Effect of dietary corn gluten inclusion on rumen fermentation, microbiota and methane emissions in goats  

日糧中添加玉米蛋白對山羊瘤胃發酵、微生物群和甲烷排放的影響  

來源：Animal Feed Science and Technology 259 (2020) 114314

《動物飼料科學與技術》第259卷（2020年）114314頁

 

摘要內容：  

本研究評估了用玉米蛋白（CG）替代玉米粉（CM）對山羊采食量、消化率、瘤胃發酵、甲烷排放和微生物豐度的影響。實驗采用隨機區組設計，設兩種日糧處理（CM和CG，各占干物質400 g/kg）。用CG替代CM增加了NDF和CP攝入量，降低了淀粉攝入量。飼喂CG日糧的山羊瘤胃溶解氫（dH2）濃度降低43%（P=0.009），溶解甲烷（dCH4）濃度降低30%（P=0.001）。處理與時間對溶解硫化氫（dH2S）有交互作用（P=0.03），晨飼后2.5小時dH2S濃度增加（CG對比CM，+63%，P<0.001）。CG日糧降低了丁酸鹽摩爾百分比（P=0.004），提高了氨濃度以及戊酸鹽和異丁酸鹽的摩爾百分比（P<0.01）。CG日糧減少了以g/d和g/kg DMI表示的甲烷排放（P=0.01）。CG日糧降低了R. amylophilus的16S rRNA基因拷貝數（P=0.003），提高了真菌18S rRNA基因拷貝數（P=0.05）和F. succinogenes的16S rRNA基因拷貝數（P=0.03）。總之，用CG替代CM降低了淀粉攝入并增加了纖維攝入，促進了纖維分解真菌和F. succinogenes的生長，抑制了R. amylophilus的生長。CG替代CM增加的硫含量提供了額外的氫匯，導致瘤胃dH2S增加和甲烷排放減少。玉米蛋白可作為減少反芻動物生產腸道甲烷排放的替代飼料。  

 

研究目的：  

評估用玉米蛋白替代玉米粉對山羊采食量、消化率、瘤胃發酵、甲烷排放和微生物豐度的影響，探究其作為減少反芻動物甲烷排放替代飼料的潛力。  

 

研究思路：  

采用隨機區組設計，將24只山羊分為2組，分別飼喂玉米粉日糧（CM）和玉米蛋白日糧（CG）。經過28天適應期后，進行19天的數據收集，包括采食量、消化率、瘤胃發酵參數、甲烷排放和微生物豐度的測量，通過對比分析兩種日糧的效果。  

 

測量數據及研究意義：  

1 采食量和消化率數據（表3）：研究意義在于評估日糧對山羊營養攝入和消化效率的影響，為優化飼料配方提供依據。  

 

2 瘤胃發酵參數和溶解氣體數據（表4、圖1）：研究意義在于揭示日糧對瘤胃發酵過程和氣體產生的影響，有助于理解甲烷減排機制。  

 

 

3 甲烷和二氧化碳排放數據（表5）：研究意義在于量化日糧對溫室氣體排放的影響，為環保型飼料開發提供數據支持。  

 

4 微生物豐度數據（表6）：研究意義在于探討日糧對瘤胃微生物群落結構的影響，揭示微生物與甲烷排放的關系。  

 

結論：  

用玉米蛋白替代玉米粉降低了日糧淀粉含量，增加了纖維、蛋白質和硫含量。盡管玉米粉日糧通過增加淀粉攝入將瘤胃發酵從乙酸轉向丁酸生產，但飼喂玉米蛋白日糧的山羊甲烷排放更低。玉米蛋白日糧中增加的硫含量可作為氫匯，有助于減少甲烷排放。玉米蛋白日糧中較高的纖維攝入可能刺激了纖維分解微生物（如真菌和F. succinogenes）的生長，而玉米粉日糧中較高的淀粉攝入促進了淀粉分解細菌（如R. amylophilus）的生長。玉米蛋白可作為減少反芻動物生產腸道甲烷排放的替代飼料。  

 

詳細解讀使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義：  

使用丹麥Unisense電極測量的瘤胃溶解硫化氫（dH2S）數據具有重要研究意義。這些數據能夠實時反映瘤胃內硫化氫濃度的動態變化，準確評估硫還原過程的活動情況。本研究中發現晨飼后2.5小時dH2S濃度顯著增加，表明硫還原菌在這一時間段活躍利用氫離子進行硫還原反應，這為解釋甲烷減排機制提供了直接證據。通過監測dH2S濃度變化，可以更好地理解硫作為氫匯如何競爭性地減少用于甲烷生成的氫源，同時也有助于評估日糧硫水平的安全性，避免過量硫攝入可能導致的動物健康問題。