דו"ח מדעי סופי לשלוש שנים (2012- 2010)
לפרויקט מספר: 362-0272


שיפור הנעכלות של ליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי ודו-פסיגי בעזרת טיפולים כימיים וביולוגיים


מוגש להנהלת ענף בקר על ידי:
אדית יוסף1, עופר דנאי2, משה נקבחת1 ויהושע מירון1
1-מינהל המחקר החקלאי, 2- מו"פ מיגל גליל עליון

 


תקציר

בעקבות המחסור במים והמחיר הגבוה של מספוא גס איכותי, נעשה שימוש מוגבר בליגנו-צלולוזות בהזנת שלוחות מסוימות ברפת, בעיקר עגלות ופרות בתקופת היובש. הערך התזונתי של הליגנו-צלולוזות נמוך ביותר ולכן שילובן בהזנה של פרות חלב בעייתי מהחשש לפגיעה בנעכלות המנה וביצור. בתנאי האקלים בארץ, הליגוצלולוזות למיניהן עתירי דפנות תאים (כ 60-80%) ומכילות כ 60-80% פחמימות מורכבות, בעיקר צלולוזה והמיצלולוזה, אשר מהוות פוטנציאל להספקת אנרגיה עבור מע"ג.


מטרת העבודה: לשפר את הביודגרדציה של פחמימות הדופן בליגנו-צלולוזות, בעזרת טיפולים כימיים וביולוגיים, ועל ידי כך להרחיב את השימוש בליגנו-צלולוזות להזנת מע"ג.
שנה הראשונה 2010 של המחקר נועדה לבחון את השפעת טיפולים כימיים על ההרכב הכימי והנעכלות במבחנה של מגוון ליגנו-צלולוזות ממקור חד- פסיגי (קש תירס, קש סורגום, קש שעורה, קש שיבולת שועל, קש חיטה) ועל ליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (קש חמניות, קש חימצה, קש קנולה, קש בוטנים, קש כותנה, קש עגבניות). בנוסף, נבחנה השפעת הטיפולים הכימיים על גזם עץ תפוח וגזם גפן סוביניון בלאן. גזמי עצים אלו נמצאים בכמויות גדולות בארץ, אין להם שימוש להזנה, ובנוסף הם מהווים מטרד אקולוגי. נבחנה השפעת טיפול הידרוליטי בNaOH וטיפול מחמצן בalkaline hydrogen peroxide על מגוון הליגנוצלולוזות שהוזכרו לעיל. הליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי טופלו ב 5% NaOH ו הליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי ב 8% NaOH (% ע"ב ח"י קש). התוצאות הראו שהטיפול ב NaOH בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי גרם להמסת מקטעי המיצלולוזה ובד-פסיגיים להמסת מקטעי צלולוזה, המיצלולוזה וליגנין. בעקבות הטיפול ב NaOH, הומסו מקטעים מדפנות התאים (2.3-13.6% בחד-פסיגיים ו 11-28% בדו-פסיגיים) ושופרה באופן משמעותי נעכלות החומר האורגני ונעכלות דפנות התאים, בעיקר בקש חיטה ובקש שעורה (חד פסיגיים), ובקש כותנה, קש בוטנים וקש קנולה (דו פסיגיים). בגזם עצים ובגזם גפן, הטיפול בבסיס המיס מקטעי צלולוז ושיפר בכ 35% את נעכלות החומר האורגני וב 100% את נעכלות דפנות התאים. הטיפול בalkaline hydrogen peroxide היה מאוד אפקטיבי בליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי ופירק 38% מהליגנין בקש כותנה. נעכלות החומר האורגני של קש כותנה, קש קנולה וקש בוטנים שופרה מ33.6%, 32.2% ו38.2% בקשים לא מטופלים, בהתאמה, ל59.9%, 55.2% ו50.0% בקשים המטופלים. נעכלות דפנות התאים ע"י חיידקי הכרס שופרה בכ24% בקש חמניות ובקש בוטנים ובכ160% בקש קנולה ובקש כותנה.


בשנה השנייה של המחקר - 2011, נבחנה השפעת טיפולים ביולוגיים בליגנו-צלולוזות.
זני פיטריות למאכל אדם, כולל שמפיניון ופלאורוטוס, מסוגלות לפרק ליגנין ופנולים בדפנות התאים של הקש במצע שעליו הן גדלות. הליגנין מהווה את המכשול העיקרי בביודגרדציה של דפנות התאים ובניצול האנרגטי של פחמימות הדופן בליגנו-צלולוזות על ידי מע"ג. גידול פטריות מאכל על מצע של ליגנו-צלולוזות הוא למעשה טיפול מיקרוביולוגי, והמצע הצמחי שמתקבל לאחר קטיף פטריות המאכל עשוי להיות בעל ערך תזונתי גבוה עבור מעלי גירה, בעקבות פירוק הליגנין והפנולים ע"י הפטריות.
נבחנו שלושה קווי פיטריות מהזן פלאורוטוס: Pleurotus Ostreatus grey K12,


Pleurotus Cornucopiae yellow Y2 ו Pleurotus Salmoneo stramineus red 2708, אשר גודלו על מצע גידול המורכב מתערובת של קש חיטה (70%) עם קש כותנה (30%).


בעבודה הנוכחית נבחנו השינויים החלים בהרכב הכימי ובנעכלות של המצע במשך גידול של 3 קווים שונים של פיטריות המאכל מהזן פלאורוטוס. נמצא שבמהלך גידול 3 קווי הפלאורוטוס פורקו כ 42% מדפנות התאים של הקש, כ 47% מההמיצלולוזה, כ 44% מהליגנין ורק כ 25% מהצלולוזה. כתוצאה מ"פתיחת הדופן" ע"י אנזימים שהופרשו ע"י הפטריות, שופרה נעכלות המצע השאריתי שהתקבל לאחר קטיף הפטריות. נעכלות חומר האורגני של המצע שופרה מ 30.4% לפני גידול הפטריות ל 52% ו 60% לאחר קטיף הפטריות, ונעכלות הNDF בחומר האורגני, שופרה מ28% ל 42%. לצערנו, הריכוז הגבוה של האפר שהצטבר במצע לאחר קטיף הפטריות מאפשר מפריע לשימוש יעיל במצע השאריתי להזנת מע"ג יצרניים.
שנה השלישית 2012. בעקבות ממצאי השנים הקודמות נראה שערכי הנעכלות במבחנה של קש תירס מקבוצת הקשים ממקור חד-פסיגי ושל קש חמניות מקבוצת הקשים ממקור דו-פסיגי, היו הגבוהים ביותר בהשוואה ליתר סוגי הקש שנבחנו. שני סוגי קש אלו טופלו ב5% NaOH במהלך השנה הראשונה של התוכנית. מכיון שלנושא של טעימות וצריכת מזון וולונטרית יש חשיבות רבה בהזנת מעלי גירה יצרניים, ראינו צורך במהלך השנה השלישית לבצע ניסוי הזנה ועיכול בטלאים. לבחינת מידת ההאכלות והנעכלות של קש תירס וקש חמניות מטופלים ב5% NaOH, בהשוואה לחומרי המוצא הלא מטופלים.


נערכו שני ניסוי הזנה בטלאים שהוחזקו בכלובים מטבוליים. המנות הכילו תוספת זהה של כוספת סויה ומינרלים והוזנו אינדיבידואלית בצריכה חופשית (10% שאריות). נמצא שהטיפול ב NaOH בקש תירס ובקש חמניות שיפר את הנעכלות בכבשים של החומר האורגני מ63.6%, 60.5% בקש התירס וקש החמניות הלא מטופלים ל67.8% ו 63.0% בקשים המטופלים, בהתאמה, ונעכלות של דפנות התאים השאריתית שופרה ב 14.2% ו ב9.3%, בהתאמה. ההשפעה של הטיפול ב NaOH מתבטאת בהגדלת צריכת החומר היבש הנעכל ב 46.5% במנת קש התירס המטופל וב 29.5% במנת קש חמניות מטופל בהשוואה למנות הביקורת של הקשים הלא מטופלים..


מבוא
הליגנו-צלולוזות (קש) הם חומרי לוואי שמקורם בגידולי שדה או ירקות חממה שנותרים בשדה לאחר איסוף הגרעינים או הפרי. בעקבות הבצורות התכופות, המחסור במים והמחיר הגבוה של מספוא גס איכותי כתחמיצים ושחתות, נעשה שימוש מוגבר בליגנו-צלולוזות בהזנת שלוחות מסוימות ברפת, בעיקר עגלות ופרות בתקופת היובש. בשנים האחרונות סופקו להזנת מע"ג כ 180 אלף טון ליגנו-צלולוזות לשנה וכמות זו איננה מספקת בהתחשב בדרישות הגדולות למזון גס. בתנאי האקלים בארץ, הליגוצלולוזות למיניהן עתירי דפנות תאים (כ60%-80%) ולכן הגורם העיקרי הקובע את ערכן התזונתי, הוא תכולת הדופן, הרכבה ומידת פריקותה בכרס מע"ג. דפנות תאי הקש מכילות כ 60-80% פחמימות מורכבות, בעיקר צלולוזה והמי-צלולוזה, המהוות פוטנציאל אנרגטי עבור מע"ג.
במסגרת פרויקט קודם (2006) בדקנו את הנעכלות במבחנה של מגוון רחב של ליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי ודו-פסיגי, (Yosef et al., 2007) ומצאנו כי הערך התזונתי של הליגנו-צלולוזות נמוך ביותר ונע בין 25% ל45%, ולכן לא מתאפשר שילוב שלהם בהזנה של מעלי גירה יצרניים מחשש לפגיעה בצריכת המזון, בנעכלות של כלל המנה וביצור החלב או הבשר. טיפולים כימיים ו\או ביולוגיים שונים בליגנו-צלולוזות לאחר הקציר ולפני הזנתם לבע"ח, עשויים לשפר את ניצול פחמימות הדופן ולהעלות את הערך התזונתי של הליגנו-צלולוזות עבור מע"ג.
התקדמות המחקר להרחבת השימוש בליגנו-צלולוזות בהזנת מע"ג מותנה באיתור מכשולי הביודגרדציה הספציפיים בדפנות התאים של ליגנו-צלולוזות בהתאם להשתייכות למין הבוטני של הצמח, לחד או דו-פסיגיים. דופן התא בחד-פסיגיים מאופיינת בריכוז גבוה של המיצלולוזה. הריבוי והמגוון של הקשרים הכימיים בין מקטעי ההמיצלולוזה והליגנין, מגבילים את פריקות הדופן ע"י חיידקי הכרס. בדו-פסיגיים, הריכוז הגבוה של הליגנין הוא הפקטור העיקרי המגביל את נעכלות דפנות התאים. הליגנין המצוי בדופן מהווה את אבן הנגף העיקרית לביודגרדציה של דפנות התאים בליגנו-צלולוזות, וזאת בעקבות אופיו ההידרופובי של הליגנין, הקשרים קשי הפירוק מסוג פחמן-פחמן והקשרים האתריים בין יחידות הפנוליות המרכיבות את הליגנין, וכמו כן הקשרים שבין מקטע הליגנין ובין פחמימות הדופן.


ביחידה המטבולית שבמחלקה לחקר בקר וצאן במכון וולקני, פותחו בעבר טיפולים כימיים בליגנו-צלולוזות על מנת לשפר נעכלותן. הטיפולים ההידרוליטיים, כגון הטיפול בגז גופרית דו-חמצנית, נמצאו יעילים ביותר לטיפול בקש חיטה (Ben-Ghedalia and Miron, ,1983/84; Ben-Ghedalia et al. 1988). טיפולים כימיים הידרוליטיים גורמים להידרוליזה של מגוון קשרים הקיימים בין המיצלולוזה וליגנין. לגבי ליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי, נמצא כי טיפולים מחמצנים מסוגלים לפרק חלק מהליגנין שבדופן. לדוגמא הטיפול באוזון נמצא מאד יעיל בטיפול בקש כותנה (et al., 1983 Ben-Ghedalia). נמצא שבעקבות טיפולים הידרוליטיים שופרה הנעכלות של קש חיטה in vitro מ45% ל 82% ובעקבות טיפולים מחמצנים שופרה נעכלות של קש כותנה מ35% ל65%
(Ben-Ghedalia and Shefet, 1983; Ben-Ghedalia and Miron, 1984; Ben-Ghedalia, and Yosef, 1989).


בספרות חסר מידע על שימוש בטיפולים כימיים הידרוליטיים לשיפור ערכם התזונתי של מגוון ליגנו-צלולוזות, (לא רק קש חיטה וקש כותנה). בנוסף, ניתן לבחון טיפולים מתונים, כדוגמת סודה קאוסטית, שהשימוש בהם אינו כרוך בזיהום הסביבה או בבעיות בטיחותיות (כדוגמת הטיפולים ב SO2 או באמוניה). בנוסף, חסר בספרות מידע על טיפולים מחמצנים זולים (יצירת אוזון היא עסק יקר) לטיפול במגוון של ליגנו-צלולוזות בעיקר ממקור דו פסיגי.


גידול פיטריות מאכל מזנים שמפיניון ופלאורוטוס עבור בני אדם מבוצע על מצע של קש חיטה. נמצא שהפטריות מסוגלות לפרק ליגנין ופנולים בקש המצע שעליו הן גדלות ועל ידי כך מתאפשר ניצול טוב יותר של פחמימות דפנות התאים בקש. הליגנין מהווה את מכשול הביודגרדציה העיקרי לניצול של פחמימות דפנות התאים בליגנו-צלולוזות ע"י מעלי גירה. גידול פטריות מאכל על ליגנוצלולוזות הוא סוג של טיפול מיקרוביולוגי, והחומר הצמחי שמתקבל לאחר קטיף פיטריות המאכל ממצע הליגנוצלולוזות השונות עשוי להיות בעל ערך תזונתי גבוה, כתוצאה מפירוק הליגנין והפיכת החנקן המינרלי לחלבון, עבור מע"ג ( Levanon et al. 1989). גידול הפטריות בארץ צורך כמויות גדולות של קש חיטה, והמחסור בקש חיטה בשנים אחרונות, גורם לחיפוש אלטרנטיבות נוספות, כדוגמת ליגנו-צלולוזות מגידולי שדה אחרים. היום, כ 25% מכלל קש החיטה הנוצר בארץ משמש לגידול פיטריות שמפיניון. בנוסף, לאחר איסוף הפטריות, המצע המפונה מבתי הגידול מהווה מטרד אקולוגי שלסילוקו הוצע לטמון באדמה את שאריות המצע לאחר גידול הפטריות.
המטרה של העבודה הנוכחית היא למצוא פיתרון יצירתי לבעיה זאת: לשלב קשים שונים לגידול פיטריות למאכל מחד ומאידך לנצל את המצע לאחר גידול הפטריות להזנת מע"ג.
בעקבות התוצאות שהתקבלו בעבודות קודמות ראינו שערכי נעכלות in vitro של קש תירס בקבוצת הקשים מגידולים חד-פסיגיים ושל קש חמניות מקבוצת קשים מגידולים דו-פסיגיים, היו הגבוהים ביותר בהשוואה ליתר סוגי הקש שנבחנו. לכן נבחרו קש תירס וקש חמניות למבחן נעכלות in vivo . בנוסף, על מנת לשפר עוד יותר נעכלות של שני סוגי הקש, קש תירס וקש חמניות טופלו ב5% NaOH.


מטרות המחקר הנוכחי היו לפתח טיפולים כימיים ו\או ביולוגיים ייחודיים על מגוון רחב של ליגנו-צלולוזות, על מנת לשפר נעכלותן במע"ג.
שנה המחקר הראשונה 2010, נועדה לבחון ההתאמה והשפעת טיפולים כימיים הידרוליטיים ומחמצניים על הרכב הכימי ועל נעכלות in vitro של ליגנו-צלולוזות ממקור חד ודו-פסיגי.
שנה השנייה-2011, נועדה לבחון השפעת טיפולים ביולוגיים בליגנו-צלולוזות על ידי שימושן כמצע לגידול פטריות מאכל מזן פלאורוטוס. נבחנה השפעת גידול שלושה זנים שונים של פטריות מאכל פלאורוטוס על ההרכב ונעכלות in vitro של הליגנוצלולוזות ששימשו כמצע. כמו כן, נבחנו גם השינויים החלים בהרכב הכימי של מצע הקש במהלך גידול פיטריות הפלאורוטוס.
השנה השלישית 2012 נועדה לבחון בטלאים את מידת ההאכלות והנעכלות של קש תירס וקש חמניות מטופלים ב5% NaOH, בהשוואה לקשים לא מטופלים, תוך דגש על פריקות ונעכלות דפנות התאים ומרכיביהן.


שנה הראשונה 2010


מהלך העבודה ושיטות
במשך שנת 2010, נדגמו ממרכזי מזון מגוון רחב של ליגנו-צלולוזות ממקור חד- פסיגי (קש חיטה, קש תירס, קש סורגום, קש שעורה, קש שיבולת שועל) וליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (קש חמניות, קש חימצה, קש קנולה, קש בוטנים, קש כותנה, קש תלתן). בנוסף, נדגמו גם פסולות חקלאיות שאינן בשימוש כיום ברפת, כגון רסק גזם עצי פרי (גזם תפוח זהוב) ורסק גזם כרם (גזם גפן סוביניון בלאן). פסולות הללו נמצאות בשפע וכיום מהווים מטרד אקולוגי.
בהמשך ליגנוצלולוזות עברו טחינה דרך נפה בעלת חורים בקוטר 5 ו/או 1 מ"מ ועברו טיפולים כימיים עם אפקט הידרוליטי או מחמצן, כמתואר בהמשך.


טיפול הידרוליטי
הטיפול בסודה קאוסטית (NaOH) הוא טיפול בעל אפקט הידרוליטי. ליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי טופלו בתמיסה 5% NaOH והליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי טופלו בתמיסה 8% NaOH. הטיפול נעשה ע"י ערבוב הקש עם התמיסה בטמפרטורת החדר. תכולת חומר יבש של הקש המטופל היה 50%. הריכוז של NaOH בקש חומר יבש היה 5% או 8%. הליגנוצלולוזות המטופלות נשמרו במשך 90 שעות בשקיות סגורות. לאחר פתיחת השקיות, הדגימות יובשו ב65 מ"צ ושימשו לבדיקת הרכב דפנות התאים והנעכלות.


טיפולים חימצוניים
1.טיפול במי חמצן במדיום בסיסי ((alkaline hydrogen peroxide. הליגנוצלולוזות נטבלו בתמיסה 3%H2O2 ב pH 11.5 (בעזרת תמיסה 4N NaOH) , ערבוב בטמפרטורת החדר במשך 24 שעות. בהמשך יבוש ב65 מ"צ.
2. טיפול בסודיום היפוכלוריד (NaClO)
טיפול בריכוז M 0.5 של NaClO ב pH 7-9, במשך 24 שעות. בהמשך יבוש ב65 מ"צ. הטיפול בסודיום היפוכלוריד במתכון הנוכחי לא שיפר נעכלות של ליגנוצלולוזות.
שיטות אנליטיות תכולת דופן התא ומרכיביה נקבעו על פי שיטת הפרקציונציה בדטרגנטים של
Van Soest et al., (1991). הנעכלות in vitro ע"י חיידקי הכרס (כרמ"ל) של הליגנוצלולוזות נקבעה לפי השיטה הדו-שלבית של Tilley and Terry, (1963). נעכלות ה NDF של הליגנוצלולוזות בכרמ"ל נקבעה ע"י שילוב שיטתם של Tilley and Terry, (1963) ו Van Soest et al., (1991). תכולת החומר האורגאני נקבעה ע"י שריפה ב 550 מ"צ, למשך שעתיים ((AOAC, 1980. ניתוח השונות של התוצאות נעשה במתכונת של ANOVA על פי Tukey & Kramer בתוכנה Jmp-5.


תוצאות ודיון


טיפול הידרוליטי
אפקט הטיפולים הכימיים על הרכב דפנות התאים ועל נעכלות ליגנוצלולוזות, תלוי בהשתייכות הצמח למין חד או דו-פסיגי. לכן, בעבודה הנוכחית הטיפולים בשני סוגי הליגנוצלולוזות היו שונים והתוצאות הוצגו בנפרד בהמשך. ליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי טופלו ב5% NaOH והליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי טופלו ב 8% .NaOH

א. ליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי


טבלה 1. השפעת הטיפול ב 5% NaOH על תכולת הNDF בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי (% בח"י)


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית ברמת מובהקות P<0.05.


הליגנוצלולוזות הן עתירות בדופן תא. הליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי שנבחנו הכילו אחוז דופן תא בתחום בין 65.4% ל 77.9% (טבלה 1). הטיפול ב NaOH גרם להמסה מקטעים מדפנות התאים. ההמסה המרבית של הדופן התקבלה בקש תירס (13.6%). הדופן בנויה מסיבים צפופים. חתך באורך הסיב הוצג באופן סכמאטי באיור 1. בעקבות הטיפול ב NaOH הומס בעיקר מקטע ההמיצלולוזה ((polyoses מדופן התא במגוון ליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי (טבלה 2).
סורגום טל, הוא זן חדש מבטיח, חצי ננסי שפותח במכון וולקני והוכנס לאחרונה לגידול דו-תכליתי אינטנסיבי (לגרעינים ו/או למספוא), לכן נבחן בעבודה הנוכחית בנוסף לזן סורגום המסחרי 5FS.
בטבלה 3 הוצג שיפור בנעכלות של החומר היבש, החומר האורגני ודפנות התאים, בליגנוצלולוזות מטופלות בבסיס. שיפור מרבי בנעכלות החומר האורגני התקבל בעקבות הטיפול בקש חיטה (עלייה של 50.4%) ובקש שעורה (עלייה של 31.5%). הטיפול בבסיס המיס מקטעים מהדופן הצפופה, אפשר לחיידקי הכרס לחדור לחללים שנוצרו ולפרק קשרים בין מרכבי הדופן וכך שופרה באופן משמעותי נעכלות הדופן השאריתית בליגנוצלולוזות המטופלות (טבלה 3). בליגנוצלולוזות שנבחנו שופרה נעכלות דפנות התאים בשיעור של 8.17% בקש סורגום FS5 ועד 43.8% בקש שעורה.


    איור 1. חתך אורך במבנה הסיב

 


טבלה 2. השפעת הטיפול ב 5% NaOH על תכולת רכיבי דפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי (% ע"ב ח"י).


טבלה 3. השפעת הטיפול ב 5% NaOH על נעכלות ע"י חיידקי הכרס של החומר היבש, החומר האורגאני ודפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי (% ע"ב ח"י)


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.

 


ב. ליגנו-צלולוזות דו-פסיגיים
מבנה דפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי שונה מליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי. ניסויים הקודמים שנערכו ביחידה המטבולית, הצביעו על הצורך בטיפול הידרוליטי בליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי מוקצן יותר בהשוואה לחד-פסיגיים. לכן, מגוון ליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי טופלו ב 8% NaOH והשפעת הטיפול על תכולת דפנות התאים הוצגה בטבלאות 4 ו 5. הטיפול בבסיס המיס מקטעים מדפנות התאים בכל ליגנוצלולוזות שנבחנו, ואפקט ההמסה היה מרבי בקש בוטנים (27.8%). מקטעי הצלולוז, הליגנין וההמיצלולוזה הומסו מדפנות התאים של דו-פסיגיים (טבלה 5), והאפקט היה שונה מטיפול בבסיס בליגנוצלולוזות חד-פסיגיים, בהן רק מקטעי המיצלולוזה הומסו מהדופן. יוצא דופן היה הטיפול בבסיס בקש חימצה, שכמעט לא השפיע על המסת הדופן. בעקבות הטיפול בבסיס בדו-פסיגים, הליגנין הומס בתחום בין 3% (בקש חמניות) עד כ 23.5% (בקש בוטנים). בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי, הטיפול בבסיס כמעט לא השפיע על הליגנין (טבלאות 2 ו 5).


טבלה 4. השפעת הטיפול ב 8% NaOH על תכולת הNDF בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (% מהחומר היבש)


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.

 


בטבלה 6 מוצגת השפעת הטיפול בבסיס על הנעכלות של החומר היבש, החומר האורגני ודפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי. שיפור מירבי בנעכלות החומר האורגני נמצא בקש בוטנים, קש כותנה וקש קנולה, (עלייה של 49.5%, 47.6% ו35.1%, בהתאמה).
נעכלות דפנות התאים שופרה משמעותית בקש קנולה ב53.6% ובקש כותנה ב89.3%. השפעת הטיפול בבסיס על קש חמניות הייתה קטנה בין ליגנוצלולוזות דו-פסיגיים שנבחנו, כמות הליגנין שהומסה מהדופן הייתה רק 3% ונעכלות חומר האורגאני ושל דפנות התאים שופרה רק בכ14% (טבלה 6).


טבלה 5. השפעת הטיפול ב 8% NaOH על תכולת דפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (% בח"י)


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.

 


טבלה 6. השפעת הטיפול ב 5% NaOH על הנעכלות ע"י חיידקי הכרס במבחנה של החומר היבש, החומר האורגאני ודפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (% בח"י).


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.

 


טיפול חמצוני
הטיפול ב alkaline hydrogen peroxide בוצע ע"י הטבלת ליגנוצלולוזות בתמיסה, ולאחר מכן ייבוש החומר, כמתואר בפרק השיטות. טיפול זהגורם להמסה חלקית של מקטע תוכן התאים. כתוצאה מכך התקבלה עליה בתכולת הדופן השאריתית בחלק מסוגי הליגנוצלולוזות, כגון בקש כותנה וקש קנולה (טבלה 7).


טבלה 7. השפעת הטיפול בalkaline hydrogen peroxide על תכולת דפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (% בח"י).


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.


בטבלה 8 מוצגים נתוני השפעת טיפול כימי ב alkaline hydrogen peroxide על תכולות מרכיבי הדופן. הטיפול המחמצן גרם בעיקר לפירוק הליגנין ולפירוק מועט של ההמיצלולוזה. בעקבות הטיפול, שופרה הנעכלות במבחנה של כל ליגנוצלולוזות שנבחנו. נעכלות החומר האורגני של קש כותנה, קש קנולה וקש בוטנים שופרה בהתאמה מ33.6%, 32.2% ו38.2% בקשים לא מטופלים ל59.9%, 55.2% ו50.0% בקשים מטופלים (טבלה 9). הליגנוצלולוזות הן עתירי דופן תא ושיפור נעכלותן בעקבות הטיפול נובע מהשיפור המשמעותי בנעכלות הדופן. לדוגמא, נעכלות דפנות התאים בקש כותנה ובקש קנולה שופרה ב 172% וב 155%, בהתאמה. הליגנין הוא המרכיב בדופן המהווה את מכשול העיקרי מפני הביודגרדציה של הדופן ע"י חיידקי הכרס. הטיפול המחמצן גורם לפירוק הליגנין ע"י שבירת קשרים כפולים C=C בטבעת הפנולית ובשרשרת הצדדית המגשרת בין הטבעות. הליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי מכילות ריכוז גבוה של ליגנין, פי 2 או 3 מריכוזו בליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי. לכן, הטיפול חמצוני מתאים ביותר לטיפול ליגנוצלולוזות ממקור דו-פסיגי. בכל זאת, בעבודה הנוכחית בחנו גם השפעת הטיפול בalkaline hydrogen peroxide על נעכלות ח"י של ליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי (טבלה 10). הטיפול החמצוני הביא לשיפור בנעכלות החד-פסיגיים בשיעור ממוצע של כ35%, שיעור נמוך בהשוואה להשפעת הטיפול על דו-פסיגיים (טבלה 9).


טבלה 8. השפעת הטיפול בalkaline hydrogen peroxide על ריכוז מרכבי דפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (% בח"י)


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.


טבלה 9. השפעת הטיפול בalkaline hydrogen peroxide על נעכלות ע"י חיידקי הכרס של חומר היבש, חומר האורגאני ודפנות התאים בליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי (% בח"י).


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.


טבלה 10. השפעת הטיפול ב alkaline hydrogen peroxide על נעכלות ע"י חיידקי הכרס של חומר היבש בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי (% בח"י)


א,ב – הערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטי ברמה מובהקות P<0.05.


במחקר הנוכחי נבחנה גם השפעת הטיפולים הידרוליטיים (בNaOH) ומחמצנים (ב alkaline hydrogen peroxide) על גזם עץ תפוח זהב ועל גזם גפן סוביניון בלאן (טבלאות 11 ו 12). גזמים אלו נמצאים בכמויות גדולות בארץ ואין להם היום שימוש, ובנוסף הם מהווים מטרד אקולוגי. לכן, השימוש בהזנת מע"ג של רסק גזמים לאחר שיפור נעכלותם בעזרת טיפולים, יביא תועלת בכל המישורים.


טבלה 11. השפעת הטיפול ב 8% NaOH וב alkaline hydrogen peroxide על תכולת דפנות התאים והנעכלות במבחנה של גזם תפוח זהוב (% בח"י).


בשני סוגי גזם שנבחנו, הטיפול בבסיס שיפר באופן מובהק את נעכלות הח"י, הח"א ו דפנות התאים. בין שני סוגי הגזם, נעכלות החומר האורגני ודפנות התאים המרבית התקבלה בגזם תפוח זהוב מטופל (טבלה 11), כאשר הטיפול החמצוני לא השפיע על הגזם תפוח זהוב. לשני הטיפולים הנבחנים היה אפקט מוגבל ביותר על שיפור הנעכלות בגזם גפנים (טבלה 12).


טבלה 12. השפעת הטיפול בalkaline hydrogen peroxide או ב 8% NaOH על תכולת דפנות התאים ועל הנעכלות במבחנה של גזם גפן סוביניון בלאן (% בח"י).


 

סיכום
מטרת הטיפולים הכימיים בליגנוצלולוזות היא להגדיל את הביודגרדציה של דפנות התאים ע"י חיידקי הכרס, על מנת לשפר נעכלותן. השפעת הטיפולים הכימיים על הרכב דפנות התאים ועל נעכלות הליגנוצלולוזות, תלויה בהשתייכות הצמח למין חד או דו-פסיגי. בעבודה זאת נבחנו מגוון ליגנוצלולוזות ממקור חד-פסיגי כגון: קש חיטה, קש תירס, קש סורגום, קש שעורה, קש שיבולת שועל וליגנו-צלולוזות ממקור דו-פסיגי: קש חמניות, קש חימצה, קש קנולה, קש בוטנים, קש כותנה, וקש תלתן לזרעים. בנוסף, נבחנה השפעת הטיפולים על גזם תפוח זהוב וגזם גפן.


הליגנוצלולוזות עברו טיפול ההידרוליטי בNaOH או טיפול חמצוני
בalkaline hydrogen peroxide.
החד-פסיגיים טופלו ב 5% NaOH והדו-פסיגיים ב 8% NaOH (% בקש ח"י).
1. הטיפול ב NaOH בליגנו-צלולוזות ממקור חד-פסיגי גרם בדרך כלל להמסת מקטעי המיצלולוזה ולאלו ממקור דו-פסיגי להמסת מקטעי צלולוזה, המיצלולוזה וליגנין. בעקבות הטיפול ב NaOH, במגוון הליגנוצלולוזות שנבחנו, הומסו דפנות התאים בתחום שבין 2.3-13.6% בחד-פסיגיים ובשעור של 11-28% בדו-פסיגיים.
2. בעקבות הטיפול בבסיס שופרה באופן משמעותי נעכלות החומר האורגני ו ודפנות התאים בעיקר בקש חיטה ובקש שעורה החד פסיגיים, וכן בקש כותנה, קש בוטנים וקש קנולה (דו פסיגיים).
3. בגזם תפוחים, הטיפול בבסיס המיס מקטעי תאית ושיפר בכ 35% את נעכלות חומר האורגני וב 100% נעכלות דפנות התאים.
4. הטיפול המחמצן ב alkaline hydrogen peroxide היה מאוד אפקטיבי בחלק מהליגנוצלולוזות הדו-פסיגיים. הטיפול המחמצן פירק ליגנין עד 38% ושיפר את הנעכלות במבחנה של החומר האורגני עד 78% בקש כותנה. נעכלות דפנות התאים ע"י חיידקי הכרס שופרה בכ24% בקש חמניות ובקש בוטנים ובכ 160% בקש קנולה וקש כותנה.


שנה שנייה 2011


מהלך העבודה ושיטות
גידול הפיטריות פלאורוטוס נעשה בחוות השמפיניון בישוב זרעית, ע"י צוות של ד"ר עופר דנאי.


מצע
קש חיטה וקש כותנה נגרסו לגודל חלקיקים של כ 3-4 ס"מ. תערובת של 70% קש חיטה ו 30% קש כותנה שימשה להכנת המצע. בהמשך הוסף למצע 0.5% גבס. בתהליך ההכנה, המצע עובר הרטבה במשך 3 ימים עם כמות מים שמהווה 70% ממשקל המצע. בכל יום של הרטבה, מעורבב הקש על מנת למנוע התחממותו ומוספים מים כתיקון להתנדפות , על מנת לשמור על תכולת חומר יבש קבועה של 30%. המצע עובר בהמשך קומפוסטציה במשך 4 ימים נוספים. פסטור המצע נעשה בחדר גידול, על ידי חימום בעזרת קיטור ב 60 מ"צ במשך 24 שעות. במשך שלבי הכנת המצע, מתרחש הרס של חומר אורגני ולכן ריכוז האפר עולה באופן משמעותי (טבלה 1)


טבלה 1. עליה בריכוז האפר במצע בשלבי ההכנה


זריעת הפטריות
בניסוי גודלו 3 קווי פלאורוטוס:
Pleurotus Ostreatus grey K12
Pleurotus Cornucopiae yellow Y2
Pleurotus Salmoneo Stramineus red 2708


גידול הפטריות
תקופת הגידול: 6.2.2011 עד 24.3.2011.
נלקחו דגימות של מצע במשך הגידול בשלבים הבאים:
- לפני הזריעה (בלי זרעים) (תמונה 1).
- בזריעה
- פתיחת אוויר (שינוי בתכולת חמצן ופחמן דו-חמצני באוויר בחדרי גידול הפטריות)
- אמצע הגידול
- סוף קטיף (תמונה 4 ו 2,3)


שלושת קווי הפלאורוטוס גודלו כל אחד בשלוש חזרות (חזרה=מיטת גידול, 22 מ"ר).


תמונה 1.


תמונה 2. Pleurotus Salmoneo Stramineus red 2708


תמונה 3. Pleurotus Cornucopiae yellow Y2


תמונה 4. Pleurotus Ostreatus grey K12


נתוני יבול של הפטריות מוצגים בטבלה 2. היבולים במחזור הגידול היו כדלקמן: 2,740 ק"ג Pleurotus Ostreatus grey K12, 327 ק"ג Pleurotus Cornucopiae yellow Y2 ו 461 ק"ג Pleurotus Salmonea stramineus red 2708.


טבלה 2. יבול שלושת קווי פלאורוטוס, כאחוז ממשקל המצע רטוב ויבש


שיטות אנליטיות: תוארו בדף 7.

 


תוצאות ודיון
בטבלה 3. מוצגים השינויים החלים בתכולת חומר היבש, חומר האורגני, האפר והחלבון במצע לאורך כל הגידול של 3 קווי פלאורוטוס.
תכולת חומר האורגני במצע ירדה בכ 20% במשך כל תקופת הגידול, וכנגד עלתה תכולת האפר מ 31% עד לכ 44% בממוצע. תכולת החלבון בח"א של המצע עלתה מ 7.9% עד 12.1%, הודות כנראה לתפטיר פטריות שנשאר במצע לאחר הקטיף.
באיור 1 מוצג תרשים של ירידת תכולת חומר האורגני בתהליך גידול הפטריות.
בטבלה 4. מוצגים השינויים החלים בדופן התא במצע ובהרכב הדופן במהלך הגידול של 3 קווי פלאורוטוס. כ 42% מדופן התא של המצע פורק במשך גידול הפטריות. הירידה בתכולת הדופן הייתה בקצב די אחיד, כ 11-12% בין שלבי הדיגום ב: זריעה, פתיחת אוויר, אמצע וסוף הקטיף.
האנזימים שהופרשו ע"י הפטריות פירקו בעיקר מקטעים של המיצלולוזה וליגנין, 47% ו 44%, בהתאמה. מקטע הצלולוזה פורק רק בשיעור של 26%.
באיור 2. מוצג תרשים המציג את הירידה בריכוז הדופן בפטרייה במהלך הגידול.
נתוני נעכלות חומר האורגני ודפנות התאים במצע מופיעים בטבלה 5. בעקבות גידול הפטריות, נעכלות חומר האורגני של המצע שופרה מ 30.4% עד 52% במצע גידול של פלאורוטוס צהוב ואדום, ועד 60% במצע גידול של פלאורוטוס אפור. נעכלות דפנות התאים בחומר האורגני של המצע, שופרה מ 28% לפני הזריעה ל 42% לאחר קטיף הפטריות.
הפטריות מפרישות אנזימים כגון לאקאז, המפרקים ליגנין בדופן הקש על מנת לאפשר גישה אל פחמימות הדופן שמהוות את מקור אנרגיה הנדרשת לגידול הפטרייה עצמה. דפנות התאים בקש חיטה מהווים כ 82% מכלל חומר היבש ובתוכם כ 60% מרוכזים בפחמימות הדופן. בתהליך גידול הפטריות, לאחר פירוק הליגנין, רק חלק מפחמימות הדופן מנוצלות ע"י הפטריות. "פתיחת" הדופן של הקש ע"י הפטריות, מהווה טיפול מקדים המאפשר בהמשך ניצול יעיל של שארית פחמימות הדופן שבמצע ע"י חיידקי הכרס.
באיור 3 מוצגת העלייה בנעכלות חומר האורגני של המצע לאחר גידול הפטריות.


טבלה 3. תכולת ח"י, ח"א וחלבון במצע במהלך הגידול של 3 קווי פלאורוטוס (% ע"ב ח"י)


מדובר בשלושה זני פלאורוטוס, אין פלאורוטוס פלמונאו!

 


טבלה 4 . השינויים החלים בתכולת ה-NDF, המיצלולוזה, התאית והליגנין במצע במהלך תקופת הגידול של פטריות פלאורוטוס (% ע"ב חומר אורגני)


טבלה 5. נעכלות ח"א, ו NDF במצע השאריתי במהלך גידול פטריות פלאורוטוס (% ע"ב חומר אורגני)


 

 

טבלה 6. תכולת המינרלים במצע השאריתי לאחר קטיף של הפטריות מ 3 קווי פלאורוטוס


תכולת האפר במצע בתהליך ההכנה ומשך גידול הפטריות עולה באופן משמעותי. בדקנו את תכולת המאקרו ומיקרו- אלמנטים במצע לאחר קטיף הפטריות (טבלה 6). המאקרו אלמנטים הבולטים הם: Ca, K, Al ו Fe. כנראה שמקור של אלומיניום וברזל מהקרקע הוא הגורם לתכולת הגבוהה בקש, והזיהום באלמנטים אלו מתרחש בדרך כלל במהלך הקציר והגיבוב. המיקרו אלמנטים הנפוצים בקש הם: Mn ו Si. סה"כ לא נמצאו הבדלים בתכולת המינרלים בין שלושת המצעים לאחר גידול שלושת קווי הפלאורוטוס. סכום ריכוז כל המינרלים שנמצאו במצע לאחר קטיף הפטריות הוא רק כ 10% מהחומר היבש, המהווה כרבע מריכוז האפר במצע. הריכוז הגבוה של האפר במצע לאחר גידול הפטריות לא מאפשר שימוש במצע להזנת מע"ג יצרניים.

 


סיכום
בעבודה זו גודלו 3 קווי פלאורוטוס למאכל אדם: Pleurotus Ostreatus grey K12, Pleurotus Cornucopiae yellow Y2 ו Pleurotus Salmoneo Stramineus red 2708. הפטריות גודלו על מצע מעורב של קש חיטה (70%) וקש כותנה (30%). דפנות התאים מהוות כ 80% בקש ועשירות בפחמימות מבנה – צלולוז והמיצלולוז, המהוות פוטנציאל אנרגטי עבור חיידקי הכרס. הליגנין שבדופן מהווה את המכשול העיקרי בפירוק הדופן וניצול הפחמימות המבניות שבה. פטריות מזן פלאורוטוס מסוגלות לפרק ליגנין מדופן התא ועל ידי כך מתאפשר ניצול פחמימות הדופן, לגידול הפטריות עצמן ובהמשך להזנת מע"ג. לכן, גידול הפטריות על קש מהווה מעין טיפול מקדים המשפר את נעכלות הקש עבור מע"ג. לאחר קטיף הפטריות, המצע מהווה מוצר לוואי שלא מצוי בשימוש היום. מטרת העבודה הנוכחית הייתה לבחון את האפשרות להשתמש במצע לאחר גידול הפטריות להזנת מע"ג.


נמצא שבמשך גידול 3 קווי הפלאורוטוס פורקו כ 42% מדפנות התאים של הקש, כ 47% מההמיצלולוזה, כ 44% מהליגנין ורק כ 25% מהצלולוזה. כתוצאה מ"פתיחת הדופן" ע"י אנזימים שהופרשו ע"י הפטריות, שופרה נעכלות המצע השאריתי שהתקבל לאחר קטיף הפטריות. נעכלות חומר האורגני של המצע השאריתי שופרה מ 30.4% לפני גידול הפטריות ל 52% ו 60% לאחר קטיף הפטריות, ונעכלות הNDF , שופרה מ 28% ל 42%. הריכוז הגבוה של האפר במצע לאחר קטיף הפטריות לא מאפשר שימוש במצע להזנת מע"ג יצרניים.

 


שנה שלישית (2012)
מבוא: בעקבות המחסור במים והמחיר הגבוה של מספוא גס איכותי, נעשה שימוש מוגבר בליגנו-צלולוזות בהזנת בקר. בעבודות קודמות בדקנו מגוון רחב של זני קש ממקור חד-פסיגי ודו-פסיגי והתוצאות פורסמו ב2007 באטלס "הרכב וערך התזונתי של סוגי קש שונים". ערכי נעכלות in vitro של קש תירס בקבוצת הקשים מגידולים חד-פסיגיים ושל קש חמניות מקבוצת קשים מגידולים דו-פסיגיים, היו הגבוהים ביותר בהשוואה ליתר סוגי הקש שנבחנו. בהמשך, במטרה לשפר את הנעכלות של קש תירס ושל קש חמניות, טופלו סוגי קש אלו כימית ב 5% בסיס הנתרן. הטיפול בסודה קאוסטית (NaOH) הוא טיפול בעל אפקט הידרוליטי. התוצאות בכל סוגי הקשים ממקור חד-פסיגי הראו שהטיפול ב NaOH גרם להמסת מקטעי ההמיצלולוזה ובקשים ממקור ד-פסיגי להמסת צלולוזה, המיצלולוזה וליגנין. בעקבות הטיפול ב NaOH, הומסו 19.0% מדפנות התאים בקש תירס ו 17.0% מדפנות תאי קש חמניות, ונעכלות החומר היבש (ח"י) במבחנה של קש תירס וקש חמניות שופרה ב 7.7% ו 16.3%, בהתאמה.
מטרת העבודה הנוכחית הייתה לבחון במעלי גירה את מידת היאכלותם ונעכלותם של קש תירס וקש חמניות מטופלים ב5% NaOH, בהשוואה לקשים לא מטופלים, תוך דגש על פריקות ונעכלות דפנות התאים ומרכיביהן.


מהלך העבודה: בשנת 2012 נערכו שני ניסויים בכבשים.
הכנת המזונות קש תירס וקש חמניות טופלו בתמיסה 5% NaOH. הטיפול נעשה ע"י ערבוב במערבל חשמלי של הקש עם התמיסה 5% NaOH בטמפרטורת החדר. תכולת חומר יבש של הקש המטופל היה כ 50%. הריכוז של NaOH בקש חומר יבש היה 5%. הליגנוצלולוזות המטופלות נשמרו במשך 90 שעות בשקיות סגורות בטמפרטורה של 4 מ"צ עד להבסה.


בניסוי 1, עשרה טלאים המוחזקים בכלובים מטבוליים, חולקו לשתי קבוצות, טלאי קבוצה אחת הוזנו אינדיבידואלית במנת קש תירס לא מטופל וקבוצה השנייה במנת קש תירס מטופל ב 5% NaOH.
בניסוי 2, שמונה טלאים חולקו ל 2 קבוצות, טלאי קבוצה אחת הוזנו אינדיבידואלית בקש חמניות לא מטופל וטלאי הקבוצה השנייה בקש חמניות מטופל ב 5% NaOH. שתי המנות הכילו תוספת זהה של כוספת סויה ומינרלים והוזנו אינדיבידואלית באופן חופשי.
שיטות אנליטיות תוארו בדף 7.


תוצאות
בטבלה1. מוצגת השפעת הטיפול ב NaOH על הרכב הכימי של קש תירס וקש חמניות.
טבלה1. השפעת הטיפול ב NaOH על תכולת ח"י, ח"א, חלבון ועל מרכבי דופן תא בקש תירס ובקש חמניות (% בח"י).


טבלה 2. השוואה בין ערכי נעכלות ח"י, ח"א וNDF in vitro ובין נעכלות in vivo במנות קש תירס וקש חמניות*


*הרכב מנות הניסוי בטבלה 3.


ההשוואה בין ערכי נעכלות ח"י, ח"א וNDF in vitro וin vivo בקש תירס ובקש חמניות מצביע על ערכים דומים בקש תירס ובקש חמניות לא מטופלים. בקשים מטופלים ב NaOH נעכלות in vitro יותר גבוה מערכי נעכלות in vivo כתוצאה מצריכת מזון יותר גבוה ומקצב המעבר המהיר יותר במע' העיכול, פרמטר שלא בא על ידי ביטוי בבדיקת in vitro.


ניסוי הזנה
בטבלה 3 מוצגים הרכב המנות וסה"כ צריכת היומית בניסוי הזנה של קש תירס וקש חמניות לא מטופל ומטופל בNaOH.
טבלה 3 הרכב המנות (%) וצריכת היומית של מנות הניסוי בטלאים (ג' ח"י\ כבש \יום)


המנות הכילו 10.0% כוספת סויה, כמקור חלבון הנדרש במנה ברמת קיום. האכילה הייתה חופשית.
תערובת מינרלים וויטמינים הכילו: DCP – 1%, סידנית – 1%, מלח בישול – 0.4%, ביקרבונאט – 1%, מגנזיום אוקסיד – 0.3%, ויטמינים לצאן (1750000 IU/ק"ג) – 0.85%

טבלה 4. השפעת הטיפול ב NaOH על נעכלות בטלאים של הח"י, הח"א והחלבון של קש תירס וקש חמניות (% בח"י)


א, ב ערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית 0.05>P.

 


טבלה 5. השפעת הטיפול ב NaOH על נעכלות בטלאים של NDF ומרכיבה בקש תירס וקש חמניות (% בח"י)


א, ב ערכים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית 0.05>P.


נעכלות החומר האורגני (ח"א) של מנת קש תירס הייתה 63.6% במנת הקש הלא מטופל ו67.8% במנת הקש מטופל וההבדלים היו מובהקים. בעקבות הטיפול הכימי שופרה נעכלות דפנות התאים ב 14.2% ונעכלות הצלולוזה ב16.6% (טבלה5). טלאי קש החמניות המטופל צרכו 17.4% יותר חומר יבש מטלאי קבוצת הביקורת, ונעכלות חומר היבש שופרה בעקבות הטיפול בקש מ56.7% ל62.6%. סה"כ כמות חומר יבש נעכל ליום הייתה ב29.5% יותר גבוהה בטלאי הקש חמניות מטופל בהשוואה לטלאי הקש הלא מטופל. מכשולי הביו-דגראדציה הספציפיים בדפנות התאים של הליגנוצלולוזות, אופייניים למין הבוטני של הצמח, לחד או דו-פסיגיים. בחד פסיגיים כמו קש תירס המכשולים העיקריים לביודגרדציה של דפנות התאים הם הריבוי של קשרים מסוגים שונים בין סוכרי ההמיצלולוזה ומרכיבי המטריקס הפנוליים. הטיפול ההידרוליטי ב NaOH מנתק חלק מקשרים אלו וממיס כ 19.0% מדפנות התאים בקש תירס ובכך משפר באופן משמעותי את צריכת המזון. סה"כ חומר יבש נעכל ביום במנת קש תירס מטופל הייתה גבוהה ב 46.6% בהשוואה למנת תירס לא מטופל. בדו-פסיגים כמו קש חמניות, תכולת הליגנין הגבוהה בדופן התא מהווה את המכשול העיקרי לביודגרדציה של הדופן בכרס. הטיפול ב NaOH בקש חמניות שאמנם ממיס 16.9% מדפנות התאים משפר בכך את הצריכה והנעכלות של החומר היבש אך השפעתו על נעכלות ה NDF קשה העיכול בדו-פסיגיים אינה גבוהה.
סיכום ניסוי בטלאים: הטיפול ב NaOH של קש תירס וקש חמניות שיפר את הנעכלות בכבשים של החומר האורגני ב 6.6% ו4.1%, ושל דפנות התאים השאריתית ב 14.2% ו 9.3%, בהתאמה. ההשפעה של הטיפול ב NaOH מתבטאת בהגדלת צריכת חומר יבש נעכל ב 46.5% במנת קש התירס המטופל וב 29.5% במנת קש חמניות מטופל בהשוואה למנות הביקורת.


רשימת ספרות


1. Association of Official Analytical Chemists, 1980. Official Methods of Analysis 13th.ed. AOAC. Washington. DC.
2. Ash & Organic Matter Determination, 1980, Pg 28: 2173 & 2176. In: Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. Horwitz, W.(ed). Washington DC. USA.
3. Ben-Ghedalia, D. and Miron, J., 1983/84. The response of wheat straw varieties to mild sulphur dioxide treatment. Anim. Feed Sci. and Technol. 10: 269-276.
4. Ben-Ghedalia, D. and Miron, J., 1984. The digestibility of wheat straw treated with sulphur dioxide. J. Agric. Sci. Camb.102, 517-520.
5. Ben-Ghedalia, D., Miron, J., Est, Y. and Yosef, E., (1988).
SO2 treatment for the conversion of straw into a concentrate like feed: A growth study with lambs. Anim. Feed Sci. Technol. 19:219-229.
6. Ben-Ghedalia, D. Shefet, G. and Dror, Y., 1983. Chemical treatments for increasing the digestibility of cotton straw. J. Agric. Sci. Camb, 100: 393-401.
7. Ben-Ghedalia, D. and Yosef, E., (1989).
Ozonated cotton straw as a silage additive: the participation of pectin and cell wall monosaccharides in lucerne silage fermentation. J. Anim. Physiol. and Anim. Nutr. 61:105-110.
8. Kjeldahl Method for nitrate containing samples. Automated method, 1980. Pg. 127: 3116 & 7021. In: Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. Horwitz, W.(ed). Washington DC. USA.
9. Little, T.M., and Hills, F.J., 1978. In: Agricultural Experimental Design and Analysis. John Wiley, New York. Pp:47.
10. Tilley, J.M.A.and Terry, R.A., 1963. A two stage technique for the in vitro digestion of forage crops, J.Br. Grassl. Soc., 18:104-111.
11. Van-Soest, P.J., Robertson, J.B. and. Lewis, B.A., 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber and non-starch polysaccharides in relation to animal nutrition. J. Dairy Sci.74: 3583.
12. Yosef, E, (2007). Straw varieties- Composition and nutritional values. Meshek Habakar Vehachalav, 331: 88-90.

לכל המבזקים....
office@milk.org.il פקס: 972-3-9564766 טל: 972-3-9564750 דרך החורש 4 , ת"ד 97, יהוד 5647003
מופעל באמצעות מעוף - מגוון אפקט