提供充分科学的参考。
4.2．疫病新的检测技术
奶牛疫病种类繁多，除牛瘟和牛传染性胸膜肺炎被净化以外，其他多种疫病都在中国传播越来越广，并随着贸易全球化的深入，不断有新的疫病传入中国。由于牛只属于大体型家畜，本身抵抗力非常强，除少数的几种烈性传染病外，大多数的疫病并不表现出大的流行性，因此对这些疫病的重视程度都不高。由此而来导致传播得不到有效控制，各牛群多种疫病混合感染的情况普遍存在。在某次发病时，常很难确诊是哪种或哪几种病原在起着重要的作用。除传统方法以外，以下几种方法的研究都很深入，未来其在疫病检测中所起到的作用将越来越大。
4.2.1 分子生物学技术
以PCR技术为基因定向或不定向的扩增病因的基因条带，再通过测序、比对来确定感染病原的分子生物学技术将会是动物疫病病原学诊断最重要的技术。其相比于传统的方法灵敏度更高，所需要的设备更简单，可检测的病原更为广泛，且检测通量更大，有着极为重要的优势。而且即使病原已经失去活力，依然可以作为样品进行检测。RT-PCR、核酸探针、基因芯片技术等都是分子生物学的代表性技术，可以用于所有已知的奶牛疫病的检测。
随着各种病原成熟检测方法的建立和商品化试剂盒的推广运用，会把奶牛疫病的检测手段提高到新的台阶。
4.2.2 ELISA技术
ELISA技术已经开发运用多年，在目前的疫病诊断和监控中起着非常重要的作用。相比于分子生物学技术，由于多数不能检测抗原，而单纯的一次检测抗体并不能说明奶牛是否正在被感染，因此，其更多的用于奶牛疫病的流行病学据调查和疫病监控。目前国内运用最多的布氏杆菌病的抗体检测和口蹄疫的检测。布氏杆菌病是奶牛两病之一，传统方法的准确度和灵敏度都不如ELSIA方法，因此其应用前景较为广阔。在口蹄疫上，ELISA试剂盒可以用于感染牛群和免疫抗体的监测，这是以前的方法较难以做到的，而且可操作性和检测通量都更高。相信随着国内研究的深入，以后会有更多的国产奶牛疫病检测试剂盒用于各种奶牛疫病的监控。
4.2.3胶体金试纸的应用
胶体金试剂在人和宠物检测上都得到了广泛应用。其应用前景在于牛旁快速检测。技术人员只要在奶牛场现场采取指定样品，滴加到胶体金试纸上即可等待结果，是一种快速检测方法，操作简单且不需要实验室条件，对于基层工作者来说是非常好用的一种工具。其缺点是单个样品成本较高，不合适规模化检测。
4.3 表征动物疾病的某种特殊基因或特殊指标将进入临床实践
4.3.1 炎相关基因
随着现代生物学技术的发展，研究发现很多基因与动物的抗病能力或发病情况密切相关，通过对此类基因的检测，可以评估个体对于某些疾病的易患和抵抗程度。如研究发现TNF-α、TLR4、CXCR2等多种基因的表达都与奶牛炎的发病存在着相关性。通过在选种选育的过程中，考虑此些基因对于奶牛炎的影响，从而选出对炎具有更高抵抗力和遗传力的牛只进行培育，更能非常好的帮助后代牛群减少炎的发病率。
4.3.2牛白细胞黏附缺陷病等位基因
白细胞黏附缺陷病（BLAD）是一种常染色体隐性致死性的遗传性疾病，以严重重复性感染、缺少脓液形成、损伤愈合延迟和白细胞增多为特征。通过采取血样使用RT-PCR方法对其进行分析，可以检测到奶牛是否携带此致病基因，对此疾病的防控有重大参考价值。
5．牛只基因组测序技术应用
基因测序是一种新型的实验室研究技术手段，能够从血液或唾液中分析测定基因全序列，预测罹患多种疾病的可能性，如癌症或白血病，能锁定个人病变基因，提前预防和治疗，因“名人效应”应用于高端体检、产前诊断等领域，价格不菲，最广为人知的是影星安吉丽娜·朱莉通过基因检测，选择手术切除乳腺以降低患乳腺癌风险。基因测序是一项耗时、耗资的工程，目前牛的基因序列已被测定完成，通过多个国家的高级技术人员花了6年的时间才完成。目前基因测序技术已在奶牛业后裔鉴定进行应用，如已在探索应用的提供精子的公牛并不是后裔测定公牛，而是通过基因组测定后应用，测定的结果与将来这头牛实际所表现出的性状具有一定的相近度。当前奶牛基因测定技术耗时较长，成本较高，若能在检测方法有所突破，缩短时间，并应用在选择优秀牛只的工作中，有利于快速找出高产基因、长寿基因、抗病基因等，从而绘制高效牛只遗传潜力图谱树系统。
【参考文献】
1. 蔡辉益.中国生物饲料研究进展与发展趋势(2014).北京:中国农业科学技术出版社,2014
2. 曹康, 郝波. 中国现代饲料工程学.上海:上海科学技术文献出版社,2014
3. 李胜利,王锋.世界奶业发展报告. 北京:中国农业大学出版社,2014
4. 中国奶业协会信息网.2014年12月TPI等计算公式将作修订.2015
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