بهینه سازی رشد باکتری های سلولولیتیک جدا شده از دستگاه گوارش اسب و بررسی اثر انتقال آن ها به شیرابه شکمبه بر گوارش پذیری کاه گندم

 مواد لیگنو سلولزی در جیره نشخوارکنندگان از اهمیت بالایی برخوردار بوده و به دلیل مقرون به صرفه بودن و اثر بر عملکرد بهینه شکمبه و سلامت آن در جیره نشخوارکنندگان گنجانده می شوند. گرچه این ترکیبات توسط بسیاری از میکروب های شکمبه قابل تخمیر می باشند، ولی وجود پروتئین، فیبر و سایر مواد مغذی با منشا خوراکی در مدفوع نشان می دهد که اکوسیستم شکمبه برای هضم خوراک خورده شده کارایی بالایی ندارد. بنابراین دستکاری شکمبه جهت بالا بردن این کارایی ضروری به نظر می رسد. لذا این پژوهش با هدف بهینه سازی شرایط رشد باکتری های سلولولیتیک جدا شده از دستگاه گوارش اسب و اثر انتقال آنها به شیرابه شکمبه بر فراسنجه های تولید گاز و گوارش پذیری کاه گندم در شرایط برون تنی انجام پذیرفت.

این پژوهش در شرایط آزمایشگاهی و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. باکتری های سلولولیتیک جداشده از دستگاه گوارش اسب شامل Paenibacillus polymyxa L11، Paenibacillus polymyxa L12، Enterobacter cloacae L2 و Escherichia coli Z2 بودند. ابتدا بهینه سازی دما و pH برای رشد و تولید آنزیم این باکتری ها در دو دمای 25 و 39 درجه سانتی-گراد و سه pH 2/5، 7/5 و 2/6 انجام پذیرفت. سپس با انتقال این باکتری ها به شیرابه شکمبه، فرانسجه های تولید گاز و قابلیت هضم آزمایشگاهی کاه گندم به ترتیب با استفاده از دو تکنیک تولید گاز و هضم دو مرحله ای مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور از چهار راس گوسفند مایع شکمبه گرفته شد، در هر دو تکنیک مایع شکمبه با باکتری های مورد نظر تلقیح و با کاه گندم انکوبه گردید.

نتایج نشان داد که جدایه Paenibacillus polymyxa L12 بهترین رشد را در دمای 39 درجه سانتی گراد و pH 2/5 و بیشترین فعالیت آنزیمی را در دمای 39 درجه با pH 7/5 و در زمان 24 ساعت داشت. دما و pH بهینه برای رشدPaenibacillus polymyxa L11 و Enterobacter cloacae L2 به ترتیب 39 درجه سانتی گراد و 2/6 بود. این دو باکتری بیشترین فعالیت آنزیمی را در دمای 39 درجه سانتی گراد و pH 2/6 به ترتیب در زمان های 24 و 48 ساعت از خود نشان دادند. Escherichia coli Z2 نیز بیشترینگاز کاه گندم، افزایش ماده آلی واقعا هضم شده، افزایش بیومس و راندمان بیومس میکروبی شدند (05/0P<). بیشترین و کمترین پتانسیل گاز تولیدی به ترتیب به تیمار شاهد (79/59 میلی لیتر) و تیمار Z2 (00/52 میلی لیتر) اختصاص داشت. بیشترین و کمترین مقدار ماده آلی واقعا هضم شده به ترتیب مربوط به تیمار L11 (4/284 میلی گرم) و تیمار شاهد (1/266 میلی گرم) بود. بین ضریب تفکیک، بیومس میکروبی و راندمان بیومس میکروبی تیمار های باکتریایی اختلاف معنی داری وجود نداشت (05/0P>)، ولی همگی بیشتر از تیمار شاهد بودند. تیمارL11 دارای بالاترین قابلیت هضم ماده خشک (73/50 درصد)، ماده آلی (39/49 درصد)، فیبر نامحلول در شوینده خنثی (69/47 درصد) و اسیدی (55/35 درصد) بود. تیمار شاهد دارای کمترین قابلیت هضم ماده خشک(83/38 درصد)، ماده آلی (76/37 درصد) و فیبر نامحلول در شوینده خنثی (56/34 درصد) بود. ولی بین قابلیت هضم فیبر نامحلول در شوینده اسیدی تیمارهای L12، L2 و Z2 با تیمار شاهد اختلاف معنی داری وجود نداشت (05/0P>).

به طور کلی دما وpH بررشد و تولید آنزیم جدایه ها تاثیر گذار بود. همه آنها در دمای 39 درجه سانتی گراد که دمای مطلوب شکمبه است بهتر ازدمای 25 درجه رشد کرده و فعالیت آنزیمی بیشتری داشتند.این باکتری ها توانستند تخمیر شکمبه ای و قابلیت هضم مواد مغذی کاه را در شرایط آزمایشگاهی بهبود بخشند. در تیمارهای باکتریایی مسیر تخمیر به سمت تولید گاز کمتر و پروتئین میکروبی بیشتر پیش رفت و قابلیت هضم مواد مغذی در این تیمارها افزایش یافت.