نهاده‌های خوراک حاوی ترکیبات ضد تغذیه‌ای مانند مهارکننده‌های تریپسین (کنجاله سویا)، گلوکوزینولات‌ها (کنجاله کلزا)، گلوکزیدهای سیانوژنیک (کنجاله بذر کتان)، بازدارنده‌های پروتئاز، گواتروژن‌ها، آلکالوئیدها، اگزالات‌ها و فیتات‌ها هستند که می‌توانند دسترسی به مواد مغذی خوراک را مختل کرده، مصرف خوراک را کاهش دهند و رشد حیوانات مصرف‌کننده را تحت تأثیر قرار دهند.
عوامل ضدتغذیه ای خوراک دام و طیور
اصطلاح “عوامل ضد تغذیه” به مواد آلی یا مصنوعی موجود در نهاده‌های خوراک اشاره دارد که می‌توانند در بهره‌وری از خوراک تداخل ایجاد کنند و بر سلامت دام و طیور تأثیر منفی بگذارند. این مواد که گاهی اوقات به عنوان ضد مغذی، عوامل ضد تغذیه، ترکیبات ثانویه یا متابولیت‌های ثانویه گیاهی نامیده می‌شوند، از نظر فیزیولوژیکی فعال هستند و می‌توانند به طور مستقیم یا غیرمستقیم به عنوان محصولات متابولیک استفاده شوند.
گیاهان این مواد (عوامل ضد تغذیه‌ای) را به‌عنوان حشره‌کش‌های آلی برای دفاع از خود در برابر باکتری‌ها، کپک‌ها، پرندگان و سایر حشراتی که ممکن است تهدید کنند، تولید و استفاده می‌کنند. در نتیجه، وقوع و غلظت آن‌ها در گیاهان تحت تأثیر تنش‌های محیطی و سیستم دفاعی گیاهان در برابر تنش‌های زیستی و غیرزیستی قرار می‌گیرد. حساسیت به سمیت ترکیبات ضد تغذیه‌ای به عوامل متعددی از جمله مرحله رشد گیاه، ویژگی‌های خاک، قدرت، دوز و مدت قرار گرفتن در معرض سموم گیاهی و عوامل مرتبط با حیوان مانند تک‌معده یا نشخوارکننده بودن، سن، نژاد، جنس، وضعیت تغذیه و میکروبیوم روده بستگی دارد. این ترکیبات ممکن است باعث ایجاد طعم ناخوشایند، رنگ نامطلوب، خواص سمی، بوی بد و ویژگی‌های سرکوب‌کننده سیستم ایمنی شوند و هر یک از آن‌ها عملکردهای مختلفی دارند؛ برخی از آن‌ها قابلیت هضم پروتئین‌ها را کاهش می‌دهند، به مواد مغذی موجود در غذا متصل می‌شوند یا به دیواره روده آسیب می‌رسانند.
طبقه بندی ترکیبات ترکیبات ضد تغذیه ای:
طبق پژوهش‌های ثبت شده، طبقه‌بندی‌های مختلفی برای ترکیبات ضد تغذیه‌ای ارائه شده است. گروهی بر اساس خواص شیمیایی و تأثیرات آن‌ها بر مواد مغذی و گروهی نیز بر اساس ساختار شیمیایی، منشأ بیوسنتزی و مقاومت در برابر گرما تقسیم‌بندی کرده‌اند. در ادامه مقاله برخی از این ترکیبات به‌صورت مختصر توضیح داده شده است.
ساپونین‌ها:
ساپونین‌ها گروهی از گلیکوزیدهای ساپونینی (SGs) با وزن مولکولی بالا1000-1500 دالتون (Da)هستند. به دلیل ماهیت شیمیایی خود، به عنوان ترکیبات آمفی‌پاتیک فعال سطحی در محلول‌های آبی توانایی تولید کف را دارند و به گروه‌های خنثی و اسیدی تقسیم‌بندی می‌شوند. آن‌ها در تعدادی از نهاده‌ها و علوفه‌ها از جمله سویا (Glycine maxima)، لوپین (Lupinus spp)، لوسرن (Medicago sativa ) و شبدر قرمز (Trifolium pretense) وجود دارند. غلظت ساپونین در گیاهانی که در برابر حمله حشرات، قارچ‌ها یا باکتری‌ها آسیب‌پذیر هستند، بیشتر است که نشان‌دهنده نقش این ترکیبات به عنوان یک مکانیسم دفاعی در گیاهان است.
سمیت واکنش ساپونین‌ها با کلسترول در غشاهای گلبول قرمز منجر به تغییرات نفوذپذیری سلولی و همولیز می‌شود. به همین ترتیب، ساپونین‌ها اثرات مهاری بر روی آنزیم‌های گوارشی از جمله آمیلاز، لیپاز و پروتئاز (تریپسین) دارند که هضم پلی‌ساکاریدها، لیپیدها و پروتئین‌ها را مختل می‌کنند. بنابراین، رشد، ایمنی و تولید مثل حیوانات مزرعه ممکن است تحت تأثیر ساپونین‌ها قرار گیرد. تغذیه حیوانات نشخوارکننده با علوفه‌ای غنی از ساپونین می‌تواند باعث نفخ به دلیل کاهش تحرک شکمبه و همچنین تشکیل کف پایدار شود. تأثیر ساپونین‌ها بر نفخ شکمبه به سطوح و انواع ساپونین‌ها، pH شکمبه و زمان چرا بستگی دارد. ساپونین‌ها احتمالاً با تشکیل کمپلکس‌های ساپونین-پروتئین بر قابلیت هضم پروتئین جیره تأثیر می‌گذارند. گزارش شده است که ساپونین‌ها اثرات مضری بر تک‌یاخته‌های شکمبه دارند. تجویز ساپونین‌های گیاهی به صورت داخل شکمبه منجر به کاهش معناداری در تعداد کل تک‌یاخته‌ها در شکمبه گوسفند شد. ساختار و دوز ساپونین‌ها، سازگاری حیوانی و ترکیب غذایی عوامل کلیدی تعیین‌کننده اثرات ساپونین‌ها بر جمعیت میکروبیوتای شکمبه هستند. همچنین، ساپونین‌ها می‌توانند با حرارت دادن مایکروویو، تخمیر، اسید و قلیایی، پلت کردن و اکستروژن حذف شوند.
آلکالوئیدها:
لکالوئیدها آمین‌های سمی طبیعی هستند که توسط گیاهان تولید می‌شوند و عمدتاً به عنوان مکانیسم‌های دفاعی برای محافظت از خود در برابر گیاهخواران عمل می‌کنند. این ترکیبات معمولاً دارای بار مثبت در pH قلیایی هستند. برخلاف تانن‌ها، بسیاری از آلکالوئیدها برای دام خوش‌طعم بوده و به نظر می‌رسد در برخی موارد ترجیح داده می‌شوند. در حبوبات و غلات، لوپین حاوی مقادیر قابل توجهی آلکالوئید است، در حالی که باقلا، نخود و دانه‌های روغنی چنین نیستند. اثرات سمی اصلی آلکالوئیدها باعث اختلال در سیستم عصبی مرکزی، فرآیندهای گوارشی، تولید مثل و سیستم ایمنی بدن می‌شود و برای دام و همچنین انسان سمی هستند. آلکالوئیدها بر اساس ساختار شیمیایی به آمین‌ها، آمیدها، ایندول‌ها، استروئیدها، پورین‌ها، پیریمیدین‌ها، پیرولیزیدین‌ها و آلکالوئیدهای پیپریدین طبقه‌بندی می‌شوند. در مسیر بیوسنتزی، آن‌ها از اسیدهای آمینه مشتق می‌شوند؛ به عنوان مثال، آلکالوئیدهای ایندول و پیپریدین به ترتیب از تریپتوفان و لیزین مشتق می‌شوند. از آنجایی که آلکالوئیدها در برابر پردازش حرارتی که معمولاً در صنعت خوراک استفاده می‌شود، مقاومت می‌کنند، پرورش‌دهندگان گیاهان سعی کرده‌اند ارقامی را با سطوح کاهش‌یافته سولانیدین توسعه دهند.
ترکیبات فنلی:
متابولیسم ترکیبات فنلی در حیوانات به خوبی شناخته شده است. ترکیبات فنلی نشان داده‌اند که نفوذپذیری روده را از طریق تغییرات در میکروبیوتای روده و سیستم ایمنی تعدیل می‌کنند. تانن‌ها و گوسیپول کلاس‌های اصلی ترکیبات فنلی در گیاهان هستند.
تانن ها:
تانن‌ها در سراسر قلمرو گیاهی گسترده هستند و به صورت تانن‌های قابل هیدرولیز و متراکم در سطوح مختلف در چندین منبع تغذیه حیوانات وجود دارند. نقش اصلی آن‌ها محافظت از گیاهان در برابر حشرات و قارچ‌ها است. این ترکیبات دارای وزن مولکولی در محدوده 300 تا 500 دالتون (Da) هستند و بر اساس ساختار شیمیایی و مسیر بیوسنتزی به گروه‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند. تانن‌های قابل هیدرولیز (HTs)به آسانی توسط آب، اسیدها، بازها یا آنزیم‌ها هیدرولیز شده و گالوتانین و الاژیتانن تولید می‌کنند. در مقابل، تانن‌های متراکم CTs))، که به عنوان پروآنتوسیانیدین‌ها نیز شناخته می‌شوند، فلاونوئیدهایی هستند که نمی‌توانند هیدرولیز شوند.
بیوسنتز تانن‌ها در گیاهان با اسید کوئینیک آغاز شده و با تولید اسید گالیک به پایان می‌رسد. توزیع تانن‌ها عمدتاً در بین درختان گیاهان عالی مشاهده می‌شود. واژه “تانن” از مواد دباغی نشأت گرفته است که برای تبدیل پوست حیوانات به چرم استفاده می‌شود. تانن‌ها با خاصیت اتصال به پروتئین‌ها شناخته می‌شوند، که این ویژگی در تولید چرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنعت خوراک، تانن‌ها می‌توانند هضم و متابولیسم پروتئین‌ها را در دام مختل کنند. به‌ویژه، CTها بر خوش‌خوراکی تأثیر می‌گذارند که این امر ناشی از تعامل بین CT و گلیکوپروتئین‌های بزاقی است. اثرات ضد تغذیه‌ای تانن‌ها را می‌توان با افزودن پلی اتیلن گلیکول بهبود بخشید. همچنین، استراتژی‌های دیگری مانند خیساندن خوراک با محلول‌های قلیایی یا آب و اتوکلاو برای کاهش اثرات مضر تانن‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
تانن‌ها ممکن است اثرات نامطلوب و مفید مهمی بر عملکرد حیوانات داشته باشند. کیفیت تولید، به دلیل ساختار شیمیایی و محتوای آن‌ها در جیره غذایی، به طور مستقیم با فیزیولوژی حیوانات مرتبط است. برخی از اثرات نامطلوب شامل کاهش مصرف خوراک، قابلیت هضم فیبر و در نتیجه عملکرد حیوانی است. اما در عوض، برخی تحقیقات نشان داده‌اند که تانن‌ها ممکن است استفاده از پروتئین را افزایش دهند، انگل‌های داخلی را کنترل کنند و همچنین بر تولید (از جمله رشد، شیر، گوشت و پشم) و رفاه حیوانات تأثیر بگذارند.
تانن‌ها را می‌توان به رژیم غذایی حیوانات تک معده (مانند مرغ، خرگوش و خوک) و نشخوارکنندگان (مانند گاوهای گوشتی، گاوهای شیری، بز و گوسفند) اضافه کرد. این ترکیبات فواید بسیاری از جمله اثرات مثبت بر سیستم ایمنی بدن، فعالیت ضد باکتریایی، بهبود سلامت دستگاه گوارش، افزایش جذب مواد مغذی، اثرات ضد انگلی و نقش مهمی در بهبود وضعیت آنتی‌اکسیدانی و ایمنی حیوانات دارند. چندین مزیت برای تانن‌ها در حیوانات مزرعه پیشنهاد شده است که شامل تعدیل میکروبیوتای روده، تقویت ایمنی مخاطی و تقویت دفاع آنتی‌اکسیدانی می‌شود.
تانن‌ها ممکن است احساس خشکی یا خفگی در دهان ایجاد کنند و این امر به دلیل کاهش عملکرد روان‌کننده گلیکوپروتئین‌های موجود در بزاق است. آن‌ها به پروتئین‌ها متصل شده و بنابراین مهارکننده آنزیم‌های پروتئولیتیک هستند. محتوای بالای تانن همچنین فعالیت سلولز را کاهش داده و بر هضم فیبر خام تأثیر می‌گذارد.
به طور کلی، تانن‌ها قابلیت هضم ماده خشک، پروتئین و سایر مواد مغذی را کاهش می‌دهند. سورگوم حاوی سطوح بالایی از تانن‌های متراکم است و بیشتر تانن‌ها در پوسته بذر قرار دارند؛ بنابراین، تزئین دانه‌ها باعث کاهش محتوای تانن می‌شود. جوانه زدن حبوبات نیز باعث کاهش محتوای تانن خواهد شد.
دو روش عمده موجود برای حذف یا غیرفعال‌سازی تانن‌ها :
1-درمان فیزیکی: خیساندن و پختن میزان تانن را کاهش می‌دهد؛ اما این درمان ممکن است باعث از دست رفتن قابل توجهی از ماده خشک (DM) بین 20 تا 70 درصد شود. ذخیره بی‌هوازی دانه‌های سورگوم مرطوب به مدت دو تا نه روز به ترتیب منجر به کاهش 40 و 92 درصدی تانن شد.
2- درمان‌های شیمیایی: افزودن عوامل کمپلکس‌کننده تانن مانند پلی اتیلن گلیکول (PEG) و پلی وینیل پیرولیدون (PVP) از تشکیل کمپلکس بین تانن و پروتئین جلوگیری کرده و همچنین شکستن کمپلکس‌های قبلاً تشکیل‌شده را تسهیل می‌کند.
گوسیپول:
گوسیپول یک ترکیب سمی است که در گیاهان پنبه یافت می‌شود. این ترکیب عمدتاً در دانه‌های پنبه متمرکز شده است، اما در سایر قسمت‌های گیاه مانند پوسته، برگ و ساقه نیز وجود دارد. گوسیپول به دو صورت آزاد و متصل وجود دارد. شکل آزاد آن سمی است، در حالی که گوسیپول متصل به پروتئین‌ها غیرسمی محسوب می‌شود. این ترکیب ضد تغذیه‌ای به‌ویژه بر قلب و کبد تأثیر می‌گذارد، اما می‌تواند بر دستگاه تناسلی، شیردان و کلیه‌ها نیز اثر بگذارد.
اگرچه همه حیوانات مستعد سمیت گوسیپول هستند، اما حیوانات با معده‌های ساده (تک معده)، نشخوارکنندگان، نشخوارکنندگان نابالغ و طیور بیشتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند. حیوانات مبتلا ممکن است دچار نارسایی قلبی و مرگ ناگهانی، هپاتوتوکسیکوز، نکروز کبدی ثانویه به نارسایی احتقانی قلب، و اثرات هماتولوژیک از جمله کم‌خونی و افزایش شکنندگی گلبول‌های قرمز خون شوند. همچنین اثرات تولید مثلی نظیر کاهش میل جنسی و اسپرم‌زایی در نرها، اختلال در بارداری و مرگ جنینی در ماده‌ها، و تغییر رنگ زرده تخم‌مرغ به سبز و کاهش جوجه‌ریزی در جوجه‌ها مشاهده می‌شود.
نشخوارکنندگان به دلیل تشکیل کمپلکس‌های پایدار با پروتئین‌های محلول در شکمبه که در برابر تجزیه آنزیمی مقاوم هستند، مقاومت بیشتری در برابر گوسیپول دارند. کمپلکس گوسیپول با فلزاتی مانند آهن تشکیل می‌شود و اثر سمی آن با مکمل آهن به شکل سولفات آهن قابل رفع است.
اثرات عمومی گوسیپول بر حیوانات:
- کاهش اشتها
- کاهش وزن بدن
- تجمع مایع در حفره‌های بدن
- بی‌نظمی قلبی
- کاهش ظرفیت حمل اکسیژن خون (کاهش محتوای هموگلوبین)
- تأثیر نامطلوب بر برخی از آنزیم‌های کبدی
اثرات گسیپول در طیور:
- کاهش رشد جوجه‌ها
- کاهش تولید تخم‌مرغ
- کاهش جوجه‌ریزی
- تغییر رنگ زرده به سبز زیتونی
مهارکننده های پروتئاز:
مهارکننده‌های پروتئاز مولکول‌های پروتئینی کوچکی هستند که در عملکرد آنزیم‌های پروتئولیتیک، که در تجزیه پروتئین‌ها به اجزای اسید آمینه دخالت دارند، نقش ایفا می‌کنند. مهارکننده‌های طبیعی پروتئاز (آنتی‌پروتئازها) پروتئین‌ها یا پپتیدهایی هستند که پروتئولیز را در یک ارگانیسم کنترل کرده و پروتئازهای گونه‌های رقیب یا درنده را غیرفعال می‌کنند. این مهارکننده‌ها به‌طور گسترده در طبیعت پراکنده‌اند و در گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها یافت می‌شوند. گیاهان مختلف، از جمله بیشتر حبوبات، غلات، میوه‌های خاص (سیب، موز، آناناس و کشمش) و سبزیجات (کلم، خیار، سیب‌زمینی، اسفناج و گوجه‌فرنگی)، به عنوان منابع اصلی مهارکننده‌های پروتئاز در نظر گرفته می‌شوند.
پاسخ معمول حیوانات به مصرف مهارکننده‌های پروتئاز، افزایش ترشح آنزیم است که منجر به افزایش اندازه پانکراس (که آنزیم‌های گوارشی را به دوازدهه ترشح می‌کند) می‌شود. دو نوع مهارکننده پروتئاز وجود دارد: مهارکننده‌هایی که فقط تریپسین را مهار می‌کنند و مهارکننده‌هایی که هم تریپسین و هم کیموتریپسین را مهار می‌کنند.
مهارکننده‌های پروتئاز دارای اثرات فیزیولوژیکی هستند که شامل مهار شدت رشد، محدود کردن سازگاری پروتئین و قابلیت هضم در طیور، القای هیپرتروفی و هیپرپلازی پانکراس و افزایش سنتز تریپسین و کیموتریپسین (که نیاز به متیونین و سیستئین را افزایش می‌دهد) می‌شود. این موضوع باعث اتلاف نیتروژن و گوگرد درون‌زا، تحریک مواد تولیدی که از ترشح آنزیم پانکراس پشتیبانی می‌کنند، و همچنین این نکته را باید ذکر کرد که حیوانات بالغ کمتر به مهارکننده‌های پروتئاز حساس هستند.
آنتی ویتامین ها:
آنتی‌ویتامین‌ها ترکیبات آلی هستند که یا ویتامین‌های خاصی را از بین می‌برند، یا با ترکیبات غیرقابل جذب ترکیب می‌شوند، یا در عملکرد گوارشی ویا متابولیک اختلال ایجاد می‌کنند.
– آنتی‌ویتامین A: سویای خام حاوی آنزیم لیپوکسیژناز است که می‌تواند با حرارت دادن بخار به مدت ۵ دقیقه در فشار اتمسفر از بین برود. لیپوکسیژناز اکسیداسیون کاروتن، پیش‌ساز ویتامین A، را کاتالیز می‌کند.
– آنتی‌ویتامین D: فعالیت راشیتوژنیک پروتئین جداشده از سویا (حرارت‌ندیده) در جوجه‌ها و خوک‌ها مشاهده شده است. اتوکلاو این فعالیت را از بین می‌برد.
– آنتی‌ویتامین E: موجود در لوبیای کلیه. جیره‌های حاوی لوبیای خام با کاهش ویتامین E پلاسما باعث ایجاد دیستروفی عضلانی در جوجه‌ها و بره‌ها می‌شوند. اتوکلاو این عامل را از بین می‌برد.
– آنتی‌ویتامین K: خوردن شبدر شیرین باعث ایجاد بیماری خونریزی‌دهنده کشنده در گاو می‌شود که به بیماری شبدر شیرین معروف است. دیکومارول موجود در شبدر شیرین مسئول این امر است. دیکومارول سطح پروترومبین را در خون کاهش می‌دهد و بر لخته شدن خون تأثیر می‌گذارد.
– آنتی‌پیریدوکسین: یک آنتاگونیست پیریدوکسین از بذر کتان به عنوان ۱-آمینو-D-پرولین شناسایی شده است. این ترکیب به‌طور طبیعی در ترکیب با اسید گلوتامیک به عنوان یک پپتید وجود دارد و به آن لیناتین می‌گویند. ارزش غذایی کنجاله بزرک برای جوجه‌ها پس از تصفیه آب و اتوکلاو به میزان قابل توجهی بهبود می‌یابد.
– آنتی‌نیاسین: آنتاگونیست نیاسین که در ذرت، سبوس گندم و غیره یافت می‌شود، باعث ایجاد پروسیس و کاهش رشد می‌شود.
مهارکننده‌های آنزیم:
مهارکننده‌های Bowman-Birk جدا شده از سویا، توانایی مهار یا جلوگیری از توسعه سرطان کبد، ریه و روده بزرگ را نشان داده‌اند. بنابراین، این مهارکننده‌ها کاندیدای امیدوارکننده‌ای در پیشگیری و درمان سرطان هستند.
مکمل مهارکننده آمیلاز استخراج‌شده از لوبیا سفید در غذا به‌تازگی به‌عنوان روشی قابل‌توجه برای کاهش شاخص گلیسمی غذاها و کاهش خطر دیابت و فشار خون مورد بحث قرار گرفته است.
مهارکننده‌های آمیلاز
نشان داده شده است که مهارکننده‌های آمیلاز در دانه‌های گیاهان مانند دانه‌های غلات (گندم، ذرت، برنج و جو) و حبوبات (لوبیا، لوبیا چشم بلبلی و لوبیا آزوکی) یافت می‌شوند. این مهارکننده‌ها به‌طور کلی آمیلاز حشرات را مهار کرده و رشد حشرات را تحت تأثیر قرار می‌دهند؛ بنابراین به‌عنوان پروتئین‌های دفاعی هم در غلات و هم در دانه‌های لوبیا عمل می‌کنند.
گلیکوزیدهای سیانوژن
گلیکوزیدهای سیانوژن در چندین ماده غذایی رایج مانند سورگوم، کاساوا، بذر کتان و چندین گونه حبوبات علوفه‌ای از جمله شبدر و علف یافت می‌شوند. گیاهان این مواد را به‌عنوان بخشی از یک سیستم دفاعی در برابر مهاجمان مانند گیاهخواران، حشرات و میکروارگانیسم‌ها (باکتری‌ها و قارچ‌ها) تولید می‌کنند.
گلیکوزیدهای تهاجمی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:
۱. آن‌هایی که از قبل ساخته شده و آماده ایجاد آسیب هستند.
۲. آن‌هایی که به شکل پیش‌ساز وجود دارند و نیاز به فعال شدن توسط آنزیمی دارند که در بافت گیاه وجود دارد و تنها در طی آسیب بافتی آزاد می‌شود.
نیترات
نیترات شکل نیتروژن موجود در جو است که توسط ریشه گیاهان از خاک جذب شده و به برگ‌ها منتقل می‌شود. در شرایط تنش، نیترات اضافی در گیاهان تجمع می‌یابد. خشکسالی یا بادهای خشک و گرم باعث ایجاد تنش آبی و تجمع نیترات می‌شوند. خسارات ناشی از تگرگ یا یخبندان نیز می‌توانند باعث اختلال در فتوسنتز شوند و در نتیجه، تجمع نیترات اضافی و ایجاد سمیت در دام را به دنبال داشته باشند.
هوای ابری و خنک نیز می‌تواند منجر به مشکل تجمع نیترات شود. در طول مراحل اولیه رشد، بسیاری از نیترات‌های جذب‌شده توسط گیاه برای رشد ریشه و ساقه استفاده می‌شوند. در این مرحله، ریشه‌ها قادر به جذب نیترات بیش از حد نیاز هستند و این نیترات در ساقه و برگ گیاه تجمع می‌یابد. همان‌طور که گیاه رشد می‌کند، برگ‌های آن قادر به تبدیل نیترات بیشتری به پروتئین گیاهی هستند؛ بنابراین، نیترات “مازاد” کمتری در هنگام بلوغ در گیاه یافت می‌شود. محصولات علوفه‌ای مانند علف سودان، ارزن مروارید و جو دوسر می‌توانند نیترات را در سطوح بالقوه سمی انباشته کنند. بیشتر نیترات در ساقه و به دنبال آن در برگ‌ها و مقدار بسیار کمی در دانه‌ها تجمع می‌یابد .
در نشخوارکنندگان، نیترات معمولاً در حضور میکروارگانیسم‌ها به نیتریت، آمونیاک و سپس اسیدهای آمینه و پروتئین در شکمبه تبدیل می‌شود. هنگامی که علوفه دارای غلظت غیرعادی بالای نیترات باشد، حیوان نمی‌تواند این تبدیل را کامل کند و نیتریت تجمع می‌یابد. نیتریت از طریق دیواره شکمبه جذب شده و مستقیماً به جریان خون منتقل می‌شود و هموگلوبین (مولکول حامل O₂) را به هموگلوبین متا تبدیل می‌کند که نمی‌تواند اکسیژن را حمل کند. خون به جای رنگ قرمز روشن معمولی، به رنگ قهوه‌ای تبدیل می‌شود. حیوانی که در اثر مسمومیت با نیترات (نیتریت) می‌میرد، در واقع به دلیل کمبود اکسیژن (خفگی) جان خود را از دست می‌دهد. میزان و مقدار علوفه مصرفی، نوع علوفه، سطح انرژی و کفایت جیره از عوامل مؤثر بر شدت مسمومیت با نیترات هستند.
علوفه‌های یکساله نسبت به علوفه‌های چندساله مستعدتر به تجمع و سمیت نیترات هستند. شرایط آب و هوایی نامطلوب، مانند دوره خشکسالی یا آب و هوای مرطوب و کسل‌کننده، خطر سمیت نیترات را افزایش می‌دهد. مراحل زیر می‌توانند خطر سمیت نیترات را کاهش دهند:
- محتوای نیترات کل جیره را با تغذیه ترکیبی از خوراک‌های کم‌نیترات و پرنیترات رقیق کنید.
- حیوان باید سه یا چهار بار در روز به جای یک وعده غذایی در روز تغذیه شود.
- اجازه دهید گاوها به آرامی با نیترات حساس شوند تا میزان نیترات جیره افزایش یابد.
- اطمینان حاصل کنید که جیره دام به‌طور متعادل برای سطح تولید مورد انتظار تنظیم شده است.
- جیره متعادل کنسانتره باید همراه با خوراک حاوی نیترات به گاو داده شود تا سمیت کاهش یابد.
پلی ساکاریدهای غیرقابل هضم (NSP)
حیوانات تک معده و طیور فاقد آنزیم‌های درون‌زا هستند که قادر به تجزیه NSPها باشند. آرابینوکسیلان‌ها و بتاگلوکان‌های مخلوط اثرات ضدتغذیه‌ای متعددی دارند. ابتدا، این ترکیبات در روده محلول‌های آبی بسیار چسبناک ایجاد می‌کنند و ویسکوزیته گوارش را افزایش می‌دهند. افزایش ویسکوزیته به نوبه خود باعث ضخیم‌تر شدن لایه مخاطی می‌شود که مانعی برای جذب مواد مغذی ایجاد می‌کند و همچنین تغییراتی در مورفولوژی پرزها (کاهش ارتفاع پرز و سطح جذبی) به وجود می‌آورد. در نتیجه، عملکرد حیوانات ممکن است با ممانعت از هضم و جذب مواد مغذی تحت تأثیر قرار گیرد [113].
دوم، NSPها گیرنده‌های تشخیص الگو، از جمله گیرنده‌های شبه تلفات (TLR) را فعال می‌کنند که سیستم ایمنی ذاتی حیوانات را تحریک می‌کند [114]. این امر باعث تغییر جریان مواد مغذی به سمت تولید پاسخ‌های التهابی می‌شود که منجر به عملکرد ضعیف می‌گردد. سوم، NSPها می‌توانند باعث ایجاد دیس‌بیوز در میکروبیوم روده شوند. تصور می‌شود که افزایش ویسکوزیته عامل زمینه‌ای برای تغییر جمعیت میکروبی باشد. این وضعیت ممکن است باعث تکثیر باکتری‌های نامطلوب شود و آن‌ها را از روده به سایر اندام‌ها مانند ریه‌ها و استخوان‌ها منتقل کند که منجر به بیماری‌های مختلف می‌شود [115]. یکی از شایع‌ترین بیماری‌های ناشی از جابجایی باکتری، کندرونکروز باکتریایی همراه با استئومیلیت (BCO) است که علت اصلی لنگش در جوجه‌های گوشتی محسوب می‌شود. چن و همکاران [116] نقش NSPها را در توسعه BCO در جوجه‌های گوشتی نشان داده‌اند.
نتیجه‌گیری:
طبقه‌بندی کامل متابولیت‌های ثانویه گیاهی (PSMs) برای درک تأثیر بالقوه آن‌ها بر سلامت حیوانات بسیار مهم است. این طبقه‌بندی همچنین بینش‌های ارزشمندی درباره مکانیزم‌هایی ارائه می‌دهد که از طریق آن این PSMها اثرات مضر خود را اعمال می‌کنند و امکان توسعه استراتژی‌های غیرفعال‌سازی را برای به حداقل رساندن تأثیر آن‌ها بر سلامت و بهره‌وری حیوانات فراهم می‌کند.
استفاده از ژنتیک و اصلاح گیاهان برای توسعه ارقام با سطوح پایین عوامل ضدتغذیه‌ای، یکی از مؤثرترین و کاربردی‌ترین استراتژی‌های غیرفعال‌سازی است؛ مانند توسعه ارقام کلزا با گلوکوزینولات کم که می‌تواند بدون محدودیت در تغذیه دام استفاده شود. بیوتکنولوژی نیز راه‌حل ارزشمندی برای مقابله با برخی از PSMها بوده است، به ویژه در توسعه آنزیم‌های برون‌زا برای تجزیه اسید فیتیک و پلی‌ساکاریدهای غیرنشاسته‌ای. فناوری‌های خوراک، مانند گلوله کردن و پردازش اکستروژن، راه‌حل مؤثری برای از بین بردن برخی PSMها هستند، مانند گوسیپول در کنجاله پنبه‌دانه.
ابزارهای پیشرفته بیوتکنولوژی، مانند سیستم‌های مبتنی بر CRISPR-CAS، اخیراً برای سرکوب مسیر بیوسنتزی عوامل ضدتغذیه به کار گرفته شده‌اند. این نوع روش‌های غیرفعال‌سازی چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای دارد. بین PSMها و میکروبیوم روده حیوانات تضادی وجود دارد که ممکن است برای تولید محصولات پروبیوتیک جدید جهت مقابله با اثرات ضدتغذیه‌ای PSMها مورد استفاده قرار گیرد.
بسیاری از متابولیت‌های ثانویه گیاهی اثرات مفیدی را در دوزهای پایین نشان داده‌اند. این اثرات مفید شامل فعالیت‌های ضدالتهابی، ضدسرطانی، آنتی‌اکسیدانی، ضدقند خون، ضدفشار خون، ضدباکتری، ضدقارچی و ضدویروسی است.
عوامل سمی متعددی در علوفه می‌توانند باعث ایجاد سمیت در دام شوند که توسط علف‌ها، حبوبات، غیرحبوبات و سایر گیاهان و درختچه‌ها تولید می‌شوند. در هند، که با کمبود شدید خوراک و علوفه مواجه است، علوفه و مواد خوراک غیرمتعارف پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای افزایش استفاده از مواد مغذی جیره، کاهش آلودگی محیطی و کاهش هزینه تغذیه در گاوهای کم‌شیرده دارند.
انتخاب خاص خوراک و علوفه و شناسایی عوامل ضدتغذیه‌ای و تغذیه‌ای برای بهینه‌سازی تمامی منابع خوراک ضروری است تا به اهداف مورد نظر دست یابیم. همچنین، بررسی جنبه‌های مختلف اصول سمی، اثر آن‌ها و اقدامات اصلاحی برای مدیریت بهینه خوراک و استفاده از علوفه به منظور بهبود سلامت و تولید دام اهمیت دارد.
