دراسة تأثير استخدام الفحم النشط على الأداء الإنتاجي وتركيب الحليب والخلايا الجسدية وبعض معايير الدم في أبقار الهولشتاين الحلوب

آرش هادوي1، فاروق كارجر2*

• طالب دكتوراه في تغذية الدواجن، كلية الزراعة، جامعة فردوسي مشهد، إيران
• طالب دكتوراه في تغذية الدواجن، كلية الزراعة، جامعة فردوسي مشهد، إيران

ملخص:

يُسبب وجود السموم في الأعلاف العديد من الأضرار لمربي الماشية والدواجن. لذلك، صُممت تجربة لدراسة آثار استخدام الفحم المنشط على الأداء الإنتاجي، وتركيب الحليب، والخلايا الجسدية، وبعض معايير الدم في أبقار هولشتاين الحلوب. لهذا الغرض، استُخدمت 16 بقرة هولشتاين حلوب، ولدت عجلتين، في 4 مجموعات، كل منها أربع أبقار، على فترتين، مدة كل منهما 15 يومًا. بلغ متوسط ​​إنتاج الحليب 35.68 كجم، وأيام الرضاعة 96.47، ومتوسط ​​الوزن الابتدائي 680 ± 6. وكانت جميع المجموعات الأربع متشابهة من حيث الوزن ووزن الولادة. شملت المعاملات التجريبية مجموعة ضابطة واحدة (على نظام غذائي بدون فحم منشط) ومجموعتين إلى أربع مجموعات تحتوي على 0.5 و1 و1.5 كجم/طن من مُركّز الفحم المنشط، على التوالي. لم يُؤثّر اختلاف مستويات الفحم المنشط في النظام الغذائي بشكل كبير على كمية الحليب الخام المُنتَج، حيث عُدِّل الحليب بناءً على نسبة 4% دهون، ونسبة دهون الحليب، ونسبة البروتين، ولاكتوز الحليب. تأثر عدد الخلايا الجسدية في الحليب بالمعاملات التجريبية. أدى النظام الغذائي الذي يحتوي على 1.5 كجم/طن من مُركّز الفحم المنشط إلى انخفاض كبير في عدد الخلايا الجسدية في الحليب مقارنةً بالمجموعة الضابطة. لم يُؤثّر هذان النظامان بشكل كبير على معايير الدم. بشكل عام، وبالنظر إلى النتائج المُحصّلة وانخفاض عدد الخلايا الجسدية في الحليب، يُوصى باستخدام 1.5 كجم/طن من الفحم المنشط في مُركّز الأبقار الحلوب.

الكلمات المفتاحية: الأبقار الحلوب، الخلايا الجسدية، رابط السموم، الكربون المنشط، الميكوتوكسين

مقدمة:

السموم الفطرية هي نواتج أيضية ثانوية تنتجها العفن والفطريات في الحقول أو أثناء تخزين الحبوب والأعلاف. وتُعتبر أيضًا مسببات أمراض تنتقل عبر التربة، ولكن ليس كل أنواع العفن والفطريات تُنتج سمومًا. تم تحديد أكثر من 500 نوع مختلف منها في أنواع مختلفة من الأعلاف حتى الآن (ستريت، ناهرير، رودريغيز، وشاتزماير، 2013). وقد رُئي في السنوات الأخيرة استخدام المواد الرابطة في النظام الغذائي كحل مناسب للوقاية من الآثار السلبية للسموم الفطرية نظرًا لقدرتها العالية على الامتصاص وسهولة استخدامها من قِبل مربي الماشية. وتُصنف المواد الرابطة للسموم إلى فئتين: عضوية وغير عضوية. تشمل المواد العضوية الرابطة للسموم الخميرة، وجدران خلايا الخميرة، والبروبيوتيك، والمركبات العشبية، وبعض الفيتامينات والأحماض العضوية. وتشمل المواد غير العضوية الرابطة للسموم مُمتزات سيليكات الألومنيوم (البنتونيت)، والكربون المنشط، وتراب الدياتومي (هاشيموتو، كاتسونوما، نونوكاوا، ميناتو، ويونيموتشي، 2016). يُعد الكربون المنشط رابطًا عامًا واسع النطاق للسموم يتمتع بقدرة امتصاص ممتازة، ويُستخدم لعلاج مختلف حالات السمية المعدية المعوية. في إحدى الدراسات الأولى على السموم الفطرية، استُخدم الكربون المنشط لتحييدها، وأُفيد بأن استخدام الفحم الخشبي المنشط في النظام الغذائي يُقلل من آثار داء الأفلاتوكسين في الماعز (هاتش، كلارك، جين، ووايس، 1982). كما أفادت دراسة أخرى بأن استخدام الفحم المنشط يُقلل من بقايا الأفلاتوكسين في حليب الأبقار الحلوب (غالفانو وآخرون، 1996). قارنت دراسة أخرى تأثير الفحم النشط مع بيتا جلوكان المُسْتَرِّة على مستويات أفلاتوكسين الحليب، وأفادت بأن استخدام 45 غ/يوم من الفحم النشط في النظام الغذائي لم يُؤثّر بشكل كبير على مستويات أفلاتوكسين الحليب، إلا أن استخدام بيتا جلوكان المُسْتَرِّة (10 غ/يوم للفرد) قلّل من أفلاتوكسين الحليب. أفاد الباحثون بأن استخدام الفحم النشط في النظام الغذائي يُساعد على إزالة وتعطيل الزيرالينون والديوكسينيفالينول من خلال الارتباط بهما (بوينو، دي ماركو، أوليفر، وباردون، 2005؛ داكوفيتش وآخرون، 2005؛ دول، دانيك، فالنتا، وفلاشوفسكي، 2004). البنتونيت هو سيليكات ألومينوبلورية ذات قدرة عالية على تبادل الكاتيونات. يحتوي البنتونيت على شحنات سالبة على حوافه تتفاعل بسرعة مع الشحنات الموجبة وتُمتص. هذه الخاصية للبنتونيت جعلته مادةً ماصةً للسموم، ولها آثارٌ مفيدةٌ على الماشية والدواجن (نادزياكيفيتش، كيهو، وميسيك، ٢٠١٩). ونظرًا لقلة الدراسات التي تبحث في تأثير الفحم المنشط على الأبقار الحلوب، فقد بحثت هذه الدراسة في تأثير استخدام الفحم المنشط على الأداء الإنتاجي، وتركيبة الحليب، والخلايا الجسدية للحليب، وبعض معايير الدم لدى أبقار هولشتاين الحلوب.

المواد والطرق:

إعداد علائق تجريبية

في هذه التجربة، لدراسة تأثير استخدام الفحم المنشط على أداء الأبقار الحلوب، استُخدم منتج Chitika Carboactive، من إنتاج شركة Chitika. لهذا الغرض، استُخدمت 16 بقرة حلوب من سلالة هولشتاين، وُلدتا مرتين، في 4 مجموعات، كل مجموعة مكونة من أربع أبقار، على فترتين، مدة كل منهما 15 يومًا. بلغ متوسط ​​إنتاج الحليب 35.68 كجم، وأيام الرضاعة 96.47 يومًا، ومتوسط ​​الوزن الابتدائي 680 ± 6. كانت جميع المجموعات الأربع متشابهة من حيث الوزن ومدة الولادة. شملت المعاملات التجريبية مجموعة ضابطة واحدة (علائق بدون فحم منشط)، ومن 2 إلى 4 علائق تحتوي على 0.5 و1 و1.5 كجم/طن من مركز الفحم المنشط، على التوالي. عُدِّلت العلائق باستخدام برنامج NRC 2001. مكونات العلف في العليقة الأساسية موضحة في الجدول (1). قُدِّمت الأعلاف للأبقار كعلف كامل الخلط (TMR) مرتين يوميًا، الساعة 8:00 صباحًا والساعة 4:00 مساءً. حُسبت كمية العلف التي تناولتها كل بقرة على حدة، وحصل عليها أسبوعيًا من خلال الفرق بين كمية العلف المضافة إلى المذود والكمية المتبقية في نهاية الأسبوع. كما حُلِبت الأبقار ثلاث مرات يوميًا (5:00 صباحًا، 1:00 ظهرًا، و7:00 مساءً). وسُجِّل إنتاج الحليب يوميًا. جُمعت عينات الحليب في الأيام الثلاثة الأخيرة من فترات الـ 15 يومًا، وخُزِّنت في درجة حرارة -20 درجة مئوية، واستُخدمت لقياس تركيز دهن الحليب والبروتين واللاكتوز، ولعد الخلايا الجسدية للحليب باستخدام مقياس الطيف الضوئي (Kutz وآخرون، 2009). لقياس معايير الدم في اليوم الأخير من التجربة، جُمعت عينات دم من جميع العينات المكررة، ثم فُصل المصل باستخدام جهاز طرد مركزي لمدة عشر دقائق بسرعة 3000 دورة في الدقيقة، ونُقلت العينات إلى مختبر مستشفى مشهد التخصصي لقياس الكوليسترول والدهون الثلاثية والجلوكوز والبروتين الكلي والألبومين. حُلّلت البيانات باستخدام برنامج SAS 9.3، وطريقة GLM، وقُيست المتوسطات عند مستوى 5% باستخدام اختبار توكي.

النتائج والمناقشة

يوضح الجدول 2 آثار المعالجات التي تحتوي على مستويات مختلفة من الفحم المنشط على إنتاج الحليب، وتركيبه، وعدد الخلايا الجسدية فيه. أظهرت النتائج أن اختلاف مستويات الفحم المنشط في النظام الغذائي لم يكن له تأثير كبير على إنتاج الحليب الخام، والحليب المُعدَّل إلى 4% دهون، ونسبة دهن الحليب، ونسبة بروتين الحليب، ولاكتوز الحليب. وقد تأثر عدد الخلايا الجسدية في الحليب بالمعالجات التجريبية. وقد أدى النظام الغذائي الذي يحتوي على 1.5 كجم/طن من مُرَكَّز الفحم المنشط إلى انخفاض ملحوظ في عدد الخلايا الجسدية في الحليب مقارنةً بالمجموعة الضابطة. وتتمثل إحدى الاستراتيجيات العلمية والفعّالة من حيث التكلفة للحد من الآثار السامة للسموم الفطرية وانتقالها إلى المنتجات الحيوانية في تقليل توافرها الحيوي في الجهاز الهضمي. وقد أفاد كيروز وآخرون (2012) بأن المواد الماصة القائمة على البنتونيت فعالة في امتصاص السموم (كيروز، هان، ستابلز، وأديسوغان، 2012). تتمتع المنتجات المخمرة من خميرة Saccharomyces cerevisiae أيضًا بالقدرة على تحسين أداء الحيوانات من خلال تعديل ميكروبيوم الأمعاء، وتحسين مورفولوجيا الأمعاء، وتقليل الاستجابات الالتهابية (Xiao et al., 2016). وقد أظهرت الأبحاث أن الفحم المنشط، بفضل معدل امتصاصه العالي، يتمتع بقدرة عالية على إزالة وإخراج سموم الزيرالينون، والديوكسينيفالينول، والنيفالينول. وفي نموذج هضمي مختبري، أُفيد أن الفحم المنشط قلل من نشاط الديوكسينيفالينول والنيفالينول (Avantaggiato, Havenaar, & Visconti, 2004).

الاستنتاج العام

يُعد الفحم المنشط رابطًا عامًا للسموم واسع الطيف، يتمتع بقدرة امتصاص عالية، ويُستخدم لعلاج مختلف حالات التسمم المعوي. في هذه الدراسة، لم يكن للمستويات المختلفة من الفحم المنشط تأثير يُذكر على تركيبة الحليب وإنتاجيته، إلا أن استخدام 1.5 كجم/طن من مُركّز الفحم المنشط أدى إلى انخفاض ملحوظ في عدد الخلايا الجسدية في الحليب، وهو أحد أهم المؤشرات الاقتصادية في تربية الماشية. لم تتأثر مؤشرات الدم بالمعالجات التجريبية. وبشكل عام، ووفقًا للنتائج المُحصل عليها، يُوصى باستخدام 1.5 كجم/طن من الفحم المنشط في مُركّز الأبقار الحلوب.

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.