بررسی های جدید NASEM 2021 در رابطه با نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری

آیا مقادیر مصرفی توصیه شده برای مواد معدنی کم نیاز یا نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری ، تغییر کرده است؟

2021 NASEM در رابطه با نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری در تاریخ 30 آگوست تا 2 سپتامبر برگزار شد. این جلسه به میزبانی American Dairy Science Association برگزار شد.

محتوای این مقاله براساس ارائه­ های اعضای کمیته NASEM و دیگر سخنرانان حاضر در جلسه است. علاوه بر این، اطلاعات پیشین NRC (2001) و NRC (1989) مربوط به نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری نیز مورد استفاده قرار گرفت.

نکات کلیدی این مقاله:

• در راهنمای NASEM 2021 جدید، مواد معدنی کم نیازی وجود دارد که برای هر کدام نیاز دام شیری تعریف شده است، همین طور در موارد دیگر مقادیر کافی از مصرف مواد معدنی کم نیاز (Al) ارائه شده است.
• توصیه­ های مصرف کبالت، مس، منگنز، روی و ید در مقایسه با راهنمای NRC 2001 تغییراتی داشته است.
• توصیه­ های مصرف مولیبدن، آهن، کرم و سلنیوم به همان صورت قبل است.

راهنمای NASEM 2021 شامل کدام یک از مواد معدنی کم نیاز می ­شود؟

روشن است که تعداد زیادی از نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری برای حمایت از سلامت، رشد، تولید مثل و تولید گاوهای شیری هستند.

استفاده از جیره­ هایی که میزان کافی، و نه بیش از حد، از مواد مغذی را فراهم می­ کنند، می ­تواند سودآوری فارم شیری را بهبود و اثرات محیطی آنها را کاهش دهند.

اطلاعات کلی در رابطه با نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری  NASEM 2021  :

راهنمای NASEM 2021 حاوی دو پارامتر مهم در رابطه با مواد معدنی کم نیاز است.

1. نیاز مواد معدنی کم نیاز (  requirement :Req ) : نیاز روزانه به صورت میزان متوسط مصرف مواد معدنی کم نیاز مورد احتیاج برای برطرف نمودن نیمی از نیاز یک حیوان سالم با جنسیتی مشخص در مرحله­ ی مشخصی از سیکل تولیدی، تعریف می­ شود.
2. مصرف مقادیر کافی از مواد معدنی کم نیاز (Adequate Intake: Al): میزان کافی مصرف مواد معدنی کم نیاز به صورت مصرف متوسط روزانه مواد مغذی تعریف می­ شود که گروهی از کارشناسان در مواردی که تنها یک مقدار محدود از داده­ های آزمایشی در دسترس است تعریف می کنند. به عبارت دیگر، Al زمانی استفاده می ­شودکه نیاز­ها را نتوان شناسایی کرد.

راهنمای جدید NASEM 2021 شامل نه ماده­ی معدنی کم نیاز است که برای گاوهای شیری ضروری تلقی می­ شود : 

1. کروم (Cr)
2. ید (I)
3. مولیبدن (Mo)
4. کبالت (Co)
5. آهن (Fe)
6. سلنیوم (Se)
7. مس (Cu)
8. منیزیوم (Mn)
9. روی (Zn)

در مقایسه با راهنمای NRC 2001 ، توصیه­ های مصرف مس و منگنز به طور قابل توجهی تغییر کرده است.

توصیه­ های مصرف کروم ، ید و کبالت تغییر کرده است اما چندان چشمگیر نیست، در حالی که توصیه ­های مصرف آهن و سلنیوم به همان میزان باقی مانده است.

توصیه­ های NASEM 2021 برای مصرف میزان کافی کبالت (Co) : 

در نشخوار کنندگان، کبالت به عنوان پیش ­ساز B12 یا کوبالامین در شکمبه است.

بخشی از کبالت به فرم کاتیونی جذب می ­شود. زمانی که جذب انجام شد، این کبالت دیگر نمی­ تواند وارد شکمبه شود، بنابراین از دسترس میکروب­ ها خارج می­ شود.

اکثر این کبالت از طریق ادرار دفع شده، و مقدار کمی نیز در صفرا یافت می­ شود.

نیاز NRC 2001 برای کبالت به میزان 0/11ppm از ماده­ خشک جیره تنظیم شده بود، که منجر به مصرف تقریباً 1/2 میلی گرم در روز برای گاو خشک و  2/4  میلی گرم در روز برای گاو شیرده می شد.

این نیاز بر اساس میزان کبالت جیره بود تا سطوح پلاسمایی ویتامین B12 را بالای 0/3 میکروگرم در لیتر نگه دارد.

از زمانی که راهنمای NRC 2001 منتشر شده است، تحقیقات جدید در حوزه­ گاو گوشتی پیشنهاد می­ کند که میزان مصرفی خوراکی کل کبالت باید در رنجی از  0/13 تا 0/25 میلی گرم در کیلوگرم از ماده­ خشک باشد.

بعلاوه، مطالعات کمی در رابطه با واکنش ­های مربوط به تولید منتشر شده است. پایین ­ترین میزان تخمین زده شده در آن مطالعات 0/20 میلی گرم کبالت بر کیلوگرم ماده­ خشک جیره بود.

بر پایه این اطلاعات، میزان کافی مصرف کل کبالت 0/2 میلی گرم کبالت بر کیلوگرم ماده خشک در نظر گرفته شد.

معادله جدید NASEM 2021  برای کبالت:

Cobalt Al ( کل کبالت میلی گرم در روز ) = 0.2 * DM (kg)

جیره­ های معمولی بدون مکمل کبالت حاوی 0/1ppm کبالت هستند، بنابراین افزودن 0/1ppm تا 0/2 از مکمل کبالت باید کافی باشد.

جیره ­هایی که میزانی بیشتر از 0/4ppm را فراهم می ­آورند، وضعیت ویتامین B12 یا کبالت را در گاوهای شیری تحت تاثیر قرار ندادند.

نیاز مواد معدنی کم نیاز NASEM 2021 برای مس (Cu):

مس جزئی از ترکیب چند پروتئین­، از جمله سیتوکروم C اکساید، سیتوسولیک سوپراکساید دیسموتاز، لیزیل اکسیداز و تریوزیناز است.

بعلاوه، مس برای سنتز هموگلوبین و متابولیسم آهن نیز لازم است. زمانی که جیره ­هایی با میزان کم مس تغذیه می شوند، جذب روده ­ای مس در پستانداران افزایش می­ یابد و زمانی که میزان مصرف مس بالا می رود، جذب روند نزولی پیدا می­ کند.

سن حیوان، فرم شیمیایی مس جیره و حضور آنتاگونیست، جذب روده ­ای مس را تحت تاثیر قرار می­ دهد.

در راهنمای NRC 2001 یک مدل نیاز ماده­ مغذی برای تعیین نیاز Cu برای گاوهای شیری مورد استفاده قرار گرفت.

• نیاز­ نگهداری برای مس جذب شده در 0/007 میلی گرم بر کیلوگرم از وزن بدن (تقریباً 3/4 میلی گرم بر کیلوگرم برای یک گاو متوسط)
• نیاز رشد 1/15 میلی گرم بر کیلوگرم از رشد
• نیاز تولید شیر 0/15 میلی گرم بر کیلوگرم از شیر
• نیاز آبستنی  بین 0/5 میلی گرم بر کیلوگرم (کمتر از 100 روز آبستنی) تا 2/0 (بیشتر از 225 روز آبستنی) تعیین شد.

برای رسیدن به نیاز NRC 2001 ، احتیاج است که جیره­ های گاوهای خشک و شیرده به ترتیب حاوی تقریباً 13ppm تا 15 مس باشد.

در راهنمای NASEM 2021 حاضر، تاثیر منبع مس و فراهمی زیستی آن مورد بررسی قرار گرفته است. سطوح مس در اکثر مواد غذایی رایج رنجی بین 4 تا 15 میلی گرم مس بر کیلوگرم ماده خشک دارد، و جذب حقیقی مس در آن خوراک ­ها به میزان 0/05  تعیین شد.

ضریب جذب (Absorption Coefficient : AC) مس از CuSO4 در ویرایش قبلی 0/05 ، در راهنمای NASEM 2021  نیز همین مقدار حفظ شد.

ضریب جذب برای سایر مکمل ­های مس، در صورت موجود بودن، بر اساس مطالعات زیست فراهمی نسبی (RBV) با استفاده از غلظت مس کبد به عنوان پارامتر مورد ارزیابی قرار گرفت.

نتایج ناسازگاری بدست آمد، بنابراین در راهنمای NASEM 2021 جدید، ضریب جذب مکمل­ های تجاری عمومی مس 0/05 تعیین شد.

در این مورد استفاده کننده­ مکمل ­هایی غیر از CuSO4 مجبور به تغییر این مقدار بر پایه اطلاعات در دسترس برای محصول و موقعیت خاص خواهند بود.

نیاز Cu برای نگهداری در راهنمای NASEM 2021 به میزان تقریباً دو برابری افزایش یافت (0/0145  میلی گرم مس بر کیلوگرم وزن بدن در برابر 0/007  در NRC 2001) در حالی که نیاز شیردهی به طور چشمگیری از 0/15 تا 0/04 میلی گرم بر کیلوگرم شیر کاهش یافت.

معادلات NASEM 2021 برای مس : نیاز مس، بعنوان میلی گرم جذب شده مس در روز=

برای نگهداری = 0/0145 * BW (kg)

برای رشد  = 2/0 * ADG (kg/d)

برای آبستنی  (90تا 190 روز آبستن)= 0/0003 * BW(kg)

برای آبستنی  (> 190 روز آبستن) = 0/0023 * BW (kg)

برای شیردهی = 0/04 * شیر (kg/d)

مثلاً نیاز کل برای مس جذب شده در یک گاو شیرده هلشتاین متوسط، با تولید 35 کیلوگرم شیر و وزن  کیلوگرم 650، در روز 150 آبستنی، 11/0 میلی گرم در روز( در NRC 2001  میلی گرم 11/4  ) است.

با فرض اینکه ماده خشک مصرفی روزانه با میزان 23 کیلوگرم و AC جیره­ با میزان 0/045 باشد، غلظت 11 میلی گرم بر کیلوگرم ماده خشک از مس جیره می­ تواند این نیاز را برطرف کند.

از طرف دیگر، نیاز مس برای یک گاو هلشتاین خشک آبستن (با وزن 700 کیلوگرم؛ در روز 260 آبستنی) 7 میلی گرم در روز11، یا تقریباً 20 میلی گرم مس در کیلوگرم ماده خشک از جیره است با فرض اینکه ماده خشک مصرفی روزانه 13/5 کیلوگرم باشد.

توصیه NASEM 2021 برای میزان مصرف کافی منگنز (Mn)

منگنز کوفاکتور چندین آنزیم و پروتئین است، همچنین برای متابولیسم نرمال لیپیدها، کربوهیدرات­ ها و اسیدها مورد نیاز است.

از میان همه­ عناصر کم نیاز، میزان نیاز به منگنز از همه کمتر شناسایی شده است. غلظت آن در بافت­ ها و مایعات بدن و همچنین میزان جذب آن از طریق دستگاه گوارش بسیار اندک است، که این قضیه اندازه­ گیری دقیق آن را نیز مشکل ساخته است.

اطلاعات در مورد جذب منگنز از خوراک­ های پایه یا از منابع غیر ارگانیک منگنز، غیر از MnCl2 در دسترس نیستند.

تفاوت­ های نسبی در ضریب جذب مکمل­ ها در راهنمای جدید NASEM 2021 در مقایسه با NRC 2001 یکسان، اما مقادیر حقیقی نصف شده بودند.

ضریب جذب منگنز در MnCl2 و Mn2SO4 تا رقم 0/005 تغییر کرده بود (در مقایسه با 0/01 در NRC 2001) ضریب جذب مواد اولیه پایه نیز 0/004 (در مقایسه با 0/0075 در NRC 2001) تخمین زده شد.

بعلاوه، ضریب جذب کربنات منگنز و مونوکسید منگنز بر اساس مطالعات RBV، به ترتیب 0/0015 و 0/003 تعیین شد.

در راهنمای قبلی NRC 2001 :

• نیاز نگهداری برای منگنز جذب شده 0/002  میلی گرم در کیلوگرم وزن بدن (تقریباً 1/2 میلی گرم در روز برای یک گاو هلشتاین متوسط)
• نیاز رشد  0/7 میلی گرم بر کیلوگرم از رشد
• نیاز آبستنی 0/3 میلی گرم در روز
• نیاز شیردهی  0/03 میلی گرم بر کیلوگرم شیر تعیین شد.

در نتیجه برای یک گاو هلشتاین تیپیکال با تولید 32/5 لیتر شیر، نیاز کل برای منگنز جذب شده تقریباً  2/2 میلی گرم در روز و برای یک گاو خشک تقریباً 1/7 میلی گرم در روز بود.

به فرض مصرف ماده­ خشک معمول برای آن مقدار تولید و برپایه ضریب جذب تعیین شده، جیره­ های گاوهای شیری حاوی 7ppm  تا 18 منگنز می تواند به نیاز NRC 2001 برسد.

معاملات NASEM 2021 جدید برای منگنز: نیاز منگنز، چنانچه منگنز به صورت میلی گرم در روز جذب ­شود=

BW (kg)*0/0026= برای نگهداری

ADG (kg/d) * 2/0 = برای رشد

BW (kg) * 0/00042 = (>190 روز آبستن) برای آبستنی

شیر(kg/day) * 0/03 = برای شیردهی

در آپدیت NASEM 2021 جدید، نیاز برای گاوهای شیرده و آبستن به طور قابل ملاحظه ­ای بزرگ­تر از NRC 2001 قبلی است.

یک گاو هلشتاین خشک 700 کیلویی آبستن سنگین به  1/8 میلی گرم در روز منگنز جذب شده برای نگهداری، بعلاوه میلی گرم در روز برای آبستنی نیاز دارد که در نتیجه روزانه به 2/1  میلی گرم منگنز جذب شده نیاز دارد.

یک گاو هلشتاین 650 کیلوگرمی که روزانه  45 لیتر شیر تولید می­ کند به 1/7 میلی گرم در روز برای نگهداری و 1/35 میلی گرم در روز برای شیردهی و در نتیجه به طور کلی به 3/1 میلی گرم در روز منگنز جذب شده نیاز دارد.

با فرض ضریب جذب 0/004 و ماده خشک مصرفی روزانه کلی 12/5 کیلوگرم و 26  کیلوگرم در روز، غلظت  40 میلی گرم و 27  میلی گرم از منگنز در کیلوگرم ماده­ خشک جیره به ترتیب نیاز روزانه­ یک گاو خشک و شیرده را تامین می­ کند.

نیاز مواد معدنی کم نیاز NASEM 2021 جدید برای روی (Zn)

روی برای متابولیسم مواد مغذی ماکرو ، عملکرد سیستم ایمنی، تنظیم ژنی و هورمونی و سیگنالینگ سلولی مهم است. علاوه بر این روی ترکیب مهمی در بیش از 200 آنزیم است.

در نشخوارکنندگان، مکانیزم سلولی و ملکولی جذب روی جیره هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته است. در دیگر گونه ­ها، جذب روی در سراسر روده کوچک بوسیله­ دو مکانیزم متفاوت انجام می ­شود:

یک سیستم جذب اشباع با واسطه انتقال (ناقل ZIP) و دیگری انتشار غیر اشباع.

زمانی که روی در سطح پایین فراهم شود، سیستم ­های انتقال ZIP مهم هستند، در حالیکه اگر روی در سطح بالایی تامین شود، به احتمال زیاد به دلیل اشباع ناقل و تنظیم کاهشی، انتشار غالب است.

بر طبق2021  NASEM اندازه­ گیری جذب واقعی یا دسترسی نسبی روی مشکل است. اولاً، چون دفع روی از طریق مدفوع برای حفظ هموستاز روی استفاده می ­شود، و مارکرهای خوبی هم برای آن در دسترس نیستند.

چندین مقاله در RBV  در مورد منابع روی در دسترس وجود دارد، اما در اکثر این مطالعات، روی بیشتری نسبت به میزان نیاز  مورد استفاده قرار می­ گیرد، که این کار نتیجه­ گیری را مشکل می ­کند.

ضریب جذب برای ZnCl2، ZnSO4 و ZnCO3 در راهنمای قبلی NRC 2001 این مقدار 0/02 بوده و تغییر نکرده بود. بر پایه مطالعات RBV ، ضریب جذب  برای ZnO تغییر کرده و 0/16 بود.

در راهنمای NRC 2001:

• نیاز نگهداری برای روی جذب شده 0/045 میلی گرم در کیلوگرم از وزن بدن ( تقریباً  27 میلی گرم در روز برای گاو هلشتاین)
• نیاز آبستنی ( در طی 90 روز آخر آبستنی) 12 میلی گرم در روز
• نیاز رشد 24 میلی گرم در کیلوگرم
• نیاز شیردهی 4 میلی گرم در کیلوگرم تعیین شد.

در نتیجه یک گاو هلشتاین متوسط با تولید 32/5  کیلوگرم در روز شیر و با فرض ضریب جذب جیره ­ای، جیره­ هایی با 45 تا 40ppm نیاز دام را برطرف می ­کند. برای گاوهای خشک جیره­ هایی با 23ppm نیاز دام را برطرف می­ کند.

حالا در ورژن NASEM 2021 جدید، یک روش فاکتوریل برای تعیین نیاز تغذیه ­ای روی انتخاب شده است. اطلاعات جدیدی در مورد مصرف روی در دسترس نبود، اما اطلاعات جدیدی در مورد دفع ادراری و endogenous fecal در دسترس بود.

معادله­ های NASEM 2021 جدید برای روی: مقادیر کافی مورد نیاز روی ، به عنوان میلی گرم در روز جذب می­ شود=

DMI (kg)* 5/0 = برای نگهداری

ADG (kg/d) * 24= برای رشد

BW (kg) * 0/017 = (> 190 روز آبستن( برای آبستنی

برای شیردهی = kg/d شیر * 4

نیاز نگهداری برای کل روی جذب شده افزایش یافته بود اما همچنین ضریب جذب برای روی پایه نیز افزایش یافته بود.

حالا یک گاو هلشتاین با وزن 650 و تولید 50 کیلوگرم شیر، ماده خشک مصرفی روزانه به میزان تقریبی 29-30 کیلوگرم به  350 میلی گرم در روز (در مقایسه با  230 در  NRC 2001) از کل Zn جذب شده و گاو خشک (270 روز آبستن) با تقریباً 13 کیلوگرم از ماده خشک مصرفی روزانه به 65  میلی گرم در روز Zn جذب شده نیاز خواهد داشت.

به عبارت دیگر یک جیره کلی حاوی 60 تا 25 میلی گرم در کیلوگرم Zn به ترتیب نیاز گاو شیری و خشک را برطرف خواهد کرد.

توصیه­ های مصرف بسنده­ی ید در ورژن NASEM 2021 جدید

بیشتر منابع ید به راحتی جذب می ­شوند. یدیدهای سدیم، پتاسیم و کلسیم به طور معمول مورد استفاده قرار می ­گیرند. غلظت ید در خاک متغیر است.

در راهنمای NRC 2001 فاکتور تعیین اولیه برای نرخ ترشح تیروکسین (TSR)، BW بود. بنابراین مقادیر کافی مصرف ید جهت تامین نیاز  نگهداری برای تمام گروه های شیری ( گاوهای خشک، شیری و غیره) بر پایه­ی BW  بود.

ید در شیر نیز ترشح می ­شود، بنابراین مقادیر کافی جهت تامین نیاز یک گاو شیرده اضافه شده بود و mg/L 0/1 شیر تعیین شد. معادله NASEM 2021 جدید برای ید: Al ید (mg/d total I)

=0/216 * BW (kg) 0/528 + 0/1 * شیر (kg/d)

توصیه ­های مواد معدنی کم نیازی که مقادیر مصرف آن برای گاو تغییر نکرده است

توصیه NASEM 2021 برای کروم (Cr):

کروم ترکیبی از یک پپتید کوچک بنام کرومودیلین که مسئول افزایش فعالیت انسولین است ، می ­باشد. نیاز یا Al برای گاو تعیین نشده است.

بدست آوردن داده ­های قابل اعتماد در مورد غلظت کروم در خوراک ­ها دشوار است، زیرا غلظت کروم بسیار پایین است.

در حال حاضر، تنها مکمل کرومی که در ایالات متحده می ­توان به گاو داد، کروم پروپیونات است که حداکثر نرخ قانونی آن 0/5 میلی گرم کروم در کیلوگرم از ماده­ خشک است.

اگرچه به دلیل عدم انجام مطالعات تیتراسیون نمی­ توان دریافت کافی و بسنده کروم را در گاوهای شیرده تعیین کرد، مکمل ­سازی 0/01 میلی گرم در کیلوگرم از وزن بدن اغلب باعث افزایش تولید شیر در اوایل شیردهی می­ شود.

همچنین می تواند عملکرد سیستم ایمنی را در گاو شیری و گوشتی بهبود دهد.

توصیه NASEM 2021 برای آهن (Fe):

کمبود آهن در گاوهای بالغ بسیار نادر است، بنابراین شاخص دقیقی از وضعیت آهن در دسترس نیست.

توصیه­ های NASEM 2021 برای آهن با راهنمای NRC 2001 یکسان هستند. یک گاو با وزن 650 کیلوگرم با تولید 35 کیلوگرم شیر در روز که در روز 205 آبستنی است و تقریباً kg/d 20 ماده خشک مصرف می­ کند، نیاز به مصرف تنها 41 میلی گرم آهن در روز دارد.

با ضریب جذب به مقدار 0/1 ، نیاز است که این دام با جیره ­ای حاوی تنها 20 میلی گرم آهن در کیلوگرم ماده خشک تغذیه شود.

گوساله­ های شیرخوار تنها گروه از گاوها هستند که به مکمل آهن احتیاج دارند. تقریباً میزان 50 میلی گرم در کیلوگرم جیره برای حفظ عملکرد فیزیولوژیکی در گوساله­ های در حال رشد کافی است.

توصیه­ های NASEM 2021 برای مولیبدن (Mo):

مولیبدن کوفاکتوری از گزانتین اکسیداز، آلدهید اکسیداز و سولفید اکسیداز است.

گزارشی مبنی بر کمبود مولیبدن وجود ندارد و مکمل ­سازی آن توصیه نمی­ شود.

به علت اثرات آنتاگونیستی مولیبدن  بر جذب مس، نشانه­ های کلینیکی سمیت مولیبدن شبیه به نشانه ­های کمبود مس هستند.

افزایش غلظت مس جیره معمولاً نشانه های کلینیکی سمیت مولیبدن را از بین می­ برد.

توصیه نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری­ NASEM 2021 برای سلنیوم (Se):

راهنمای قبلی NRC 2001 نیاز سلنیوم را 0/3 میلی گرم در کیلوگرم ماده خشک جیره برای تمام گروه­ های گاو شیری تعیین کرد.

هیچ تغییری در راهنمای NASEM 2021 در این مورد انجام نشد.

مقررات FDA حاضر مکمل­ سازی سلنیوم تا 0/3 میلی گرم در کیلوگرم جیره محدود کرده که برای حفظ وضعیت سلنیوم در اکثر گاوهای شیری کافی است.

نتیجه­ گیری درباره­ نیازهای مواد مغذی در گاوهای شیری  : 

راهنمای NASEM 2021 جدید آپدیت­ های کلیدی در مورد استفاده از مواد معدنی کم نیاز برپایه­ مصرف کافی و بسنده در اختیارمان قرار می ­دهد.

دانش و اطلاعات در مورد سطوح مواد معدنی کم نیاز در جیره کل و همچنین در تک تک اجزای جیره به اندازه دانش در مورد خود مواد معدنی کم نیاز برای فرمولیه کردن صحیح جیره لازم و ضروری است.

در مقایسه با NRC 2001 تغییرات در مورد توصیه ­های مصرف کبالت، مس، منگنز و روی بسیار مرتبط هستند، که این امر به ما اطمینان می­ دهد که میزان بسنده ­ای از این عناصر توسط دام دریافت شده است.

منبع