مقدمه
رشد جمعیت جهان و توسعه اقتصادی، تقاضا برای پروتئین دامی را به شدت افزایش داده است. وجود رقابت شدید بین انسان، دام و طیور، جهت تقاضا برای پروتئین دامی، صنعت دامپروری را به مصرف بی سابقه کنجاله سویا مجبور کرده است. ازسوی دیگر، محدودیتهای تولید دانههای روغنی (مانند کمبود آب، تغییرات اقلیمی و رقابت برای زمین زراعی) و مشکلات زیست محیطی ناشی از جنگل زدایی برای کشت سویا، هزینه های پنهان بزرگی را به جامعه جهانی تحمیل کرده است. نتیجه طبیعی این محدودیت ها، افزایش قیمت کنجاله سویا در دهة گذشته و به طبع افزایش هزینه خوراک دام بوده است. در ایران، این مشکلات همراه با وابستگی شدید به واردات برای تأمین کنجاله سویا تشدید شده است. اما نکته کلیدی، شکمبه نشخوارکنندگان است که قابلیت استفاده از مواد غیرقابل مصرف برای انسان و تبدیل آن به غذای باکیفیت را دارد. این ویژگی می تواند در کاهش وابستگی به کنجاله سویا نقش قابل توجهی ایفا کند.
باتوجه به مشکلات ذکر شده، باید به فکر جایگزین مناسب برای کنجاله سویا در خوراک دام بود.
نقش مواد اولیه در تغذیه حیوانات و تأثیر آن بر کیفیت خوراک تولیدی
جایگزینهای کنجاله سویا در تغذیه نشخوارکنندگان
جایگزینهای کنجاله سویا بسته به منشأ به چند دسته تقسیم می شوند:
- منابع گیاهی
این دسته شامل رایج ترین و در دسترس ترین جایگزینها میباشد.
- کنجاله کلزا
کنجاله کلزا، دومین منبع پروتئین خوراک دام در جهان بعد از کنجاله سویا است و با داشتن 35 تا 40 درصد پروتئین خام و نسبت متعادل اسیدهای آمینه، گزینه مناسبی برای جایگزینی جزئی در نشخوارکنندگان به حساب می آید. گرچه کنجاله کلزا پروتئین کمتر و فیبر بیشتری نسبت به کنجاله سویا دارد، اما مطالعات پیشنهاد دادند که پروتئین کنجاله کلزا کارآمدتر از پروتئین کنجاله سویا در گاوهای شیرده استفاده میشود. در مقایسه با سایر کنجاله دانههای روغنی، کنجاله کلزا منبع خوبی از مواد معدنی ضروری است. در دهه گذشته با افزایش تولید، دسترسی به کنجاله کلزا افزایش پیدا کرده است اما وجود گلوکوزینولاتها و فیبر بالا در این کنجاله، محدودیت در مصرف ایجاد میکند. برخی مطالعات، اضافه کردن کنجاله کلزا از 6 تا 20 درصد ماده خشک جیره بدون اثر منفی بر عملکرد دام گزارش کردهاند.
- کنجاله پنبه دانه
کنجاله پنبه دانه یک منبع پروتئین جایگزین هست و مطالعات نشان داده است که می تواند بدون کاهش عملکرد حیوان جایگزین کنجاله سویا شود. این کنجاله حدود 30 تا 50 درصد ماده خشک پروتئین خام دارد و پروتئین غیرقابل هضم در شکمبه بیشتری نسبت به کنجاله سویا دارد، اما غلظت آمینواسیدهای ضروری آن کمتر است. با این وجود مطالعات نشان دادهاند که تولید شیر در زمان مصرف کنجاله پنبه دانه مشابه زمان مصرف کنجاله سویا بود. محدودیت مصرف کنجاله پنبه دانه، مربوط به وجود گوسیپول (یک ماده ضد تغذیه ای که یک ترکیب فنولی سمی است) میشود. گرچه فعالیت میکروبی شکمبه نشخوارکننده بالغ، گوسیپول را سم زدایی میکند، اما نباید مقدار بالایی از کنجاله پنبه دانه، حداکثر 10 تا 15 درصد برای گاو شیری بالغ، استفاده کرد. همچنین مصرف آن برای گوساله های زیر 6 ماه و گاو آبستن باید محدودتر باشد. با توجه به قیمت کمتر واحد پروتئین کنجاله پنبه دانه نسبت به کنجاله سویا، میتوان کنجاله پنبه دانه را یک جایگزین اقتصادی برای کنجاله سویا در نظر گرفت.
- کنجاله کاملینا
دانه کاملینا یک دانه روغنی است که در مقایسه با سایر دانه های روغنی مرسوم، نیازش به نهادههای کشاورزی (مانند کود) کمتر بوده و نسبت به بیماریها، آفات و خشکسالی مقاومتر است. کشت این دانه در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته و پتانسیل کشت در مناطق خشک و نیمه خشک ایران را دارد. کنجاله کاملینا حاوی مقدار قابل توجهی از اسیدهای چرب ضروری (18:2n-6 و 18:3n-3) است و همچنین پروتئین خام نسبتا بالایی (39 تا 46 درصد ماده خشک) با نسبت قابل قبولی از اسیدهای آمینه ضروری دارد. مقدار پروتئین قابل هضم در شکمبه این کنجاله بیشتر از کنجاله سویا و کنجاله پنبه دانه است. از جمله مواد ضد تغذیهای موجود در کنجاله کاملینا، گلوکوزینولاتها و اوروسیک اسید است که باعث شده سطح قابل قبول محصولات دانه کاملینا در جیره حداکثر 10 درصد ماده خشک مصرفی باشد. استفاده از فرآوریهای حرارتی یا آنزیمها می تواند محدودیت مصرف آن را کمتر کند. باتوجه به این اطلاعات میتوان به کنجاله دانه کاملینا به عنوان یک جایگزین انرژی و پروتئین مناسب اندیشید.
- منابع حیوانی
منابع پروتئین حیوانی پتانسیل عبور از شکمبه را داشته و حاوی پروتئین خام بیشتری هستند. همچنین پروفایل آمینواسیدی آنها نیز بهتر از منابع گیاهی است. این منابع، به طور عمده از فرآوری پسماندهای کشتارگاهی و صنایع تبدیلی تأمین می شوند. با وجود امیدوارکننده بودن این منابع، استفاده از آنها در جیره دام، با نگرانی در مورد امنیت غذایی و ثبات این مواد همراه است. خطرات بالقوه مثل آلودگی، غلظت متغیر مواد مغذی و چالشهای نظارتی باید هنگام مصرف این منابع جایگزین، در نظر گرفته شود.
- پودر خون
پودر خون یک محصول جنبی کشتارگاه است که به صورت گسترده به عنوان یک منبع پروتئینی در جیره دام استفاده میشود. تأثیر شیوه خشک کردن بر کیفیت پروتئین این محصول قابل توجه است. هر قدر حرارت بیشتر و طولانیتر باشد، قابلیت دسترسی آمینواسیدهای آن، کمتر خواهد بود. ارزش مواد مغذی پودر خون به چند عامل بستگی دارد، از جمله: گونه خون، نحوه جمع آوری خون، یکنواختی خشککردن و احتمال آلودگی با قطعات استخوان، خاک یا سایر مواد غیرپروتئینی. پودر خون غیرصنعتی، ممکن است در مقدار خاکستر تغییر بالایی داشته باشد. پودر خون حدود 90 تا 95 درصد ماده خشک، پروتئین دارد و با وجود مقادیر بالای لایزین، متیونین و سیستئین، کمبود ایزولوسین دارد و هنگام جیره نویسی باید به این موضوع توجه کرد. گرچه پودر خون آمینواسیدهای ضروری بیشتری نسبت به کنجاله سویا دارد، اما مقادیر آمینواسیدهای گوگردی و ایزولوسین آن پایین است. پودر خون، معمولا از نظر اقتصادی بهتر از پودر ماهی است. استفاده از پودر ماهی و پودر خون در تحقیقات نشان داد که رشد باکتریایی شکمبه کمتر شد. اضافه کردن پودر خون به جیره دام می تواند با استفاده کارآمد از محصولات جنبی کشتارگاه، کاهش ضایعات و ترویج اقتصاد چرخهای در تولید مواد غذایی، به پایداری کمک کند. زمانی که جیره به درستی تنظیم شود، محتوای پروتئین بالا و پروفایل آمینواسید مطلوب آن، می تواند پودر خون را به جایگزینی پایدار برای منابع سنتی پروتئین تبدیل کند.
- پودر پر
پودر پر یک محصول جنبی از صنعت طیور هست و از پر طیور تولید می شود. هر مرغ به عنوان مثال 7 تا 8 درصد وزن بدنش پر دارد که تقریبا 50 گرم ضایعات به ازای هر مرغ تولید می شود. ترکیب پر به طور عمده از کراتین (74 تا 91 درصد) است که غیرقابل هضم برای دام میباشد و برای مصرف در جیره دام باید فرآوری شود. این فرآوریها شیمیایی، فیزیکی و یا بیولوژیکی هستند. پودر پر تقریبا 85 درصد پروتئین دارد اما بسته به نوع فرآوری آن و استفاده از حرارت بالا طی فرآوری ممکن است آمینواسیدهای حساس به حرارت تجزیه شوند. گرچه مقدار سیستئین در پودر پر بالا است، اما مقدار متیونین، لایزین، هیستیدین و تیریپتوفان در این منبع پروتئینی محدود است. اضافه کردن موادی مثل پودر خون در کنار پودر پر در جیره میتواند این محدودیت در برخی آمینواسیدها را پوشش دهد. استفاده از پودر پر در جیره دام، با کاهش ضایعات صنعت طیور به پایداری کمک میکند. با توجه به پروتئین بالا و پتانسیل اثرات سودمند آن، پودر پر می تواند یک جزء ارزشمند در تغذیه دام باشد؛ به شرطی که درست مکمل شود و همراه منابع پروتئینی دیگر استفاده شود. باید دقت داشت که حداکثر مصرف توصیه شده برای پودر پر در جیره نشخوارکنندگان 5 تا 10 درصد ماده خشک است و مصرف بالای 15 درصد ماده خشک، باعث کاهش مصرف خوراک میشود.
- پودر ماهی
پودر ماهی از خشک کردن و آسیاب کردن ماهی کامل یا ضایعات فرآوری ماهی تولید میشود و یکی از با کیفیتترین منابع پروتئین حیوانی برای خوراک دام است. پروتئین خام این محصول حدود 60 تا 72 درصد است که 60 تا 65 درصد آن غیر قابل تجزیه در شکمبه میباشد. هم زمان با پروتئین بالا، 6 تا 12 درصد چربی که غنی از اسیدهای چرب امگا 3 است، در پودر ماهی موجود است. محدودیت مهم پودر ماهی، قیمت بالای آن است که باعث شده تنها در زمانهای حساس مثل اوایل شیردهی، گاوهای پرتولید و گوسالههای شیرخوار استفاده شود. در پودر ماهی، بسته به منبع و کیفیت ماهی، خطر آلودگی به فلزات سنگین و دیوکسین وجود دارد. همچنین فرآوری با حرارت بالا، میتواند پروتئین موجود را تخریب کند و موجب کاهش قابلیت هضم آن شود. مصرف پودر ماهی، بیشتر از 5 درصد ماده خشک جیره، می تواند طعم شیر و گوشت را تغییر دهد. به همین جهت، حداکثر مصرف این ماده که هم اقتصادی و هم ایمن باشد، 3 تا 5 درصد ماده خشک جیره است.
- پودر ضایعات طیور
پودر ضایعات طیور شامل بافت های نرم، احشا، خون و قطعات جدا شده از لاشه طیور (که قابل مصرف نیستند) میباشد. پس از چربی گیری، حرارت دادن و آسیاب کردن، پودر ضایعات طیور حاصل میشود. این محصول نباید حاوی پر باشد. پروتئین خام پودر ضایعات طیوری 55 تا 65 درصد است که حدود 55 تا 65 درصد آن پروتئین غیرقابل تجزیه در شکمبه است. نسبت به پودر پر، این محصول از نظر ترکیب اسیدهای آمینه متعادلتر است. مهمترین نگرانی در مورد پودر ضایعات طیور، نگرانی از احتمال انتقال عوامل بیماریزا است و برای حل این مشکل، فرآوری صحیح با حرارت بالا و استریلیزاسیون نیاز است. کیفیت این محصول با توجه به اجزای تشکیلدهنده آن بسیار متغیر است و اگر چربی بالایی داشته باشد، در صورت نگهداری نامناسب میتواند اکسید شود و طعم نامطلوب آن خوش خوراکی را کاهش داده و منجر به ایجاد طعم نامطلوب در شیر شود. حداکثر مقدار مصرف پودر ضایعات طیور 5 تا 10 درصد ماده خشک جیره است و مصرف بالای 15 درصد ماده خشک جیره پیشنهاد نمیشود.
- منابع نوین پایدار
این دسته از جایگزینها شامل تکیاختهها و حشرات میباشند و مزایای منحصربهفردی نسبت به منابع سنتی پروتئین دارند. این منابع قابل تولید بر روی پسماندهای آلی و مواد غیرقابل مصرف برای انسان هستند و به زمین زراعی و آب شیرین کمی برای تولیدشان نیاز است.
- تک یاختهها
این گروه یکی از امیدوارکنندهترین منابع پروتئین نوین و پایدار در تغذیه نشخوارکنندگان به شمار میروند که شامل مخمرها، پروتئین تک یاختهای و جلبکها است. میزان پروتئین خام در این منابع بسته به گونه و روش فرآوری، بین 40 تا 80 درصد متغیر است و برخی از آنها، مثل پروتئین تک یاختهای و یا جلبک اسپرولینا، پروفایل آمینو اسیدی نزدیک به بدن حیوان دارند. چالش مشترک در بین جلبکها و مخمرها، دیواره سلولی مقاوم آنها است که مانع از دسترسی دام به مواد مغذی داخل سلول میشود. برای حل این چالش، فرآوریهایی مثل شکستن مکانیکی، آنزیمی یا حرارت دهی نیاز است. چالش دیگر در این دسته، محتوای بالای اسید نوکلئیک به ویژه در پروتئین تک یاختهای و مخمر است که در صورت مصرف بیش از اندازه، میتواند باعث ایجاد آسیب کلیوی در دام شود. هزینه بالای تولید در مقیاس صنعتی هنوز رقابت این دسته از منابع پروتئینی با سویا را سخت میکند. در مطالعات، جایگزینی 5 تا 10 درصد ماده خشک جیره، بدون اثر منفی بر مصرف خوراک، تخمیر شکمبهای و تولید شیر گزارش شده است. مزیت منحصر به فرد جلبکها نسبت به دو گروه دیگر، قابلیت فتوسنتز و تثبیت دی اکسیدکربن است. گرچه دیواره سلولی جلبکها نیاز به فرآوری بیشتری نسبت به مخمرها دارد، اما یک گزینه ایده آل برای کاهش ردپای کربنی هستند. در مجموع تک یاختهها با وجود چالش های حال حاضر جهان، به دلیل امکان تولید بدون نیاز به زمین کشاورزی در هر نقطه از جهان، یک مسیر قابل تامل برای تامین پروتئین خوراک دام در آینده به حساب می آیند.
حشرات
- لارو مگس سرباز سیاه
یکی از امیدوارکنندهترین منابع پروتئین حشرهای برای جایگزینی با کنجاله سویا در تغذیه نشخوارکنندگان، لارو مگس سرباز سیاه است. لاروهای این حشره قادرند پسماندهای آلی تولیدی در کشاورزی و صنایع غذایی را مصرف کنند و به پروتئین و چربی تبدیل کنند. لارو مگس سرباز سیاه، غنی از پروتئین است و پروتئین خام آن بین 46.6 درصد تا 59.9 درصد ماده خشک متغیر است و قابل مقایسه با کنجاله سویا یا پودر ماهی است. به علاوه لارو مگس سرباز سیاه حاوی ترکیبات زیست فعال منحصر به فردی، به ویژه پپتیدهای ضد میکروبی مثل دیفنسین، لیزوزیم، آتاسین و پپتیدهای شبه ناتین است که به طور معمول در منابع پروتئینی گیاهی یافت نمی شوند. این ترکیبات فعال ممکن است سلامت دستگاه گوارش را پشتیبانی کرده و فعالیت میکروبیوم شکمبه را بهبود بخشند. چربی به نسبت بالای این محصول، در صورت مصرف بیش از حد، میتواند فعالیت میکروبی شکمبه را مهار کند. وجود کیتین در دیواره سلولی، هرچند باکتریهای شکمبه تا حدودی آن را هضم میکنند، قابلیت هضم را محدودتر میکند. همچنین نگرانی دیگر در استفاده از لارو مگس سرباز سیاه، خطر تجمع فلزات سنگین در صورت تغذیه لاروها برروی بستر آلوده میباشد.
- میلورم
میلورم یا لارو سوسک آرد، پس از لارو مگس سرباز سیاه دومین حشره پر مطالعه در صنعت خوراک دام است. این لاروها به طور عمده بر روی سبوس گندم و جو پرورش داده میشوند. همچنین میتوان آن را بر روی پسماندهای کشاورزی پرورش داد که این ویژگی آن را به یک منبع غذایی پایدار در جیره دام تبدیل کرده است. محتوای پروتئین خام میلورم بین 47 درصد تا 2/60 درصد ماده خشک متغیر است که این مقدار از کنجاله سویا بیشتر است. پروفایل آمینواسیدهای میل ورم از کیفیت بالایی برخوردار بوده و یک جایگزین مناسب و پایدار برای کنجاله سویا در نظر گرفته میشود. در مقایسه با کنجاله سویا، میلورم مقادیر بیشتری از لایزین، متیونین، ترئونین، تریپتوفان، والین و ایزولوسین دارد. همچنین قابلیت هضم پروتئین آن تفاوت معنیداری با پروتئین سویا برای نشخوارکنندگان ندارد. مانند لارو مگس سرباز سیاه، کیتین موجود در دیواره سلولی، در صورت مصرف بالا، میتواند قابلیت هضم پروتئین را کاهش دهد. همچنین چربی بالای این محصول در اثر مصرف بیش از اندازه می تواند فعالیت میکروبی شکمبه را مهار کند. میل ورم به نسبت لارو مگس سرباز سیاه هزینه پرورش بالاتری، به دلیل بسترهای با کیفیت تر، دارد. حداکثر مصرف توصیه شده پودر میلورم برای نشخوارکنندگان 10 تا 15 درصد ماده خشک جیره است.
جمع بندی
محدودیتهای تولید سویا و وابستگی ایران به واردات آن از یک سو و افزایش تقاضا برای پروتئین دامی ازسوی دیگر، جایگزینی کنجاله سویا را اجتنابناپذیر کرده است. هر یک از منابع ذکر شده، با محدودیتهای خاص خود همراه است؛ بنابراین، استفاده از مخلوط چند منبع مکمل همراه با فرآوری صحیح منابع راهکاری است که باید تمرکز بیشتری بر آن شود.
