ایزو اسیدها چیستند؟
ایزو اسیدها یا اسیدهای چرب شاخه دار (BCVFA) گروهی از اسیدهای چرب با ساختار شیمیایی منحصر به فرد هستند که نقش بسیار مهمی در تغذیه نشخوار کنندگان، به ویژه گاوهای شیری پرتولید ایفا می کنند.
ایزواسیدها در دسته محافظت کننده های مواد مغذی یا به طور خاص “محافظت کننده های پروتئین و کربوهیدرات” قرار می گیرند، اما مکانیسم عمل آنها متفاوت است.
ایزو اسیدها به جای ساختار خطی، دارای شاخه های متیل (CH3) در زنجیره کربنی خود هستند. مهمترین ایزواسیدها عبارتند از: ایزوبوتیریک اسید (Isobutyric acid)، ایزووالریک اسید (Isovaleric acid)، دو متیل بوتیریک اسید (Methylbuteric acid-2)، والریک اسید (Valeric acid).
این ترکیبات به طور طبیعی در شکمبه در طی فرآیند تخمیر میکروبی در شکمبه، هنگامی که باکتری ها عمل آمیناسیون را انجام می دهند (عنصر نیتروژن را از اسید آمینه جدا می کنند) از تجزیه اسیدهای آمینه شاخه دار (والین، لوسین و ایزولوسین) و برخی ترکیبات دیگر تولید می شوند. ایزو اسیدها محرک هضم NDF و تولید پروتئین میکروبی می باشند. واکنش های گاوهای شیری نسبت به ایزواسیدها شامل 2.4 درصد بهبود در تولید شیر، 3.9 درصد افزایش بازده خوراک و 2.8 درصد کاهش مصرف ماده خشک بوده است جدول (1).
نقش ایزو اسیدها و مکانیسم عمل آنها در تغذیه و شیردهی گاوهای شیری
ایزو اسیدها عمدتاً به عنوان “محرک رشد میکروبی” در شکمبه عمل می کنند و عملکرد آن را بهینه می سازند. مکانیسم عمل و نقش آنها به شرح زیر است:
1- تحریک رشد باکتریهای تجزیه کننده فیبر (سلولولیتیک)
این باکتریها برای سنتز پروتئین های بدن خود به ایزو اسیدها (به ویژه ایزوبوتیرات) به عنوان واحدهای ساختمانی نیاز دارند. با تأمین این پیش سازها، جمعیت و فعالیت این باکتریهای مفید افزایش می یابد.
نتایج: تجزیه کارآمدتر فیبر (سلولز و همی سلولز) موجود در علوفه. افزایش تولید اسید استیک (پیش ساز اصلی چربی شیر). افزایش مصرف ماده خشک (DMI)، زیرا هضم فیبر سریعتر می شود.
2- افزایش و بهبود سنتز پروتئین میکروبی
ایزو اسیدها بلوکهای سازنده برای اسیدهای آمینه مورد نیاز میکروبهای شکمبه هستند. این امر باعث می شود میکروبها بتوانند پروتئین باکیفیت بیشتری سنتز کنند.
نتایج: جریان پروتئین میکروبی به روده کوچک افزایش می یابد. (پروتئین میکروبی یک منبع پروتئینی کامل و با قابلیت هضم بالا برای گاو است). در عین حال نیاز به تأمین پروتئین عبوری (RUP) گران قیمت در جیره کاهش می یابد.
3- کاهش تجزیه پروتئین جیره در شکمبه
هنگامی که باکتریها ایزواسیدها را در اختیار دارند، کمتر به سراغ تجزیه پروتئین جیره برای تأمین انرژی و واحدهای ساختمانی می روند.
نتایج: پروتئین جیره (به ویژه منابع پروتئینی با کیفیت) بیشتر به صورت “عبوری” (RUP) از شکمبه گذر کرده و در روده کوچک جذب می شود. این امر بازدهی استفاده از نیتروژن را افزایش و دفع آن را کاهش می دهد.
4- کمک به حفظ سلامت شکمبه
با بهبود تجزیه فیبر و تولید بیشتر اسید استیک (که نسبت به پروپیونات، pH شکمبه را کمتر کاهش می دهد)، ایزو اسیدها می توانند در ثبات محیط شکمبه و پیشگیری از اسیدوز نقش داشته باشند.
5- بهبود تولید و ترکیبات شیر
با مجموع اثرات فوق، استفاده از ایزو اسیدها معمولاً منجر می شود به: افزایش تولید شیر، به ویژه در گاوهای پرتولید. افزایش درصد چربی شیر به دلیل افزایش تولید اسید استیک از تجزیه فیبر. بهبود تولید پروتئین شیر به دلیل افزایش جریان پروتئین میکروبی به روده.
6- پشتیبانی از گاو در دوره انتقال
دوره انتقال گاو (سه هفته قبل و بعد از زایمان) بحرانی ترین مرحله است. در این دوره: مصرف ماده خشک کاهش می یابد. گاو در تعادل منفی انرژی شدید قرار دارد. استفاده از ایزو اسیدها به افزایش کارایی شکمبه و استخراج انرژی و پروتئین بیشتر از هر کیلوگرم خوراک مصرفی کمک می کند.
زمان و شرایط استفاده بهینه از ایزو اسیدها
استفاده از ایزو اسیدها در شرایط زیر بیشترین بازدهی را دارد:
دوره انتقال گاو (حدود سه هفته قبل و بعد از زایمان): در این دوره که مصرف ماده خشک پایین است و گاو در تعادل منفی انرژی قرار دارد، ایزواسیدها با بهبود کارایی شکمبه به گاو کمک شایانی می کنند.
جیره های با فیبر بالا یا کیفیت متوسط: در این جیره ها، ایزو اسیدها با تحریک باکتریهای تجزیه کننده فیبر، بیشترین اثر را دارند.
گاوهای پرتولید: که نیاز به بهینه سازی هرچه بیشتر متابولیسم شکمبه دارند.
به طور خلاصه، ایزو اسیدها با هدف بهینه سازی عملکرد شکمبه و افزایش راندمان استفاده از مواد مغذی جیره مورد استفاده قرار می گیرند. آنها با حمایت از جمعیت میکروبی مفید شکمبه، به گاو کمک می کنند تا از هر گرم خوراک مصرفی، انرژی و پروتئین بیشتری استخراج کند که در نهایت منجر به بهبود عملکرد تولیدمثلی، سلامت و تولید شیر می گردد. استفاده از آنها یک راهکار تغذیه ای دقیق و موثر، به ویژه در گله های پرتولید محسوب می شود.
نتایج یک تحقیق در باره نقش ایزو اسیدها در افزایش تولید شیر
این جدول خلاصه ای از نتایج به دست آمده از 34 گله تجاری با مشاهدات 65 هزار گاو دوشا در سرتاسر آمریکا می باشد. بر این اساس هنگامی که محصول حاوی ایزواسیدها به مدت 30 تا 60 روز به گاوها خورانده شد، میزان تولید شیر تقریباً بیش از 0.9 کیلوگرم افزایش یافت و هر گاو 0.63 کیلوگرم ماده خشک کمتری مصرف کرد. ایزو اسیدها باید به مدت 60 روز خورانده شوند تا پاسخ بهینه ایجاد شود. بر اساس پاسخ گاوها در گله های تجاری، خوراندن ایزو اسیدها به مدت 60 روز، شیر تصحیح شده بر اساس انرژی (ECM) را تا 3.8 درصد افزایش و مصرف ماده خشک را تا 2.3 درصد کاهش داد و بازده خوراک نیز تا 5.4 درصد بهبود یافت.
خوراندن ایزواسیدها به گاوهای خشک، شکمبه آنها را برای هضم بهینه فیبر در اوایل شیردهی آماده می کند. در گاوهایی که فیبر بالاتری مصرف می کنند، بهبود هضم فیبر سودمند است و به کافی بودن پروتئین قابل تجزیه شکمبه منجر می شود (RDP).
نیازی نیست به تمام جیره ها ایزو اسید افزوده شود. میزان ایزو اسیدی که مورد نیاز است، به اسیدهای آمینه شاخه دار تأمین شده از منابع RDP و مقدار پروتئین میکروبی تولید شده در شکمبه بستگی دارد.
جیره خود را بررسی کنید و مطمئن شوید که کل ماده خشک جیره حاوی 10 درصد RDP می باشد تا مشخص شود که آیا لازم است اوره در جیره گنجانده شود! منابع RDP می توانند مهم باشند (کنجاله سویا، کنجاله کانولا و یا اوره). ممکن است لازم باشد که 0.045 کیلوگرم اوره به جیره اضافه شود تا منابع آمونیاک شکمبه برای باکتری ها در جهت هضم فیبر تأمین شود.
در صورت بالا بودن میزان نشاسته و قند جیره (بیش از 30 درصد) ممکن است به BCVFA (اسیدهای چرب فرار شاخه دار) بیشتر به همراه سطح بالاتری از فیبر قابل هضم NDF (از منابع محصولات فرعی و علوفه با کیفیت) نیاز باشد. اگر میزان آمونیاک شکمبه پایین باشد، نیتروژن اوره ای شیر (MUN) می تواند بین 9 میلی گرم در هر دسی متر کاهش یابد.
گاوهایی که BCVFA (اسیدهای چرب فرار شاخه دار) دریافت می کنند نسبت به گاوهای گروه شاهد در اوایل شیردهی وزن کمتری از دست می دهند (1.2 درصد در مقایسه با 3.4 درصد در گاوهای گروه شاهد). این عدد، بهبود وضعیت انرژی که می تواند بر باروری گاو در اوایل شیردهی اثر بگذارد را منعکس می سازد.
تحقیقات مزرعه ای و دانشگاهی، پاسخ های تولیدی مشابه را منعکس کرده اند (جدول 2). نرخ های خوراک دهی توصیه شده بر اساس جیره ها متفاوت است. در یک جیره معمولی گاوهای شیری 40 گرم IsoFerm گنجانده می شود (حاوی 28 گرم ایزو اسید). برای گاوهای خشک پرتولید 20 گرم از این محصول توصیه می شود.
میزان تولید طبیعی آنها اغلب برای پاسخگویی به نیاز گاوهای پرتولید کافی نیست، بنابراین از مکمل های حاوی ایزو اسیدها در جیره استفاده می شود.
نتایج تحقیقات بیشتر در باره خوراندن ایزو اسیدها به مدت 30 تا 60 روز
چندین خلاصه مقالات ایزواسید در جلسات سالیانه انجمن Dairy Science 2023 آمریکا ارائه شد. مطالب مهم در زیر به طور خلاصه ذکر شده است:
- دانشگاه ایالتی اوهایو هضم پذیری پایین NDF و پایین بودن آمونیاک شکمبه را گزارش داد (کمتر از 5 mg/dL) هنگامی که گاوها جیره های حاوی مقادیر کم پروتئین خام دریافت کردند. آمونیاک شکمبه باید کافی باشد تا مزایای حاصل شده از BCVFA بهینه شود.
- دانشگاه مینه سوتا نشان داد که مزایای کلی BCVFA به میزان پروتئین خام جیره بستگی دارد.
- دانشگاه اوهایو با استفاده از آنالیز درون شکمبه ای به این نتیجه رسید که باکتری های سلولتیکی نمی توانند اسیدهای آمینه زنجیره شاخه دار و لیپید زنجیره شاخه دار را بدون BCVFA به طور کافی انتقال دهند. افزودن BCVFA جریان های اسید های آمینه را افزایش می دهد که با خروج اسیدهای آمینه بر پایه باکتریایی نشان داده می شود.
دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی خلاصه ای از یک مطالعه بر 64 رأس گاو اواسط شیردهی را نشان داد. این گاوها جیره های حاوی مقادیر بالا و کم علوفه را دریافت کردند. BCVFA عملکرد تولیدی گاو و بازده خوراک دام را بهبود داد.
- دانشگاه ایالتی اوهایو گزارش داد که افزودن BCVFA در بهبود تولید چربی شیر و ECM مؤثر می باشد، هنگامی که میزان RDP کافی بود. افزایش MUN می تواند به فعالیت میکروبی بیشتر یا مقدار بیشتر میکروب هایی منجر شود که با RDP افزایش می یابد.
- دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی در تحقیقات به این نتیجه رسید که BCVFA رفتار خوراک دهی را که به میزان علوفه وابسته است تغییر می دهد و انتشار گاز متان را کاهش می دهد هنگامی که گاوها جیره های حاوی میزان کمتر NDF علوفه دریافت می کنند.
- مرکز تحقیقات علوفه USDA، 2 میزان متفاوت علوفه (50 و 65 درصد) را به 48 گاو هلشتاین و 8 گاو جرسی خوراند. گاوهایی که مقادیر بالاتر علوفه دریافت کردند بازده خوراک بیشتری داشتند. افزودن بر عملکرد شیردهی تأثیر نداشت. جیره ها حاوی مقادیر کمتری از کربوهیدرات های قابل تخمیر شکمبه ای بودند.
- دانشگاه پوردو به منظور ارزیابی ذخایر ماهیچه ای و عملکرد گاوها در بعد از شیردهی، BCVFA را به گاوهای خشک خوراند. BCVFA افزوده شده به جیره گاوهای خشک به کاهش از دست رفتن وزن بدنی، افزایش گلوکز خون و کاهش میزان کتون منجر شد.
دانشگاه پوردو تأثیر خوراندن BCVFA در طی دوره خشکی بر آغوز و گوساله را ارزیابی کرد. خوراندن BCVFA بر وزن تولد گوساله، میزان چربی یا پروتئین آغوز یا میزان آنتی بادی جذب شده در خون تأثیر نداشت. BCVFA فعالیت متابولیسمی ماهیچه گوساله ها در 24 ساعت بعد از تولد را افزایش داد. برای تعیین تأثیر BCVFA بر گوساله متولد نشده در رحم مادر، به تحقیقات بیشتری نیاز است.
فرصت های آتی با استفاده از مکمل های حاوی ایزواسیدها
مدل های کامپیوتری میزان ایزواسیدهای گنجانده شده و خورانده شده به گاوها را محاسبه می کنند. نوع علوفه، میزان نشاسته و قند، میزان منابع RDP عبوری و پویایی شکمبه می تواند مشخص کند که آیا یک گله یا گروهی از گاوها به ایزواسیدهای افزوده شده واکنش نشان می دهند یا نه! میزان RDP جیره و منابع می تواند یک عامل کلیدی باشد. نتایج تحقیقاتی بیشتر را بررسی کنید. مقدار اوره و استفاده بالقوه از اوره آهسته رهش می تواند بستگی به هزینه اوره آهسته رهش و پاسخ گاو سودمند باشد.
بررسی داده های گله می تواند نشان دهد که آیا BCVFA در تمامی چرخه شیردهی سودمند و مؤثر است یا نه! تحقیق بیشتر در آینده انجام خواهد شد. به بررسی نتایج بیشتر ادامه دهید. گاوهای شیری به ایزواسیدها نیاز دارند به دلیل اینکه مزارع پرورش گاو شیری جیره هایی با علوفه بیشتر تغذیه می کنند (بیش از 60 درصد ماده خشک جیره) و محصولات فرعی را در جیره می گنجانند (به طور تخمینی 35 درصد ماده خشک جیره)، افزایش هضم پذیری فیبر و عملکرد بهینه باکتری ها از نظر اقتصادی مهم می باشد.
