مروری بر کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت دام و طیور

مروری بر کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت دام و طیور
انجمن ملی نوبنیاد نانوتکنولوژی، واژه نانوتکنولوژی را چنین توصیف می کند:"تحقیق و توسعه هدفمند، برای درک و دستکاری و اندازه گیری ها مورد نیاز در سطح موادی با ابعاد در حد اتم"، مولکول و سوپرمولکول ها را نانوتکنولوژی می گویند. فناوری نانو در علوم کشاورزی به عنوان یک فناوری قدرتمند، توانایی ایجاد انقلاب و تحولات عظیم در سیستم تامین مواد غذایی و کشاورزی در گستره جهانی را دارا می باشد. امنیت سیستم های غذایی و کشاورزی، غنی سازی و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی، سیستم های رسانش هوشمند جهت درمان بیماری های گیاهی و دامی، ابزارهای جدید برای زیست شناسی سلولی و مولکولی، مواد جدید جهت آشکار سازی عوامل بیماری زا (پاتوژن ها) و حفاظت از محیط زیست، مثال هایی از پتانسیل فناوری نانو در علوم کشاورزی هستند. نانوتکنولوژی به موضوعاتی در مقیاس هم اندازه با ویروس ها و سایر عوامل بیماری زا می پردازد و بنابراین پتانسیل بالایی را برای شناسایی و ریشه کنی عوامل بیماری زا دارد. همچنین امکان استفاده از سیستم های آزاد کننده داروئی را که بتواند به طور طولانی مدت فعال باقی بماند، فراهم می کند. طراحی سیستم های آزاد کننده مواد دارویی، یک رویای همیشگی محققان برای سیستم های رها کننده داروها، مواد مغذی و پروبیوتیک ها می باشد. یکی از چالش های علمی امروزه، استفاده از مواد افزودنی خوراکی جایگزین است که گونه های میکروبی مقاوم در برابر آنتی بیوتیک تولید نکند و مقاومت به استرس و رشد را افزایش دهد. اخیرا"، پژوهش ها به سمت استفاده از فناوری نانو به عنوان روش جایگزین برای حفاظت از حیوانات متمرکز شده است که مروری بر مطالعات و پژوهش هایی که تاکنون در این زمینه انجام گرفته است بپردازیم.
• استفاده از نانو فیلترها به منظور فرآوری محصولات لبنی:
در فرآوری محصولات لبنی، استفاده از فیلترها بسیار مرسوم است. نانو فیلترها، امکان عبور انتخابی ذرات خاص را فراهم آورده و از اینرو فرآوری مورد نظر را ممکن می سازند.
• استفاده از نانو کپسول ها به عنوان پوششی برای آنزیم های خوراکی و داروهای دامی:
با توجه به کاربرد برخی آنزیم ها و پروتئین های خاص در جیره های دام و طیور که به منظور افزایش عملکرد و تاثیر دریافتی مشخص استفاده می شوند و معمولا در دستگاه گوارش به خوبی جذب نمی شوند، لذا استفاده از نانو کپسول ها برای پوشش دار کردن و محافظت از آنها تا رسیدن به بافت هدف، موثر خواهد بود.
• استفاده از نانو حسگرها در بخش های مختلف سیستم های پرورش دام و طیور و شناسایی انفرادی دام ها:
در مدیریت پرورش دام، شناسایی تک تک دام ها و آگاهی از وضعیت سلامتی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از جمله روش های مرسوم در سیستم های فعلی، استفاده از شماره گوش و داغ های روی بدن دام ها می باشد. این روش ها، معایبی همچون افتادن شماره و پاک شدن داغ را به همراه دارند. نانو حسگرها ضمن شناسایی دقیق دام ها می توانند هر لحظه دامدار را از وضعیت دام مطلع نمایند (کوزما و وهاگ، 2006؛ ژوسف و موریسن، 2006).
نانو ذرات نقره:
امروزه، توسعه فرآیندهای صنعتی نانو ذرات نقره این مکان را فراهم ساخته تا از آن به عنوان یک افزودنی خوراکی اصفهانی و همکاران (1389)، رقیق کننده های اسپرم گاو (حیاتی رودباری و همکاران، 1392)، میکروب کش (یاماناکا، 2005)، مدیریت فضولات حیوانی (اسکات، 2006)، ماده موثربر توسعه جنین مرغ (گرودزیک و ساووژ، 2006)، ماده موثربر میکروفلور دستگاه گوارش و مورفولوژی روده بلدرچین ژاپنی (ساووز و همکاران، 2007)، ماده موثر بر بافت روده و کبد (احمدی و همکاران، 2009)، ماده موثربر عملکرد جوجه های گوشتی (احمدی 2009)، ماده موثربر آنزیم های اکسیداتیو جوجه های گوشتی (احمدی و حافظی کردستانی، 2011) استفاده شود. به تازگی دامداران تمایل دارند که از خاصیت ضدباکتریایی برای ضدعفونی کردن جایگاه دام استفاده کنند.
نانو ذرات سلنیوم:
سلنیوم یک ریز مغذی ضروری برای دامها است. شناخته شده ترین نقش بیولوژیکی سلنیوم حضور آن به عنوان جزء عملکردی در ساختمان سلنوآنزیم ها مانند گلوتاتیون پراکسیداز و ردوکتاز است. همچنین سلنیوم در ساختمان پروتئین ها به صورت سلنوسیستئین شرکت کرده و مانع از آسیب اکسیداتیو بافت های بدن می شود و نقش مهمی در سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی، تنظیم متابولیسم هورمون تیروئید و رشد سلول دارد. با توسعه فن آوری نانو، عنصر نانو سلنیوم ویژگی جدید و متفاوتی را نسبت به منابع دیگر سلنیوم نشان داد. سلنیوم موجود در غذاها و مکمل ها به فرم آلی و غیر آلی از جمله سلنو متیونین (منابع و مکمل های گیاهی و حیوانی)، سلنوسیستئین (عمدتا" منابع حیوانی)، سلنات و سلنیت (به طور عمده در مکمل ها) وجود دارد. اخیرا" نانو سلنیوم به دلیل زیست فراهمی بالا و سمیت کم توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. زیرا این ذرات نانومتری دارای ویژگی های جدیدی از جمله سطح بسیار ویژه، سطح فعالیت بالا، مراکز سطحی فعال بیشمار، کارایی کاتالیکی بالا و توانایی جذب قوی و سمیت پایین می باشد.
در نشخوارکنندگان سلنیوم توسط میکرواور گانیسم های شکمبه به فرم غیرمحلول تبدیل می شود، طی این جریان جذب سلنیوم در طول دستگاه گوارش کاهش می یابد. کمبود سلنیوم در نشخوارکنندگان مستعد به بیماری عضله سفید (میوپاتی) می شود. در این دوره از این بیماری، نمک های کلسیم ممکن است در میان فیبرهای عضلانی در قسمت های خاصی از بدن حیوانات مبتلا رسوب کند. به منظور جلوگیری از این عوارض منفی، سیستم های نانو ذرات پلیمری پیشنهاد شده است. طراحی و ارزیابی نانو ذرات سلنیت سدیم در شرایط آزمایشگاهی به منظور بهبود جذب سلنیوم در نشخوارکنندگان توسط رومروپرز و همکاران (2010) نشان داد که انتشار سلنیوم از نانو ذرات در pH اسیدی (کمتر از 4) بالاتر بود، که این شرایط در دسترس بودن بهتر مواد معدنی در روده کوچک را فراهم می کند. دز بهینه نانو سلنیوم در جیره غذایی گوسفند 0/3 گرم در کیلوگرم ماده خشک گزارش شده است (راجندران، 2013). شی و همکاران (2011) اثر سلنیت سدیم، مخمر سلنیت و نانو سلنیوم را بر عملکرد رشد، غلظت سلنیوم و وضعیت آنتی اکسیدانی در رشد بزهای نر را گزارش نمودند که میانگین افزایش وزن روزانه در گروه های دریافت کننده نانو سلنیوم و مخمر سلنیوم بیشتر از سایر گروه ها بود. مکمل های غذایی نانو سلنیومی می تواند در مقایسه با سلنیوم آلی یا غیر آلی به طور موثرتری مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی سلنیوم برای حفظ باروری حیوانات نر ضروری می باشد (شالینی و بانسال، 2008). در طیور نیز مکمل نانو سلنیوم در جیره جوجه ها در افزایش نسبت تبدیل خوراک، عملکرد رشد، محتوای سلنیوم بافت و کیفیت گوشت موثر بود (وانگ، 2009).
نانو ذرات آهن:
نیکونوو و همکاران (2011) نانو ذرات آهن را در جیره طیور بررسی نمودند و نشان دادند که آهن در فرم نانو ذرات هیچ اثر سمی بر جوجه های گوشتی نداشت و به عنوان اجزای فعال افزودنی خوراکی، به دلیل سطح فعالیت بالا و نفوذ به درون سلول، می تواند با فرآیندهای مختلف داخل سلول را تحت تاثیر قرار دهد.
نانو ذرات کروم:
سیریرات و همکاران (2012) اثر نانو ذرات کروم را بر عملکرد رشد و پاسخ ایمنی مورد بررسی قرار دادند. افزودن نانو ذرات کروم منجر به افزایش غلظت مواد معدنی، از جمله کروم، کلسیم و فسفر در کبد جوجه ها شد. در نتیجه مکمل نانو ذرات کروم محافظت از روی، آهن، کلسیم را بهبود بخشید و به ویژه آنکه غلظت کروم و کلسیم در کبد را افزایش داد.
نانو ذرات روی:
احمدی و همکاران (2013) نشان دادند که نانو ذرات اکسید روی سبب افزایش وزن بدن و کاهش مصرف خوراک شد. این محققان بیان داشتند که نانو ذرات اکسید را تا سطح 30 تا 90 میلی گرم در جیره جوجه های گوشتی می تواند استفاده نمود. راجندران (2010) مشاهده کرد که مکمل نانو اکسید روی، تولید شیر و ورم پستان تحت بالینی را بهبود بخشید. ثابت شده است که افزایش در تولید شیر، جلوگیری از ورم پستان تحت بالینی (کاهش تعداد سلول های سوماتیک) به وسیله نانو ذرات روی در جیره گاوهای شیری می تواند یک استراتژی تغذیه ای مفید باشد.
نانو ذرات مس:
یولانگ و همکاران (2006) گزارش کردند که افزودن 1 یا 2 گرم در کیلوگرم نانو ذرات مونتموریلونیت حاوی مس به جیره، وزن بدن و بازده خوراک را به مقدار قابل توجهی افزایش داد، مورفولوژی موکوس روده کوچک را بهبود بخشد و محتوا و فعالیت آنزیم های گوارشی موکوس روده کوچک و در نتیجه هضم و جذب را افزایش داد. مشخص شده افزودن 3گرم نانو ذرات مونتموریلونیت آلوده به افلاتوکسین اثرات منفی افلاتوکسین بر وزن نسبی اندام، ارزش های خونی، مقادیر بیوشیمیایی سرم و کبد وفعالیت های آنزیمی در ارتباط با افلاتوکسین را کاهش داد (شی و همکاران، 2006). این یافته ها نشان می دهد که نانو ذرات مونتموریلونیت به طور موثر می تواند به سمیت افلاتوکسیندر جوجه های گوشتی را کاهش داده و بهبود دهنده بالقوه افلاتوکسیکوسیس در جوجه های گوشتی باشد. با مطالعه ای که وانگ و همکاران (2011) بر اثرات نانو ذرات کیتوزان حاوی مس بر رشد و ایمنی در جوجه های گوشتی داشتند مشخص شده که مکمل نانو ذرات کیتوزان دارای مس می تواند عملکرد رشد را بهبود بخشید، سیستم ایمنی را تحت تاثیر قرار دهد، سنتز پروتئین را افزایش دهد و برای میکروفلورای سکوم جوجه های گوشتی، مفید باشد.
نانو ذرات زئولیت:
شعبانی و همکاران (2010) تاثیر نانوزئولیت در برابر افلاتوکسین در جوجه های گوشتی را مورد بررسی قرار دادند و گزارش کردند که حداقل 0/25 درصد نانوزئولیت برای کاهش سمیت افلاتوکسین در جوجه های گوشتی کافی است. عظیمی و همکاران (1389) نیز دریافتند که افزودن نانوزئولیت به خوراک آلوده به افلاتوکسین B1 باعث بهبود در عملکرد و کاهش تغییرات شاخص های خون شناسی جوجه های گوشتی شد.
نانو واکسن ها:
نانو واکسن ها بسیار موثرتر از واکسن های معمول هستند. سبب هر دو پاسخ ایمنی خونی و ایمنی سلولی می شوند (کاکانیدیس و همکاران، 2006). نانو واکسن ها با به کنترل در آوردن سیستم های ایمنی بدن از گسترش عفونت به وسیله کشتن عوامل عفونت زا جلوگیری می کنند. پیشرفتی در زمینه ساخت واکسن هایی بر پایه DNA مربوط به تعدادی از بیماری ها و مقایسه آن با روش های درمان رایج گزارش شده است. این DNA واکسن ها با کد کردن آنزیم رونویسی کننده معکوس تلومراز، در درمان حیوانات مبتلا به سرطان کاربرد خواهند داشت (سخون و سالیجا، 2011). از نانو واکسن های ساخته شده در کشور می توان به نانو واکسن ساخته شده علیه بیماری سالک اشاره کرد (دانش بحرینی و همکاران، 2011). در این نوع واکسن از کیتوزان به عنوان سیستم انتقال استفاده شده است. کیتین پلی ساکارید موجود در پوسته سخت پوستان است. طبیعت کاتیونی کیتوزان آن را برای سیستم های انتقال دارو مناسب ساخته است. علاوه بر این کیتوزان عامل محرک آنتی ژنی است که سیستم ایمنی را تحریک می کند.
 
 
نظر خود را ثبت نمایید
Copyright © 2006 - 2019 ITPNews.com