اثر پلی‌ساکاریدهای غیر نشاسته‌ای، الیاف و فیتات‌ها بر قابلیت هضم خوراک

همه غلات و منابع پروتئینی دارای مقادیر زیادی مواد مغذی هستند. حیوانات به‌دلیل طبیعت پیچیده مواد خوراکی و فرایند‌های هضمی ناقص بدن، قادر به استفاده از همه آن‌ها نیستند. از این رو می توان انتظار داشت با استفاده از اقلام غیر معمول مانند فراورده‌های صنایع غلات، که مقادیر بیشتری مواد غیرقابل هضم دارند، قابلیت هضم متاثر شود. بنابراین، شناخت این مواد خوراکی، مقدار فراهمی مواد مغذی آن‌ها و محتویات ضد تغذیه‌ای آن‌ها اساس مصرف بهینه از آن‌ها بدون ایجاد خلل در روند تولید است.

پلی ساکارید‌های غیر نشاسته‌ای و فیتات‌ها مواد ضد تغذیه‌ای هستند که در خوراک موجود هستند. آن ها اثرات مستقیم و غیر‌مستقیم بر هضم، جذب و متابولیسم دارند که قابلیت هضم و استفاده بهینه از مواد مغذی را تحت تاثیر قرار می‌دهند. اینکه قابلیت هضم چقدر متاثر از این ترکیبات است و روش‌های ارزیابی اثر آن‌ها بر کل قابلیت هضم چقدر است، سوالات اساسی هستند که باید پاسخ داده شوند.

الف) پلی ساکارید‌های غیر نشاسته‌ای و اثرات آن‌ها بر قابلیت هضم خوراک

پلی ساکارید‌های غیر نشاسته ای (NSP)، به دلیل ساختار پیچیده ای که دارند اثر منفی مستقیم بر قابلیت هضم خوراک دارند و تجزیه آن‌ها توسط بدن حیوان را دشوار می‌کنند. همچنین چون دیواره سلولی مقدار قابل توجهی از مواد مغذی را درون سلول به دام می‌اندازد و آن را از دسترس حیوان خارج می‌کند می‌تواند به طور غیر مستقیم بر قابلیت هضم کلی مواد خوراکی اثر منفی بگذارد.

همه غلات مقادیر زیادی NSP و فاکتور‌های ضد تغذیه‌ای دارند. ذرت، گندم و برنج از نظر میزان آرابینوزایلان‌ها و سلولوز‌ها و یولاف از نظر مقدار بتا گلوکان‌ها سرشار هستند. سطح NSP ها و سایر مواد ضد مغذی در فراورده‌های غلات و کنجاله‌های پروتئینی می‌تواند تا 3 برابر بیشتر از خود آن‌ها باشد و در نتیجه توان قابلیت هضم و عملکرد حیوان را کاهش می‌دهند.

اثرات عمده ضد تغذیه‌ای NSP ها در جیره طیور بر عملکرد حیوان عبارتند از:

1. ویسکوز شدن مواد گوارشی با NSP های محلولNSP های محلول، آب درون روده را به خود جذب کرده و مواد گوارشی را ویسکوز می‌کنند. در نتیجه تماس بین آنزیم‌های هضمی و مواد خوراکی کاهش یافته و برداشت قندها، آمینو اسیدها و لیپید های موجود آزاد شده از مواد خوراکی در دستگاه گوارش را کاهش می‌دهند.

   

    

   شکل 1 فرایند چذب آب به ویژگی های ظرفیت تورم، انحلال پذیری و ظرفیت جذب آب (WBC) بستگی دارد. بخش اول فرایند انحلال پلیمر ها، ورم کردن است که در آن آب ماکرومولکول ها را پرا کنده می کند تا اینکه کاملا از هم باز شوند. عمده پلی ساکارید ها با حل شدن در آب ایجاد ویسکوزیتی می کنند. ویسکوزیتی به ترکیب شیمیایی، وزن مولکولی پلیمر و غلظت آن دارد.

2. مکانیسم به دام انداختن مواد مغذی توسط NSP های غیر محلول

مواد مغذی داخل ساختار های پیچیده‌­ای از الیاف به دام می‌افتند. آنزیم‌های درون ریز نمی‌توانند وارد لایه‌های الیاف شده و  مواد مغذی را آزاد کنند. این مساله منجر به کاهش یا قطع تماس مواد مغذی با آنزیم‌ها شده و حیوان قادر به استفاده از این مواد مغذی نخواهد بود. از این رو مواد مغذی هضم نشده به همراه مدفوع دفع می‌شوند.

“کوزانت” و همکاران(2017) نشان داده‌اند که ترکیب NSP و آرابینوزایلان به ترکیب و غلظت جیره بستگی دارد.  به طور میانگین، جیره‌های چند جزئی (دارای گندم، جو، چاودار، فراورده تخمیری گندم، کنجاله آفتابگردان و کلزا) دارای 25 درصد NSP و 16 درصد آرابینوزایلان بیشتر از جیره‌های رایج (بر پایه گندم و کنجاله سویا) هستند. صرف‌نظر از ترکیب خوراک، آرابینوزایلان 35 درصد از کل NSP ها را تشکیل می‌دهد. قابلیت هضم مواد آلی در جیره­‌های چند جزئی کمتر از بقیه است که نشان از اثر منفی NSP ها بر فراهمی مواد مغذی دارد. اضافه کردن کمپلکس چند آنزیم کربوهیدرات به خوراک‌ها می‌تواند قابلیت هضم ظاهری خوراک را بین 1 تا 9 درصد در جوجه‌های گوشتی 3 هفته ای بسته به میزان سوبسترا‌ها  بهبود دهد. بیشترین اثر مثبت در جیره‌هایی مشاهده می‌شود که  NSP بالا و تراکم مواد مغذی پایین دارند (خلاصه‌ای از مقایسه دو جیره ساده و چند جزئی در جدول 1 نشان داده شده است).

جدول 1 محتوای NSP جیره های آزمایشی: آرابینوزایلان (AX)، آرابینوز (A) و زایلوز (X) در جیره های آزمایشی (g/Kg)

ب) فیتات و اثر آن بر قابلیت هضم خوراک

همه کسانی که در صنعت دام و طیور دست اندرکار تغذیه طیور و آبزیان هستند وقتی نام فیتاتها را می شنوند ناخودآگاه به یاد فیتاز و فسفر قابل دسترس می افتند، شاید غافل از این نکته مهم که

قابلیت هضم کلیه مواد مغذی به صورت‌های مختلف تحت تاثیر فیتات قرار می­‌گیرد که بعضی از آن‌ها عبارتند از:

1. تشکیل کمپلکس کاتیونیاسید فایتیک دارای بار منفی است و همین خصوصیت تمایل آن را به سمت مولکول­‌های دارای بار مثبت، افزایش می‌دهد و کاتیون­‌های دو یا سه ظرفیتی را به هم پیوند می‌دهد. در نتیجه نمک‌های غیر محلول ایجاد می‌شوند.
2. تشکیل کمپلکس‌های مواد مغذیفیتات می‌تواند نشاسته، پروتئین و چربی‌ها را به هم متصل کرده و در قسمت پیشین دستگاه گوارش کمپلکس‌های مواد مغذی-فیتات-معدنی ایجاد کند که دسترسی آنزیم‌ها را به این مواد کم می‌کند.
3. محدود کردن فعالیت آنزیم‌های گوارشی (پپسین، آلفا آمیلاز و تریپسین)

اثر محدودکنندگی فیتات بر فعالیت آنزیم‌های هضم کننده پروتئین (تریپسین، آمیلاز و پپسین) گزارش شده است که قابلیت هضم پروتئین را کاهش می‌دهد.

ج) روش­‌های بالقوه برای ارزیابی سطح مواد مغذی و ضد مغذی

امروزه کاربرد NIR (نزدیک مادون قرمز ) در ارزیابی مواد خوراکی برای تخمین میزان مواد مغذی و ضد مغذی رو به افزایش است. NIR روشی است که از ترکیب فناوری اطلاعات، آمار و اسپکترومتری ایجاد شده است. این روش نسبت به روش آنالیز شیمیایی اطلاعات دقیق‌تر و سریع‌تری از مواد مورد ارزیابی به دست می‌دهد. مثالی از قابلیت هضم آمینو‌اسیدها، انرژی قابل متابولیسم برای طیور، الیاف خام و فسفر فیتاته موجود در اقلام خوراکی معمول در جدول 2 ارائه شده است.

جدول 2 مثال آنالیز NIR مواد خام مورد استفاده در جیره طیور