نقش و اهمیت دیواره مخمر در توکسین بایندر دام و طیور یکی از سوالات عمده تولید خریداران توکسین بایندر می باشد. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم.
نهاده های خوراک آلوده به مایکوتوکسین های مختلفی هستند. متأسفانه هنوز روشی قطعی برای حذف کامل این سموم قارچی قبل از مصرف یافت نشده است. بهترین راهکار استفاده از توکسین بایندر های چند جزئی جهت تشکیل باند و خارج کردن مایکوتوکسین ها از دسترس دستگاه گوارش هستند.
توکسین بایندر ها معمولا بر پایه آلومینو سیلیکات ها، زغال فعال، دیواره مخمر سلولی افزودنی های مختلف دیگر هستند. این ترکیبات با اثر گذاری در سطوح مختلف حداکثر کارایی را دارند. بخش مخمری بر پایه بتا گلوگان بوده و از دیواره داخلی مخمرهای سلولی استخراج می شوند.
تفاوت مخمر و دیواره مخمر
مخمر و دیواره مخمر از نظر ترکیبات و روش های استخراج متفاوت هستند. در ادامه قصد داریم به ویژگی و تفاوت های آن ها بپردازیم.
نقش مخمر در خوراک دام و طیور و آبزیان
تک سلولی های مخمر، زیر مجموعه میکروارگانیسم های یوکاریوتی و از اعضای خانواده قارچ ها می باشند. به طوری که خود مخمر خواص پروبیوتیک و دیواره سلولی آن نقش پری بیوتیک دارند ( Kung et al,1997). در مجموع مخمر ها به دلیل فراهم سازی فاکتور های رشد و ویتامین ها در رده ی پست بیوتیک و یا پری بیوتیک طبقه بندی می شوند ( Palmer et al,2018).
نقش دیواره مخمر سلولی در تغذیه دام
دیواره مخمر سلولی 25 درصد وزن خشک سلول مخمر را به خود اختصاص داده و با ضخامت 100-200 نانومتر علاوه بر نقش محافظتی از سلول، نقش های متابولیکی نیز دارد (Shurson,2018). ترکیبات دیواره مخمر سلولی شامل مانو پروتئین ها، بتاگلوکان، مانان الیگو ساکارید، کتین و N – استیل گلوکزآمین می باشند.
الیگوساکاریدهای مانان و بتاگلوکان بیشترین درصد ترکیبات دیواره مخمر سلولی را به خود اختصاص می دهند. لایه داخلی دیواره مخمر سلولی از بتا گلوکان تشکیل شده است. بتاگلوکان به صورت ناهمگن از پلی ساکارید های طبیعی تشکیل شده است. زیر واحدهای گلوکز در بتاگلوکان با پیوندهای گلیکوزیدی به صورت شاخه های اصلی بتا (1و6) و شاخه های فرعی بتا (1و3) و (1و4) به همدیگر متصل می شوند. عامل اصلی ساختار مارپیچی بتاگلوکان، پیوندهای هیدروژنی شاخه های بتا می باشد ( Liu, Yana, et al,2021)
بتا گلوکان به دلیل ویژگی بدون بار بودن خود توانایی جذب ریزمغذی ها و مواد مغذی را ندارد. اما این ترکیب با ساختار مارپیچی خود سطح جذب بسیار بالایی با مایکوتوکسین ها را دارد. نوع پیوند بین مایکوتوکسین ها و بتاگلوکان از نوع هیدروژنی و واندروالسی می باشد. این نوع پیوند نسبت به توکسین بایندر های قطبی باندهای قوی تری با مایکوتوکسین ها برقرار نموده و بنابراین دیواره های مخمری در دز کم آلودگی موثر هستند(Hartland,1994).
روش استخراج دیواره مخمر سلولی
امروزه فرآیند جدا سازی غشای مخمرها به روش های متنوعی در صنعت صورت می پذیرد. روش اتولیز شده به عنوان روشی کارآمد با هزینه نسبتأ پایین با حفظ حداکثری کیفیت محصول و ترکیبات آن معمول ترین روش در این صنعت می باشد (Bovo et al,2015).
برای تولید الیگوساکاریدمانان خالص، دیواره سلولی پس از جدا سازی به یکی از روش های (فیزیکی، شیمیایی و یا آنزیمی) سانتریفیوژ و خشک شده و به روش استخراج قلیای، آلفا-مانوپروتئین جدا می شود. آخرین گام، با اولترافیلتراسیون غشایی آلفا- مانوپروتئین خشک و به روش پاششی تغلیظ می شود ( Korolenko et al,2019).
کاربرد دیواره مخمر سلولی
به طور کلی، مکمل های مخمر توانایی کاهش عوارض استرس و بهبود متابولیسم حیوانات را دارند و در بهبود سودآوری پرورش دام و طیور موثر هستند (Broadway et al,2015). با توجه به ترکیبات مختلف دیواره مخمر سلولی در بسیاری از صنایع ( غذایی، آشامیدنی، دارویی، آرایشی و خوراک دام) کاربرد دارد. مهمترین نقش دیوار مخمر سلولی به عنوان جاذب سموم در خوراک دام و طیور است. در نهایت موجب ارتقأ سلامت دام می شود (Morales-López,2009 ).الیگو ساکارید های دیواره مخمر سلولی با عملکرد پری بیوتیک با اثرات ضد میکروبی به عنوان محرک رشد در تعدیل سیستم ایمنی نقش دارند ( Santovito et al,2018).
عوامل موثر بر کارایی دیواره مخمر سلولی
بسیاری از عوامل فیزیکی و شیمیایی در کارایی عملکرد دیواره مخمر سلولی دخیل می باشند. از جمله بارز ترین این عوامل می توان ساختار اولیه دیواره، سایز و شکل پودری آن، حلالیت، درجه شاخه دار بودن، رنگ، چگالی، رطوبت، درصد خاکستر، درصد پروتئین، میزان چربی، نوع و ماهیت اسیدآمینه و ماهیت قند ها و ساختار و عملکرد زیستی دیواره مخمر سلولی بستگی دارد (Fruhauf et al,2012).
نقش مانان الیگو ساکارید در دیواره مخمر سلولی
مانان الیگوساکاریدها مهمترین جزء دیواره سلولی در تشکیل باند و ممانعت از دسترسی پاتوژن ها به دستگاه گوارش هستند (Huang,2010; Wang,2016 ). در مطالعات (Chacher,2017) نقش الیگو ساکارید مانان در ممانعت از تشکیل کلون پاتوژن ها در دستگاه گوارش به اثبات رسیده است. با افزایش طول زنجیر های جانبی بتاگلوکان ها (1و6) پایداری اتصال به مایکو توکسین زیرالنون افزایش می یابد.
الیگو ساکارید با نقش پری بیوتیکی خود در رشد باکتری های مفید غیر هوازی دستگاه گوارش مفید بوده و به طور غیر مستقیم در جمعیت باتوژن ها بر بهبود مورفولوژی روده موثر هستند (Saeed,2017). مانان الیگو ساکاید ها با تحریک پاسخ ایمنی از طریق افزایش تعداد سلول های فعال فاگوسیتوز مانند ماکروفاژها در بهبود ایمنی ذاتی به واسطه سلول های Tو Bموثر می باشد (Savage,1996).
منابع
Kung Jr, L., et al. “Effects of a live yeast culture and enzymes on in vitro ruminal fermentation and milk production of dairy cows.” Journal of dairy Science 80.9 (1997): 2045-2051.
Palmer, Elizabeth. Effect of Yeast Supplementation During Various Stages of Beef Production. University of Arkansas, 2018.
Liu, Yana, et al. “Structure, preparation, modification, and bioactivities of β-glucan and mannan from yeast cell wall: A review.” International Journal of Biological Macromolecules 173 (2021): 445-456.
Hartland, Robbert P., et al. “The linkage of (1–3)‐β‐glucan to chitin during cell wall assembly in Saccharomyces cerevisiae.” Yeast 10.12 (1994): 1591-1599.
Shurson, G. C. “Yeast and yeast derivatives in feed additives and ingredients: Sources, characteristics, animal responses, and quantification methods.” Animal feed science and technology 235 (2018): 60-76.
Morales-López, R., et al. “Use of yeast cell walls; β-1, 3/1, 6-glucans; and mannoproteins in broiler chicken diets.” Poultry science 88.3 (2009): 601-607.
Huang, Gang, Qin Yang, and Zhong B. Wang. “Extraction and deproteinization of mannan oligosaccharides.” Zeitschrift für Naturforschung C 65.5-6 (2010): 387-390.
Wang, Weiwei, et al. “Dietary live yeast and mannan-oligosaccharide supplementation attenuate intestinal inflammation and barrier dysfunction induced by Escherichia coli in broilers.” British Journal of Nutrition 116.11 (2016): 1878-1888.
Chacher, M. F. A., et al. “Use of mannan oligosaccharide in broiler diets: an overview of underlying mechanisms.” World’s Poultry Science Journal 73.4 (2017): 831-844.
Saeed, Mohammad, et al. “Use of mannan-oligosaccharides (MOS) as a feed additive in poultry nutrition.” Journal of World’s Poultry Research 7.3 (2017): 94-103.
Savage, T. F., and E. I. Zakrzewska. “The performance of male turkeys fed a starter diet containing a mannanoligosaccharide (Bio-Mos) from day old to eight weeks of age.” Biotechnology in the Feed Industry: Alltech’s 12th Annual Symposium. TP Lyons and KA Jacques, eds. Nottingham University Press, UK. 1996.
Bovo, Fernanda, et al. “In vitro ability of beer fermentation residue and yeast-based products to bind aflatoxin B 1.” Brazilian Journal of Microbiology 46 (2015): 577-581.
Korolenko, Tatiana A., Nataliya P. Bgatova, and Vaclav Vetvicka. “Glucan and mannan—two peas in a pod.” International journal of molecular sciences 20.13 (2019): 3189.
Santovito, Elisa, et al. “Eubiotics for food security at farm level: Yeast cell wall products and their antimicrobial potential against pathogenic bacteria.” Foodborne Pathogens and Disease 15.9 (2018): 531-537.
Broadway, Paul R., Jeffery A. Carroll, and Nicole C. Burdick Sanchez. “Live yeast and yeast cell wall supplements enhance immune function and performance in food-producing livestock: a review.” Microorganisms 3.3 (2015): 417-427.
Fruhauf, Sebastian, et al. “Yeast cell based feed additives: studies on aflatoxin B1 and zearalenone.” Food Additives & Contaminants: Part A 29.2 (2012): 217-231
