مترجم: خانم دکتر پریچهر مومنی شرکت رویان دارو
تهیه و تنظیم: دکتر احمد روغنی – دامپزشک
به گزارش واحد خبری دام – طیور و آبزیان مجله علمی دام پخش امروزه مشخص گردیده که بیشترین هزینه در هر نوع سیستم پرورش طیور (طیور گوشتی و تخمگذار )، هزینه خوراک می باشد که تا ۷۰٪ از کل هزینه تولید هر پرنده را تشکیل می دهد. طیور به طور طبیعی آنزیم هایی تولید می کنند که به هضم مواد مغذی خوراک کمک میکند. با این حال، هیچ نوع آنزیمی برای تجزیه کامل فیبرها ندارند و برای کمک به هضم غذا به آنزیم هایی با منشا خارجی در خوراک خود احتیاج دارند.
آنزیم چیست؟
آنزیم ها یک کاتالیزور بیولوژیکی هستند که از اسیدهای آمینه با ویتامین ها و مواد معدنی تشکیل شده است. آنها واکنشهای بیوشیمیایی ایجاد می کنند بدون اینکه خودشان دستخوش تغییر شوند. از مزایای استفاده از آنزیم ها در رژیم های غذایی طیور نه تنها می توان به افزایش عملکرد پرندگان و تبدیل خوراک اشاره کرد بلکه به دلیل کاهش تولید دفع، مشکلات زیست محیطی کمتری را نیز شامل می شود. علاوه بر این، بررسی ها نشان می دهد که آنزیم ها ابزاری بسیار مفید در مطالعه مکانیسم های فیزیولوژیکی و متابولیکی طیور هستند. چنین مطالعاتی درک ما را در مورد نقش آنزیم های غذایی در تغذیه طیور افزایش می دهد. اطلاعات ارائه شده در اینجا نشان دهنده پتانسیل قابل توجه مصرف آنزیم ها در خوراک طیور است.
تقریبا بیش از ۳۰ سال است که از آنزیم ها در صنعت خوراک دام و طیور استفاده می شود. مهمترین کاربردآنها شامل : بهبود قابلیت هضم و عملکرد پرندگان در مصرف ترکیباتی مانند جو و گندم می باشد. در واقع به همان نسبت که اطلاعات ما از عوامل ضد تغذیه ای مرتبط با این مواد غذایی و سایر مواد غذایی افزایش یافته است، کاربردهای آنزیم ها نیز افزایش یافته است.
پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای (NSP) می توانند ویسکوزیته هضم را افزایش دهند که به نوبه خود می تواند در دسترس بودن مواد مغذی و عملکرد حیوانات را کاهش دهد. NSP همچنین به ترکیبات دیگری مانند پپتیدها و پروتئین ها متصل است که می توانند استفاده از آنزیمی خالص را که برای تخریب NSP طراحی شده کمتر از میزان پایین تر آنزیم تجزیه کننده NSP همراه با آنزیم های دیگر مانند پروتئازها، موثرتر کند. سایر عوامل ضد تغذیه ای مانند فیتات نیز می تواند بر عملکرد تأثیر منفی بگذارد و نشان داده شده است که استفاده از آنزیم فیتاز باعث بهبود استفاده از فسفر و همچنین مواد معدنی کاتیونی و پروتئین می شود.
سایر کاربردهای آنزیمی شامل مواد غذایی مانند ذرت و سویا است که در طول تاریخ به استفاده از آنزیم پاسخ نداده اند. فرمولاسیون های اخیر آنزیمی در رژیم های غذایی ذرت / سویا برای طیور و همچنین گونه های دیگر اثبات شده است. مطالعات دیگر پایداری آنزیم ها در برابر گرما و فشارهای مرتبط با فرآوری خوراک را بررسی کرده و پاسخ های مفیدی به مکمل آنزیم حتی در دمای پلیت ۹۰ درجه سانتیگراد یافته اند.
مواد غذایی در ابتدایی ترین سطح از پروتئین، نشاسته، چربی و فیبر تشکیل شده است. در حیوانات تک معده ای، فیبر هدر رفته در نظر گرفته شده است و در برخی موارد ترکیباتی به نام پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای (NSP) می توانند فعالیت ضد مغذی روی حیوان داشته باشند. NSP جو، گندم و چاودار با دقت مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده که گلوکان بتا در غلظتهای ۶۰ گرم در کیلوگرم ماده خشک باعث کاهش تولید در جوجه های گوشتی و ایجاد فضولات چسبناک (منافذ چسبیده) می شود. گندم و چاودار حاوی مقادیر نسبتاً زیادی آرابینوکسیلان یا پنتوزان هستند (۵۰-۸۰ گرم در کیلوگرم ماده خشک برای گندم ؛ ۱۰۰ گرم در کیلوگرم ماده خشک برای چاودار) که می تواند بر عملکرد جوجه های گوشتی نیز تأثیر منفی بگذارد. مصرف NSP توسط تک معده منجر به افزایش ویسکوزیته هضم می شود (Burnett، ۱۹۶۶؛ Antoniou and Marquardt، ۱۹۸۳). این افزایش ویسکوزیته میزان عبور خوراک را کاهش می دهد که منجر به کاهش کلی مصرف و کاهش عملکرد حیوان، مدفوع چسبناک و تخمهای کثیف می شود. افزودن آنزیم به رژیم غذایی برای رفع ویسکوزیته NSP می تواند باعث بهبود کارایی خوراک، بهبود کیفیت کود و افزایش استفاده از مواد خوراکی کم هزینه شود. همچنین نشان داده شده است که منابع پروتئین خوراک دام حاوی فاکتور ضد مغذی است . (Classen and Bedford)
استفاده ازگندم بعنوان یک منبع عمده انرژی برای خوراک طیور در بسیاری از نقاط مختلف جهان مانند اروپا، کانادا، استرالیا و نیوزیلند روتین می باشد. هر چند ترکیبات فیزیکی و شیمیایی بسیار متغیر گندم، آن را به یکی از متغیرترین دانه های غلات تبدیل کرده است. به طور تجاری گندم می تواند ۷۰ درصد انرژی متابولیسمی و ۳۵ درصد پروتئین مورد نیاز طیور را فراهم سازد (بنابراین انتظار میرود با تغییر در کیفیت گندم تاثیر عمده ای روی عملکرد جوجه ها به وجود آید.)
مشخصات ظاهری و فیزیکی گندم معیار مهمی است که می تواند بر عملکرد جوجه های گوشتی اثر بگذارد. اما در پژوهش ها کمتر مورد توجه قرار گرفته است به عنوان مثال در فرآوری خوراک و ارزش غذایی سخت یا نرم بودن دانه گندم ارزش بسیاری دارد.
بررسی ساختمان فیزیکی دانه گندم
هسته گندم بالغ به سه واحد اساسی تقسیم می شود، ۱۳ درصد لایه سبوس، ۲ درصد جنین و ۸۵ درصد اندوسپرم (شکل ۱) لایه سبوس حاوی مقدار زیادی پریکارپ NSP و لایه آلوئورون می باشد که از مقادیر مساوی روغن، مواد معدنی و پروتئین تشکیل شده است .
اندوسپرم از دانه های (گرانول های) نشاسته تشکیل شده است که توسط ماتریکس پروتئینی احاطه شده است. از آنجا که بخش عمده هسته گندم از اندوسپرم است، کیفیت فیزیکی این بخش از اهمیت بسیاری برخوردار است. سختی اندوسپرم یکی از مهمترین ویژگی های دانه گندم است که اندازه ذرات و مصرف نهایی آرد گندم را تعیین می کند. سختی یا نرمی نسبی دانه بعنوان مقاومت نسبی دانه در برابر تغییر شکل یا شکسته شدن به هنگام اعمال نیروی خارجی، تعریف می شود.
عکس: نمای شماتیک ساختار فیزیکی دانه گندم
یکی دیگر از اندازه گیری های کیفیت گندم عدد افت Hagberg یا (HFN) می باشد. در این اندازه گیری آرد گندم با آب مخلوط می شود و به وسیله حرارت ژلاتینه می شود (HFN به منظور اندازه گیری یک آنزیم خاص-آلفا آمیلاز- می باشد. این آنزیم به مولکول های نشاسته حمله می کند و آنها را به قند تبدیل می کند و پس از آن گاز تولید می کند که موجب جابجایی هوا و ساختار خوب نان می شود. سطح آلفا آمیلاز باید کم باشد تا میزان انقباض نشاسته و چسبندگی خمیر را محدود کند. عدد افت Hagberg بالا نشانه ای از فعالیت پایین α-آمیلاز و در نتیجه پروتئین خوب برای پخت نان است).
ترکیب شیمیایی دانه گندم
ترکیب شیمیایی انواع گندم سال به سال با توجه به منطقه، محل رشد، استفاده از کود، شرایط رطوبت و دیگر عوامل زراعی متفاوت می باشد .
ارزش AME گندم بستگی به مقدار نشاسته، پروتئین، چربی و گوارش پذیری (قابلیت هضم) آنها دارد. نشاسته فراوانترین کربوهیدارت در گندم و اصلی ترین منبع تولید انرژی می باشد. مقدار نشاسته از ۶۰ تا ۷۵ درصد متغیر است و رابطه معکوسی با مقدار پروتئین گندم دارد ،با این حال گوارش پذیری (قابلیت هضم) نشاسته گندم ممکن است با توجه به ساختار نشاسته، نسبت آمیلوز به آمیلو پکتین و اثر متقابل دیگر ترکیبات اندوسپرم و شرایط فرایند متغیر باشد.
سطح پروتئین در گندم در مقایسه با ذرت بالاتر است و غلظت آمینواسیدهای گندم به طور خطی با افزایش سطوح پروتئین گندم افزایش می یابد. با این حال سطح پروتئین گندم و مقدار دامنه تغییرات گندم های تجاری از ۸ تا ۱۶ درصد بسته به واریته و شرایط رشد متغیر است.
Ravindran et al )2005 ) گزارش کرد که لایزین و ترئونین اسیدهای آمینه ضروری با حداقل گوارش پذیری (قابلیت هضم) در جیره های بر پایه گندم هستند و هنگامی که جوجه ها با این جیره ها تغذیه میشوند بیشترین کمبود لایزین و ترئونین را نشان میدهند.
کاملا ثابت شده است که ساختمان و سطح NSP در گندم بسیار متغیر است.
اثر منفی NSP روی مصرف مواد مغذی و عملکرد پرندگان کاملا ثابت شده است، دو مکانیسم عمده برای توضیح اثرات ضد تغذیه ای NSP پیشنهاد شده است T اولین مکانیسم به ارتباط بین کپسوله شدن نشاسته و پروتئین به وسیله دیواره سلولی در سلولهای اندوسپرم گندم مرتبط است. دومین مکانیسم با طبیعت ویسکوز مواد هضمی که توسط NSP های محلول در آب ایجاد میشود، در ارتباط است. مقدار زیاد NSP محلول در آب به عنوان افزایش دهنده ویسکوزیته مواد هضمی و کاهش دهنده گوارش پذیری (قابلیت هضم) مواد مغذی و عملکرد شناخته شده است.
گندم حاوی مهار کننده های داخلی زایلاناز برای تنظیم هیدرولیز آرابینوزایلان هسته و مهار آنزیم های خارجی تولید شده به وسیله میکروارگانیسم ها می باشند.
کیفیت گندم و تاثیر مکمل های آنزیمی برجیره های بر پایه گندم
کاربرد آنزیم اندو ۱و ۴ بتا زایلاناز در جیره های بر پایه گندم در طیور به خوبی پذیرفته شده است. زایلاناز، با تجزیه آرابینوزایلان موجود در دیواره سلولی، نشاسته کپسوله و دیگر مواد مغذی را از درون دیواره سلولی را آزاد می کند، همزمان بخش محلول در آب موجب کاهش ویسکوزیته مواد هضمی می شود. اثرات خالص شامل بهبود در عملکرد و گوارش پذیری (قابلیت هضم) مواد مغذی، کاهش میزان بروز چسبندگی و تغییر میکروفلورای قسمت دیستال دستگاه گوارش می باشد .
تغییر عملکرد نیمچه های گوشتی به علت تغییر در ساختار فیزیکی و شیمیایی گندم توسط مکمل زایلاناز پیشنهاد شده است (Bedford, 2000) با این حال پاسخ نیمچه های گوشتی به مکمل زایلاناز همیشگی نیست و تفاوت بین ارقام گندم هنوز وجود دارد .
Amerah et al. 2009 اثر متقابل بین گندم سخت و مکمل زایلاناز را برای افزایش وزن، خوراک دریافتی، نسبت خوراک به وزن و انرژی متابولیسمی ظاهری تصحیح شده برای ازت را گزارش کرد . مکمل آنزیمی در جیره های بر پایه گندم نرم وزن را افزایش داد اما در جیره هایی که بر پایه گندم سخت بودند اثری نداشت. مکمل آنزیمی خوراک دریافتی را در جیره های بر پایه گندم نرم افزایش داد اما کاهش خوراک دریافتی در جیره های بر پایه گندم سخت را مشاهده کرد. بهبود در نسبت خوراک به وزن و AMEn در جیره های بر پایه گندم سخت مشاهده شد در حالیکه در جیره های بر پایه گندم نرم آنزیم اثری نداشت. پیشنهاد شده است که با توجه به وزن نسبی بالای مواد هضمی سنگدان اثر مفید مکمل زایلاناز در جیره های بر پایه گندم سخت به علت فعالیت بیشتر سنگدان در خرد کردن و مخلوط کردن خوراک باشد. در پرندگان مقدار زیاد ذرات ریز مواد هضمی پروکسیمال روده در جیره های بر پایه گندم سخت این تئوری را پشتیبانی میکند که در جیره های بر پایه گندم سخت عملکرد سنگدان بهبود می یابد. یک احتمال دیگر آن است که دیواره سلولی ذرات درشت جیره های بر پایه گندم سخت کمتر آسیب دیده که این امر کارایی بهتر آنزیم های تخریب کننده دیواره سلولی برای ذرات درشت یا جیره های با گندم کامل را توضیح می دهد. به طور شگفت انگیزی با تغذیه گندم کامل، با افزایش ویسکوزیته مواد هضمی همزمان بهبود در نسبت خوراک به وزن نیز مشاهده شد . این نتایج پیشنهاد می کند که کاهش در ویسکوزیته مواد هضمی تنها مکانیسم مرتبط با مکمل آنزیم نیست.
فرم فیزیکی جیره (مش، پلت و دانه کامل)، دیگر مواد اولیه جیره و روشهای فرآوری ممکن است روی کارایی آنزیم های خارجی در جیره طیور موثر باشد همچنین اثرات مفید گندم کامل با افزودن مکمل زایلاناز افزایش می یابد . این اثر افزایشی مربوط به فعالیت زیاد سنگدان بزرگتر پرندگان تغذیه شده با دانه کامل می باشد که منجر به افزایش مخلوط شدن مواد با مکمل آنزیم در سنگدان می شود.
در نتیجه، سختی مهمترین کیفیت فیزیکی گندم است که هم روی عملکرد جوجه های گوشتی و هم واکنش به آنزیم های خارجی موثر است. اثر سختی گندم ممکن است مربوط به توزیع اندازه ذرات گندم خرد شده باشد که احتمالا روی زمان ماندگاری مواد هضمی در دستگاه گوارش (به ویژه سنگدان) و زمان قرار گرفتن در معرض آنزیم های خارجی اثر می گذارد. از طرف دیگر رابطه منفی بین سختی گندم و گوارش پذیری (قابلیت هضم) نشاسته در جیره های پلت گزارش شده است. برای ویژگی های شیمیایی، سطح و ساختار NSP معیار مهمی در تعیین کیفیت تغذیه گندم و واکنش آنزیم می باشد. مطالعات بیشتری برای درک بهتر اثر کیفیت های فیزیکی گندم و اینکه چگونه آنها روی واکنش آنزیم های خوراکی موثر هستند، نیاز است.
پیشنهاد شرکت داروسازی رویان دارو
NSP های محلول در آب زمانی که از روده عبور میکنند آب را به خود جذب نموده و محیط فوق العاده چسبناکی را ایجاد می کنند. این افزایش در چسبندگی انتقال فیزیکی سایر مواد مغذی در مایع گوارش یافته به غشا روده را کاهش داده که این امر هضم را به میزان موثری کاهش می دهد. این مایع گوارشی چسبناک همچنین امکان تماس بین سوبسترا و آنزیم های درون زادی و مواد افزایش دهنده هضم نظیر نمک های صفروای را کاهش میدهد. افزایش چسبندگی مایع گوارشی در فضولات پرنده قابل مشاهده است، به طوری که فضولات غلیظ تر و سفت تر شده و سریعا منجر به مشکلات رطوبت بستر می شود. بنابراین اثر اصلی NSP کاهش قابلیت دسترسی انرژی برای پرنده می باشد و یک ارتباط مستقیم بین NSP و AMEn وجود دارد. استفاده تجاری از آنزیم های NSP در جیره های غذایی طیور در اواخر دهه ۱۹۸۰ و اوایل ۱۹۹۰ به علت توانایی آنها در اصلاح بستر مرطوب و مشکلات ناشی از انرژی متابولیمسی ظاهری (AME) قابل تغییر مرتبط با استفاده از سطوح بالای گندم و جو شروع شد.
ویسکوزیته بسیار وسیع در جیره هایی که مقدار زیادی از جو، چاودار یا گندم را دارند، کاربرد آنزیم های NSP را به یک قانون تبدیل کرده است. استفاده از آنزیم با وجود مشاهدات بسیاری از انواع گندم ادامه یافت در حالی که سالهای متمادی ویسکوزیته به عنوان یک چالش جدی نبود از این رو واکنش به مکمل اندو-زایلاناز نمی تواند فقط منحصر به اصلاح ویسکوزیته باشد. در حقیقت مدتها قبل سه نوع زایلاناز مختلف در جیره های بر پایه گندم با یکدیگر مقایسه شدند، برخی از آنها ویسکوزیته را کاهش داده و برخی دیگر اثری روی ویسکوزیته نداشتند اما نکته قابل توجه این است که همه آنها عملکرد را بهبود داده بودند.
مکمل زایلاناز برای جیره های طیور گوشتی یک روش معمول برای از بین بردن اثرات نامطلوب NSP و به حداقل رساندن تغییرات در انرژی متابولیسمی ظاهری (AME) و عملکرد طیور تغذیه شده با جیره های بر پایه گندم می باشد با این حال واکنش متغیر به مکمل آنزیمی هنگام افزودن به جیره های بر پایه گندم وجود دارد که ممکن است بخشی از آن مربوط به توضیح ماهیت متنوع و پیچیده بخش کربوهیدرات ها و نیز ارتباط بین مواد مغذی و ساختار دیواره سلولی باشد همچنین ساختار فیزیکی گندم ممکن است بخشی از پاسخ های متغیر به مکمل آنزیمی باشد.
با توجه به وجود NSP های موجود در گندم و اثرات مضر آن ها و مشاهده بهبود عملکرد حتی در جیره های بر پایه دانه های غیر ویسکوز بخصوص ذرت، شرکت رویان دارو برای جیره های حاوی گندم آنزیم زیمپکس ۰۰۶ | ZYMPEX 006 محصول شرکت ایمپکستراکو بلژیک، با بسته بندی کیسه های ۲۵ کیلوگرمی، حاوی XIAU/g 10000 اندو ۱ و ۴بتا زایلاناز را را پیشنهاد می کند. آنزیم زیمپکس ۰۰۶ | ZYMPEX 006 موجب تجزیه پلی ساکارید های غیر نشاسته ای (NSP) و از بین رفتن اثرات نامطلوب آن ها (چسبندگی مقعد، خیسی بستر) و در نتیجه بهبود عملکرد جوجه ها خواهد شد. مقدار مصرف این آنزیم ۵۰۰ گرم در یک تن جیره می باش منب
منبع: سایت شرکت رویان دارو
