110 高普考高考三級 動物技術 乳牛學(包括加工與利用) 考古題詳解
第 一 題20 分
請說明使用冷凍精液進行乳牛群育種改進時,選擇冷凍精液應考慮之事項。
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核心觀念
本題考查利用人工授精與冷凍精液進行乳牛群遺傳改良時,如何選擇種公牛精液。冷凍精液是遺傳材料的載體;真正決定改良方向的是種公牛的遺傳性能,以及牠與牛群母牛的配種組合。
種公牛的遺傳評估常以育種價(EBV)或預估傳遞能力(PTA)表示。EBV 是個體預期遺傳能力的估計值;PTA 約為 EBV 的一半,代表公牛預期傳給後代的遺傳能力。解讀數值時,應確認評估機構、基準群與性狀定義一致,並同時查看可靠度(reliability),不宜只比較單一數字。
解題方法
作答可依「先訂改良目標、再選公牛、最後檢查精液與配種管理」的順序,涵蓋遺傳、經濟、繁殖及實務條件。選擇時不是一味挑選總排名最高的公牛,而是找出能補足本群缺點、符合牛場經營目標,且與母牛相配的精液。
一、依牛群現況訂定育種目標
先整理牛群的乳量、乳脂與乳蛋白、體型、繁殖效率、乳房健康、肢蹄狀況、壽命及淘汰原因,確認主要改良方向。育種目標須配合牛場的飼養管理、乳價與生產制度。
例如,牛群乳量已高但繁殖率偏低,就不宜只追求更高乳量;可提高繁殖性、乳房健康與使用年限等性狀的選擇權重。育種改良應兼顧多性狀與長期經濟效益。
二、比較公牛的遺傳性能
依目標檢視下列性狀:
- 生產性狀:乳量、乳脂量與乳脂率、乳蛋白量與乳蛋白率。應依牛場的計酬方式與產品需求設定重點。
- 體型與功能性狀:乳房結構、乳房懸韌帶、乳頭位置、蹄腿、體軀與體型大小。著重能支持泌乳、行走與機械擠乳的功能性狀,避免只追求外觀評分。
- 繁殖與健康性狀:受胎能力、產犢難易、死產率、乳房炎或體細胞相關指標、肢蹄健康及壽命等。這些性狀會影響牛隻留群時間、醫療支出與後代可用性。
比較時要確認數值代表的性狀與評估尺度,並將可靠度納入判斷。可靠度較高,表示估值受新資料變動的幅度通常較小;年輕公牛的基因組評估也應連同可靠度與性狀範圍一起衡量。
第 二 題15 分
請依下表資料推測,採食 A、B、C 飼糧的乳牛,應該分別處於乾乳早期(far-off)、接近分娩(close-up)或泌乳初期(early lactation)三者中的哪個時期,並說明其原因。
| 飼糧採食量與成分 | A | B | C |
|---|---|---|---|
| 乾物質採食量(占體重百分比) | |||
| 飼糧泌乳淨能(Mcal/kg 乾物質) | |||
| 飼糧粗蛋白(百分比) |
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核心觀念
本題考查乳牛不同生產階段的營養需求差異,並須同時比較乾物質採食量、飼糧泌乳淨能(NEL)與粗蛋白質(CP)濃度:
- 乾乳早期(far-off):距分娩尚有一段時間,胎兒生長與泌乳需求較低,飼糧能量密度通常較低,採食量也較低。
- 接近分娩(close-up):分娩前數週,胎兒快速生長,但採食量常因妊娠後期腹腔空間受限而下降;飼糧能量密度通常高於乾乳早期,並須避免過度供能。
- 泌乳初期(early lactation):產乳需求快速上升,乳牛需要較高的能量與蛋白質供應,乾物質採食量及飼糧營養濃度通常較高;但採食量增加速度常落後於產乳需求。
將乾物質採食量換算為體重比例,可與各階段的典型採食特徵對照。能量與蛋白質濃度則用來判斷飼糧是偏向乾乳維持、分娩前過渡,或泌乳供應。
解題方法
先依乾物質採食量排列:A 為 、B 為 、C 為 。C 明顯最高,並且同時具有最高的 NEL()與粗蛋白質(),符合泌乳初期較高的營養供應特徵。
再比較 A 與 B:A 的採食量最低,但 NEL 與粗蛋白質分別為 、,都高於 B 的 、。
第 三 題20 分
請說明參加乳牛群性能改良(Dairy Herd Improvement, DHI)計畫時,酪農所收到之 DHI 酪農基本報表中的下列項目,分別能應用於飼養管理上哪些方面的監控與改進?
(一) 體細胞數。
(二) 乳蛋白/乳脂肪比例。
(三) 乳中尿素氮。
(四) 乳中檸檬酸。
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核心觀念
DHI(乳牛群性能改良)報表把乳量與乳成分檢測結果轉化為牧場管理資料。本題考的是如何將乳中指標連結到乳房健康、日糧營養平衡、瘤胃發酵及能量代謝,據以找出需追蹤的牛隻或牛群。
解讀時應看個別牛隻及分群趨勢,並參照泌乳階段、胎次、乳量與近期飼料變動;單次檢驗值適合作為警訊,不能單獨取代臨床診斷或日糧分析。
解題方法
依序判斷每項指標主要反映的生理狀態,再推導其管理用途:
- 體細胞數主要反映乳房與乳腺健康。
- 乳脂肪與乳蛋白比例反映能量供應、瘤胃發酵及酮症風險。
- 乳中尿素氮反映日糧蛋白質與可利用能量的平衡。
- 乳中檸檬酸可輔助觀察能量代謝與泌乳階段相關變化。
各項指標的管理應用
(一)體細胞數(SCC)
體細胞主要包括乳腺分泌細胞及免疫細胞;乳中體細胞數升高,常表示乳房受到感染或發炎,是乳房健康的重要監測指標。
可用於:
- 篩查乳房炎牛隻:依個別牛隻的體細胞數找出高風險對象,進一步檢查乳房、乳汁及乳區,必要時進行病原檢測。
- 追蹤乳房炎控制成效:觀察牛隻與牛群體細胞數的月際變化,評估治療、乾乳期管理及淘汰措施是否有效。
- 改善擠乳與環境衛生:若高體細胞數牛隻增加,應檢視擠乳前後乳頭清潔與消毒、擠乳設備維護、乳頭襯套狀況、牛床清潔及墊料管理。
- 降低乳量與乳品質損失:乳房發炎可能降低產乳量並改變乳成分,也可能影響生乳品質及收乳收益。
**判讀重點:**體細胞數是乳房健康的警訊;找出高值牛隻後,要搭配病史、乳區檢查與擠乳紀錄釐清原因。
(二)乳蛋白/乳脂肪比例
比例須先確認報表採用的分子與分母。管理上常用的是乳脂肪率/乳蛋白率:
有些資料則列乳蛋白/乳脂肪,方向與脂蛋比相反,解讀時不可混淆。脂蛋比偏低,表示脂肪相對蛋白偏低;脂蛋比偏高,則表示脂肪相對蛋白偏高。
脂蛋比可用於:
- 監控瘤胃發酵與日糧纖維平衡:脂蛋比偏低時,可檢查精料比例是否過高、日糧有效纖維是否不足、粗料品質與粒度是否適當,以及牛隻反芻狀況。這類型態可提示瘤胃酸中毒風險。
- 監控泌乳初期能量不足與酮症風險:脂蛋比偏高,尤其出現在泌乳初期時,可能與負能量平衡、體脂動員及亞臨床酮症有關;應進一步檢查乾物質採食量、體況變化與酮體指標。
- 評估牛群日糧與泌乳階段趨勢:比較不同泌乳日數及牛群分組,找出比例異常集中在哪些牛隻或階段,再針對飼料配方與採食管理調整。
例如乳脂肪率為 、乳蛋白率為 時,脂蛋比為 。此數值應配合場內基準及泌乳階段解讀;不宜只以單一通用界值直接診斷疾病。
(三)乳中尿素氮(MUN)
第 四 題15 分
請說明排乳(Letdown of milk)的過程,以及其對利用擠乳機進行擠乳時效果之影響。
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核心觀念
排乳(milk letdown,又稱乳汁射出或乳汁排出反射)是指乳腺泡內的乳汁在催產素作用下,被擠入乳腺導管與乳池的生理過程。乳汁平時分布於乳腺泡、細小導管及乳池;乳池中的乳汁可先被擠出,但乳腺泡內的乳汁占大宗,須經排乳反射後,才容易由擠乳機有效移出。
排乳是神經內分泌反射:乳頭及乳房受到刺激後,神經訊息傳至下視丘,再促使腦下垂體後葉釋放催產素(oxytocin);催產素隨血液到達乳腺,使乳腺泡周圍的肌上皮細胞收縮,將乳汁推入導管與乳池。催產素促成排乳;乳汁的合成則是乳腺上皮細胞的分泌作用,兩者不可混為一談。
解題方法:依「刺激—激素—作用器官—乳汁移動」說明
- 刺激來源:擠乳前洗乳房、擦拭及按摩乳頭,或犢牛吸吮,刺激乳頭與乳房的感覺神經。固定的擠乳環境、犢牛的視覺或聲音等,也可透過學習形成條件反射。
- 神經傳導與激素釋放:感覺神經訊息傳至脊髓及下視丘,促使腦下垂體後葉將催產素釋入血液。
- 乳腺反應:催產素經血液抵達乳腺,作用於乳腺泡周圍的肌上皮細胞,使其收縮。
- 乳汁移動:乳腺泡內乳汁被壓入小乳管、較大乳管及乳池,形成可供擠乳機移出的乳流。
因此,乳汁不是被催產素「製造」出來;排乳反射是把已存在於乳腺泡內的乳汁推送到較容易擠出的部位。
對擠乳機效果的影響
擠乳機主要靠真空與乳頭套(liner)的週期性開閉,從乳頭移出乳汁;它不能只靠真空有效抽出尚留在乳腺泡內的乳汁。因此,擠乳前的乳頭刺激與排乳時機,會影響乳流及擠乳效率。
第 五 題15 分
請說明鮮乳加工過程中,進行標準化與均質處理的原因。
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核心觀念
鮮乳加工中的標準化與均質處理,分別處理乳品的「成分比例」與「脂肪球分散狀態」。
- 標準化:調整乳脂肪含量,使產品符合預定的產品規格,並讓不同批次的成分較一致。通常以分離出的乳脂肪(乳油)或脫脂乳調整。
- 均質處理:以均質機施加高壓,使乳脂肪球變小、分布更均勻,降低脂肪球上浮並形成乳油層的情形。
解題方法
依序說明兩種處理各自要解決的問題,並指出處理後對產品品質的影響。
一、標準化:控制乳脂肪含量
原料生乳的乳脂肪含量會因牛隻、季節、飼養與泌乳狀況而變動。若直接加工,成品的脂肪含量與濃淡可能批次不一。加工時透過乳油或脫脂乳調整,使成品達到預定規格,並維持產品組成、營養標示、風味與品質的一致性。
因此,標準化的重點是調整乳脂肪含量,不是把乳脂肪球打小,也不是殺菌。
二、均質處理:維持脂肪分散穩定
第 六 題15 分
現行「食品中微生物衛生標準」中,鮮乳及調味乳之衛生指標菌監測項目,由現行腸桿菌科(Enterobacteriaceae)取代大腸桿菌群(Total Coliform)的原因為何?
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核心觀念
本題考的是乳品衛生指標菌的選擇,以及「大腸桿菌群」與「腸桿菌科」在分類範圍和衛生判讀上的差異。以命題當年(民國 110 年)法規為準:《食品中微生物衛生標準》自民國 110 年 7 月 1 日實施,鮮乳、調味乳及乳飲品的微生物監測項目採用腸桿菌科。
大腸桿菌群是依據乳糖發酵等生化特性界定的指標菌群;腸桿菌科則是依分類學界定的細菌科,涵蓋範圍較廣。兩者都可用來監測乳品加工及衛生狀況,但反映的菌群範圍並不相同。
解題方法
從「指標菌能否有效反映殺菌與殺菌後污染」切入。鮮乳經巴氏殺菌後,若仍檢出腸桿菌科,可能表示殺菌不足,或產品在殺菌後遭受污染。因此,改採腸桿菌科監測,可更廣泛掌握乳品加工與後續處理的衛生狀況。