بهینه‌سازی رشد باکتری‌های سلولولیتیک جدا شده از دستگاه گوارش اسب و بررسی اثر انتقال آن‌ها به شیرابه شکمبه بر گوارش پذیری کاه گندم

Abstract

سابقه و هدف؛ مواد لیگنو سلولزی در جیره نشخوارکنندگان از اهمیت بالایی برخوردار بوده و به دلیل مقرون به صرفه بودن و اثر بر عملکرد بهینه شکمبه و سلامت آن در جیره نشخوارکنندگان گنجانده می‌شوند. گرچه این ترکیبات توسط بسیاری از میکروب‌های شکمبه قابل تخمیر می‌باشند، ولی وجود پروتئین، فیبر و سایر مواد مغذی با منشا خوراکی در مدفوع نشان می‌دهد که اکوسیستم شکمبه برای هضم خوراک خورده شده کارایی بالایی ندارد. بنابراین دستکاری شکمبه جهت بالا بردن این کارایی ضروری به نظر می‌رسد. لذا این پژوهش با هدف بهینه سازی شرایط رشد باکتری‌های سلولولیتیک جدا شده از دستگاه گوارش اسب و اثر انتقال آنها به شیرابه شکمبه بر فراسنجه‌های تولید گاز و گوارش پذیری کاه گندم در شرایط برون تنی انجام پذیرفت. مواد و روش‌ها؛ این پژوهش در شرایط آزمایشگاهی و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. باکتری‌های سلولولیتیک جداشده از دستگاه گوارش اسب شامل Paenibacillus polymyxa L11، Paenibacillus polymyxa L12، Enterobacter cloacae L2 و Escherichia coli Z2 بودند. ابتدا بهینه‌سازی دما و pH برای رشد و تولید آنزیم این باکتری‌ها در دو دمای 25 و 39 درجه سانتی-گراد و سه pH 2/5، 7/5 و 2/6 انجام پذیرفت. سپس با انتقال این باکتری‌ها به شیرابه شکمبه، فرانسجه‌های تولید گاز و قابلیت هضم آزمایشگاهی کاه گندم به ترتیب با استفاده از دو تکنیک تولید گاز و هضم دو مرحله‌ای مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور از چهار راس گوسفند مایع شکمبه گرفته شد، در هر دو تکنیک مایع شکمبه با باکتری‌های مورد نظر تلقیح و با کاه گندم انکوبه گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد که جدایه Paenibacillus polymyxa L12 بهترین رشد را در دمای 39 درجه سانتی‌گراد و pH 2/5 و بیشترین فعالیت آنزیمی را در دمای 39 درجه با pH 7/5 و در زمان 24 ساعت داشت. دما و pH بهینه برای رشدPaenibacillus polymyxa L11 و Enterobacter cloacae L2 به ترتیب 39 درجه سانتی‌گراد و 2/6 بود. این دو باکتری بیشترین فعالیت آنزیمی را در دمای 39 درجه سانتی‌گراد و pH 2/6 به ترتیب در زمان‌های 24 و 48 ساعت از خود نشان دادند. Escherichia coli Z2 نیز بیشترینگاز کاه گندم، افزایش ماده آلی واقعا هضم شده، افزایش بیومس و راندمان بیومس میکروبی شدند (05/0p )، ولی همگی بیشتر از تیمار شاهد بودند. تیمارL11 دارای بالاترین قابلیت هضم ماده خشک (73/50 درصد)، ماده آلی (39/49 درصد)، فیبر نامحلول در شوینده خنثی (69/47 درصد) و اسیدی (55/35 درصد) بود. تیمار شاهد دارای کمترین قابلیت هضم ماده خشک(83/38 درصد)، ماده آلی (76/37 درصد) و فیبر نامحلول در شوینده خنثی (56/34 درصد) بود. ولی بین قابلیت هضم فیبر نامحلول در شوینده اسیدی تیمارهای L12، L2 و Z2 با تیمار شاهد اختلاف معنی‌داری وجود نداشت (05/0P>). نتیجه گیری: به طور کلی دما وpH بررشد و تولید آنزیم جدایه‌ها تاثیر گذار بود. همه آنها در دمای 39 درجه سانتی‌گراد که دمای مطلوب شکمبه است بهتر ازدمای 25 درجه رشد کرده و فعالیت آنزیمی بیشتری داشتند.این باکتری‌ها توانستند تخمیر شکمبه‌ای و قابلیت هضم مواد مغذی کاه را در شرایط آزمایشگاهی بهبود بخشند. در تیمارهای باکتریایی مسیر تخمیر به سمت تولید گاز کمتر و پروتئین میکروبی بیشتر پیش رفت و قابلیت هضم مواد مغذی در این تیمارها افزایش یافت.

Keywords

• اسب
• باکتری سلولولیتیک
• تخمیر
• قابلیت هضم
• کاه گندم