体外法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响

【摘要】：本研究采用3种体外模拟瘤胃发酵研究方法分析不同添加水平的植物精油对瘤胃微生物体外发酵的影响，旨在筛选出有利于瘤胃发酵或抑制CH4生成的植物精油种类和添加水平。 试验Ⅰ：采用体外产气法分析不同添加水平的茶树油、肉桂油和丁香油对瘤胃发酵模式、发酵产气量及动力学参数和瘤胃氮代谢的影响。结果表明：与对照组相比，1）添加各剂量的茶树油和肉桂油对微生物蛋白(MCP)含量无显著影响，但氨态氮(NH3-N)浓度均有降低趋势，其中添加300和1500mg/L肉桂油显著降低了NH3-N浓度（P 0.05）。2）添加1000mg/L的茶树油或1500mg/L的肉桂油显著降低了总挥发性脂肪酸（TVFA）和丙酸浓度(P 0.05)，而50和100mg/L茶树油处理组丁酸浓度显著升高(P 0.05)，300和500mg/L的肉桂油处理组支链脂肪酸浓度显著升高(P 0.05)。3）添加100mg/L的茶树油和丁香油均可显著提高理论最大发酵产气量(b)，并且所有植物精油添加组均趋于降低CH4体积分数。综合分析，添加100mg/L的茶树油或100、300mg/L的肉桂油有助于改善瘤胃微生物发酵。 试验Ⅱ：采用批次培养法分析不同添加水平的肉桂油和留兰香油对瘤胃体外发酵模式和饲料降解参数的影响。结果表明：1）随发酵时间的延长，添加0、100和500mg/L发酵液的肉桂油和留兰香油处理组NH3-N浓度持续升高，添加1500mg/L处理组NH3-N浓度几乎没有变化，而添加500和1500mg/L肉桂油处理组MCP浓度先下降后上升。2）与对照组相比，添加100mg/L留兰香油处理组有升高MCP浓度的趋势，而添加1500mg/L留兰香油却降低了MCP浓度（P 0.05）。添加100mg/L留兰香油处理组在发酵后期（48和72h）升高了TVFA、乙酸和丙酸浓度（P 0.05），而添加500和1500mg/L肉桂油和留兰香油处理组的TVFA、乙酸和丙酸浓度均显著下降（P 0.05）。3）添加500和1500mg/L的这两种植物精油处理组体外干物质降解率（IVDMD）显著下降（P 0.05）。综合分析，肉桂油和留兰香油的添加为100mg/L时有利于调控瘤胃微生物发酵，当添加剂量大于500mg/L时对瘤胃发酵不利。 试验Ⅲ：采用双外流持续培养法探讨添加不同水平的肉桂油和留兰香油对瘤胃发酵模式和CH4生成的影响。结果表明：与对照组相比，1）添加1500mg/L的肉桂油显著降低了发酵液pH、饲粮中性洗涤纤维降解率（dNDF）、酸性洗涤纤维降解率（dADF）和粗蛋白质降解率（dCP）（P0.05）。2）添加100mg/L的留兰香油和肉桂油对挥发性脂肪酸（VFA）浓度和乙酸/丙酸（A/P）比例无显著影响(P＞0.05)。添加500mg/L的肉桂油在发酵27和99h以及添加1500mg/L的肉桂油在所有发酵时间点均显著降低了TVFA、乙酸和丙酸浓度（P0.05）。随着发酵时间的延长，1500mg/L肉桂油添加组TVFA、乙酸和丙酸浓度显著下降（P0.05），A/P显著升高（P0.05）。3）添加500mg/L的肉桂油以及1500mg/L的肉桂油和留兰香油均显著降低发酵液中的原虫数量（P0.05）。添加3种剂量的肉桂油和留兰香油均显著降低了CH4体积分数（P0.05）。由此可见，添加100mg/L的肉桂油和留兰香油有助于改善瘤胃微生物发酵。 【关键词】：植物精油 瘤胃体外发酵 CH_4 体外产气法 批次培养法 持续培养法
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S852.2;S816
【目录】：

• 摘要4-6
• Summary6-10
• 第一章 绪论10-19
• 引言10
• 1 植物精油10-11
• 1.1 定义和分类10
• 1.2 生物学功能作用机制10-11
• 2 评述体外模拟瘤胃发酵研究技术11-13
• 2.1 体外产气法11-12
• 2.2 批次培养法12
• 2.3 持续培养法12-13
• 3 植物精油对瘤胃发酵影响的研究进展13-17
• 3.1 植物精油对 VFA 的影响13
• 3.2 植物精油对瘤胃氮代谢的影响13-15
• 3.3 植物精油对饲粮降解率的影响15
• 3.4 植物精油对 CH4生成的影响15-16
• 3.5 植物精油对原虫数量的影响16-17
• 4 立项依据和研究目的17-18
• 5. 技术路线18-19
• 第二章 利用体外产气法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响19-28
• 1 材料与方法19-22
• 1.1 供体动物和瘤胃液的采集19
• 1.2 植物精油和饲粮19
• 1.3 试验设计19-20
• 1.4 体外发酵20-21
• 1.5 样品采集和制备21
• 1.6 样本分析及计算21-22
• 1.7 数据处理与分析22
• 2 结果与分析22-24
• 2.1 植物精油添加水平对瘤胃微生物发酵参数的影响22-23
• 2.2 植物精油添加水平对 VFA 浓度的影响23
• 2.3 植物精油添加水平对瘤胃发酵产气参数的影响23-24
• 3 讨论24-27
• 3.1 不同植物精油及其添加水平对瘤胃微生物发酵参数的影响24-26
• 3.2 不同植物精油及其添加水平对 VFA 浓度的影响26-27
• 3.3 不同植物精油及其添加水平对瘤胃发酵产气参数的影响27
• 4 小结27-28
• 第三章 体外批次培养法研究植物精油对瘤胃体外发酵的影响28-38
• 1 材料与方法28-29
• 1.1 试验材料与饲粮28
• 1.2 供体动物和瘤胃液的采集28
• 1.3 试验设计28
• 1.4 体外发酵28
• 1.5 样品采集与制备28-29
• 1.6 样本分析及计算29
• 1.7 数据处理与分析29
• 2 结果与分析29-35
• 2.1 植物精油对 NH3-N 浓度的影响29-30
• 2.2 植物精油对 VFA 和 MCP 的影响30-32
• 2.3 植物精油对 IVDMD 的影响32-35
• 3 讨论35-37
• 3.1 植物精油对 NH3-N 和 MCP 浓度的影响35
• 3.2 植物精油对 VFA 的影响35-36
• 3.3 植物精油对 IVDMD 的影响36-37
• 4 小结37-38
• 第四章 利用双外流持续发酵系统研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响38-51
• 1 材料与方法38-39
• 1.1 供体动物饲养和瘤胃液的采集38
• 1.2 植物精油和饲粮38
• 1.3 试验设计38
• 1.4 瘤胃模拟系统及体外发酵38-39
• 1.5 样品采集与制备39
• 1.6 样本分析及计算39
• 1.7 数据处理与分析39
• 2 结果分析39-48
• 2.1 植物精油添加水平对发酵液 pH 的影响39-40
• 2.2 植物精油添加水平对营养成分降解率的影响40-42
• 2.3 植物精油添加水平对 VFA 浓度的影响42-46
• 2.4 植物精油添加水平对 NH3-N 浓度的影响46-47
• 2.5 植物精油添加水平对原虫数量的影响47-48
• 2.6 植物精油添加水平对 CH4浓度的影响48
• 3 讨论48-50
• 3.1 植物精油添加水平对 pH 和营养物质降解率的影响48
• 3.2 植物精油添加水平对 VFA 和 NH3-N 浓度的影响48-50
• 3.3 植物精油添加水平对发酵液中原虫数量和 CH4生成的影响50
• 4 小结50-51
• 第五章 总体结论51-52
• 1 论文总体结论51
• 2 有待进一步研究的问题51-52
• 参考文献52-60
• 致谢60-61
• 作者简历61-63
• 导师简介63-64

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