Research on Animal Production

fa اثر روغن پالم، روغن و دانه کاملینا بر فراسنجه‌های تخمیری شکمبه و پورین‌های ادراری در بره‌های پرواری Effects of Palm Oil, Camelina Oil, and Whole Camelina Seeds on Rumen Fermentation Parameters and Urinary Purine Derivatives in Fattening Lambs تغذیه نشخوارکنندگان تغذیه نشخوارکنندگان پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبوسط مقدمه و هدف: شکمبه به&lrm; عنوان مرکز متابولیک نشخوارکنندگان، نقش محوری را در هضم مواد فیبری و تأمین انرژی و پروتئین مورد نیاز دام ایفا می‌کند. هر گونه تغییر در جیره غذایی، به&lrm;‌ویژه از نظر منبع و شکل فیزیکی چربی، می‌تواند الگوی تخمیر، جمعیت میکروبی و در نهایت کارایی تولید پروتئین میکروبی را دست&lrm;خوش تغییر نماید. در این میان، گیاه کاملینا ساتیوا (sativa Camelina) به &lrm;&lrm;دلیل مقاومت به خشکی و شوری، و دارا بودن روغنی غنی از اسیدهای چرب &rlm;غیر اشباع، به‌&lrm; ویژه اسید آلفا-لینولنیک (امگا-۳)، به &lrm;عنوان منبعی نوظهور در تغذیه دام مطرح شده &lrm;است. &rlm;روغن پالم، به‌ &lrm;دلیل غلبه اسیدهای چرب اشباع، اثر کمتری بر جمعیت میکروبی شکمبه دارد، در حالی&lrm; که روغن کاملینا &rlm;با دارا بودن چندین پیوند غیر اشباع، ممکن است منجر به تغییر نسبت اسیدهای چرب فرار، کاهش متان و بهبود کارایی &rlm;انرژی گردد. همچنین، نوع فرآورده (دانه یا روغن) می‌تواند بر پاسخ‌های شکمبه‌ای اثر متفاوتی داشته باشد.&rlm; از آن‌جا که سنجش مستقیم جمعیت میکروبی دشوار و پرهزینه است، استفاده از شاخص‌های غیرمستقیم مانند &rlm;اندازه‌گیری مشتقات پورینی در ادرار برای برآورد سنتز پروتئین میکروبی به‌ کار می‌رود. &rlm;پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر روغن پالم، روغن کاملینا و دانه کاملینا بر فراسنجه‌های تخمیر شکمبه‌ای و سنتز پروتئین میکروبی در بره‌های پرواری انجام شد. مواد و روش &lrm;ها: تعداد 32 رأس بره نر (با میانگین سن 3.5 ماه و میانگین وزن اولیه 0.48 ± 23.89 کیلوگرم) در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تیمار و هشت تکرار به&lrm; مدت ۸۴ روز پروار شدند. تیمارها شامل: 1- جیره پایه بدون مکمل روغن (جیره شاهد)، 2- جیره پایه حاوی 1.5 درصد روغن پالم، 3- جیره پایه حاوی 1.5 درصد روغن کاملینا، و 4- جیره پایه حاوی 5 درصد دانه کاملینا بودند. جیره‌ها بر اساس توصیه‌های (NRC, 2007) تنظیم و از نظر انرژی و پروتئین خام متعادل شدند. خوراک‌ها به‌صورت &rlm;TMR&rlm; در دو وعده (هفت صبح و چهار عصر) تغذیه گردیدند.&rlm; نمونه‌گیری از مایع شکمبه برای اندازه‌گیری &rlm;pH، نیتروژن آمونیاکی و اسیدهای چرب فرار در روز ۸۴ و چهار ساعت پس از خوراک‌دهی صبح با استفاده از لوله مری انجام شد. pH شکمبه بلافاصله توسط pH &lrm;متر سیار اندازه‌گیری گردید. غلظت&lrm; های نیتروژن آمونیاکی با روش فنل-هیپوکلریت &rlm;و اسیدهای چرب فرار با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگراف تعیین گردیدند. برای تخمین سنتز پروتئین میکروبی، &rlm;ادرار ۲۴ ساعته در روز ۸۰ جمع‌آوری و مشتقات پورینی (آلانتوئین، اسید اوریک، گزانتین و هیپوگزانتین) با کیت‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند. جریان نیتروژن میکروبی با استفاده از معادلات &rlm;چن و گومز&rlm; &lrm;&rlm;(1995) محاسبه شد. داده‌ها با استفاده از رویه GLM نرم‌افزار SAS (ویرایش 4.9) و در قالب طرح کاملاً تصادفی تجزیه و تحلیل شدند و مقایسه میانگین‌ها توسط آزمون دانکن در سطح ۵ درصد انجام گرفت&rlm;. یافته &lrm;ها: pH شکمبه تحت &lrm;تأثیر تیمارها قرار نگرفت و در محدوده 6.75 تا 7 باقی ماند (0.05<P) که بیانگر حفظ تعادل بافری و سلامت محیط شکمبه است. غلظت کل اسیدهای چرب فرار در تیمار روغن کاملینا (25/111 میلی‌مول در لیتر) بالاترین و در تیمار روغن پالم (00.91 میلی‌مول در لیتر) پایین‌ترین مقدار بود (0.0001>P). نسبت استات به پروپیونات در تیمار روغن پالم نسبت به شاهد به &lrm;&lrm;طور معنی‌داری افزایش یافت (0.001>P). غلظت&lrm; های اسید استیک (62.50 میلی&lrm; مول در لیتر) و اسید پروپیونیک (27.50 میلی مول در لیتر) در تیمار روغن کاملینا بالاترین مقدار را داشتند. غلظت نیتروژن آمونیاکی شکمبه در تیمار روغن پالم افزایش معنی‌داری را نشان داد (0.001>P) که می‌تواند دلیل کاهش کارایی استفاده از نیتروژن توسط میکروب‌ها یا کاهش سنتز پروتئین میکروبی به&lrm;‌علت محدودیت انرژی در محیط شکمبه باشد. در مقابل، در تیمارهای حاوی کاملینا (روغن و دانه) کاهش معنی&lrm;دار نیتروژن آمونیاکی شکمبه همراه با افزایش معنی&lrm;دار سنتز پروتئین میکروبی مشاهده شد که نشان می&lrm;دهد حضور اسیدهای چرب غیر اشباع در جیره‌های حاوی کاملینا (روغن و دانه) احتمالاً موجب بهبود هماهنگی میان انرژی و نیتروژن قابل استفاده برای میکروب‌ها شده&lrm;&lrm;است. دفع روزانه تمام مشتقات پورینی ادرار (آلانتوئین، اسید اوریک، گزانتین + هیپوگزانتین) و سنتز پروتئین میکروبی در تیمار دانه کاملینا به &lrm;طور معنی‌داری بالاتر از سایر تیمارها بود (0.001>P). تولید پروتئین میکروبی در تیمار دانه کاملینا (46.58 گرم در روز) بیشترین و در تیمار شاهد (34.08 گرم در روز) کمترین مقدار را نشان &rlm;داد (0.0001>&rlm;P&rlm;). تولید پروتئین میکروبی به &lrm;ازای هر کیلوگرم ماده&lrm; خشک مصرفی نیز در تیمار دانه کاملینا (1.07گرم) به‌طور معنی‌داری &rlm;بیشتر از تیمار شاهد (0.81 گرم) بود (0.0007= &rlm;P&rlm;).&rlm; نتیجه&lrm; گیری: به&lrm;&lrm; طور کلی، استفاده از دانه کاملینا با بهبود شرایط تخمیر شکمبه و افزایش سنتز پروتئین میکروبی همراه بود، در حالی&lrm; که روغن پالم اثرات منفی بر تخمیر شکمبه داشت. شکل فیزیکی ارائه چربی و منبع اسیدهای چرب نقش تعیین‌کننده‌ای در الگوی تخمیر شکمبه‌ای و سنتز پروتئین میکروبی داشت. دانه کامل کاملینا به &lrm;&lrm;دلیل محافظت فیزیکی روغن در برابر تخمیر سریع و همچنین تأمین همزمان انرژی و پروتئین قابل تخمیر، ضمن حفظ pH شکمبه در محدوده مطلوب، سبب افزایش نسبت پروپیونات به استات و بهبود سنتز پروتئین میکروبی گردید. اگرچه روغن کاملینا به شکل آزاد غلظت کل اسیدهای چرب فرار را افزایش داد، اما سطح 1.5 درصد آن تأثیر منفی بر سنتز پروتئین میکروبی نداشت. بر اساس یافته‌های این پژوهش، استفاده از دانه کاملینا تا سطح 5 درصد ماده&lrm; خشک جیره می‌تواند با بهبود تخمیر شکمبه‌ای و افزایش سنتز پروتئین میکروبی، کارایی استفاده از جیره را در بره‌های پرواری ارتقا دهد.</div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: The rumen, considered the metabolic center of ruminants, plays a pivotal role in digesting fibrous materials and supplying the animal’s energy and protein requirements. Any dietary change, particularly in the source and physical form of fat, can alter fermentation patterns, microbial populations, and consequently, the efficiency of microbial protein synthesis. Among potential fat sources, Camelina sativa stands out due to its resistance to drought and salinity and its oil, which is rich in unsaturated fatty acids, particularly alpha-linolenic acid (omega-3). This makes it an emerging feed ingredient in livestock nutrition. Palm oil, predominantly composed of saturated fatty acids, exhibits limited effects on ruminal microbial populations. In contrast, camelina oil, rich in unsaturated fatty acids, may alter the volatile fatty acid (VFA) ratio, reduce methane production, and enhance energy utilization efficiency. Furthermore, the form of the product (seed versus oil) can differentially affect ruminal responses. As the direct measurement of microbial populations is challenging and costly, indirect indicators (e.g., urinary purine derivatives) are commonly employed to estimate microbial protein synthesis. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of palm oil, camelina oil, and camelina seeds on ruminal fermentation parameters and microbial protein synthesis in fattening lambs. Methods: Thirty-two male lambs (average age: 3.5 months; initial weight: 23.89 ± 0.48 kg) were randomly assigned to a completely randomized design with four dietary treatments, each replicated eight times, for an 84-day feeding period. The treatments were 1) a basal diet without a fat supplement (Control), 2) a basal diet supplemented with 1.5% palm oil, 3) a basal diet supplemented with 1.5% camelina oil, and 4) a basal diet supplemented with 5% camelina seeds. Diets were formulated according to NRC (2007) recommendations and balanced for energy and crude protein content. Feeds were provided as a total mixed ration (TMR) twice daily (at 07:00 and 16:00). Rumen fluid samples were collected on day 84, four hours post-feeding, via a stomach tube to determine ruminal pH, ammonia nitrogen (NH3-N), and VFAs. Ruminal pH was immediately measured using a portable pH meter. Ammonia nitrogen was analyzed using the phenol-hypochlorite method, and VFA concentrations were determined by gas chromatography. To estimate microbial protein synthesis, 24-hour urine samples were collected on day 80. Purine derivatives (allantoin, uric acid, xanthine, and hypoxanthine) were quantified using standard commercial kits. Microbial nitrogen flow was calculated using the equations of Chen and Gomes (1995). Data were analyzed using the GLM procedure in SAS software (Version 4.9), and means were compared using Duncan’s multiple range test at a 5% significance level. Results: Ruminal pH was not significantly affected by dietary treatments, remaining within the optimal range of 6.75–7.00 (P > 0.05), indicating a stable ruminal environment. Total VFA concentration was highest in the camelina oil treatment (111.30 mmol/L) and lowest in the palm oil treatment (91.00 mmol/L) (P < 0.0001). The acetate-to-propionate ratio significantly increased in the palm oil group (P < 0.001), whereas the concentrations of acetic acid (62.50 mmol/L) and propionic acid (27.50 mmol/L) were highest in the camelina oil group. Ammonia nitrogen concentration increased significantly in the palm oil treatment (P < 0.001), potentially due to the reduced efficiency of nitrogen utilization by rumen microbes or energy limitation. In contrast, the presence of unsaturated fatty acids in camelina-based diets (oil and seed) likely improved the synchronization of energy and nitrogen availability for microbial growth. Urinary excretion of purine derivatives (allantoin, uric acid, xanthine+hypoxanthine) and estimated microbial protein synthesis were significantly higher in the camelina seed treatment group than in other groups (P < 0.001). Daily microbial protein production was highest in the camelina seed group (46.60 g/day) and lowest in the control group (34.10 g/day) (P < 0.0001). Microbial protein yield per kilogram of dry matter intake was also significantly greater in the camelina seed treatment (1.07 g/kg DMI) compared to the control diet (0.81 g/kg DMI) (P = 0.0007). Conclusion: Overall, the inclusion of camelina seeds in the diet improved ruminal fermentation patterns and enhanced microbial protein synthesis, whereas palm oil exerted detrimental effects on rumen fermentation. The physical form of the fat source and its fatty acid profile play crucial roles in determining ruminal fermentation and microbial protein synthesis. Owing to the physical protection of oil from rapid ruminal degradation and the simultaneous supply of fermentable energy and protein, feeding camelina seeds maintained rumen pH within the optimal range, increased the propionate-to-acetate ratio, and enhanced microbial protein synthesis. Although camelina oil supplementation at 1.5% of diet dry matter increased total VFA concentration, it did not negatively impact microbial protein synthesis. Based on the findings of this study, including up to 5% camelina seeds in the diet of growing lambs can enhance ruminal fermentation efficiency and microbial protein synthesis, consequently improving overall feed utilization efficiency.  </div> اسیدهای چرب فرار, بره پرواری, پروتئین میکروبی, پورین‌های ادراری, دانه کاملینا, روغن پالم, روغن کاملینا Camelina oil, Camelina seed, Fattening lambs, Microbial protein, Palm oil, Urinary purines, Volatile fatty acids 71 80 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-69-12&slc_lang=fa&sid=1 Ali Tohidi علی توحیدی ali.tohidi_s02@gau.ac.ir 100319475328460026748 100319475328460026748 No Department of Animal and Poultry Nutrition, Faculty of Animal Science, Gorgan University of ‎Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه‎ ‎تغذیه‎ ‎دام‎ ‎و طیور،‎ ‎دانشکده‎ ‎علوم‎ ‎دامی،‎ ‎دانشگاه‎ ‎علوم‎ ‎کشاورزی‎ ‎منابع‎ ‎طبیعی‎ ‎گرگان، گرگان، ایران Taghi Ghoorchi تقی قورچی ghoorchi@gau.ac.ir 100319475328460026749 100319475328460026749 Yes Department of Animal and Poultry Nutrition, Faculty of Animal Science, Gorgan University of ‎Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه‎ ‎تغذیه‎ ‎دام‎ ‎و طیور،‎ ‎دانشکده‎ ‎علوم‎ ‎دامی،‎ ‎دانشگاه‎ ‎علوم‎ ‎کشاورزی‎ ‎منابع‎ ‎طبیعی‎ ‎گرگان، گرگان، ایران Abdolhakim Toghdory عبدالحکیم توغدری Toghdory@gau.ac.ir 100319475328460026750 100319475328460026750 No Department of Animal and Poultry Nutrition, Faculty of Animal Science, Gorgan University of ‎Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه‎ ‎تغذیه‎ ‎دام‎ ‎و طیور،‎ ‎دانشکده‎ ‎علوم‎ ‎دامی،‎ ‎دانشگاه‎ ‎علوم‎ ‎کشاورزی‎ ‎منابع‎ ‎طبیعی‎ ‎گرگان، گرگان، ایران