اگرچه مطالعات متعددی تاثیر محیط کشت مخمر بر فراسنجههای تخمیر شکمبه نشخوارکنندگان را مورد مطالعه قرار دادهاند ولی مطالعات محدودی اثرات این فراورده به دست آمده از مخمر ساکارومایسس سرویزیه را بر جمعیت باکتریهای تجزیه کننده سلولز بررسی نمودهاند. لازم به ذکر است که باکتریهای تجزیه کننده سلولز از جمله مهمترین باکتری های دستگاه گوارش نشخوارکنندگان هستند که ارتباط نزدیکی با ضریب تبدیل خوراک و عملکرد تولیدی حیوانات دارند.
مطالعاتی در سال ۲۰۱۸ توسط Dias و همکاران منتشر شد که نشان میدهد استفاده از محیط کشت مخمر توانسته است اثرات مثبتی بر پیشگیری از اسیدوز تحت حاد (SARA) داشته باشد و کارایی خوراک را بهبود بخشد. این نتایج به صورت غیرمستقیم قابلیت محیط کشت مخمر در تغییر تخمیر شکمبهای را با تحریک رشد باکتریهای تجزیه کننده سلولز و باکتریهای مصرف کننده لاکتات نشان میدهد. برای بررسی این ساز و کار پژوهشگران دپارتمان Dairy and Food Sciences دانشگاه ایالتی South Dakota به همراه محققینی از برزیل و نیوجرسی پژوهشی را به انجام رساندند که یافتههای آن در مجله Journal of Dairy Science در سال ۲۰۲۱ به انتشار رسیده است.
روش تحقیق
گروههای شاهد و تیمار
در این پژوهش که ۶۰ روز به طول انجامید از ۴۰ راس گاو اواسط شیردهی هلشتاین استفاده شد. گاوها جیره کاملاً مخلوط دریافت میکردند و به جیره ۲۰ راس از آنها روزانه ۱۴ گرم محیط کشت مخمر افزوده می شد. این افزودنی روزانه یک بار روی خوراک کاملاً مخلوط مصرفی پاشیده میشد. جمعیت باکتریهای شکمبه با روش تک تکثیر ژنی با استفاده از qPCR مورد بررسی قرار گرفت.
یافتههای کلیدی
بهبود کارایی خوراک ، افزایش جمعیت باکتریهای مفید
گاوهای تغذیه شده با محیط کشت مخمر، pH شکمبه بالاتری داشتند و غلظت کل VFA شکمبه آنها نیز در روز ۶۰ آزمایش بالاتر از گاوهایی بود که جیره شاهد دریافت کردند. اگرچه تولید شیر تفاوت معنیداری بین تیمارها نداشت ولی تمایل به بهبود کارایی خوراک در گاوهای دریافت کننده محیط کشت مخمر در مقایسه با گروه شاهد مشاهده شد (55/1 در برابر 48/1؛ جدول ).
یکی دیگر از یافتههای پژوهش حاضر، افزایش غلظت ایزو والرات با افزودن محیط کشت مخمر به جیره بود که این افزایش به عنوان یکی از دلایل احتمالی افزایش باکتری R. flavefaciens گزارش شده است. اگرچه جمعیت باکتریهای خاصی از جمله Eubacterium ruminantium و Ruminococcus flavefaciens که تجزیه کننده فیبر میباشند در گاوهای تغذیه شده با محیط کشت مخمر در مقایسه با گروه شاهد افزایش یافت اما در مقابل کاهش در برخی دیگر از باکتریها مانند Fibrobacter succinogenes مشاهده شد. جمعیت باکتری های تجزیه کننده آمیلوز مانند Ruminobacter amylophilus و Succinimonas amylolytica در گاوهای تغذیه شده با محیط کشت مخمر در مقایسه با گروه شاهد کاهش یافت.
مکانیسم اثرگذاری
نحوه عملکرد مخمر و ترکیبات آن
مکانیسم دقیق اثر گذاری محیط کشت مخمر در شکمبه روشن نیست ولی اثرات این افزودنی به متابولیتهای عملگرای موجود در آن مانند محرکهای رشد، ویتامینهای گروه B؛ اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی، آنزیمها و دیگر محصولات تخمیر نسبت داده شده است. به نظر میرسد این متابولیتها تخمیر شکمبهای را به گونهای تحت تاثیر قرار میدهند که موجب افزایش غلظت کل اسیدهای چرب فرار و رشد باکتریهای تجزیه کننده سلول شده و با افزایش قابلیت هضم مواد مغذی، بهبود کارایی خوراک را به دنبال خواهد داشت.
نتیجه گیری
بهبود تولید بعد از مکمل کردن جیره با مخمر
محققین این جمعبندی را داشتند که مکمل کردن جیره گاوهای اواسط شیردهی با محیط کشت مخمر موجب افزایش جمعیت برخی باکتریهای خاص تجزیه کننده فیبر و کاهش جمعیت باکتریهای آمیلولتیک میشود. این تغییرات در جمعیت میکروبی شکمبه، pH شکمبهای متعادلتر و غلظت بیشتر کل اسیدهای چرب فرار و افزایش ایزووالرات را موجب خواهد گردید که بهبود کارایی تولید در نتیجه مکمل سازی با محیط کشت مخمر را به دنبال خواهد داشت.