Evolving enzyme technology: impact on commercial poultry nutrition
استفاده از آنزیمهای برونزا برای بهبود ارزش تغذیهای جیرههای طیور، مفهوم نسبتاً جدیدی است. این فناوری به سرعت در حال پیشرفت است و آنزیمهای جدید، ترکیبات آنزیمی و کاربردهای نوینی توسعه مییابند که البته سرعت این پیشرفت تا حد زیادی به محدودیتهای قانونی بستگی دارد. بیشتر محققان حوزه تغذیه طیور، فیتاز را به عنوان آخرین پیشرفت مهم در زمینه استفاده از آنزیمها در صنعت خوراک دام میدانند.
با این حال، تحقیقات گستردهای در حال انجام است که بر نسل بعدی آنزیمها تمرکز دارد؛ این تحقیقات به کیفیت مواد اولیه، پیشبینی واکنشها با استفاده از مدلهای کمترین مربعات، بهبود ایمنی غذا، تأثیر سن پرنده، تأثیر فعالیتهای جانبی مختلف و دوز آنزیم، افزایش درآمد خالص و کاهش آلودگی محیط زیست میپردازد.
هدف این مقاله مروری، خلاصه کردن آخرین تحقیقات در زمینه آنزیمهای خوراکی برای طیور و همچنین پیشبینی کاربردهای آینده آنزیمها و فناوریهای نوین آنزیمی است که میتواند در سالهای آینده برای صنعت طیور ارزشمند باشد.
طیور: آنزیمها: تغذیه: قابلیت هضم: میکروفلور: مدلسازی
اندو-β-1,4-زایلانازها و β-1,3, 1,4-گلوکانازها حدود ۲۰ سال است که به صورت تجاری در جیرههای بر پایه گندم و جو استفاده میشوند و بازده سرمایهگذاری آنها به قدری بوده که در بسیاری از بازارهای «غلات چسبناک» نفوذ این آنزیمها در جوجههای گوشتی بیش از ۹۰ درصد است (Bedford, 2000a). همچنین، نحوه عملکرد این آنزیمها به طور گستردهای مطالعه شده و اکنون نسبتاً به خوبی روشن شده است (Bedford, 2000a).
اگرچه استفاده از آنزیمها برای بهبود ارزش تغذیهای گندم و جو به یک رویه رایج تبدیل شده است، استفاده از آنزیمها در جیرههای بر پایه ذرت به این گستردگی نیست. احتمالاً این به دلیل تصور رایج در صنعت خوراک است که ذرت از نظر ارزش غذایی بالا و پایدار است و بنابراین اضافه کردن آنزیم به اندازه جیرههای بر پایه غلات چسبناک نمیتواند به همان میزان سودمند باشد.
بدون شک، بهبود معمول نسبت تبدیل خوراک (FCR) که میتوان انتظار داشت با استفاده از آنزیمهای موجود برای جیرههای بر پایه گندم یا جو (به ویژه کربوهیدرازها) به دست آید، بیشتر یا حداقل پایدارتر از بهبود مورد انتظار در جیرههای بر پایه ذرت است. برای چنین وضعیتی، مدلهای کمترین مربعات میتوانند بسیار ارزشمند باشند، زیرا قادرند تا حد زیادی واکنش احتمالی یک ماده اولیه یا جیره خاص را به اضافه شدن آنزیم خارجی پیشبینی کنند (Rosen, 2001).
احتمال دارد که در آینده، پذیرش آنزیمهای نوین توسط صنعت خوراک تا حد زیادی بر اساس توانایی شرکتهای تولیدکننده افزودنی خوراک در نشان دادن اثربخشی آنزیمها در دوزهای مختلف و به شکلی قابل پیشبینی و مستمر باشد، و این باعث میشود که آنزیمها به طور دلخواه و بدون پشتوانه علمی به جیرهها اضافه نشوند.
بنابراین، توسعه سیستمهای جدید آنزیمی یا کاربردهای نوین آنزیمهای موجود باید همزمان با تحقیقات درباره کیفیت مواد اولیه خوراک انجام شود.
تحقیقات جاری
آنزیمها برای جیرههای بر پایه گندم و جو
دو مکانیسم اصلی برای عملکرد زایلاناز و β-گلوکاناز در جیرههای مبتنی بر گندم یا جو پیشنهاد شده است:
- نظریه ویسکوزیته (گرانروی)
- اثر قفس (Bedford, 2002)
نظریه ویسکوزیته بیان میکند که بهبود عملکردی که با افزودن این آنزیمها به جیره طیور حاصل میشود، بیش از آن است که تنها به واسطه ارزش غذایی قندهای آزاد شده توضیح داده شود؛ بنابراین، باید مزیت دیگری نیز توسط این آنزیمها برای قابلیت هضم سایر مواد مغذی جیره وجود داشته باشد.
آربیانوکسیلانها و β-گلوکانهای محلول با وزن مولکولی بالا به شدت آب را جذب میکنند و میتوانند باعث افزایش هندسی گرانروی محتویات دستگاه گوارش (GI) شوند (Bedford & Classen, 1992; Nilsson et al. 2000). افزایش گرانروی روده به طور منفی با عملکرد حیوان، قابلیت هضم مواد مغذی و همچنین تغییرات نامطلوب در فلور میکروبی رودههای انتهایی مرتبط است. بنابراین، کاهش ویسکوزیته با کمک آنزیمهای خارجی، مزیت تغذیهای برای حیوان فراهم میکند (Bedford & Classen, 1992; van der Klis et al. 1993; Adeola & Bedford, 2005; Cowieson et al. 2005; Meng et al. 2005; Sieo et al. 2005).
تأثیرات منفی ویسکوزیته بر عملکرد حیوان آنقدر شدید است که ویسکوزیته مواد اولیه خوراک (مانند گندم و جو) به عنوان شاخص قابل اعتماد برای ارزش غذایی ماده اولیه و اثربخشی پنتوزانازهای خارجی پیشنهاد شده است (Bedford et al. 1991; Bedford & Classen, 1993).
علاوه بر این، اثرات ویسکوزیته در حیوانات جوانتر بیشتر دیده میشود که احتمالاً به دلیل بلوغ دستگاه گوارش در حیوانات بالغ و توانایی آنها در مقابله با پلیساکاریدهای محلول است (Yasar & Forbes, 1999, 2000).
اثر «قفس» مربوط به تأثیرات کربوهیدرازها روی دیواره سلولی است که باعث کاهش استحکام دیواره و آزادسازی مواد مغذی محصور شده میشود (Bedford, 2002). احتمالاً هر دو مکانیزم در پاسخ به زایلاناز و β-گلوکاناز در جیرههای طیور نقش دارند که منجر به تغییرات مثبت در عملکرد، نگهداری مواد مغذی، کاهش وقوع مدفوع چسبناک و بستر مرطوب و تغییرات مطلوب در فلور میکروبی انتهای دستگاه گوارش میشوند (Bedford, 2000b; Graham et al. 2003; Choct et al. 2004; Shakouri & Kermanshahi, 2005).
در حال حاضر، تحقیقات در زمینه کربوهیدرازها برای جیرههای بر پایه گندم و جو بر روی مطالعات دقیقتر نحوه عملکرد، تأثیر آنزیمها در گونههای غیر از جوجه گوشتی، ارزیابی اهمیت مهارکنندههای آنزیمی و نشاستههای مقاوم و همچنین تأثیر فرآوری مانند اندازه ذرات، دمای آمادهسازی و استفاده از دانه کامل متمرکز شده است.
یکی از زمینههای جالب و جدید تحقیقاتی در مورد زایلاناز در جیرههای بر پایه گندم، نقشی است که ساختار مولکولی آنزیم در تمایل آن به فیبرهای محلول و نامحلول و حساسیت به مهار شدن ایفا میکند.
برای مثال، در مطالعه فونتس و همکاران (2004) نشان داده شد که زایلانازی که دارای بخش اتصالدهنده به کربوهیدرات (carbohydrate-binding module) بود، به ترتیب حدود ۵ درصد در جیرههای بر پایه گندم و ۶ درصد در جیرههای بر پایه چاودار مؤثرتر از یک آنزیم تجاری بدون این توانایی اتصال به سوبسترا عمل کرد.
نویسندگان این مطالعه نتیجهگیری کردند که توانایی آنزیمها برای اتصال به سوبسترا از طریق ماژولهای چسبنده (binding modules) باعث افزایش کارایی آنزیم در بدن (in vivo) میشود، بهویژه در ارتباط با هیدرولیز کربوهیدراتهای نامحلول.
این یافته بسیار مهم است، زیرا به نظر میرسد این مکانیسم عملکرد، امکان هیدرولیز بیشتر دیواره سلولی را فراهم کرده و در نتیجه مواد مغذی محصور شده آزاد میشوند. این موضوع ممکن است در جیرههایی که غلظت بالایی از کربوهیدرات نامحلول دارند (مثلاً جیرههای مرحله رشد و پایانی در خوکها) اهمیت بیشتری داشته باشد.
حساسیت آنزیمهای خارجی به مهارکنندهها نیز موضوع بحثهای علمی است، زیرا اهمیت واقعی غلظت مهارکنندههای زایلاناز در گندم هنوز بهطور کامل مشخص نشده است. با این حال، پژوهشهای اخیر توسط پونته و همکاران (2004) به این نتیجه رسیدهاند که غلظت مهارکنندههای زایلاناز موجود در گندم، عاملی محدودکننده در کارایی زایلاناز خارجی است.
اینگلبرشت و همکاران (2000) نیز اشاره کردند که وجود مهارکنندههای زایلاناز، کارایی آنزیمهای زایلاناز خارجی را کاهش میدهد و این موضوع با ویژگیهای رئولوژیکی خمیر مرتبط است. همچنین، اختلاف در میزان اثربخشی انواع مختلف زایلاناز ممکن است به تفاوت در درجه مهارشدگی توسط مهارکنندهها مربوط باشد.
علاوه بر این، غلظت مهارکنندههای زایلاناز در گندم بهشدت متغیر است و این تفاوت ناشی از منشأ ژنتیکی، شرایط محیطی در طول رشد گیاه و همچنین شرایط برداشت و نگهداری است (Gebruers et al. 2002; Bonnin et al. 2005). این عوامل میتوانند باعث نوسان در انرژی متابولیسمی ظاهری (AME) گندم و همچنین دامنه واکنشها به آنزیمهای خارجی شوند.
با این حال، برخی محققان بر این باورند که اکثر مهارکنندههای زایلاناز از مکانیسم بازدارندگی رقابتی استفاده میکنند و ممکن است به سرعت با سوبسترا (زایلاناز خارجی) اشباع شوند (McLauchlan et al. 1999; Gebruers et al. 2004)، و در نتیجه احتمالاً مقدار کافی از زایلاناز فعال باقی میماند تا اثرات فیزیولوژیکی مطلوب را ایجاد کند.
اما ممکن است این فرض همواره درست نباشد؛ طبق گزارش بونن و همکاران (2005)، غلظت مهارکننده زایلاناز در گندم حدود 30 میلیگرم در هر گرم است، که بهصورت نسبت مولی حدود ۲۵۰ برابر بیشتر از مقدار زایلاناز افزوده شده است. بنابراین، دلیل اینکه در شرایط تجاری مهار کامل زایلاناز مشاهده نمیشود، احتمالاً به دلیل نبود تماس مستقیم بین آنزیم و مهارکننده به خاطر رطوبت پایین خوراک است، نه به دلیل اشباع شدن مهارکننده.
اینکه آیا مهارکنندههای زایلاناز واقعاً بر اثربخشی آنزیم خارجی در بدن (in vivo) اثر منفی دارند یا خیر، هنوز کاملاً مشخص نیست؛ بهویژه در شرایطی که خوراک در دمای بالا فرآوری (Conditioning) میشود، چون مهارکنندهها پروتئینی هستند. با این حال، شواهدی وجود دارد که نشان میدهد این پروتئینها تا حدی در برابر حرارت مقاوماند (Gebruers et al. 2004).
در هر صورت، صرفنظر از اثر واقعی مهارکنندهها در عمل، حضور این ترکیبات در غلات هزینه قابلتوجهی برای تولیدکنندگان آنزیمهای خوراکی به همراه دارد، چرا که نوسان در بازیابی فعالیت آنزیمی در خوراک، تأثیر منفی بر ادراک مشتری از کیفیت و ثبات محصول دارد.
مطالعات فوق نشان میدهند که در توسعه نسل جدید آنزیمهای تجزیهکننده فیبر برای حیوانات تکمعدهای، باید تمایل آنزیم به سوبسترا (Substrate affinity) و درجه مهارشدگی آنزیم بهعنوان عوامل کلیدی مورد توجه قرار گیرند.
در سالهای اخیر، مقالات متعددی برای بررسی اثربخشی آنزیمهای تجزیهکننده پلیساکاریدهای غیرنشاستهای (NSP) در گونههای مختلف طیور غیرجوجهگوشتی (non-broiler) منتشر شدهاند؛ احتمالاً بخشی از این پژوهشها در پاسخ به الزامات نهادهای قانونگذاری اتحادیه اروپا برای ثبت محصولات آنزیمی بوده است. جدول ۱ برخی از آزمایشهای اخیر را خلاصه میکند.
Adeola و Bedford (2005) اخیراً نشان دادند که ارزش غذایی جیرههای گندمپایه برای اردکها میتواند با افزودن زایلاناز خارجی بهبود یابد. در این مطالعه، افزایش وزن و نسبت تبدیل خوراک (FCR) حدود ۱۲٪ با افزودن زایلاناز به جیرهای که بر اساس گندم با ویسکوزیته بالا بود، بهبود یافت. با این حال، زایلاناز هیچ تأثیری در جیره با ویسکوزیته پایین نداشت، که نشان میدهد ویسکوزیته جیره نقش مهمی در ارزش تغذیهای گندم برای اردکها ایفا میکند.
آزمایشگاهی (–O–),خوراک پلت شده؛ (–D–)، خوراک پلت شده همراه با زایلاناز؛ (V)، خوراک پیشپلت شده؛ (S)، خوراک پیشپلت شده همراه با زایلاناز. مقادیر میانگین هستند و خطاهای استاندارد آنها با میلههای عمودی نشان داده شده است. a,b مقادیر میانگین با حروف متفاوت، تفاوت معنادار آماری دارند (P < 0.05).
شکل ۲. ویسکوزیته جیرهها بر حسب (cPs) در جیرههای پایانی پس از هضم درونکشتگاهی. خوراک پلتشده، خوراک پلتشده همراه با زایلاناز، خوراک پیشپلتشده؛ خوراک پیشپلتشده همراه با زایلاناز. مقادیر ارائهشده میانگین هستند و خطاهای استاندارد آنها با میلههای عمودی نشان داده شدهاند. a,b,c,d,e,f : میانگینهایی که حروف متفاوت دارند، از نظر آماری تفاوت معنادار دارند (P < 0.05).
با این حال، نتایج متضادی نیز گزارش شدهاند؛ مثلاً در جیرههای بر پایه گندم، چاودار و تریتیکاله (Timmler and Rodehutscord, 2001 ) تأثیر قابلتوجهی از زایلاناز بر شاخصهای عملکرد مشاهده نشد، اگرچه ویسکوزیته رودهای با افزودن آنزیم کاهش یافته بود.
Mathlouthi و همکاران (2003a) اخیراً نشان دادند که افزودن آنزیم به جیرههای گندمپایه و جوپایه برای بوقلمونهای در حال رشد نیز میتواند باعث بهبود عملکرد شود. آنها دریافتند که نسبت تبدیل خوراک (FCR) بین 5/2 تا ۵ درصد، بسته به میزان استفاده از گندم و جو در جیره، بهبود یافت و همچنین ویسکوزیته جیره به طور قابلتوجهی با افزودن آنزیم کاهش پیدا کرد.
شایان ذکر است که بیشتر اثرات مفید آنزیمها در جیرههای بوقلمونها در سنین پایینتر (کمتر از ۱۰ هفته) مشاهده شدهاند و نشان دادن تأثیر آماری قابلتوجه آنزیمها در بوقلمونهای مسنتر دشوارتر است.
مرغهای تخمگذار نیز از آنزیمهای خارجی بهرهمند میشوند؛ همانطور که Lazaro و همکاران (2003) نشان دادند که با افزودن آنزیم به جیرههای بر پایه گندم، جو و چاودار، افزایش قابلتوجهی در تعداد تخممرغها (1/2 درصد) و کارایی خوراک (5/2 درصد) مشاهده شد. این پژوهشگران نتیجه گرفتند که این بهبود عملکرد به دلیل کاهش ویسکوزیته جیره با افزودن زایلاناز و گلوکاناز بوده است.
این دادهها توسط پژوهشهای Mathlouthi و همکاران (2003b) حمایت میشود که نشان دادند عملکرد مرغهای تخمگذار با افزودن زایلاناز و گلوکاناز به جیرههای مبتنی بر گندم و جو بهبود یافته و ویسکوزیته جیره کاهش یافته است. این نویسندگان همچنین دریافتند که بهبود نسبی همراه با افزودن آنزیمها در جیرههای بر پایه غلات ویسکوز مانند گندم، جو، چاودار و تریتیکاله نسبت به جیرههای مبتنی بر ذرت بیشتر است. استفاده از زایلاناز و گلوکاناز در جیرههای بر پایه گندم، جو، چاودار و تریتیکاله برای طیور به وضوح در بهبود پارامترهای عملکردی مختلف مؤثر است. با این حال، میتوان نتیجه گرفت که این اثرات همیشه ثابت نیستند و احتمالاً به کیفیت مواد اولیه خوراک (یعنی انرژی قابل متابولیسم ظاهری ذاتی غلات یا به طور دقیقتر نسبت تبدیل خوراک ذاتی غلات)، سن پرنده، ماهیت جامعه میکروبی روده، محیط نگهداری حیوانات و یا فرآوری فیزیکی جیره بستگی دارد.
در مطالعهای جدید نشان داده شده است که فرآیند حرارتی با دمای بالا چه تأثیری میتواند بر جیرههای بر پایه گندم برای جوجههای گوشتی داشته باشد (Cowieson et al., 2005). در این مطالعه، بهبود عملکرد همراه با افزودن زایلاناز در جیرههایی که در دمای 90 درجه سانتیگراد فرآوری شده بودند، نسبت به جیرههایی که در 80 درجه سانتیگراد فرآوری شده بودند، قابل توجهتر بود. مشخصههای شیمیایی جیرهها نشان داد که فرآوری حرارتی باعث افزایش ویسکوزیته و غلظت عربینوکسیلان محلول در جیره شده است (شکلهای 1 و 2). علاوه بر این، افزودن زایلاناز خارجی هر دو عامل ویسکوزیته و درجه پلیمریزاسیون کربوهیدراتهای مبتنی بر عربینوکسیلان را کاهش داد.
واکنشهای مشابه قبلاً نیز مشاهده شده است؛ به گونهای که دمای بهینه فرآوری برای جیرههای گندمپایه جوجههای گوشتی حدود 85 درجه سانتیگراد بوده و دماهای بالاتر اثرات منفی ایجاد میکنند (Silversides and Bedford, 1999 ).
علاوه بر این، دادههای اخیراً ارائه شده توسط Scott (2005) نشان داد که در گندمهای کانادایی نیز اثرات مشابهی دیده شده است، به طوری که فرآیند پلیتینگ (پلتسازی) ویسکوزیته محتویات دستگاه گوارش را تقریباً ۱۷ درصد افزایش داد، اما این میزان با افزودن آنزیم به طور قابل توجهی کاهش یافت. علاوه بر تغییرات ویژگیهای جیره که با فرآوری حرارتی مرتبط است، باید پایداری محصولات آنزیمی در برابر حرارت نیز مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که آنزیمها پروتئینی هستند، هنگام قرار گرفتن در شرایط فرآوری خوراک که شامل اعمال حرارت به ماتریس جیره (مثل مرحله شرطیسازی و پلتسازی) میباشد، تا حدی دناتوره میشوند (بسته به ساختار سوم و چهارم آنها).
آنزیمهایی که با استفاده از فرآیندهای تکامل هدفمند یا فناوری پوششدهی، پایداری حرارتی بیشتری یافتهاند، ممکن است نسبت به آنزیمهای کمتر مقاوم برتری داشته باشند، زیرا بازده آنها پس از فرآوری معمولاً بالاتر است. با این حال، باید توجه داشت که دمای بهینه برای آنزیمهایی که تا دمای ۸۵–۹۰ درجه سانتیگراد مقاوم هستند، اغلب بسیار بالاتر از دمای داخلی بدن طیور (حدود ۴۰ درجه سانتیگراد) است و بنابراین آنزیمهای تکامل یافته با پایداری حرارتی ذاتی بالا ممکن است در دماهای پایینتر عملکرد کمتری داشته باشند.
این دادهها نشان میدهد که برای رسیدن به پاسخ یکنواختتر به زایلاناز خارجی، دمای شرطیسازی باید به عنوان یک عامل مهم در نظر گرفته شود.
چندین مقاله اخیر استفاده از غلات کامل در تغذیه طیور را به منظور بهبود عملکرد، سلامت دستگاه گوارش و کاهش شیوع بیماری توصیه کردهاند ((Svihus et al., 2004 ؛ (Bjerrum et al., 2005) دادههایی ارائه دادند که نشان داد تغذیه جوجههای گوشتی با گندم کامل به طور معنیداری تعداد باکتریهای کلستریدیوم پرفرنژنس را در بخش انتهایی دستگاه گوارش کاهش میدهد و نتیجه گرفتند که سنگدان یک عضو مهم برای جلوگیری از استقرار باکتریهای نامطلوب در ایلئوم است.
گزارش شده است که تغییرات مطلوبی در فلور میکروبی دستگاه گوارش جوجهها به دنبال افزودن غلات کامل به جیره مشاهده شده است (Apajalahti et al., 1998 , 2001) (شکل ۳). تعامل بین زایلاناز و تغذیه با غلات کامل کمتر مورد توجه قرار گرفته است، اما مقالاتی که به این موضوع پرداختهاند، نتیجه گرفتهاند که تأثیر زایلاناز تا حد زیادی مستقل از حضور غلات کامل در جیره است (Wu rt al., 2004 وEngberg et al., 2004 وJones and Taylor 2001 ) .
(روده کور) جوجههای گوشتی. فلور میکروبی سکوم با استفاده از پروفایل درصد گوانین به علاوه سیتوزین (G+ C) در سه جوجه تکراری از دو مزرعه که فقط خوراک تجاری استاندارد دریافت کرده بودند (A) و دو مزرعه که این خوراک تجاری را با گندم کامل اصلاح کرده بودند (B) تحلیل شد. مقادیر میانگین فراوانی باکتریها بر اساس درصد G+ C است و خطاهای استاندارد آنها با میلههای عمودی نشان داده شده است. تکنیک پروفایل G+ C و روش آماری در منابع دیگر به تفصیل شرح داده شدهاند (Apajalahti و همکاران، 1998، 2001).
آنزیمها برای ذرت
استفاده از آنزیمهای خارجی در جیرههایی که پایه آنها ذرت است، در ادبیات اخیر توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است. این امر ممکن است به دلیل اندازه بزرگ بازار جهانی خوراک ذرت، درک این نکته که ذرت یک ماده خوراکی متغیر است و نفوذ نسبتاً کم محصولات آنزیمی در این بخش خوراک باشد، که محرکی برای برنامههای تحقیقاتی با حمایت مالی تجاری شده است. در پژوهشی تأثیرات مکملهای آنزیمی در جیرههای مبتنی بر ذرت را خلاصه و برخی مکانیسمهای عملکرد آنزیمهای مختلف پیشنهاد شده است (Cowieson, 2005). بنابراین در این مقاله مروری تکرار نخواهد شد. مقاله مروری دیگری توسط Summers, 2001 جامع است و عوامل مهم در ذرت که ارزش تغذیهای آن برای طیور و تأثیر آنزیمهای خارجی را تعیین میکند، خلاصه شده است. خواننده برای اطلاعات دقیقتر به این منابع ارجاع داده میشود.
آنزیمها برای کنجالههای گیاهی پروتئینی
تحقیقات در زمینه مکمل آنزیمی مواد خوراکی پروتئینی گیاهی برای جیرههای طیور، به نوعی یک میدان مین است، زیرا دانش در مورد زیرلایهها بسیار محدود است. به عنوان مثال، ترکیب کربوهیدرات کنجاله سویا، کنجاله دانههای روغنی، کنجاله لوبین و لوبیای مزرعه نسبت به غلات که کربوهیدراتهای آنها عمدتاً مبتنی بر نشاسته است، نسبتاً پیچیده است (Bach Knudsen، ۱۹۹۷؛ Choct، 1997؛ Leske & Coon، 1999؛Graham et al., 2002 ). علاوه بر این، خود کربوهیدراتها در کنجالههای پروتئینی گیاهی ممکن است خاصیت ضد تغذیهای داشته باشند (Cowieson & Acamovic 2003). با این حال، مطالعات زیادی در این زمینه گزارش شده است که پاسخهای متنوعی به طیف وسیعی از آنزیمها نشان دادهاند (جدول 2).
یک مقاله اخیر توسط Vahjen و همکاران (۲۰۰۵) نشان داد که مؤثرترین آنزیمها برای کنجاله سویا، ۱،۴-β-آرابینوگالاکتانازها بودند، اما گزارش کردند که در ترکیب این آنزیم با گالاکتوماناناز، اثرات همافزایی در آزادسازی قندها مشاهده شده است. با این حال، این اثرات همافزایی در شرایط آزمایشگاهی به طور منظم بهبود عملکرد جوجههای گوشتی در شرایط زنده را به همراه نداشت. در واقع، ترکیب گالاکتاناز و ماناناز باعث کاهش ۲۲ درصدی افزایش وزن بدن در مقایسه با جوجههایی شد که جیره کنترل دریافت کرده بودند. نویسندگان نتیجه گرفتند که اثرات ناامیدکننده آنزیم بر عملکرد طیور ممکن است به دلیل آزادسازی الیگومرهایی باشد که فشار اسمزی روده را افزایش میدهند. نتایج مشابهی نیز برای استفاده از ترکیب پلیگالاکتوروناز و پکتین متیل استراز در هضم آزمایشگاهی کنجاله لوبین گزارش شده است (علی و همکاران، 2005)
در این مطالعه، ترکیب پکتینازها بیشترین میزان هیدرولیز پلیساکاریدهای لوبین را بهدست داد. با این حال، نویسندگان نتیجه گرفتند که اگرچه ترکیب پکتینازها میتواند در هیدرولیز پلیساکاریدهای لوبین مؤثر باشد، پیش از آزمایش این آنزیمها در شرایط(in vivo)، باید دوزهای صحیح تعیین شود، زیرا مصرف بیش از حد پکتین متیل استراز ممکن است اثرات زیانباری بر عملکرد طیور داشته باشد.
داگلاس و همکاران (۲۰۰۰) تأثیر افزودن آنزیمها (زایلاناز، آمیلاز و پروتئاز) را بر عملکرد جوجههای گوشتی که جیرهای حاوی دوازده نمونه مختلف کنجاله سویا مصرف میکردند، گزارش کردند. در این مطالعه مشخص شد که تأثیر آنزیم به نوع دسته کنجاله سویا بستگی دارد، که ممکن است ناشی از محتوای انرژی قابل هضم ذاتی آن کنجاله باشد. با این حال، از آنجایی که نویسندگان فعالیت مهارکننده تریپسین یا غلظت لکتین را در هر نمونه کنجاله گزارش نکردند، بخشی از تغییرات پاسخ به آنزیم ممکن است به دلیل تغییرات در میزان فعالیت مهارکننده تریپسین، لکتینها یا درجه آسیب به اسیدهای آمینه در طی فرآوری باشد.
کلارک و ویسمان (۲۰۰۵) اخیراً دادههایی منتشر کردند که نشان میدهد غلظت مهارکننده تریپسین در کنجاله سویا نقش بسیار مهمی در تعیین ارزش تغذیهای آن دارد. ممکن است بخش پروتئاز موجود در ترکیب آنزیمی مطالعه داگلاس و همکاران (۲۰۰۰) بتواند اثرات منفی مهارکنندههای تریپسین در کنجاله سویا را کاهش داده و انرژی قابل هضم را بهبود بخشد و از هدررفت درونی جلوگیری کند.
این فرضیه توسط دادههایی که هو و همکاران (۱۹۹۳) منتشر کردند پشتیبانی میشود، که نشان دادند پروتئاز خارجی میتواند مواد ضدتغذیهای پروتئینی را در کنجاله سویا به طور موفقیتآمیزی در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) دناتوره کند و به طور بالقوه ارزش تغذیهای آن را برای طیور بهبود بخشد (شکل ۴).
غازی و همکاران (۲۰۰۲) نیز دریافتند که پروتئاز در بهبود ارزش تغذیهای کنجاله سویا برای طیور موفق بوده است و نتیجه گرفتند که ممکن است هیدرولیز پروتئینهای آنتیژنیک در کنجاله یا بهبود قابلیت هضم پروتئینهای آسیب دیده حرارتی مسئول افزایش عملکرد باشد.
این موضوع نشان میدهد که پروتئاز ممکن است یکی از آنزیمهای کاندید باشد که قادر است با هدف قرار دادن مواد ضد تغذیهای پروتئینی، پروتئینهای آنتیژنیک و پروتئینهایی که در طی فرآوری آسیب دیدهاند، ارزش تغذیهای کنجاله سویا (و احتمالاً سایر کنجالههای پروتئینی) را بهبود بخشد. کوچر و همکاران (۲۰۰۲) گزارش دادند که افزودن آنزیم به جیرهای مبتنی بر ذرت و کنجاله سویا باعث افزایش 6/1 درصد (P < 0.05) در انرژی قابل متابولیسم جیره شد. نویسندگان نتیجه گرفتند که اثرات مفید آنزیم بر قابلیت هضم کربوهیدراتها باعث بهبود انرژی قابل متابولیسم ظاهری کنجاله شده است. با این حال، باید توجه داشت که در این مطالعه بهبودی معناداری در عملکرد (افزایش وزن یا ضریب تبدیل خوراک) مشاهده نشد.
همچنین ممکن است افزودن آنزیم به جیرههای حاوی سایر کنجالههای پروتئینی ارزشمند باشد. به عنوان مثال، تحقیقات کوویزون و همکاران (۲۰۰۳) نشان داد که ارزش تغذیهای جیرههای حاوی کنجاله نخود با افزودن ترکیبی از آنزیمها شامل زایلاناز، آمیلاز و سلولاز بهبود مییابد، که بخشی از اثرات مفید از طریق کاهش ترشح موکوسهای درونزاد حاصل میشود.
یکی از حوزههایی که تاکنون توجه کمی به آن شده اما احتمالاً در سالهای آینده توجه زیادی به آن خواهد شد، استفاده از دانههای خشک شده همراه با محلولها (DDGS) در تغذیه حیوانات تکمعدهای و بهبود ارزش انرژی DDGS با استفاده از آنزیمهای خارجی مناسب است. پروفایل مواد مغذی DDGS نسبتاً خوب است، اگرچه مقدار بالایی از مواد فیبری دارد که ممکن است محدودیت در میزان استفاده آن در جیره طیور ایجاد کند (جدول ۳؛ اسپیهس و همکاران ۲۰۰۲؛ بلیا و همکاران ۲۰۰۴؛ لامپکینز و همکاران ۲۰۰۴). مقدار فسفر در DDGS حدود 9/0 درصد است (اسپیهس و همکاران ۲۰۰۲) و در مقایسه با سایر مواد خوراکی، قابلیت جذب بالایی برای طیور دارد (۵۴ تا ۱۰۰ درصد؛ مارتینز و همکاران ۲۰۰۴؛ لامپکینز و باتال ۲۰۰۵). این قابلیت جذب بالا نشان میدهد که ممکن است نیازی به افزودن فیتاز برای DDGS نباشد. با این حال، نوسانات قابل توجه در دسترسی فسفر در DDGS برای متخصصان تغذیه قابل قبول نیست و بنابراین فیتاز میتواند ابزار مفیدی برای کاهش این نوسانات باشد.
به دلیل مقدار بالای فیبر در DDGS و تغییرات در ارزش تغذیهای آن (کرومول و همکاران ۱۹۹۳)، پتانسیل بهبود ارزش تغذیهای با استفاده از آنزیمهای تجزیهکننده NSP وجود دارد، به ویژه آنزیمهایی که جذب بالایی برای فیبر غیرقابل حل دارند. همچنین اسیدهای آمینه موجود در DDGS ممکن است به دلیل آسیب در طی خشک کردن، قابلیت جذب پایینی داشته باشند، که این مسئله بهخصوص برای لیزین میتواند شدیدتر باشد (گودسون و فونتین ۲۰۰۴؛ لامپکینز و باتال ۲۰۰۵).
بنابراین، ارزش تغذیهای DDGS ممکن است از طریق افزودن پروتئازهای خارجی به جیره یا آنزیمهایی که قادر به هیدرولیز ترکیبات نوع گلوکوزامین هستند نیز بهبود یابد. تا جایی که نویسندگان اطلاع دارند، تاکنون هیچ مقالهای در مجلات معتبر درباره افزودن آنزیم به جیرههای حاوی DDGS برای طیور منتشر نشده است؛ این حوزه نیازمند توجه و تحقیقات بیشتر است.
فیتاز
فیتاز به عنوان یک آنزیم برای خوراک دام، نسبتاً منحصر به فرد است چون هم در جیرههای پایه گندم یا جو و هم در جیرههای پایه ذرت کاربرد دارد، بنابراین بازار بالقوه برای فیتازها بسیار گسترده است. به همین دلیل تحقیقات زیادی درباره اثربخشی و مکانیسم عملکرد انواع فیتازها در جیرههای حیوانات تکمعده انجام شده است. میتوان نتیجه گرفت که فیتاز در بهبود نگهداری فسفر (P) رژیمی موثر است (Simons et al., 1990) و ممکن است باعث بهبود نگهداری آمینواسیدها و انرژی رژیمی نیز شود (Selle et al., 2005 ).
یکی از حوزههای تحقیقاتی اخیر درباره مکانیسم عملکرد فیتاز مربوط به تأثیر فیتات و فیتاز بر ترشحات اندوژنوس و اینکه آیا برخی از اثرات مفید فیتاز ممکن است ناشی از تغییرات مطلوب در ترشحات اندوژنوس و تولید موکوسین باشد یا خیر، میباشد. مطالعات اخیر نشان داد که در غیاب خوراک، فیتات (به صورت محلول آبی اینوزیتول هگزا فسفات) میتواند باعث افزایش ترشح مواد معدنی اندوژنوس، آمینو اسیدها و کربوهیدراتهای موسین (شکل 5) از مرغهای گوشتی 6 هفتهای شود و فیتاز بتواند تا حدی این اثرات نامطلوب را کاهش دهد (Cowieson et al., 2004). این نتایج توسط Onyango و همکاران (2004) نیز حمایت شده است، که نشان دادند حضور اسید فیتیک باعث افزایش ترشح موسینهای اندوژنوس در روده اردکها و مرغهای گوشتی میشود. ممکن است بخشی از اثرات مفید فیتاز در جیرههای حیوانی به کاهش اثرات ضد تغذیهای فیتات و همچنین آزادسازی مواد مغذی از خوراک مربوط باشد. وقتی تأثیر فیتاز بر ضرایب هضم آمینو اسیدها بررسی میشود، این اثرات متناوب و وابسته به نوع آمینو اسید است (Selle et al., 2000؛Adeola & Sands 2003 ؛Cowieson et al., 2006 )، به طوری که بهبود هضم آمینواسیدهایی مانند ترئونین، سیستئین، آرژینین و سرین با فیتاز نسبت به مثلاً متیونین بیشتر است (Biehl & Baker 1997 ؛ Kornegay et al., 1999 ؛ Namkung & Leeson et al 1999، Zhang et al., 1999).
شکل ۵. اثر فیتاز و اسید فیتیک (اینوزیتول هگزافسفات؛ IP6) بر دفع اسید سیالیک در جوجههای گوشتی ۶ هفتهای. مقادیر، میانگین هستند و خطاهای استاندارد آنها با میلههای عمودی نشان داده شدهاند. مقدار میانگین بهطور معناداری با گروه کنترل تفاوت داشت (P < 0.05) (اقتباس از (Cowieson et al., 2004).
این موضوع حائز اهمیت است که اسیدهای آمینهای که ضریب قابلیت هضم آنها بیشترین بهبود را با افزودن فیتاز نشان میدهند، همانهایی هستند که در بالاترین غلظتها در آنزیمهای درونزاد و موسینها یافت میشوند (Forstner & Forstner, 1994).
واتسون و همکاران (2005) اخیراً دادههایی منتشر کردهاند که نشان میدهد افزودن فیتاز به جیرههای غذایی که از نظر تغذیهای کامل هستند، میتواند باعث افزایش بیشتر در عملکرد شود. کوویسون و همکاران (2006b,c) نیز چنین اثراتی را در ترکیب آنزیمهای کربوهیدراز و فیتاز در جیرههای تغذیهای کامل مشاهده کردهاند. این یافتهها نشان میدهد که یا نیاز فسفر جوجههای گوشتی بیشتر از چیزی است که تاکنون تصور میشده، یا اینکه فیتاز میتواند ارزش خالص مواد مغذی را با کاهش نیازهای نگهداری (maintenance requirements) بهبود بخشد و در نتیجه عملکرد را افزایش دهد.
تحقیقات جالب دیگری در این زمینه به پایداری پروتئولیتیک فیتاز مربوط میشود. اونیانگو و همکاران (2005) دادههایی منتشر کردهاند که نشان میدهد فیتازهای مختلف از (Peniophora و Escherichia) مقاومتهای متفاوتی در برابر هیدرولیز در دستگاه گوارش دارند. این موضوع مهم است، زیرا محل اصلی هیدرولیز فیتات در دستگاه گوارش، مرحلهی معدهای است (زمانی که فیتات بیشترین حلالیت را دارد) و بنابراین از دست دادن فعالیت آنزیم میتواند تأثیر قابلتوجهی بر کارایی زیستی آن داشته باشد. موضوع پایداری آنزیمها در دستگاه گوارش نه تنها برای فیتاز، بلکه برای دیگر سیستمهای آنزیمی و همچنین افزودنیهای خوراکی مانند روغنهای ضروری که ادعا میشود در قسمت انتهایی دستگاه گوارش فعال هستند نیز اهمیت دارد؛ چرا که ابتدا باید از قسمت ابتدایی دستگاه گوارش (مانند پروتئولیز، یا امولسیفیکاسیون و هضم توسط لیپازهای درونزاد) جان سالم به در ببرند.
بدیهی است که از آنجا که فیتاز خارجی تأثیر چشمگیری بر نگهداری مواد مغذی خارجی و ترشحات درونزاد دارد، ضروری است که جیرهای که فیتاز به آن افزوده میشود، بهصورت استراتژیک طراحی شود تا با این تغییرات در اکولوژی روده و قابلیت هضم مواد مغذی هماهنگ باشد.
شواهد تجربی نشان میدهند که مصرف آب و دفع آن هنگام استفاده از فیتاز افزایش مییابد، که ممکن است به تغییرات در فشار اسمزی در دستگاه گوارش مربوط باشد؛ این موضوع میتواند ناشی از یونهای آزاد شده یا تغییرات در ترشح سدیم و پتاسیم باشد (Cowieson et al. 2004).
تحقیقات آینده در مورد فیتاز باید بر روشن ساختن تأثیرات آن بر ترشحات درونزاد، گردش پروتئین، و همچنین تأثیر تعادل اسید – باز و پتانسیل اسمزی بر کارایی فیتاز و عملکرد پرنده متمرکز شود.
آنزیمها و ترشحات درونزاد
در فرایند هضم، حرکت خالص مواد مغذی از لومن (فضای داخلی) روده به داخل بدن صورت میگیرد. با این حال، همزمان ترکیباتی نیز از بافتهای مرتبط با روده به داخل لومن حرکت میکنند. این ترکیبات عمدتاً شامل موسینها، آنزیمهای درونزاد، صفرا، الکترولیتها، بیکربناتها، سلولهای ریزش یافته و سایر ترکیبات نیتروژنی مانند اسید اوریک هستند (Fuller & Reeds, 1998). اگرچه این ترشحات درونزاد برای هضم کارآمد ضروریاند، اما هزینه تغذیهای برای حیوان به همراه دارند، به ویژه در مواردی که تولید بیش از حد اتفاق میافتد؛ برای مثال وقتی مهارکنندههای تریپسین در خوراک وجود دارند (Clarke & Wiseman, 2005). با این حال، این هزینه تغذیهای از نظر تعادل انرژی اهمیت بیشتری نسبت به نیازهای اسید آمینه دارد، زیرا حدود ۹۰ درصد نیتروژن ترشح شده توسط حیوان حفظ میشود (Krawielitzki et al. 1990, 1994) . بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که «هزینه» واقعی ترشحات درونزاد احتمالاً برای انرژی خالص جیره بیشتر از تأثیر آن بر نیازهای اسید آمینه است.
جیرهها و مواد غذایی که قادر به تحریک افزایش ترشحات درونزاد هستند، از نظر تغذیهای بسیار پرهزینه برای حیوانات هستند. برای مثال، فیتات (Cowieson et al. 2004)، تاننها (Mansoori & Acamovic, 1998) و پلیساکاریدهای غیرنشاستهای (NSP) (Larsen et al. 1993; Angkanaporn et al. 1994; Cowieson & Acamovic, 2003) نشان دادهاند که ترشحات درونزاد را افزایش داده و عملکرد جوجههای گوشتی را کاهش میدهند. این شواهد به این نتیجه واضح منجر میشود که آنزیمهای خارجی که این ترکیبات ضدتغذیهای تحریککنندهی ترشحات درونزاد را هیدرولیز میکنند، ممکن است (حداقل بخشی از) اثرات خود را از طریق کاهش ترشح این ترکیبات درونزاد اعمال کنند.
تحقیقات آینده در این زمینه باید بر تأثیرات آنزیمهای خارجی بر نیازهای تغذیهای تمرکز کند، زیرا این حوزه هنوز تا حد زیادی ناشناخته است.
آنزیمها، توانایی ایمنی و فلور میکروبی
غلظت میکروارگانیسمها در ایلئوم و سکوم جوجه بسیار بالاست و میتواند به ترتیب به اعداد 109 و 1011 در هر گرم مواد هضمی برسد (Apajalahti & Bedford, 1998) این اعداد فوقالعاده زیاد هستند و چنین غلظتی از موجودات متابولیکی فعال میتواند تأثیر قابل توجهی بر توانایی میزبان در مقابله با بیماریها و متابولیزه کردن مواد مغذی داشته باشد. جامعه باکتریایی به شدت به جیره غذایی به عنوان منبعی برای متابولیسم وابسته است (Wagner & Thomas, 1977; Savory, 1992). بنابراین تغییرات در ترکیب جیره یا چگالی مواد مغذی میتواند اثرات چشمگیری بر جمعیتهای میکروبی روده داشته باشد (Gibson et al. 1996; Hillman, 1999; Reid & Hillman, 1999; Hopwood et al. 2002) که به نوبه خود میتواند توانایی حیوان را در هضم و جذب مواد مغذی تحت تأثیر قرار دهد.
به این ترتیب، آنزیمهای خارجی میتوانند به طور غیرمستقیم جمعیتهای میکروبی در دستگاه گوارش را از طریق تأثیر بر بسترهای کربنی که باکتریها استفاده میکنند تغییر دهند (Choct et al. 1999; Bedford, 2000b; Cowieson et al. 2000). از آنجا که باکتریهای گذرا و ساکن در روده برای متابولیسم و رشد خود به مواد مغذی دریافتی پرنده وابستهاند (Savory, 1992; Lan et al. 2005)، نوع مواد موجود در جیره میتواند تأثیر قابل توجهی بر جمعیتهای میکروبی دستگاه گوارش داشته باشد (Wagner & Thomas, 1977).
عوامل دیگری مانند pH دستگاه گوارش، سرعت عبور غذا، اندازه ذرات خوراک، عمل آسیاب سنگدان، وجود آنزیمهای خارجی و درونزاد، فشار بالای اکسیژن، و ترکیبات ضد میکروبی درونزاد مانند نمکهای صفرا به محدود کردن تکثیر میکروبها در روده کوچک کمک میکنند (Bedford, 2000b).
رودهای که به خوبی کار کند باید اجازه دهد مواد مغذی بین فضای داخلی روده (لومن) و گردش خون منتقل شوند، اما در عین حال از ورود عوامل بیماریزا جلوگیری کند. در روده مکانیزمهای دفاعی متعددی فعال هستند که میتوان آنها را به دو دستهی غیر ایمنی (غیر ایمنیشناسی) و ایمنیشناسی تقسیم کرد.
نمونههایی از مکانیزمهای دفاعی غیر ایمنی عبارتاند از اسیدیته، ترشحات صفراوی و آنزیمهای پروتئولیتیکی که قادرند دیواره سلولی باکتریها را تجزیه کنند. چسبیدن میکروبها به اپیتلیوم (لایهی پوشاننده) بخش بالایی روده کوچک میتواند توسط حرکت مکانیکی پریستالسیس (انقباضهای موجی روده) کاهش یابد. همچنین، مخاطی که توسط سلولهای جامی (Goblet cells) ترشح میشود، سطح اپیتلیوم روده را محافظت کرده و در عین حال ماتریکسی چسبناک ایجاد میکند که میتواند آنتیژنهای خارجی را به دام بیندازد (Forstner & Forstner, 1994; King, 1998).
(Fernandez et al., 2000) گزارش شده است که افزودن آنزیم زایلاناز به جیره طیور بر سنتز موسین (ماده مخاطی) تأثیر میگذارد. تأثیر آنزیمها بر سنتز موسین کاملاً روشن نیست، اما ممکن است زایلاناز با کاهش ویسکوزیته محتوای روده باعث افزایش ترشح موسین توسط سلولهای جامی شود. همچنین دادهها نشان دادند که زایلاناز گروههای N-استیل گلوکزآمین را در موسینهای سلولهای جامی در بخشهای مختلف روده طیور تغییر میدهد.
ویژگیهای کربوهیدراتی موسینهای رودهای گزارش شده است که مانع چسبیدن باکتریهای بیماریزای Salmonella typhimurium و Yersinia enterocolitica میشود (Ensgraber et al. 1992). افزودن کوکتل آنزیمی شامل زایلاناز، آمیلاز و سلولاز به جیره حاوی کنجاله نخود، باعث کاهش ترشح موسینهای درونزاد شده است (Cowieson et al. 2003).
ممکن است عملکرد آنزیمها در ایجاد فلور میکروبی طبیعی روده (فلوری که باعث بیماری بالینی یا زیر بالینی نشود، کنترل شده رشد کند و با تولید محصولات متابولیکی انرژی برای میزبان فراهم کند) باعث تقویت ایمنی میزبان شود. این تقویت ممکن است با تحریک مکانیزمهای دفاع ایمنی موکوسی و سیستمیک همراه باشد، احتمالاً با کاهش غلظت ترکیبات ساپروژنیک (مواد فاسدکننده).
کتونن و رائوتونن (2005) گزارش دادند که استفاده از آنزیمهای خارجی، جذب مواد مغذی برای سلولهای ایمنی روده را افزایش میدهد و به بهبود ایمنی کمک میکند. این پژوهشگران افزایش غلظت IgA در محتویات روده را هنگام افزودن مخلوطی از زایلاناز، آمیلاز و پروتئاز به جیره طیور مشاهده کردند.
همچنین همین نویسندگان (Kettunen et al. 2005) اخیراً گزارش دادند که ترکیب این آنزیمها با بتاین به بلوغ ایمنی کمک میکند، به طوری که سلولهای CD4+ در بافت ایلئوم افزایش یافته و سطح IgA در محتویات روده افزایش پیدا کرده است.
فنگ و همکاران (2004) نیز گزارش کردند که پاسخهای مرتبط با ایمنی مانند فعالیت سلولهای قاتل طبیعی و تیتر آنتیبادی سرمی با افزودن آنزیمهای خارجی به جیره افزایش مییابد.
میزان توانایی دستکاری مکانیزمهای دفاع ایمنی از طریق استفاده از آنزیمهای خارجی به درک ما از سازوکارهای سلولی و مولکولی تعادل حساس بین میکروبیوتای طبیعی، اجزای ایمنی موکوسی و اثر انواع مختلف آنزیمها روی این فرآیندها بستگی دارد.
قابلیت پیشبینی
کیفیت مواد اولیه
اثر آنزیمهای خارجی (برونزاد) بهطور ناگسستنی به زیرلایههای آنها و تأثیر بعدی بر ارزش غذایی ذاتی خوراکی که به آنها افزوده میشود، وابسته است. بنابراین، دانش درباره کیفیت مواد اولیه ضروری است اگر قرار باشد آنزیمها بهطور کامل و با بازدهی قابل اندازهگیری و مستمر به کار گرفته شوند. کیفیت مواد اولیه، اگرچه اصطلاحی رایج است، اما در واقع تعریف سادهای ندارد. به طور کلی، کیفیت تغذیهای یک ماده خوراکی تابعی است از غلظت و قابل هضم بودن مواد مغذی در آن، رقیق شدن آنها توسط ترکیبات فاقد ارزش تغذیهای (مانند سلولز) و تشدید اثر آنها توسط ترکیباتی با ارزش تغذیهای منفی (مانند مهارکنندههای تریپسین). وقتی آنزیمها به این ماتریس تغذیهای افزوده میشوند، میتوان آنها را یا به عنوان عاملی در افزایش قابلیت هضم مواد مغذی یا رقیقکنندهها در نظر گرفت یا به عنوان عاملی در کاهش اثرات زیانآور ضدتغذیهای.
منطقی است فرض کنیم از آنجا که ثابت شده آنزیمها باعث کاهش نوسانها، برای مثال در ارزش انرژی یک ماده اولیه میشوند، بهبود ارزش انرژی برای مواد اولیه با انرژی متابولیزه پایینتر بیشتر خواهد بود تا موادی که ذاتاً انرژی متابولیزه بالاتری دارند. در واقع، این موضوع در هر دو ماده گندم و کنجاله سویا نشان داده شده است (داگلاس و همکاران ۲۰۰۰؛ اسکات، ۲۰۰۵). داگلاس و همکاران (۲۰۰۰) اثر افزودن آنزیم خارجی به رژیمهای مبتنی بر ذرت-سویا را با استفاده از 12 دسته مختلف کنجاله سویا بررسی کردند. آنها دریافتند که اثر آنزیم مستقل از برخی متغیرهای اندازهگیری شده مانند حلالیت پروتئین یا محتوای پروتئین یا انرژی کل کنجاله بود، اما بیشتر به محتوای پایه انرژی قابل هضم وابسته بود. به طور مشابه، اسکات (۲۰۰۵) گزارش داد که نمونههای گندم با ضریب تبدیل غذایی (FCR) ذاتی بالا، به خوبی به آنزیمهای افزوده شده پاسخ میدهند.
با بهبود دانش در مورد کیفیت مواد اولیه و شناخت بیشتر زیرلایهها، ممکن است توسعه نسل بعدی آنزیمهای خوراکی آسانتر شود.
روشهای مختلفی برای ارزیابی ارزش تغذیهای یک ماده خوراکی وجود دارد، از جمله مطالعات عملکردی، مطالعات متابولیسم و آزمایشهای آزمایشگاهی in vitro. با این حال، استفاده از تعداد زیادی حیوان برای ارزیابی ارزش تغذیهای همه مواد خوراکی قبل از فرمولبندی جیرههای طیور، نه عملی و نه اخلاقی است. بنابراین، مطلوب است که مدلهای آماری قادر به ارزیابی ارزش تغذیهای یک دسته خاص از غلات یا حبوبات و پاسخ آنها به آنزیمهای خارجی از طریق آزمایشهای in vitro باشند. این امر میتواند با استفاده از هولو-آنالیز دادههای عملکرد و متابولیسم که با پارامترهای in vitro همبسته شدهاند، محقق شود (Rosen 2002a,b)
مدلسازی حیوانی
استفاده از مدلهای حیوانی برای پیشبینی ارزش تغذیهای یک خوراک یا پاسخ به یک افزودنی خوراکی، مفهومی جدید نیست، اما در سالهای اخیر به ویژه با معرفی شبکههای عصبی و منطق فازی در مدلسازی رشد حیوانات، پیچیدهتر شده است. پایگاههای داده بسیار بزرگی با استفاده از دادههای منتشر شده ایجاد شدهاند تا مدلهای جبری بهترین تطبیق برای پاسخ به انواع افزودنیهای خوراکی از مس (Cu) گرفته تا محرکهای رشد ضد میکروبی و آنزیمهای خارجی را ارائه دهند (روزن، ۲۰۰۱). این مدلها میتوانند برای صنعت خوراک بسیار مفید باشند، زیرا متغیرهای مهم دخیل در پاسخ به افزودنیهای خوراکی را که هنگام بررسی نتایج تنها یک یا دو آزمایش آشکار نیستند، برجسته میکنند.
با این حال، مدلهایی که تنها بر اساس دادههای منتشر شده ساخته شدهاند، ناگزیر به سمت نتایج مثبت تعصب دارند، چرا که پاسخهای منفی یا بدون تغییر نسبت به افزودنیها به ندرت منتشر میشوند. همچنین، تنوع ذاتی در مدلهایی که بر دادههای منتشر شده مبتنی هستند، استفاده از پایگاههای داده کوچکتر برای رسیدن به نتایج مطلوب را غیرممکن میسازد. در واقع، روزن (۲۰۰۲a, b) پیشنهاد میکند که حداقل حدود ۱۰۰ آزمایش برای ایجاد یک مدل کاربردی لازم است، عددی که باید مستقیماً با تنوع موجود در پایگاه داده مرتبط باشد. برای پایگاههای دادهای که تحت شرایط کنترلشدهتر با واریانس کمتر توسعه یافتهاند، تعداد آزمایشهای لازم ممکن است به طور قابل توجهی کمتر باشد. با این حال، اگر واریانس ورودیها خیلی کم باشد، قدرت پایگاه داده تضعیف میشود، زیرا دادههای کافی برای استخراج متغیرهای مهم بر اساس محیط، نحوه نگهداری و غیره وجود ندارد.
بنابراین، ممکن است یک تعادل بین تنوع بالا، که باعث میشود اثرات واقعی مهم نادیده گرفته شوند، و مدلی که بسیار کنترل شده و احتمالاً ساختگی به نظر برسد، وجود داشته باشد. میتوان نتیجه گرفت که استفاده از مدلهای حداقل مربعات مبتنی بر دادههای عملکرد حیوانی، ابزارهای قدرتمندی برای پیشبینی پاسخ حیوان به افزودنی خوراکی تحت شرایط تغذیهای مشخص هستند.
احتمال زیادی وجود دارد که در آینده توسعه افزودنیهای خوراکی نوین، از جمله آنزیمهای جدید، همراه با مدلهایی باشد که قادر به پیشبینی میزان و تداوم پاسخ هستند. این موضوع به ویژه زمانی صادق است که ترکیبی از افزودنیهای خوراکی استفاده شوند که ممکن است پاسخهای آنها زیرجمعی، جمعی یا همافزا باشد. بنابراین، اگر آنزیمهای خوراکی جدید یا سایر افزودنیها بدون خدمات مکمل مبتنی بر مدلهای آماری توسعه یابند، توصیهها برای دوزهای بهینه در بهترین حالت حدسهای آگاهانه محسوب خواهند شد.
توسعههای آینده
پیشبینی اینکه گام بزرگ بعدی در زمینه تحقیقات آنزیمهای خوراکی چه خواهد بود، دشوار است. با این حال، برخی خلاهای واضح در دانش وجود دارند که ممکن است به کشفهایی با پیامدهای مهم منجر شوند. اثر آنزیمها بر نیازهای تغذیهای و ارزش خالص انرژی و آمینواسیدها، زمینهای است که تا حد زیادی مورد بررسی قرار نگرفته است. به عنوان مثال، آیا پروتئازهای برونزاد (خارجی) تأثیری صرفهجویانه بر تولید پروتئازهای درونزاد (داخلی) از طریق یک مکانیزم بازخورد هورمونی دارند؟ اگر چنین باشد، ممکن است آنزیمهای مکمل نیازهای پرندگان به انرژی و آمینواسیدها را کاهش دهند. این احتمال برای سایر آنزیمها مانند آمیلاز، مالتاز، ایزومالتاز و لیپاز نیز صدق میکند. هیچ دلیلی وجود ندارد که حیوان تولید آنزیمهای خود را ادامه دهد، اگر این تولید برایش گرانتر از فرایندهای تخمیر تجاری تمام شود یا اگر تحت شرایط استرسزا یا خاص (مثلاً نوزادان، بیماریهای رودهای و غیره) با مواد زیرلایه (substrate) بیش از حد مواجه شود.
زمینه دیگری که تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده، استفاده از آنزیمها به عنوان ضد میکروبهای مستقیم برای شکستن پلیساکاریدهای اتصالدهنده یا دیواره سلولی باکتریها و تأثیر آنزیمها بر توانایی ایمنی میزبان است.
تأمین زیرلایهها برای باکتریهای «مفید» توسط آنزیمهای هدفمند و تأثیر احتمالی آن بر وضعیت ایمنی، زمینهای بسیار مستعد برای تحقیقات آینده است. در نهایت، تأثیر سن پرنده بر توصیههای دوز آنزیم به خوبی روشن نشده است. احتمالاً حیوانات جوانتر نیاز متفاوتی به آنزیمها نسبت به حیوانات مسنتر دارند، به طوری که نوع آنزیم(ها) و دوز بهینه با افزایش سن تغییر خواهد کرد. اگرچه مسیرهای جدید زیادی برای کاوش در این حوزه وجود دارد، اما صنعت آنزیمهای خوراکی با چالشهای قابل توجهی نیز روبرو است. این چالشها شامل الزامات قانونی روزافزون سختگیرانهتر در داخل و خارج از اتحادیه اروپا و محدودیتهای احتمالی آینده درباره قابل قبول بودن استفاده از موجودات دستکاری شده ژنتیکی (GM) برای تولید آنزیمها است. علاوه بر این، با توسعه آنزیمهای بیشتر «زیستفعال» و غلیظ، بسیار مهم است که تولیدکنندگان این محصولات اطمینان حاصل کنند که حتی در غلظتهای پایین افزودنی، یکنواختی آنزیم در خوراک در سطح قابل قبول حفظ شود. با وجود این چالشها، استفاده از آنزیمهای برونزاد برای دستیابی به اهداف تغذیهای در صنعت طیور احتمالاً تا آیندهای نزدیک ادامه خواهد داشت.
نتیجهگیری
آنزیمهای برونزاد در بهبود ارزش تغذیهای جیرههای غذایی طیور و عملکرد بعدی حیوانات مؤثر هستند. با این حال، تأثیر آنها بر ارزش خالص مواد مغذی، فلور میکروبی، توانایی ایمنی و میزان تأثیر کیفیت و تغییرپذیری زیرلایه بر کارایی زیستی آنزیمها به طور کامل روشن نشده است. با تجهیز تصمیمگیرندگان به محصولاتی که هم مؤثر و هم اقتصادی باشند و دانش لازم برای به حداکثر رساندن بازگشت سرمایه را در اختیارشان قرار دادن، نه صرفاً پیشنهاد دوز دلخواه بر اساس حداقل هزینه به ازای هر تن خوراک، شرکتهایی که آنزیمهای خوراکی را عرضه میکنند، در محیطی که روز به روز رقابتیتر میشود، مزیت استراتژیک خواهند داشت.
References
Adeola O & Bedford MR (2005) Exogenous dietary xylanase ameliorates viscosity-induced anti-nutritional effects in wheatbased diets for White Pekin ducks (Anas platyrinchos). British Journal of Nutrition 92, 87 – 94.
Adeola O & Sands JS (2003) Does supplemental microbial phytase improve amino acid utilization? A perspective that it does not. Journal of Animal Science 81, 78 – 85.
Ali A, Williams IH, Martin GB & Sipas S (2005) Hydrolysis of lupin pectin by pectinases for broilers. Proceedings of the Australian Poultry Science Symposium 17, 219– 222.
Angkanaporn K, Choct M, Bryden WL, Annison EF & Annison G (1994) Effects of wheat pentosans on endogenous amino acid losses in chickens. Journal of the Science of Food and Agriculture 66, 399– 404.
Apajalahti JHA & Bedford MR (1998) Nutrition effects on the microflora in the GI tract. In Proceedings of the 19th Western Nutrition Conference, pp. 60 – 68. Saskatoon, Saskatchewan, Canada: University of Saskatchewan Extension Press.
Apajalahti JHA, Kettunen A, Bedford MR & Holben WE (2001) Percent G þ C profiling accurately reveals diet related differences in the gastrointestinal microbial community of broiler chickens. Applied Environmental Microbiology 67, 5656– 5667.
Apajalahti JHA, Sarkilahti LK, Maki BR, Heikkinen JP, Nurminen PH & Holben WE (1998) Effective recovery of bacterial DNA and percent-guanine-plus-cytosine-based analysis of community structure in the gastrointestinal tract of broiler chickens. Applied Environmental Microbiology 64, 4084– 4088.
Bach Knudsen KE (1997) Carbohydrate and lignin contents of plant materials used in animal feeding. Animal Feed Science and Technology 67, 319–338.
Bedford MR (2000a) Exogenous enzymes in monogastric nutrition – their current value and future benefits. Animal Feed Science and Technology 86, 1 – 13.
Bedford MR (2000b) Removal of antibiotic growth promoters from poultry diets: implications and strategies to minimize subsequent problems. World’s Poultry Science Journal 56, 347– 366.
Bedford MR (2002) The role of carbohydrases in feedstuff digestion. In Poultry Feedstuffs: Supply, Composition and Nutritive Value, pp. 319– 336 [J McNab and N Boorman, editors]. Wallingford, UK: CAB International.
Bedford MR & Classen HL (1992) Reduction of intestinal viscosity through manipulation of dietary rye and pentosanase concentration is affected through changes in the carbohydrate composition of the intestinal aqueous phase and results in improved growth rate and food conversion efficiency of broiler chicks. Journal of Nutrition 122, 560– 569.
Bedford MR & Classen HL (1993) An in vitro assay for prediction of broiler intestinal viscosity and growth when fed rye-based diets in the presence of exogenous enzymes. Poultry Science 72, 137– 143.
Bedford MR, Classen HL & Campbell GL (1991) The effect of pelleting, salt and pentosanase on the viscosity of intestinal contents and performance of broilers fed rye. Poultry Science 70, 1571– 1577.
Belyea RL, Rausch KD & Tumbleson ME (2004) Composition of maize and distillers dried grains with solubles from dry grind ethanol processing. Bioresearch Technology 94, 293– 298.
Biehl RR & Baker DH (1997) Microbial phytase improves amino acid utilization in young chicks fed diets based on soyabean meal but not diets based on peanut meal. Poultry Science 76, 355– 360.
Bjerrum L, Pedersen AB & Engberg RM (2005) The influence of whole wheat feeding on Salmonella infection and gut flora composition in broilers. Avian Disease 49, 9– 15.
Bonnin E, Daviet S, Gebruers K, Delcour JA, Goldson A, Juge N & Saulnier L (2005) Variation in the levels of the different xylanase inhibitors in grain and flour of 20 French wheat cultivars. Journal of Cereal Science 41, 375– 379.
Choct M (1997) Feed non-starch polysaccharides: chemical structure and nutritional significance. Feed Milling International, June 1997, pp. 13 – 26.
Choct M, Hughes RJ & Bedford MR (1999) Effects of xylanase on individual bird variation, starch digestion throughout the intestine, and ileal and caecal volatile fatty acid production in chickens fed wheat. British Poultry Science 40, 419– 422.
Choct M, Kocher A, Waters DL, Pettersson D & Ross G (2004) A comparison of three xylanases on the nutritive value of two wheats for broiler chickens. British Journal of Nutrition 92, 53– 61.
Clarke E & Wiseman J (2005) Effects of variability in trypsin inhibitor content of soya bean meals on true and apparent ileal digestibility of amino acids and pancreas size in broiler chickens. Animal Feed Science and Technology 121, 125– 138.
Cowieson AJ (2005) Factors that affect the nutritional value of maize for broilers. Animal Feed Science and Technology 119, 293–305.
Cowieson AJ & Acamovic T (2003) Lupin non-starch polysaccharides and their effects on chickens. In Poisonous Plants and Related Toxins, pp. 304– 309
Cowieson AJ, Acamovic T & Bedford MR (2002) The effects of enzyme supplementation and lupin cultivar on the performance and endogenous losses of broiler chicks. In Proceedings of the 10th International Lupin Conference, Laugarvatn, Iceland, June 2002, pp. 323– 328.
Canterbury, New Zealand: International Lupin Association, Lincoln University.
Cowieson AJ, Acamovic T & Bedford MR (2003) Supplementation of diets containing pea meal with exogenous enzymes: effects on weight gain, feed conversion, nutrient digestibility and gross morphology of the gastrointestinal tract. British Poultry Science 44, 427– 437.
Cowieson AJ, Acamovic T & Bedford MR (2004) The effect of phytase and phytic acid on endogenous losses from broiler chickens. British Poultry Science 45, 101– 108.
Cowieson AJ, Acamovic T & Bedford MR (2006a) Phytic acid and phytase: implications for protein utilisation by poultry. Poultry Science 85, 878– 885.
Cowieson AJ & Adeola O (2005) Carbohydrases, protease, and phytase have an additive beneficial effect in nutritionally marginal diets for broiler chicks. Poultry Science 84, 1860–1867.
Cowieson AJ, Hruby M & Faurschou Isaksen M (2005) The effect of conditioning temperature and exogenous xylanase addition on the viscosity of wheat-based diets and the performance of broiler chicks. British Poultry Scie
Cowieson AJ, Sarkilahti LK, Apajalahti JHA, Acamovic T & Bedford MR (2000) Caecal microflora in broilers fed diets containing Camelina with and without enzyme supplementation. In Proceedings of the XXI World’s Poultry Congress, CD ROM. Montreal, Quebec, Canada: World’s Poultry Science Association; Candian Branch.
Cowieson AJ, Singh DN & Adeola O (2006b) Prediction of ingredient quality and the effect of a combination of xylanase, amylase, protease and phytase on the performance of broiler chicks. I. Growth performance and digestible nutrient intake. British Poultry Science (In the Press).
Cowieson AJ, Singh DN & Adeola O (2006c) Prediction of ingredient quality and the effect of a combination of xylanase, amylase, protease and phytase on the performance of broiler chicks. II. Energy and nutrient utilization. British Poultry Science (In the Press).
Cromwell GL, Herkelman KL & Stahly TS (1993) Physical, chemical and nutritional characteristics of distiller’s grains with soluble for chicks and pigs. Journal of Animal Science 71, 679– 686.
Douglas MW, Parsons CM & Bedford MR (2000) Effect of various soybean meal sources and Avizyme on chick growth performance and ileal digestible energy. Journal of Applied Poultry Research 9, 74– 80.
Engberg RM, Hedemann MS, Steenfeldt S & Jensen BB (2004) Influence of whole wheat feeding and xylanase on broiler performance and microbial composition and activity in the digestive tract. Poultry Science 83, 925– 938.
Ensgraber M, Genitsariotis R, Storkel S & Loos M (1992) Purification and characterization of a Salmonella typhimurium agglutinin from gut mucus secretions. Microbial Pathogenesis 12, 255– 266. Feng G, Yun J, Guang-Hong Z & Zheng-Kang H (2004) Effects of non-starch polysaccharide enzyme supplements on the growth, immune function and gastrointestinal microflora of chicks. Chinese Journal of Veterinary Science 24, 501– 503. Fernandez F, Sharma R, Hinton M & Bedford MR (2000) Diet influences the colonization of Campylobacter jejune and distribution of mucin carbohydrates in the chick intestinal tract. Cellular and Molecular Life Sciences 57, 1793– 1801.
Fontes CMGA, Ponte PIP, Reis TC, Soares MC, Gama LT, Dias FMV & Ferreira LMA (2004) A family 6 carbohydrate-binding module potentiates the efficacy of a recombinant xylanase used to supplement cereal-based diets for poultry. British Poultry Science 45, 648– 656.
Forstner JF & Forstner GG (1994) Gastrointestinal mucus. In Physiology of the Gastrointestinal Tract, pp. 1255– 1283 [LR Johnson, editor]. New York: Raven Press. Fuller MF & Reeds PJ (1998) Nitrogen cycling in the gut. Annual Reviews of Nutrition 18, 385– 411.
Gebruers K, Brijs K, Courtin CM, Fierens K, Goesaert H, Rabijns A, Raedschelders G, Robben J, Sansen S & Sørensen JF (2004) Properties of TXAI-type end xylanase inhibitors. Biochimica et Biophysica Acta 1696, 213– 221.
Gebruers K, Courtin CM, Goesaert H, van Campenhout S & Delcour JA (2002) Endoxylanase inhibition activity in different European wheat cultivars and milling fractions. Journal of Cereal Chemistry 79, 613– 616.
Ghazi S, Rooke JA, Galbraith H & Bedford MR (2002) The potential for the improvement of the nutritive value of soya-bean meal by different proteases in broiler chicks and broiler cockerels. British Poultry Science 43, 70 – 77.
Gibson GR, Willems A, Reading S & Collins MD (1996) Fermentation of non-digestible oligosaccharides by human colonic bacteria. Proceedings of the Nutrition Society 55, 899– 912.
Goodson J & Fontaine J (2004) Variability in DDGS from ethanol plants. Feed Management 55, 20 – 25. Graham H, Simmins PH & Sands JS (2003) Reducing environmental pollution using animal feed enzymes. Communications in Agriculture and Applied Biological Science 68, 285– 289.
Graham KK, Kerley MS, Firman JD & Allee GL (2002) The effect of enzyme treatment of soybean meal on oligosaccharide disappearance and chick growth performance. Poultry Science 81, 1014– 1019.
Hillman K (1999) Manipulation of the proportions of Lactobacillus spp. to coliform bacteria in the piglet colon using dietary starches. In Proceedings of the British Society of Animal Science. Penicuik, Midlothian, UK: British Society of Animal Science.
Hopwood DE, Pethick DW & Hampson DJ (2002) Increasing the viscosity of the intestinal contents stimulates proliferation of enterotoxigenic Escherichia coli and Brachyspira pilosicoli in weaner pigs. British Journal of Nutrition 88, 523– 532.
Huo GC, Fowler VR, Inborr J & Bedford MR (1993) The use of enzymes to denature antinutritive factors in soybean. In Proceedings of the 2nd International Workshop on ANFs in Legume Seed, Wageningen, paper 60. Wageningen, The Netherlands: European Association for Animal Production.
Ingelbrecht JA, Verwimp T & Declour JA (2000) Endoxylanases in durum wheat semolina processing: solubilization of arabinoxylans, action of endogenous inhibitors, and effects on rheological properties. Journal of Agriculture and Food Chemistry 48, 2017 –2022.
Jackson ME, Geronian K, Knox A, McNab J & McCartney E (2004) A dose-response study with the feed enzyme bmannanase in broilers provided with maize-soybean meal-based diets in the absence of antibiotic growth promoters. Poultry Science 83, 1992– 1996.
Jones GPD & Taylor RD (2001) Whole grain in pelleted diets for broiler chicks. British Poultry Science 42, 477– 483.
Juanpere J, Perez-Vendrell AM, Angulo E & Brufau J (2005) Assessment of potential interactions between phytase and glycosidase enzyme supplementation on nutrient digestibility in broilers. Poultry Science 84, 571– 580.
Kettunen H & Rautonen N (2005) With betaine and exogenous enzymes towards improved intestinal health and immunity, and better performance of broiler chicks. Proceedings of the Poultry Science Association. Poultry Science 84, Suppl. 1, 47
Kettunen H, Simmins H & Rautonen N (2005) Improved intestinal health and immunity in broiler chicks when fed a combination of Betafin and Avizyme 1500. In Proceedings of Antimicrobial Growth Promoters: Worldwide Ban on the Horizon? Noordwijk aan Zee, the Netherlands, 2005, p. 113 [D Barug, J de Jong, AK Kics and MWA Verstegan, editors].
Kim JC, Simmins PH, Mullan BP & Pluske JR (2005) The effect of wheat phosphorus content and supplemental enzymes on digestibility and growth performance of weaner pigs. Animal Feed Science and Technology 118, 139– 152.
King TP (1998) The carbohydrate biology of intestinal surfaces: interactions with dietary and microbial constituents. In Proceedings of the 19th Western Nutrition Conference, pp. 69 – 88. Saskatoon, Saskatchewan, Canada: University of Saskatchewan Extension Press.
Kocher A, Choct M, Porter MD & Broz J (2002) Effects of feed enzymes on nutritive value of soybean meal fed to broilers. British Poultry Science 43, 54 – 63.
Kornegay ET, Denbow DM & Zhang Z (1999) Influence of microbial phytase supplementation of a low protein/amino acid diet on performance, ileal digestibility of protein and amino acids, and carcass measurements of finishing broilers. In Phytase in Animal Nutrition and Waste Management, pp. 557– 572 [MB Coelho and ET Kornegay, editors]. Mount Olive, NJ: BASF Corporation.
Krawielitzki K, Kreienbring F, Zebrowska T, Schadereit R & Kowalczyk J (1994) Estimation of N absorption, secretion and reabsorption in different intestinal sections of growing pigs using the 15N isotope dilution method. In Proceedings of the 6th International Digestive Physiology of Pigs, Dummerstorf, Germany, pp. 79– 82 [WB Souffrant and H Hagemeister, editors]. Wageningen, The Netherlands: European Association for Animal Production.
Krawielitzki K, Zebrowska T, Schaderiet R, Kowalczyk J & Henning U (1990) Determining of nitrogen absorption and nitrogen secretion in different sections of the pig’s intestine by digesta exchange between 15N labeled and unlabeled animals. Archives of Animal Nutrition 40, 25 – 37.
Lan Y, Verstegen MWA, Tamminga S & Williams BA (2005) The role of the commensal gut microbial community in broiler chickens. World’s Poultry Science Journal 61, 95 –104.
Larsen FM, Moughan PJ & Wilson MN (1993) Dietary fiber viscosity and endogenous protein excretion at the terminal ileum of growing rats. Journal of Nutrition 123, 1898– 1904.
Lazaro R, Garcia M, Aranibar MJ & Mateos GG (2003) Effect of enzyme addition to wheat-, barley- and rye-based diets on nutrient digestibility and performance of laying hens. British Poultry Science 44, 256– 265.
Leske KL & Coon CN (1999) Nutrient content and protein and energy digestibility’s of ethanol-extracted, low a-galactosidase soybean meal as compared to intact soybean meal. Poultry Science 78, 1177– 1183.
Leslie MA, Moran ET & Bedford MR (2005) The effects of phytase and glycanase supplementation to corn soy diets on AME. Poultry Science 84, Supp.1, 106.
Lumpkins BS & Batal AB (2005) The bioavailability of lysine and phosphorus in distillers dried grains with solubles. Poultry Science 84, 581– 586.
Lumpkins BS, Batal AB & Dale NM (2004) Evaluation of distiller’s grains with solubles as a feed ingredient for broilers. Poultry Science 83, 1891– 1896.
McLauchlan WR, Garcia-Conesa MT, Williamson G, Roza M, Ravenstein P & Maat J (1999) A novel class of protein from wheat which inhibits xylanases. Biochemical Journal 338, 441– 446.
Mansoori B & Acamovic T (1998) The influence of tannic acid on the amino acid digestibility in broilers. In Toxic Plants and other Natural Toxicants, pp. 106– 110 [T Garland and AC Barr, editors]. Wallingford, UK: CAB International.
Martinez Amezcua M, Parsons CM & Noll SL (2004) Content and relative bioavailability of phosphorus in distillers dried grains with soluble in chicks. Poultry Science 83, 971– 976.
Mathlouthi N, Juin H & Larbier M (2003a) Effect of xylanase and beta-glucanase supplementation of wheat- or wheat- and barleybased diets on the performance of male turkeys. British Poultry Science 44, 291– 298.
Mathlouthi N, Mohamed MA & Larbier M (2003b) Effect of enzyme preparation containing xylanase and beta-glucanase on performance of laying hens fed wheat/barley- or maize/soybean meal-based diets. British Poultry Science 44, 60 – 66.
Meng X, Slominski BA, Nyachoti CM, Campbell LD & Guenter W (2005) Degradation of cell wall polysaccharides by a combination of carbohydrase enzymes and their effect on nutrient utilization and broiler chicken performance. Poultry Science 84, 37 – 47.
Mulyantini NGA, Choct M, Li X & Lole UR (2005) The effect of xylanase, phytase and lipase supplementation on the performance of broiler chickens fed a diet with a high level of rice bran. Proceedings of the Australian Poultry Science Symposium 17, 305– 307.
Muramatsu T, Kodama H, Morishita T, Furuse M & Okumura J (1991) Effect of intestinal microflora on digestible energy and fibre digestion in chickens fed a high-fibre diet. American Journal of Veterinary Research 52, 1178– 1181.
Muramatsu T, Nakajima S & Okumura J (1994) Modification of energy metabolism by the presence of the gut microflora in the chicken. British Journal of Nutrition 71, 709– 717.
Namkung H & Leeson S (1999) Effect of phytase enzyme on dietary nitrogen-corrected apparent metabolizable energy and the ileal digestibility of nitrogen and amino acids. Poultry Science 78, 1317– 1319.
National Research Council (1994) Nutrient Requirements of Poultry, 9th revised ed. Washington, DC: National Academy Press.
Naveed A, Acamovic T & Bedford MR (1999) The influence of carbohydrase and protease supplementation on amino acid digestibility of lupin-based diets for broiler chicks. Proceedings of the Australian Poultry Science Symposium 11, 93 – 96.
Nilsson M, Andersson R, Andersson RE, Autio K & A˚ man P (2000) Heterogeneity in water-extractable rye arabinoxylan with a low degree of distribution. Carbohydrate Polymers 41, 397–405.
Odetallah NH, Wang JJ, Garlich JD & Shih JCH (2005) Versazyme supplementation of broiler diets improve market growth performance. Poultry Science 84, 858– 864.
Onyango EM, Asem EK, Sands JS & Adeola O (2004) Dietary phytates increase endogenous losses in ducks and chickens. Journal of Animal Science 82, Suppl. 1, 149– 150.
Onyango EM, Bedford MR & Adeola O (2005) Phytase activity along the gastrointestinal tract of the broiler chick: a comparative study of an Eschericia coli-derived and Peniophora lycii phytase. Canadian Journal of Animal Science 85, 61 – 68.
Ponte PIP, Ferreira LMA, Soares MAC, Gama LT & Fontes CMGA (2004) Xylanase inhibitors affect the action of exogenous enzymes used to supplement Triticum durum-based diets for broiler chicks. Journal of Applied Poultry Research 13, 660–666.
Ravindran V, Selle PH & Bryden WL (1999) Effects of phytase supplementation, individually and in combination, with glycanase, on the nutritive value of wheat and barley. Poultry Science 78, 1588– 1595.
Reid CA & Hillman K (1999) The effects of retrogradation and amylose/amylopectin ratio of starches on carbohydrate fermentation and microbial populations in the porcine colon. Animal Science 68, 503– 510.
Rosen GD (2001) The nutritive value of phytase in broilers. In Proceedings of the 13th Symposium on Poultry Nutrition, Blankenberge, Belgium, pp. 215– 220.
Rosen GD (2002a) Exogenous enzymes as pro-nutrients in broiler diets. In Recent Advances in Animal Nutrition, pp. 89 –103 [PC Garnsworthy and J Wiseman, editors]. Nottingham, UK: Nottingham University Press.
Rosen GD (2002b) Microbial phytase in broiler nutrition. In Recent Advances in Animal Nutrition, pp. 105–117 [PC Garnsworthy and J Wiseman, editors]. Nottingham, UK: Nottingham University Press.
Saleh F, Ohtsuka A, Tanaka T & Hayashi K (2004) Carbohydrases are digested by proteases present in enzyme preparations during in vitro digestion. Journal of Poultry Science 41, 220– 235.
Savory CJ (1992) Enzyme supplementation, degradation and metabolism of three 14C-labelled cell-wall substrates in the fowl. British Journal of Nutrition 67, 91 – 102.
Scott TA (2005) The impact of pelleting and enzyme supplementation on feed value of twenty-five Canadian wheat samples. Proceedings of the Australian Poultry Science Symposium 17, 138– 144.
Selle PH, Ravindran V, Caldwell RA & Bryden WL (2000) Phytate and phytase: consequences for protein utilization. Nutrition Research Reviews 13, 255– 278.
Shakouri MD & Kermanshahi H (2005) Effect of NSP degrading enzyme supplement on the nutrient digestibility of young chickens fed wheat with different viscosities and triticale. Journal of Agricultural and Scientific Technology 5, 105– 112.
Sieo CC, Abdullah N, Tan WS & Ho YW (2005) Influence of bglucanase-producing Lactobacillus strains on intestinal characteristics and feed passage rate of broiler chickens. Poultry Science 84, 734– 741.
Silversides FG & Bedford MR (1999) Effect of pelleting temperature on the recovery and efficacy of a xylanase enzyme in wheat-based diets. Poultry Science 78, 1184– 1190.
Simons PC, Versteegh HA, Jongbloed AW, Kemme PA, Slump P, Bos KD, Wolters MG, Beudeker RF & Verschoor GJ (1990) Improvement in phosphorus availability by microbial phytase in broilers and pigs. British Journal of Nutrition 64, 525– 540.
Spiehs MJ, Whitney MH & Shurson GC (2002) Nutrient database for distiller’s dried grains with solubles produced from new ethanol plants in Minnesota and South Dakota. Journal of Animal Science 80, 2639– 2645.
Summers JD (2001) Maize: factors affecting its digestibility and variability in its feeding value. In Enzymes in Farm Animal Nutrition, pp. 109–124 [MR Bedford and GG Partridge, editors]. Wallingford, UK: CAB International.
Svihus B, Juvik E, Hetland H & Krogdahl A (2004) Causes for improvement in nutritive value of broiler chicken diets with whole wheat instead of ground wheat. British Poultry Science 45, 55 – 60.
Timmler R & Rodehutscord M (2001) Efficiency of different xylanase preparations in diets for Pekin ducks. Archiv fu¨r Tiererna¨hrung 55, 315– 332.
Vahjen W, Glaser K, Schafer K & Simon O (1998) Influence of xylanase-supplemented feed on the development of selected bacterial groups in the intestinal tract of broiler chicks. Journal of Agricultural Science 130, 489– 500.
Vahjen W, Busch T & Simon O (2005) Study on the use of soyabean polysaccharide degrading enzymes in broiler nutrition. Animal Feed Science and Technology 120, 259–276.
van der Klis JD, van Voorst A & van Cruyningen C (1993) Effect of a soluble polysaccharide (carboxy methyl cellulose) on the physico-chemical conditions in the gastrointestinal tract of broilers. British Poultry Science 34, 971– 983.
Wagner DD & Thomas OP (1977) Influence of diets containing rye or pectin on the intestinal flora of chicks. Poultry Science 57, 971– 975.
Wang ZR, Qiao SY, Lu WQ & Li DF (2005) Effects of enzyme supplementation on performance, nutrient digestibility, gastrointestinal morphology, and volatile fatty acid profiles in the hind gut of broilers fed wheat-based diets. Poultry Science 84, 875– 881.
Watson BC, Matthews JO, Southern LL & Shelton JL (2005) The interactive effects of Eimeria acervuline and phytase for broiler chicks. Poultry Science 84, 910– 913.
Wu G, Bryant MM, Voitle RA & Roland DA Sr (2005) Effects of b-mannanase in maize-soy diets on commercial leghorns in second-cycle hens. Poultry Science 84, 894– 897.
Wu YB, Ravindran V, Thomas DG, Birtles MJ & Hendriks WH (2004) Influence of method of whole wheat inclusion and xylanase supplementation on the performance, apparent metabolisable energy, digestive tract measurements and gut morphology of broilers. British Poultry Science 45, 385– 394.
Yasar S & Forbes JM (1999) Performance and gastro-intestinal response of broiler chickens fed on cereal grain-based foods soaked in water. British Poultry Science 40, 65 – 76.
Yasar S & Forbes JM (2000) Enzyme supplementation of dry and wet wheat-based feeds for broiler chickens: performance and gut responses. British Journal of Nutrition 84, 297– 307.
Zhang ZB, Kornegay ET & Denbow DN (1999) Evaluation of phytase and non-starch polysaccharide (NSP) enzymes added alone and in combination on nutrient utilization of individual and mixtures of feedstuffs with adult cecectomized roosters. Poultry Science 78, Suppl. 1, 73 Abstr.
Zyla K, Ledoux DR, Kujawski M & Veum TL (1996) The efficacy of an enzymic cocktail and a fungal mycelium in dephosphorylating maize-soybean meal-based feeds fed to growing turkeys. Poultry Science 75, 381– 387.
Zyla K, Wikiera A, Koreleski J, Swiatkiewicz S, Piironen J & Ledoux DR (2000) Comparison of the efficacies of a novel aspergillus Niger mycelium with separate and combined effectiveness of phytase, acid phosphatase, and pectinase in dephosphorylation of wheat-based feeds fed to growing broilers. Poultry Science 79, 1434– 1443.
