장내 발효

Enteric fermentation
양이 내뿜는 메탄을 포획하기 위한 호주의 실험

장내 발효는 탄수화물이 동물의 혈류로 흡수되기 위해 미생물에 의해 단순한 분자로 분해되는 소화 과정이다. 장내 발효에 의해 소화되는 동물에 대한 세계 많은 지역의 인간의 농업 의존 때문에, 그것은 메탄 방출 증가의 요인 중 하나이다.

루미넌트

반추동물은 반추동물이 있는 동물이다. 루멘은 소, 양, 사슴과 같은 일부 아르티오닥틸 포유동물들 중에서 거의 독점적으로 발견되는 다삼각형 위로서, 인간, 개, 고양이와 같은 단핵동물들이 소화하지 못하는 셀룰로오스 강화의 질긴 식물과 곡물을 먹을 수 있게 한다. 비록 낙타가 반추동물이라고 생각되지만 그들은 진정한 반추동물이 아니다.[1]

장내 발효는 미생물 발효가 일어나면서 루멘에서 메탄(CH4)이 생성될 때 발생한다. 200종 이상의 미생물이 루멘에 존재하지만, 이것들 중 약 10%만이 소화에 중요한 역할을 한다. 대부분의 CH4 부산물은 동물에 의해 트림을 받지만, 소량의4 CH도 대장에서 생산되어 평탄성으로 기절한다.

메탄 배출은 전세계 온실가스 배출에 중요한 기여를 하고 있다. IPCC는 메탄은 대기의 열을 가두는 데 CO보다 20배2 이상 효과적이라고 보고한다. 그러나 메탄은 훨씬 더 적은 양으로 생산된다는 점에 주목한다. 메탄은 또한 총 에너지 섭취량의 2-12%에 이르는 동물에게 상당한 에너지 손실을 나타낸다.[2] 따라서 동물생산을 변경하지 않고 루미넌트로부터 장내4 CH 생산을 줄이는 것은 전세계 온실가스 배출량을 줄이기 위한 전략으로서나 사료 변환 효율을 향상시키기 위한 수단으로서 모두 바람직하다.[3] 호주에서 반추동물들은 메탄으로부터 나오는 온실가스의 기여의 절반 이상을 차지한다.[4] 호주는 편평성 생산 CH를4 줄이기 위해 소에 대한 자발적 면역 프로그램을 시행했다.[citation needed]

하지만, 호주에는 소보다 80% 적은 메탄을 생산할 수 있는 캥거루 종들이 있다. 이것은 마크로포이드, 루멘, 그리고 소화계의 다른 부분들의 내장 미생물들이 수크시니비브리온과의 박테리아들에 의해 지배되기 때문이다. 이 박테리아는 리그노셀룰로오스 분해의 최종 산물로 굴복하여 소량의 메탄을 최종 산물로 생산할 수 있다. 그것의 특별한 신진대사 경로는 메탄의 형성을 피하면서 다른 양성자 수용체를 활용할 수 있게 해준다.[5]

실험관리

장내 발효는 2000년부터 2009년까지 미국에서 두 번째로 큰 메탄 배출원이었다.[6] 2007년 장 발효로 인한 메탄 배출량은 총 순배출량 6087.5개 중 139테라그램의 이산화탄소 등가물(Tg CO2)으로 미국에서 생산되는 순온실가스의 2.3%에 달했다. Tg CO2.[7] 이러한 이유로 과학자들은 미생물 공학의 도움으로, 자연적 또는 인공적인 과정을 수정하기 위해 미생물 종을 사용함으로써, 우리는 마크로포대 미생물들을 모방하면서 강력한 메탄 생산자들의 루멘의 미생물 구성을 바꿀 수 있다고 믿는다.

최근의 연구들은 이 기술을 수행할 수 있다고 주장한다. 이 연구들 중 하나에서 과학자들은 다른 영양학적 변화에 의한 인간 미생물들의 변화를 분석한다.[8] 다른 연구에서, 연구원들은 다양한 질병을 예방하거나 치료하기 위해 마이크로바이오타의 성질을 조작하는 새로운 방법을 개발하기 위한 다른 변화를 비교하기 위해 고토바이오틱 쥐에 인간 마이크로바이오타를 도입한다.[9]

아스파라굽시스균은 메탄가스를 실질적으로 감소시키는 것을 보여준 해조류의 일종이다.[10][11]

참고 항목

참조

  1. ^ Fowler, Murray E. (2008). "Camelids Are Not Ruminants". Zoo and Wild Animal Medicine. pp. 375–385. doi:10.1016/B978-141604047-7.50049-X. ISBN 978-1-4160-4047-7. PMC 7152308. S2CID 88757236.
  2. ^ Johnson, K. A.; Johnson, D. E. (1 August 1995). "Methane emissions from cattle". Journal of Animal Science. 73 (8): 2483–2492. doi:10.2527/1995.7382483x. PMID 8567486.
  3. ^ Martin, C.; Morgavi, D.P.; Doreau, M. (2010). "Methane mitigation in ruminants: from microbe to the farm scale". Animal. 4 (3): 351–365. doi:10.1017/S1751731109990620. PMID 22443940.
  4. ^ 호주 온실 사무소, "국가 온실가스 목록", 캔버라 ACT, 2007년 3월.
  5. ^ Pope, P. B.; Smith, W.; Denman, S. E.; Tringe, S. G.; Barry, K.; Hugenholtz, P.; McSweeney, C. S.; McHardy, A. C.; Morrison, M. (29 July 2011). "Isolation of Succinivibrionaceae Implicated in Low Methane Emissions from Tammar Wallabies". Science. 333 (6042): 646–648. Bibcode:2011Sci...333..646P. CiteSeerX 10.1.1.904.7749. doi:10.1126/science.1205760. JSTOR 27978358. PMID 21719642. S2CID 206534060.
  6. ^ 개요 - 미국 온실가스 배출 및 흡수원 재고: 1990-2009 - 미국 환경보호청, 2011년 4월; http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads11/US-GHG-Inventory-2011-Executive-Summary.pdf 웨이백머신에 보관된 2011-08-16
  7. ^ 미국 온실가스 배출 및 흡수원 재고: 1990-2007 - 미국 환경보호청, 2009년 4월, 이용 가능: http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads09/ExecutiveSummary.pdf Wayback Machine에 2009-11-03
  8. ^ Wu, Gary D.; et al. (2011). "Linking Long-Term Dietary Patterns with Gut Microbial Enterotypes". Science. 334 (6052): 105–108. Bibcode:2011Sci...334..105W. doi:10.1126/science.1208344. PMC 3368382. PMID 21885731.
  9. ^ Faith, Jeremiah J. (2011). "Predicting a Human Gut Microbiota's Response to Diet in Gnotobiotic Mice". Science. 334 (6038): 101–104. Bibcode:2011Sci...333..101F. doi:10.1126/science.1206025. PMC 3303606. PMID 21596954.
  10. ^ Kinley, Robert D.; de Nys, Rocky; Vucko, Matthew J.; Machado, Lorenna; Tomkins, Nigel W. (2016). "The red macroalgae Asparagopsis taxiformis is a potent natural antimethanogenic that reduces methane production during in vitro fermentation with rumen fluid". Animal Production Science. 56 (3): 282–289. doi:10.1071/AN15576.
  11. ^ "In First Real-World Experiment, Red Seaweed Cuts Methane In Cows By More Than Half". Science Friday. 2021-11-05. Retrieved 2021-11-15.

미첨부 참조

  1. M. J. Gibbs and R. A. Leng, "축산물로부터의 메탄 방출", 메탄과 아산화질소, 국제 IPCC 워크숍의 진행, 네덜란드, 73–79페이지, 1993년 2월.
  2. 상태 워크북: 온실가스 배출량 추정 방법론, EPA 230-B-92-002, 미국 환경보호청, 정책실, 계획 및 평가, 워싱턴 DC, 1995.
  3. 국제 인공 메탄 방출: 1990년 추정치, EPA-230-R-93-010. 미국 환경보호국, 글로벌 체인지 부서, 항공방사선국, 워싱턴 DC, 1994.
  4. Crutzen, Paul J.; Aselmann, Ingo; Seiler, Wolfgang (June 1986). "Methane production by domestic animals, wild ruminants, other herbivorous fauna, and humans". Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 38 (3–4): 271–284. Bibcode:1986TellB..38..271C. doi:10.3402/TELLUSB.V38I3-4.15135.
  5. 미국의 인공 메탄 배출: 1990년 추정치, 미국 환경보호청, 항공방사선국, 워싱턴 DC, 1993년.
  6. 온실가스 인벤토리 워크북, 프랑스 파리의 기후 변화/경제협력 및 개발을 위한 정부간 패널, 4.1-4.5, 1995페이지.