Sığırlarda Direkt Yedirilen

Mikroorganizmalar (DFM)

Prof. Dr. Nurettin GÜLŞEN

2012

Son yıllarda verim performansını

artırma ve koruyucu amaçlı antibiyotik

kullanımının yasaklanmaya başlamasıyla

birlikte alternatif olarak probiyotik

kullanımı üzerinde yoğun olarak durulmaya

başlanmıştır.

Antibiyotikler

Kanatlılar gibi monogastrik hayvanların

beslenmesinde antibiyotikler:

Hastalıkların önlenmesi,

Sindirimin iyileştirilmesi,

Performans ile büyümeyi teşvik

etmek amacıyla kullanılır.

• Antibiyotiklerin rasyonda uzun süre

kullanımıyla birlikte mikroorganizmaların

direnç geliştirmesi

• Üretilen besin maddelerinde rezidü

bırakması

• Sub-terapotik dozlarda antibiyotik

kullanımının insan sağlığı üzerine

olumsuz bir etkisinin henüz tespit

edilmesiyle birlikte özellikle Avrupa

Birliği ülkelerinde yemlerde antibiyotik

kullanımı yasaklanmıştır.

Tarım ve Köy ileri Bakanlığı 2006/1 nolu

Tebliği:

-Antibiyotiklerin rasyonlarda kullanımının

yasaklanması

-Antibiyotiklere alternatif olacak maddelerin

etkilerini ortaya çıkarma ihtiyacını

doğurmuştur.

DFM KULLANIMI

Bu konuda yapılan araştırmaların

büyük bölümü probiyotiklerin insanlar

ve monogastrik hayvanlar üzerindeki

etkilerini tespit etmeye yönelik olarak

yapılmıştır.

Ruminantlarda yapılan çalışma sayısı

daha azdır.

DFM VE PREBİOTİC

Eş anlamlı olmasalar da direkt yem

mikrobiyel maddeleri (DFM) olarak da

isimlendirilen probiyotikler:

• Hayvana verildiği zaman canlılığını

sürdürebilen organizmalardır.

HEDEFLER

DFM kullanımında temel hedef insan veya hayvanlarda özellikle bağırsaklar üzerine yararlı etkilerin ortaya çıkarılmasıdır.

DFM’nın bağırsakta patojen mikroorganizmaların üremesini azaltmalarının yanı sıra yararlı bakterilerden oluşan bir mikro flora oluşturmaları arzu edilmektedir.

Son yıllarda ise özellikle Rumen asidozisinden korunma amacıyla rumen fermentasyonunu değiştirebilen mikroorganizmalarda kullanılmaya başlanmıştır.

• Günümüzde çeşitli firmalar tarafından

üretilen bazı probiyotikler hayvan

besleme hizmetine sunulmuş ise de bu

preparatlardan her koşul ve zamanda

yarar sağlamak mümkün değildir.

• Normal şartlar altında sindirim

sisteminde zaten uygun bir flora

bulunmaktadır.

ETKİNLİĞİ

Probiyotik uygulamasının yararı flora da meydana gelecek değişiklikler önlendiği zaman daha belirgin olmaktadır.

Flora değişikliği beslenme, çevre değişiklikleri ve hayvanın sağlığı ile de yakından ilgilidir.

Bu nedenle genç ve stres altındaki hayvanlarda rasyon değişikliği, sütten kesme, taşıma gibi probiyotik uygulaması oldukça yararlıdır

Ruminantlarda İneklerde L. Acidophilus NP51 Dışkıdaki E.coli O157 :H7 yoğunluğunu azaltır Besi sığırlarında L. Acidophilus NP51 Dışkıdaki prevalence ve örneklerini E.coli O15:H7 v azaltır. L. Acidophilus NP51 Dışkıda atılan E.coli O157 :H7 yoğunlugunu b azaltır. Koyunlarda Lactobacillus spp. Dışkıdaki E.coli O157 :H7 sayısını azaltır. Keçilerde L.plantarum PCA 236 (ACA-DC 201) Dışkıdaki Clostridium spp. Azaltır LAB v c sayısını artırır.

Kanatlılarda Tavuklar L.johnnsonii F19185 E.coli O780 ve C.perfiringensin kolonizasyonun azaltır Spores of B.cereus var toyoi S.enteritidis kolonizasyonunu azaltır. L. acidophilus, L. Casei, E.faecium, C.jejuni sayısını azaltır. B. thermophilus B. longum PCB 133 C.jejuni sayısını azaltır.

Domuz Sütten kesilen domuzlarda Lactobacillus spp, Pediococus spp. İsalin görülme sıklığını azaltır L. rhammosus(LGG) İsalin görülme sıklığını azaltır E. faecium 6H2, L.acidophilus C3 İsalin görülme sıklığını azaltır P. pentosaceus D7, L.plantarum 1K8, LAB sayısını arttırır L.plantatum 3K2. P.acidilactici NNRL B5627,Lacti Spp Coliform sayısını azaltır Lactis CECT 539,L.casei subsp. casei 4043, C E.faecium CECT 410 B. animalis subps. Lactis Bifidobakteri ve E.colinin oranını azaltır. d

DFM Tipleri

Doğal rumen mikroorganizmaları

Rumende 1 ml rumen sıvısı

içerisinde:

107-10

10 bakteri

105-10

6 protozoa

Bunlardan sadece birkaç tanesi

potansiyel DFM olarak

incelenebilmiştir

Ruminantlarda DFM kullanımında

genel yaklaşım

Rumen fermantasyon ürünlerini

değiştirmek veya bitkilerde bulunan

mimosine gibi sekonder ürünleri

detoksifiye etmek için kullanmaya

odaklanmıştır

Rumenin doğal yapısındaki DFM’ın daha

iyi adapte olabilecekleri düşünülmektedir.

Kültürleri yapılmış rumen bakterilerinin

çoğunlukla etkisiz oldukları

gözlenmektedir.

Ticari olarak hazırlanmış DFM kültürlerinin

etkinliğindeki en büyük engel zorunlu

anaerobik olmaları ve bakterilerle rekabet

yeteneklerinin az olmasından

kaynaklanmaktadır.

DFM’nın çoğu anaerobik olduğu için depolama,

paketleme sırasında oksijenle temas

ettiğinden dolayı gelişimleri sınırlanır. Bu

nedenle ticari olarak kullanımları çok fazla

yaygın değildir.

Laktik asit üreten ve kullanan bakteriler

Genç yaştaki ruminantlarda özellikle süt emme

döneminde, daha yaşlı hayvanlarda ise

konsantre yemle beslenme durumunda yaygın

olarak sindirim sisteminde bulunmaktadır. L.

acidophilus, L. casei, L. fermentum, L.

plantarum, L. brevis, L. helveticus ve L. salivarus

rumende yaygın olarak izole edilen türlerdir.

Rumimantlarda kullanılan ticari DFM ürünleri laktik

asit üreten bakterilerden (LAB) Lactobacillus

spp, streptococus spp, Pediococus spp

Enterococus spp türlerinden en az bir veya daha

fazlasını içermektedirler.

LAB en çok buzağılar´da bolus veya taşıyıcı bir

macunla yetişkin sığırlarda ise direk yeme

katılarak kullanılır.

Ayrıca silolamada yem değerinin artırılması ve

aerobik stabilitenin sağlanması için kullanılır.

Yemlerin işlenmesi sırasında ya da silolamada

laktik asit üreten bakteriler önemli bir kaynaktır.

Laktik asit üreten bakterilerin ticari kültürlerinin

çevreye olan dayanıklılıkları ve diğer bakteriler

üzerine olan etkilerinden dolayı DFM olarak

kullanılmaları tercih edilmektedir.

LAB tarafından üretilen bakteriosinler rekabete

girdikleri bakterilerin peptit bağlarını

parçalayarak antimikrobiyel işlev görmektedirler.

-Rumende üretilen laktik asit mikrobiyel

fermentasyona uğratılarak, rumenden emilerek ya

da alt sindirim organlarına geçerek rumenden

uzaklaştırılabilmektedir.

-Laktik asit Megasphaera elsdenii, Selenomonas

ruminantium spp. lactilytica ve Veillonella parvula

gibi laktik asidi kullanan bakteriler tarafından

fermente edilir.

-Rumende´ki laktik asitin %97´ini Megasphaera

elsdenii tüketmektedir.

Megasphaera elsdeniiortamdaki substratı kullanabilmek için laktik asit üreten bakterilerle rekabete girmektedir.

Yapılan laboratuar testlerinde M. elsdenii’nin: 8 mM glikozu - 6.8 mM asetik aside, - 4.3 mM bütirik aside fermente ettiği,

40 mM laktik asidi - 13.5 mM asetik aside, - 8.4 mM propiyonik aside ve - 8.5 mM de bütirik aside fermente ettiği tespit

edilmiştir.

M. elsdenii yüksek düzeyde tane yem verilen hayvanlarda ve genç hayvanların rumeninde bulunan temel bakterilerden biridir. M. elsdenii’nin yüksek düzeyde konsantre yeme geçişlerde rumen fermentasyonunu düzenlediği ve laktik asit birikimini önlediği belirtilmektedir

M. elsdenii nişastadan faydalanamaz ancak maltoz ve glikozu kullanabilir.

Bu nedenle substrat olarak bu enerji kaynaklarını bulabilmesi diğer bakterilerin amilolitik aktivitesine bağlıdır.

Nişasta ile besleme sonucunda M. elsdenii’nin sayısı da artmakta, bu durumda M. elsdenii hem nişastanın hidrolizinden ortaya çıkan maltozu hem de S. bovis tarafından üretilen L-laktik asidi kullanmaktadır. Rasyona tane yemlerin girilmesinden sonra bakterinin 1 ml rumen sıvısında 5.5 x1011 düzeyine ulaşabilmesi için 5-7 gün gerekmektedir

DFM olarak kullanılabilen diğer bakteriler

Rumenden B. globosum, B. longum, B. thermophilum, B.

ruminale ve B. ruminantium izole edilmiştir.

Yapılan bir çalışmada danaların rumeninde nişasta

bakımından zengin yemlerle beslendikleri zaman

Bifidobacteria sayısının arttığı belirlenmiştir.

Bacillus spp. ve Bifidobacterium spp. gibi bakteri türleri

başlıca kanatlılarda DFM olarak kullanılmaktadırlar.

Bacillus ısıya ve çevresel etmenlere karşı endosporları

sağlamlaştırma yeteneğinden dolayı peletlemede ve

depolamada bir avantaj sağlamaktadır.

Tek mideli hayvanlarda Bifidobacterium spp. doğumdan kısa bir süre sonra bağırsaklarda kolinize olmakta ve bu hayvanlarda çevreden kaynaklanan mikroorganizmalar ile daire oluşturan mikroorganizmalara karşı önemli rol oynamaktadırlar.

Bifidobacterium spp. tek midelilerde nişastanın

sindiriminde de rol oynamaktadır. Karbonhidratların sindirimi tek mideliler de

rumene göre daha sınırlıdır. Bu bakteriler sayesinde karbonhidratlardan daha fazla yararlanırlar.

Aerobik mantarların ve mayaların rumen ortamında

bulunduğu uzun zamandan beri bilinmektedir.

Mantarlar, rumendeki mikrobiyel populasyonun

yaklaşık %8’ini oluştururlar.

Rumenin anaerobik ortamına rağmen bazı aerobik

mantarlar anaerobik şartlar altında gelişebilme

kabiliyetine sahiptir.

Maya kültürleri

Mantarlar tarafından bitkisel dokuların zayıflatılması ruminasyona imkan vererek sindirimi hızlandırmakta ve rumendeki protozoal ve bakteriyel sindirimi artırmaktadır.

Bu nedenle selüloz yıkımlayan bakterilere göre daha

üstündürler. Ancak bakterilerle karşılaştırıldığında üreme hızlarının yavaş olması nedeniyle rumende baskın halde değildirler.

Saccharomyces cerevisiae süt sığırlarında DFM olarak en

çok kullanılan türdür. Saccharomyces cerevisiae´nin rumen parametreleri ve

performansı üzerine etkili olduğu, Kuru madde tüketimini artırdığı, UYA ve sindirilebilir

organik maddelerin artmasının yanı sıra laktik asit konsantrasyonu azalttığı belirlenmştir.

Saccharomyces cerevisiae aerobik ortamda laktik asidi

metabolize edebilir ancak anaerobik ortamda laktik

asidi metabolize etme yeteneği ise halen tartışmalı

olarak kabul edilmekedir.

Alternatif olarak bu değişikliklere Saccharomyces

cerevisiae’den başka rumen bakterilerinin de neden

olabileceği düşünülmektedir.

Aspergillus oryezeae ve aspergillus niger’den

elde edilen enzimler sığırların yemlerine

katılarak kullanarak rumendeki nişasta ve

sindirimi az olan lifli yemlerin sindiriminin

arttırılması hedeflenmiştir.

Böylece sığırlarda yem kullanımı pek çok

mekanizma ile arttırılabilir.

Aspergillus türleri aerobiktir ve bu nedenle

rumen fermentasyonuna doğrudan bir

etkisinin olduğu düşünülmemektedir.

Direk Yedirilen Mikroorganizmaların Etki Mekanizmalrı Bakteriyosinler Bakteriyosinler DFM ribozomlarında sentezlenerek

üretilen, antibakteriyel peptitler, proteinler ve

antimikrobiyel karakterde birçok heterojen grupları

içeren maddelerdir.

Bakteriyosinler genellikle rekabete giren bir türü veya

aynı ortamda bulunan bir çevreyi inhibe ederek onun

üremesini engeller veya sınırlarlar.

Bakteriyosinlerin üretimi tüm bakteri grupları

arasında tespit edilmiştir. Çevre araştırmalarında

bakteriyosin üretiminin %3 ile %90 arasında

gerçekleştiği tespit edilmiştir

4. Sınıf bakteriyosinlerin aktivitesi için lipit veya

karbonhidratlara ihtiyaç vardır. Bu son iki grubun önemi

hakkında yeterli bilgi mevcut değildir.

3. Sınıf bakteriyosinler büyük proteinlere sahip olduklarından

bunlar enzim aktivitesi ile çalışırlar.

Gram-pozitif tarafından üretilen bakteriyocinler şu şekilde

incelenirler:

1. sınıf lantibiotic bunlar küçük peptitler´den meydana gelmişlerdir

ve daha büyük peptitleri oluştururlar, ısıya dayanıksızlardır.

2. Sınıf non-lantibiotic´ler ısıya dayanıklıdır ve büyük peptitlerden

meydana gelirler etkilerini stoplazmik mebranın geçirgenliğini

bozarak etkilerini gösteririler.

Ruminantlarda DFM Kullanımı ve Etkileri

Süt ineklerindeki stres durumu ve zamanı üzerinde tartışmalar halen devam

etmektedir. Bir görüşte süt ineğinin yüksek süt vermesi ve metabolik

hastalıklara yatkın olması stresin göstergesi olarak yorumlanırken diğer bir

görüşte ise bir süt ineğinin yüksek süt vermesinin normal ve sağlıklı bir

hayvanın varlığını gösterdiği iddia edilmektedir. Süt ineklerinde strese yol açan

faktörler yüksek enerjili rasyonlar (asitliği artıran), ketozis, süt humması,

laminitis, düzensiz yapılan işlemler, post partum dönem, kötü besleme

uygulamaları, hastalık sırasında sosyal izolasyon ve suni tohumlama olarak

belirtilmektedir. Stres altındaki hayvanlar genellikle üç aşamadan oluşan

“genel adaptasyon sendromu” olarak isimlendirilen bir cevap

oluşturmaktadırlar. Bir stres faktörüne karşı ilk cevap böğürme, adrenal,

hipofiz ve hipotalamusta gerçekleşen değişimler ve katabolik reaksiyonlardan

oluşan alarm cevabıdır. İkinci cevap ise direnç cevabı olup bu cevapta

hayvanlar anabolizmayı ve yem tüketimini artırabilmekle birlikte besi

hayvanlarda bu cevap işletmeye gelişten 2-3 hafta sonraya kadar

gerçekleşemeyebilmektedir. Eğer stres faktörüne karşı direnç oluşmamışsa son

safha olan tükenme safhasına girmektedirler.

Stres altındaki kandaki kortizol seviyesi yükselmektedir.

• Saccharomyces cerevisiae, M. elsdenii ve S. ruminantium laktik asit

kullanımını stimüle ederek etkili olmaktadır. Mayaların bakteriler

tarafından laktik asit kullanımını artırma mekanizması tam olarak

anlaşılmamakla birlikte organik asitler, B vitaminleri ve aminoasitler

gibi bazı besin maddelerini içermelerinden dolayı bakterilerin

gelişmesini stimüle ettikleri ve rumen pH’sını dolaylı olarak stabilize

ettikleri düşünülmektedir.

• Canlı S. cerevisiae, S. bovis ile glikozu kullanmak üzere rekabete girerek

glikoz kullanılabilirliğini ve laktik asit üretimini azaltır.

• Aspergillus oryzae da aynı mekanizmayla S. ruminantium ve M.

elsdenii’nin gelişmesini stimüle eder.

• Laktik asit kullanımını stimüle etmede alternatif bir

yaklaşımda, rumendeki laktik asit kullanan bakterilerin

rasyona ilave edilmesidir.

• SARA kontrolünde rumene canlı M. elsdenii ilavesinin

etkili olduğu bildirilmektedir.

• M. elsdenii yüksek düzeyde tane yem verilen

hayvanlarda ve genç hayvanların rumeninde bulunan

temel bakterilerden biridir.

• Yapılan çalışmalarda, rumen asidozunu önlemede laktik

asit kullanan bakterilerin etkili olduğu belirtilmektedir.

• Megasphaera elsdenii kültürlerinin ağız yoluyla hayvanlara

içirilmesi özellikle adaptasyon dönemi sonrasında kaba

yem tüketimi düşük olan hayvanlarda günlük canlı ağırlık

artışını fazlalaştırmakta, besi boyunca daha az hasta

hayvan sayısı elde edilmesini sağlamaktadır.

Sonuç olarak;

DFM’nın etkinliği henüz tam olarak tespit

edilmemiş fakat üzerinde yoğun

çalışmaların yapıldığı bir konu olduğu,

Araştırma sonuçlarına göre tam bir kanaat

oluşmasa da şu anda kullanımlarının

yoğun olduğu söylenebilir.

İlginiz için

Teşekkür ederim