Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology)

The effect of the non-starch polysaccharides levels on intestinal enzyme activity and performance of laying hens

Document Type : Research Paper

26414

Abstract

In this investigation, the effects of inclusion of a Pishtaz wheat cultivar with high in non-starch polysaccharide and xylanase supplementation in the diet on productive performance, nutrient digestibility, and intestinal enzymes activity of laying hens was studied from 21 to 47 wk of age. Complete random design in factorial arrangement were modulated in 8 treatments with 4 levels of wheat (0, 23, 46, and 69%) corresponding to a dietary xylose content of 1.8, 2.0, 2.2, and 2.4% with or without XS. Each treatment was replicated 5 times (6 hens per each replicates). For the entire experimental period, egg weight (P<0.05) and egg mass (P<0.01) were reduced and feed conversion ratio (FCR) was impaired (P<0.05) with increased levels of xylose but ADFI and egg production were not affected. Xylanase supplementation improved egg production (P<0.05), egg weight and egg mass (P<0.01), and FCR (P<0.01). Fat digestibility (P<0.001) and AMEn content of the diets (P<0.05) decreased with increased levels of xylose but nitrogen retention was not affected. Xylose inclusion increased (P<0.001) amylase in the duodenum, and aminopeptidase and lipase activity in the duodenum and jejunum. Ileal viscosity increased (P<0.001) with level of xylose but decreased (P<0.001) with XS. The results of the current experiment show that increasing level of xylose decreased productive performance, fat digestibility and AMEn of the diet and increased endogenous enzyme activity. 

Keywords

اثر سطوح پلی­ساکاریدهای غیرنشاسته­ای بر فعالیت آنزیمهای روده­ای و عملکرد مرغهای تخم گذار

سارا میرزایی1، مجتبی زاغری1، سعید امین­زاده2* و محمود شیوازاد1

1 کرج، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه علوم دامی

2 تهران، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه زیست فناوری دام، طیور و آبزیان

تاریخ دریافت: 3/2/90                 تاریخ پذیرش: 15/4/90

چکیده

در این آزمایش اثرات استفاده از رقم زراعی پیشتاز با پلی ساکارید غیرنشاسته­ای بالا و افزودن آنزیم زایلاناز به خوراک بر صفات عملکردی، قابلیت هضم مواد مغذی و میزان فعالیت آنزیمهای روده­ای مرغهای تخم گذار 21 تا 47 هفتگی بررسی می­گردد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی و به صورت فاکتوریل شامل هشت تیمار (4 سطح گندم صفر، 23، 46 و 69 درصد که به ترتیب شامل 8/1، 0/2، 2/2 و 4/2 درصد زایلوز) و دو سطح آنزیم (بدون و با آنزیم) و 5 تکرار (6 قطعه مرغ) در هر تکرار انجام شد. در کل دوره، با افزایش سطح زایلوز در جیره، وزن (05/0>P) و توده تخم­مرغ (01/0>P) کاهش و ضریب تبدیل غذایی افزایش یافت (05/0>P) ولی خوراک مصرفی و میزان تخم گذاری تحت تأثیر قرار نگرفتند. مکمل نمودن جیره با زایلاناز موجب افزایش میزان تخم گذاری (05/0>P)، وزن و توده تخم­مرغ (01/0>P) و بهبود ضریب تبدیل غذایی گردید (01/0>P). افزایش سطوح زایلوز، موجب کاهش قابلیت هضم چربی و انرژی قابل متابولیسم جیره گردید (05/0>P) و همچنین، فعالیت آنزیم آمیلاز را در دئودنوم و آمینوپپتیداز و لیپاز را در دئودنوم و ژژنوم افزایش داد (01/0>P). با این وجود، افزودن زایلاناز به خوراک فعالیت هیچیک از آنزیمهای روده­ای را تحت تأثیر قرار نداد. مکمل نمودن جیره با زایلاناز، موجب کاهش ویسکوزیته محتویات ایلئوم (01/0>P) گردید. افزایش سطح زایلوز در جیره موجب کاهش عملکرد تولیدی مرغهای تخم گذار، افزایش فعالیت آنزیم­های روده­ای و کاهش قابلیت هضم چربی و انرژی قابل متابولیسم جیره خواهد شد.

واژه های کلیدی: پلی­ساکاریدهای غیرنشاسته­ای، عملکرد مرغهای تخم گذار، فعالیت آنزیمهای روده­ای، قابلیت هضم مواد مغذی

* نویسنده مسئول، تلفن: 44580412 ، پست الکترونیکی:  aminzade@nigeb.ac.ir

مقدمه

 

واژه پلی ساکارید­های غیر­نشاسته‎ای، در بر­گیرنده دامنه وسیعی از مولکولهای پلی‎ساکاریدی به غیر از آلفا گلوکان (نشاسته) است. این پلی­ساکاریدها فاقد پیوندهای آلفا- گلیکوزیدی هستند. پلی ‎ساکاریدهای غیر نشاسته‎ای به همراه لیگنین از ترکیبات اصلی دیواره سلولی بوده و از آنها به عنوان الیاف جیره تعبیر می‎شود (26). دانه گندم دارای مقادیر زیادی از فاکتورهای ضدتغذیه­ای به ویژه پلی­ساکاریدهای غیر نشاسته­ای می­باشد که داخل اندوسپرم قرار دارند و سطح مصرف آن را در جیره طیور محدود نموده است. دانه گندم شامل زایلوز، آرابینوکسیلانها، بتاگلوکانها، سلولز و آرابینوگالاکتان-پپتیدها می­باشد (11). پلی‎ساکاریدهای غیر­نشاسته‎ای از نظر خصوصیات فیزیکو­شیمیایی به دو بخش الیاف محلول در آب و الیاف نامحلول تقسیم می­شوند. بخش محلول، نقش مهمی در اعمال هضم و جذب در دستگاه گوارش به ویژه در ابتدای آن دارند، در حالی که بخش نامحلول الیاف جیره، بیشتر در انتهای روده فعال بوده و در افزایش حجم توده مدفوع و همچنین کاهش زمان عبور غذا از دستگاه گوارش عمل می­کنند (6). تحقیقات زیادی نشان داده است که افزودن آنزیم زایلاناز تجاری به جیره­های بر پایه گندم در طیور به مقدار زیادی می­تواند اثرات نامطلوب پلی‎ساکاریدهای غیر نشاسته‎ای را حذف نماید (7). اثر فیبر محلول و مکمل نمودن جیره با آنزیم روی عملکرد مرغهای تخم گذار به خوبی شناخته شده است ولی نتایج به دست آمده از تحقیقات، بین محققین مختلف متفاوت می­باشد که دلایل این اختلافات به خوبی مشخص نیست ولی ممکن است به ویژگیهای گندم به کار رفته به خصوص بخش پلی ساکارید غیر­نشاسته­ای آن مربوط باشد. همچنین ویژگیهایی از گندم که توسط آنزیمها بهبود می­یابد هنوز به طور کامل مشخص نیست. در بین تحقیقات صورت گرفته، هادورن و همکاران (1997) و پن و همکاران (1998) هیچگونه اثری از مکمل نمودن جیره­های بر پایه گندم و چاودار با آنزیم روی صفات عملکردی مرغهای تخم گذار مشاهده نکردند (12 و 21). برعکس، لازارو و همکاران (2003) میزان تخم گذاری و ضریب تبدیل غذایی بهتر، کاهش ویسکوزیته روده­ای و افزایش قابلیت هضم ماده خشک، چربی، پلی ساکاریدهای غیرنشاسته­ای و انرژی متابولیسم ظاهری را در جیره­های بر پایه گندم، جو و چاودار در مرغهای تخم گذار مشاهده نمودند (19). بخش پلی‎ساکاریدهای غیر نشاسته‎ای دانه­های غلات پروتئینها، لیپیدها و نشاسته را محافظت می­کند و دسترسی آنزیمهای هضمی را به آنها محدود می­کند. در واقع، مرحله نهایی هضم مواد مغذی، با حضور آنزیمهای هضمی تولید شده از غشای اینتروسیت­ها روی جداره داخلی روده که دارای پرز­های مسواکی هستند انجام می شود (13). تحقیقات کمی در مورد اثرات سطوح پلی‎ساکاریدهای غیر نشاسته‎ای و آنزیم زایلاناز در جیره­های بر پایه گندم روی فعالیت آنزیمهای هضمی در مرغهای تخم گذار صورت گرفته است و از آنجایی که دستگاه گوارش مرغهای تخم گذار بالغ شده است این سؤال مطرح می­شود که آیا تحت تأثیر اثرات منفی پلی‎ساکاریدهای غیر نشاسته‎ای قرار می­گیرند که در این تحقیق به آن پرداخته می­شود. بنابراین هدف این مطالعه بررسی اثر سطوح زایلوز و افزودن آنزیم زایلاناز به خوراک روی عملکرد تولیدی، قابلیت هضم مواد مغذی و فعالیت آنزیمهای روده­ای مرغهای تخم گذار از 21 تا 47 هفتگی می­باشد.

مواد و روشها

در این تحقیق، مقدار زایلوز وآرابینوکسیلان موجود در رقم زراعی گندم پیشتاز، ذرت، گلوتن ذرت و کنجاله سویا با استفاده از کیت تجاری شرکت مگازیم ((Megazyme International Ireland Ltd اندازه­گیری و جیره­های آزمایشی بر اساس مقادیر فوق فرموله شدند. 240 قطعه پولت های­لاین 36-W از یک گله تجاری به دست آمد و به طور تصادفی به گروههای دوتایی در 120 قفس اختصاص یافتند. آزمایش فوق از 21 تا 47 هفتگی انجام شد. در 21 هفتگی، همزمان با تیماربندی قفسها به هشت تیمار آزمایشی با پنج تکرار (شش پرنده در هر تکرار) اختصاص یافتند و جیره­های آزمایشی مربوطه را دریافت نمودند. جیره­ها به فرم آردی بود و آب و خوراک آزادانه در اختیار آنها قرار گرفت. این تحقیق، در قالب طرح کاملاً تصادفی و به صورت فاکتوریل با چهار سطح گندم (صفر، 23، 46 و 69 درصد) شامل سطوح زایلوز (8/1، 0/2، 2/2 و 4/2 درصد) و دو سطح آنزیم (با و بدون آنزیم) طراحی گردید. آنزیم تجاری مورد استفاده سافیزیم 20xp- می­باشد که از Tricodermalangibrachiatum به دست آمده و شامل 70100 واحد/ گرم زایلوز است که مقدار آنزیم فوق با توجه به توصیه شرکت سازنده آن بر اساس غلظت سوبسترا در جیره­های آزمایشی مورد استفاده قرار گرفت. هر واحد فعالیت آنزیم، مقدار آنزیمی است که یک میکرومول از قندهای کاهنده را در 8/4pH,  و درجه حرارت 50 درجه سانتی­گراد در دقیقه آزاد می­کند. ترکیب مواد خوراکی و مواد مغذی جیره­های آزمایشی در جدول 1 ارائه شده است. صفات تولیدی مرغهای تخم گذار شامل میزان تخم گذاری و وزن تخم­مرغ به صورت روزانه رکوردبرداری شد. خوراک مصرفی به صورت هفتگی رکوردبرداری و ضریب تبدیل غذایی بر اساس داده­های فوق محاسبه گردید.

 

 

جدول 1- ترکیب مواد خوراکی و مواد مغذی جیره­های آزمایشی

تیمار 4

تیمار 3

تیمار 2

تیمار 1

مواد خوراکی

54/4

75/24

94/44

0/66

ذرت

0/69

0/46

0/23

--

گندم

71/9

16/14

60/18

55/21

کنجاله سویا (پرونئین 44%)

30/3

90/1

5/0

--

گلوتن ذرت (پرونئین 60%)

50/1

50/1

50/1

10/1

روغن سویا

25/0

20/0

16/0

14/0

متیونین

37/0

23/0

1/0

01/0

لیزین

66/1

66/1

66/1

68/1

دی کلیسم فسفات

58/8

57/8

55/8

54/8

پودر صدف

31/0

33/0

35/0

36/0

نمک

28/0

20/0

14/0

12/0

آنزیم1

5/0

5/0

5/0

5/0

مکمل معدنی و ویتامینی2

 

 

 

 

محاسبه شده

2800

2800

2800

2800

انرژی متابولیسمی (کیلوکالری/کیلوگرم)

19/15

19/15

19/15

19/15

پروتئین خام (%)

76/0

76/0

76/0

76/0

لیزین کل (%)

39/0

39/0

39/0

39/0

متیونین کل (%)

8/3

8/3

8/3

8/3

کلسیم (%)

4/1

8/1

0/2

2/2

لینولئیک اسید (%)

4/2

2/2

0/2

8/1

زایلوز (%)

9/3

6/3

3/3

0/3

آرابینوکسیلان (%)

 

 

 

 

اندازه­گیری شده

87/93

43/93

42/93

49/93

ماده خشک (%)

19/16

0/16

45/16

06/16

پروتئین خام (%)

40/4

44/4

44/4

49/4

چربی خام (%)

تیمار 1= سطح اولNSP ، تیمار 2= سطح دومNSP ،  تیمار 3= سطح سومNSP ،  تیمار 4= سطح چهارمNSP .

1- جیره­های فوق حاوی آنزیم می­باشند و تیمارهای 5،6،7 و 8  همین جیره ها ولی بدون آنزیم می­باشند.

2-آنزیم زایلاناز شامل 70100 واحد زایلوز/گرم است. 2- مکمل معدنی و ویتامینه شامل ویتامین A، 7700000IU؛ D3،

1-     3300000IU؛ E، 6600IU؛ K3، 550mg؛ تیامین، 1500mg؛ ریبوفلاوین، 4400mg؛ پنتوتنیک اسید، 22000mg؛

نیاسین، 5500mg؛ پریدوکسین، 3000mg؛ کولین کلراید، 275000mg؛ فولیک اسید، 110mg؛ بیوتین، 55mg؛ B12،

8/8mg؛ آنتی اکسیدان، 1000mg؛ Mg، 66000 mg؛ Zn، 66000mg؛ Fe، 33000mg؛ Cu، 8800mg؛ ید، 900mg؛

 


اندازه­گیری قابلیت هضم ظاهری مواد مغذی: به منظور اندازه­گیری قابلیت هضم مواد مغذی، سه گرم در کیلوگرم اکسیدکروم به عنوان مارکر غیر­قابل هضم به مدت یک هفته در جیره­های آزمایشی مورد استفاده قرار گرفت. سپس نمونه­های فضولات به مدت دو روز جمع­آوری گردید و در آون (60 درجه سانتی گراد، 72 ساعت) خشک، توزین و توسط آسیاب آزمایشگاهی آسیاب شدند. پروتئین­خام به وسیله دستگاه لکو (Model FP-528, Leco Corporation, St. Joseph, MI) چربی­خام با استفاده از بالن سوکسله و انرژی­خام با استفاده از بمب­ کالریمتری (Model 1356, Parr Instrument Company, Moline, IL) اندازه­گیری گردید.  مواد مغذی فوق به روشAOAC International  (2000) اندازه­گیری گردید (1). اکسید­کروم به روش گارسیا و همکاران (2008) تعیین گردید(10). قابلیت هضم ظاهری نیتروژن، چربی و انرژی متابولیسم ظاهری با استفاده از داده­های به دست آمده از آنالیز خوراک و فضولات محاسبه گردید (10).

فعالیت آنزیمهای روده­ای: در پایان دوره آزمایشی، یک پرنده به طور تصادفی از هر تکرار انتخاب و به قفسهای انفرادی انتقال یافتند. سپس جیره­های آزمایشی را از 7 تا 10 صبح تغذیه نمودند و با استفاده از تیوپنتال سدیم بیهوش شدند و حدود 5/2 سانتیمتر از قسمتهای میانی دئودنوم و ژژنوم برداشته به صورت طولی شکاف داده شد و با بافر فسفات (4/7pH,) روی یخ شستشو داده شد. به منظور جلوگیری از آسیب موکوس و تخریب آنزیمهای موجود، نمونه­های روده در سراسر آماده­سازی روی یخ نگهداری شدند. نمونه­ها برای اندازه­گیری آزمایشات بیوشیمیایی در فویل آلومینیومی پیچیده شد و در نیتروژن مایع فریز شدند سپس در فریزر 80- درجه سانتی­گراد تا زمان انجام آزمایشات نگهداری شدند (25). فعالیت آنزیمهای جداره داخلی روده، شامل آمیلاز(EC 3.2.1.1) ، آمینوپپتیداز(EC 3.4.11.2)  و لیپاز (EC 3.1.1.3) به عنوان میکرومول سوبسترای هیدرولیز شده بر میلی­گرم پروتئین روده بیان می­شوند. آنزیمهای فوق بر اساس غلظت نسبی سوبستراهای طبیعی (نشاسته، پروتئین­خام و لیپیدها) در جیره­های استاندارد طیور انتخاب شدند. فعالیت آنزیم آمیلاز با استفاده از روش برنفلد (1955) اندازه­گیری گردید (2). نشاسته یک درصد به عنوان سوبسترا مورد استفاده قرار گرفت. جذب نمونه­ها در طول موج 530 نانومتر در مقابل نمونه شاهد تعیین گردید. هر واحد فعالیت آنزیم آمیلاز، به عنوان هیدرولیز یک میلی­گرم قند مالتوز در یک دقیقه در 40 درجه تعریف می­شود. فعالیت آنزیم آمینوپپتیداز با استفاده از روش گال-گاربر و یونی (2000) انجام گرفت (9). در این روش،  L– لیوسین-p- نیتروآنلایدMO)  (Sigma L-9125 Chemical Co., St Louis, به عنوان سوبسترا مورد استفاده قرار گرفت. p- نیتروآنلاید از طریق رنگ­آمیزی تعیین و تراکم رنگ آن با استفاده از اسپکتروفتومتر در 410 نانومتر اندازه­گیری شد. هر واحد فعالیت آنزیم آمینوپپتیداز برابر است با هیدرولیز یک میکرومول p- نیتروآنیلین از L– لیوسین-p- نیتروآنلاید در دقیقه. فعالیت آنزیم لیپاز به روش تنگ و زو (2007) اندازه­گیری شد (27). در این روش، پارا-نیتروفنیل-پالمیتات (Sigma L-9125 Chemical Co., St Louis, MO) به عنوان سوبسترا مورد استفاده قرار گرفت. جذب نمونه­ها در 410 نانومتر در مقابل شاهد قرائت شد. یک واحد فعالیت آنزیم لیپاز، به عنوان مقدار آنزیمی است که یک میکرومول از-p  نیتروفنل را در دقیقه آزاد می­کند. غلظت پروتئین موجود در بافت روده به روش برادفورد (1976) اندازه­گیری شد (4). آلبومین سرم گاوی (Sigma Chemical Co. St Louis) به عنوان استاندارد به کار رفت. داده­های حاصل از اندازه­گیری فعالیت آنزیمی بر مقدار پروتئین موجود در بافت روده تقسیم شد و فعالیت کل آنزیم به ازای میلی­گرم پروتئین بافت روده بیان گردید.

اندازه­گیری pH محتویات قسمتهای مختلف دستگاه­گوارش: پس از بیهوش نمودن پرندگان، یک گرم نمونه از محتویات چینه­دان، سنگدان، دئودنوم، ژژنوم، ایلئوم و سکوم وزن شد و با 9 میلی­لیتر آب مقطر در یک فالکون به مدت پنج دقیقه به خوبی ورتکس شد و pH محلول فوق با استفاده از الکترود pH متر اندازه­گیری گردید (22).  

اندازه­گیری ویسکوزیته محتویات ایلئوم: پس ازاتمام نمونه­گیری برای pH، محتویات ایلئوم جمع­آوری و بلافاصله در سانتریفیوژg 3000 به مدت 15 دقیقه قرار گرفتند. سپس سوپرناتانت حاصل در ویال دو سی‌سی ریخته شد و در فریزر 20- درجه سانتی گراد ذخیره گردید سپس با استفاده از ویسکوزیمتر دیجیتال (Model DV-II þ LV, Brookfield, Stroughton, MA, USA) ویسکوزیته بر حسب سانتی­پوآز در 40 درجه سانتی­گراد اندازه­گیری گردید (19).

 

جدول 2- اثر سطوح زایلوز و افزودن آنزیم زایلاناز به خوراک بر صفات تولیدی مرغهای تخم گذار

ضریب تبدیل غذایی (گرم/گرم)

توده تخم­مرغ (گرم/روز)

وزن تخم­مرغ (گرم)

میزان تخم گذاری (درصد)

خوراک مصرفی (گرم/روز)

اثرات اصلی

 

 

 

 

 

سطوح زایلوز (%)

832/1ab

4/52a

5/58a

5/89

3/95

8/1

b813/1

a6/52

a8/58

3/89

8/94

0/2

ab831/1

ab9/51

ab7/57

8/89

2/94

2/2

a882/1

b1/50

b8/56

1/88

6/93

4/2

014/0

434/0

434/0

544/0

464/0

خطای استاندارد

 

 

 

 

 

آنزیم

859/1a

b1/51

b7/57

5/88b

4/94

- زایلاناز

b819/1

a3/52

a8/58

a8/89

6/94

+ زایلاناز

01/0

307/0

307/0

385/0

328/0

خطای استاندارد

 

 

 

 

 

P-value

0142/0

0012/0

0114/0

1719/0

0814/0

سطوح زایلوز

0097/0

0064/0

0365/0

0226/0

6356/0

آنزیم

4671/0

5219/0

4538/0

4709/0

2296/0

سطوح زایلوز×آنزیم

میانگین­ها با حروف غیر­مشابه در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی­دار در سطح 5 درصد می­باشند.


نتایج

مقادیر D- زایلوز موجود در گندم پیشتاز، ذرت، گلوتن ذرت و کنجاله سویا به ترتیب 0/3، 3/2، 0/1 و 3/1 و آرابینوکسیلان 9/4، 7/3، 6/1 و 0/2 بر اساس ماده خشک به دست آمد و جیره­های آزمایشی بر اساس مقادیر فوق فرموله شدند. در کل دوره آزمایشی، خوراک مصرفی و میزان تخم گذاری تحت تأثیر سطوح زایلوز قرار نگرفتند. با این وجود، با افزایش سطح زایلوز، وزن تخم­مرغ (05/0>P) و توده تخم­مرغ کاهش معنی­داری را نشان دادند (01/0>P). همچنین، بالاترین ضریب تبدیل غذایی برای جیره شامل 4/2 درصد زایلوز مشاهده گردید (05/0>P). آنزیم خارجی، موجب افزایش میزان تخم گذاری (05/0>P)، وزن و توده تخم­مرغ و بهبود ضریب تبدیل غذایی گردید (01/0>P) ولی اثر معنی­داری را بر میزان خوراک مصرفی نشان نداد. اثر متقابل سطوح زایلوز و آنزیم زایلاناز بر صفات تولیدی مرغهای تخم گذار معنی­دار نبود (جدول 2). افزایش سطوح زایلوز موجب کاهش قابلیت هضم چربی و انرژی قابل متابولیسم جیره­ها گردید. آنزیم اثر معنی­داری را بر قابلیت هضم مواد مغذی نشان نداد (جدول 3). افزایش سطح زایلوز نیز موجب افزایش فعالیت آنزیم آمیلاز دئودنوم (001/0>P) و آمینوپپتیداز و لیپاز دئودنوم و ژژنوم (001/0>P) گردید. مکمل نمودن جیره با آنزیم زایلاناز، فعالیت هیچ یک از آنزیمهای روده­ای را تحت تأثیر قرار نداد (جدول 4). همان گونه که در جدول 5 ملاحظه می­شود pH قسمتهای مختلف دستگاه گوارش تحت تأثیر سطوح زایلوز، آنزیم و اثر متقابل آنها قرار نگرفتند. افزایش سطوح زایلوز موجب افزایش ویسکوزیته روده­ای شد ولی آنزیم زایلاناز ویسکوزیته را به طور معنی­داری کاهش داد (جدول 5).

 

جدول 3- اثر سطوح زایلوز و افزودن آنزیم زایلاناز  به خوراک بر قابلیت هضم ظاهری مواد مغذی

انرژی قابل متابولیسم (کیلوکالری/کیلوگرم)

چربی (%)

پروتئین (%)

اثرات اصلی

 

 

 

سطوح زایلوز (%)

2881a

9/79a

7/67

8/1

a2860b

a1/79

3/67

0/2

ab2839

a8/78

8/66

2/2

b2819

b6/76

5/66

4/2

67/12

513/0

518/0

خطای استاندارد

 

 

 

آنزیم

2845

1/78

07/67

- زایلاناز

2854

0/79

9/66

+ زایلاناز

96/8

363/0

366/0

خطای استاندارد

 

 

 

P-value

0063/0

0002/0

3327/0

سطوح زایلوز

4866/0

0639/0

8780/0

آنزیم

4110/0

4963/0

3105/0

سطوح زایلوز×آنزیم

میانگین­ها با حروف غیر­مشابه در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی­دار در سطح 5 درصد می­باشند.

جدول 4- اثر سطوح زایلوز و افزودن آنزیم زایلاناز به خوراک بر فعالیت آنزیمهای روده­ای (واحد بازای میلی­گرم پروتئین بافت روده)

لیپاز

آمینوپپتیداز

آمیلاز

 

ژژنوم

دئودنوم

ژژنوم

دئودنوم

ژژنوم

دئودنوم

اثرات اصلی

 

 

 

 

 

 

سطوح زایلوز (%)

14/5c

68/3c

63/13c

33/10b

83/42

13/24b

8/1

c42/5

bc97/3

cb87/13

a37/11

55/43

b25/25

0/2

b45/6

b13/4

ab60/14

a74/11

74/43

a50/26

2/2

a09/7

a61/4

a83/14

a89/11

61/44

a23/27

4/2

15/0

11/0

27/0

17/0

29/1

32/0

خطای استاندارد

 

 

 

 

 

 

آنزیم

10/6

15/4

32/14

24/11

20/43

13/26

- زایلاناز

90/5

04/4

03/14

42/11

17/44

42/25

+ زایلاناز

11/0

08/0

19/0

12/0

90/0

22/0

خطای استاندارد

 

 

 

 

 

 

P-value

<0001/0

<0001/0

0023/0

<0001/0

9381/0

<0001/0

سطوح زایلوز

2091/0

3351/0

3560/0

2778/0

4872/0

2950/0

آنزیم

7645/0

1318/0

4147/0

1040/0

5069/0

4713/0

سطوح زایلوز×آنزیم

میانگین­ها با حروف غیر­مشابه در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی­دار در سطح 5 درصد می­باشند.

جدول 5- اثر سطوح زایلوز افزودن آنزیم زایلاناز به خوراک بر pH قسمتهای مختلف دستگاه گوارش و ویسکوزیته محتویات ایلئوم (سانتی­پوآز)

ویسکوزیته

سکوم

ایلئوم

ژژنوم

دئودنوم

سنگدان

چینه­دان

اثرات اصلی

 

 

 

 

 

 

 

سطوح زایلوز (%)

66/3d

69/6

25/7

48/6

27/6

36/3

70/4

8/1

c27/4

60/6

18/7

50/6

21/6

38/3

62/4

0/2

b48/5

61/6

00/7

51/6

18/6

32/3

61/4

2/2

b04/8

54/6

07/7

50/6

33/6

37/3

67/4

4/2

078/0

095/0

086/0

065/0

078/0

044/0

053/0

خطای استاندارد

 

 

 

 

 

 

 

آنزیم

a88/5

65/6

13/7

51/6

19/6

37/3

62/4

- زایلاناز

b85/4

57/6

12/7

48/6

31/6

35/3

68/4

+ زایلاناز

078/0

067/0

061/0

046/0

055/0

031/0

037/0

خطای استاندارد

 

 

 

 

 

 

 

P-value

<0001/0

6877/0

1251/0

9741/0

5351/0

7264/0

6084/0

سطوح زایلوز

<0001/0

4746/0

8299/0

5408/0

1197/0

7459/0

2618/0

آنزیم

<0001/0

7019/0

4672/0

8967/0

6606/0

2698/0

3595/0

سطوح زایلوز×آنزیم

میانگین­ها با حروف غیر­مشابه در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی­دار در سطح 5 درصد می­باشند.


بحث

همان گونه که بیان گردید افزایش سطح زایلوز در جیره، موجب کاهش وزن تخم­مرغ (7/1 گرم)، توده تخم­مرغ (3/2 گرم) و افزایش ضریب تبدیل غذایی در کل دوره آزمایش گردید. همچنین، با افزایش سطوح پلی­ساکاریدهای غیر­نشاسته­ای در جیره، ویسکوزیته محتویات ایلئوم افزایش ولی قابلیت هضم چربی و میزان انرژی قابل متابولیسم جیره (به ترتیب 3/3 درصد و 62 کیلوکالری) کاهش یافتند. در واقع ویسکوزیته، از طریق افزایش میزان چسبندگی مواد هضمی در روده باریک، سرعت عبور غذا را از دستگاه گوارش کاهش داده و به عنوان سدی تماس بین آنزیمهای هضمی و سوبسترا را ممانعت می­کند و از تشکیل میسل ممانعت نموده و منجر به کاهش قابلیت هضم چربی جیره و نهایتاً پایین آمدن عملکرد تولیدی پرنده از جمله وزن و توده تخم­مرغ می­شود. بنابراین می­توان بیان نمود که افزایش ویسکوزیته محتویات ایلئوم از طریق کاهش قابلیت هضم مواد مغذی منجر به کاهش عملکرد تولیدی مرغهای تخم گذار گردیده است. کیم و همکاران (1976) گزارش نمودند که مرغهای لگهورن سفید که جیره­های بر پایه ذرت را نسبت به مرغهایی که جیره بر پایه گندم از 21 تا 43 هفتگی تغذیه نمودند میانگین خوراک مصرفی بالاتر و تخم­مرغهای درشت­تری را تولید نمودند (17). بر عکس، لازارو و همکاران (2003) و صفا و همکاران (2009) با جایگزینی 50 درصد ذرت با گندم، هیچگونه اختلافی را به ترتیب در عملکرد تولیدی مرغهای تخم گذار سویه های لاین و لوهمن قهوه­ای مشاهده نکردند (19 و 24). دراین مطالعه، مکمل نمودن جیره با آنزیم زایلاناز موجب افزایش میزان تخم گذاری، وزن و توده تخم­مرغ و بهبود ضریب تبدیل غذایی گردید. مکمل نمودن جیره حاوی پلی­ساکارید بالا با آنزیم زایلاناز عملکرد پرنده را از طریق کاهش ویسکوزیته ایلئوم و تشدید زمان انتقال که موجب افزایش خوراک مصرفی و افزایش قابلیت هضم مواد مغذی می­شود بهبود می­بخشد (10 و 20). اطلاعات موجود در مورد اثرات افزایش سطوح پلی­ساکاریدهای غیرنشاسته­ای یا مکمل نمودن جیره با آنزیم زایلاناز روی pH قسمتهای مختلف دستگاه گوارش در مرغهای تخم گذار محدود است. در آزمایش فوق، سطوح پلی ساکاریدهای غیرنشاسته­ای و آنزیم زایلاناز بر pH قسمتهای مختلف دستگاه گوارش اثر نداشت که با نتایج چاکت و همکاران (1999) که هیچ گونه اثری از افزایش سطوح اسیدهای چرب فرار با مکمل نمودن جیره با زایلاناز مشاهده نکردند مطابقت دارد (5). برعکس انگ­برگ و همکاران (2004) مشاهده نمودند که مکمل نمودن جیره­های بر پایه گندم با زایلاناز، pH سنگدان و سکوم را در جوجه­های گوشتی کاهش داد (8). در تحقیق حاضر، فعالیت آنزیم آمیلاز در ژژنوم بالاتر از دئودنوم بود. جانسون و همکاران (1977) گزارش نمودند توزیع فعالیت آنزیم آمیلاز موکوس در قسمت ابتدایی نسبت به قسمت انتهایی روده بالاتر است و عمدتاً کمترین فعالیت در قسمت پایینی روده مشاهده می­شود (16). همچنین برد (1971) گزارش نمود که فعالیت آنزیم آمیلاز در یک چهارم پایینی دئودنوم حداکثر می­باشد این مشاهده قابل انتظار است زیرا در این قسمت لوله­های پانکراتیک ترشحاتشان را به درون دئودنوم تخلیه می­کنند و حداکثر فعالیت آنزیم فوق در ژژنوم مشاهده می­شود و در واقع ژژنوم مکان اصلی هضم نشاسته در جوجه­های گوشتی می­باشد (3). همچنین فعالیت آنزیمهای آمینوپپتیداز و لیپاز در ژژنوم بالاتر از دئودنوم بود. گال-گاربر و یونی (2000) و کرامر و همکاران (2005) بیان نمودند که فعالیت آنزیم آمینوپپتیداز و بیان پروتئین آن از ابتدا به سمت انتهای روده باریک در جوجه گوشتی و خرگوش افزایش می­یابد (9 و 18). در این مطالعه، با افزایش سطح زایلوز، فعالیت آنزیم آمیلاز در دئودنوم و آمینوپپتیداز و لیپاز در دئودنوم و ژژنوم افزایش یافتند. ویسکوزیته ایجاد شده ناشی از حضور پلی ساکاریدهای غیرنشاسته­ای در جیره، ضخامت لایه­های موکوس روده را افزایش می­دهد و به عنوان سدی، تماس بین آنزیم­های هضمی و سوبسترا را ممانعت می­کند و موجب افزایش فعالیت آنزیم روده­ای می­شود. ایکگامی و همکاران (1990) گزارش کردند که پلی­ساکاریدهای ویسکوز، ویسکوزیته روده­ای را افزایش دادند همچنین، بازده عصاره پانکراس و فعالیت آنزیم­های آمیلاز، لیپاز و کیموتریپسین در روده باریک افزایش یافت (14). پیترسون و آمان (1989) بیان نمودند که فعالیت بسیاری از آنزیمهای هضمی روده­ای ممکن است از طریق متصل شدن آنزیم با پلی­ساکاریدهای غیرنشاسته­ای و یا از طریق محدودیت فیزیکی دسترسی آنزیم به سوبسترا کاهش یابد (23). در این مطالعه مکمل نمودن جیره با آنزیم زایلاناز هیچ گونه اثر معنی­داری را بر فعالیت آنزیمهای با منشای داخلی در قسمتهای مختلف روده نشان نداد. برعکس نتایج به دست آمده در این تحقیق، اینبر و همکاران (1993) گزارش نمودند که آنزیمهای با منشای خارجی در جیره­های بر پایه گندم و جو، فعالیت آنزیم آمیلاز را در روده کوچک کاهش داد. آنها پیشنهاد کردند که اثرات سودمند زایلاناز روی تولید آنزیمهای با منشای داخلی ممکن است نتیجه تجزیه آرابینوکسیلان­ها همراه با کاهش ویسکوزیته روده کوچک باشد (15). نتایج کلی این مطالعه نشان داد که افزایش سطح پلی ساکاریدهای غیرنشاسته­ای به 4/2 درصد از طریق افزایش ویسکوزیته محتویات روده، موجب افزایش فعالیت آنزیمهای روده­ای، کاهش قابلیت هضم مواد مغذی و در نتیجه موجب کاهش عملکرد تولیدی مرغهای تخم گذار می­گردد.

تشکر و قدردانی

بدین وسیله از گروه علوم دامی دانشگاه تهران و پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه بیوتکنولوژی دام، طیور و آبزیان تقدیر و تشکر به عمل می آید.

1. AOAC International. 2000. Official Method of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists International, 17th ed. AOAC International, Gaithersburg, MD.
2. Bernfeld, P. 1955. Amylases, α and β. Methods Enzymol. 1: 149-151.
3. Bird, F.H. 1971. Distribution of trypsin and α-amylase activities in the duodenum of the domestic fowl. Br. Poult. Sci. 12:373-378.
4. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantization of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248-254.
5. Choct, M., Hughes, R.J., and Bedford, M.R. 1999. Effects of a xylanase on individual bird variation, starch digestion throughout the intestine, and ileal and caecal volatile fatty acid production in chickens fed wheat. Br Poult Sci. 40: 419-422.
6. Choct, M. and Kocher, A. 2001. Non – starch carbohydrates: Digestion and its secondary effects in monogastrics. Available in : www. personal. une. edu. au / m choct / Nutsoc % 20 paper. pdf.
7. Choct, M., Kocher, A., Waters, D.L.E., Pettersson, D. and Ross, G. 2004. A comparison of three xylanases on the nutritive value of two wheats for broiler chickens. Br. Poult. Sci. 92:53-61.
8. Engberg, R.M., Hedemann, M.S., Steenfeldt, S. and Jensen, B.B. 2004. Influence of whole wheat and xylanase on broiler performance and microbial composition and activity in the digestive tract. Poult. Sci. 83:925-938.
9. Gal-Garber, O. and Uni, Z. 2000. Chicken intestinal aminopeptidase: partial sequence of the gene expression and activity. Poult. Sci. 79:41-45.
10. Garcia, M., Lazaro, R., Latorre, M.A., Gracia, M.I. and Mateos, G.G. 2008. Influence of enzyme supplementation and heat processing of barley on digestive traits and productive performance of broilers. Poult Sci. 87:940-948.
11. Gutierrez-Alamo, A., Perez de Ayala, P., Verstegen, M.W.A., Den Hartog, L.A. and Villamide, M.J. 2008. Variability in wheat: factors affecting its nutritional value. World 's poult. Sci. j. 64:20-39.
12. Hadorn, R., Gloor, A. and Wiedmer, H. 1997. Effect of a carbohydrase in an energy-reduced and wheat-based diet for laying hens. Archivur Geflugelkunde. 61:82-87.
13. Iji, P.A., Saki, A. and Tivey, D.R. 2001. Body intestinal growth of broiler chicks on a commercial starter diet. 2. Development and characteristics of intestinal enzymes. Br. Poult. Sci. 42:514-522.
14. Ikegami, S., Tsuchihashi, F., Harada, H., Tsuchihashi, N., Nishide, E. and Innami, S. 1990. Effect of viscous indigestible polysaccharides on pancreatic biliary secretion and digestive organs in rats. J. Nutr. 120:353-360.
15. Inborr, J., Schmitz, M. and Ahrens, F. 1993. Effect of adding fiber and starch degrading enzymes to a barley/wheat based diet on performance and nutrient digestibility in different segments of the small intestine of early weaned pigs. Anim. Feed Sci. Technol. 44:113-127.
16. Johnson, A., Hurwitz, R. and Kertchmer, N. 1977. Adaptation of rat pancreatic amylase and chymotrypsinogen to changes in diet. J. Nutr. 107:87-96.
17. Kim, S.M., Patel, M.B., Reddy, S.J. and McGinnis, J. 1976. Effects of different cereal grains in diets for laying hens on production parameters and liver fat content. Poult. Sci. 55:520-530.
18. Kramer, W., Girbig, F., Corsiero, D., Pfenninger, A., Frick, W., Jahne, G., Rhein, M., Wendler, F., Lottspeich, E., Hochleitner, E. and Schmitz, G. 2005. Aminopeptidase N (CD13) is a molecular target of the cholesterol absorption inhibitor ezetimibe in the enterocyte brush border membrane. J. Biol. Chem. 280:1306-1320.
19. Lazaro, R., Garcia, M., Aranibar, M.J. and Mateos, G.G. 2003. Effect of enzyme addition to wheat, barley and rye-based on nutrient digestibility and performance of laying hens. Br. Poult. Sci. 44:256-265.
20. Mateos, G.G., Lazaro, R. and Gracia, M.I. 2002. The feasibility of using nutritional modifications to replace drugs in poultry feeds. J. Appl. Poult. Res. 11:437–452.
21. Pan, C.F., Ignasan, F.A., Guenter, W. and Marquardt, R.R. 1998. The effects of enzyme and inorganic phosphorus supplements in wheat and rye–based diets on laying hen performance, energy, and phosphorus availability. Poult. Sci. 77: 83-89.
22. Pang, Y. and Applegate, T.J. 2007. Effects of dietary copper supplementation and copper source on digesta pH, calcium, zinc and copper complex size in the gastrointestinal tract of the broiler chicken. Poult. Sci. 86:531-537.
23. Pettersson, D. and Aman, P. 1989. Enzyme supplementation of a poultry diet containing wheat and rye. Br. J. Nutr. 62:139-149.
24. Safaa, H.M., Jimenez-Moreno, E., Valencia, D.G., Frikha, M., Serrano, M.P., and Mateos, G.G. 2009. Effect of main cereal of the diet and particle size of the cereal on productive performance and egg quality of brown egg-laying hens in early phase of production. Poult. Sci. 88:608-614.
25. Shirazi-Beechey, S.P., Smith, M.W., Wang, Y., and James, P.S. 1991. Postnatal development of lamb intestinal digestive enzymes is not regulated by diet. J. Physiol. 437:691-698.
26. Smits, C.H.M. and Annison, G. 1996. Non-Starch plant polysaccharides in broiler nutrition towards a physiologically valid approach to their determination. World 's poult. Sci. j. 52: 203-221.
27. Teng, Y. and Xu, Y. 2007. A modified para-nitrophenyl palmitate assay for lipase synthetic activity determination in organic solvent. Anal. Biochem. 363:297–299.
 
Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 26, Issue 4 - Serial Number 4
March 2014
Pages 562-571
  • Receive Date: 23 April 2011
  • Revise Date: 05 June 2011
  • Accept Date: 06 July 2011