تخفيض السموم الفطرية الأوكراتوكسين أ ochratoxin A في أعلاف الدجاج باستخدام البروبيوتيك

ترجمه واعداد الدكتور: هيثم ضميرية

مقدمة:

تُعتبر السموم الفطرية الموجودة في المواد الغذائية والاعلاف مصدر قلق رئيسي من قبل سلطات سلامة الأغذية في جميع أنحاء العالم لأن معظمها يمكن أن ينتقل من العلف إلى السلع الغذائية ذات الأصل الحيواني، ويستهلكها البشر بشكل أكبر. لذلك يجب تطبيق البدائل الفعالة للحد من تأثير السموم الفطرية في صناعة وإنتاج الأعلاف. يمكن أن تكون تطبيقات الكائنات الحية الدقيقة المفيدة (البروبيوتيك) بديلة ويتم تطبيقها كإضافات للأعلاف من أجل تقليل أو إزالة التأثيرات السامة للسموم الفطرية على الحيوانات. الهدف من هذه المقالة هو تقديم معلومات عن دور الكائنات الحية الدقيقة المفيدة (البروبيوتيك) والإشارة إلى دورها في الحد من سمية السموم الفطرية في حيوانات المزرعة (الثديات والدواجن). كان الهدف تقديم ملخص للمعرفة الحالية المعتمدة على تطبيق سلالات مختلفة من البروبيوتك والخمائر المستخدمة بالفعل أو التي يمكن استخدامها في المستقبل في صناعة الأعلاف، من اجل تقليل وجود التسمم الفطري في الثدييات والدواجن المعرضة للأعلاف الملوثة بالسموم الفطرية. علاوة على ذلك سيتم تقديم لمحة عامة عن سمية السموم الفطرية في الثدييات والدواجن، كما وسيتم تقديم دور الكائنات الحية الدقيقة المفيدة (بما في ذلك البروبيوتيك) في تقليل سمية السموم الفطرية (التسمم الأفلاتوكسين aflatoxicosis ، والديوكسينيفالينول deoxynivalenol ، الزيرالينون zearalenone ، والأكراتوكسين أ ochratoxin A، الفومونيزين fumonisin )

الأوكراتوكسين أ ochatoxin A (OTA) هو مادة ملوثة موجودة غالباً في الأعلاف والأغذية ذات الأصل النباتي والحيواني. يتم إنتاجه بشكل رئيسي بواسطة أصناف متعددة من أجناس Aspergillus و Penicillum. يمكن أن يتشكل هذا السم خلال مراحل مختلفة من إنتاج الغذاء، وقد يتشكل بالفعل خلال الحياة النباتية للنباتات في الحقل وأثناء الحصد والتخزين. إن القدرة على تركيب السموم الفطرية مشروط وراثياً، ولكن تحدده أيضاً العوامل البيئية التي تتضمن العناصر التالية: تكوين المادة والرطوبة ودرجة الحرارة ووجود بكتيريا الأحياء الدقيقة التنافسية.

وتظهر البيانات التي نشرتها منظمة الأغذية والزراعة في عام 2001 أن 25% من المواد الخام ملوثة بالسموم الفطرية، في حين أن نوعها وتركيزها يعتمدان إلى حد كبير على المنطقة المناخية. وإن مشكلة وجود السموم الفطرية في الحبوب مهمة جدا أيضا في العديد من البلدان الأوروبية ( في المقام الأول الدول الاسكندنافية ، والأجزاء الجنوبية من ألمانيا ،بالإضافة إلى النمسا وإيطاليا )

لذلك يعتبر تلوث الأعلاف بالسموم الفطرية مشكلة عالمية

علاوة على ذلك تعتبر هذه السموم الفطرية سامة للخلايا، مسرطنة ولها تأثيرات مسخية ومثبطة للمناعة

قد تنتج أيضا طفرة جينية وعلى الرغم من أن آلية السمية الجينية غير واضحة

إن التسمم الحاد نادر جداً ولكن حالات التسمم البسيط شائعة جداً (بدون أعراض سريرية ملحوظة) مما يتسبب في مشاكل نمو ووزن الجسم والوضع العام واستخدام أكبر للأعلاف والماء ونقص الفيتامينات A و C و E وانخفاض تخثر الدم. تهاجم السموم الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي والكلى والكبد وتدمر الدورة الدموية والإنزيمات الهضمية وتعيق تخليق البروتينات. تقلل الأوكراتوكسين المناعة أيضاً مما يؤدي إلى زيادة التعرض للإصابة بداء العصيات القولونية والسالمونيلا

تعد إزالة السموم البيولوجية من السموم الفطرية عن طريق استخدام الكائنات الحية الدقيقة هي واحدة من الاستراتيجيات المعروفة لإدارة السموم الفطرية في الأطعمة والأعلاف. من بين الكائنات الحية الدقيقة المختلفة التي يحتمل أن تؤدي إلى إزالة التلوث

تمثل الخمائر والبكتيريا أنواعاً فريدة تستخدم على نطاق واسع

كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد كفاءة مستحضر بروبيوتيك المكون من سلالات محددة من البكتيريا النافعة والخمائر في تخفيض الأوكراتوكسين في خليط علف الدجاج في المختبر

الملخص

السموم الفطرية الموجودة في الأعلاف قد تثير مشاكل صحية للحيوانات والبشر. البيانات التي نشرتها منظمة الأغذية والزراعة في عام 2001 تبين أن 25% من المواد الأولية ملوثة بالسموم الفطرية، في حين أن نوعها وتركيزها يعتمد إلى حد كبير على المنطقة المناخية

تُعد إزالة السموم البيولوجية من السموم الفطرية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة واحدة من الطرق المعروفة لإدارة السموم الفطرية في الأعلاف

وكان الهدف من الدراسة هو تحديد تأثيراستخدام بكتيريا البروبيوتيك والخميرة على تركيز الأوكراتوكسين

مستحضر البروبيوتيك هو منتج طبيعي يحتوي على بكتريا مقاومة لعصارات المعدة والصفراء

بالإضافة إلى الخمائر

استخدمت في الأعلاف ذات التركيز المنخفض من الأوكراتوكسين ochratoxin A (1 مغ/كغ) وادت الى تناقص كمية الأوكراتوكسين ochratoxin A إلى 73%.

في حال التركيز العالي للسموم (5 مغ/كغ) كان النقص في الأوكراتوكسين أ ochratoxin A أقل بحوالي 55%. وقد استمر هذا الإتجاه خلال الساعات التالية من الحضانة (12 و24 ساعة)

يمكن أن نستنتج بأن مستحضر البروبيوتيك الذي يحتوي سلالات Lactobacillus وخمائر Saccharomyces المستخدم في هذه الدراسة يساعد في إزالة سموم الأوكراتوكسين أ ochratoxin A المضاف للعلف

المناقشة:

تركز الحماية من تلوث السموم الفطرية للمواد الخام النباتية في المقام الأول على الإجراءات الوقائية. وتشمل هذه الإجراءات الظروف المناسبة لزراعة المحاصيل وحصادها وتخزينها. إذا كانت المادة الخام النباتية ملوثة بالسموم الفطرية، فيجب أن تخضع لإزالة السموم. في حالة الأعلاف، تقبل منظمة الأغذية والزراعة بعض طرق التخلص من السموم الفطرية التي تستخدم المركبات الكيميائية والعمليات الفيزيائية، لكن عليهم تلبية العديد من المتطلبات. تتضمن المتطلبات شرطا ينص على أن الأعلاف يجب أن تحافظ على قيمها الغذائية والحسية، وكذلك الخصائص الفيزيائية للمنتج. علاوة على ذلك يجب أن تكون عملية إزالة السموم مبررة اقتصادياً.

تصنف استراتيجيات إزالة سموم الأوكراتوكسين أ Ochratoxin A اعتماداً على نوع العلاج – فيزيائي أو كيميائي أو ميكروبيولوجي – وهدفها هو تقليل أو القضاء على الآثار السامة للأوكراتوكسين أ Ochratoxin A عن طريق تدمير أو تعديل أو امتصاص هذا السموم الفطرية.

ستكون طريقة إزالة السموم المثالية سهلة الاستخدام واقتصادية، ولن تولد مركبات سامة أو تغير معايير جودة الطعام الأخرى مثل محتوى المغذيات. عندما يستحيل ذلك، ينبغي النظر في طرق إضافية أخرى للعلاج (فيزيائية أو كيميائية أو ميكروبيولوجية).

إزالة السموم البيولوجية من السموم الفطرية في الغذاء والمنتجات الخام والأعلاف البروتينية المختلطة وأيضا في الكائنات الحية البشرية والحيوانية هي طريقة جديدة وواعدة للغاية

فحصت دراسة سترياك وآخرون 10 سلالات خميرة من saccharomyces و Kluyveromycesو Rhodotorula فيما يتعلق بإزالة السموم من الأوكراتوكسين أ ochratoxin A. ثبت أن بعض أنواع الخميرة من سلالات Saccharomyces تتميز بأعلى قدرة على التحلل الحيوي للأوكراتوكسين ochratoxin. أظهرت دراسة سكوت وآخرون انخفاضاً في كمية الأوكراتوكسين أ ochratoxin A بنسبة 21٪ في نبات الشعير

هذه البكتيريا تمنع نمو العفن وكذلك إنتاجها من السموم الفطرية

الكربوهيدرات غير القابلة للهضم (غالبا ما توصف بأنها السكريات غير النشوية) تعيق وصول العصارة المعدية إلى العناصر الغذائية الموجودة في خلايا الأعلاف النباتية. كما أنها تتميز بالقدرة على ربط كميات كبيرة من الماء. الحيوانات الصغيرة التي تتغذى على الأعلاف التي تحتوي على كميات كبيرة من الكربوهيدرات القابلة للذوبان غير القابلة للهضم تخضع لانخفاض في مؤشرات الإنتاجية والإسهال. كما أنها تميل إلى المعاناة من نقص الفيتامينات والعناصر المعدنية. البروبيوتيك تنتج الإنزيمات التي تحلل الكربوهيدرات. كما أنها تزيد من نشاط إنزيمات المضيف

مثل β-galactosidases و saccharaseو maltase.

فحصت دراسة سترياك وآخرون أربعة أنواع من بكتيريا حمض اللاكتيك فيما يتعلق بقدرتها على القضاء على الأوكراتوكسين أ ochratoxin A من البيئة. وذكر أن جميع السلالات التي تم فحصها قضت على السم بنسبة 100٪ حتى كمية 0.1 ميكروغرام / مل ومع ذلك، كلما زاد تركيز السموم، انخفضت قدرتها على التخلص من السم، وفوق 1 ميكروغرام / مل لم تتجاوز 40٪.

من أجل التحقيق في الآليات التي تفسر إزالة السموم الفطرية بواسطة المختبر، تمت مقارنة آثار البكتيريا القابلة للحياة والمعطلة بالحرارة في عدد من الدراسات. بالإضافة إلى ذلك، تم علاج البكتيريا بالإنزيمات والتي تسبب تغيرات في بنية جدران الخلايا. على أساس النتائج التي تم الحصول عليها في هذه التجارب، تم افتراض أن إزالة الافلاتوكسين ب1 والزيرالينون

يرجع إلى الارتباط غير التساهمي للسموم بأجزاء الكربوهيدرات لجدران الخلايا. كما تم شرح إزالة السموم من الأمينات العطرية الحلقية غير المتجانسة من خلال هذه الآلية

ومع ملاحظة انخفاض في آثارها السامة أيضاً في حالة المستحضرات الخلوية فقد افترض أن الآليات الأخرى (مثل التفاعلات مع الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة) قد تلعب دوراً أيضا. كما ذكر أعلاه تتم إزالة الأوكراتوكسين أ, ochratoxin A بشكل أكثر كفاءة عن طريق البكتيريا القابلة للحياة ، والتي يمكن اعتبارها مؤشراً على أن عمليات أخرى غير المشاركة بالارتباط بجدران الخلايا (مثل التحويل الأيضي عن طريق إطلاق إنزيمات معينة). ومع ذلك فإن الآليات التي تفسر إزالة السموم ليست مفهومة بعد

يمكن الاستنتاج أن مستحضر البروبيوتيك الذي يحتوي على بكتيريا من سلالات Lactobacillus والخمائر Saccharomyces cerevisiae المستخدمة في الدراسة أدى إلى إزالة السموم من الأوكراتوكسين A المضاف إلى خليط علف الدجاج. أدى تطبيق البروبيوتيك من البكتيريا والخمائر أيضاً إلى تقليل البكتيريا المكونة للجراثيم الهوائية.