اثر ترکیبات ثانویه گیاهی بر تخمیر

۲ دقیقه خواندن

دست‌کاری تخمیر شکمبه و تولید متان با متابولیت­های ثانویه گیاهی PSM (بخش اول) ۱-مقدمه:

مشکل مهمی که دنیای ما با آن مواجه است انتشار گازهای گل خانه‌ای توسط فعالیت‌های انسانی است. درحالی‌که همه‌ی توجهات به سوی co۲ به عنوان دلیل اصلی گرمایش جهانی است غلظت متان، کلروفروکربن­ها ودی اکسید نیتروژن در ۱۵۰ سال گذشته افزایش‌یافته و احتمالاً سهمی در گرمایش جهانی داشته باشد که اثراتی بر انواعی از گونه‌های گیاهی و جانوری جهان دارد اگرچه بیشتر اثرات مهیج و مورد انتظار آن مثل کاهش محصولات گیاهی به دلیل خشک‌سالی و تغییرات آب و هوایی در دهه‌های آینده آشکار خواهد شد این روند ممکن است باعث خسارت به تولیدات دامی شود و حتی تاثیرات اقتصادی و اجتماعی داشته باشد در نتیجه باید به دنبال راه حل فوری برای کاهش انتشار گازهای گل خانه‌ای از همه‌ی منابع به خصوص صنعت و کشاورزی باشیم.

سهم نشخوارکنندگان اهلی از انتشار متان ۳۳-۱۵% است متان تولیدی توسط نشخوارکنندگان اهلی ۱۵-۲% انرژی خام دریافتی را دربرمیگیرد. هدف ما افزایش دانش در کاربرد مواد شیمیایی گیاهی برای دست‌کاری در تخمیر شکمبه و کاهش انتشار متان از نشخوارکنندگان مزرعه‌ای است.

۲- ترکیبات فعال زیستی گیاهی plant secondary metabolites(PSM) :

بیوسنتز ترکیبات ثانویه‌ی گیاهی از راه روش‌های سخت تنظیمی پرهزینه است و ممکن است وابسته به محیط فصل یا محرک‌های بیرونی باشد. بیشتر ترکیبات ثانویه دارای فعالیت بیولوژیکی در سایر سلول‌های زنده هستند اثر آن‌ها در بعضی مراحل متابولیکی و یا میزان رشد بعضی از میکروب­هاست. به همین دلیل شرکت‌ها معمولاً ترکیبات فعال گیاهی را در دسته دستاوردهای جدید به عنوان مکمل غذایی یا دارو عرضه می‌کنند.

بیش از ۲۰۰ هزار ترکیب تعریف‌شده‌ی فعال گیاهی تعیین هویت شده‌اند که تانن‌ها در این میان از اهمیت بیشتری برخوردارند. کلاس‌بندی این ترکیبات مشکل است زیرا در راه‌های متابولیکی سنتز، خصوصیات و مکانیزم های فعالیت آن‌ها اشتراکاتی وجود دارد و ثابت کردن تفاوت‌ها مشکل است. این مواد می‌توانند به ترپن­ها فنول­ها و الکالویید­ها تبدیل شوند. ترپن ها و ایزو ترپنوئیدها کلاس‌های ساختمانی و وظیفه‌ای متفاوتی دارند آن‌ها تشکیل‌شده‌اند از ایزوپنتیل دی فسفات (ایزوپرن) و بر اساس شماره‌ی واحد ایزوپرنی کلاس‌بندی می‌شوند مونوترپن c۱۰ بیش‌ترین نماینده‌ی تشکیل مولکول چربی‌های ضروری است و در انواع ساختمان‌ها موجود است.

ساختمان تانن‌ها

مونوترپن­ها شامل چندین نوع از ترکیبات با انواعی از رادیکال‌های ساختاری نظیر کربورها والکلها (گرانول مندول) آلدئیدها، کتون­ها استرها، اترها، اپوکسیدها و فنولها است. سسکویترپن­ها c۱۵ ساختمان مشابهی با مونوترپن­ها دارند معمولا با مونوترپن­ها ذخیره می‌شوند. دی ترپن c۲۰ اسیدهایی هستند که رزین می‌سازند. تری ترپنها c۳۰ یکی از مهم‌ترین اجزای ترپن­ها به دلیل گستردگی آنها در قلمرو گیاهی هستند و کاربرد آن‌ها در داروسازی است. از ترکیبات مهم در این دسته استروئیدهای تری ترپنیک و یا استروئید ساپونین ها و گلیکوزیدهای کاردیوتونیک است. استروئید های محرک رشد گیاهی و ساپونینها در صنعت داروسازی کاربرد دارند زیرا فعالیت ضد فساد میکروبی دارند.

تتراترپن ها c۴۰ شامل کاروتنوئیدها و گزانتوفیل ها هستند. کاروتنوئیدها نقش کلیدهای فیزیولوژیکی را بازی می‌کنند و فعالیت ضد توموری دارند که از فعالیت آنتی اکسیدانی آن‌ها ناشی می‌شود. پلی ترپنها c>۴۰ که می‌توانندآزاد یا به صورت متصل با ترکیبات کینونی باشند. فنول­ها توصیف می‌شوند به داشتن کمترین حلقه ی آروماتیک با یک یا چند گروه هیدروکسیل و براساس منشا بیوسنتتیک شان تقسیم می‌شوند و از پلی کتیدها استوگنین­ها (کوئینون و نفتوکوینون) مشتق می‌شوند.فلاوونوییدها بزرگ‌ترین دسته ترکیبات پلی فنولیک دارای ۱۵ کربن با دو حلقه آروماتیک هستند دسته اصلی فلاوونوئیدها فلاون­ها هستند مثل تو تئولین. فلاونوئیدها به عنوان تنظیم کننده‌های اولیه متابولیسمی هستند و با تولید رنگ‌های جذاب در گلها به گرده افشانی کمک می‌کنند و خواص ضد میکروبی دارند. آلکالوئیدها ترکیباتی هستند که بیشتر اثرات دارویی دارند بسیاری از آن‌ها به شدت سمی هستند.

ترکیبات فعال زیستی گیاهی

ترکیبات فعال زیستی گیاهی از مهم‌ترین پژوهش‌های معاصر در تولید جایگزین برای افزودنی های خوراکی اند زیرا بعضی از آن‌ها پتانسیل تغییر و اصلاح تخمیر شکمبه در جهت کاهش تولید متان نشان می‌دهند. در این مقاله هدف بررسی ۴ گروه رایج با پتانسیل کاربرد در تغذیه نشخوارکنندگان شامل, ساپونین­ها تانین ها ارگانو سولفور­ها و چربی‌های ضروری است.

تانن­­ها پلی فنل های باند کننده پروتئین‌ها هستند که در بسیاری از گیاهان علوفه‌ای به واسطه‌ی اثر بازدارندگی بر عملکردهای روده و شکمبه باعث کاهش ارزش تغذیه‌ای می‌شوند. علاوه بر تأثیر تانن‌ها بر عملکرد روده و شکمبه مطالعات نشان می‌دهد که تانن‌ها اثر بازدارندگی بر متابولیسم و برداشت مواد مغذی در هزارلا و روده باریک نشخوارکنندگان دارند. کاهش فعالیت آنزیم­های آلکالین فسفاتاز و آمینوپپتیداز N و تخریب ساختمان میکروویلی های روده از دیگر تاثیرات تانن است. بعضی از حیوانات، با ترشح پروتئین های باند کننده تانن­ها، یا با استفاده از میکروب­هایی که در شکمبه تانن را هضم یا تجزیه می‌کنند، یا تولید آنزیم هایی برای خنثی‌سازی و هضم تانن‌ها به تانن‌ها عادت می‌کنند.