Mastné kyseliny a jejich potenciál snižovat produkci metanu u přežvýkavců

Bc. Jana Kovářová

Master's thesis

Anti-methanogenic potential of fatty acids in ruminants

Abstract:

Celosvětová produkce skleníkových je velmi probíraným tématem. Metan (CH4) patří mezi přední skleníkové plyny, přispívající ke globálnímu oteplování. Metan je vedlejší produkt mikrobiální fermentace krmiv u přežvýkavců. Za účelem snížení emisí metanu bylo prováděno mnoho strategií. Jednou z možností je přidání mastných kyselin do krmné dávky. Nasycené mastné kyseliny se střední délkou řetězce modifikují bachorovou fermentaci a ovlivňují tak emise metanu. Tyto kyseliny zprostředkovávají snížení počtu protozoí a inhibují metanogeny. Použití 3 % kyseliny laurové (C12) a myristové (C14) do krmiva snižuje tvorbu CH4 in vivo až o 50 %. C12 snižuje koncentraci amoniaku. Tato práce se věnovala in vitro účinkům mastných kyselin v krmivu a jejich vlivu na produkci CH4. Zároveň se u mastných kyselin hodnotil i účinek na zlepšení stravitelnosti. V experimentu byly za pomoci vsádkové in vitro fermentace s využitím bachorové tekutiny zkoumány kombinace mastných kyselin s dusičnany. V pokusu bylo použito 3,65 mM dusičnanu samostatně, nebo v kombinaci s jednou ze čtyř MCFA (250 mg/l) na efektivitu bachorové fermentace. Statisticky významný (P < 0,05) vliv na celkovou produkci plynů měly všechny kombinace dusičnanu i MCFA, kromě C14. Na celkovou produkci metanu měly významný vliv (P < 0,05) všechny požité kombinace dusičnanu i MCFA i samostatné MCFA. Jediný statisticky významný vliv (P < 0,05) na zjevný účinek sušiny měla C14, ostatní kombinace sušinu neovlivnily. Významný vliv (P < 0,05) na koncentraci amoniaku-N a pH měly všechny kombinace. Statisticky významný vliv (P < 0,05) na produkci acetátu, butyrátu, valerátu a iso-valerátu měla C10. Dusičnany, C14 a kombinace C12 a C14 inhibovaly produkci butyrátu. C8 měla významný vliv (P < 0,05) na valerát. Statisticky významný vliv měla kombinace C10 a C12 na valerát. Tato práce ukázala, že mastné kyseliny, dusičnany a jejich kombinace dokáží snížit produkci metanu. Mastné kyseliny, ani dusičnany však nemají statisticky významný vliv na čistou produkci TMK.

Abstract:

Global greenhouse production is a much-discussed topic. Methane (CH4) is one of the leading greenhouse gases contributing to global warming. Methane is a by-product of microbial fermentation of feed during digestion in ruminants. Many strategies have been implemented to reduce methane emissions. One option is to add fatty acids to the ration. Medium-chain saturated fatty acids modify rumen fermentation and thus affect methane emissions. These acids mediate a reduction in protozoa numbers and inhibit methanogens. The use of 3% lauric (C12) and myristic (C14) acids in feed reduces CH4 production in vivo by up to 50 %. C12 reduces ammonia concentration. This work looked at the in vitro effects of fatty acids in feed and their influence on CH4 production. At the same time, the effect of fatty acids on the improvement of digestibility was also evaluated. In the experiment, combinations of fatty acids with nitrates were investigated using in vitro inoculation fermentation and rumen fluid. The experiment used 3.65 mM nitrate alone or combined with one of the four MCFAs (250 mg/L) on rumen fermentation efficiency. All combinations of nitrate and MCFA, except C14, had a statistically significant (P < 0.05) effect on total gas production. All ingested combinations of nitrate and MCFA, and MCFA alone had a significant (P < 0.05) effect on total methane production. C14 had the only statistically significant effect (P < 0.05) on the apparent dry matter effect; the other combinations did not affect dry matter. All combinations had a significant effect (P < 0.05) on ammonia-N concentration and pH. C10 had a statistically significant effect (P < 0.05) on acetate, butyrate, valerate, and iso-valerate production. Nitrate, C14, and the combination of C12 and C14 inhibited butyrate production. C8 had a significant effect (P < 0.05) on valerate. The combination of C10 and C12 had a statistically significant effect on valerate. This work showed that fatty acids, nitrates, and their combinations reduce methane production. However, neither fatty acids nor nitrates had a statistically significant effect on net TMK production.

Keywords

mastná kyselina, bachor, metan, přežvýkavec, in vitro

Keywords

fatty acids, ruminant, in vitro, methan

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miroslav Joch, Ph.D.
• Reader: Petra Kubelková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Animal Nutrition