• خانه
  • مقالات علمی
  • آیا چربی ها باعث کاهش میزان تولید گاز متان توسط نشخوارکنندگان می شوند؟ مقاله مروری

آیا چربی ها باعث کاهش میزان تولید گاز متان توسط نشخوارکنندگان می شوند؟ مقاله مروری

 در سال های اخیر، گاز متان به دلیل تاثیراتش بر گرم شدن کره زمین  و تغییرات آب و هوایی، یکی از موضوعاتی است که بیشترین تحقیقات و بحث در مورد آن انجام گرفته است. تقریبا 60 تا 65 درصد تولید متان با دخالت مستقیم بشر صورت می گیرد.با توجه به اینکه نیمی از متان تولیدی از طریق پرورش دام تولید می شود، تولید کنندگان و متخصصین تغذیه علاقه خاصی به این موضوع دارند. روش های بیوتکنولوژی و ایمونولوژیک و همچنین اصلاح نژاد دام ها می توانند باعث کاهش تولید متان در دستگاه گوارش نشخوارکنندگان شوند، اما هنوز این روش ها کاربردی نشده است. به همین دلیل، استراتژی‌های تغذیه‌ای که کاربردی‌تر و ساده تر باشند، در حال مطالعه بوده تا راندمان بالاتری از خوراک خورده شده استفاده شده و  تولید جهانی متان کاهش یابد.

افزودن چربی به رژیم غذایی دام میزان مصرف کربوهیدرات ها را کاهش خواهد داد. مشخص شده است که مکمل چربی می تواند تعداد پروتوآزها را کاهش دهد، در حالی که برخی از اسیدهای چرب اشباع نشده با متانوژن ها برای گرفتن هیدروژن رقابت می کنند. بنابراین در مورد چربی ها، دانه های روغنی و اسیدهای چرب تحقیقات زیادی انجام شده است تا مشخص گردد  آیا این مواد می توانند تولید گاز متان را در عمل کاهش دهند.در بسیاری از این مطالعات دیده شده است که برخی از چربی های خاص و اسیدهای چرب در کاهش متن موثرتر می باشند، ولی هنوز برای دست یابی به جیره مناسب و مکمل چربی یا اسیدهای چرب مطلوب تحقیقات زیادی لازم است.

 تولید متان توسط نشخوارکنندگان

معمولاً تولید متان از دام ها به دو صورت انجام می‌شود، در حالت اول متان توسط تجزیه کود حیوان به طور طبیعی تولید می شود(متان با منشأ مدفوعی). در حالت دوم از تخمیر بی هوازی مواد آلی در شکمبه نگاری و روده بزرگ توسط باکتری آرک ها تولید می شود ( متان با منشأ داخلی). مشخص شده است که 6 تا 12 درصد انرژي خام خوراكها به متان تبديل می شود (جانسون و جانسون 1995). متان همچنین به روش های غیر مستقیم از قبیل فرایندهای تولید خوراک دام، سوخت های مورد استفاده در کارخانجات خوراک دام، فراوری محصولات به دست آمده و استفاده از کودهای تولید شده در تولید محصولات کشاورزی ایجاد می شود.

کاهش میزان تولید متان از طریق کاربرد مواد آنتی متانوژنیک

عوامل متعددی مانند مصرف خوراک، نوع کربوهیدرات مورد استفاده در جیره، روش های فراوری خوراک، افزودن چربی یا یونوفورها به جیره و تغییر میکرو ارگانیسم های شکمبه همگی می توانند بر تولید متان در گاوها تاثیر بگذارند( جانسون و جانسون 1995). مشخص شده است که تولید متان در دستگاه گوارش دام می تواند با روش هایی مانند کاهش مقدار دیواره سلولی در جیره، استفاده از چربی، افزودن اسید های چرب و دانه های روغنی جیره، اضافه کردن موننسین به خوراک، استفاده از ساپونین، تانن، اسانسهای گیاهای، و اسیدهای آلی و از بین بردن پروتوزوای شکمبه کاهش یابد ( Monteny et al. 2006).

ادعا شده است که بین مصرف ماده خشک و تولید متان توسط گاوها یک رابطه خطی وجود دارد؛ به شکلی که وقتی مصرف ماده خشک افزایش پیدا می کند تخمیر ماده آلی در شکمبه نیز افزایش می یابد و مقدار اسید های چرب فرار (VFA) و گازهای تولیدی در شکمبه نیز افزایش می یابد(Bannink et al. 2010). علاوه بر این، وقتی مقدار کربوهیدرات قابل هضم در جیره دام ها افزایش می یابد، تولید متان نیز متعاقب آن افزایش خواهد یافت [Beauchemin و همکاران 2007]. با این وجود اعتقاد بر این است که حتی در بین گونه های حیوانی مشابه نیز ممکن است از لحاظ تولید متان تفاوت هایی وجود داشته باشد و این تفاوت ممکن است مربوط به ویژگی های ژنتیکی حیوان و مدت زمان باقی ماندن خوراک در دستگاه گوارش حیوان باشد ( کلارک 2013).

 اسیدهای چرب بر تولید گاز متان در شکمبه اثر میگذارند

 استفاده از اسیدهای چرب یا مکمل چربی

استفاده از اسیدهای چرب، چربی، یا دانه های روغنی در جیره ها برای کاهش مقدار متان تولیدی به روش های دیگر ترجیح داده شده است. برخلاف مواد شیمیایی مورد استفاده، چربی ها ریشه طبیعی دارند، تولید انرژی می کنند و پروفایل اسید چرب گوشت و شیر را تغییر می دهند، باعث افزایش استفاده از مواد مغذی محلول در چربی شده، از تولید گرد و غبار در خوراک جلوگیری نموده و سبب بهبود طعم خوراک می شوند. در سال های اخیر محققان مطالعاتی را برای تعیین مقدار تولید گاز متان از جیره هایی که از نظر اسیدهای چرب امگا 3 و امگا 6 متعادل شده بودند را انجام داده اند. در نتیجه مشخص شد که اضافه کردن 2٪ روغن ماهی به جیره گاوهای شیرده می تواند باعث کاهش تولید متان در آنها شود ]ناشناس 2009[. در تحقیق دیگری که در فرانسه انجام شد، مشاهده شد که تغذیه دام با جیره ای که  از نظر اسیدهای چرب امگا 3 و امگا  6 متعادل است، تولید متان را تا 20 درصد کاهش می دهد. [Lomas 2013].

 شکل روغن و روش های استخراج روغن از دانه های روغنی بر میزان تولید متان اثر می گذارند.

بر این اساس، در یک تحقیق انجام شده توسط Getachew و همکارانش در سال  2001 ، نشان داده شد که چربی های اضافه شده به جیره در شکل تری گلیسیرید باعث تغییر جمعیت میکروبی شکمبه می شوند، اما بر رشد میکروب ها و هضم سلولز تاثیر نداشتند. با این حال، نمک های پتاسیم چربی ها اثر منفی بر تخمیر در شكمبه اثر گذاشتند. در تحقیق دیگری که با گیاهان معطر دارویی انجام شد مشاهده شد که چربی های این گیاهان سبب کاهش تولید آمونیاک و تعداد باکتری های آرک ها در شکمبه می گردند. اسانس پونه کوهی به میزان 87 درصد تولید متان را کاهش داد ولی روی تخمیر در شكمبه و هضم مواد مغذی نیز تأثیر منفی گذاشت (Patra and Yu 2012).

 

  نتیجه گیری

محققان متعددی به بررسی اثرات چربی ها و اسیدهای چرب بر روند تخمیر در شکمبه و تولید متان طی بیست سال گذشته  پرداخته اند. دلیل این توجه نگرانی های محیط زیستی و نیاز به بهبود راندمان مصرف انرژی در نشخوارکنندگان  بوده است. با این حال، هنوز به مطالعات  بیشتری بر روی موجودات زنده  برای  ارزیابی اثرات چربی ها روی تولید متان و عملکرد حیوانات نیاز است.

در کنار جمعیت جهان که به سرعت در حال رشد است، پیشرفت های جدید در تولید (حیوانات / گیاهان) و روش های فرآوری های آنها متاسفانه در برخی موارد عواقب منفی داشته است. ما با مشکلات حادی مانند بحران انرژی، تغییرات آب و هوایی و گرمایش جهانی به خاطر فشار بیش از حد به محیط طبیعی مواجه هستیم. تعیین علل و اصلاحات لازم برای به حداقل رساندن اثرات منفی فرایندهای تولیدی ما در محیط زیست بسیار مهم است. با استفاده از چربی ها، اسید های چرب و روغن های گیاهی در غذاهای نشخوارکنندگان میزان تولید متان در کره زمین می تواند کاهش یابد بدون اینکه تولید حیوان تحت تأثیر قرار گیرد.

 با این حال، بایستی خاطرنشان کرد که وجود مواد خشبی با کیفیت پایین در جیره، میزان چربی اضافه شده به خوراک، طول زنجیره چربی و درجه غیر اشباع بودن آن، ساختار خوراک کنستانتره و محتوای چربی آن همگی معیارهای مهمی هستند که باید مشخص شوند. علاوه بر این، ما هنوز پایدار بودن اثر چربی ها و اسیدهای چرب بر کاهش متان را نمیدانیم، بنابراین این موضوع باید مورد بررسی دقیق قرار گیرد.

از سوی دیگر، برنامه های مدیریتی مانند کاهش متان از طریق انتخاب ژنتیکی در گله، استراتژی های تغذیه، بهبود کیفیت گراس ها، مراتع و دیگر منابع خوراکی می توانند همگی موجب کاهش میزان تولید متان شوند. در این زمینه، پرورش دهندگان می توانند تغییراتی که در جیره ها ایجاد کنند تا حدود 30%  تولید متان را کاهش دهند. با این حال، نکته مهم در اینجا این است که این روش ها چه تأثیری روی تولید حیوانات خواهند داشت، چرا که اگر استفاده از آنها از لحاظ اقتصادی توجیه نداشته باشد، پرورش دهندگان آنها را قبول نخواهند کرد چرا که لازم است پرورش دهندگان تولیدی مقرون به صرفه داشته باشند.