Skip to main content

آنتی بیوتیک های طبیعی در خوراک دام و طیور

ترکیبات جایگزین آنتی بیوتیک: راهی برای کاهش مصرف آنتی بیوتیک در صنعت دام و طیور
آنتی بیوتیک طبیعی در خوراک دام و طیور

با افزایش آگاهی از آثار سوء استفاده از محرک‌های رشد آنتی‌بیوتیک در صنعت دام و طیور بر سلامت انسان تقاضای مصرف‌کنندگان برای محصولات طیوری «تولید شده بدون آنتی‌بیوتیک» روبه افزایش است. از این رو تلاش برای تولید محصولات با رویکردهای استفاده از ترکیبات جایگزین آنتی بیوتیکی (آنتی بیوتیک های طبیعی) در سال‌های اخیر تشدید شده است. بر اساس مطالعات گسترده ای که روی خواص آنتی میکروبی ترکیبات مختلف انجام شده است، استفاده از پروبیوتیک ها، پری بیوتیک ها، اسیدهای آلی، آنزیم ها، محرک های ایمنی، فیتوبیوتیک و اسانس ها در صنعت طیور محبوبیت پیدا کرده است. این نوع ترکیبات به سهولت می توانند با جیره خوراک مخلوط شوند و به دلیل خواص ضد میکروبی، ضد التهابی، آنتی اکسیدانی موجب بهبود مصرف خوراک، افزایش قابلیت هضم و جذب مواد غذایی، بهبود ضریب تبدیل خوراک، تقویت سیستم ایمنی، کاهش احتمال مقاومت های آنتی بیوتیکی در مصرف کننده می شوند [1].

استفاده از آنتی بیوتیک ها در خوراک حیوانات

بسیاری از بیماری های عفونی، ویروسی، باکتریایی، انگلی و قارچی به عنوان عوامل تهدید کننده مهم در رونق صنعت طیور و دام شناخته می شوند.

استفاده از آنتی بیوتیک به عنوان محرک رشد در جیره خوراک حیوانات تک معده در دهه 1940 با تغذیه جوجه ها از محصولات جانبی فرایند تخمیری تولید تتراساکلین آغاز شد [2]. آنتی بیوتیک ها در تغذیه دام به دو هدف کلی مصرف می شوند:

  • برخی از آنها برای کنترل بیماری های میکروبی بوده
  • برخی تحت عنوان آنتی بیوتیک های محرک رشد مصرف می شوند.

از رایج ترین آنتی بیوتیک های مصرفی در خوراک حیوانات می توان به تتراساکلین، سولفونامیدها، سیپروفلوکساسین، آموکسی سیلین و… اشاره کرد. اتحادیه دارویی اروپا (EMA) آنتی بیوتیک ها را با توجه به خطر گسترش انتقال سویه های مقاوم به آنتی بیوتیک در برابر عوامل بیماری زا از حیوانات به انسان ها به چهار دسته طبقه بندی کرده است که دو رده A و B نقش مهمی دارند.

رده A شامل آنتی بیوتیک هایی است که مصرف آنها در دامپزشکی مجاز نیست اما در پزشکی انسانی مجاز هستند. رده B برای سلامت انسان بسیار مهم است و شامل کینولون ها (فلوروکینولون ها و سایر کینولون ها)، سفالوسپورین های نسل سوم یا چهارم (به استثنای آن هایی که مهارکننده های بتالاکتاماز هستند) و پلی میکسین ها را شامل می شود. رده B باید زمانی تجویز شود که هیچ آنتی بیوتیک جایگزین دیگری در رده های C یا D موثر نباشد.

تهدیدات سلامت جهانی با عدم استفاده از آنتی بیوتیک های طبیعی

در دهه های اخیر با افزایش نگرانی ها در مورد وجود باقی مانده های محرک های رشد مصنوعی (مانند آنتی بیوتیک ها، ترکیبات آنابولیک، هورمون ها) در گوشت و محصولات دام و طیور و تاثیرات منفی آنها بر سلامت انسان و دام احتمال بروز مقاومت های میکروبی افزایش یافته است. همچنین دفع باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک از بدن حیوان و ورود آن به اکوسیستم آبی و خاکی تهدیدی برای سلامت انسان هستند [3].

از آنجایی که افزایش مقاومت های باکتریایی یک تهدید سلامت جهانی است، اتحادیه اروپا در سال 2006 و چین در سال 2020 استفاده از آنتی بیوتیک ها به عنوان محرک رشد را در صنعت دام و طیور منع کردند [4]. از این رو استفاده از ترکیبات جایگزین که کمترین عوارض جانبی را در حین داشتن خواص کنترل عوامل بیماری زا بر سلامت حیوان داشته باشند حائز اهمیت شدند. چالش‌های مهمی برای صنعت دام و طیور در کنترل بیماری، بهینه‌سازی تغذیه و ایمنی و امنیت غذایی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، استفاده از آنتی بیوتیک های خوراکی باعث افزایش وزن و ضریب تبدیل خوراک می شود و بنابراین، حذف آنها بازده تولید را برای تولیدکنندگان به همراه دارد. خلاء ایجاد شده توسط حذف آنتی بیوتیک های خوراکی منجر به تحقیقات مداوم در مورد افزودنی های جایگزین شده است.

ترکیبات حاوی آنزیم‌ها، پروبیوتیک‌ها، پری‌بیوتیک‌ها، گیاهان دارویی، اسیدهای آمینه، محرک‌های ایمنی، اسیدهای آلی و باکتریوسین‌ها به‌عنوان جایگزین‌های محرک‌های رشد آنتی‌بیوتیک‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

رایج ترین جایگزین های طبیعی آنتی بیوتیک در خوراک دام و طیور

پری بیوتیک ها، پروبیوتیک ها و سین بیوتیک ها افزودنی های خوراک هستند که برای کنترل پاتوژن ها در روده و افزایش عملکرد دام و طیور استفاده می شوند [5].

پری بیوتیک

پری بیوتیک ها الیگوساکاریدهایی هستند که توسط حیوان میزبان غیرقابل هضم هستند اما توسط جمعیت های خاصی از میکروارگانیسم های روده استفاده شده و با افزایش جمعیت میکروبیوتای مفید روده مانند بیفیدوباکتریها و لاکتوباسیلوس ها از کلونیزاسیون باکتری های بیماری زا همانند کلستریدیوم پریفریژنز، اشریشیا کلای، سالمونلا و گونه های کمپیلوباکتر روی سلول های اپیتلیوم روده ممانعت می کنند و از این رو مقاومت حیوان را در برابر بیماری های باکتریایی افزایش می دهند.

پری بیوتیک ها می توانند با تحریک تولید متابولیت هایی مانند اسید لاکتیک، اصلاح متابولیسم میکروبی و افزایش یکپارچگی سلولی اپیتلیوم بر سلامت میزبان تأثیر بگذارند. همچنین، قابلیت هضم و جذب مواد معدنی و ویتامین ها را افزایش و در نتیجه استفاده از مواد مغذی را به حداکثر می رسانند [6, 7].

پروبیوتیک

پروبیوتیک ها مکمل های تغذیه ای میکروبی زنده شامل انواع مخمر، باکتری یا قارچ هستند که در صورت مصرف مقادیر مجاز برای میزبان مفید هستند و در دفع عوامل بیماری زا، تحریک سیستم ایمنی و متابولیسم ، سنتز ویتامین ها نقش دارند و بر خلاف آنتی بیوتیک ها، پتانسیل باقی ماندن در محصولات دام و طیور را ندارند و می توانند به عنوان جایگزین طبیعی آنتی بیوتیک مورد استفاده حیوانات قرار گیرند.

مهم ترین ویژگی های پروبیوتیک ها:

  • مقاوم بودن به نمک های صفراوی و اسیدهای گوارشی
  • مقاومت در برابر فرآوری خوراک
  • نداشتن عوارض جانبی
  • کاهش تعداد میکروارگانیسم های بیماری زا

پروبیوتیک های مخصوص جوجه های گوشتی شامل جنس های لاکتوباسیلوس، استرپتوکوک، باسیلوس، بیفیدوباکتریوم، انتروکوک، آسپرژیلوس، کاندیدا و ساکارومایسس می باشد. باکتری های اسید لاکتیک که متابولیت های ضد قارچی تولید می کنند، باکتری های پروبیوتیک رایج هستند [8, 9].
یکی از مکانیسم های پروبیوتیک ها کاهش pH روده از طریق تولید اسیدهای چرب فرار و اسیدهای آلی و نامطلوب شدن شرایط رشد پاتوژن ها است. علاوه بر این، پروبیوتیک ها به طور موثر سطوح پاتوژن در روده را از طریق حذف رقابتی مناطق چسبنده در امتداد پوشش روده کنترل می کنند. تحریک سیستم ایمنی، رقابت با مواد مغذی و کاهش سطوح β-گلوکوزیداز و β-گلوکورونیداز در روده ها مکانیسم های دیگری هستند که پروبیوتیک ها برای محافظت میزبان از پاتوژن ها از آنها استفاده می کنند.

با اتصال پروبیوتیک به بافت پوششی روده، فعالیت باکتری‌های تولید کننده بتا گلوکورونیداز و بتا گلوکوزیداز کاهش می یابد. این آنزیم ها با هیدرولیز پیوندهای گلیکوزیدی تولید سمومی می کنند که باعث اختلال هضم پروتئین‌ها و مواد غذایی می‌شوند [10, 11].

افزودنی های فیتوژنیک

ترکیبات فیتوژنیک شامل چهار گروه اصلی گیاهان دارویی، ادویه ها، اسانس ها، و اولئورزین ها هستند.

ترکیبات مشتق شده از گیاهانی مانند دارچین، زنجبیل، فلفل، زردچوبه، رزماری، پونه کوهی، آویشن، مریم گلی و غیره به دلیل خواص ضد میکروبی، آنتی اکسیدانی، تقویت کننده سیستم ایمنی، بهبود مصرف خوراک، بهبود هضم، ارتقاء رشد بر عملکرد و سلامت حیوان تأثیر مثبت می گذارند و می توانند به عنوان آنتی بیوتیک های طبیعی توسط دام و طیور مصرف گردند.

در مقالات زیر به تفصیل نقش گیاهان دارویی سیر، آویشن، کاسنی و فلفل قرمز در خوراک پرندگان به عنوان جایگزین آنتی بیوتیک ها مورد بررسی قرار گرفته است:

اثربخشی مواد فیتوژنیک می تواند به عوامل متعددی از جمله نوع و مقدار متابولیت های ثانویه گیاهی، سطح گنجاندن در خوراک، ژنتیک پرندگان و ترکیب خوراک بستگی داشته باشد [12]. این ترکیبات بر میکروبیوتای دستگاه گوارش میزبان اثر گذار بوده و از کلونیزاسیون میکروارگانیسم های بیماری زا جلوگیری می کنند. اسانس ها مشتقات بنزنی یا ترپنی هستند که به دلیل قابلیت های ضد میکروبی، ضد ویروسی، آنتی اکسیدانی و ضد انگلی ترکیبات ارزشمندی می‌باشند.

خاصیت ضد میکروبی افزودنی های گیاهی به دلیل وجود اجزای فعال زیستی مانند اسید تانیک و ساپونین ها، ترکیبات فنولی است. بطور مثال اسید تانیک می‌تواند باعث محرومیت از آهن شود و ساپونین‌ها می‌توانند به استرول‌ها متصل شوند و باعث آسیب میکروارگانیسم‌ها و تخریب سلولی شوند [13]. ترکیبات فنولیک با ایجاد اختلالاتی در غشای سیتوپلاسمی باکتری تعادل یونی و سیستم انتقال فعال را مختل کرده و باعث مرگ باکتری می شوند [14]. یک از خواص دیگر ترکیبات فیتوژنیک افزایش تولید مخاط روده به عنوان یک لایه پوششی روی سلول های اپیتلیال روده است که آنها در برابر کلونیزاسیون عوامل بیماری زا محافظت می کند. مانوز و گالاکتوز از جمله الیگوساکارید های موجود در موسین هستند که افزایش سطح آنها میزان تولید موسین به عنوان اولین سد دفاعی روده در برابر میکروب ها را افزایش می دهند [15].

اسید های آلی

اسیدهای آلی ترکیباتی با pH اسیدی هستند که در تنظیم میزان اسیدیته دستگاه گوارش اثر بخشی برجسته ای دارند. اسیدهای کربوکسیلیک مانند اسید لاکتیک، اسید پروپیونیک، اسید استیک، اسید فرمیک، اسید سوربیک، اسید سیتریک، اسید اگزالیک، اسید بنزوئیک و اسید بوتیریک از جمله مهم ترین اسیدهای آلی مورد استفاده در صنعت دام و طیور هستند. این ترکیبات به طور موثر عفونت های باکتریایی بیماری زا ناشی از سالمونلا، کمپیلوباکتر، کلستریدیوم پرفرنجنس را کاهش می دهند. اسیدهای آلی آنتی بیوتیک نیستند، اما زمانی که همراه با در تغذیه عالی دام و طیور به درستی استفاده شوند می توانند در حفظ سلامت روده، ضریب تبدیل خوراک، افزایش وزن و پاسخ های ایمنی کمک کنند [16, 17].

فعالیت ضد باکتریایی اسیدهای آلی با کاهش pH مرتبط است. اسیدهای آلی به شکل تفکیک نشده خود محلول در چربی هستند و از طریق مسیرهای غیرفعال و واسطه حامل به درون سلول های میکروبی منتقل می شوند. در شرایط قلیایی، اسید آلی یون پروتون را آزاد می‌کند و pH داخل سلولی را کاهش می‌دهد که متابولیسم میکروبی را با مسدود کردن عملکرد آنزیم‌های مهم میکروبی تغییر می‌دهد و سلول باکتری را مجبور می‌کند انرژی را برای خروج پروتون‌های اضافی صرف کند و منجر به مرگ آن می شود. باکتری‌های اسید لاکتیک در مقابل اسیدهای آلی مقاوم‌تر هستند. همچنین باکتری های گرم مثبت (مانند لاکتوباسیل ها) دارای محتوای پتاسیم درون سلولی بالایی هستند که از آنها در برابر آنیون های اسیدی محافظت می کند [18]. از این رو اسیدهای آلی می توانند به عنوان یک جایگزین طبیعی آنتی بیوتیک مورد استفاده واقع گردند.

آنزیم ها

حیوانات برای هضم مواد غذایی به آنزیم هایی نیاز دارند که توسط حیوان یا توسط باکتری های موجود در دستگاه گوارش تولید می شوند. از سوی دیگر، در اکثر حیوانات جوان سیستم گوارشی کامل نیست. بنابراین برای بهبود قابلیت هضم و کارایی استفاده از مواد مغذی، کاهش هزینه خوراک، کاهش آلودگی محیطی نیاز به افزودن آنزیم های برون زا است.

آنزیبیوتیک ها گروه جدیدی ازعوامل ضد میکروبی هستند اساس عملکردی آنها واکنش های هیدرولیز آنزیمی است. آنزیبیوتیک ها راه حلی برای مشکل مقاومت آنتی بیوتیکی با استفاده از آنزیم های ضد میکروبی یا باکتریوفاژها برای مهار رشد باکتری های بیماری زا یا قارچ ها هستند . بطور مثال آنزیم بتا 1،3-1،4 گلوکاناز جدا شده از باسیلوس سوبتیلیس دارای طیف ضد میکروبی گسترده ای در برابر قارچ ها و باکتری ها است [19].

آنزیم های برون زا از مکانیسم های مختلفی می توانند بر میکروبیوتای دستگاه گوارش اثر داشته باشند. این مکانیسم‌ها شامل بهبود یکپارچگی موسین روده، افزایش مدت حضور خوراک به بخش‌های ابتدای روده و انتقال محل هضم به این قسمت و کاهش مواد غذایی هضم نشده در انتهای روده، تولید الیگوساکاریدهای قابل تخمیر در دسترس برای میکروبیوم از مواد فیبری با تأثیر مفید بر pH روده و تکثیر انتروسیت است[20]. همچنین برخی آنزم ها همچون آنزیم های خانواده اکسیداز (مانند گلوکز اکسیداز) با تولید محصولاتی که قادر به تخریب دیواره سلولی باکتری های پاتوژن هستند دارای خواص ضد میکروبی چشمگیری هستند.

نتیجه گیری

گسترش سویه های میکروبی مقاوم به آنتی‌بیوتیک در انسان توجه جهانی را به محدود کردن مصرف آنتی‌بیوتیک در صنایع کشاورزی و دامداری جلب کرده است. با این حال، محدود کردن مصرف آنتی بیوتیک ها ممکن است چالش های جدی برای پیشگیری و کنترل بیماری‌های حیوانات و نیز اثر آن بر امنیت و ایمنی غذایی به همراه داشته باشد. از طرفی مصرف آنتی بیوتیک ها به عنوان محرک رشد یکی از روش های افزایش راندمان تولید و کاهش هزینه های آن است. از این رو توجه کافی به پیشرفت‌های علمی و فناوری‌های جدیدی که انواعی از جایگزین برای آنتی بیوتیک ها ارائه می‌کنند و در پی آن مصرف آنتی بیوتیک های طبیعی می توانند برخی از چالش های حذف آنتی بیوتیک را بر طرف کنند.

استفاده از افزودنی های با منشا طبیعی یا ترکیباتی که خواص ضد میکروبی دارند می توانند باعث بهبود سلامت دستگاه گوارش، تنظیم فلور میکروبی آن و تقویت سیستم ایمنی شوند که نتیجه آن بهبود عملکرد حیوان و افزایش بهره وری و تولید محصولات عاری از آنتی بیوتیک در صنعت دام و طیور می شود.

گردآوری و ترجمه: دپارتمان تحقیق و توسعه شرکت سپاهان دانه

منابع:

1. Gadde, U., et al., Alternatives to antibiotics for maximizing growth performance and feed efficiency in poultry: a review. Animal Health Research Reviews, 2017. 18(1): p. 26-45.
2. Chowdhury, S., et al., Antibiotic Usage and Resistance in Food Animal Production: What Have We Learned from Bangladesh? Antibiotics (Basel), 2021. 10(9).
3. Gonzalez Ronquillo, M. and E. Vargas-Bello-Pérez, Editorial: The use of growth promoters and their alternatives in livestock production. Front Vet Sci, 2022. 9: p. 945308.
4. Kulshreshtha, G., et al., Feed supplementation with red seaweeds, Chondrus crispus and Sarcodiotheca gaudichaudii, affects performance, egg quality, and gut microbiota of layer hens. Poultry Science, 2014. 93(12): p. 2991-3001.
5. Peralta-Sánchez, J.M., et al., Egg production in poultry farming is improved by probiotic bacteria. Frontiers in microbiology, 2019. 10: p. 1042.
6. Abd El-Hack, M.E., et al., Prebiotics can restrict Salmonella populations in poultry: a review. Animal Biotechnology, 2022. 33(7): p. 1668-1677.
7. Yaqoob, M., et al., The potential mechanistic insights and future implications for the effect of prebiotics on poultry performance, gut microbiome, and intestinal morphology. Poultry science, 2021. 100(7): p. 101143.
8. Londero, A., et al., Fermented whey as poultry feed additive to prevent fungal contamination. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2014. 94(15): p. 3189-3194.
9. Kabir, S., The role of probiotics in the poultry industry International journal of molecular sciences. The Agriculturists, 2005. 3: p. 24-29.
10. Khan, R. and S. Naz, The applications of probiotics in poultry production. World’s Poultry Science Journal, 2013. 69(3): p. 621-632.
11. Stęczny, K. and D. Kokoszyński, Effect of probiotic preparations (EM) on productive characteristics, carcass composition, and microbial contamination in a commercial broiler chicken farm. Animal biotechnology, 2021. 32(6): p. 758-765.
12. PuvaČA, N., et al., Beneficial effects of phytoadditives in broiler nutrition. World’s Poultry Science Journal, 2013. 69(1): p. 27-34.
13. Hashemi, S.R. and H. Davoodi, Herbal plants and their derivatives as growth and health promoters in animal nutrition. Veterinary Research Communications, 2011. 35(3): p. 169-180.
14. Burt, S., Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review. International Journal of Food Microbiology, 2004. 94(3): p. 223-253.
15. Tsirtsikos, P., et al., Modulation of intestinal mucin composition and mucosal morphology by dietary phytogenic inclusion level in broilers. animal, 2012. 6(7): p. 1049-1057.
16. Khan, S.H. and J. Iqbal, Recent advances in the role of organic acids in poultry nutrition. Journal of Applied Animal Research, 2016. 44(1): p. 359-369.
17. Banupriya, S., C. Kathirvelan, and P.P. Joshua, Significance of feed acidification in poultry feed. Int J Sci Environ Technol, 2016. 5: p. 1596-1599.
18. Rocha, P.M.C., et al., Severe Outbreak of Avian Encephalomyelitis in Laying Hens in Northeastern Brazil. Brazilian Journal of Poultry Science, 2019. 21.
19. Jin, Z., et al., Antibacterial effect and cytotoxicity of beta-1, 3-1, 4-glucanase from endophytic Bacillus subtilis SWB8. Wei Sheng wu xue bao= Acta Microbiologica Sinica, 2011. 51(11): p. 1527-1537.
20. Cowieson, A. and A. Kluenter, Contribution of exogenous enzymes to potentiate the removal of antibiotic growth promoters in poultry production. Animal Feed Science and Technology, 2019. 250: p. 81-92.


مقالات دیگر

اطلاعات تماس

از روش های زیر میتوانید با ما در ارتباط باشید:

  • آدرس: اصفهان، خیابان جی، ابتدای خیابان تالار، ساختمان سپاهان‌دانه

  • سامانه ندای مشاور: 35080-031

  • آدرس پست الکترونیک: info@sepahandaneh.com


تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به شرکت  سپاهان دانه پارسیان می باشد.