اثرات پرتودهی بر روند تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای پروتئین خام و قابلیت هضم برون‌تنی کنجاله آفتابگردان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم دامی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس.

2 استادیار، گروه علوم دامی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس،

3 دانشیار، گروه علوم دامی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس.

چکیده

سابقه و هدف: عدم تعادل بین تجزیه پروتئین خوراک و تولید پروتئین میکروبی در شکمبه، کاهش عملکرد تولیدی حیوان و آلودگی‌های زیست محیطی را در پی دارد. از این‌رو توازن بین مقدار پروتئین قابل تجزیه در شکمبه و پروتئین عبوری از شکمبه در جیره ضروری است. کنجاله آفتابگردان یکی از انواع کنجاله‌ها با مقدار مطلوب پروتئین است، اما تجزیه‌پذیری گسترده پروتئین آن در شکمبه، استفاده از این کنجاله را در تغذیه نشخوارکنندگان با محدودیت همراه می‌کند. پرتودهی به عنوان یکی از روش‌های نوین، برای کاهش تجزیه‌پذیری منابع پروتئینی در شکمبه عنوان شده است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر پرتودهی کنجاله آفتابگردان بر تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای و قابلیت هضم به روش برون‌تنی انجام شد.
مواد و روش‌ها: پرتودهی کنجاله آفتابگردان با دُزهای 20 و 40 کیلوگری پرتو گاما و مایکروویو با قدرت 800 وات به مدت 3 و 5 دقیقه در پژوهشکده کاربرد پرتوها وابسته به سازمان انرژی اتمی انجام شد. ترکیب شیمیایی کنجاله آفتابگردان پرتودهی شده و پرتودهی نشده اندازه‌گیری شد. آزمایش تجزیه‌پذیری به روش کیسه‌های نایلونی و با استفاده از سه رأس گاو نر بالغ دشتیاری مجهز به فیستولای شکمبه‌ای به مدت صفر، 2، 4، 8، 16، 24 و 48 ساعت انجام شد. قابلیت هضم برون‌تنی، باروش هضم دومرحله‌ای تعیین شد. داده‌های حاصل از اندازه‌گیری قابلیت هضم و ترکیبات شیمیایی در قالب طرح کاملاً تصادفی و داده‌های مربوط به تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای پروتئین خام در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با استفاده از نرم‌افزارSAS تجزیه آماری شدند.
یافته‌ها: پرتو گاما، ماده خشک کنجاله آفتابگردان را کاهش داد. پرتودهی، سبب افزایش پروتئین خام و کاهش عصاره اتری، الیاف نامحلول در شوینده خنثی، الیاف نامحلول در شوینده اسیدی و خاکستر خام کنجاله آفتابگردان شد. تحت تأثیر پرتو گاما بخش سریع تجزیه، نرخ ثابت تجزیه بخش کند تجزیه و تجزیه‌پذیری مؤثر در سرعت عبور 2، 5 و 8 درصد در ساعت کاهش و بخش کند تجزیه پروتئین خام کنجاله آفتابگردان افزایش یافت (01/0P<). پرتو مایکروویو به مدت 5 دقیقه، سبب افزایش بخش سریع تجزیه و کاهش بخش کند تجزیه پروتئین خام شد (05/0P<). پتانسیل تجزیه‌پذیری پروتئین خام تحت تأثیر پرتودهی با مایکروویو کاهش یافت (01/0P<). پرتودهی با مایکروویو به مدت 3 دقیقه سبب کاهش تجزیه‌پذیری مؤثر در سرعت عبور 2 درصد در ساعت شد (05/0P<). پرتو گاما پروتئین قابل تجزیه در شکمبه را کاهش و پروتئین غیر قابل تجزیه در شکمبه و پروتئین قابل متابولیسم را در سرعت عبور 2، 5 و 8 درصد در ساعت افزایش داد (01/0P<). تجزیه‌پذیری مؤثر پروتئین خام تحت تأثیر پرتو گاما در سرعت‌ عبور 5 و 8 درصد در ساعت افزایش یافت (01/0P<). پرتو مایکروویو، پروتئین قابل تجزیه در شکمبه را در سرعت عبور 2، 5 و 8 درصد در ساعت افزایش داد (01/0P<). پرتودهی با مایکروویو سبب افزایش تجزیه‌پذیری مؤثر پروتئین خام و پروتئین قابل متابولیسم در سرعت عبور 2 درصد در ساعت شد (01/0P<). پروتئین غیر قابل تجزیه در شکمبه در سرعت عبور 2 و 5 درصد در ساعت تحت تأثیر پرتو مایکروویو به مدت 3 دقیقه افزایش یافت (05/0P<). ضریب تبدیل پروتئین خام به پروتئین قابل تجزیه در شکمبه و پروتئین غیر قابل تجزیه در شکمبه در سرعت عبور 2، 5 و 8 درصد در ساعت تحت تأثیر پرتو گاما به ترتیب کاهش و افزایش یافت (01/0P<). پرتودهی کنجاله آفتابگردان با پرتو مایکروویو به مدت 3 دقیقه، ضریب تبدیل پروتئین خام به پروتئین قابل تجزیه در شکمبه و پروتئین غیر قابل تجزیه در شکمبه در سرعت عبور 2 درصد در ساعت را به ترتیب کاهش و افزایش داد (05/0P<). پرتودهی تأثیری بر قابلیت هضم برون‌تنی کنجاله آفتابگردان نداشت (05/0<P).
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج این آزمایش، پرتو گاما بر افزایش پروتئین عبوری از شکمبه و بهبود کیفیت کنجاله آفتابگردان مؤثر بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of irradiation on ruminal protein degradation and Invitro digestibility of sunflower meal

نویسندگان [English]

  • Habib Aminy Esfid Vajani 1
  • Amir Fattah 2
  • Sayyed Roohollah Ebrahimi Mahmoudabad 3
1 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and objective: Imbalance of between rumen degradable protein (RDP) and microbial protein (MP) production decrease animal performance and increase environmental pollution. Therefore to meet the requirements for microbial protein without excessive N, rations must also be balanced for RUP and RDP. Sunflower meal (SFM) is a protein feedstuff for ruminants. However, its use in ruminant nutrition is often limited by high protein degradability in the rumen. Irradiation is new method that is considered in protein feedstuffs processing. The aim of this study was to investigate the effect of irradiation on rumen degradation kinetics and in vitro digestibility of SFM.
Materials and Methods: SFM samples were irradiated with the use of the gamma ray (GR) in doses of 20 and 40 KGy and microwave (MV) at 800 W for 3 and 5 minutes. Irradiations of samples were done in Radiation Applications Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute. Chemical composition of unirradiated and irradiated SFM were determined. Degradability parameters of the samples were measured by nylon bag technique using three rumen fistulated Dashtyari cattle for 0, 2, 4, 8, 16, 24 and 48 hours. The two-step digestion technique was used to determine digestibility of SFM. Statistical analysis of data was performed using SAS software.
Results: GR irradiation decreased DM of SFM. Irradiation of SFM caused a reduction in EE, NDF, ADF and Ash and increased CP compared to unirradiated SFM. GR irradiation decreased wash out fraction degradation, rate constant of degradation of b fraction and ERD and increased potentially degradable fraction of SFM. MV irradiation for 5 minutes increased washout fraction of CP and decreased potentially degradable fraction (P<0.05). Treatment of SFM by MV for 5 minutes caused a reduction in potential degradability of CP (P<0.01). Processing of SFM with MV for 3 minutes decreased ERD of CP at rumen outflow rate of 0.02h-1(P<0.05). GR irradiation decreased RDP and increased RUP and metabolizable protein (MP) (P<0.01). Irradiation of SFM with GR increased ERD of CP at rumen outflow rate of 0.05h-1 and 0.08h-1 (P<0.01). Irradiation of SFM with MV increased RDP(P<0.01) and increased ERD and MP at rumen outflow rate of 0.02h-1 (P<0.01). MV irradiation for 3 minutes at rumen outflow rate of 0.02h-1and 0.05h-1increased RUP(P<0.05). The coefficient of crude protein convert in to RDP and RUP in GR- irradiated SFM was decreased and increased respectively (P<0.01). MV irradiation for 3 minutes at rumen outflow rate of 0.02h-1 coefficient of crude protein convert in to RDP and RUP decreased and increased respectively (P<0.05). In vitro digestibility of SFM was unaffected by irradiation (P>0.05).
Conclusion: The experiment results indicated that, irradiation of SFM with GR had better effect on increasing of RUP and improving of quality of SFM.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gamma irradiation
  • Metabolizable protein
  • Microwave irradiation
  • Ruminal degradation
  • Sunflower meal

مراجع

  1. Agricultural and Food Research Council.1992. Technical Committee on Responses to Nutrients, report no. 9. Nutritive requirements of ruminant animals: protein. Nutrition Abstracts and Reviews, series B. International Wallingford, 62: 787–835.

2.    Al-Masri, M.R. and Guenther, K.D.1999. Changes in digestibility and cell-wall constituents of some agricultural by-products due to gamma irradiation and urea treatments. Radiation Physics and Chemistry, 55(3): 323-329.

  1. AOAC International. 1990. Official Methods of Analysis. 15th Edition, Arlington, VA, USA.
  2. Bashtani, , Farhangfar, H. and Ganji. F. 2016. Effect of pelleting on the chemical composition, nitrogen fractions and degradability characteristics of a commercial concentrates by two in vitro methods. Journal of Animal Science Research (Agricultural Science), 28(2): 35-50. (In Persian).
  3. Bernard, J.K. 2011. Oilseed and Oilseed Meals. pp. 349-355. In Feed Ingredients: Feed Concentrates. Encyclopedia of Dairy Sciences, 2nd Edition.
  4. Colmenero-Olmos, J.J. and Broderick, G.A. 2006. Effect of dietary crude protein concentration on milk production and nitrogen utilization in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 89(5): 1704-1712.
  5. Ebrahimi-Mahmoudabad, S.R., Nikkhah. A., Sadeghi, A.A. and Raisali, G.H. 2011. Study of gamma irradiation effects on chemical composition anti nutrition factors, protein degradation kinetics and in vitro protein digestibility of native rapeseed meal and canola meal. Animal Science Journal, 92: 19-30. (In Persian).
  6. Ebrahimi- Mahmoudabad, S.R., Nikkhah, A. and Sadeghi, A.A. 2019. Effect of microwave irradiation on nutritive value of native rapeseed meal. Animal Science Journal, 126: 129-146. (In Persian).
  7. Folawiyo, Y.L. and penten, R.K.O. 1997. The effect of heat and acid treatment on the structure of rapeseed albumin (napin). Food Chemistry, 58: 237- 243.

10.              Garrison, W.M. 1987. Reaction mechanisms in the radiolysis of peptides, polypeptides and proteins. Chemical Reviews, 87: 381–398.

  1. Ghanbari, F., Ghoorchi, T., Shawrang, P., Mansouri, H. and Torbati-Nejad, N.M. 2012. Comparison of electron beam and gamma ray irradiations effects on ruminal crude protein and amino acid degradation kinetics, and in vitro digestibility of cottonseed meal. Radiation Physics and Chemistry, 81: 572-578.
  2. Ghanbari, F., Ghoorchi, T., Shawrang, P., Mansouri, H. and Torbati‐Nejad, N.M. 2014. Effect of electron beam and gamma ray irradiations on ruminal crude protein and amino acid degradation kinetics of soybean meal. Iranian Journal of Animal Science Research, 5(4): 344-354. (In Persian).
  3. Ghanbari, F., Ghoorchi, T., Shawrang, P., Mansouri, H. and Torbati‐Nejad, N.M. 2015. Improving the nutritional value of sunflower meal by electron beam and gamma ray irradiations. Iranian Journal of Applied Animal Sciences, 5(1): 21-28.
  4. Golshan, S., Pirmohammadi, R. and Khalilvandi-Behroozyar, H. 2019. Microwave irradiation of whole soybeans in ruminant nutrition: Protein and carbohydrate metabolism in vitro and in situ. Veterinary Research Forum, 4: 343-350.
  5. Jalilian, S., Fatahnia, F., Shawrang, P., Mousavi, S.G.R. and Mohammadzadeh, H. 2015. Effect of different irradiation methods on different protein fractions, ruminal degradability and intestinal digestibility of sunflower meal protein. Journal of Animal Science Research (Agricultural Science), 25(2): 69-80. (In Persian).
  6. Joseph, A. and Dikshit, M. 1993. Effect of Irradiation on the proteinase inhibitor activity and digestibility (in vitro) of safflower oilcake. Journal of the American Oil Chemists' Society,70(9): 935-937.
  7. Kempner, E.S. 1993. Damage to proteins due to the direct action of ionizing radiation. Quarterly Reviews of Biophysics, 26: 27–48.
  8. Maheri-Sis, N., Baradaran-Hasanzadeh, A.R., Salamatdoust, R., Khosravifar, O., Agajanzadeh-Golshani, A. and Dolg, 2011. Effect of microwave irradiation on nutritive value of sunflower meal for ruminants using in vitro gas production technique. Journal of Animal and Plant Sciences, 21(2): 126-131.
  9. 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: 7-55.
  10. Michalet-Doreau, B. and Ould-Bah, M.Y. 1992. In vitro and in sacco methods for the estimation of dietary nitrogen degradability in the rumen: a review. Animal Feed Science and Technology, 40:57–86.

21.              Mohamadzadeh, J. and Yaghbani, M. 2005. Effect of harvesting moisture and drying temperature of rapeseed on oil quality. Journal of Agriculture Science and Natural Resources, 12(5): 112-122. (In Persian).

  1. Moradi, M., Afzalzadeh, A., Behgar, M. and. Norouzian, M.A. 2015. Effects of electron beam, NaOH and urea on chemical composition, phenolic compounds, in situ ruminal degradability and in vitro gas production kinetics of pistachio by-products. Veterinary Research Forum, 6: 111-117.
  2. Nedelkov, V. 2019. In situ evaluation of ruminal degradability and intestinal digestibility of sunflower meal compared to soybean meal. Iranian Journal of Applied Animal Science, 9: 395-400.
  3. NRC, 2001. Nutrient Requirements of Dairy Cattle. 7th Edition, National Academy of Sciences Press, Washington, DC.
  4. Pir-Adl, E., Pirmohammadi, R. and Khalilvandi-Behroozyar, H. 2017. Radiation effects of microwave on chemical compounds, rumen degradability, starch digestion and crude protein of different barley grain varieties. Journal of Ruminant Research, 5(4): 119-144. (In Persian).
  5. Ørskov, E.R. and McDonald, I.M. 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. Journal of Agricultural Science, 92(2): 499-503.
  6. Sadeghi, A.A. and Shawrang, P. 2006. Effects of microwave irradiation on ruminal degradability and in vitro digestibility of canola meal. Animal Feed Science and Technology, 127: 45-54.
  7. Samadi, S. and Yu, P. 2011. Dry and moist heating-induced changes in protein molecular structure, protein subfraction, and nutrient profiles in soybeans. Journal of Dairy Science, 94(12): 6092–6102.
  8. Shawrang, P., Nikkhah, A. and Sadeghi, A.A. 2009. Effects of microwave irradiation on ruminal protein degradation of rapeseed meal. Animal Science Journal, 78: 117-124. (In Persian).
  9. Shawrang, P., Nikkhah, A., Zare-Shahneh, A., Sadeghi, A.A., Raisali, G. and Moradi-Shahrebabak, M. Effects of gamma irradiation on chemical composition and ruminal protein degradation of canola meal. Radiation Physics and Chemistry, 77: 918-922.
  10. Shawrang, P., Jalilian, S., Fatahnia, F., Sadeghi, A.A. and Mehrabi, A.A. 2017. The effects of irradiation from gamma, electron beam, microwave and infrared sources on ruminal degradability and in vitro digestibility of soybean meal. Journal of Animal Science Research (Agricultural Science), 27(4): 217-230. (In Persian).
  11. Taghinejad-Roudbaneh, M., Kazemi-Bonchenari, M., Abdelfattah, Z.M., Salem, A. and Kholif, A.E. 2016. Influence of roasting, gamma ray irradiation and microwaving on ruminal dry matter and crude protein digestion of cottonseed. Italian Journal of Animal Science, 15(1): 144-150.
  12. Taghinejad, M., Nikkhah, A., Sadeghi, A.A. Raisali, G. and Chamani, M. Effects of gamma irradiation on chemical composition, anti nutritional factors, ruminal degradation and In vitro protein digestibility of full-fat soybean. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 22: 534-541.
  13. Tilly, J.M.A. and Terry, R.A. 1963. A two stage technique for the in vitro digestion of forage crops. Journal of the British Grassland Society,18(2): 104-111.
  14. Van Soest, P.J., Robertson, J.B. and Lewis, B.A. 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber and non starch polysaccharides in relation to animal nutrition. Journal of Dairy Science, 74(10): 3583-3597.
  15. Yan, X., Khan, N.A., Zhang, F., Yang, L. and Yu, P. Microwave irradiation induced changes in Protein molecular structures of barley grains: relationship to changes in protein chemical profile, protein sub fractions, and digestion in dairy cows. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62: 6546-6555.
نشریه پژوهش‌ در نشخوار کنندگان
دوره 10، شماره 1
خرداد 1401
صفحه 17-34

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار