CN103026225B

CN103026225B - 由用于生产肉的反刍动物产生的甲烷量的评估方法

Info

Publication number: CN103026225B
Application number: CN201180032028.8A
Authority: CN
Inventors: P·韦尔; G·谢诺; A·居林
Original assignee: Valorex SAS
Current assignee: Valorex SAS
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: ES2473270T3; FR2961907A1; BR112012033681A2; AR081693A1; US20130167617A1; WO2012130340A1; EP2588855B1; EP2588855A1; FR2961907B1; CA2803873A1; CN103026225A

Abstract

本发明涉及由用于生产肉的反刍动物产生的甲烷量的评估方法，所述反刍动物例如是牛科动物，即为了销售肉而饲养且屠宰的动物。所述方法的特征在于其包括确定从死的反刍动物移除的参考组织即肌肉或脂肪组织中包含的至少一种脂肪酸（FA）的量（以g FA/Kg组织计）并使用公式计算甲烷量（以g CH₄/Kg动物肉计），所述公式是FA的所述量和所述动物的类别、年龄和重量的函数，其中后三个指标在屠宰时确定。

Description

由用于生产肉的反刍动物产生的甲烷量的评估方法

技术领域

本发明涉及一种使用肉脂类的脂肪酸组合物确定在以肉为目的而饲养的反刍动物的饲养过程中产生的甲烷量的方法。

背景技术

甲烷是涉及全球变暖的温室气体。

其全球暖化潜势（Pouvoirréchauffant）是二氧化碳的21倍。由此，据专家称，甲烷占导致全球变暖的所有温室气体的20%。

这些甲烷的一半来自农业（全球温室气体的10%）。

另外，大多数农业源的甲烷（在欧洲为70%）为家畜在其消化过程中排放的肠道甲烷。

在法国，98%的这种肠道甲烷来源于反刍动物。

实际上，反刍动物发酵过程产生高甲烷排放。

约一半这种来自反刍动物的肠道甲烷来自奶牛，另一半来自饲养的牧群，尤其是用于生产肉的牧群。

由此，许多专家呼吁减少消耗反刍动物的肉（主要是牛肉），而另一些专家呼吁排放更少甲烷的生产方式。

为了使得排放更少甲烷的生产方式有效，需要使得甲烷测量方法与该生产方式相关联。

根据生产的类型，生产每千克肉所排放的甲烷量可以从1变化到6。

用于确定这种每千克肉产生的甲烷量的现有方法难以实施。

这些方法实际上基于被证明为不可能系统地建立的实验性农场中的测量（量热室方法，使用六氟化硫间接测量）。

其他方法使用推算公式，精确地说，这些公式包括大量针对产肉动物的个体数据，例如其年龄，其生长率，其体重、其一生中消化的给养量以及在其生命各个阶段的这些给养的组成。

在迄今为止的所有情况下，没有生产肉的动物的精确数据不可能知晓在生产每千克肉的过程中排放的甲烷量。

本申请人已经申请了法国专利（0854230），该专利涉及利用将牛奶的脂肪酸组合物联系到甲烷生产的快速方法来确定来自奶牛的每升牛奶产生的甲烷的方法。

关于此点，有关奶牛的问题相对简单，因为在母牛每天排放的甲烷量和牛奶中每天存在的脂肪酸量之间存在直接联系。

另外，牛奶的样品取自性能已知的活体动物。

因此，如今仍然存在对于确定肉的所谓“甲烷足迹”以及由此指导制造商使用尊重有关全球变暖的限制的方法的未被满足的需求。

发明内容

本发明旨在满足该需求。

由此，本发明涉及由肉反刍动物产生的甲烷量的确定方法，该肉反刍动物例如是牛科动物，亦即为了销售其肉饲养且随后屠宰的动物，该方法的特征在于其包括测量在所述反刍动物死后从中取样的参考组织即肌肉或脂肪组织中所包含的至少一种脂肪酸（FA）的量（以克脂肪酸/千克组织计），根据公式计算所述甲烷量（以克CH₄/千克动物肉计），该公式是所述FA的所述量和所述动物的类别、年龄和重量的函数，其中后三个指标在屠宰所述动物时确定。

由此，凭借这种方法，仅通过知道几个要素就能够快速地、便宜地且系统地测量肉的“甲烷足迹”，这些要素是：

-所述组织的来源动物的年龄及其类别（公牛（bouf）、小母牛（génisse）、母牛（vache）等），

-来自所述动物的组织样品（例如背最长肌（longissimus dorsi）肌肉的样品）。

所述动物的年龄总是出现在伴随肉屠体的可溯性数据中。

该组织样品被用于测量所述样品的脂类中的至少一种脂肪酸的含量。

应当注意，许多参考工作将反刍的甲烷生成机制联系到反刍的肝脏和脂肪组织中的脂肪生成。

另外，可以得到将以其肉为目的饲养的动物的生产方式（饲养种类和给养的组成）联系到肉的脂类组合物的实验性数据，特别地，数据涉及：

i.通过醚类萃取样品中脂类的百分比；

ii.通过气相色谱法或其他方法测量所述脂类的脂肪酸分布。

最后，使用数据库从某些主要的脂肪酸推算少量脂肪酸的含量，并推算反刍动物肉或脂肪组织的样品中的脂肪酸的分组。

根据本方法的其他有利的和非限制性的特征：

-根据如下公式计算所述量：

CH₄（g/kg动物肉）=[[[（以月计的年龄）*系数1]+系数2]*1000*脂类含量（以%计）*FA含量（以全部脂类的%计）]*1000/动物重量（kg肉），

其中：

-系数中系数1和系数2是这样的数值，其值是参考组织的性质和动物的类别的函数；

-所述参考组织是背最长肌肌肉；

-通过直接分析该参考组织对FA量进行所述测量；

-通过分析另一组织对FA量进行所述的测量，随后通过推算公式推知所述参考肌肉的FA量；

-所述FA是十六烷酸（C16:0）；

-所述另一组织选自胁肌（Bavette）、裙肌（hampe）和黄瓜条肉（rondde gite），背最长肌中的十六烷酸的量（C16:0_LD）由如下公式中的一个给出：

C16:0_LD=0.884*C16:0_胁肌+2.240（r²=0.855，n=48，p<0.001）;

C16:0_LD=1.053*C16:0_裙肌+1.076（r²=0.78，n=67，p<0.001）；

C16:0_LD=0.948*C16:0_黄瓜条肉+2.095（r²=0.70，n=25，p<0.001）；

在公式中：

C16:0_胁肌、C16:0_裙肌和C16:0_黄瓜条肉是相应组织的十六烷酸含量，r是相关系数，n是测试的样品数，以及p是显著性水平；

-所述FA与十六烷酸不同，但与十六烷酸密切关联，其中显著性

水平（p）小于0.01；

-所述系数1和系数2具有如下值：

	系数1	系数2
			小牛（Jeune bovin）	1.511±0.506	-13.782±5.0615
小母牛	0.555±0.1905	-4.807±1.907
			公牛	0.885±0.278	-7.522±2.779
带仔母牛（Vache allaitante）	0.582±0.235	0

-所述系数具有如下值：

	系数1	系数2
			小牛	1.507	-13.792
小母牛	0.556	-5.108
			公牛	0.8848	-7.552
带仔母牛	0.582	0.000

在整个本申请中，以下术语定义如下：

-小母牛：没有生产过幼崽的雌性；

-带仔母牛：生产过至少一头幼崽的雌性，且其牛奶用于喂幼崽；

-小牛：未被阉割的小于2岁的雄性；

-公牛：阉割过的大于2岁的雄性；

具体实施方式

通过考虑如下某些实施方案的详细说明将显示本发明的其他特征和优点。

以其肉为目的而饲养的反刍动物（特别是牛科动物）的具体问题如下。

在反刍过程中，出现在反刍动物饲料中的碳水化合物由出现在瘤胃中的微生物种群发酵。

来自饲料的植物多糖被分解成单糖，单糖随后随着有机酸（挥发性脂肪酸，或VFA）、氢和二氧化碳的产生而被发酵。

两条主要路径在瘤胃中并存：

i.导致生成乙酸（因有两个碳原子而简写成C2）和丁酸（因有四个碳原子而简写成C4）的路径。

此发酵路径产生氢。

由此产生的氢随后在反刍动物打嗝时主要以甲烷（CH₄）的形式被排出。

ii.导致生成丙酸（因有三个碳原子而简写成C3）的路径。

相反地，此路径消耗存在于瘤胃中的氢。

由此，甲烷的产生是与在多胃动物的瘤胃中的微生物发酵过程相关的生理现象。

长久以来，人们知晓这两条路径的平衡随着动物饲料的变化而有很大变化。由此，动物饲料的组成促进不同的发酵路径：

-消耗氢，由此在C3路径中减少甲烷产生；

或者

-产生氢，由此在C2和C4路径中用于甲烷产生。

必须考虑饲料的许多特征以推算向C2和C4路径或向C3路径的取向。这些特征的实例包括饲料的纤维含量、浓度量、纤维素含量、淀粉含量、脂类含量等。

在存在于反刍动物饲料中的脂类中，n-3或ω-3族的α-亚麻酸（术语：C18:3n-3）的多不饱和脂肪酸占有特殊位置，这是由于如下数个原因：

-其是放牧的草料的主要的脂肪酸（春草中高达70%的脂肪酸）。

-其对于瘤胃中大多数氢化部分具有3不饱和现象（3insaturations），由此消耗由C2和C4路径产生的小部分氢，并产生生物氢化作用的中间化合物和硬脂酸（C18:0）。

-在饲料中其包含物的发酵取向向C3较多，向C2和C4较少。

-30多年中，大量的参考工作指出，在实验条件下（量热室），在饲料中的其包含物使反刍动物产生的甲烷量减少。

-这种减少甲烷的机制包括这种脂肪酸（和/或来自瘤胃中的生物氢化作用的一些该脂肪酸的衍生物）对涉及产氢并由此生成甲烷的第一步的某些瘤胃微生物的毒性作用。

-最后，ω-3α-亚麻酸是动物的所谓“必要”脂肪酸，因为其合成使用仅存在于植物界中的酶（δ-12和δ-15脱饱和酶）。如果在肉中发现这种FA，其必然来自饲料。

由此，如果在肉中发现这种脂肪酸（或其衍生物），其能够被视为阻止甲烷生产的饲料实践的标记，因为这些饲料实践以产氢的C2和C4路径和由此的CH₄路径为代价而促进氢消耗的C3路径。

脂肪生成是由前体合成脂类（尤其是脂肪酸），该前体在单胃动物中主要是碳水化合物，在反刍动物中主要是挥发性脂肪酸（VFA）乙酸（C2）。

由此，在以肉为目的饲养的反刍动物中脂类合成的必要要素是乙酸（C2），乙酸的反刍生产伴随CH₄的排放。

出现在反刍动物组织中的脂肪酸能够有两种来源，即：

-内生的，来自乙酸（C2）前体的脂肪生成产生脂肪酸的情况。这

些脂肪酸是饱和或单不饱和脂肪酸。

-外生的，脂肪酸来自饲料，并结合到甘油三酸酯或其他脂类部分

（磷脂类）。这些脂肪酸排他性地主要包括外生多不饱和脂肪酸

（由于没有动物具有合成它们所需要的酶）。

由此，C18:3n-3亚麻酸和乙酸（C2VFA）是甲烷生成和脂肪生成的机制的交汇点。

α-亚麻酸，由于其存在（或其ω-3衍生物）于反刍动物的脂类中，所以α-亚麻酸是其出现在饲料中并由此减少乙酸和甲烷的产生的标识。

因为在大多数饱和脂肪酸的合成中需要出现乙酸，又因为其生产总是伴随着甲烷生产。

十六烷酸主要得自来自C2前体的内生合成。内生的十六烷酸的量直接涉及乙酸前体的可得性，并由此涉及氢和随后甲烷的反刍生产。

由此，如果在饲料中α-亚麻酸（在反刍动物饲料中主要的脂肪酸）是占主要的脂肪酸，则减少肉的十六烷酸含量总是涉及减少甲烷排放。

反刍动物肉的脂类是：

-结构脂类，构成肌肉和其他器官的细胞膜；或

-储备脂类，出现在内部脂肪组织中的甘油三酸酯中（肉中的脂肪

纹路）或肌肉（或其他器官）的外部。

脂肪组织是动物的“能量储备”；由此，脂肪组织脂肪酸（FA）随着动物的年龄有规律地移动。来自饲料（经由C2内生）或来自外生来源的其他FA依次结合到脂肪组织。

在所有情况下，在给出的肌肉中出现的脂类的量反映内生的脂肪生成机制（由此生产C2以及随后的CH₄）的强度，而且也反映该动物的年龄和生活史（historique），即，其脂肪组织再生机制的强度。

出现在已知年龄的动物的肉中的脂肪酸的量和性质本身随着动物饲料的性质而变化。因此，其反映了该动物一生中甲烷的产量。

实施该方法的实例

当屠宰动物时，以标准化方式获取肉样品，例如在第六肋骨的肌肉的样品。

随后分析该样品以确定：

-其脂类含量；

-其全部脂类的脂肪酸分布。

通过对全部脂类的醚类萃取和对脂肪酸的气相色谱法来进行这种分析。

另外，标准可溯性数据将提供该动物的年龄、性别和品种。

由此得到如下数据（实例）：

动物1：背最长肌肌肉

动物种类：利穆赞（limousine）品种（肉用品种）的小牛。

年龄：17个月。

重量：400kg肉（=以kg计的屠体重量*以%计的肉产量）

样品的脂类含量：2.5%（以重量计）。

C16:0含量：25.0%（以全部FA计）。

随后，如下式计算排放的甲烷量：

CH₄（g/kg肉）=[[[（以月计的年龄）*系数1]+系数2]*1000*脂类含量（以%计）*C16:0含量（以全部FA的%计）]*1000/重量（kg肉）。

对于肉用品种的小牛，系数中系数1和系数2具有如下值：系数1=1.511，系数2=-13.782。

结果：CH₄（g/kg肉）=185g。

动物1：裙肌

动物种类：利穆赞品种（肉用品种）的小牛。

年龄：17个月。

重量：400kg肉（=以kg计的屠体重量*以%计的肉产量）

样品的脂类含量：7.5%（以重量计）。

C16:0含量：24.5%（以全部FA计）。

排放的甲烷量：

对于肉用品种的小牛：系数1=0.514，系数2=-4.70。

结果：CH₄（g/kg肉）=185g。

动物2：背最长肌肌肉

动物种类：利穆赞品种（肉用品种）的小牛。

年龄：17个月。

重量：400kg肉（=以kg计的屠体重量*以%计的肉产量）

样品的脂类含量：2.5%（以重量计）。

C16:0含量：23.0%（以全部FA计）。

排放的甲烷量：

对于肉用品种的小牛：系数1=1.511，系数2=-13.782。

结果：CH₄（g/kg肉）=170g。

动物2：裙肌

动物种类：利穆赞品种（肉用品种）的小牛。

年龄：17个月。

重量：400kg肉（=以kg计的屠体重量*以%计的肉产量）

样品的脂类含量：7.5%（以重量计）。

C16:0含量：22.5%（以全部FA计）。

排放的甲烷量：

对于肉用品种的小牛：系数1=0.514，系数2=-4.70。

结果：CH₄（g/kg肉）=170g。

根据测试和参考工作的数据，计算用于每一类别的动物和各肌肉的所述系数。

优选地，用于背最长肌肌肉的系数具有如下值：

	系数1	系数2
			小牛	1.511	-13.782
小母牛	0.555	-4.807
			公牛	0.885	-7.522
带仔母牛	0.582	0.000

对于裙肌，系数优选具有如下值：

	系数1	系数2
			小牛	0.5142	-4.700
小母牛	0.3356	-2.9042
			公牛	0.3011	-2.5596
带仔母牛	0.2671	0.000

作为实例，当检测的肌肉不是背最长肌且脂肪酸是十六烷酸时，使用的推算公式如下所示。所述其他组织可以选自胁肌、裙肌和黄瓜条肉，背最长肌中的十六烷酸的量（C16:0_LD）由如下公式中的一个给出：

-C16:0_LD=0.884*C16:0_胁肌+2.240（r²=0.855，n=48，p<0.001）；

-C16:0_LD=1.053*C16:0_裙肌+1.076（r²=0.78，n=67，p<0.001）；

-C16:0_LD=0.948*C16:0_黄瓜条肉+2.095（r²=0.70，n=25，p<0.001）；

公式中的C16:0_胁肌、C16:0_裙肌和C16:0_黄瓜条肉是相应组织的十六烷酸含量，r是相关系数，n是测试的样品数，以及p是显著性水平。

另外，下表1呈现了通过公式Y=aX+b计算所述肌肉中的十六烷酸的量的相关（推算）矩阵，在公式中，Y=C16:0（肌肉i），X=另一脂肪酸的量（相同的肌肉i）。此处，肌肉i是背最长肌。

表1

另外，在下表2至表4中给出了通过将公式Y=aX+b与从肌肉j的C16:0推测肌肉i的C16:0的公式结合而计算所述肌肉i中的十六烷酸的量的相关矩阵，在公式中，Y=C16:0（肌肉j），X=另一脂肪酸的量（相同的肌肉j）。

此处，肌肉i是背最长肌，肌肉j分别是胁肌、裙肌和黄瓜条肉。

表2

表3

表4

在本文的所有表格中，所使用的缩写具有如下意义：

SD：标准偏差

r：相关系数

p：统计的显著性水平

n：测试的个体数量

SFA：饱和脂肪酸

MUFA：单不饱和脂肪酸

PUFA：多不饱和脂肪酸

CLA：共轭亚麻酸

ALA： α-亚麻酸

LA：亚麻酸

Claims

1.一种由肉反刍动物产生的甲烷量的确定方法，该肉反刍动物即为了销售其肉饲养且随后屠宰的动物，该方法的特征在于其包括测量在所述反刍动物死后从中取样的参考组织即肌肉或脂肪组织中所包含的至少一种脂肪酸(FA)以克脂肪酸/千克组织计的量，根据如下公式计算以克CH₄/千克动物肉计的所述甲烷量，该公式是所述脂肪酸的所述量和所述动物的类别、年龄和重量的函数，其中后三个指标在屠宰该动物时确定：

CH₄＝[[[以月计的年龄*系数1]+系数2]*1000*脂类含量*脂肪酸含量]*1000/动物重量，

在所述公式中：

其中CH₄的量以g/kg动物肉计，脂类含量以％计，脂肪酸含量以全部脂类的％计，动物重量以kg肉计；

系数中系数1和系数2是这样的数值，其值是所述参考组织的性质和动物的类别的函数。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于所述参考组织是背最长肌肌肉。

3.根据权利要求1或2所述的确定方法，其特征在于脂肪酸量通过直接分析所述参考组织而进行确定。

4.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于脂肪酸量通过分析另一组织而进行确定，并随后通过推算公式推知所述参考肌肉的所述脂肪酸量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述脂肪酸是十六烷酸C16:0。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述另一组织选自胁肌、裙肌和黄瓜条肉，其在所述背最长肌中的十六烷酸的量C16:0_LD由如下公式中的一个给出：

-C16:0_LD＝0.884*C16:0_胁肌+2.240 r²＝0.855，n＝48，p<0.001；

-C16:0_LD＝1.053*C16:0_裙肌+1.076 r²＝0.78，n＝67，p<0.001；

-C16:0_LD＝0.948*C16:0_黄瓜条肉+2.095 r²＝0.70，n＝25，p<0.001；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述脂肪酸不同于十六烷酸，但与十六烷酸密切关联，其中显著性水平(p)小于0.01。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述系数1和2具有如下值：

系数1 系数2 小牛 1.511±0.506 -13.782±5.0615 小母牛 0.555±0.1905 -4.807±1.907 公牛 0.885±0.278 -7.522±2.779 带仔母牛 0.582±0.235 0

。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述系数1和2具有如下值：

。

10.根据权利要求3所述的方法，当权利要求3从属于权利要求1且所述参考组织是裙肌时，其特征在于所述系数具有如下值：

。