Research on Animal Production

fa مقایسه دانه ذرت فلیک شده با دانه کامل ذرت بر تولید گاز، ترکیبات شیمیایی و گوارش‌پذیری شکمبه و روده‌ای در گاو شیری هلشتاین Effects of steam-flaked corn vs. whole corn grain on physical properties, chemical composition, and rumino-intestinal digestibility in Holstein dairy cows تغذیه نشخوارکنندگان تغذیه نشخوارکنندگان پژوهشي Research چکیده مبسوط مقدمه و هدف: دانه ذرت به عنوان اصلی‌ترین منبع تأمین انرژی در جیره گاوهای شیری شناخته می‌شود و سهم عمده‌ای از هزینه‌های خوراک را به خود اختصاص می‌دهد. با توجه به نوسانات قیمت نهاده‌های دامی و ضرورت افزایش بهره‌وری اقتصادی در گله‌های شیری، بهبود قابلیت هضم و استفاده بهینه از این منبع انرژی، نقشی کلیدی در کاهش هزینه‌های تولید و افزایش عملکرد دارد. ساختار فیزیکی دانه ذرت، به ویژه لایه پریکارپ و ماتریکس پروتئینی اطراف دانه‌های نشاسته، از عوامل محدودکننده دسترسی میکروب‌های شکمبه به مواد مغذی محسوب می‌شود. از این رو، استفاده از روش‌های فرآوری حرارتی-مکانیکی نظیر فلیک کردن با بخار، می‌تواند با شکستن این موانع ساختاری و ژلاتینه‌کردن نشاسته، سرعت و میزان تخمیر در شکمبه را به طور قابل توجهی افزایش دهد. اگرچه پژوهش‌های متعددی اثر فرآوری ذرت را بر عملکرد دام بررسی کرده‌اند، اما اطلاعات جامعی در مورد تأثیر هم‌زمان فلیک کردن با بخار بر تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای و روده‌ای، به ویژه با استفاده از حیوانات فیستوله‌دار (دارای فیستولای شکمبه و کانولای روده)، در گاوهای هلشتاین وجود ندارد. بنابراین، هدف از انجام این پژوهش، مقایسه تأثیر دانه ذرت فلیک‌شده با بخار در برابر دانه کامل ذرت (بدون فرآوری) بر ترکیبات شیمیایی، فراسنجه‌های تولید گاز، و همچنین تجزیه‌پذیری ماده خشک، پروتئین خام، نشاسته و الیاف نامحلول در شوینده خنثی در بخش‌های مختلف دستگاه گوارش (شکمبه، روده کوچک و کل دستگاه) بود. مواد و روش‌ها: این پژوهش در آزمایشگاه تغذیه دام گروه علوم دامی دانشگاه زابل انجام شد. دو تیمار آزمایشی شامل: ۱) دانه ذرت کامل و سالم (بدون هیچ گونه فرآوری) به عنوان تیمار شاهد و ۲) دانه ذرت فلیک‌شده با بخار بودند. برای تهیه تیمار فلیک، دانه‌های ذرت به مدت یک ساعت در دیگ بخار با دمای ۹۵ درجه سانتی‌گراد بخارپز شده و سپس با استفاده از دستگاه فلیک با فاصله رول‌های ۲ میلی‌متر، فرآوری شدند. پس از عمل‌آوری، تمامی نمونه‌ها خشک و آسیاب شدند. ترکیبات شیمیایی شامل ماده خشک، ماده آلی، پروتئین خام، چربی خام، الیاف نامحلول در شوینده خنثی و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی به ترتیب با استفاده از روش‌های استاندارد AOAC و روش ون سوست اندازه‌گیری شدند. برای ارزیابی تجزیه‌پذیری، از دو رأس گاو هلشتاین فیستوله‌دار (دارای فیستولای شکمبه و کانولای دوازدهه) استفاده شد. نمونه‌های خوراکی (۶ گرم) در کیسه‌های نایلونی با ابعاد ۱۲×۶ سانتی‌متر و منافذ ۴۲ میکرونی قرار داده شدند و به مدت ۱۲ ساعت در شکمبه انکوبه شدند و پس از خارج کردن کیسه‌ها از شکمبه، شستشو و خشک‌کردن، بقایای موجود در کیسه‌ها به منظور اندازه‌گیری تجزیه‌پذیری روده‌ای، به مدت ۱۶ ساعت از طریق کانولای دوازدهه وارد روده کوچک شده و در نهایت از مدفوع جمع‌آوری گردیدند. فراسنجه‌های تولید گاز (شامل بخش قابل تخمیر (b)، نرخ ثابت تولید گاز (c)، انرژی قابل متابولیسم، تجزیه‌پذیری ماده آلی و تجزیه‌پذیری ماده آلی در ماده خشک با استفاده از روش منک و استینگاس و انکوباسیون در شرایط آزمایشگاهی تعیین شدند. داده‌های حاصل از ترکیبات شیمیایی و تجزیه‌پذیری، در قالب طرح کاملاً تصادفی با استفاده از رویه GLM نرم‌افزار SAS آنالیز شدند و مقایسه میانگین‌ها با آزمون توکی در سطح معنی‌داری ۵ درصد انجام گرفت. یافته‌ها: از میان ترکیبات شیمیایی، پروتئین خام، چربی خام، الیاف نامحلول در شوینده خنثی و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی تفاوت معنی‌داری نداشتند و تنها درصد ماده خشک در ذرت فلیک‌شده به طور معنی‌داری بیشتر از ذرت کامل بود. در تجزیه‌پذیری ماده خشک، ذرت فلیک‌شده در بخش شکمبه‌ای عملکرد بهتری نسبت به ذرت کامل داشت اما این تفاوت در تجزیه‌پذیری روده‌ای و کل دستگاه گوارش معنی‌دار نبود. تجزیه‌پذیری پروتئین خام، نشاسته و الیاف نامحلول در شوینده خنثی در هیچ‌یک از بخش‌ها تفاوت معنی‌داری نشان نداد. در فراسنجه‌های تولید گاز، بخش قابل تخمیر (b) در ذرت فلیک‌شده بیشتر از ذرت کامل بود و همچنین، انرژی قابل متابولیسم، تجزیه‌پذیری ماده آلی و تجزیه‌پذیری ماده آلی در ماده خشک در تیمار فلیک به طور معنی‌داری بالاتر بود. نرخ تولید گاز (c) بین تیمارها تفاوتی نداشت. نتیجه‌گیری: بر اساس یافته‌های این پژوهش، فرآوری دانه ذرت به روش فلیک کردن با بخار، اگرچه تأثیر محدودی بر ترکیبات شیمیایی و تجزیه‌پذیری برخی اجزا (مانند پروتئین، نشاسته و الیاف) در بخش‌های انتهایی دستگاه گوارش دارد، اما به طور مؤثری فرآیند تخمیر در شکمبه را بهبود می‌بخشد. این امر با افزایش تولید گاز در بخش قابل تخمیر و بهبود شاخص‌های انرژی قابل متابولیسم و تجزیه‌پذیری ماده آلی همراه است. بنابراین، به نظر می‌رسد که استفاده از دانه ذرت فلیک‌شده به جای دانه کامل، به دلیل افزایش دسترسی میکروبی به نشاسته و بهبود کارایی استفاده از انرژی، ارزش تغذیه‌ای بالاتری دارد و می‌تواند به عنوان یک خوراک انرژی‌زا و با کیفیت در جیره گاوهای شیری پرتولید، به ویژه در شرایطی که نیاز به افزایش بازدهی خوراک و کاهش هزینه‌ها مطرح است، استفاده شود. در نهایت، با توجه به بهبود قابلیت هضم شکمبه‌ای و افزایش انرژی قابل متابولیسم، استفاده از ذرت فلیک‌شده می‌تواند گامی مؤثر در جهت افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های خوراک در صنعت گاوداری شیری کشور باشد. Extended Abstract Introduction and Objective: Corn grain is recognized as the primary source of energy in dairy cow diets and accounts for a major portion of feed costs. Given the fluctuations in the prices of agricultural inputs and the necessity of improving economic efficiency in dairy herds, enhancing the digestibility and optimal utilization of this energy source plays a key role in reducing production costs and improving performance. The physical structure of corn grain, particularly the pericarp layer and the protein matrix surrounding starch granules, is among the factors limiting the accessibility of rumen microorganisms to nutrients. Therefore, the use of thermo-mechanical processing methods such as steam flaking, by breaking these structural barriers and gelatinizing starch, can significantly increase the rate and extent of ruminal fermentation. Although numerous studies have investigated the effects of corn processing on animal performance, comprehensive information regarding the simultaneous effect of steam flaking on ruminal and intestinal degradability, especially using fistulated animals (with ruminal fistulas and intestinal cannulas), in Holstein cows is lacking. Thus, the aim of this study was to compare the effects of steam-flaked corn grain versus whole corn grain (unprocessed) on chemical composition, gas production parameters, as well as the degradability of dry matter, crude protein, starch, and neutral detergent fiber (NDF) in different sections of the digestive tract (rumen, small intestine, and total tract). Materials and Methods: This research was conducted at the Animal Nutrition Laboratory, Department of Animal Science, University of Zabol. Two experimental treatments included: 1) whole and intact corn grain (without any processing) as the control treatment, and 2) steam-flaked corn grain. To prepare the flaked treatment, corn grains were steamed in an autoclave at 95°C for one hour and then processed using a flaking machine with a roller gap of 2 mm. After processing, all samples were dried and ground. Chemical composition including dry matter, organic matter, crude protein, ether extract, neutral detergent fiber (NDF), and acid detergent fiber (ADF) were measured using standard AOAC methods and the Van Soest method, respectively. To evaluate degradability, two fistulated Holstein cows (with ruminal fistulas and duodenal cannulas) were used. Feed samples (6 g) were placed in nylon bags with dimensions of 12×6 cm and pore size of 42 μm, and incubated in the rumen for 12 hours. After removing the bags from the rumen, washing and drying, the residues in the bags were inserted into the small intestine through the duodenal cannula for 16 hours to measure intestinal degradability, and finally collected from the feces. Gas production parameters (including the fermentable fraction (b), gas production rate constant (c), metabolizable energy (ME), organic matter digestibility (OMD), and organic matter digestibility in dry matter (DOMD)) were determined using the Menke and Steingass method and in vitro incubation. Data obtained from chemical composition and degradability were analyzed in a completely randomized design using the GLM procedure of SAS software, and means were compared using Tukey's test at a significance level of 5%. Results: Among the chemical components, crude protein, ether extract, neutral detergent fiber, and acid detergent fiber showed no significant differences, and only dry matter percentage was significantly higher in flaked corn compared to whole corn. In dry matter degradability, flaked corn performed better than whole corn in the ruminal section, but this difference was not significant in intestinal and total tract degradability. Degradability of crude protein, starch, and neutral detergent fiber showed no significant differences in any of the sections. Regarding gas production parameters, the fermentable fraction (b) was higher in flaked corn than in whole corn, and metabolizable energy, organic matter digestibility, and organic matter digestibility in dry matter were significantly higher in the flaked treatment. Gas production rate (c) showed no difference between treatments. Conclusion: Based on the findings of this study, processing corn grain by steam flaking, although having limited effects on chemical composition and the degradability of some components (such as protein, starch, and fiber) in the lower parts of the digestive tract, effectively improves the fermentation process in the rumen. This is accompanied by increased gas production from the fermentable fraction and improved indices of metabolizable energy and organic matter digestibility. Therefore, it appears that using steam-flaked corn grain instead of whole grain, due to increased microbial access to starch and improved energy utilization efficiency, has higher nutritional value and can be used as a high-quality energy feed in the diet of high-producing dairy cows, especially under conditions where increasing feed efficiency and reducing costs are important. Ultimately, given the improved ruminal digestibility and increased metabolizable energy, the use of flaked corn can be an effective step toward enhancing productivity and reducing feed costs in the dairy cattle industry of the country.   فیستولای شکمبه‌ای, کانولای روده‌ای, فرآسنجه‌های تولید گاز Ruminal Fistula, Intestinal Cannula, Gas Production Parameters. 0 0 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1918-1&slc_lang=fa&sid=1 مهدی شهرکی شمالی Mehdi_shahrakishomali@yahoo.com 100319475328460027206 100319475328460027206 No گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران محمدرضا دهقانی mohrezadehghani@yahoo.com 100319475328460027207 100319475328460027207 No گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران مصطفی یوسف الهی m.usefollahi@uoz.ac.ir 100319475328460027208 100319475328460027208 No گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران Seyedeh Hamideh Hosseini سیده حمیده حسینی Hamideh.hosseini98@gmail.com 100319475328460027209 100319475328460027209 Yes گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران