الأحماض العضويه واستخدامها كبديل لمنشطات النمو التقليدية في الدواجن

 

مقدمه:

 

في الاونه الاخيره ازداد الاهتمام والتركيز على منشطات النمو الطبيعية الأمنه كبديل لمنشطات النمو التقليدية من فئة المضادات الحيويه المنشطه للنمو   Antibiotic Growth Promoters والتي يستخدم اغلبها في صوره اضافات اعلاف بغرض تنشيط النمو و الوقايه من الاصابه ببعض الميكروبات المعوية الممرضة.

ان ازدياد الاهتمام باستخدام منشطات النمو الطبيعية انما يرجع بدرجه كبيره الي الاتجاه المتزايد نحو حظر استخدام المضادات الحيويه المنشطه للنمو تماما في اغلب دول العالم مما استلزم الاعتماد على بدائل فعاله وأكثر امنا.

ويوجد العديد من منشطات النمو الطبيعيه التي يمكن استخدامها في مجال الدواجن كبدائل للمضادات الحيوية المنشطة للنمو واهم فئاتها كالتالي:

1-الاحماض العضويه   Organic Acids.   

2-الخمائر   Yeasts.  (مثل خميرة السكارومايسز سيرفيزي بصورها المختلفة active dry yeast or yeast cell culture) ومواد مشتقه من الخميرة وغيرها من الخمائر.

3-الانزيمات Enzymes.

4-التوابل والاعشاب    Spices &Herbs.

مثل الفلفل الاحمر والهيل والقرفة وبذور المستارد وغيرها.

5-البروبايوتك Probiotics. : (مجموعات مختلفة من البكتريا النافعة).

6-البريبايوتك Prebiotics

  (مواد مغذيه للفلورا النافعه الموجودة بالجهاز الهضمي مثل بعض انواع السكريات المركبه fructo-oligosacharrides ).

ويرجع السبب في زيادة الاتجاه لاستخدام منشطات النمو الطبيعية والاستغناء عن او حظر استخدام المضادات الحيويه المنشطه للنمو في بعض الدول خصوصا الاتحاد الاوروبي الي زيادة الوعي لدي المواطنين والجمعيات التي تعني بصحه الانسان بمشاكل متبقيات المضادات الحيويه في انسجه الطيور او منتجات الطيور المستخدمه للاستهلاك الادمي حيث ثبت ان بعض هذه المتبقيات قد تؤدي الي الكثير من المشكلات الصحيه لمستهلكيها مثل:

1-زيادة ظاهره تشكل المقاومة للمضادات الحيويه البشرية Super Bug phenomena     

في الانسان مما قد يؤدي لعدم فعاليه بعض المضادات الحيويه المستخدمه لعلاج الانسان نظرا لقدره الميكروبات التي تصيب الانسان على تكوين مناعة ضد المضادات الحيويه نتيجه للتعرض لمستويات منخفضه من المضادات الحيويه الموجوده بغذاء الانسان من اللحوم التي مصدرها حيوانات وطيور تم تغذيتها بالمضادات الحيوية.

2 -زيادة احتماليه التعرض لبعض الامراض مثل الاورام والفشل الكبدي والكلوي نتيجة التغذية علي لحوم تحتوي على متبقيات residues Drug بعض هذه المضادات الحيوية.

 لذا تزايد الضغط من قبل المواطنين والجمعيات الأهلية والهيئات العلمية على الحكومات في الكثير من الدول من اجل حظر استخدام المضادات الحيوية المنشطة للنمو خصوصا مع توافر البدائل المتعددة والأمنه لها وتماشيا مع الاتجاه العالمي نحو استهلاك أغذية عضويه organic ولحوم ناتجه عن تربيه على أعلاف أو مكونات عضويه امنه.

    وللوصول الي انتاجيه متميزة من الدواجن من ناحية الكم والنوع وتكون عضويه في نفس الوقت organic وبدون اللجوء الي المضادات الحيوية المنشطه للنمو يري المتخصصون انه يجب الاهتمام  بالنقاط الأتية:

      1-الالتزام بالاشتراطات الوقائية الصحية (الامن الحيوي) خلال جميع مراحل التربية.

      2-استخدام علائق متوازنة غذائيا وخاليه من مسببات الامراض.

1. الاستخدام الامثل للقاحات البيطرية.
2. عدم زيادة كثافه الطيور المرباه عن المعدلات المسموح بها والتي يجب ان تلائم ظروف التربية والبيئة.
3. مراعاة عدم استخدام المضادات الحيويه الا في الأغراض العلاجيه فقط.
4. التركيز على منشطات النمو والمناعة الطبيعية بدلا من المضادات الحيويه المنشطه للنمو.

الاحماض العضوية واستخدامها كمنشط نمو طبيعي ومحفز للمناعة كبديل لاستخدام المضادات الحيويه المنشطه للنمو.

ما هي الاحماض العضويه   Organic acids؟

هي نوعيه من الاحماض الدهنية الطيارة قصيره السلسلة Short chain fatty acids اغلبها استخدم منذ عقود عديده بغرض حفظ الأطعمة والأغذية ومنع نمو الميكروبات بها.

 وقد ثبت امكانيه استخدامها في مجال الانتاج الحيواني والداجني كبديل فعال وامن للمضادات الحيوية المستخدمة بغرض تنشيط النمو وتقويه المناعة والوقاية من الإصابة بالكثير من الامراض المعوية وتستخدم ايضا كإضافات الي الاعلاف او ماء الشرب.

وتوجد الاحماض العضوية في الطبيعة كمكون طبيعي في بعض الأنسجة النباتية والحيوانية كما ان بعضها يمكن ان يتكون نتيجه التخمر البكتيري للكربوهيدرات داخل الامعاء الغليظة.

 

أهم الاحماض العضويه المستخدمة في المجال البيطري:

يوجد العديد من الاحماض العضويه التي يمكن استخدامها و من وقت لاخر يستحدث انواع جديده او يكتشف خاصيه اضافيه لأحداها و اهم الانواع المستخدمه حاليا هي حمض الفورميك formic acid  و حمض الخليك acetic acid و حمض البروبيونك propionic acid و حمض البيوتريك butyric acid و حمض اللبنيك   Lactic acid و حمض فيوماريك fumaric acid و حمض الماليك malic acid و حمض التارتريك tartaric acid  و حمض الليمونيك citric acid.

أهم الاحماض العضويه المستخدمة في المجال البيطري:

 

يوجد العديد من الاحماض العضويه التي يمكن استخدامها و من وقت لاخر يستحدث انواع جديده او يكتشف خاصيه اضافيه لأحداها و اهم الانواع المستخدمه حاليا هي حمض الفورميك formic acid  و حمض الخليك acetic acid و حمض البروبيونك propionic acid و حمض البيوتريك butyric acid و حمض اللبنيك   Lactic acid و حمض فيوماريك fumaric acid و حمض الماليك malic acid و حمض التارتريك tartaric acid  و حمض الليمونيك citric acid.

 

 

 

حمض الستريك

حمض الفيومارك

حمض الفورمك

                            

 

 

 

 

 

 

 

 

طريقه عمل الاحماض العضوية

Mode of action

 

يوجد ميكانيكيه عامه لعمل الاحماض العضويه اي انها تنطبق على كل الاحماض العضوية كما يوجد ميكانيكيه خاصه يتميز بها بعض افراد الأحماض العضويه.

 

 

أولا: الميكانيكية العامة:

 

        وتعتمد هذه الميكانيكية على تنشيط النمو والمناعة بشكل غير مباشر عن طريق القضاء على الميكروبات الضاره سواء داخل العلائق او داخل الجهاز الهضمي للطائر وعدم توفير وسط ملائم لنشاطها ومن ناحية اخري توفير وسط أكثر مثاليه لتكاثر ونشاط الميكروبات والفلورا النافعة كما يلي:

 

1. جميع الاحماض العضويه تقوم بخفض الاس الهيدروجيني (زيادة الحموضه) عند اضافتها للاعلاف مما يؤدي الي تقليل اعداد الميكروبات (البكتريا والفطريات وبالتالي السموم الناتجة عنها) في الاعلاف مما يؤدي الي تقليل وصول تلك الميكروبات الضاره او سمومها خصوصا السموم الفطرية الي جسم الطائر.

 

1. عند وصول الاعلاف او ماء الشرب المعالج بالاحماض العضوية الي الجهاز الهضمي للطائر فإنها ايضا تقوم بزيادة الحموضة داخل الجهاز الهضمي للطائر ومن المعروف ان الميكروبات الضارة اغلبها لا يلائمها الوسط الحامضي لانها تنتعش أكثر في الاوساط الاكثر قاعديه مما يقضي عليها او يقلل من نشاطها وتكاثرها.

 وعلى النقيض فان البكتيريا والمايكرو فلورا النافعة تنتعش أكثر في الاوساط الحامضيه مما يجعلها تنمو وتزدهر وتنافس البكتريا او الميكروبات الضارة نظرا لوجود تنافس دائم بين الميكروبات النافعة والضارة وفيما بعد نوضح هذه النقطة بمزيد من التفصيل.

 

 

ثانيا: الميكانيكية الخاصة:

 

بالاضافه الي التاثير السابق فان بعض انواع الاحماض العضويه يتميز بخاصيه هامه جدا وهو ان لها تأثير مباشر (قاتل او مثبط) Cidal & Static effectعلي البكتريا الضارة مثل السالمونيلا والاي كولاي والكامبيولوباكتر واللستريا مونوسيتوجين والكلوستريديا برفيرنجينز وغيرها، تماما مثل عمل المضادات الحيوية.

مثال لهذه الاحماض هو حمض الفورميك والخليك والبروبيونك والسوربك Sorbic.

 

وهذه الاحماض لديها القدرة على تحطيم جدار الخلية البكتيرية Cell wall والتأثير علي عمليه تكاثرها ايضا نتيجه تعطيل عمليه استنساخ الحامض النووي لخليتها واضطراب في العديد من الوظائف الفسيولوجيه للخلية. لذلك تلقي هذه الاحماض الاهتمام الاكبر نظرا لقوه تأثيرها وفعاليتها.

 

وطريقه تأثير هذه المجموعة على البكتيريا يكون كالاتي:

 

هذه الاحماض في الحاله العاديه  (Non-dissociated or Non- Ionized form)محبه للدهون لذلك لديها القدره علي اختراق جدار الخليه البكتيريه بسهوله و بعد ان تصل لسيتوبلازم الخلية البكتيرية فإنها تتفكك الي شقين  الاول و هو البروتون الموجب الشحنه  (H+) و الشق الاخر هو الانيون السالب الشحنه   (COO -) ، بالنسبه للبروتون فان تراكمه بكثره داخل الخليه البكتيريه يؤدي الي زياده الحموضه بها لدرجه لا تستطيع تحمله الخليه البكتيريه مما يدفع الخليه البكتيريه الي استنزاف اغلب طاقتها لتعديل الاس الهيدروجيني داخلها مما يؤدي الي استفاذ طاقتها جميعا و موتها او تثبيط نموها و تكاثرها بدرجه كبيره.

اما تراكم الشق الانيوني السالب يؤدي الي تثبيط عمل بعض الانزيمات الأساسية مما يؤدي الي اضطراب في عمليه نسخ الحامض النووي DNA وعدم قدره البكتريا على التكاثر والتمثيل الغذائي للطاقة كما يؤدي هذه التراكم ايضا الي اضطراب في مستوي الضغط الاسموزي داخل الخلية وبالتالي انفجارها و هلاكها.

 

                                             

وهنا السؤال الهام لماذا لا تتاثر سلبيا البكتيريا والفلورا النافعة بهذه الاحماض العضوية بينما ان تاثيرها يتعتبر قاتل او مثبط على البكتريا الضارة؟

الجواب هو انه كما ذكرنا سابقا ان الحمض العضوي عندما يدخل الخليه فانه ينقسم الي شقين و يستتبع ذلك زيادة الحموضة داخل الخلية لكن بعد ارتفاع درجه الحموضه داخل الخليه الي حد معين فان الشقان يلتحمان ثانيه بما يشبه التفاعل العكسي ويتحولان الي الحمض العضوي نفسه الذي نتجوا عنه وبالتالي يخرج الحمض العضوي مره اخري الي خارج الخليه بنفس الطريقه التي دخل بها الي الخلية.

ونظرا للحساسية العالية للبكتريا الضارة (الممرضة) للحموضة مقارنه بالبكتريا النافعة فانها تهلك قبل الوصول الي هذه المرحلة من الارتفاع في درجه الحموضه لمحتواها الخلوي واللازم لإعادة الالتحام بين الشقين وخروج الحمض منها مره اخري بينما البكتريا النافعه تستطيع تحمل ذلك.

             

         

 

كما لوحظ ان البكتريا النافعه محتواها الخلوي من البوتاسيوم عالي جدا مقارنه بالضاره مما يمكنها من مقاومه تاثير الشق الانيوني للحامض العضوي بشكل كبير.

العلاقه ما بين استخدام الاحماض العضوية وجوده العلائق.

1. اضافه الاحماض العضويه الي الاعلاف يقلل بشكل كبير نمو وتكاثر البكتريا الضارة الموجودة به ان وجدت مثل السالمونيلا والاي كولاي وغيرها.

1. اغلب الاحماض العضوية خصوصا حمض البروبيونك تؤثر بقوه على الفطريات التي قد تنمو على العلف او قد تكون موجودة ضمن مكوناته مما يؤدي الي منع او تقليل افراز السموم الفطرية وبالتالي تقليل محتوي العلف من السموم الفطرية.

1. اضافه الاحماض العضويه للاعلاف يعتبر بمثابة اضافه ماده حافظه طبيعيه تمنع الفساد والتعفن والتحلل وتحافظ على مكوناته وقيمتها الغذائية لأطول فتره ممكنه.

العلاقه بين الاحماض العضوية وكفائه الجهاز الهضمي والهضم

1-ان زيادة الحموضه للعلائق المأكولة يؤدي الي زيادة كفائه هضم المواد البروتينيه بدرجه كبيره نتيجة لتنشيطها لعمل انزيم البروتيز Protease Enzyme مما يقلل نسبه البروتين الغير مهضوم والذي ان وجد غالبا ما يحدث له تخمر او تحلل وانتاج امونيا ضاره داخل الامعاء الغليظة والتي تؤثر على الهضم وتدفع الاس الهيدروجيني الي الناحية القاعدية التي تعتبر أكثر ملائمه لنمو البكتريا الضارة وايضا تحلل هذا البروتين غير مكتمل الهضم يؤدي زيادة محتوي الزرق من اليوريا التي تؤدي الي زيادة معدل الامونيا بالبيئة.

2-الاحماض العضوية تؤدي الي زيادة معدلات نمو خملات الامعاء microvilli و بالتالي زيادة قدرتها على امتصاص الغذاء المهضوم.

1. زيادة افراز وكفائه انزيمات الهضم بصفه عامه.

1. تنشيط البكتيريا النافعه مما يؤدي الي افراز العديد من الانزيمات الهاضمة المفيدة والاحماض الأمينية والفيتامينات التي يستفيد بها الطائر.

 

1. زيادة قدره الجهاز الهضمي على استخلاص الطاقة من الغذاء المهضوم increase energy digestibility.

دور الاحماض العضويه في الحفاظ على التوازن الطبيعي الميكروبي داخل الجهاز الهضمي وعلاقة ذلك بتحسين الهضم وكفائه الجهاز المناعي والكفاءة الإنتاجية.

يوجد داخل الجهاز الهضمي خصوصا الامعاء توازن دقيق بين البكتريا والفلورا النافعة من جهة والبكتريا الضارة مثل السالمونيلا والاي كولاي الخ من جهة اخري.

فالجهاز الهضمي السليم والصحي يجب ان تميل كفه المحتوي الميكروبي له ناحية البكتريا النافعة وقد تصل نسبه البكتريا النافعة الي 90% من مجمل المحتوي البكتيري. وإذا حدث خلل لهذا التوازن بين نوعي البكتريا عن طريق زيادة البكتريا الضارة لأي سبب فان ذلك يؤدي لانخفاض اداء الحيوان نتيجه لتأثر اداء الجهاز الهضمي.

 

حيث تتنافس البكتريا النافعة والضارة على اماكن التواجد والتمركز (الاستيطان colonization) داخل الامعاء كما انها تتنافس على المواد الغذائية وزيادة تعداد احداهما يهدد بقاء الاخر.

 

دور البكتريا (الفلورا) النافعه داخل الامعاء:

 

1. افراز حمض اللبنيك Lactic acidخصوصا من بكتريا اللاكتوباسيليس      lactobacillus  مما يؤدي الي اتجاه درجه الاس الهيدروجيني ناحية الانخفاض (الوسط الحامضي) وتوفير بيئة أكثر ملائمه لنمو البكتريا النافعة وتقليل نمو البكتريا الضارة.

 

1. بعض انواع البكتريا النافعه تفرز مواد تشبه المضادات الحيويه  Bacteriocins قاتله ومثبطه للبكتريا الضارة.

 

 

1. تتنافس مع البكتريا الضارة على اماكن التمركز colonization sites وإذا غطت اجزاء كبيره من سطح الامعاء فلن تجد الميكروبات الضارة المحبة للتركز داخل الامعاء اماكن كافيه للتمركز وبالتالي تموت او تخرج مع الزرق.

 

ولذلك بسياده وزيادة اعداد البكتريا والفلورا النافعة يقل تعداد ونشاط البكتيريا الضارة بالتبعية وتسمي هذه الظاهرة بظاهره الاقصاء التنافسي Competitive Exclusion اي ان زيادة وازدهار البكتريا النافعة يكون على حساب الضارة وبالتالي يستفيد الطائر.

 

وبما ان الاحماض العضوية تعمل لصالح ازدهار وتكاثر البكتريا والفلورا النافعة وفي نفس الوقت تعمل ضد تكاثر ونمو البكتريا الضارة فأنها في النهايه تؤدي الي زيادة انتاجيه ومناعة الطائر.

 

 

امان الاحماض العضوية:

 

 

1. الاحماض العضويه منتوجات طبيعيه ليس لها اي اثار سلبيه او متبقيات ضاره لذلك يمكن استخدامها مع كافة انواع الطيور عند كل الاعمار بدون اي مشاكل.

 

1. لا تتداخل مع اغلب الأدوية واضافات الاعلاف.

 

 

1. تتحلل طبيعيا الي ماء وكربون ولا يتخلف عنها اي مواد مضره او سامه بالطيور او الانسان او البيئه.

 

1. من غير المحتمل ان تتشكل ضدها مقاومه ميكروبيه ذات قيمه مثل المضادات الحيوية.

 

 

الاحتياطات:

 

مراعاة عدم زيادة معدلات الاضافه عن المسموح به حيث ثبت ان الزيادة قد تؤدي الي مشاكل في العظام وهشاشه بها نتيجة تقليل معدل ترسيب الاملاح بالعظام.

 

المراجع:

 

1- The use of organic acids to combat Salmonella in poultry: a mechanistic explanation of the efficacy 

Authors: F. Van Immerseel a;  J. B. Russell bc;  M. D. Flythe c;  I. Gantois a;  L. Timbermont a;  F. Pasmans a;  F. Haesebrouck a; R. Ducatelle a.

 

2- Al-Tarazi, Y.H. and Alshawabkeh, K. (2003) Effect of dietary formic and propionic acids on Salmonella Pullorum shedding and mortality in layer chicks after experimental infection. Journal of Veterinary Medicine

 

3- Berchieri Jr., A. and Barrow, P.A. (1996) Reduction in incidence of experimental fowl typhoid by incorporation of a commercial formic acid preparation (Bio-Add™) into poultry feed. Poultry Science 75

 

 

4- Buddington, K.K.,  Donahoo, J.B. and Buddington, R.K. (2002) Dietary oligofructose and inulin protect mice from enteric and systemic pathogens ant tumor inducers. Journal of Nutrition 132

 

1. Diez-Gonzalez, F. and Russell, J.B. (1997) The ability of Escherichia coli O157:H7 to decrease its intercellular pH and resist the toxicity of acetic acid. Microbiology 143

 

1. Hinton, M. (1990) Antibacterial activity of short-chain organic acids. The Veterinary Record 126

 

1. Humphrey, T.J. and Lanning, D.G. (1988) The vertical transmission of Salmonella and formic acid treatment of chicken feed. Epidemiology and Infection 100

 

1. Smyser, C.F. and Snoeyenbos, G.H. (1979) Evaluation of organic acids and other compounds as Salmonella antagonists in meat and bone meal. Poultry Science 58

 

1. Van Staden, J.J.,  Van Der Made, H.N. and Jordaan, E. (1980) The control of bacterial contamination in carcass meal with propionic acid. Onderstepoort Journal of Veterinary Research 47

 

1. Izat, A.L.,  Adams, M.H.,  Cabel, M.C.,  Colberg, M.,  Reiber, M.A.,  Skinner, J.T. and Waldroup, P.W. (1990b) Effects of formic acid or calcium formate in feed on performance and microbiological characteristics of broilers. Poultry Science 69

 

1. Hinton, M.,  Linton, A.H. and Perry, F.G. (1985) Control of Salmonella by acid disinfection of chicks' food. The Veterinary Record 116

 

1. Bjerrum, L. ((2005)) The intestinal microbiota of broiler chickens. Arhus Arhus , Denmark

 

1. Byrd, J. A.,  Hargis, B.M.,  Caldwell, D.J.,  Bailey, R.H.,  Herron, K.L.,  McReynolds, J.L.,