خوراک محصول میکروبی ۱

استفاده از افزودنی های میکروبی به عنوان مکمل در دوره انتقال گاو شیری (بخش اول)

تغذیه مستقیم محصولات میکروبی (DFM) که عموما شامل میکروب های طبیعی زنده می باشند. توسط USDA از سال ۱۹۸۹ به عنوان مکمل خوراکی در صنعت دامپروری، برای افزایش تولید شیر، بازدهی خوراک و بازدهی رشد استفاده می­شوند (McAllister et al., ۲۰۱۱). گونه های اصلی DFM  مورد استفاده در مطالعات نشخوارکنندگان شامل: باکتری‌های تولید کننده لاکتیک اسید حاصل از شکمبه که با علامت اختصاری LUB نمایش داده می‌شوند، مثل مگاسفرا السدنی (Megasphaera elsdenii)، پروپیونی باکتریوم فرویدن رایکی (Propionibacterium freudenreichii) و سلنوموناس رومینانتیوم (Selenomonas ruminantium) ، یا گونه‌هایی که توانایی تبدیل نشاسته به محصولات نهایی غیر از لاکتیک اسید را دارند مثل پرووتلا برانتی. گروه دوم:  باکتری‌های تولیدکننده لاکتیک اسید که با علامت اختصاری LAB نشان داده می‌شوند یا باکتری‌هایی با منشأ روده‌ای مثل بیفیدوباکتریا، لاکتوباسیلوس و انتروکوکوس. گروه سوم شامل مخمرهای فعال مثل ساکارومایسیس سرویسه آ می باشند(McAllister et al., ۲۰۱۱) .

فرضیه‌های اولیه در مورد تاثیر DFM، بر بهبود عملکرد شکمبه از راه دست‌کاری در متابولیسم اسید لاکتیک و بهبود رشد باکتری‌های تجزیه کننده فیبر استوار بود. هر چند آزمایشات کمی در نشخوارکنندگان برای راستی آزمایی این ادعا وجود دارد. در مطالعات آزمایشگاهی ثابت شده است که دو باکتری مگاسفرا السدنی و LUB (باکتری‌های استفاده‌کننده اسید لاکتیک)، توانایی جلوگیری از تجمع اسید لاکتیک و جلوگیری از کاهش pH را دارند(Kung and Hession, ۱۹۹۵) . گونه دیگر از LUB که به عنوان DFM استفاده می‌شود، پروپیونی باکتریوم است. این باکتری رشد آرامی داشته و در مقابل اسید مقاوم نیست به همین دلیل توانایی جلوگیری از اسیدوزیس را ندارد ولی می‌تواند وضعیت انرژی گاو را از طریق تبدیل لاکتات به پروپیونات، بهبود ببخشد (Kung, ۱۹۹۹).

اثرات باکتری‌ها

باکتری‌های تولیدکننده لاکتیک اسید، رشد باکتری‌های LUB را توسط تأمین لاکتیک اسید (به عنوان سوبسترا برای LUB ) تحریک می‌کنند و به این وسیله pH  را شکمبه بهبود می بخشند. (Nocek et al., ۲۰۰۲) هر چند افزایشی در جمعیت باکتری‌های LUB، با افزودن مکمل خوراکی DFM  مشاهده نشده است. محصولات فعال مخمر، بیش‌ترین گونه مطالعه شده از DFM  هستند و معمولاً برای بهبود بازدهی در گاو استفاده می‌شوند. مخمرهای فعال مقادیر کم اکسیژن موجود در شکمبه را مصرف کرده و محیط را برای رشد گونه‌های غیر هوازی مثل فیبرولایتیک­ها مساعد می‌کنند. مخمرها به وسیله جلوگیری از تجمع لاکتیک اسید در شکمبه، محیط رشد باکتری‌ها را بهبود می‌دهند(Nocek, ۱۹۹۷) . محصولات تجاری اصلی مورد استفاده در گاو شیری شامل سویه‌هایی از باکتری‌های اسید لاکتیک (LAB) به صورت جداگانه یا همراه با ساکارومایسس سرویسه­آ می باشند (McAllister et al., ۲۰۱۱).

هنوز هیچ توجیهی برای استفاده از یک سطح خاص از مخمر در محصولات DFM ارائه نشده و به نظر می‌رسد مخمر مورد استفاده طی فرایند ساخت به این محصولات اضافه می‌شود. هرچند اثر هم افزایی و همکاری مخمر و DFM در شکمبه بررسی نشده است. نتایج بدست آمده از مطالعات قبلی ، اثرات متناقضی از اثر DFM بر ماده خشک مصرفی و تولید شیر را نشان می‌دهند(Nocek and Kautz, ۲۰۰۶; Chiquette, ۲۰۰۹)  چیکت و همکاران (۲۰۱۲) اثر مثبتی از هم افزایی اشرشیاکلی فاسیوم به ساکارومایسس سرویسه­آ و لاکتوکوکوس لاکتیزون در بهبود pH  شکمبه در گاوهای مبتلا به اسیدوز تحت حاد، گزارش کرده اند.

.

مزایای گونه های مفید باکتریایی

براساس داده‌های به دست آمده از گونه‌های مختلف، پیش‌بینی‌شده که LAB ممکن است در قسمت‌های بعد از شکمبه در دستگاه گوارش مفید باشد. این مزایا احتمالا شامل تغییر جمعیت میکروبی دستگاه گوارش، بهبود هضم جیره و بهبود عملکرد ایمنی باشند(Seo et al., ۲۰۱۰; McAllister et al., ۲۰۱۱) . مکانیسم این این باکتری­ها به خوبی روشن نیست هرچند به نظر می‌رسد LAB  می‌تواند رشد پاتوژن­ها و گونه‌های رقیب را توسط تولید چندین محصول ضد میکروبی مثل لاکتیک اسید (pH دستگاه گوارش را کاهش می‌دهد)، باکتریوسین(Zheng et al., ۲۰۱۲)  و هیدروژن پروکسید (در حضور اکسیژن) (Pridmore et al., ۲۰۰۸) مهار کند.

بعلاوه در مطالعات آزمایشگاهی و دامی گزارش‌شده که LAB می‌تواند از چسبندگی باکتری‌های پاتوژن (مثل اشرشیاکلی و سالمونلا) به دیواره موکوسی روده جلوگیری کند(Jin et al., ۲۰۰۰) . جمعیت میکروبی روده توانایی ایجاد پاسخ‌های ایمنی ذاتی و اکتسابی را به صورت موضعی و سیستمی دارد. ژنگ و همکاران (۲۰۱۲) ثابت کردند که استفاده از انتروکوکوس فیسیوم (Enterococcus faeciumSF۶۸)  به میزان (۲×۱۰^۹cfu  در کیلوگرم از خوراک) باعث افزایش تعداد سلول‌های ایمنی (لنفوسیت‌های داخل اپیتلیال، سلول‌های گابلت، پلاسماسل­ها و ماست سلها) در روده کوچک گوساله‌های جوان می‌شود. این محققین نتیجه گرفتند که باکتری انتروکوکوس می‌تواند ایمنی بخش موکوسی را در روده افزایش دهد و عملکرد دفاعی دیواره روده را در برابر عوامل عفونی تقویت کند.

AlZahal, O.  McGill, H. Kleinberg, A.  Holliday, J. I. Hindrichsen, I. K.   Duffield, T. F. and McBride, B. W. Use of a direct-fed microbial product as a supplement during the transition period in dairy cattle J. Dairy Sci. ۹۷:۷۱۰۲–۷۱۱۴.