نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• بهزاد خرمی ¹
• سید علیرضا وکیلی ²
• محسن دانش مسگران ²

¹ گروه علوم دام و طیور، دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشگاه تهران، تهران

² گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

گاوها از مخازن اصلی باکتری بیماری‌زای اشرشیاکلی O157:H7 به شمار می‌روند و تقریبا 30 درصد از گاوهای پرواری اشرشیاکلی O157:H7 را در مدفوع دفع می‌کنند. گوساله‌های پرواری به منظور افزایش بازده خوراک با جیره‌های با مقادیر بالای مواد متراکم تغذیه می‌شوند. گزارش شده است که جمعیت اشرشیاکلی O157:H7 در گاوهای تغذیه شده با غلات بیشتر از گاوهای تغذیه شده با علوفه می‌باشد، و زمانی که گاوها به طور ناگهانی از جیره با مواد متراکم بالا به جیره تمام علوفه‌ای انتقال یافتند، جمعیت اشرشیاکلی کل تا 1000 برابر کاهش یافت. بنابراین، راهکارهایی که باعث کاهش اشرشیاکلی O157:H7 قبل از کشتار می‌شود، قرار گرفتن انسان را در معرض این عامل بیماری‌زای خطرناک کاهش می‌دهند. با این حال، تغییر جیره غذایی به علوفه در گوساله‌های پرواری به دلیل عدم امکان پذیری، اتلاف وزن و دیگر مسائل مرتبط توصیه نمی‌شود، سایر مواد خوراکی غنی از ترکیبات فنلی مانند اسانس‌های گیاهی می‌تواند راهکار جایگزین مناسب و امکان پذیرتری در کاهش جمعیت باکتری اشرشیاکلی O157:H7 باشد. داده‌های موجود حاکی از فعالیت قوی باکتری‌کشی اسانس‌های گیاهی در برابر باکتری‌های بیماری‌زا مانند اشرشیاکلی O157:H7 است. در میان اسانس‌های گیاهی، اسانس آویشن و دارچین به دلیل فعالیت ضد باکتریایی بالقوه خود در برابر میکروب‌های شکمبه، در منابع بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثرات اسانس آویشن و دارچین بر جمعیت باکتری اشرشیاکلی O157:H7 در شکمبه و مدفوع گوساله‌های پرواری تغذیه شده با جیره‌های با مواد متراکم بالا بود. بیست و چهار رأس گوساله نر هلشتاین (میانگین وزن اولیه 16 ± 214 کیلوگرم) در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد استفاده قرار گرفتند و به مدت 45 روز تیمارهای آزمایشی شامل: 1- شاهد (جیره پایه بدون افزودنی)، 2- آویشن (جیره پایه + پنج گرم اسانس آویشن در روز برای هر رأس گوساله)، 3- دارچین (جیره پایه + پنج ‌گرم اسانس دارچین در روز برای هر رأس گوساله) و 4- علوفه (تغییر ناگهانی جیره از مواد متراکم به جیره کاملا علوفه‌ای در ده روز پایانی آزمایش؛ به عنوان کنترل مثبت برای فراوانی نسبی باکتری اشرشیاکلی O157:H7 در شکمبه و مدفوع) را دریافت نمودند. گوساله‌ها با جیره‌های حاوی 15 درصد علوفه و 85 درصد کنسانتره تا حد اشتها تغذیه شدند. نمونه‌های محتویات شکمبه و مدفوع از گوساله‌ها در پایان آزمایش جمع آوری شد. تشخیص کمی اشرشیاکلی O157:H7 در نمونه‌ها با استفاده از پرایمرهای اختصاصی و روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز کمّی انجام شد. میانگین مصرف ماده خشک و افزایش وزن روزانه گوساله‌های پرواری از روز 36 تا 70 آزمایش تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفت. در حالی که در گوساله‌های مصرف کننده تیمار علوفه از روز 71 تا 80 میانگین مصرف ماده خشک و افزایش وزن روزانه کاهش، و ضریب تبدیل غذایی افزایش یافت (05/0>P). افزودن اسانس‌ آویشن و دارچین موجب کاهش جمعیت سویه اشرشیاکلی O157:H7 (rbfE) محتویات شکمبه شد (05/0>P)، در حالی که سویه اشرشیاکلی O157:H7 (iudA) را تحت تأثیر قرار نداد. اما تیمار علوفه‌ جمعیت هر دو سویه اشرشیاکلی O157:H7 را در شکمبه نسبت به تیمار شاهد کاهش داد (05/0>P). همچنین، تیمارهای آزمایشی جمعیت هر دو سویه اشرشیاکلی O157:H7 را در شکمبه و مدفوع گوساله‌های پرواری نسبت به تیمار شاهد کاهش دادند (05/0>P). نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که استفاده از اسانس آویشن و دارچین در جیره گوساله‌های پرواری می‌تواند روش مناسب‌تری در مقایسه با راهکارهای تغذیه‌ای از قبیل تغییر ناگهانی جیره از جیره با مواد متراکم بالا به جیره علوفه‌ای برای کاهش جمعیت باکتری‌های بیماری‌زا از قبیل باکتری اشرشیاکلی O157:H7 در شکمبه و کاهش دفع آن در مدفوع باشد.

کلیدواژه‌ها

• اسانس
• اشرشیاکلی
• گوساله پرواری
• گیاهان داروئی

عنوان مقاله [English]

Effects of thyme and cinnamon essential oils on fecal shedding of Escherichia coli O157:H7 in Holstein feedlot calves fed with high concentrated diets

نویسندگان [English]

• Behzad Khorrami ¹
• Seyed Alireza Vakili ²
• Mohsen Danesh Mesgaran ²

¹ Department of Animal and Poultry Science, Faculty of Agricultural Technology, University of Tehran, Tehran, Iran

² Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

چکیده [English]

Cattle are the major reservoirs of the pathogenic bacteria Escherichia coli O157:H7, and approximately 30% of feedlot cattle shed E. coli O157:H7. Feedlot calves are fed high concentrate diets in order to increase feed efficiency. It has been reported that populations of E. coli O157:H7 were higher in grain-fed than in forage-fed cattle, and when cattle were abruptly switched from a high concentrate diet to an all-forage diet, total E. coli populations declined 1000-fold. Therefore, strategies that decrease E. coli O157:H7 prior to slaughter will reduce human exposures to this virulent pathogen. However, a dietary switch to forage in feedlot calves is not advocated due to feasibility, weight loss and other logistical issues, other feedstuffs rich in phenolics such as essential oils (EO) could be a more feasible alternative strategy to reduce E. coli O157:H7 populations. Data available indicate a strong bactericidal activity of EO against pathogenic bacteria such as E. coli O157:H7. Among the EO, thyme (THY) and cinnamon (CIN) oil have attracted considerable attention in several literatures due to their potential antibacterial activity against ruminal microbes. The aim of the present research was to evaluate the effects of THY and CIN on E. coli O157:H7 population in the rumen and feces of feedlot calves fed high-concentrate diets. Twenty-four growing Holstein calves (214±16 kg initial BW) were used in a completely randomized design and received their respective dietary treatments for 45 d. Treatments were: 1-control (no additive), 2-THY (5 g/d/calf), 3-CIN (5 g/d/calf) and 4- forage (sudden switch from grain diet to forage diet in the last ten days of experiment; as positive control for relative abundance of E. coli O157:H7 in the rumen and feces). Calves were fed ad libitum diets consisting of 15% forage and 85% concentrate. Ruminal and fecal samples were collected from calves at the end of the experiment. Quantitative detection of E. coli O157:H7 in samples were done using specific primers and real-time PCR method.

The average dry matter intake (DMI) and daily weight gain (ADG) of feedlot calves from day 36 to day 70 of the experiment was not affected by the experimental treatments. However, DMI and ADG decreased, and feed conversion ratio increased in calves fed forage treatment from day 71 to 80 (P<0.05). Supplementation of THY or CIN decreased the relative abundances of E. coli strain O157:H7 (rbfE) in rumen contents (P<0.05), while they did not affect strain O157:H7 (iudA). But forage treatment decreased the population of both strains of E. coli O157:H7 in the rumen fluid of feedlot calves compared to the control treatment (P<0.05). The experimental treatments also reduced the relative abundances of both strains of E. coli O157:H7 in the rumen and feces of feedlot calves compared to the control treatment (P<0.05). The results obtained from present research showed that the use of thyme and cinnamon essential oil in feedlot calves diet can be a more suitable way compared to nutritional methods such as abruptly switched from a high grain diet to an all-forage diet to reduce the population of pathogenic bacteria Escherichia coli O157:H7 in the rumen and reduction of its shedding in feces.

کلیدواژه‌ها [English]

• Escherichia coli
• Essential oil
• Feedlot calves
• Medicinal plants