از :دکتر عبدالرضا کامیاب استاد تغذیه طیور دانشگاه مینه سوتای آمریکا

تحقیقات زیادی در رابطه با استفاده از آنزیمها در جیره غذایی تک معده ای ها و بخصوص طیور انجام گرفته و در این تحقیقات عملکرد مثبت آنزیمها در رابطه با افزایش انرژی و قابلیت هضم قندها و پروتئین جیره مورد ارزیابی قرار گرفته است.
طبق گزارشات، اکثر محققین معتقدند که افزودن آنزیم به جیره غذایی طیور، باعث اثرات ذیل خواهد شد:
1)   بالابردن قابلیت هضم
2)   پایین آوردن هزینه دان
3)   بهبود در وضعیت شیمیایی بستر
4)   بهتر شدن ضریب تبدیل
5)   کمک به محیط زیست  از طریق کاهش مواد آلی دفع شده
از دیدگاه فیزیولوژیکی، آنزیمها پروتئینهای فعالی هستند که بعنوان کاتالیزور و یا در جهت سرعت بخشیدن به واکنشهای شیمیایی (تا حدود یک میلیون بار) عمل می کنند بطوریکه بدون آنها مواد غذایی، نمی توانند هضم شوند. آنزیمها خود، ارگانیسم های زنده ای نیستند بلکه از ارگانیسم های زنده مثل باکتریها ، قارچها، مخمرها،  یا بافتهای گیاهی تحت شرایط خاصی تولید می شوند.
بیشتر آنزیمهای  تجارتی که منشاء قارچی دارند از Aspergillus sp.  و آنهائیکه منشاء باکتریایی دارند از Bacillus sp. تهیه می شوند.
تا کنون بیش از 3000 نوع آنزیم مختلف شناسایی شده است. بطور کلی تمامی آنزیمها به شرایط محیطی حساس هستند و بهترین عملکرد آنها در درجه حرارت ملایم و pH حدود 8-6  می باشد.
آنزیمها ترکیبات مصرف شدنی نیستند و بعد از اینکه در واکنش شیمیایی شرکت کردند تغییری در شکل و ترکیب آنها بوجود نمی آید . بنابراین بعد از انجام کار، می توانند مجددا" روی ماده غذایی دیگری کار کنند. از دیدگاه تئوری، فعالیت آنزیمها می تواند بطور مداوم صورت گیرد اما در عمل، همانگونه که اشاره شد آنزیمها از پروتئینها بوده و بعد از مدتی بطور طبیعی شکستـه و غیر فعال شده و خود نیز هضم می گردند.
به نظر می رسد مهمترین کار آنزیمها در دستگاه گوارش طیور، شکستن دیواره سلولی مواد غذایی جیره می باشد و بدینوسیله مخلوطی یکنواخت از مواد مغذی را بوجود می آورند، در نتیجه قابلیت هضم مواد غذایی بخصوص کربو هیدراتها را افزایش می دهند.
همانطور که در جدول (شماره 1) نشان داده شده در طیور تولید آنزیمهای آمیلاز و پروتئاز لوزالمعده در اوایل رشد بسیار کم است بطوریکه در طی چند روز اول مقدار این آنزیمها برای هضم مواد غذایی ناکافی است لذا افزودن آنزیم به جیره این حیوانات بسیار مفید به نظر می رسد.

جدول 1 - زمان تقریبی رسیدن به اوج تولید آنزیم ها در سیستم گوارشی   جوجه های گوشتی

آمیلاز
 لیپاز
 پپسین
 تریپسین
 
5 روزگی
 7 روزگی
 10 روزگی
 15 روزگی
 

 
ساختمان دیواره سلولی آندوسپرم
دیواره سلولی آندوسپرم از بخش های کربوهیدراتی و مقدار کمی پروتئین و اسیدهای فنولیک تشکیل شده است . بخش کربو هیدراتی شامل : 1 - پلی ساکاریدها  که عبارتند از الف - سلولز                ب - همی سلولز ج - پنتوزان و 2 - الیگو ساکاریدها که شامل : الف - رافینوز ب - استاکیوز      می باشد.
رشته های باریک سلولز در بین پلیمرهای غیر سلولزی احاطه شده است و زنجیره های گلوکان سلولز بشکلی سازمان یافته بهمدیگر اتصال دارند بطوریکه این کربوهیدراتها در اثر این نوع اتصال غیر محلول بوده و نسبت به هضم آنزیمی مقاوم می باشند.
مقدار سلولز موجود در دیواره سلولی آندوسپرم دانه غلات کم است و لذا از نظر تغذیه ای اهمیت کمی دارد. عمده کربوهیدرات دیواره سلولی این سلولها از هتروپلیمرهایی نظیر بتاگلوکان و آربینوزایلن (پنتوزان) تشکیل شده است . هر دو پلیمر مذکور در دانه غلات وجود دارد.  ولی نسبت آنها به یکدیگر و مقدار کلی آنها در دانه ها متغیر است . به عنوان مثال درجو ویولاف بتاگلوکان بیشتر است در حالیکه در گندم وچاودار و تریتیکاله آرابینوزها در سطوح بیشتری یافت می شوند.
پروتئینها و اسیدهای فنولیک در مقادیر کمی در دیواره سلولی یافت شده ولیکن نقش مهمی را در پایداری دیواره سلول بازی می کنند.
اسیدهای فنولیک (عمدتا" اسید فرولیک) به طور عمده با آرابینوزایلنها استریفه شده است.
اثرات تغذیه ای پلی ساکاریدهای غیر سلولزی :
نشاسته موجود در غلات در داخل سلولهای آندوسپرم قرار دارند لذا برای دستیابی به این منبع انرژی تجزیه دیواره سلولی آندوسپرم بسیار حائز اهمیت است از اینرو آنزیمها در استفاده بهینه از مواد نشاسته ای موجود در غلات نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند.
|اثرات تغذیه ای پلی ساکاریدهای غیر سلولزی :
پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای به دو بخش محلول و نا محلول در آب تقسیم بندی می شوند. بخشهای محلول که شامل بتاگلوکان و آرابینوزایلن است در مورد استفاده قرار گرفتن مواد مغذی مانند نشاسته توسط طیور نقش مهم و تعیین کننده ای را ایفا می کنند.
مکانیسم اثر این مواد بدو صورت قابل تفسیر است : 1 - پس از خوردن دانه، بتاگلوکان و آربینوزایلن حل شده و موجب افزایش ویسکوزیته مواد هضمی می شوند. از این مکانیسم بعنوان عامل  عمده محدود کننده ارزش تغذیه ای جو، یولاف، چاودار و گندم یاد می شود. 2 - دیواره سلولی که بخش عمده ای از آنرا این مواد تشکیل می دهند بعنوان سدی در راه رسیدن آنزیمهای هضمی به مواد مغذی یا عاملی که سرعت اینکار را کم می کنند عمل می نماید.
در نتیجه افزایش ویسکوزیته مواد هضمی، سرعت انتشار آنزیمها، انتشار مواد مغذی و حرکت مواد در دستگاه گوارش همگی کمتر می شود و در نتیجه هضم و جذب مواد مغذی و میزان مصرف خوراک پایین می آید. هر چه مولکول  بزرگتر باشد اثر افزایش ویسکوزیته بر سرعت  انتشار آن بیشتر خواهد بود در نتیجه چربیها بواسطه بزرگی ذرات  بیش از سایر مواد مغذی تحت تأثیر قرار می گیرند.
کند شدن حرکت  مواد هضمی در دستگاه گوارش موجب افزایش جمعیت میکروبی در روده کوچک می شود که اثر منفی بر عملکرد حیوان می گذارد. از طرف دیگر افزایش ویسکوزیته موجب کاهش سطح برخی از آنزیمهای لوزالمعده از جمله آمیلاز در مجرای روده کوچک می شود. اثر دیگر دیواره سلولی همانگونه که ذکر شده ایجاد کردن سدی در برابر دستیابی آنزیمها به نشاسته و پروتئین داخل سلول و یا کند کردن دستیابی آنزیمها به مواد مذکور می باشد که درنتیجه این کار از قابلیت هضم مواد مغذی مذکور کاسته شده و یا آزاد شدن آنها به تأخیر می افتد یعنی در انتهای روده کوچک آزاد می شوند.
علاوه بر اثرات مذکور بتاگلوکان هضم نشده موجب چسبندگی مدفوع در حیوان می شود که وضعیت بستر را نامطلوب می سازد . در طیور تخمگذار این مورد باعث افزایش تخم مرغهای کثیف می گردد.
با توجه به مطالب فوق برخی از غلات به دلیل داشتن مواد مذکور میزان انرژی قابل متابولیسم کمتری را نسبت به غلاتی نظیر ذرت در تغذیه طیور بخصوص طیور گوشتی دارند. بنابراین در زمانیکه از اینگونه غلات (جو، یولاف، چاودار و گندم) به مقدار بیش از حد توصیه شده استفاده   می شود، استفاده  از آنزیم جهت حداکثر بهره وری از مواد مغذی موجود در این غلات لازم بنظر      می رسد.
باید توجه داشت که آنزیمهای تجارتی موجود، هر کدام بر روی پلی ساکاریدهای مخصوصی عمل می کنند . بطور مثال در جیره ای که از دانه جو و گندم تشکیل شده بترتیب می توان از آنزیمهای گلوکاناز و گزیلاناز استفاده نمود که بطور کامل در جداول (شماره 2 و 3) ذکر شده است. بطور کلی در نتیجه استفاده از آنزیم،  قابلیت هضم چربیها، پروتئینهاو بخصوص کربوهیدراتها بهبود یافته و باعث افزایش انرژی قابل متابولیسم ظاهری می شود. البته این مقدار بسته به نوع آنزیم تهیه شده در کارخانجات مختلف، متفاوت است و در هنگام مصرف باید به میزان توصیه شده توجه شود.
 
جدول 2
نوع آنزیم
 مشخصــــــات
 
بتاگلوکاناز
 در جیره هایی که از جو به مقدار زیادی استفاده شده بکار می روند و چسبندگی مدفوع را کاهش داده و انرژی قابل متابولیسم ظاهری جو را حدود10 درصد افزایش می دهد .
 
گزیلاناز
 در جیره هایی که از گندم به مقدار زیادی استفاده شده، بکار می رود و انرژی قابل متابولیسم ظاهری گندم را حدود 5-4 درصد افزایش        می دهد.
 
پروتئاز
 در جیره هایی که مقدار پروتئین گیاهی زیاد است مورد استفاده قرارمی گیرد و قابلیت هضم پروتئین را افزایش می دهد.
 
فیتاز
 در جیره هایی که فسفر با منشاء گیاهی زیاد است استفاده می شود و قابلیت استفاده از فسفر، کلسیم و عناصر معدنی کم مصرف را افزایش می دهد.
 
مولتی آنزیم
 از آنزیم های مختلف تشکیل شده است.
 

 
جدول 3 - میزان تقریبی بعضی از مواد پلی ساکاریدی در مواد اولیه با توجه به ماده خشک
پکتین

(Pectins)
 آرابینوزایلن

(Arabinoxylans)
 بتاگلوکان

(b-Glucans)
 سلولز

(Cellulose)
 مواد اولیه

(Feedstuff)
 
7/0
 9/4
 ---
 6/2
 ذرت
 (Corn)
 
4/0
 0/6
 8/0
 5/2
 گندم
 (Wheat)
 
6/0
 3/3
 4/4
 3/4
 جو
 (Barley)
 
0/1
 ---
 3/3
 0/3
 جو دوسر
 (Oat)
 
4/0
 5/3
 2/2
 ---
 چاودار
 (Rye)
 
4/0
 ---
 1/0
 5/5
 ذرت خوشه ای
 (Sorghum)
 
6/0
 ---
 0/3
 0/2
 تراتیکلی
 (Triticale)
 
8/4
 ---
 ---
 6/4
 سویا
 (Soyabean)
 
2/6
 ---
 ---
 5/5
 آفتابگردان
 (Sunflower*)
 
5/11
 ---
 ---
 0/7
 کلزا
 (Canola)
 
4/3
 ---
 ---
 0/5
 نخود
 (Peas)
 

 
مقدار بتاگلوکان موجود در جو تحت تأثیر عوامل زیر قرار می گیرد:
1)   عوامل ژنتیکی : واریته های دو ردیفه بیش از شش ردیفه بتاگلوکان دارند و همچنین  واریته های واکسی (Waxy)و بدون پوسته نیز نسبت به نوع معمول پوسته دار، بتاگلوکان بیشتری دارند.
2)   عوامل محیطی:  آب و هوای گرم و خشک در مرحله پر شدن مغز دانه برای تشکیل بتاگلوکان مطلوب است و آب و هوای بارانی در زمان رسیدن دانه باعث کاهش غلظت بتاگلوکان در دانه می شود.
3)   مرحله برداشت دانه : دانه ها در مرحله زرد شدن پیش از رسیدن کامل نسبت به حالتی که دانه کاملا" رسیده است ویسکوزیته بیشتری ایجاد می کند.
4)   استفاده از کود ازته : مصرف کود ازته باعث افزایش غلظت بتاگلوکان در دانه می شود.
5)   مدت زمان ذخیره دانه : دانه هایی که برای مدت کمی نگهداری شده اند در مقایسه با آنهایی که مدت زمان بیشتری ذخیره شده اند ویسکوزیته بیشتری را ایجاد می کنند.
خصوصیات یک آنزیم خوب با کیفیت بالا و عملکرد مطلوب و مؤثر:
1 - پوشش دار بودن آنزیم (Coated enzyme)
حالت پوشش دار بودن آنزیم (Coated) باعث طولانی شدن زمان نگهداری و مصرف آنزیم گردیده و ثبات آنزیم را در پرمیکس ها و پلت ها به واسطه وجود این سیستم محافظ، تضمین می نماید و به علت گرانول بودن، بخوبی با دان مخلوط شده و تولید گرد و غبار نمی کند که در نتیجه از لحاظ آلودگی، خطری برای کارگران ندارد.
2 - حالت مولتی بودن آنزیم (چند آنزیمی Multi enzyme)
برخی از انواع آنزیمها، بصورت تک آنزیمی بوده و برروی ماده غذایی مشخصی مؤثر می باشد. در مقابل، بعضی از آنزیمها مخلوطی از چند آنزیم بوده که بصورت مولتی آنزیم بوده  و بر روی طیف وسیعی از مواد اولیه اثر می کند.
با مصرف این نوع آنزیمها، جیره نویسان و متخصصین تغذیه، قادر خواهند بود تا در فرمول جیره غذایی طیور از اقلام قابل دسترس و متنوع تری استفاده نمایند.
موضوع مهم و قابل اشاره دیگر در رابطه با آنزیم، انتخاب کارخانه های تولید کننده آنزیم     می باشد. با توجه به تنوع آنزیمهای دامی، کارخانه های با سابقه بیشتر که بصورت تخصصی به تولید آنزیم مشغول می باشند و همچنین از کیفیت مطلوب و استانداردهای لازم برخوردار هستند، در درجه اول اهمیت برای تصمیم گیری بهینه و اقتصادی قرار دارند.