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Dec 11, 2023

요오드포름을 일정량 보충한 젖소의 장내 메탄 배출

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12797(2023) 이 기사 인용 457 액세스 2 Altmetric Metrics 세부 정보 장내 메탄(CH4) 배출은 장내 메탄(CH4) 배출이 발생하는 주요 온실가스 중 하나입니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12797(2023) 이 기사 인용

457 액세스

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

장내 메탄(CH4) 배출은 소에서 발생하는 주요 온실가스 중 하나입니다. Iodoform은 연구에서 체외에서 반추위 CH4 형성의 강력한 완화제인 것으로 밝혀졌습니다. 본 연구는 젖소를 위한 항메탄생성 사료 첨가제로서 요오도포름의 잠재력을 정량화하고 사료 섭취, 우유 생산, 사료 소화율, 반추위 미생물군집 및 동물 건강 지표에 미치는 영향을 조사하는 것을 목표로 했습니다. 실험은 4마리의 수유 반추위, 십이지장 및 회장 캐뉼러가 있는 덴마크 홀스타인 젖소를 사용하여 4 × 4 라틴 정사각형 디자인으로 수행되었습니다. 치료는 4가지 다른 용량의 요오도폼(1) 0mg/일, (2) 320mg/일, (3) 640mg/일, (4) 800mg/일로 구성되었습니다. Iodoform은 하루에 두 번씩 반추위 내로 보충되었습니다. 각 기간은 7일의 적응, 3일의 소화 및 혈액 샘플링, 4일의 호흡실을 사용한 가스 교환 측정으로 구성되었습니다. 우유 생산량과 건물 섭취량(DMI)을 매일 기록했습니다. 미생물 분석을 위해 반추위 샘플을 수집하고 발효 매개변수를 조사했습니다. 혈액을 채취하여 대사 및 건강 상태 지표를 분석했습니다. 건물 섭취량과 우유 생산량은 복용량이 증가함에 따라 각각 최대 48%와 33%까지 선형적으로 감소했습니다. 메탄 수율(g CH4/kg DMI)은 최대 66% 감소한 반면, 요오도포름의 복용량이 증가함에 따라 수소 수율(g H2/kg DMI)은 최대 125배 증가한 것으로 관찰되었습니다. DM, OM, CP, C, NDF 및 전분의 총 소화관 소화율은 처리에 영향을 받지 않았지만, NDF를 제외하고 영양소의 반추위에서 소장 소화에 대한 큰 변화가 관찰되었습니다. 교란된 반추위 미생물 활동 및 발효 역학에 대한 일부 지표는 복용량이 증가함에 따라 관찰되었지만, 반추위 박테리아의 총 수는 처리에 의해 영향을 받지 않았습니다. 혈청 및 혈장 바이오마커는 요오드폼이 젖소 건강에 미치는 부정적인 영향을 나타내지 않았습니다. 결론적으로, 요오도포름은 CH4 방출의 강력한 완화제였습니다. 그러나 DMI와 우유 생산은 부정적인 영향을 받았으며 반추위 발효의 징후와 관련이 있었습니다. 향후 연구에서는 요오도폼을 총 혼합 사료에 혼합하여 지속적으로 투여하면 우유 생산량과 사료 섭취량의 저하를 피할 수 있는지 밝혀질 수 있습니다.

메탄(CH4)은 소에서 발생하는 주요 온실가스 중 하나입니다. 100년 전망으로 볼 때 지구 온난화 가능성은 이산화탄소(CO2)에 비해 28배나 높습니다. 따라서 소가 온실가스 배출과 기후 변화에 미치는 영향은 상당합니다1,2. 반추 동물의 메탄은 주로 반추위 내 사료의 미생물 발효에서 발생합니다. 이 발효 동안 미생물은 CO2와 수소(H2)를 생산하며, 이는 미생물의 특별한 영역인 고세균에 의해 CH4로 전환됩니다. 메탄 생성은 과정에서 전자 공여체 역할을 하는 반추위 수소(H2)의 부분 압력을 효율적으로 낮춥니다. 이 과정에서 CO2와 H2는 메탄 생성 고세균에 의해 CH4와 H2O로 변환됩니다3. 이러한 지속적인 제거는 미생물군에 대한 H2의 억제 효과를 제거하여 반추위 발효를 유지합니다4. 따라서 반추위 H2 압력이 증가하면 섬유질 소화, 건조물 섭취(DMI) 및 동물 생산성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다5. 상당한 메탄생성 억제 하에서 H2도 상당한 양으로 분출될 수 있습니다6,7.

역사적으로 트리클로로에틸 아디페이트, 트리클로로에틸 피발레이트, 브로모포름 및 클로로포름과 같은 할로겐화 화합물은 시험관 내 및 생체 내 연구 모두에서 CH4 형성의 강력한 억제제인 ​​것으로 나타났습니다8,9,10. 항메탄생성 활성은 일반적으로 분자의 할로겐 수와 관련이 있으며, 요오드 함유 화합물이 가장 효율적이고 그 다음으로 브롬화 및 염소화 유사체가 뒤따릅니다11. 제안된 메커니즘은 코바마이드 의존성 메틸 그룹 전달을 억제하고 메탄 생성 과정에서 코리노이드 효소의 기능을 차단함으로써 감소된 비타민 B12와 할로겐화 화합물의 비가역적 반응을 포함합니다. 또 다른 가능한 메커니즘은 경쟁적인 말단 전자 수용체 역할을 하여 CH4 생산을 경쟁적으로 억제하는 것입니다.