کاربرد آنزیمها در تغذیه طیور
نويسنده :دكتر عبدالرضا كامياب- متخصص تغذيه و مديريت طيور از دانشگاه مينه سوتاي آمريكا
تحقيقات زيادي در رابطه با استفاده از آنزيمها در جيره غذايي تك معده اي ها و بخصوص طيور انجام گرفته و در اين تحقيقات عملكرد مثبت آنزيمها در رابطه با افزايش انرژي و قابليت هضم قندها و پروتئين جيره مورد ارزيابي قرار گرفته است.
طبق گزارشات، اكثر محققين معتقدند كه افزودن آنزيم به جيره غذايي طيور، باعث اثرات ذيل خواهد شد:
1) بالابردن قابليت هضم
2) پايين آوردن هزينه دان
3) بهبود در وضعيت شيميايي بستر
4) بهتر شدن ضريب تبديل
5) كمك به محيط زيست از طريق كاهش مواد آلي دفع شده
از ديدگاه فيزيولوژيكي، آنزيمها پروتئينهاي فعالي هستند كه بعنوان كاتاليزور و يا در جهت سرعت بخشيدن به واكنشهاي شيميايي (تا حدود يك ميليون بار) عمل مي كنند بطوريكه بدون آنها مواد غذايي، نمي توانند هضم شوند. آنزيمها خود، ارگانيسم هاي زنده اي نيستند بلكه از ارگانيسم هاي زنده مثل باكتريها ، قارچها، مخمرها، يا بافتهاي گياهي تحت شرايط خاصي توليد مي شوند.
بيشتر آنزيمهاي تجارتي كه منشاء قارچي دارند از Aspergillus sp. و آنهائيكه منشاء باكتريايي دارند از Bacillus sp. تهيه مي شوند.
تا كنون بيش از 3000 نوع آنزيم مختلف شناسايي شده است. بطور كلي تمامي آنزيمها به شرايط محيطي حساس هستند و بهترين عملكرد آنها در درجه حرارت ملايم و pH حدود 8-6 مي باشد.
آنزيمها تركيبات مصرف شدني نيستند و بعد از اينكه در واكنش شيميايي شركت كردند تغييري در شكل و تركيب آنها بوجود نمي آيد . بنابراين بعد از انجام كار، مي توانند مجددا" روي ماده غذايي ديگري كار كنند. از ديدگاه تئوري، فعاليت آنزيمها مي تواند بطور مداوم صورت گيرد اما در عمل، همانگونه كه اشاره شد آنزيمها از پروتئينها بوده و بعد از مدتي بطور طبيعي شكستـه و غير فعال شده و خود نيز هضم مي گردند.
به نظر مي رسد مهمترين كار آنزيمها در دستگاه گوارش طيور، شكستن ديواره سلولي مواد غذايي جيره مي باشد و بدينوسيله مخلوطي يكنواخت از مواد مغذي را بوجود مي آورند، در نتيجه قابليت هضم مواد غذايي بخصوص كربو هيدراتها را افزايش مي دهند.
همانطور كه در جدول (شماره 1) نشان داده شده در طيور توليد آنزيمهاي آميلاز و پروتئاز لوزالمعده در اوايل رشد بسيار كم است بطوريكه در طي چند روز اول مقدار اين آنزيمها براي هضم مواد غذايي ناكافي است لذا افزودن آنزيم به جيره اين حيوانات بسيار مفيد به نظر مي رسد.
جدول 1 - زمان تقريبي رسيدن به اوج توليد آنزيم ها در سيستم گوارشي جوجه هاي گوشتي
|
آميلاز |
ليپاز |
پپسين |
تريپسين |
|
5 روزگي |
7 روزگي |
10 روزگي |
15 روزگي |
ساختمان ديواره سلولي آندوسپرم
ديواره سلولي آندوسپرم از بخش هاي كربوهيدراتي و مقدار كمي پروتئين و اسيدهاي فنوليك تشكيل شده است . بخش كربو هيدراتي شامل : 1 - پلي ساكاريدها كه عبارتند از الف - سلولز ب - همي سلولز ج - پنتوزان و 2 - اليگو ساكاريدها كه شامل : الف - رافينوز ب - استاكيوز مي باشد.
رشته هاي باريك سلولز در بين پليمرهاي غير سلولزي احاطه شده است و زنجيره هاي گلوكان سلولز بشكلي سازمان يافته بهمديگر اتصال دارند بطوريكه اين كربوهيدراتها در اثر اين نوع اتصال غير محلول بوده و نسبت به هضم آنزيمي مقاوم مي باشند.
مقدار سلولز موجود در ديواره سلولي آندوسپرم دانه غلات كم است و لذا از نظر تغذيه اي اهميت كمي دارد. عمده كربوهيدرات ديواره سلولي اين سلولها از هتروپليمرهايي نظير بتاگلوكان و آربينوزايلن (پنتوزان) تشكيل شده است . هر دو پليمر مذكور در دانه غلات وجود دارد. ولي نسبت آنها به يكديگر و مقدار كلي آنها در دانه ها متغير است . به عنوان مثال درجو ويولاف بتاگلوكان بيشتر است در حاليكه در گندم وچاودار و تريتيكاله آرابينوزها در سطوح بيشتري يافت مي شوند.
پروتئينها و اسيدهاي فنوليك در مقادير كمي در ديواره سلولي يافت شده وليكن نقش مهمي را در پايداري ديواره سلول بازي مي كنند.
اسيدهاي فنوليك (عمدتا" اسيد فروليك) به طور عمده با آرابينوزايلنها استريفه شده است.
اثرات تغذيه اي پلي ساكاريدهاي غير سلولزي :
نشاسته موجود در غلات در داخل سلولهاي آندوسپرم قرار دارند لذا براي دستيابي به اين منبع انرژي تجزيه ديواره سلولي آندوسپرم بسيار حائز اهميت است از اينرو آنزيمها در استفاده بهينه از مواد نشاسته اي موجود در غلات نقش بسيار مهمي را ايفا مي كنند.
اثرات تغذيه اي پلي ساكاريدهاي غير سلولزي :
پلي ساكاريدهاي غير نشاسته اي به دو بخش محلول و نا محلول در آب تقسيم بندي مي شوند. بخشهاي محلول كه شامل بتاگلوكان و آرابينوزايلن است در مورد استفاده قرار گرفتن مواد مغذي مانند نشاسته توسط طيور نقش مهم و تعيين كننده اي را ايفا مي كنند.
مكانيسم اثر اين مواد بدو صورت قابل تفسير است : 1 - پس از خوردن دانه، بتاگلوكان و آربينوزايلن حل شده و موجب افزايش ويسكوزيته مواد هضمي مي شوند. از اين مكانيسم بعنوان عامل عمده محدود كننده ارزش تغذيه اي جو، يولاف، چاودار و گندم ياد مي شود. 2 - ديواره سلولي كه بخش عمده اي از آنرا اين مواد تشكيل مي دهند بعنوان سدي در راه رسيدن آنزيمهاي هضمي به مواد مغذي يا عاملي كه سرعت اينكار را كم مي كنند عمل مي نمايد.
در نتيجه افزايش ويسكوزيته مواد هضمي، سرعت انتشار آنزيمها، انتشار مواد مغذي و حركت مواد در دستگاه گوارش همگي كمتر مي شود و در نتيجه هضم و جذب مواد مغذي و ميزان مصرف خوراك پايين مي آيد. هر چه مولكول بزرگتر باشد اثر افزايش ويسكوزيته بر سرعت انتشار آن بيشتر خواهد بود در نتيجه چربيها بواسطه بزرگي ذرات بيش از ساير مواد مغذي تحت تأثير قرار مي گيرند.
كند شدن حركت مواد هضمي در دستگاه گوارش موجب افزايش جمعيت ميكروبي در روده كوچك مي شود كه اثر منفي بر عملكرد حيوان مي گذارد. از طرف ديگر افزايش ويسكوزيته موجب كاهش سطح برخي از آنزيمهاي لوزالمعده از جمله آميلاز در مجراي روده كوچك مي شود. اثر ديگر ديواره سلولي همانگونه كه ذكر شده ايجاد كردن سدي در برابر دستيابي آنزيمها به نشاسته و پروتئين داخل سلول و يا كند كردن دستيابي آنزيمها به مواد مذكور مي باشد كه درنتيجه اين كار از قابليت هضم مواد مغذي مذكور كاسته شده و يا آزاد شدن آنها به تأخير مي افتد يعني در انتهاي روده كوچك آزاد مي شوند.
علاوه بر اثرات مذكور بتاگلوكان هضم نشده موجب چسبندگي مدفوع در حيوان مي شود كه وضعيت بستر را نامطلوب مي سازد . در طيور تخمگذار اين مورد باعث افزايش تخم مرغهاي كثيف مي گردد.
با توجه به مطالب فوق برخي از غلات به دليل داشتن مواد مذكور ميزان انرژي قابل متابوليسم كمتري را نسبت به غلاتي نظير ذرت در تغذيه طيور بخصوص طيور گوشتي دارند. بنابراين در زمانيكه از اينگونه غلات (جو، يولاف، چاودار و گندم) به مقدار بيش از حد توصيه شده استفاده مي شود، استفاده از آنزيم جهت حداكثر بهره وري از مواد مغذي موجود در اين غلات لازم بنظر مي رسد.
بايد توجه داشت كه آنزيمهاي تجارتي موجود، هر كدام بر روي پلي ساكاريدهاي مخصوصي عمل مي كنند . بطور مثال در جيره اي كه از دانه جو و گندم تشكيل شده بترتيب مي توان از آنزيمهاي گلوكاناز و گزيلاناز استفاده نمود كه بطور كامل در جداول (شماره 2 و 3) ذكر شده است. بطور كلي در نتيجه استفاده از آنزيم، قابليت هضم چربيها، پروتئينهاو بخصوص كربوهيدراتها بهبود يافته و باعث افزايش انرژي قابل متابوليسم ظاهري مي شود. البته اين مقدار بسته به نوع آنزيم تهيه شده در كارخانجات مختلف، متفاوت است و در هنگام مصرف بايد به ميزان توصيه شده توجه شود.
جدول2
|
نوع آنزيم |
مشخصــــــات |
|
بتاگلوكاناز |
در جيره هايي كه از جو به مقدار زيادي استفاده شده بكار مي روند و چسبندگي مدفوع را كاهش داده و انرژي قابل متابوليسم ظاهري جو را حدود10 درصد افزايش مي دهد . |
|
گزيلاناز |
در جيره هايي كه از گندم به مقدار زيادي استفاده شده، بكار مي رود و انرژي قابل متابوليسم ظاهري گندم را حدود 5-4 درصد افزايش مي دهد. |
|
پروتئاز |
در جيره هايي كه مقدار پروتئين گياهي زياد است مورد استفاده قرار مي گيرد و قابليت هضم پروتئين را افزايش مي دهد. |
|
فيتاز |
در جيره هايي كه فسفر با منشاء گياهي زياد است استفاده مي شود و قابليت استفاده از فسفر، كلسيم و عناصر معدني كم مصرف را افزايش مي دهد. |
|
مولتي آنزيم |
از آنزيم هاي مختلف تشكيل شده است. |
جدول 3 - ميزان تقريبي بعضي از مواد پلي ساكاريدي در مواد اوليه با توجه به ماده خشك
|
پكتين
(Pectins) |
آرابينوزايلن
(Arabinoxylans) |
بتاگلوكان
(b-Glucans) |
سلولز
(Cellulose) |
مواد اوليه
(Feedstuff) |
|
7/0 |
9/4 |
--- |
6/2 |
ذرت |
(Corn) |
|
4/0 |
0/6 |
8/0 |
5/2 |
گندم |
(Wheat) |
|
6/0 |
3/3 |
4/4 |
3/4 |
جو |
(Barley) |
|
0/1 |
--- |
3/3 |
0/3 |
جو دوسر |
(Oat) |
|
4/0 |
5/3 |
2/2 |
--- |
چاودار |
(Rye) |
|
4/0 |
--- |
1/0 |
5/5 |
ذرت خوشه اي |
(Sorghum) |
|
6/0 |
--- |
0/3 |
0/2 |
تراتيكلي |
(Triticale) |
|
8/4 |
--- |
--- |
6/4 |
سويا |
(Soyabean) |
|
2/6 |
--- |
--- |
5/5 |
آفتابگردان |
(Sunflower*) |
|
5/11 |
--- |
--- |
0/7 |
كلزا |
(Canola) |
|
4/3 |
--- |
--- |
0/5 |
نخود |
(Peas) |
مقدار بتاگلوكان موجود در جو تحت تأثير عوامل زير قرار مي گيرد:
1) عوامل ژنتيكي : واريته هاي دو رديفه بيش از شش رديفه بتاگلوكان دارند و همچنين واريته هاي واكسي (Waxy)و بدون پوسته نيز نسبت به نوع معمول پوسته دار، بتاگلوكان بيشتري دارند.
2) عوامل محيطي: آب و هواي گرم و خشك در مرحله پر شدن مغز دانه براي تشكيل بتاگلوكان مطلوب است و آب و هواي باراني در زمان رسيدن دانه باعث كاهش غلظت بتاگلوكان در دانه مي شود.
3) مرحله برداشت دانه : دانه ها در مرحله زرد شدن پيش از رسيدن كامل نسبت به حالتي كه دانه كاملا" رسيده است ويسكوزيته بيشتري ايجاد مي كند.
4) استفاده از كود ازته : مصرف كود ازته باعث افزايش غلظت بتاگلوكان در دانه مي شود.
5) مدت زمان ذخيره دانه : دانه هايي كه براي مدت كمي نگهداري شده اند در مقايسه با آنهايي كه مدت زمان بيشتري ذخيره شده اند ويسكوزيته بيشتري را ايجاد مي كنند.
خصوصيات يك آنزيم خوب با كيفيت بالا و عملكرد مطلوب و مؤثر:
1 - پوشش دار بودن آنزيم (Coated enzyme)
حالت پوشش دار بودن آنزيم (Coated) باعث طولاني شدن زمان نگهداري و مصرف آنزيم گرديده و ثبات آنزيم را در پرميكس ها و پلت ها به واسطه وجود اين سيستم محافظ، تضمين مي نمايد و به علت گرانول بودن، بخوبي با دان مخلوط شده و توليد گرد و غبار نمي كند كه در نتيجه از لحاظ آلودگي، خطري براي كارگران ندارد.
2 - حالت مولتي بودن آنزيم (چند آنزيمي Multi enzyme)
برخي از انواع آنزيمها، بصورت تك آنزيمي بوده و برروي ماده غذايي مشخصي مؤثر مي باشد. در مقابل، بعضي از آنزيمها مخلوطي از چند آنزيم بوده كه بصورت مولتي آنزيم بوده و بر روي طيف وسيعي از مواد اوليه اثر مي كند.
با مصرف اين نوع آنزيمها، جيره نويسان و متخصصين تغذيه، قادر خواهند بود تا در فرمول جيره غذايي طيور از اقلام قابل دسترس و متنوع تري استفاده نمايند.
موضوع مهم و قابل اشاره ديگر در رابطه با آنزيم، انتخاب كارخانه هاي توليد كننده آنزيم مي باشد. با توجه به تنوع آنزيمهاي دامي، كارخانه هاي با سابقه بيشتر كه بصورت تخصصي به توليد آنزيم مشغول مي باشند و همچنين از كيفيت مطلوب و استانداردهاي لازم برخوردار هستند، در درجه اول اهميت براي تصميم گيري بهينه و اقتصادي قرار دارند.
