صنعت گاوداری ایالات متحده هر ساله به دلیل اثرات منفی استرس گرمایی بر گاو ضررهای اقتصادی قابل توجهی را متحمل می‌شود. استرس گرمایی مصرف ماده خشک را کاهش می‌دهد و منجر به کاهش تولید شیر و افزایش خطر کاهش نمره وضعیت بدنی، اسیدوز شکمبه و کاهش چربی شیر می‌شود. افزایش سهم کربوهیدرات سریع قابل تخمیر در جیره موجب تشدید اسیدوز در گاوهای شیرده می‌شود. چربی یک ماده مغذی غیرقابل تخمیر‌است و اسیدهای چرب اشباع (FA) مصرف ماده خشک را کاهش نمی‌دهند، بر تخمیر شکمبه یا تغییر مسیرهای بیوهیدروژناسیون تاثیر منفی نمی‌گذارند. افزودن چربی به جیره موجب افزایش غلظت انرژی جیره می‌شود به خصوص زمانیکه میزان مصرف خوراک کاهش یافته‌است. استفاده استراتژیک از چربی در گله‌ها  می‌تواند به کاهش برخی از ضررهای اقتصادی ناشی از استرس گرمایی کمک کند.

 

هر ساله در ایالات متحده، گاوداران متحمل خسارات اقتصادی بزرگی می‌شوند که ناشی از استرس گرمایی است که حدود 900 میلیون دلار تا 1.5 میلیارد دلار برآورد شده‌است (دانلی، 2012). اگرچه گله‌ها در ایالت‌های جنوبی این تأثیر را عمیق‌تر و برای مدت طولانی‌تری از سال احساس می‌کنند، مزارع در بخش‌های شمالی کشورنیز در طول ماه‌های تابستان با استرس گرمایی مقابله می‌کنند. گاوهای‌شیری وقتی در منطقه خنثی حرارتی خود (TNZ) قرار دارند، راحت‌تر هستند، یعنی محدوده دمایی که در آن گاوها برای خنک ماندن یا گرم نگه‌داشتن خود انرژی مصرف نمی‌کنند.

NRC 1981 منطقه خنثی حرارتی را برای گاوهای شیرده در محدوده 55 تا 65 درجه فارنهایت گزارش‌کرده است. اخیراً، ما آموخته‌ایم که در حالی که دمای محیط نقش بزرگی در تعیین درجه تنش گرمایی دارد، رطوبت نسبی نیز به همان اندازه مهم است، زیرا گاوها در زمانی که رطوبت نسبی محیط بالا است توانایی کمتری در دفع حرارت از طریق تبخیر (مانند له‌له زدن یا تعریق) دارند. دمای محیط و رطوبت نسبی را می‌توان در یک معیار واحد به نام شاخص دما-رطوبت (THI) ترکیب‌کرد که تخمین یک متغیری درجه تنش گرمایی را ارائه می‌دهد. فرمول THI در شکل 1 نشان داده‌شده‌است. رابطه متقابل بین دمای محیط و رطوبت نسبی در شکل 2 نشان داده‌شده‌است که THI را برای ترکیب‌های مختلف دمای محیط و رطوبت نسبی، و همچنین برخی طبقه‌بندی‌های شدت تنش گرمایی فهرست می‌کند. چندین استراتژی مدیریتی مانند نگه‌داشتن گاوها در سایه، استفاده از مه‌پاش و آب‌پاش، و ارائه خوراک و آب تازه وجود دارد که همگی می‌توانند به کاهش استرس گرمایی برای گاوهای شیری کمک‌کنند، اما نمی‌توانند به طور کامل آن را از بین ببرند.

بسیاری از اثرات استرس‌گرمایی در گاوهای شیری توسط کانت و همکارانش(2018) بررسی‌شده‌است. به طور‌خلاصه، گاوهایی که استرس گرمایی را تجربه می‌کنند، دستخوش تعدادی تغییرات فیزیولوژیکی می‌شوند. یکی از قابل توجه‌ترین تغییرات در مصرف ماده‌خشک و تولید شیر است. گاوهایی که در تنش گرمایی هستند، نیازهای انرژی بیشتری برای نگهداری دارند و انرژی را از تولید شیر به نگهداری دور می‌کنند. کاهش مصرف ماده‌خشک به عوامل متعددی از جمله تغییر در کینیتیک شکمبه و حرکت روده و همچنین یک استراتژی کاهش گرما نسبت داده‌می‌شود، زیرا تخمیر در شکمبه یک فرآیند گرمازا است.

کاهش مصرف خوراک به دلایل زیادی یک مشکل‌ بزرگ است. اولین مورد این است که مصرف خوراک با مصرف آب مرتبط است و حفظ دمای بدن گاوها بدون آب کافی دشوارتر است. ثانیا، مصرف فیبر نشخوار را تحریک می‌کند که منجر به ظرفیت بافر بزاق بیشتر در شکمبه می‌شود. گاوها همچنین رفتار تغذیه را در زمان استرس گرمایی تغییر می‌دهند که ممکن است منجر به اسیدوز شود. بنابراین، گاوهایی با مصرف کمتر ممکن است در معرض خطر بیشتری برای اسیدوز شکمبه باشند. آخرین و بارزترین مسئله این است که مصرف کمتر ماده خشک معمولاً به معنای کاهش مصرف مواد مغذی است، به این معنی که گاوها انرژی کمتری برای نگهداری بدن، شیردهی و تولید مثل دریافت می‌کنند.

از آنجایی که مصرف ماده خشک با استرس گرمایی کاهش می‌یابد، کشاورزان و متخصصان تغذیه مجبورند استراتژی‌های تغذیه‌ای خود را در جیره غذایی تغییر دهند. برای افزایش میزان انرژی که گاوها با مصرف کمتری مصرف می‌کنند، متخصصان تغذیه می‌توانند محتوای فیبر را کاهش داده و مواد کنسانتره را افزایش دهند. با این حال، بسیاری از ترکیبات کنسانتره، مانند دانه ذرت یا منابع قند، سرشار از کربوهیدرات‌های قابل تخمیر هستند. تخمیر یک واکنش گرمازا ‌است، بنابراین گاوهایی که مقادیر زیادی کنسانتره مصرف می‌کنند ممکن است نتوانند به اندازه گاوهایی که خوراک‌های قابل تخمیر با سرعت کمتری مصرف می‌کنند، خود را خنک کنند. علاوه بر این، افزودن مقدار زیادی کربوهیدرات قابل تخمیر به جیره در حالی که فیبر را کاهش می‌دهد، خطر اسیدوز را افزایش می‌دهد. اسیدوز می‌تواند منجر به کاهش چربی شیر و سایر عملکردها شود.

چربی متراکم‌ترین ماده مغذی موجود با انرژی است و می‌تواند ارزش انرژی یک TMR را بدون اشغال فضای زیادی در جیره افزایش دهد. چربی تخمیر نمی‌شود بنابراین موجب تولید گرما در شکمبه بر اثر تخمیر نمی‌گردد. با این حال، افزودن مقادیر زیادی FA غیراشباع از منابعی مانند دانه‌های روغنی یا چربی‌های حیوانی و گیاهی مایع می‌تواند بر شکمبه تأثیر منفی بگذارد و منجر به کاهش قابلیت هضم فیبر و کاهش درصد چربی شیر شود. FA اشباع شده روشی «ایمن‌تر» برای افزودن چربی به جیره، به ویژه در مقادیر بیشتر است، زیرا هضم فیبر را مهار نمی‌کند و خطر کاهش چربی شیر را افزایش نمی‌دهد.

تغذیه چربی در زمان استرس گرمایی

چربی به بسیاری از جیره‌ گله‌ها در تمام مواقع سال اضافه می‌شود تا تراکم انرژی جیره را افزایش دهد، تولید شیر و اجزاء را بهبود بخشد و به موفقیت باروری کمک کند. در زمان استرس گرمایی، افزودن چربی به جیره منطقی است زیرا می‌تواند به حفظ انرژی در جیره بدون اشغال فضای زیادی کمک کند. چربی در بیشتر مواد غذایی یافت می‌شود اما در دانه‌های روغنی مانند سویا و پنبه دانه بیشترین مقدار را دارد. یک مشکل در مورد چربی ذرت و دانه‌های روغنی این است که بسیار غیراشباع هستند، و درحالی که شکمبه ظرفیت بیوهیدروژنه کردن اکثر این اسیدهای چرب غیراشباع را به اسید استئاریک (SA; C18:0) دارد، برای سلامت شکمبه مضر است. ورود بیش از حد FA غیراشباع  به شکمبه می‌تواند منجر به کاهش چربی شیر شود. اسیدهای چرب اشباع شده مانند SA و اسید پالمیتیک (PA؛ C16:0) اثرات منفی بر سلامت شکمبه ندارند. مقادیر زیاد FA غیراشباع نیز مصرف ماده خشک را کاهش می‌دهد که می‌تواند افت مصرف خوراک را که در زمان استرس گرمایی رخ می‌دهد تشدیدکند. اسیدهای چرب اشباع شده معمولاً مصرف ماده خشک را کاهش نمی‌دهند.

در مطالعه ای توسط چان و همکاران (1997)، گاوها با چربی متوسط (4.6 درصد) یا با چربی بالا (7.4 درصد با 3 درصد از چربی عبورکننده از شکمبه به عنوان مکمل PA + SA) در یک سیستم دارای سایه‌بان یا دارای آبپاش تغذیه شدند. تفاوت قابل‌توجهی در تولید وجود نداشت، با این حال گاوهایی که در سایه بودند غلظت چربی شیر را با اضافه کردن محصول چربی مکمل به میزان 30/0 درصد افزایش دادند. افزودن چربی همچنین کارایی (FCM/DMI) را به صورت عددی از 1.06 به 1.18 در گاوهایی که در سایه بودند و از 1.15 به 1.21 در گاوهایی که دارای خنک کننده بودند هنگام افزودن این ترکیب FA اشباع افزایش داد. مطالعه دیگری توسط وانگ و همکاران(2010) یک چربی مخلوط SA + PA را در صفر درصد، 1.5درصد یا3 درصد از ماده خشک جیره اضافه‌کردند (جدول 1). از آنجایی که میزان  1.5 درصد ماده خشک برای مکمل چربی در جیره‌های گاوشیرده صنعتی معمول‌تر است، این بحث بر این مقایسه متمرکز خواهد شد. هنگام افزودن 1.5 درصد از ماده خشک جیره به عنوان مکمل FA اشباع شده از جیره شاهد، گاوها با حفظ میزان ماده خشک مصرفی 2 کیلوگرم شیر بیشتری تولید کردند. درصد چربی شیر 0.3 درصد و چربی تولیدی 180گرم در روز افزایش یافت و پروتئین شیر کمی افزایش یافته بود. علاوه بر این، کاهش جزئی در غلظت پلاسمایی اسیدهای چرب غیر استری شده (NEFA) مشاهده‌شد. در گرم‌ترین زمان روز، دمای رکتوم این گاوها نیز اندکی کمتر بود. وارنتجس و همکاران (2008) در طول گرمای تابستان در کالیفرنیا یک مکمل غنی‌شده با 86 درصد اسید پالمیتیک را استفاده کردند که هیچ تغییری در مصرف ماده خشک یا شیر تصحیح شده بر اساس انرژی(ECM) گزارش نکرد، زیرا گاوهایی که با اسید پالمیتیک تغذیه ‌شده ‌بودند غلظت چربی شیر را کاهش دادند اما تمایل به افزایش تولید شیر داشتند.

استراتژی‌ها برای چربی‌های عبورکننده از شکمبه در زمان استرس گرمایی

بسیاری از گزینه‌های چربی مکمل موجود در بازار وجود دارد که متخصصان تغذیه و دامداران می‌توانند آنها را در خوراک خود بگنجانند. اکثر اینها بر اساس اسیدپالمیتیک، اسید استئاریک و اسید اولئیک هستند. 3 دسته عمده از چربی‌های مکمل تجاری، آنهایی هستند که با اسید پالمیتیک بالا (بالای80 درصد اسید پالمیتیک) پودر چربی کلسیمی با روغن پالم (44درصد اسید پالمیتیک و 36درصد اسید اولئیک)، و پودر چربی‌های حاوی اسید استئاریک و اسید پالمیتیک می‌باشند. همه‌ی این چربی‌ها چگالی انرژی جیره را افزایش می‌دهند، اما تحقیقات جدید به ما این امکان را داده است تا در مورد نقش فردی این اسیدهای چرب و چگونگی تأثیر آنها بر گاوها در مراحل مختلف شیردهی و تعادل انرژی بیشتر بدانیم.

پودرچربی با اسید پالمیتیک بالا موجب افزایش درصد چربی شیر می‌شود، اما تحقیقات زیادی در مورد تغذیه اسید پالمیتیک در گاوهای تحت استرس گرما وجود ندارد. در طول استرس گرمایی، گاوها از مصرف خوراک خودداری می‌کنند، که ممکن است باعث شود آنها ذخایر اضافی بدن را برای انرژی بسیج‌کنند (به ویژه در اوایل شیردهی)، که می‌تواند موفقیت باروری را کاهش دهد. تحقیقات اخیر با تغذیه اسیدپالمیتیک در اوایل شیردهی نشان داده‌است که این نوع مکمل ممکن است تجزیه بافت چربی را تشدید‌کند که برای تولید مثل نیز مضر است. نمک‌های کلسیم اسیدهای چرب پالم حاوی ترکیبی از PA + OA است. برخی تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که بخش اولئیک اسید ممکن است وضعیت بدنی گاوها اوایل و اواسط شیردهی را بهبود بخشد، اما نمک‌های کلسیمی می‌توانند ماده خشک مصرفی را کاهش دهند که ممکن است هر گونه مزیتی را که از افزایش چگالی انرژی جیره هست را کاهش دهد.

بخش اسید اولئیک غیر اشباع است، که باراسیدچرب غیر اشباع را در شکمبه افزایش می‌دهد و می‌تواند خطر کاهش چربی شیر را افزایش دهد (به خصوص اگر گاو قبلاً با اسیدوز سر و کار داشته‌باشد). نشان داده شده است که ترکیبات اسیدپالمیتیک و اسید استئاریک در هنگام تغذیه در سطوح مختلف، به ویژه در مقایسه با محصولات نمک کلسیمی، ماده خشک مصرفی را حفظ می‌کنند (هاریس و همکاران، 2017). اسید استئاریک به خوبی توسط گاو برای انرژی استفاده می‌شود و ممکن است ذخایر بدن را از تجزیه‌شدن برای انرژی در امان نگه دارد. متاآنالیزهای اخیر نشان داده است که ترکیبات اسیداستئاریک و اسیدپالمیتیک تولید شیر و اجزاء شیر را نیز افزایش می‌دهد (هو و همکاران، 2017).

انتخاب پودرچربی برای گاوهای تحت استرس گرمایی

یک پودرچربی برای گاوهای تحت استرس گرمایی باید چربی دریافتی ماده خشک را حفظ یا بهبود بخشد، بر عملکرد شکمبه تأثیر منفی نگذارد، به حفظ اسکور وضعیت بدن کمک کند، و تولید شیر و اجزاء آن را افزایش دهد. اگرچه محصولات مبتنی بر اسید پالمیتیک غنی‌شده معمولاً برای افزایش غلظت چربی خوب هستند، تحقیقات اندکی در مورد گاوهای تحت استرس گرمایی وجود دارد و اسید پالمیتیک اضافی ممکن است تجزیه چربی را در گاوهای اوایل شیردهی تشدید کند که می‌تواند موفقیت باروری را کاهش دهد. نمک‌های کلسیمی روغن پالم دارای اسیداولئیک هستند که ممکن است  اسکور وضعیت بدنی را بهبود بخشد اما نشان داده شده است که مصرف ماده خشک را کاهش می‌دهد. اگر گاوها در هنگام استرس گرمایی با مصرف خوراک چالش دارند، این ممکن است بهترین انتخاب نباشد. پودرچربی با ترکیبی از اسیدپالمیتیک و اسید استئاریک ماده‌خشک مصرفی را کاهش نمی‌دهد، به تعادل انرژی واسکور وضعیت بدنی کمک می‌کند و ECM را افزایش می‌دهد.

 

 

جدول 1. اثرات مکمل پودرچربی (دارای اسیداستئاریک و اسید پالمیتیک) در 1.5 یا 3.0 درصد ماده خشک بر مصرف ماده خشک، تولید شیر و اجزاء شیر، غلظت NEFA پلاسما، و دمای رکتوم در گاوهای شیرده تحت استرس گرمایی.

	تیمار			P-VALUE
	کنترل	1.5درصد	3درصد	تیمار	چربی
ماده‌خشک مصرفی(کیلوگرم در روز)	20.18	20.1	20.18	0.87	0.63
تولید شیر(کیلوگرم در روز)	26.4	28.62	28.51	0.02	0.01
درصد چربی شیر	3.37	3.67	3.81	0.08	0.03
چربی شیر تولیدی(کیلوگرم درروز)	0.88	1.05	1.09	0.02	0.01
درصد پروتئین شیر	3.03	2.9	3.06	0.18	0.5
پروتئین شیر تولیدی(کیلوگرم در روز)	0.79	0.82	0.86	0.04	0.03
NEFA(میکرواکی والان در لیتر)	376.3	358.7	329.8	0.03	0.03
دمای رکتوم
ساعت 7	38.44	38.72	38.83	0.11	0.05
ساعت 14	39.78	39	39.22	0.01	0.01
ساعت 21	39	39.11	39.06	0.46	0.23

• تیمار کنترل بدون پودرچربی، 1.5 و 3 درصد پودرچربی دارای اسید پالمیتیک و اسید استئاریک

 

نمودار شاخص دمایی-رطوبتی (THI) و میزان استرس گرمایی

فرمول محاسبه شاخص دمایی-رطوبتی (THI)

 Tdb = دمای هوا (dry bulb temperature )  درجه فارنهایت

 RH = رطوبت نسبی به صورت درصد

منبع:

https://blog.milkspecialties.com/intro-fat-feeding-heat-stress

Conte, Giuseppe, et al. “Feeding and nutrition management of heat-stressed dairy ruminants.” Italian Journal of Animal Science3 (2018): 604-620.

Chan, S. C., et al. “Effects of ruminally inert fat and evaporative cooling on dairy cows in hot environmental temperatures.” Journal of Dairy Science6 (1997): 1172-1178.

Wang, J. P., et al. “Effect of saturated fatty acid supplementation on production and metabolism indices in heat-stressed mid-lactation dairy cows.” Journal of dairy science9 (2010): 4121-4127.

Warntjes, Jesse Lee, et al. “Effects of feeding supplemental palmitic acid (C16: 0) on performance and milk fatty acid profile of lactating dairy cows under summer heat.” Animal Feed Science and Technology3-4 (2008): 241-257.

Harris, McKensie K., et al. “National Beef Quality Audit–2016: assessment of cattle hide characteristics, offal condemnations, and carcass traits to determine the quality status of the market cow and bull beef industry.” Translational Animal Science1 (2018): 37-49.

Hu, Wenping, Jacquelyn P. Boerman, and James M. Aldrich. “Production responses of Holstein dairy cows when fed supplemental fat containing saturated free fatty acids: A meta-analysis.” Asian-Australasian Journal of Animal Sciences8 (2017): 1105.