بررسی اثر استفاده از زغال فعال بر عملکرد تولیدی، ترکیب شیر، سلولهای سوماتیک و برخی از فراسنجه‌‌های خونی در گاوهای شیری هلشتاین

آرش هادوی¹، فاروق کارگر^2*

• دانش آموخته دکتری تغذیه طیور دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
• دانشجوی دکتری تغذیه طیور دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده:

وجود توکسین ها در خوراک زیان های بسیاری را برای پرورش دهندگان دام و طیور به همراه دارد. به همین خاطر، آزمایشی به منظور بررسی اثرات استفاده از زغال فعال بر عملکرد تولیدی، ترکیبات شیر، سلولهای سوماتیک و برخی از فراسنجه‌‌های خونی در گاوهای شیری هلشتاین طراحی گردید. به همین منظور از تعداد 16 راس گاو شیری نژاد هلشتاین دو شکم زایش در 4 گروه چهار راسی در دو دوره 15 روزه استفاده شد. میانگین تولید شیر 68/35 کیلوگرم، روزهای شیردهی 47/96  و میانگین وزن اولیه 6 ±680 بود. هر چهار گروه از نظر وزن و شکم زایش مشابه بودند. تیمارهای آزمایشی شامل 1- گروه کنترل (جیره فاقد زغال فعال) و 2 تا 4 به ترتیب حاوی 5/0، 1 و 5/1 کیلوگرم در تن کنسانتره زغال فعال بود. سطوح مختلف زغال فعال در جیره اثر معنی داری بر میزان شیر خام تولیدی، شیر تصحیح شده براساس 4 درصد چربی، درصد چربی شیر، درصد پروتئین و لاکتوز شیر نداشت. تعداد سلول‌‌‌های سوماتیک شیر تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفت. جیره حاوی 5/1 کیلوگرم در تن کنسانتره زغال فعال نسبت به گروه شاهد به طور معنی داری باعث کاهش تعداد سلول‌‌‌های سوماتیک شیر نسبت به گروه کنترل شد. تیمارهای آزمایشی اثر معنی داری بر فراسنجه های خونی نداشت. بطور‌‌‌کلی باتوجه به نتایج به دست آمده و کاهش تعداد سلولهای سوماتیک شیر، مصرف 5/1 کیلوگرم در تن زغال فعال در کنسانتره گاوهای شیری توصیه می شود.

واژه های کلیدی: گاو شیری، سوماتیک سل، توکسین بایندر، زغال فعال، مایکوتوکسین

مقدمه:

مایکوتوکسین ها متابولیت‌‌‌‌های ثانویه‌‌‌‌ای هستند که توسط کپک‌‌‌ها و قارچ‌‌‌‌ها در مزارع و یا در حین نگهداری غلات، خوراک‌‌‌‌ها و علوفه تولید می‌شوند. آنها به عنوان پاتوژن های انتقال یافته از خاک نیز دیده می شوند ولی همه کپک ها و قارچ ها سم تولید نمی کنند. بیش از 500 نوع مختلف تا به امروز در خوراک های متفاوت شناسایی شده‌‌‌‌اند. (Streit, Naehrer, Rodrigues, & Schatzmayr, 2013). استفاده از بایندرها در جیره بعنوان یک راهکار مناسب برای پیشگیری از اثرات منفی مایکوتوکسین‌‌‌ها در سال‌‌‌‌های اخیر باتوجه به قدرت جذب بالای آن‌‌‌‌ها و همچنین قابلیت استفاده راحت‌‌‌تر برای دامداران مورد توجه قرار گرفته است. توکسین‌‌بایندرها به دو دسته‌‌‌ی آلی و معدنی تقسیم می‌‌‌شوند. توکسین‌‌‌‌بایندرهای آلی شامل مخمرزنده، دیواره مخمر، پروبیوتیک، ترکیبات‌‌‌‌گیاهی، برخی از ویتامین‌‌‌ها و اسیدهای‌‌‌‌آلی هستند و توکسین‌‌‌بایندرهای معدنی شامل جاذب‌‌‌های آلومینوسیلیکاتی (بنتونیت)، زغال ‌‌‌‌‌فعال و دیاتومه می‌‌‌‌‌باشند (Hashimoto, Katsunuma, Nunokawa, Minato, & Yonemochi, 2016). زغال فعال یک توکسین‌‌‌‌بایندر عمومی وسیع‌‌‌‌الطیف با ظرفیت جذب عالی است که برای سمیت‌‌‌های مختلف گوارشی استفاده می‌‌‌شود .در یکی از اولین مطالعات انجام شده بر روی مایکوتوکسین‌‌ها، از زغال فعال برای خنثی‌‌‌سازی آنها استفاده شد و گزارش شد که استفاده از زغال فعال چوب در جیره باعث کاهش اثرات آفلاتوکسینوسیس در بزها شد (Hatch, Clark, Jain, & Weiss, 1982). در مطالعه‌‌‌ای دیگر گزارش شد که استفاده از زغال‌‌فعال باعث کاهش بقایای آفلاتوکسین در شیر گاوهای شیری شد (Galvano et al., 1996). همچنین در مطالعه‌‌‌ای دیگر اثر زغال‌‌‌فعال با بتاگلوکان استری‌‌‌شده بر مقدار آفلاتوکسین شیر مورد مقایسه قرار گرفت و گزارش شد که استفاده از 45 گرم در روز از زغال فعال در جیره اثر‌‌‌معنی‌‌‌داری بر میزان آفلاتوکسین شیر نداشت اما مصرف بتاگلوکان استری شده (10 گرم در روز به ازای هر راس) باعث کاهش آفلاتوکسین شیر شد. محققین گزارش کردند که استفاده از زغال فعال در جیره با اتصال به زرالنون و دئوکسی نیوالنول به حذف و غیرفعال سازی آنها کمک می‌‌‌کند (Bueno, Di Marco, Oliver, & Bardón, 2005; Daković et al., 2005; Döll, Dänicke, Valenta, & Flachowsky, 2004). بنتونیت، آلومینوسیلیکات کریستالی است که توانایی بالایی در تبادل کاتیون‌‌‌ها دارد. در لبه‌‌‌های ساختار بنتونیت بارهای منفی وجود دارد که با بارهای مثبت سریعا وارد واکنش شده و جذب می‌‌‌کند. این ویژگی بنتونیت باعث شده است که به یک جاذب سم تبدیل شده و اثرات مفیدی در دام و طیور داشته باشد (Nadziakiewicza, Kehoe, & Micek, 2019). باتوجه به اینکه مطالعات کمی به بررسی اثر زغال فعال در گاو شیری وجود دارد این مطالعه به بررسی اثر استفاده از زغال فعال بر عملکرد تولیدی، ترکیبات شیر، سلولهای سوماتیک شیر و برخی از فراسنجه‌‌های خونی در گاوهای شیری هلشتاین پرداخته است.

مواد و روش:

تهیه جیره های آزمایشی

در این آزمایش به منظور بررسی اثر استفاده از زغال فعال بر عملکرد گاوهای شیری از محصول کربواکتیو چیتیکا، تولید شرکت چیتیکا استفاده شد. به همین منظور از تعداد 16 راس گاو شیری نژاد هلشتاین دو شکم زایش در 4 گروه چهار راسی در دو دوره 15 روزه استفاده شد. میانگین تولید شیر 68/35 کیلوگرم، روزهای شیردهی 47/96  و میانگین وزن اولیه 6 ±680 بود. هر چهار گروه از نظر وزن و شکم زایش مشابه بودند. تیمارهای آزمایشی شامل 1- گروه کنترل (جیره فاقد زغال فعال) و 2 تا 4 به ترتیب حاوی 5/0، 1 و 5/1 کیلوگرم در تن کنسانتره زغال فعال بود. جیره های غذایی با استفاده از نرم افزار NRC 2001 تنظیم شد. اجزای مواد خوراکی جیره پایه در جدول (1) گزارش شده است. جیره ها بصورت جیره کاملا مخلوط (TMR)، روزانه در دو نوبت ساعت 8 و 16 در اختیار گاوها قرار میگرفت. میزان مصرف خوراک هرکدام از گاوها بطور جداگانه محاسبه شد و بصورت هفتگی از تفاضل میزان خوراک اضافه شده به آخور و میزان باقی مانده در انتهای هفته بدست آمد. همچنین گاوها سه نوبت در روز (5 صبح، 1 ظهر و 7 عصر) شیر دوشی می شدند. تولید شیر به صورت روزانه ثبت شد. نمونه های شیر در سه روز آخر دوره های 15 روزه جمع آوری و در منفی 20 درجه نگهداری و از آنها برای اندازه گیری غلظت چربی، پروتئین و لاکتوز شیر و شمارش سلول های سوماتیک شیر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتریک استفاده شد (Kutz et al., 2009).

به منظور اندازه گیری فراسنجه های خونی در روز انتهای آزمایش از همه تکرارها نمونه خون تهیه شد و سپس با استفاده از سانتریفیوژ به مدت 10 دقیقه با دور 3000 دور در دقیقه، سرم آن جدا شد و برای اندازه گیری کلسترول، تری گلیسرید، گلوکز، پروتئین کل و آلبومین به آزمایشگاه بیمارستان فوق تخصص  مشهد منتقل شد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SAS 9/3 رویه GLM انجام شد و مقایسات میانگین در سطح 5 درصد با استفاده از آزمون توکی اندازه گیری شد.

نتایج و بحث

در جدول دو اثر تیمارهای حاوی سطوح مختلف زغال فعال بر میزان شیر تولید، ترکیبات شیر و همچنین تعداد سلولهای سوماتیک شیر گزارش شده است. نتایج نشان داد که سطوح مختلف زغال فعال در جیره اثر معنی داری بر میزان شیر خام تولیدی، شیر تصحیح شده براساس 4 درصد چربی، درصد چربی شیر، درصد پروتئین و لاکتوز شیر نداشت. تعداد سلول‌‌‌های سوماتیک شیر تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفت. جیره حاوی 5/1 کیلوگرم در تن کنسانتره زغال فعال نسبت به گروه شاهد به طور معنی داری باعث کاهش تعداد سلول‌‌‌های سوماتیک شیر نسبت به گروه کنترل شد. یک راهکار علمی و مقرون به صرفه برای کاهش اثرات سمی مایکوتوکسین ها 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 (Queiroz, Han, Staples, & Adesogan, 2012). همچنین محصولات تخمیری ساکارومایسز سرویزیه توانایی بهبود عملکرد حیوان را به وسیله تعدیل میکروبیوم روده، بهبود مورفولوژی روده و کاهش پاسخ های التهابی را به همراه دارد (Xiao et al., 2016). تحقیقات نشان داده است که زغال فعال با داشتن سطح جذب بالا، توانایی بالایی در حذف و دفع سموم زرالنون، دئوکسی نیوالنول و نیوالنول را داراست. در یک مدل گوارشی آزمایشگاهی گزارش شد که زغال فعال، فعالیت دئوکسی نیوالنول و نیوالنول را کاهش داد (Avantaggiato, Havenaar, & Visconti, 2004).

اثر سطوح مختلف زغال فعال بر برخی از فراسنجه های خونی در گاوهای هلشتاین در جدول 3 گزارش شده است. تیمارهای مختلف مورد استفاده در این آزمایش اثر معنی داری بر فراسنجه های خونی نداشت. زغال فعال به جذب سموم در روده و جلوگیری از جذب آنها به جریان خون کمک می­کند. سایز منافذ ذغال فعال به گونه‌‌‌‌ای است که آنتروتوکسین‌‌‌‌‌های تولید شده توسط باکتری‌‌‌‌‌های مضر و مایکوتوکسین‌‌‌‌ها را به دام انداخته (جذب و از بدن دفع می‌کند) ولی مولکول‌‌‌‌های کوچکتر مثل ویتامین‌‌‌‌ها و مواد مغذی (ریز مغذی‌‌‌‌ها) را به هیچ عنوان جذب نمی‌کند (Edrington, Kubena, Harvey, & Rottinghaus, 1997).

نتیجه گیری کلی

زغال فعال یک توکسین‌‌‌‌بایندر عمومی وسیع‌‌‌‌الطیف با ظرفیت جذب بالا است که برای سمیت‌‌‌های مختلف گوارشی استفاده می‌‌‌شود. در این مطالعه سطوح مختلف زغال فعال اثر معنی داری بر ترکیبات شیر و میزان شیر تولیدی نداشت اما مصرف 5/1 کیلوگرم در تن کنسانتره زغال فعال بطور معنی داری تعداد سلول های سوماتیک موجود در شیر که یکی از مهمترین پارامترهای اقتصادی در دامداری ها می باشد را کاهش داد. فراسنجه های خونی تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفت. بطور‌‌‌کلی باتوجه به نتایج به دست آمده مصرف 5/1 کیلوگرم در تن زغال فعال در کنسانتره گاوهای شیری توصیه می شود.

منابع:

1. Avantaggiato, G., Havenaar, R., & Visconti, A. (2004). Evaluation of the intestinal absorption of deoxynivalenol and nivalenol by an in vitro gastrointestinal model, and the binding efficacy of activated carbon and other adsorbent materials. Food and chemical toxicology, 42(5), 817-824.
2. Bueno, D. J., Di Marco, L., Oliver, G., & Bardón, A. (2005). In vitro binding of zearalenone to different adsorbents. Journal of Food Protection, 68(3), 613-615.
3. Daković, A., Tomašević-Čanović, M., Dondur, V., Rottinghaus, G. E., Medaković, V., & Zarić, S. (2005). Adsorption of mycotoxins by organozeolites. Colloids and Surfaces B: biointerfaces, 46(1), 20-25.
4. Döll, S., Dänicke, S., Valenta, H., & Flachowsky, G. (2004). In vitro studies on the evaluation of mycotoxin detoxifying agents for their efficacy on deoxynivalenol and zearalenone. Archives of Animal Nutrition, 58(4), 311-324.
5. Edrington, T., Kubena, L., Harvey, R., & Rottinghaus, G. (1997). Influence of a superactivated charcoal on the toxic effects of aflatoxin or T-2 toxin in growing broilers. Poultry science, 76(9), 1205-1211.
6. Galvano, F., Pietri, A., Bertuzzi, T., Fusconi, G., Galvano, M., Piva, A., & Piva, G. (1996). Reduction of carryover of aflatoxin from cow feed to milk by addition of activated carbons. Journal of Food Protection, 59(5), 551-554.
7. Hashimoto, Y., Katsunuma, Y., Nunokawa, M., Minato, H., & Yonemochi, C. (2016). Influence of repeated ochratoxin A ingestion on milk production and its carry‐over into the milk, blood and tissues of lactating Animal Science Journal, 87(4), 541-546.
8. Hatch, R., Clark, J., Jain, A., & Weiss, R. (1982). Induced acute aflatoxicosis in goats: treatment with activated charcoal or dual combinations of oxytetracycline, stanozolol, and activated charcoal.
9. Kutz, , Sampson, J., Pompeu, L., Ledoux, D., Spain, J., Vazquez-Anon, M., & Rottinghaus, G. (2009). Efficacy of Solis, NovasilPlus, and MTB-100 to reduce aflatoxin M1 levels in milk of early to mid lactation dairy cows fed aflatoxin B1. Journal of dairy science, 92(8), 3959-3963.
10. Nadziakiewicza, M., Kehoe, S., & Micek, P. (2019). Physico-chemical properties of clay minerals and their use as a health promoting feed additive. Animals, 9(10), 714.
11. Queiroz, O., Han, J., Staples, C., & Adesogan, A. (2012). Effect of adding a mycotoxin-sequestering agent on milk aflatoxin M1 concentration and the performance and immune response of dairy cattle fed an aflatoxin B1-contaminated diet. Journal of dairy science, 95(10), 5901-5908.
12. Streit, E., Naehrer, K., Rodrigues, , & Schatzmayr, G. (2013). Mycotoxin occurrence in feed and feed raw materials worldwide: long‐term analysis with special focus on Europe and Asia. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93(12), 2892-2899.
13. Xiao, J., Alugongo, G., Chung, R., Dong, S., Li, S., Yoon, I., . . . Cao, Z. (2016). Effects of Saccharomyces cerevisiae fermentation products on dairy calves: Ruminal fermentation, gastrointestinal morphology, and microbial community. Journal of dairy science, 99(7), 5401-5412.