[发明专利]用于降低反刍动物的胃肠产甲烷作用的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及反刍动物的饲料添加剂和补充剂领域。更具体而言，本发明涉及借助于在摄入的饲料的正常发酵期间竞争甲烷微生物所需的氢原子的抑制剂来降低反刍动物的胃肠产甲烷作用。本发明提供包含所述抑制剂的饲料补充剂和饲料组合物，以及它们用于降低产甲烷作用的非治疗性用途。

背景技术

产甲烷作用是瘤胃发酵过程期间氢(H2)清除的主要途径(Beauchemin et al.，2008)。从瘤胃环境除去H2对于瘤胃发酵的有效延续很重要，但是由产甲烷作用产生的甲烷则涉及动物饲料能量的损失(Johnson and Johnson，1995)以及促使全球变暖的重要温室气体(Steinfeld et al.，2006)。这两个问题均使得全球寻求减少反刍动物的甲烷产生的饲料添加剂。

降低甲烷释放的研究选择之一是将过量的H2重新导入产生更多对反刍动物有益的产物的过程中，由此降低产甲烷作用。实例包括通过加入丙酸前体刺激产丙酸作用(propiogenesis)，以及向瘤胃中引入还原性产乙酰作用(acetogenesis)的尝试(Joblin，1999，Molano et al.，2008)。成功地将这些过程引入瘤胃会分别产生作为动物营养的丙酸或乙酸，同时降低产甲烷作用的H2的有效性。然而，引入丙酸前体(苹果酸和富马酸)对甲烷产生造成不确定的效果(Asanuma et al.，1999，Ungerfeld et al.，2007)，并且目前向瘤胃中引入还原性产乙酰作用的尝试由于与产甲烷作用相比对氢的较低亲和力而失败(Le Van et al.，1998)。

降低甲烷释放的其他选择描述于US 5,843,498，其涉及用于抑制瘤胃产甲烷作用和改善饲料效率的反刍动物饲料组合物，所述组合物包含作为有效组分的半胱氨酸和/或其盐。

少数研究组研究了硝酸盐作为甲烷降低饲料添加剂的潜力，而且添加硝酸盐看起来一致地降低产甲烷作用(Guo et al.，2009，Sar et al.，2005，Takahashi et al.，1998)。

引入硝酸盐(NO3)作为替代性氢降低剂(sink)以减少瘤胃中的产甲烷作用的可能性被极大忽略，这是由于始终发现硝酸盐在瘤胃中还原成氨期间所形成的作为中间产物的亚硝酸盐的毒性效果(Lewis，1951)。据报导反刍动物饲料中的高剂量硝酸盐导致高铁血红蛋白血症，从而降低血液将氧气运输至动物组织的能力。此外，已知瘤胃中的亚硝酸盐积累降低瘤胃中的微生物活性，这又降低动物的饲料摄入。

已经建议向高硝酸盐饲喂的反刍动物补充甲酸盐、乳酸盐或富马酸以缓解亚硝酸盐对发酵的抑制效果(Iwamoto，1999；Iwamoto，2001)。与单独的硝酸盐处理相比，同时给予硝酸盐和GOS或乳链菌肽还报导为降低瘤胃和血浆亚硝酸盐和高铁血红蛋白浓度的有效措施，同时将瘤胃产甲烷作用保持在低水平(Sar，2004)。

利用益生素加速亚硝酸盐还原已经得到广泛研究。美国专利第6,120,810号教导通过给予动物包含有效量的亚硝酸盐还原微生物产丙酸丙酸杆菌(Propionibacterium acidiproprionici)的组合物来减少反刍动物的硝酸盐中毒。欧洲专利申请第1 630 226号公开一种用于反刍动物的饲料组合物，其包含具有亚硝酸盐还原酶活性的微生物，所述微生物选自肠细菌、棒状杆菌、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、嗜甲基菌属(Methylophilus)的细菌、放线菌属(Actinomyces)的细菌、瘤胃细菌以及上述细菌的组合。还据报导(Sar，2005)大肠杆菌W3110可以用于减轻使用硝酸盐抑制反刍动物的产甲烷作用时的中毒。

已经研究了硫化合物、铜和钨对硝酸盐还原的抑制效果(Takahashi，1989)。其作者报道，在来自硝酸盐适应的阉羊(0.55g NaNO3/kg体重，每天两次)的瘤胃液中，亚硝酸盐形成不受用硫酸盐-S孵育，也不受用亚硫酸盐-S孵育的影响。在含S氨基酸中，据证实甲硫氨酸在抑制硝酸盐的微生物还原中是无效的，而半胱氨酸则显著地减少亚硝酸盐形成。这篇文章没有涉及或提出任何产甲烷作用降低效果。半胱氨酸在防止亚硝酸盐积累中的效率则在后续研究中得到证实(Takahashi，1991；Takahashi 1998)。

本发明的主要目的是提供用于降低反刍动物的产甲烷作用，同时避免或克服与亚硝酸盐积累有关的具体问题的处理方法及其中所用的组合物。

发明概述