王 榮 顏志成 王玉詩(shī) 謝天宇王 敏 鄧近平＊＊ 譚支良

(1.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，長(zhǎng)沙 410125;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128;3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128;4.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010018)

甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，對(duì)全球溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率為15%～20%［1］。在全球家畜的甲烷排放量中，反芻動(dòng)物占 97%［2］。2010 年，我國(guó)反芻家畜甲烷排放量為 6.60 Tg［3］(1 Tg=1012g)。反芻家畜排放的甲烷產(chǎn)生于瘤胃和后腸中，據(jù)測(cè)定，約90%的甲烷由瘤胃產(chǎn)生［4］。另外，反芻家畜胃腸道甲烷排放是飼料能量損失的主要途徑之一，可占機(jī)體攝入飼糧總消化能的2%～12%［5］。因此，反芻家畜胃腸道甲烷減排的重點(diǎn)在于降低瘤胃甲烷生成。

大黃(Rheum palmatum L.)是蓼科大黃屬植物，多年生高大草本植物，在我國(guó)主要產(chǎn)于北方地區(qū)。大黃化學(xué)成分復(fù)雜，主要包括草酸鈣、蒽醌類(lèi)、多糖類(lèi)、鞣質(zhì)［6-8］。目前，許多研究表明，大黃具有良好的抗菌作用，尤其對(duì)厭氧細(xì)菌具有明顯的抑制作用［9-11］。大黃可能對(duì)甲烷菌有抑制作用，能夠增加瘤胃發(fā)酵氫氣產(chǎn)量，但是其抑制甲烷生成機(jī)制的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。大黃素屬于蒽醌類(lèi)化合物，是大黃有效抑菌成分之一，其可能改變瘤胃微生物發(fā)酵模式、抑制甲烷生成。本試驗(yàn)旨在研究大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃甲烷、氫氣和揮發(fā)性脂肪酸生成的影響，為研制反芻家畜甲烷抑制劑和研究甲烷抑制機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1 甲烷抑制劑

大黃:試驗(yàn)選用藥用大黃(Rheum officinale Baill.)，105 ℃ 烘干后粉碎備用。

大黃素:將藥用大黃用90%的乙醇在索氏提取器中回流提取后備用［12］，成品大黃素含量98.5%。

1.1.2 人工瘤胃培養(yǎng)液

選擇 3 只健康、體重在(25.0±2.0)kg 的成年湘東黑山羊，安裝永久性瘤胃瘺管，作為瘤胃液供體動(dòng)物，單籠飼養(yǎng)，自由飲水。飼糧精粗比為40∶60，精飼料組成為玉米 47.00%，豆粕 24.00%，麥麩 22.00%，食鹽 0.77%，石粉 2.23%，預(yù)混料4.00%。粗飼料為玉米秸稈，整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)，每頭瘺管羊每天飼喂精飼料200 g，粗飼料300 g，自由飲水。每天08:30和18:00分2次等量飼喂。人工瘤胃營(yíng)養(yǎng)液的配制參照 Menke等［13］的方法。晨飼前1 h，通過(guò)瘤胃瘺管采集新鮮瘤胃液，迅速裝入保溫瓶帶回實(shí)驗(yàn)室。將采集的瘤胃液用6層脫脂紗布過(guò)濾，量取500 mL迅速加入到準(zhǔn)備好的2 000 mL人工瘤胃營(yíng)養(yǎng)液中(瘤胃液與人工瘤胃營(yíng)養(yǎng)液體積比為1∶4)，制成混合人工瘤胃培養(yǎng)液，其中整個(gè)過(guò)程的溫度保持在39.5℃，通入純二氧化碳以保持厭氧環(huán)境(以刃天青變成無(wú)色來(lái)判斷)，用磁力攪拌器攪拌以保持瘤胃液與營(yíng)養(yǎng)液混合均勻。

1.1.3 體外瘤胃發(fā)酵設(shè)備

本試驗(yàn)采用的全自動(dòng)體外瘤胃發(fā)酵設(shè)備，包括厭氧瓶、三通電磁閥、培養(yǎng)箱、壓力傳感器、計(jì)算機(jī)和氣相色譜儀［14］。培養(yǎng)箱設(shè)定:振蕩頻率50 r/min和培養(yǎng)溫度39.5℃。厭氧瓶通過(guò)導(dǎo)管與三通電磁閥和壓力傳感器連接。壓力傳感器與計(jì)算機(jī)連接，每分鐘測(cè)定并記錄瓶中壓力，通過(guò)壓力與氣體體積間關(guān)系計(jì)算氣體生成量。三通電磁閥受計(jì)算機(jī)控制，當(dāng)厭氧瓶中壓力超過(guò)9 kPa，電磁閥打開(kāi)，厭氧瓶中氣體釋放，并通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入氣相色譜儀(安捷倫7890A，美國(guó))測(cè)定發(fā)酵瓶頂部空間氫氣和甲烷含量。氫氣(甲烷)產(chǎn)量根據(jù)厭氧瓶頂部空間大小、壓力與氣體體積的轉(zhuǎn)化系數(shù)和氫氣(甲烷)含量進(jìn)行計(jì)算［15］。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)8組:對(duì)照組(無(wú)任何處理，A組);大黃組 的 4 個(gè) 添 加 量 分 別 是 0.5、1.0、2.0 和2.5 mg/mL(依次為 B1、B2、B3和 B4組)，根據(jù)有關(guān)報(bào)道，藥用大黃中有效抑菌成分蒽醌類(lèi)含量為5%左右［16］，大黃組中 B1、B2、B3和 B4組蒽醌類(lèi)含量分別為 0.025、0.050、0.100 和 0.125 mg/mL;大黃素 組 的 3 個(gè) 添 加 量分 別 是 0.06、0.12 和0.24 mg/mL(依次為 C1、C2和 C3組)。每個(gè)培養(yǎng)瓶為1個(gè)平行，重復(fù)3次(每次所使用的供體瘺管羊不同)。

1.2.2 體外瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)操作

稱(chēng)取 0.6 g 底物(0.3 g 玉米粉+0.3 g 稻草秸稈)置入145 mL厭氧發(fā)酵瓶中，分別添加不同量的大黃或大黃素后，置于39.5℃的培養(yǎng)箱中預(yù)熱。然后向厭氧發(fā)酵瓶中通入二氧化碳以保證發(fā)酵瓶中為厭氧環(huán)境。最后用瓶口分液器(Eppendorf)向每個(gè)發(fā)酵瓶中加入60 mL人工瘤胃培養(yǎng)液。

1.2.3 發(fā)酵液樣品采集與揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量測(cè)定

24 h發(fā)酵終止后，取 2 mL發(fā)酵液，15 000 r/min和 4℃條件下離心 10 min后，取1 mL上清液體，加入0.1 mL 25%偏磷酸固定，靜置15 min后，-20℃保存并過(guò)夜。樣品在常溫條件下解凍，15 000 r/min和4℃條件下再次離心10 min，取0.6 mL裝于測(cè)定瓶中，在氣相色譜儀(安捷倫7890A，美國(guó))中測(cè)定發(fā)酵液樣品中揮發(fā)性脂肪酸各組分含量，計(jì)算產(chǎn)量。

1.3 計(jì)算公式

應(yīng)用非線性軟件(NLREG)程序，按照Wang等［17-18］的模型對(duì)體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣曲線進(jìn)行擬合，模型及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式如下:

式中:GPt為t時(shí)刻的累積產(chǎn)氣量(mmol/g)，Vf為潛在最大產(chǎn)氣量(mmol/g)，k為產(chǎn)氣速率［mmol/(g·h)］，b為形狀參數(shù)。下式同。

起始底物降解速率［FRD0，mmol/(g·h)］，即當(dāng)t=0時(shí)的底物降解速率，計(jì)算公式參考Wang等［17-18］的模型，數(shù)學(xué)表達(dá)方程為:

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

數(shù)據(jù)用Excel初步記錄并做簡(jiǎn)單處理，然后采用SPSS 12.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)利用一般線性模型(GLM)程序進(jìn)行方差(ANOVA)分析和Duncan氏法多重比較，使用正交多項(xiàng)比較(orthogonal polynomial contrast)分析各個(gè)指標(biāo)隨大黃和大黃素添加量變化的趨勢(shì)。P＜0.05時(shí)，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 大黃和大黃素對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

添加大黃對(duì)體外瘤胃發(fā)酵氣體生成曲線的影響較小(圖1)。由表1可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，B4組潛在最大產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣量和起始底物降解速率分別減少了 21.7%、2.9%和 23.4%(P＜0.05)。隨著大黃添加量的增加，產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率和起始底物降解速率均呈先升高后降低的二次曲線變化趨勢(shì)(P＜0.05)，潛在最大產(chǎn)氣量呈線性上升的變化趨勢(shì)(P＜0.05)。與對(duì)照組相比，C3組顯著降低了潛在最大產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣量(P＜0.05)，各大黃素組均顯著降低了起始底物降解速率(P＜0.05)。隨著大黃素添加量的增加，潛在最大產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣量和起始底物降解速率均呈線性下降的變化趨勢(shì)(P＜0.05)。與對(duì)照組相比，C3組潛在最大產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣量和起始底物降解速率分別減少了26.6%、29.2%和 25.1%(P＜0.05)。與大黃組相比，添加大黃素對(duì)體外模擬瘤胃發(fā)酵氣體的生成曲線影響更大(圖1)。C3組體外發(fā)酵產(chǎn)氣量顯著低于大黃組(P＜0.05)(表 1)。

2.2 不同添加量大黃和大黃素對(duì)甲烷、氫氣含量及產(chǎn)量的影響

不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵甲烷、氫氣含量及產(chǎn)量的影響見(jiàn)表2，甲烷含量及產(chǎn)量曲線見(jiàn)圖2，生成速率曲線見(jiàn)圖3，氫氣含量及產(chǎn)量曲線見(jiàn)圖4。

圖1 不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵氣體生成曲線的影響Fig.1 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on gas production curve of in vitro rumen fermentation

2.2.1 甲烷含量及產(chǎn)量

添加大黃和大黃素對(duì)甲烷含量及產(chǎn)量的生成曲線影響較大(圖2)。由表2可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，B2、B3和B4組甲烷含量及產(chǎn)量顯著降低(P＜0.05)，B1、B2、B3和 B4組分別降低了 5.1%、11.5%、39.7%、66.7%。隨著大黃和大黃素添加量的增加，甲烷含量及產(chǎn)量呈線性下降的變化趨勢(shì)(P＜0.05)。隨著發(fā)酵時(shí)間的推移，對(duì)照組、B1、B2組的甲烷生成速率均呈現(xiàn)不斷下降的變化趨勢(shì);B3組的甲烷生成速率呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì);B4組的甲烷生成速率呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢(shì);隨著發(fā)酵時(shí)間的推移，C1和C2組甲烷生成速率呈現(xiàn)不斷下降的變化趨勢(shì)，C3組的甲烷生成速率最低且沒(méi)有明顯變化(圖3)。由表2可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，大黃素顯著降低了甲烷含量及產(chǎn)量(P＜0.05)，C1、C2和 C3組分別降低了12.8%、25.6%、80.8%。

表1 不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣參數(shù)的影響Table 1 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on parameters of gas production of in vitro rumen fermentation

表2 不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵甲烷、氫氣含量及產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on contents and production of methane and hydrogen of in vitro rumen fermentation

圖2 不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵甲烷含量及產(chǎn)量曲線的影響Fig.2 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on methane content and production curves of in vitro rumen fermentation

圖3 不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵甲烷生成速率曲線的影響Fig.3 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on the velocity curve of methane production of in vitro rumen fermentation

2.2.2 氫氣含量及產(chǎn)量

大黃素對(duì)氫氣含量及產(chǎn)量的生成曲線影響較大(圖4)。由表2可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，B3、B4和C3組顯著增加了氫氣含量及產(chǎn)量(P＜0.05)。隨著大黃和大黃素添加量的增加，氫氣含量及產(chǎn)量呈線性上升的變化趨勢(shì)(P＜0.05)。

B3組的氫氣產(chǎn)量0～12 h呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢(shì)，12 h以后無(wú)明顯變化，氫氣產(chǎn)量是對(duì)照組的12倍，氫氣含量隨時(shí)間呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì);B4組的氫氣產(chǎn)量隨時(shí)間呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢(shì)，其氫氣產(chǎn)量是對(duì)照組的32倍，氫氣含量0～16 h呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢(shì)，16 h以后無(wú)明顯變化(圖4)。由表2可見(jiàn)，C1和C2組氫氣產(chǎn)量與對(duì)照組相近;C3組氫氣產(chǎn)量及含量在0～24 h呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)，氫氣產(chǎn)量是對(duì)照組的17倍。

圖4 不同添加量的大黃和大黃素對(duì)體外瘤胃發(fā)酵氫氣含量及產(chǎn)量曲線的影響Fig.4 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on hydrogen content and production curves of in vitro rumen fermentation

2.3 不同添加量大黃和大黃素對(duì)揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量及組成的影響

由表3可知，添加大黃和大黃素影響了揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量及組成。與對(duì)照組相比，B4和C3組乙酸、異丁酸產(chǎn)量和乙丙比顯著降低(P＜0.05)，而丙酸產(chǎn)量無(wú)顯著變化(P＞0.05)。隨著添加量的增加，大黃組的乙酸、丙酸、丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量均呈先升高后降低的二次曲線變化趨勢(shì)(P＜0.05)，異丁酸、異戊酸和乙丙比均呈線性下降的變化趨勢(shì)(P＜0.05)，大黃素組的乙酸、異丁酸、異戊酸、乙丙比和總揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量均呈線性下降的變化趨勢(shì)(P＜0.05)，丙酸產(chǎn)量呈先降低后升高的二次曲線變化趨勢(shì)(P＜0.05)。

表3 不同添加量的大黃和大黃素體外發(fā)酵瘤胃揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量和組成的影響Table 3 Effects of different supplemental levels of rhubarb and emodin on volatile fatty acids production and composition of in vitro rumen fermentation

續(xù)表3

3 討論

3.1 大黃對(duì)體外模擬瘤胃甲烷、氫氣和揮發(fā)性脂肪酸生成的影響

許多研究表明，大黃含有大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃甲醚和蘆薈大黃素等蒽醌類(lèi)的抑菌成分，具有抑制微生物活性的功能［19］。瞿冬梅［20］報(bào)道，大黃對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等常見(jiàn)細(xì)菌的最小抑菌濃度分別為6.250、3.125、6.250 mg/mL。熊炎斌等［21］通過(guò)體外試驗(yàn)證實(shí)大黃在6.250 mg/mL時(shí)能夠抑制變形鏈球菌的生長(zhǎng)，并且隨著藥物濃度的增加，抑菌作用逐漸增強(qiáng)。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加2.5 mg/mL大黃顯著降低了產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率，說(shuō)明大黃具有抑制瘤胃微生物活性的功能。但是，適當(dāng)添加大黃可能增加或者不影響產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率。大黃中含有較多容易被瘤胃微生物降解和利用的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，其中包括脂肪酸、葡萄糖、果糖、淀粉、多糖等，有助于生成更多氣體，進(jìn)而導(dǎo)致其潛在最大產(chǎn)氣量呈增多趨勢(shì)。

體外模擬瘤胃發(fā)酵的起始底物降解速率(＜12 h)有助于了解反芻家畜對(duì)飼料飼草的消化降解情況，原因在于反芻家畜瘤胃的液相和固相滯留時(shí)間分別小于14和22 h［22］。起始底物降解速率越大，越有助于反芻家畜對(duì)飼料飼草的消化和利用。盡管起始底物降解速率隨大黃添加量增加呈先升高后降低的二次曲線變化趨勢(shì)，但低劑量大黃對(duì)起始底物降解速率影響較小。這些結(jié)果提示，適當(dāng)添加大黃可能不會(huì)影響反芻家畜對(duì)飼料飼草的降解、消化和利用。

大黃對(duì)瘤胃產(chǎn)甲烷菌具有直接抑制作用［23］。本次試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加大黃降低了甲烷含量及產(chǎn)量。大黃抑制甲烷生成可能與其蒽醌類(lèi)成分有關(guān)。王麗鳳［24］報(bào)道，9，10-蒽醌類(lèi)可以降低瘤胃甲烷產(chǎn)生，這可能是因?yàn)檩祯?lèi)能夠直接作用于甲烷菌，阻斷電子傳遞鏈，并在電子傳遞和與細(xì)胞色素有關(guān)的ATP合成的藕聯(lián)反應(yīng)中起解藕聯(lián)作用，從而阻止甲基輔酶(CH3-CoM)被還原成甲烷，降低甲烷產(chǎn)量。Kung等［25］試驗(yàn)表明，蒽醌類(lèi)可以顯著減少甲烷產(chǎn)量，且甲烷產(chǎn)量隨著蒽醌類(lèi)濃度的提高不斷下降。另有研究表明，大黃通過(guò)影響細(xì)菌葉酸和酶系統(tǒng)，進(jìn)而阻礙細(xì)菌核酸和蛋白質(zhì)合成，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)與繁殖。盡管大黃具有抑制甲烷生成的功能，但是大黃抑制甲烷生成的效果隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)可能減弱。例如，大黃添加量為2.0 mg/mL時(shí)，甲烷生成速率隨著時(shí)間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。甲烷生成速率呈上升趨勢(shì)說(shuō)明大黃抑制甲烷生成能力逐漸減弱，但是，隨著發(fā)酵底物的消耗，甲烷生成速率最終呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

氫氣是甲烷菌利用二氧化碳合成甲烷的重要前體物質(zhì)，甲烷菌活性抑制常常伴隨氫氣的累積。本試驗(yàn)顯示，添加大黃(≥1.0 mg/mL)增加了氫氣的含量及產(chǎn)量。這說(shuō)明，大黃抑制了甲烷菌利用氫氣，從而導(dǎo)致氫氣累積。Kung等［25］試驗(yàn)表明，添加蒽醌類(lèi)可以顯著提高氫氣產(chǎn)量。García-González 等［23］認(rèn)為蒽醌類(lèi)可以直接作用于甲烷菌，對(duì)于甲烷菌的生長(zhǎng)和繁殖產(chǎn)生抑制作用，進(jìn)而導(dǎo)致甲烷的產(chǎn)量減少和氫氣產(chǎn)量增加。

甲烷菌抑制不僅伴隨著氫氣產(chǎn)量增加，還會(huì)影響揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量和組成。瘤胃內(nèi)氫氣(纖維降解)產(chǎn)量增加一方面會(huì)促進(jìn)丙酸生成，另一方面會(huì)抑制乙酸的生成，最終使得丙酸產(chǎn)量增加，乙酸產(chǎn)量減少。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，大黃的添加改變了瘤胃的發(fā)酵模式，使其趨向于丙酸型發(fā)酵。而添加量為0.5和1.0 mg/mL的大黃沒(méi)有顯著影響揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量及組成，這可能與大黃中的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物有關(guān)。額外添加的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物發(fā)酵有助于生成更多揮發(fā)性脂肪酸。Garcia-Lopez等［26］指出，添加蒽醌類(lèi)使瘤胃內(nèi)總揮發(fā)性脂肪酸及乙酸產(chǎn)量下降，丙酸和戊酸產(chǎn)量增加。大黃中的蒽醌類(lèi)抑制瘤胃內(nèi)甲烷的合成和氫氣的消耗，氫氣累積進(jìn)而抑制揮發(fā)性脂肪酸生成和改變揮發(fā)性脂肪酸的組成。

3.2 大黃素對(duì)體外模擬瘤胃甲烷、氫氣和揮發(fā)性脂肪酸生成的影響

產(chǎn)氣量不僅可以綜合反映飼料飼草在瘤胃中的可發(fā)酵程度，還能體現(xiàn)瘤胃微生物活動(dòng)的總體狀況。產(chǎn)氣量越高，瘤胃對(duì)碳水化合物降解、消化程度越強(qiáng)，有助于反芻家畜對(duì)飼料飼草能量的利用［27］。在本次試驗(yàn)結(jié)果中，大黃素組產(chǎn)氣量均低于大黃組，其中0.24 mg/mL大黃素顯著低于大黃組。大黃含有非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，會(huì)額外增加發(fā)酵底物中碳水化合物含量，從而使產(chǎn)氣量增加。有研究結(jié)果表明，大黃素對(duì)革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌均有抑制作用，尤其是對(duì)常見(jiàn)的厭氧性細(xì)菌有較強(qiáng)的抑制作用，例如8μg/mL大黃素能使76%～91%的厭氧菌生長(zhǎng)受抑［28］。這些結(jié)果說(shuō)明，大黃素是大黃的有效抑菌成分之一，添加大黃素會(huì)降低瘤胃對(duì)碳水化合物降解和消化。另外，大黃素顯著降低了起始底物降解速率(＜12 h)，說(shuō)明添加大黃素可能會(huì)影響反芻家畜對(duì)飼料飼草的降解、消化和利用。

大黃中蒽醌類(lèi)約占 5%［16］。大黃組 B1、B2、B3和 B4組蒽醌 類(lèi) 分別為 0.025、0.050、0.100 和0.125 mg/mL。按照不同添加量大黃組和大黃素組的蒽醌類(lèi)含量進(jìn)行排序，各組蒽醌類(lèi)含量的順序應(yīng)是 C3＞B4＞C2＞B3＞C1＞B2＞B1。許多研究發(fā)現(xiàn)，隨著蒽醌類(lèi)含量增加，抑菌效果增強(qiáng)，理論分析各處理的抑菌強(qiáng)弱順序?yàn)?C3＞B4＞C2＞B3＞C1＞B2＞B1。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，盡管B3和C2組的蒽醌類(lèi)含量相近(分別為 0.10、0.12 mg/mL)，B3組甲烷含量及產(chǎn)量顯著低于C2組，B3組的氫氣含量及產(chǎn)量顯著高于C2組。這說(shuō)明，B3組的甲烷生成抑制程度高于C2組。大黃素僅是蒽醌類(lèi)中的一種成分，大黃的其他蒽醌類(lèi)抑制甲烷生成的作用效果高于大黃素。

大黃素組的揮發(fā)性脂肪酸及各組分的產(chǎn)量變化趨勢(shì)與大黃組相似，大黃和大黃素改變瘤胃發(fā)酵模式，即趨向于丙酸型發(fā)酵。大黃和大黃素抑制瘤胃甲烷生成，導(dǎo)致氫氣累積，瘤胃氫分壓升高，乙酸生成受到抑制，丙酸合成增加，降低了乙丙比。

4 結(jié)論

① 適當(dāng)添加大黃(≤1.0 mg/mL)可能不會(huì)影響反芻家畜對(duì)飼料的降解、消化和利用，而大黃素的添加會(huì)顯著降低起始底物降解速率，影響反芻家畜對(duì)飼料的降解、消化和利用。

②大黃的蒽醌類(lèi)中，含有抑制甲烷生成效果強(qiáng)于大黃素的化學(xué)成分。

③ 添加大黃(≥1.0 mg/mL)和大黃素，可以顯著抑制瘤胃甲烷的生成，增加氫氣產(chǎn)量，改變瘤胃的發(fā)酵模式，使其向丙酸發(fā)酵類(lèi)型轉(zhuǎn)變。

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