تأثير پرتو گاما، هيدروكسيد سديم، اوره و پلي اتيلن گلايكول بر تركيبات فنوليك، توليد گاز و ساخت پروتئين ميكروبي ضايعات پسته پاك كني در شرايط آزمايشگاهي

The effects gamma irradiation, sodium hydroxide, urea and polyethylene glycol on phenolic compounds, in vitro gas production kinetics and microbial protein synthesis of pistachio by-products

اﺻﻠﯽﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ضايعات پسته پاك كني در ﺗﻐﺬﯾﻪ دام، وجود ﺳﻄﻮح ﺑﺎﻻي ﺗﺎﻧﻦ و ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت ﻓﻨﻮﻟﯿﮏ در آن اﺳﺖ كه متابوليسم دام را در زمان مصرف آن بوسيله دام را تحت تأثير قرار مي دهد. آزمايش هاي برون تني نشان داده اند كه تانن موجب كاهش ساخت پروتئين ميكروبي به دليل اثرات ضد ميكروبي مي شود. در اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺗﯿﻤﺎرﻫﺎي پرتو گاما در دز 10 كيلوگري، ﻣﺤﻠﻮل 4 درصد هيدروكسيد سديم، محلول 4 درصد اوره و پلي اتيلن گلايكول بر مقدار تركيبات فنولي، توليد گاز و ساخت پروتئين ميكروبي ضايعات پسته پاك كني در شرايط آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: ضايعات پسته پاك كني واريته اوحدي در سايه خشك شدند و در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تيمار پرتو گاما (دز 10 كيلوگري)، محلول هيدروكسيد (4 درصد) و اوره (4 درصد) در 3 تكرار عمل آوري شدند. تركيبات فنوليك اندازه گيري شدند. با استفاده از روش توليد گاز در زمان هاي 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 پتانسيل توليد گاز، ضرايب توليد گاز، انرژي قابل متابوليسم، ماده آلي قابل هضم و توليد اسيدهاي چرب فرار اندازه‌گيري شدند. در آزمون توليد گاز از تيمار پلي اتيلن گلايكول نيز استفاده شد. بر اساس آزمون گاز انجام شده و محاسبه زماني كه نيمي از مقدار كل گاز توليد شد، در آزمون توليد گاز ديگري ساخت و راندمان ساخت پروتئين ميكروبي با استفاده از اوره 2 بار نشاندار شده با نيتروژن-15 (10 اتم درصد) در محلول بافر اندازه گيري شد. تخمين ضرايب توليد گاز با استفاده از معادله ارسكوف و مك دونالد و مقايسه ميانگين ها با نرم افزار آماري SAS گيري شد. يافته‌ها: تيمارهاي هيدروكسيد سديم و اوره باعث كاهش تركيبات فنوليك، تانن كل و تانن متراكم شدند (01/0>P) و پرتو گاما باعث كاهش فنول كل و تانن كل ضايعات پسته پاك كني شد (01/0>P). در ميان تيمارها بيشترين تاثير متعلق به تيمار هيدروكسيد سديم بود كه باعث كاهش 43/60 ، 25/80 و 89/88 درصدي به ترتيب در فنول كل، تانن كل و تانن متراكم شد. مقدار توليد گاز در طي 96 ساعت بين 76/18 تا 13/29 ميلي ليتر به ازاء 200 ميلي گرم ماده خشك متغير بود كه كمترين مقدار توليد گاز به تيمار هيدروكسيد سديم و اوره تعلق داشت (01/0>P). ميزان الحاق نيتروژن-15 در تيمارهاي هيدروكسيد سديم (013/0 ميلي گرم) و اوره (014/0 ميلي گرم) در مقايسه با شاهد (017/0 ميلي گرم) كمتر بود (01/0>P). راندمان ساخت پروتئين ميكروبي در تيمار هيدروكسيد سديم بيشترين (049/0) مقدار بود (01/0>P). همچنين، تيمارهاي هيدروكسيد سديم و اوره باعث كاهش انرژي قابل متابوليسم، ماده آلي قابل هضم و اسيدهاي چرب فرار شدند (01/0>P). نتيجه‌گيري: نتايج اين آزمايش نشان داد كه اگرچه استفاده از هيدروكسيد سديم و اوره مقدار تركيبات فنولي در ضايعات پسته پاك كني را كاهش داد، با وجود اين توليد گاز و الحاق نيتروژن-15 در اين تيمارها كاهش يافت. داده هاي اين آزمايش نشان داد كه حذف تانن از ضايعات پسته پاك كني الزاماً به معني بهبود تمامي خصوصيات تخميري آن در محيط آزمايشگاه نيست.

Background and objectives: High amount of pistachio by-product (PB) are produced annually in Iran that most of them are considered as agricultural waste. Main problem regarding feeding PB to livestock is the presence of phenolics and tannins which can affect their utilization by ruminants. In vitro studies have shown that tannin reduced microbial protein synthesis due to its antimicrobial effects. The main objectives of the current study were to evaluate the effects gamma irradiation (10 kGy), sodium hydroxide (NaOH), urea and polyethylene glycol (PEG) on the tannins and phenolic compounds, gas production (GP) and microbial protein synthesis (MPS) of PB. Material and methods: Pistachio by-product was obtained from a pistachio processing factory and was air dried before it was used in this study. Samples were treated with 4% NaOH, 4% urea solution and gamma radiation (10 kGy) and assigned in a completely randomized design. Phenolic compounds were analyzed according to standard methods. Gas production (GP) test was performed and produced gas were recorded at 2, 4, 6, 8, 12, 24, 24, 48, 72 and 96 h. PEG were used in line with treatments. Metabolisable energy (ME), digestible organic matter (DOM) and volatile fatty acids (SCFA) were estimated via available equations. In another run of gas test (using 10.0 atom % 15N-double labeled urea in buffer solution), at the 12 h of incubation gas volume was recorded and the contents of the syringe were transferred quantitatively to tubes for determination of apparently undegraded residue, 15N incorporation and efficiency of microbial mass production. To estimation gas production coefficients were done by Orskov and McDonald equation and data were analyzed using the GLM procedure of SAS. Results: NaOH and urea treatments decreased (P<0.01) total phenolic (TP), total tannin (TT), condensed tannin (CT) of PB and GR decreased (P<0.01) TP, T of PB. Among treatments NaOH decreased TP, TT and CT more than other treatments (60.43%, 80.25% and 88.89%, respectively). Cumulative GP at 96 h varied between 18.76 and 29.13 ml/200 mg DM. The lowest (P<0.01) GP at 96 h observed with NaOH and urea treated PB. Incorporation of 15N into the microbial mass was lowest (P<0.01) in NaOH (0.013 mg) and urea (0.014 mg) in comparison with the control (0.017 mg). Efficiency of microbial protein synthesis (EMPS) expressed as 15N enrichment in microbial mass (15N) per ml of produced gas (G) after 12 h of incubation was highest (P<0.01) for NaOH treated PB (0.049 mg 15N/ml G) followed by control, urea and GR treated PB. NaOH and urea treatments decreased (P<0.01) ME, DOM and SCFA production. Conclusion: Findings of the present study suggest that although supplementation of PB with NaOH, urea and GR would decrease T, but they decreased gas production and 15N enrichment in microbial mass. Data of the present study showed that the elimination of tannin from PB does not necessarily mean improving its fermentation properties in in vitro.