إستخدام الأعشاب البحرية كمضادات اكسدة وتأثيرها على صحة الحيوان وإنتاجة

مقدمة

ازدات في الآونة الأخيرة نداءات بعض الباحثين الي استخدام الأعشاب البحرية الغنية بمضادات الأكسدة الطبيعية كمكملات الي النظام الغذائي الحيواني للحد من التعرض للأمراض البكترية والفيروسية ولرفع مناعة هذه الحيوانات. وفي هذا المقال سوف نلقي الضوء علي مضادات الأكسدة و آلية عملها و إستخدام الأعشاب البحرية كآحد مضادات الأكسدة وتأثيرها على صحة الحيوان وإنتاجة.

مضادات الاكسده

مضادات الأكسدة هي مواد طبيعية أو صناعية تثبط أو تقلل الأكسدة من خلال آلية واحدة أو أكثر، مثل إزاله أو معادلة الشوارد الحره، منع اكسدة الدهون، تكوين مواد معقده مع المعادن، أومنع تحطيم الأنسجة عن طريق الأكسدة.

أنواع مضادات الأكسدة

مضادات الأكسدة الذاتيه:
1- مضادات الأكسدة انزيمية مثل الكاتليز ،سوبر أكسيد دس ميوتيز ،الجلوتاثيون بيرواكسيديز، الجلوتاثيون s– ترانسفيريز.
2- مضادات الأكسدة غير انزيمية مثل حمض الاسكوربيك (فيتامين (C ، التكوفيرول (فيتامين (E،الجلوثاثيون المختزل.

مضادات الأكسدة الخارجية:

يتم الحصول عليها كمكملات غذائية وتتكون من مصادر طبيعية نباتية أو حيوانية أو مصادر صناعية
آلية عمل مضادات الأكسدة داخل الخليه:
1- يحول سوبر أكسيد دس ميوتيزالأكسجين الحر ( (O2.-الي أكسجين وفوق أكسيد الهيدروجين في وجود عوامل مساعدة النحاس (Cu)، الزنك (Zn)، أوالمنغنيز (Mn).
2- يحول الكاتليز فوق اكسيد الهيدروجين الي الماء والأكسجين
3- يحول الجلوتاثيون بيرواكسيديز فوق اكسيد الهيدروجين الي الماء.
4- الفيتامينات تمنع أكسدة الدهون وبالتالي تحمي الخلية من تكوين الشوارد الحره.

الأعشاب البحرية ، والتي تسمى أيضًا الطحالب الكبيرة، وهي كائنات بحرية كبيرة الحجم متعددة الخلايا ، تنقسم الأعشاب البحرية إلى ثلاث أنواع أساسية، وفقا لأصباغها :الطحالب الخضراء (الكلوروفيتا)، والطحالب الحمراء (رودوفيتا)، والطحالب البنية (فيوفيتا).
لعبت الأعشاب البحرية دورا هاما كعنصرمن المواد الغذائية والأسمدة الطبيعية أو الأعلاف الحيوانية لعدة قرون في العديد من المجتمعات الساحلية ،حيث يعتبر 221 نوعا من الأعشاب البحرية لديها قيمة تجارية.
ووفقا لتقرير منظمة الزراعة (الفاو) (2018)، أنه في عام 2015، كان إجمالي إنتاج الأعشاب البحرية في العالم حوالي 30.4 مليون طن – 29.4 مليون طن من تربية الأحياء المائية (زراعة الأعشاب البحرية) و1.1 مليون طن يتم حصادها من البرية. وتتصدر الصين وإندونيسيا وجمهورية كوريا، والفلبين زراعة الطحالب البحرية ، في حين أن المنتجين الرئيسيين للأنواع البرية هي شيلي والصين والنرويج.
بعض أنواع الطحالب الخضراء المزروعة
1- الأعشاب البحرية البنية (,Saccharina japonica, Sargassum fusiform Undaria pinnatifia,).
2- الأعشاب البحرية الحمراء (Eucheuma spp., Gracilaria spp., Porphyra spp .,
Kappaphycus alvarezii).
3- الأعشاب البحرية الخضراء (,Caulerpa spp., Enteromorpha clathrata, (Monostroma nitidum.
ويعتبر Saccharina japonica هو أكثر الأنواع انتشارا حيث يمثل انتاجه حوالي 33% من اجمالي انتاجية الأعشاب البحرية المزروعة.

الأعشاب البحرية غنية بالمواد الأيضة الأولية و الثانوية ، ومن المواد الأيضة الأولية الكربوهيدرات والكاروتينات و البروتينات (مجموعة كبيرة من الأحماض الأمينية المختلفة) حيث تشارك هذه المواد الأيضية بشكل مباشر في العمليات الحيوية الهامة مثل النمو والتكاثر لأداء الوظائف الفسيولوجية. أما المواد الأيضية الثانوية مثل الفينولات، والتي تحتوي على الفينولات البسيطة مثل الأحماض الفينولية والبوليفينول، بما في ذلك مركبات الفلافونويد وغير الفلافونويدات مثل tannins (حمض التانيك).
بالإضافة الي هذه المواد الأيضة الهامه الأعشاب البحرية تحتوي علي العديد من المعادن و العناصر الضرورية للنمو السليم ولصحة الحيوانات (مثل اليود ، الزنك ، الحديد، المنغنيز، السيلينيوم، الصوديوم، الكالسيوم، البوتاسيوم، والمغنيسيوم) حيث تتراكم هذة المعادن بسهولة من مياه البحر وتحتوي على معادن أكثر بـ 10-20 مرة من النباتات البرية .
تحتوي معظم المواد الأيضة الناتجة من الأعشاب البحرية على مضادات الأكسدة مثل (الفينولات، البوليفينول ، البروموفينول،الأصباغ الطبيعية ،السكريات الكبريتية المتعددة مثل fucoindan, carragenan, ulvan. وأيضا بعض العناصر الدقيقة مثل السيلينيوم والزنك والمنجنيزالتي تظهر خصائص قوية كمضادات للأكسدة.
الأعشاب البحرية غنية ليس فقط بالسكريات التي تعمل كمضادات للأكسدة ولكن أيضًا بالسكريات غير القابلة للهضم، وبالتالي فهي بمثابة مصدر للألياف الغذائية. وتؤثر السكريات المستخدمه كبريبايوتكس في علف الحيوانات بشكل إيجابي على بكتيريا حمض اللاكتيك والسيلوليتك الموجودة في الجهاز الهضمي وتمنع ظهور البكتيريا المسببة للأمراض مثل الإشريكية القولونية. إن الحفاظ على ميكروبيوم الأمعاء الكافي وتقليل خطر الالتهاب يعزز شكل الأمعاء وإمتصاص العناصر الغذائية من العلف ويكون لها تأثير إيجابي على صحة الحيوان وتحفيز الجهاز المناعي وتقليل مخاطر الإصابة بالإسهال، وتعزيز أداء النمو وتعزيز الإنتاجية.
كما تحتوي الأعشاب البحرية أيضًا على مجموعة كبيرة من الفيتامينات مثل فيتامين (E) توكوفيرول وفيتامين ج (حمض الأسكوربيك)، أ، ب1، ب2، ب3، ب5، ب6، وب8.
تشكل الأعشاب البحرية مصدرًا قيمًا للبروتينات، حيث تعتبر الأعشاب البحرية الحمراء كأغنى مصدر للبروتين 64-376 جم / كجم في المتر المربع (البروتين الخام)، ثم الأعشاب البحرية الخضراء 32-352 جم/كجم من المادة الجافة وأخيرًا الأعشاب البحرية البنية 24-168 جم/كجم من المادة الجافة. ويمكن للأعشاب البحرية أن تمد الحيوانات بجميع الأحماض الأمينية الأساسية والعديد من الأحماض الأمينية غير الأساسية. ولذلك، ينبغي إجراء تحليل مفصل للأحماض الأمينية للأعشاب البحرية لأغراض غذائية. تمثل الأحماض الأمينية الأساسية في Sargassum latifolium 42% من إجمالي محتوى الأحماض الأمينية (12مجم/جم من المادة الجافة) ولذلك يتم اقتراحها كمصدر تكميلي للبروتينات في الغذاء الحيواني.
آليه عمل الأعشاب البحرية كمضادات أكسدة
تلعب مضادات الأكسدة الموجودة في الأعشاب البحرية دوراً هاما “كاسحات االشقوق الحرة” – فهي تمنع
أو تقلل الأضرار الناجمة عن الإجهاد التأكسدي ولديها قدرة عالية على علاج الأمراض المختلفة.
هذا التركيب الفريد من الأعشاب البحرية ينتج عن نموها في بيئة دائمة التغيروتعرضها باستمرار لظروف الإجهاد مثل الملوحة، والتغيرات في درجات الحرارة ، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، والتعرض للملوثات وترجع مقاومة الأعشاب البحرية للإجهاد الحيوي وغير الحيوي إلى إنتاج مواد فعالة من الناحية الفسيولوجية مثل السكريات القليلة والأحماض الأمينية والفيتامينات والهرمونات النباتية.
وهناك دراسات عديدة تعتمد علي إستخدام الأعشاب البحرية كمضادات أكسدة في مستحضرات التجميل و التطبيقات الطبية الحيوية. ولكن هناك دراسات قليلة من حيث إستخدام الأعشاب البحرية كاضافات أعلاف أو دراسة مدي أهميتها للصحة الحيوانية وزيادة الإنتاج. بالرغم من احتوائها علي مركبات ذات فوائد كثيرة للمناعة مثل مضادات الأكسدة، ومضادات الالتهاب، مضادات الميكروبات، والبريبايوتيك.
لقد اكتسبت مكملات البريبايوتكس في العلف الحيواني المعتمدة على الكتلة الحيوية للأعشاب البحرية الكثير من الاهتمام مؤخرًا نظرًا لتأثيرها الإيجابي على صحة الأمعاء والجهاز المناعي.
أشكال مضادات الأكسدة للأعشاب البحرية في الغذاء الحيواني
يمكن استخدام الأعشاب البحرية كعلف أوإضافات أعلاف في شكل كتلة حيوية طبيعية سليمة (طازجة أو مجففة) أو في شكل مستخلص .عادة ما يتم دمج الأعشاب البحرية السليمة في كريات العلف، في حين يتم دمج المستخلصات في مياه الشرب. وهناك العديد من الطرق المستخدمة لاستخلاص مضادات الأكسدة مثل سوكسليت، والنقع، والترشيح، والميكروويف، والموجات فوق الصوتية، والاستخلاص بمساعدة الإنزيمات.

تأثير مضادات الأكسدة الموجودة في الطحالب البحرية على صحة الحيوان وإنتاجه

يمكن تقييم تأثير مضادات الأكسدة للأعشاب البحرية عن طريق قياس إجمالي قدرة مضادات الأكسدة، ونشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة الأولية (سوبرأكسيد دسميوتيز، الجلوتاثيون، والكتاليز)، ومستوى المالونديالدهيد. حيث يساعد إضافة الأعشاب البحرية الي النظام الغذائي الحيواني في الحفاظ على حالة الأكسدة والاختزال المناسبة في الحيوانات والصحة الجيدة والإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمكملات الأعشاب البحرية أن تعزز نشاط مضادات الأكسدة ورفع المناعة وبيئة الأمعاء (يعتمد ذلك على أنواع الأعشاب البحرية، ونسبتها في النظام الغذائي، وأنواع الحيوانات) مما يعزز كفاءة وصحة الجهاز الهضمي عن طريق تعزيز امتصاص الأمعاء واستخدام العناصر الغذائية وعن طريق تعديل الفلورا المعوية وبالتالي تعزيز السلامة الهيكلية للأمعاء.
وأيضا الأعشاب البحرية ومركباتها النشطة تعزز أداء النمو وتزيد متوسط الوزن اليومي للحيوانات.

السكريات البنية الموجودة في الأعشاب البحرية مثل اللامينارين، الفوكويدان، كونها ألياف غذائية قابلة للذوبان،مما يزيد من تناول العلف ونسبة تحويل العلف. وللأعشاب البحرية وجزيئاتها النشطة ذات الأنشطة المضادة للأكسدة والمناعية القدرة علي تقليل الأضرار التأكسدية، والتي قد تلعب دورًا حاسمًا في تشخيص وتحسين العديد من الأمراض المعدية، وبالتالي حماية صحة الحيوان والإنسان. بالإضافة إلى ذلك، تعمل المركبات النشطة بيولوجيًا كمعدلات لآليات الإشارات الخلوية المختلفة المرتبطة بعدد كبير من الأمراض المعدية.

علاوة علي ذلك، يمكن لإضافات أعلاف الأعشاب البحرية تقوية المنتجات الحيوانية بيولوجيًا ، وتحسين جودة الذبيحة، وإطالة العمر الافتراضي للبيع بالتجزئة.كما وجد أن إستخدام مستخلصات الأعشاب البحرية المحتوية على الفوكويدان واللامينارين يقلل من أكسدة الدهون إلى الحد الأدنى في متجانسات أنسجة الكبد. وبالتالي، فإن إستخدام مضادات الأكسدة الطبيعية في صناعة اللحوم هو نهج عملي لتقليل أو منع أكسدة الدهون.

الخلاصة :

إن المواد المضادة للأكسدة الطبيعية المستخدمة كإضافات للتغذية ليس فقط لتحسين صحة الحيوانات وأدائها العام، بل أيضاً تزيد من مقاومتها للإجهاد البيئي مثل الإجهاد الحراري، والظروف البيئة المتغيرة ، والأمراض، وكما ذكرنا في هذه المقاله أن الكائنات البحرية (أعشاب البحرالحمراء والبنية والخضراء) تحتوي على كميات كبيرة من المواد النشطة بيولوجياً، بما في ذلك المركبات الفينولية، والبوليساكاريدات، والأصباغ، والفيتامينات، والعناصر الكبيرة والصغيرة، والبروتينات المعروفة بنشاطها المضاد للأكسدة، وكل ذلك يساعد في الحفاظ على الحالة المناسبة حالة الأكسدة والاختزال في الحيوانات وإظهار تأثيرات متعددة الجوانب لتعزيز الصحة الجيدة، والإنتاجية. يعد استخدام مضادات الأكسدة الطبيعية في صناعة اللحوم طريقة عملية لتقليل الدهون و منع أكسدتها ولذلك فان إضافة المكملات الغذائية من الأعشاب البحرية يحسن من جودة اللحوم بسبب ترسب المكونات المضادة للأكسدة المشتقة من البحر في العضلات.

ومن النقاط الهامة التي يجب مراعاتها عند إستخدام الأعشاب البحرية في العلف الحيواني هي تركيبتها المتغيرة التي تعتمد على الأنواع المختلفة طبقاً لموطنها، والموقع، ظروف النمو مثل تركيز العناصر الغذائية في الماء، شدة الضوء ودرجة الحرارة وما إلى ذلك.

** بيير عزت مهني

باحث

وحدة الهرمونات
** مروة فؤاد حسن شعبان
باحث
وحدة البروتينات
قسم الكيمياء والنقص الغذائي

مركز بحوث الزراعية – مصر