با پیشرفت تکنولوژی نانو دانشمندان به بررسی استفاده از نانو اکسید روی در خوراک دام و بررسی تاثیرات آن بر روی این حیوانات پرداخته اند.
استفاده از نانو اکسید روی در خوراک دام و بررسی تاثیرات آن
پیشرفت روز افزون تکنولوژی نانو باعث شده است تا رد پای این فناوری در زمینه های مختلف علوم و همچنین صنایع مشاهده شود. صنعت خوراک دام یکی از صنایع پر اهمیت در پرورش دام و طیور بوده که همواره نیازمند بهینه سازی و توسعه محصولات با کیفیت می باشد. یکی از اجزای مهم خوراک دام مواد معدنی آن نظیر روی، آهن، کلسیم، منیزیم و…. است که عملکرد خوراک در بدن حیوان را بهبود می بخشند. با توجه به اهمیت استفاده از مواد معدنی در خوراک، در سال های اخیر مطالعات زیادی در مورد بکارگیری نانو ذرات اکسید روی در خوراک دام صورت گرفته و ویژگی های آن بررسی شده است. در این مقاله به بررسی این موضوع پرداخته و نتایج بدست آمده از تاثیر نانو ذرات اکسید روی بر عملکرد خوراک را شرح می دهیم.
چه چیز نانو مواد را منحصر بفرد کرده است؟
زمانی که مواد به ذراتی با ابعاد ۱۰۰-۱ نانومتر تبدیل می شوند خواص فیزیکی و شیمیایی آنها نسبت به حالتی که ابعادشان نانومتری نیست (حالت بالک ماده) می تواند به طرز چشمگیری تغییر کند. اما در مقیاس نانومتری چه اتفاقی می افتد که خواص مواد را دستخوش تغییر می کند؟ در مقیاس نانومتری، “اثرات کوانتومی” هستند که رفتار و خواص نانو ذرات را کنترل می کنند. یکی از نتایج شگفت انگیز و قدرتمند اثرات کوانتومی در مقیاس نانومتری پدیده “تنظیم پذیری” خواص نانو مواد است، بدین معنی که با تغییر اندازه ذرات نانو مواد می توان خواص آنها را مطابق با آنچه که مد نظر است تغییر داد. در مقیاس نانومتری خواص مواد نظیر نقطه ذوب، رسانایی الکتریکی، نفوذ پذیری مغناطیسی و فعالیت شیمیایی می توانند با کاهش یا افزایش اندازه ذره تغییر کنند. به عنوان مثال، وقتی ابعاد ذرات طلا را تا رسیدن به مقیاس نانومتری کاهش می دهیم رنگ ذرات به رنگ قرمز یا بنفش تغییر می کند بسته به اینکه تا چه اندازه ابعاد آنها را کاهش دهیم که این پدیده ناشی از اثرات کوانتومی و تغییر یافتن فعل و انفعالات نانو ذرات طلا با امواج نور است. با توجه به مطالب ذکر شده می توان گفت که اگر مواد معدنی مورد نیاز خوراک دام با ابعاد نانومتری استفاده شوند در این صورت می توان تغییرات زیادی در عملکرد و کیفیت خوراک ایجاد نمود. این موضوع باعث شد تا توجه محققین به استفاده از نانو اکسید روی بعنوان منبع روی در خوراک دام جلب شده و مطالعات گوناگونی در سال های اخیر صورت پذیرد.
بکارگیری نانو اکسید روی در خوراک دام و طیور
در سال ۲۰۲۲ مقاله ای جامع منتشر شد که در آن تمامی نتایج به دست آمده از مطالعات محققین حوزه خوراک دام و طیور در مورد استفاده از نانو اکسید روی در این صنعت را گزارش کرده است. در مطالعاتی که توسط محققین صورت گرفته از نانو اکسید روی در تولید خوراک برای مرغ، نشخوار کنندگان، ماهی، خوک، موش، اسب، خرگوش و …. استفاده شده است. در این آزمایشات بسته به نوع حیوان از نانو اکسید روی با مقادیر مختلف در خوراک استفاده گردید و تاثیرات مثبت و منفی آن بر عملکرد خوراک بررسی شد.
اثرات مثبت نانو اکسید روی در بدن حیوان
تحقیقاتی که روی خوراک تولید شده با نانو اکسید روی برای مرغ، نشخوار کنندگان، ماهی، خوک و اسب انجام شد نشان دادند که این ماده تاثیر مثبتی رو عملکرد خوراک در رشد، قابلیت هضم، ایمنی و…. داشته است. به عنوان مثال در گونه ای از مرغ تحت عنوان Broiler ( مرغ گوشتی ) حضور نانو ذرات اکسید روی در خوراک با غلظت mg/kg 20 و mg/kg 60 باعث افزایش قابل توجه وزن حیوان پس از ۱۴ روز شده اما با افزایش غلظت نانو اکسید روی در خوراک تا مقدار mg/kg 100 وزن مرغ پس از ۲۸ روز کاهش یافته است. علاوه بر بهبود افزایش وزن حیوان، نانو اکسید روی منجر به کاهش شدید Liver Tissue MDA و Serum MDA شده است. نانو اکسید روی سطح مس و آهن در کبد مرغ را افزایش داده، ایمنی بدن حیوان را تقویت کرده، منجر به افزایش مقدار روی در استخوان ساق پا (Tibia) گردیده و سطح LDL، TC و TG را کاهش داده است. خوراک حاوی mg/kg 20 نانو ذرات اکسید روی باعث می شود تا مصرف خوراک، ظرفیت آنتی اکسیدان و افزایش وزن مرغ بهبود یابد. استفاده از نانو اکسید روی با غلظت mg/kg 30- 40 باعث کاهش درماتیت پهنه پا (FPD) در مرغ می گردد.
- تحقیقاتی که روی گاوها صورت گرفت نشان دادند که حضور نانو اکسید روی در تغذیه گاوها با مشکل ورم پستان باعث شده است تا Somatic Cell Count (SCC) کاهش یافته و تولید شیر در گاو افزایش یابد. علاوه بر این، نانو اکسید روی منجر به جلوگیری از رشد باکتری، کپک و عفونت های قارچی در بدن حیوان می گردد.
- در اسب ها، نانو اکسید روی با غلظت mg/kg 30 باعث می شود تا قابلیت هضم غذا و تولید گاز بهبود یابد. علاوه بر این، این ماده منجر به کاهش مواد معدنی در مدفوع اسب شده و بهبود سلامت شکم اسب می گردد. لازم به ذکر است که حضور نانو ذرات اکسید روی در تغذیه اسب باعث بهبود ترمیم زخم در حیوان شده است.
- نانو اکسید روی در تغذیه ماهی ها نیز اثرات مثبت قابل توجهی نشان داده است نظیر بهبود افزایش وزن ماهی، افزایش Red Blood Cell (RBC) و افزایش هموگلوبین.
اثرات منفی نانو اکسید روی در بدن حیوان
علاوه بر مطالعه تاثیرات مثبت نانو اکسید روی در خوراک، بررسی های تکمیلی و مهمی روی اثرات منفی این ماده نیز انجام شدند. نتایج بررسی های صورت گرفته نشان دادند که استفاده از نانو اکسید روی در خوراک دام و طیور حدی بهینه دارد و در صورتیکه بیش از مقدار تعیین شده استفاده گردد منجر به سمیت و دیگر اثرات جانبی خواهد شد. آزمایشات سمیت شناسی خوراک تولید شده با نانو اکسید روی بر بدن حیوانات آزمایشگاهی نظیر موش، بره و ماهی انجام شد. نتایج آزمایشات صورت گرفته روی بره ها نشان دادند که نانو اکسید روی با غلظت mg/kg 25 باعث کاهش سطح سرم ALP و افزایش سطج سرم کراتین در بدن بره می شود. همچنین نکروز کبدی (Hepatocytic Necrosis) و تورم سلولی در بدن بره مشاهده گردید. بنابراین مشخص گردید که از نانو ذرات اکسید روی در گوسفندانی که دارای کمبود روی می باشند نباید استفاده شود.
- در گونه ای از موش ها، نانو اکسید روی با غلظت mg/kg 500 استفاده گردید و نتایج بدست آمده نشان دهنده ایجاد تغییرات پاتولوژیکی در لوزالمعده موش می باشد. در گونه ای دیگر از موش، نانو اکسید روی منجر به افزایش سطح سرم ALT و AST شده است. علاوه بر این، نانو ذرات اکسید روی تاثیر قابل توجهی روی کیفیت و کمیت اسپرم های موش گذاشته است. در گونه ای دیگر مشخص شد که نانو اکسید روی تاثیرات سمی رو کلیه موش داشته و وزن موش را کاهش داده است.
- آزمایشات صورت گرفته روی گونه ای از ماهی نشان دادند که استفاده از نانو اکسید روی با غلظت g/kg 1 در خوراک ماهی منجر به تجمع عنصر روی در کبد، آبشش ها و روده های ماهی می گردد. تجمع عنصر روی در بافت بدن ماهی منجر به متابولیسم مختل شده و استرس اکسیداتیو (Oxidative Stress – به پدیده ای اتلاق می شود که ناشی از عدم تعادل میان تولید و تجمع رادیکال های واکنشی اکسیژنی، ROS، و توانایی سیستم بیولوژِکی بدن در سم زدایی این رادیکال ها می باشد.) می گردد.
جمع بندی
با توجه به مطالب گفته شده و جمع بندی نتایج مثبت و منفی حاصله، مشخص می گردد که نانو اکسید روی می تواند به عنوان یک افزودنی ارزشمند در تولید خوراک دام و طیور در نظر گرفته شود که منجر به بهبود عملکرد خوراک در بدن حیوان می گردد. اما نکته ای که در استفاده از این ماده باید به آن توجه نمود این است که استفاده از نانو اکسید روی در خوراک مشروط به مقداری بهینه می باشد که به دقت باید بررسی شود و در غیر اینصورت نه تنها منجر به بهبود کیفیت خوراک نشده بلکه تاثیرات منفی قابل توجهی در بدن حیوان به جا می گذارد. بنابراین نیاز است تا تست های تکمیلی روی خوراک دام تولید شده با نانو ذرات اکسید روی صورت گرفته تا از هر گونه عواقب منفی جلوگیری شود. علاوه بر این، مشخص است که نانو اکسید روی برای تمامی گونه های حیوانی مناسب نمی باشد.
می توانید مقالات دیگر در مورد نانو اکسید روی و سایر کاربرد های آن را در آرمان نانو فناور رابین مطالعه کنید.
