مولتی آنزیم یونیورسال
تحولی در بهبود ارزش غذایی و انرژی با کاهش ترکیبات ضد تغذیهای خوراک
- بهبود ارزش غذایی با آزاد سازی مواد مغذی
- بهبود تامین انرژی
- کاهش اثرات ترکیبات ضد تغذیه ای
توضیحات
کاربرد آنزیم ها در صنعت دام و طیور
آنزیمها به عنوان بیوکاتالیزورها قادر به تجزیه زیستی برخی از ترکیبات غیر قابل هضم جیرهی خوراک میباشند. در مراحل اولیه رشد حیوان میزان تولید آنزیمهای اندوژن بسیار کم است و برای بهبود قابلیت هضم مواد مغذی نیاز به افزودن ترکیبات آنزیمی اگزوژن میباشد. ارزش بازار جهانی آنزیم خوراک بیش از 550 میلیون دلار است و سالانه 3 تا 5 میلیارد دلار در بازار جهانی خوراک صرفه جویی میکند. این بازار را میتوان تقریباً به بخشهای آنزیمی فیتاز (حدود 60٪) و غیر فیتاز (40٪) تقسیم کرد. دو گروه از آنزیمهای غیر فیتازی مهم برای خوراک دام و طیور کربوهیدراتازها و پروتئازها میباشند .
ترکیبات کربوهیدراتی برای اینکه به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرند باید به مواد قابل جذب (مونوساکاریدهای احیایی مانندگلوکز، زایلوز و…) تبدیل شوند. متداولترین آنزیمهای کربوهیدراتاز شامل زایلاناز، بتاگلوکاناز، سلولاز و آمیلاز هستند که در افزایش قابلیت هضم کربوهیدراتها و استفاده از مقدار انرژی موجود از مواد غذایی برای کمک به رشد و سایر فرآیندهای تولیدی موثر هستند. پروتئازها با تجزیه فاکتورهای ضد تغذیهای پروتئینی مشکلات گوارشی را کاهش و باعث بهبود ضریب تبدیل خوراک و پروفایل آمینواسیدی در دسترس میشوند.
یکی دیگر از مزیتهای استفاده از آنزیمها در خوراک تبدیل اثرات منفی ناشی از مصرف ترکیبات NSP به اثرات مثبت الیگوساکاریدهای تولید شده بر اثر فعالیت کربوهیدراتازها میباشد. الیگوساکاریدهای حاصل نقش پری بیوتیک داشته و توسط باکتریها در سکوم تخمیر و متابولیتهای باکتریایی ارتقاء دهنده سلامت (مانند اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه، SCFAs) تولید میشود. اسیدهای چرب کوتاه زنجیر به عنوان منابع اصلی انرژی برای کلونوسیتها هستند و نقش مهمی در تعدیل یکپارچگی بافت پوششی روده و تکثیر سلولی دارند.
اهمیت استفاده از محصول مولتی آنزیم یونیورسال در خوراک طیور
استفاده بهینه از تمام اجزاء خوراک برای تأمین انرژی و مواد مغذی نیازمند آن است که قابلیت هضم ترکیبات ضد تغذیهای که در جیره (به ویژه جیرههای مبتنی بر غلات) وجود دارد افزایش یابد. استفاده از آنزیمها به صورت تک یا به صورت مولتی آنزیم نه تنها بهبود دهنده ارزش تغذیهای است، بلکه امکان گسترش استفاده از انواع خوراکها را فراهم میکند. وابسته به ماهیت پیچیده نسبت ترکیبات مورد استفاده در یک جیره، استفاده از چندین نوع آنزیم در یک محصول اثر هم افزایی بین آنزیمها را در بهبود فرایند هیدرولیز آنزیمی ترکیبات ANF، افزایش فراهمی زیستی و جذب مواد مغذی، بازیابی انرژی و همچنین کاهش مشکلات گوارشی به دلیل کاهش ویسکوزیته، به همراه دارد.
محصول مولتی آنزیم Universal با ترکیبی از آنزیمهای زایلاناز، بتاگلوکاناز، آمیلاز، سلولاز و پروتئاز امکان تجزیه طیف وسیعی از ترکیبات ANF موجود در خوراک را فراهم میکند. هر کدام از آنزیمها وابسته به نوع سوبسترای قابل تجزیه نقش متفاوتی دارند.
آنزیم بتاگلوکاناز
بتاگلوکان یکی از مهمترین ترکیبات ضد تغذیهای همی سلولزی موجود در غلات به ویژه گندم و جو میباشد، بطوریکه حدود سه چهارم کل ترکیبات NSP موجود در جو بتاگلوکانها میباشند. بتاگلوکان محلول در جو در لایه آندوسپرم دیواره سلولی متمرکز شده و ویسکوزیته محتوای گوارشی را در روده کوچک طیور افزایش میدهد.
بتاگلوکان موجود در غلات هموپلی ساکارید متشکل از واحدهای گلوکز با اتصالات (4،1)-(3،1) β گلیکوزیدی است. به دلیل کمبود آنزیمهای هیدرولیز کننده بتاگلوکان در دستگاه گوارش حیوان، اکثر محتوای بتاگلوکان جیره هضم نشده باقی مانده که باعث افزایش ویسکوزیته گوارشی و متعاقب آن کاهش قابلیت هضم مواد مغذی و میکروبیوتای مفید روده میشود. قسمت سکوم دستگاه گوارش زیستگاه فلور میکروبی و محل اصلی تخمیر در دستگاه گوارش طیور است. این باکتریها قادر به تخمیر کربوهیدراتهای با وزن مولکولی کم هستند از این رو در صورت عدم هیدرولیز بتاگلوکانهای با وزن مولکولی بالا در روده کوچک، سوبسترای مورد استفاده برای میکروبیوتای موجود در سکوم محدود شده که روی عملکرد آنها موثر است. از طرفی افزایش میکروبهای بیهوازی در روده کوچک موجب شروع تخمیر در ایلئوم میشود که برای عملکرد طیور مضر است. مختل شدن تعادل میکروبیوتای دستگاه گوارش دیس بیوز باکتریایی نام دارد که شرایط را برای رشد عوامل بیماریزا و احتمال شروع عفونتهای رودهای فراهم میشود. علاوه بر این دیس بیوز باکتریایی دارای پتانسیـل تأثیر منفی بر هضـم چربی در نتیجه عدم کونژوگاسیـون نمکهای صفراوی و کاهش اثربخشی گردش کبدی نمکهای صفراوی است.
بتاگلوکان جدای از اثرات منفی بر سیستم گوارشی، میتوانند دارای اثرات مثبت همانند خواص پری بیوتیکی، تقویت عملکرد ایمنی داشته و حتی به عنوان جایگزینی برای آنتی بیوتیکها و بهبود عملکرد کلی رشد مورد توجه قرار گرفتهاند. این در زمانی محقق میشود که محتوای بتاگلوکان در خوراک حیوان توسط آنزیمهای بتا گلوکاناز اگزوژن تجزیه و بتاگلوکانها با وزن مولکولی کم با ویسکوزیته کم تولید شوند. ثابت شده است که افزودن بتا گلوکاناز اگزوژن به جیرههای مبتنی بر جو مرغان تخمگذار میتواند اثرات سوء بتاگلوکان هضم نشده که موجب چسبندگی مدفوع و افزایش تخممرغ های کثیف و ایجاد ویسکوزیته گوارشی است را کاهش داده و قابلیت هضم مواد مغذی، تولید تخممرغ و راندمان خوراک را در مرغهای تخمگذار افزایش دهد.
آنزیم زایلاناز
دومین پلیساکارید فراوان و همیسلولزی ترکیبات دیواره سلولهای گیاهی زایلان است. در غلات به دلیل اینکه حاوی مقادیر زیادی ال-آرابینوز هستند، آرابینوزایلان مهمترین مشتقات زایلان موجود در آنها محسوب میشود. وابسته به درجه پلیمریزاسیون و تعدد شاخهها در ساختار زایلان، معمولا در غلات دو نوع زایلان محلول (ساختار منشعب) و نامحلول (ساختارکم شاخه) یافت میشود. زایلان محلول سبب افزایش ویسکوزیته و تغییر فیزیولوژی دستگاه گوارش و کاهش قدرت جذب میشود، درحالیکه زایلان نامحلول مواد مغذی را در ساختار خود حبس کرده و سبب التهاب مخاطی دستگاه گوارش میشود. از آنجایی که خوراک طیور حاوی هر دو نوع زایلان میتواند باشد، استفاده از آنزیم زایلانازی که قادر به هیدرولیز هر دو نوع زایلان باشد اهمیت دارد. آنزیم اندو (4،1)-β گلیکوزیدی (EC 3.2.1.8) متعلق به خانواده آنزیمی گلیکوزیل هیدرولاز (GH) 11 هستند که با شکست پیوندهای 1,4-β گلیکوزیدی در ساختار خطی سوبسترا هر دو نوع زایلان را به طور جزئی تجزیه و تولید زایلوز و زایلوالیگوساکارید میکند.
یکی از مزیتهای هیدرولیز جزئی زایلان تولید ترکیبات الیگوساکاریدی است که به عنوان ترکیبات پری بیوتیکی شناخته شده و پتانسیل زیـــادی برای حفظ و بهبــود میکروبیوتای روده در جهت افزایش سلامت و رشد طیور دارد. این ترکیبات بدون هضم شدن از ایلئوم روده کوچک عبور کرده و در روده بزرگ توسط فلور میکروبی موجود مانند لاکتوباسیلوسها، بیفیدوباکتریوم به اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه مانند اسیدهای استیک، بوتیریک و پروپیونیک تخمیر میشوند. اسیدهای چرب تولید شده به عنوان منابع اصلی انرژی کلونوسیتها در تعدیل یکپارچگی بافت پوششی روده و تکثیر سلولی موثر هستند.
از مهم ترین اثرات افزودن زایلاناز به جیره غذایی طیور تغییر مرفولوژی، کاهش ویسکوزیته دستگاه گوارش، افزایش فعالیت آنزیمهای پانکراتیک (آمیلاز و کیموتریپسین)، بهبود قابلیت هضم پروتئین، انرژی قابل متابولیسم ظاهری، ضریب تبدیل خوراک، مصرف خوراک و در نتیجه افزایش وزن بدن می شود. افزایش قابلیت هضم پروتئین و نشاسته ميزان دفع آمونياک و گروه های سولفيدريل در فضولات را کم کرده و از بوی نامطبوع فضاي نگهداری حیوان میكاهد. اثرات زایلاناز روی فیزیولوژی دستگاه گوارش وابسته به سن طیور، ترکیب جیره خوراک و دوز آنزیم مورد استفاده است.
آنزیم آمیلاز
در میان مواد مغذی موجود در جیره طیور، نشاسته از نظر کمی مهمترین منبع تامین انرژی است. طیور جوان در دورههای ابتدایی رشد فاقد میزان مناسبی از آنزیمهای اندوژن هستند، از این رو افزودن آنزیمهای آمیلاز به بهبود رشد آنها کمک میکند. آمیلازها گروهی از گلیکوزید هیدرولازها هستند که با تجزیه پیوندهای آلفا 4،1 گلیکوزیدی نشاسته را به دیساکاریدها و تریساکاریدها تبدیل میکند که این ترکیبات توسط آنزیمهای اندوژن به گلوکز تبدیل میشوند. گلوکز تولید شده توسط کانالهای وابسته به سدیم وارد جریان خون شده تا در اندام مورد نیاز انرژی بدن را تامین کنند.
مهمترین مکان هضم نشاسته در طیور ژژنوم است. تجزیهپذیری نشاسته تحت تأثیر نوع ذرت، میزان آمیلوز و آمیلوپکتین و طول زنجیره آن است. نشاستهای که درصد آمیلوز آن کمتر باشد حلالیت آن بیشتر و ویسکوزیته مواد غذایی را در ژژنوم افزایش میدهد که منجر به عدم کارایی مناسب آمیلازهای پانکراسی و نیاز به آمیلازهای اگزوژن برای بهبود انرژی قابل دسترس از خوراک میشود. علاوه بر این، موانع فیزیکی موجود در دیواره سلولی مواد تشکیل دهنده خوراک دسترسی آنزیمها به سوبستراها را محدود میکند، بنابراین استفاده از آنزیمهای تجزیه کننده این ترکیبات همچون زایلاناز و بتاگلوکاناز به فعالیت مناسبتر آمیلاز کمک میکنند.
آنزیم سلولاز
سلولز به عنوان فراوان ترین پلیمر زیستی، یک پلیمر خطی متشکل از واحدهای β-(1،4) گلوکوپیرانوز است که یکی از اجزاء ساختاری مهم دیواره سلولی گیاهان به شمار میرود. حضور سلولز در ترکیبات لیگنوسلولزی باعث ایجاد اتصلات محکم در دیواره سلولی بین سلولز و همیسلولز و لیگنین میشود که اثر ضد تغذیهای داشته و ضریب تبدیل خوراک را کاهش میدهند. تجزیه زیستی سلولز توسط آنزیمهای سلولاز از طریق هیدرولیز پیوندهای β-(1،4) گلیکوزیدی و تبدیل زنجیرههای سلـولزی به زیر واحدهای کوچک تر با قـابلیت هضم آسان تر برای حیوان انجام میشود. در مقایسه با سایر هیدرولازهای گلیکوزیدی، سلولازها میتوانند پیوندهای β-(1،4) گلوکوزیدی بین واحدهای گلوکوزیل را هیدرولیز کنند. تجزیه کامل سلولز به گلوکز نیازمند مجموعهای از آنزیمهای سلولاز است که سه نوع اصلی آنها شامل اند و D-β-(1،4) گلوکانازها (کربوکسی متیل سلولاز) (EC.3.2.1.4)،اگزو D-β-(1،4) گلوکانازها (سلوبیوهیدرولاز) (EC.3.2.1.91) و بتاگلوکوزیداز (سلوبیاز) (EC.3.2.1.21) است که براساس محل شکست پیوند متفاوت هستند. از آنجایی که طیور (بخصوص در دوره ابتدایی رشد) قادر به تولید سلولاز نیستند و تنها میتوانند تا حدی از طریق تخمیر سلولز را تجزیه کنند، توانایی محدودی در استفاده از انرژی ذخیره شده در مواد گیاهی فیبری دارند.
قابلیت هضم کم ترکیبات سلولزی در طیور باعث بروز برخی بیماریهای دستگاه گوارش میشود، زیرا این ترکیبات به عنوان بستری برای تخمیر باکتریایی در روده بزرگ بوده و از تکثیر برخی از باکتریهای بالقوه بیماریزا خطرناک حمایت میکند.
افزودن سلولازها به خوراک نه تنها باعث افزایش مصرف خوراک و دسترسی بهتر آنزیمهای گوارشی اندوژن به محتوای مواد غذایی در روده میشود، بلکه با افزایش تولید اسید پروپیونیک توسط فلور روده که به عنوان یک ماده باکتریواستاتیک عمل میکند میتواند کلونیزاسیون باکتریهای بیماریزا را کاهش و تأثیر مثبتی بر کنترل فرآیندهای تخمیر رودهای داشته باشد. همچنین سلولاز با کاهش عوامل ضد تغذیهای ویسکوزیته مواد هضمی را در روده کاهش و هضم و جذب مواد مغذی مانند پروتئین و نشاسته را تقویت میکند.
آنزیم پروتئاز
سیستم گوارشی طیور به ویژه طیور جوان قابلیت هضم کامل ترکیبات پروتئینی را ندارد و حدود 20 درصد پروتئین خوراک به صورت هضم نشده باقی میماند. استفاده از پروتئازهای اگزوژن باعث تکمیل عملکرد آنزیمهای پروتئولیتیک اندوژن میشود و با افزایش قابلیت هضم پروتئینها و دسترس قرار گرفتن حداکثر میزان آمینواسیدها موجب بهبود استفاده حداکثری از پروتئین موجود در خوراک، کاهش تخمیری پروتئینهای هضم نشده وکاهش نیاز به افزودن اسیدهای آمینه سنتتیک و در نتیجه صرفه جویی در هزینه خوراک میشود. از طرفی با توجه به اینکه ترکیب اسیدهایآمینه موجود در گوشت بیانگر ارزش غذایی و طعم آن برای مصرف کننده است، بهبود شرایط برای جذب بهتر آمینواسیدهای جیره اثر مثبتی بر کیفیت گوشت جوجه دارد. یکی از عوامل ضد تغذیهای غالب در کنجاله سویا به عنوان مهمترین منبع پروتئین غذایی برای طیور، مهارکننده آنزیم تریپسین است که ممکن است رشد طیور به ویژه در دوره اول رشد را محدود کند.
با افزودن آنزیم پروتئاز پروتئینهای آلرژیزای خوراک را کاهش داده و باعث بهبود کیفیت تغذیهای خوراک و کاهش مشکلات گوارشی ناشی از این مواد میشود. همچنین از مزایای غیرمستقیم استفاده از یک پروتئاز تغییر میکروبیوتای روده و افزایش توان متابولیسمی بدن، دفع نیتروژن در محیط به طور قابل توجهی کاهش مییابد که یک مزیت برای تولید کنندگان به ویژه در ماههای زمستان است.
مکانیسم عملکردی مولتی آنزیم یونیورسال
برای بهبود فرایند هیدرولیز آنزیمی ترکیبات ضد تغذیهای موجود در خوراک، بسته به ترکیبات مورد استفاده در یک جیره غذایی ممکن است به افزودن چندین آنزیم برای هیدرولیز بهتر ترکیبات مختلف نیاز باشد تا بازیابی انرژی و مواد غذایی پر ارزش بهبود یابد. محصول مولتی آنزیم Universal با ترکیب مناسبی از آنزیمهای اگزوژنوس کربوهیدراتاز و پروتئاز توانایی اثر بر روی ترکیبات غیرقابل هضم موجود در جیره را دارا میباشد و بدین ترتیب با به ظهور رساندن حداکثر پتانسیل مواد مغذی ﻣﻮﺟﺐ ارﺗﻘﺎى ﻋﻤﻠﻜﺮد ﭘﺮﻧﺪه و ﺑﻬﺒﻮد ﺿﺮﻳﺐ ﺗﺒـﺪﻳﻞ ﻏـﺬاﻳﻲ و نیز کاهش ﻣﺸـﻜﻼت زﻳﺴـﺖ ﻣﺤﻴﻄـﻲ ﻧﺎﺷـی از دﻓـﻊ پارامترهای مغذی در ﻓﻀﻮﻻت ﭘﺮﻧﺪه می گردد.
دستورالعمل
میزان مصرف دقیق بستگی به ترکیبات خوراک، مرحله پرورش، اثرات متقابل با اجزای خوراک و … دارد، اما به طور کلی پیشنهاد به مصرف ۱۰۰ گرم در تن خوراک است.