مقدمه:
با توجه به افزایش جمعیت جهان در دهه های اخیر و افزایش نیازهای تغذیه ای جوامع، تولید گوشت یکی از مهمترین اهداف استراتژیک دولت ها به منظور تامین نیازهای خوراکی مردم می باشد. از طرف دیگر تولیدکنندگان با توجه به هزینه های بالای تغذیه در صنعت دامپروری به شدت نیازمند افزایش بازده و کاهش هزینه های تولید گوشت هستند تا به سوداوری مطلوب دست پیدا کنند. بنابراین استفاده از روش هایی که با حداقل هزینه منجر به افزایش بهره وری و بازدهی اقتصادی پرواربندی ها شود از مهمترین اولویت های مدیریتی در صنعت تولید گوشت خواهد بود.
بره ها و گوساله های پرواری پس از شیرگیری به منظور تسریع در افزایش وزن و تولید بافت عضلانی با جیره های حاوی کنسانتره زیاد تغذیه می شوند. افزایش درصد کنسانتره در جیره و در پی آن بالا رفتن محتوای کربوهیدارتهای سریع التخمیر می تواند منجر به کاهش اسیدیته شکمبه و بروز اسیدوز در این حیوانات گردد. تدوام بروز اسیدوز می تواند باعث کاهش مصرف خوراک، لنگش، آبسه کبدی، اختلال در تعادل اسید-باز و اختلالات متابولیکی شود.
به منظور کاهش خطر اسیدوز نیاز به استفاده از افزودنی های کنترل کننده pH شکمبه می باشد. بافرها یکی از بهترین افزودنی های جیره برای کنترل pH شکمبه هستند. این ترکیبات از طریق واکنش با یونهای H+ که بر اثر تولید اسیدهای چرب فرار (VFA) در شکمبه تولید می شوند pH را تثبیت می کنند.
تاثیر بافرها بر عملکرد دامهای پرواری:
گزارش ها نشان می دهد استفاده از بافرها در جیره آغازین گوساله ها می تواند منجر به بهبود مصرف خوراک، افزایش وزن و عملکرد کلی حیوان شود. همچنین نشان داده شده است افزودن بافر به جیره قبل و بعد از شیرگیری می تواند رشد حیوان را بهبود دهد. مطالعه ای که توسط Curnick و همکاران انجام شد نشان داد، افزودن بافر به جیره گوساله ها منجر به افزایش مصرف ماده خشک روزانه و افزایش وزن آنها شد. مطالعه Alhidary و همکاران نشاان داد که نوع بافر مصرفی بره های پرواری می تواند بر راندمان خوراک، pH شکمبه، کیفیت لاشه و درصد چربی لاشه موثر باشد.
Tripathi و همکاران اثر افزودن بافر به جیره های حاوی کنسانتره زیاد در بره های از شیر گرفته شده را بررسی کردند. نتایج این مطالعه نشان داد افزودن بافر به جیره، هضم ADF، NDF، انرژی قابل هضم و قابل متابولیسم و همچنین بازده خوراک را افزایش داد. مطالعات زیادی حاکی از آن هستند که افزودن بافر به جیره می تواند باعث بهبود شرایط هضم و جذب مواد مغذی به خصوص انرژی و در نهایت بهبود بازده رشد و تولید شود.
Trenkle گزارش کرد با افزودن بافر به جیره کم پروتئین گوساله ها می توان انتظار رشد مشابهی در مقایسه با جیره های حاوی پروتئین زیاد داشت.
Rodríguez و همکاران گزارش کردند افزودن بافر به جیره بره های پرواری می تواند باعث کنترل اسیدیته شکمبه و تعادل نسبت اسیدهای چرب فرار شود. همچنین مطالعه Santra و همکاران بر روی بره های پرواری نشان داد که افزودن بافر به جیره حاوی کنسانتره منجر به بهبود هضم سلولز، افزایش pH شکمبه، افزایش کل اسیدهای چرب فرار و نیتروژن تام و کاهش غلظت نیتروژن آمونیاکی در شکمبه و افزایش وزن بیشتر نسبت به گروه کنترل شد. این موضوع نشان دهنده افزایش راندمان و بهبود ضریب تبدیل در پی افزودن بافر به جیره می باشد که در نهایت باعث کاهش هزینه ها و افزایش سودآوری می شود.
تاثیر بافرها بر میکروارگانیسم های شکمبه:
Mao و همکاران گزارش کردند که در محیط کشت آزمایشگاهی حاوی بافر، جمعیت باکتری های بی هوازی گرم منفی که در در تخمیر پلی ساکاریدها و فیبر نقش دارند افزایش می یابد، که این موضوع می تواند منجر به افزایش قابلیت هضم و راندمان خوراک و همچنین افزایش وزن دامها شود.
اثر افزودن بافر به جیره بر جمعیت میکروبی شکمبه توسط Koul و همکاران مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مطالعه مذکور نشان داد افزودن ۳۰ گرم بافر به جیره باعث افزایش ۰۹/۰ واحدی pH نسبت به گروه کنترل و افزایش کل جمعیت باکتریایی زنده، باکتری های سلولایتیک، باکتری های آمیلولایتیک و پروتوزوآ ها در مایع شکمبه نسبت به گروه کنترل شد ( به ترتیب ۶/۱۹، ۵/۲۴، ۱۸/۲ و ۵۸/۷ درصد). این اتفاق می تواند منجر به افزایش قابلیت هضم مواد خوراکی و بازدهی خوراک شود.
مطالعات نشان میدهد که افت pH شکمبه در طی اسیدوز تحت حاد منجر به مرگ و لیز شدن سلول باکتری های گرم منفی و افزایش غلظت LPS آزاد شکمبه ای می شود. همچنین گزارش شده است با کاهش pH شکمبه غلظت هیستامین، تیرامین و تریپتامین (آمین های بیوژنیک) در شکمبه افزایش می یابد. pH پایین شکمبه همراه با سطح زیاد LPS و آمین های بیوژنیک می تواند عملکرد محافظتی اپیتلیوم شکمبه را کاهش داده و باعث انتقال LPS وآمین های بیوژنیک به جریان خون و بروز پاسخ التهابی شود.
نتایج مطالعه ی Liu و همکارن نیز نشان داد که استفاده از جیره با محتوی کنسانتره زیاد نه تنها غلظت LPS را در شکمبه و خون بزها افزایش داد (اختلال در سد شکمبه ای) بلکه باعث آسیب به پیوندهای محکم بین سلولی (Tight junction) و کاهش بیان پروتئین های مربوط به آنها شد. این اتفاق می تواند باعث نشت باکتری ها و LPS به درون خون حیوان شده و بر عملکرد و سلامت حیوان اثرات منفی بگذارد. همچنین در گروه دریافت کننده کنسانتره زیاد، سطوح سایتوکین های التهابی فاکتور نکروز تومور آلفا (TNF-α) و اینترفرون گاما (IFN-g) در اپیتلیوم شکمبه افزایش یافت. این افزایش به عنوان یک پاسخ التهابی موضعی ناشی از آسیب در عملکرد پیوندهای محکم سلولی اپیتلیوم شکمبه در نظر گرفته می شود. یافته ها حاکی از آن است که افزایش فاکتور نکروز تومور آلفا (TNF-α) و اینترفرون گاما (IFN-g) در اپیتلیوم شکمبه می تواند سطح بیان و توزیع پروتئین پیوندهای محکم سلولی را تغییر دهد. به نظر می رسد التهاب و اختلال در عملکرد سد شکمبه ای در یک چرخه باعث تقویت یکدیگر می شوند که پایان این چرخه می تواند خطرناک باشد! چنین چرخه ای می تواند مسئول آغاز و توسعه التهاب شکمبه (Rumenitis)، آبسه کبدی و برخی بیماری های متابولیکی دیگر در زمان استفاده از جیره با کنسانتره زیاد گردد. بنابراین ثابت نگه داشتن pH شکمبه ای به منظور جلوگیری از تجمع LPS و آمین های بیوژنیک در شکمبه طی شرایط مصرف جیره با کنسانتره زیاد امری کاملا ضروری است.
نتیجه گیری:
بنابراین مطالب مطرح شده، بافرها می توانند از طرق زیر باعث بهبود عملکرد دام های پرواری شوند:
۱) بهبود مصرف خوراک قبل و بعد از شیرگیری
۲) بهبود راندمان پروتئین و انرژی خوراک و کاهش درصد چربی لاشه
۳) بهبود افزایش وزن روزانه و ضریب تبدیل
۴) امکان کاهش سطح پروتئین جیره
۵) کنترل اسیدیته شکمبه و جلوگیری از آسیب به پیوندهای بافت اپیتلیوم شکمبه
۶) جلوگیری از افزایش غلظت LPS و ورود آن به خون و بروز التهاب
۷) افزایش جمعیت باکتری های موثر در هضم خوراک و بهبود قابلیت هضم سلولز
با توجه به مباحث مطرح شده استفاده از بافرها در تغذیه نشخوارکنندگان پرواری یکی از راهکارهای بسیار ارزان و در دسترس بوده که می تواند از طریق مسیرهای گوناگون با اثرات مفید بر محیط شکمبه، هضم خوراک و سلامت حیوان، منجر به کاهش هزینه های خوراک، نگهداری و درمان شده و سود اقتصادی دامداری را افزایش دهد.
منابع:
Alhidary, I.A., Abdelrahman, M.M. and Elsabagh, M., 2019. A comparative study of four rumen buffering agents on productive performance, rumen fermentation and meat quality in growing lambs fed a total mixed ration. Animal, ۱۳(۱۰), pp.2252-2259.
Andersen, P.H., Bergelin, B. and Christensen, K.A., 1994. Effect of feeding regimen on concentration of free endotoxin in ruminal fluid of cattle. Journal of Animal Science, ۷۲(۲), pp.487-491.
Dionissopoulos, L., Steele, M.A., Alzahal, O., Plaizier, J.C., Li, S. and Mcbride, B.W., 2011, September. Subacute ruminal acidosis (SARA) in dairy cows leads to increases in ruminal lipopolysaccharide (LPS), plasma LPS binding protein, and correlates with the rumen epithelial interleukin-6 (IL-6) response. Canadian Journal of Animal Scienceو Vol. 91, No. 3, pp. 503-503
Kellaway, R. C., T. Grant, and J. W. Chudleigh. 1973. The effect of roughage and buffers in the diet of early weaned calves. Australian Journal of Experimental Agriculture. ۱۳:۲۲۵.
Koul, V., Kumar, U., Sareen, V.K. and Singh, S., 1998. Effect of sodium bicarbonate supplementation on ruminal microbial populations and metabolism in buffalo calves. Indian Journal of Animal Sciences, ۶۸(۷), pp.629-631.
Liu, J.H., Xu, T.T., Liu, Y.J., Zhu, W.Y. and Mao, S.Y., 2013. A high-grain diet causes massive disruption of ruminal epithelial tight junctions in goats. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, ۳۰۵(۳), pp.R232-R241.
Mao, S., Huo, W., Liu, J., Zhang, R. and Zhu, W., 2017. In vitro effects of sodium bicarbonate buffer on rumen fermentation, levels of lipopolysaccharide and biogenic amine, and composition of rumen microbiota. Journal of the Science of Food and Agriculture, ۹۷(۴), pp.1276-1285.
Okeke, G. C., and J. G. Buchanan-Smith. 1982. Effects of sodium bicarbonate or sodium chloride or both upon performance of weaned calves. Proceedings of the Nutrition Society. ۴۱:۲۶A.
Rodríguez, R.B., de Frutos Fernández, P., García, F.J.G., Angulo, G.H. and Puente, S.L., 2009. Effect of sodium bicarbonate supplementation on feed intake, digestibility, digesta kinetics, nitrogen balance and ruminal fermentation in young fattening lambs. Spanish Journal of Agricultural Research, (۲), pp.330-341.
Santra, A., Chaturvedi, O.H., Tripathi, M.K., Kumar, R. and Karim, S.A., 2003. Effect of dietary sodium bicarbonate supplementation on fermentation characteristics and ciliate protozoal population in rumen of lambs. Small Ruminant Research, ۴۷(۳), pp.203-212.
Tripathi, M.K., Santra, A., Chaturvedi, O.H. and Karim, S.A., 2004. Effect of sodium bicarbonate supplementation on ruminal fluid pH, feed intake, nutrient utilization and growth of lambs fed high concentrate diets. Animal Feed Science and Technology, ۱۱۱, pp.27-39.
Trenkle, A. 1979. The relationship between acid-base balance and protein metabolism in ruminants. Page 157 in Regulation of acid-base balance. W. H. Hale and P. Meinhardt, ed. Church and Dwight Co., Inc., Piscataway, NJ.
