فرآوری پودر پر با استفاده از گاز ازن و ارزیابی ارزش تغذیه‌ای آن به صورت آزمایشگاهی و تکنیک کیسه-های نایلونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

2 استاد ، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

3 استادیار ،گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

چکیده

سابقه و هدف: استفاده از پسماندهای زیستی در تغذیه دام علاوه بر کاهش قیمت تمام شده‌ی خوراک، سبب کاهش آلودگی‌های زیست محیطی حاصل از دفع این پسماندها می‌شود. پر حدود 10 درصد وزن پرنده را تشکیل می‌دهد. 90 درصد وزن پر دارای کراتین است که سرشار از اسید آمینه‌های سرین‌ سیستئین، گلایسین، آلانین و ترئونین است. محکم بودن پروتئین فیبری به دلیل بالابودن پیوندهای هیدروژنی، دی‌سولفیدی و خاصیت آبدوستی پایین است که سبب نامحلول شدن کراتین و پایداری آن در برابر تجزیه به وسیله‌ی آنزیم‌هایی مانند تریپسین و پپسین می‌شود. اگرچه صنعت طیور در کشور روز به روز در حال گسترش می‌باشد ولی هیچگونه‌ای برنامه‌ای برای فرآوری و به چرخه‌ی تولید برگرداندن این محصول با ارزش وجود ندارد. بنابراین هدف از انجام این طرح فرآوری پودر پر با استفاده از گاز ازن در تغذیه‌ی نشخوارکنندگان و ارزیابی آن به صورت آزمایشگاهی و تکنیک کیسه‌های نایلونی می‌باشد.
مواد و روش‌ها: جهت فرآوری پودر پر با گاز ازن، یک رآکتور با توان تحمل دو بار فشار برای این هدف، طراحی و ساخته شد. رآکتور فرآوری کننده از یک مخزن دوجداره‌ی فولادی با رویه‌ی استیل با گنجایش یک کیلوگرم بود. یک ژنراتور تولید کننده‌ی گاز ازون با توان تولید ده گرم ازن در ساعت به آن متصل شد و از یک کپسول اکسیژن جهت تامین اکسیژن مورد نیاز دستگاه و همچنین افزایش فشار در داخل رآکتور استفاده شد. تیمارهای آزمایش شامل: شاهد (بدون فرآوری)، پودر پر فرآوری شده با ازن در زمان 30 دقیقه، پودر پر فرآوری شده با ازن در زمان 60 دقیقه، پودر پر فرآوری شده با ازن در زمان 90 دقیقه و پودر پر فرآوری شده با ازن در زمان 180 دقیقه بودند. به‌منظور تعیین ضرایب تجزیه‌پذیری ماده خشک، قبل و پس از فرآوری‌ از سه رأس گاو نر بالغ اخته فیستوله‌گذاری شده نژاد هلشتاین استفاده شد. به‌منظور تعیین اثر فر‌آوری بر میزان گاز تولیدی در شرایط آزمایشگاهی از تعیین فشار گاز تولیدی در سه دور مجزا و سه تکرار به ازای هر نمونه در هر دور، استفاده شد.
یافته‌ها: ماده خشک پودر پر تحت تاثیر گاز ازون کاهش معنی‌داری در تیمارهای 60، 90 و 180 دقیقه نشان داد (05/0>P) مقدار چربی خام تحت تاثیر فرآوری با گاز ازن افزایش معنی‌داری را در تیمارهای 60، 90 و 180 دقیقه نشان داد (05/0>P). مقدار پروتئین خام نیز در تیمار 180 دقیقه افزایش معنی‌داری نسبت به شاهد نشان داد (05/0>P) ولی در سایر تیمارها تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. مقدار خاکستر تحت تاثیر فرآوری با گاز ازن قرار نگرفت. فرآوری با گاز ازن مقدار تولید گاز را افزایش داد (05/0>P). تولید گاز بخش قابل نامحلول افزایش معنی‌داری را در همه‌ی زمان‌های فرآوری نسبت به شاهد نشان داد (05/0>P). ثابت نرخ تجزیه کاهش معنی‌داری را در تیمار 180 دقیقه نشان داد (05/0>P). در حجم تولید متان و قابلیت هضم ماده خشک همه‌ی تیمارها افزایش معنی‌داری مشاهده شد(05/0>P). مقدارpH از لحاظ آماری معنی‌دار نشد. جمعیت پروتوزایی در تیمارهای 90 و 180 دقیقه افزیش معنی‌داری را نسبت به شاهد نشان داد(05/0>P). تجزیه‌پذیری ماده خشک افزایش معنی‌داری در همه‌ی تیمارها نشان داد (05/0>P). بخش نامحلول با افزایش مدت زمان فراوی افزایش معنی‌داری نشان داده است(05/0>P). تجزیه‌پذیری موثر در همه‌ی ثابت‌های نرخ عبور با افزایش زمان فرآوی افزایش معنی‌داری نشان داده است(05/0>P)
نتیجه‌گیری: طبق نتایج حاصل از این آزمایش می‌توان نتیجه گرفت که فرآوری پودر پر با استفاده از گاز ازن سبب آزاد شدن پپتیدها و اسیدهای آمینه شده و به تبع آن سبب افزایش تجزیه‌پذیری و ارزش تغذیه‌ای آن می‌شود. هر چند نیازمند مطالعات بیشتر در زمینه‌ی افزایش مدت زمان فرآوری، استفاده از اکسیژن هوا و ... در جهت افزایش هرچه بیشتر تجزیه‌پذیری این پسماند زیستی با ارزش می-باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Processing of Feather meal using ozone (o3) gas and evaluation of its nutritional value using in vitro and in situ nylon bags techniques

نویسندگان [English]

  • Behzad Asadnejad 1
  • Rasoul Pirmohammadi 2
  • Hamed Khalilvandi 3
1 Urmia University
2 Department of Animal Science, Urmia University
3 urmia university
چکیده [English]

Background and objectives: The use of bio-waste in animal feed, in addition to reducing the cost of feed, reduces environmental pollution resulting from the disposal of this waste. Feathers make up about 10% of a bird's weight. 90% of full weight contains creatine, which is rich in the serine amino acids cysteine, glycine, alanine and threonine. The strength of fibrous protein is due to its high hydrogen, disulfide bonds and low hydrophilicity, which makes creatine insoluble and stable against degradation by enzymes such as trypsin and pepsin. Although the poultry industry in the country is expanding day to day, there are no plans to process and return this valuable product to the production cycle. Therefore, the purpose of this project is Processing of Feather meal using ozone (o3) gas and evaluation of its nutritional value using in vitro and in situ nylon bags techniques.

Materials and methods: To process the Feather meal with ozone gas, for this purpose a reactor with a capacity to withstand twice the pressure was designed and built. The processing reactor was a double-walled steel tank with a steel surface with a capacity of 1 kg. An ozone generator with a capacity of ten grams of ozone per hour was connected to it and an oxygen capsule was used to supply the oxygen needed by the device and also to increase the pressure inside the reactor. Experimental treatments include: control (without processing), ozone-processed Feather meal in 30 minutes, ozone-processed Feather meal in 60 minutes, ozone-processed Feather meal in 90 minutes and ozone-processed Feather meal in The time was 180 minutes. In order to determine the degradability coefficients of dry matter, three fistulated Holstein male steers were used to prepare and incubation of the samples in situ within the rumen. In order to determine the effect of processing on the amount of gas produced in the laboratory, the pressure of the produced gas was determined in three separate cycles and three repetitions per sample in each run.
Results: Feather meal dry matter under the influence of ozone gas showed a significant decrease in treatments of 60, 90 and 180 minutes (P <0.05) The amount of crude fat under the influence of ozone gas processing showed significantly increased in treatments 60, 90 and 180 Minute (p < 0.05). The amount of crude protein in 180 minutes treatment showed a significant increase compared to the control (P <0.05) but no significant difference was observed in other treatments. The amount of ash was not affected by ozone treatment. Ozone gas processing increased the amount of gas production (P <0.05). The gas production of insoluble part showed a significant increase in all processing times compared to the control (P <0.05). The decomposition rate constant showed a significant decrease in the 180-minute treatment (P <0.05). There was a significant increase in methane production volume and dry matter digestibility of all treatments (P <0.05). The pH value was not significant. The protozoan population in 90 and 180 min treatments showed a significant increase compared to the control (P <0.05). Dry matter degradability showed a significant increase in all treatments (P <0.05). The insoluble part showed a significant increase with increasing frequency (P <0.05). Effective degradability in all passage rate constants showed a significant increase with increasing processing time (P <0.05(.
Conclusion: According to the results of this experiment, it can be concluded that processing of Feather meal using ozone gas releases peptides and amino acids and consequently increases its degradability and nutritional value. However, further studies are needed to increase the processing time, use of oxygen in the air,

کلیدواژه‌ها [English]

  • Feather meal
  • gas production technique
  • Nylon bag. Ozon Gas

مراجع

  1. 1990. Official Methods of Analysis. 15th ed. Assoc. Office. Anal.Chem. Washington. DC.
  2. Bas, F.J., Stem, M.D. and Merchen, N.R. 1989. Influence of protein supplementation of alkaline hydrogen peroxide-treated wheat straw on ruminal microbial fermentation. Journal of Dairy Science. 72:12-17.
  3. Cherry, J., Young, C. and Shewfelt, A. 1975. Characterization of protein isolates from keratinous material of poultry feathers. Journal of Food Science. 40:331–335.
  4. Cohlberg, J. A. 1993. The structure of α-keratin. Trends in Biochemical Sciences. 18:360–362.
  5. Cozzi, G., Andrighetto, I., Berzaghi, P. and Andreoli, D. 1995. Feather and blood meal as partial replacer of soybean meal in protein supplements for sheep. Small Ruminant Research. 15:239–245.
  6. Demeyer, D., De Meulemeester, M., De Graeve, K. and Gupta, B.W. 1988. Effect of fungal treatment on nutritive value of straw. Medical Faculteit, Landbouwwetenschappen, Rijksuniversiteit Gent. 53:1811–1819.
  7. Dehority, B.A. 1984. Evaluation of subsampling and fixation procedures used for counting rumen protozoa. Journal of Eukaryotic Microbiology. 48:182-185.
  8. Finlay, B.J., Esteban, G. and Clarke, K.J. 1994. Some rumen ciliates have endosymbiotic methanogens. FEMS Microbiology Letters. 117:157–162.
  9. Grazziotin, A., Pimentel F., De Jong, E. and Brandelli, A. 2006. Nutritional improvement of feather protein by treatment with microbial keratinase. Animal Feed Science and Technology. 126:135–144.
  10. Getachew, G., Makkar, HPS. and Becker, K. 2002. Tropical browses: content of phenolic compounds, in vitro gas production and stoichiometric relationship between short chain fatty acids and in vitro gas production. Jornal of Agricaltural Reserch. 139:341-352.
  11. Henderickx, H. and Martin, J. 1963. In vitro study of the nitrogen metabolism in the rumen. Comptes Rendus de Recherches. 31:7–117.
  12. Khalilvandi-Behroozyar, H. Rezayazdi, K. and Dehghan-Banadaky, M. 2011. Effects of Processing Methods on Sainfoin Digestibility, Degradability and Rumen and Blood Parameters of Holstein Dairy Cows. Journal of Animal Science Reserch, 21:90-103. (In Persian)
  13. Korniłłowicz-Kowalska, T. and Bohacz, J. 2011. Biodegradation of keratin waste: Theory and practical aspects. Waste Management. 31:1689–1701.
  14. Kamalak, A., Canbolat, O., Gurbuz, Y. and Ozay, O. 2005. In situ ruminal dry matter and crude Protein degradability of plant- and animal-derived protein sources in Southern Turkey. Small Ruminant Research. 58:135–141.
  15. S, Dagar. S.S. and Puniya, A.K. 2012. Isolation and characterization of methanogens from rumen of Murrah buffalo. Ann Microbial. 62:345–350.
  16. Latshaw, J. 1990. Quality of feather meal as affected by feather processing conditions. Poultry Science. 69:953–958.
  17. Lange, M., Westermann, P. and Ahring, B.K. 2005. Archaea in protozoa and metazoan. Applied Microbiology and Biotechnology. 66:465–474.
  18. Moradi, M., Afzalzadeh, A., Behgar, M. and Norouzian, M. The effect of diets containing pistachio by products treated with electron irradiation, NaOH, and PEG on nutrients digestibility and performance of finishing Zandi lambs. Iranian Journal of Animal Science Research. 7(3):278-284. (In Persian).
  19. Marghazani, I.B., Jabbar, M.A., Pasha, T.N. and Abdullah, M. 2013. Ruminal degradability characteristics in animal protein sources of Pakistan. The Journal of Animal and Plant Sciences. 23:1264-126.
  20. Menke, K.H., Rabb, L., Saleweski, A., Steingass, H., Fritz, D. and Schnider, W. 1979. The estimation of the digestibility and metabolizable energy content of ruminant feed stuffs from the gas production when they are incubated with rumen liquor in vitro. Journal of Agricultural Science Camb. 93:217-222.
  21. Menke, K.H. and Steingass, H. 1988. Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Animal Research and Development. 28:3.7-55.
  22. Menke, K.H., Rabb, L., Saleweski, A., Steingass, H., Fritz, D. and Schnider, W. 1979. The estimation of the digestibility and metabolizable energy content of ruminant feed stuffs from the gas production when they are incubated with rumen liquor in vitro. Jornal Agricaltural Science. Camb. 93(1):217-222.
  23. 2001. Nutrient Requirements of Dairy Cattle. 7th rev. ed. Natl .Acad. Press, Washington, DC.
  24. Ørskov, E.R. and McDonald, L. 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to the rate of passage. Journal of Agricultural Science Camb. 92(1):499-503.
  25. Poel, A.F.B. 2000. Handbook of Poultry Feed from Waste: Processing and Use, Springer.
  26. Patra AK, Y.Z. 2014. Effects of vanillin, quill Aja saponin, and essential oils on in vitro fermentation and protein-degrading microorganisms of the rumen. Appl Microbiol Biotechnol. 98:897–905.
  27. Pittman K. and Bryant M. 1964. Peptides and other nitrogen sources for growth of Bacteroides ruminicola. Journal of Bacteriology. 88:401–410.
  28. Rajaee Rad, A., Ahmadi, F., Zamiri, M.J. and Sari, M. Evaluation of ruminant diets containing lime-hydrolyzed feather meal substituted with soybean meal using in vitro gas production technique. Animal Production Research. 4:13-24. (In Persian)
  29. Russell, J.B. 1998. Strategies that ruminal bacteria use to handle excess carbohydrate. Journal of Animal Science. 79:1963-1975.
  30. SAS Institute. 2003. STAT user's guide: Statistics. Version 9.1. Cary, NC: Statistical Analysis System Institute.
  31. Schroeder, J.M. 1999. By products and regionally available alternative feedstuffs for dairy cattle. Extension dairy specialist, NDSU animal and range science NDSU Extensionservice. AS-1180.
  32. Sawyer, R.H., Glenn, T., French, J.O., Mays, B., Shames, R.B., Barnes, G.L., Rhodes, W. and Ishikawa, Y. 2000.The expression of beta (β) keratins in the epidermal appendages of reptiles and birds. American Zoologist. 40:530–539.
  33. Theodorou, M., Williams, B., Dhanoa, M., McAllan, A. and France, J. 1994. A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology.48:185-197.
  34. Tagliapietra, F., Cattani, M., Hansen, H., Hindrichsen, I., Bailoni, L. and Schiavon, S. 2011. Metabolizable energy content of feeds based on 24 or 48 h in situ NDF digestibility and on in vitro 24 h gas production methods. Animal Feed Science and Technology.170(3):182-191.
  35. Van Soest, P.J., Robertson, J.B. and Lewis, B.A. 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber and non-starch polysaccharides in ration to animal nutrition. Journal of Dairy Science. 74:3583-3597.
  36. Wolin, M. 1960. A theoretical rumen fermentation balance Journal of Dairy Science. 43: 1452–1459.
  37. Wollin, M.J., Miller. T.L. and Stewart, C.S. 1997. Microbemicrobe interactions- In: Hobson PN, Stewart CS (eds) The rumen microbial ecosystem- Chapman and Hall, London. Pp:467–488.
  38. Zarnegar, Z., Ebrahimi, S., Samadpour, M., Sheykholeslami, S.M.A. and Seyed Hadi Ebrahimi, S.M.A. 2018. 2nd National Congress on Advanced Research in Animal Science. University of Birjand.
نشریه پژوهش‌ در نشخوار کنندگان
دوره 9، شماره 2
شهریور 1400
صفحه 121-136

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار