Internationale aanbeveling methaanremmers

Door Wilbert Beerling op basis van zes studies, gepubliceerd in het themanummer ‘Feed Additives for Methane Mitigation’ van het Journal of Dairy Science (2025)

Begin 2025 zijn internationale technische richtlijnen gepubliceerd voor de ontwikkeling en toelating van voeradditieven om enteriche methaanemissie door runderen te verminderen. De richtlijnen zijn afkomstig van het Feed Additives Flagship Project, geleid door het Feed and Nutrition Network van de Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases (GRA) en gefinancierd door het Global Dairy Platform.

Meer dan 60 onderzoekers van 46 instellingen uit 23 landen waren betrokken bij de totstandkoming van de gedetailleerde richtlijnen. De richtlijnen bestrijken het volledige traject: van de ontwikkeling tot de toepassing van voeradditieven. Het doel is om wetenschappers en beleidsmakers in de sector te ondersteunen bij het versnellen van de ontwikkeling van methaanreducerende voeradditieven, om zo de uitstoot van broeikasgassen door herkauwers fors te verminderen.

Aanpak

Klimaatverandering is een van de grootste uitdagingen van onze tijd, en methaan is – na kooldioxide – het op één na krachtigste broeikasgas. Hoewel methaan een korte levensduur heeft in de atmosfeer, maakt het krachtige opwarmende effect – meer dan 80 keer sterker dan CO₂ in de eerste 20 jaar na uitstoot – het terugdringen van methaan een essentieel onderdeel van klimaatmaatregelen.

Een belangrijke bron van methaanemissies zijn landbouwhuisdieren, zoals koeien en schapen. Deze herkauwers produceren enterisch methaan tijdens de spijsvertering en methaan via hun mest. Om deze emissies aan te pakken, lijken voeradditieven een veelbelovende oplossing om enterische methaanemissies aanzienlijk te verminderen.

Van innovatie naar richtlijnen

Het hoofddoel van het Feed Additives Flagship Project, zeg maar het koploperproject, is om de wetenschap en de veehouderij­sector te voorzien van praktisch toepasbare technische richtlijnen voor het identificeren, testen en implementeren van effectieve voederadditieven die internationaal in wet- en regelgeving toepasbaar zijn. Om tot richtlijnen te komen zijn zes studies gedaan die elk een deel van het ontwikkel- en toelatings­procedé invulling geven:

1. Richtlijnen voor opsporen en testen van stoffen die methaanproductie door pensmicroben verminderen (Zoey Durmic et al.).
2. Best practices voor het evalueren van de effectiviteit en veiligheid van additieven bij levende dieren onder praktijkomstandig­heden (Alexander Hristov et al.).
3. Aanbevelingen voor het modelleren van de impact van voederadditieven in verschillende productiesystemen (Jan Dijkstra et al.).
4. Inzichten in de biochemische mechanismen van voederadditieven om hun ontwikkeling en acceptatie te verbeteren (Alejandro Belanche et al.).
5. Overzicht van de wettelijke vereisten in verschillende rechtsgebieden om veilig en effectief gebruik van additieven te garanderen (Juan Tricarico et al.).
6. Methoden om de gerealiseerde methaanreductie via voederadditieven te kwantificeren (Agustin del Prado et al.).

Wereldwijde Impact

Alle zes artikelen zijn gepubliceerd in het januari 2025-nummer van het Journal of Dairy Science, in een themanummer. De artikelen zijn vrij toegankelijk en gratis beschikbaar, waardoor ze wereldwijd toegankelijk zijn voor zowel wetenschappers als professionals in de veehouderijsector.

Bij het terugdringen van methaanemissies door voor productie gehouden herkauwers wordt vanuit diverse disciplines – zoals voeding, fokkerij en management – intensief gezocht naar maatregelen die op bedrijfs­niveau effectief zijn. Tot op heden zijn maatregelen op het gebied van diervoeding nog steeds de meest voor de hand liggende. Het grootste nadeel daarvan – namelijk de noodzaak tot permanente toepassing en de onzekerheid over hun langetermijneffectiviteit – kan ondervangen worden met genetische maatregelen. Hoewel er op dit gebied aanzienlijke inspanningen worden geleverd, zijn er nog geen indicatoren om individuele herkauwers met lage methaanemissies nauwkeurig en tegen redelijke kosten te kunnen identificeren. Voor melkkoeien is de meest besproken indicator een index, afgeleid van het mid-infraroodspectrum van melk, maar ook hier is verdere verfijning nodig om bruikbare gegevens te verkrijgen onder uiteenlopende bedrijfsomstandigheden (Denninger et al., 2020).

Praktische toepasbaarheid

De afgelopen decennia is veel onderzoek gedaan naar methaanreductie via voedingsmaatregelen, zowel in vivo als in vitro. De bevindingen waren onderwerp van verschillende reviews en meta-analyses (recent: Arndt et al., 2022 en Hristov, 2024). Echter, veel van deze publicaties beperken zich tot het bevestigen en kwantificeren van antimethanogene effecten, het vergelijken met andere studies, en het aandragen van ideeën over de mogelijke biologische achtergronden van deze effecten. Goed onderbouwde suggesties over de praktische toepasbaarheid van deze onderzoeksresultaten in de voederpraktijk zijn zeldzaam, omdat hiervoor veel aanvullende informatie nodig is.

Meer nadruk leggen op deze aspecten zou een belangrijke stap voorwaarts zijn, aangezien er al veel kennis beschikbaar is over additieven die in de basis effectief zijn. De focus moet daarom ook liggen op de goedkeuring van effectieve additieven voor praktisch gebruik op het bedrijf, de herkomst van deze additieven, hun daadwerkelijke reductiepotentieel en de benodigde middelen voor de productie ervan, waaronder land en financiën. Bovendien ontbreekt het aan harmonisatie van procedures voor het testen van additieven, het modelleren van de effecten en hoe veelbelovende additieven an sich het best geïdentificeerd kunnen worden.

Tot slot wordt het werkingsmechanisme van de additieven nog slecht begrepen. Dit begrijpen is vaak veel moeilijker dan het kwantificeren van het antimethanogene effect zelf, bijvoorbeeld vanwege de complexiteit van het pensmicrobioom. Zonder deze kennis blijft het effect moeilijk voorspelbaar onder wisselende omstandigheden, zoals in de internationale context, en kan de zoektocht naar nieuwe additieven niet worden vereenvoudigd. In dit opzicht is het onvoorspelbare effect – of het uitblijven ervan – bij plantaardige additieven onderdeel van dit verschijnsel.

Zoektocht naar additieven

Het themanummer presenteert de eerste resultaten van het koplopersproject dat is opgezet door de Livestock Research Group en het Feed and Nutrition Network van de Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases. Het project heet ‘Technical guidelines to develop feed additives to reduce enteric methane’ en werd geleid door onderzoekers David Yáñez-Ruiz en André Bannink. De Global Research Alliance is opgericht in 2011 en telt momenteel 68 lidstaten.

Bij het project zijn veel experts betrokken van instellingen die onderzoek doen naar methaanreductie via voeding. De leden van het project leggen de focus nadrukkelijk op voeradditieven, en niet op het gehele scala aan voedingsmaatregelen. De doelen zijn academische en industriële capaciteit om voederadditieven te ontwikkelen, snellere markttoelating en opname in broeikasgasinventarissen en het ontwikkelen van meer hulpmiddelen en criteria om marktgoedkeuring te vergemakkelijken.

Identificatie en selectie

Het eerste artikel (Durmic et al., 2025) beschrijft strategieën om bioactieve stoffen te identificeren en te selecteren die effectief zijn in het verminderen van methaan­emissies bij herkauwers. De identificatie kan empirisch of mechanistisch worden benaderd. Met gegeven richtlijnen voor het uitvoeren van studies en het analyseren van data, wordt het mogelijk om de zoektocht te verfijnen en veelbelovende stoffen te isoleren. De auteurs bevelen aan deze eerste stap te volgen na laboratoriumtests, inclusief onderzoek op subcellulair niveau, op individuele micro-organismen, en uiteindelijk op complexe microbiële populaties uit de pens.

Ondanks de toenemende interesse in de ontwikkeling van antimethanogene additieven om enterische methaan (CH₄)-emissies te reduceren en het uitgebreide onderzoek dat de afgelopen decennia is uitgevoerd, beschikt de wereldwijde veehouderijsector slechts over een zeer beperkt aantal anti­methanogene voederadditieven (AMFA) die daadwerkelijk tot substantiële reducties kunnen leiden. Deze middelen zijn nog nauwelijks op de markt gebracht.

Deze eerste studie in de reeks biedt technische aanbevelingen en richtlijnen voor het uitvoeren van testen die bedoeld zijn om het potentieel van stoffen om enterisch CH₄ direct of indirect te reduceren, te screenen voordat deze verder in vivo worden geëvalueerd.

Het vinden van nieuwe bioactieve stoffen als AMFA kan op twee manieren: empirisch en mechanistisch.

De empirische benadering houdt in dat verbindingen uit databanken en verzamelingen worden verkregen en gescreend, op basis van hun potentiële maar nog niet geteste werking. Ook worden natuurlijke bronnen van secundaire verbindingen, zoals planten, schimmels en algen, onderzocht op antimethanogene eigenschappen, of er worden stoffen bestudeerd die antimethanogeen zijn in andere onderzoeken buiten de pens.

Deze mechanistische benadering is een theoretisch proces, waarbij nieuwe bioactieve stoffen worden ontdekt op basis van bestaande kennis over een biologisch doelwit of proces.

De besproken in vitro-methodologieën omvatten het onderzoeken van effecten op subcellulair niveau, in pure culturen van methanogenen en in complexere gemengde microbiële populaties uit de pens. Eenvoudige in vitro-methoden maken het mogelijk een groot aantal stoffen te testen, terwijl complexere systemen die het pensmicro­bioom simuleren, minder kandidaten kunnen evalueren maar wel diepgaander inzicht geven in hun antimethanogene effectiviteit.

Dierstudies

In het tweede artikel geven Hristov et al. (2025) aanbevelingen voor het testen van methaanreducerende voederadditieven (AMFA) in dierproeven. Zij geven richtlijnen voor het uitvoeren van experimenten en het analyseren van monsters en gegevens. Een zorgvuldige opzet van dierproeven is een voorwaarde om de werkzaamheid van een additief te kunnen aantonen. Behalve het bevestigen van het methaanreducerende effect, moet er ook aandacht zijn voor de veiligheid en eventuele effecten op de voedselkwaliteit. Vooral moet worden gekeken naar antinutritionele of toxische componenten die via het additief kunnen worden overgedragen. Ook mogelijke nadelige effecten op de smaak van melk en vlees bespreken de onderzoekers.

Deze review geeft richtlijnen voor het opzetten en analyseren van gegevens uit proeven met herkauwers die bedoeld zijn om de antimethanogene en productiegerelateerde effecten van voederadditieven te evalueren. De aanbevelingen omvatten het proefontwerp, statistische analyse van de gegevens, voedingseffecten, wisselwerkingen van AMFA met andere reductiestrategieën, geschikte methoden voor methaanmeting, productie- en fysiologische reacties op AMFA, en hun effecten op diergezondheid en productkwaliteit.

Langetermijnstudies voor het evalueren van AMFA ontbreken momenteel en zijn dringend nodig. Methaanreducerende effecten van AMFA kunnen worden gecombineerd met andere strategieën om additie en synergie te onderzoeken, maar ook trade-offs, inclusief relevante mestemissies, moeten in goed ontworpen studies worden meegenomen.

Methaanemissies kunnen worden gemeten met ademhalingskamers, de zwavelhexafluoride-methode en het Green Feed-systeem. Andere technieken, zoals kappen of gezichtsmaskers, zijn bruikbaar in korte­termijnstudies, mits ze de voeropname, het vreetgedrag of de productie niet significant beïnvloeden.

Voor het succes van AMFA-stoffen is het cruciaal dat representatieve productiedata van dieren worden verzameld, geanalyseerd en gerapporteerd. Daarnaast is het noodzakelijk om effecten op nutriëntverteerbaarheid, dierfysiologie, gezondheid, reproductie, productkwaliteit en de interactie met het rantsoen te evalueren op verschillende momenten. De auteurs benadrukken te wachten met claims over methaanreductie, totdat de effectiviteit van de AMFA in dierproeven zijn bevestigd volgens de beschreven richtlijnen.

Modellering van de effecten

Gelet op de hoeveelheid bestaande onderzoeksgegevens is modellering van methaanreducerende effecten in toenemende mate belangrijk. Dijkstra et al. (2025) bieden een set aanbevelingen voor het toepassen van de juiste modellen voor verschillende doeleinden. Modellering is nuttig voor het berekenen van broeikasgasinventarissen op boerderij-, regionaal, nationaal en mondiaal niveau.

In het afgelopen decennium was er veel aandacht voor het reduceren van enterische CH₄-emissies bij herkauwers door gebruik van AMFA. Deze additieven, die in kleine hoeveelheden worden toegediend, tonen potentie voor aanzienlijke vermindering van methaanvorming.

Wiskundige modellen spelen een cruciale rol bij het begrijpen en voorspellen van het kwantitatieve effect van AMFA op enterische CH₄-emissies in uiteenlopende rantsoenen en productiesystemen.

Werkingsmechanismen begrijpen

Belanche et al. (2025) bespreken methoden om de microbiologische en biochemische werkingsmechanismen van voederadditieven te achterhalen. Ze doen aanbevelingen om het huidige gebrek aan kennis over de invloed op microben, spijsvertering en stofwisseling te verminderen. Additieven worden ingedeeld naar vermoedelijk werkingsmechanisme. Omdat het ontdekken van deze mechanismen kostbaarder is dan het meten van methaanreductie, adviseren de auteurs eerst te testen op effectiviteit.

In het eerste deel van het artikel worden AMFA in vier categorieën ingedeeld op basis van hun werkingsmechanisme:

• Verlaging van de productie van diwaterstof (H₂).
• Remming van methanogenen.
• Bevordering van alternatieve H₂-opnamepaden.
• Oxidatie van methaan (CH₄).

Het tweede deel van het artikel stelt onderzoeksvragen om het werkingsmechanisme van een AMFA op de methaanproductie in de pens te achterhalen. De invalshoeken zijn microbiologie, cellulaire en moleculaire biochemie, microbiële ecologie, dierlijk metabolisme en overkoepelende aspecten.

Samengevat biedt dit artikel tijdige en uitgebreide richtlijnen om het werkingsmechanisme van bestaande en opkomende AMFA beter te begrijpen en te achterhalen.

Eisen voor goedkeuring

Het vijfde artikel (Tricarico et al., 2025) behandelt de eisen die overheden stellen om voederadditieven goed te keuren. Hoewel de regelgeving per land verschilt, gelden overal minimumeisen op het gebied van voedselveiligheid, effectiviteit en productkwaliteit.

Dit artikel beschrijft de regelgevende en wetenschappelijke vereisten die nodig zijn voor de autorisatie van AMFA die gericht zijn op het terugdringen van enterische CH₄-emissies bij herkauwers.

De auteurs beschrijven de regelgeving en procedures in Australië, Canada, de Europese Unie, Nieuw-Zeeland, Zuid-Korea, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten. Dit biedt inzicht voor aanvragers van goedkeuring voor het introduceren van de middelen. Wetenschappelijk bewijs staat centraal in de beoordelings- en goedkeuringsprocedures.

Voederadditieven worden gereguleerd om de veiligheid voor dier, mens en milieu te waarborgen en om hun effectiviteit voor het beoogde gebruik – methaanreductie – te garanderen. De regelgeving omvat aspecten zoals veiligheid van ingrediënten, productiepraktijken, etikettering, vaststelling van toegestane limieten.

Elk land heeft unieke criteria voor de wettelijke classificatie van AMFA, waardoor het moeilijk is om aan alle juridische eisen met één set gegevens te voldoen. Toch zijn er veel overeenkomsten, waaronder de universele eis voor robuust bewijs van effectiviteit, veiligheid en productkwaliteit.

Kwantificering van reductiepotentieel

Het laatste artikel (del Prado et al., 2025) gaat over het kwantificeren van het methaanreductiepotentieel van voederadditieven, met nadruk op verschillende niveaus (dier, bedrijf, regio, land). Belangrijke onderwerpen zijn emissiehandel, de levenscyclus­analyse (LCA) en koolstofvoetafdruk.

Voor brede toepassing is een diepgaande evaluatie van de waarde en toepasbaarheid van additieven nodig, gebaseerd op levens­cyclusanalyses (del Prado et al., 2025). Deze moeten situatie- en landspecifiek zijn. Daarbij moet rekening worden gehouden met het mogelijk aanzienlijke landgebruik voor de productie van natuurlijke additieven (Dittmann en Leiber, 2024). Dergelijk landgebruik, hoewel nuttig voor methaanreductie, kan de voedsel-veevoerconcurrentie voor akkerbouwland verergeren.

Andere relevante aspecten zijn het gebruik van fossiele energie voor teelt en transport van plantaardige additieven van buiten het bedrijf, evenals het kwantificeren van de middelen die nodig zijn voor de identificatie, ontwikkeling en productie van chemische additieven voor en na goedkeuring.

Recente inzichten in het methaanvormingsproces hebben geleid tot de ontwikkeling van AMFA die enterische CH₄-emissies in uiteenlopende mate kunnen reduceren. Dit gebeurt via directe remming van methanogenen, alternatieve elektron-acceptoren of veranderingen in het pensmilieu.

De berekening van CH₄-reductie begint bij het dier zelf (met schattingen op basis van eenvoudige emissiefactoren tot complexe procesmodellen) en strekt zich uit tot nationale en internationale verslaglegging. De gekozen methode moet afgestemd zijn op de schaal van de analyse, de beschikbaarheid van gegevens en het doel, of dat nu wetenschappelijk is, of dient ter certificering of een nationale rapportage behelst.

Samenvatting

De zes studies die centraal staan in deze special van het Journal of Dairy Science zijn uitgevoerd als onderdeel van het internationale Feed Additives Flagship Project. Het initiatief komt voort uit de dringende behoefte aan richtinggevende kennis over het gebruik van voederadditieven om enterische methaanemissies bij herkauwers te reduceren. De onderzoeken zijn niet opgezet als experimentele studies, maar vormen een reeks systematische literatuurstudies en methodologische analyses. Ze zijn gebaseerd op bestaand praktijkonderzoek, zowel in vivo als in vitro, en brengen dit samen in een internationaal afgestemd geheel.

De directe aanleiding voor dit project is de toenemende druk om de bijdrage van de veehouderij aan broeikasgasemissies te reduceren, in het bijzonder door het terugdringen van methaan. Er is in de afgelopen jaren veelbelovend onderzoek gedaan naar voederadditieven met antimethanogene werking, maar het ontbreekt aan internationale standaardisatie van hoe deze additieven beoordeeld, toegepast en gereguleerd moeten worden. De studies in deze reeks zijn ontwikkeld om daar verandering in te brengen. Ze formuleren wetenschappelijk onderbouwde richtlijnen die dienen als handvat voor toekomstig onderzoek, beleidsontwikkeling en praktijktoepassing.

De richtlijnen zijn momenteel niet ingebed in enige nationale wet- of regelgeving en hebben daarmee geen directe gevolgen voor bestaande producten op de markt. Claims of toelatingen voor AMFA blijven gebonden aan de bestaande, nationale toelatingskaders. Deze richtlijnen zijn ontwikkeld door onderzoekers uit ruim twintig landen, in samenwerking met internationale organisaties, en gepubliceerd in een erkend wetenschappelijk tijdschrift.

Het is niet onwaarschijnlijk dat beleids­makers en onderzoeksfinanciers deze kaders op termijn gebruiken als referentie bij het beoordelen van effectiviteit, veiligheid en markttoelating. Voor producenten van bestaande AMFA betekent dit dat aanvullende onderbouwing of herbeoordeling noodzakelijk kan worden om blijvend toegang tot markten of certificeringsprogramma’s te garanderen.

Conclusies

• Er is dringend behoefte aan langlopende en representatieve in vivo-studies om werkzaamheid en veiligheid van methaanremmende voeradditieven te bevestigen. De evaluatie moet ook productkwaliteit, diergezondheid, voeropname en gedrag omvatten.
• Methaanmetingen dienen plaats te vinden met gevalideerde technieken zoals respiratiekamers of het GreenFeed-systeem.
• Modellen zijn onmisbaar voor het schalen van reductie-effecten naar bedrijfs-, regionaal en nationaal niveau.
• AMFA’s kunnen werken via vier hoofdmechanismen: H2-reductie, methanogeenremming, alternatieve H2-acceptoren of methaanoxidatie.
• Toelatingseisen verschillen per land, maar baseren zich overal op bewijs voor veiligheid, effectiviteit en productkwaliteit. Er is nu geen geharmoniseerd classificatiesysteem voor AMFA’s.
• De in de artikelenreeks voorgestelde richtlijnen helpen wetenschappers en productontwikkelaars bij voorbereiding van goedkeuring.
• Ook het productieproces en landgebruik dat nodig is voor plantaardige methaanremmers moet worden meegewogen in het potentiële remmende effect.