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摘要gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba在瘤胃发酵过程中，微粉木粉经消化产生挥发性脂肪酸，但其发酵性较弱。本研究的目的是确定一个合适的预处理微粉木，以提高挥发性脂肪酸的生产gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba。取肉牛瘤胃液与微粉木粉厌氧培养。首先，研究了木粉颗粒大小对瘤胃发酵的影响。然后通过微粉木粉中稍微还原甲醇溶性物质(如木质素)来评估挥发性脂肪酸的产量。此外，通过臭氧灯(185和254 nm)或灭菌灯(254 nm)照射的微粉木粉在瘤胃液中发酵。未经处理的微粉木粉瘤胃发酵产生挥发性脂肪酸的缺乏与其颗粒大小无关。在甲醇处理的微粉木粉中，挥发性脂肪酸的产量增加，这种反应是敏感的剂量依赖性的。此外，臭氧灯辐照预处理刺激了微粉木粉发酵，导致挥发性脂肪酸浓度增加，尤其是乙酸和丙酸。臭氧处理对木粉微粉丙酸盐的影响大于醋酸盐。此外，微粉木粉预处理对瘤胃发酵的促进作用优于灭菌灯预处理(254 nm)。 Therefore, the ruminal fermentability of micronised wood powder was not dependent on its particle size. The present study suggested that irradiation by ozone lamp is useful to enhance micronised wood powder digestibility and that this treated powder may become a lignified biomass feedstuff capable of volatile fatty acid production in ruminants.

关键字gydF4y2Ba

肉牛、木粉、木质纤维素、瘤胃发酵、紫外线、臭氧gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

最近，为了利用其多糖、纤维素和半纤维素，对木质纤维素生物质的生物乙醇和沼气生产进行了测试[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。在动物生产中，木屑喂养已被研究作为维持理想的瘤胃功能的粗饲料[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba]。先前的研究发现，用木屑喂养的牛体重增加有所改善[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。然而，反刍动物很难直接消化木质化的纤维素，因为El-SabbangydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba[j]曾报道，长期饲喂橡树锯末对阉牛瘤胃挥发性脂肪酸分布没有影响。在植物细胞壁中，木质素与半纤维素共价结合，逐渐形成细胞壁的强度和刚性[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。在瘤胃发酵中，细菌和真菌引起的纤维素酶活性[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]受到木质素交联的影响[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。因此，特别是在木质饲料中，木质素的交联会干扰木质纤维素的瘤胃厌氧消化(发酵)，以生产挥发性脂肪酸。gydF4y2Ba

许多技术方法已经被考虑和开发利用木质纤维素生物质生产生物乙醇。蒸汽爆炸和碱性氧化脱木质素(过氧化氢)对半纤维素的增溶和木质素的脱除是有效的。gydF4y2Ba10 - 12gydF4y2Ba]。RangnekargydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]报道高压蒸汽处理增强gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba秸秆和甘蔗渣的瘤胃消化。此外，据报道，使用能够降解木质素的白腐真菌可以提高木质纤维素的消化率gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba［gydF4y2Ba14gydF4y2Ba，gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。然而，这些提高全纤维素消化率的预处理是在潮湿条件下和/或水溶液中进行的。如果反刍动物能够直接消化干燥的木质纤维素来生产挥发性脂肪酸，那么这种生物质将很容易被用作有用的饲料。最近，高桥gydF4y2Ba等gydF4y2Ba。［gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]开发了串联环磨机，一种粉碎装置，能够制造微粉木粉。前期研究发现，微粉木粉可直接发酵提高瘤胃液挥发性脂肪酸的产量gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba但是这种发酵的程度很小(HamanogydF4y2Ba等gydF4y2Ba。提交)。微粉木粉缺乏瘤胃发酵可能与木质素对瘤胃微生物的纤维素分解活性的干扰有关。然而，即使在细木粉中，微细木粉中的木质素是否会干扰微生物发酵中的纤维素分解活性仍不确定。gydF4y2Ba

另一方面，利用紫外线(UV)光的光化学反应可以分解木质素[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba，gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。此外，臭氧是一种强氧化剂，可以分解木质素[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。利用产生臭氧气体的紫外灯(臭氧灯)进行光化学预处理，该技术已用于废水处理[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]也可能有效地分解木质素，这是负责改善挥发性脂肪酸的生产，使用微粉木粉作为饲料。微粉木粉的特征粉末形式将具有优势，因为能够混合的粉末状木质纤维素可以均匀地暴露在紫外线下并与臭氧气体发生深度反应。gydF4y2Ba

因此，本研究的目的是确定预处理微粉木粉是否能提高其瘤胃发酵性，以生产挥发性脂肪酸gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba。首先，研究了木粉粒度对瘤胃发酵的影响。此外，还考察了微粉中木质素等甲醇溶性物质的略微减少是否会增加挥发性脂肪酸的产量。最后，本研究确定了臭氧灯照射微粉对瘤胃发酵的影响。gydF4y2Ba

材料与方法gydF4y2Ba

本研究已获得秋田县立大学动物护理和使用委员会的批准。本研究包括四个实验来评估gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba采用瘤胃液分批培养的微粉木粉瘤胃发酵生产挥发性脂肪酸。试验1考察了木粉颗粒大小与瘤胃发酵的关系。在实验2中，对甲醇溶性物质的去除进行了评估，这些物质会刺激木质纤维素产生挥发性脂肪酸。实验3和4确定了紫外光照射下的微粉木粉是否能改善其发酵生产挥发性脂肪酸。gydF4y2Ba

木粉微粉的制备gydF4y2Ba

制备微粉木、日本雪松木片(gydF4y2Ba日本柳杉粳稻gydF4y2Ba根据高桥的方法，用串联式环磨机粉碎了D. Don)边材gydF4y2Ba等gydF4y2Ba。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。微粉(风干基础)中纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为41.2%、16.1%和30.0%。为了制备三种不同粒径的木粉，将木粉通过直径为100、53和38微米的筛子。将直径小于38µm的木粉颗粒划分为小颗粒，直径大于38µm小于53µm的木粉颗粒划分为中颗粒，直径大于53µm小于100µm的木粉颗粒划分为大颗粒。试验1采用了三种粒径的木粉。此外，实验2采用直径小于100µm的微粉木粉颗粒。在实验3和4中，用UV灯照射小于53µm的木粉微粒。gydF4y2Ba

在实验2中，本研究制备了甲醇处理的微粉木粉，其中木质素被粗去除，因为木质素部分可溶于甲醇[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。在室温下用甲醇进行增溶，以从微粉中部分和少量去除甲醇溶性化合物。将甲醇(200 ml)加入到10g木粉中，搅拌120 min。然后用5A号滤纸过滤木粉，再用甲醇洗涤数次。微粉木粉在40°C和70°C下分别干燥5小时。最后，在室温下保存微粉木粉。以空气干燥的甲醇处理的微粉木粉为基材gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵。gydF4y2Ba

对于实验3和4，将微粉木粉(10克)转移到不锈钢托盘中，并铺成小于约0.5 mm的层。托盘被放在内衬铝箔的塑料盒里。盒子是用盖子盖着的，盖子里有一盏紫外线灯。此后，用臭氧灯或灭菌灯连续照射微粉木粉。臭氧灯(GL10ZH, 10W)辐照微粉木粉;实验3和4采用日本神奈川三共电机株式会社(Sankyo Denki Co)。臭氧灯的主要波长为254 nm和185 nm。光照21 d，每天两次手工混合薄层微粉。在臭氧灯照射期间，用气体试管(Gastec Co.， Kanagawa, Japan)测量箱体内臭氧气体浓度为22µl/l。gydF4y2Ba

动物和饮食gydF4y2Ba

日本短刺牛(495公斤);21月龄)，饲喂由果园草和多年生黑麦草组成的干草gydF4y2Ba随意gydF4y2Ba以1.5 kg的豆粉、小麦和米糠的浓缩混合物为供体动物，每天两次，分别饲喂于900和1600。试验4,5头日本短刺牛肉小母牛(483±28 kg;22-23月龄)饲喂干草和微粉木粉浓缩混合物，与试验1中使用的牛相似，作为瘤胃液的供体进行分批发酵。gydF4y2Ba

在体外gydF4y2Ba瘤胃液分批发酵gydF4y2Ba

使用不锈钢牛口导管(Sanshin Industrial Co.， Kanagawa, Japan)和真空泵，在早上喂养5-6小时后从供体动物中抽取约600 ml的瘤胃液。内管和取样瓶内部都灌满了OgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba无有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba取样前的气体。取样后，对瓶子进行厌氧处理，并立即在便携式培养箱中加热(39±1°C)。瘤胃液通过四层手术纱布过滤到聚丙烯烧杯中，用O冲洗gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba无有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体。将瘤胃液(10 ml)立即与缓冲液(pH 6.8, 20 ml)混合，作为人工唾液(292 mg K)gydF4y2Ba_2gydF4y2BaHPOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba， 240 mg KHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阿宝gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba， 480毫克(NH)gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba）gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba， 480 mg NaCl, 100mg MgSOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba×7 hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba64毫克氯化钙gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba×2 hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba哦，4000毫克钠gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba有限公司gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba盐酸半胱氨酸600 mg)，按照Lila的方法gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]在50毫升的聚丙烯试管中，其中含有微粉木粉基质。试管在金属珠(Lab Armor beads, Lab Armor LLC, OR)中加热。(美国)事先在39°C下设定。重复的样品用螺丝盖上，CO后用密封胶带进一步密封gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba冲洗。采用空气循环培养箱，在39℃条件下厌氧培养24 h(实验1-3)或48 h(实验4)。在孵育过程中，使用旋转摇床(约40 rpm)对样品进行摇床。gydF4y2Ba

在实验1中，添加了三种不同粒径的微粉木粉(200 mg /管)作为基质(n=5)。对照组只培养混合瘤胃液。在实验2中，在重复的样品中加入不同水平的微粉木粉，分别以0(对照)、200、300或400 mg /管(n=5 /管)的浓度处理。此外，在实验3和4中，以200和400 mg /管的水平在混合瘤胃液中进行紫外光照射的微粉发酵(n=5)。制备了添加未经甲醇或紫外光处理的原始微粉木粉的重复样品，并作为对照(n=5)。孵育后立即测定pH值，取一部分瘤胃液测定挥发性脂肪酸浓度。gydF4y2Ba

pH值和挥发性脂肪酸浓度的测定gydF4y2Ba

用pH计(827型pH实验室，Metrohm AG, Herisau, Switzerland)测量培养瘤胃液的pH值。为了测定挥发性脂肪酸，混合培养的瘤胃液在4℃(9000℃)离心10分钟gydF4y2BaggydF4y2Ba）.取一部分(1.0 ml)与200µl 25%偏磷酸-甲酸(3:1)混合物混合[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]。然后，取100µl内标(20µmol戊酸;样品中加入了Tokyo Chemical Industry Co.， Ltd, Tokyo, Japan)。将混合物在4°C下孵育30分钟，离心(9000gydF4y2BaggydF4y2Ba)在4°C下保存10分钟。上清用于气相色谱。挥发性脂肪酸的测定采用气相色谱系统(型号GC-2014，日本京都岛津)，配备火焰电离检测器、自动进样器(AOC-20i，岛津)和熔融石英毛细管柱(Nukol, 30 m × 0.25 mm × 0.25µm, Supelco, PA)。美国)。载气为氦气，流速为1.15 ml/min。进样器和检测器的温度设置为250℃。柱箱内温度初始设定为90℃，然后以10℃/min的速度线性升高至185℃，保持2.5 min。样品进样量为1µl，拆分比为70:1。采用标准品和内标品(Tokyo Chemical Industry Co.， Ltd)，用计算机程序进行数据分析(GC solution, Shimadzu)，通过保留时间和峰面积对短链脂肪酸进行鉴定和定量。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

使用计算机程序(StatView, Abacus Concepts Inc.， CA, USA)进行方差分析(ANOVA)的统计分析。在实验1和2中，pH值和挥发性脂肪酸浓度的数据采用单因素方差分析。当通过方差分析检测到微粉木粉的显著影响时，使用Tukey的诚实显著差异检验来确定微粉木粉补充反应的显著性(KaleidaGraph, Synergy Software, PA, USA)。实验3和4采用双因素方差分析(微粉处理×其添加量)对挥发性脂肪酸浓度进行统计分析。如果检测到微粉木粉处理的主要因素对挥发性脂肪酸浓度有显著影响(实验3)，或者微粉木粉处理与其添加量之间存在交互作用，则使用Tukey的诚实显著差异检验来比较处理组之间的显著差异。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

实验1:木粉粒度对gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵gydF4y2Ba

本试验评估了微粉木粉的瘤胃发酵是否取决于其颗粒大小。表1为按粒径分为三类的木粉微粉分批发酵后pH值和挥发性脂肪酸浓度的变化情况。与对照组相比，木粉微粉的pH值略有降低(P<0.05)，与颗粒大小无关。各颗粒级木粉添加组总挥发性脂肪酸浓度均高于对照组(P<0.05)。总挥发性脂肪酸浓度的增加是由于主要挥发性脂肪酸、醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯的产生受到刺激(P<0.05)。因此，木粉的粒度对这些短链脂肪酸的产生没有影响。此外，乙酸与丙酸的摩尔比保持不变。微量挥发性脂肪酸中，异戊酸中短链脂肪酸浓度在添加不同粒径的小、中粒径木粉组中略有升高(P<0.05)。由此可见，只有粒径小于100µm时，木粉颗粒尺寸才不是限制其瘤胃发酵的重要因素。然而，由于微粉木粉的补充，挥发性脂肪酸的生产程度保持不变。gydF4y2Ba

表1。gydF4y2Ba不同粒径细粉对木粉性能的影响gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵24小时(试验1)gydF4y2Ba

治疗gydF4y2Ba		微粉木粉的粒度gydF4y2Ba				方差分析gydF4y2Ba （gydF4y2BaPgydF4y2Ba值)gydF4y2Ba
	控制gydF4y2Ba	小gydF4y2Ba	媒介gydF4y2Ba	大gydF4y2Ba	扫描电镜gydF4y2Ba
pH值gydF4y2Ba	6.47gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	6.34gydF4y2BabgydF4y2Ba	6.36gydF4y2BabgydF4y2Ba	6.37gydF4y2BabgydF4y2Ba	0.012gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
	更易与lgydF4y2Ba
总挥发性脂肪酸gydF4y2Ba	32.0gydF4y2BabgydF4y2Ba	37.6gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	36.7gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	36.1gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.60gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
醋酸gydF4y2Ba	23.2gydF4y2BabgydF4y2Ba	27.0gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	26.4gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	26.1gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.40gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
丙酸gydF4y2Ba	4.52gydF4y2BabgydF4y2Ba	5.16gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	5.02gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	5.01gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.071gydF4y2Ba	0.0013gydF4y2Ba
丁酸盐gydF4y2Ba	3.62gydF4y2BabgydF4y2Ba	4.44gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	4.34gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	4.09gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.087gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
异丁酸盐gydF4y2Ba	0.17gydF4y2Ba	0.22gydF4y2Ba	0.21gydF4y2Ba	0.20gydF4y2Ba	0.007gydF4y2Ba	0.0556gydF4y2Ba
戊酸酯gydF4y2Ba	0.12gydF4y2Ba	0.12gydF4y2Ba	0.13gydF4y2Ba	0.13gydF4y2Ba	0.016gydF4y2Ba	0.1338gydF4y2Ba
摘要以gydF4y2Ba	0.32gydF4y2BabgydF4y2Ba	0.47gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.44gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.40gydF4y2BaabgydF4y2Ba	0.003gydF4y2Ba	0.0041gydF4y2Ba
CapronategydF4y2Ba	0.08gydF4y2Ba	0.14gydF4y2Ba	0.13gydF4y2Ba	0.11gydF4y2Ba	0.010gydF4y2Ba	0.1503gydF4y2Ba
醋酸/丙酸比gydF4y2Ba	5.13gydF4y2Ba	5.24gydF4y2Ba	5.27gydF4y2Ba	5.22gydF4y2Ba	0.030gydF4y2Ba	0.4947gydF4y2Ba

值代表均值的标准误差(n=5)。gydF4y2Ba

^{a、bgydF4y2Ba}未共用上标字母的行内平均值差异显著，P<0.05。gydF4y2Ba

实验2:甲醇处理木屑微粉的瘤胃发酵gydF4y2Ba

表2显示了pH值和挥发性脂肪酸产量的变化gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba甲醇处理木粉的瘤胃发酵。与对照组相比，经甲醇处理的木粉微粉组pH值显著降低(P<0.05)。这种反应在补充了300和400毫克甲醇处理的微粉木粉的组中比200毫克的组更大。此外，添加甲醇处理的微粉木粉组总挥发性脂肪酸浓度增加。总挥发性脂肪酸对300和400 mg甲醇处理的木粉的响应比添加200 mg时更大。主要短链脂肪酸乙酸和丙酸浓度也有类似的显著影响(P<0.05)，但丁酸浓度无显著影响。然而，在300和400 mg甲醇处理的微粉木粉组中观察到丁酸盐浓度的增加。随着甲醇处理木粉添加量的增加(300和400 mg)，与对照组相比，乙酸丙酸比降低(P<0.05)。在少量挥发性脂肪酸中，只有戊酸酯对甲醇处理的木粉有显著反应(P<0.05)。与对照组相比，最高添加水平的甲醇处理木粉显著提高了戊酸盐浓度(P<0.05)。 Overall, the response of volatile fatty acid production to the methanol-treated micronised wood powder was sensitively dosage-dependent. Hence, ruminal fermentation of micronised wood powder was improved when the methanol-soluble wood substances such as lignin were removed from micronised wood powder.

表2。gydF4y2Ba甲醇处理木粉微粉对木材加工性能的影响gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵24小时(试验2)gydF4y2Ba

治疗gydF4y2Ba	用甲醇处理的木粉gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(毫克)gydF4y2Ba					方差分析gydF4y2Ba （gydF4y2BaPgydF4y2Ba值)gydF4y2Ba
	0gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	300gydF4y2Ba	400gydF4y2Ba	扫描电镜gydF4y2Ba
pH值gydF4y2Ba	6.62gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	6.56gydF4y2BabgydF4y2Ba	6.41gydF4y2BacgydF4y2Ba	6.42gydF4y2BacgydF4y2Ba	0.024gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
	更易与lgydF4y2Ba
总挥发性脂肪酸gydF4y2Ba	40.3gydF4y2BacgydF4y2Ba	44.0gydF4y2BabgydF4y2Ba	46.4gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	48.8gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.76gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
醋酸gydF4y2Ba	28.4gydF4y2BacgydF4y2Ba	30.9gydF4y2BabgydF4y2Ba	32.5gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	34.0gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.52gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
丙酸gydF4y2Ba	5.65gydF4y2BacgydF4y2Ba	6.46gydF4y2BabgydF4y2Ba	7.02gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	7.50gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.168gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
丁酸盐gydF4y2Ba	4.73gydF4y2BabgydF4y2Ba	5.02gydF4y2BaabgydF4y2Ba	5.19gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	5.37gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.068gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba
异丁酸盐gydF4y2Ba	0.32gydF4y2Ba	0.34gydF4y2Ba	0.35gydF4y2Ba	0.35gydF4y2Ba	0.006gydF4y2Ba	0.2231gydF4y2Ba
戊酸酯gydF4y2Ba	0.51gydF4y2BabgydF4y2Ba	0.57gydF4y2BaabgydF4y2Ba	0.56gydF4y2BaabgydF4y2Ba	0.59gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	0.011gydF4y2Ba	0.0225gydF4y2Ba
摘要以gydF4y2Ba	0.47gydF4y2Ba	0.46gydF4y2Ba	0.45gydF4y2Ba	0.45gydF4y2Ba	0.025gydF4y2Ba	0.7004gydF4y2Ba
CapronategydF4y2Ba	0.29gydF4y2Ba	0.31gydF4y2Ba	0.33gydF4y2Ba	0.31gydF4y2Ba	0.008gydF4y2Ba	0.3420gydF4y2Ba
醋酸/丙酸比gydF4y2Ba	5.02gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	4.78gydF4y2BaabgydF4y2Ba	4.62gydF4y2BabgydF4y2Ba	4.53gydF4y2BabgydF4y2Ba	0.057gydF4y2Ba	0.0026gydF4y2Ba

^1gydF4y2Ba采用直径小于53µm的细颗粒。gydF4y2Ba

^{得了gydF4y2Ba}未共用上标字母的行内平均值差异显著，P<0.05。gydF4y2Ba

实验三:臭氧灯辐照下木屑微粉的瘤胃发酵gydF4y2Ba

臭氧灯下木屑微粉瘤胃发酵结果见表3。与添加未处理木粉的对照组相比，臭氧灯处理对木粉发酵有明显的促进作用。臭氧处理的微粉组总挥发性脂肪酸浓度高于对照组(P<0.001)，而微粉处理与剂量之间无显著交互作用。在不同的乙酸浓度下也有类似的反应(P<0.01)。在丙酸浓度方面，微粉木粉处理与微粉木粉用量之间存在极显著的交互作用(P<0.01)。与对照相比，臭氧灯照射微粉木粉刺激丙酸生产。此外，臭氧处理的微粉木粉组的这种效应呈剂量依赖性(P<0.05)，但在添加未处理的微粉木粉的对照组中没有这种效应。臭氧灯照射木粉后，随着臭氧处理木粉用量的增加，丙酸浓度升高，乙酸/丙酸比值降低(P<0.05)。然而，丁酸盐的浓度保持不变。微量挥发性脂肪酸中，臭氧处理木粉微粉组戊酸盐和己酸盐浓度略有升高(P<0.01)。 Thus, the ruminal fermentation of micronised wood powder for volatile fatty acid production was clearly improved by pretreatment of ozone lamp radiation.

表3。gydF4y2Ba臭氧光照射微粉木粉(MWP)对土壤的影响gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵24小时(试验3)gydF4y2Ba

		臭氧灯照射gydF4y2Ba					方差分析(假定值)gydF4y2Ba
	MWP(毫克)gydF4y2Ba	-gydF4y2Ba1gydF4y2Ba	+gydF4y2Ba	的意思是gydF4y2Ba		扫描电镜gydF4y2Ba	臭氧gydF4y2Ba	量gydF4y2Ba	交互gydF4y2Ba
		更易与lgydF4y2Ba
总挥发性脂肪酸gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	40.4gydF4y2Ba	43.2gydF4y2Ba	41.8gydF4y2Ba		0.66gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba	0.0039gydF4y2Ba	0.1501gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	41.8gydF4y2Ba	46.6gydF4y2Ba	44.2gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	41.1gydF4y2Ba	44.9gydF4y2Ba
醋酸gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	28.6gydF4y2Ba	30.2gydF4y2Ba	29.4gydF4y2Ba		0.38gydF4y2Ba	0.0012gydF4y2Ba	0.0355gydF4y2Ba	0.3008gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	29.3gydF4y2Ba	31.8gydF4y2Ba	30.5gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	28.9gydF4y2Ba	31.0gydF4y2Ba
丙酸gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	6.82gydF4y2BacgydF4y2Ba	7.57gydF4y2BabgydF4y2Ba	7.20gydF4y2Ba		0.240gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba	0.0030gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	7.06gydF4y2Ba公元前gydF4y2Ba	9.09gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	8.07gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	6.94gydF4y2Ba	8.33gydF4y2Ba
丁酸盐gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	4.14gydF4y2Ba	4.50gydF4y2Ba	4.32gydF4y2Ba		0.097gydF4y2Ba	0.2285gydF4y2Ba	0.1944gydF4y2Ba	0.5461gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	4.52gydF4y2Ba	4.64gydF4y2Ba	4.58gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	4.33gydF4y2Ba	4.57gydF4y2Ba
异丁酸盐gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	0.18gydF4y2Ba	0.20gydF4y2Ba	0.19gydF4y2Ba		0.006gydF4y2Ba	0.1187gydF4y2Ba	0.1709gydF4y2Ba	0.5857gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	0.20gydF4y2Ba	0.21gydF4y2Ba	0.20gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	0.19gydF4y2Ba	0.21gydF4y2Ba
ValeriategydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	0.32gydF4y2Ba	0.35gydF4y2Ba	0.33gydF4y2Ba		0.008gydF4y2Ba	0.0016gydF4y2Ba	0.0108gydF4y2Ba	0.3775gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	0.34gydF4y2Ba	0.38gydF4y2Ba	0.36gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	0.33gydF4y2Ba	0.36gydF4y2Ba
IsovaleriategydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	0.26gydF4y2Ba	0.29gydF4y2Ba	0.27gydF4y2Ba		0.008gydF4y2Ba	0.7606gydF4y2Ba	0.3682gydF4y2Ba	0.2967gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	0.30gydF4y2Ba	0.28gydF4y2Ba	0.29gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	0.28gydF4y2Ba	0.28gydF4y2Ba
CapronategydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	0.11gydF4y2Ba	0.13gydF4y2Ba		0.12gydF4y2Ba	0.009gydF4y2Ba	0.0307gydF4y2Ba	0.0565gydF4y2Ba	0.3714gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	0.12gydF4y2Ba	0.17gydF4y2Ba		0.15gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	0.11gydF4y2Ba	0.15gydF4y2Ba
醋酸/丙酸比gydF4y2Ba	200gydF4y2Ba	4.21gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	3.98gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba		4.10gydF4y2Ba	0.081gydF4y2Ba	< 0.001gydF4y2Ba	0.0067gydF4y2Ba	0.0297gydF4y2Ba
	400gydF4y2Ba	4.14gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba	3.50gydF4y2BabgydF4y2Ba		3.82gydF4y2Ba
	的意思是gydF4y2Ba	4.18gydF4y2Ba	3.74gydF4y2Ba

表4。gydF4y2Ba灭菌灯和臭氧灯辐照木粉(MWP)对gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵48小时(实验4)gydF4y2Ba

数值表示与空白样品孵育的唯一混合瘤胃液中浓度的变化，以及扫描电镜(n=5只动物)的平均值。gydF4y2Ba

^1gydF4y2Ba用紫外灯处理的MWP作为底物进行瘤胃发酵。gydF4y2Ba

^2gydF4y2Ba总挥发性脂肪酸浓度包括乙酸酯、丙酸酯和丁酸酯等主要短链脂肪酸，以及异丁酸酯、戊酸酯、异戊酸酯、己酸酯等次要短链脂肪酸。gydF4y2Ba

^{得了gydF4y2Ba}没有相同上标字母的短链脂肪酸的平均值显著不同，gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05。gydF4y2Ba

数值代表SEM的平均值(n=5)。gydF4y2Ba

^1gydF4y2Ba以臭氧灯处理的MWP为底物进行瘤胃发酵。gydF4y2Ba

^{得了gydF4y2Ba}短链脂肪酸的平均值或不具有相同上标字母的醋酸酯与丙酸酯的比值显著不同。gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05。gydF4y2Ba

实验四:不同微粉木粉在紫外灯和臭氧灯照射下的瘤胃发酵gydF4y2Ba

在本实验中，由于空白(基础)挥发性脂肪酸浓度在个体动物之间存在很大差异，因此通过挥发性脂肪酸浓度的变化来估计瘤胃发酵，挥发性脂肪酸浓度的变化与未添加微粉木粉的混合瘤胃液的值存在差异。总的来说，紫外线治疗和剂量之间没有显著的相互作用。臭氧灯照射木粉后，与添加原木粉的对照组相比，总挥发性脂肪酸(包括次要短链脂肪酸)浓度显著升高(P<0.05)。此外，导致总挥发性脂肪酸浓度升高的主要短链脂肪酸是乙酸(P<0.05)和丙酸(P<0.001)，而不是丁酸盐。然而，用灭菌灯(254 nm紫外光)照射的微粉木粉对总挥发性脂肪酸或主要短链脂肪酸的浓度没有影响。因此，在刺激瘤胃发酵中挥发性脂肪酸的产生方面，臭氧灯处理的微粉优于灭菌灯处理的微粉。gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

在木本资源中，据报道，饲喂木屑可提高阉牛和羔羊的增重[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]和小母牛[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。然而,El-SabbangydF4y2Ba等gydF4y2Ba。［gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba报道称，橡木锯末对阉牛瘤胃液中挥发性脂肪酸的产生没有贡献gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba因为木屑相对于微粉木粉具有更大的粒度。木屑会间接起到预防胃肠道异常的粗饲料代用品的作用[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。在植物细胞壁中，纤维素受到木质素的保护[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。木质纤维素缺乏可发酵性可归因于颗粒大小，如木屑，或木质素的交联。在本研究中，证实了细木粉可以促进挥发性脂肪酸的产生gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba瘤胃发酵。这一效应与我们的同伴文章(滨野gydF4y2Baet al .,gydF4y2Ba提交)。然而，挥发性脂肪酸的生产能力仍然很小，颗粒尺寸小于100µm的木粉并不是影响其瘤胃发酵的重要因素。gydF4y2Ba

植物细胞壁的消化依赖于由细菌、原生动物和真菌组成的瘤胃微生物。众所周知，瘤胃的纤维素分解活性受到不同种类微生物的影响[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba，gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。在gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba单一栽培,李gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba27gydF4y2Ba报道说，真菌比细菌更容易消化植物细胞壁。此外，这种活性将被木质素的交联发展所抑制[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。目前的结果表明，微粉木粉的瘤胃发酵依赖于瘤胃微生物的纤维素分解活性和木质素的存在之间的相互关系，即使微粉木粉的粒度被减小以增加全息纤维素的暴露程度。gydF4y2Ba

实验2中，微粉木粉经甲醇处理后，挥发性脂肪酸产量呈剂量依赖性明显提高。因为甲醇可以溶解和部分去除木质纤维素中的木质素[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]，降低木粉中的木质素浓度可增强瘤胃微生物对微粉木粉的纤维素分解活性。此外，本研究发现丙酸的生产对甲醇处理的微粉木粉的发酵很敏感，导致乙酸与丙酸的比例降低。虽然导致甲醇处理的微粉木粉丙酸产量增加的机制尚不清楚，但挥发性脂肪酸组成的改变是一种有趣的特征性反应。如果从微粉木粉中去除木质素，瘤胃微生物的纤维素分解活性可能会被激发，从而刺激丙酸的产生。gydF4y2Ba

甲醇处理微粉木粉刺激挥发性脂肪酸的产生。事实上，使用溶剂去除木质素等木质物质，但保留纤维素，会额外增加微粉木粉生产的劳动力和成本，因为甲醇处理的微粉木粉需要过滤、洗涤和干燥等过程。在实验3中，用臭氧灯照射微细木粉以检测木质素的分解。据报道，木质纤维素暴露在臭氧中会分解成木质素[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba29gydF4y2Ba]。由于制备中将微粉木粉暴露在灭菌灯(254 nm)和臭氧气体下的混合是手动进行的，因此在本研究中木质素的分解可能不够充分。事实上，由于本研究没有确定木质素的化学变化，臭氧灯照射是否诱导了微粉木粉中木质素的氧化分解尚不清楚。gydF4y2Ba

因此，臭氧灯制备对微粉木粉发酵生产挥发性脂肪酸是有效的(实验3)。木质素的化学变化可能是刺激瘤胃微生物纤维素分解活性的原因。此外，该研究证实，臭氧灯照射微细木粉在加速挥发性脂肪酸生成方面优于紫外线灯(254 nm)(实验4)。在两种紫外线波长的组合中，254 nm的紫外线将通过臭氧分解作用刺激活性氧(自由基)的产生[gydF4y2Ba29gydF4y2Ba]。因此，由波长为254 nm和185 nm的紫外组成的臭氧灯将有效地引发木质素的光化学分解。然而,CoguletgydF4y2Ba等gydF4y2Ba。［gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]报道，在340 nm的UV-A照射下，白云杉茎能够降解木质素。如果采用不同UV-A波长的组合对微粉木粉进行预处理，微粉木粉瘤胃发酵过程中瘤胃微生物的纤维素分解活性可能会加快。gydF4y2Ba

总的来说，在挥发性脂肪酸的生产中，木粉微粉诱导的主要发酵产物是醋酸酯和丙酸酯。此外，臭氧灯处理的微粉木粉对丙酸盐产量的刺激程度与甲醇处理的微粉木粉相同。这一特点可能会影响后续的gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba体内挥发性脂肪酸的代谢利用。相反，El-SabbangydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba表明细小的锯末能迅速通过小母牛的胃肠道。同样，我们报道了饲喂未经处理的微粉木粉对肉牛瘤胃液中总挥发性脂肪酸浓度没有影响(HamanogydF4y2Ba等gydF4y2Ba提交)。用臭氧灯处理微粉木粉是否会引起挥发性脂肪酸生产的快速发酵仍不确定gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba瘤胃液体。进一步gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba需要实验来阐明臭氧灯处理的微粉木粉的发酵动力学。gydF4y2Ba

另一方面，由日本雪松生产的微粉木粉的可接受性明显较低，因为它具有芳香的木质气味。在这方面，使用消毒灯(254 nm)和臭氧灯的紫外线照射完全去除了日本雪松独特的木材香气。这可能会提高牛对微粉木粉的接受度。gydF4y2Ba

总之,gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba微颗粒木粉中木质纤维素的瘤胃发酵与颗粒大小不完全相关。本研究发现，仅通过去除木粉中的甲醇溶性物质，就可以改善微粉木粉的瘤胃发酵。此外，在不需要润湿木粉的预处理中，用臭氧灯照射微粉木粉可以有效地促进发酵，促进挥发性脂肪酸的产生。因此，本研究表明，从木质化生物质中提取的微粉木粉有可能用作饲料，作为反刍动物直接生产挥发性脂肪酸的能量来源。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

这项工作得到了秋田县立大学校长推荐研究项目内部基金的支持。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

版权所有OAT。版权所有gydF4y2Ba
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