نقش توده میکروبی شکمبه بر افزایش کارایی دام

افزایش تقاضا برای پروتئین حیوانی، خصوصا نشخوارکنندگان، باید با استفاده از کمبود زمین و اب و با کاهش زیاد در ...

افزایش تقاضا برای پروتئین حیوانی، خصوصا نشخوارکنندگان، باید با استفاده  از کمبود زمین و اب و با کاهش زیاد در مشکلات محیط زیستی ایجاد شده توسط سیستم های پرورش دام تامین شود.

افزایش کارایی استفاده از خوراک توسط میکروارگانیسم های شکمبه در دسترس بودن مواد مغذی را برای نشخوارکنندگان افزایش می دهد و در نتیجه باعث بهبود کارایی تولید دام می شود. بهبود 10 درصدی در کارایی گاوها می تواند منجر به 43 درصد افزایش سود شود.

بهبود کارایی از طریق افزودنی های خوراک

افزودنی های خوراک مانند یونوفرها، پروبیوتیک ها و روغن های ضروری اغلب در سیستم متراکم تولید برای افزایش تولید و کارایی دام ها استفاده می شوند. انها می توانند برای تغییر توده میکروبی شکمبه به نفع میکروب های مفید برای دام استفاده شوند، که منجر به افزایش استفاده از خوراک و بهبود عملکرد تولیدی دام می شود. در این مطالعه ما نقش توده میکروبی شکمبه را در ارتباط با بهبود کارایی با استفاده از افزودنی ها بحث می کنیم.

شکمبه یک اندام پیچیده است

شکمبه یک اندام پیچیده است که منزل میکروارگانیسم هایی است که می توانند ترکیبات مواد مغذی در خوراک را به سوبستراهایی مانند اسیدهای چرب ازاد و پروتئین های میکروبی تجزیه کنند که نشخوار کنندگان می توانند از انها برای رشد استفاده کنند. مطالعات انجام شده بر میکروب های شکمبه ان را ممکن می سازد که عملکرد میکروبهای شکمبه را تعیین کنیم.

توده میکروبی شکمبه نقش مهمی را در تغذیه دام بازی می کند

این می تواند اطلاعات جدیدی در مورد آنزیم ها فراهم کند و درک ما از جنبه های عملکردی میکروبیوم شکمبه را بهبود بخشد، که منجر به بهبود مدیریت میکروبیوم شکمبه (و حیوان به طور کلی) شود و منجر به افزایش کارایی شود. به خوبی شناخته شده است که میکروبیوم شکمبه نقش اساسی در تغذیه و انتخاب برای افزایش کارایی و همچنین سلامت نشخوارکنندگان دارد. گونه های مختلف میکروبی موجود در میکروبیوم بر کارایی مصرف خوراک نشخوارکنندگان، انتشار متان، تولید آمونیاک و سلامت تأثیر می گذارد. مطالعات اخیر متاژنومی پتانسیل بهره برداری از تفاوت بین کارایی نشخوارکنندگان را به دلیل عملکرد میکروبیوم نشان داده است. بنابراین تأثیر مواد افزودنی خوراکی مختلف بر جمعیت میکروبی شکمبه ممکن است مکانیسمی باشد که می تواند برای افزایش بازده خوراک مورد استفاده قرار گیرد.

میکروبیوم شکمبه

اسیدهای چربی که در فرآیند تخمیر توسط میکروبیوم شکمبه تولید می شوند می توانند تا 70% انرژی دردسترس نشخوارکنندگان را تولید کنند. ميكروبيوم شكمبه عمدتاً از تجزيه كننده هاي بي هوازي تشكيل مي شود كه براي توليد بهينه دام ميزبان، ميكروب ها از طريق رابطه همزيستي با ميزبان ارتباط برقرار مي كنند. تعداد کمی میکروارگانیسم هوازی وجود دارد که وظیفه آنها حذف اکسیژن است که هنگام تغذیه حیوانات به شکمبه وارد می شود.

افزودنی های مناسب باید ضمن کاهش انتشار متان و حفظ پایدار pH شکمبه برای جلوگیری از اسیدوز، کارایی هضم را بهبود بخشند.

گونه های میکروبی

گونه های میکروبی بی هوازی شامل پروکاریوت ها، مانند باکتری ها یا آرکیا، و یوکاریوت ها مانند پروتوزواها، قارچ ها و ویروس ها هستند. متداول ترین میکروارگانیسم ها شکمبه باکتری ها هستند که 95% از گونه های میکروبی را تشکیل می دهند، در حالی که پروکاریوت ها به دلیل حجم سلول، بخش زیادی از زیست توده میکروبی را تشکیل می دهند. Firmicutes ، Bacteroidetes و Proteobacteria به عنوان فراوان ترین گونه های باکتریایی موجود در میکروبیوم شکمبه بیان شده اند و نسبت بین Firmicutes و Bacteroidetes می تواند در کارایی نشخوارکنندگان تأثیر بگذارد. گزارش شده است که افزایش نسبت Firmicutes: Bacteroidetes با افزایش وزن و کاهش مصرف خوراک همراه است. Fibrobacter، Ruminococcus،Butyvibrio  و Bacteroidetes  همگی میکروب های تجزیه کننده فیبر هستند که معمولاً در نشخوارکنندگان یافت می شوند، با این حال، باکتری های دیگری مانند Prevotella،Streptococcus ، Lactobacillus و Megasphaera نیز وجود دارند.

میکروب های تولید کننده متان، قارچ های بی هوازی و پروتوزوآهای مژک دار نیز بخشی از جمعیت میکروبیوم شکمبه را تشکیل می دهند. تنوع زیاد در گونه های میکروبی به دلیل تأمین اجزای غذایی از خوراک و حذف مداوم محصولات نهایی تخمیر مانند VFA و متان است. حتی اگر تغذیه بیشترین تأثیر را در میکروبیوم شکمبه داشته باشد، هسته میکروبیوم شکمبه نیز تحت تأثیر ترکیب ژنتیکی میزبان قرار می گیرد.

کارایی میکروبیوم

اگر بتوانید کارایی میکروبیوم شکمبه را از طریق دستکاری تخمیر میکروبی افزایش دهید، بازده تولید نیز افزایش می یابد. بسیاری از مطالعات میکروبیوم، اندازه گیری های کارایی خوراک رایج مانند ضریب تبدیل خوراک، میانگین افزایش روزانه، مصرف خوراک و مصرف خوراک باقیمانده را به ترکیب میکروبیوم حیوانات مرتبط می کنند.

از متاژنومیک می توان برای تجزیه و تحلیل توده میکروبی شکمبه برای شناسایی شاخص هایی استفاده کرد که تغییرات افزایش وزن و مصرف خوراک را برای اندازه گیری بازده خوراک استفاده می کنند. این اندازه گیری های کارایی خوراک، که به میکروب های خاصی مرتبط هستند، می توانند برای بهبود انتخاب ژنتیکی حیوانات برای بهبود بیشتر تولیدمثل و تولید بیشتر و بهره وری استفاده شوند.

افزایش میکروب های مفید

استراتژی هایی مانند استفاده از مواد افزودنی می تواند برای افزایش فراوانی میکروب های مفید در داخل میکروبیوم شکمبه استفاده شود. از این رو می توان از شناسایی گونه های میکروبی شکمبه برای پیش بینی کارایی خوراک دام استفاده کرد. محققان دریافته اند که حیوانات کارآمد دارای فراوانی بیشتری از Succiniclasticum هستند که در تخمیر سوکسینات به پروپیونات تخصص دارد. باکتری های تولید کننده پروپیونات از هیدروژن، محصول جانبی فرآیند تخمیر، برای تولید پروپیونات استفاده می کنند و در نتیجه انرژی در اختیار حیوان افزایش می یابد. مطالعات نشان داده است که نسبت پروپیونات به استات در حیوانات کارآمد بیشتر است. تغییر کارایی خوراک ممکن است به افزایش تخمیر میکروبی و متابولیسم انرژی نسبت داده شود. بنابراین اگر طیف وسیعی از مواد مغذی با کارایی بیشتری به مواد مغذی قابل سوخت و ساز تبدیل شوند، بازده حیوان می تواند افزایش یابد. تنوع جمعیت میکروبیوم شکمبه نیز بر کارایی حیوان تأثیر می گذارد، زیرا میکروبیوم یکنواخت تر با حیوانات کارآمدتر مرتبط است. حیوانات ناکارآمد تنوع بالاتری در گونه های میکرو ارگانیسم و محصولات نهایی تخمیر دارند.

تولید متان و انرژی

متان می تواند باعث کاهش 2 تا 12 درصدی انرژی شود و حیوانات بسیار کارآمد 20 تا 26 درصد متان کمتر تولید می کنند. کاهش انتشار گاز متان به یکی از نقاط تمرکز پرورش دام امروز تبدیل شده است، زیرا متان تأثیر منفی بر محیط زیست دارد و نشخوارکنندگان یکی از عمده ترین تولیدکنندگان متان هستند. فراوانی میکروب هایی مانند archaea، که در انتشار متان تأثیر می گذارد، می تواند کاهش یابد، در نتیجه انرژی بیشتری برای تولید حیوان در دسترس است. گونه های Methanobrevibacter و Methanosphaera  دو مورد از عمده ترین گونه های تولید کننده متان هستند که در حیوانات ناکارآمد به وفور مشاهده می شوند. محققان دریافتند که Proteobacteria  در حیواناتی که مقادیر زیادی متان تولید می کنند کم هستند و میزان زیادی از Succinivibrionaceae در گاوهایی که متان کمی تولید می کنند وجود دارد.

افزودنی های خوراک و تولید

دانش حاصل از تعامل بین میکروبیوم شکمبه و مواد مغذی خاص یا گروه های مغذی می تواند به تولیدکنندگان و متخصصان تغذیه در تنظیم جیره ها برای بهبود کارایی و در نتیجه تغذیه دقیق کمک کند. افزودن افزودنی های خوراکی به جیره های نشخوارکنندگان از روش هایی است که می تواند بر میکروبیوم شکمبه تأثیر بگذارد و در نهایت کارایی هضم و میکروبی را بهبود می بخشد، که منجر به افزایش تولید می شود. افزودنی ایده آل باید ضمن کاهش انتشار متان و حفظ پایدار pH شکمبه برای جلوگیری از اسیدوز، کارایی هضم را بهبود ببخشد. اسیدوز یک اتفاق رایج در حیواناتی است که در جیره خود از مقدار زیادی غلات تغذیه می کنند، جایی که تجمع اسید لاکتیک می تواند منجر به pH پایین و آسیب شکمبه شود. یونوفور، نوعی آنتی بیوتیک، افزودنی است که باکتری های مضر و متانوژن ها را کاهش می دهد، در حالی که باکتری های تولیدکننده پروپیونات را افزایش می دهد، بنابراین خطر اسیدوز و انتشار متان را کاهش و تولید حیوان را افزایش می دهد.

از آنجا که آنتی بیوتیک ها از رشد باکتری جلوگیری می کنند، تعداد باکتری کمتری وجود دارد که با حیوان میزبان رقابت می کند. با این حال، به دلیل خطرات مقاومت میکروبی، اتحادیه اروپا استفاده از آنتی بیوتیک در خوراک دام را ممنوع کرده است.

استفاده از مواد افزودنی جایگزین

جایگزین هایی مانند پروبیوتیک ها و روغن های ضروری که می توانند تخمیر میکروبی شکمبه را دستکاری کرده و در نتیجه کارایی را افزایش دهند، باید مورد بررسی قرار گیرند. این افزودنی های طبیعی می توانند میکروبیوم شکمبه را دستکاری کنند تا کارایی بهتری داشته باشند از طریق افزایش میکروارگانیسم های تولیدکننده پروپیونات، تغییر در میکروبیوم برای کاهش میکروارگانیسم های کمتر مفید، یا محافظت از شکمبه مانند یک بافر.

پروبیوتیک ها

پروبیوتیک ها رشد سویه های مفید باکتری در شکمبه را با کاهش باکتری های نامطلوب یا مضر تشویق می کنند. آنها در شرایط سخت زنده می مانند با اتصال به پوشش شکمبه برای ایجاد ثبات، تعادل و محافظت از محیط شکمبه. باکتری هایی که به عنوان پروبیوتیک استفاده می شوند بیشتر گرم مثبت هستند و ممکن است شامل باسیلوس، پدیوکوکوس، انتروکوکوس، استرپتوکوکوس، ساکارومایسس و لاکتوباسیلوس باشند. در هنگام تغذیه پروبیوتیک به گاوهای پرواری، رشد و میانگین رشد روزانه افزایش یافت، با این حال، اثر پروبیوتیک ها بر رشد ثابت نبوده است. به نظر می رسد اثر پروبیوتیک ها بر میکروبیوم شکمبه به سویه های باکتریایی استفاده شده و همچنین دوز مصرف بستگی دارد.

روغن های ضروری

روغن های ضروری از ترکیبات ثانویه گیاهی ساخته می شوند که خاصیت ضد میکروبی دارند و می توانند عوامل بیماری زای مضر را کاهش دهند. آنها می توانند با کاهش باکتری های تولید کننده استات، در حالی که باکتری های تولید کننده پروپیونات را افزایش می دهند، نسبت VFA را به شیوه مشابه یونوفرها تحت تأثیر قرار دهند. همچنین متانوژن ها توسط روغن های ضروری مهار می شوند، بنابراین انتشار متان کاهش می یابد. ترکیب روغن های ضروری در مقایسه با روغن ضروری از یک منبع تأثیر بیشتری بر میکروبیوم شکمبه دارند. نمونه هایی از روغن های ضروری شامل carvacrol، eugenol،cinnamaldehyde  و methanol است. اثرات روغن های ضروری بر میکروبیوم شکمبه یکنواخت نیست زیرا به نظر می رسد بیشتر از VFA بر غلظت آمونیاک تأثیر بگذارد، و این امکان را دارد که استفاده از نیتروژن و انرژی را بهبود بخشد و در نتیجه کارایی را افزایش دهد.

تنظیم میکروبیوم شکمبه

میکروبیوم شکمبه تأثیر مستقیمی در استفاده از خوراک نشخوارکنندگان و در نتیجه بر کارایی دارد، اما خوشبختانه می توان از طریق افزودن مواد افزودنی، آن را مدیریت و تنظیم کرد. شناسایی میکروارگانیسم ها در حیوانات کارآمد ممکن است منجر به راهکارهایی برای افزایش فراوانی آنها در شکمبه شود در حالی که میکروب های مضر یا ناکارآمد را کاهش می دهد. این استراتژی ها ممکن است منجر به حیوان کارآمدتری شود، ضمن حفظ یا افزایش تولید، هزینه های خوراک را کاهش می دهد. همچنین واضح است که تحقیقات بیشتری در مورد تأثیر مواد افزودنی بر میکروبیوم شکمبه باید انجام شود، زیرا اثرات متضاد مختلفی در منابع گزارش شده است. با آگاهی بیشتر جهان از چالش های زیست محیطی، استراتژی هایی مانند تنظیم میکروبیوم شکمبه برای افزایش کارایی و کاهش انتشار متان از اهمیت بیشتری برخوردار می شوند. بنابراین بررسی بیشتر و درک بهتر میکروبیوم شکمبه ضروری است.

 

 

گروه علمی شرکت اگرین تک

  • تعداد بازدید: 207

دیدگاه ها

نظر شما پس از تایید مدیردر سایت نمایش داده می شود