Multivariate factor analysis of Girgentana goat milk composition

摘要

Abstract The interpretation of the several variables that contribute to defining milk quality is difficult due to the high degree of correlation among them. In this case, one of the best methods of statistical processing is factor analysis, which belongs to the multivariate groups; for our study this particular statistical approach was employed. A total of 1485 individual goat milk samples from 117 Girgentana goats, were collected fortnightly from January to July, and analysed for physical and chemical composition, and clotting properties. Milk pH and tritable acidity were within the normal range for fresh goat milk. Morning milk yield resulted 704 ± 323 g with 3.93 ± 1.23% and 3.48±0.38% for fat and protein percentages, respectively. The milk urea content was 43.70 ± 8.28 mg/dl. The clotting ability of Girgentana milk was quite good, with a renneting time equal to 16.96 ± 3.08 minutes, a rate of curd formation of 2.01 ± 1.63 minutes and a curd firmness of 25.08 ± 7.67 millimetres. Factor analysis was performed by applying axis orthogonal rotation (rotation type VARIMAX); the analysis grouped the milk components into three latent or common factors. The first, which explained 51.2% of the total covariance, was defined as “slow milks”, because it was linked to r and pH. The second latent factor, which explained 36.2% of the total covariance, was defined as “milk yield”, because it is positively correlated to the morning milk yield and to the urea content, whilst negatively correlated to the fat percentage. The third latent factor, which explained 12.6% of the total covariance, was defined as “curd firmness,” because it is linked to protein percentage, a30 and titatrable acidity. With the aim of evaluating the influence of environmental effects (stage of kidding, parity and type of kidding), factor scores were analysed with the mixed linear model. Results showed significant effects of the season of kidding and parity on common factors, while no differences were found between goats with one or more kids. The multivariate factor analysis technique was effective in describing the quality of Girgentana milk with a low number of new latent variables. These new variables have been useful in the study of the effect of some technical factors such as parity and season of kidding on the quantitative and qualitative aspects of milk production in this goat breed. Riassunto I parametri che definiscono la qualità del latte sono diversi, spesso la loro interpretazione è resa più difficile per l’esistenza di alte correlazioni fra loro. In questi casi, i metodi di analisi statistica che meglio si prestano al trattamento dei dati, sono quelli appartenenti al gruppo dell’analisi multivariata. Fra questi, risultati interessanti vengono forniti dall’analisi dei fattori. Questo tipo di analisi statistica è stata applicata ad un data-set di 1485 campioni individuali di latte appartenenti a 117 capre di razza Girgentana, che sono stati prelevati quindicinalmente per tutta la lattazione, da gennaio a luglio. I campioni di latte sono stati prelevati soltanto alla mungitura del mattino, rilevando anche la produzione di latte. Le analisi chimiche e fisiche hanno riguardato la determinazione di grasso, proteine, lattosio e cellule somatiche a mezzo Combi-Foss (Foss Italia), del pH tramite pH-metro portatile, dell’acidità titolabile per titolazione con soda N/4, dell’urea tramite pH-metria differenziale, delle proprietà elastometriche del latte (r, a30 e K₂₀) tramite Formagraph (Foss Italia). La produzione media rilevata al mattino è stata di 704±323 g con un tenore in grasso e proteine rispettivamente del 3,93±1,23 % e 3,48±0,38 %. Il contenuto di urea nel latte è risultato piuttosto alto, pari a 43,70±8,28 mg/dl. L’attitudine alla coagulazione del latte della capra Girgentana ha presentato dei buoni valori elastometrici (r = 16,96±3,08 min; K₂₀=2,01±1,63 min; a30 = 25,08±7,67 mm). L’analisi dei fattori ha dato origine a tre nuove variabili, chiamati fattori latenti. Il primo fattore, definito come “latti lenti”, ha spiegato il 51,2% della varianza totale, ad esso sono correlati positivamente r e pH; il secondo fattore, definito “produzione lattea”, ha spiegato il 36,2% della varianza totale, ad esso sono risultati correlati positivamente la produzione di latte e l’urea, mentre sono risultati correlati negativamente la percentuale di grasso. Il terzo fattore, che ha spiegato il 12,6% della varianza totale, è stato definito “Fermezza del coagulo”, ad esso sono risultati correlati positivamente la percentuale di proteina, la consistenza della cagliata e l’acidità titolabile del latte. L’analisi delle medie stimate degli score dei fattori latenti estratti ha permesso di valutare gli effetti di alcuni fattori ambientali, quali la stagione di parto, l’ordine di parto ed il tipo di parto. E’ emerso come la stagione di parto abbia influenzato il fattore 2 e 3, l’ordine di parto abbia influenzato significativamente tutti e