高寒植物中不同分子量单宁对牦牛体外瘤胃发酵甲烷产量的影响

【摘要】：本论文包括三部分实验。第一部分是筛选青藏高原缩合单宁(CTs)含量较高的植物。主要是采集天祝乌鞘岭地区8-10月份的5种高寒草甸植物(金露梅、珠芽蓼、藏沙棘、高山柳和高山绣线菊),采用Folin-Ciocalteu法和丁醇-盐酸法测定其中的总单宁和缩合单宁含量,筛选出缩合单宁含量最高的样品。在第二部分实验中,纯化和分离缩合单宁,采用排阻色谱法将各植物所含纯化缩合单宁按分子量从小到大分成5组(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ)。然后采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定各植物缩合单宁不同组分的分子量大小。第三部分试验是以燕麦干草为底物,添加从5种植物纯化提取的缩合单宁以及不同分子量的各组分缩合单宁,利用牦牛瘤胃液进行体外发酵试验,并测定发酵液总产气量、甲烷产量、pH值、氨态氮含量,以及残渣的干物质和中性洗涤纤维降解率。观测不同分子量大小的缩合单宁对瘤胃发酵参数和甲烷产量的影响,并结合发酵参数推断其参与瘤胃发酵的反应过程,进一步探究缩合单宁参与瘤胃生态环境调控的作用机理。试验结果如下： 1、金露梅、珠芽蓼、藏沙棘、高山柳和高山绣线菊是富含单宁以及缩合单宁的高寒植物,在8、9、10月中8月份单宁含量较高,且随着月份推移含量降低,各月份之间含量差异显著(P0.05)。缩合单宁含量最高(4.79%DM)的是9月份的藏沙棘,最低者为10月份的高山绣线菊(1.18%DM)。根据5种植物总单宁和缩合单宁含量确定其8月份样品进行下一步分析实验。 2、不同植物样品提取的纯化缩合单宁之数均分子量间差异显著(P0.05)。其中,金露梅样品的纯化缩合单宁数均分子量(1926.5Da)和重均分子量(4081.6Da)最大。重均分子量从大到小排序为金露梅藏沙棘珠芽蓼高山柳高山绣线菊。高山绣线菊纯化缩合单宁的数均分子量(1390.9Da)和重均分子量(2284.3Da)均最低。 3、从同一植物样品中分离出的不同组分CTs的分子量大小亦差异显著(P0.05)。除金露梅样品V组分的CTs大于4000Da外,其余各组CTs分子量均介于500Da到4000Da之间。 4、不同植物样品纯化CTs对总产气量和甲烷产量之影响差异显著(P0.05)。金露梅、珠芽蓼和藏沙棘对总产气量和甲烷产量的抑制作用较明显,其中,金露梅产对甲烷产量抑制作用最大,珠芽蓼次之,高山绣线菊最小。不同分子量CTs对体外瘤胃发酵液pH值、干物质降解率影响作用不显著(P0.05)但对瘤胃发酵液的总产气量、甲烷产量、氨态氮含量和残渣中性洗涤纤维降解率具有显著的抑制作用(P0.05),即CTs分子量大小与上述参数之间呈显著负相关,相关系数r2分别为0.75,0.64,0.77,0.81。分子量最大的金露梅V组分CTs(4331.9Da)对总产气量和甲烷产量的抑制作用最大(P0.05),其中,与对照燕麦相比抑制了79.8%的甲烷产生,反之最低分子量的CTs组分对总产气量和甲烷产量作用不明显。 【关键词】：缩合单宁 分子量 甲烷 高寒植物 牦牛
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S823.85
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 论文中所用的缩略符号7-11
• 引言11-13
• 一 综述13-26
• 1.1 植物单宁的研究进展13-18
• 1.1.1 单宁的定义和分类13-14
• 1.1.2 单宁的资源分布14-16
• 1.1.3 单宁的分析16-18
• 1.2 瘤胃甲烷生成过程和影响因素18-20
• 1.3 植物单宁对反刍动物健康以及甲烷产生的影响20-25
• 1.3.1 单宁对动物生产性能的影响20-21
• 1.3.2 单宁对动物健康的影响21-22
• 1.3.3 缩合单宁对反刍动物蛋白质消化的影响22
• 1.3.4 单宁对瘤胃甲烷生成的影响22-23
• 1.3.5 缩合单宁对瘤胃甲烷细菌的影响23-25
• 1.4 本研究的目的与意义25-26
• 二 材料与方法26-35
• 2.1 试验点自然概况26
• 2.2 实验材料26-27
• 2.3 样品的分析27-31
• 2.3.1 样品粗蛋白的测定27
• 2.3.2 中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的测定27
• 2.3.3 干物质和灰分的测定27
• 2.3.4 总单宁的测定27-28
• 2.3.5 缩合单宁的测定28-29
• 2.3.6 缩合单宁的纯化29-30
• 2.3.7 排阻色谱法分离纯化的CTs30-31
• 2.3.8 用凝胶参透电泳法(GPC)测定各级分单宁分子量31
• 2.4 体外发酵实验材料和仪器31-33
• 2.4.1 试验供体31-32
• 2.4.2 体外发酵试验装置32
• 2.4.3 所需溶液的配置32-33
• 2.5 试验设计33
• 2.6 试验操作和样品采集33-34
• 2.6.1 分装步骤33
• 2.6.2 气样的采集33
• 2.6.3 发酵液及剩余物的采集33-34
• 2.6.4 气样分析34
• 2.6.5 发酵液氨态氮的测定34
• 2.7 数据处理与分析34-35
• 三 结果和分析35-42
• 3.1 样品中的常规成分35-36
• 3.2 样品中酚类含量36-37
• 3.3 各级分质量分数37
• 3.4 菜籽壳中各单宁级分的分子量测定37-38
• 3.5 发酵产气情况38-39
• 3.6 发酵参数39-42
• 四 讨论42-48
• 4.1 植物营养成分42
• 4.2 酚类物质含量42-43
• 4.3 植物单宁各级分子量43-44
• 4.4 体外发酵产气量44-45
• 4.5 体外发酵产甲烷量45-46
• 4.6 发酵液pH值和氨态氮含量46-47
• 4.7 干物质降解率以及中性洗涤纤维降解率47-48
• 五 结论48-49
• 参考文献49-54
• 在学期间学术成果54-55
• 致谢55

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