اثرات افزودن بنتومکس پلاس (توکسین بایندر چند جزئی) بر روی عملکرد و کاهش غلظت آفلاتوکسین شیر در گاوهای شیرده هلشتاین

چکیده:

این آزمایش به منظور بررسی اثرات سطوح مختلف یک توکسین بایندر چندجزئی (بنتومکس پلاس) بر عملکرد، تولید و ترکیب شیر و مقدار آفلاتوکسین M₁ در شیر گاوهای شیری هلشتاین انجام شد. بدین منظور از 16 راس گاوشیری هلشتاین در 4 تیمار با 4 تکرار، در قالب یک طرح کاملا تصادفی استفاده شد. تیمار های آزمایشی شامل تیمار شاهد (صفر درصد بنتومکس پلاس) و سه سطح مختلف بنتومکس پلاس شامل  0/5، 1 و 2 کیلوگرم در هر تن جیره بود. همـه جیره هاي کاملاً مخلوط به صورت انفرادي تا حد اشتها (به طور آزاد) به دام ها داده شده و گاوها 2 بار در روز دوشیده شدند. نمونه گیـري از شـیر بـه طـور هفتگی انجام شد. تولید شیر خام بر اساس ضریب 3/5 درصد چربی شیر تصحیح شده و ترکیبات شیر و بررسی شد. نتایج نشان داد که مصرف ماده خشک، تولید شیر، چربی و لاکتوز شیر تحت تاثیر سطوح مختلف بنتومکس پلاس قرار نگرفت (0/05<p) ولی مقدار آنها با افزایش سطوح بنتومکس پلاس، افزایش داشت. درصد پروتئین شیر تحت تاثیر تیمارها قرار گرفت (0/05>p) و با افزایش بنتومکس پلاس درصد پروتئین نیز افزایش یافت. درصد انتقال آفلاتوکسین M₁  به شیر در تیمار شاهد نسبت به تیمارهای دارای بنتومکس پلاس بیشتر بود به این صورت که بنتومکس پلاس به طور معنی داری توانست از انتقال افلاتوکسین  به داخل شیر جلوگیری کند (0/05>p). نتایج تحقیق حاضر نشان داد که افزودن بنتومکس پلاس به جیره گاوهای شیری علاوه بر بهبود عملکرد دام ها می تواند مانع از ورود افلاتوکسین ها به شیر گردد.

مقدمه:

مایکوتوکسین ها متابولیت های ثانویه قارچ ها هستند (ردی و همکاران، 2010) که دارای ترکیبات ساختاری متنوع می باشند که از لحاظ اثرات شیمیایی و بیولوژیکی باهم تفاوت دارند (سوراکین و همکاران، 2003). بررسی های چندین ساله که در سرتاسر جهان روی مایکوتوکسین ها انجام شده است نشان می دهد که تمام خوراک های دامی از جمله کنسانتره، علوفه ها و سیلاژها حاوی حداقل یک درصد مایکوتوکسین هستند (رودریگوئز و ناهرر، 2012).

در بین مایکوتوکسین های مختلف، آفلاتوکسین ها، اکراتوکسین ها، T₂، زیرالنون و دئوکسی نوالنول در اغلب مواد غذایی در نقاط مختلف جهان وجود دارند. بیشترین اثر سمی مایکو توکسین ها، آسیب به اندام های بدن می باشد که سبب کاهش مصرف خوراک، ضریب تبدیل نامناسب، کاهش تولید، مشکلات باروری و تولید مثلی خواهند بود.  یک راهکار علمی و مقرون به صرفه برای کاهش اثرات سمی و انتقال آنها به داخل تولیدات دامی، کاهش زیست فراهمی آنها در داخل دستگاه گوارش می باشد.  کویروز و همکاران (2012) گزارش کردند که عوامل جاذب بر پایه بنتونیت در جذب توکسین ها موثر هستند. همچنین محصولات تخمیری ساکارومیسز سرویزیه (SCFA) توانایی بهبود عملکرد حیوان را به وسیله تعدیل میکروبیوم روده، بهبود مورفولوژی روده و کاهش پاسخ های التهابی را به همراه دارد (ژیائو و همکاران، 2016). در آنالیز داده های 36 مطالعه نشان داده شد که مکمل SCFA باعث افزایش DMI، تولید شیر، درصد چربی و پروتئین شیر در گاوهای شیرده شده است (پوپی و همکاران ، 2012). بنابراین ترکیبات دیواره سلولی مخمر و بنتونیت باعث کاهش انتقال افلاتوکسین جیره به داخل شیر گاوها و جلوگیری از کاهش تولید شیر توسط توکسین ها شود. اخیرا اوکاندا و همکاران (2016) گزارش کردند که ترکیبی از بنتونیت سدیم و SCFA باعث بهبود عملکرد و کاهش استرس التهایی در گاوهای شیری شده است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی اثرات سطوح مختلف یک توکسین بایندر چندجزئی (بنتومکس پلاس) بر عملکرد، تولید و ترکیب شیر و غلظت آفلاتوکسین M₁ در شیر گاوهای شیری هلشتاین انجام شد

مواد و روش ها:

این آزمایش در محل گاوداری خصوصی واقع در جاده تبادکان گلبهار در مشهد انجام گرفت.  تعداد 16 راس گاو شیرده هلشتاین  شکم سوم زایش (4 تیمار غذایی و 4 تکرار در هر تیمار) با میانگین وزنی 45 ± 632 کیلوگرم و میانگین زمان زایش 18 ± 70 روز در یک طرح کاملا تصادفی گروه بندی شدند.  برای تیمارها یک دوره آزمایشی 21 روزه که دوره عادت پذیری دو هفته ای و هفت روز نمونه گیری در نظر گرفته شد.  تیمارهای آزمایشی شامل:  1) شاهد (جیره کاملا مخلوط آلوده به آفلاتوکسین بدون افزودن بنتومکس پلاس) 2) شاهد + 500 گرم بنتومکس پلاس در هر تن خوراک 3) شاهد +  1 کیلوگرم بنتومکس پلاس در هر تن خوراک 4) شاهد + 2 کیلوگرم بنتومکس پلاس در هر تن خوراک  بود. این محصول با نام تجاری بنتومکس پلاس از شرکت چیتیکا بایندر به صورت پودری تهیه گردید. مواد خوراکی و ترکیب شیمیایی جیره در (جدول 1) نشان داده شده است. جیره پایه بر اساس احتیاجات گاوهای شیری با تولید 35 کیلوگرم در روز شیر با توجه به  احتیاجات غذایی NRC 2001 تنظیم شده بود. تولید شیر به صورت روزانه ثبت شد. نمونه های شیر از روز 15 تا 21 دوره آزمایشی برای غلظت چربی، پروتئین و لاکتوز شیر و شمارش سلول های سوماتیک شیر با استفاده از دستگاه اسپکتوفتومتر انجام شد. نمونه های شیر در دمای 20- درجه سانتی گراد نگهداری می شدند تا زمانی که آنها را برای تجزیه و تحلیل AFB1  و AFM1 به آزمایشگاه منتقل کرده و با روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا  یا HPLC که توسط کوتز و همکاران (2009) بیان شده، اندازه گیری شدند.

معادلات و تجزیه و تحلیل آماری داده ها

داده های به دست آمده در قالب طرح کاملاً تصادفی تجزیه و تحلیل شدند. جهت تجزیه داده ها با استفاده از رویه  GLM  نرم افزار آماریSAS  نسخه 9/1  (2001) استفاده شد. براي مقايسه ميانگين ها از آزمون چند دامنـه اي دانكـن در سطح معني داري 0/05 استفاده شد.

مدل آماری این طرح به صورت زیر می باشد:

Y_ij = µ + T_i + e_ij

Y_ij= مقدار هر مشاهده در تيمار i در تکرار j ، = µ میانگین جامعه برای صفت موردنظر،  = T_iاثر تيمار i ،  = e_ijاثرات باقيمانده (خطاي آزمايشي)

جدول 1- مواد خوراکی و ترکیب شیمیایی جیره آزمایشی

نتایج و بحث

نتایج مربوط به اثرات استفاده از سطوح مختلف بنتومکس پلاس  در جیره های آلوده به سموم افلاتوکسین بر روی مصرف ماده خشک، تولید شیر، چربی، پروتئین و لاکتوز شیر و شمارش سلول های سوماتیک شیر در گاوهای شیرده هلشتاین در جدول 2 نشان داده شده است. نتایج نشان داد که استفاده از بنتومکس پلاس مصرف ماده خشک را تحت تاثیر قرار نداده است(0/05<p) ولی با افزایش مقدار عددی آن مصرف ماده خشک  افزایش یافته بود.که این نتایج با داده های مطالعات قبلی همخوانی دارد (اوگاندا و همکاران، 2016؛ ماکی و همکاران، 2016).   تولید شیر و تولید شیر تصحیح شده 3/5 درصد تحت تاثیر افزایش مقدار بنتومکس پلاس قرار نگرفت (0/05<p) اما با افزایش مقدار عددی بنتومکس پلاس، تولید شیر نیز افزایش داشت که این بهبود تولید شیر در تیمارهای مصرف کننده بنتومکس پلاس نسبت به تیمار شاهد می تواند به دلیل وجود دیواره سلولی مخمر باشد که سبب بهبود تخمیر شکمبه ای، قابلیت هضم ماده خشک جیره و جلوگیری از اثرات منفی افلاتوکسین B1  می شود. به عنوان مثال، اضافه کردن افلاتوکسین B₁، موجب کاهش تخمیر میکروبی شکمبه در شرایط برون تنی با توجه به کاهش تجزیه پذیری سلولز، اسیدهای چرب فرار و قابلیت هضم ماده خشک  شود (جیانگ و همکاران، 2012). دیواره سلولی مخمر موجود در بنتومکس پلاس در مطالعه حاضر ممکن است اثرات منفی افلاتوکسین B1 روی تخمیر شکمبه ای را کاهش دهد به این صورت که با فراهم کردن یک ترکیب از ریزمغذی هایی که باعث تحریک رشد باکتری های شکمبه می شوند از این طریق باعث تسهیل تخمیر شکمبه و افزایش عملکرد گاوهای شیری شود (پاترا، 2012).

چندین مطالعه پیشین نشان داده است که دیواره سلولی مخمر می تواند تخمیر شکمبه و عملکرد حیوان را در شرایط استرس زا که می تواند تحت تاثیر قرار دهد مانند شرایط استرس گرمایی در گاوهای شیری شیرده  و یا استرس های متابولیکی در دوره انتقال گاوهای شیری بهبود بخشد(آچاریا و همکاران، 2017). درصد پروتئین شیر در گاوهای دریافت کننده بنتومکس پلاس در مقایسه با گروه شاهد بیشتر بود (0/05>p) که با نتایج جیانگ و همکاران (2018) مطابقت داشت. آنها گزارش کردند که افزودن دیواره سلولی مخمر همراه با بنتونیت سدیم در جیره گاوهای شیری تحت چالش با افلاتوکسین B1 به طور قابل توجهی تولید پروتئین شیر را افزایش داده است .  درصد چربی و لاکتوز شیر تحت تاثیر افزودن بنتومکس پلاس در گاوهای تغذیه شده با جیره کاملا مخلوط حاوی افلاتوکسین قرار نگرفت. که این نتایج با یافته ای قبلی مطابقت داشت.کوتز و همکاران (2009) گزارش کردند که افزودن 112 میکروگرم آفلاتوکسین بر کیلوگرم ماده خشک جیره، بر غلظت ترکیبات شیر در گاوهای شیری اثری ندارد. همچنین جیانگ و همکاران (2018) گزارش کردند که افزودن دیواره سلولی مخمر همراه  با بنتونیت سدیم بر درصد چربی و لاکتوز شیر در گاوهای تحت چالش با افلاتوکسین B1  تاثیری ندارد.

آفلاتوکسین B1 در خوراک

میانگین محتوای AFB1 در کنجاله تخم پنبه آلوده 304 میکروگرم کیلوگرم در جیره گاوهای شیری بود. با توجه به مصرف خوراک هر گروه از تیمارها، به طور روزانه تیمار1)304/52،  2 ) 305/34 ، 3) 306/03 و 4)310/03  میکروگرم در روز افلاتوکسین B1  دریافت می کردند.

مصرف افلاتوکسین و اثرات بنتومکس پلاس روی نرخ انتقال افلاتوکسینM1  به داخل شیر

افاتوکسین به سرعت به داخل شیر به صورت افلاتوکسین M1 انتقال پیدا می کند، این متابولیت در شیر پس از اولین شیردوشی که حیوان افلاتوکسین B1 را دریافت کرده است، جداسازی می شود (ماسوئروا و همکاران، 2007). بر اساس این اطلاعات و از آنجایی که هدف اصلی این مطالعه تعیین اثر افزودن بنتومکس پلاس به جیره ها برای کاهش نرخ انتقال افلاتوکسین B1 به داخل شیر گاوهای شیرده بود به همین منظور به مدت 7 روز نمونه گیری شیر انجام گرفت. نتایج به دست آمده در جدول 3 نشان داده شده است که بیانگر این است وجود آفلاتوکسین در جیره گاوها بر کیفیت شیر در ارتباط با محتوای افلاتوکسین M1 تاثیر منفی می گذارد و منجر به افزایش متابولیت های سمی در شیر می شود.

افزودن بنتومکس پلاس به طور معنی داری مقدار افلاتوکسین M1 را از 0/161 میکروگرم/کیلوگرم به 0/080 (تیمار2 = 49-%)، 0/056 (تیمار3= 65/2-%) و 0/036 (تیمار4 = 77/5-%) میکروگرم/کیلوگرم کاهش داده است. افزودن سطوح مختلف بنتومکس پلاس به جیره های آلوده به افلاتوکسین اثرات متبتی به همراه داشت و به طور قابل توجهی ( 0001/>P) غلظت افلاتوکسین M1 را در گروه های 2، 3 و 4 نسبت به گروه 1 (شاهد) کاهش دادند که این نشان دهنده اثربخشی این محصول در کاهش انتقال افلاتوکسین از خوراک به شیر است. مطالعات قبلی نشان داد که یک دوز بالا از مونت موریلونیت (1%ماده خشک مصرفی) غلظت افلاتوکسینM1  را به زیر آستانه FDA کاهش می دهد ( کویروز و همکاران، 2012). کیسل  و همکاران (2013)  کاهش 60/4 درصدی در غلظت افلاتوکسین M1 شیر در گاوهای شیری که 91 میکروگرم/کیلوگرم افلاتوکسین B1 دریافت می کردند، مشاده شده است. علاوه بر این ماکی و همکاران (2016) یک کاهش 68-55 درصدی در غلظت افلاتوکسین M1 شیر را مشاهده کردند که با افزودن 1-0/5 درصد کلسیم مونت موریلونیت به جیره گاوهای شیری حاوی 121 میکروگرم/کیلوگرم افلاتوکسین B1 حاصل شد.

نتیجه گیری

افزودن توکسین بایندر چند جزئی بنتومکس پلاس در جیره های با آلودگی بالای افلاتوکسین، باعث می شود که انتقال افلاتوکسین به داخل شیر بین 70-80 درصد کاهش یابد و همچنین وجود دیواره سلولی مخمر در این محصول باعث می شود علاوه بر جذب بهتر مایکوتوکسین ها، عملکرد حیوان را نیز تحت تاثیر قرار می دهد و باعث بهبود آن می شود.