2-11-1 اثر متقابل کادمیوم و روی در مرحله جذب از روده

برژوکا و همکاران (1998) گزارش نمودند کادمیوم در روده کوچک به وسیله ساز و کاری شبیه به عناصر ضروری از قبیل کلسیم، آهن، مس و روی جذب می­شود  اثر متقابل کادمیوم و روی در مرحله جذب آن­ها از دستگاه گوارش ارتباط نزدیکی به توانایی آن­ها برای سنتز متالوتیونین، و رقابت برای اتصال به این پروتئین در روده دارد. بنابراین از یک طرف کادمیوم در جذب روی اختلال ایجاد می­کند، از طرف دیگر استفاده از روی می­تواند جذب کادمیوم را تحت تاثیر قرار دهد. برژوکا و همکاران (2001)، گزارش نمودند که سطوح پایین کادمیوم در جیره می­تواند جذب روی را مهار کند، همچنین پایین بودن روی در جیره می­تواند یک عامل مهم در افزایش جذب و ابقای کادمیوم باشد. اگر چه یکی از محل­های اثر متقابل میان کادمیوم و روی روده می­باشد اما هنوز اطلاعات کمی در این مورد این ساز و کار وجود دارد. اما براساس این اطلاعات می­توان نتیجه گرفت که عمل محافظتی روی در برابر کادمیوم می­تواند تا حدودی به خاطر اتصال کادمیوم به متالوتیونین سنتز شده در روده به وسیله روی باشد.

2-11-2 اثر متقابل کادمیوم و روی در مرحله جذب، توزیع و ذخیره

ذخیره کادمیوم در بافت­ها با تغییرات در سطح بعضی از مواد معدنی ضروری از جمله روی همراه است، این تغییرات منجر به افزایش ابقای روی در کبد و یا کادمیوم می­شود که این عمل قابلیت استفاده از این ماده معدنی را برای بقیه بافت­ها و بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی کاهش می­دهد. به طور کلی همبستگی بالایی میان غلظت کادمیوم و روی کبد و کلیه گزارش شده است، که این افزایش غلظت روی در کبد و کلیه ناشی از کادمیوم به دلیل تحریک سنتز متالوتیونین در این بافت­ها می­باشد (برژوکا و همکاران، 2001). در وضعیت­های فیزیولوژیکی متالوتیونین اساساً به وسیله روی و مس اشباع می­شود، در سطوح پایین کادمیوم، در کلیه­ها، روی عنصر غالب در متالوتیونین است (70- 60 درصد)، در حالی­که در غلظت بالای کادمیوم، عنصر غالب اتصال یابنده با متالوتیونین کادمیوم است (الیندر[1] و همکاران، 1987). فانک[2] و همکاران (1987) توزیع عناصر (روی، مس و کادمیوم) در متالوتیونین نتیجه­ای از این حقیقت است که بخش آلفا متالوتیونین وقتی که به طور کامل به­وسیله کادمیوم اشباع می­شود به طور ترمودینامیکی پایدارتر است هر چند بخش بتا وقتی تنها حاوی کادمیوم باشد پایدار نیست، از آنجایی که هر چند کادمیوم باعث اختلال در اتصال روی به متالوتیونین می­شود (برژوکا و همکاران، 2001). به طور کلی گزارشات در مورد تاثیر مکمل روی بر غلظت کادمیوم در کبد متفاوت می­باشد بعضی گزارشات کاهش غلظت کادمیوم را در کبد گزارش دادند (جماعی و همکاران، 2007).

2-11-3 اثر متقابل کادمیوم و روی در مرحله دفع

اطلاعات کمی در مورد دفع مدفوعی و ادراری روی در حیوانات که در معرض کادمیوم قرار گرفته­اند وجود دارد. اما محققین افزایش دفع مدفوعی روی را در بعضی از حیوانات آزمایشگاهی در نتیجه اثر متقابل میان این دو عنصر در سطح دستگاه گوارش را گزارش دادند. از آنجا که جذب روی در شرایط حضور کادمیوم کاهش می­یابد بخش جذب نشده روی مصرف شده که از طریق مدفوع دفع می­شود افزایش می­یابد (برژوکا و همکاران، 2001). اوموری[3] و همکاران (1985)، گزارش نمودند که کادمیوم ادرار همبستگی مثبتی با روی دارد اما دفع روی بلافاصله با توقف مصرف کادمیوم کاهش یافت و یکی از دلایل افزایش دفع ادراری روی در هنگام مصرف کادمیوم می­تواند به دلیل اختلال در باز جذب این عنصر به خاطر آسیب لوله­های کلیوی ناشی از کادمیوم باشد.

2-12 متالوتیونین

اصطلاح متالوتیونین تنها به پروتئین­های شامل خصوصیات زیر ارجاء داده می­شود؛ (1) پروتئین­هایی با وزن مولکولی کم (7000 تا6000 دالتون)، (2) حاوی فلزات سنگین زیادی باشند (7تا 12 اتم فلز به ازاء یک مولکول پروتئین)، (3) ترکیب اسیدآمینه­ای آنها شامل 23 تا 33 درصد سیستئین بدون پیوند دی­سولفیدی، اسیدآمینه­های آروماتیک یا هیستیدین باشد، (4) و توالی اسید آمینه­ای آنها با توزیع زنجیره جانبی سیستئین پوشش داده می­شود. متالوتیونین­ها با مقدار متفاوتی تقریباً در تمام بافت­های مهره­داران یافت می­شوند، اما با غلظت بالینی در کبد، کلیه و روده کوچک حضور دارند (دونن[4] و همکاران، 1987). متالوتیونین که ابتدا به عنوان پروتئین اتصال یابنده با کادمیوم شناخته شد و بعداً مشخص شد که این پروتئین به روی و مس نیز اتصال می­یابد (برژوکا و همکاران، 2001). بسیاری از محققین عقیده دارند که متالوتیونین نقش محافظتی مهمی در جلوگیری از سمیت عناصر سنگین از قبیل کادمیوم و جیوه دارد این عمل از طریق تشکیل کمپلکس متالوتیونین-عنصر صورت می­گیرد هر چند عمل اصلی متالوتیونین نگهداری و ذخیره یون­های آزاد Zn2+ و cu2+ در سلول­ها می­باشد همچنین به عنوان دهنده روی در بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی وابسته به روی عمل می­کند (برژوکا و همکاران، 2001). متالوتیونین به عنوان ذخیره کننده روی اضافی، می­تواند به عنوان منبع روی عمل می­کند و هنگام کمبود روی این عنصر را آزاد کند (کلاسن[5] و همکاران، 2009). بنابراین متالوتیونین نه تنها می­تواند از کمبود روی جلوگیری کند  بلکه می­تواند از سمیت روی و کادمیوم نیز جلوگیری کند. سطح روی در کنترل و از بین رفتن متالوتیونین در اغلب گونه­ها بسیار مهم می­باشد به طوری­که غلظت متالوتیونین هنگام کمبود روی پایین است و با افزودن روی به جیره مقدار این پروتئین افزایش می­یابد (لی[6] و همکاران، 1994). مس به طور ضعیف­تری نسبت به روی باعث تحریک سنتز متالوتیونین می­شود و می­تواند بعد از سنتز متالوتیونین ناشی از روی برای اتصال به این پروتئین با روی رقابت کند (برمنر، 1998).  بنابراین به نظر می­رسد که روی با توجه به قدرت بیشتر تحریک سنتز متالوتیونین نسبت به مس کارایی بیشتری در جلوگیری از سمیت کادمیوم داشته باشد. به عقیده برژوکا و همکاران (2001) به طور کلی دو فرضیه در مورد نقش متالوتیونین در جلوگیری از سمیت کادمیوم وجود دارد:

  • متالوتیونین با توقف رادیکال­های آزاد کادمیوم می­تواند از آسیب رادیکال­های آزاد و کادمیوم جلوگیری کند.
  • مصرف بالای روی، باعث افزایش سنتز متالوتیونین می­شود که با اتصال به کادمیوم و روی از جذب بیشتر این عناصر جلوگیری می­کند.

2-13 بنتونیت

بنتونیت یک ماده از دسته رس­ها و از کانی­های متورم شونده، تشکیل شده است که عمدتاً مونتموریلونیت[7] و به مقدار کمی بیدلیت[8] هستند. بعد از سال 1880 ” خاک با هزار نوع مصرف ” به نام کاشف آن ویلیام تیلور[9]، تیلوریت نام گرفت. بعدها دانشمندی به نام نایت با اقتباس از نام بنتون واقع در ایالت وایومینگ آمریکا که اولین بار رگه­ها در آنجا پیدا شده بود، نام آن را به بنتونیت تغییر داد (کریم­ پور، 1387).

بنتونیت به نام­های مختلفی مانند سدیم مونتموریلونیت، کلسیم مونتموریلونیت، خاک مونتموریلونیت، خاک اسمکتایت[10]، خاک آتشفشانی، خاک صابونی و صابون معدنی گفته می­شود. سدیم مونتموریلونیت با نام­هایی از قبیل سدیم بنتونیت، بنتونیت متورم، بنتونیت وایومینگ، یا بنتونیت غربی شناخته می­شود. اما کلسیم مونتموریلونیت با عناوینی نظیر کلسیم بنتونیت، بنتونیت غیر متورم، بنتونیت جنوبی، بنتونیت فولر[11] یا بنتونیت فرعی بیان می­گردد (آدامیس[12] و همکاران، 2005).

بنتونیت ماده­ای است معدنی از دسته رس‌ها یا شبه رس‌ها و از کانی‌های متورم شونده تشکیل شده است، که عموماً حاوی مونتموریلونیت[13] و به مقدار کم بیدلیت[14] هستند . به همین دلیل، منظور از بنتونیت، رسی است که ٩٠ درصد کانی مونتموریلونیت داشته باشد. نام مونتموریلونیت نیز از نام محلی در جنوب فرانسه به ‌نام مونتموریلون گرفته شده که دارای منابع بسیار زیادی بنتونیت است (کریم پور، ١٣٧٨). مونتموریلونیت دارای ساختار و حفرات در ابعاد نانو می‌باشد و در واقع یک نانو ساختار و نانو حفره می‌باشد که کلیه خواص بنتونیت را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد.

2-13-1 ساختمان بنتونیت

بنتونیت یک فیلوسیلیکات آلومینیوم دار با فرمول زیر می‌باشد:

( Na,Ca)0.33 (Al,Mg)2Si 4O10 (OH)2. nH2o

که اساسا از مونتموریلونیت یا کانی‌های گروه اسمکتیت تشکیل شده است. کانی‌های گروه اسمکتیت شامل سری‌های دی اکتاهدرال[15] و تری اکتاهدرال[16] است. کانی‌های سری دی اکتاهدرال عبارت‌اند از : مونتموریلونیت، بیدلیت، نانترونیت[17]. انواع تری اکتاهدرال شامل کانی‌های هکتوریت[18] و ساپونیت[19] است.

از خواص مهم کانی‌های خانواده اسمكتيت، جانشيني يوني، خاصيت شكل پذيري، انبساط و انقباض يوني آن‌ها را می‌توان نام برد. بر اثر هوازدگي در آب و هواي خشک اسمکتيت تشکيل می‌شود. در محیط‌های رسوبي رودخانه­اي و درياچه­اي غالباً کائولينيت[20] پايدار است، در صورتي­که در محیط‌های دريايي کائولينيت و اسمکتيت گاهي به ايليت تبديل می‌شوند. اسمکتيت از ترياس تا عهد حاضر يافت می‌شود و با افزايش عمق ابتدا به رس‌های بین لایه­ای و سپس می‌تواند به ایلیت تبدیل شود (کریم پور، ١٣٧٨).

2-13-2 انواع بنتونیت (مونتموریلونیت)

بنتونیت عموما به دو نوع تقسیم می‌شود:

١) سدیم مونتموریلونیت یا بنتونیت‌های متورم شونده[21] (که نوع دارای بار الکتریکی پایین یا وایومینگ نیز خوانده می‌شود).

Na0.3Al1.7Mg0.3Si4O10 (OH)2

٢) کلسیم مونتموریلونیت یا بنتونیت‌های غیر متورم[22] (که نوع دارای بار الکتریکی بالا یا چیتو[23] نیز خوانده می‌شود).

Ca0.3Al1.6Mg0.3Si4O10 (OH)2

بنتونیت‌های متورم یا بنتونیت‌های سدیم دار می‌توانند چندین برابر حجم معمولی خود آب جذب کنند و منبسط شوند، به‌طوری که حالت ژله ای، پلاستیکی و چسبندگی به خود بگیرند. این نوع بنتونیت در صنعت، معمولا در سیالات حفاری و دوغاب (گل آب) دیواره‌ها استفاده می‌شود. میزان جذب یونی، شکل پذیری، انبساط و انقباض در کانی بنتونیت سدیم دار از نوع کلسیم دار آن بیشتر است. ابعاد شبکه بنتونیت سدیم دار و کلسیم دار، از ٦/٩ آنگستروم در حالت معمولی به ٢٠ آنگستروم در صورتی که رطوبت محیط صد درصد باشد، افزایش خواهد یافت. از طرفی هرچه بنتونیت دارای درصد بالاتری مونتموریلونیت باشد از خاصیت تورمی بیشتری برخوردار است. دلیلی که سدیم مونتموریلونیت به این نام خوانده می‌شود این است که سدیم را به ‌عنوان فراوان‌ترین کاتیون قابل تبادل در خود دارد و ایجاد خاک رس تورمی می‌کند. سدیم مونتموریلونیت دارای ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی بوده و از کریستال‌های نازک و انعطاف­پذیری برخوردار است. این خصوصیات سبب پخش و پراکنش سریع در آب، گرانروی آبی بالا و توانایی استثنایی تشکیل لایه‌های نازک می‌شود. سدیم مونتموریلونیت در هنگام تماس با رطوبت به چندین برابر حجم توده خشک اولیه، افزایش حجم پیدا می‌کند. با این وجود، از میان اَشکال مختلف مونتموریلونیت کم‌ترین فراوانی را دارد.کلسیم مونتموریلونیت که کلسیم را به‌عنوان عمده‌ترین کاتیون تبادلی در خود دارد، از ویژگی‌های جذبی مشابه با سدیم مونتموریلونیت برخوردار است. با وجود این، اگر یون سدیم در دسترس باشد کاتیون کلسیم می‌تواند جای خود را به سدیم بدهد (کریم پور، ١٣٧٨).

2-13-3  انواع مصارف بنتونیت‌ها در دامپروری

خصوصیات ویژه بنتونیت از قبیل آبگیری، تورم و افزایش حجم با جذب آب، ویسکوزیته، ظرفیت بالای تبادل یونی و باند شدن با کاتیون‌های مختلف، آن را به ماده با ارزشی برای محدوده وسیعی از کاربردها در صنعت و سیستم‌های پرورشی و مزرعه­ای تبدیل کرده است (میازو[24]، ٢٠٠۵).

2-13-4  جذب و کاهش آمونیاک

در مزارع بزرگ پرورش دام و طیور حجم زیادی مدفوع و فضولات تولید می‌شود که موجب انتشار عوامل بیماری‌زا، آلودگی هوا و ایجاد بوی نامطبوع می‌شود. یکی از این گازهای مضر که موجب آلودگی محیط می‌شود، آمونیاک است. این گاز توسط باکتری‌ها و فعالیت آنزیم‌ها در مدفوع حیوانات و طیور تولید می‌شود و سپس وارد محیط اطراف حیوان شده و موجب مسمومیت حیوانات می‌شود (امون، ١٩٩٧). بنتونیت سبب جذب نیتروژن آمونیاکی و حذف اثرات مضر آن می‌شود. به همین دلیل در تصفیه فاضلاب گاوداری از آن استفاده می‌شود. به گونه­ای که استفاده از ٢۵/٦ درصد بنتونیت در فاضلاب، سبب جذب ۵٠ درصد نیتروژن آمونیاکی و فسفر محلول شد (لف کورت، ٢٠٠١). گراتا و همکاران (٢٠٠٨)، گزارش کردند که استفاده از بنتونیت در مدفوع و کود جوجه‌ها، باعث کاهش میزان قارچ‌ها می‌شود. بنتونیت با کاهش غلظت آمونیاک آب موجب افزایش ظرفیت اکسیژنی آب در استخرهای پرورش آبزیان می‌شود. از طرفی نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که استفاده از مکمل بنتونیت در جیره غذایی ماهی قزل­آلای رنگین کمان موجب شد تا وزن بدن، بازدهی مصرف خوراک، سرعت رشد و ذخیره پروتئین بدن بهبود پیدا کند (جاناتان، ٢٠٠٨).

 

2-13-5 جذب نیتروژن آمونیاکی

به منظور کاهش سميت ميزان بالاي نيتروژن آمونياکي در مايع شکمبه، استفاده از زئوليت و بنتونيت توصيه شده است. بنتونیت توانایی جذب نیتروژن آمونیاکی از مایع شکمبه و آزادسازی آن در مراحل بعدی را داد. ظرفیت جذب بنتونیت حدود 6 تا 12 میلی­گرم نیتروژن آمونیاکی به ازاء هر گرم بنتونیت می­باشد. این عمل جذب و رهاسازی به دلیل تبادل یونی انجام می‏شود. به‏واسطه این امر منبع نیتروژنی مداومی برای میکروب‏های شکمبه فراهم می‏شود. از این رو استفاده از آن خصوصأ در جیره­های حاوی مقادیر بالای اوره و پروتئین (قابل تجزیه) بسیار مؤثر است. حضور یون­های دیگر، pH محلول و نوع بنتونیت مصرفی از جمله عوامل مؤثر بر خاصیت جذبی بنتونیت هستند (اسپوسیتو و همکاران، 2007).

طی چند مرحله آزمایش اثر اضافه کردن بنتونیت بر غلظت نیتروژن آمونیاکی شکمبه (در شرایط آزمایشگاهی) توسط بریتون[25] (1978) مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول اثر افزودن بنتونیت به کازئین، کنجاله سویا، یا اوره بررسی شد. ترکیب بنتونیت با کازئین، کنجاله سویا و اوره پس از 4 ساعت انکوباسیون منجر به کاهش در غلظت نیتروژن آمونیاکی شکمبه شد (به ترتیب 35، 5/35 و 62 درصد) و پس از 24 ساعت تفاوت در غلظت نیتروژن آمونیاکی محیط حاوی کازئین و کنجاله سویا حفظ شد، در­صورتی­که در خصوص اوره، غلظت نیتروژن آمونیاکی پس از 24 ساعت تفاوتی با گروه شاهد نداشت. در مرحله دوم بنتونیت سدیم به دو روش مرطوب و غیر مرطوب به کنجاله سویا افزوده شد. بر اساس نتایج بدست آمده افزودن بنتونیت به مواد ذکر شده به­صورت مرطوب و سپس خنک کردن مخلوط حاصل در 65 درجه سانتیگراد، تأثیر بیشتری بر کاهش غلظت نیتروژن آمونیاکی محیط نسبت به روش غیر مرطوب داشت و در جیره گوسفندان پرواری 2 و 4 ساعت پس از خوراک دادن غلظت نیتروژن آمونیاکی به­طور معنی­داری کاهش یافت.

ونگلوسکی و همکاران[26] (1998) نیز گزارش نمودند که جذب آمونیاک توسط زئولیت زودتر و در ساعات اولیه قرار گرفتن در محیط انجام می­شود در­صورتی­که در بنتونیت با تأخیر و در ساعات بعدی صورت می‏گیرد.

 

2-13-6 تأثیر بنتونیت بر پارامترهای تخمیر و جمعیت میکروبی شکمبه

برخی از آزمایشات حاکی از تأثیر بنتونیت بر بهینه‏سازی محیط تخمیر و نهایتاً محصولات تخمیر شکمبه است. در‏حالی­که بعضی پژوهش­های دیگر بیانگر تأثیر غیر مستقیم بنتونیت به­واسطه تغییر در جمعیت میکروبی یا فعالیت آنزیم­های موجود در محیط است (اسلامووا و همکاران[27]، 2011).

گوشل و همکاران[28] (1998) با اضافه کردن 2، 3، 4 و 6 درصد بنتونیت به ماده خشک جیره تأثیر بنتونیت بر پارامترهای تخمیر را مورد مطالعه قرار دادند. نتایج گزارش شده از این پژوهش حاکی از آن است که اضافه کردن بنتونیت در مجموع تأثیری بر قابلیت هضم ماده خشک و ماده آلی در شرایط آزمایشگاهی نداشت ولی با افزایش میزان بنتونیت، غلظت نیتروژن آمونیاکی در شرایط آزمایشگاهی کاهش یافت. در ادامه این پژوهش مقادیر 2 و 4 درصد بنتونیت به جیره گوساله­های نر، غلظت نیتروژن آمونیاکی در شکمبه کاهش، ولی تأثیری بر ترکیبات نیتروژن دار غیر پروتئینی خون نداشت.

نتایج آزمایش سونس[29] و همکاران (1988) با استفاده از 2 درصد بنتونیت در جیره گوسفندان پرواری نشان داد که افزودن بنتونیت به طور معنی­داری سبب افزایش pH شکمبه شد، ولی تأثیری بر غلظت لاکتات و نسبت استات به پروپیونات در شکمبه و خون نداشت. آیتچیسون و همکاران[30] (1986) گزارش کردند که افزودن بنتونیت سبب افزایش pH محیط انکوباسیون شد ولی اثر معنی­داری بر غلظت کل اسیدهای چرب فرار نداشت و فقط نسبت مولی استات به پروپیونات کاهش یافت.

براساس گزارشات موهینی[31] و همکاران (2001)، افزودن 6 درصد بنتونیت سدیم به طور معنی­داری قابلیت هضم پروتئین خام را افزایش داد در حالیکه قابلیت هضم الیاف خام کاهش یافت. همچنین غلظت کل اسیدهای چرب فرار افزایش و غلظت استات به طور معنی­داری کاهش یافت. گالین و چابوت[32] (1981) در مطالعه اثر افزودن 4 درصد بنتونیت، کلینوپتیلولیت، غبار کارخانجات سیمان و نوعی بافر تجاری بر فراسنجه­های تخمیر، گزارش نمودند که سه ساعت پس از مصرف خوراک، pH شکمبه گوساله­هایی که بافر تجاری را مصرف کرده بودند، 68/6، 6/6، 6/6، 56/6 و 44/6 به ترتیب برای شاهد، بنتونیت، غبار سیمان وکلینوپتیلولیت بود.

جیکس[33] و همکاران (1986) اثرات افزودن 2 درصد بنتونیت سدیم بر قابلیت هضم و فراسنجه­های تخمیر در گوساله­های نر را بررسی کردند. بر­اساس نتایج این آزمایش بنتونیت سدیم، قابلیت هضم دیواره سلولی و دیواره سلولی بدون همی­سلولز را کاهش داد. بنتونیت غلظت مولی ایزوبوتیرات را در شکمبه کاهش داد ولی بر نسبت سایر اسیدهای چرب فرار اثری نداشت. ایوان و همکاران (2001) اثر افزودن 2 درصد بنتونیت و 2 درصد بنتونیت به همراه 2/2 درصد کازئین به جیره های حاوی کنجاله خرمای روغنی را در گوسفند مورد بررسی قرار دادند. بر اساس نتایج این آزمایش افزودن بنتونیت اثر زیادی بر pH شکمبه نداشت، و  سبب افزایش قابلیت هضم ماده آلی و دیواره سلولی شد. هر چند این کار غلظت نیتروژن در مایع شکمبه را افزایش داد، ولی قابلیت هضم نیتروژن را در کل دستگاه گوارش به طور غیر معنی­داری کاهش داد.

ها[34] و همکاران (1979) دریافتند که افزودن 2 درصد بنتونیت به جیره حاوی مقادیر بالای کنسانتره اثر معنی‏داری بر فراسنجه­های تخمیری در بره­های پرواری نداشت ولی pH مدفوع و ذخیره منیزیم در بدن افزایش یافت.

مورن[35] (2005) بیان کرده است که استفاده از سدیم بنتونیت به میزان 4 درصد ماده خشک جیره هضم دانه­ها را در شکمبه متعادل می­کند و از مصرف بیش از حد دانه توسط گاو جلوگیری می­کند. آقا شاهی (1384) گزارش کرد که استفاده از 2 درصد بنتونیت فراوری شده و نشده و کلینوپتیلولیت تأثیری بر غلظت نیتروژن آمونیاکی در شرایط درون شیشه­ای نداشت ولی استفاده از 4 درصد از این مواد معدنی به طور مؤثری غلظت نیتروژن آمونیاکی را خصوصاً در ساعات اولیه پس از انکوباسیون کاهش داد. دانش­مسگران (1384) گزارش کرد که استفاده از 350 گرم بنتونیت سدیم در روز به ازای هر راس گاو هلشتاین اثر غیر معنی­داری بر میزان تولید شیر گاوهای شیری پر تولید دارد. افزودن بنتونیت سدیم به جیره­های کم علوفه به طور مختصری تولید و چربی شیر را افزایش می­دهد.

 

2-14 بنتونیت و میکروارگانیسم‏های شکمبه           

پروتوزوآهای شکمبه گروه بسيار تخصص يافته‌اي از ميکروارگانيسم‌ها هستند که تنها در شکمبه و يا زيستگاه‌هاي نسبتاً مشابه مي‌‌توانند زیست کنند. اين ميكروارگانيسم‌ها در برابر شرايط حاكم بر شكمبه و خصوصیات جيره بسيار حساسند (دهوريتي[36]، 2003). نیمی از فعالیت متابولیکی شکمبه توسط باکتری­ها صورت می­گیرد و نسبت جمعیتی آن­ها در شکمبه نیز تقریبا در همین حدود می­باشد. باکتری­های شکمبه براساس نوع سوبسترای مورد استفاده به گروه‏های باکتری­های هضم کننده سلولز، همی سلولز، پکتین، نشاسته، اوره، قندها، پروتئین، لیپید، مصرف گننده اسید و یا تولید کننده آمونیاک و متان تقسیم می­شوند. قارچ­ها نیز در حدود 8 درصد از جمعیت موجود در شکمبه را تشکیل می­دهند. تآثیر قارچ‏ها نیز بر تخمیرات شکمبه­ای دقیق مشخص نیست اما استفاده از مواد فیبری در جیره موجب افزایش جمعیت قارچ­ها در شکمبه خواهد شد (هابسون و استیوارت[37]، 1997).

اطلاعات محدودی در مورد اثر بنتونیت روی باکتری‏ها و قارچ‏ها وجود دارد اما اثر بنتونیت در چندین مطالعه گزارش شده است. محققان گزارش کردند که بنتونیت سبب تغییر فعالیت‏های متابولیکی میکرواورگانیسم­های شکمبه و عرضه بهتر غذا و پروتئین باکتریایی با حذف و یا کاهش جمعیت پروتوزوآها می­باشد ( آتچیسون و همکاران، 1986). به طوری که آزمایش میکروسکوپی از مایع شکمبه با افزودن بنتونیت به آن نشان داد که برخی از بنتونیت توسط پروتوزوآها  به جای نشاسته بلعیده شده، اما اثرات کشنده بنتونیت در سطح سلول باعث تداخل در حرکت مژک­ها و قدرت تحرک و در نتیجه جلوگیری از جابجایی آنها به خصوص هولوتریش­ها می­باشد (والاس و نیوبولد[38]، 1991).

در گزارش گالیندو[39] و همکاران (1990) استفاده از زئولیت اثری افزایشی روی جمعیت باکتری‏های سلولتیک شکمبه داشت. جمعیت این باکتری‏ها تحت تاثیرpH  شکمبه قرار دارد. می‏توان پیشنهاد نمود که رشد مطلوب میکرواورگانیسم‏های سلولتیک در pH حدود 7/6 صورت می‏گیرد و تغییرات زیاد pH بالاتر یا پایین­تر از حد مانع رشد آنها می‏شود.

2-15 دیگر ویژگی‌های جذبی

پرندگان و دیگر حیوانات در طبیعت، گاهی ممکن است دانه­ها و یا میوه­های سمی مصرف کنند، لذا برای پیشگیری از اثرات سم بر بدنشان تمایل به خوردن کانی­های رسی از خود نشان می­دهند. همچنین این ترکیبات علاوه بر سم زدایی، در پاک کردن روده از باکتری­های مضر هم نقش مهمی دارند. تاثیرات سودمند بنتونیت جیره بر سلامتی انسان‌ها و حیوانات اهلی، توسط بسیاری از محققان به اثبات رسیده است. بنتونیت به‌عنوان یک افزودنی خوراکی، می‌تواند آلاینده‌های مختلفی از قبیل: کاسیوم رادیواکتیو (راچوبیک، ٢٠٠١)، استرونتیوم رادیواکتیو (راچوبیک، ٢٠٠1)، آفلاتوکسین‌ها (شل، ١٩٩٣) و کادمیوم (گروسیسکی، ٢٠٠٠) را جذب کند و مقادیر کمتری را برای دستگاه گوارش در دسترس بگذارد. در مواردی دیگر، بنتونیت جاذب مطلوب فلزات سنگین و باکتری‌­ها (کاتسوماتا، ٢٠٠٣) و عوامل سمی و ضد تغذیه­ای (فیلپس، ٢٠٠٢) بوده­اند. خنثی سازی، دفن و مدیریت زباله‏های حاصل از استفاده مواد رادیواکتیو در نیروگاه­های هسته­ای، پزشکی، صنایع و مراکز تحقیقاتی یکی از معضلات اساسی زیست محیطی است. براساس مقرارت آژانس بین المللی انرژی اتمی، این مواد پس از عمل‏آوری و به حد استاندارد رساندن در محل مناسب و در پوشش لایه­ای از خاک رس و ترجیحاً بنتونیت دفن می­شوند. با افزایش زمان تماس، میزان جذب سزیم و استرانسیم افزایش می­یابد و در مدت 60 دقیقه به حداکثر جذب 98 درصدی می‏رسد. علاوه بر این تغییر pH تاثیر چندانی در میزان جذب سزیم و استرانسیم ندارد و فقط در 8 = pH، میزان جذب سزیم و در pH بالاتر از 10، میزان جذب استرانسیم اندکی افزایش می­یابد. در مطالعه الدواری[40] و همکاران (2012) جذب نیکل و کبالت توسط مخلوط بنتونیت و زئولیت مورد بررسی قرار گرفته است که ظرفیت جذب برای نسبت مساوی از این دو مخلوط گزارش شده است. در مطالعه واچجودین[41] و همکاران (1990) جذب کروم (III)، نیکل (II)، کروم (II)، مس (II) و سرب (II) بر روی کائولینیت خام و نوع فعال شده آن، همچنین کلسیم و بنتونیت سدیم برای حذف فلزات سنگین مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد بنتونیت کلسیم برای تمامی کاتیون­ها ظرفیت جذب بالاتری نسبت به بنتونیت سدیم و کائولن خام دارد. در مطالعه­ی آیوسا و سانچز[42] (2003)، جذب نیکل توسط بنتونیت سدیم و بنتونیت کلسیم بررسی شده است که ظرفیت جذب بیشتر برای بنتونیت سدیم گزارش شده است. در کل مطالعات نشان داده‌اند که بنتونیت قادر به جذب عناصر سنگین می‌باشد اما اثرات آن در شرایط افزایش غلظت این عناصر در شکمبه نیاز به مطالعات گسترده‌تری دارد. در مطالعه­ی گوپتا و ساسمیتا (2008) امکان استفاده از دو مواد معدنی مهم و رایج خاک رس، کائولینیت و مونتموریلونیت، به عنوان جاذب برای حذف فلزات سنگین سمی مورد بررسی قرار گرفته است. مونتموریلونیت و فرم های اصلاح شده آن دارای ظرفیت بسیار بالاتر برای جذب فلزات سنگین،  نسبت به کائولینیت و همچنین کائولینیت اصلاح شده است.

يکي از اصول مهم جهت کنترل بيماري‏ها، بهداشت و کنترل آلودگي‏هاي خوراک دام و طيور مي‏باشد. زيرا خوراک بيشترين اقلام ورودي به مزارع پرورش دام و طيور را تشکيل داده و مي‏توانند به صورت مستقيم در حيوان ايجاد بيماري نمايند و يا باعث ايجاد زمينه مناسب براي بروز بيماري‏هاي ديگر در حيوان گردند. همچنين مي‏تواند با ايجاد آلودگي در چرخه توليد غذاي انسان، باعث ايجاد بيماري در انسان گردند. به‏طور خلاصه جهت توليد غذاي سالم براي انسان، بايد عوامل بيماري‏زا را از ابتداي چرخه توليد غذا، يعني از خوراک دام و طيور، کنترل کرد. آفلاتوکسيکوز حاد در گاو کاملاً شناخته شده است و علائم درمانگاهي از جمله کاهش اشتها، کاهش شديد توليد‏شير، کاهش وزن و آسيب‏هاي کبدي را بروز مي‏دهد. همچنين آفلاتوکسيکوز مزمن در گاوهاي شيري و گوشتي باعث کاهش بهره‏وري جيره، تضعيف ايمني و کاهش توان توليد مثل مي‏گردد که اثرات اقتصادي زيانباري را به همراه دارد. لازم به ذکر است که آفلاتوکسين مصرفي در گاوهاي شيري از طريق شير حيوانات دفع مي‏شود (گارسيا[43]، 2010).

استفاده از خاک رس یکی از عملی‏ترین و به ‏طور معمول مورد استفاده در خوراک دام­ها بوده و روشی برای کاهش جذب مایکوتوکسین­ها در حیواناتی است که به ‏دلیلی دارای مصرف آفلاتوکسین می­باشند (دیاز و اسمیت[44]، 2005). مکانیسم اساسی تاثیر این ترکیبات، برقراری پیوند برگشت ناپذیر با آفلاتوکسین موجود در خوراک است. بنابراین آن­ها جذب آفلاتوکسین را از لوله گوارشی کاهش می­دهند. بنتونیت به عنوان یک ماده چسباننده در تولید پلت و نیز به عنوان یک ماده جاذب سموم قارچی مطرح می­باشد. با توجه به عدم وجود آثار سوء ناشی از مصرف بنتونیت و نیز قابلیت آن در کاهش شدت مایکوتوکسیکوزیس به خصوص آفلاتوکسیکوزیس و عدم تاثیر بر بازده مواد ضروری خوراک در دزهای توصیه شده، استفاده از آن مناسب و مقرون به صرفه خواهد بود. استفاده از بنتونیت در گاوهای شیری زمانی که جیره حاوی مقادیر بالای دانه­ها، احتمال حضور کپک‏ها در جیره، تست چربی شیر پایین، حالت بازی مدفوع و دام دچار گندخواری شده است بسیار توصیه می‏شود. در پایان می­توان ذکر کرد که ساختمان شیمیایی ماده جاذب و مایکوتوکسین، نوع جاندار، ویژگی­های دستگاه گوارش به خصوص pH بر میزان قابلیت جذب ماده جاذب تاثیر می­گذارد (کیانوش، 1391).

 

[1] Elinder

[2] Funk

[3] Ohmori

[4] Dunn

[5] Klassen

[6] Lee

[7] Montmorilonite

[8] Bidelite

[9] Williyam Teilor

[10] Smectite

[11] Foler

[12] Adamis

[13] Montmorillonite

[14] Bidellite

[15] Dioctahedral

[16] Three octahedral

[17] Nontronite

[18] Hectorite

[19] Saponite

[20] Kaolinite

[21] Swelling bentonite

[22] Non-swelling bentonite

[23] Cheto

[24] Miazzo

[25] Britton

[26] Venglovski

[27] Slamova

[28] Ghoshal

[29] Sons

[30] Aitchison

[31] Mohini

[32] Galyean and Chabot

[33] Jacques

[34] Ha

[35] Moran

[36] Dehority

[37] Habson and Stewart

[38] Wallace and Newboled

[39] Galindo

[40] Al dwairi

[41] Wachjudin

[42] Ayusa and Sanchez

[43] Garcia

[44] Diaz and Esmit