عنوان پروژه :
 اسانس های گیاهی در تغذیه طیور- اثرات مهم و نحوه کارکرد

Essential oils in poultry nutrition:
Main effects and modes of action
A. Brenes a,∗, E. Roura b
a Departamento de Metabolismo y Nutrición, Instituto del Frío, CSIC, Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain
b R+D Lucta, S.A. Carretera Masnou a Granollers Km 12,4. 08107 Montornés del Vallés, Barcelona, Spain

تابستان 1397

چکیده:

تاثیرات ضد میکروبی ایجاد شده توسط میکروارگانیسم ها برای چندین دهه در جیره طیور با هدف افزایش کارآیی و کاهش مرگ و میر به خصوص در جوجه های گوشتی مورد استفاده قرار گرفته است. هرچند، فشار مرتبط با گسترش احتمالی مقاومت آنتی بیوتیکی باکتری ها منجر به گسترش افزودنی های غیر آنتی بیوتیکی شده است که در نتیجه منجر به بهبود کارکرد جوجه های گوشتی شده است. در سال های اخیر، گیاهان آروماتیک و عصاره آنها به عنوان تحریک کننده رشد و سلامت توجه زیادی به خود جلب نموده است. بیشتر ویژگی های آنها ناشی از اسانس های گیاهی (EOs) و سایر متابولیت های گیاهی ثانویه است. اسانس های گیاهی باعث افزایش تولید ترشحات هضمی، تحریک گردش خون، خصوصیات آنتی اکسیدانی، کاهش میزان باکتری های پاتوژن و افزایش کارآیی سیستم ایمنی می شود. هدف این مقاله مروری بر اطلاعات منتشر شده از اسانس های گیاهی و اجزای آنها در تغذیه طیور و توصیف مکانیسم های عمل احتمالی آنهاست. دانش موجود درباره اثرات آنتاگونیستیک و سینرژیستیک ارائه شده و زمینه های تحقیقاتی برای آینده پیشنهاد شده اند.

کلمات اختصاری:

ADG: average daily gain;

AGP: antibiotic growth promoters;

ATP: adenosine triphosphate;

Eos: essential oils;

BHA: butylated hydroxyanisole;

BHT: butilated hydroxytoluene;

BW: body weight;

GI: gastrointestinal tract;

LD50: lethal dose 50

MIC: minimum inhibitory concentration;

TRP: transient receptor potential;

TRPV1: transient receptor potential vanilloid type;

TRPA1: transient receptor potential ankyrin type;

TRPM4: transient receptor potential melastatin type

فهرست مطالب

1- مقدمه. 1

۲- ترکیب اسانس‌های گیاهی.. 3

۳- استفاده از اسانس های روغنی در تغذیه طیور 7

۴- مکانیسم عمل اسانس های گیاهی در تغذیه طیور 8

1-4-   تاثیرات بر روی حسگرها: حسگرهای دهانی- بینی و تهویه گوارش… 8

2-4- آنتی اکسیدان: جلوگیری از اکسیداسیون بافتی.. 10

3-4-  فعالیت ضدمیکروبی و بهبود فلور میکروبی روده 13

5-  مسیر متابولیکی و سمیت اجزای زیستی فعال اسانس‌های گیاهی.. 18

۶- نتایج و زمینه‌های مطالعه در آینده 19

1- مقدمه

استفاده پیشگیرانه از آآآنتی­بیوتیک‌ها در تغذیه طیور به منظور بهبود رشد، مصرف غذا و کاهش مرگ و میر در اثر بیماری‌های کلینیکی به خوبی مستند شده است. هرچند، نگرانی­ها در مورد انتقال و افزایش مقاومت باکتریایی از طریق زنجیره غذایی منجر به ممنوعیت استفاده از آنتی­بیوتیک­ها در غذا به عنوان محرک رشد (AGP) در اتحادیه اروپا از سال ۲۰۰۶ شده است. در نتیجه، افزودنی­های جدید مشتق از گیاهان شامل عصاره گیاهان آروماتیک و اجزای تخلیص شده آن­ها به عنوان جایگزینی برای استراتژی­های غذایی در آینده مورد بررسی قرار گرفته­اند. این محصولات از آنجایی که عموما در صنعت خوراک به عنوان موارد ایمن و مورد استفاده متداول شناخته شده­اند، مزایایی نسبت به آنتی­بیوتیک­های تجاری مورد استفاده متداول دارند (Varel,2002).  این گیاهان دارویی توجه زیادی را به عنوان افزایش دهنده­های احتمالی رشد حیوانات در دهه اخیر به خود جلب نموده­اند. مصرف افزایش دهنده­های رشد بر پایه گیاه از سال ۱۹۹۰ افزایش یافته است.

اسانس­های گیاهی که همچنین روغن­های فرار یا اتری نامیده می­شوند، مایع­های روغنی آروماتیک هستند که از اجزای گیاهی به­دست می­آیند (گل­ها، جوانه، دانه ها، برگ­ها، شاخه­ها، پوسته، چوب، میوه­ها و ریشه­ها). اسانس­های گیاهی مخلوط پیچیده­ای از متابولیت­های گیاهی ثانویه شامل ترپن­ها و فنیل پروپن­های با نقطه جوش پایین هستند. آن­ها با اسانس­ها و عطرهای گیاهی ویژه همراه هستند، quinta essential که تحت عنوان “گیاهان و گونه­ها” تعریف می شوند، که توسط روش­های تقطیر استخراج می­شوند، (Greathead2003). به طور تقریبی ۳۰۰۰ روغن اسانسی شناخته شده که حدود ۳۰۰ عدد از آن­ها از نظر تجاری حائز اهمیت بوده و به طور عمده در بازار خوشبوکننده­ها و طعم دهنده­ها مورد استفاده قرار می­گیرند (Van de Braak and Leijten, 1999). به غیر از استفاده سنتی از آن­ها، مجموعه ای از تأثیرات سودمند با مطالعات تجربی در طی ۳ دهه اخیر گزارش شده است. از تأثیرات سودمند آن­ها بر روی متابولیسم لیپیدها، توانایی تحریک هضم، ویژگی­های ضد میکروبی و آنتی­اکسیدان و قابلیت ضد التهاب را می­توان نام برد (Acamovic and Brooker, 2005).

جذابیت اسانس­های گیاهی و عصاره­های مختلف گیاهی، از آن­جایی که با تفکر درباره آینده کشاورزی در اروپا و ترجیح مصرف کننده برای محصولات طبیعی همزمان شده است، رو به افزایش است. به­علاوه، ویژگی­های سودمند آن­ها قابلیت بهره برداری درمانی از آن‌ها را فراهم نموده است. ویژگی­های ضدمیکروبی اسانس­های روغنی، به طور گسترده­­ای گزارش شده است (Dorman and Deans, 2000; Mourey and Canillac, 2002; Rota et al., 2004). در حقیقت، به خاطر خصوصیات ضدمیکروبی، اسانس­های روغنی به عنوان یک افزودنی مورد استفاده قرار گرفته­اند (Nychas, 1995; Tuley de Silva, 1996; Lee et al., 2004).  در کنار خصوصیات ضد باکتریایی، اسانس­های گیاهی یا اجزای آن­ها ویژگی­های هیپولیپیدمیک (Srinivasan, 2004)، آنتی‌اکسیدانت (Kempaiah and Srinivasan, 2002; Botsoglou et al., 2004)، تحریک کننده هضم (Platel and Srinivasan, 2004)، ضدویروس (Bishop, 1995)، ضد قارچ (Jayashree and Subramanyam, 1999; Mari et al., 2003)، ضد سم (Ultee and Smid, 2001; Juglal et al.,2002)، ضد انگل (Pandey et al., 2000; Pessoa et al., 2002) و حشره کشی (Konstantopoulou et al., 1992; Karpouhtsis et al., 1998) در کنار مهار بو و کنترل آمونیاک دارند (Varel, 2002). این خصوصیات احتمالاً در ارتباط با کارکرد این ترکیبات در گیاهان هستند (Mahmoud and Croteau, 2002). در مقابل، بسیاری از گیاهان و گونه­ها،  ادویه­های غذایی معروفی هستند. اسانس­های روغنی و اولئوسرین در سیر و فلفل در کنارسینامیک آلدهید، کارواکرول و فلفل (از فلفل سیاه) در این میان، به خاطر خصوصیات افزایش طعم غذا مدت طولانی­تری مورد استفاده قرار گرفته­اند. برخی از محققین دریافته­اند که بسیاری از گیاهان دارویی قادر به بهبود سرعت رشد از طریق افزایش دریافت غذا هستند (Wenk, 2006). با این وجود، برخی دیگر این موضوع را مورد مطالعه قرار داده و هیچ شواهد مشخصی که سبزیجات و ادویه جات، طعم و مزه را در حیوانات فارمی بهبود می­بخشند، درنیافته­اند (Windisch et al., 2008).

هدف این مقاله، مروری بر اطلاعات منتشر شده بر قابلیت اسانس­های گیاهی و اجزای آن­ها در تغذیه طیور و توصیف نحوه کارکرد آنهاست. اطلاعات موجود در مورد اثرات آنتاگونیستیک و سینرژیستیک و زمینه­های تحقیقاتی آینده ارائه شده است.

۲- ترکیب اسانس‌های گیاهی

آنالیز ترکیبات فرار این اسانس‌ها همراه با جزئیات، توسط کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی انجام می­شود (Daferera et al., 2000; Juliano et al., 2000; Jerkovic et al., 2001; Delaquis et al., 2002). اسانس‌های گیاهی، از دیدگاه شیمیایی، مخلوط پیچیده­ای از چندین جزء هستند، که این پیچیدگی، اغلب توضیح فعالیت­های آن­ها را مشکل می­سازد (Senatore, 1996; Russo et al., 1998). این­ها مخلوط متغیری از عمدتاً ترپنوئیدها (linalool, geraniol, thujanol, borneol, menthol, citronnillol, _-terpineol) و طیفی از هیدروکربن­های آلیفاتیک با وزن ملکولی پایین (فنول­هایی از قبیل تیمول، کارواکرول، eugenol، gaiacol و آلدئیدهای آروماتیک از قبیل سینامالدئید، cuminal و phellandral)   هستند (Dorman and Deans, 2000). اجزای اصلی، در دو یا سه جزء در غلظت­های نسبتاً  بالا (تا ۸۵ درصد) در مقایسه با سایر ترکیبات که در مقادیر خیلی کم هستند، مشخص می­شوند (Senatore, 1996; Bauer et al., 2001). عموماً، ترکیبات اصلی خصوصیات بیولوژیکی و بیوفیزیکی اسانس­های روغنی که از آن جدا شده­اند را منعکس می‌کنند. ترکیبات فنولی عمدتاً مسئول ویژگی­های ضدباکتریایی اسانس­های روغنی هستند (Cosentino et al., 1999).

اجزای اصلی تعدادی از اسانس­های روغنی، طبق مطالعه Chao و همکاران (۲۰۰۰) در جدول ۱ ارائه شده است. نشان داده شده که این اجزا فعالیت ضد باکتریایی دارند و مکانیسم عمل آن­ها در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه فعالیت اجزای اصلی توسط ملکول­ها در مقادیر کمتر، بهینه می­شود. در برخی از مطالعات نشان داده شده که اسانس­های روغنی به طور کلی، فعالیت ضدباکتریایی بیشتری نسبت به مخلوط ترکیبات اصلی دارند (Gill et al., 2002; Mourey and Canillac, 2002)، که نشان می دهد اجزا در مقادیر کمتر، فعالیت اساسی داشته و تأثیر سینرژیک یا تشدید کننده دارند. این مسأله در مورد مریم گلی (Marino et al, 2001)، برخی گونه­های آویشن (Lattaoui and Tantaoui-Elaraki, 1994; Paster et al., 1995; Marino et al., 1999) و پونه کوهی (Paster et al., 1995) مشاهده شده است.

جدول ۱- برخی از اسانس‌های گیاهی و ترکیبات اصلی آنها

منشا طبیعی، فاکتورهای محیطی و ژنتیکی روی ترکیب شیمیایی اسانس­های گیاهی مؤثرند. فاکتورهایی از قبیل گونه و زیرگونه، موقعیت جغرافیایی، زمان برداشت، قسمت مورد استفاده گیاه و روش جداسازی همگی روی ترکیب شیمیایی مواد خام جدا شده از گیاه تاثیر دارند (Cosentino et al., 1999; Marino et al., 1999; Juliano et al., 2000; Faleiro et al., 2002). این فرضیه وجود دارد که ترکیب شیمیایی اسانس یک گونه گیاهی می­تواند با توجه به منشأ جغرافیایی و زمان برداشت تغییر کند. این تغییر تا حدودی می‌تواند با تشکیل پیش سازهای فعال توضیح داده شود. p-cymene (1-methyl-4-(1-methylethyl)-benzene) و      γ-terpinene (1-methyl-4-(1-methylethyl)-1,4-cyclohexadiene) پیش سازهای کارواکرول                (2-methyl-5-(1-methylethyl)phenol) و تیمول (5-methyl-2-(1-methylethyl)phenol) در گونه­های Origanum و Thymus هستند. فصل جمع آوری، شدیداً روی دست­آورد اسانس از گیاه و غلظت این پیش سازهای فنولی تأثیر دارد. با وجود تفاوت­های کمی قابل توجه در اجزای روغنی اصلی، مجموع مقادیر این چهار ترکیب، در پونه کوهی یونانی در گونه­های مشتق از نواحی جغرافیایی مختلف تقریباً یکسان است (Kokkini et al, 1997) و در گیاهان برداشت شده در فصل­های مختلف پایدار باقی می­ماند (Jerkovic et al, 2001). این موضوع در مورد آویشن ایتالیایی نیز صادق است (Marino et al, 1999). این نشان می­دهد که این چهار ترکیب از لحاظ بیولوژیکی و کارکرد بسیار نزدیک هستند و این تئوری که تیمول از طریق        p-cymene از γ-terpinene در آویشن تشکیل می­شود را حمایت می­کند (Kokkini et al, 1997). عموماً، اسانس­های گیاهی که از گیاهان در دوران گلدهی یا بلافاصله پس از آن،  تهیه شده­اند قوی­ترین فعالیت ضد­میکروبی را نشان می­دهند (McGympsey et al, 1994, Marino et al, 1999).  در حقیقت، ترکیب اسانس­های روغنی تهیه شده از قسمت­های مختلف گیاه تفاوت گسترده­ای نشان می­دهد. به عنوان مثال، اسانس­های گیاهی مشتق از دانه های گشنیز (Coriandrum sativum L.)  ترکیب متفاوتی در مقایسه با cilantro که از برگ­های نابالغ همان گیاه به­دست آمده­اند، دارند (Delaquis et al, 2002).  در نهایت، تغییرات در قابلیت ضد­میکروبی در ارتباط با تغییرات در نسبت آنانتیومرها در بین ترکیبات فعال بوده است              (Lis-Balchin et al, 1996).

جدول ۲- اثر اسانس­های روغنی بر کارآیی تولید در طیور (برگرفته از مطالعه Windisch و همکاران ۲۰۰۸)

۳- استفاده از اسانس های روغنی در تغذیه طیور

تعداد محدودی مطالعات کنترل شده روی اثر ترکیبات اسانس­های گیاهی بر قابلیت رشد، فعالیت آنزیم‌های گوارشی و قابلیت هضم درشت مغذی­ها در جوجه­های گوشتی انجام شده است. اثرات متغیری روی کارآیی گزارش شده است. خلاصه­ای از مطالعات اخیر بر اثرات اسانس­های گیاهی روی کارآمدی پارامترهای تولید، توسط Windisch و همکاران (۲۰۰۸) گزارش شده است. همانطور که در جدول ۲ نشان داده شده است، نتایج اکثریت مطالعات تجربی، دلالت بر کاهش دریافت غذا همراه با عدم وزن­گیری یا کاهش وزن نهایی داشته است که نشان دهنده بهبود ضریب تبدیل در تغذیه با اسانس­های روغنی است. هیچ تأثیری بر پارامترهای کارآمدی در استفاده از اسانس‌پونه کوهی، آویشن، دارچین، فلفل، پودر سیر و مخلوط تجاری اسانس­های گیاهی حاوی تیمول توسط محققین مختلف گزارش نشده است (Botsoglou et al., 2002a; Lee et al., 2003; Hernández et al., 2004; Shanmugavelu et al., 2004; Jang et al., 2007). هرچند، خلاصه­ای از تحقیقات مختلف انجام شده در اروپا، تأثیر مثبت عصاره­های گیاهی (کپسایسین و پلی فنول)  بر کارآیی جوجه­های گوشتی را نشان می­دهد (Kamel 2000.2001).  به طور مشابه، استفاده از عصاره­های گیاهی شامل کپسایسین، سینامالدهید و کارواکرول (Jamroz et al, 2003)، پودر سیر (Lewis et al, 2003, Cross et al, 2004)، پودر سیر و تیمول (Demir et al, 2003)  و یک ترکیب از اسانس­های گیاهی (Alcicek et, 2003,2004)   و هم‌چنین در فیلدهای مختلف مطالعاتی (Bassett, 2000; Langhout, 2000; Kamel,2001) بهبود کارآیی جوجه­های گوشتی، دستاورد لاشه و کاهش وزن روده نشان داده شده است. Demir وهمکاران (۲۰۰۳)،­ بهبود در کاهش شاخص در پرزهای ایلئوم با تیمول و سیر را گزارش دادند. Bampidis و همکاران در سال ۲۰۰۵ نشان دادند که برگ­های پونه کوهی نسبت ضریب تبدیل را در بوقلمون‌های بالغ بهبود می‌بخشد.

تغییر در کارکرد اسانس­های گیاهی، در میان سایر عوامل، شامل ترکیب جیره پایه (با قابلیت هضم کمتر)، میزان دریافت غذا، استانداردهای تمیزی و شرایط محیطی، می‌تواند بر کارآیی حیوانات مطرح باشد. سایر عوامل تأثیرگذار روی نتایج مطالعات in vivo شامل زمان برداشت و وضعیت بلوغ گیاهان، روش­های استخراج در گیاهان، روش و مدت نگهداری و اثرات سینرژیستیک یا آنتاگونیستیک روی ترکیبات زیستی است.

اگونیستیک روی ترکیبات زیستی است.

۴- مکانیسم عمل اسانس های گیاهی در تغذیه طیور

ادویه­جات مورد استفاده که به عنوان افزودنی برای افزایش طعم و مزه غذا مورد استفاده قرار می گیرند، طیفی از اثرات فیزیولوژیک سودمند نشان می دهند. به دنبال ممنوعیت استفاده از آنتی بیوتیک ها به عنوان محرک رشد، استفاده از اسانس های گیاهی در تولید طیور، در حال رایج شدن است. هرچند، مکانیسم عمل ترکیبات فعال زیستی در پرنده ها،  کاملا توضیح داده نشده است. بر اساس منابع موجود برای طیور، مکانیسم های مختلفی برای فعالیت اسانس های گیاهی وجود دارد که در این مقاله آنها را در ۴ گروه قرار دادیم: حسی، متابولیک، آنتی اکسیدانت و ضد میکروبی.

1-4-   تاثیرات بر روی حسگرها: حسگرهای دهانی- بینی و تهویه گوارش

عمل تحریک گوارش، احتمالاً رایج ترین اثر فیزیولوژیک آزمایشگاهی روی گونه­های مختلف بوده است. اسانس‌ها و یا اولئوسرین­های سیر، شنبلیله، کورکومین، پیاز، نعناع، فلفل سیاه، دارچین وفلفل دلمه­ای و ترکیبات فعال آن­ها به عنوان ادویه­جات غذایی از طریق فعال نمودن ترکیبی سه مکانیسم حسی محیطی یافت شده در حفره­های دهانی و بینی، حسگرهای معده، بویایی و چشایی عمل می­کنند (Tominaga and Julius, 2000; Platel and Srinivasan, 2004; Srinivasan, 2007). حسگرهای دهانی/بینی، ناحیه معده روده­ای (GI)  را برای دریافت غذا آماده نموده و ترشحات گوارشی و حرکات روده را تحریک می­کند (Ohara et al., 1988; Katschinski, 2000; Teff, 2000; Hiraoka et al., 2003; Laugerette et al., 2005). حسگرهای سماتیک در حفره دهانی-بینی به عصب V جمجمه (trigeminal) متصل بوده و همه اپیتلیوم دهانی-بینی را پوشانده و لامسه، دماهای مضر (بالا یا پایین) در حسگرهای عمقی (فیبرهای ßA)  و مواد شیمیایی (فیبرهای δA) و درد (فیبرهای C)  شامل تندی توسط اسیدها یا ادویه­جات را تشخیص می­دهد (Miller and Teates, 1984; Hyde and Witherly, 1993; Tominaga and Julius, 2000; Djouhri and Lawson, 2004). دماهای مضر بالا یا پایین، همچنین تندی و ترکیبات تند ممکن است منحر به آسیب موکوس دستگاه گوارش شود. تحریک عصب سه­گانه متعاقباً منجر به پاسخ هشدار دهنده مبنی بر عدم دریافت غذا می­شود (Tewksbury and Nabhan, 2001)، که همراه با پاسخ ترشحی موکوس و دستگاه گوارش و افزایش حرکت روده به منظور محافظت از اپیتلیوم دستگاه هضم است (Kaunitz and Akiba, 2001; Akiba et al., 2002; Platel and Srinivasan, 2004). گزارش شده که ادویه­جات یا اجزای فعال آن­ها منجر به تحریک ترشحات هضمی از قبیل بزاق (و آمیلاز بزاقی) در انسان و آنزیم­های معده، مجاری صفراوی و پانکراتیک (لیپاز، آمیلاز و پروتئاز) و موکوس روده ای در رت می­شود (Glatzel, 1968; Platel and Srinivasan, 2000a,b, 2001, 2004; Platel et al., 2002).

دماها و همچنین تندی یا ادویه­جات از طریق تحریک کانال­­های یونی داخل غشایی (اعضای خانواده رسپتورهای موقتی -TRP) به طور عمده شامل vanilloid های فعال شونده در اثر گرما (TRPV1-4) و انواع melastatin (TRPM2,4,5) و خانواده ankyrin فعال شونده در اثر سرما (TRPA1) و عضو شماره ۸ خانواده melastatin (TRPM8) موجود بر روی نورون­های فیبرهای اعصاب سه گانه دریافت می­شوند (Tominaga and Julius, 2000; Julius and Basbaum, 2001; Dhaka et al., 2006; Bandell et al., 2007; Caterina, 2007).  در مطالعه­ای که توسط Satio و Shingai در سال ۲۰۰۶ انجام شد، گزارش شد که همه کانال­های TRP مرتبط با حسگرهای دمایی به جز TRPM4 در ژنوم جوجه وجود دارند اما مکانیسم و تنظیم آن­ها در طی تکامل مهره داران تغییر کرده است. تغییرات در میان حیوانات با توجه به حساسیت سیستم حسی معده گزارش شده است. یک پاسخ سیگموئیدی عصب سه­گانه نسبت به کپسایسین، هم در جوجه و هم در پستانداران گزارش شده است. هرچند، دامنه غلظت پاسخ دهنده به کپسایسین در جوندگان آزمایشگاهی در nM (Toth et al, 2004) بوده در حالی که در جوجه­ها در µM بوده و بر خلاف جوندگان منجر به پاسخ نورونی کامل نمی­شود (Kirifides et al., 2004). به علاوه، به نظر می­رسد که پاسخ­های حساس به کپسایسین در جوجه­ها مستقل از TRPV1 باشد (Mahmoud et al., 2007) و همراه با اثرات ایجاد کننده درد نیستند (Jordt and Julius, 2002). در حالی که به نظر می­رسد اغلب پاسخ­های پستانداران به ادویه­جات به واسطه درد باشد، پرنده­ها توانایی تحمل بیشتری دارند. پستانداران درنده با گیاه فلفل عقب نشینی نموده در حالی که برای پرندگان به عنوان حامل برای پخش کردن دان مطلوب است (Tewksbury et al., 1999; Tewksbury and Nabhan, 2001; Jordt and Julius, 2002; Nolte et al., 1993; Clark, 1998). پستانداران شامل انسان و خوک پاسخ عدم تمایل شدید نسبت به کپسایسین خوراکی (Green, 1989) و هم چنین سینامالدئید، کارواکرول یا اسید فرمیک نشان می­دهند (Bikker et al., 2003; Eisemann and van Heugten, 2007) اما پرنده­ها نسبت به وجود تا p.p.m ۲۰.۰۰۰ کپسایسین و سایر مخلوط­های اسانس­های روغنی بی­تفاوت هستند(Szolcsanyi et al., 1986; Mason et al., 1991; Roura et al., 2008).

پرنده­ها پاسخ­های رفتاری نسبت به کپسایسین نشان نمی­دهند، با این وجود سیستم عصبی پرنده به این ترکیبات غیر حساس نیست (Sann et al., 1987; Harti et al., 1989). جوجه­ها ممکن است به سطوح پایین ادویه­جات در غذا با افزایش ترشحات هضمی بدون عدم تمایل مشخص به غذا پاسخ دهند (مثلا کاهش دریافت غذا)، که در تقابل با پاسخ پستانداران است که همراه با کاهش بیشتر اشتها است. مثلا یک افزایش مشخص در آمیلاز پانکراس، تریپسین و مالتاز در جوجه­های گوشتی تغذیه شده با مخلوطی از روغن­های اسانسی تجاری گزارش شده است (Williams and Losa, 2001; Jang et al., 2004, 2007). هرچند Lee و همکاران در سال ۲۰۰۳  گزارش دادند که هیچ اثر واضحی روی فعالیت های آنزیمی در جوجه­های تغذیه شده با تیمول و سینامالدهید پس از ۲۱ یا ۴۰ روز مشاهده نشد. تاثیر اسانس­های روغنی بر قابلیت هضم مواد غذایی در جوجه­ها توسط چندین گروه گزارش شده است. استفاده از مخلوطی از عصاره­های گیاهی شامل کارواکرول، سینامالدهید و کپسایسین موجب افزایش نسبت مواد هضم شده در مدفوع شامل اتر (Hernández et al., 2004),)، فیبر، چربی، خاکستر و پروتئین شده است (Jamroz et al., 2003).  به علاوه، این مخلوط موجب مهار اثر سرکوبگر کربوکسی متیل سلولز بر قابلیت هضم چربی در جوجه ها شده است (Lee et al., 2004).

تأثیر ادویه­جات بر متابولیسم چربی با توجه به اثر تنظیمی اختمالی کپساسین خوراکی بر پراکندگی بافتی ادیپوزها، توجه زیادی را به خود جلب نموده است. در جوندگان، کپسایسین وزن چربی احشایی را کاهش داده که این ممکن است در افزایش بیان TRPV1 مؤثر باشد (Leung, 2008). فعال شدن کانال­های TRPV1 توسط کپسایسین از چربی زایی (adipogenesis) سلول­های 3T3-L1-preadipocytes و بافت چربی احشایی موش و انسان جلوگیری می­کند (Zhang et al., 2007). به علاوه، سطح کلسترول کبدی با مصرف کپسایسین و کورکومین در جیره، کاهش یافت ((Manjunatha and Srinivasan, 2007). دانش بسیار کمی در مورد تأثیرات اسانس‌های گیاهی بر متابولیسم لیپیدها وجود دارد. یک کاهش وابسته به دوز در کلسترول سرم در خروس­های تغذیه شده با لمونن (Qureshi et al., 1988) مشاهده شده است، اما هیچ تغییری در کلسترول پلاسما در جوجه­های تخم­گذار پس از افزودن terpineol، citronellol و geraniol به جیره مشاهده نشد (Hood et al., 1978). ارتباط این یافته­ها با یکدیگر، تحقیقات بیشتر در آینده را می طلبد.

2-4- آنتی اکسیدان: جلوگیری از اکسیداسیون بافتی

آنتی اکسیدان­ها به طور گسترده به عنوان افزودنی مواد غذایی به کار رفته­اند تا باعث محافظت غذا در برابر تخریب اکسیداتیو توسط رادیکال­های آزاد شوند. از زمان­های قدیم، دریافتند که ادویه­جات مورد استفاده در انواع مختلف غذا برای بهبود طعم، دارای فعالیت آنتی­اکسیدانت هستند. به منظور افزایش پایداری ذخیره غذا، آنتی­اکسیدانت­های سنتزی در فرآوری صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرند. با این وجود، برخی از آنتی‌اکسیدانت­های سنتزی مورد استفاده به طور رایج، از قبیل butylated hydroxytoluene (BHT) و butylated hydroxyanisole (BHA) به خاطر گمانه زنی بر قابلیت سرطان زایی، طبق شواهد به­دست آمده از تحقیقات توسط سم­شناسان مورد سؤال قرار گرفته­اند (Reishe et al., 1998). به علاوه، عدم تأیید افزودنی‌های سنتزی توسط مصرف کننده­های امروزی در حال افزایش است. به این دلیل، افزایش قابل توجهی در علاقه به مطالعه افزودنی­های طبیعی به عنوان آنتی­اکسیدان­های احتمالی ایجاد شده است.

بسیاری از آنتی­اکسیدان­ها با منشأ گیاهی در سال­های اخیر مورد مطالعه قرار گرفته­اند. در این میان، نشان داده شده که خصوصیات آنتی­اکسیدانی بسیاری از گیاهان آروماتیک و ادویه­جات در به تأخیر انداختن فرآیند پراکسیداسیون لیپیدی در روغن­ها و غذاهای چرب مؤثر بوده و توجه بسیاری از گروه­های تحقیقاتی را به خود جلب نموده است.

گیاهان خانواده Labiatae، به­ویژه رزماری، پونه کوهی و مریم گلی به خاطر فعالیت آنتی اکسیدان مورد مطالعه قرار گرفته­اند. پونه کوهی، یک  ادویه شاخص غذاهای مدیترانه­ای از خشک کردن گل­ها و برگ­های زیرگونه Origanum vulgare به­دست آمده است. گیاهان hirtum به خاطر فعالیت آنتی­اکسیدانشان به خوبی شناخته شده­اند و اثر قابل توجهی در جلوگیری و به تأخیر انداختن فرآیند اکسیداسیون گوشت خوک دارند (Economou et al., 1991). اسانس پونه کوهی به منظور تعیین وابستگی فعالیت آنتی اکسیدان به ترکیب شیمیایی آن مورد بررسی قرار گرفت. کارواکرول و تیمول که حدود ۷۸ تا ۸۲ درصد از ترکیبات اسانس پونه کوهی را تشکیل می‌دهند، مسئول این فعالیت آنتی اکسیدان هستند (Yanishlieva and Marinova, 1995; Yanishlieva et al., 1999). هم‌چنین سایر اجزا ازقبیل γ-terpinene و p-cymene دو تا از هیدروکربن­های مونوترپن که به ترتیب ۵ و ۷ درصد اسانس را تشکیل می‌دهند در این فعالیت نقش دارند (Adam et al., 1998). در مطالعات دیگری نیز فعالیت آنتی­اکسیدان پونه کوهی نشان داده شده است (Cervato et al., 2000; Abdalla and Roozen, 2001; Damechki et al., 2001; Martinez-Tomé et al., 2001; Vichi et al., 2001; Bendini et al., 2002).

مطالعاتی نیز در زمینه فعالیت آنتی­اکسیدان دارچین انجام شده است (Kamel, 1999). سه عصاره دارچین با منشأ تجاری متفاوت، فعالیت آنتی اکسیدان قابل مقایسه با BHT سنتتیک نشان دادند. فعالیت آنتی اکسیدان برخی گیاهان دارویی توسط تست Rancimat ارزیابی شده است. Scheeder در سال ۲۰۰۰ فعالیت آنتی‌اکسیدان رزماری و عصاره آن، عصاره برگ زیتون و همچنین نمونه­های مختلف چای را نشان داد. فعالیت آنتی­اکسیدان ترکیبات فنولی به طور عمده ناشی از ساختار شیمیایی و خصوصیات ردوکس آنهاست. Farag و همکاران (۱۹۸۹) در مورد ارتباط بین فعالیت آنتی اکسیدان و خصوصیات شیمیایی اسانس­های گیاهی، تحقیقاتی ارائه دادند. فعالیت آنتی اکسیدان بالا در تیمول در نتیجه حضور گروه­های OH فنولی که به عنوان دهنده هیدروژنی به رادیکال­های پروکسی تولید شده در اولین مرحله اکسیداسیون لیپیدی عمل می­کنند، ایجاد می‌شود که در نتیجه تشکیل پراکسید هیدروژن را کاهش می‌دهد. Teissedre و Waterhouse (۲۰۰۰) همبستگی بین محتوای فنول اسانس­های گیاهی و اکسیداسیون کمتر لیپوپروتئین­های انسانی در محیط آزمایشگاهی نشان دادند.

اکسیداسیون لیپیدی معضل اصلی در فرآوری، پخت و پز و نگهداری گوشت به نظر می­رسد که با از بین بردن رنگ، عطر و طعم بر کیفیت محصول اثر گذاشته و عمر مفید آن را کاهش می‌دهد (Maraschiello et al., 1998). گوشت طیور ویژگی­های تغذیه­ای مطلوب از قبیل محتوای لیپیدی پایین و غلظت بالای اسیدهای چرب اشباع نشده دارد که این ویژگی‌ها می‌تواند با به کار گرفتن استراتژی­های به خصوص در جیره افزایش یابد. در اثر محتوای بالای اسیدهای چرب اشباع نشده، گوشت طیور به تخریب اکسیداتیو حساس است که اکسیداسیون اغلب تعیین کننده عمر محصولات خام آماده مصرف است (Igene and Pearson, 1979). حساسیت به تخریب اکسیداتیو در گوشت بوقلمون نسبت به جوجه گوشتی بیشتر است، هرچند این دوگونه ترکیب اسیدهای چرب موجود در بافتشان یکسان است (Marusich et al., 1975). این تفاوت عمدتاً مربوط به توان کمتر بوقلمون به ذخیره توکوفرول جیره در بافت در مقایسه با جوجه گوشتی مربوط می‌شود (Sklan et al., 1982; Wen et al., 1997). α-توکوفرول در فسفولیپیدهای غیر اشباع غشای سلولی قرار می­گیرد که اکسیداسیون لیپیدی را مهار می‌کند. از این رو، ظرفیت آنتی­اکسیدان گوشت طیور عمدتاً به غلظت α-توکوفرول بستگی دارد که به α-توکوفرول استات افزوده شده در جیره مرتبط است (Wen et al., 1997).

ویژگی­های آنتی اکسیدان اسانس­های گیاهی در مطالعات حیوانی توسط Youdim و Deans (۱۹۹۹) مورد بررسی قرار گرفته است. رت­های تغذیه شده با روغن دارچین و تیمول، سطح بالاتری از اسیدهای چرب غیراشباع در غشای لیپیدی بافت‌‌های مختلف نشان دادند. این افزودنی ها به عنوان مهارکننده موثر رادیکال‌های آزاد عمل نموده و هم‌چنین روی سیستم آنتی اکسیدانی در بدن حیوان مؤثر است. شواهدی در مرغ‌های تخم­گذار وجود دارد که افزودن تیمول به جیره منجر به کاهش اکسیداسیون در زرده تخم مرغ در حین نگهداری در یخچال می‌شود که با تشکیل مالون دی آلدئید اندازه‌گیری می‌شود که می‌تواند منجر به افزایش زمان نگهداری و کاهش نیاز به افزودنی­های پایدارکننده اکسیداتیو می‌شود (Botsoglou et al., 1997). تیمول و cymene-2,3-diol که مسئول ایجاد خاصیت آنتی اکسیدان در آویشن هستند در تخم مرغ‌های جمع‌‌آوری شده طی ۲۴ روز پس از دوران تغذیه اندازه‌گیری شدند (Krause and Ternes, 1999). به طور تقریبی، ۱۲ روز پس از دریافت جیره ۰۰۴/۰ و ۰۰۶/۰  درصد از تیمول و cymene-2,3-diol دریافت شده به زرده تخم مرغ منتقل شد. این ترکیبات بلافاصله پس از توقف دریافت این افزودنی‌ها از طریق جیره، در زرده تخم مرغ از بین رفتند.

به غیر از توکوفرول، آنتی اکسیدان­‌های طبیعی از قبیل عصاره رزماری (Lopez-Bote et al., 1998) یا کاتچین چای (Tang et al., 2000)، قابلیت افزایش ظرفیت آنتی اکسیدان در گوشت جوجه گوشتی را دارند. به علاوه، اسانس گیاهی موجود در پونه کوهی  پایداری اکسیداتیو گوشت خام را در طی نگهداری در یخچال افزایش می‌دهد (Botsoglou et al., 2003b, 2004; Young et al., 2003). افزودن گیاهان دارویی و عصاره آن‌ها یک استراتژی ساده و مطمئن برای ایجاد فعالیت آنتی اکسیدان طبیعی در گوشت جوجه گوشتی است.

آنتی اکسیدان‌های طبیعی مشابه به عنوان افزودنی جیره در بوقلمون نیز مورد ارزیابی قرار گرفته­اند. تأثیر افزودن اسانس پونه کوهی و α-توکوفرول استات بر اکسیداسیون لیپیدی بر گوشت پخته شده و خام در طی نگهداری در یخچال و اکسیداسیون لیپیدی ایجاد شده توسط آهن توسط Botsoglou و همکاران مورد مطالعه (۲۰۰۲،۲۰۰۳) و Papageorgiou و همکاران (۲۰۰۳) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این مطالعات افزایش ظرفیت آنتی اکسیدان در بافت‌های بوقلمون را در نتیجه دریافت اسانس پونه کوهی یا α-توکوفرول استات در جیره نشان داد. دریافت ۲۰۰ میلی گرم روغن ارگانو به ازای هر کیلوگرم جیره در به تأخیر انداختن اکسیداسیون لیپیدی در مقایسه با ۱۰۰ میلی گرم به ازای هر کیلوگرم مؤثرتر بود، اما معادل دریافت ۲۰۰ میلی گرم α-توکوفرول استات بود. به طور مشابه، Marcincak و همکاران در سال ۲۰۰۸ نشان دادند که افزودن اسانس پونه کوهی در جیره جوجه گوشتی در به تأخیر انداختن اکسیداسیون لیپیدی در مقایسه با گروه کنترل مؤثر بود. پایداری اکسیداتیو بهتر در نمونه­های گوشتی بوقلمون و جوجه گوشتی دریافت کننده اسانس پونه کوهی در جیره احتمالاً ناشی از ورود ترکیبات آن به سیستم گردش خون و گسترش و ماندگاری در گوشت است.

بقایای اسانس­های گیاهی در گوشت می‌تواند توسط انسان مصرف شود. هرچند، یک روش آزمایشگاهی دقیق برای تعیین اسانس‌های روغنی در سیستم بیولوژی به منظور تشخیص و تعیین مقدار هریک از این اسانس­ها هرچند در مقدار کم در بافت­ها مورد نیاز است.

3-4-  فعالیت ضدمیکروبی و بهبود فلور میکروبی روده

یکی از مهم­ترین تأثیرات عصاره‌های گیاهی فعالیت ضد میکروبی آن‌هاست. تعداد بی‌شماری از مقالات علمی، ارائه دهنده شواهد معتبر بر فعالیت ضدباکتری، قارچی و ضدویروسی بسیاری از عصاره‌های گیاهی برعلیه پاتوژن‌های با منشأ خوراک وجود دارد (Larrondo et al., 1995; Nenoff et al., 1996; Basílico and Basílico, 1999; Tabak et al., 1999; Dorman and Deans, 2000; Rota et al., 2004). به عنوان مثال Cowan و همکاران (۱۹۹۹) گزارش دادند که ۶۰٪ از مشتقات اسانس‌های گیاهی که تا به امروز مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند، مهارکننده قارچی بوده‌اند در حالی‌که تنها ۳۰٪ مهارکننده باکتری هستند.  بیشتر محققانی که به مطالعه بر روی تأثیر اسانس­های گیاهی بر پاتوژن­های تخریب کننده غذا پرداخته­اند، بر این باورند که اسانس­های گیاهی در باکتری­‌های گرم مثبت نسبت به گرم منفی فعال­ترند (جدول ۳). Chao و همکاران (۲۰۰۰)، تأثیر ۴۵ اسانس گیاهی بر طیف وسیعی از میکروارگانیسم­ها شامل ۸ نوع باکتری، ۴ تا گرم مثبت و ۴ تا گرم منفی را بررسی کردند. نتایج حاکی از مقاومت بیشتر در باکتری­های گرم مثبت نسبت به گرم منفی‌ها در برابر اسانس­های گیاهی بود. اسانس­های پوسته دارچین و مرزه علیه هر دو گروه باکتری‌ گرم مثبت و منفی مؤثر بودند. نتایج مهارکنندگی مشابه توسط Smith-Palmer و همکاران (۱۹۹۸) در اسانس­های به­دست‌آمده از دارچین، میخک و آویشن بر روی ۵ پاتوژن با منشأ غذایی (E. coli, S. enteritidis, C. jejuni, S. aureus, L. monocytogenes) به­دست آمد. هرچند، اسانس گشنیز تنها باکتری‌های گرم منفی را مهار می‌کند (Chao et al., 2000). ترکیب شیمیایی اسانس­های گیاهی به­دست آمده از سویه‌های گیاهی خاص، بر اساس منشأ جغرافیایی و زمان برداشت متغیر است. بنابراین، این امکان وجود دارد که تفاوت در ترکیب شیمیایی بین اسانس­­های گیاهی به­دست آمده در فصول مختلف و مناطق مختلف برای ایجاد تنوع در میزان حساسیت به باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی کافی است.

حداقل غلظت مهار کنندگی (MIC)  برای اندازه­گیری ظرفیت ضد باکتریایی اسانس­‌های گیاهی به کار می‌رود. تعدادی از MIC ‌های به کار رفته برای اسانس‌های گیاهی و ترکیبات اسانس‌های گیاهی برعلیه پاتوژن‌های با منشأ غذایی در جدول ۳ ارائه شده است. برخی مطالعات نشان داده‌اند که (Gill et al., 2002; Mourey and Canillac, 2002) فعالیت ضد باکتریایی اسانس‌های گیاهی نسبت به ترکیبات اصلی تشکیل دهنده آن‌ها بیشتر است که نشان دهنده نقش ترکیبات با میزان کمتر در فعالیت اسانس‌های گیاهی همراه با اثر سینرژیک آن‌هاست. دو تا از اجزای اصلی با ساختار مشابه، به دست آمده از اسانس‌های پونه کوهی، کارواکرول و آویشن برعلیه S. aureus و P. aeruginosa اثر افزاینده‌ای نشان دادند. اثر سینرژیک بین کارواکرول و پیش‌ساز بیولوژیک آن p-cymene، در عمل بر روی سلول‌های B. cereus مشخص شد. p-cymene به عنوان یک ضد باکتری ضعیف، موجب تورم بیشتر در غشای باکتریایی نسبت به کارواکرول می‌شود. p-cymene با این مکانیسم می‌تواند ورود کارواکرول را به داخل سلول تسهیل کند که منجر به اثر سینرژیک در استفاده همزمان از این دو می‌شود (Ultee et al., 2002).

هرچند خصوصیات ضد میکروبی اسانس‌های گیاهی و ترکیبات آن‌ها به طور گسترده‌ای در گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است،  مکانیسم عمل آن‌ها با جزئیات دقیق بررسی نشده است (Lambert et al., 2001). با توجه به وجود تعداد زیاد ترکیبات شیمیایی در اسانس‌های گیاهی، فعالیت ضد باکتریایی آن‌ها به یک مکانیسم خاص نسبت داده نمی‌شود بلکه چندین هدف در سلول‌ها وجود دارند (Skandamis et al., 2001; Carson et al., 2002). یکی از مهم‌ترین خصوصیات اسانس­‌های گیاهی و اجزای آن‌ها، هیدروفوبیسیتیه است که آن‌ها را قادر می‌سازد لیپیدهای دیواره سلولی باکتری و میتوکندری را شکسته و موجب نفوذپذیری بیشتر آن‌ها می‌شود. عموماً، اسانس‌های گیاهی با بیشترین خاصیت ضدباکتریایی بر علیه پاتوژن‌های با منشا غذایی حاوی درصد بالایی از ترکیبات فنولی شامل کارواکرول، ائوگنول (2-methoxy-4-(2-propenyl)phenol) و تیمول هستند (Farag et al., 1989a, 1989b; Thoroski et al., 1989; Cosentino et al., 1999; Dorman and Deans, 2000; Juliano et al., 2000; Lambert et al., 2001). کارواکرول و تیمول قادر به شکستن غشای لیپیدی باکتری‌های گرم منفی، آزاد شدن لیپوپلی ساکاریدهای آن‌ها و افزایش نفوذپذیری غشای سلولی به ATP می‌شود (Helander et al., 1998; Xu et al., 2008). زمانی که مقادیر مختلف از  اسانس‌های گیاهی گرفته شده از گشنیز، شوید و اکالیپتوس (هریک حاوی چندین ترکیب)، ترکیب می‌شوند منجر به اثرات افزایشی، سینرژیستیک یا آنتاگونیستیک می‌شود (Delaquis et al., 2002). مخلوط سینامالدئید با دوز ۲۵۰ میگروگرم در میلی­لیتر و و ائوگنول به میزان ۵۰۰ میگروگرم در میلی­لیتر منجر به مهار رشد Staphylococcus sp، Micrococcus sp، Bacillus sp و Enterobacter sp بیش از ۳۰ روز می‌شود، در حالی‌که هریک از این‌ها به تنهایی منجر به مهار رشد نمی‌شود (Moleyar and Narasimham, 1992).

جدول ۳- تاثیر اسانس‌های گیاهی بر مهار رشد باکتری‌ها (بر گرفته از مطالعه Chao و همکاران در سال ۲۰۰۰)

انواع مختلف گیاهان دارویی و اسانس‌های آن‌ها به عنوان درمان طبیعی سال‌های زیادی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اثر ضدباکتریایی اسانس‌های گیاهی به خوبی شناخته شده  (Dorman and Deans, 2000) و در ابتدای این بخش به طور کامل توضیح داده شد. هرچند، تمام این تست‌ها در محیط آزمایشگاهی مورد تأیید قرارگرفته، تعداد کمی از آن‌ها در حیوانات انجام گرفته است. به همین علت، مطالعاتی به منظور بررسی استفاده از ترکیبات شیمیایی گیاهان طبیعی و مخلوط آن‌ها به عنوان افزودنی در حیوانات برای مبارزه با بیماری‌ها، یا بهبود فلور میکروبی روده صورت گرفته است.

تأثیر دو مخلوط متفاوت از اسانس‌های روغنی بر تکثیر C. perfringens در روده و مدفوع جوجه گوشتی توسط Mitsch در سال ۲۰۰۴ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از این بود که مخلوط تیمول، ائوگنول، کورکومین و پیپرین یا مخلوط کارواکرول و تیمول (هریک ۵۰ درصد)، ، ائوگنول، کورکومین و پیپرین می‌تواند کلونیزه و تکثیر C. perfringens را در روده جوجه گوشتی کاهش دهد.

محققین بر این عقیده­اند که اثرات این محصولات مستقیماً ناشی از مهار باکتری‌ها است. هرچند، آنزیم‌های گوارشی القا شده توسط اسانس‌های گیاهی قابلیت هضم مواد غذایی را افزایش داده و منجر به بهبود فلور میکروبی روده می‌شود. غیر فعال شدن سموم C. perfringens توسط آنزیم‌های گوارشی از قبیل تریپسین (Arbuckle, 1972; Baba et al., 1992) نیز می‌تواند توضیحی بر علت کاهش کلونیزه شدن باکتریایی در روده جوجه گوشتی توسط اسانس‌های گیاهی باشد. Cross و همکاران (۲۰۰۲) و Jang و همکاران (۲۰۰۷) مشاهده کردند که تعداد کلی فرم‌ها در پرندگانی که آویشن یا مخلوط تجاری از اسانس‌های گیاهی حاوی تیمول به غذای آن‌ها افزوده شده، کاهش می‌یابد. به طور مشابه، مخلوط کپسیکوم، سینامالدئید و کارواکرول تعداد E.coli و C. perfringens را کاهش داد (Losa and Köler, 2001; Tucker, 2002; Jamroz et al., 2003). Tellez و همکاران (۱۹۹۳) و Orndorff و همکاران (۲۰۰۵) در جوجه گوشتی و Vicente و همکاران (۲۰۰۷) در مرغ‌های تخم‌گذار اثر، کپسایسین در پیشگیری از عفونت با S. enteritidid را نشان دادند. هرچند، Cross و همکاران در سال ۲۰۰۷  هیچ تأثیری از سبزیجاتی که در آشپزی به کار می‌رود یا اسانس‌ آن‌ها روی جمعیت فلور میکروبی مشاهده نکردند. بنابراین، عصاره‌های گیاهی در جیره غذایی می‌تواند روی فلور میکروبی تأثیرگذار باشد، هرچند به نظر می‌رسد که ترکیب شیمیایی این عصاره‌ها در به­دست آوردن تأثیر بهینه مهم باشد و خصوصیات ضد میکروبی اسانس‌های روغنی در پرنده  تحت تأثیر جیره و شرایط محیطی قرار می‌گیرد.

مطالعاتی بر تأثیر اسانس‌های روغنی در کنترل کوکسیدیوز در پرندگان انجام شده است. تأثیر درمان­‌های مختلف بر جوجه‌های گوشتی آلوده شده با Eimeria acervulina مورد بررسی قرار گرفت.

Ibrir و همکاران (۲۰۰۲) با مطالعه تاثیر آویشن، Giannenas و همکاران (۲۰۰۳) پونه کوهی و Christaki و همکاران (۲۰۰۴) با مطالعه بر روی یک ترکیب تجاری هیچ تأثیری بر دفع اوسیت‌ها مشاهده نکردند، اما تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر کارآیی حیوان پس از ابتلا به عفونت و هم‌چنین کاهش میزان خون در مدفوع نشان دادند. Evans و همکاران (۲۰۰۱) کاهش دفع اوسیت‌ها را در جوجه‌‌هایی که با جیره حاوی ppm۵۰ از مخلوط اسانس‌های روغنی (میخک ۱٪، آویشن ۱/۰٪، نعناع ۱/۰٪ و لیمو ۱/۰٪) تغذیه کردند، در مقایسه با جیره بدون افزودنی مشاهده نمودند. Waldenstedt (۲۰۰۳) نشان داد که واکسیناسیون بر علیه کوکسیدیوز همراه با یک محصول تجاری بر پایه پونه کوهی می‌تواند روش جایگزین برای کنترل سلامتی روده در جوجه‌های تولید شده به روش طبیعی باشد. Oviedo-Rondón و همکاران (۲۰۰۶) و Hume و همکاران (۲۰۰۶) نشان دادند که مخلوط تجاری اسانس‌های روغنی موجب تعادل میکروبی در جوجه­های گوشتی واکسینه شده علیه کوکسیدیوز می‌شوند که باعث جلوگیری از تغییرات شدید در آلودگی با کوکسیدیوز می‌شود.

مطالعاتی نیز بر روی تغییرات هیستولوژیک بافت روده‌ای و گوارش جوجه‌های گوشتی در پاسخ به افزودن اسانس‌های روغنی انجام شده است. Jamroz و همکاران (۲۰۰۶) افزایش ترشح موکوس و ضخامت لایه موکوسی را در بافت ترشحی معده و دیواره ژژونوم در جوجه‌های تغذیه شده با عصاره گیاهی گزارش دادند. این مشاهدات اثر محافظت کننده مخلوط کارواکرول، سینامالدئید و کپسایسین بر پرزهای روده را نشان می­دهند. هم‌چنین، تغییرات موکوس روده منجر به کاهش چسبندگی میکروب‌ها و در نتیجه تغییر جمعیت میکروبی روده می‌شود.

5-  مسیر متابولیکی و سمیت اجزای زیستی فعال اسانس‌های گیاهی

مسیر متابولیکی ترکیبات اسانس‌های گیاهی مورد استفاده در درمان‌های گیاهی توسط Kohlert و همکاران (۲۰۰۰) مورد مطالعه قرار گرفته است. ترکیبات زیستی فعال، بلافاصله پس از مصرف خوراکی، تنفسی و یا تجویز پوستی جذب شده و اغلب توسط کلیه‌ها به شکل گلوکورونیدها و یا دی اکسید کربن دفع می‌شوند.  به همین دلیل، احتمال تجمع آن‌ها در بدن به خاطر پاکسازی سریع و نیمه عمر کوتاه، پایین است.

تجزیه و کینتیک کارواکرول، تیمول و ائوگنول و سینامالدئید در دستگاه گوارش خوک توسط Michiels و همکاران (۲۰۰۸) گزارش شده است. هم‌چنین، روشی برای تعیین ترکیب اسانس‌های روغنی ایجاد کردند که بدین ترتیب نشان دادند این ترکیبات به طور عمده و تقریباً به طور کامل در معده و قسمت بالایی روده کوچک جذب می‌شوند. علاوه بر متابولیسم میزبان، به نظر نمی‌رسد که میکروب‌های روده در متابولیسم اسانس‌های گیاهی نقش داشته باشند. Varel و Miller (۲۰۰۰) و Varel (۲۰۰۲) گزارش دادند که تیمول و کارواکرول توسط میکروارگانیسم‌های مدفوع خوک متابولیزه نمی‌شوند. در مطالعه‌ای که توسط Jenner و همکاران (۱۹۶۴) بر روی سمیت در رت انجام شد، نشان دادند که LD50 (بر حسب میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن) در کارواکرول، سینامالدئید، بتا-یونون و تیمول به ترتیب برابر با ۸۱۰، ۲۲۲۰، ۴۵۹۰ و ۹۸۰ می‌باشد. هرچند، در مطالعه‌ای که رت‌ها با جیره حاوی تیمول به میزان ۱۰۰۰ و ۱۰۰۰۰ ppm تغذیه شدند، هیچ علامت واضحی از سمیت مشاهده نشد (Hagan et al., 1967). متابولیت‌های ادراری سینامالدئید نیز در رت و موش مورد مطالعه قرار گرفته‌اند (Peters and Caldwel, 1994). سینامالدئید در ۲۴ ساعت اول از طریق ادرار دفع شد و کمتر از ۲ درصد مقدار تجویز شده در در لاشه باقی ماند. در رت‌های تغذیه شده با دوز ۲۵۰ و ۵۰۰ میلی‌گرم سینامالدئید به ازای هر کیلوگرم وزن بدن کمتر از ۲۰ درصد اجزای زیستی فعال مشاهده شد (Yuan et al., 1993).

Igimi و همکاران (۱۹۷۴) و Kodama و همکاران (۱۹۷۴) اثرات متابولیک d-لیمونن را در رت و خرگوش مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها گزارش دادند که d-لیمونن جذب شده از طریق روده، بدون اینکه بقایای آن در بدن باقی بماند، سریعاً دفع شد. نتایج مشابهی توسط  Austgulen و همکاران در سال ۱۹۸۷ و Takada و همکاران در سال ۱۹۷۹ در موش‌ها و خرگوش‌های تغذیه شده با کارواکرول و تیمول بدست آمد. مقادیر زیادی از این ترکیبات به شکل تغییر نیافته از بدن دفع شده بودند.

۶- نتایج و زمینه‌های مطالعه در آینده

فشار فزاینده در صنعت پرورش حیوانات اهلی در کاهش یا حذف استفاده از آنتی‌بیوتیک‌های خوراکی به عنوان محرک رشد، زمینه تحقیق برای یافتن جایگزین‌های ایمن و مؤثر را فراهم نموده است. این نسل جدید افزودنی‌ها شامل گیاهان دارویی و اسانس‌های گیاهی می‌باشد. اثرات سودمند اغلب گیاهان دارویی، گونه‌های مختلف آن‌ها و اجزای آن‌ها از گذشته مورد توجه بوده و اثرات آن‌ها در غذا و حیوانات آزمایشگاهی گزارش شده است.

طیف گسترده­ای از گیاهان حاوی ترکیبات فعال زیستی هستند که قابلیت عملکرد به عنوان افزودنی‌های چندمنظوره در حیوانات را دارند. گزارشاتی از عملکرد چند منظوره برخی از عصاره‌های گیاهان و گونه‌های رایج در حیوانات تک معده‌ای شامل تأثیر بر کارآیی هضم، متابولیسم لیپیدی، جلوگیری از اکسیداسیون بافتی و بهبود جمعیت میکروبی وجود دارد. بنابراین، تأثیر اسانس‌های گیاهی به فلور میکروبی محدود نشده و می‌تواند بر روی اعصاب محیطی و متابولیسم حیوان نیز تأثیرگذار باشد. دانش بیشتر در مورد مکانیسم عمل و اثرات ترکیبات در فرموله کردن مخلوطی از این ترکیبات به منظور بهینه کردن کارآیی مفید است.

به منظور به کارگیری این قابلیت‌ها، تحقیقات می‌تواند بر موضوعات زیر متمرکز باشد:

• مطالعات بیشتری باید بر روی اسانس‌های گیاهی مورد استفاده در در مطالعات حیوانی بر روی پاسخ‌های وابسته به دوز آن‌ها، تاثیر آن‌ها در ترکیب با فرمول‌های مختلف خوراک‌های تجاری و تاثیر ژنتیک‌های حیوانی و شرایط پرورش در توضیح بهتر کارکرد آن‌ها در علوم حیوانی انجام گیرد.

با توجه به استفاده گسترده از این عصاره­‌ها به عنوان افزودنی‌های طبیعی، در صنعت تغذیه انسان و خوراک حیوانات، روش‌هایی برای ارزیابی باقیماندن ترکیبات فعال آن‌ها در غذا و خوراک مورد نیاز است. هنوز روش دقیقی برای اندازه­گیری و تعیین مقدار دقیق باقیمانده این اسانس‌های گیاهی در خوراک و بافت‌های حیوانی مشخص نشده است. این تکنیک‌ها در ارزیابی میزان مواد باقیمانده در لاشه حیوان، شیر و گوشت ضروری است. پایداری برخی از اسانس‌های گیاهی در طی فرآوری غذا، باید به طور ویژه مشخص شود.

• مشخص نمودن اجزای فعال. وجود یک گیاه دارویی یا اسانس تهیه شده از آن همیشه تأثیر یکسانی در کارآیی جوجه‌های گوشتی ندارد، بنابراین اندازه‌گیری ترکیب شیمیایی در یک عصاره گیاهی برای تعیین ترکیب بهینه در آینده ضروری است.
• تعاملات بین اسانس‌های گیاهی و ترکیبات آن‌ها و سایر اجزای خوراک و افزودنی‌های خوراک نیاز به بررسی بیشتر دارد. این پیچیدگی، با توجه به تعداد و تنوع ترکیبات زیستی فعال و تعاملات بین آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اثرات سینرژیک می‌تواند برای به حداکثر رساندن فعالیت ضد باکتری اسانس‌های گیاهی و به حداقل رساندن غلظت مورد نیاز برای ایجاد اثر ضد باکتریایی مورد استفاده قرار گیرد. تعاملات احتمالی با سایر افزودنی‌های خوراک از قبیل اسیدهای آلی و پروبیوتیک‌ها باید مورد ارزیابی قرار گیرد.

عنوان پروژه :
 اسانس های گیاهی در تغذیه طیور- اثرات مهم و نحوه کارکرد

Essential oils in poultry nutrition:
Main effects and modes of action
A. Brenes a,∗, E. Roura b
a Departamento de Metabolismo y Nutrición, Instituto del Frío, CSIC, Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain
b R+D Lucta, S.A. Carretera Masnou a Granollers Km 12,4. 08107 Montornés del Vallés, Barcelona, Spain

تابستان 1397

چکیده:

تاثیرات ضد میکروبی ایجاد شده توسط میکروارگانیسم ها برای چندین دهه در جیره طیور با هدف افزایش کارآیی و کاهش مرگ و میر به خصوص در جوجه های گوشتی مورد استفاده قرار گرفته است. هرچند، فشار مرتبط با گسترش احتمالی مقاومت آنتی بیوتیکی باکتری ها منجر به گسترش افزودنی های غیر آنتی بیوتیکی شده است که در نتیجه منجر به بهبود کارکرد جوجه های گوشتی شده است. در سال های اخیر، گیاهان آروماتیک و عصاره آنها به عنوان تحریک کننده رشد و سلامت توجه زیادی به خود جلب نموده است. بیشتر ویژگی های آنها ناشی از اسانس های گیاهی (EOs) و سایر متابولیت های گیاهی ثانویه است. اسانس های گیاهی باعث افزایش تولید ترشحات هضمی، تحریک گردش خون، خصوصیات آنتی اکسیدانی، کاهش میزان باکتری های پاتوژن و افزایش کارآیی سیستم ایمنی می شود. هدف این مقاله مروری بر اطلاعات منتشر شده از اسانس های گیاهی و اجزای آنها در تغذیه طیور و توصیف مکانیسم های عمل احتمالی آنهاست. دانش موجود درباره اثرات آنتاگونیستیک و سینرژیستیک ارائه شده و زمینه های تحقیقاتی برای آینده پیشنهاد شده اند.

کلمات اختصاری:

ADG: average daily gain;

AGP: antibiotic growth promoters;

ATP: adenosine triphosphate;

Eos: essential oils;

BHA: butylated hydroxyanisole;

BHT: butilated hydroxytoluene;

BW: body weight;

GI: gastrointestinal tract;

LD50: lethal dose 50

MIC: minimum inhibitory concentration;

TRP: transient receptor potential;

TRPV1: transient receptor potential vanilloid type;

TRPA1: transient receptor potential ankyrin type;

TRPM4: transient receptor potential melastatin type

فهرست مطالب

1- مقدمه. 1

۲- ترکیب اسانس‌های گیاهی.. 3

۳- استفاده از اسانس های روغنی در تغذیه طیور 7

۴- مکانیسم عمل اسانس های گیاهی در تغذیه طیور 8

1-4-   تاثیرات بر روی حسگرها: حسگرهای دهانی- بینی و تهویه گوارش… 8

2-4- آنتی اکسیدان: جلوگیری از اکسیداسیون بافتی.. 10

3-4-  فعالیت ضدمیکروبی و بهبود فلور میکروبی روده 13

5-  مسیر متابولیکی و سمیت اجزای زیستی فعال اسانس‌های گیاهی.. 18

۶- نتایج و زمینه‌های مطالعه در آینده 19

1- مقدمه

استفاده پیشگیرانه از آآآنتی­بیوتیک‌ها در تغذیه طیور به منظور بهبود رشد، مصرف غذا و کاهش مرگ و میر در اثر بیماری‌های کلینیکی به خوبی مستند شده است. هرچند، نگرانی­ها در مورد انتقال و افزایش مقاومت باکتریایی از طریق زنجیره غذایی منجر به ممنوعیت استفاده از آنتی­بیوتیک­ها در غذا به عنوان محرک رشد (AGP) در اتحادیه اروپا از سال ۲۰۰۶ شده است. در نتیجه، افزودنی­های جدید مشتق از گیاهان شامل عصاره گیاهان آروماتیک و اجزای تخلیص شده آن­ها به عنوان جایگزینی برای استراتژی­های غذایی در آینده مورد بررسی قرار گرفته­اند. این محصولات از آنجایی که عموما در صنعت خوراک به عنوان موارد ایمن و مورد استفاده متداول شناخته شده­اند، مزایایی نسبت به آنتی­بیوتیک­های تجاری مورد استفاده متداول دارند (Varel,2002).  این گیاهان دارویی توجه زیادی را به عنوان افزایش دهنده­های احتمالی رشد حیوانات در دهه اخیر به خود جلب نموده­اند. مصرف افزایش دهنده­های رشد بر پایه گیاه از سال ۱۹۹۰ افزایش یافته است.

اسانس­های گیاهی که همچنین روغن­های فرار یا اتری نامیده می­شوند، مایع­های روغنی آروماتیک هستند که از اجزای گیاهی به­دست می­آیند (گل­ها، جوانه، دانه ها، برگ­ها، شاخه­ها، پوسته، چوب، میوه­ها و ریشه­ها). اسانس­های گیاهی مخلوط پیچیده­ای از متابولیت­های گیاهی ثانویه شامل ترپن­ها و فنیل پروپن­های با نقطه جوش پایین هستند. آن­ها با اسانس­ها و عطرهای گیاهی ویژه همراه هستند، quinta essential که تحت عنوان “گیاهان و گونه­ها” تعریف می شوند، که توسط روش­های تقطیر استخراج می­شوند، (Greathead2003). به طور تقریبی ۳۰۰۰ روغن اسانسی شناخته شده که حدود ۳۰۰ عدد از آن­ها از نظر تجاری حائز اهمیت بوده و به طور عمده در بازار خوشبوکننده­ها و طعم دهنده­ها مورد استفاده قرار می­گیرند (Van de Braak and Leijten, 1999). به غیر از استفاده سنتی از آن­ها، مجموعه ای از تأثیرات سودمند با مطالعات تجربی در طی ۳ دهه اخیر گزارش شده است. از تأثیرات سودمند آن­ها بر روی متابولیسم لیپیدها، توانایی تحریک هضم، ویژگی­های ضد میکروبی و آنتی­اکسیدان و قابلیت ضد التهاب را می­توان نام برد (Acamovic and Brooker, 2005).

جذابیت اسانس­های گیاهی و عصاره­های مختلف گیاهی، از آن­جایی که با تفکر درباره آینده کشاورزی در اروپا و ترجیح مصرف کننده برای محصولات طبیعی همزمان شده است، رو به افزایش است. به­علاوه، ویژگی­های سودمند آن­ها قابلیت بهره برداری درمانی از آن‌ها را فراهم نموده است. ویژگی­های ضدمیکروبی اسانس­های روغنی، به طور گسترده­­ای گزارش شده است (Dorman and Deans, 2000; Mourey and Canillac, 2002; Rota et al., 2004). در حقیقت، به خاطر خصوصیات ضدمیکروبی، اسانس­های روغنی به عنوان یک افزودنی مورد استفاده قرار گرفته­اند (Nychas, 1995; Tuley de Silva, 1996; Lee et al., 2004).  در کنار خصوصیات ضد باکتریایی، اسانس­های گیاهی یا اجزای آن­ها ویژگی­های هیپولیپیدمیک (Srinivasan, 2004)، آنتی‌اکسیدانت (Kempaiah and Srinivasan, 2002; Botsoglou et al., 2004)، تحریک کننده هضم (Platel and Srinivasan, 2004)، ضدویروس (Bishop, 1995)، ضد قارچ (Jayashree and Subramanyam, 1999; Mari et al., 2003)، ضد سم (Ultee and Smid, 2001; Juglal et al.,2002)، ضد انگل (Pandey et al., 2000; Pessoa et al., 2002) و حشره کشی (Konstantopoulou et al., 1992; Karpouhtsis et al., 1998) در کنار مهار بو و کنترل آمونیاک دارند (Varel, 2002). این خصوصیات احتمالاً در ارتباط با کارکرد این ترکیبات در گیاهان هستند (Mahmoud and Croteau, 2002). در مقابل، بسیاری از گیاهان و گونه­ها،  ادویه­های غذایی معروفی هستند. اسانس­های روغنی و اولئوسرین در سیر و فلفل در کنارسینامیک آلدهید، کارواکرول و فلفل (از فلفل سیاه) در این میان، به خاطر خصوصیات افزایش طعم غذا مدت طولانی­تری مورد استفاده قرار گرفته­اند. برخی از محققین دریافته­اند که بسیاری از گیاهان دارویی قادر به بهبود سرعت رشد از طریق افزایش دریافت غذا هستند (Wenk, 2006). با این وجود، برخی دیگر این موضوع را مورد مطالعه قرار داده و هیچ شواهد مشخصی که سبزیجات و ادویه جات، طعم و مزه را در حیوانات فارمی بهبود می­بخشند، درنیافته­اند (Windisch et al., 2008).

هدف این مقاله، مروری بر اطلاعات منتشر شده بر قابلیت اسانس­های گیاهی و اجزای آن­ها در تغذیه طیور و توصیف نحوه کارکرد آنهاست. اطلاعات موجود در مورد اثرات آنتاگونیستیک و سینرژیستیک و زمینه­های تحقیقاتی آینده ارائه شده است.

۲- ترکیب اسانس‌های گیاهی

آنالیز ترکیبات فرار این اسانس‌ها همراه با جزئیات، توسط کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی انجام می­شود (Daferera et al., 2000; Juliano et al., 2000; Jerkovic et al., 2001; Delaquis et al., 2002). اسانس‌های گیاهی، از دیدگاه شیمیایی، مخلوط پیچیده­ای از چندین جزء هستند، که این پیچیدگی، اغلب توضیح فعالیت­های آن­ها را مشکل می­سازد (Senatore, 1996; Russo et al., 1998). این­ها مخلوط متغیری از عمدتاً ترپنوئیدها (linalool, geraniol, thujanol, borneol, menthol, citronnillol, _-terpineol) و طیفی از هیدروکربن­های آلیفاتیک با وزن ملکولی پایین (فنول­هایی از قبیل تیمول، کارواکرول، eugenol، gaiacol و آلدئیدهای آروماتیک از قبیل سینامالدئید، cuminal و phellandral)   هستند (Dorman and Deans, 2000). اجزای اصلی، در دو یا سه جزء در غلظت­های نسبتاً  بالا (تا ۸۵ درصد) در مقایسه با سایر ترکیبات که در مقادیر خیلی کم هستند، مشخص می­شوند (Senatore, 1996; Bauer et al., 2001). عموماً، ترکیبات اصلی خصوصیات بیولوژیکی و بیوفیزیکی اسانس­های روغنی که از آن جدا شده­اند را منعکس می‌کنند. ترکیبات فنولی عمدتاً مسئول ویژگی­های ضدباکتریایی اسانس­های روغنی هستند (Cosentino et al., 1999).

اجزای اصلی تعدادی از اسانس­های روغنی، طبق مطالعه Chao و همکاران (۲۰۰۰) در جدول ۱ ارائه شده است. نشان داده شده که این اجزا فعالیت ضد باکتریایی دارند و مکانیسم عمل آن­ها در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه فعالیت اجزای اصلی توسط ملکول­ها در مقادیر کمتر، بهینه می­شود. در برخی از مطالعات نشان داده شده که اسانس­های روغنی به طور کلی، فعالیت ضدباکتریایی بیشتری نسبت به مخلوط ترکیبات اصلی دارند (Gill et al., 2002; Mourey and Canillac, 2002)، که نشان می دهد اجزا در مقادیر کمتر، فعالیت اساسی داشته و تأثیر سینرژیک یا تشدید کننده دارند. این مسأله در مورد مریم گلی (Marino et al, 2001)، برخی گونه­های آویشن (Lattaoui and Tantaoui-Elaraki, 1994; Paster et al., 1995; Marino et al., 1999) و پونه کوهی (Paster et al., 1995) مشاهده شده است.

جدول ۱- برخی از اسانس‌های گیاهی و ترکیبات اصلی آنها

منشا طبیعی، فاکتورهای محیطی و ژنتیکی روی ترکیب شیمیایی اسانس­های گیاهی مؤثرند. فاکتورهایی از قبیل گونه و زیرگونه، موقعیت جغرافیایی، زمان برداشت، قسمت مورد استفاده گیاه و روش جداسازی همگی روی ترکیب شیمیایی مواد خام جدا شده از گیاه تاثیر دارند (Cosentino et al., 1999; Marino et al., 1999; Juliano et al., 2000; Faleiro et al., 2002). این فرضیه وجود دارد که ترکیب شیمیایی اسانس یک گونه گیاهی می­تواند با توجه به منشأ جغرافیایی و زمان برداشت تغییر کند. این تغییر تا حدودی می‌تواند با تشکیل پیش سازهای فعال توضیح داده شود. p-cymene (1-methyl-4-(1-methylethyl)-benzene) و      γ-terpinene (1-methyl-4-(1-methylethyl)-1,4-cyclohexadiene) پیش سازهای کارواکرول                (2-methyl-5-(1-methylethyl)phenol) و تیمول (5-methyl-2-(1-methylethyl)phenol) در گونه­های Origanum و Thymus هستند. فصل جمع آوری، شدیداً روی دست­آورد اسانس از گیاه و غلظت این پیش سازهای فنولی تأثیر دارد. با وجود تفاوت­های کمی قابل توجه در اجزای روغنی اصلی، مجموع مقادیر این چهار ترکیب، در پونه کوهی یونانی در گونه­های مشتق از نواحی جغرافیایی مختلف تقریباً یکسان است (Kokkini et al, 1997) و در گیاهان برداشت شده در فصل­های مختلف پایدار باقی می­ماند (Jerkovic et al, 2001). این موضوع در مورد آویشن ایتالیایی نیز صادق است (Marino et al, 1999). این نشان می­دهد که این چهار ترکیب از لحاظ بیولوژیکی و کارکرد بسیار نزدیک هستند و این تئوری که تیمول از طریق        p-cymene از γ-terpinene در آویشن تشکیل می­شود را حمایت می­کند (Kokkini et al, 1997). عموماً، اسانس­های گیاهی که از گیاهان در دوران گلدهی یا بلافاصله پس از آن،  تهیه شده­اند قوی­ترین فعالیت ضد­میکروبی را نشان می­دهند (McGympsey et al, 1994, Marino et al, 1999).  در حقیقت، ترکیب اسانس­های روغنی تهیه شده از قسمت­های مختلف گیاه تفاوت گسترده­ای نشان می­دهد. به عنوان مثال، اسانس­های گیاهی مشتق از دانه های گشنیز (Coriandrum sativum L.)  ترکیب متفاوتی در مقایسه با cilantro که از برگ­های نابالغ همان گیاه به­دست آمده­اند، دارند (Delaquis et al, 2002).  در نهایت، تغییرات در قابلیت ضد­میکروبی در ارتباط با تغییرات در نسبت آنانتیومرها در بین ترکیبات فعال بوده است              (Lis-Balchin et al, 1996).

جدول ۲- اثر اسانس­های روغنی بر کارآیی تولید در طیور (برگرفته از مطالعه Windisch و همکاران ۲۰۰۸)

۳- استفاده از اسانس های روغنی در تغذیه طیور

تعداد محدودی مطالعات کنترل شده روی اثر ترکیبات اسانس­های گیاهی بر قابلیت رشد، فعالیت آنزیم‌های گوارشی و قابلیت هضم درشت مغذی­ها در جوجه­های گوشتی انجام شده است. اثرات متغیری روی کارآیی گزارش شده است. خلاصه­ای از مطالعات اخیر بر اثرات اسانس­های گیاهی روی کارآمدی پارامترهای تولید، توسط Windisch و همکاران (۲۰۰۸) گزارش شده است. همانطور که در جدول ۲ نشان داده شده است، نتایج اکثریت مطالعات تجربی، دلالت بر کاهش دریافت غذا همراه با عدم وزن­گیری یا کاهش وزن نهایی داشته است که نشان دهنده بهبود ضریب تبدیل در تغذیه با اسانس­های روغنی است. هیچ تأثیری بر پارامترهای کارآمدی در استفاده از اسانس‌پونه کوهی، آویشن، دارچین، فلفل، پودر سیر و مخلوط تجاری اسانس­های گیاهی حاوی تیمول توسط محققین مختلف گزارش نشده است (Botsoglou et al., 2002a; Lee et al., 2003; Hernández et al., 2004; Shanmugavelu et al., 2004; Jang et al., 2007). هرچند، خلاصه­ای از تحقیقات مختلف انجام شده در اروپا، تأثیر مثبت عصاره­های گیاهی (کپسایسین و پلی فنول)  بر کارآیی جوجه­های گوشتی را نشان می­دهد (Kamel 2000.2001).  به طور مشابه، استفاده از عصاره­های گیاهی شامل کپسایسین، سینامالدهید و کارواکرول (Jamroz et al, 2003)، پودر سیر (Lewis et al, 2003, Cross et al, 2004)، پودر سیر و تیمول (Demir et al, 2003)  و یک ترکیب از اسانس­های گیاهی (Alcicek et, 2003,2004)   و هم‌چنین در فیلدهای مختلف مطالعاتی (Bassett, 2000; Langhout, 2000; Kamel,2001) بهبود کارآیی جوجه­های گوشتی، دستاورد لاشه و کاهش وزن روده نشان داده شده است. Demir وهمکاران (۲۰۰۳)،­ بهبود در کاهش شاخص در پرزهای ایلئوم با تیمول و سیر را گزارش دادند. Bampidis و همکاران در سال ۲۰۰۵ نشان دادند که برگ­های پونه کوهی نسبت ضریب تبدیل را در بوقلمون‌های بالغ بهبود می‌بخشد.

تغییر در کارکرد اسانس­های گیاهی، در میان سایر عوامل، شامل ترکیب جیره پایه (با قابلیت هضم کمتر)، میزان دریافت غذا، استانداردهای تمیزی و شرایط محیطی، می‌تواند بر کارآیی حیوانات مطرح باشد. سایر عوامل تأثیرگذار روی نتایج مطالعات in vivo شامل زمان برداشت و وضعیت بلوغ گیاهان، روش­های استخراج در گیاهان، روش و مدت نگهداری و اثرات سینرژیستیک یا آنتاگونیستیک روی ترکیبات زیستی است.

اگونیستیک روی ترکیبات زیستی است.

۴- مکانیسم عمل اسانس های گیاهی در تغذیه طیور

ادویه­جات مورد استفاده که به عنوان افزودنی برای افزایش طعم و مزه غذا مورد استفاده قرار می گیرند، طیفی از اثرات فیزیولوژیک سودمند نشان می دهند. به دنبال ممنوعیت استفاده از آنتی بیوتیک ها به عنوان محرک رشد، استفاده از اسانس های گیاهی در تولید طیور، در حال رایج شدن است. هرچند، مکانیسم عمل ترکیبات فعال زیستی در پرنده ها،  کاملا توضیح داده نشده است. بر اساس منابع موجود برای طیور، مکانیسم های مختلفی برای فعالیت اسانس های گیاهی وجود دارد که در این مقاله آنها را در ۴ گروه قرار دادیم: حسی، متابولیک، آنتی اکسیدانت و ضد میکروبی.

1-4-   تاثیرات بر روی حسگرها: حسگرهای دهانی- بینی و تهویه گوارش

عمل تحریک گوارش، احتمالاً رایج ترین اثر فیزیولوژیک آزمایشگاهی روی گونه­های مختلف بوده است. اسانس‌ها و یا اولئوسرین­های سیر، شنبلیله، کورکومین، پیاز، نعناع، فلفل سیاه، دارچین وفلفل دلمه­ای و ترکیبات فعال آن­ها به عنوان ادویه­جات غذایی از طریق فعال نمودن ترکیبی سه مکانیسم حسی محیطی یافت شده در حفره­های دهانی و بینی، حسگرهای معده، بویایی و چشایی عمل می­کنند (Tominaga and Julius, 2000; Platel and Srinivasan, 2004; Srinivasan, 2007). حسگرهای دهانی/بینی، ناحیه معده روده­ای (GI)  را برای دریافت غذا آماده نموده و ترشحات گوارشی و حرکات روده را تحریک می­کند (Ohara et al., 1988; Katschinski, 2000; Teff, 2000; Hiraoka et al., 2003; Laugerette et al., 2005). حسگرهای سماتیک در حفره دهانی-بینی به عصب V جمجمه (trigeminal) متصل بوده و همه اپیتلیوم دهانی-بینی را پوشانده و لامسه، دماهای مضر (بالا یا پایین) در حسگرهای عمقی (فیبرهای ßA)  و مواد شیمیایی (فیبرهای δA) و درد (فیبرهای C)  شامل تندی توسط اسیدها یا ادویه­جات را تشخیص می­دهد (Miller and Teates, 1984; Hyde and Witherly, 1993; Tominaga and Julius, 2000; Djouhri and Lawson, 2004). دماهای مضر بالا یا پایین، همچنین تندی و ترکیبات تند ممکن است منحر به آسیب موکوس دستگاه گوارش شود. تحریک عصب سه­گانه متعاقباً منجر به پاسخ هشدار دهنده مبنی بر عدم دریافت غذا می­شود (Tewksbury and Nabhan, 2001)، که همراه با پاسخ ترشحی موکوس و دستگاه گوارش و افزایش حرکت روده به منظور محافظت از اپیتلیوم دستگاه هضم است (Kaunitz and Akiba, 2001; Akiba et al., 2002; Platel and Srinivasan, 2004). گزارش شده که ادویه­جات یا اجزای فعال آن­ها منجر به تحریک ترشحات هضمی از قبیل بزاق (و آمیلاز بزاقی) در انسان و آنزیم­های معده، مجاری صفراوی و پانکراتیک (لیپاز، آمیلاز و پروتئاز) و موکوس روده ای در رت می­شود (Glatzel, 1968; Platel and Srinivasan, 2000a,b, 2001, 2004; Platel et al., 2002).

دماها و همچنین تندی یا ادویه­جات از طریق تحریک کانال­­های یونی داخل غشایی (اعضای خانواده رسپتورهای موقتی -TRP) به طور عمده شامل vanilloid های فعال شونده در اثر گرما (TRPV1-4) و انواع melastatin (TRPM2,4,5) و خانواده ankyrin فعال شونده در اثر سرما (TRPA1) و عضو شماره ۸ خانواده melastatin (TRPM8) موجود بر روی نورون­های فیبرهای اعصاب سه گانه دریافت می­شوند (Tominaga and Julius, 2000; Julius and Basbaum, 2001; Dhaka et al., 2006; Bandell et al., 2007; Caterina, 2007).  در مطالعه­ای که توسط Satio و Shingai در سال ۲۰۰۶ انجام شد، گزارش شد که همه کانال­های TRP مرتبط با حسگرهای دمایی به جز TRPM4 در ژنوم جوجه وجود دارند اما مکانیسم و تنظیم آن­ها در طی تکامل مهره داران تغییر کرده است. تغییرات در میان حیوانات با توجه به حساسیت سیستم حسی معده گزارش شده است. یک پاسخ سیگموئیدی عصب سه­گانه نسبت به کپسایسین، هم در جوجه و هم در پستانداران گزارش شده است. هرچند، دامنه غلظت پاسخ دهنده به کپسایسین در جوندگان آزمایشگاهی در nM (Toth et al, 2004) بوده در حالی که در جوجه­ها در µM بوده و بر خلاف جوندگان منجر به پاسخ نورونی کامل نمی­شود (Kirifides et al., 2004). به علاوه، به نظر می­رسد که پاسخ­های حساس به کپسایسین در جوجه­ها مستقل از TRPV1 باشد (Mahmoud et al., 2007) و همراه با اثرات ایجاد کننده درد نیستند (Jordt and Julius, 2002). در حالی که به نظر می­رسد اغلب پاسخ­های پستانداران به ادویه­جات به واسطه درد باشد، پرنده­ها توانایی تحمل بیشتری دارند. پستانداران درنده با گیاه فلفل عقب نشینی نموده در حالی که برای پرندگان به عنوان حامل برای پخش کردن دان مطلوب است (Tewksbury et al., 1999; Tewksbury and Nabhan, 2001; Jordt and Julius, 2002; Nolte et al., 1993; Clark, 1998). پستانداران شامل انسان و خوک پاسخ عدم تمایل شدید نسبت به کپسایسین خوراکی (Green, 1989) و هم چنین سینامالدئید، کارواکرول یا اسید فرمیک نشان می­دهند (Bikker et al., 2003; Eisemann and van Heugten, 2007) اما پرنده­ها نسبت به وجود تا p.p.m ۲۰.۰۰۰ کپسایسین و سایر مخلوط­های اسانس­های روغنی بی­تفاوت هستند(Szolcsanyi et al., 1986; Mason et al., 1991; Roura et al., 2008).

پرنده­ها پاسخ­های رفتاری نسبت به کپسایسین نشان نمی­دهند، با این وجود سیستم عصبی پرنده به این ترکیبات غیر حساس نیست (Sann et al., 1987; Harti et al., 1989). جوجه­ها ممکن است به سطوح پایین ادویه­جات در غذا با افزایش ترشحات هضمی بدون عدم تمایل مشخص به غذا پاسخ دهند (مثلا کاهش دریافت غذا)، که در تقابل با پاسخ پستانداران است که همراه با کاهش بیشتر اشتها است. مثلا یک افزایش مشخص در آمیلاز پانکراس، تریپسین و مالتاز در جوجه­های گوشتی تغذیه شده با مخلوطی از روغن­های اسانسی تجاری گزارش شده است (Williams and Losa, 2001; Jang et al., 2004, 2007). هرچند Lee و همکاران در سال ۲۰۰۳  گزارش دادند که هیچ اثر واضحی روی فعالیت های آنزیمی در جوجه­های تغذیه شده با تیمول و سینامالدهید پس از ۲۱ یا ۴۰ روز مشاهده نشد. تاثیر اسانس­های روغنی بر قابلیت هضم مواد غذایی در جوجه­ها توسط چندین گروه گزارش شده است. استفاده از مخلوطی از عصاره­های گیاهی شامل کارواکرول، سینامالدهید و کپسایسین موجب افزایش نسبت مواد هضم شده در مدفوع شامل اتر (Hernández et al., 2004),)، فیبر، چربی، خاکستر و پروتئین شده است (Jamroz et al., 2003).  به علاوه، این مخلوط موجب مهار اثر سرکوبگر کربوکسی متیل سلولز بر قابلیت هضم چربی در جوجه ها شده است (Lee et al., 2004).

تأثیر ادویه­جات بر متابولیسم چربی با توجه به اثر تنظیمی اختمالی کپساسین خوراکی بر پراکندگی بافتی ادیپوزها، توجه زیادی را به خود جلب نموده است. در جوندگان، کپسایسین وزن چربی احشایی را کاهش داده که این ممکن است در افزایش بیان TRPV1 مؤثر باشد (Leung, 2008). فعال شدن کانال­های TRPV1 توسط کپسایسین از چربی زایی (adipogenesis) سلول­های 3T3-L1-preadipocytes و بافت چربی احشایی موش و انسان جلوگیری می­کند (Zhang et al., 2007). به علاوه، سطح کلسترول کبدی با مصرف کپسایسین و کورکومین در جیره، کاهش یافت ((Manjunatha and Srinivasan, 2007). دانش بسیار کمی در مورد تأثیرات اسانس‌های گیاهی بر متابولیسم لیپیدها وجود دارد. یک کاهش وابسته به دوز در کلسترول سرم در خروس­های تغذیه شده با لمونن (Qureshi et al., 1988) مشاهده شده است، اما هیچ تغییری در کلسترول پلاسما در جوجه­های تخم­گذار پس از افزودن terpineol، citronellol و geraniol به جیره مشاهده نشد (Hood et al., 1978). ارتباط این یافته­ها با یکدیگر، تحقیقات بیشتر در آینده را می طلبد.

2-4- آنتی اکسیدان: جلوگیری از اکسیداسیون بافتی

آنتی اکسیدان­ها به طور گسترده به عنوان افزودنی مواد غذایی به کار رفته­اند تا باعث محافظت غذا در برابر تخریب اکسیداتیو توسط رادیکال­های آزاد شوند. از زمان­های قدیم، دریافتند که ادویه­جات مورد استفاده در انواع مختلف غذا برای بهبود طعم، دارای فعالیت آنتی­اکسیدانت هستند. به منظور افزایش پایداری ذخیره غذا، آنتی­اکسیدانت­های سنتزی در فرآوری صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرند. با این وجود، برخی از آنتی‌اکسیدانت­های سنتزی مورد استفاده به طور رایج، از قبیل butylated hydroxytoluene (BHT) و butylated hydroxyanisole (BHA) به خاطر گمانه زنی بر قابلیت سرطان زایی، طبق شواهد به­دست آمده از تحقیقات توسط سم­شناسان مورد سؤال قرار گرفته­اند (Reishe et al., 1998). به علاوه، عدم تأیید افزودنی‌های سنتزی توسط مصرف کننده­های امروزی در حال افزایش است. به این دلیل، افزایش قابل توجهی در علاقه به مطالعه افزودنی­های طبیعی به عنوان آنتی­اکسیدان­های احتمالی ایجاد شده است.

بسیاری از آنتی­اکسیدان­ها با منشأ گیاهی در سال­های اخیر مورد مطالعه قرار گرفته­اند. در این میان، نشان داده شده که خصوصیات آنتی­اکسیدانی بسیاری از گیاهان آروماتیک و ادویه­جات در به تأخیر انداختن فرآیند پراکسیداسیون لیپیدی در روغن­ها و غذاهای چرب مؤثر بوده و توجه بسیاری از گروه­های تحقیقاتی را به خود جلب نموده است.

گیاهان خانواده Labiatae، به­ویژه رزماری، پونه کوهی و مریم گلی به خاطر فعالیت آنتی اکسیدان مورد مطالعه قرار گرفته­اند. پونه کوهی، یک  ادویه شاخص غذاهای مدیترانه­ای از خشک کردن گل­ها و برگ­های زیرگونه Origanum vulgare به­دست آمده است. گیاهان hirtum به خاطر فعالیت آنتی­اکسیدانشان به خوبی شناخته شده­اند و اثر قابل توجهی در جلوگیری و به تأخیر انداختن فرآیند اکسیداسیون گوشت خوک دارند (Economou et al., 1991). اسانس پونه کوهی به منظور تعیین وابستگی فعالیت آنتی اکسیدان به ترکیب شیمیایی آن مورد بررسی قرار گرفت. کارواکرول و تیمول که حدود ۷۸ تا ۸۲ درصد از ترکیبات اسانس پونه کوهی را تشکیل می‌دهند، مسئول این فعالیت آنتی اکسیدان هستند (Yanishlieva and Marinova, 1995; Yanishlieva et al., 1999). هم‌چنین سایر اجزا ازقبیل γ-terpinene و p-cymene دو تا از هیدروکربن­های مونوترپن که به ترتیب ۵ و ۷ درصد اسانس را تشکیل می‌دهند در این فعالیت نقش دارند (Adam et al., 1998). در مطالعات دیگری نیز فعالیت آنتی­اکسیدان پونه کوهی نشان داده شده است (Cervato et al., 2000; Abdalla and Roozen, 2001; Damechki et al., 2001; Martinez-Tomé et al., 2001; Vichi et al., 2001; Bendini et al., 2002).

مطالعاتی نیز در زمینه فعالیت آنتی­اکسیدان دارچین انجام شده است (Kamel, 1999). سه عصاره دارچین با منشأ تجاری متفاوت، فعالیت آنتی اکسیدان قابل مقایسه با BHT سنتتیک نشان دادند. فعالیت آنتی اکسیدان برخی گیاهان دارویی توسط تست Rancimat ارزیابی شده است. Scheeder در سال ۲۰۰۰ فعالیت آنتی‌اکسیدان رزماری و عصاره آن، عصاره برگ زیتون و همچنین نمونه­های مختلف چای را نشان داد. فعالیت آنتی­اکسیدان ترکیبات فنولی به طور عمده ناشی از ساختار شیمیایی و خصوصیات ردوکس آنهاست. Farag و همکاران (۱۹۸۹) در مورد ارتباط بین فعالیت آنتی اکسیدان و خصوصیات شیمیایی اسانس­های گیاهی، تحقیقاتی ارائه دادند. فعالیت آنتی اکسیدان بالا در تیمول در نتیجه حضور گروه­های OH فنولی که به عنوان دهنده هیدروژنی به رادیکال­های پروکسی تولید شده در اولین مرحله اکسیداسیون لیپیدی عمل می­کنند، ایجاد می‌شود که در نتیجه تشکیل پراکسید هیدروژن را کاهش می‌دهد. Teissedre و Waterhouse (۲۰۰۰) همبستگی بین محتوای فنول اسانس­های گیاهی و اکسیداسیون کمتر لیپوپروتئین­های انسانی در محیط آزمایشگاهی نشان دادند.

اکسیداسیون لیپیدی معضل اصلی در فرآوری، پخت و پز و نگهداری گوشت به نظر می­رسد که با از بین بردن رنگ، عطر و طعم بر کیفیت محصول اثر گذاشته و عمر مفید آن را کاهش می‌دهد (Maraschiello et al., 1998). گوشت طیور ویژگی­های تغذیه­ای مطلوب از قبیل محتوای لیپیدی پایین و غلظت بالای اسیدهای چرب اشباع نشده دارد که این ویژگی‌ها می‌تواند با به کار گرفتن استراتژی­های به خصوص در جیره افزایش یابد. در اثر محتوای بالای اسیدهای چرب اشباع نشده، گوشت طیور به تخریب اکسیداتیو حساس است که اکسیداسیون اغلب تعیین کننده عمر محصولات خام آماده مصرف است (Igene and Pearson, 1979). حساسیت به تخریب اکسیداتیو در گوشت بوقلمون نسبت به جوجه گوشتی بیشتر است، هرچند این دوگونه ترکیب اسیدهای چرب موجود در بافتشان یکسان است (Marusich et al., 1975). این تفاوت عمدتاً مربوط به توان کمتر بوقلمون به ذخیره توکوفرول جیره در بافت در مقایسه با جوجه گوشتی مربوط می‌شود (Sklan et al., 1982; Wen et al., 1997). α-توکوفرول در فسفولیپیدهای غیر اشباع غشای سلولی قرار می­گیرد که اکسیداسیون لیپیدی را مهار می‌کند. از این رو، ظرفیت آنتی­اکسیدان گوشت طیور عمدتاً به غلظت α-توکوفرول بستگی دارد که به α-توکوفرول استات افزوده شده در جیره مرتبط است (Wen et al., 1997).

ویژگی­های آنتی اکسیدان اسانس­های گیاهی در مطالعات حیوانی توسط Youdim و Deans (۱۹۹۹) مورد بررسی قرار گرفته است. رت­های تغذیه شده با روغن دارچین و تیمول، سطح بالاتری از اسیدهای چرب غیراشباع در غشای لیپیدی بافت‌‌های مختلف نشان دادند. این افزودنی ها به عنوان مهارکننده موثر رادیکال‌های آزاد عمل نموده و هم‌چنین روی سیستم آنتی اکسیدانی در بدن حیوان مؤثر است. شواهدی در مرغ‌های تخم­گذار وجود دارد که افزودن تیمول به جیره منجر به کاهش اکسیداسیون در زرده تخم مرغ در حین نگهداری در یخچال می‌شود که با تشکیل مالون دی آلدئید اندازه‌گیری می‌شود که می‌تواند منجر به افزایش زمان نگهداری و کاهش نیاز به افزودنی­های پایدارکننده اکسیداتیو می‌شود (Botsoglou et al., 1997). تیمول و cymene-2,3-diol که مسئول ایجاد خاصیت آنتی اکسیدان در آویشن هستند در تخم مرغ‌های جمع‌‌آوری شده طی ۲۴ روز پس از دوران تغذیه اندازه‌گیری شدند (Krause and Ternes, 1999). به طور تقریبی، ۱۲ روز پس از دریافت جیره ۰۰۴/۰ و ۰۰۶/۰  درصد از تیمول و cymene-2,3-diol دریافت شده به زرده تخم مرغ منتقل شد. این ترکیبات بلافاصله پس از توقف دریافت این افزودنی‌ها از طریق جیره، در زرده تخم مرغ از بین رفتند.

به غیر از توکوفرول، آنتی اکسیدان­‌های طبیعی از قبیل عصاره رزماری (Lopez-Bote et al., 1998) یا کاتچین چای (Tang et al., 2000)، قابلیت افزایش ظرفیت آنتی اکسیدان در گوشت جوجه گوشتی را دارند. به علاوه، اسانس گیاهی موجود در پونه کوهی  پایداری اکسیداتیو گوشت خام را در طی نگهداری در یخچال افزایش می‌دهد (Botsoglou et al., 2003b, 2004; Young et al., 2003). افزودن گیاهان دارویی و عصاره آن‌ها یک استراتژی ساده و مطمئن برای ایجاد فعالیت آنتی اکسیدان طبیعی در گوشت جوجه گوشتی است.

آنتی اکسیدان‌های طبیعی مشابه به عنوان افزودنی جیره در بوقلمون نیز مورد ارزیابی قرار گرفته­اند. تأثیر افزودن اسانس پونه کوهی و α-توکوفرول استات بر اکسیداسیون لیپیدی بر گوشت پخته شده و خام در طی نگهداری در یخچال و اکسیداسیون لیپیدی ایجاد شده توسط آهن توسط Botsoglou و همکاران مورد مطالعه (۲۰۰۲،۲۰۰۳) و Papageorgiou و همکاران (۲۰۰۳) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این مطالعات افزایش ظرفیت آنتی اکسیدان در بافت‌های بوقلمون را در نتیجه دریافت اسانس پونه کوهی یا α-توکوفرول استات در جیره نشان داد. دریافت ۲۰۰ میلی گرم روغن ارگانو به ازای هر کیلوگرم جیره در به تأخیر انداختن اکسیداسیون لیپیدی در مقایسه با ۱۰۰ میلی گرم به ازای هر کیلوگرم مؤثرتر بود، اما معادل دریافت ۲۰۰ میلی گرم α-توکوفرول استات بود. به طور مشابه، Marcincak و همکاران در سال ۲۰۰۸ نشان دادند که افزودن اسانس پونه کوهی در جیره جوجه گوشتی در به تأخیر انداختن اکسیداسیون لیپیدی در مقایسه با گروه کنترل مؤثر بود. پایداری اکسیداتیو بهتر در نمونه­های گوشتی بوقلمون و جوجه گوشتی دریافت کننده اسانس پونه کوهی در جیره احتمالاً ناشی از ورود ترکیبات آن به سیستم گردش خون و گسترش و ماندگاری در گوشت است.

بقایای اسانس­های گیاهی در گوشت می‌تواند توسط انسان مصرف شود. هرچند، یک روش آزمایشگاهی دقیق برای تعیین اسانس‌های روغنی در سیستم بیولوژی به منظور تشخیص و تعیین مقدار هریک از این اسانس­ها هرچند در مقدار کم در بافت­ها مورد نیاز است.

3-4-  فعالیت ضدمیکروبی و بهبود فلور میکروبی روده

یکی از مهم­ترین تأثیرات عصاره‌های گیاهی فعالیت ضد میکروبی آن‌هاست. تعداد بی‌شماری از مقالات علمی، ارائه دهنده شواهد معتبر بر فعالیت ضدباکتری، قارچی و ضدویروسی بسیاری از عصاره‌های گیاهی برعلیه پاتوژن‌های با منشأ خوراک وجود دارد (Larrondo et al., 1995; Nenoff et al., 1996; Basílico and Basílico, 1999; Tabak et al., 1999; Dorman and Deans, 2000; Rota et al., 2004). به عنوان مثال Cowan و همکاران (۱۹۹۹) گزارش دادند که ۶۰٪ از مشتقات اسانس‌های گیاهی که تا به امروز مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند، مهارکننده قارچی بوده‌اند در حالی‌که تنها ۳۰٪ مهارکننده باکتری هستند.  بیشتر محققانی که به مطالعه بر روی تأثیر اسانس­های گیاهی بر پاتوژن­های تخریب کننده غذا پرداخته­اند، بر این باورند که اسانس­های گیاهی در باکتری­‌های گرم مثبت نسبت به گرم منفی فعال­ترند (جدول ۳). Chao و همکاران (۲۰۰۰)، تأثیر ۴۵ اسانس گیاهی بر طیف وسیعی از میکروارگانیسم­ها شامل ۸ نوع باکتری، ۴ تا گرم مثبت و ۴ تا گرم منفی را بررسی کردند. نتایج حاکی از مقاومت بیشتر در باکتری­های گرم مثبت نسبت به گرم منفی‌ها در برابر اسانس­های گیاهی بود. اسانس­های پوسته دارچین و مرزه علیه هر دو گروه باکتری‌ گرم مثبت و منفی مؤثر بودند. نتایج مهارکنندگی مشابه توسط Smith-Palmer و همکاران (۱۹۹۸) در اسانس­های به­دست‌آمده از دارچین، میخک و آویشن بر روی ۵ پاتوژن با منشأ غذایی (E. coli, S. enteritidis, C. jejuni, S. aureus, L. monocytogenes) به­دست آمد. هرچند، اسانس گشنیز تنها باکتری‌های گرم منفی را مهار می‌کند (Chao et al., 2000). ترکیب شیمیایی اسانس­های گیاهی به­دست آمده از سویه‌های گیاهی خاص، بر اساس منشأ جغرافیایی و زمان برداشت متغیر است. بنابراین، این امکان وجود دارد که تفاوت در ترکیب شیمیایی بین اسانس­­های گیاهی به­دست آمده در فصول مختلف و مناطق مختلف برای ایجاد تنوع در میزان حساسیت به باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی کافی است.

حداقل غلظت مهار کنندگی (MIC)  برای اندازه­گیری ظرفیت ضد باکتریایی اسانس­‌های گیاهی به کار می‌رود. تعدادی از MIC ‌های به کار رفته برای اسانس‌های گیاهی و ترکیبات اسانس‌های گیاهی برعلیه پاتوژن‌های با منشأ غذایی در جدول ۳ ارائه شده است. برخی مطالعات نشان داده‌اند که (Gill et al., 2002; Mourey and Canillac, 2002) فعالیت ضد باکتریایی اسانس‌های گیاهی نسبت به ترکیبات اصلی تشکیل دهنده آن‌ها بیشتر است که نشان دهنده نقش ترکیبات با میزان کمتر در فعالیت اسانس‌های گیاهی همراه با اثر سینرژیک آن‌هاست. دو تا از اجزای اصلی با ساختار مشابه، به دست آمده از اسانس‌های پونه کوهی، کارواکرول و آویشن برعلیه S. aureus و P. aeruginosa اثر افزاینده‌ای نشان دادند. اثر سینرژیک بین کارواکرول و پیش‌ساز بیولوژیک آن p-cymene، در عمل بر روی سلول‌های B. cereus مشخص شد. p-cymene به عنوان یک ضد باکتری ضعیف، موجب تورم بیشتر در غشای باکتریایی نسبت به کارواکرول می‌شود. p-cymene با این مکانیسم می‌تواند ورود کارواکرول را به داخل سلول تسهیل کند که منجر به اثر سینرژیک در استفاده همزمان از این دو می‌شود (Ultee et al., 2002).

هرچند خصوصیات ضد میکروبی اسانس‌های گیاهی و ترکیبات آن‌ها به طور گسترده‌ای در گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است،  مکانیسم عمل آن‌ها با جزئیات دقیق بررسی نشده است (Lambert et al., 2001). با توجه به وجود تعداد زیاد ترکیبات شیمیایی در اسانس‌های گیاهی، فعالیت ضد باکتریایی آن‌ها به یک مکانیسم خاص نسبت داده نمی‌شود بلکه چندین هدف در سلول‌ها وجود دارند (Skandamis et al., 2001; Carson et al., 2002). یکی از مهم‌ترین خصوصیات اسانس­‌های گیاهی و اجزای آن‌ها، هیدروفوبیسیتیه است که آن‌ها را قادر می‌سازد لیپیدهای دیواره سلولی باکتری و میتوکندری را شکسته و موجب نفوذپذیری بیشتر آن‌ها می‌شود. عموماً، اسانس‌های گیاهی با بیشترین خاصیت ضدباکتریایی بر علیه پاتوژن‌های با منشا غذایی حاوی درصد بالایی از ترکیبات فنولی شامل کارواکرول، ائوگنول (2-methoxy-4-(2-propenyl)phenol) و تیمول هستند (Farag et al., 1989a, 1989b; Thoroski et al., 1989; Cosentino et al., 1999; Dorman and Deans, 2000; Juliano et al., 2000; Lambert et al., 2001). کارواکرول و تیمول قادر به شکستن غشای لیپیدی باکتری‌های گرم منفی، آزاد شدن لیپوپلی ساکاریدهای آن‌ها و افزایش نفوذپذیری غشای سلولی به ATP می‌شود (Helander et al., 1998; Xu et al., 2008). زمانی که مقادیر مختلف از  اسانس‌های گیاهی گرفته شده از گشنیز، شوید و اکالیپتوس (هریک حاوی چندین ترکیب)، ترکیب می‌شوند منجر به اثرات افزایشی، سینرژیستیک یا آنتاگونیستیک می‌شود (Delaquis et al., 2002). مخلوط سینامالدئید با دوز ۲۵۰ میگروگرم در میلی­لیتر و و ائوگنول به میزان ۵۰۰ میگروگرم در میلی­لیتر منجر به مهار رشد Staphylococcus sp، Micrococcus sp، Bacillus sp و Enterobacter sp بیش از ۳۰ روز می‌شود، در حالی‌که هریک از این‌ها به تنهایی منجر به مهار رشد نمی‌شود (Moleyar and Narasimham, 1992).

جدول ۳- تاثیر اسانس‌های گیاهی بر مهار رشد باکتری‌ها (بر گرفته از مطالعه Chao و همکاران در سال ۲۰۰۰)

انواع مختلف گیاهان دارویی و اسانس‌های آن‌ها به عنوان درمان طبیعی سال‌های زیادی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اثر ضدباکتریایی اسانس‌های گیاهی به خوبی شناخته شده  (Dorman and Deans, 2000) و در ابتدای این بخش به طور کامل توضیح داده شد. هرچند، تمام این تست‌ها در محیط آزمایشگاهی مورد تأیید قرارگرفته، تعداد کمی از آن‌ها در حیوانات انجام گرفته است. به همین علت، مطالعاتی به منظور بررسی استفاده از ترکیبات شیمیایی گیاهان طبیعی و مخلوط آن‌ها به عنوان افزودنی در حیوانات برای مبارزه با بیماری‌ها، یا بهبود فلور میکروبی روده صورت گرفته است.

تأثیر دو مخلوط متفاوت از اسانس‌های روغنی بر تکثیر C. perfringens در روده و مدفوع جوجه گوشتی توسط Mitsch در سال ۲۰۰۴ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از این بود که مخلوط تیمول، ائوگنول، کورکومین و پیپرین یا مخلوط کارواکرول و تیمول (هریک ۵۰ درصد)، ، ائوگنول، کورکومین و پیپرین می‌تواند کلونیزه و تکثیر C. perfringens را در روده جوجه گوشتی کاهش دهد.

محققین بر این عقیده­اند که اثرات این محصولات مستقیماً ناشی از مهار باکتری‌ها است. هرچند، آنزیم‌های گوارشی القا شده توسط اسانس‌های گیاهی قابلیت هضم مواد غذایی را افزایش داده و منجر به بهبود فلور میکروبی روده می‌شود. غیر فعال شدن سموم C. perfringens توسط آنزیم‌های گوارشی از قبیل تریپسین (Arbuckle, 1972; Baba et al., 1992) نیز می‌تواند توضیحی بر علت کاهش کلونیزه شدن باکتریایی در روده جوجه گوشتی توسط اسانس‌های گیاهی باشد. Cross و همکاران (۲۰۰۲) و Jang و همکاران (۲۰۰۷) مشاهده کردند که تعداد کلی فرم‌ها در پرندگانی که آویشن یا مخلوط تجاری از اسانس‌های گیاهی حاوی تیمول به غذای آن‌ها افزوده شده، کاهش می‌یابد. به طور مشابه، مخلوط کپسیکوم، سینامالدئید و کارواکرول تعداد E.coli و C. perfringens را کاهش داد (Losa and Köler, 2001; Tucker, 2002; Jamroz et al., 2003). Tellez و همکاران (۱۹۹۳) و Orndorff و همکاران (۲۰۰۵) در جوجه گوشتی و Vicente و همکاران (۲۰۰۷) در مرغ‌های تخم‌گذار اثر، کپسایسین در پیشگیری از عفونت با S. enteritidid را نشان دادند. هرچند، Cross و همکاران در سال ۲۰۰۷  هیچ تأثیری از سبزیجاتی که در آشپزی به کار می‌رود یا اسانس‌ آن‌ها روی جمعیت فلور میکروبی مشاهده نکردند. بنابراین، عصاره‌های گیاهی در جیره غذایی می‌تواند روی فلور میکروبی تأثیرگذار باشد، هرچند به نظر می‌رسد که ترکیب شیمیایی این عصاره‌ها در به­دست آوردن تأثیر بهینه مهم باشد و خصوصیات ضد میکروبی اسانس‌های روغنی در پرنده  تحت تأثیر جیره و شرایط محیطی قرار می‌گیرد.

مطالعاتی بر تأثیر اسانس‌های روغنی در کنترل کوکسیدیوز در پرندگان انجام شده است. تأثیر درمان­‌های مختلف بر جوجه‌های گوشتی آلوده شده با Eimeria acervulina مورد بررسی قرار گرفت.

Ibrir و همکاران (۲۰۰۲) با مطالعه تاثیر آویشن، Giannenas و همکاران (۲۰۰۳) پونه کوهی و Christaki و همکاران (۲۰۰۴) با مطالعه بر روی یک ترکیب تجاری هیچ تأثیری بر دفع اوسیت‌ها مشاهده نکردند، اما تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر کارآیی حیوان پس از ابتلا به عفونت و هم‌چنین کاهش میزان خون در مدفوع نشان دادند. Evans و همکاران (۲۰۰۱) کاهش دفع اوسیت‌ها را در جوجه‌‌هایی که با جیره حاوی ppm۵۰ از مخلوط اسانس‌های روغنی (میخک ۱٪، آویشن ۱/۰٪، نعناع ۱/۰٪ و لیمو ۱/۰٪) تغذیه کردند، در مقایسه با جیره بدون افزودنی مشاهده نمودند. Waldenstedt (۲۰۰۳) نشان داد که واکسیناسیون بر علیه کوکسیدیوز همراه با یک محصول تجاری بر پایه پونه کوهی می‌تواند روش جایگزین برای کنترل سلامتی روده در جوجه‌های تولید شده به روش طبیعی باشد. Oviedo-Rondón و همکاران (۲۰۰۶) و Hume و همکاران (۲۰۰۶) نشان دادند که مخلوط تجاری اسانس‌های روغنی موجب تعادل میکروبی در جوجه­های گوشتی واکسینه شده علیه کوکسیدیوز می‌شوند که باعث جلوگیری از تغییرات شدید در آلودگی با کوکسیدیوز می‌شود.

مطالعاتی نیز بر روی تغییرات هیستولوژیک بافت روده‌ای و گوارش جوجه‌های گوشتی در پاسخ به افزودن اسانس‌های روغنی انجام شده است. Jamroz و همکاران (۲۰۰۶) افزایش ترشح موکوس و ضخامت لایه موکوسی را در بافت ترشحی معده و دیواره ژژونوم در جوجه‌های تغذیه شده با عصاره گیاهی گزارش دادند. این مشاهدات اثر محافظت کننده مخلوط کارواکرول، سینامالدئید و کپسایسین بر پرزهای روده را نشان می­دهند. هم‌چنین، تغییرات موکوس روده منجر به کاهش چسبندگی میکروب‌ها و در نتیجه تغییر جمعیت میکروبی روده می‌شود.

5-  مسیر متابولیکی و سمیت اجزای زیستی فعال اسانس‌های گیاهی

مسیر متابولیکی ترکیبات اسانس‌های گیاهی مورد استفاده در درمان‌های گیاهی توسط Kohlert و همکاران (۲۰۰۰) مورد مطالعه قرار گرفته است. ترکیبات زیستی فعال، بلافاصله پس از مصرف خوراکی، تنفسی و یا تجویز پوستی جذب شده و اغلب توسط کلیه‌ها به شکل گلوکورونیدها و یا دی اکسید کربن دفع می‌شوند.  به همین دلیل، احتمال تجمع آن‌ها در بدن به خاطر پاکسازی سریع و نیمه عمر کوتاه، پایین است.

تجزیه و کینتیک کارواکرول، تیمول و ائوگنول و سینامالدئید در دستگاه گوارش خوک توسط Michiels و همکاران (۲۰۰۸) گزارش شده است. هم‌چنین، روشی برای تعیین ترکیب اسانس‌های روغنی ایجاد کردند که بدین ترتیب نشان دادند این ترکیبات به طور عمده و تقریباً به طور کامل در معده و قسمت بالایی روده کوچک جذب می‌شوند. علاوه بر متابولیسم میزبان، به نظر نمی‌رسد که میکروب‌های روده در متابولیسم اسانس‌های گیاهی نقش داشته باشند. Varel و Miller (۲۰۰۰) و Varel (۲۰۰۲) گزارش دادند که تیمول و کارواکرول توسط میکروارگانیسم‌های مدفوع خوک متابولیزه نمی‌شوند. در مطالعه‌ای که توسط Jenner و همکاران (۱۹۶۴) بر روی سمیت در رت انجام شد، نشان دادند که LD50 (بر حسب میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن) در کارواکرول، سینامالدئید، بتا-یونون و تیمول به ترتیب برابر با ۸۱۰، ۲۲۲۰، ۴۵۹۰ و ۹۸۰ می‌باشد. هرچند، در مطالعه‌ای که رت‌ها با جیره حاوی تیمول به میزان ۱۰۰۰ و ۱۰۰۰۰ ppm تغذیه شدند، هیچ علامت واضحی از سمیت مشاهده نشد (Hagan et al., 1967). متابولیت‌های ادراری سینامالدئید نیز در رت و موش مورد مطالعه قرار گرفته‌اند (Peters and Caldwel, 1994). سینامالدئید در ۲۴ ساعت اول از طریق ادرار دفع شد و کمتر از ۲ درصد مقدار تجویز شده در در لاشه باقی ماند. در رت‌های تغذیه شده با دوز ۲۵۰ و ۵۰۰ میلی‌گرم سینامالدئید به ازای هر کیلوگرم وزن بدن کمتر از ۲۰ درصد اجزای زیستی فعال مشاهده شد (Yuan et al., 1993).

Igimi و همکاران (۱۹۷۴) و Kodama و همکاران (۱۹۷۴) اثرات متابولیک d-لیمونن را در رت و خرگوش مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها گزارش دادند که d-لیمونن جذب شده از طریق روده، بدون اینکه بقایای آن در بدن باقی بماند، سریعاً دفع شد. نتایج مشابهی توسط  Austgulen و همکاران در سال ۱۹۸۷ و Takada و همکاران در سال ۱۹۷۹ در موش‌ها و خرگوش‌های تغذیه شده با کارواکرول و تیمول بدست آمد. مقادیر زیادی از این ترکیبات به شکل تغییر نیافته از بدن دفع شده بودند.

۶- نتایج و زمینه‌های مطالعه در آینده

فشار فزاینده در صنعت پرورش حیوانات اهلی در کاهش یا حذف استفاده از آنتی‌بیوتیک‌های خوراکی به عنوان محرک رشد، زمینه تحقیق برای یافتن جایگزین‌های ایمن و مؤثر را فراهم نموده است. این نسل جدید افزودنی‌ها شامل گیاهان دارویی و اسانس‌های گیاهی می‌باشد. اثرات سودمند اغلب گیاهان دارویی، گونه‌های مختلف آن‌ها و اجزای آن‌ها از گذشته مورد توجه بوده و اثرات آن‌ها در غذا و حیوانات آزمایشگاهی گزارش شده است.

طیف گسترده­ای از گیاهان حاوی ترکیبات فعال زیستی هستند که قابلیت عملکرد به عنوان افزودنی‌های چندمنظوره در حیوانات را دارند. گزارشاتی از عملکرد چند منظوره برخی از عصاره‌های گیاهان و گونه‌های رایج در حیوانات تک معده‌ای شامل تأثیر بر کارآیی هضم، متابولیسم لیپیدی، جلوگیری از اکسیداسیون بافتی و بهبود جمعیت میکروبی وجود دارد. بنابراین، تأثیر اسانس‌های گیاهی به فلور میکروبی محدود نشده و می‌تواند بر روی اعصاب محیطی و متابولیسم حیوان نیز تأثیرگذار باشد. دانش بیشتر در مورد مکانیسم عمل و اثرات ترکیبات در فرموله کردن مخلوطی از این ترکیبات به منظور بهینه کردن کارآیی مفید است.

به منظور به کارگیری این قابلیت‌ها، تحقیقات می‌تواند بر موضوعات زیر متمرکز باشد:

• مطالعات بیشتری باید بر روی اسانس‌های گیاهی مورد استفاده در در مطالعات حیوانی بر روی پاسخ‌های وابسته به دوز آن‌ها، تاثیر آن‌ها در ترکیب با فرمول‌های مختلف خوراک‌های تجاری و تاثیر ژنتیک‌های حیوانی و شرایط پرورش در توضیح بهتر کارکرد آن‌ها در علوم حیوانی انجام گیرد.

با توجه به استفاده گسترده از این عصاره­‌ها به عنوان افزودنی‌های طبیعی، در صنعت تغذیه انسان و خوراک حیوانات، روش‌هایی برای ارزیابی باقیماندن ترکیبات فعال آن‌ها در غذا و خوراک مورد نیاز است. هنوز روش دقیقی برای اندازه­گیری و تعیین مقدار دقیق باقیمانده این اسانس‌های گیاهی در خوراک و بافت‌های حیوانی مشخص نشده است. این تکنیک‌ها در ارزیابی میزان مواد باقیمانده در لاشه حیوان، شیر و گوشت ضروری است. پایداری برخی از اسانس‌های گیاهی در طی فرآوری غذا، باید به طور ویژه مشخص شود.

• مشخص نمودن اجزای فعال. وجود یک گیاه دارویی یا اسانس تهیه شده از آن همیشه تأثیر یکسانی در کارآیی جوجه‌های گوشتی ندارد، بنابراین اندازه‌گیری ترکیب شیمیایی در یک عصاره گیاهی برای تعیین ترکیب بهینه در آینده ضروری است.
• تعاملات بین اسانس‌های گیاهی و ترکیبات آن‌ها و سایر اجزای خوراک و افزودنی‌های خوراک نیاز به بررسی بیشتر دارد. این پیچیدگی، با توجه به تعداد و تنوع ترکیبات زیستی فعال و تعاملات بین آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اثرات سینرژیک می‌تواند برای به حداکثر رساندن فعالیت ضد باکتری اسانس‌های گیاهی و به حداقل رساندن غلظت مورد نیاز برای ایجاد اثر ضد باکتریایی مورد استفاده قرار گیرد. تعاملات احتمالی با سایر افزودنی‌های خوراک از قبیل اسیدهای آلی و پروبیوتیک‌ها باید مورد ارزیابی قرار گیرد.