植物油作为瘤胃甲烷抑制剂效果及其作用机理

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1、植物油作为瘤胃甲烷抑制剂的效果及其作用机理浙江大学动物科学学院/张春梅苑志朋易贤武郭嫣秋刘建新摘要：甲烷是反刍动物正常消化过程中的产物，以嗳气的方式经口腔排出体外，减少甲烷的产生对提高饲料能量利用率和改善环境均具有重要意义，因此有必要寻求降低反刍动物甲烷排放的策略。油脂作为日粮配合的成分相对于合成的甲烷抑制剂、抗生素及生物化学的干预来讲，是最自然的一种调控方式。本文综述了植物油的不同来源及其组成抑制甲烷的效果、作用机理及影响因素。关键词：畜牧学；甲烷；综述；植物油；反刍动物在反刍动物瘤胃代谢过程中，依饲喂水平、日粮组成及消化率不同，大约有2％～15%的饲料能以甲烷的形式被损失掉[1]。全

2、球反刍动物年产甲烷约7.7´107t，占散发到大气中的甲烷总量的15%，而且每年还以1%的速度递增。甲烷是与全球气候变化密切相关的温室气体，对全球气候变暖的影响作用占到所有影响气候变暖作用的15%～20%，其增温潜势是CO2的62倍[2]。因此，减少反刍动物甲烷的排放对环境和动物生产具有双重意义。在实际生产中，除了离子载体外并没有其它有效的甲烷抑制剂可供利用。然而，出于食品安全方面的考虑，抗生素在动物营养中的应用日益受到限制，因此，利用饲喂策略和生物措施抑制甲烷生成引起了人们的广泛关注。研究表明，由于不饱和脂肪酸的生物氢化作用和自由脂肪酸对甲烷菌和原虫的毒害作用，日粮中添加油脂是最自然的

3、一种瘤胃甲烷调控方式[2]。本文综述了反刍动物日粮中添加不同来源的植物油对瘤胃甲烷生成的效果、作用机理及其影响因素。1植物油抑制甲烷的效果植物油的主要成分是甘油三酯，由甘油的三个羟基与三个脂肪酸缩合而成。根据脂肪酸含量的差异，可把植物油分为富含中链饱和脂肪酸（如椰子油和棕榈仁油等）和富含长链不饱和脂肪酸（如亚麻油、葵花籽油、豆油和菜籽油等）两大类。1.1富含中链饱和脂肪酸的植物油抑制甲烷的效果Machmüller等[3]利用体外产气技术研究了椰子油和全压榨的油料种子如油菜籽、向日葵籽和亚麻籽对甲烷生成的效果，结果表明，椰子油、向日葵籽和亚麻籽显著降低了甲烷的生成。与不添加植物油和油料种籽

4、的对照组相比，日粮中添加3%和6％的椰子油后，甲烷产量分别减少43%和57%；向日葵籽和亚麻籽也抑制了高达40%的甲烷产量。这些结果表明，某些油脂在正常的日粮配比下即可抑制甲烷生成。上述日粮在生长羊上的试验证实了体外试验的结果，椰子油和向日葵籽通过抑制甲烷减少能量损失平均达27%[4]。Yabuuchi等[5]比较了富含月桂酸（C12:0）的多种植物油的效果，包括椰子油、棕榈仁油、棕榈油和椰子油钙皂。以5%的水平添加时，椰子油、棕榈仁油均显著降低了甲烷产量，且显著降低了原虫数量。Dohme等[6]进一步比较单个脂肪酸时发现，只有C12:0和C14:0这2种中链脂肪酸能有效抑制甲烷生成和甲

5、烷菌数量，这也解释了椰子油抑制甲烷的良好效果，因为椰子油中主要含有C12:0和C14:0这2种中链脂肪酸。Soliva等[7]在体外研究非酯化的C12:0和C14:0及它们不同比例的混合对甲烷生成的影响时，发现甲烷产量随着C12:0比例的增加而下降，然而，当C12:0/C14:0为2:1时即达到了单独添加C12:0的效果（抑制96%的甲烷生成）。1.2富含长链不饱和脂肪酸的植物油抑制甲烷的效果Giger-Reverdin等[8]综述了一些文章认为，当日粮脂肪尤其是长链脂肪酸中，3个或3个以上双键的不饱和脂肪酸含量高时，对甲烷生成的影响最大。但也有不同的观点。Czerkawski[9]等向

6、绵羊瘤胃中分别灌注油酸、亚油酸和亚麻酸观察其对甲烷产量的影响，发现甲烷产量的降低和不饱和脂肪酸的灌注量存在剂量效应，但与不饱和脂肪酸的不饱和度没有明显的联系。D.JALČ和Z.ČEREŠŇÁKOVÁ[10]研究了菜籽油、葵花籽油和亚麻油在底物干物质10％的添加量时对甲烷生成和瘤胃发酵的影响，发现这3种植物油均显著抑制了甲烷生成，提高了丙酸含量，降低了乙丙比，但其抑制甲烷的效果与植物油中不饱和脂肪酸的不饱和度没有直接关系。Johnson[11]等以全棉籽和堪诺拉菜籽作为脂肪源调整日粮脂肪水平分别为2.3%、4.0%和5.6%，油料籽实降低了日粮中的C8:0～C16:0脂肪酸水平，而增加了C

7、18:1、C18:2、C20:1和反式C18:1的水平。结果表明，适量增加日粮脂肪水平降低了每千克牛奶的甲烷释放量，且改变了乳脂肪酸组成，增加了乳中有益于人类将康的不饱和脂肪酸含量。2植物油抑制甲烷生成的作用机理2.1中链饱和脂肪酸的作用机理中链脂肪酸抑制甲烷生成的作用可能是由于其抑制原虫和直接抑制甲烷菌的双重作用。瘤胃内的甲烷主要由甲烷菌产生，瘤胃原虫自身并不产生甲烷，但由于甲烷菌与原虫具有内共生或外共生的关系，因此原虫数量的变化