[發明專利]包封的硝酸鹽和硫酸鹽在減少由瘤胃發酵產生的甲烷排放中的用途

無效

• 申請號: 201280025128.2
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN103547168A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: A·H·佩戈拉羅;R·C·阿勞霍
• 申請（專利權）人: 格拉斯普工商業有限公司
• 主分類號: A23K1/175
• 分類號: A23K1/175;A23K1/18
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本發明涉及畜牧業生產領域，特別涉及動物營養領域，更特別地涉及反芻動物營養補充劑和添加劑的應用，確切地涉及用氫化油包封的硝酸鹽和硫酸鹽的應用，用于減少瘤胃甲烷排放，緩釋瘤胃中的活性化合物，使它們的完整代謝最大化并減少動物中毒的風險。

背景技術

溫室氣體（GHG），主要是二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和一氧化二氮（N₂O），可以吸收由地球表面發出的部分紅外線輻射，該吸收可妨礙紅外線輻射向太空中消散。然而，該吸收過程對維持地球生命是必要的，因為該過程可阻止過多的熱量損失，保持地球溫暖。

然而，GHG濃度的增加放大了該自然現象，從而引起了全球平均溫度升高，即為全球變暖過程。

考慮到未來幾年工業化進程和世界人口呈現增加的趨勢，農業部門已經被迫在GHG排放方面變的更為有效率。

與二氧化碳半衰期（150年）和一氧化二氮半衰期（150年）相比，甲烷的半衰期（10年）較短，所以甲烷減排在實現源于GHG減排的積極的短期氣候效應中發揮著至關重要的作用。

在巴西，由腸道發酵產生的甲烷約占人類活動產生的總CO₂-eq（二氧化碳當量）的12%。在這個數據中，瘤胃發酵產生的二氧化碳占90%。只考慮農業部門，腸道發酵產生的二氧化碳占巴西農業CO₂-eq排放量的53%。從全球范圍來看，由反芻動物產生的甲烷占人類活動產生的甲烷總量的22％左右。

甲烷是瘤胃中的微生物在發酵過程中自然產生的，瘤胃即反芻動物的第一個胃-一個厭氧發酵腔室，里面共同生活著不同種類的微生物，如細菌、原生動物、真菌、噬菌體等。雖然甲烷生成一直被認為是動物的能量損失，占攝入的總能量的5-12％，但甲烷生成對于維持微生物作用是必不可少的。

甲烷是由產甲烷古菌（methanogenic?Archaea）產生的，產甲烷古菌是消耗CO₂和H₂作為產生能量的底物并產生甲烷作為終產物的一個微生物種群。在瘤胃中，甲烷的產生對于保持低的氫分壓（hydrogen?pressure）是必要的，而低氫壓對于負責飼料降解的微生物發酵過程是必要的，飼料降解主要是纖維素、半纖維素、淀粉、糖類、蛋白質、肽、氨基酸等。

瘤胃的種間氫轉移（ruminal?interspecies?hydrogen?transfer）被定義為古菌消耗其他瘤胃微生物代謝活動所產生的氫氣的過程。當氫不能以甲烷方式從瘤胃中排出時，氫分壓就會增加，從而整體抑制微生物發酵。

例如，奶牛每天產生約500L的CH₄，大約相當于每天357g。巴西研究確定，牧場的奶牛每天生產大約378-403g的甲烷。

一般來說，甲烷減排有兩種方式：

a)刺激能夠與甲烷生成競爭的代謝途徑，例如利用產乙酸微生物、有機酸（蘋果酸、延胡索酸等）和氫受體（過氧化氫、硝酸鹽、硫酸鹽等）；

b)減少瘤胃產氫，例如使用離子載體（如莫能菌素鈉）、精油和植物次生化合物。

除了前面提到的技術，其他可能的減少瘤胃甲烷生成的策略有驅除原蟲（消除或減少原生動物），活酵母接種，通過免疫或疫苗接種以控制古菌數量，和營養策略，諸如在日糧（diet）中補充脂肪和增加濃縮飼料（如谷物）。

到目前為止，所有甲烷減排技術都存在局限性。其中一些只有隨著時間推移而消失的短暫效果（如精油、單寧、莫能菌素、疫苗等），而另外一些顯示出易變的效果（如精油、單寧、皂甙、疫苗等）。此外，有些物質對動物有毒（例如用于消除原生動物的化學物質，氯仿和高劑量的不受保護的和現成的硝酸鹽），由于成本高（如有機酸）或者被禁止使用（例如在歐洲地區禁用諸如莫能菌素鈉、鹽霉素和拉沙里菌素鈉的離子載體）而導致不可行的物質。最后，一些技術處于初期，例如疫苗接種、免疫和產乙酸微生物內含物。

與CO₂相比，硝酸鹽（NO₃^-）對H₂有較高的親和力，使硝酸鹽-還原微生物與產甲烷古菌競爭底物。硝酸鹽還原成亞硝酸鹽（式1）及亞硝酸鹽進一步還原為銨鹽（式2），比CO₂還原為甲烷（式3）能產生更多的能量。相對于產甲烷古菌，這種更大的能量產生對利用硝酸鹽的微生物提供了一個競爭優勢。