تغذیه کربوهیدراتها درگاو شیری
تغذیه کربوهیدراتها درگاو شیری
کربوهیدرات ها (CHO)منبع اصلی انرژی برای میکروارگانیسم شکمبه هستند که بزرگترین بخش (60 تا70 درصد) از جیره غذایی یک گاو شیری را تشکیل می دهند. آنها بخش عمده ای از انرژی خالص مورد نیاز برای حمایت از نگهداری حیوان و تولید شیرهستند. تغذیه کربوهیدرات پیش سازهای ترکیب شیر به عنوان مثال لاکتوز، چربی و پروتئین را تحت تاثیر قرار می دهد. دو طبقه بندی گسترده ا ی از کربوهیدراتها وجود دارد: ساختاری و بدون ساختاری. کربوهیدراتهای ساختاری از عناصر موجود در دیواره سلولی گیاه تشکیل شده است. کربوهیدراتهای غیر ساختاری در داخل سلول های گیاهان قرار دارد و معمولا قابلیت هضم بیشتری از کربوهیدراتهای ساختاری دارند. تعریف احتیاجات گاو به کربوهیدراتها نیاز به دانش گسترده ای از اثرات متقابل بین مواد مغذی در جیره و همچنین فراوری و ارائه آن دارد. به منظور تولید بالا، گاوهای شیری نیاز به انرژی بالا، تغذیه با جیره هایی حاوی مقادیر زیادی از کنسانتره و علوفه با کیفیت بالا دارند. سطوح کافی از فیبر برای حفظ عملکردطبیعی شکمبه ودرصد چربی شیر مورد نیاز است . دستیابی به یک تعادل مطلوب بین کربوهیدرات ساختاری و بدون ساختاری درجیره های گاوشیری چالش اصلی برای متخصصان تغذیه است.
کربوهیدرات گیاهان
جدول زیر نشان دهنده ترکیب کربوهیدراتی گیاه است. ساختار و یا مواد دیواره سلولی شامل سلولز، همی سلولز، لیگنین، مواد پکتینی و بتا-گلوکان است. محتویات سلولی حاوی نشاسته، قند، و فروکتانها بوده و برای خوراک سیلویی ، اسیدهای آلی نیز می باشد. رایج ترین اقدامات در تجزیه و تحلیل فیبر، مربوط به فیبر شوینده اسیدی (ADF) و فیبر شوینده خنثی (NDF) است. اجزای ساختاری در گیاهان (سلولز، همی سلولز، لیگنین) بر اساس NDF اندازه گیری شده است . مقیاس فیبر شوینده اسیدی(ADF) لیگنین و سلولز است. حتی با وجود اینکه پکتین بخشی از دیواره سلولی است ، آن را یک کربوهیرات غیر ساختاری در نظر گرفته چون در مقایسه با همی سلولز، میکروارگانیسم های شکمبه پکتین را به طور کامل و به سرعت تخمیر می کنند.
کربوهیدرات گیاهان
جدول زیر نشان دهنده ترکیب کربوهیدراتی گیاه است. ساختار و یا مواد دیواره سلولی شامل سلولز، همی سلولز، لیگنین، مواد پکتینی و بتا-گلوکان است. محتویات سلولی حاوی نشاسته، قند، و فروکتانها بوده و برای خوراک سیلویی ، اسیدهای آلی نیز می باشد. رایج ترین اقدامات در تجزیه و تحلیل فیبر، مربوط به فیبر شوینده اسیدی (ADF) و فیبر شوینده خنثی (NDF) است. اجزای ساختاری در گیاهان (سلولز، همی سلولز، لیگنین) بر اساس NDF اندازه گیری شده است . مقیاس فیبر شوینده اسیدی(ADF) لیگنین و سلولز است. حتی با وجود اینکه پکتین بخشی از دیواره سلولی است ، آن را یک کربوهیرات غیر ساختاری در نظر گرفته چون در مقایسه با همی سلولز، میکروارگانیسم های شکمبه پکتین را به طور کامل و به سرعت تخمیر می کنند.
روشهای تجزیه ای برای NDF
آنالیز شیمیایی مرطوب برای ADF و NDF بر اساس حلالیت مختلف اجزای گیاه است. غلظت NDF یک خوراک به وسیله ته نشین شدن نمونه در محلول بافر (pH=7) که شامل مواد شوینده می باشد اندازه گیری می شود.آب وترکیبات محلول درشوینده حذف شده و مواد باقی مانده شامل قند، چربی، خاکستر، نیتروژن غیر پروتئینی، و برخی از پروتئین ها است. با این حال، مقدار متغیری از خاکستر و پروتئین می تواند با NDF باقی بماند. آلودگی با خاکستر می تواند تا 4درصد ارزش NDF را افزایش دهد. در حالت ایده آل، هر دو ADF و NDF باید بر اساس خاکستر آزاد بیان شوند. اغلب خاک عامل اصلی در آلودگی با مواد معدنی است. چند تغییر در روش آنالیز برای NDF وجود دارد. اولین تغییر گنجاندن آمیلاز مقاوم به حرارت در روش حذف نشاسته بوده و دیگری استفاده از سولفیت سدیم برای به حداقل رساندن آلودگی(کاهش مقدار) با پروتئین بود. در حال حاضر این روش مرجع تصویب شده است. برخی از چالش ها بر سر استفاده از سولفیت در روش استاندارد برای تعیین NDF وجود دارد. اضافه کردن سولفیت به NDF محلول باعث کاهش مقدار پروتئین خام می شود. اما باعث حذف همه آن نمی شود. خوراکهایی با محتویات چربی بیشتر از 10درصد می توانند یک مشکل در آنالیز باشند و برخی از انواع نمونه ها مشکلات صاف کردن را دارند.
قابلیت هضم NDF درآزمایشگاه
در شرایط in vitro روش کار به این صورت است که هضم NDF در یک لوله آزمایش انجام می شود. مقدار کمی از نمونه های خشک با مایع شکمبه و بافردر انکوباتور و در یک سیستم با دمای کنترل شده قرار داده می شوند. نظراغلب آزمایشگاهها در قابلیت هضم NDF پس از اینکه نمونه در مایع شکمبه به مدت 30 ساعت انکوبه شد داده می شود. همان طور که در هر روش عوامل متعددی وجود دارد که می تواند نتایج را تحت تاثیر قرار دهنددر اینجا نیز رقت ماده گرفته شده از شکمبه، نوع بافر استفاده شده، اندازه ذرات نمونه، نوع آسیاب مورد استفاده ، و نوع جیره غذایی گاو می تواند بر نتایج هضم NDF در شرایط آزمایشگاهی تاثیر گذار باشد . قابلیت هضم قطعات فیبر علوفه با توجه به ارقام، بلوغ، دما، رطوبت، لقاح، تخمیر، و روش های فراوری متفاوت است.
کربوهیدرات غیر ساختاری
کربوهیدرات غیر ساختاری شامل قند و نشاسته می باشد و NFC یا کربوهیدرات غیر فیبری شامل قند، نشاسته، و دیگرکربوهیدرات های ذخیره ای مانند گالاکتانها و پکتین می باشد. NFC موجود در خوراکها با استفاده از دو معادله زیر محاسبه می شود:
1- ( پروتئین خام + % چربی + % خاکستر + NDF % ) - صد
2- [(% NDF - NDF CP) +٪ پروتئین خام +٪ چربی +٪ خاکستر) - صد
توجه داشته باشید، که NDF CP پروتئین خام نامحلول در شوینده خنثی است.با اینکه از معادله اول اغلب استفاده می شود، اما معادله دوم به آن ترجیح داده می شود زیرا درآن پروتئین خام موجود در NDF نیز برآورد شده است. کربوهیدرات غیر ساختاری و یا NSC با استفاده از روش آنزیمی اندازه گیری شده و فقط شامل نشاسته و قند است. غلظت NFC وNSC در بسیاری از خوراکها برابر نیست، واین واژه ها نباید به جای یکدیگر استفاده شود .بسیاری از تفاوت ها مربوط به مشارکت پکتین و اسیدهای آلی می باشد . پکتین در NFC گنجانده شده است نه در NSC.هنگامی که با استفاده از روش آنزیمی NSC اندازه گیری می شود، ساکارز و فروکتوز در بخش نشاسته ظاهر می شود. این امر عمدتا مربوط به علوفه، به ویژه گراسها می باشد. ساکارز در چغندر و تفاله مرکبات و احتمالا برخی از دیگرمحصولات فرعی یافت می شود. برای این خوراکها ، کل قند و نشاسته به احتمال زیاد همه ساکارز است. برای سیلوی ذرت، حبوبات و بسیاری از محصولات فرعی معمولا همه نشاسته است. دانشگاه فلوریدا یک سیستمی برای تقسیم بندی کربوهیدرات های محلول در شوینده خنثی (NDSC) و یا قسمتهای کربوهیدرات به استثنای همی سلولز و سلولز توسعه داده است. این سیستم با استفاده از استخراج با 80 درصد اتانول برای جدا کردن قند با وزن مولکولی کم و اسیدهای آلی، از نشاسته و پلی ساکارید های غیر نشاسته ای می باشد. قندها به طور مستقیم در عصاره اتانولی و نشاسته در اتانول نامحلول باقی مانده و اندازه گیری می شود.
قابلیت هضم فیبر
قابلیت هضم فیبرمعمولا به عنوان نسبتی از فیبر مصرفی می باشد که در مدفوع دفع نمی شود. فیبر شامل یک بخش غیر قابل هضم و یک یا چند بخش به طور بالقوه قابل هضم می باشد.میزان هضم فیبر بستگی به اندازه بخش غیر قابل هضم و رقابت بین میزان تجزیه شده و عبوری از شکمبه می باشد. قابلیت هضم فیبر در شکمبه توسط سرعت عبور ذرات از شکمبه تحت تاثیر قرار می گیرد.سرعت عبور در درجه اول تحت تاثیر مصرف خوراک قرار می گیرد. با این حال، اندازه ذرات غذا، شناوری ذرات، غلظت فیبر و NFC جیره ومیزان هضم بالقوه بخش هایی از فیبر ممکن است سرعت عبور را تحت تاثیر قرار دهد. تفاوت قابل ملاحظه ای از قابلیت هضم فیبردرشکمبه و مقدار منابع علوفه ای و غیرعلوفه ای بین (13٪ تا 78٪) وجود دارد. قابلیت هضم فیبر علوفه ای برای تمام حیوانات و شرایط تغذیه ثابت نیست، بسیاری از تغییرات ناشی از ترکیب و تفاوت های ساختاری علوفه، زمان برداشت وارتفاع برداشت می باشد. بخش غیر قابل هضم NDF ، یک عامل مهم و مؤثر بر استفاده از فیبر منابع کربوهیدراتی است وآن نیز تا حد زیادی متفاوت بوده و ممکن است بیش از نیمی از کل NDF شکمبه را شامل شود. قابلیت هضم فیبر در علوفه بالغ کاهش یافته و علاوه بر این، عوامل محیطی مانند شدت نور، طول روز، درجه حرارت و رطوبت خاک در رابطه با قابلیت هضم فیبر و بلوغ آن تاثیر می گذارد.شناوری ذرات در شکمبه ممکن است یکی دیگر از عوامل موثر بر قابلیت هضم باشد. ذرات زمانی شناور هستند که آنها به طور فعال در حال تخمیر بوده و دی اکسید کربن و گاز متان تولید شده در طی تخمیر و در ارتباط با ذرات خوراک باعث شناوری آنها در شکمبه می شود . اگر بخش قابل تخمیر فیبر ذرات خوراک کاهش یابد، گاز کمتر تولید شده و ذرات ممکن است کمتر شناور شوند. یونجه دارای غلظت کم فیبر قابل تخمیر بوده و با سرعت بیشتری نسبت به گراس(چمن) که فیبر قابل تخمیر بیشتر و سرعت تخمیر کمتر ی دارد عبورمی کند. به طور کلی گراسها یک بخشNDF غیر قابل هضم کمتری نسبت به لگومها دارند، که ممکن است NDF گراسها در زمان ماندگاری طولانی در شکمبه قابلیت هضم بالاتری داشته باشد .زمان ماندگاری بیشترگراسها در شکمبه منجر به خاصیت شناوری بیشتر در طول زمان و افزایش قابلیت هضم NDF گراسها، در مقایسه با NDF لگومها می شود. اگر چه NDF گراسها به طور کلی قابلیت هضم کمتری از N DF لگومها دارد که این ممکن است باعث پرشدگی شکمبه و کاهش مصرف به علت افزایش زمان ماندگاری در شکمبه شود. هنگامی که به علت پری شکمبه از خوراکهای هضم نشده ،مصرف محدود می شود لگومها ممکن است اجازه مصرف بالاتری از گراسها داشته باشند. در تغذیه عملی می توان از این اطلاعات کاربردی استفاده نمود. با فرض زمان ماندگاری شکمبه برای NDF از 30 ساعت برای گاوهای اوایل شیردهی و 48 ساعت برای گاوهای اواخر شیردهی، پتانسیل هضم بخش NDF یونجه ممکن است تقریبا به طور کامل در شکمبه گاوهای اوایل شیردهی هضم شود در حالی که در مورد گراسها این طور نیست . در زمان ماندگاری کوتاه در شکمبه، لگومها ممکن است قابلیت هضم ماده خشک بیشتری به دلیل محتویات NDF پایین و قابلیت هضم بالای NDF در مقایسه با گراسها داشته باشند. گراسهای علوفه ای ممکن است قابلیت هضم NDF بیشتری داشته باشند زمانی که به گاوها در زمان ماندگاری بیشتر شکمبه مانند اواخر دوره شیردهی و گاوهای خشک خورانده شود. مصرف ماده خشک در گاو اوایل شیردهی معمولا با پرشدگی فیزیکی محدود می شود. فراهمی منابع فیبر که هضم و عبور آن از شکمبه با سرعت بیشتری صورت می گیرد ممکن است مصرف انرژی را افزایش دهد. از دوره اواسط شیردهی به اواخر شیردهی به دلیل زمان ماندگاری طولانی تر در شکمبه، مصرف علوفه های گراسی که آهسته تر تخمیرشده و قابلیت هضم بالقوه بالاتری دارند بایستی افزایش یابد.
قابلیت هضم کربوهیدراتهای غیر ساختاری ( NSC)
نشاسته و قند ترکیبات NSC را تشکیل می دهند. قندهای محلول با سرعت بالایی در شکمبه تخمیر می شوند. هنگامی که قندهای موجود در داخل دیواره سلول های گیاهی، در مدت زمان کافی در شکمبه باقی می مانند به صورت گسترده مورد تخمیر قرار می گیرند.هضم نشاسته بزرگترین تاثیر را در شکمبه و گاو شیری دارد. نشاسته شامل اکثریت کربوهیدراتهای غیر ساختاری در بسیاری از مواد خوراکی هستند. سرعت و میزان قابلیت هضم نشاسته تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد. سرعت تخمیر نشاسته بر اساس نوع دانه وفراوری آن متفاوت است. تجزیه پذیری نشاسته را می توان از سریع ترین به کمترین درجه بندی کرد که:
یولاف> گندم> جو> ذرت> مایلو بوده روش های فراوری مانند آسیاب کردن ، پوسته پوسته کردن با بخار، و سیلو می تواند در دسترس بودن نشاسته در شکمبه را تغییر دهد. در یک مطالعه در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، نشان داد شد که تجزیه پذیری موثر نشاسته برای ذرت ترک خورده، ذرت آسیاب شده ، و ذرت با بخار فلس دار شده به ترتیب 44٪، 65٪ و 75٪ بود. اکثر روش های فراوری دانه، سرعت و میزان تخمیر نشاسته و قابلیت هضم آن در شکمبه را افزایش می دهد. کاهش اندازه ذرات یک منبع نشاسته، به عنوان مثال ذرت آسیاب شده سرعت هضم وسرعت عبور را افزایش می دهد.اینها می توانند اثرات متقابل در هضم شکمبه داشته باشند. ویژگی های حیوانی و سطح مصرف نیز سرعت عبور را تحت تاثیر قرار می دهد. آسیاب کردن ریز ممکن است اثر کمتری بر هضم نشاسته در شکمبه در سطوح بالاتر مصرف، در گاوهای اوایل شیردهی در مقایسه با گاوهای اواخر دوره شیردهی داشته باشد. در ارزیابی اثرات کربوهیدراتهای غیر ساختاری جیره و تاثیر بر عملکرد حیوانات، مقداری اختلاف در نتایج وجود دارد. برخی از تفاوت در نتایج ممکن است نسبت داده شود به:
1- اثر نشاسته به سرعت تجزیه شونده(ناپدید شونده) در هضم فیبر شکمبه
2- سطحی که در آن NSC یا NFC جایگزین فیبر جیره شده و بر نشخوار و بزاق تولیدی تاثیر می گذارد.
3- محل هضم نشاسته
4- سطح مصرف ماده خشک و حالت فیزیولوژیکی حیوانات
5- روش های فراوری مورد استفاده میزان و سرعت هضم NSC یا NFC را تغییر می دهد.
توصیه های NFC / NSC
غلظت بهینه از NFC /NSC درجیره غذایی گاوهای شیری به خوبی تعریف نشده است. هنگامی که جیره برای NSC (نشاسته و قند) بالانس است، محدوده قابل قبول در جیره گاو شیرده 30 تا 40 درصد بر اساس ماده خشک است. اگر NFC (شامل پکتین و اسیدهای آلی) استفاده می شود یک محدوده از 33 به 42 درصد در ماده خشک می تواند تحمل شود.عوامل متعددی در تعیین سطح استفاده از NSC / NFC تاثیر دارند که این موارد شامل : اندازه ذرات علوفه، دفعات تغذیه با دانه غلات، محل هضم نشاسته، قابلیت هضم فیبر، استفاده از محصولات فرعی، ماده خشک مصرفی، و روش فراوری دانه می باشند . برخی از روشهای تغذیه ای که در آن سطوح مختلف NFC ممکن است مناسب باشد در زیر ارائه شده است:
36-33 درصد : با جیره محتوی جو، یولاف، دانه با رطوبت بالا، دانه ورقه ورقه شده با بخار ، دانه ریزآسیاب شده غالب در بخش کنسانتره
37 -39 درصد : با جیره محتوی علوفه با کیفیت بالا،محصول یونجه غالب در جیره؛ سیلوی ذرت و جیره شامل منابع فیبرغیر علوفه ای.
40 - 42 درصد: با جیره محتوی ذرت درشت فراوری شده و جیره محتوی یک سطح بالا از منابع فیبرغیرعلوفه ای.
توصیه NDF
تنظیم جیره با NDF "ایده آل" علوفه یا سطح کلNDF چالش برانگیز است. که می تواند تاثیر زیادی در عملکرد حیوان داشته باشد. همچنین، حداقل NDF مورد نیاز باید در رابطه با غلظت NFC در نظر گرفته شود. حداقل سطح NDF باید افزایش یابد به طوری که از حداکثر مقدار توصیه شده NFC بیشتر نشود.حداکثر مقدارNDF جیره که می تواند در جیره فرموله شود وابسته به منبع فیبر، مقدار و ویژگی های فیزیکی علوفه و حالت فیزیولوژیکی گاو دارد. تنظیم موفقیت آمیز جیره برای NDF بایستی به تنظیم سطوح آن بر اساس گله به گله باشد. برخی از مشکلات در استفاده از داده های پژوهش ها در این زمینه مربوط به مرحله شیردهی، منابع فیبر، و شیوه متفاوت بیان داده ها می باشد .هنوز تحقیقات زیادی برای درک نیازهای کربوهیدرات گاو شیری مورد نیاز است. مدیریت و یا متعادل نمودن نادرست جیره برای کربوهیدراتها می تواند اثر زیادی بر سلامتی شکمبه و عملکرد حیوان داشته باشد. نه تنها ماهیت شیمیایی فیبر مهم است،بلکه شکل فیزیکی فیبرنیز می تواند به عنوان عامل حیاتی (اصلی) باشد.
کمبود و مازاد کربوهیدرات
چندین شاخص می تواند بالانس نادرست جیره برای کربوهیدراتها را منعکس کندکه اینها عبارتند از درصد چربی شیر، میزان نشخوار و جویدن، مصرف ماده خشک، مشکلات متابولیکی (به عنوان مثال کتوز)، لنگش، PH شکمبه، و قوام مدفوع .
زیادی NDF و یا کمبود NFC
به طور کلی نیاز به انرژی خالص شیردهی (NEL) در گاو به حداکثر مقدار NDF در جیره بستگی دارد. حداکثر NDF در جیره نیز به حداقل مقدار NFC مورد نیاز برای تخمیرخوب شکمبه و برای جلوگیری از اثرات منفی آن بر روی ماده خشک مصرفی مرتبط با سطوح بالای NDF می باشد.در خلاصه ای از مطالعات تحقیقاتی منتشر شده، غلظت بالای NDF ، جیره مصرف ماده خشک را زمانی که جیره محتوی NEL کافی بود محدود نکرد . مصرف ماده خشک در زمانی که تولید گاوها بیش از 40 کیلوگرم بود و از جیره محتوی 32 درصد NDF تغذیه می شدند، محدود کرد و در گاوهایی با تولید 20 کیلوگرم شیر، مصرف ماده خشک زمانی که کل NDF به 44 درصد رسید محدود شده بود . با این حال، تحمل حداکثر NDF و یا حداقل NFC یک گله می تواند متکی بر سرعت و میزان هضم NDF باشد. مشکل زمانی رخ می دهد که زمان ماندگاری طولانی در شکمبه، می تواند مصرف ماده خشک را محدود کند. این نگرانی دراوایل شیردهی و گاوهای با تولید بالا وجود دارد. NFC ناکافی ممکن است انرژی قابل دسترس از تولید اسید پروپیونیک و اسید لاکتیک ، سنتز پروتئین میکروبی و هضم فیبر را کاهش دهد. این حالات نشان دهنده اهمیت ارزیابی هر دو خواص فیزیکی و شیمیایی جیره می باشد.
کمبود NDF وزیادی NFC
NDF پایین و NFC بالا جیره بر سلامتی شکمبه و خود گاو تاثیر منفی دارد. شاخص هایی که به سرعت به این شرایط تغذیه ای پاسخ می دهند شامل pH شکمبه، درصد چربی شیر، و فعالیت جویدن است. اثرات طولانی مدت شامل لنگش و افزایش بروز کتوز و جابجایی شیردان می باشد. اصطلاح عمومی برای توصیف این مشکلات و شرایط تغذیه اسیدوز شکمبه است.هدف از حفظ تعادل و مدیریت تغذیه کربوهیدراتها به حداقل رساندن تغییر pH شکمبه در طول روز است. NDF پایین و NFC بالا جیره، باعث می شود که PH شکمبه، به علت کاهش تحرک شکمبه و کاهش سرعت جذب اسید چرب فرار (VFA) که به دلیل اختلاط کم (قدرت مخلوط کردن) شکمبه می باشد کاهش یابد. PH پایین شکمبه به پاپیلاهای آن آسیب رسانده وباعث چسبندگی پاپیلاهای مجاورشده و باعث کاهش سطح جذب شده و در نتیجه باعث کاهش در میزان برداشت اسید چرب فرار می شود. غلظت NDF فراهم شده توسط علوفه به صورت درصدی از ماده خشک رابطه مثبتی با pH شکمبه دارد. تفاوت در منابع NDF، اندازه ذرات علوفه، منبع و مقدار NFC ، و اثر متقابل بین این عوامل نیز تأثیر زیادی بر PH شکمبه دارد.
درصد چربی شیر
رابطه مثبتی بین محتوای چربی شیر و pH شکمبه وجود دارد. افت ناگهانی در درصد چربی شیر ممکن است pH پایین شکمبه را نشان دهد.
فعالیت جویدن
اسیدی شدن شکمبه فرکانس (تکرار) نشخواررا کاهش می دهد بنابراین مشاهده گاوها برای فعالیت جویدن اغلب به عنوان یک شاخص برای سلامتی دام استفاده می شود.تغییر مشاهده شده در میان گاوهای سالم و ارتباط ضعیف بین زمان جویدن و pH شکمبه سودمندی این شاخص را محدود می کند. با این حال، کاهش قابل ملاحظه در تعداد گاوهای در حال نشخوار یک تا دو ساعت پس از مصرف یک وعده غذایی می تواند به طور مشترک با دیگر شاخص های که در مشکل اسیدوز شکمبه وجود دارد استفاده شود.
قوام(ثبات) مدفوع
قوام مدفوع ممکن است در طول دوره اسیدوز کاهش یابد. این زمانی اتفاق می افتد که مصرف نشاسته سهل التخمیر افزایش یافته و در نتیجه اسید لاکتیک به قسمتهای پایین تر دستگاه گوارش برسد. همچنین، مقداری از نشاسته ممکن است از شکمبه فرار کرده و در روده بزرگ به اسیدهای چرب فرار تخمیر شود. هنگامی که هر کدام از این حالات رخ می دهد، افزایش اسمولاریته در دستگاه گوارش باعث نفوذ آب از خون می شود. با این حال، دیگر دلایل تغذیه ای که چرا قوام مدفوع ممکن است تغییر یابد وجود دارد. درجه تغییر در قوام، نیاز به بررسی و تعیین دارد .اگر تا اندازه ای شدید باشد یک مشکل محسوب می شود.
لنگش
لنگش یک التهاب آسپتیک (بدون گندیدگی ) لایه های پوستی در داخل پا است. است که معمولا التهاب و حساسیت بالا در سم و اطراف نوار تاج سم وجود دارد. یک نشانه عمومی دیدن لنگش حیوان در حال حرکت است، و معمولا گاو بر روی انگشتان خود بر روی لبه جایگاه می ایستد که این طرز ایستادن یک روش معمولی برای کاهش درد می باشد. نشان داده شده که اسیدوز شکمبه به عنوان یک عامل کلیدی است که منجر به لنگش می شود. کاهش PH شکمبه زیر 5 ، تولید اسید در شکمبه را افزایش می دهد. این افزایش اسیدیته در نتیجه یک حالت سکون از تخمیر می باشد. اندوتوکسین تولیدی می تواند باعث رها شدن هیستامین شود که هیستامین باعث انقباض عروق، اتساع، تخریب ورقه های پوستی، نابودی سم و روند توسعه لنگش می شود. مشاهده سلامت سم و لنگش به عنوان یک شاخص قدیمی ممکن است رابطه کمی با برنامه تغذیه فعلی یا تغییراخیر جیره ای داشته باشد.
آنالیز شیمیایی مرطوب برای ADF و NDF بر اساس حلالیت مختلف اجزای گیاه است. غلظت NDF یک خوراک به وسیله ته نشین شدن نمونه در محلول بافر (pH=7) که شامل مواد شوینده می باشد اندازه گیری می شود.آب وترکیبات محلول درشوینده حذف شده و مواد باقی مانده شامل قند، چربی، خاکستر، نیتروژن غیر پروتئینی، و برخی از پروتئین ها است. با این حال، مقدار متغیری از خاکستر و پروتئین می تواند با NDF باقی بماند. آلودگی با خاکستر می تواند تا 4درصد ارزش NDF را افزایش دهد. در حالت ایده آل، هر دو ADF و NDF باید بر اساس خاکستر آزاد بیان شوند. اغلب خاک عامل اصلی در آلودگی با مواد معدنی است. چند تغییر در روش آنالیز برای NDF وجود دارد. اولین تغییر گنجاندن آمیلاز مقاوم به حرارت در روش حذف نشاسته بوده و دیگری استفاده از سولفیت سدیم برای به حداقل رساندن آلودگی(کاهش مقدار) با پروتئین بود. در حال حاضر این روش مرجع تصویب شده است. برخی از چالش ها بر سر استفاده از سولفیت در روش استاندارد برای تعیین NDF وجود دارد. اضافه کردن سولفیت به NDF محلول باعث کاهش مقدار پروتئین خام می شود. اما باعث حذف همه آن نمی شود. خوراکهایی با محتویات چربی بیشتر از 10درصد می توانند یک مشکل در آنالیز باشند و برخی از انواع نمونه ها مشکلات صاف کردن را دارند.
قابلیت هضم NDF درآزمایشگاه
در شرایط in vitro روش کار به این صورت است که هضم NDF در یک لوله آزمایش انجام می شود. مقدار کمی از نمونه های خشک با مایع شکمبه و بافردر انکوباتور و در یک سیستم با دمای کنترل شده قرار داده می شوند. نظراغلب آزمایشگاهها در قابلیت هضم NDF پس از اینکه نمونه در مایع شکمبه به مدت 30 ساعت انکوبه شد داده می شود. همان طور که در هر روش عوامل متعددی وجود دارد که می تواند نتایج را تحت تاثیر قرار دهنددر اینجا نیز رقت ماده گرفته شده از شکمبه، نوع بافر استفاده شده، اندازه ذرات نمونه، نوع آسیاب مورد استفاده ، و نوع جیره غذایی گاو می تواند بر نتایج هضم NDF در شرایط آزمایشگاهی تاثیر گذار باشد . قابلیت هضم قطعات فیبر علوفه با توجه به ارقام، بلوغ، دما، رطوبت، لقاح، تخمیر، و روش های فراوری متفاوت است.
کربوهیدرات غیر ساختاری
کربوهیدرات غیر ساختاری شامل قند و نشاسته می باشد و NFC یا کربوهیدرات غیر فیبری شامل قند، نشاسته، و دیگرکربوهیدرات های ذخیره ای مانند گالاکتانها و پکتین می باشد. NFC موجود در خوراکها با استفاده از دو معادله زیر محاسبه می شود:
1- ( پروتئین خام + % چربی + % خاکستر + NDF % ) - صد
2- [(% NDF - NDF CP) +٪ پروتئین خام +٪ چربی +٪ خاکستر) - صد
توجه داشته باشید، که NDF CP پروتئین خام نامحلول در شوینده خنثی است.با اینکه از معادله اول اغلب استفاده می شود، اما معادله دوم به آن ترجیح داده می شود زیرا درآن پروتئین خام موجود در NDF نیز برآورد شده است. کربوهیدرات غیر ساختاری و یا NSC با استفاده از روش آنزیمی اندازه گیری شده و فقط شامل نشاسته و قند است. غلظت NFC وNSC در بسیاری از خوراکها برابر نیست، واین واژه ها نباید به جای یکدیگر استفاده شود .بسیاری از تفاوت ها مربوط به مشارکت پکتین و اسیدهای آلی می باشد . پکتین در NFC گنجانده شده است نه در NSC.هنگامی که با استفاده از روش آنزیمی NSC اندازه گیری می شود، ساکارز و فروکتوز در بخش نشاسته ظاهر می شود. این امر عمدتا مربوط به علوفه، به ویژه گراسها می باشد. ساکارز در چغندر و تفاله مرکبات و احتمالا برخی از دیگرمحصولات فرعی یافت می شود. برای این خوراکها ، کل قند و نشاسته به احتمال زیاد همه ساکارز است. برای سیلوی ذرت، حبوبات و بسیاری از محصولات فرعی معمولا همه نشاسته است. دانشگاه فلوریدا یک سیستمی برای تقسیم بندی کربوهیدرات های محلول در شوینده خنثی (NDSC) و یا قسمتهای کربوهیدرات به استثنای همی سلولز و سلولز توسعه داده است. این سیستم با استفاده از استخراج با 80 درصد اتانول برای جدا کردن قند با وزن مولکولی کم و اسیدهای آلی، از نشاسته و پلی ساکارید های غیر نشاسته ای می باشد. قندها به طور مستقیم در عصاره اتانولی و نشاسته در اتانول نامحلول باقی مانده و اندازه گیری می شود.
قابلیت هضم فیبر
قابلیت هضم فیبرمعمولا به عنوان نسبتی از فیبر مصرفی می باشد که در مدفوع دفع نمی شود. فیبر شامل یک بخش غیر قابل هضم و یک یا چند بخش به طور بالقوه قابل هضم می باشد.میزان هضم فیبر بستگی به اندازه بخش غیر قابل هضم و رقابت بین میزان تجزیه شده و عبوری از شکمبه می باشد. قابلیت هضم فیبر در شکمبه توسط سرعت عبور ذرات از شکمبه تحت تاثیر قرار می گیرد.سرعت عبور در درجه اول تحت تاثیر مصرف خوراک قرار می گیرد. با این حال، اندازه ذرات غذا، شناوری ذرات، غلظت فیبر و NFC جیره ومیزان هضم بالقوه بخش هایی از فیبر ممکن است سرعت عبور را تحت تاثیر قرار دهد. تفاوت قابل ملاحظه ای از قابلیت هضم فیبردرشکمبه و مقدار منابع علوفه ای و غیرعلوفه ای بین (13٪ تا 78٪) وجود دارد. قابلیت هضم فیبر علوفه ای برای تمام حیوانات و شرایط تغذیه ثابت نیست، بسیاری از تغییرات ناشی از ترکیب و تفاوت های ساختاری علوفه، زمان برداشت وارتفاع برداشت می باشد. بخش غیر قابل هضم NDF ، یک عامل مهم و مؤثر بر استفاده از فیبر منابع کربوهیدراتی است وآن نیز تا حد زیادی متفاوت بوده و ممکن است بیش از نیمی از کل NDF شکمبه را شامل شود. قابلیت هضم فیبر در علوفه بالغ کاهش یافته و علاوه بر این، عوامل محیطی مانند شدت نور، طول روز، درجه حرارت و رطوبت خاک در رابطه با قابلیت هضم فیبر و بلوغ آن تاثیر می گذارد.شناوری ذرات در شکمبه ممکن است یکی دیگر از عوامل موثر بر قابلیت هضم باشد. ذرات زمانی شناور هستند که آنها به طور فعال در حال تخمیر بوده و دی اکسید کربن و گاز متان تولید شده در طی تخمیر و در ارتباط با ذرات خوراک باعث شناوری آنها در شکمبه می شود . اگر بخش قابل تخمیر فیبر ذرات خوراک کاهش یابد، گاز کمتر تولید شده و ذرات ممکن است کمتر شناور شوند. یونجه دارای غلظت کم فیبر قابل تخمیر بوده و با سرعت بیشتری نسبت به گراس(چمن) که فیبر قابل تخمیر بیشتر و سرعت تخمیر کمتر ی دارد عبورمی کند. به طور کلی گراسها یک بخشNDF غیر قابل هضم کمتری نسبت به لگومها دارند، که ممکن است NDF گراسها در زمان ماندگاری طولانی در شکمبه قابلیت هضم بالاتری داشته باشد .زمان ماندگاری بیشترگراسها در شکمبه منجر به خاصیت شناوری بیشتر در طول زمان و افزایش قابلیت هضم NDF گراسها، در مقایسه با NDF لگومها می شود. اگر چه NDF گراسها به طور کلی قابلیت هضم کمتری از N DF لگومها دارد که این ممکن است باعث پرشدگی شکمبه و کاهش مصرف به علت افزایش زمان ماندگاری در شکمبه شود. هنگامی که به علت پری شکمبه از خوراکهای هضم نشده ،مصرف محدود می شود لگومها ممکن است اجازه مصرف بالاتری از گراسها داشته باشند. در تغذیه عملی می توان از این اطلاعات کاربردی استفاده نمود. با فرض زمان ماندگاری شکمبه برای NDF از 30 ساعت برای گاوهای اوایل شیردهی و 48 ساعت برای گاوهای اواخر شیردهی، پتانسیل هضم بخش NDF یونجه ممکن است تقریبا به طور کامل در شکمبه گاوهای اوایل شیردهی هضم شود در حالی که در مورد گراسها این طور نیست . در زمان ماندگاری کوتاه در شکمبه، لگومها ممکن است قابلیت هضم ماده خشک بیشتری به دلیل محتویات NDF پایین و قابلیت هضم بالای NDF در مقایسه با گراسها داشته باشند. گراسهای علوفه ای ممکن است قابلیت هضم NDF بیشتری داشته باشند زمانی که به گاوها در زمان ماندگاری بیشتر شکمبه مانند اواخر دوره شیردهی و گاوهای خشک خورانده شود. مصرف ماده خشک در گاو اوایل شیردهی معمولا با پرشدگی فیزیکی محدود می شود. فراهمی منابع فیبر که هضم و عبور آن از شکمبه با سرعت بیشتری صورت می گیرد ممکن است مصرف انرژی را افزایش دهد. از دوره اواسط شیردهی به اواخر شیردهی به دلیل زمان ماندگاری طولانی تر در شکمبه، مصرف علوفه های گراسی که آهسته تر تخمیرشده و قابلیت هضم بالقوه بالاتری دارند بایستی افزایش یابد.
قابلیت هضم کربوهیدراتهای غیر ساختاری ( NSC)
نشاسته و قند ترکیبات NSC را تشکیل می دهند. قندهای محلول با سرعت بالایی در شکمبه تخمیر می شوند. هنگامی که قندهای موجود در داخل دیواره سلول های گیاهی، در مدت زمان کافی در شکمبه باقی می مانند به صورت گسترده مورد تخمیر قرار می گیرند.هضم نشاسته بزرگترین تاثیر را در شکمبه و گاو شیری دارد. نشاسته شامل اکثریت کربوهیدراتهای غیر ساختاری در بسیاری از مواد خوراکی هستند. سرعت و میزان قابلیت هضم نشاسته تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد. سرعت تخمیر نشاسته بر اساس نوع دانه وفراوری آن متفاوت است. تجزیه پذیری نشاسته را می توان از سریع ترین به کمترین درجه بندی کرد که:
یولاف> گندم> جو> ذرت> مایلو بوده روش های فراوری مانند آسیاب کردن ، پوسته پوسته کردن با بخار، و سیلو می تواند در دسترس بودن نشاسته در شکمبه را تغییر دهد. در یک مطالعه در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، نشان داد شد که تجزیه پذیری موثر نشاسته برای ذرت ترک خورده، ذرت آسیاب شده ، و ذرت با بخار فلس دار شده به ترتیب 44٪، 65٪ و 75٪ بود. اکثر روش های فراوری دانه، سرعت و میزان تخمیر نشاسته و قابلیت هضم آن در شکمبه را افزایش می دهد. کاهش اندازه ذرات یک منبع نشاسته، به عنوان مثال ذرت آسیاب شده سرعت هضم وسرعت عبور را افزایش می دهد.اینها می توانند اثرات متقابل در هضم شکمبه داشته باشند. ویژگی های حیوانی و سطح مصرف نیز سرعت عبور را تحت تاثیر قرار می دهد. آسیاب کردن ریز ممکن است اثر کمتری بر هضم نشاسته در شکمبه در سطوح بالاتر مصرف، در گاوهای اوایل شیردهی در مقایسه با گاوهای اواخر دوره شیردهی داشته باشد. در ارزیابی اثرات کربوهیدراتهای غیر ساختاری جیره و تاثیر بر عملکرد حیوانات، مقداری اختلاف در نتایج وجود دارد. برخی از تفاوت در نتایج ممکن است نسبت داده شود به:
1- اثر نشاسته به سرعت تجزیه شونده(ناپدید شونده) در هضم فیبر شکمبه
2- سطحی که در آن NSC یا NFC جایگزین فیبر جیره شده و بر نشخوار و بزاق تولیدی تاثیر می گذارد.
3- محل هضم نشاسته
4- سطح مصرف ماده خشک و حالت فیزیولوژیکی حیوانات
5- روش های فراوری مورد استفاده میزان و سرعت هضم NSC یا NFC را تغییر می دهد.
توصیه های NFC / NSC
غلظت بهینه از NFC /NSC درجیره غذایی گاوهای شیری به خوبی تعریف نشده است. هنگامی که جیره برای NSC (نشاسته و قند) بالانس است، محدوده قابل قبول در جیره گاو شیرده 30 تا 40 درصد بر اساس ماده خشک است. اگر NFC (شامل پکتین و اسیدهای آلی) استفاده می شود یک محدوده از 33 به 42 درصد در ماده خشک می تواند تحمل شود.عوامل متعددی در تعیین سطح استفاده از NSC / NFC تاثیر دارند که این موارد شامل : اندازه ذرات علوفه، دفعات تغذیه با دانه غلات، محل هضم نشاسته، قابلیت هضم فیبر، استفاده از محصولات فرعی، ماده خشک مصرفی، و روش فراوری دانه می باشند . برخی از روشهای تغذیه ای که در آن سطوح مختلف NFC ممکن است مناسب باشد در زیر ارائه شده است:
36-33 درصد : با جیره محتوی جو، یولاف، دانه با رطوبت بالا، دانه ورقه ورقه شده با بخار ، دانه ریزآسیاب شده غالب در بخش کنسانتره
37 -39 درصد : با جیره محتوی علوفه با کیفیت بالا،محصول یونجه غالب در جیره؛ سیلوی ذرت و جیره شامل منابع فیبرغیر علوفه ای.
40 - 42 درصد: با جیره محتوی ذرت درشت فراوری شده و جیره محتوی یک سطح بالا از منابع فیبرغیرعلوفه ای.
توصیه NDF
تنظیم جیره با NDF "ایده آل" علوفه یا سطح کلNDF چالش برانگیز است. که می تواند تاثیر زیادی در عملکرد حیوان داشته باشد. همچنین، حداقل NDF مورد نیاز باید در رابطه با غلظت NFC در نظر گرفته شود. حداقل سطح NDF باید افزایش یابد به طوری که از حداکثر مقدار توصیه شده NFC بیشتر نشود.حداکثر مقدارNDF جیره که می تواند در جیره فرموله شود وابسته به منبع فیبر، مقدار و ویژگی های فیزیکی علوفه و حالت فیزیولوژیکی گاو دارد. تنظیم موفقیت آمیز جیره برای NDF بایستی به تنظیم سطوح آن بر اساس گله به گله باشد. برخی از مشکلات در استفاده از داده های پژوهش ها در این زمینه مربوط به مرحله شیردهی، منابع فیبر، و شیوه متفاوت بیان داده ها می باشد .هنوز تحقیقات زیادی برای درک نیازهای کربوهیدرات گاو شیری مورد نیاز است. مدیریت و یا متعادل نمودن نادرست جیره برای کربوهیدراتها می تواند اثر زیادی بر سلامتی شکمبه و عملکرد حیوان داشته باشد. نه تنها ماهیت شیمیایی فیبر مهم است،بلکه شکل فیزیکی فیبرنیز می تواند به عنوان عامل حیاتی (اصلی) باشد.
کمبود و مازاد کربوهیدرات
چندین شاخص می تواند بالانس نادرست جیره برای کربوهیدراتها را منعکس کندکه اینها عبارتند از درصد چربی شیر، میزان نشخوار و جویدن، مصرف ماده خشک، مشکلات متابولیکی (به عنوان مثال کتوز)، لنگش، PH شکمبه، و قوام مدفوع .
زیادی NDF و یا کمبود NFC
به طور کلی نیاز به انرژی خالص شیردهی (NEL) در گاو به حداکثر مقدار NDF در جیره بستگی دارد. حداکثر NDF در جیره نیز به حداقل مقدار NFC مورد نیاز برای تخمیرخوب شکمبه و برای جلوگیری از اثرات منفی آن بر روی ماده خشک مصرفی مرتبط با سطوح بالای NDF می باشد.در خلاصه ای از مطالعات تحقیقاتی منتشر شده، غلظت بالای NDF ، جیره مصرف ماده خشک را زمانی که جیره محتوی NEL کافی بود محدود نکرد . مصرف ماده خشک در زمانی که تولید گاوها بیش از 40 کیلوگرم بود و از جیره محتوی 32 درصد NDF تغذیه می شدند، محدود کرد و در گاوهایی با تولید 20 کیلوگرم شیر، مصرف ماده خشک زمانی که کل NDF به 44 درصد رسید محدود شده بود . با این حال، تحمل حداکثر NDF و یا حداقل NFC یک گله می تواند متکی بر سرعت و میزان هضم NDF باشد. مشکل زمانی رخ می دهد که زمان ماندگاری طولانی در شکمبه، می تواند مصرف ماده خشک را محدود کند. این نگرانی دراوایل شیردهی و گاوهای با تولید بالا وجود دارد. NFC ناکافی ممکن است انرژی قابل دسترس از تولید اسید پروپیونیک و اسید لاکتیک ، سنتز پروتئین میکروبی و هضم فیبر را کاهش دهد. این حالات نشان دهنده اهمیت ارزیابی هر دو خواص فیزیکی و شیمیایی جیره می باشد.
کمبود NDF وزیادی NFC
NDF پایین و NFC بالا جیره بر سلامتی شکمبه و خود گاو تاثیر منفی دارد. شاخص هایی که به سرعت به این شرایط تغذیه ای پاسخ می دهند شامل pH شکمبه، درصد چربی شیر، و فعالیت جویدن است. اثرات طولانی مدت شامل لنگش و افزایش بروز کتوز و جابجایی شیردان می باشد. اصطلاح عمومی برای توصیف این مشکلات و شرایط تغذیه اسیدوز شکمبه است.هدف از حفظ تعادل و مدیریت تغذیه کربوهیدراتها به حداقل رساندن تغییر pH شکمبه در طول روز است. NDF پایین و NFC بالا جیره، باعث می شود که PH شکمبه، به علت کاهش تحرک شکمبه و کاهش سرعت جذب اسید چرب فرار (VFA) که به دلیل اختلاط کم (قدرت مخلوط کردن) شکمبه می باشد کاهش یابد. PH پایین شکمبه به پاپیلاهای آن آسیب رسانده وباعث چسبندگی پاپیلاهای مجاورشده و باعث کاهش سطح جذب شده و در نتیجه باعث کاهش در میزان برداشت اسید چرب فرار می شود. غلظت NDF فراهم شده توسط علوفه به صورت درصدی از ماده خشک رابطه مثبتی با pH شکمبه دارد. تفاوت در منابع NDF، اندازه ذرات علوفه، منبع و مقدار NFC ، و اثر متقابل بین این عوامل نیز تأثیر زیادی بر PH شکمبه دارد.
درصد چربی شیر
رابطه مثبتی بین محتوای چربی شیر و pH شکمبه وجود دارد. افت ناگهانی در درصد چربی شیر ممکن است pH پایین شکمبه را نشان دهد.
فعالیت جویدن
اسیدی شدن شکمبه فرکانس (تکرار) نشخواررا کاهش می دهد بنابراین مشاهده گاوها برای فعالیت جویدن اغلب به عنوان یک شاخص برای سلامتی دام استفاده می شود.تغییر مشاهده شده در میان گاوهای سالم و ارتباط ضعیف بین زمان جویدن و pH شکمبه سودمندی این شاخص را محدود می کند. با این حال، کاهش قابل ملاحظه در تعداد گاوهای در حال نشخوار یک تا دو ساعت پس از مصرف یک وعده غذایی می تواند به طور مشترک با دیگر شاخص های که در مشکل اسیدوز شکمبه وجود دارد استفاده شود.
قوام(ثبات) مدفوع
قوام مدفوع ممکن است در طول دوره اسیدوز کاهش یابد. این زمانی اتفاق می افتد که مصرف نشاسته سهل التخمیر افزایش یافته و در نتیجه اسید لاکتیک به قسمتهای پایین تر دستگاه گوارش برسد. همچنین، مقداری از نشاسته ممکن است از شکمبه فرار کرده و در روده بزرگ به اسیدهای چرب فرار تخمیر شود. هنگامی که هر کدام از این حالات رخ می دهد، افزایش اسمولاریته در دستگاه گوارش باعث نفوذ آب از خون می شود. با این حال، دیگر دلایل تغذیه ای که چرا قوام مدفوع ممکن است تغییر یابد وجود دارد. درجه تغییر در قوام، نیاز به بررسی و تعیین دارد .اگر تا اندازه ای شدید باشد یک مشکل محسوب می شود.
لنگش
لنگش یک التهاب آسپتیک (بدون گندیدگی ) لایه های پوستی در داخل پا است. است که معمولا التهاب و حساسیت بالا در سم و اطراف نوار تاج سم وجود دارد. یک نشانه عمومی دیدن لنگش حیوان در حال حرکت است، و معمولا گاو بر روی انگشتان خود بر روی لبه جایگاه می ایستد که این طرز ایستادن یک روش معمولی برای کاهش درد می باشد. نشان داده شده که اسیدوز شکمبه به عنوان یک عامل کلیدی است که منجر به لنگش می شود. کاهش PH شکمبه زیر 5 ، تولید اسید در شکمبه را افزایش می دهد. این افزایش اسیدیته در نتیجه یک حالت سکون از تخمیر می باشد. اندوتوکسین تولیدی می تواند باعث رها شدن هیستامین شود که هیستامین باعث انقباض عروق، اتساع، تخریب ورقه های پوستی، نابودی سم و روند توسعه لنگش می شود. مشاهده سلامت سم و لنگش به عنوان یک شاخص قدیمی ممکن است رابطه کمی با برنامه تغذیه فعلی یا تغییراخیر جیره ای داشته باشد.
نظر دهید