بافرها و اهمیت استفاده آنها در جیره نشخوار کنندگان
نويسنده:شادی کیانوش
نشخوارکنندگان سیستم پیچیده ای برای تنظیم اسید و باز بدن دارند . اگر PH شکمبه بهینه نباشد ، مصرف ماده خشک کاهش می یابد و بروز اسیدوز می تواند سلامتی را به خطر انداخته و باعث کاهش تولید پروتئین میکروبی گردد . بافرهای حقیقی متشکل از یک اسید ضعیف و نمک آن می باشند . این ترکیبات در مقابل تغییرات PH مقاومت می کنند . ترکیبات دیگری نیز وجود دارند که سبب افزایش PH مایع شکمبه ای می شوند و تحت عنوان ترکیبات بازی کننده یا خنثی کننده شناخته می شوند . استفاده صحیح از بافرهای غذایی ممکن است سازگاری به جیره را افزایش دهد . تجمع زیاد اسید لاکتیک در شکمبه سبب می شود که PH شکمبه از حدود 6/8 به 5/5 یا حتی پایین تر سقوط کند که حتی ممکن است سبب مرگ حیوان گردد . میزان کاهش PH شکمبه تغییراتی است که در اسیدهای چرب فرار تولیدی در شکمبه به میزان 40 ـ 30 درصد افزایش یافته و استات به میزان 50 ـ 40 درصد کاهش می یابد . به علاوه افت PH شکمبه موجب تغییر در جمعیت میکروبی شکمبه شده و سرعت عبور مواد غذایی از شکمبه و هضم ترکیبات الیافی را کاهش می دهد . در نهایت اسید لاکتیک تولیدی در شکمبه تجمع پیدا کرده و با جذب به جریان خون سبب افزایش اسیدیته خون می شود . به طوری که همین میزان باکتری های تجزیه کننده نشاسته که مقاوم به شرایط اسیدی هستند ، افزایش یافته و در همین حال باکتری های سلولیتیک کاهش می یابند . در چنین حالتی فعالیت نسبی آمیلاز به سلولاز در شکمبه افزایش می یابد . در مطالعات مختلف چنین استنباط شده است که بازدهی رشد میکروارگانیسم های عمده شکمبه ای به طور قابل ملاحظه ای با تغییر PH شکمبه متغیر است . باکتریهای سلولتیک و تولید کننده متان به سرعت به افت PH شکمبه به زیر 6 حساسیت نشان می دهند . پروتوزوآی شکمبه هم در PH پایین ناشی از تغذیه جیره های پر کنسانتره تحت تاثیر قرار می یگرند . با این حال تغذیه مقادیر کم کنسانتره سبب تحریک تراکم بیشتر پروتوزوآ در شکمبه می شود .
چندین تغییر تغذیه ای می تواند نیاز به بافرها را افزایش دهد ، که این تغییرات به طور خلاصه شامل :
1 ـ تغذیه سطوح بالای دانه ها جهت تامین نیاز انرژی
2 ـ تغییر استفاده از علوفه بلند به علوفه های سیلویی خرد شده به خصوص ذرت سیلو شده .
3 ـ ریز خرد کردن علوفه های سیلویی جهت کمک به مکانیزاسیون
4 ـ تغذیه بیشتر خوراک های اسیدی مثل ذرت ، سیلوهای علوفه و ذرت سیلویی پر رطوبت به هنگام افزودن بافرها بایستی به موارد ذیل توجه شود :
1 ـ ترکیب شیمیایی بافر
2 ـ نسبت علوفه به دانه ، محتوای فیبر کل جیره و طول ذرات علوفه
3 ـ اسیدیته جیره
4 ـ سیستم خوراک دهی ( TMR ، دفعات خوراکی دهی ) ، قیمت و سطح مکمل
مواد شیمیایی زیادی تا کنون به عنوان بافر در تغذیه نشخوارکنندگان مورد آزمایش قرار گرفته اند . افزودن برخی از این بافرها مثل بی کربنات سدیم ، کربنات منیزیم و بی کربنات پتاسیم فقط سبب خنثی کردن اسیدیته شکمبه می شوند . در حالی که برخی بافرها علاوه بر این امر سبب افزایش PH شکمبه نیز می شوند . بافرها نسبت به تغییر در اسیدیته مقاومت ایجاد می کنند . بافرهای حقیقی از افزایش اسیدیته ( کاهش PH ) جلوگیری می کنند . اما PH را بالاتر از حد معینی نمی برند . سدیم بی کربنات ( NaHCo3 ) ، سدیم بنتونیت بافرهای حقیقی هستند . ترکیبات بازی کننده اسیدیته را کاهش می دهند ، اما می توانند باعث افزایش زیاد PH شوند . منیزیم اکسید ( MgO ) یک ترکیب بازی کننده بوده و یک بافر حقیقی نیست . ترکیبات مختلفی که به عنوان بافر شناخته شده اند ، در سیستم گوارشی به طور متفاوتی عمل می کنند . جدول 1 نحوه و جایگاه عمل ترکیبات بافری را نشان می دهد . به طور کلی دو مکانیسم برای عمل بافرها در شکمبه و دیگری افزایش سرعت عبور مایعات از شکمبه می باشد . از جمله دلایل افزایش سرعت عبور مایعات از شکمبه می باشد . از جمله دلایل افزایش سرعت عبور مایعات از شکمبه ، بالا رفتن غلظت اسمزی مایعات و انتشار اب از دیواره ی شکمبه می باشد . همبستگی مثبتی بین حجم کل مایعات شکمبه و مقدار مواد معدنی موجود در خوراک گزارش شده است . هر چه مقدار عناصر معدنی محلول در خوراک بیشتر باشد ، فشار اسمزی مایع شکمبه و زون مخصوص ذرات خوراک افزایش یافته و در نتیجه عبور آنها از شکمبه افزایش خواهد یافت . افزودن مواد معدنی به خوراک حاوی علوفه یا مخلوط علوفه و مواد متراکم منجر به افزایش سرعت عبور ذرات معلق در بخش غیر جامد محتویات شکمبه می شود . این ذرات عمدتاً شامل اسیدهای آمینه ، قندهای محلول ، پروتئین ها و مواد معدنی است . به هر حال غیر از افزودن مواد معدنی و بافرها ، هر عملی که باعث افزایش اسمولاریته مایع شکمبه تا حد مشخص شود مانع از تاثیر سوء افزایش سطح خوراک بر قابلیت هضم شده و نهایتاً بهبود بازده خوراک را به دنبال خواهد داشت . مواد معدنی با افزایش اسمولاریته سبب تحریک گیرنده ها در شکمبه ، افزایش آب مصرفی و افزایش سرعت عبور مواد از شکمبه می شوند . لازم به ذکر است تغییر در اسمولاریته شکمبه در موقع مصرف اغلب مواد معدنی گزارش شده است . علاوه بر افزودنی ها و مواد معدنی ، عواملی از قبیل درجه حرارت ، فعالیت بدنی ، بالا بردن سرعت مرطوب شدن ذرات خوراک به واسطه ی فرآوری ، از جمله عوامل تاثیر گذار بر سرعت عبور می باشد .
(جدول 1 نحوه و جایگاه عمل ترکیبات بافری)
(.) : بدون اثر / + : افزایش / .؟ : داده ای در دسترس نیست ، احتمالاً بدون اثر / +؟ : داده ای در دسترس نیست ، احتمالاً موثر است
محققین قابلیت بافرینگ 35 ماده را در آزمایشگاه با استفاده از مایع شکمبه ای به دست آمده از گاوهایی که جیره های حاوی کنسانتره و علوفه و یا فقط جیره های حاوی کنسانتره دریافت کرده بودند ، تعیین کردند .
نتایج به دست آمده حاکی از آن است که سدیم و بافرهای حاوی سدیم بهترین نوع بافرها می باشند . پتاسیم نسبت به کلسیم و کلسیم نسبت به آلومینیوم ، منیزیم ، منگنز و آمونیم بهتر است . نمکها روی قابلیت بافرینگ بسیار کمی از خود نشان می دهند . بهترین آنیون های بافری شامل استات ، بی کربنات ، کربنات و دی فسفات ها می باشند . بورات ، سیترات ، لاکتات و پروپیونات ، آنیون های ضعیف و میکرولیت بافرهای متوسطی هستند ، در حالی که بنتونیت ها زمانی که اجازه داده شود در مایع شکمبه حل شوند ، بافرهای خوبی هستند ، بافرها همچنین در سیستم های تولید گوشت بر اساس جیره های پرکنسانتره به منظور افزایش دادن یا حفظ یک PH شکمبه ای پایدار مصرف می شوند . تولید اسید در شکمبه همواره با تورم و التهاب دیواره شکمبه ، لنگش و ورم های چرکی کبدی همراه بوده و ممکن است ناشی از عادت دهی سریع به جیره های پرکنسانتره باشد . در تحقیقات مشخص شده استفاده از بافرها درط ی دوران عادت دهی سبب افزایش کارائی شده است . در حیواناتی که به جیره های پرواری سازگار شده اند ، فرم مزمن یا تحت بالینی اسیدوز معمولاً همراه با کاهش PH شکمبه در محدوده ی 5/5 ـ 5 به علت افزایش غلظت اسیدهای چرب فرار تولیدی و نه افزایش تولید لاکتات مشاهده می شود ، که اغلب رایج می باشد . به طور کلی باید گفته شود که مزایای مکمل سازی جیره ها در سراسر دوران تغذیه ای حیوانات کم نیست لذا برای حفظ ثبات محیط شکمبه ، هضم بهتر ، سلامتی دام و تولید بیشتر همواره در فرموله کردن جیره ها دقت کافی شده و با استفاده از مواد افزودنی مناسب و نیز در نظر گرفتن دوره عادت دهی کافی از وقوع ناهنجاری های متابولیکی جلوگیری به عمل آورید .
References:
1 – Towve , G.,T.G.Nagaraya,and K.E.Kemp.1990 .Dynamics of ruminal cilite protozoa in feedlot .cattle.Appiled Environment Microbiology.5:3174-3178
2 –Sposito,G.,K.Kwpn,I.C.Bourg and L.Aristilde.2007.Clay mineral surface geochemistry.www.berkeley.edu
3 – Murad,E.,V.Wagner,F.E.Wagner,and W.Hausler.2002. the thermal reactions of montmorillonite.Clay and Clay Mineralogy 37:583-590
Jacques,K.A.,D.E,Axe,T.R,Harris,and D.L.Harmon.1986 Effect of sodium bicarbonats and
4 – sodium bentonite on digestion of solid liquid flow and ruminal fermentation charecteristics of forage sorghum silage – based diest fed to steers.Journal of Animimal Science.63:923 – 932
Galyean , M.L,and R.C.Chabot.1981 . Effect ofsodium bentonite , buffer salt , cement kilin dust and
5 – clinoptilolite on rumen characterstics of beef steers fed a high forage diets.Journal of Animal Science 52:1197 J 1205
6 – Colucci , P.E,L.E.Chase and , P.j.Van Soest . 1982 . feed intake apparent digestibility and rate of . particulate passage in dairy cattle . Journal of Dairy Science.65:1445 – 1456
7 – Castillejos , L,S.Calsamiglia , A.Ferret. 2006 . Effect of essential oli active compounds on rumen . microbial fermentation and nutrient flow in vitro systems.Journal of Dairy Science.89:2649 J 2658
8 – Cho , W.M.B.H.Pack, S.W.Kang , and Y.K.Kim.2001.Effects of dietary supplements of clay minerals on the growth performance and immunity in growing hanwoo steers.Animal Feed Science.42:203-210
9 – Bonhomme,A.1990.Rumen ciliate:their metabolism and relationship with bacteria and their hosts .Animal Feed Science.30:203-266
منبع:نشریه مکمل
/خ
چندین تغییر تغذیه ای می تواند نیاز به بافرها را افزایش دهد ، که این تغییرات به طور خلاصه شامل :
1 ـ تغذیه سطوح بالای دانه ها جهت تامین نیاز انرژی
2 ـ تغییر استفاده از علوفه بلند به علوفه های سیلویی خرد شده به خصوص ذرت سیلو شده .
3 ـ ریز خرد کردن علوفه های سیلویی جهت کمک به مکانیزاسیون
4 ـ تغذیه بیشتر خوراک های اسیدی مثل ذرت ، سیلوهای علوفه و ذرت سیلویی پر رطوبت به هنگام افزودن بافرها بایستی به موارد ذیل توجه شود :
1 ـ ترکیب شیمیایی بافر
2 ـ نسبت علوفه به دانه ، محتوای فیبر کل جیره و طول ذرات علوفه
3 ـ اسیدیته جیره
4 ـ سیستم خوراک دهی ( TMR ، دفعات خوراکی دهی ) ، قیمت و سطح مکمل
مواد شیمیایی زیادی تا کنون به عنوان بافر در تغذیه نشخوارکنندگان مورد آزمایش قرار گرفته اند . افزودن برخی از این بافرها مثل بی کربنات سدیم ، کربنات منیزیم و بی کربنات پتاسیم فقط سبب خنثی کردن اسیدیته شکمبه می شوند . در حالی که برخی بافرها علاوه بر این امر سبب افزایش PH شکمبه نیز می شوند . بافرها نسبت به تغییر در اسیدیته مقاومت ایجاد می کنند . بافرهای حقیقی از افزایش اسیدیته ( کاهش PH ) جلوگیری می کنند . اما PH را بالاتر از حد معینی نمی برند . سدیم بی کربنات ( NaHCo3 ) ، سدیم بنتونیت بافرهای حقیقی هستند . ترکیبات بازی کننده اسیدیته را کاهش می دهند ، اما می توانند باعث افزایش زیاد PH شوند . منیزیم اکسید ( MgO ) یک ترکیب بازی کننده بوده و یک بافر حقیقی نیست . ترکیبات مختلفی که به عنوان بافر شناخته شده اند ، در سیستم گوارشی به طور متفاوتی عمل می کنند . جدول 1 نحوه و جایگاه عمل ترکیبات بافری را نشان می دهد . به طور کلی دو مکانیسم برای عمل بافرها در شکمبه و دیگری افزایش سرعت عبور مایعات از شکمبه می باشد . از جمله دلایل افزایش سرعت عبور مایعات از شکمبه می باشد . از جمله دلایل افزایش سرعت عبور مایعات از شکمبه ، بالا رفتن غلظت اسمزی مایعات و انتشار اب از دیواره ی شکمبه می باشد . همبستگی مثبتی بین حجم کل مایعات شکمبه و مقدار مواد معدنی موجود در خوراک گزارش شده است . هر چه مقدار عناصر معدنی محلول در خوراک بیشتر باشد ، فشار اسمزی مایع شکمبه و زون مخصوص ذرات خوراک افزایش یافته و در نتیجه عبور آنها از شکمبه افزایش خواهد یافت . افزودن مواد معدنی به خوراک حاوی علوفه یا مخلوط علوفه و مواد متراکم منجر به افزایش سرعت عبور ذرات معلق در بخش غیر جامد محتویات شکمبه می شود . این ذرات عمدتاً شامل اسیدهای آمینه ، قندهای محلول ، پروتئین ها و مواد معدنی است . به هر حال غیر از افزودن مواد معدنی و بافرها ، هر عملی که باعث افزایش اسمولاریته مایع شکمبه تا حد مشخص شود مانع از تاثیر سوء افزایش سطح خوراک بر قابلیت هضم شده و نهایتاً بهبود بازده خوراک را به دنبال خواهد داشت . مواد معدنی با افزایش اسمولاریته سبب تحریک گیرنده ها در شکمبه ، افزایش آب مصرفی و افزایش سرعت عبور مواد از شکمبه می شوند . لازم به ذکر است تغییر در اسمولاریته شکمبه در موقع مصرف اغلب مواد معدنی گزارش شده است . علاوه بر افزودنی ها و مواد معدنی ، عواملی از قبیل درجه حرارت ، فعالیت بدنی ، بالا بردن سرعت مرطوب شدن ذرات خوراک به واسطه ی فرآوری ، از جمله عوامل تاثیر گذار بر سرعت عبور می باشد .
(جدول 1 نحوه و جایگاه عمل ترکیبات بافری)
مکان | فراسنجه | سدیم بی کربنات | سنگ آهک | منیزیم اکسید | سدیم بنتونیت |
شکمبه | PH | + | . | + | + |
استات : پروپیونات | + | . | + | + | |
هضم فیبر | + | .؟ | + | +؟ | |
هضم نشاسته | .؟ | .؟ | +؟ | +؟ | |
روده | مدفوع | . | + | + | .؟ |
هضم فیبر | . | + | + | .؟ | |
هضم نشاسته | .؟ | .؟ | .؟ | .؟ |
قابلیت بافرینگ مواد خوراکی مورد استفاده در تغذیه دام :
محققین قابلیت بافرینگ 35 ماده را در آزمایشگاه با استفاده از مایع شکمبه ای به دست آمده از گاوهایی که جیره های حاوی کنسانتره و علوفه و یا فقط جیره های حاوی کنسانتره دریافت کرده بودند ، تعیین کردند .
نتایج به دست آمده حاکی از آن است که سدیم و بافرهای حاوی سدیم بهترین نوع بافرها می باشند . پتاسیم نسبت به کلسیم و کلسیم نسبت به آلومینیوم ، منیزیم ، منگنز و آمونیم بهتر است . نمکها روی قابلیت بافرینگ بسیار کمی از خود نشان می دهند . بهترین آنیون های بافری شامل استات ، بی کربنات ، کربنات و دی فسفات ها می باشند . بورات ، سیترات ، لاکتات و پروپیونات ، آنیون های ضعیف و میکرولیت بافرهای متوسطی هستند ، در حالی که بنتونیت ها زمانی که اجازه داده شود در مایع شکمبه حل شوند ، بافرهای خوبی هستند ، بافرها همچنین در سیستم های تولید گوشت بر اساس جیره های پرکنسانتره به منظور افزایش دادن یا حفظ یک PH شکمبه ای پایدار مصرف می شوند . تولید اسید در شکمبه همواره با تورم و التهاب دیواره شکمبه ، لنگش و ورم های چرکی کبدی همراه بوده و ممکن است ناشی از عادت دهی سریع به جیره های پرکنسانتره باشد . در تحقیقات مشخص شده استفاده از بافرها درط ی دوران عادت دهی سبب افزایش کارائی شده است . در حیواناتی که به جیره های پرواری سازگار شده اند ، فرم مزمن یا تحت بالینی اسیدوز معمولاً همراه با کاهش PH شکمبه در محدوده ی 5/5 ـ 5 به علت افزایش غلظت اسیدهای چرب فرار تولیدی و نه افزایش تولید لاکتات مشاهده می شود ، که اغلب رایج می باشد . به طور کلی باید گفته شود که مزایای مکمل سازی جیره ها در سراسر دوران تغذیه ای حیوانات کم نیست لذا برای حفظ ثبات محیط شکمبه ، هضم بهتر ، سلامتی دام و تولید بیشتر همواره در فرموله کردن جیره ها دقت کافی شده و با استفاده از مواد افزودنی مناسب و نیز در نظر گرفتن دوره عادت دهی کافی از وقوع ناهنجاری های متابولیکی جلوگیری به عمل آورید .
References:
1 – Towve , G.,T.G.Nagaraya,and K.E.Kemp.1990 .Dynamics of ruminal cilite protozoa in feedlot .cattle.Appiled Environment Microbiology.5:3174-3178
2 –Sposito,G.,K.Kwpn,I.C.Bourg and L.Aristilde.2007.Clay mineral surface geochemistry.www.berkeley.edu
3 – Murad,E.,V.Wagner,F.E.Wagner,and W.Hausler.2002. the thermal reactions of montmorillonite.Clay and Clay Mineralogy 37:583-590
Jacques,K.A.,D.E,Axe,T.R,Harris,and D.L.Harmon.1986 Effect of sodium bicarbonats and
4 – sodium bentonite on digestion of solid liquid flow and ruminal fermentation charecteristics of forage sorghum silage – based diest fed to steers.Journal of Animimal Science.63:923 – 932
Galyean , M.L,and R.C.Chabot.1981 . Effect ofsodium bentonite , buffer salt , cement kilin dust and
5 – clinoptilolite on rumen characterstics of beef steers fed a high forage diets.Journal of Animal Science 52:1197 J 1205
6 – Colucci , P.E,L.E.Chase and , P.j.Van Soest . 1982 . feed intake apparent digestibility and rate of . particulate passage in dairy cattle . Journal of Dairy Science.65:1445 – 1456
7 – Castillejos , L,S.Calsamiglia , A.Ferret. 2006 . Effect of essential oli active compounds on rumen . microbial fermentation and nutrient flow in vitro systems.Journal of Dairy Science.89:2649 J 2658
8 – Cho , W.M.B.H.Pack, S.W.Kang , and Y.K.Kim.2001.Effects of dietary supplements of clay minerals on the growth performance and immunity in growing hanwoo steers.Animal Feed Science.42:203-210
9 – Bonhomme,A.1990.Rumen ciliate:their metabolism and relationship with bacteria and their hosts .Animal Feed Science.30:203-266
منبع:نشریه مکمل
/خ
