بخشی از مقاله
چکیده
حدود 3/6 درصد از حجم مایعات شکمبه را میکروارگانیسمهاي شکمبه تشکیل میدهند و از این حجم 50 درصد مربوط به پروتوزوآ است. نقش پروتوزوآها در هضم شکمبهاي و از اینرو در تغذیه حیوانات نشخوارکننده مورد توجه است. تخمیر مواد خوراکی در شکمبه، باعث تولید اسیدهاي چرب فرار و اسید لاکتیک میشود که این اسیدها در صورت جذب موجب کاهش pH محیط شکمبه میشوند. اگر pH کم در شکمبه براي ساعات طولانی ادامه داشته باشد ممکن است تأثیر منفی بر مصرف خوراك، متابولیسم میکروارگانیسمها و تجزیه مواد غذایی بگذارد.
امروزه نانوذرات در صنایع مختلف مصرف میشوند. وجود نانوذرات و عدم اطلاعات کافی در مورد آنها، بررسی تأثیر آنها بر روي جیره دام را ضروري میکند تا نکات مثبت یا منفی آنها مشخص گردد. در پژوهش حاضر، تأثیر مصرف مکمل اکسید روي و نانواکسید روي بر برخی فراسنجههاي تخمیر شکمبه با روش برونتنی مورد بررسی قرار گرفت. جیرههاي آزمایشی شامل -1 جیره پایه فاقد مکمل روي - شاهد - ، -2 جیره حاوي مکمل اکسید روي و -3 جیره حاوي مکمل نانواکسید روي بود. پس از انکوباسیون 24 و 72 ساعته جیرههاي شاهد، حاوي اکسید یا نانواکسید روي در ویتنهاي ویژه گاز تست، میزان pH شیرابه گوارشی بلافاصله توسط دستگاه pH متر دیجیتال اندازهگیري شد.
براي شمارش پروتوزوآ از میکروسکوپ نوري و لام هموسیتومتر استفاده شد. سپس، دادهها با استفاده از نرمافزار آماري SPSS 22 تجزیه گردید. نتایج نشان داد که تعداد کل پروتوزواي شکمبه در بین تیمارها تفاوت معنیداري نداشت . - P>0.05 - از طرفی، اثر متقابل تیمار×زمان انکوباسیون در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنیداري را در میزان pH شکمبه نشان داد. همچنین، با افزایش زمان انکوباسیون تا 72 ساعت، میزان pH به طور قابل توجهی کاهش یافت. در مجموع، نتیجهگیري شد که گنجاندن مکمل روي در جیره و همچنین استفاده از نانواکسید روي به جاي اکسید روي تأثیري بر جمعیت پروتوزواي شکمبه در شرایط برونتنی ندارد.
مقدمه
روي - Zn - یکی از محدودکننده ترین عناصر در تغذیه حیوانات میباشد و از آنجا که بدن نمیتواند مقدار زیادي از آن را در خود ذخیره کند، لذا باید به صورت روزانه در جیره غذایی استفاده گردد . - 11 - روي در کنترل اشتها، متابولیسم ویتامین A در کبد، رشد، ساختمان هورمونها - کولهسیستوکینین، هورمون رشد، سوماتومدین - و فعالیت آنزیمها نقش دارد .
اخیراً نانواکسیدروي با استفاده از روشهاي بسیارمتنوعی تولید میشود. شناختهترین این روشها شامل میکرو امولسیون، سنتز کلوئیدي، رسوبدهی، روشهاي سل ژل و سنتز حرارتی با اسپري است . - 12 - به خاطر خصوصیات منحصربهفرد نانواکسیدروي، از این ماده در صنایع مختلف اعم از غذایی، دارویی، لاستیکسازي، الکترونیکی و حتی بهعنوان افزودنی خوراکی استفاده میشود .
کاهش اندازه ذرات در مقیاس نانو و افزایش نسبت سطح به حجم در ترکیبات نانو، سبب شده است تا سطح تماس این ترکیبات با سایر بیومولکول ها افزایشیافته و فعلوانفعالات شیمیایی این مواد با مولکولهاي آلی و غیر آلی در بدن بهطور متفاوتی صورت گیرد که در بسیاري از موارد هنوز ناشناخته است - 7 - .در رابطه با اثر نانو اکسید روي بر سیستمهاي بیولوژیکی و بهخصوص باکتريها تحقیقات زیادي صورت گرفته است.
نقش پروتوزوآها در هضم شکمبهاي و از اینرو در تغذیه و تولید حیوانات نشخوارکننده از دیرباز مورد توجه و بحث قرار گرفته است. اگرچه پروتوزوآها سهم عمدهاي در هضم پلیساکاریدها دارند، اما آنها در شکمبه باقی مانده و اثرات نامطلوبی از جمله ماندگاري پروتئین میکروبی در شکمبه و ممانعت از عبور آن به روده کوچک را موجب میگردند، اگرچه از بین بردن پروتوزوآهاي شکمبه، هضم پلیساکاریدها را کاهش میدهد - به ویژه همیسلولز - ، اما سبب افزایش مقدار پروتئین میکروبی عبوري به روده تا حدود 25 درصد میگردد. اگر پروتوزوآها در شکمبه حضور نداشته باشند، ممکن است فعالیت تجزیه الیاف توسط قارچها برعهده گرفته شود. با این وجود، شواهدي وجود دارد که پروتوزوآها نقش مهمی در جذب برخی عناصر معدنی از روده را دارند .
مدتهاست مشخص شده که حداقل از نظر تعداد، بین پروتوزوآ و باکتريها اثر متقابل وجود دارد. تعداد باکتريها در حیواناتی که شکمبه آنها عاري از پروتوزوآ است، بیشتر از حیواناتی است که جمعیت پروتوزوآ به طور معمول در شکمبه آنها وجود دارد .
این تفاوت میتواند در اثر رقابت براي دریافت سوبسترا و یا خورده شدن باکتريها توسط پروتوزوآ باشد. تخمیر مواد خوراکی در شکمبه، تولید اسیدهاي چرب فرار و لاکتیک اسید می کند که این اسید ها در صورت جذب یا خنثی نشدن موجب کاهش pH محیط شکمبه می شوند. اگر pH پایین در شکمبه براي ساعات طولانی از روز ادامه داشته باشد می تواند اثر منفی بر مصرف خوراك، متابولیسم میکروارگانیسمها و تجزیه موادغذایی بگذارد. همچنین گزارشات حاکی از ارتباط کاهش pH شکمبه با عارضه هایی مانند التهاب سم، اسهال و کاهش میزان چربی شیر می باشد.
اثرات اقتصادي این موارد حتی منجر به کاهش راندمان تولید مثلی و حذف اجباري دام می شود. امروزه نانوذرات روي با روشهاي مختلف تولید، و در صنایع مختلف مصرف میشوند. وجود نانوذرات و عدم اطلاعات کافی در مورد آنها، بررسی تأثیر آنها جیره دام را ضروري میکند تا نکات مثبت یا منفی آنها مشخص گردد. در پژوهش حاضر، تأثیر مصرف مکمل اکسید روي و نانواکسید روي بر برخی فراسنجههاي تخمیر شکمبه با روش برونتنی - آزمون تولید گاز - مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش
-1 تیمارهاي آزمایشی:
تیمارهاي آزمایشی در پژوهش حاضر شکلهاي شیمیایی مختلف عنصر روي در جیره بود: الف- جیره پایه فاقد مکمل روي - شاهد - ؛ ب- جیره حاوي مکمل اکسید روي؛ ج- جیره حاوي مکمل نانواکسید روي. جیره پایه حاوي %18 جو، %20 ذرت، %6 سویا، %40 یونجه و %15 کاه و %1 مکمل معدنی-ویتامینه بود.
-2 تخمیر نمونهها با روش برونتنی
تخمیر آزمایشگاهی نمونهها با استفاده از آزمون تولید گاز انجام شد . - 10 - این آزمایش در قالب 3 تیمار و 4 تکرار به ازاي هر تیمار انجام گرفت.
نمونهها با استفاده از الک یک میلیمتري آسیاب شد. مقدار 200 میلی گرم از هر نمونه در داخل ویتنهاي جداگانه توزین گردید. پس از ریختن نمونهها در داخل ویتن، آنها در دماي 39 درجه سیلسیوس قرار داده شد تا در زمان تزریق مخلوط شیرابه شکمبه-بزاق مصنوعی دماي مناسب داشته باشند.
براي تهیه بزاق مصنوعی، آب مقطر، محلول بافر، محلول ماکرومینرال، محلول میکرومینرال و محلول رزازورین در داخل فلاسک ریخته شد، تا دماي 39 درجه سیلسیوس حرارتدهی صورت گرفت و سپس محلول احیاکننده اضافه گردید. حمام آب روي همزن مجهز به مگنت در دماي 39 درجه سیلسیوس تنظیم گردید. مگنت در فلاسک قرار داده شد و جریان CO2 به آرامی در محلول برقرار گردید تا این که رنگ آبی محلول به ارغوانی و سپس شفاف تبدیل شد - این امر یعنی بزاق مصنوعی اکنون احیا شده است - . لوله CO2 بالا آورده شد به طوري که در بالاي سطح مخلوط شیرابهي شکمبه- بزاق مصنوعی قرار گیرد، اما جریان CO2 برقرار باشد و اتمسفري بدون اکسیژن ایجاد گردد.
شیرابه شکمبه از سه رأس گوسفند نر فیستولهدار نژاد شال، در حالت ناشتا، جمعآوري شد و در شرایط بیهوازي توسط چهار لایه پارچه مخصوص صاف گردید. نسبت نهایی بزاق مصنوعی به شیرابه شکمبه 2 به 1 بود. شیرابه شکمبه صافشده به بزاق مصنوعی اضافه گردید. مقدار 30 میلیلیتر محلول به هر ویتن تزریق شد. در طول تزریق مخلوط شیرابه شکمبه-بزاق مصنوعی به داخل ویتنها چرخش مگنت برقرار بود تا مخلوطی یکنواخت به تمامی ویتنها انتقال یابد. ویتنهاي حاوي نمونه به مدت 24 و 72 ساعت در دماي 39 درجه سیلسیوس قرار داده شد.
-3 شمارش پروتوزوآ
در پایان 24 و 72 ساعت از آزمایش گاز تست، از هر ویتن نمونه گیري انجام شد. بررسی پروتوزواي شکمبه توسط محلول رقیق کننده فرمالین %50 انجام شد . - 3 - این محلول شامل نسبت 1 به 1 آب مقطر و فرمالدئید %36 بود. مقدار 5 میلیلیتر نمونه شیرابه شکمبه با 5 میلیلیتر از محلول فرمالین به آرامی مخلوط گردید و نمونهها در یخچال در دماي 4 درجه سانتی گراد تا روز شمارش نگهداري شد. براي شمارش پروتوزوآ از میکروسکوپ نوري و لام هموسیتومتر استفاده شد. از هر نمونه یک قطره بر روي لام هموسیتومتر ریخته شد و در زیر میکروسکوپ شمارش تعداد پروتوزوآ انجام شد. تعداد پروتوزوا در 9 مربع بزرگ شمارش شد. بیشترین فراوانی مشاهده شده در نظر گرفته شد. در نهایت، تعداد پروتوزوا از روي عدد داراي بیشترین فراوانی و ضریب رقت محاسبه گردید. عدد به دست آمده به صورت توان 10 در هر میلیلیتر گزارش شد.
-4 تعیین pH
میزان pH شیرابه گوارشی داخل ویتنها بعد از انکوباسیون 24 و 72 ساعته توسط دستگاه pHمتر دیجیتال اندازهگیري شد.
-5 تجزیه آماري
این طرح از 3 تیمار با 4 تکرار و 2 نمونه به ازاي هر تکرار تشکیل شده بود، یعنی در کل 24 مشاهده براي هر صفت وجود داشت. دادههاي جمعآوري شده در قالب طرح پایهکاملاً تصادفی توسط نرمافزار آماري SPSS 22 با استفاده از مدل آماري Yijk=μ+Ai+eij+eijk تجزیه شد. در مدل مذکور، Yijk مقدار هر مشاهده، μ میانگین جامعه، Ai اثر تیمار، eij خطاي آزمایشی و eijk خطاي نمونهبرداري بود.
