Dr.Behshtian
06-04-2010, 06:38 AM
مقدمه:
نرخ آبستني گاوهاي شيرده از مهمترين شاخص هاي مؤثر بر اقتصادي بودن واحد هاي پرورش گاو شيري محسوب مي شود. تغذية استاندارد بويژه پروتئين جيره يکي از عوامل مؤثر بر آبستني دام ها مي باشد. پروتئين بيش از نياز شيردهي اثرات منفي بر روي توليد مثل دارد(4،3 و7). نشخوارکنندگان به دليل داشتن ميکروارگانيسم هاي شکمبه، قادرند از منابع ازت غير پروتئيني مانند اوره در ساخت پروتئين استفاده کنند. اوره در دام ها از دو منبع تأمين مي گردد، منابع ازتي غير پروتئيني1( NPN) و پروتئين مازاد بر مصرف، که هر دو به آمونياک تجزيه شده و بعد از جذب از خون به سرعت توسط کبد به اوره تبديل مي شوند. مولکول هاي کوچک اوره سريعأ توسط خون در مايعات بدن، از جمله شير انتشار يافته و به تعادل مي رسد(1). سطح اوره خون هم بستگي بالايي با سطح اورة موجود در جيرة غذايي نشخوارکنندگان دارد. همبستگي بين نيتروژن اوره در خون و شير مثبت است (7). با اصلاح ژنتيکي جهت افزايش توليد شير، نرخ آبستني در گاوهاي شيري کاهش مي يابد(3).
اگر چه نتايج پژوهش هاي زيادي نشان مي دهدجيرة حاوي پروتئين بالاتر از حد استاندارد باعث کاهش باروري مي شود(3 و7) ولي نتايج برخي مطالعات ديگر غلظت ويژة آن را عامل کاهش باروري دانسته اند. بعضي از گزارشا ت هم وجود داردکه نشان مي دهد هيچ نوع رابطه اي بين ميزان پروتئين و باروري وجود ندارد(5). غلظت نيتروژن اوره اي اضافي خون و شير همچنين مي توانداثرات نامطلوبي بر روي اسپرم، تخمک يا رويان داشته باشد(4). بنابراين تأثير ميزان نيتروژن اوره اي خون و شير بر نرخ آبستني و يا تعيين غلظت مناسب نيتروژن اوره اي شير و خون به عنوان يکي از چالش هاي مهم در توليد مثل دام ها هحسوب مي شود.
تغذيه اوره به عنوان منبع ازت غير پروتئيني در جيرة غذاي نشخوار کنندگان:
اوره مهمترين محصول فرعي سوخت و ساز پروتئين در پستانداران است (6). پروتئين اضافي مصرف شده بوسيلة گاو معمولا به آمونياک تجزيه مي شود. چون آمونياک جذب شده در خون براي حيوان سمي است، به سرعت توسط کبد به اوره تبديل مي شود. اوره داراي 45% نيتروژن و 281% پروتئين معادل مي باشد. از آنجائيکه منابع ازت غير پروتئيني معمولا 2 تا 4 برابر ارزانتر از منابع پروتئين غذايي در برابر هر واحد نيتروژن است، بنابر اين در جيرة غذايي نشخوار -کنندگان اهميت دارد. سودمند بودن ميزان اوره و ازت غير پروتئيني بستگي به توان ميکروب هاي شکمبه براي تبديل اين مواد به يک منبع پروتئين ميکروبي دارد(1).
نيتروژن اوره خون(BUN)1 و توليد مثل:
نيتروژن اوره اي خون تحت تأثير سطوح پروتئين خام و ترکيب کربوهيدرات هاي جيره قرار دارد(6). جيره غذايي با پروتئين بالامقدار نيتروژن اوره اي خون را افزايش مي دهد(6،3 و7). افزايش بيش از حد نيتروژن اوره اي خون بر روي اسپرم، تخمک يا رويان اثر منفي داشته و منجر به کاهش باروري مي شود. غلظت بالاي نيتروژن اوره اي خون در حيوان ماده باعث کاهش PH رحمي و توليد پروستاگلاندين شده و از طرف ديگر ممکن است اتصال هورمون لوتئينه کنندة جسم زرد(LH )2 را به گيرنده هاي تخمداني کاهش دهد، که اين هورمون ها باعث کاهش غلظت پروژسترون سرم و در نتيجه کاهش باروري مي شود(4،3 و7). نتايج پژوهش ها نشان مي دهد غلظت نيتروژن اوره اي خون بيشتر از 20 ميلي گرم در دسي ليتر باعث کاهش نرخ آبستني در گاوهاي شيرده مي شود(3).
مصرف بيش از اندازة نيتروژن، مقدار آمونياک اوره و ديگر ترکيبات نيتروژني رحم وخون را افزايش مي دهد. اين عوامل از طريق به تأخير انداختن آبستني، افزايش دفعات تلقيح به ازاي هر آبستني و مرگ جنين بازده توليد مثلي را تحت تأثير قرار مي دهند. سطوح بالاي آمونياک خون ممکن است از طريق کاهش فعاليت سيستم ايمني منجر به کاهش توان توليد مثلي گردد(4،3 و7). سطح اورة پلاسما مي تواند بيانگر پروتئين جيره و کنترل بازده توليد مثلي نشخوارکندگان باشد(3).
نيتروژن اوره شير1(MUN) و توليد مثل:
بيشترين مقدار اوره از طريق ادرار دفع مي شود، ولي مقداري از آن به داخل شير انتشار مي يابد. بطوريکه نيتروژن اورة حدود 5/2 تا 3% کل نيتروژن شير را تشکيل مي دهد(7). نتايج پژوهشگران مختلف نشان داده است که جيرة حاوي اوره بالا باعث کاهش توليد شير در گاوهاي پر توليد شده وافزايش نيتروژن اوره اي شير نيز باعث کاهش نرخ آبستني مي شود(4،3 و7 ). گزارش هاي زيادي وجود داردکه نشان مي دهد بين نژاد هاي مختلف در ارتباط با اورة شير تفاوت زيادي وجود دارد. احتمالا تفاوت بين نژادها را در ارتباط با تفاوت بين اندازة بدن آنها دانسته اند. چون غلظت اورة موجود در شير تابع وزن بدن است، بنابراين نژادهايي که وزن بيشتري دارند داراي غلظت اوره اي بيشتري، نيز هستند(2). اگرچه نيتروژن اوره اي شير يک معيار و شاخص عالي براي تغذيه است، ولي شاخص خوب و مناسبي براي کنترل بازده توليد مثلي گاوها نمي باشد(1). بنابراين از نيتروژن اوره اي شير مي توان به عنوان يک ابزار علمي جهت کنترل پروتئين خام و انرژي مصرفي نسبت به احتياجات دام استفاده نمود.
بنابراين افزايش ميزان نيتروژن اوره اي خون و شير ممکن است:
1- عملکرد توليد مثلي را کاهش دهند
2- احتياجات انرژي را افزايش دهند .
3- چون مکمل هاي پروتئني گرانترين بخش جيره است، هزينة تغذيه را بالا ببرند
4- دفع نيتروژن اضافي و آلودگي منابع آبي را به دنبال داشته باشند.
نيتروژن اوره اي شير بين هفته هاي اول تا سوم شير دهي افزايش مي يابد. بعد از هفته سوم شير دهي ميزا ن آن به تعادل رسيده و معمولابين 22-20 ميلي گرم در دسي ليتر باقي مي ماند(3). چون گاو هاي شيري پر توليد در اوايل شيري دهي نمي توانند به اندازه کافي خوراک مصرف کنند، انرژي مورد نياز آنها تامين نمي شود بنابراين براي تامين انرژي از ذخيره بدني خود استفاده مي نمايند در نتيجه دچار تعادل منفي انرژي مي شوند. گاوهاي شيرده در حال تعادل مثبت انرژي عملکرد تو ليد مثل بالايي نسبت به گاوهاي در حال تعادل منفي انرژي دارند. به دليل اينکه توازون منفي انرژي غير قابل اندازه گيري مي باشد، مي توان وضعيت تغذيه اي و عملکرد توليد مثلي را از طريق نيتروژن اوره اي شير مورد ارزيابي قرار داد(3)
رابطه بين نيتروژن اوره خون و نيتروژن اوره شير:
نيتروژن اوره شير و خون هر دو معرف توليد اوره توسط کبد هستند(1). نيتروژن اوره اي پلاسما و نيتروژن اوره ي شير شاخصهاي سودمندي براي متابو ليسم پروتئين و وضعيت توليد مثلي گاوهاي شيرده مي باشند . بعد از تغذيه، زمانيکه نيتروژن اوره ا ي خون در حال افزايش است، نيتروژن اوره اي شير پايين بوده و هنگاميکه نيتروژن اوره ي خون در حال کاهش است، نيتروژن اوره ي شير بيشتر از خون مي باشد(1). برخي محققين نشان دادند که بين نيتروژن اوره ي خون و نيتروژن اوره اي شير همبستگي زيادي وجود دارد(3).
بحث :
با توجه به اينکه توليدمثل مهمترين عامل در تعيين بازده پرورش دام است و بيشترين درآمد سالانه يک دامدار از توليد- مثل حاصل مي گردد، لذا افزايش ميزان راندمان توليد مثل مفيدترين اقدام ممکن در جهت افزايش بهره وري گله است. در رابطه با تاثير نيتروژن اوره ي شير و خون بر ميزان آبستني در دامها تحقيقات زيادي صورت گرفته است. برخي پژوهش ها ي انجام گرفته، اثرات منفي نيتروژن اوره اي شير را بر روي باروري گاوهاي شيري گزارش نموده است.
گر و همکاران (2004) نشان دادند که به ازاي افزايش 10 ميلي گرم در دسي ليتر نيتروژن اوره اي شير، نرخ آبستني پس از اولين تلقيح 2 تا 4 درصد کاهش مي يابد.
هجمان و همکاران (2004) همبستگي منفي بين ميزان نيتروژن اوره اي شير و نرخ آبستني را گزارش کردند.
ترکیبات عمده شیر گونه های اصلی تولید کننده شیر جهت مصرف انسان:
شیر، مخلوط پیچیده و یکنواختی از لیپید ها،کربوهیدرات ها، پروتئین ها و بسیاری دیگر از ترکیبات آلی و نمکهای معدنی محلول یا معلق در آب است. کمیت و کیفیت بسیاری از ترکیبات شیر در بین گونه های مختلف وحتی در میان افراد یک گونه با یکدیگر فرق دارد. اکثر مطالعات انجام شده بر روی شیر به ترکیباتی، چون: پروتئین (غالباً کازئین و پروتئینهای محلول در سرم شیر)، چربی، لاکتوز و مواد معدنی اختصاص داشته است. مواد معدنی، بطور کلی تحت عنوان«خاکستر» دسته بندی وذکر شده اند. جدول زیر متوسط ترکیبات اصلی شیر انسان و دیگر حیوانات اهلی را نشان می دهد.
ماهیت ترکیبات شیر:
برخی از اجزای تشکیل دهنده شیر مستقیماً از خون به شیر راه می یابند، حال آنکه دسته دیگر در غدد پستانی سنتز می گردند که پیش سازهای ساخت این مواد نیز ازخون گرفته می شود. در نتیجه، تمامی پدیده های بیو شیمیایی و فیزیولوژیکی که ترکیب خون را تحت تاثیر قرار می دهند ممکن است در ترکیب شیر نیز موثر واقع شوند. علاوه بر این، هورمون ها که قابلیت اثر گزاری بر روی غدد و همچنین بیوسنتز مواد در پستان را دارا هستند نیز می توانند ترکیب شیر را تغییر دهند.
اجزاء اصلی تشکیل دهنده شیر:
لیپید ها:
چربی و مواد لیپیدی در شیر به صورت قطرات یا گلبول هایی یافت می شوند که توسط لایه یا غشایی احاطه شده اند. این غشا از به هم چسبیدن گلبول ها ممانعت به عمل می آورد. Mulder وWalstra در سال 1974 اظهار داشتند که شیر یک امولسیون ساده روغن در آب نیست. بلکه گلبول های چربی توسط غشای پیچیدهای احاطه شده اند که نباید آن را به عنوان پرده ای تک سلولی که از مواد فعال سطحی حاصل از پلاسمای شیر ساخته شده است، به حساب آورد. البته، هنوز هم نظراتی راجع به ساختمان پیچیده غشا اظهار می شود. چربی موجود در گلبول ها شامل ترکیبات بی شماری بوده، حتی تفاوت هایی در گلبول های چربی حاصل از یک شیر دوشی نیز مشاهده می شود. چربی مذکور در درجه حرارت بدن به حالت مایع است، ولی در دمای اتاق تا حدی کریستاله می شود. غشای گلبول ها که در حدود 2% از کل وزن چربی شیر را در بر می گیرد، از اجزای متعددی تشکیل شده است. نیمی از فسفولیپید های شیر در کمپلکس پروتئین-فسفولیپید غشای تجمع یافته اند. پروتئین ها، 40% از وزن خشک غشا را به خود اختصاص می دهند که بیشتر شامل آنزیم های گزانتین اکسیداز و فسفاتاز قلیایی است. در مجموع، بالغ بر 90% از وزن خشک غشا به پروتئین و چربی مربوط می باشد.موادی نظیر سربروزیدها، هیدروکربن ها و استرهای استرول به میزان کم در غشا وجود دارند.
قسمت اعظم چربی شیر در گلبول هایی با ضخامت 1-10 میکرون وجود دارد. با توجه به اینکه 80% از گلبول ها ضخامتی کمتر از یک میکرون دارند، ولی تنها درصد پایینی از چربی شیر را در بر می گیرند. به طور کلی، اندازه گلبول های چربی شیر می تواند به عنوان معیاری جهت شناسایی و تشخیص گونه ها و همچنین نژاد های داخل یک گونه از یکدیگر به کار برده شود. برای مثال، متوسط اندازه گلبول های چربی شیر انسان از گاو کوچکتر است و در نژاد جرسی، اندازه گلبول ها بزرگ تر از نژاد فریزین می باشد. عواملی، چون : دوره شیر دهی و خصوصیات فردی نیز می تواند اندازه گلبول های چربی شیر را تحت تأثیر قراردهد.
پروتئینها: پروتئینهای شیر گاو همانند دیگر ترکیبات آن ، مورد مطالعه ی بیشتری در مقایسه با سایر گونه های شیری قرار گرفته است . پروتئینهای شیر به دو گروه عمده ی کازئین و پروتئینهای محلول در سرم شیر طبقه بندی می شوند که هر یک نیز به نوبه ی خود متشکل از گروههای کوچکتری هستند
کازئینها: کازئینها گروه خاصی از پروتئینهای شیر با مشخصاتی ، چون : باندهای استری فسفات ، مقادیر بالای پرولین ، سیستئین پائین یا فقدان آن و حلالیت کم در 0/5 – 0/4 Ph را در بر می گیرند . میزان بالای پرولین که در سر تا سر ملکولهای کازئین پخش شده است ، بطور مؤثری مانع از تغییر شکل پروتئین می شود . به همین جهت ، کازئین معمولاً به سادگی در برابر حرارت دناتوره نمی گردد . قطبیت مو لکولهای کازئین در برخی نقاط به واسطه ی در اختیار داشتن گروههای قابل یونیزه بسیار بالاست . از طرفی ، در نقاط دیگری از مولکول به شدت آبگریز هستند .
کازئین شیر گاو تقریباً به صورت ذرات کروی شکلی رؤیت می شود . قطر میسلهای کازئین از 20 تا 300 نانومتر متغییر است . میسلها خود از تعداد زیادی واحدهای فرعی تشکیل شده اند که قطری در حدود 20-15 نانومتر دارند . این ساختمانهای فرعی در ریزنگارهای الکترونی به صورت ناهمواریهای تمشک مانندی قابل رؤیت می باشند .
میسلها تا اندازه ی زیادی از پروتئین ساخته شده اند اما به مقدار کم ولی ضروری حاوی مواد غیر آلی ، از جمله : کلسیم و فسفات بطور اهم هستند . در سال 1980 محققی به نام Schmidt مطالبی راجع به جنبه های کلوئیدی کازئین منتشر نمود . وی توجه خود را بیشتر به فسفات کلسیم کلوئیدی معطوف داشت . این ترکیب به صورت آمورف بوده ، با منیزیم و کازئین پایدار شده است (جلوگیری از تبدیل آن به هیدروکسی آپاتیت متبلور و متعاقباً رسوب) . فسفات کلوئیدی سبب اتصال ساختارهای فرعی میسلها (در بالا بدان اشاره شد) به یکدیگر شده ، ذرات کروی شکل مورد نظر را (میسل کازئین) به وجود می آورد.
پروتئینهای محلول در سرم شیر
پروتئینهای محلول در سرم شیر عبارت از ترکیبات پروتئینی ای (غیر از آنزیمها) هستند که بعد از رسوب کازئین در حضور اسید (6/4 PH ) و یا رنین ، در سرم شیر باقی می مانند . آنها اغلب شامل پروتئوزپپتونها ( ترکیبات پروتئینی با وزن ملکولی کمتر از پروتئینها) می باشند . این پروتئینها با کازئینها ، از نظر ساختار و خواص تفاوت دارند : در مقایسه با کازئین دارای حالت میسل مانند نبوده بلکه واجد ساختمانهای ثانویه و ثالثی هستند که موجب حساسیت پذیری آنها نسبت به دناتوراسیون حرارتی می گردد . از جمله ی این پروتئینها ، بتالاکتوگلوبولین وآلفالاکتالبومین در غدد پستانی سنتز می شوند در حالی که سرم آلبومین و ایمونوگلوبولینها مستقیماً از خون به شیر راه می رود. لاکتوگلوبولین به میزان بیشتری به دیگر پروتئینهای سرمی در شیر پستانداران نشخوار کننده وجود دارد . لاکتوگلوبولینهای مشابهی در شیر گاو ، بز ، بوفالوی آبی و گوسفند یافت شده است . در حالی که شیر انسان فاقد این ترکیب می باشد . انواع ژنتیکی لاکتوگلوبولین گاوی عبارتند از : A ، B ، C ، Dr .
لاکتا البومین : لاکتاالبومین با وزن ملکولی تقریبی 14200 ، یکی از دو پروتئین تشکیل دهنده ی آنزیم مولد لاکتوز (لاکتوز سنتاز) می باشد . لاکتالبومین به تنهائی هیچ نقشی در فعل و انفعالات شیمیائی ندارد ، بلکه به عنوان یک تصریح کننده ، هماهنگ با آنزیم گالاکتوزیل ترانسفراز عمل می کند . آنزیم اخیر در حضور Alfa- لاکتالبومین ، گالاکتوز را از –UDP گالاکتوز به –N استیل گلوکز آمین منتقل می نماید . به هر حال ، انتقال –UDP گالاکتوز به گلوکز در حضور لاکتالبومین در غدد پستانی منجر به تشکیل لاکتوز می شود . - لاکتالبومین در شیر تمام گونه هائی که عمده ترین قند آنها لاکتوز می باشد مشاهده شده است . بنابراین مقایسه ای بر روی نمونه های شیر پستانداران مختلف ف مشخص شده است که مقدار لاکتالبومین به میزان لاکتوز بستگی دارد . بر این اساس که شیر انسان از نظر لاکتوز غنی است . می توان چنین پیش بینی کرد که این شیر باید حاوی مقدار بالائی - لاکتالبومین باشد (17% از کل پروتئین) . شیر اسب نیز که میزان لاکتوز بالائی دارد محتوی 7/16% لاکتالبومین از کل پروتئین می باشد
سرم آلبومین آلبومینی که از هر نظر مطابق با آلبومین سرم خون گاو باشد ، از شیر گاو جدا شده است . شیر سایر گونه ها نیز حاوی اجزائی است که تحرک الکتروفورزی مشابهی با سرم آلبومین خون آنها دارد . وزن ملکولی سرم آلبومین گاو در حدود 66000 دالتون می باشد .
واکنش های بیو شیمیایی(biochemical reactions)
تعداد کل پروتیین های شیر نسبتا کم است و هر یک از این پروتیین ها همیشه از تعداد معینی اسید آمینه و با ترتیب یکسان تشکیل می شود . علاوه بر آن هر گاو شیری همیشه پرو تیین های مخصوص خود را می سازد و ممکن است با پروتیین های گاو های دیگر متفاوت باشد .
سنتز پروتیین های منحصر به فرد شیر با ترتیب اسید های امینه مخصوصی که دارند به طور بسیار دقیق توسط ژن ها یا اسید دی اکسی ریبو نوکلییک (DNA) کنترل می شود برای ساخته شدن پروتيین پیغام ژنتیکی (DNA) که در درون هسته قرار دارد روی اسید ریبو نوکلییک پیامبر (mRNA) کپی می شود واسید اخیر به داخل ریبوزوم شبکه اندوپلاسمی حرکت می کند . در ریبوزوم ها mRNA پیغام را به صورت ترتیب قرار گرفتن اسید های امینه پروتیین شیر تفسیر و اعمال می کند. سنتز پروتیین نیاز به انرژی دارد و انرژی لازم را از طریق شکستن مولکول ATP و تبدیل ان به AMP تامین می شود . در نشخوار کنندگان ATP از طریق اکسیداسیون کربو هیدراتها استات و چربی ها تامین می شود . بنابر این اگر انرژی کای وجود نداشته باشد سنتز پروتیین به حد کافی صورت نخواهد گرفت .
بیوسنتز لاکتوز (biosynthesis of lactose)
مهمترین قند شیر یک دی ساکارید به نام لاکتوز است . لاکتوز از یک مولکول گلوکز و یک مولکول کالاکتوز تشکیل شده است . شیرینی جزیی شیر به علت وجود لاکتوز است . لاکتوز همچنین موجب افزایش رشد برخی باکتریهای ایجاد کننده اسید لاکتیک در روده باریک می شود . عقیده بر این است که لاکتوز جذب کلسیم و فسفر را در روده باریک تسریع می کند و این عمل در گوساله برای تشکیل استخوان ضروری است . گلوکز تنها پیش ماده لاکتوز است . برای تشکیل هر مولکول لاکتوز دو مولکول گلوکز باید وارد سلول پستانی شود. در سلول پستانی یکی از اشکال گلوکز به گالاکتوز تبدیل می شود .اتصال دو مولکول لاکتوز و گالاکتوز به یکدیگر توسط انزیم لاکتوز سنتتاز (synthetase lactose) کاتالیز می شود که این انزیم از دو بخش تشکیل شده است : یکی آلفالاکتالبومین است که یکی از پروتیین های اصلی شیر است و تاثیر هورمونی روی شروع تولید شیر نیز دارد .
بیوسنتز چربی های شیر (biosynthesis of milk fat )
چربی های شیر گاو ها به صورت مخلوطی از تری گلیسرید ها با نسبت تقریبا بالای (حدود 50%) اسید های چرب زنجیره کوتاه می باشد . نیمه دیگر چربی های شیر از اسید های چرب زنجیره بلند تشکیل می شود . ویژگی دیگر شیر گاو نسبت بالای اسید های چرب اشبا ع شده آن است . محتوی چربی شیر از اهمیت مخصوصی برخور دار است زیرا معمولا عامل اصلی در قیمت گذاری شیر می باشد.
پیش ماده های اسید های چرب زنجیره بلند : اسید های چرب موجود در جیره غذایی گاو حدودا 50% اسید های چرب موجود در شیر را تامین می کند . این اسید ها تقریبا به طور کامل اسید های چرب زنجیره بلند می باشند. اغلب اسید های چرب گیاهی درجیره گاو اسید های چرب زنجیره کوتاه و اشباع نشده هستند که بسیاری از انها در شکمبه هیدروژنه می شوند . نسبت بالای اسید های چرب اشباع در شیر نیز به همین علت است . اسید های چرب زنجیره بلند پس از عبور از شکمبه در روده باریک جذب رگهای لنفاوی شده پس از متصل شدن به یک پروتیین به جریان خون وارد می شوندو از خون توسط سلول های ترشحی پستان جذب می شوند . نوع غذا روی طول زنجیره اسید های چرب شیر تاثیر دارد .این اثر روی درجه اشباع شدگی لسید های چرب شیر کمتر است زیرا شکمبه در اشباع نمودن اسید های چرب اشباع نشده غذا بازده 100% ندارد . غذاهای با مواد سلولزی بیشتر مانند علوفه و پس مانده های زراعی موجب افزایش چربی شیر می شود . در حالی که غذاهای با مواد نشاسته ای بیشتر موجب افزایش میزان تولید شیر و کاهش چربی شیر می شود . زیرا از تخمیر غذاهای خشبی در شکمبه مقدار بیشتری اسید استیک و مقدار کمتری اسید پروپیونیک تولید می شود . و میزان سنتز چربی شیر بستگی به مقدار اسید استیک تولید شده در شکمبه دارد .ولی از تخمیر غذاهای نشاسته ای در شکمبه مقدار بیشتری اسید پروپیونیک و مقدار کمتری اسید استیک ایجادمی شود . و اسید پرو پیونیک پس از متابولیسم به گلوکز تبدیل می شود و گلومز به عنوان یک منبع انرژی سهل الهضم انرژی لازم برای بیوسنتز پروتیین شیر را فراهم می کند و از تغلیظ یک مولکول گلوکز و یک مولکول گالاکتوز قند شیر یعنی لاکتوز سنتز می شود . به این ترتیب غذاهای غذاهای نشاسته ای در تغذیه نشخوار کنندگان عکس غذاهای سلولزی عمل می نماید . به عنوان یک قاعده کلی هر غذایی که پس از تخمیر در شکمبه اسید پروپیونیک بیشتر تولید کند تولید شیر را زیاد می کند و هر غذایی که پس از تخمیر اسید استیک بیشتری تولید نماید چربی شیر را افزایش می دهد و همیشه تولید شیر و چربی شیر با هم رابطه معکوس دارند .
پیش ماده اسید های چرب زنجیره کوتاه :
اسید های چرب زنجیره کوتاه که 50% چربی شیر را تشکیل می دهند به طور مستقیم از اسید های چرب موجود در غذا مشتق نمی شوند بلکه در سلول های ترشحی پستان از استات و یک جسم کتونی به نام بتا هیدروکسی بوتیرات سنتز می شوند . استات یک ماده د و کربنه است در حالی که بتا هیدروکسی بوتیرات یک مولکول 4کربنه است و هر دو مولکول از تخمیر کربو هیدراتهای گیاهی و تولید اسید های چرب فرار در شکمبه ایجاد می شوند. اسید های چرب زنیره کوتاه خیلی بو دار هستند و بوی مخصوص و طعم بسیاری از پنیر ها از آن ناشی می شود .
اسید های چرب زنجیره کوتاه از طریق افزایش مرحله ای مولکول استات سنتز می شوند . به عبارت دیگر به طول زنجیره کربنی در هر نوبت دو کربن اضافه می شود . در سنتز چربی شیر سلول های ترشحی پستان بتا هیدروکسی بوتیرات را تر جیحا مورد استفاده قرار می دهند که این ماده به یک اسید چهار کربنه چرب فرار تبدیل می شود و با افزایش پی در پی دو کربن اسید های پرب زنجیره کوتاه با طول های مختلف تشکیل می شود راه دیگری در استفاده از بتا هیدروکسی بوتیرا ت وجود دارد که در آن این اسید چرب چهار کربنه به دو واحد دو کربنه استات شکسته می شود .
در سنتز چربی شیر استات بیشتر از بتا هیدرو کسی بوتیرات مورد استفاده قرار می گیرد . سلول های ترشحی پستان جهت تامین انرژی مورد نیاز ترجیحا از گلوکز استفاده می نمایند ولی در صورت کمبود گلوکز از استات نیز به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند . بنابر این به علت نقش درجه دومی که استات در تامین انرژی برای سلول های پستان دارد تولید اسید استیک در شکمبه در حدی معین برای تولید شیر مناسب ضروری است .
ویتامین ها ، مواد معدنی و آب :
سلول های ترشحی پستان قادر به سنتز ویتامین هاو مواد معدنی نیستند . بنا بر این تمام ویتامین هاو مواد معدنی شیر از طریق خون تامین می شود. کلسیم . فسفر. پتاسیم . کلر .سدیم و منیزیم مهمترین مواد معدنی شیر هستند . اگر چه مواد معدنی شیر از جریان خون مشتق می شوند ولی به خوبی معلوم نیست که آیا این انتقال بر اساس غلظت مواد معدنی در خون صورت می گیرد یا جذب انها توسط سلول های ترشحی پستان انتخابی است . شواهدی موجود است که نشان می دهد سلول های پوششی پستان می توانند برخی مواد معدنی را به خون باز گر دانند یا به ترکیب شیر اضافه نمایند . این شواهد وجود یک مکانیزم انتقال فعال در جذب یا دفع مواد معدنی توسط غشای سلول های پستان را محتمل می نماید .
عوامل مؤثر بر پروتئين و چربي شير
________________________________________
اقتصاد شیر :
شیرهای تولیدی در آمریكا بر پایه چربی پروتیئن و مواد جامد در شیر خریداری می شوند. این روش قیمت گذاری جدید براساس ارزش اقتصادی اجزاء و تركیباتی است كه از شیر حاصل می گردد( پنیر، كره، شیر بدون چربی، شیر خشك یا شیر چرخ كرده) كه البته با تغییر شرایط بازار بالا یا پایین می رود. به عنوان یك نتیجه، سطوح تركییبات شیر رابطه مهمی با مدیریت گله دارد. به اضافه اینكه سلامتی و تغذیه گاو نقش بسزایی در درآمد مزرعه ایفا می كند. در حقیقت مجموعه فاكتورهایی هستند كه باعث تغییر در اجزاء و تركیبات شیر می شوند. عموماً چربی و پروتیئن شیر همبستگی مثبتی با جمعیت گاو شیری دارد. با این علم كه سطح تركیبات شیر در نژاد های مختلف فرق می كند. هلیشتان پایین ترین و جرزی و گرنزی بالاترین چربی و پروتیئن شیر را دارا می باشند. اما هلشتاین نسبت به جرزی و گرنزی تولید شیرش را با مدیریت و تغذیه خوب می توان افزایش داد.
فاكتور های مؤثر بر تركیبات شیر:
۱- فاكتورهای غیر تغذیه ای ۲- فاكتورهای تغذیه ای
فاكتورهای غیر تغذیه ای:
▪ مرحله شیردهی: بالاترین درصد چربی و پروتیئن شیر اواخر شیردهی و پایین ترین سطح آنها در بعداز زایمان مخصوصاً پیك تولید می باشد.
▪ سن: از اولین تا پنجمین دوره شیردهی به علت افزایش سطح تولید شیر به ازای هر دوره، چربی شیر ۰.۲% و پروتیئن شیر ۰.۰۲ تا۰.۰۵% كاهش می یابد.
▪ فصل: در فصول گرم و مرطوب كاهش درصد چربی و پروتیئن شیر اتفاق می افتد و در فصل زمستان افزایش تدریجی در تركیبات (چربی و پروتیئن) شیر را شاهد هستیم. این تغییرات تحت تأثیر نوع خوراك و نحوه خوراك دادن تعدیل یا افزایش می یابد.
▪ ورم پستان: ورم پستان چربی و كازویین شیر را كاهش می دهد ولی در مقابل حجم پروتیئن خون( گاما گلبولین) موجود در شیر را افزایش می دهد. حجم سلولهای بدنی(SCC) شیر در طی ورم پستان زیاد می شود. گله هایی كه در آنها ورم پستان وجود دارد SCC موجب كاهش ۲-۳ برابر قیمت شیرشان می گردد. در برخی كشورها برای اینكه گاودار ها ترقیب به تلاش برای كاهش SCC در شیر گله شان شوند جایزه قرار داده اند.
▪ اشتباهات فنی: از قبیل مشكلات خنك كردن شیر و تانك، مشكلات نمونه گیری و لوله كشی بی دقت در انتقال شیر می تواند منجر به كاهش چربی و پروتیئن شیر گردد.
▪ ژنتیك و وراثت: ژنتیك تا ۵۵% می تواند روی چربی و پروتیئن شیر در گاو های مختلف تأثیر داشته باشد البته نباید محیط و اثرات متقابل بین محیط و ژنتیك را نادیده گرفت. چربی و پروتیئن شیر خیلی بیشتر از خود شیر وسایر تركیباتش قابل توارث می باشند. شیر همبستگی مثبتی با مقدار چربی و پروتیئن خود دارد ولی با درصد چربی و پروتیئن دارای همبستگی منفی می باشد.
فاكتورهای تغذیه ای:
فاكتورهای تغذیه ای تأثیر گذارترین فاكتورها بر روی شیر و تركیبات آن می باشند كه با نحوه مدیریت همبستگی مستقیم دارد. اگر تغییری در جیره حاصل گردد چربی شیر بیشتر تحت تأثیر قرار می گیرد تا پروتیئن. برای مثال چربی شیر ظرف ۷-۲۱ روز با عوض شدن جیره تغییر خواهد كرد در صورتی كه پروتیئن ۳-۶ هفته طول می كشد تا این تغییر را نشان دهد.
منشاء تركیبات شیر:
با هضم میكروبی فیبر جیره درشكمبه اسید استیك و اسید بوتیریك تولید می شوند كه پس از انتقال به پستان در تولید نیمی از چربی شیر شركت می كنند، نیم دیگر چربی شیر از طریق چربی موجود در جیره و چربی قابل تبادل در بدن تأمین می گردد. میكروبهای شكمبه، پروتیئنهای جیره را به پروتیئنهای میكروبی تبدیل می كنند كه حاوی اسید آمینه های ضروری می باشد. این اسید آمینه ها توسط غدد پستانی برای تولید پروتیئن شیر مورد استفاده قرار می گیرند؛ انرژی مورد نیاز برای این مسیر متابولیكی را گلوكز تأمین می كند. گلوكز خود یا از اسید پرپیونیك تولیدی در شكمبه فراهم می شود و یا از گلوكز جذب شده در دیواره روده مهیا می گردد. بنابراین اگر پرپیونات كمی تولید شود اسید آمینه كمی نیز تولید می شود كه اینها نیز وارد پروسه گلی كونئوژنز شده و به گلوكز تبدیل می گردند. البته كازویین شیر از اسیدهای آمینه قابل دسترس تولید می شود كه مجموعاً همراه با آلبومین ها و ایمنوگلوبولینهای خون مترشحه در شیر به عنوان پروتیئن شیر محسوب می شوند ولی كیفیت آن به دلیل عدم حضور اسیدهای آمینه ضروری موجود در شیر پایین می باشد.
تأثیر شكمبه:
حضور مقادیر كافی پروتیئن، فیبرمؤثر و هیدروكربن های سریع تخمیر قابل دسترس در جیره برای عملكرد صحیح شكمبه و حفظ سطح اپتیمم تركیبات شیر مورد نیاز می باشند.
مدیریت در خوراك دادن: به دو شكل TMR وTMR-non می باشد. در نوع TMR-non اجزاء خوراك به طور جداگانه در اختیار دام قرار می گیرد به طوری كه دام توانایی انتخاب را دارا می باشد. در مدل TMR اجزاء خوراك به گونه ای باهم مخلوط می شوند كه دام قدرت انتخاب نداشته باشد و بدین ترتیب تمام احتیاجات غذایی دام با مصرف آن تأمین می گردد. عیب TMR-non اینست كه شاید دام در خوردن یكی از اجزاء خوراك زیاده روی كند و در مقابل از خوردن جزء دیگر امتناء ورزد كه منجر به عوارضی مانند اسیدوز، سندرم چاقی، كاهش چربی شیر و غیره خواهد شد. در TMR این احتمال وجود دارد كه غذا خوش خوراك نباشد و دام میلی به خوردن آن در حد كامل ظرفیت دستگاه گوارش خود نداشته باشد، در چنین حالتی مقدار تولید بسته به مقدار مصرف پایین می آید.
وضعیت بدنی:
در دوره شیردهی آینده گاوهای لاغر و چاق اواخر دوره آبستنی، چربی و پروتیئن شیر كاهش خواهند یافت. در ابتدای شیرواری كاهش وزن برای یك دوره كوتاه می تواند چربی شیر را افزایش دهد كه در گاو های لاغر این پتانسیل وجود ندارد و گاو های چاق نیز دچار بیماری كتوز می گردند.
انرژی جیره:
اگر انرژی جیره بالا و فیبر جیره پایین باشد موجب كاهش چربی و افزایش پروتیئن شیر می گردد و برعكس. عدم كیفیت علوفه، عدم بالانس جیره از نظر پروتیئن و مواد معدنی، پایین بودن كنسانتره در جیره از عواملی هستند كه موجب كاهش سطح پروتیئن شیر می گردد.
پروتیئن جیره:
در سه هفته آخر آبستنی و ابتدای زایش، دام بیش از هر چیز در جیره به پروتیئن نیاز دارد درغیر این صورت پروتیئن شیر به شدت پایین می آید. قابل ذكر است كه فزونی بیش از حد پروتیئن درجیره موجب افرایش پروتیئن شیر نگشته و مازاد بر نیاز دام دفع می گردد. پروتیئن جیره باید از نظر پروتیئن قابل تجزیه و غیر قابل تجزیه درشكمبه، سطح سیلاژ علوفه ای، پروتیئن محلول و NPN بالانس باشد حتی برای گاو های پرتولید نیاز به بالانس اسید های آمینه نیز می باشد.
كنسانتره جیره:
به كار بردن كنسانتره و كربوهیدراتهای غیرفیبری(NFC) بالا وعلوفه پایین در جیره سسب افزایش تولید اسید پرپیونیك و كاهش اسید استیك در شكمبه گشته درنتیجه پروتیئن شیر افزایش و چربی شیر پایین می آید. معمولاً مقدار ۳۸-۳۶ % از ماده خشك جیره را NFC تشكیل دهد تولید تركیبات شیر در حد مطلوت خواهد بود.
علوفه جیره:
۴۰-۴۵% ماده خشك جیره گاوهای شیری راعلوفه تشكیل می دهد كه شامل سیلوی ذرت وعلوفه هایی با درصد فیبر بالا می گردد. اندازه خرد كردن علوفه نباید آنقدر ریز باشد كه منجر به تولید بیشتر اسید پرپیونیك نسبت به اسید استیك شود و همینطور نباید آنقدر بلند باشد كه از لحاظ فیزیكی برای خوردن خوراك كافی جهت تأمین احتیاجات دام محدودیت ایجاد كند. اندازه علوفه باید مناسب باشد تا جیره به صورت TMR به دامها ارائه گردد.
چربی یا روغن افزودنی به جیره:
وقتی چربی از ۵% ماده خشك جیره تجاوز كند برای میكروبهای شكمبه سمی خواهد بود و همینطور موجب كاهش هضم فیبر می شود. اگر مقدار مصرفی چربی(مخصوصاً اسید های چرب غیر اشباع) ۶-۷% باشد شكمبه از حركت طبیعی خود باز می ایستد. باید به عدم فاسد بودن چربی نیز توجه كرد چراكه درصورت مصرف چربی فاسد چربی شیر تا سطح حداقل خود پایین می آید. البته طبق یك فرضیه اثبات نشده اگر چربی بكار رفته در جیره پایین ۵% باشد موجب افزایش چربی شیر خواهد شد.
چربی شیر بالا:
اگر گله با علوفه خوب و باكیفیت همراه با سطح مناسبی از كنسانتره تغذیه شود، چربی شیر گله در سطح بسیار مناسبی خواهد بود. لازم به ذكر است كه چربی خیلی بالا در شیر نیز بدلیل كاهش تولید شیر، غیر اقتصادی می باشد.
خلاصه مطب اینكه، تولید مناسب شیر و تركیبات آن به شرط تنظیم جیره ای از نظر فیزیكی و شیمیایی متناسب با تمام احتیاجات دام دست یافتنی می باشد. تست منظم انرژی، پروتیئن و مواد معدنی علوفه، تست منظم TMR از جهت تأمین تمام احتیاجات دام، ارزیابی اندازه علوفه و TMR، دیدن ركوردهای قبلی تركیبات شیر و بازرسی وضعیت بدنی دام جهت صحیح بودن برنامه های تغذیه ای كه در گله اعمال می شود از جمله راههایی می باشند كه می توانند مدیر گله را به هدف فوق برساند.
بررسي وضعيت تغذيه اي گله هاي گاو شيري براي گاوداران حائز اهميت زيادي است . در هر حال ، مشكلات عملي زيادي در خصوص تخمين و ارزيابي جيره اي كه توسط گاو متابوليزه مي شود وجود دارد . در خيلي از مواقع اشتباهاتي در زمينه محاسبه جيره ، توزيع مواد خوراكي و ارزيابي مصرف خوراك صورت مي گيرد .
به علاوه ارزيابي آن چه كه هضم شده و نهايتاً توسط گاو جذب مي شود مشكل است . اين دسته از مشكلات عملي منجر به جستجوي شاخص هايي شده است كه به طور مستقيم و در سطح حيوان و با استفاده از تجزيه هاي بيوشيميايي اندازه گيري مي شوند . در ميان اين متابوليت ها ، ازت اوره اي مورد توجه خاص قرار گرفته است . ازت اوره اي به متابوليسم انرژي و پروتئين در شكمبه وابسته بوده و به عنوان شاخص مناسبي براي بررسي توازن انرژي – پروتئين جيره مورد استفاده قرار مي گيرد . به واسطه انتشار سريع و آزاد اين تركيب از غشاهاي سلولي ، ازت اوره اي شير ( MUN ) به عنوان يك جايگزين مناسب براي آناليز پلاسما يا سرم به حساب مي آيد . بنابراين ، MUN به همراه درصد پروتئين شيرتا حد زيادي به عنوان شاخص هاي توازن انرژي – پروتئين و براي مشخص كردن وضعيت تغذيه اي و تشخيص ناهنجاري هاي تغذيه اي استفاده مي شوند .
تخمدان ها دو هورمون استروژن و پروژسترون را ترشح می کنند . به علاوه ، بعد از وقوع آبستنی پرده جفت جنین مقدار زیادی استروژن و مقداری نیز پروژسترون ترشح می کند . این دو هورمون سینرژیسم ، مجرای پستان را تحریک کرده و باعث توسعه و تکامل تخمک می شوند . ( رشد پستان ها (
نزدیک زایمان هورمون های دیگر به انضمام گلوکو کورتیکوئیدها ، پرولاکتین و هورمون های رشد در غلظت بالا ترشح می شوند . قسمت زیادی از موفقیت شیردهی به خاطر وجود این هورمون هاست زیرا بدون آن ها ، غده پستان نمی تواند پروتئین سازی کند و لاکتوژن سازی هم صورت نمی گیرد .
به علاوه ، در طول ۳ - ۲ ماه بعد از زایمان تولید شیر به حداکثر میزان خود می رسد و بعد از ۸ - ۷ ماهگی تولید شیر کاهش می یابد تا این که در ۱۰ ماهگی بعد از زایش میزان تولید شیر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد .
در شروع دوره جدید شیردهی ، گاو می بایست در طول ۱۰ ماه آبستن شده و دوباره زایش کند .
این موضوع باید مورد توجه قرار گیرد که در زمان حاملگی تولید شیر ضروری است . به عبارت دیگر تمام توسعه و رشد غده پستان و آغاز شیردهی مربوط به موفقیت در حاملگی است.
نتيجه گيري:
با توجه به مطالب عنوان شده در رابطه با اهمييت توليد مثل و نرخ آبستني در گاوهاي شيرده و تعيين غلظت مناسب نيتروژن اوره خون و نيتروژن اوره شير امکان استفاده بهينه از اوره به عنوان منبع ازت غير پروتئيني و ارزان قيمت در جيره گاوهاي شيرده فراهم مي شود. همچنين با بهبود ميزان نرخ آبستني در گله ها مي توان بازده اقتصادي واحد هاي دامپروري را افزايش داد.
منابع
باباشاهي، م.، غ قرباني و ح. ر. رحماني. 1383. همبستگي نيتروژن اورة خون، نيتروژن اورة شير و باروري گاوهاي شيرده. مجله علوم و فنون کشاورزي و منابع طبيعي، دانشگاه صنعتي اصفهان، (3):170-180.
ع. محرري. 1384. تأثير شکم زايش بر روي نيتروژن با منشأ اوره در شير و ساير ترکيبات اقتصادي شير گاوهاي هلشتاين. اولين کنگره علوم دامي و آبزيان کشور.212-215.
3- Butler, W. R., J. J. Calaman and S. W. Beam. 1996. Plasma and Milk Urea Nitrogen in Relation toPregnancy Rate in Lacting Dairy Cattle. J. Anim. Sci. 74:858-865.
4- Hojman, D., M. Gips and E. Ezra. 2005. Association Between live body weight and milk urea concentration in Holstein cows. J. Dairy Sci. 88: 580-584.
5- Guo, K., E. Russek-Cohen, M. A. Varner and R. A. Kohn. 2004. Effect of Milk Urea Nitrogen and other Factors on Probability of Conception of Dairy Cows. J. Dairy Sci. 87:1878-1885.
6- Kauffman, a. J. And N. R. St-pierre. 2001. THE Relationship of milk urea nitrogen to urine Nitrogn Excretion in Holstein and Jersey cows. J. Dairy Sci. 84: 2284-2294
7- Melendez, P., A. Donovan and J. Hernandez. 2000. Milk Urea Nitrogen and Infertility in Florida Holstein Cows. J.Dairy Sci. 83:459-463
Presentation madeby Dr. Bamey Harris
سایت جامع علم شیر برگرفته از کتاب world animal science ترجمه دکتر سید علی مرتضوی
بیوسنتز شیر تالیف : دکتر مسعود هاشمی
پرورش گاو های شیر ده ترجمه : دکتر علیرضا قربانی
تغذیه دام تالیف : مکدونالد
Milk Biosynthesis search in Google.com
نرخ آبستني گاوهاي شيرده از مهمترين شاخص هاي مؤثر بر اقتصادي بودن واحد هاي پرورش گاو شيري محسوب مي شود. تغذية استاندارد بويژه پروتئين جيره يکي از عوامل مؤثر بر آبستني دام ها مي باشد. پروتئين بيش از نياز شيردهي اثرات منفي بر روي توليد مثل دارد(4،3 و7). نشخوارکنندگان به دليل داشتن ميکروارگانيسم هاي شکمبه، قادرند از منابع ازت غير پروتئيني مانند اوره در ساخت پروتئين استفاده کنند. اوره در دام ها از دو منبع تأمين مي گردد، منابع ازتي غير پروتئيني1( NPN) و پروتئين مازاد بر مصرف، که هر دو به آمونياک تجزيه شده و بعد از جذب از خون به سرعت توسط کبد به اوره تبديل مي شوند. مولکول هاي کوچک اوره سريعأ توسط خون در مايعات بدن، از جمله شير انتشار يافته و به تعادل مي رسد(1). سطح اوره خون هم بستگي بالايي با سطح اورة موجود در جيرة غذايي نشخوارکنندگان دارد. همبستگي بين نيتروژن اوره در خون و شير مثبت است (7). با اصلاح ژنتيکي جهت افزايش توليد شير، نرخ آبستني در گاوهاي شيري کاهش مي يابد(3).
اگر چه نتايج پژوهش هاي زيادي نشان مي دهدجيرة حاوي پروتئين بالاتر از حد استاندارد باعث کاهش باروري مي شود(3 و7) ولي نتايج برخي مطالعات ديگر غلظت ويژة آن را عامل کاهش باروري دانسته اند. بعضي از گزارشا ت هم وجود داردکه نشان مي دهد هيچ نوع رابطه اي بين ميزان پروتئين و باروري وجود ندارد(5). غلظت نيتروژن اوره اي اضافي خون و شير همچنين مي توانداثرات نامطلوبي بر روي اسپرم، تخمک يا رويان داشته باشد(4). بنابراين تأثير ميزان نيتروژن اوره اي خون و شير بر نرخ آبستني و يا تعيين غلظت مناسب نيتروژن اوره اي شير و خون به عنوان يکي از چالش هاي مهم در توليد مثل دام ها هحسوب مي شود.
تغذيه اوره به عنوان منبع ازت غير پروتئيني در جيرة غذاي نشخوار کنندگان:
اوره مهمترين محصول فرعي سوخت و ساز پروتئين در پستانداران است (6). پروتئين اضافي مصرف شده بوسيلة گاو معمولا به آمونياک تجزيه مي شود. چون آمونياک جذب شده در خون براي حيوان سمي است، به سرعت توسط کبد به اوره تبديل مي شود. اوره داراي 45% نيتروژن و 281% پروتئين معادل مي باشد. از آنجائيکه منابع ازت غير پروتئيني معمولا 2 تا 4 برابر ارزانتر از منابع پروتئين غذايي در برابر هر واحد نيتروژن است، بنابر اين در جيرة غذايي نشخوار -کنندگان اهميت دارد. سودمند بودن ميزان اوره و ازت غير پروتئيني بستگي به توان ميکروب هاي شکمبه براي تبديل اين مواد به يک منبع پروتئين ميکروبي دارد(1).
نيتروژن اوره خون(BUN)1 و توليد مثل:
نيتروژن اوره اي خون تحت تأثير سطوح پروتئين خام و ترکيب کربوهيدرات هاي جيره قرار دارد(6). جيره غذايي با پروتئين بالامقدار نيتروژن اوره اي خون را افزايش مي دهد(6،3 و7). افزايش بيش از حد نيتروژن اوره اي خون بر روي اسپرم، تخمک يا رويان اثر منفي داشته و منجر به کاهش باروري مي شود. غلظت بالاي نيتروژن اوره اي خون در حيوان ماده باعث کاهش PH رحمي و توليد پروستاگلاندين شده و از طرف ديگر ممکن است اتصال هورمون لوتئينه کنندة جسم زرد(LH )2 را به گيرنده هاي تخمداني کاهش دهد، که اين هورمون ها باعث کاهش غلظت پروژسترون سرم و در نتيجه کاهش باروري مي شود(4،3 و7). نتايج پژوهش ها نشان مي دهد غلظت نيتروژن اوره اي خون بيشتر از 20 ميلي گرم در دسي ليتر باعث کاهش نرخ آبستني در گاوهاي شيرده مي شود(3).
مصرف بيش از اندازة نيتروژن، مقدار آمونياک اوره و ديگر ترکيبات نيتروژني رحم وخون را افزايش مي دهد. اين عوامل از طريق به تأخير انداختن آبستني، افزايش دفعات تلقيح به ازاي هر آبستني و مرگ جنين بازده توليد مثلي را تحت تأثير قرار مي دهند. سطوح بالاي آمونياک خون ممکن است از طريق کاهش فعاليت سيستم ايمني منجر به کاهش توان توليد مثلي گردد(4،3 و7). سطح اورة پلاسما مي تواند بيانگر پروتئين جيره و کنترل بازده توليد مثلي نشخوارکندگان باشد(3).
نيتروژن اوره شير1(MUN) و توليد مثل:
بيشترين مقدار اوره از طريق ادرار دفع مي شود، ولي مقداري از آن به داخل شير انتشار مي يابد. بطوريکه نيتروژن اورة حدود 5/2 تا 3% کل نيتروژن شير را تشکيل مي دهد(7). نتايج پژوهشگران مختلف نشان داده است که جيرة حاوي اوره بالا باعث کاهش توليد شير در گاوهاي پر توليد شده وافزايش نيتروژن اوره اي شير نيز باعث کاهش نرخ آبستني مي شود(4،3 و7 ). گزارش هاي زيادي وجود داردکه نشان مي دهد بين نژاد هاي مختلف در ارتباط با اورة شير تفاوت زيادي وجود دارد. احتمالا تفاوت بين نژادها را در ارتباط با تفاوت بين اندازة بدن آنها دانسته اند. چون غلظت اورة موجود در شير تابع وزن بدن است، بنابراين نژادهايي که وزن بيشتري دارند داراي غلظت اوره اي بيشتري، نيز هستند(2). اگرچه نيتروژن اوره اي شير يک معيار و شاخص عالي براي تغذيه است، ولي شاخص خوب و مناسبي براي کنترل بازده توليد مثلي گاوها نمي باشد(1). بنابراين از نيتروژن اوره اي شير مي توان به عنوان يک ابزار علمي جهت کنترل پروتئين خام و انرژي مصرفي نسبت به احتياجات دام استفاده نمود.
بنابراين افزايش ميزان نيتروژن اوره اي خون و شير ممکن است:
1- عملکرد توليد مثلي را کاهش دهند
2- احتياجات انرژي را افزايش دهند .
3- چون مکمل هاي پروتئني گرانترين بخش جيره است، هزينة تغذيه را بالا ببرند
4- دفع نيتروژن اضافي و آلودگي منابع آبي را به دنبال داشته باشند.
نيتروژن اوره اي شير بين هفته هاي اول تا سوم شير دهي افزايش مي يابد. بعد از هفته سوم شير دهي ميزا ن آن به تعادل رسيده و معمولابين 22-20 ميلي گرم در دسي ليتر باقي مي ماند(3). چون گاو هاي شيري پر توليد در اوايل شيري دهي نمي توانند به اندازه کافي خوراک مصرف کنند، انرژي مورد نياز آنها تامين نمي شود بنابراين براي تامين انرژي از ذخيره بدني خود استفاده مي نمايند در نتيجه دچار تعادل منفي انرژي مي شوند. گاوهاي شيرده در حال تعادل مثبت انرژي عملکرد تو ليد مثل بالايي نسبت به گاوهاي در حال تعادل منفي انرژي دارند. به دليل اينکه توازون منفي انرژي غير قابل اندازه گيري مي باشد، مي توان وضعيت تغذيه اي و عملکرد توليد مثلي را از طريق نيتروژن اوره اي شير مورد ارزيابي قرار داد(3)
رابطه بين نيتروژن اوره خون و نيتروژن اوره شير:
نيتروژن اوره شير و خون هر دو معرف توليد اوره توسط کبد هستند(1). نيتروژن اوره اي پلاسما و نيتروژن اوره ي شير شاخصهاي سودمندي براي متابو ليسم پروتئين و وضعيت توليد مثلي گاوهاي شيرده مي باشند . بعد از تغذيه، زمانيکه نيتروژن اوره ا ي خون در حال افزايش است، نيتروژن اوره اي شير پايين بوده و هنگاميکه نيتروژن اوره ي خون در حال کاهش است، نيتروژن اوره ي شير بيشتر از خون مي باشد(1). برخي محققين نشان دادند که بين نيتروژن اوره ي خون و نيتروژن اوره اي شير همبستگي زيادي وجود دارد(3).
بحث :
با توجه به اينکه توليدمثل مهمترين عامل در تعيين بازده پرورش دام است و بيشترين درآمد سالانه يک دامدار از توليد- مثل حاصل مي گردد، لذا افزايش ميزان راندمان توليد مثل مفيدترين اقدام ممکن در جهت افزايش بهره وري گله است. در رابطه با تاثير نيتروژن اوره ي شير و خون بر ميزان آبستني در دامها تحقيقات زيادي صورت گرفته است. برخي پژوهش ها ي انجام گرفته، اثرات منفي نيتروژن اوره اي شير را بر روي باروري گاوهاي شيري گزارش نموده است.
گر و همکاران (2004) نشان دادند که به ازاي افزايش 10 ميلي گرم در دسي ليتر نيتروژن اوره اي شير، نرخ آبستني پس از اولين تلقيح 2 تا 4 درصد کاهش مي يابد.
هجمان و همکاران (2004) همبستگي منفي بين ميزان نيتروژن اوره اي شير و نرخ آبستني را گزارش کردند.
ترکیبات عمده شیر گونه های اصلی تولید کننده شیر جهت مصرف انسان:
شیر، مخلوط پیچیده و یکنواختی از لیپید ها،کربوهیدرات ها، پروتئین ها و بسیاری دیگر از ترکیبات آلی و نمکهای معدنی محلول یا معلق در آب است. کمیت و کیفیت بسیاری از ترکیبات شیر در بین گونه های مختلف وحتی در میان افراد یک گونه با یکدیگر فرق دارد. اکثر مطالعات انجام شده بر روی شیر به ترکیباتی، چون: پروتئین (غالباً کازئین و پروتئینهای محلول در سرم شیر)، چربی، لاکتوز و مواد معدنی اختصاص داشته است. مواد معدنی، بطور کلی تحت عنوان«خاکستر» دسته بندی وذکر شده اند. جدول زیر متوسط ترکیبات اصلی شیر انسان و دیگر حیوانات اهلی را نشان می دهد.
ماهیت ترکیبات شیر:
برخی از اجزای تشکیل دهنده شیر مستقیماً از خون به شیر راه می یابند، حال آنکه دسته دیگر در غدد پستانی سنتز می گردند که پیش سازهای ساخت این مواد نیز ازخون گرفته می شود. در نتیجه، تمامی پدیده های بیو شیمیایی و فیزیولوژیکی که ترکیب خون را تحت تاثیر قرار می دهند ممکن است در ترکیب شیر نیز موثر واقع شوند. علاوه بر این، هورمون ها که قابلیت اثر گزاری بر روی غدد و همچنین بیوسنتز مواد در پستان را دارا هستند نیز می توانند ترکیب شیر را تغییر دهند.
اجزاء اصلی تشکیل دهنده شیر:
لیپید ها:
چربی و مواد لیپیدی در شیر به صورت قطرات یا گلبول هایی یافت می شوند که توسط لایه یا غشایی احاطه شده اند. این غشا از به هم چسبیدن گلبول ها ممانعت به عمل می آورد. Mulder وWalstra در سال 1974 اظهار داشتند که شیر یک امولسیون ساده روغن در آب نیست. بلکه گلبول های چربی توسط غشای پیچیدهای احاطه شده اند که نباید آن را به عنوان پرده ای تک سلولی که از مواد فعال سطحی حاصل از پلاسمای شیر ساخته شده است، به حساب آورد. البته، هنوز هم نظراتی راجع به ساختمان پیچیده غشا اظهار می شود. چربی موجود در گلبول ها شامل ترکیبات بی شماری بوده، حتی تفاوت هایی در گلبول های چربی حاصل از یک شیر دوشی نیز مشاهده می شود. چربی مذکور در درجه حرارت بدن به حالت مایع است، ولی در دمای اتاق تا حدی کریستاله می شود. غشای گلبول ها که در حدود 2% از کل وزن چربی شیر را در بر می گیرد، از اجزای متعددی تشکیل شده است. نیمی از فسفولیپید های شیر در کمپلکس پروتئین-فسفولیپید غشای تجمع یافته اند. پروتئین ها، 40% از وزن خشک غشا را به خود اختصاص می دهند که بیشتر شامل آنزیم های گزانتین اکسیداز و فسفاتاز قلیایی است. در مجموع، بالغ بر 90% از وزن خشک غشا به پروتئین و چربی مربوط می باشد.موادی نظیر سربروزیدها، هیدروکربن ها و استرهای استرول به میزان کم در غشا وجود دارند.
قسمت اعظم چربی شیر در گلبول هایی با ضخامت 1-10 میکرون وجود دارد. با توجه به اینکه 80% از گلبول ها ضخامتی کمتر از یک میکرون دارند، ولی تنها درصد پایینی از چربی شیر را در بر می گیرند. به طور کلی، اندازه گلبول های چربی شیر می تواند به عنوان معیاری جهت شناسایی و تشخیص گونه ها و همچنین نژاد های داخل یک گونه از یکدیگر به کار برده شود. برای مثال، متوسط اندازه گلبول های چربی شیر انسان از گاو کوچکتر است و در نژاد جرسی، اندازه گلبول ها بزرگ تر از نژاد فریزین می باشد. عواملی، چون : دوره شیر دهی و خصوصیات فردی نیز می تواند اندازه گلبول های چربی شیر را تحت تأثیر قراردهد.
پروتئینها: پروتئینهای شیر گاو همانند دیگر ترکیبات آن ، مورد مطالعه ی بیشتری در مقایسه با سایر گونه های شیری قرار گرفته است . پروتئینهای شیر به دو گروه عمده ی کازئین و پروتئینهای محلول در سرم شیر طبقه بندی می شوند که هر یک نیز به نوبه ی خود متشکل از گروههای کوچکتری هستند
کازئینها: کازئینها گروه خاصی از پروتئینهای شیر با مشخصاتی ، چون : باندهای استری فسفات ، مقادیر بالای پرولین ، سیستئین پائین یا فقدان آن و حلالیت کم در 0/5 – 0/4 Ph را در بر می گیرند . میزان بالای پرولین که در سر تا سر ملکولهای کازئین پخش شده است ، بطور مؤثری مانع از تغییر شکل پروتئین می شود . به همین جهت ، کازئین معمولاً به سادگی در برابر حرارت دناتوره نمی گردد . قطبیت مو لکولهای کازئین در برخی نقاط به واسطه ی در اختیار داشتن گروههای قابل یونیزه بسیار بالاست . از طرفی ، در نقاط دیگری از مولکول به شدت آبگریز هستند .
کازئین شیر گاو تقریباً به صورت ذرات کروی شکلی رؤیت می شود . قطر میسلهای کازئین از 20 تا 300 نانومتر متغییر است . میسلها خود از تعداد زیادی واحدهای فرعی تشکیل شده اند که قطری در حدود 20-15 نانومتر دارند . این ساختمانهای فرعی در ریزنگارهای الکترونی به صورت ناهمواریهای تمشک مانندی قابل رؤیت می باشند .
میسلها تا اندازه ی زیادی از پروتئین ساخته شده اند اما به مقدار کم ولی ضروری حاوی مواد غیر آلی ، از جمله : کلسیم و فسفات بطور اهم هستند . در سال 1980 محققی به نام Schmidt مطالبی راجع به جنبه های کلوئیدی کازئین منتشر نمود . وی توجه خود را بیشتر به فسفات کلسیم کلوئیدی معطوف داشت . این ترکیب به صورت آمورف بوده ، با منیزیم و کازئین پایدار شده است (جلوگیری از تبدیل آن به هیدروکسی آپاتیت متبلور و متعاقباً رسوب) . فسفات کلوئیدی سبب اتصال ساختارهای فرعی میسلها (در بالا بدان اشاره شد) به یکدیگر شده ، ذرات کروی شکل مورد نظر را (میسل کازئین) به وجود می آورد.
پروتئینهای محلول در سرم شیر
پروتئینهای محلول در سرم شیر عبارت از ترکیبات پروتئینی ای (غیر از آنزیمها) هستند که بعد از رسوب کازئین در حضور اسید (6/4 PH ) و یا رنین ، در سرم شیر باقی می مانند . آنها اغلب شامل پروتئوزپپتونها ( ترکیبات پروتئینی با وزن ملکولی کمتر از پروتئینها) می باشند . این پروتئینها با کازئینها ، از نظر ساختار و خواص تفاوت دارند : در مقایسه با کازئین دارای حالت میسل مانند نبوده بلکه واجد ساختمانهای ثانویه و ثالثی هستند که موجب حساسیت پذیری آنها نسبت به دناتوراسیون حرارتی می گردد . از جمله ی این پروتئینها ، بتالاکتوگلوبولین وآلفالاکتالبومین در غدد پستانی سنتز می شوند در حالی که سرم آلبومین و ایمونوگلوبولینها مستقیماً از خون به شیر راه می رود. لاکتوگلوبولین به میزان بیشتری به دیگر پروتئینهای سرمی در شیر پستانداران نشخوار کننده وجود دارد . لاکتوگلوبولینهای مشابهی در شیر گاو ، بز ، بوفالوی آبی و گوسفند یافت شده است . در حالی که شیر انسان فاقد این ترکیب می باشد . انواع ژنتیکی لاکتوگلوبولین گاوی عبارتند از : A ، B ، C ، Dr .
لاکتا البومین : لاکتاالبومین با وزن ملکولی تقریبی 14200 ، یکی از دو پروتئین تشکیل دهنده ی آنزیم مولد لاکتوز (لاکتوز سنتاز) می باشد . لاکتالبومین به تنهائی هیچ نقشی در فعل و انفعالات شیمیائی ندارد ، بلکه به عنوان یک تصریح کننده ، هماهنگ با آنزیم گالاکتوزیل ترانسفراز عمل می کند . آنزیم اخیر در حضور Alfa- لاکتالبومین ، گالاکتوز را از –UDP گالاکتوز به –N استیل گلوکز آمین منتقل می نماید . به هر حال ، انتقال –UDP گالاکتوز به گلوکز در حضور لاکتالبومین در غدد پستانی منجر به تشکیل لاکتوز می شود . - لاکتالبومین در شیر تمام گونه هائی که عمده ترین قند آنها لاکتوز می باشد مشاهده شده است . بنابراین مقایسه ای بر روی نمونه های شیر پستانداران مختلف ف مشخص شده است که مقدار لاکتالبومین به میزان لاکتوز بستگی دارد . بر این اساس که شیر انسان از نظر لاکتوز غنی است . می توان چنین پیش بینی کرد که این شیر باید حاوی مقدار بالائی - لاکتالبومین باشد (17% از کل پروتئین) . شیر اسب نیز که میزان لاکتوز بالائی دارد محتوی 7/16% لاکتالبومین از کل پروتئین می باشد
سرم آلبومین آلبومینی که از هر نظر مطابق با آلبومین سرم خون گاو باشد ، از شیر گاو جدا شده است . شیر سایر گونه ها نیز حاوی اجزائی است که تحرک الکتروفورزی مشابهی با سرم آلبومین خون آنها دارد . وزن ملکولی سرم آلبومین گاو در حدود 66000 دالتون می باشد .
واکنش های بیو شیمیایی(biochemical reactions)
تعداد کل پروتیین های شیر نسبتا کم است و هر یک از این پروتیین ها همیشه از تعداد معینی اسید آمینه و با ترتیب یکسان تشکیل می شود . علاوه بر آن هر گاو شیری همیشه پرو تیین های مخصوص خود را می سازد و ممکن است با پروتیین های گاو های دیگر متفاوت باشد .
سنتز پروتیین های منحصر به فرد شیر با ترتیب اسید های امینه مخصوصی که دارند به طور بسیار دقیق توسط ژن ها یا اسید دی اکسی ریبو نوکلییک (DNA) کنترل می شود برای ساخته شدن پروتيین پیغام ژنتیکی (DNA) که در درون هسته قرار دارد روی اسید ریبو نوکلییک پیامبر (mRNA) کپی می شود واسید اخیر به داخل ریبوزوم شبکه اندوپلاسمی حرکت می کند . در ریبوزوم ها mRNA پیغام را به صورت ترتیب قرار گرفتن اسید های امینه پروتیین شیر تفسیر و اعمال می کند. سنتز پروتیین نیاز به انرژی دارد و انرژی لازم را از طریق شکستن مولکول ATP و تبدیل ان به AMP تامین می شود . در نشخوار کنندگان ATP از طریق اکسیداسیون کربو هیدراتها استات و چربی ها تامین می شود . بنابر این اگر انرژی کای وجود نداشته باشد سنتز پروتیین به حد کافی صورت نخواهد گرفت .
بیوسنتز لاکتوز (biosynthesis of lactose)
مهمترین قند شیر یک دی ساکارید به نام لاکتوز است . لاکتوز از یک مولکول گلوکز و یک مولکول کالاکتوز تشکیل شده است . شیرینی جزیی شیر به علت وجود لاکتوز است . لاکتوز همچنین موجب افزایش رشد برخی باکتریهای ایجاد کننده اسید لاکتیک در روده باریک می شود . عقیده بر این است که لاکتوز جذب کلسیم و فسفر را در روده باریک تسریع می کند و این عمل در گوساله برای تشکیل استخوان ضروری است . گلوکز تنها پیش ماده لاکتوز است . برای تشکیل هر مولکول لاکتوز دو مولکول گلوکز باید وارد سلول پستانی شود. در سلول پستانی یکی از اشکال گلوکز به گالاکتوز تبدیل می شود .اتصال دو مولکول لاکتوز و گالاکتوز به یکدیگر توسط انزیم لاکتوز سنتتاز (synthetase lactose) کاتالیز می شود که این انزیم از دو بخش تشکیل شده است : یکی آلفالاکتالبومین است که یکی از پروتیین های اصلی شیر است و تاثیر هورمونی روی شروع تولید شیر نیز دارد .
بیوسنتز چربی های شیر (biosynthesis of milk fat )
چربی های شیر گاو ها به صورت مخلوطی از تری گلیسرید ها با نسبت تقریبا بالای (حدود 50%) اسید های چرب زنجیره کوتاه می باشد . نیمه دیگر چربی های شیر از اسید های چرب زنجیره بلند تشکیل می شود . ویژگی دیگر شیر گاو نسبت بالای اسید های چرب اشبا ع شده آن است . محتوی چربی شیر از اهمیت مخصوصی برخور دار است زیرا معمولا عامل اصلی در قیمت گذاری شیر می باشد.
پیش ماده های اسید های چرب زنجیره بلند : اسید های چرب موجود در جیره غذایی گاو حدودا 50% اسید های چرب موجود در شیر را تامین می کند . این اسید ها تقریبا به طور کامل اسید های چرب زنجیره بلند می باشند. اغلب اسید های چرب گیاهی درجیره گاو اسید های چرب زنجیره کوتاه و اشباع نشده هستند که بسیاری از انها در شکمبه هیدروژنه می شوند . نسبت بالای اسید های چرب اشباع در شیر نیز به همین علت است . اسید های چرب زنجیره بلند پس از عبور از شکمبه در روده باریک جذب رگهای لنفاوی شده پس از متصل شدن به یک پروتیین به جریان خون وارد می شوندو از خون توسط سلول های ترشحی پستان جذب می شوند . نوع غذا روی طول زنجیره اسید های چرب شیر تاثیر دارد .این اثر روی درجه اشباع شدگی لسید های چرب شیر کمتر است زیرا شکمبه در اشباع نمودن اسید های چرب اشباع نشده غذا بازده 100% ندارد . غذاهای با مواد سلولزی بیشتر مانند علوفه و پس مانده های زراعی موجب افزایش چربی شیر می شود . در حالی که غذاهای با مواد نشاسته ای بیشتر موجب افزایش میزان تولید شیر و کاهش چربی شیر می شود . زیرا از تخمیر غذاهای خشبی در شکمبه مقدار بیشتری اسید استیک و مقدار کمتری اسید پروپیونیک تولید می شود . و میزان سنتز چربی شیر بستگی به مقدار اسید استیک تولید شده در شکمبه دارد .ولی از تخمیر غذاهای نشاسته ای در شکمبه مقدار بیشتری اسید پروپیونیک و مقدار کمتری اسید استیک ایجادمی شود . و اسید پرو پیونیک پس از متابولیسم به گلوکز تبدیل می شود و گلومز به عنوان یک منبع انرژی سهل الهضم انرژی لازم برای بیوسنتز پروتیین شیر را فراهم می کند و از تغلیظ یک مولکول گلوکز و یک مولکول گالاکتوز قند شیر یعنی لاکتوز سنتز می شود . به این ترتیب غذاهای غذاهای نشاسته ای در تغذیه نشخوار کنندگان عکس غذاهای سلولزی عمل می نماید . به عنوان یک قاعده کلی هر غذایی که پس از تخمیر در شکمبه اسید پروپیونیک بیشتر تولید کند تولید شیر را زیاد می کند و هر غذایی که پس از تخمیر اسید استیک بیشتری تولید نماید چربی شیر را افزایش می دهد و همیشه تولید شیر و چربی شیر با هم رابطه معکوس دارند .
پیش ماده اسید های چرب زنجیره کوتاه :
اسید های چرب زنجیره کوتاه که 50% چربی شیر را تشکیل می دهند به طور مستقیم از اسید های چرب موجود در غذا مشتق نمی شوند بلکه در سلول های ترشحی پستان از استات و یک جسم کتونی به نام بتا هیدروکسی بوتیرات سنتز می شوند . استات یک ماده د و کربنه است در حالی که بتا هیدروکسی بوتیرات یک مولکول 4کربنه است و هر دو مولکول از تخمیر کربو هیدراتهای گیاهی و تولید اسید های چرب فرار در شکمبه ایجاد می شوند. اسید های چرب زنیره کوتاه خیلی بو دار هستند و بوی مخصوص و طعم بسیاری از پنیر ها از آن ناشی می شود .
اسید های چرب زنجیره کوتاه از طریق افزایش مرحله ای مولکول استات سنتز می شوند . به عبارت دیگر به طول زنجیره کربنی در هر نوبت دو کربن اضافه می شود . در سنتز چربی شیر سلول های ترشحی پستان بتا هیدروکسی بوتیرات را تر جیحا مورد استفاده قرار می دهند که این ماده به یک اسید چهار کربنه چرب فرار تبدیل می شود و با افزایش پی در پی دو کربن اسید های پرب زنجیره کوتاه با طول های مختلف تشکیل می شود راه دیگری در استفاده از بتا هیدروکسی بوتیرا ت وجود دارد که در آن این اسید چرب چهار کربنه به دو واحد دو کربنه استات شکسته می شود .
در سنتز چربی شیر استات بیشتر از بتا هیدرو کسی بوتیرات مورد استفاده قرار می گیرد . سلول های ترشحی پستان جهت تامین انرژی مورد نیاز ترجیحا از گلوکز استفاده می نمایند ولی در صورت کمبود گلوکز از استات نیز به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند . بنابر این به علت نقش درجه دومی که استات در تامین انرژی برای سلول های پستان دارد تولید اسید استیک در شکمبه در حدی معین برای تولید شیر مناسب ضروری است .
ویتامین ها ، مواد معدنی و آب :
سلول های ترشحی پستان قادر به سنتز ویتامین هاو مواد معدنی نیستند . بنا بر این تمام ویتامین هاو مواد معدنی شیر از طریق خون تامین می شود. کلسیم . فسفر. پتاسیم . کلر .سدیم و منیزیم مهمترین مواد معدنی شیر هستند . اگر چه مواد معدنی شیر از جریان خون مشتق می شوند ولی به خوبی معلوم نیست که آیا این انتقال بر اساس غلظت مواد معدنی در خون صورت می گیرد یا جذب انها توسط سلول های ترشحی پستان انتخابی است . شواهدی موجود است که نشان می دهد سلول های پوششی پستان می توانند برخی مواد معدنی را به خون باز گر دانند یا به ترکیب شیر اضافه نمایند . این شواهد وجود یک مکانیزم انتقال فعال در جذب یا دفع مواد معدنی توسط غشای سلول های پستان را محتمل می نماید .
عوامل مؤثر بر پروتئين و چربي شير
________________________________________
اقتصاد شیر :
شیرهای تولیدی در آمریكا بر پایه چربی پروتیئن و مواد جامد در شیر خریداری می شوند. این روش قیمت گذاری جدید براساس ارزش اقتصادی اجزاء و تركیباتی است كه از شیر حاصل می گردد( پنیر، كره، شیر بدون چربی، شیر خشك یا شیر چرخ كرده) كه البته با تغییر شرایط بازار بالا یا پایین می رود. به عنوان یك نتیجه، سطوح تركییبات شیر رابطه مهمی با مدیریت گله دارد. به اضافه اینكه سلامتی و تغذیه گاو نقش بسزایی در درآمد مزرعه ایفا می كند. در حقیقت مجموعه فاكتورهایی هستند كه باعث تغییر در اجزاء و تركیبات شیر می شوند. عموماً چربی و پروتیئن شیر همبستگی مثبتی با جمعیت گاو شیری دارد. با این علم كه سطح تركیبات شیر در نژاد های مختلف فرق می كند. هلیشتان پایین ترین و جرزی و گرنزی بالاترین چربی و پروتیئن شیر را دارا می باشند. اما هلشتاین نسبت به جرزی و گرنزی تولید شیرش را با مدیریت و تغذیه خوب می توان افزایش داد.
فاكتور های مؤثر بر تركیبات شیر:
۱- فاكتورهای غیر تغذیه ای ۲- فاكتورهای تغذیه ای
فاكتورهای غیر تغذیه ای:
▪ مرحله شیردهی: بالاترین درصد چربی و پروتیئن شیر اواخر شیردهی و پایین ترین سطح آنها در بعداز زایمان مخصوصاً پیك تولید می باشد.
▪ سن: از اولین تا پنجمین دوره شیردهی به علت افزایش سطح تولید شیر به ازای هر دوره، چربی شیر ۰.۲% و پروتیئن شیر ۰.۰۲ تا۰.۰۵% كاهش می یابد.
▪ فصل: در فصول گرم و مرطوب كاهش درصد چربی و پروتیئن شیر اتفاق می افتد و در فصل زمستان افزایش تدریجی در تركیبات (چربی و پروتیئن) شیر را شاهد هستیم. این تغییرات تحت تأثیر نوع خوراك و نحوه خوراك دادن تعدیل یا افزایش می یابد.
▪ ورم پستان: ورم پستان چربی و كازویین شیر را كاهش می دهد ولی در مقابل حجم پروتیئن خون( گاما گلبولین) موجود در شیر را افزایش می دهد. حجم سلولهای بدنی(SCC) شیر در طی ورم پستان زیاد می شود. گله هایی كه در آنها ورم پستان وجود دارد SCC موجب كاهش ۲-۳ برابر قیمت شیرشان می گردد. در برخی كشورها برای اینكه گاودار ها ترقیب به تلاش برای كاهش SCC در شیر گله شان شوند جایزه قرار داده اند.
▪ اشتباهات فنی: از قبیل مشكلات خنك كردن شیر و تانك، مشكلات نمونه گیری و لوله كشی بی دقت در انتقال شیر می تواند منجر به كاهش چربی و پروتیئن شیر گردد.
▪ ژنتیك و وراثت: ژنتیك تا ۵۵% می تواند روی چربی و پروتیئن شیر در گاو های مختلف تأثیر داشته باشد البته نباید محیط و اثرات متقابل بین محیط و ژنتیك را نادیده گرفت. چربی و پروتیئن شیر خیلی بیشتر از خود شیر وسایر تركیباتش قابل توارث می باشند. شیر همبستگی مثبتی با مقدار چربی و پروتیئن خود دارد ولی با درصد چربی و پروتیئن دارای همبستگی منفی می باشد.
فاكتورهای تغذیه ای:
فاكتورهای تغذیه ای تأثیر گذارترین فاكتورها بر روی شیر و تركیبات آن می باشند كه با نحوه مدیریت همبستگی مستقیم دارد. اگر تغییری در جیره حاصل گردد چربی شیر بیشتر تحت تأثیر قرار می گیرد تا پروتیئن. برای مثال چربی شیر ظرف ۷-۲۱ روز با عوض شدن جیره تغییر خواهد كرد در صورتی كه پروتیئن ۳-۶ هفته طول می كشد تا این تغییر را نشان دهد.
منشاء تركیبات شیر:
با هضم میكروبی فیبر جیره درشكمبه اسید استیك و اسید بوتیریك تولید می شوند كه پس از انتقال به پستان در تولید نیمی از چربی شیر شركت می كنند، نیم دیگر چربی شیر از طریق چربی موجود در جیره و چربی قابل تبادل در بدن تأمین می گردد. میكروبهای شكمبه، پروتیئنهای جیره را به پروتیئنهای میكروبی تبدیل می كنند كه حاوی اسید آمینه های ضروری می باشد. این اسید آمینه ها توسط غدد پستانی برای تولید پروتیئن شیر مورد استفاده قرار می گیرند؛ انرژی مورد نیاز برای این مسیر متابولیكی را گلوكز تأمین می كند. گلوكز خود یا از اسید پرپیونیك تولیدی در شكمبه فراهم می شود و یا از گلوكز جذب شده در دیواره روده مهیا می گردد. بنابراین اگر پرپیونات كمی تولید شود اسید آمینه كمی نیز تولید می شود كه اینها نیز وارد پروسه گلی كونئوژنز شده و به گلوكز تبدیل می گردند. البته كازویین شیر از اسیدهای آمینه قابل دسترس تولید می شود كه مجموعاً همراه با آلبومین ها و ایمنوگلوبولینهای خون مترشحه در شیر به عنوان پروتیئن شیر محسوب می شوند ولی كیفیت آن به دلیل عدم حضور اسیدهای آمینه ضروری موجود در شیر پایین می باشد.
تأثیر شكمبه:
حضور مقادیر كافی پروتیئن، فیبرمؤثر و هیدروكربن های سریع تخمیر قابل دسترس در جیره برای عملكرد صحیح شكمبه و حفظ سطح اپتیمم تركیبات شیر مورد نیاز می باشند.
مدیریت در خوراك دادن: به دو شكل TMR وTMR-non می باشد. در نوع TMR-non اجزاء خوراك به طور جداگانه در اختیار دام قرار می گیرد به طوری كه دام توانایی انتخاب را دارا می باشد. در مدل TMR اجزاء خوراك به گونه ای باهم مخلوط می شوند كه دام قدرت انتخاب نداشته باشد و بدین ترتیب تمام احتیاجات غذایی دام با مصرف آن تأمین می گردد. عیب TMR-non اینست كه شاید دام در خوردن یكی از اجزاء خوراك زیاده روی كند و در مقابل از خوردن جزء دیگر امتناء ورزد كه منجر به عوارضی مانند اسیدوز، سندرم چاقی، كاهش چربی شیر و غیره خواهد شد. در TMR این احتمال وجود دارد كه غذا خوش خوراك نباشد و دام میلی به خوردن آن در حد كامل ظرفیت دستگاه گوارش خود نداشته باشد، در چنین حالتی مقدار تولید بسته به مقدار مصرف پایین می آید.
وضعیت بدنی:
در دوره شیردهی آینده گاوهای لاغر و چاق اواخر دوره آبستنی، چربی و پروتیئن شیر كاهش خواهند یافت. در ابتدای شیرواری كاهش وزن برای یك دوره كوتاه می تواند چربی شیر را افزایش دهد كه در گاو های لاغر این پتانسیل وجود ندارد و گاو های چاق نیز دچار بیماری كتوز می گردند.
انرژی جیره:
اگر انرژی جیره بالا و فیبر جیره پایین باشد موجب كاهش چربی و افزایش پروتیئن شیر می گردد و برعكس. عدم كیفیت علوفه، عدم بالانس جیره از نظر پروتیئن و مواد معدنی، پایین بودن كنسانتره در جیره از عواملی هستند كه موجب كاهش سطح پروتیئن شیر می گردد.
پروتیئن جیره:
در سه هفته آخر آبستنی و ابتدای زایش، دام بیش از هر چیز در جیره به پروتیئن نیاز دارد درغیر این صورت پروتیئن شیر به شدت پایین می آید. قابل ذكر است كه فزونی بیش از حد پروتیئن درجیره موجب افرایش پروتیئن شیر نگشته و مازاد بر نیاز دام دفع می گردد. پروتیئن جیره باید از نظر پروتیئن قابل تجزیه و غیر قابل تجزیه درشكمبه، سطح سیلاژ علوفه ای، پروتیئن محلول و NPN بالانس باشد حتی برای گاو های پرتولید نیاز به بالانس اسید های آمینه نیز می باشد.
كنسانتره جیره:
به كار بردن كنسانتره و كربوهیدراتهای غیرفیبری(NFC) بالا وعلوفه پایین در جیره سسب افزایش تولید اسید پرپیونیك و كاهش اسید استیك در شكمبه گشته درنتیجه پروتیئن شیر افزایش و چربی شیر پایین می آید. معمولاً مقدار ۳۸-۳۶ % از ماده خشك جیره را NFC تشكیل دهد تولید تركیبات شیر در حد مطلوت خواهد بود.
علوفه جیره:
۴۰-۴۵% ماده خشك جیره گاوهای شیری راعلوفه تشكیل می دهد كه شامل سیلوی ذرت وعلوفه هایی با درصد فیبر بالا می گردد. اندازه خرد كردن علوفه نباید آنقدر ریز باشد كه منجر به تولید بیشتر اسید پرپیونیك نسبت به اسید استیك شود و همینطور نباید آنقدر بلند باشد كه از لحاظ فیزیكی برای خوردن خوراك كافی جهت تأمین احتیاجات دام محدودیت ایجاد كند. اندازه علوفه باید مناسب باشد تا جیره به صورت TMR به دامها ارائه گردد.
چربی یا روغن افزودنی به جیره:
وقتی چربی از ۵% ماده خشك جیره تجاوز كند برای میكروبهای شكمبه سمی خواهد بود و همینطور موجب كاهش هضم فیبر می شود. اگر مقدار مصرفی چربی(مخصوصاً اسید های چرب غیر اشباع) ۶-۷% باشد شكمبه از حركت طبیعی خود باز می ایستد. باید به عدم فاسد بودن چربی نیز توجه كرد چراكه درصورت مصرف چربی فاسد چربی شیر تا سطح حداقل خود پایین می آید. البته طبق یك فرضیه اثبات نشده اگر چربی بكار رفته در جیره پایین ۵% باشد موجب افزایش چربی شیر خواهد شد.
چربی شیر بالا:
اگر گله با علوفه خوب و باكیفیت همراه با سطح مناسبی از كنسانتره تغذیه شود، چربی شیر گله در سطح بسیار مناسبی خواهد بود. لازم به ذكر است كه چربی خیلی بالا در شیر نیز بدلیل كاهش تولید شیر، غیر اقتصادی می باشد.
خلاصه مطب اینكه، تولید مناسب شیر و تركیبات آن به شرط تنظیم جیره ای از نظر فیزیكی و شیمیایی متناسب با تمام احتیاجات دام دست یافتنی می باشد. تست منظم انرژی، پروتیئن و مواد معدنی علوفه، تست منظم TMR از جهت تأمین تمام احتیاجات دام، ارزیابی اندازه علوفه و TMR، دیدن ركوردهای قبلی تركیبات شیر و بازرسی وضعیت بدنی دام جهت صحیح بودن برنامه های تغذیه ای كه در گله اعمال می شود از جمله راههایی می باشند كه می توانند مدیر گله را به هدف فوق برساند.
بررسي وضعيت تغذيه اي گله هاي گاو شيري براي گاوداران حائز اهميت زيادي است . در هر حال ، مشكلات عملي زيادي در خصوص تخمين و ارزيابي جيره اي كه توسط گاو متابوليزه مي شود وجود دارد . در خيلي از مواقع اشتباهاتي در زمينه محاسبه جيره ، توزيع مواد خوراكي و ارزيابي مصرف خوراك صورت مي گيرد .
به علاوه ارزيابي آن چه كه هضم شده و نهايتاً توسط گاو جذب مي شود مشكل است . اين دسته از مشكلات عملي منجر به جستجوي شاخص هايي شده است كه به طور مستقيم و در سطح حيوان و با استفاده از تجزيه هاي بيوشيميايي اندازه گيري مي شوند . در ميان اين متابوليت ها ، ازت اوره اي مورد توجه خاص قرار گرفته است . ازت اوره اي به متابوليسم انرژي و پروتئين در شكمبه وابسته بوده و به عنوان شاخص مناسبي براي بررسي توازن انرژي – پروتئين جيره مورد استفاده قرار مي گيرد . به واسطه انتشار سريع و آزاد اين تركيب از غشاهاي سلولي ، ازت اوره اي شير ( MUN ) به عنوان يك جايگزين مناسب براي آناليز پلاسما يا سرم به حساب مي آيد . بنابراين ، MUN به همراه درصد پروتئين شيرتا حد زيادي به عنوان شاخص هاي توازن انرژي – پروتئين و براي مشخص كردن وضعيت تغذيه اي و تشخيص ناهنجاري هاي تغذيه اي استفاده مي شوند .
تخمدان ها دو هورمون استروژن و پروژسترون را ترشح می کنند . به علاوه ، بعد از وقوع آبستنی پرده جفت جنین مقدار زیادی استروژن و مقداری نیز پروژسترون ترشح می کند . این دو هورمون سینرژیسم ، مجرای پستان را تحریک کرده و باعث توسعه و تکامل تخمک می شوند . ( رشد پستان ها (
نزدیک زایمان هورمون های دیگر به انضمام گلوکو کورتیکوئیدها ، پرولاکتین و هورمون های رشد در غلظت بالا ترشح می شوند . قسمت زیادی از موفقیت شیردهی به خاطر وجود این هورمون هاست زیرا بدون آن ها ، غده پستان نمی تواند پروتئین سازی کند و لاکتوژن سازی هم صورت نمی گیرد .
به علاوه ، در طول ۳ - ۲ ماه بعد از زایمان تولید شیر به حداکثر میزان خود می رسد و بعد از ۸ - ۷ ماهگی تولید شیر کاهش می یابد تا این که در ۱۰ ماهگی بعد از زایش میزان تولید شیر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد .
در شروع دوره جدید شیردهی ، گاو می بایست در طول ۱۰ ماه آبستن شده و دوباره زایش کند .
این موضوع باید مورد توجه قرار گیرد که در زمان حاملگی تولید شیر ضروری است . به عبارت دیگر تمام توسعه و رشد غده پستان و آغاز شیردهی مربوط به موفقیت در حاملگی است.
نتيجه گيري:
با توجه به مطالب عنوان شده در رابطه با اهمييت توليد مثل و نرخ آبستني در گاوهاي شيرده و تعيين غلظت مناسب نيتروژن اوره خون و نيتروژن اوره شير امکان استفاده بهينه از اوره به عنوان منبع ازت غير پروتئيني و ارزان قيمت در جيره گاوهاي شيرده فراهم مي شود. همچنين با بهبود ميزان نرخ آبستني در گله ها مي توان بازده اقتصادي واحد هاي دامپروري را افزايش داد.
منابع
باباشاهي، م.، غ قرباني و ح. ر. رحماني. 1383. همبستگي نيتروژن اورة خون، نيتروژن اورة شير و باروري گاوهاي شيرده. مجله علوم و فنون کشاورزي و منابع طبيعي، دانشگاه صنعتي اصفهان، (3):170-180.
ع. محرري. 1384. تأثير شکم زايش بر روي نيتروژن با منشأ اوره در شير و ساير ترکيبات اقتصادي شير گاوهاي هلشتاين. اولين کنگره علوم دامي و آبزيان کشور.212-215.
3- Butler, W. R., J. J. Calaman and S. W. Beam. 1996. Plasma and Milk Urea Nitrogen in Relation toPregnancy Rate in Lacting Dairy Cattle. J. Anim. Sci. 74:858-865.
4- Hojman, D., M. Gips and E. Ezra. 2005. Association Between live body weight and milk urea concentration in Holstein cows. J. Dairy Sci. 88: 580-584.
5- Guo, K., E. Russek-Cohen, M. A. Varner and R. A. Kohn. 2004. Effect of Milk Urea Nitrogen and other Factors on Probability of Conception of Dairy Cows. J. Dairy Sci. 87:1878-1885.
6- Kauffman, a. J. And N. R. St-pierre. 2001. THE Relationship of milk urea nitrogen to urine Nitrogn Excretion in Holstein and Jersey cows. J. Dairy Sci. 84: 2284-2294
7- Melendez, P., A. Donovan and J. Hernandez. 2000. Milk Urea Nitrogen and Infertility in Florida Holstein Cows. J.Dairy Sci. 83:459-463
Presentation madeby Dr. Bamey Harris
سایت جامع علم شیر برگرفته از کتاب world animal science ترجمه دکتر سید علی مرتضوی
بیوسنتز شیر تالیف : دکتر مسعود هاشمی
پرورش گاو های شیر ده ترجمه : دکتر علیرضا قربانی
تغذیه دام تالیف : مکدونالد
Milk Biosynthesis search in Google.com