专利名称：减少动物消化活动所释放的甲烷的产生的方法
技术领域：
本发明涉及一种减少动物消化活动所释放的甲烷的产生的方法，该方法通过利用作为活性组分的一种或多种选自下组的精油化合物丁子香酚、苧烯、水杨酸酯、喹啉、香草香精、百里酚或甲酚。可通过饲料或饮用水经口给予所述活性化合物。
甲烷是一种温室气体，它的效力比CO2大很多倍。它在大气中的浓度比上个世纪增大了一倍并且继续惊人地增大。反刍动物是生物活动引起的甲烷形成的主要贡献者，据估测，防止反刍动物生成甲烷几乎可稳定大气的甲烷浓度。此外，最近京都议定书的重新评估将增大的优先考虑事项放在减少甲烷释放方面作为多气体战略的一部分。减少甲烷生成的最有效的饲料添加剂包含抗生素和离子载体，它们消除为产甲烷菌(methanogenes)提供H2的微生物的形成。然而，抗生素和离子载体对甲烷形成的效果有限。
除了温室气体的增多以外，在厌氧发酵过程中产生的甲烷还体现了对宿主动物来说的能量损失。碳水化合物占典型的乳畜食物中的干物质的70～80％，尽管如此，从胃肠道吸收碳水化合物通常也很有限。其原因是瘤胃中碳水化合物的彻底发酵，导致作为主要产物的乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐的产生。这些产物是所谓的挥发性脂肪酸VFA的部分。产生VFA(例如丙酸)的发酵还为微生物群落的生长和维持提供能量和碳。VFA是微生物活性的重要副产物。
此外，近年来关于化学品和抗生素在饲料添加剂中的应用一直有强烈争议而且在很多国家正在考虑禁止将这类物质加到饲料添加剂中。所以，农业上急需开发符合安全的和通常可接受的惯例而不是药物性质的物质。
本发明的目的是提供一种组分，它不是药物性质的而且它强烈地减少甲烷的形成并且将微生物活性和VFA(例如丙酸)含量保持在正常水平。
现已发现，存在于种植的有用植物的不同部分的单独的精油化合物或者两种或两种以上精油化合物的混合物能实质上减少甲烷的形成并仍然将总微生物活性保持在高水平。
更具体地说，本发明涉及一种减少动物消化活动所释放的甲烷的产生的方法，该方法通过利用一种或多种选自下组的精油化合物苧烯、丁子香酚、水杨酸酯、喹啉、香草香精、百里酚和甲酚，将它们给予动物。
合适地通过动物饲料和饮用水经口给予所述精油化合物，但也可应用片剂和胶囊。所述精油化合物具有显著的甲烷减少效果，而它们对VFA的形成的作用明显更低。由水杨酸酯、喹啉和香草香精代表的精油化合物具有甲烷减少效果和对VFA形成的促进作用。百里酚、特别是甲酚类具有强烈的甲烷减少效果和对VFA形成的显著减少效果。上述活性精油化合物每天适当地以0.01～50mg/kg动物体重、优选0.1～20mg/kg动物体重的量给予。
适当地，所述精油化合物包含a)5～100重量％的苧烯，丁子香酚或其混合物，b)0～95重量％的一种或多种选自下组的精油化合物水杨酸酯，例如水杨酸戊酯和水杨酸苄酯，喹啉和香草香精，c)0～60重量％的百里酚，甲酚(例如间甲酚)或其混合物。
在本发明一个实施方案中，所述精油化合物包含下列物质的混合物a)苧烯和/或丁子香酚，b)基于苧烯和丁子香酚的量为20～300重量％的一种或多种选自下组的精油化合物水杨酸酯，例如水杨酸戊酯和水杨酸苄酯，喹啉和香草香精，以及c)基于苧烯和丁子香酚的量用量为0～50重量％的百里酚，甲酚，例如间甲酚或其混合物。
这种精油化合物混合物显著减少了甲烷形成并将VFA的形成保持在希望的水平。如果需要大大减少甲烷形成，就可在所述混合物中掺合甲酚和/或百里酚，其总量为苧烯和丁子香酚的量的10～50重量％。
本发明的精油化合物在动物饲料或饮用水中的掺入适当地是通过将它们直接加到动物饲料组合物或饮用水中，或者加到饲料预混合物添加剂或饮用水增补剂中来实施的。合适的是，所述饲料预混合物包含0.1～20干重％的精油化合物，0～20干重％的生长改善添加剂和调味剂，以及10～99重量％的吸收载体。合适的生长改善添加剂和调味剂的实例包括甲氧甲酚，茴香脑，十、十一和/或十二内酯，芷香酮，甲基芷香酮，姜醇，哌啶，亚丙基苯并呋喃酮(propylidenephatalide)，亚丁基苯并呋喃酮(butylidene phatalide)，辣椒碱和/或单宁。所述载体可能包含，例如40～50重量％的木纤维，8～10重量％的硬脂精(stearine)，4～5重量％的姜黄粉，4～5重量％的迷迭香粉，22～28重量％的石灰石，1～3重量％的树胶，例如阿拉伯胶，5～50重量％的糖和/或淀粉，以及5～15重量％的水。该预混合物还可包含0～89重量％的适当地选自下组的其它饲料组分维生素、酶、无机盐、磨细的谷物、含蛋白质的组分、含碳水化合物的组分、小麦带麸粗粉和/或糠。所述预混合物添加剂适当地是在制备本发明的饲料组合物过程中添加的，添加的量使饲料将包含0.1～2500ppm、优选1～1000ppm的精油化合物。所述预混合物通常占饲料组合物的0.3～3.5重量％。
本发明的饲料组合物通常包含基于饲料干重计算的下列组分a)0～80重量％、优选10～70重量％的谷物，b)0～30重量％、优选1～12重量％的脂肪，c)0～85重量％、优选10～50重量％的非谷物类的含蛋白质营养物质，以及d)0.1～2500ppm、优选1～1000ppm的精油化合物。
a)～d)的总量优选至少是80重量％。
当制备所述饲料组合物时，可将所述饲料预混合物与由下列物质组成的干组分混合谷物，例如磨细的或碾碎的小麦，燕麦，大麦，玉米和稻米；基于例如菜籽，大豆和葵花子的植物蛋白质源；动物蛋白质源，例如鱼粉；废糖蜜；以及乳制品，例如各种奶粉和乳清粉。将所有干添加剂混合后，可添加液体组分和加热后变成液体的组分。所述液体组分可包括脂类，例如脂肪，比如任选通过加热液化的植物脂肪，和/或羧酸，例如脂肪酸。充分混合后，获得了粉状的或粒状的稠度(consistency)，这取决于组分的磨碎程度。为了防止贮存期间分离，应当优选在动物饲料中添加水，然后使它经历常规的造粒、膨化或挤出操作。可通过干燥除去任何过量的水。如果需要的话，还可将形成的粒状动物饲料破碎成更小的粒径。所述饲料组合物通常是与干的青饲料和/或青贮饲料一起给予的。
所述饮用水增补剂可包含1～99干重％、优选10～50干重％的精油化合物。除了精油化合物以外，所述增补剂还可包含1～99干重％的大量其它组分。其它组分实例有无机盐，维生素，健康和生长增强添加剂，调味剂，水溶性或水分散性载体，例如糖、奶粉、牛奶副产品和纤维素衍生物，分散剂和稳定剂，例如水溶性或水分散性聚合物。当制备饮用水时，通常将增补剂以使精油化合物的浓度变成1～2500ppm、优选1～1000ppm的量加到水中。
在本发明范围内，还可能生产一种饲料组合物的悬浮液。如果为即时消费而制备该饲料，这是特别方便的。
现在将通过如下实施例进一步阐述本发明。
实施例1测试了可得自植物的一些精油化合物关于它们在体外体系中对甲烷和VFA的形成的影响。
根据试验，将200mg包含50％干草、30％大麦、9.5％废糖蜜、10％鱼粉和0.5％维生素的磨细的食物加到wheaton瓶中。在一式三份盛有所述食物的每个瓶中添加0.6ml下表中提到的精油化合物之一在丙二醇中的溶液。
给三只羊喂食所述磨细的食物，并将500ml量的粗滤过的瘤胃液(rumen fluids)与1000ml Colemans Simplex缓冲液混合。该缓冲液具有下列组成Colemans Simplex缓冲液盐溶液的预混合物，g/lK2HPO412.7KH2PO410.0NaCe 1.3MgSO4·7H2O0.18CaCl2(干燥的) 0.09缓冲液盐溶液 40ml5％(w/v)NaHCO315ml2％半胱氨酸的HCl盐 1.1ml水 60ml然后将30ml合并的瘤胃液体和缓冲液导入瓶中，在39℃的CO2中将它们的内含物保温24小时。随后测定甲烷产量和VFA的总量。
将测得的如下结果示于表I中。
表I
结果清楚地表明了，本发明的精油化合物具有显著减少甲烷产量的潜能，而没有在相同程度减少VFA的形成。
实施例2测试了等量的实施例1中所述精油化合物的溶液的掺合物在体内对羊的甲烷和VFA产量的影响。根据该试验，对四只各自装有瘤胃管的成熟的羊喂食1.0kg饲料(干重)/天的饲料混合物，它包含40重量％的由小麦、玉米、大麦、大豆、葵花子、鱼粉、豌豆和菜籽构成的饲料组合物与60重量％的草青贮饲料，分两份相等的食物。羊接受不含或含有用量为110mg/动物/天的所述掺合物的食物。根据4行和4列的拉丁方设计评估了所述掺合物的效果，每个阶段持续6周。在阶段的前4周内没有从羊采集样品以便让它们的瘤胃适应新食物。前4周以后就在喂食前采集瘤胃液并通过双层细棉布粗滤。在39℃下的Menke注射器中一式两份将每个粗滤过的瘤胃液保温。至于进一步的解释，参见K.A.Menke和Steingass(1989)，Animal Research andDevelopment，28，p7～55。在0、1、2、3和7小时后测定了VFA的总量，而在4和24小时后利用气相色谱法测定了甲烷的量。
获得了下列结果。
结果表明，与对比物相比，当食物包含本发明的掺合物时甲烷产量更低。此外，总的VFA更高，它还说明了动物的令人满意的瘤胃活性和增大的生长。
实施例3制备了精油化合物的掺合物。该掺合物包含0.24ml实施例1的试验6中溶解的苧烯，0.12ml实施例1的试验9中溶解的丁子香酚，0.06ml实施例1的试验7中溶解的喹啉，0.06ml实施例1的试验10中溶解的水杨酸苄酯，0.06ml实施例1的试验1中溶解的香草香精，0.03ml实施例1的试验2中溶解的百里酚，以及0.03ml实施例1的试验4中溶解的间甲酚。
按与实施例1相同的方式测试了该掺合物的功效。获得了下列结果。
结果表明，在本发明的精油化合物的掺合物存在下，甲烷生成的降低是显著的。
权利要求
1.一种减少动物消化活动所释放的甲烷的产生的方法，该方法通过利用一种或多种选自下组的精油化合物苧烯、丁子香酚、水杨酸酯、喹啉、香草香精、百里酚或甲酚，将它们给予动物。
2.权利要求1的方法，其中，所述精油化合物包含a)5～100重量％的苧烯、丁子香酚或其混合物，b)0～95重量％的一种或多种选自下组的精油化合物水杨酸酯、喹啉和香草香精，以及c)0～60重量％的百里酚、甲酚或其混合物。
3.权利要求1的方法，其中，所述精油化合物包含a)苧烯、丁子香酚或其混合物，b)基于苧烯和丁子香酚总量的用量为20～300重量％的一种或多种选自下组的精油化合物水杨酸酯、喹啉和香草香精，以及c)基于苧烯和丁子香酚总量的用量为0～50重量％的百里酚、甲酚或其混合物。
4.权利要求3的方法，其中，百里酚、甲酚或其混合物的量是苧烯和丁子香酚总量的10～50重量％。
5.权利要求1～4任一项的方法，其中，每天以每千克动物体重0.01～50mg的量给予所述精油化合物。
6.权利要求1～5任一项的方法，其中，所述精油化合物是通过饲料组合物或饮用水给予的。
7.一种饲料组合物，它包含a)0～80干重％的谷物，b)0～30干重％的脂肪，c)0～85干重％的非谷物类的含蛋白质营养物质，以及d)0.1～2500ppm的权利要求3和4中定义的精油化合物的活性组分。
8.一种适用于制备权利要求7的动物饲料的饲料预混合物，它包含0.1～20干重％的权利要求3～4中定义的精油化合物，0～40干重％的生长改善添加剂和调味剂，10～99重量％的吸收载体，以及0～89重量％的选自下组物质的其它饲料组分维生素、酶、无机盐、磨细的谷物、含蛋白质的组分、含碳水化合物的组分、小麦带麸粗粉和/或糠。
9.一种饮用水增补剂，它包含1～99干重％的权利要求3～4中定义的精油化合物，1～99干重％的其它组分，包括无机盐、维生素、健康和生长增强添加剂、调味剂、水溶性或水分散性载体、分散剂和稳定剂。
全文摘要
本发明涉及一种减少动物消化作用所释放的甲烷的产生的方法，该方法通过利用一种或多种选自下组的精油化合物苧烯、丁子香酚、水杨酸酯、喹啉、香草香精、百里酚和甲酚，将它们掺入动物饲料。适当地，所述精油化合物包含5～100重量％的苧烯、丁子香酚或其混合物，0～95重量％的一种或多种选自水杨酸酯、喹啉和香草香精的精油化合物，以及0～60重量％的百里酚、甲酚或其混合物。还描述了一种饲料组合物、一种饲料预混合物和一种饮用水增补剂。
文档编号A23K1/18GK1658768SQ03813296
公开日2005年8月24日 申请日期2003年4月29日 优先权日2002年5月14日
发明者R·洛沙 申请人:阿克佐诺贝尔公司