7 بدائل مدعومة بالأبحاث للمضادات الحيوية العلفية: دليل تطبيق إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية

مع استمرار قطاع تربية الحيوانات العالمي في التقدم نحو تقليل استخدام الأدوية المضادة للميكروبات، تبحث شركات الأعلاف ومجموعات التربية عن بدائل أكثر استدامة وثباتًا للمضادات الحيوية العلفية.

تشمل البدائل الشائعة حالياً للمضادات الحيوية العلفية: إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية، والبروبيوتيك، والبريبيوتيك، والسينبيوتيك، وإضافات الأعلاف النباتية، والإنزيمات العلفية، والببتيدات المضادة للميكروبات والبكتيريوفاجات.

من بينها، تستطيع إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية تغطية حفظ مواد العلف الخام، ونظافة العلف النهائي، وإدارة الحموضة، وبيئة الهضم لدى الحيوان في نفس الوقت، لذلك عادة ما تكون مناسبة كأساس هام لخطة متكاملة لتقليل الاعتماد على المضادات الحيوية. ولكن يجب التأكيد على أنه لا يوجد نوع واحد من إضافات الأعلاف قادر على استبدال المضادات الحيوية العلاجية تمامًا في جميع الظروف، ولا تزال أمراض الحيوان تحتاج إلى التشخيص والعلاج المنظم من قبل الطبيب البيطري.

لماذا يحتاج قطاع الأعلاف إلى البحث عن بدائل للمضادات الحيوية؟

حظر الاتحاد الأوروبي استخدام المضادات الحيوية كعوامل محفزة للنمو اعتبارًا من 1 يناير 2006؛ نص الإعلان رقم 194 الصادر عن وزارة الزراعة والشؤون الريفية الصينية على أن شركات إنتاج الأعلاف توقف اعتبارًا من 1 يوليو 2020 عن إنتاج الأعلاف التجارية التي تحتوي على إضافات علفية دوائية محفزة للنمو؛ كما ألغت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية FDA الاستخدامات الإنتاجية للمضادات الميكروبية ذات الأهمية الطبية لتحفيز النمو، وطلبت استخدام الأدوية العلفية ذات الصلة تحت إشراف بيطري.

هذه السياسات لا تعني أنه لا يجوز استخدام المضادات الميكروبية في حيوانات الغذاء في جميع الحالات، بل تطلب من مؤسسات التربية تقليل الاستخدام غير الضروري، وتوجيه المضادات الميكروبية بشكل أساسي لعلاج الأمراض والسيطرة عليها والوقاية الضرورية، مع تعزيز الإشراف البيطري وإدارة المضادات الميكروبية.

لذلك فإن "استبدال المضادات الحيوية" لا يعني ببساطة العثور على منتج واحد لتحل محل المضادات الحيوية، بل تقليل اعتماد الحيوان على الأدوية المضادة للميكروبات من خلال مجموعة من الإجراءات تشمل التغذية العلفية، وجودة المواد الخام، وإدارة صحة الأمعاء، والأمان الحيوي، والتحكم البيئي والوقاية من الأمراض.

7 بدائل شائعة للمضادات الحيوية العلفية

تُظهر المراجعات البحثية الشاملة والتحليلات الوصفية أن إضافات الأعلاف غير المضادة للميكروبات مثل البروبيوتيك والبريبيوتيك والأحماض العضوية والإضافات النباتية والإنزيمات والببتيدات المضادة للميكروبات تمتلك إمكانية تقليل استخدام المضادات الحيوية، إلا أن نتائجها تختلف باختلاف نوع الحيوان والمنتج والجرعة وظروف الإنتاج.

1. إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية

ما هي إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية؟

إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية هي منتجات علفية وظيفية تعتمد بشكل أساسي على حمض الفورميك، وحمض البروبيونيك، وحمض اللاكتيك، وحمض الستريك، وحمض البوتيريك وأملاحها أو التركيبات المركبة، وتُستخدم لمواد العلف الخام، والأعلاف المركبة، ومياه شرب الحيوان أو في مواقع التربية.

تشمل المنتجات الشائعة:

• حمض الفورميك وأملاح الفورمات؛
• حمض البروبيونيك وأملاح البروبيونات؛
• حمض اللاكتيك؛
• حمض الستريك؛
• حمض البوتيريك وأملاح البوتيرات؛
• الأحماض العضوية المركبة؛
• الأحماض العضوية المغلفة؛
• عوامل التحميض السائلة.

مصطلح "الأحماض العضوية" هو تصنيف كيميائي، ولا يعني بالضرورة "علف معتمد عضويًا".

كيف تعمل إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية؟

تنظيم بيئة العلف والهضم

تستطيع الأحماض العضوية خفض قيمة الأس الهيدروجيني للعلف أو مياه الشرب أو أجزاء معينة من الجهاز الهضمي وفقاً لخصائصها، مما يخلق ظروف بيئية مختلفة لعملية الهضم وإدارة الميكروبات.

دعم إدارة المخاطر الميكروبية

يمكن لبعض الأحماض غير المنفصلة عبور غشاء الخلية لبعض الميكروبات، ثم تنفصل داخل الخلية وتؤثر على توازن الحموضة والقاعدية وعمليات الأيض في الميكروب.

تتأثر قدرة الأحماض العضوية على التأثير في مختلف الميكروبات بعوامل مثل نوع الحمض، وقيمة pKa، والذوبانية الدهنية، والتركيز المستخدم، ودرجة حموضة الوسط ووقت التلامس.

تحسين ظروف حفظ العلف

يُستخدم حمض البروبيونيك وأملاحه عادةً لمكافحة العفن وحفظ الحبوب ومواد العلف الخام والعلف النهائي؛ أما حمض الفورميك وتركيباته فيُستخدمان غالبًا لتحميض العلف، وتحسين نظافة المواد الخام وإدارة التغذية السائلة.

دعم هضم المغذيات

قد تؤدي خطط التحميض المناسبة إلى التأثير على هضم البروتين، والاستفادة من المعادن، وبيئة الإنزيمات الهاضمة والميكروفلورا المعوية. ولكن تُظهر التحليلات الوصفية أن متوسط تأثير الأحماض العضوية قد يكون أقل من محفزات النمو المضادة للميكروبات التقليدية، كما توجد اختلافات واضحة وفقاً لشروط التجربة.

لذلك يجب تصميم إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية بناءً على نوع الحيوان وعمره وتركيبة العلف والهدف من التطبيق، بدلاً من زيادة معدل الإضافة ببساطة.

لماذا تناسب الأحماض العضوية أن تكون أساس خطة متكاملة لتقليل المضادات الحيوية؟

على عكس بعض الإضافات التي تعمل فقط داخل جسم الحيوان، تستطيع إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية التأثير في عدة مراحل في نفس الوقت:

1. تخزين مواد العلف الخام؛
2. حفظ العلف النهائي؛
3. عمليات إنتاج العلف ونقله؛
4. نظام مياه الشرب والتغذية السائلة؛
5. بيئة الهضم في الجهاز الهضمي للحيوان؛
6. إدارة النظافة في موقع التربية.

وهذا يعني أن الأحماض العضوية لا تُستخدم فقط كمنتج للتغذية الحيوانية، بل يمكن أن تصبح جزءًا من نظام إدارة جودة العلف والتحكم في مخاطر التربية.

ومع ذلك، تشير الأبحاث إلى أنه في ظل التحديات الميكروبية المرتفعة، قد لا يحقق الاستخدام المنفرد للأحماض العضوية كل نتائج محفزات النمو المضادة للميكروبات التقليدية، لذلك يُفضل دمجها مع البروبيوتيك والإنزيمات والإضافات النباتية وإجراءات الأمان الحيوي والتغذية الدقيقة.

2. البروبيوتيك

البروبيوتيك هي ميكروبات حية قادرة على إحداث تأثيرات مفيدة للمضيف عند استخدامها بالشكل المناسب. تشمل السلالات الشائعة في أعلاف الحيوانات بكتيريا حمض اللاكتيك، والعصيات الباسيلية والخمائر وغيرها.

قد تعمل البروبيوتيك من خلال الطرق التالية:

• المنافسة مع الميكروبات الضارة على المغذيات ومواقع الالتصاق؛
• إنتاج حمض اللاكتيك والبكتيريسينات وغيرها من المستقلبات؛
• دعم الحاجز المعوي؛
• تنظيم الاستجابة المناعية الموضعية؛
• تحسين هضم واستغلال بعض المواد المغذية.

يتميز تأثير البروبيوتيك بخصوصية عالية للسلالة، ولا يمكن تقييم قيمة المنتج بناءً على اسم النوع فقط. عند الشراء، يجب الاهتمام أيضًا بعدد الخلايا الحية، ورمز السلالة، والقدرة على تحمل الحموضة وأملاح الصفراء، والاستقرار أثناء التحبيب، وعدد الخلايا الحية في نهاية فترة الصلاحية.

3. البريبيوتيك والسينبيوتيك

البريبيوتيك هي ركائز يمكن لميكروبات معوية معينة الاستفادة منها، وتمنح فوائد صحية محتملة للمضيف. تشمل الأنواع الشائعة أوليغوساكاريدات المانوز، وأوليغوساكاريدات الفراكتوز، وأوليغوساكاريدات الزيلوز وغيرها من الكربوهيدرات الوظيفية.

تُستخدم البريبيوتيك عادةً من أجل:

• توفير ركيزة تخمير للبكتيريا المفيدة؛
• تنظيم بنية الميكروفلورا المعوية؛
• امتصاص أو إعاقة بعض الميكروبات الضارة؛
• دعم الحاجز المعوي والوظائف المناعية.

يُطلق على المزيج بين البريبيوتيك والبروبيوتيك اسم السينبيوتيك. ولكن المنتجات المركبة لا تضمن بالضرورة حدوث تأثير تآزري تلقائيًا، ولا يزال من الضروري التحقق من التوافق بين السلالة والركيزة والحيوان المستهدف.

4. إضافات الأعلاف النباتية

تُعرف إضافات الأعلاف النباتية أيضًا بالمستخلصات النباتية أو الفيتوإكستراكت، وقد تحتوي على زيوت عطرية، وبوليفينولات، وسابونينات، وتانينات وغيرها من المكونات النشطة النباتية.

تشمل المواد الخام الشائعة:

• الأوريجانو؛
• الزعتر؛
• القرفة؛
• الثوم؛
• إكليل الجبل؛
• النباتات الحمضية؛
• الفلفل وغيره من النباتات العطرية.

قد تؤثر إضافات الأعلاف النباتية على جوانب متعددة تشمل الاستهلاك الغذائي، وإفراز سوائل الهضم، والحالة المضادة للأكسدة والبيئة الميكروبية. وترى مراجعة بحثية صدرت عام 2024 أن الإضافات النباتية أصبحت اتجاهًا بحثيًا هامًا لاستبدال المضادات الحيوية في إنتاج الحيوانات، إلا أن تأثيرها يتأثر بمصدر النبات وطريقة الاستخلاص وتركيز المكونات النشطة وتركيبة المزيج.

5. إنزيمات الأعلاف

إنزيمات الأعلاف ليست منتجات مضادة للميكروبات بالمعنى التقليدي، وقيمتها الأساسية تكمن في زيادة كفاءة إطلاق واستغلال المغذيات في العلف.

تشمل الإنزيمات الشائعة:

• إنزيم الفيتاز؛
• إنزيم الزيلاناز؛
• إنزيم بيتا-جلوكاناز؛
• إنزيم البروتياز؛
• إنزيم الأميليز؛
• إنزيم السليلاز.

من خلال تقليل وصول المواد المغذية غير المهضومة إلى الجزء الخلفي من الأمعاء، قد تساعد الإنزيمات بشكل غير مباشر على تقليل الركيزة المتاحة للميكروبات الضارة، وتحسين جودة الفضلات وكفاءة تحويل العلف.

يجب اختيار الإنزيمات بناءً على بنية المواد الخام، على سبيل المثال، تتطلب الوجبات القائمة على القمح، أو الذرة ودقيق فول الصويا، أو المنتجات الثانوية عالية الألياف تركيبات إنزيمية مختلفة.

6. الببتيدات المضادة للميكروبات

الببتيدات المضادة للميكروبات هي مواد نشطة مكونة من الأحماض الأمينية، وتستطيع التفاعل مع بنية خلوية لبعض الميكروبات.

على عكس المضادات الحيوية واسعة الطيف، تتمتع بعض الببتيدات المضادة للميكروبات بخصائص محتملة مثل سرعة التأثير وانخفاض مخاطر البقايا نسبيًا. وفي التقييمات الشاملة لبدائل المضادات الحيوية للخنازير، أظهرت الببتيدات المضادة للميكروبات إمكانات تطبيقية في مرحلة خنازير الفطام.

لا يزال من الضروري التركيز على النقاط التالية قبل التسويق التجاري:

• تكلفة المواد الخام؛
• الاستقرار في الجهاز الهضمي؛
• القدرة على تحمل عمليات التصنيع؛
• موقع الإطلاق الفعال؛
• تقييم السلامة؛
• متطلبات التسجيل في مختلف الدول والمناطق.

7. البكتيريوفاجات

البكتيريوفاجات هي مجموعة من الفيروسات التي تصيب بكتيريا معينة. وبسبب خاصيتها النوعية للمضيف، يمكن تطوير خطط تحكم دقيقة تستهدف السالمونيلا والإشريكية القولونية وغيرها من البكتيريا المستهدفة.

تتميز البكتيريوفاجات بدقة تأثيرها على البكتيريا المستهدفة، وقد يكون تأثيرها محدودًا على الميكروفلورا غير المستهدفة. ولكن هذه النوعية تمثل في نفس الوقت أحد القيود: فعندما تتغير سلالات البكتيريا في المزرعة، قد لا تغطي تركيبة البكتيريوفاجات القديمة السلالات الجديدة.

كما تواجه البكتيريوفاجات تحديات تتعلق باستقرار الإنتاج، والقدرة على تحمل عمليات تصنيع العلف، وشروط التخزين، وطرق الإعطاء، والموافقات التنظيمية، لذلك هي مناسبة حالياً كإجراء تكميلي لمواجهة مخاطر مسببات أمراض معينة.

ما هو أفضل بديل للمضادات الحيوية العلفية؟

لا يوجد بديل واحد للمضادات الحيوية العلفية قادر على تحقيق أفضل النتائج مع جميع أنواع الحيوانات وجميع أنواع الوجبات الغذائية وجميع بيئات التربية.

يجب تحديد الاختيار الفعلي بناءً على المشكلة الأساسية:

تُظهر كل من الأبحاث ذات الصلة والممارسات الصناعية أن البديل المنفرد لا يستطيع أداء جميع الوظائف في نفس الوقت مثل تحفيز النمو والوقاية من الأمراض والعلاج، وإن الطريق الأكثر واقعية هو بناء خطة متكاملة شاملة.

كيفية اختيار إضافات الأعلاف من الأحماض العضوية؟

1. تحديد الهدف من التطبيق بوضوح

حدد أولاً الغرض الرئيسي من المنتج:

• مكافحة عفن العلف؛
• حفظ المواد الخام؛
• تحميض العلف؛
• إدارة مياه الشرب؛
• صحة أمعاء خنازير الفطام؛
• إنتاج الدواجن؛
• التغذية السائلة؛
• النقل لمسافات طويلة والبيئات الحارة والرطبة.

تتطلب الأهداف التطبيقية المختلفة اختيار أنواع أحماض وأشكال منتجات مختلفة.

2. التحقق من محتوى الحمض الفعال

لا تقتصر المقارنة عند الشراء على سعر الطن من المنتج، بل يجب الاطلاع على:

• محتوى كل حمض على حدة مثل حمض الفورميك وحمض البروبيونيك وحمض اللاكتيك؛
• المحتوى الكلي للأحماض العضوية؛
• نسبة الأحماض الحرة إلى أملاح الأحماض؛
• نسبة الرطوبة والمادة الحاملة؛
• تقنية التغليف أو الإطلاق البطيء؛
• معدل الإضافة الموصى به؛
• تكلفة الحمض الفعال لكل طن علف.

3. الاختيار بناءً على مرحلة نمو الحيوان

تختلف الفسيولوجيا الهضمية لخنازير الفطام، والخنازير النامية، ودجاج اللحم، والدجاج البياض، والأحياء المائية والحيوانات المجترة، لذلك لا ينبغي استخدام نفس تركيبة الأحماض العضوية للجميع.

4. تقييم قوة التخزين المؤقت للعلف

قد تتمتع الوجبات عالية البروتين أو عالية المعادن أو التي تحتوي على نسبة كبيرة من مواد خام معينة بقوة تخزين مؤقت أعلى، لذلك يجب تقييم التأثير الفعلي للتحميض بناءً على بنية الوجبة الغذائية.

5. الاهتمام بالقبول الغذائي والسلامة

قد تمتلك الأحماض العضوية المركزة خصائص مهيجة ومؤكلة. من الضروري تقييم:

• كمية الاستهلاك الغذائي للحيوان؛
• رائحة المنتج؛
• مادة خزان التخزين؛
• مضخة النقل والأنابيب؛
• معدات الرش؛
• وسائل الحماية للعاملين؛
• متطلبات ورقة بيانات السلامة SDS والملصقات.

6. التحقق من النتائج عبر بيانات الإنتاج

يُنصح بإجراء تجارب تحكم صغيرة النطاق أولاً، ثم التقييم بناءً على المؤشرات التالية:

• مؤشرات العفن والبكتيريا في العلف؛
• فترة صلاحية العلف؛
• كمية الاستهلاك الغذائي؛
• الزيادة اليومية في الوزن؛
• نسبة تحويل العلف إلى اللحم أو البيض؛
• معدل الإسهال؛
• معدل النفوق والاستبعاد؛
• التكلفة الإجمالية للاستخدام لكل طن علف.

منهج ADDEASY المتكامل لتطبيق الأحماض العضوية

تقوم مجموعة ADDEASY بتقسيم خطط استبدال المضادات الحيوية العلفية إلى خمسة أبعاد تطبيقية مترابطة، بالاعتماد على تقنية الأحماض العضوية:

مواد العلف الخام

وضع خطط لحفظ المواد الخام وتحميضها بناءً على نسبة الرطوبة، ومدة التخزين، والمخاطر الميكروبية للذرة والقمح ودقيق فول الصويا والمنتجات الثانوية والمواد الخام عالية الرطوبة.

جودة العلف

اختيار حمض الفورميك وحمض البروبيونيك وأملاحهما أو المنتجات المركبة من أجل مكافحة العفن وحفظ العلف النهائي، واستقرار النقل، وإدارة النظافة أثناء عملية الإنتاج.

صحة الأمعاء

تصميم مزيج من الأحماض العضوية وأملاح الأحماض والأحماض المغلفة وغيرها من الإضافات الوظيفية بناءً على المرحلة الفسيولوجية للخنازير والدواجن والأحياء المائية والحيوانات المجترة.

الهضم والتغذية

دمج الأحماض العضوية مع الإنزيمات والبروبيوتيك والمنتجات النباتية والتركيبات الدقيقة لتحسين