صنعت طیور به عنوان یکی از مهم ترین بخش های تولید پروتئین حیوانی در جهان، همواره با چالش‌های متعددی مانند بیماری های عفونی، استرس های محیطی، هزینه های فزاینده خوراک و فشارهای اجتماعی و قانونی برای کاهش مصرف آنتی‌بیوتیک ها روبه‌رو بوده است. در سال های اخیر، نگرانی های جهانی درباره ظهور مقاومت های آنتی‌بیوتیکی و باقی‌مانده های دارویی در محصولات دامی، موجب شده است که جستجوی جایگزین های ایمن و موثر برای آنتی‌بیوتیک های محرک رشد در اولویت پژوهش و صنعت قرار گیرد.
افزودنی های فیتوژنیک یا فیتوبیوتیک ها، گروهی نا همگن از ترکیبات زیست فعال مشتق شده از گیاهان هستند که شامل اسانس ها، عصاره های گیاهی، پودرها و متابولیت های ثانویه گیاهی می شوند. این ترکیبات، به دلیل داشتن خواص متعددی نظیر فعالیت های ضد میکروبی، آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی و تحریک‌کننده ترشح آنزیم های گوارشی، به‌عنوان گزینه ای نویدبخش برای بهبود سلامت دستگاه گوارش، افزایش کارآیی استفاده از مواد مغذی و ارتقای عملکرد تولیدی طیور مطرح می شوند.
مطالعات متعدد نشان داده‌اند که استفاده از ترکیبات فیتوژنیک می‌تواند موجب بهبود وزن‌گیری، ضریب تبدیل خوراک، کاهش تلفات، بهبود شاخص های ایمنی و ارتقای کیفیت محصولات (گوشت و تخم‌مرغ) شود. علاوه بر این، ماهیت طبیعی و ایمنی نسبی این افزودنی ها، جذابیت آنها را برای مصرف‌کنندگان و سیاست‌گذاران حوزه ایمنی غذایی افزایش داده است. با وجود این، اثرات این ترکیبات به نوع گیاه، ترکیب شیمیایی، روش استخراج، دوز مصرفی و شرایط پرورشی بستگی دارد و همین موضوع موجب تنوع و گاه تناقض در نتایج پژوهش‌ها شده است.
انواع ترکیبات فیتوژنیک رایج در تغذیه طیور
- اسانس ها (Essential oils)
این ترکیبات مخلوط پیچیده ای از ترکیبات فرار استخراج‌شده از گیاهان معطر از طریق تقطیر با بخار یا روش‌های دیگر می باشند. ترکیبات اصلی آنها شامل ترپن ها (مانند تیمول و کارواکرول در آویشن و پونه کوهی)، فنول ها، آلدئیدها و کتون ها می باشند. خاصیت ضد میکروبی قوی، تحریک ترشح آنزیم های گوارشی و اثر آنتی‌اکسیدانی، از جمله مشخصاتی است که به آنها نسبت داده می شود. برای مثال می توان به اسانس های آویشن، پونه کوهی، رزماری، دارچین، سیر و میخک اشاره کرد.
- عصاره های گیاهی (Herbal extract)
محلول های غنی از ترکیبات زیست فعال گیاه که با روش‌های استخراجی (اتانولی، متانولی و یا آبی) تهیه می‌شوند. پلی‌فنول ها، فلاونوئیدها، ساپونین ها و آلکالوئیدها از ترکیبات اصلی آنها بشمار می آیند. از جمله عصاره های استفاده شده در تغذیه طیور می توان به عصاره زردچوبه (کورکومین)، عصاره زنجبیل، عصاره سیر و عصاره دانه شنبلیله اشاره کرد.
- پودرهای گیاهی (Herbal powder)
این ترکیبات شامل پودر گیاهان یا بخش های گیاهی خشک‌شده که مستقیما به خوراک افزوده می‌شوند، هستند. حاوی مجموعه ای از ترکیبات فعال (ترپن ها، تانن ها، ساپونین ها) می باشند که معمولا اثر خفیف‌تر از اسانس ها دارند اما پایدارتر و ارزان ترند. پودر زنجبیل، دارچین، فلفل سیاه، زردچوبه، شنبلیله، رازیانه، سیر، چای سبز و قارچ از جمله ترکیبات رایج به کار برده شده در تغذیه طیور می باشند.
- گیاهان تخمیر شده (Fermented herbs)
تخمیر، فرآیندی که توسط میکروارگانیسم ها تسهیل می شود، به طور گسترده در صنعت دام برای افزایش خواص محصولات گیاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نشان داده شده است که این روش غلظت مواد موثر گیاه را افزایش می دهد، فعالیت آنتی‌اکسیدانی را تقویت کرده و پتانسیل درمانی محصولات گیاهی را بهبود می بخشد. نشان داده شده است که تخمیر، هم زیست فراهمی و هم فعالیت زیستی ترکیبات فعال موجود در محصولات گیاهی را افزایش می‌دهد. بنابراین، می توان از تخمیر برای بهبود اثربخشی محصولات گیاهی در جهت بهبود عملکرد طیور استفاده کرد.
- ترکیبات گیاهی کپسوله شده یا نانوکپسوله شده (Encapsulated and Nano-encapsulated herbs)
استفاده از اشکال پودری و عصاره ای گیاهان، رویکردی رایج برای افزایش تولید طیور بوده است. با این حال، ساختار چند حلقه‌ای بزرگ و حلالیت در چربی پلی‌فنول ها (همراه با حلالیت کم آنها در آب)، چالش های قابل توجهی را ایجاد کرده است. این خواص به عنوان موانع اصلی برای جذب پلی‌فنول ها از طریق غشای خارجی سلول های دستگاه گوارش عمل کرده و زیست فراهمی و اثربخشی آنها را محدودمی کند. کپسوله‌سازی با حفظ خواص شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مواد فعال و در عین حال امکان آزادسازی کنترل‌شده یا تحویل هدفمند آنها، راه حلی برای این محدودیت ها ارائه می دهد. این فرآیند شامل پوشش یک یا چند ترکیب زیست فعال با مواد محافظ برای تشکیل کپسول‌هایی با اندازه‌های نانومتر تا میلی‌متر است. فیتوزوم ها، شکل خاصی از کپسوله‌سازی هستند که از طریق ترکیب عصاره های گیاهی استاندارد شده با فسفولیپیدها، به ویژه فسفاتیدیل کولین سویا، به منظور ایجاد یک ساختار لیپیدی-هارمونیک تولید می شوند.
اثرات ترکیبات فیتوژنیک بر عملکرد طیور
افزودنی های فیتوژنیک، هم در طیور گوشتی و هم تخم‌گذار، باعث بهبود وزن‌گیری، کاهش ضریب تبدیل خوراک و افزایش تولید می‌شوند. این اثرات عمدتا از طریق بهبود سلامت روده، افزایش جذب مواد مغذی، کاهش بار میکروبی پاتوژن و اثرات آنتی‌اکسیدانی ایجاد می شوند. با این حال، دوز و فرم فیتوژنیک (اسانس، عصاره، پودر و…) نقش کلیدی در کارآیی دارند و مصرف بیش از حد ممکن است اثرات معکوس داشته باشد.
طیور گوشتی:
- وزن گیری: افزودنی های فیتوژنیک با بهبود سلامت روده، افزایش جذب مواد مغذی و کاهش استرس اکسیداتیو باعث افزایش وزن پرنده می شوند. مطالعات متعدد نشان داده اند که اسانس های آویشن، رزماری، دارچین و عصاره های زنجبیل و زردچوبه می‌توانند افزایش وزن بدن را تا 10 درصد افزایش دهند. این اثرات وابسته به دوز و فرم ترکیب گیاهی می باشد. دوز پایین ممکن است اثر محدود داشته باشد و دوز بالا بعضا اثر ضدتغذیه ای ایجاد کند.
- ضریب تبدیل خوراک: بهبود ضریب تبدیل خوراک یکی از مهم ترین مزایای اقتصادی فیتوژنیک ها است. این مهم از طریق افزایش فعالیت آنزیم های گوارشی، کاهش رشد باکتری های مضر و افزایش بهره‌وری تغذیه ای حاصل می شود. مطالعاتی که از مخلوط اسانس های آویشن و رزماری استفاده کردند، کاهش تقریبا 8 درصدی ضریب تبدیل خوراک را گزارش کردند.
- مصرف خوراک و تلفات: مصرف خوراک اغلب بدون تغییر یا با اندکی افزایش گزارش شده است، اما به دلیل افزایش کارآیی جذب، وزن نهایی بیشتر و ضریب تبدیل خوراک بهبود یافته حاصل می شود. کاهش مرگ و میر به ویژه در شرایط استرس حرارتی یا چالش های میکروبی نیز توسط محققان مختلف گزارش شده است.
طیور تخم گذار
- تولید تخم مرغ و وزن آن: برخی فیتوژنیک ها مانند آویشن، رزماری و عصاره زنجبیل باعث افزایش تولید روزانه تخم مرغ و گاهی افزایش وزن آن نیز شده اند. این اثرات همانطور که عنوان شد وابسته به مرحله پرورش، دوز و فرم هستند و بیشترین تاثیر در دوره های اوج تولید مشاهده شده است.
- ضریب تبدیل خوراک: برخی مطالعات گزارش کرده اند که فیتوژنیک ها به کاهش ضریب تبدیل مرغ تخم گذار (4 تا 6 درصدی) کمک کرده اند.
- کیفیت تخم‌مرغ: فیتوژنیک ها می توانند کیفیت پوسته و غلظت زرده را بهبود دهند. اثرات آنتی‌اکسیدانی ترکیبات باعث کاهش اکسیداسیون چربی زرده و بهبود ماندگاری تخم مرغ می شود.
اثرات ترکیبات فیتوژنیک بر سلامت دستگاه گوارش طیور
دستگاه گوارش طیور نه تنها محل هضم و جذب مواد مغذی است، بلکه نقشی اساسی در ایمنی و مقاومت پرنده در برابر بیماری ها ایفا می‌کند. افزودنی های فیتوژنیک به دلیل ترکیبات زیست فعال متنوع خود می توانند از مسیرهای مختلفی سلامت دستگاه گوارش را بهبود بخشند:
- اثرات ضد میکروبی و تعدیل میکروبیوتای دستگاه گوارش:
ترکیباتی مانند تیمول، کارواکرول، آلیسین و اوژنول با تخریب غشای سلولی باکتری ها، تغییر نفوذپذیری و مهار آنزیم های متابولیکی آنها، موجب کاهش رشد باکتری های بیماری زا نظیر ای. کلای و کلستریدیوم پرفرینجنس می شوند. در عین حال، برخی فیتوژنیک ها رشد باکتری های مفید مانند لاکتوباسیل ها را تقویت کرده و به تعادل فلور روده کمک می‌نمایند.
- تحریک ترشح آنزیم های گوارشی و بهبود هضم:
اسانس هایی مانند آویشن، رازیانه و زنجبیل باعث تحریک ترشح بزاق، شیره پانکراسی و صفرا می‌شوند. در نتیجه افزایش ترشح آنزیم های پروتئاز، لیپاز و آمیلاز، هضم بهتر پروتئین، چربی و نشاسته رخ داده و افزایش دسترسی مواد مغذی و انرژی قابل انتظار خواهد بود.
- فعالیت آنتی‌اکسیدانی و ضدالتهابی:
ترکیبات فنولیک و فلاونوئیدی (مثل کورکومین، کوئرستین، رزمارینیک اسید) رادیکال های آزاد را خنثی کرده و استرس اکسیداتیو را کاهش می‌دهند. این اثر باعث کاهش التهاب مخاط روده، حفظ یکپارچگی سد اپیتلیالی و جلوگیری از نفوذ سموم و میکروارگانیسم ها به جریان خون می‌شوند.
- بهبود مورفولوژی روده:
مطالعات نشان داده‌اند که استفاده از فیتوژنیک ها موجب افزایش ارتفاع پرزها و نسبت پرز به عمق کریپت در ژژنوم و ایلئوم می‌شوند. این تغییرات ساختاری باعث افزایش سطح جذب و کارآیی استفاده از مواد مغذی می‌گردد.
- تقویت ایمنی مخاطی:
برخی ترکیبات (مانند ساپونین ها و پلی‌ساکاریدهای گیاهی) تولید ایمونوگلوبولین A و سیتوکین های ضدالتهابی را در بافت روده تحریک می‌کنند. در نتیجه، افزایش مقاومت پرنده در برابر عوامل بیماری زا و کاهش نیاز به آنتی‌بیوتیک ها دور از انتظار نیست.
- کاهش فرآیند های تخمیری نامطلوب و تولید متابولیت های مضر:
فیتوژنیک ها با کنترل رشد باکتری های مضر، تولید آمونیاک، آمین های بیوژنیک و سایر متابولیت های سمی در روده را کاهش می دهند. این موضوع نه‌تنها به بهبود سلامت پرنده کمک می‌کند، بلکه اثر مثبتی بر کیفیت هوا در سالن‌های پرورش نیز دارد.
اثرات ترکیبات فیتوژنیک بر وضعیت ایمنی
افزودنی های فیتوژنیک با تقویت ایمنی هومورال و سلولی، تعدیل التهاب، افزایش پاسخ به واکسن و بهبود سلامت روده، نقش چندجانبه ای در ارتقای سیستم ایمنی طیور دارند. این اثرات نه‌تنها مقاومت پرنده در برابر بیماری ها را افزایش می دهند، بلکه امکان کاهش مصرف آنتی‌بیوتیک ها و بهبود ایمنی غذایی محصولات را نیز فراهم می‌کنند.
- تقویت ایمنی هومورال:
بسیاری از فیتوژنیک ها (مانند اسانس های آویشن و عصاره زردچوبه) می توانند تولید ایمونوگلوبولین ها، به ویژه IgA و IgG را افزایش دهند. افزایش IgA در روده باعث تقویت ایمنی مخاطی و جلوگیری از چسبندگی و تهاجم باکتری های پاتوژن می شود. مطالعات نشان داده اند که افزودن عصاره های گیاهی به خوراک، پاسخ واکسن به بیماری هایی مانند نیوکاسل و برونشیت عفونی را بهبود می بخشد.
- فعالیت ضد التهابی و تنظیم سیتوکین ها:
ترکیبات فنولیک و فلاونوئیدی موجود در فیتوژنیک ها می توانند سیتوکین‌های التهابی (IL-1, IL-6, TNF-α) را کاهش دهند و سطح سیتوکین های ضد التهابی (IL-10) را افزایش دهند. این اثر باعث کاهش التهاب مزمن روده و استرس اکسیداتیو شده و سیستم ایمنی را متعادل نگه می دارد.
- تقویت ایمنی سلولی:
فیتوژنیک ها با فعال کردن لنفوسیت ها، ماکروفاژها و سلول های کشنده طبیعی، پاسخ ایمنی سلولی را تقویت می کنند. این مکانیسم به پرنده کمک می‌کند تا سریع تر به عفونت ها پاسخ داده و بار میکروبی پاتوژن ها کاهش یابد.
- اثرات غیرمستقیم از طریق سلامت روده:
سلامت روده و میکروبیوتا با ایمنی ارتباط مستقیم دارد. فیتوژنیک ها با کاهش باکتری های مضر و افزایش باکتری های مفید، محیط روده را به سمتی سوق می دهند که پاسخ ایمنی بهتر و موثرتری ایجاد شود. بهبود مورفولوژی روده (بهبود ارتفاع پرز و نسبت ارتفاع پرز به عمق کریپت) منجر به افزایش سطح جذب مواد مغذی مورد نیاز برای تولید سلول های ایمنی می شود.
- اثرات آنتی‌اکسیدانی:
ترکیبات آنتی‌اکسیدانی مانند رزمارینیک اسید، کورکومین و کوئرستین، رادیکال های آزاد را خنثی کرده و استرس اکسیداتیو سلولی را کاهش می دهند. در واقع، هر چه سطح استرس اکسیداتیو پایین‌تر باشد، فعالیت بهتر لنفوسیت ها و ماکروفاژها رخ خواهد داد و در نهایت ایمنی موثرتری پدیدار خواهد شد.
اثرات ترکیبات فیتوژنیک بر کیفیت محصولات طیور (گوشت و تخم مرغ)
افزودنی های فیتوژنیک با خاصیت آنتی‌اکسیدانی و اثرات بیولوژیک، کیفیت گوشت و تخم‌مرغ را از چند طریق از جمله، کاهش اکسیداسیون و افزایش ماندگاری گوشت، بهبود ویژگی های حسی (رنگ، بو، بافت)، افزایش استحکام پوسته و کیفیت تخم‌مرغ و بهبود پروفایل چربی گوشت بهبود می دهند.
کیفیت گوشت طیور:
- اثرات آنتی‌اکسیدانی و افزایش ماندگاری گوشت: بیان شده است که اسانس ها و عصاره های گیاهی حاوی ترکیبات فنولیک و فلاونوئیدی هستند که می توانند میزان اکسیداسیون لیپید گوشت را کاهش دهند. در واقع، کاهش اکسیداسیون لیپیدی گوشت سبب بهبود رنگ آن، کاهش بوی نامطبوع و افزایش ماندگاری گوشت در طول نگهداری خواهد شد. برای مثال، مطالعه ای نشان داد که استفاده از عصاره رزماری، آویشن یا زردچوبه باعث کاهش شاخص پراکسیداسیون و TBARS در گوشت شد.
- تغییر در ترکیب شیمیایی گوشت: برخی فیتوژنیک ها باعث افزایش نسبت چربی غیراشباع به اشباع یا بهبود پروفایل اسیدهای چرب گوشت می شوند. اثر این ترکیبات بر محتوای پروتئین اغلب ثابت است، اما به دلیل بهبود هضم و جذب مواد مغذی، افزایش جزئی در وزن عضلانی نیز مشاهده شده است.
- بهبود ویژگی های حسی: کاهش بوی نامطبوع و تلخی ناشی از اکسیداسیون و همچنین بهبود بافت و رنگ گوشت به دلیل کاهش اکسیداسیون و حفظ رطوبت بافتی آن نیز گزارش شده است.
کیفیت تخم‌مرغ:
- کیفیت زرده و پوسته: فیتوژنیک ها می توانند غلظت زرده و استحکام پوسته را بهبود دهند، این مهم احتمالا از طریق افزایش جذب کلسیم و فسفر و اثرات آنتی‌اکسیدانی ترکیبات گیاهی رخ می دهد. برخی عصاره ها مانند زنجبیل و رزماری باعث افزایش ضخامت پوسته و کاهش شکستگی تخم مرغ ها شدند.
- کاهش اکسیداسیون چربی زرده: گزارش شده است که ترکیبات فنولیک و فلاونوئیدی از طریق کاهش اکسیداسیون لیپید زرده سبب بهبود ماندگاری و ثبات رنگ زرده شده اند. در نتیجه، تخم‌مرغ سالم تر و با کیفیت بهتری برای مصرف انسانی خواهیم داشت.
- اثرات حسی و نگهداری: افزودن فیتوژنیک ها باعث کاهش تغییرات بو و طعم نامطبوع در طول نگهداری تخم مرغ ها شده است. این اثرات بیشتر در عصاره ها و اسانس های با فعالیت آنتی‌اکسیدانی قوی تر مشاهده شده است.
چالش ها و ملاحظات در استفاده از افزودنی های فیتوژنیک در تغذیه طیور
اگرچه افزودنی های فیتوژنیک اثرات متعددی بر سلامت و عملکرد طیور دارند، استفاده عملی از آن ها با چالش هایی همراه است. یکی از مهم ترین مسائل، تنوع گسترده ترکیبات و کیفیت محصولات گیاهی است؛ اثرگذاری این افزودنی ها به نوع گیاه، قسمت استفاده‌شده، روش استخراج، شرایط برداشت و نگهداری وابسته است و همین موضوع باعث تفاوت در نتایج مطالعات و دشواری در استانداردسازی می گردد. علاوه بر این، دوز مصرفی و سمیت بالقوه ترکیبات باید به دقت در نظر گرفته شود. دوزهای پایین ممکن است اثربخشی کافی نداشته باشند، در حالی که دوزهای بالا ممکن است اثر ضدتغذیه ای یا عوارض جزئی ایجاد کنند. پایداری ترکیبات نیز یک چالش دیگر است؛ بسیاری از فیتوژنیک ها حساس به حرارت، نور و اکسیداسیون هستند و نیاز به فرمولاسیون های محافظ مانند نانوکپسوله‌سازی یا حامل های مناسب دارند تا اثر طولانی مدت خود را حفظ کنند.
اثر ترکیبات گیاهی می تواند بسته به گونه طیور، سن و مرحله پرورش، شرایط محیطی و تعامل با سایر افزودنی ها متفاوت باشد. تمامی این عوامل باعث می شوند که همان ترکیب فیتوژنیک در شرایط مختلف اثر متفاوتی داشته باشد. علاوه بر این، مقررات و استاندارد های ملی و بین‌المللی درباره مصرف این افزودنی ها متنوع است و نبود استانداردسازی دقیق می تواند مانع تجاری سازی و استفاده گسترده از آنها شود. در نهایت، هزینه و جنبه اقتصادی نیز از ملاحظات مهم به شمار می رود؛ برخی عصاره ها یا اسانس های خالص قیمت بالایی دارند و باید مزیت اقتصادی آن ها نسبت به هزینه مصرف خوراک و بهبود عملکرد به طور دقیق ارزیابی شود. به طور کلی، موفقیت استفاده از فیتوژنیک ها در صنعت طیور مستلزم توجه همزمان به کیفیت محصول، انتخاب دوز مناسب، فرمولاسیون پایدار، شرایط پرورش و مقررات مربوطه است.
چشم انداز آینده
با توجه به اثرات متعدد و ارزشمند افزودنی های فیتوژنیک در تغذیه طیور، انتظار می‌رود که در آینده استفاده از این ترکیبات به‌عنوان جایگزین طبیعی آنتی‌بیوتیک ها و بهبود دهنده عملکرد پرنده افزایش یابد. با این حال، بسیاری از مطالعات موجود هنوز محدود به آزمایش های کوتاه‌مدت و مقیاس کوچک هستند و تنوع گونه ای، دوز مصرف، فرم ترکیبات و شرایط محیطی باعث تفاوت قابل توجهی در نتایج می شود.
مسیرهای پژوهشی آینده می تواند شامل استانداردسازی محصولات فیتوژنیک، توسعه فرمولاسیون‌های پایدار و با اثر طولانی، بررسی تعاملات با سایر افزودنی ها مانند پروبیوتیک ها و آنزیم ها، و ارزیابی اثرات طولانی‌مدت بر سلامت و ایمنی طیور باشد. همچنین استفاده از روش های نوین بیوتکنولوژی و نانوکپسوله‌سازی می تواند به بهبود جذب و پایداری ترکیبات کمک کند و امکان طراحی خوراک های دقیق و هدفمند را فراهم آورد. علاوه بر این، نیاز به مطالعات اقتصادی و بررسی هزینه-فایده کاربرد صنعتی وجود دارد تا اطمینان حاصل شود که استفاده از فیتوژنیک ها علاوه بر سلامت و عملکرد پرنده، از نظر اقتصادی نیز به‌صرفه است.
در نهایت، پژوهش های آینده می توانند مسیر روشن تری برای کاربرد عملی و صنعتی فیتوژنیک ها فراهم کنند، به گونه‌ای که هم سلامت طیور و کیفیت محصولات بهبود یابد و هم استفاده از آنتی‌بیوتیک ها کاهش یابد.
