تولید شیر: عوامل موثر بر ترکیب شیر (1)

 S.C. NicKerson

1- مقدمه

اصلاحات ژنتیکی، بهبود وضعیت تغذیه و مدیریت و پیشرفت‌های شیردوشی، موجب بروز تغییراتی در غدد پستانی گاوهای شیری شده به طوری که حجم شیر و مواد مغذی آن را چنان افزایش داده که حتی از مصرف گوساله نیز بیشتر می‌باشد.
انتخاب گاوهایی با تولید بیشتر و تأکید بر امر بهبود تغذیه، تولید مثل و محیط می‌تواند بازده و ترکیب شیر را تحت تأثیر قرار دهد. مقدار بافت پستانی تولیدکننده‌ی شیر، توانایی سلول‌های ترشحی در ساختن ترکیبات شیر و در دسترس بودن مواد مغذی برای تولید شیر به میزان زیادی در کمیت آن مؤثرند.
هدف در این فصل ارائه‌ی آگاهی‌های اولیه در مورد عوامل مؤثر در بازده و ترکیب شیر می‌باشد که می‌تواند در ایجاد روش‌هایی که منجر به دوشش و تولید مقادیر زیادی محصول با کیفیت بالا می‌گردد کمک مؤثری باشد. قبل از چنین برنامه‌ریزی، شناخت کلّی کالبدشناسی غدد پستانی، ذخیره‌ی شیر و فیزیولوژی زیست‌ساختی (بیوسنتز) ترکیب شیر و خروج آن از پستان ارائه می‌شود.

2- بافت‌های سازنده و ترشحی غدد پستانی

2-1- فیزیولوژی غدد پستانی

هر یک از چهار کارتیه داخل پستان گاو به عنوان یک غده‌ی مستقل عمل می‌کند و بافت‌های تولیدکننده‌ی شیر مربوط به خود را دارند. بافت اسفنجی (پارانشیم) که نقش ترشح را ایفا می‌کند از میلیون‌ها ساختار حبابچه مانند (آلوئول) تشکیل شده است که توسط مجرایی به فضای جمع‌آوری کننده شیر (cistern) تخلیه می‌شوند (شکل 1) سطح داخلی آلوئول توسط یک لایه از یاخته‌های اپی تلیال ترشحی پوشیده شده است. پیش سازه‌های اجزای تشکیل دهنده‌ی شیر از مویرگ‌های مجاور توسط این سلول‌های اپی تلیال به آلوئول‌ها جذب می‌شوند و به پروتئین شیر، لاکتوز، چربی و سایر ترکیبات تبدیل می‌شوند که در فاصله بین دو دوشش داخل حفره یا آلوئول‌های داخلی آزاد شده و ذخیره می‌شوند.

شکل 1: (الف) مقطع عمودی کارتیه‌ی پستانی که در آن آلوئول‌های تولید کننده‌ی شیر و فضاهای مختلف حاوی شیر نشان داده شده است. (ب) شکل بزرگتری از یک آلوئول که توسط سلول‌های عضلانی احاطه شده است و مویرگ‌های خونی که مواد پیش ساز شیر را در اختیار سلول‌های آلوئول قرار می‌دهد.

همچنانکه شیر داخل آلوئول‌ها جمع می‌شود، فشار وارده بر یاخته‌های اپی تلیال منجر به متسع شدن آن‌ها شده و عمل ساخته شدن شیر و رها کردن آن به داخل فضای بین یاخته‌ها را متوقف می‌نماید.(شکل 2).
علاوه بر آن مویرگ‌های محیطی بسته می‌شوند و استفاده سلول‌ها از پیش سازهای شیر کاهش می‌یابد قبل از شیردوشی، حدود 60% از شیر حاصل از شیردوشی قبلی در آلوئول و مجاری کوچک جمع می‌شود و 40% آن در مجرای سیسترن (Cistren) و مجاری بزرگ ذخیره می‌شود. شبکه‌ای از سلول‌های ماهیچه‌ای صاف تحت عنوان میواپی تلیال هر آلوئول را می‌پوشاند. انقباض این سلول‌ها منجر به خروج شیر از آلوئول‌ها از میان مجاری ترشحی می‌شود.(شکل 2).

شکل 2: (الف) تعدادی از آلوئول‌ها قبل از شیردوشی که در مقطع عرضی یکی از آن‌ها. متسع شدن سلول‌های ترشحی دیده می‌شود. (ب) شمایی از آلوئول‌ها در حین شیردوشی که در این حالت منقبض شده‌اند و شیر با فشار به درون سیسترن تخلیه می‌شود.

2-2- نقش سلول تولیدکننده‌ی شیر

سلول‌های اپی تلیال آلوئولی دارای اندامک‌های لازم جهت جذب و تبدیل پیش سازهای موجود در خون به ترکیبات شیر می‌باشند.
در شکل 3-2 تصویری از سلول تولیدکننده‌ی شیر در غده پستانی گاو شیروار نشان داده شده است. پروتئین شیر که قسمت اعظم آن را کازئین تشکیل می‌دهد از اسیدهای آمینه‌ای ساخته شده است که توسط سلول‌های آلوئولی از خون جذب می‌گردند. کازئین در داخل لوله‌های رتیکولوم آندوپلاسمیک خشن (rough endoplasmic reticulum) ساخته می‌شود و از این محل به دستگاه گلژی منتقل می‌گردد که در آنجا در وزیکول‌های ترشحی تغلیظ شده و جهت ترشح به خارج سلول آماده می‌شود. لاکتوز در دستگاه گلژی ساخته می‌شود و به همان وزیکول‌هایی که کازئین را انتقال می‌دهند ترشح می‌گردد.

شکل 3: سلول تولید کننده‌ی شیر: CM میسل کازئین، "G" دستگاه گلژی،"L" قطرات چربی "M" میواپی تلیال، "MV" میکروویلی، N هسته، R شبکه‌ی آندوپلاسمی خشن، "S" وزیکول ترشحی

کلسیم، منیزیم و سایر یون‌ها نیز توسط وزیکول‌های ترشحی که از دستگاه گلژی منشأ می‌گیرند، ترشح می‌گردند.
چربی شیر در ناحیه‌ای از سیتوپلاسم ساخته می‌شود که توسط رتیکولوم آندوپلاسمیک خشن اشغال شده است. در زمان ترشح قطرات چربی به غشاء سلول فشار آورده و از آنجا به داخل فضای بین سلولی آلوئول رها می‌شوند. مجاری بسیار ریز در جهت عمودی به غشاء رأسی پلاسمایی قرار گرفته و جریان فراورده‌های ترشحی را از طریق لومن آلوئول به بیرون هدایت می‌کنند.

2-3- جریان شیر داخل پستان

مجاری یا لوله‌هایی که بافت آلوئولی سلول‌های تولید کننده شیر را تخلیه می‌کنند به مجاری بزرگتر تبدیل می‌شوند که در نهایت به فضاهای جمع کننده یا مخازن (Cistern) نزدیک به سطح شکمی هر یک از کارتیه‌های پستانی منتهی می‌شوند.
مخزن پستان 2000-100 میلی لیتر شیر را در خود جای می‌دهد و به داخل مخزن نوک پستان که 50-10 میلی لیتر از شیر را نگه می‌دارد، متصل گردد. مخزن نوک پستان به مجرای نوک پستان منتهی می‌شود که از آنجا شیر خارج می‌گردد (شکل 4). طول مجرای نوک پستان 13-5 میلی متر و قطر آن در بخش انتهایی پایینی 0/40 میلی متر و در انتهای بالایی 0/77 میلی متر است. با افزایش سن حیوان طول و قطر این مجرا افزایش می‌یابد. مجرای نوک پستان با فیبرهایی از رشته‌های ماهیچه‌ای صاف احاطه شده است که اسفنکتر را می‌سازند این اسفنکتر مجرای نوک پستان را در فواصل بین شیردوشی بسته نگه می‌دارد نوک پستان‌هایی که اسفنکترهای ضعیف، شل و یا ناتوان دارند، تحت عنوان پستان باز یا نشت کننده نامیده می‌شوند. در گاوهایی که دارای چنین نوک پستان‌هایی می‌باشند شیر طی 3-2 دقیقه خارج می‌گردد گاوهایی که دارای نوک پستان‌های عضلانی و محکم می‌باشند، سخت دوش (hard milk) نامیده می‌شوند زیرا شیر این گاوها به صورت جریانی ضعیف و بسیار کند از پستان خارج می‌گردد و زمان شیردوشی در این گاوها 10 دقیقه یا بیشتر به طول می‌انجامد.

شکل 4: مقطع سر پستان

3- شروع و برقراری شیرواری

تولید شیر 8-2 هفته پس از زایش تحت تأثیر هورمون‌ها، نوع تغذیه و تحریک پستان برای خروج شیر به حداکثر مقدار خود می‌رسد که بتدریج کاهش می‌یابد. تداوم تولید شیر به عواملی نظیر ثابت ماندن تعداد سلول‌های ترشحی، فعالیت ترشحی هر سلول و قابلیت مناسب خروج شیر از آلوئول بستگی دارد.
هورمون‌های بخش قدامی هیپوفیز در حفظ شیر واری در درجه اول اهمیت قرار دارند. پرولاکتین (prolactin) مسئول رشد پستان و حفظ حالت شیرواری است در حالی که هورمون رشد تولید شیر را طی شیرواری تحریک می‌کند. به نظر می‌رسد ترشح هورمون رشد تبدیل مواد مغذی از منابع بدن را به غده‌ی پستان افزایش دهد که این امر منجر به افزایش تولید می‌شود.
هورمون‌های تیروئید متابولیسم کلسیم و فسفر را تنظیم می‌کنند. انسولین تولید شده از لوزالمعده در متابولیسم گلوکز در پستان مؤثر است و گلوکوکورتیکوئیدهای ترشحی از قشر کلیه جهت شروع و برقراری شیرواری ضروری می‌باشند. اکسی توسین هورمونی است که جهت خروج شیر الزامی می‌باشد.

4- بازتاب خروج شیر

در فواصل بین شیردوشی، شیر در فضاهای ذخیره‌ای بافت پستانی مثل آلوئول‌ها، مجاری و مخازن تجمع می‌یابد. مقدار زیادی از این شیر جمع شده می‌تواند پیش از تحریک واکنش خروج شیر از مخازن و مجاری بزرگ خارج شود، اما شیری که داخل آلوئول‌ها و مجاری کوچک ذخیره می‌گردد تا زمان ایجاد نیروی خروج با فشار، خارج نمی‌شود که این حالت با افزایش سریع در فشار داخل پستانی ایجاد می‌گردد. این خروج به دلیل انقباض سلول‌های میواپی تلیال که آلوئول را احاطه کرده روی می‌دهد و به طور غیرمستقیم به تحریکات شیردوشی پاسخ می‌دهد.
تحریکات شیردوشی مثل تماس دست و انگشتان شیر دوش یا وسایل شستشو با نوک پستان گاو، گیرنده‌های عصبی در پوست نوک پستان را تحریک می‌کند. تحریکات مذکور از طریق اعصاب از این گیرنده‌ها به ستون مهره‌ها و نخاع منتقل شده و از آنجا به مغز فرستاده می‌شوند. سایر تحریکات مثل صدا، محل و اعمال همیشگی شیردوشی نیز می‌توانند بازتاب (reflex) خروج شیر را آغاز نمایند و آزاد شدن شرطی اکسی توسین را موجب شوند. هرگاه بازتاب شرطی برقرار گردد، روش همیشگی و طبیعی شیردوشی باید دنبال شود زیرا در صورت تغییر و نامنظم شدن این برنامه، بازتاب شرطی از بین می‌رود.
به محض رسیدن تحریکات انتهای اعصاب نوک پستان و یا منابع بینایی یا بویایی به مغز اکسی توسین به داخل خون ترشح شده و به پستان منتقل می‌شود که در آنجا انقباض سلول‌های میواپی تلیال را تحریک کرده و سبب خروج شیر از آلوئول می‌شود توالی این وقایع در شکل 5 نشان داده شده است. فنجانک‌های شیردوشی باید 60-45 ثانیه پس از شروع آماده سازی پستان به آن متصل شوند تا بتوان بیشترین فشار داخل پستانی و خروج کامل‌تری از شیر را بدست آورد.
تحریکات حسی (گیرنده‌های لامسه) مثل فشار یا ماساژ پستان نیز موجب انقباض بعضی سلول‌های میواپی تلیال آن موضع می‌شود که این حالت بدون تأثیر اکسی توسین ایجاد می‌گردد. از این رو ماساژ دادن کارتیه پستان طی شیردوشی توسط ماشین می‌تواند سبب خروج بیشتر شیر از آلوئول‌ها شود با این حال اکسی توسین عامل اولیه خروج شیر است (شکل 5).

شکل 5: سیستم عصبی تحریکات شیردوشی را در طول ستون نخاعی به هیپوفیز مغز منتقل می‌کنند سپس هورمون اکسی توسین مترشحه از هیپوفیز از طریق خون به بافت پستان می‌رسد.

5- تأثیر نژاد بر ترکیب و بازده شیر

در طی 15 سال گذشته میانگین ترکیب شیر ثابت باقی مانده است (چربی 3/6%، پروتئین 3/2% و لاکتوز 4/7%) با این حال تولید در طی این مدت به طور فزاینده‌ای افزایش داشته است. چربی شیر در بسیاری از کشورها افزایش یافته است با این حال عوامل و شرایطی وجود دارند که بر اثر آن‌ها ترکیب شیر تغییر می‌یابد. تأثیر نژاد بر تولید شیر بسیار با اهمیت است اما تأثیر آن بر ترکیب شیر چشمگیرتر می‌باشد.
نژادهای سنگین‌تر شیر بیشتری تولید می‌کنند. هلشتاین - فریزین Holstein / Friesians) بیشترین میانگین تولید شیر دهی را دارد که پس از آن بروان سوئیس (Brown Swiss)، ایرشایر (Ayrshire) گرنزی (Guernsey) و جرسی (Jersey) قرار می‌گیرند.
درصد چربی در نژاد جرسی و گرنزی بیشتر از نژاد هلشتاین/ فریزین و ایر شایر بوده و در این نژاد در میان هریک از دام‌ها متغییر می‌باشد. ترکیب شیر نیز در بین دام‌های یک نژاد متفاوت می‌باشد. تفاوت‌های بین نژادی در مورد چربی بیشترین اختلاف را نشان می‌دهد و پس از آن مواد جامد بدون چربی شیر (SNF)، پروتئین و لاکتوز قرار می‌گیرند. تأثیر نژاد بر ترکیب شیر در جدول 1 نشان داده شده

جدول 1: در صد ترکیب شیر در نژادهای مختلف گاو شیری

نژاد	چربی	گازئین	پروتئین آب پنیر	لاکتوز	خاکستر	مواد جامد
ایرشایر براون سوئیس گرنزی هولشتاین جرسی	3/97 3/80 4/58 3/56 4/97	2/68 2/63 2/88 2/49 3/02	0/60 0/55 0/61 0/53 0/63	4/63 4/80 4/78 4/61 4/70	0/72 0/72 0/75 0/73 0/77	12/69 12/69 13/69 11/91 14/15

منبع:Reinart & Nesbitt (1956)

است. اختلافات معناداری در نتایج تحقیقات دیده می‌شود که بیشترین اختلاف به محل، وضعیت جغرافیایی، زمان نمونه برداری و مدیریت گله بستگی دارد به عنوان مثال در مقدار چربی شیر گاوهای هلشتاین / فریزین تغییرات در حدود 4/54-3/62% نشان داده شد که بستگی به محل جغرافیایی دارد. بعضی اوقات تفاوت‌هایی نیز در نتایج مطالعات دیده می‌شود به عنوان مثال میانگین درصد چربی در شیر هلشتاین در امریکا در سال 1933، 3/35% بوده که در سال 1960 به 3/70% رسید، این مقدار برای هلشتاین/ فریزین در سال 1900 در هلند 3/10% و در سال 1970 چهاردرصد محاسبه شد. اختلاف جغرافیایی و آب و هوایی در نتیجه اصلاح نژاد و تغییرات تدریجی در اعمال مدیریتی حاصل شده است. همان‌طور که مقدار ترکیبات اصلی شیر در این نژادهای مختلف متفاوت می‌باشد، ترکیب بعضی اجزای شیر نیز در میان نژادها متفاوت می‌باشد. ترکیب پروتئین در شیر بدون چربی برای نژادهای مختلف در جدول 2-2 نشان داده شده است.
به همین صورت اختلافات ژنتیکی در مورد تک تک اجزای شیر نیز تأثیر دارد که بخصوص در میان گاوهای مناطق شرق و غرب مشاهده می‌شود.

6- نقش ژنتیک در تولید شیر

صفات اقتصادی مهم مثل تولید شیر و درصد چربی تا حدودی تحت تأثیر عوامل ژنتیکی قرار می‌گیرند. ارثی بودن صفات اهمیت خاصی دارد زیرا تغییرات ژنتیکی بر این صفات تأثیر شایانی ایجاد می‌کنند. ارثی بودن (heritability) معیاری است که بر اساس آن میزان اثر توارث بر یک صفت خاص اندازه‌گیری می‌شود. توارث در مورد حجم تولید شیر، پروتئین و مواد جامد حدود 25% می‌باشد (جدول 2-3) اما در مقایسه قابلیت توارث پذیری درصد چربی و پروتئین بمراتب بیشتر است (0/50). قابلیت توارث پذیری تولید حداکثر تداوم شیرواری و سرعت دوشش در حد متوسط بوده است، در حالی که در مورد صفت مقاومت در برابر ورم پستانی قابلیت توارث پذیری پایین می‌باشد. تکرار پذیری متوسط و یا بالای مرتبط به صفات فوق‌الذکر نشان می‌دهد که با استفاده از روش‌های اصلاح نژاد و انتخاب مناسب (Selection) می توان این صفات را بهبود بخشید.
با وجودی که تولید روزانه تا حدودی نوسان دارد ولی به مقدار زیادی در یک دوره‌ی معین قابلیت تکرارپذیری بالایی (0/95) از خود نشان می‌دهد (جدول 4). قابلیت تکرار پذیری تمایل یک صفت خاص به تکرار خود در طی زمان معین یعنی در طی روزهای متوالی و یا شیرواری‌های متعدد می‌باشد. مقدار چربی شیر نسبت به سایر اجزای شیر روزانه تغییرات و نوسانات بالاتری را نشان می‌دهد و تکرار پذیری آن در حدود 0/60 می‌باشد.
تکرار پذیری در مورد پروتئین و ماده‌ی جامد غیر چربی (SNF) بالاتر است یعنی 0/85 و 0/90 می‌باشد از این رو نمی‌توان انتظار داشت ترکیب و تولید روزانه در زمان کوتاهی بسرعت تغییر یابند. تکرار پذیری تولید از یک دوره‌ی شیرواری تا دوره‌ی شیرواری بعدی بمراتب کمتر است (0/50) اما مقدار چربی در شیرواری متوالی تکرار پذیری بیشتری (0/75) را نسبت به مقادیر روزانه نشان می‌دهد.
همبستگی ژنتیکی (genetic correlation) عبارت است از میزان تمایل تغییر یک متغیر یا صفت مشخص در ارتباط با متغیر یا صفت مشخص دیگر که دامنه‌ی آن در حدود - / 1+ تا - / 1- می‌باشد. به عنوان مثال مقدار چربی پروتئین، ماده‌ی خشک کل با تولید شیر همبستگی زیادی نشان می‌دهد (جدول 5) درحالی‌که درصد چربی، پروتئین، ماده‌ی جامد غیر چربی و ماده‌ی خشک کل با تولید، همبستگی منفی دارند. مقدار کلرید با تولید شیر نسبت معکوس دارد. اگر یک صفت مشخص را انتخاب کنیم، در صورت وجود ارتباط ژنتیکی با صفت انتخاب شده، سایر صفات تغییر خواهند کرد. به عنوان مثال اگر عمل سلکسیون بر اساس تولید شیر صورت گیرد، انتظار می‌رود که سایر خصوصیات شیر نیز به طور مثبت یا منفی تحت تأثیر قرار گیرند. این تغییرات در جدول 6 نشان داده شده است. تحت برنامه سلکسیون یا اصلاح نژاد تولید شیر مورد نظر در هر گاو و در هر دوره‌ی شیر دهی 273 کیلوگرم افزایش خواهد داشت. با انجام سلکسیون در مورد تولید شیر انتظار می‌رود که تولید چربی به 10/5 کیلوگرم افزایش یابد اما درصد چربی کاهش (0/036%-) خواهد یافت.

شکل 6: تأثیر برافروختگی بهاره (spring flush) بر تولید شیر با توجه به زمان زایش
منبع: اقتباس از Whittemore (1980)

به همین صورت مقدار پروتئین تولیدی افزایش یافته اما درصد پروتئین کاهش می‌یابد. اگر مقدار چربی به عنوان صفت مشخص انتخاب شود. در آن صورت مقدار چربی تا 5/6 کیلوگرم افزایش خواهد یافت. همزمان با آن بازده یا مقدار شیر نیز 199 کیلوگرم افزایش می‌یابد. درصد چربی 0/058% و مقدار و درصد پروتئین نیز افزایش خواهد یافت. چنین پاسخ‌هایی که با هم ارتباط نشان می‌دهند با انتخاب مقدار پروتئین، چربی و درصد پروتئین نیز مشاهده می‌شود. در مجموع اگر مقدار یا بازده شیر انتخاب گردد، مقادیر سایر مواد جامد شیر افزایش می‌یابد اما درصد آن‌ها کاهش پیدا می‌کند. در مقابل اگر افزایش درصد یکی از مواد جامد انتخاب شود. بازده آن ماده و درصد سایر مواد جامد افزایش می‌یابد در حالی که تولید شیر و بازده سایر ترکیبات تغییر بسیار اندکی را نشان می‌دهد. به نظر می‌رسد میزان تولید (yield) هنوز هم مناسب‌ترین صفت انتخابی تولید شیر باشد.

جدول 2: ترکیب پروتئین شیر بدون چربی (g/lit) در نژادهای مختلف

ترکیب پروتئین	ایرشایر	براون سویس	گرنزی	هلشتاین	جرسی
آلفا کازئین بتا  کازئن گاما کازئین ایمیونوگلوبولین الفا لاکتاگلوبولین بتالاکتوگلوبولین آلبومین سرم	17/1 8/5 0/8 0/6 1/1 3/1 0/3	18/3 8/4 1/1 0/7 1/1 3/1 0/4	19/2 8/2 1/4 0/8 1/1 3/5 0/4	15/8 6 2 0/9 1/3 3 0/4	18/3 7/6 1/3 0/8 1/5 3/9 0/4

منبع: اقتباس از Rollie و همکاران (1956)

جدول 3: توارث پذیری صفات مختلف در گاوهای شیری که در تولید شیر نقش مهمی دارند

صفات	توارث پذیری
تولید شیر تولید چربی شیر تولید پروتئین تولید مواد جامد تام چربی شیر (%) پروتئین (%) تداوم شیرواری تولید شیر حداکثر سرعت دوشش مقاومت در برابر ورم پستان	0/25 0/25 0/25 0/25 0/50 0/50 0/40 0/30 0/40 0/10

منبع: اقتباس از Wilcox (1992)

جدول 4: تکرار پذیری (Repeatability) مهم‌ترین صفات در تولید شیر

تکرارپذیری
صفت	روزانه	در طول دوره‌ی شیرواری
تولید چربی (%) پروتئین (%) ماده جامد بدون چربی (SNF)	0/95 0/60 0/85 0/90	0/50 0/75 - -

منبع: اقتباس از Wilcox (1992)

جدول 5: ارتباط ژنتیکی بین تولید خصوصیات مختلف شیر و تولید

خصوصیت	همبستگی	خصوصیت	همبستگی
چربی تولیدی پروتئین تولیدی ماده‌ی جامد بدون چربی تولیدی ماده‌ی جامد تام تولیدی کلرید (%)	0/8 0/9 0/9 0/9 0/6-	چربی (%) پروتئین (%) ماده‌ی جامد بدون چربی (%) ماده‌ی جامد تام (%) اسیدیته	0/3- 0/3- 0/2- 0/3- 0/4

منبع: اقتباس از Wilcox (1992)

جدول6: پاسخ‌های مستقیم و وابسته بعد از انتخاب یک صفت منفرد
(ارقام با خط تیره در زیر آن‌ها مشخص شده است)

صفت	شیر تولیدی (Kg)	چربی تولیدی (Kg)	پروتئین تولیدی (Kg)	چربی (%)	پروتئین (%)
تولید شیر چربی تولیدی پروتئین تولیدی چربی (%) پروتئین (%)	273 199 193 129 104	10/5 15/6 10/4 10/8 3/2	6/2 6/3 6/4 1/5 2/7	0/036- 0/058 0/014 0/190 0/084	0/18- 0/010 0/014 0/051 075/0

7- تأثیر محیط بر ترکیب و بازده شیر

پاسخ بدن گاو به تغییرات محیطی، تحت تأثیر سن، شرایط بدنی، نوع تغذیه، تولید مثل و ژنو تیپ قرار می‌گیرد. به عنوان مثال حیوانات جوانتر و کوچکتر نسبت به حیوانات مسن‌تر و بزرگتر حرارت بیشتری را جذب کرده و از دست می‌دهند.
به نظر می‌رسد گاوهای شیروار سرما را بهتر تحمل کنند اما گاوهای غیر شیروار تحمل کمتری به گرما دارند که دلیل آن حرارت تولید شده با مصرف خوراک بیشتر است. گاوهای شیری (Bos Taurus) که منشاء آن‌ها اروپای شمالی می‌باشد، نسبت به انواع استوایی و گرمسیری این نژاد حساسیت بیشتری دارند. قابل ذکر است که گاوهای استوایی دارای متابولیسم پایه پایین‌تر، مصرف غذای کمتر و در نتیجه تولید شیر پایین‌تری نسبت به آن‌ها می‌باشند.

7-1- اثرات فصل

اثرات فصل بر تولید و ترکیب شیر به مقدار زیادی به تغییرات درجه‌ی حرارت محیط نسبت داده می‌شود. مصرف علوفه در زمان استرس حرارتی محیطی کاهش می‌یابد که متعاقب آن منجر به کاهش تولید و افت درصد چربی شیر می‌شود. به همین ترتیب درصد پروتئین شیر و لاکتوز آن در طی فصول گرم پایین خواهد بود. اختلاف در ترکیبات شیر بین فصل‌های مختلف سال میانگینی در حدود 0/4% و برای پروتئین 0/2% دارد.
شیر گاوهایی که زایش آن‌ها در فصول سرد سال رخ می‌دهد دارای میزان چربی و ماده‌ی جامد بدون چربی بیشتری نسبت به شیر گاوهایی است که در فصول گرم گوساله به دنیا می‌آورند. در مطالعاتی که تحت شرایط کنترل شده درجه‌ی حرارت انجام شد، مشاهده گردید که درجه حرارت بالای C 4/29 منجر به افزایش مقدار چربی و کلرید شیر می‌شود در حالی که میزان تولید، ماده‌ی جامد بدون چربی (SNF) و پروتئین و لاکتوز کاهش نشان می‌دهند.
بین درجات حرارتی C°4/4+ و C°15-، درصد چربی، ماده‌ی جامد بدون چربی و پروتئین افزایش یافتند اما مقادیر کلرید و لاکتوز تحت تأثیر قرار نگرفتند. با این حال در تحقیق کنترل شده‌ی دیگری در درجه‌ی حرارت بین C°31/1-C°18/3 ترکیب شیر گاوها بدون تغییر باقی ماند.
در بعضی از کشورها مثل انگلستان چریدن گاوها در مراتع سبز در فصل بهار منجر به افزایش تولید شیر در حدود 10-15 درصد می‌گردد. این پدیده تحت عنوان برافروختگی بهاره‌ی "Spring flush" (شکل 6) شناخته می‌شود. اگر افزایش تولید به دنبال این پدیده در اواسط دوره شیرواری رخ دهد یعنی برای گاوهایی که در زمستان زایش داشته‌اند. (A) تولید برای آن دوره شیرواری ممکن است حدود 500 کیلوگرم افزایش یابد این امر به پایداری صفت در مدت طولانی‌تر نسبت داده می‌شود. برای گاوهایی که در بهار زایش دارند. (B) افزایش در حداکثر تولید شیر دیده می‌شود که معمولاً ناشی از تأثیر اضافی پدیده‌ی برافروختگی بهاره‌ی می‌باشد که متعاقب آن کاهش و افت مشخصی در منحنی شیرواری دیده می‌شود برای گاوهایی که در فصل پاییز، (C) زایش دارند، افزایش تولید شیر در زمان تأثیر پدیده‌ی برافروختگی بهاره برای آن دوره شیرواری باهستگی صورت می‌گیرد و بالا رفتن تولید به دلیل چرا در مراتع بهاره در انتهای منحنی در حد پائینی بوده و بسیار جزیی است.

7-2- استرس حرارتی

استرس‌های مربوط به گرما و سرمای محیطی بر سوخت و ساز گاوهای شیری تأثیر منفی می‌گذارد که این حالت با افزایش نیازهای نگهداری حیوان همراه است. اگر چه در طی استرس سرما مصرف ابا کاهش می‌یابد اما مصرف غذا افزایش خواهد یافت که این امر تا دمای کمتر از C°5- از کاهش تولید شیر جلوگیری می‌کند. افزایش در جذب مواد مغذی به افزایش نیازهای نگهداری مربوط می‌شود که دلیل این امر تولید حرارت متابولیک در بدن می‌باشد نه افزایش تولید شیر. از طرفی طی استرس گرما مصرف آب افزایش یافته اما مصرف خوراک کاهش می‌یابد که علی‌رغم افزایش در نیازهای نگهداری بروز این حالت منجر به کاهش تولید شیر می‌شود.
استرس گرما با تأثیر مستقیم بر مراکز مربوط به دریافت غذا در مغز موجب کاهش مصرف خوراک می‌گردد همچنین جذب به دلیل تجمع محتویات روده که ناشی از کاهش میزان عبور مواد و افزایش مصرف آب می‌باشد، کاهش می‌یابد و به این ترتیب تنفس افزایش خواهد یافت تا حرارت بدن را متعادل سازد. میزان متابولیسم پایه گاوهای شیری در محدوده‌ی حرارتی خنثی (thermoneutral Zone) تقریباً ثابت است. به این ترتیب در محدوده‌ی حرارتی 20-10 درجه سانتی‌گراد حیوان توانایی آن را دارد که حداکثر تولید شیر را ایجاد کند. اما در خارج از این محدوده سرما یا گرمای اضافی اثر منفی بر تولید شیر دارند ارتباط میان استرس گرما و سرما با تولید و نیازهای نگهداری در شکل 7 نشان داده شده است.

درجه حرارت (C)°
شکل 7: تأثیر درجه‌ی حرارت بر نیازهای نگهداری و تولید شیر در گاوهای شیری

در ماه‌های گرم سال به دلیل افزایش بیش از حد حرارت مصرف علوفه کاهش می‌یابد درحالی‌که مصرف کنستانتره به طور ثابت باقی می‌ماند. کاهش مصرف مواد علوفه‌ای موجب بروز تغییراتی در تخمیر شکمبه و نسبت استات به پروپیونات می‌شود. این امر تولید چربی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. از این رو می‌تواند عاملی در جهت کاهش مقدار چربی شیر در زمان استرس حرارتی محیط به حساب آید.
کمبود پتاسیم نیز در زمان استرس حرارتی تولید شیر را تحت تأثیر قرار می‌دهد. افزایش تعریق در گاوهای شیری در این مواقع منجر به از دست رفتن پتاسیم بدن می‌شود از این رو نیاز روزانه نسبت به این الکترولیت افزایش می‌یابد. معمولاً خوراک دام با مقادیر پایین پتاسیم قادر به برطرف کردن نیاز روزانه دام نیست به همین دلیل افزودن پتاسیم در جیره‌های غذایی فقیر می‌تواند در گاوهایی که به مدت طولانی در معرض استرس گرما بوده‌اند منجر به افزایش تولید شیر شود.
همانطور که در شکل 7 مشاهده می‌شود استرس گرمایی در مقایسه با استرس سرما کاهش سریع‌تری را در تولید شیر ایجاد می‌کند این مسئله به این دلیل است که در هوای سرد مصرف خوراک افزایش می‌یابد تا نیازهای نگهداری حیوان را بر طرف سازد. برخلاف آن در زمان استرس گرمایی علی‌رغم افزایش نیازهای نگهداری، مصرف غذا کاهش می‌یابد بنابراین این حالت منجر به کاهش سریع در تولید شیر می‌شود. همچنین استرس گرمایی در طی دوره آبستنی اثر منفی بر وضعیت هورمونی دام ایجاد می‌نماید که این امر منجر به کاهش رشد پستان‌ها و متعاقباً کاهش تولید شیر می‌شود.
درصد چربی، ماده‌ی خشک تام و ماده‌ی خشک بدون چربی در طول فصل زمستان بیشترین تغییرات را نشان می‌دهند. بیشترین تغییرات فصلی در میزان ماده خشک بدون چربی ناشی از تغییرات مقدار پروتئین شیر می‌باشد. درصد چربی و پروتئین در فصل تابستان به کمترین حد خود و در طول ماهای سرد سال به بیشترین مقدار خود می‌رسد که دلیل آن تا حدی به دلیل تغییرات فصلی، کیفیت علوفه و موجود بودن آن در بازار می‌باشد.
به نظر می‌رسد افزودن مکمل‌های چربی به جیره در طول مدت استرس گرمایی مفید واقع شود. در مقایسه با هضم پروتئین و کربوهیرات در زمان هضم چربی گرمای کمتری تولید می‌شود. بنابراین تغذیه با مکمل‌های چربی در طول استرس حرارتی نه تنها بار گرمایی را در بدن کاهش می‌دهد بلکه به طور همزمان دانسیته انرژی رژیم غذایی را افزایش می‌دهد. در یکی از مطالعات انجام گرفته در این رابطه مشخص گردید که افزودن مکمل چربی به خوراک دام در طول فصول گرم، عملکرد شیرواری را بهبود می‌بخشد اما مصرف آن در ماه‌های سرد سال تأثیر چندانی بر شیرواری ندارد.
عرض جغرافیایی از دیگر عواملی است که ترکیبات و تولید شیر را تحت تأثیر قرار می‌دهد. عرض جغرافیایی با زاویه‌ی تابش خورشید و در طول مدت روز در ارتباط است. حدود 50% از گاوهای دنیا در عرض جغرافیایی 30 درجه‌ی شمالی تا 30 درجه‌ی جنوبی قرار دارند اما از سوی دیگر استرس گرمایی در این مناطق نیز بروز می‌کند.
منبع مقاله :
F،HARDING؛ (1385)، شیر و کیفیت آن، دکتر گیتی کریم، دکتر ارمغان دیانی دردشتی، دکتر امیرحسین خلجی. تهران: مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، چاپ دوم