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为解决畜牧业甲烷（CH?）排放及抗生素替代问题，研究人员开展微 / 纳米胶囊化大蒜油（mBSF-GOE）与红米米糠油（nRBRBOE）对瘤胃发酵影响的研究。发现 4:2 mg 配比可提升丙酸（C?）、总挥发性脂肪酸（VFAs），降低 48.2% CH?，为绿色饲料添加剂研发提供依据。
随着全球人口向 96 亿迈进，畜牧业面临双重挑战：肉奶需求激增与温室气体（GHG）排放攀升，尤其是反刍动物瘤胃发酵产生的甲烷（CH?）。传统抗生素作为饲料添加剂的限制日益严格，寻找既能优化瘤胃发酵效率、又能减排 CH?的绿色替代方案迫在眉睫。在此背景下，来自泰国孔敬大学（Khon Kaen University）的研究团队聚焦植物精油（EOs）的应用潜力，开展了微纳米胶囊化植物精油对反刍动物瘤胃功能调控的研究，相关成果发表于《BMC Veterinary Research》。
研究团队采用微胶囊化黑水虻蛋白 - 大蒜油提取物（mBSF-GOE）和纳米乳化红米米糠油提取物（nRBRBOE）为研究对象，通过体外产气法，设置 0:0、6:0、4:2、2:4、0:6 mg 五种添加比例，结合瘤胃发酵参数、微生物种群动态及 CH?生成量分析，探讨其对泰国黄牛瘤胃液的调控作用。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 微纳米胶囊制备：通过喷雾干燥技术制备 mBSF-GOE 微胶囊（粒径 12.6-19.2 μm），利用超声乳化法制备 nRBRBOE 纳米乳（粒径 1.1-5.0 μm），并测定包封效率（mBSF-GOE 84.7%，nRBRBOE 67.7%）。
- 体外瘤胃发酵模型：以稻草 - 精料（60:40）为底物，接种泰国黄牛瘤胃液，测定不同时间点的产气动力学、干物质降解率（IVDMD）、挥发性脂肪酸（VFAs）组成及 CH?产量。
- 微生物种群分析：利用实时荧光定量 PCR（RT-PCR）技术，检测纤维素分解菌（如 F. succinogenes、R. albus）、产甲烷菌（Methanobacteriales）等微生物的基因拷贝数变化。
研究结果
1. 微纳米胶囊特性与产气动力学
- 形态与包封效率：mBSF-GOE 呈不规则球形，表面多孔；nRBRBOE 为均匀纳米级球体。两者均具备较高的生物活性物质包封能力，mBSF-GOE 总酚含量（TPC）达 955.5 mg GAE/g DM，nRBRBOE 含 90.1 μg Cy3-glc/g RO 花青素。
- 产气参数优化：4:2 mg 配比（T3 组）显著提升产气速率常数（c 值），降低累积产气量（96 h），同时使 IVDMD 达 39.9%，表明其促进底物降解效率优于单一添加组。
2. 瘤胃发酵产物调控
- VFAs 代谢重塑：T3 组丙酸（C?）含量显著升高（27.1 mol/100 ml），乙酸（C?）/ 丙酸（C?:C?）比值降低，总 VFAs 产量达 124.6 mmol/L，提示能量利用效率提升。
- CH?显著减排：T3 组 CH?产量较对照组降低 48.2%，且随添加比例增加呈线性下降趋势，表明微纳米胶囊化精油可有效抑制产甲烷菌活性。
3. 微生物种群动态
- 产甲烷菌抑制：RT-PCR 显示，T3 组产甲烷菌目（Methanobacteriales）基因拷贝数在 24 h 时降低 3.3%，而纤维素分解菌（F. succinogenes、R. flavefaciens）等有益菌群丰度未受显著影响，证实其靶向调控特性。
- pH 与氨氮稳态：各处理组瘤胃 pH（6.83-6.99）和氨氮（NH?-N）浓度无显著差异，表明该添加剂对瘤胃微生态稳定性无不良影响。
研究结论与意义
本研究证实，mBSF-GOE 与 nRBRBOE 按 4:2 mg 比例复配，通过微纳米胶囊技术保护生物活性成分，可显著优化瘤胃发酵效率，提升丙酸产量与干物质降解率，同时通过抑制产甲烷菌目（Methanobacteriales）种群，实现 CH?减排近 50%。该组合未对瘤胃 pH、氨氮代谢及有益菌群造成负面影响，为开发 “高效发酵促进 + 定向甲烷抑制” 双功能反刍动物饲料添加剂提供了理论依据与技术路径。研究结果不仅为畜牧业应对温室气体减排压力提供了创新方案，也为植物精油在动物营养中的安全高效应用开辟了新方向，有望推动无抗、低碳型饲料技术的商业化进程。
