Postbiyotikler, bütirik asit üreten bakterileri doğrudan veya çapraz besleme mekanizmasıyla teşvik edebilirken, esansiyel yağ bileşikleri zararlı bakterileri kontrol edebilir ve bu da bütirik asit üreten bakterilerin daha fazla büyümesine neden olabilir. Genel olarak, postbiyotiklerin ve esansiyel yağ bileşiklerinin sinerjik etkisi, dengeli ve dirençli bir mikrobiyota olgunlaşmasını hızlandırarak kanatlı performansının artmasını sağlayabilir.
Kanatlı Teknolojileri Yöneticisi – Postbiyotikler
Cargill
Kanatlı hayvan yetiştiriciliğinin, tüketici ihtiyaçlarını karşılamak ve küresel gıda güvenliğini sağlamak için önümüzdeki 10 yılda küresel et üretimine %59 oranında öncülük edeceği tahmin edilmektedir (OECD/FAO, 2022). Buradaki zorluk, sınırlı yem kaynaklarından en iyi şekilde yararlanarak ve antibiyotik veya kimyasal bileşiklere aşırı bağımlı olmadan bu hedefe sürdürülebilir bir şekilde ulaşmak olacaktır. Yem, kanatlı üretiminde en büyük maliyet girdisini temsil ettiğinden, besin kullanımını ve sindirim verimliliğini optimize etmek, kritik başarı faktörleridir. Bağırsak mikrobiyomu, gramında 109 ila 1011 arasında bakteri barındıran bağırsak sindirimiyle, etlik piliçlerin bağırsak sağlığı ve üretim performansı üzerinde potansiyel etkisi olan karmaşık bir sistemdir. Bu karmaşıklık nedeniyle, bağırsak mikrobiyomunda meydana gelen değişiklikleri ve onu zorluklara uyum sağlamak için nasıl etkileyebileceğimizi anlamak, zaman zaman çok zor olabilir. Hayvan sağlığını, performansını ve kesime gönderilmeden önce gıda güvenliğini iyileştirmeye yardımcı olmak için etlik piliçlerin bağırsak mikrobiyomu analizine ilişkin pratik bilgiler sağlayan ileri teknolojilerin ve müdahalelerin kullanılması, sürdürülebilir etlik piliç yetiştiriciliği hedefine ulaşmada avantaj sağlayabilir.
BAĞIRSAK MİKROBİYOMUNUN OLGUNLAŞMASI KAVRAMI
Bağırsak mikrobiyomunun karmaşıklığı ve buna bağlı varyasyonlar göz önüne alındığında, sağlıklı bir bağırsak mikrobiyomunun temel niteliklerinin belirlenmesi önemlidir. Saha denemelerinde ve bunun yanı sıra kontrol araştırma denemelerinde; performans, kesim öncesi gıda güvenliği, zararlı bakteriler, vb. için biyobelirteçleri belirlemek amacıyla etlik piliçlerin bağırsak mikrobiyomunun kapsamlı analizi yapılmıştır. Bu analizlerde, yapay zeka ile birleştirilmiş invazif olmayan gelişmiş bir mikroarray aracı (Galleon™ Microbiome Intelligence) kullanılmıştır. Sonuçlar, etlik piliçlerin bağırsak mikrobiyomunun basit mikrobiyal popülasyondan daha çeşitli mikrobiyal popülasyona doğru bir olgunlaşma sürecinden geçtiğini ortaya koymuştur (Şekil 1). Yaşın ilk haftasında, kanatlı bağırsak mikrobiyomu öncelikle laktat üreten bakterileri (Lactobacillaceae, Streptococcaceae vb.) içermektedir. Kısa zincirli yağ asidi (SCFA) üreten bakteriler (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae vb.) substrat olarak laktat kullanır ve bu nedenle gruplar arasında çapraz beslenme mekanizması vardır. Sonuç olarak, SCFA üreten bakteriler daha sonra bol miktarda artar ve bütirik asit gibi SCFA üretirler. Bütirik asidin bağırsak bütünlüğünü ve bariyer fonksiyonunu iyileştirdiği, enflamasyonu azalttığı rapor edilmiştir. Bağırsak mikrobiyomunun olgunlaşması; zorluklara dayanabilen, kanatlıların sindirimini ve besinden yararlanmasını destekleyen daha dirençli bir mikrobiyota ile sonuçlanır.
Aslında, kanatlılar bu olgunlaşma sürecinin ilk aşamalarında zorluklara karşı en savunmasız durumdadır. İlginç bir şekilde, yüksek ve düşük performanslı sürülerin karşılaştırılması (vücut ağırlığında ~300 g fark), yüksek performanslı kanatlıların daha erken yaşta daha olgun bir mikrobiyotaya sahip olduğunu göstermiştir. Üstelik bu durum, yüksek performanslı kanatlıların çeşitli çevresel zorluklara karşı daha dirençli olmalarına ve daha fazla besin maddesini üretim performansına yönlendirmesine yardımcı olmuş olabilir. Düşük performanslı sürüler, üretimin ilk 14 günü boyunca daha düşük laktat üreten bakteri bolluğu ile karakterize edilmiş ve bu da 35 günlük yaşta daha düşük sayıda kısa zincirli yağ asidi (SCFA) üreten bakteri ile sonuçlanmıştır. Düşük verimli kanatlılarda çeşitli fırsatçı zararlı bakterilerin (E. coli, Salmonella vb. gibi proteobakteriler) daha fazla olduğu görülmüş, bu da bakterilerin artmasına ve gıda güvenliği riskine yol açmıştır. Bu bulgulara dayanarak, zararlı bakterileri kontrol altında tutarken daha olumlu bir mikrobiyom olgunlaşmasını teşvik etmek için ham maddelerde ve besin seviyelerinde değişiklikler yapılabilir ve belirli yem katkı maddeleri kullanılarak farklı rasyonlar oluşturulabilir ve uygulanabilir.
YEM KATKI MADDELERİNİ KULLANARAK BAĞIRSAK MİKROBİYOM OLGUNLAŞMASINI ETKİLEMEK
a. Postbiyotikler
Bağırsak mikrobiyomunun olgunlaşmasına ilişkin bu saha denemelerinden elde edilen bilgiler, postbiyotik bazlı bir yem katkı maddesinin mikrobiyom modülasyonu açısından faydasını değerlendirmek için kullanıldı.
Postbiyotikler, Uluslararası Bilimsel Probiyotik ve Prebiyotik Birliği (ISAP-International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics) tarafından, konakçıya sağlık açısından fayda sağlayan cansız mikroorganizmaların ve/veya bunların bileşenlerinin hazırlanması olarak tanımlanmaktadır. Rasyonlarına postbiyotik eklenen ve eklenmeyen kanatlıların karşılaştırıldığı dokuz çalışmanın metanalizi yapılmış, mikroarray tahlili ve yapay zeka biyobelirteç tanımlaması kullanılarak mikrobiyomdaki değişikliklere odaklanılmıştır. Analiz sonucunda oluşturulan yapay zeka modeli, 14 günlük kanatlılardan elde edilen on biyobelirteçten dokuzunun, laktat üreten bakterilerle bağlantılı olduğunu ortaya koymuştur. İlginç bir şekilde, postbiyotiklerin rasyona dahil edilmesi, 14. günde laktat üreticilerinin önemli ölçüde daha yüksek bolluğuyla sonuçlanmış; bu da, ilgili katkı maddesini içermeyen kontrol grubuna kıyasla bağırsak mikrobiyomunun erken olgunlaşmasının bir göstergesi olarak Lachnospiraceae’nin (kısa zincirli yağ asidi üreticileri) büyümesini teşvik etmiştir.
b. Postbotikler ve esansiyel yağ bileşikleri arasındaki sinerji
Buna ek olarak, postbiyotiklerin özel bir esansiyel yağ bileşikleri karışımı ile benzersiz bir kombinasyonu, etlik piliçlerde bağırsak mikrobiyomu modülasyonu ve performans faydaları açısından değerlendirilmiştir. Bazal rasyonla beslenen piliçler ile bazal rasyona ek olarak postbiyotik ve esansiyel yağ karışımıyla beslenen piliçlerin karşılaştırıldığı dört bağımsız çalışma yürütülmüştür. Dört çalışmanın sonuçları, postbiyotik ve esansiyel yağlar içeren yeni karışımla beslenen piliçlerin, kontrol piliçlerine kıyasla önemli ölçüde daha yüksek vücut ağırlığı ve yemden yararlanma oranı gösterdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, 21. ve 35. günlerde bütirat üreten bakterilerin oranı önemli ölçüde artmış ve Clostridium perfringens gibi fırsatçı zararlı bakteriler azalmıştır. Aslında, postbiyotikler bütirik asit üreten bakterileri doğrudan veya çapraz besleme mekanizmaları yoluyla teşvik edebilirken, esansiyel yağ bileşikleri zararlı bakterileri kontrol edebilir ve bütirik asit üreten bakterilerin daha fazla büyümesine katkı sunabilirler. Genel olarak, postbiyotiklerin ve esansiyel yağ bileşiklerinin sinerjik etkisi, dengeli ve dirençli bir mikrobiyota olgunlaşmasını hızlandırarak kanatlı performansının artmasını sağlayabilir.
SONUÇ
Karmaşık kanatlı bağırsak mikrobiyomunun yapısındaki değişimi anlamak için gelişmiş araçların ve teknolojinin kullanılması zorunludur. Bu bağırsak mikrobiyomu değişikliklerini hayvan sağlığı, performansı ve hasat öncesi gıda güvenliği ile ilişkilendirmek, belirli üretim hedeflerine daha sürdürülebilir bir şekilde ulaşmak için ham maddelerde, besin seviyelerinde, katkı maddelerinin rasyona dahil edilmesinde, ve benzerinde yapılacak değişikliklerle, uygun müdahale stratejilerinin uygulanmasına yardımcı olabilir.
Vivek Kuttappan Hakkında
Vivek Kuttappan, Ph.D., Cargill, Inc. şirketinde Kanatlı Teknolojileri Yöneticisi olarak görev yapmakta ve benzersiz araştırma yetenekleri, yenilikçi yem ve premiks ürünleri ve hizmetleri ile dijital modelleme ve formülasyon çözümleri aracılığıyla hayvansal tarım endüstrisini desteklemektedir. Dr. Kuttappan, kariyeri boyunca kanatlı endüstrisine iki özel alanda değerli katkılarda bulunmuştur: 1) broyler et kalitesi, miyopatiler gibi kanatlı karkas kalitesi kusurlarının azaltılması ve 2) kanatlı bağırsak sağlığı, broylerlerde bağırsak sağlığının iyileştirilmesi ve böylece kanatlı yetiştiricilerinin ekonomik kayıplarının azaltılması.
Dr. Kuttappan, piliçlerde bağırsak sağlığını iyileştirmek için yeni bir molekülün patentine sahiptir ve dünya çapındaki araştırmacılar tarafından atıfta bulunulan 40 hakemli dergi makalesi de dahil olmak üzere yaklaşık 100 bilimsel yayında yer almıştır. Araştırmalarıyla, prestijli Endüstri için PSA Erken Başarı Ödülü (PSA Early Achievement Award for Industry) de dahil olmak üzere çeşitli ödüller almıştır.
Dr. Kuttappan, sağlık sorunlarını azaltmak ve kanatlı hayvanlarda üretim performansını iyileştirmek için antibiyotiksiz yem katkı stratejilerini araştıran çeşitli projelerde, araştırma ortağı olarak antibiyotiksiz üretimde bağırsak sağlığı tehditlerini çözmek için akademi ile işbirliği yapmaya devam etmektedir. 2009’dan beri Kanatlı Bilimi Derneği’nin aktif bir üyesidir. Aynı zamanda çeşitli bilimsel dergilerde yayın kurulu üyesi ve hakem olarak görev yapmaktadır. Dr. Kuttappan, Arkansas Üniversitesi Kanatlı Hayvanlar Bilimi Mükemmeliyet Merkezi’nden kanatlı bilimi alanında doktora derecesine ve Hindistan’daki Kerala Tarım Üniversitesi’nden veterinerlik bilimi alanında lisans ve yüksek lisans derecesine sahiptir.
