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氢鲜山羊也快有了!
来源:氢分子产业网 发表时间:2017-12-22 15:07:59 阅读:1194

中国科学院长沙亚热带农业生态研究所王敏博士等研究发现,给山羊服用可产生氢气的金属镁,能增加山羊胃内氢气的产生,连续28天服用金属镁对山羊胃内细菌组成和代谢特征产生了显著影响,其中真菌数量减少产甲烷菌增加,挥发性脂肪酸显著减少,甲烷释放相对增加。
这一研究提示,氢气对山羊这种反刍动物的代谢可以产生影响,这种影响可能是通过胃内细菌组成和代谢特征发挥作用的。文章刚刚发表在British Journal of Nutrition。

氢气生物学研究中一种效应途径可能是通过胃肠道菌群的改变发挥疾病治疗和健康促进作用,虽然现在相关研究的证据比较少,但这种效应存在的可能性非常大。许多老年便秘患者饮用氢水后取得了非常好的效果,作为许多细菌的代谢产物和能量物质,氢气必然会对细菌产生调节作用,呼吸氢气似乎对胃肠道的作用比较弱也提示氢水对胃肠道菌群影响具有特异性。这些相关证据提示氢水可能对胃肠道菌群产生影响,这种影响可能是对许多肠道菌群相关疾病产生作用的基础。目前发现,肠道菌群和肥胖、糖尿病、动脉硬化、高血压、帕金森病等存在密切关系,氢气对肠道菌群的作用可能是氢水有利于这些疾病康复的重要因素。对山羊和牛的研究虽然不能直接转化应用于人类,但是这种现象可能存在类似性,至少对深入研究氢水和肠道菌群相互关系提供旁证,因此这类研究值得氢气医学研究学者的重视。
碳水化合物在牛羊的瘤胃细菌、原生动物和真菌发酵后,可变成挥发性脂肪酸、二氧化碳和氢气。这种发酵产生的挥发性脂肪酸是宿主牛羊的主要能源来源,乙酸和丙酸能变成脂肪和葡萄糖。氢气的主要消费者是产甲烷古菌,产生甲烷是瘤胃发酵的终产物,因此氢气在瘤胃液中的分压可以比较低。甲烷生成受到抑制时氢气浓度增加,可能会阻碍电子传递效率抑制氧化还原过程影响发酵和纤维素消化。
氢气不仅是细菌制造甲烷的原料,也参与多种挥发性脂肪酸的产生。不同浓度的氢气可能在挥发性脂肪酸产生代谢过程中发挥不同作用。例如,1个葡萄糖发酵为醋酸能释放4个电子对,这些电子大多数能转移到质子形成氢气。葡萄糖发酵为丙酸也会产生氢气和氢原子。当动物从纤维转向淀粉类食物,或瘤胃甲烷生成受到抑制时,氢气消耗减少,瘤胃液中溶解氢气量相应增加,根据化学计量学分析,发酵主要产物是从醋酸转变成丙酸。
直接添加氢气的体内体外研究结果发现,醋酸和丙酸比例并不符合理论推测。在培养情况下,Broudiscou等发现,在培养基上层气体中加入0.5-1kpa(0.5-1%)氢气对乙酸和丙酸生产的影响决定于培养液类型,在纤维基质培养液,培养气体加入氢气能增加乙酸并减少丙酸产生。Patra和Yu也发现,氢气能导致丙酸水平下降。乔等发现,培养气体增加氢气可增加醋酸,减少丙酸产生。奶牛瘤胃中注射氢气并没有导致总挥发性脂肪酸改变。
本研究主要是观察给山羊服用金属镁诱导胃内产生氢气,观察增加瘤胃液体溶解氢气对瘤胃发酵和微生物群落的影响。随机将20只山羊分为两组均10只,一组为对照组在饲料中添加1.45%氢氧化镁,另一组为实验组在饲料中添加0.6%金属镁粉(可以产生氢气),连续这样的饲料喂养28天后,采集动物粪便、瘤胃内容测定发酵终产品和微生物组,并测定氢气和甲烷释放量。结果发现,两组动物瘤胃镁离子浓度接近。与氢氧化镁添加对照组相比,金属镁添加组在服用2.5小时后瘤胃内溶解氢气增加了180%(p<0.001),总挥发性脂肪酸浓度减少8.6%(p<0.001),醋酸:丙酸比例减少11.8%(p<0.03),真菌拷贝数量显著下降63.6% (P=0.006),丙酸摩尔百分比增加11.6%(p<0.001),产甲烷菌拷贝数量显著增加47.9%(p<0.001),溶解甲烷增加35.6%(p<0.001),甲烷排放增加11.7%(p=0.03)。
整体上两组细菌组成类似,瘤胃溶解氢气与醋酸摩尔比例和真菌拷贝数量都呈负相关(p<0.05),与丙酸摩尔百分比和产甲烷菌拷贝数量呈正相关(p<0.05)。
结果提示,给山羊补充金属镁能增加瘤胃溶解氢气,抑制瘤胃发酵,提高甲烷生成,甲烷产生似乎从醋酸发酵途径转移到丙酸,微生物群真菌数量减少,产甲烷菌数量增加。
氢气的医学生物学意义十分重大,氢气不仅对人类疾病治疗可以产生神奇效果,氢气对植物生长和动物营养也都有很大作用。随着氢气生物医学研究的深入,氢气应用将不断从实验室走向临床,走进大地,走进畜牧水产养殖业,氢气不仅是健康品,也是美好生活的基本组成。

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