دانستن چگونگی اثر فیتاز بر کلسیم و فسفر

فیتاز

آنزیم فیتاز در یک سطح استاندارد به اغلب جیره­‌های طیور اضافه می­‌شود، گذشته از این حقیقت که پیش بینی پاسخ پرنده دشوار است. فیتازهای تجاری در دسته هیستیدین اسید فیتازها رده بندی می­‌شوند که فیتازهای دارای فعالیت عمومی هستند. اگر چه شمار و رده‌­های مختلفی از فیتازها شناخته شده است،

اما غربال کردن و ساخت آن­‌ها به روش­‌های مقرون به صرفه دشوار است. در نتیجه تنها تعداد معدودی از محصولات مختلف به صورت تجاری استفاده می‌­شود.

ساز و کار فیتاز

بیشتر فسفر موجود در مواد گیاهی به شکل فیتات در فرم میواینوزیتول هگزاکیس فسفات (IP6) است، اگر چه دیگر استرها ازIP5 تا IP2 نیز در مقادیر کمتر موجود است.

فسفر موجود در IP6 در روده کوچک خیلی محلول نیست و بنابراین بدون استفاده خواهد ماند مگر آنکه حداقل یکی از گروه‌­های فسفات آن حذف شود.

جیره­‌های طیور به طور میانگین حدود ۱۰ گرم در کیلوگرم IP6 دارند و هر کیلوگرم IP6 حاوی ۲۸۲ گرم فسفر است. فیتاز برون­‌زادی در سطوح استاندارد مورد استفاده ۳۵ تا ۴۰ درصد IP6 جیره را تجزیه می‌­کند.

در مورد مرغ‌­های تخم­‌گذار، استفاده از ۵۰۰ واحد (FTU) فیتاز، ۵۸ درصد از فیتات جیره را تجزیه کرد. به نظر می­‌رسد که فیتاز در مرغ­‌های تخم‌گذار موثرتر از جوجه­‌های گوشتی باشد که احتمالا به زمان ابقای بالاتر خوراک در قسمت­‌های بالایی دستگاه گوارش مربوط است.

فیتاز در مرغ تخم‌گذار

این اختلافات در سطوح توصیه پایین تر فیتاز برای مرغ‌­های تخم‌­گذار انعکاس پیدا می­‌کند. دفسفریلاسیون IP6 در یک مرحله رخ نمی­‌دهد بلکه فیتاز ۵ تا ۶ زیر واحد IP6 را در یک روند گام به گام آزاد می­‌کند. محصول نهایی این فرایند IP2 است.

اغلب به طور ناصحیح پنداشته می­‌شود که فقدان فیتاز درون­‌زادی عامل هضم ضعیف فیتات در طیور است.

طیور فعالیت موثر فیتازی/فسفاتازی در مخاط روده دارند و می‌­توانند به سادگی فیتات را دفسفریله و فسفات و اینوزیتول تولید کنند، اما مشکل حلالیت پایین سوبسترا در روده کوچک است (IP6 تنها ۲ درصد در روده کوچک خوک‌­ها حل می‌­شود). میزان حلالیت فیتات به غلظت کاتیون­‌های چند ظرفیتی در مجرای روده بستگی دارد.

Zn^۲+ قوی‌­ترین مهار کننده هیدرولیز IP6 است و Fe^۲+، Mn^۲+، Fe^۳+، Ca^۲+ و Mg^۲+ در رتبه‌­های بعدی قرار می­‌گیرند. در عمل، کارایی فیتاز بیشتر تحت تاثیر کلسیم (کاتیون غالب جیره) قرار می‌­گیرد.

اضافه کردن فیتاز برون‌زادی به جیره

اضافه کردن فیتاز برون­‌زادی به جیره، اثر قابل توجهی روی مقرون به صرفگی فرآیند تغذیه حیوان دارد و قابلیت هضم فسفر را حداقل به میزان ۱ گرم در کیلوگرم جیره بهبود می‌­دهد. چنین بهبودی منجر به یک صرفه‌­جویی حدود ۵ تا ۶ گرمی در فسفر غیر آلی جیره می­‌شود و فیتاز را به یک افزودنی خوراکی بسیار مقرون به صرفه تبدیل می­‌کند.

بررسی داده‌­های منتشر شده توسط تولیدکنندگانِ مختلف فیتاز، نشان می­‌دهد که فیتازهای مختلف بین ۱ تا ۱/۵ گرم فسفر قابل دسترس به ازای هر کیلوگرم جیره را تامین می­‌کنند. با این وجود، همه این شرکت­‌ها یک توصیه ثابت برای همه جیره‌­های تغذیه شده دارند که تا حدودی غیر منطقی است.

سلا و همکاران (۲۰۰۹) با بررسی منابع مربوط به ساز و کار اثر فیتاز، دانش چگونگی و چرایی عمل این آنزیم و چگونگی بر همکنش آن با دیگر اجزای جیره به ویژه کلسیم را بهبود دادند.

در PH پایین، حضور یون‌­های هیدروژن باعث می‌­شود که بیشتر گروه­‌های دارای بار منفی فسفات در فیتات، پروتونه شوند.

پروتونه و شارژشدن

به محض پروتونه و شارژ شدن، گروه‌­های فسفاتِ دیگر با یون­‌های دارای بار مثبت مانند کلسیم و روی، یا دیگر اجزای جیره مانند اسیدهای آمینه و نشاسته کیلات نمی­‌شوند.

در این حالت مولکول فیتات به حملۀ فیتاز حساس خواهد بود و تجزیه می‌­شود. با افزایش PH در روده کوچک (بالای ۵)، گروه­‌های فسفات بار منفی می‌­گیرند و با کاتیون‌­ها یا مولکول­‌هایی مانند اسیدهای آمینه باند می‌­شوند.

با افزایش هر چه بیشتر PH، کمپلکس فلز-فیتات به هضم در برابر فیتاز مقاوم‌­تر می­‌شود. فیزیولوژی تغذیه کلسیم و فسفر به شکل جدایی­‌ناپذیری به هم گره خورده و کارایی فیتاز تابع پیچیده­‌ای از غلظت­‌های کلسیم، فسفر و فسفر فیتاتی است.

شناخت این تقابلات و دانستن چگونگی اثر فیتاز بر آن­ها جهت استفاده از این آنزیم با کارایی بالا ضروری است. مولکول ویژه تشکیل شده یک کمپلکس کلسیم-فیتات نامحلول شامل Ca5K2- فیتات است.

یک جیره متداول جوجه گوشتی حاوی ۸ تا ۱۰ گرم کلسیم است که یک سوم از آن در ایلئوم به شکل کمپلکس کلسیم-فیتات در می­‌آید. افزایش سطوح مولی کلسیم در جیره تشکیل کمپلکس­‌های نامحلول را در ایلئوم افزایش می‌­دهد که یک اثر مستقیم (منفی) روی کارایی فیتاز دارد.

افزایش کلسیم جیره

پلامستد و همکاران (۲۰۰۸) نشان دادند که افزایش کلسیم جیره جوجه‌های گوشتی از ۴/۷ به ۱۱/۶ گرم در کیلوگرم قابلیت هضم ایلئومی فسفر فیتاتی را به صورت خطی تا ۷۱ درصد کاهش می­‌دهد، اگر چه فیتاز در این مطالعه خاص استفاده نشده بود.

اثر سطوح افزایشی کلسیم جیره بر کاهش قابلیت هضم ایلئومی فسفر در جیره‌­های مکمل شده با فیتاز بیشتر از تاثیر آن در جیره­‌های بدون فیتاز بود. در سطوح بالاتر کلسیم (۱۱/۶ گرم در کیلوگرم) اضافه کردن فیتاز اثری روی قابلیت هضم فسفر نداشت.

فیتاز و اثر آن بر کلسیم و فسفر

فیتاز و اثر آن بر کلسیم و فسفر تامین نسبت مناسب کلسیم و فسفر در جیره طیور برای توسعه طبیعی استخوان­‌ها و عملکرد رشد ضروری است. اضافه کردن فیتاز به جیره می‌­تواند این نسبت را به دو دلیل تغییر بدهد. اولا سطوح بالای کلسیم جیره، اثر منفی بر کارایی فیتاز دارد و دوم اینکه می‌­دانیم که IP6 و IP5 کیلات کننده‌­های قوی کلسیم هستند.

مطالعات آینده درباره نیاز کلسیم و فسفر جوجه‌­های گوشتی ضرورتاً مجبور خواهند بود که نوع فیتاز را در نظر بگیرند. متخصصین تغذیه باید از درستی استفاده از فیتاز اطمینان حاصل کنند و نیز مطمئن شوند که غلظت‌­های مورد استفاده از کلسیم و فسفر در دامنه سطوح قابل قبول آن‌ها است.

این مساله هنگام استفاده از سطوح بالاتر از حد متعارف فیتاز یا استفاده از آنزیم‌­های چند گانه در جیره اهمیت ویژه پیدا می­‌کند.

علاوه بر این، فیتاز باید به صورت یکنواخت در خوراک توزیع شود و گرما نباید به آن آسیب بزند.

برای مطالعه کامل کلیک کنید.