体外法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响
植物提取物对反刍动物瘤胃发酵、生产性能及甲烷产量的调控作用及其机制
植物提取物对反刍动物瘤胃发酵、生产性能及甲烷产量的调控作用及其机制张华;童津津;孙铭维;杨德莲;张婕;熊本海;蒋林树【摘要】With fuctions of manipulating rumen fermentation pattern, improving nitrogen reservation and de-creasing methane release to ruminants, and their lower toxic and side effects, unique natural charcter, nutrition and biological activity, plant extracts have become one of the perfect alternative products to antibiotics. In this aticle, research progress of regulation of plant extracts on rumen fermentation and its mechanisms were re-viewed, and to provide some ideas for further investigation and applications of plant extracts in ruminant nutri-tion.%植物提取物不但具有调控反刍动物瘤胃发酵模式、提高氮存留率、减少甲烷排放等功能,而且因其低毒副作用及其所具有的天然性、营养性和生物活性等特性,已成为抗生素的理想替代品之一.本文综述了植物提取物对反刍动物瘤胃发酵调控作用及其机制的最新研究进展,以期对今后该领域的研究及产品研发提供参考依据.【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2018(030)006【总页数】9页(P2027-2035)【关键词】植物提取物;反刍动物;瘤胃发酵;调控;机制【作者】张华;童津津;孙铭维;杨德莲;张婕;熊本海;蒋林树【作者单位】奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】S816反刍动物瘤胃是一个复杂的厌氧发酵体系，瘤胃微生物与其建立了一种共生关系。
植物提取物对瘤胃体外发酵性能和甲烷产生的影响
大气中包括甲烷在内的温室气体浓度增加会导致全球变暖，这是近年来人们关注的主要问题。
近年，畜牧业中反刍动物排放的甲烷引起重视。
甲烷是一种比二氧化碳强23倍的温室气体，反刍动物肠道发酵产生的甲烷主要是由于兼性厌氧条件对细菌、原生动物和真菌的生长有利（孙福昱等，2018）。
瘤胃内的甲烷排放被认为是一个能量浪费过程（Johnson等，1995）。
许多化学食品添加剂已经被证明具有减降低瘤胃甲烷排放的潜力，但它们要么对宿主动物有毒，要么对有益的瘤胃微生物产生副作用。
为降低反刍动物甲烷排放，选择具有生物活性的化合物来降低原生动物活性已成为一种研究方法。
但在供人类食用的动物身上使用化学物质的风险越来越受到公众关注。
Kim等（2012）研究表明，植物提取物可以控制瘤胃微生物多样性，是降低甲烷排放的较好替代选择，这种方法也是动物营养学家认为最有潜力的策略。
本研究旨在评估松树和银杏叶提取物对瘤胃发酵、瘤胃产甲烷和产甲烷相关微生物的体外作用。
1 材料与方法1.1 试验原料与体外发酵 以100 g/300 mL的溶剂，用70%的乙醇制备松树和银杏叶提取物。
将含70%乙醇的烧瓶塞住，在39℃的旋转蒸发仪上孵育24 h。
从压碎的叶子中提取松树和银杏叶汁液，然后用滤纸过滤，收集滤液，用旋转蒸发器将70%乙醇溶剂除去，4℃保存备用。
从5头500 kg 重、带有瘤胃瘘管荷斯坦奶牛瘤胃中收集瘤胃液，瘤胃液经四层纱布过滤后分为5组，对照组不添加植物提取物，T1组添加5%松树液，T2组添加5%松树70%乙醇提取物，T3组添加5%银杏叶液，T4组添加5%银杏叶70%乙醇提取物。
将瘤胃液注入血清瓶，置于39℃的振荡培养箱中培养 24 h。
体外试验每组3个重复。
孵育后分别测定植物提取物对瘤胃体外发酵性能和甲烷产生的影响李 涵（濮阳职业技术学院，河南濮阳 457000）[摘要]文章研究了添加植物提取物（松树液和银杏叶）对瘤胃体外发酵性能和甲烷产生的影响。
植物精油对瘤胃微生物及瘤胃发酵的调控
酸代谢途径形成的乙酰辅酶 A[1]。
类苯丙烷不是植物精油中普遍存在的化合
指具有 3 碳链的化合物结合到一个 6 碳的芳香
收稿日期：2012 -12 -11 基金项目：国家留学人员科技活动择优资助启动项目 作者简介：李艳玲（1973—），女，宁夏平罗人，助理研究员，博士，主要从事反刍动物营养与饲料资源开发利用研究。 E-mail： yanlli@163.
香酚和香芹酚，其中羟基和移位电子通过氢桥作 为主要的活性点与水互作，使得它们的抗菌活性 尤其活跃 。 [2 -4]
通过以上机制作用的植物精油对革兰氏阳性 菌尤为有效，因为其疏水化合物可以直接作用于 细胞膜。 而革兰氏阴性菌细胞膜的外部细胞壁不 允许亲脂物质的进入，大多数植物精油的化合物 是亲脂性的，不能渗透进入革兰氏阴性菌的膜 内[3]。 然而，革兰氏阴性菌外膜也不是完全不能 渗透到疏水物质中，低分子质量的微粒可以与水 作用（通过氢桥），通过脂多糖层的扩散或通过膜 蛋白缓慢穿过细胞壁，作用于细胞的脂质双分子 层 。 [2，4] 这适于用一些芳香族烃类化合物，例如香 芹酚和百里香酚。 等 Helander [5] 报道了香芹酚和 百里香酚破坏革兰氏阴性菌外膜的能力，并且观 察到膜脂多糖的释放和细胞质膜渗透性的增强， 此类化合物由于具有小分子质量使它们对革兰氏 阳性和阴性菌都能发挥活性作用，不过这个特点 也降低了其对具体菌群的选择性，使得它们难于 调控瘤胃微生物发酵。
动物营养学报 2013，25（6）：1144-1149
ChineseJournalofAnimalNutrition
doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2013.06.003
植物精油对瘤胃微生物及瘤胃发酵的调控
李艳玲 姜成钢 刁其玉*
植物精油对瘤胃发酵的调控作用
胃微生 物 活 性 。但 Ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ｅ ｊ ｏ ｓ Ｌ等 使 用 相 同 的
ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｏ ｉ ｌ ｓ ， Ｅ ０） ， 目前 已被 公 认 为 对 人 和 动 物 是安
全的， 在美 国 已 经被 列 入 公 认 无 毒ｎ ］ 。植 物精 油具
有着 色 、 抗 菌 消炎 、 防腐 、 抗氧化、 抗肿瘤等作用 ， 被 广泛 用 于食 品和 医药行业 当 中［ ２ ］ 。但 在 动 物养 殖方 面， 关 于植 物精 油对 瘤 胃发酵 的 调控 作用 报 道较 少 。
过去 的几 十 年里 ， 抗 生 素 和化 学 添 加 剂 作 为 饲
２ 植 物 精 油 对 瘤 胃发 酵 的调 控
２ ． １ 对 蛋 白质代 谢 作用
一
料添加 剂广 泛用 于预 防反 刍动 物 能量 代谢 性 疾 病 和
提高 反刍 动物 的生产 性 能 。但 抗 生素 的药 物 残 留和
（ １ ．南 京 农 业 大 学 动 物 医学 院 ， 江苏南京 ２ １ ０ ０ ９ ５ ； ２ ．沈 阳农 业 大 学 畜 牧 兽 医 学 院 ， 辽宁沈阳 １ １ ０ ８ ６ ６ ；
ｒ
３ ．天 津 汉 普 森 药 业 有 限公 司 ， 天津 ３ ０ １ ６ ０ ９ ）
摘 要 ： 瘤 胃微 生物 可 降解饲料 中营养 成分 来 生成挥 发 性 脂肪 酸 并合 成 微 生物 蛋 白来 为反 刍动 物提 供
论 文 主要介 绍近 年 来植 物精 油 对 瘤 胃发 酵调控 作 用研 究近 况 ， 讨 论 其作 为瘤 胃发 酵调 控 剂的 可行性 。 关键 词 ： 植物 精 油 ； 瘤 胃； 发酵； 调 控
植物精油对羔羊生长性能和瘤胃微生物代谢的影响
植物精油对羔羊生长性能和瘤胃微生物代谢的影响植物精油对羔羊生长性能和瘤胃微生物代谢的影响植物精油是一种纯天然的草本提取物，具有广泛的生物活性和药理作用。
近年来，植物精油在畜牧业中的应用逐渐受到关注。
本文将探讨植物精油对羔羊生长性能和瘤胃微生物代谢的影响。
一、植物精油的成分和作用机理植物精油是由植物的花、叶、茎、根等部位提取而来的含有高浓度活性成分的油状液体。
根据精油的成分，可以分为单一成分精油和复方成分精油两种。
植物精油主要成分包括挥发油、酚类、醛类、酮类、酯类、醇类等。
这些成分具有抗菌、抗氧化、抗炎、抗寄生虫等多种作用。
植物精油对羔羊的生长性能有着积极的影响。
首先，植物精油可以促进消化道功能的提高，增加食欲和食物的利用率，进而促进生长发育。
其次，植物精油还具有良好的抗菌作用，可以降低肠道疾病的发生率，减少病原菌对营养的竞争，提高养分利用率，促进生长。
此外，植物精油还具有抗氧化和抗炎作用，可以减轻瘤胃微生物代谢产生的有害物质对羔羊的损害，提高羔羊的健康状态。
二、植物精油对羔羊生长性能的影响羔羊是畜牧业中常见的肉类生产动物，其生长发育对农民来说具有重要意义。
植物精油对羔羊的生长性能有着显著的促进作用。
研究表明，在饲喂植物精油的情况下，羔羊的日增重显著提高，饲料转化率也得到改善。
这主要是因为植物精油可以提高消化道功能，促进食物的消化与吸收，降低能量浪费。
此外，植物精油还可以改善羔羊的免疫功能。
研究表明，植物精油可以增加羔羊的白细胞数量和免疫球蛋白的产生，提高免疫力，减少疾病的发生率。
这是由于植物精油具有抗菌和抗炎作用，可以阻断病原菌的生长和繁殖，降低感染风险。
三、植物精油对瘤胃微生物代谢的影响瘤胃微生物对反刍动物的消化和营养吸收具有重要作用。
植物精油可以直接或间接地影响瘤胃微生物的代谢，从而影响羔羊的生长性能。
研究表明，植物精油可以抑制某些瘤胃微生物的生长和代谢产物的产生。
特定的植物精油成分可以干扰瘤胃微生物的代谢途径，降低甲烷的产生量，提高能量利用率。
植物精油降低反刍动物瘤胃甲烷产量的研究进展
植物精油降低反刍动物瘤胃甲烷产量的研究进展
张奥;赵玉超;白萨茹拉;蒋林树
【期刊名称】《动物营养学报》
【年(卷),期】2024(36)3
【摘要】植物精油是从植物中蒸馏提取出来的具有挥发性和芳香性的植物次生代谢物,大量反刍动物体内外试验结果表明,植物精油能够降低反刍动物瘤胃甲烷产量,其作用机制主要包括两方面:一是直接抑制产甲烷菌的生长,进而减少甲烷产生;二是通过减少与产甲烷菌共生的细菌、古菌或原虫等微生物数量,间接减少甲烷产生。
但未来要将植物精油广泛应用到实践生产中,仍面临巨大挑战。
本文着重对植物精油降低反刍动物瘤胃甲烷产量的研究进展进行综述,旨在为植物精油在反刍动物生产中的科学应用提供参考。
【总页数】14页(P1399-1412)
【作者】张奥;赵玉超;白萨茹拉;蒋林树
【作者单位】北京农学院动物科学技术学院;北京首农畜牧发展有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S852.2
【相关文献】
1.植物提取物对反刍动物瘤胃发酵、生产性能及甲烷产量的调控作用及其机制
2.植物提取物对反刍动物瘤胃发酵和甲烷产量的影响
3.植物精油调控反刍动物瘤胃发
酵和甲烷排放的研究进展4.植物次生代谢物对反刍动物瘤胃发酵、甲烷产量和瘤胃微生物影响的研究进展5.牛至精油缓解反刍动物瘤胃甲烷排放的研究进展
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6617360_体外产气法研究植物精油对水牛瘤胃发酵和甲烷生成的影响
收稿日期:2014-03-26;修订日期:2014-05-06作者简介:黄江丽(1980-),女,湖南资兴人,硕士研究生,助理研究员,主要从事微生物生态学研究工作。
基金项目:江西省科技支撑计划项目“反刍家畜降甲烷微生态制剂研究”;江西省科学院普惠项目“瘤胃甲烷调控剂的筛选和优化组合”。
∗通讯作者:丁建南(1955-),男,研究员,研究方向为微生物生态学。
Email:jiannanding@。
第32卷 第3期2014年6月江 西 科 学JIANGXI SCIENCEVol.32No.3Jun.2014 文章编号:1001-3679(2014)03-0328-05体外产气法研究植物精油对水牛瘤胃发酵和甲烷生成的影响黄江丽,王东升,张志红,张国华,田晓娟,谭胤静,付 明,丁建南∗(江西省科学院生物资源研究所,330096,南昌)摘要:为探讨植物精油对水牛瘤胃体外发酵的影响,本研究采用体外产气法初步研究了不同植物油对水牛瘤胃发酵过程中甲烷和二氧化碳生成及微生物蛋白和pH 的影响。
与对照组相比结果表明:1)在相同添加浓度下,桂皮油在发酵过程中基本抑制了甲烷生成(P <0.05),也显著降低了二氧化碳产量(P <0.05),微生物蛋白含量减少了15%;2)薄荷油在发酵12h 、24h 均显著抑制甲烷生成(P <0.05),对二氧化碳产量稍有降低,但差异不显著;在发酵36h ,抑制甲烷效果不明显,二氧化碳反而显著降低(P <0.05)。
微生物蛋白含量则减少了12.8%;3)生姜油和丁香油的抑制甲烷效果不明显,只在发酵12h ,有部分降甲烷效果,之后反而促进了甲烷生成;4)5种精油中,只有辣椒油处理组发酵液pH 显著降低,其它对pH 值影响不大,但辣椒油无抑制甲烷效果。
关键词:植物精油;瘤胃;体外产气法;甲烷生成中图分类号:S823;S816.7 文献标识码:AEffects of Essential Oil on Buffalo′s Rumen Fermentationand Methanogenesis in Vitro Gas ProductionHUANG Jiangli,WANG Dongsheng,ZHANG Zhihong,ZHANG Guohua,TIAN Xiaojuan,TAN Yinjing,FU Ming,DING Jiannan ∗(Institute of Biological Resources,Jiangxi Academy of Sciences,330096,Nanchang,PRC)Abstract :An in vitro gas production trial was conducted to study the effects of different essential oilon subsequent 36h buffalo′s rumen fermentation and pared to the control,the results showed that,(1)Cinnamon oil almost completely inhibited the methanogenesis (P <0.05),also significantly reduced the carbon dioxide output (P <0.05),and the microbial crude protein(MCP)was reduced by 15%.(2)Peppermint oil were significantly inhibited the methanogenesis at12h and 24h of fermentation (P <0.05),but there was no effect on the production of carbon diox⁃ide;at 36h of fermentation,the effect of inhibiting methanogenes is not obvious,but the carbon diox⁃ide output was significantly reduced.the MCP was reduced by 12.8%.(3)ginger oil and clove oil′s inhibition of methanogenesis is not obvious,only at the 12h of fermentation has a little effect,but it can promote the methanogenesis after that.(4)among five kind of essential oils,only the chili oil re⁃duced the pH significantly(P<0.05),but it also promoted the methanogenesis. Key words:essential oil;in vitro gas production;rumen fermentation;methanogenesis0 引言反刍动物瘤胃内产生的甲烷是有机物发酵的必然产物。
植物油作为瘤胃甲烷抑制剂的效果及其作用机理
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]。
全球反刍动物年产甲烷约7.7 107 t，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的62倍[2]。
因此，减少反刍动物甲候变暖作用的15%～20%，其增温潜势是CO2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。
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体外法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响
体外法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响
植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响是近年来的热点研究领域。
瘤胃是许多反刍动物消化系统中的特殊部位，其内部含有大量的微生物群落。
这些微生物通过一系列的发酵作用帮助动物消化木质纤维素等难以降解的物质，并产生甲烷气体作为代谢产物。
然而，甲烷气体的排放是温室效应的一个重要因素，因此，寻找能够有效抑制瘤胃甲烷生成的方法对环境保护和畜牧业发展具有重要意义。
植物精油是从植物中提取的挥发性油状物质，具有广谱的生物活性。
许多研究表明植物精油具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种药理作用。
近年来，越来越多的研究开始关注植物精油对瘤胃微生物群落和甲烷生成的调节作用。
这些研究主要通过体外实验方法，模拟瘤胃内环境，研究植物精油对瘤胃微生物的生长、代谢产物的生成以及甲烷生成的影响。
第一步，研究人员需要收集瘤胃液样本，这些样本可以从宰杀的反刍动物胃部获取。
然后，研究人员将瘤胃液与培养基混合，在体外条件下模拟瘤胃发酵过程。
接下来，研究人员将不同浓度的植物精油添加到体外培养体系中，观察其对瘤胃微生物的生长繁殖的影响。
为了进一步研究植物精油对甲烷生成的调节作用，研究人员可以使用气相色谱等技术测定体外发酵液中甲烷的生成量。
研究结果表明，不同类型的植物精油对瘤胃微生物的生长和代谢产物的生成具有不同的影响。
例如，茴香精油和柠檬精油被发现具有较强的抑制作用，可以有效地降低瘤胃甲烷生成。
这是由于茴香精油和柠檬精油中的化合物具有抗菌作用，可以
抑制瘤胃内甲烷产生菌的生长和代谢活性。
而其他类型的植物精油则可能对瘤胃微生物的生长产生促进作用，增加发酵液中挥发性脂肪酸等代谢产物的生成。
值得注意的是，体外法研究植物精油对瘤胃微生物群落和甲烷生成的影响只是一种初步的研究方法，研究结果可能与实际动物体内情况存在一定的差异。
此外，植物精油的添加浓度、种类和使用方法等因素都会影响研究结果的可靠性和实用性。
因此，研究人员需要进一步深入研究，探索植物精油在实际反刍动物饲养中的应用潜力。
总结起来，体外法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响是一项重要的研究领域。
植物精油具有广泛的生物活性，对瘤胃微生物群落和甲烷生成具有不同的调节作用。
然而，需要进一步的研究来验证体外实验结果，并探索植物精油在实际畜牧业生产中的应用前景。
这对于减少甲烷排放、实现环境友好型畜牧业发展具有重要意义
综上所述，植物精油对瘤胃微生物的生长和代谢产物的生成具有不同的影响。
茴香精油和柠檬精油能有效抑制甲烷生成，而其他类型的植物精油可能促进甲烷生成。
然而，体外法研究结果与实际动物体内情况可能存在差异，因此需要进一步研究来验证实验结果，并探索植物精油在实际畜牧业生产中的应用潜力。
这将对减少甲烷排放、实现环境友好型畜牧业发展具有重要意义。