چالش روز: جایگزینی منابع پروتئینی با اسیدهای آمینه در نشخوارکنندگان / اسفند 1402

صنعت پرورش گاوشیری (نشخوارکنندگان) پیشرفت های چشمگیری در زمینه ژنتیک، مدیریت، سلامت و تغذیه حیوانات داشته اند. با این حال، سیستم های تولید بسته ممکن است سلامت و رفاه گاو را به خطر بیندازد. پدیده تغییر اقلیم کنونی یک چالش اساسی برای تولید و پرورش نشخوارکنندگان است، زیرا ممکن است امکان دسترسی به علوفه را تحت تاثیر دهد. علاوه بر این، هنگامی که دام ها در معرض استرس حرارتی قرار می گیرند، عملکردهای متابولیکی و گوارشی اغلب به خطر می افتد. سازمان ملل متحد پیش بینی کرد که جمعیت جهان تا سال 2050 به بیش از 9 میلیارد نفر افزایش خواهد یافت. این امر تقاضا برای محصولات حیوانی را افزایش می دهد و بنابراین صنعت دامپروری باید تقاضای فزاینده را در یک محیط تولیدی پاک، سبز و اخلاقی پوشش دهد. ذینفعان درگیر در پرورش نشخوارکنندگان باید در استفاده استراتژیک از منابع تجدید نظر کنند و در این زمینه موضوع تغذیه، کلیدی برای افزایش سلامت و تولید نشخوارکنندگان است. در صنعت دامپروری ایران و پس از آزاد سازی یارانه ها در بخش نهاده های دامی، خوراک تا 80 درصد و بیشتر از کل هزینه های تولید را تشکیل می دهد، بنابراین بهبود کارایی تولید شیر یا گوشت تأثیر قابل توجهی بر سودآوری پرورش دام خواهد داشت.

رویکرد همیشگی پرورش دهندگان تاکنون کاهش هزینه های خوراک و افزایش راندمان آن بوده است. با این سناریو، در تلاش برای حفظ سودآوری، مکمل ها، ریزمغذی‌ها و افزودنی ها اغلب بخشی گران و مازاد از جیره در نظر گرفته می‌شوند که شاید اولین اقدام محدود سازی مصرف یا حذف آنها است. این واقعیت باید مورد تجدید نظر قرار گیرد زیرا ممکن است این ترکیبات اجزای ضروری رژیم غذایی باشند. شواهد فراوانی از آزمایش‌های علمی و تجربیات عملی وجود دارد که نشان می دهد راه‌های مطمئن و مقرون به صرفه برای افزایش سودآوری با استفاده بهینه از مواد مغذی مناسب از جمله مکمل ها و افزودنی‌های ریز مغذی‌ها است.

وضعیت ناگوار محیط زیستی ایران که شرایط آن هر روز اسف بارتر می شود، نیازمند توجه ویژه به عملکرد بخش دامپروری در قبال این شرایط است. ما بدون توجه به وضعیت آبی و خاکی کشورمان به شکلی دیوانه وار در حال توسعه دامپروری هستیم. هرچند خشکسالی های پیایی و تغییرات اقلیمی در حال گرفتن انتقام از ما است، اما نتوانسته توجه ما را به خود جلب کند. مراتع را با استفاده از دامهای چرا کننده نابود ساخته این که دلیل آن نه افزایش دام بلکه نبود آموزش و دانش مدیریت منابع طبیعی و مدیریت مرتع به بهره برداران این بخش است. با تمرکز بر پرورش صنعتی نیز زمینهای کشاورزی که در آنها غذای انسان تولید می شد را به محل تولید علوفه تبدیل کرده ایم. بنابراین نیاز است توجه ویژه ای به منابع طبیعی و محیط زیست داشته باشیم. سیستم‌های پرورش دام باید یک رویکرد دقیق را با تمرکز بر ترکیب مواد مغذی ضروری، با هدف کاهش ردپای کربن در نظر بگیرند. از سوی دیگر هزینه تامین پروتئین بسیار گران شده است. طبق بررسی ها پروتئین حدود 40 درصد از هزینه هر کیلوگرم کنسانتره را شامل می شود.

بیش از 150 سال پیش بود که پروتئین خام (CP) به یکی از مواد مغذی ضروری برای گاوهای شیری در ایستگاه آزمایشی Weende در آلمان تبدیل شد. بعداً، شواهد تجربی کاستی‌های سیستم پروتئین خام را به عنوان یک ضریب واحد برای تعریف تامین نیاز در گاوهای شیری نشان داد. به تدریج، سیستم‌های تغذیه به سمت پروتئین قابل هضم حرکت کردند تا مدل‌های تغذیه‌ای را تعریف کنند که تشخیص دهند نیازهای پروتئین جیره باید بر اساس پروتئین تجزیه شده در شکمبه (RDP) و پروتئین غیر قابل تجزیه در شکمبه (RUP) برآورد شود و عرضه پروتئین قابل متابولیسم (MP) کافی را مشخص نمایند. متخصصان تغذیه گاوشیری در حال حاضر سه هدف برای متعادل کردن جیره گاو برای پروتئین و اسید آمینه دارند. هدف اول برآوردن نیازهای RDP، آمونیاک، اسیدهای آمینه و پپتیدها) برای حداکثر هضم کربوهیدرات و سنتز پروتئین میکروبی است. هدف دوم برآورده ساختن الزامات MP گاو برای نگهداری، رشد، سلامت و تولیدمثل مطلوب و سطوح مطلوب شیر و تولید پروتئین شیر با حداقل مصرف RUP و آخرین هدف برآوردن نیازهای پروتئین (RDP وRUP) و اسیدهای آمنیه است. از کل نیتروژن تغذیه شده به گاوهای شیری، تنها 21 تا 38 درصد از آن در بدن دام به شیر یا گوشت تبدیل می شود. این بدان معناست که 62 تا 79 درصد نیتروژن تغذیه شده، بیشتر از طریق ادرار و مدفوع دفع می شود که نشان دهنده اهمیت توجه به بالانس اسیدهای آمینه و کاهش تخصیص پروتئین در جیره است.

متیونین، لیزین و هیستیدین اغلب به عنوان محدودترین اسیدهای آمنیه برای حداکثر تولید گاوهای شیری شناسایی شده اند. بهینه‌سازی تامین پروتئین در جیره‌های نشخوارکنندگان، متابولیسم نیتروژن را کارآمدتر می‌کند، تولید را می‌توان بهبود بخشید و دفع نیتروژن از طریق ادرار و مدفوع را کاهش داد. دفع نیتروژن، به ویژه از طریق ادرار، ممکن است به منبع بالقوه آلودگی آب و هوا تبدیل شود، همچنین به عنوان NO₂، گاز گلخانه ای، یا ذرات کوچک ذرات معلق در هوا تأثیر منفی بر کیفیت هوا دارد.  از این برای اینکه آینده روشنی را در تغذیه دام پیش رو داشته باشیم و محکوم به حذف نیاشیم باید به رفع نواقص موجود در پرورش و بخصوص جیره دام توجه کنیم.

از بیست AA اولیه که در پروتئین ها وجود دارد، ده مورد معمولاً به عنوان “ضروری” طبقه بندی می شوند. این اسیدهای آمینه عبارتند از آرژنین (Arg)، هیستیدین(His)، ایزولوسین (Ile)، لوسین (Leu)، لیزین (Lys)، متیونین (Met)، فنیل آلانین (Phe)، ترئونین (Thr)، تریپتوفان (Trp) و والین(Val). اسیدهای آمینه ای که ضروری (EAA) نامیده می شوند، یا نمی توانند توسط بافت های حیوانی سنتز شوند و یا نمی توانند با سرعت کافی برای برآوردن نیازها، به ویژه در مراحل اولیه رشد یا برای سطوح بالای تولید، سنتز شوند.

محدود کردن اسیدهای آمینه ضروری

اصطلاح اسید آمینه محدود کننده برای شناسایی اسیدهای آمینه محدود کننده ای که کمترین میزان را در خوراک نسبت به نیاز دام دارند استفاده می شود. یک نظریه برای اسیدهای آمینه محدود کننده وجود دارد که توسط بسیاری از نویسندگان به عنوان «اصول تغذیه پروتئین حیوانی» نامیده می شود و با مثال بشکه و چوب توصیف شده است. هر ستون بشکه دارای ارتفاع متفاوتی نسبت به طول کامل بشکه است، بنابراین کوتاه ترین چوب، ظرفیت یا حجم بشکه را تعیین می کند، زیرا محدودترین است. به همین ترتیب، کارایی استفاده از اسیدهای آمینه تعیین می شود.

مکمل اسیدهای آمینه ضروری

با مشخص شدن اهمیت اسیدهای آمینه ضروری در تغذیه دام توجه ها به سمت استفاده از اسیدهای آمینه جلب شده است تا بتواند بالانس مورد نیاز از این ترکیبات را در خوراک ایجاد نماید. اما نیاز است تا این اسیدهای آمینه به شکل محافظت شده در شکمبه مورد استفاده قرار گیرند تا مانع از تخریب توسط میکروارگانیسمها باشد و دام بتواند از آنها استفاده نماید. استفاده از اسیدهای آمینه می تواند امکان کاهش نیاز به منابع پروتئینی فراهم آورد.

متیونین و لیزین

همانطور که درNRC (2001)  و NASEM (2021) مطرح شد، پاسخ مکمل‌های خوراکی گاوهای شیری با نسبت بهینه Lys:Met 3:1 در پروتئین متابولیسمی شامل افزایش متغیر در محتوا و بازده پروتئین در شیر، تولید شیر و مصرف خوراک است. محتوای پروتئین موجود در شیر نسبت به تولید شیر به مکمل های لیزین و متیونین به ویژه در گاو پس از پیک شیردهی واکنش نشان می دهد، علاوه بر اثرات بر تولید پروتئین شیر، گزارش هایی از افزایش درصد چربی در شیر با افزایش مقادیر متیونین یا متیونین و لیزین در پروتئین متابولیسمی نیز وجود دارد. افزایش چربی شیر به طور کلی در ارتباط با افزایش پروتئین شیر مشاهده شده است، اما افزایش چربی بدون افزایش پروتئین شیر نیز مشاهده شده است. دلیل آن ممکن است شامل اثر مثبت متیونین بر سنتز دونوو (de novo) اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه و متوسط در غده پستانی باشد.

دکتر محمد نظر زاده

گلبار نوید بهار