Research on Animal Production

fa تعیین فراسنجه‌های تولید گاز و تجزیه‌پذیری تفاله انگور قرمز و اثرات آن به همراه سین بیوتیک بر عملکرد رشد و رفتار تغذیه‌ای در گوساله‌های هلشتاین Determination of gas production parameters and degradability of red grape pomace and its effects in combination with a synbiotic on growth performance and feeding behavior in Holstein calves تغذیه نشخوارکنندگان تغذیه نشخوارکنندگان پژوهشي Research سابقه و هدف: سین‌بیوتیک ترکیبی از میکروارگانیسم‌های زنده و سوبستراهایی است که به صورت انتخابی توسط میکروارگانیسم‌های میزبان مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای میزبان فواید سلامتی به همراه دارند. این افزودنی‌های خوراکی می‌توانند مسیر های انتقال پیام ایمنی را بهبود بخشد و موجب کاهش التهاب و افزایش ایمنی در گوساله‌ها شوند. از طرفی، ترکیبات حاوی پلی‌فنول‌ها و تانن به دلیل فعالیت آنتی‌اکسیدانی توانایی بهبود سیستم ایمنی را دارند. تفاله انگور قرمز یکی از منابع غنی از متابولیت‌های ثانویه گیاهی با ظرفیت آنتی‌اکسیدانی بالا می‌باشد که از ارزش غذایی مناسبی از لحاظ ماده آلی و پروتئین خام برخوردار است. لذا این مطالعه با هدف 1) تعیین ترکیب شیمیایی و ارزش تغذیه‌ای تفاله انگور قرمز و 2) بررسی مکمل کردن آن با سین‌بیوتیک بر افزایش وزن روزانه، وزن نهایی، مصرف خوراک، مصرف شیر، بازده خوراک و رفتار تغذیه‌ای گوساله‌های هلشتاین انجام شد. مواد و روشها: تفاله انگور قرمز از شرکت کشت و صنعت خوشه سرخ شرق واقع در شهرستان قاین از توابع استان خراسان جنوبی خریداری شد. تفاله پس از سایه خشک به مدت 72 ساعت، به‌منظور تعیین ترکیب شیمیایی و فعالیت آنتی‌اکسیدانی و با استفاده از روش‌های توصیه شده به آزمایشگاه تغذیه دام، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند، منتقل شد. سپس 4 جیره آزمایشی شامل 1) جیره پایه فاقد تفاله انگور و سین‌بیوتیک (CON)، 2) جیره پایه + 0/5درصد سینبیوتیک (SYN)، 3) جایگزینی 12 درصد تفاله خشک انگور قرمز (GP12) در جیره پایه و 4) 12 درصد تفاله خشک انگور قرمز و 5/0 درصد سینبیوتیک (GP12 + SYN) در جیره پایه با استفاده از نرم‌افزار جیره‌نویسی NASEM تعدیل شدند. در ادامه با استفاده از آزمون تولید گاز و هضم سه مرحله‌ای فراسنجه‌های تخمیر و تجزیه‌پذیری جیره‌های آزمایشی و نیز تفاله انگور قرمز مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام هضم سه مرحله‌ای 16 کیسه‌ حاوی 5 گرم تفاله انگور در دو هفته پیاپی به مدت 16 ساعت داخل شکمبه دو رأس گاو خشک هلشتاین (میانگین وزن 51/6± 649) دارای فیستولای شکمبه انکوبه شدند (مرحله شکمبه‌ای). سپس باقیمانده‌ها به‌ترتیب با اسید کلریدریک و پپسین (مرحله آنزیمی) و در ادامه با بافر فسفات و پانکراتین (مرحله روده‌ای) تیمار شدند و قابلیت هضم ماده خشک، پروتئین و الیاف نامحلول در شوینده خنثی توسط اسید کلریدریک و پپسین اندازه‌گیری شد. به‌علاوه، به‌منظور انجام آزمون تولید گاز 500 میلی‌گرم جیره در ویال‌های 120 میلی‌لیتری حاوی 50 میلی‌لیتر مخلوط مایع شکمبه و بزاق مصنوعی (نسبت 2:1) قرار گرفت. ویال‌ها با درپوش لاستیکی و کلمپ آلومینیومی مهر و موم و از طریق یک سوزن استریل به فشارسنج دیجیتال سیار متصل گردیدند و حجم گاز تولیدی در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 16، 24، 36، 48، 72 و 96 ساعت توسط فشارسنج دیجیتال سیار ثبت شد. همچنین، در زمان‌های 24 و 48 ساعت پس از انکوباسیون با خارج کردن 3 ویال از هر تیمار pH محیط کشت، غلظت نیتروژن آمونیاکی و نیز تجزیه‌پذیری ماده مورد بررسی قرار گرفت. این بخش از آزمایش با 12 ویال برای هر تیمار در دو اجرای مجزا انجام شد. بخش دوم آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی روی 40 رأس گوساله شیرخوار هلشتاین انجام شد. گوساله‌ها به 4 گروه 10 رأسی تقسیم و و هر گروه یکی از جیره‌های آزمایشی را به مدت 60 روز دریافت کردند. در پایان خصوصیات عملکردی به صورت هفتگی اندازه‌گیری و رفتار تغذیه‌ای گوساله‌ها در سه روز پایانی آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: یافته‌های آزمایشگاهی نشان داد که تفاله انگور قرمز دارای 11/9 درصد پروتئین خام، 7/33 درصد چربی خام و 9/01 درصد خاکستر (بر مبنای ماده خشک) بود. میزان الیاف نامحلول در شوینده خنثی (NDF) و اسیدی (ADF) به‌ترتیب 44/35 و 35/04 درصد برآورد گردید. همچنین، ارزیابی ترکیبات زیست‌فعال این ماده، مقدار 7/62 ± 0/18 میلی‌گرم معادل اسید گالیک در گرم ماده خشک (mg GAE/g DM) برای ترکیبات فنولی کل و 6/08 ± 0/06 میلی‌گرم معادل اسید تانیک در گرم ماده خشک (mg TAE/g DM) برای تانن کل را نشان داد. ظرفیت آنتی‌اکسیدانی تفاله نیز به‌ترتیب 91/72 ± 0/58 درصد <a name="_Hlk239866418">(به روش آلفا-دی‌فنیل بتا-پیکریل‌هیدرازیل یا </a>DPPH) و 557/3 ± 7/57 میکرومول یون فرو در گرم ماده خشک (µmol Fe²⁺/g DM) (به روش قدرت احیاءکنندگی یون فرو یا FRAP) اندازه‌گیری شد. قابلیت هضم ماده خشک تفاله انگور قرمز در شکمبه و روده به‌ترتیب 20/95 و 13/41 گرم در 100 گرم تفاله خشک انگور تعیین شد. همچنین، نتایج آزمون تولید گاز نشان داد که جیره‌‌ SYN+GP12 بیشترین مقدار پتانسیل تولید گاز (137/85 میلی‌لیتر) و جیره شاهد کمترین مقدار پتانسیل تولید گاز (126/29 میلی‌لیتر) را داشتند (0/05>P). از طرفی، نرخ تولید گاز در تیمار شاهد و SYN به‌طور معنی‌داری کمتر از جیره‌های حاوی GP12 و SYN+GP12 بود (0/05>P). به‌علاوه، افزودن سین‌بیوتیک افزایش معنی‌داری در فاز تأخیر در مقایسه با سایر تیمارهای آزمایشی نشان داد (0/05>P). علاوه بر این، تولید تجمعی گاز در تیمارهای GP12 و SYN+GP12 به‌لحاظ عددی بیشتر از تیمار شاهد و SYN بود (0/05<P). میانگین pH محیط کشت پس از گذشت 24 ساعت و 48 ساعت از زمان انکوباسیون، در بین تیمارهای آزمایشی یکسان بود (0/05<P). غلظت نیتروژن آمونیاکی در 48 ساعت در تیمار GP12 کمتر از سایر تیمارهای آزمایشی بود (0/05>P). به‌علاوه، میانگین تجزیه‌پذیری ماده خشک در تیمار SYN+GP12 به لحاظ عددی کمتر از سایر تیمارهای آزمایشی بود، اما اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد (0/05<P). مصرف جیره SYN+GP12 منجر به بهبود افزایش وزن روزانه، وزن نهایی و نیز کاهش ضریب تبدیل خوراک در مقایسه با گروه شاهد گردید (0/05>P).  بررسی بازده خوراک نیز نشان داد که اگرچه در دوره‌های اولیه (3 تا 18 روزگی) تفاوت معنی‌داری بین تیمارها وجود نداشت، اما از دوره 18 تا 33 روزگی به بعد تیمارهای GP12 یا SYN+GP12 عملکرد بهتری داشتند (0/05>P). همچنین، رفتار تغذیه‌ای گوساله‌های هلشتاین با مکمل کردن سین‌بیوتیک، جایگزینی 12 درصد تفاله انگور و نیز مخلوط سین‌بیوتیک و تفاله انگور تحت تأثیر قرار نگرفت و همه گروه‌ها میانگین مشابهی با گروه شاهد داشتند (0/05<P). نتیجه گیری: تفاله انگور قرمز با توجه به ترکیبات فنولی و فعالیت آنتی‌اکسیدانی بالا، از ارزش تغذیه‌ای مناسبی برخوردار است و می‌تواند فراسنجه‌های تخمیری شکمبه را تعدیل نماید. استفاده هم‌زمان آن با سین‌بیوتیک، بدون تغییر در رفتار تغذیه‌ای، سبب بهبود عملکرد رشد و کاهش ضریب تبدیل خوراک در گوساله‌های شیرخوار هلشتاین می‌گردد   Background and objectives: Synbiotics, which combine live microorganisms with selectively utilized substrates, confer significant health benefits to the host. These feed additives can modulate immune signaling pathways, thereby reducing inflammation and enhancing immunity in calves. Furthermore, polyphenol- and tannin-rich compounds can bolster the immune system through their antioxidant properties. Red grape pomace (RGP) is a rich source of plant secondary metabolites with high antioxidant capacity, offering substantial nutritional value in terms of organic matter and crude protein. Therefore, this study was conducted with two main objectives: 1) to determine the chemical composition and nutritional value of RGP, and 2) to evaluate the effects of supplementing RGP with a synbiotic on average daily gain, final body weight, feed and milk intake, feed efficiency, and feeding behavior in Holstein calves. Materials and methods: Red grape pomace was procured from Khosheh Sorkh Shargh Agricultural and Industrial Company, located in Qaen County, South Khorasan Province, Iran. After being shade-dried for 72 h, the pomace was transferred to the Animal Nutrition Laboratory, Faculty of Agriculture, University of Birjand, to determine its chemical composition and antioxidant activity using standard methods. Four experimental diets were formulated and balanced using NASEM software: 1) basal diet without RGP or synbiotic (CON), 2) basal diet + 0.5% synbiotic (SYN), 3) basal diet with 12% dried RGP substituted (GP12), and 4) basal diet with 12% dried RGP and 0.5% synbiotic (GP12+SYN). The in vitro gas production and three-step in vitro digestion techniques were employed to evaluate fermentation parameters and degradability. For the three-step digestion, 16 polyester bags containing 5 g of RGP were incubated in the rumen of two rumen-fistulated non-lactating Holstein cows (mean body weight: 649 ± 51.6 kg) for 16 h across two consecutive weeks (ruminal step). The residues were subsequently subjected to pepsin-HCl (enzymatic step) and pancreatin-phosphate buffer (intestinal step) incubations to determine the digestibility of dry matter, crude protein, and neutral detergent fiber. For the gas production assay, 500 mg of each diet was incubated in 120-mL vials containing 50 mL of rumen fluid and artificial saliva mixture (2:1, v/v). Vials were sealed with rubber stoppers and aluminum crimps, and connected to a portable digital pressure transducer via a sterile needle. Cumulative gas production was recorded at 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 36, 48, 72, and 96 h. At 24 and 48 h post-incubation, three vials per treatment were removed to determine culture pH, ammonia-nitrogen concentration, and in vitro dry matter degradability. The gas production assay was conducted with 12 replicates per treatment across two independent runs. The in vivo phase was conducted as a completely randomized design using 40 suckling Holstein calves. Calves were randomly assigned to 4 groups of 10, and each group was fed one of the experimental diets for 60 days. Performance traits were recorded weekly, and feeding behavior was monitored during the last 3 days of the trial. Results: Laboratory analyses indicated that RGP contained 11.90% crude protein, 7.33% ether extract, and 9.01% ash (on a dry matter [DM] basis), with neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) contents estimated at 44.35% and 35.04%, respectively. Bioactive compound analysis revealed a total phenolic content of 7.62 ± 0.18 mg gallic acid equivalents/g DM (mg GAE/g DM) and a total tannin content of 6.08 ± 0.06 mg tannic acid equivalents/g DM (mg TAE/g DM). Antioxidant capacity was determined to be 91.72 ± 0.58% using the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay, and 557.3 ± 7.57 µmol Fe²⁺/g DM using the ferric reducing antioxidant power (FRAP) assay. Ruminal and intestinal DM digestibility of RGP was 20.95 and 13.41 g/100 g DM, respectively. In the gas production assay, the GP12+SYN diet exhibited the highest gas production potential (137.85 mL), while the control diet had the lowest (126.29 mL; P < 0.05). The gas production rate was significantly lower in the CON and SYN treatments compared to the GP12 and GP12+SYN diets (P < 0.05). Additionally, synbiotic supplementation significantly increased the lag phase compared to the other treatments (P < 0.05). Cumulative gas production was numerically higher in the GP12 and GP12+SYN treatments than in the CON and SYN groups (P > 0.05). Mean culture pH at 24 and 48 h post-incubation did not differ among treatments (P > 0.05). Ammonia-nitrogen concentration at 48 h was significantly lower in the GP12 treatment (P < 0.05). Although mean in vitro DM degradability was numerically lower in the GP12+SYN treatment, the difference was not statistically significant (P > 0.05). In the in vivo trial, calves fed the GP12+SYN diet showed improved average daily gain and final body weight, along with a reduced feed conversion ratio compared to the control group (P < 0.05). Feed efficiency was similar among treatments during the early period (days 3–18), but the GP12 and GP12+SYN treatments exhibited superior performance from days 18–33 onward (P < 0.05). Finally, feeding behavior was not affected by synbiotic supplementation, 12% RGP replacement, or their combination, with all groups displaying similar behavioral patterns to the control (P > 0.05). Conclusion: Red grape pomace possesses substantial nutritional value due to its rich phenolic profile and high antioxidant capacity, and it can effectively modulate ruminal fermentation parameters. Furthermore, its combined use with a synbiotic improves growth performance and reduces the feed conversion ratio in suckling Holstein calves without adversely affecting their feeding behavior. تانن, تولید گاز, کیسه نایلونی, نشخوار, هلشتاین Holstein, Gas production, Nylon bag, Rumination, Tannin 0 0 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1969-1&slc_lang=fa&sid=1 Alireza Dehghani Abari علیرضا دهقانی اَبَری alireza.dehghani.abari@birjand.ac.ir 100319475328460027324 100319475328460027324 No دانشگاه بیرجند Seyed Ehsan Ghiasi سید احسان غیاثی S.e.ghiasi@birjand.ac.ir 100319475328460027325 100319475328460027325 Yes دانشگاه بیرجند Hasan Rafiee Yarandi حسن رفیعی یارندی h.rafiee@areeo.ac.ir 100319475328460027326 100319475328460027326 No مرکز تحقیقات اصفهان Morteza Hosseini Ghaffari مرتضی حسینی غفاری morteza.h.g@gmail.com 100319475328460027327 100319475328460027327 No دانشگاه بن آلمان