تصویر لودر

نقش فیتاز در خوراک دام  وطیور (3-فیتاز، 6-فیتاز)

صنعت خوراک دام و طیور اهمیت خاصی برای ارائه محصولات با کیفیت و تامین پیوسته خوراک برای جمعیت رو به رشد جهان قائل است. این صنعت به دلیل تاثیر مستقیم بر کیفیت محصولاتی مانند گوشت، شیر، ماهی و تخم‌مرغ نقش برجسته‌ای در زنجیره خوراک ایفاء می‌کند. وابستگی انسان‌ها به دام و طیور از اهمیت بالایی برخوردار است، بنابراین، خوراک حیوانات باید غنی از مواد مغذی باشد و به آسانی توسط دستگاه گوارش حیوان هضم و جذب شود تا به تولید محصولاتی مرغوب برای انسان بیانجامد.

مواد خام اصلی برای تولید خوراک دام و طیور غلات و اقلام مبتنی بر لگوم مانند سویا، ذرت، گندم و دانه‌های روغنی مانند کلزا هستند. این مواد خام بر پایه گیاهی حاوی 1 تا 5 درصد اسید فیتیک هستند (PA؛ میو اینوزیتول هگزافسفریک اسید) که فاکتوری ضد تغذیه‌ای محسوب می‌شود. اسید فیتیک منشاء اصلی فسفات ذخیره شده در دانه‌های روغنی است و 50 تا 80 درصد از فسفات کل در دانه‌های گیاهی را تشکیل می‌دهد. این فاکتور ضد تغذیه‌ای در روند جذب مواد معدنی متعددی مانند روی، آهن، کلسیم، منیزیم، منگنز و مس تداخل ایجاد می‌کند و قابلیت هضم پروتئین را نیز کاهش می‌دهد. افزودن آنزیم فیتاز به خوراک موجب هیدرولیز فیتات و تبدیل آن به اینوزیتول، فسفات و سایر عناصر دو ظرفیتی مانند کلسیم، آهن و روی می‌شود. در مقایسه با آنزیم‌هایی مانند زایلاناز، سلولاز، آمیلاز، پروتئاز و لیپاز از آنزیم فیتاز در خوراک استفاده گسترده‌تری می‌شود زیرا فیتاز بر خلاف سایر آنزیم‌ها در جذب تعداد بیشتری مواد مغذی یا مواد معدنی دخیل است.

اولین فیتازهای تجاری در سال 1991 و به منظور بهروه‌وری از عملکرد فیتاز به عنوان افزودنی خوراک برای خوک، طیور و آبزیان وارد بازار شدند. آنزیم‌های فیتاز در شکل‌های مختلفی در خوراک حیوانات استفاده می‌شوند به گونه‌ای که نه تنها برای خود حیوان بلکه برای محیط زیست و تولید کنندگان خوراک نیز سودمند هستند. افزودن فیتاز به خوراک حیوانات به آزادسازی 60 تا 90 درصد فسفات از فیتات کمک می‌کند. در حالت عادی این فسفات قابل استفاده نیست و دفع آن نیز موجب آلودگی محیط زیست می‌شود. فسفر عنصری کلیدی در واکنش‌های بیوشیمیایی سلول‌های بدن و معدنی‌سازی استخوان‌های حیوانات محسوب می‌شود. مطالعات نشان داده‌اند که افزودن فیتاز به خوراک جوجه‌های گوشتی در بهبود معدنی‌سازی استخوان و رشد موثر است. بهبود در روند مصرف فسفر به معنای کاهش فسفات دفع شده توسط حیوان و در نتیجه کاهش آلودگی محیط زیست نیز هست. نتایج حاصل از برخی تحقیقات نشان داده‌اند که در صورت مصرف فیتاز میزان دفع فسفر به 50 درصد کاهش می‌یابد. همچنین، در مطالعه‌ای دیگر با افزودن فیتاز به جیره ماهی قزل آلا علاوه بر کاهش رشد سایر موجودات در آب، قابلیت هضم مواد مغذی افزایش و دفع فسفر به میزان 95 تا 98 درصد کاهش یافت.

دسته‌بندی انواع فیتاز

فیتازها در دسته فسفوفیتازها (EC 3.1.3) قرار دارند. این آنزیم‌ها با کاتالیز واکنش هیدرولیزی موجب آزادسازی فسفر غیر آلی از فیتات می‌شوند. فیتازها به فراوانی در گیاهان، میکروارگانیسم‌ها و حیوانات یافت می‌شوند. دسته‌بندی بین‌المللی فیتازها بر اساس ویژگی فضایی هیدرولیز آنزیم‌ها صورت می‌گیرد. فیتازهایی که هیدرولیز را از موقعیت C3 اسید فیتیک شروع می‌کنند به عنوان 3-فیتاز طبقه بندی می‌شوند. واکنش‌های هیدرولیزی منجر به تولید فسفات غیر آلی (Pi) و 1،2،4،5،6-پنتاکیس فسفات می‌شوند.

فیتازهایی که هیدرولیز را از موقعیت C6 اسید فیتیک شروع می‌کنند تحت عنوان 6-فیتاز طبقه بندی می‌شوند (EC 3.1.3.26). طی واکنش هیدرولیز فوق نیز فسفات غیر آلی (Pi) و 1،2،3، 4،5-پنتاکیس فسفات تولید می‌شود. اکثر فیتازهای به دست آمده از میکروارگانیسم‌ها و قارچ‌های میله‌ای از نوع 3-فیتاز هستند در حالی که منشاء 6-فیتازها از فیتاز گیاهی است.

انواع فیتازهای تولید شده توسط میکروارگانیسم‌های نوترکیب مختلف در جدول 1 آورده شده‌اند.

فیتاز

علاوه بر این، فیتازها را می‌توان بر اساس توالی‌های اسیدهای آمینه آن‌ها، مکانیسم‌های مربوط به واکنش‌های کاتالیزوری، آرایش سه بعدی، خواص بیومکانیکی و pH بهینه (فیتازهای اسیدی یا قلیایی) طبقه‌بندی کرد. فیتازهای اسیدی در pH بهینه 3 تا 5/5 و فیتازهای قلیایی در pH بهینه 7 تا 8 بهترین عملکرد را از خود نشان می‌دهند.اکثر فیتازها همانند سایر پروتئین‌ها به دمای بالا حساس هستند و دمای بهینه برای فعالیت آن‌ها در محدوده 50 تا 60 درجه سانتی‌گراد است.

صنعت طیور یکی از سریع‌ترین و بزرگترین صنایع رو به رشد در حیطه کشاورزی در جهان محسوب می‌شود. تولید جوجه گوشتی به دلیل افزایش تقاضای مصرف کنندگان در جهان سالیانه رو به افزایش است. جیره طیور عمدتا از ترکیبات بر پایه دانه‌ها تشکیل شده است و حاوی مقادیر زیادی فسفر به شکل اسید فیتیک می‌باشد. فسفر عنصری ضروری در رشد و نمود طیور محسوب می‌شود و بنابراین تامین مقادیر مناسبی از آن حائز اهمیت است. اسید فیتیک معمولا با سایر کاتیون‌ها مانند کلسیم و پروتئین‌ها ترکیبی تشکیل می‌دهد که مانع از جذب مناسب فسفر می‌شود. کمبود فسفر نیز از رشد مناسب طیور جلوگیری می‌کند و در نهایت منجر به از بین رفتن اشتها، ضعف و افزایش میزان مرگ و میر می‌شود. بنابراین، فیتاز به عنوان آنزیم افزودنی جهت جلوگیری از بروز چنین مواردی به جیره آماده جوجه‌های گوشتی اضافه می‌شود.

مطالعات قبلی نشان می‌دهند که افزودن فیتاز موجب بهبود عملکرد فسفات، کلسیم، منیزیم و روی و افزایش قابلیت هضم اسیدهای آمینه نیز می‌شود. افزایش مصرف خوراک و در نتیجه افزایش وزن‌گیری و میزان رشد جوجه‌های گوشتی و رشد استخوان‌ها نیز از دیگر مزایای استفاده از این آنزیم محسوب می‌شود.

مصرف فیتاز موجب بهبود کیفیت و افزایش تخمگذاری از طریق بهبود عملکرد تخمگذاری، کیفیت پوسته تخم‌مرغ و افزایش اندازه آن در طیور تخمگذار می‌شود. افزودن فیتاز میکروبی به جیره حاوی ذرت-سویا موجب کاهش‌تری کلسیم فسفات (TCP) بدون تغییر مصرف فسفر ایلئوم، میزان تولید تخم‌مرغ و کیفیت آن می‌شود.

علاوه بر این، فیتاز تاثیرات مثبتی بر پارامترهای ایمنی دارد. ترکیب کربوهیدرات‌ها با فیتاز و اسیدیفایر موجب کاهش ‌ای.کلای و افزایش طول پرزهای روده در جوجه‌های گوشتی می‌شود. نتایج حاصل از برخی مطالعات نیز نشان داده‌اند که مصرف فیتاز موجب افزایش ایمنی در برابر بیماری نیوکاسل در جوجه‌های گوشتی می‌شود.

به طور خلاصه می‌توان گفت که افزودن فیتاز به جیره موجب افزایش رشد و قابلیت هضم مواد مغذی، کاهش هزینه‌های مربوط به تولید خوراک و آلودگی محیط زیست و بهبود تولید می‌شود.