بررسی مقایسه‏ ای تغییرات باکتریایی دستگاه گوارش بچه ماهی کلمه (Rutilus rutilus caspicus) متعاقب استفاده از پربیوتیک‏های گالاکتو و فروکتوالیگوساکارید

نوع مقاله: پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 استادیار شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

2 کارشناس ارشد تغذیه و غذای زنده، پژوهشکده آبزی پروری آب های داخلی، بندرانزلی، ایران

چکیده

مقدمه: دست‏کاری میکروبیوتای روده‏ای به سمت باکتری‏های بالقوه مفید (پروبیوتیک‏ها) اثر مفیدی بر فیزیولوژی و سلامت ماهی دارد. پربیوتیک‏های مختلف ‏اثر متفاوتی بر میکروبیوتای روده‏ای دارند. در پژوهش حاضر، ‏اثر سطوح مختلف دو نوع پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید و فروکتوالیگوساکارید بر میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه که جزو گونه‏های ارزشمند اقتصادی دریایی خزر است، بررسی شد. ‏‏‏

مواد و روش ‏‏ها: پژوهش حاضر در قالب یک طرح کاملا تصادفی در 5 تیمار و سه تکرار انجام شد؛ که در آن از سطوح صفر (کنترل)، 1 و 2 درصد پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید و فروکتوالیگوساکارید در جیره غذایی بچه ماهی کلمه به مدت 6 هفته استفاده شد. در انتهای دوره تغییرات ایجاد شده در میکروبیوتای روده‏ای شامل تعدادکل باکتری‏ها، تعداد باکتری‏های اسید‏لاکتیک و نسبت باکتری‏های اسید‏لاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای از طریق کشت روی محیط‏های پلیت کانت آگار ودیمان روگزاوشارپ (ام آر اس) آگار بررسی شد. ‏‏‏

نتایج: افزودن سطوح مختلف پربیوتیک‏های گالاکتوو فروکتوالیگوساکارید اثر معنا‏داری بر تعدادکل باکتری‏ها نداشت (05/0
P value). باکتری‏های اسید‏لاکتیک در تیمار گالاکتوالیگوساکارید افزایش تعداد بیشتری نسبت به تیمار فروکتوالیگوساکارید نشان دادند. بیش‏ترین میزان نسبت باکتری‏های اسیدلاکتیک به تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر در تیمار تغذیه شده با 2 درصد گالاکتوالیگوساکارید مشاهده شد (05/0>P value).‏‏‏

بحث و نتیجه‏ گیری: نتایج پژوهش حاضر گویای امکان تغییر در جوامع باکتریایی میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه به سمت جوامع باکتریایی مفید بود. همچنین، مشخص شد استفاده از پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید کارایی بیشتری در مقایسه با فروکتوالیگوساکارید برای تغییر ترکیب میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه و افزایش تعداد باکتری‏ های اسیدلاکتیک دارد.‏‏‏

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparative study of Caspian roach (Rutilus rutilus caspicus) fry gut microbiota modulation following administration of galacto- and fructooligosaccharide prebiotics

نویسندگان [English]

  • Seyed Hossein Hoseinifar 1
  • Rudabeh Rufchaie 2
1 Assistant Professor of Fisheries, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
2 M.Sc. of Fish nutrition, Inland Water Aquaculture Research Center, Bandar Anzali, Iran
چکیده [English]

Introduction: Modulation of intestinal microbiota toward potentially beneficial communities (probiotics) positively affects fish physiology and health status. Different prebiotics showed contradictory effects on intestinal microbiota. The present study investigates the effects of different levels of two prebiotics, galacto- and fructooligosaccharide on intestinal microbiota of Caspian roach fry which is a commercially valuable species of Caspian sea.

Materials and methods: The study was performed as a randomized design with 5 treatments and 3 replications in which Caspian roach were fed different levels, 0, 1, and 2% of galacto- and fructooligosaccharide prebiotics for 6 weeks. At the end of the trial culture, analysis of intestinal microbiota include lactic acid bacteria levels, total bacteria as well as proportion of LAB were performed by using MRS agar, Plate count agar media.

Results: Administration of different levels of galacto- and fructooligosaccharide had no significant effects on total bacteria of intestinal microbiota (P > 0.05). The lactic acid bacteria levels significantly increased compared to control group following prebiotics administration in diet (P > 0.05). LAB levels in galactooligosaccharide treatment were higher than those of fructooligosaccharide treatment. The highest LAB proportion in intestinal microbiota was observed in roach fed diet which contains 2% galactooligosaccharide (P > 0.05).

Discussion and conclusion: The results of the present study revealed that prebiotics can be used for modulation of Caspian roach intestinal microbiota toward beneficial bacterial communities. Also, the results showed that galactooligosaccharide was more efficient than fructooligosaccharide in case of modulation of intestinal microbiota and elevation of LAB levels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Galactooligosaccharide
  • Fructooligosaccharide
  • Intestinal microbiota
  • Rutilus frisii kutum
  • Lactic acid bacteria

مقدمه.

شناخت میکروبیوتای روده‏ای ماهی‏ها نه تنها برای بررسی بیماری‏های ماهی مفید است بلکه از نقطه نظر ‏اثر آن بر وضعیت فیزیولوژی و ایمنی ماهی نیز دارای اهمیت است (1). تشکیل یک میکروبیوتای سالم و ثبات آن ‏اثر ایمونوفیزیولوژیک بر میزبان دارد (2). با شناسایی باکتری‏های اسید‏لاکتیک در فلور باکتریایی روده ماهی و میگو در دهه اخیر و مشخص شدن نقش آن‏ها در سلامتی و رشد میزبان، به عنوان پروبیوتیک، اهمیت این گروه از باکتری‏ها بیش از پیش مشخص شده است (3). با وجود اینکه حضور باکتری‏های اسید‏لاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای بسیاری از ماهیان از جمله ماهی کاد اقیانوس اطلس، قزل آلا‏ی رنگین کمان، فیل ماهی، قره برون و چار قطبی ثابت شده است اما این باکتری‏ها بخش بسیار محدودی از میکروبیوتای روده‏ای را تشکیل می‏دهند (4). به همین علت، کوشش شده است تا از طریق به کارگیری ترکیباتی در جیره غذایی تعداد این دسته از باکتری‏ها را افزایش داد (5). یکی از مهم‏ترین ترکیباتی که در این رابطه پیشنهاد شده است، پربیوتیک‏ها هستند که به ترکیباتی اطلاق می‏شود که توسط میزان هضم و جذب نشده و توسط باکتری‏های بالقوه مفید روده (مانند لاکتوباسیلوس‏ها) مصرف شده و سبب افزایش تعداد آن‏ها می‏شوند (6).

با وجود ‏مطالعاتی که در سالیان اخیر پیرامون ‏اثر پربیوتیک‏ها بر شاخص‏های رشد، ایمنی و فیزیولوژی ماهی انجام شده است، هنوز بررسی بسیاری از جنبه‏های مربوط به امکان تغییر در میکروبیوتای روده‏ای آبزیان و افزایش باکتری‏های مفید ناشناخته مانده است (7). از جمله مطالعات انجام شده در این زمینه می‏توان به بررسی ‏اثر پربیوتیک الیگوفروکتوز و اینولین بر میکروبیوتای روده‏ای ماهی توربوت[1] (8)، فروکتوالیگوساکارید بر میکروبیوتای روده‏ای میگوی پا سفید غربی[2] (9) و آرابینوزایلوالیگوساکارید برمیکروبیوتای روده‏ای تاسماهی سیبری[3] اشاره کرد. پژوهش‏های انجام شده نشان داده است که پربیوتیک‏های مختلف ‏اثر متفاوتی بر سطوح باکتری‏های اسید لاکتیک داشته‏اند و حتی در مواردی استفاده از پربیوتیک‏های با درجه پلیمریزاسیون بالا به ‏اثر سوء بر تعداد کل باکتری‏های و سطوح باکتری‏های اسید‏لاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای و به تبع آن ‏اثر زیان‏بار بر میزبان منجر شده است (4 و 10). از این رو انجام مطالعات مقایسه‏ای درباره ‏اثر پربیوتیک‏ها مختلف بر میکروبیوتای روده‏ای کمک خواهد کرد تا بهترین پربیوتیک برای تغییر میکروبیوتای روده‏ای شناخته شود.

ماهی کلمه یکی از گونه‏های ارزشمند اقتصادی در دریای خزر است که امروزه به علت‏ صید بی رویه، آلوده شدن دریا و از بین رفتن زیستگاه‏های تکثیر، صید آن بسیار کاهش یافته است (11). به همین علت سازمان شیلات ایران به تکثیر مصنوعی و پرورش این گونه اهتمام ورزیده است. با وجود ‏گزارش‏های منتشر شده در زمینه ‏اثر پربیوتیک‏ها بر میکروبیوتای روده‏ای و افزایش تعداد باکتری‏های اسید لاکتیک، تا به امروز اطلاعاتی در زمینه پتانسیل ایجاد تغییر در میکروبیوتای روده‏ای ماهی کلمه گزارش نشده است. از این‏رو مطالعه حاضر با هدف تعیین پتانسیل تغییر میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه و سوق دادن آن به سمت جوامع بالقوه مفید با استفاده از دو نوع پربیوتیک در جیره غذایی انجام شد.

‏‏‏مواد و روش ‏ها.

پژوهش حاضر در ایستگاه تحقیقات شیلاتی قره‏سو وابسته به موسسه تحقیقات شیلات ایران انجام شد. بچه ماهی‏های کلمه (Rutilus rutilus caspicus) با میانگین وزن اولیه 03/0 ± 36/1 گرم از مزرعه تکثیر و پرورش ماهیان استخوانی سیجوال تأمین و پس از سازگاری اولیه به مدت 1 هفته به تعداد 450 قطعه ماهی به شکل تصادفی در 15 تانک فایبرگلاس350 لیتری(30 ماهی در هر تانک) در قالب 5 تیمار و سه تکرار توزیع شدند. بچه ماهی‏ها با جیره‏های غذایی حاوی سطوح مختلف صفر (شاهد)، 1 و 2 درصد پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید و 1 و 2 درصدپربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید به مدت 54 روز تغذیه شدند. در طول دوره آزمایش بچه ماهی‏ها تا حد سیری و روزانه 2 بار با جیره‏های ‏آزمایش، تغذیه شدند (12). پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید جزو فروکتان‏های ‏خطی و حاصل از هیدرولیز آنزیمی اینولین بوده که با نام تجاری رافتیلوز[4] از شرکت اورافتی[5] بلژیک تأمین شد. پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید از تبدیل آنزیمی لاکتوز تهیه شده و با نام تجاری ویوینال[6] از شرکت دوموفریزلند[7] هلند تأمین شد.

در انتهای دوره آزمایش به منظور بررسی ‏اثر دو نوع پربیوتیک استفاده شده بر میکروبیوتای روده‏ای، تعداد باکتری‏های اسید لاکتیک، تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر ‏‏در روده و همچنین، نسبت باکتری‏های اسید لاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه براساس روش کار ارایه‏ شده توسط حسینی‏فر[8] و همکاران (4) تعیین شد. بدین منظور در ابتدای دوره پیش از رهاسازی ماهی‏های به تانک‏ها تعداد 15 قطعه بچه ماهی و همچنین، در انتهای دوره تعداد 3 ماهی از هر تانک برای بررسی میکروبیوتای روده‏ای، نمونه‏برداری انجام شد. پس از انتقال به آزمایشگاه، بچه ماهی‏ها با وارد نمودن ضربه فیزیکی به ناحیه سر کشته و با آب استریل شستشو داده شدند. سپس، 60 ثانیه با محلول بنزلکونیوم کلراید 1/0 درصد و پس از آن دوبار با آب استریل شستشو داده شدند. این عمل، سبب از بین رفتن کامل باکتری‏های سطح خارجی بدن آن‏ها می‏شود تا از بروز خطای احتمالی در تعیین ‏اثر پربیوتیک‏های ‏مورد بررسی بر جوامع باکتریایی میکروبیوتای روده‏ (تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک و تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر) بچه‏ماهی‏ها کاسته شود.

پس از ضدعفونی کردن و شستشو با آب مقطر، نمونه‏ها با اسکالپل استریل، کالبدگشایی شده و روده آن‏ها خارج شد. نمونه‏های روده پس از تخلیه کامل محتویات، توزین و به منظور هموژن نمودن به هاون‏های چینی استریل منتقل شد. پس از هموژن نمودن، نمونه‏های روده با استفاده از محلول نمکی استریل رقت‏های 1-10 تا 7-10 تهیه شد. از رقت‏های تهیه شده، در شرایط کاملا ضدعفونی حجمی معادل 1/0 میلی‏‏لیتر برداشته شد و به محیط‏های کشت پلیت کانت[9] آگار (به منظور تعیین تعداد کل باکتری‏های موجود در میکروبیوتای روده) و محیط کشت ام آر اس[10] (برای تعیین تعداد باکتری‏های اسید لاکتیک) منتقل و در سطح پلیت پخش شدند. پس از انجام عمل کشت، انکوباسیون پلیت‏ها به مدت 5 روز در دمای اتاق و در شرایط هوازی انجام شد (8). پس از سپری شدن زمان گرمخانه‏گذاری، باکتری‏های هر پلیت بر‏حسب لگاریتم واحد جدایه[11] در گرم وزن روده بر اساس ویژگی‏های فنوتیپی شناسایی و شمارش شدند. پس از محاسبه تعداد کل و تعداد باکتری‏های اسید لاکتیک، میزان افزایش سطوح این باکتری‏های بالقوه مفید در اثر تغذیه با پربیوتیک‏های مدنظر تعیین شد.

پس از به دست آوردن داده‏های مربوط به بررسی میکروبیوتای روده‏ای ماهی کلمه، ابتدا نرمالیتی داده‏ها با استفاده از آزمون کولموگراف اسمیرنف[12] بررسی شد. پس از مشخص شدن توزیع نرمال داده‏ها، برای بررسی وجود یا نبود اختلاف معنا‏دار بین تیمار‏ها در سطح اطمینان 5 درصد از آزمون تحلیل واریانس یک‏طرفه آنوا[13] استفاده شد. همه تحلیل‏‏‏های آماری با استفاده از نرم افزار اس پی اس اس[14] (نسخه 17) و ترسیم نمودارها با استفاده از نرم افزار اکسل (نسخه 2010) انجام شد.

 

نتایج.

مقادیر تعداد کل باکتری‏های زیست پذیر (بر‏حسب لگاریتم واحد جدایه در گرم وزن روده) در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی نورس کلمه در اثر تغذیه با سطوح مختلف پربیوتیک‏های گالاکتوالیگوساکارید و فروکتوالیگوساکارید در شکل 1 نمایش داده شده است. در ابتدای دوره تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر ‏‏میکروبیوتای روده‏ای
24/0 ± 10/5 لگاریتم واحد جدایه بر گرم وزن روده بود. همان‏طورکه در شکل 1- الف مشخص است به‏کارگیری سطوح 1 و 2 درصد گالاکتوالیگوساکارید در جیره غذایی بچه ماهی کلمه اثر معنا‏داری بر تعدادکل باکتری‏ها در میکروبیوتای روده‏ای نداشت (05/0P value >). همچنین، نتایج مشابهی درباره پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید مشاهده شد
(05/0P value >) (شکل 1- ب).

اثر سطوح مختلف پربیوتیک‏های فروکتوز و گالاکتوالیگوساکارید بر تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک (برحسب لگاریتم واحد جدایه در گرم وزن روده) در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه در شکل 2 نشان داده شده است. در ابتدای دوره هیچ باکتری اسیدلاکتیکی ازمیکروبیوتای روده‏ای ماهی کلمه جدا نشد.

 

 

 

شکل 1- ‏اثر مقادیر مختلف پربیوتیک‏های گالاکتوالیگوساکارید (الف) و فروکتوالیگوساکارید (ب) بر تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر[15] (بر‏حسب لگاریتم واحد جدایه در گرم وزن روده) در میکروبیوتای بچه ماهی کلمه. ستون‏ها (SD± میانگین) مشخص شده با حروف مشابه نشان دهنده نبودن اختلاف معنا‏دار است (05/0 <P value).

 

 

‏بررسی تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه نشان داد که در تیمار تغذیه شده با جیره شاهد فاقد پربیوتیک تعداد باکتری‏های ‏اسیدلاکتیک از نظر آماری صفر یعنی پایین‏تر از حد قابل شمارش از نظر آماری (بین 30 تا 300 جدایه در نخستین رقت) بود. افزودن پربیوتیک به جیره غذایی سبب افزایش معنا‏دار تعداد باکتری‏های ‏اسیدلاکتیک در میکروبیوتای روده شد. بیش‏ترین میزان افزایش باکتری‏های اسیدلاکتیک‏ها در بچه ماهی‏های تغذیه شده با 2 درصد پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید مشاهده شد که اختلاف معنا‏داری با تیمار 1 درصد گالاکتوالیگوساکارید و شاهد داشت (05/0 >P value). همچنین، در ماهی‏های تغذیه شده با جیره‏های حاوی 1 و 2 درصد فروکتو الیگوساکارید افزایش معنا‏داری در تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک با تیمار شاهد مشاهده شد (05/0 >P value)، اما اختلاف معنا‏داری بین سطوح 1 و 2 درصد مشاهده نشد (شکل 2) (05/ 0 <P value).

جدول 1 نشان دهنده نتایج مربوط به محاسبه نسبت باکتری‏های اسیدلاکتیک (باکتری‏های بالقوه مفید پروبیوتیکی) به تعداد کل باکتری‏ها در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی‏های نورس کلمه تغذیه شده با پربیوتیک‏های مختلف است. نسبت باکتری‏های اسیدلاکتیک به تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر در تمام تیمار‏های پربیوتیکی به طور معنا‏داری بیشتر از تیمار شاهد بود (05/0 >P value). بیش‏ترین میزان افزایش نسبت باکتری‏های اسیدلاکتیک به تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر در تیمار تغذیه شده با 2 درصد گالاکتوالیگوساکارید مشاهده شد که به طور معنا‏داری بیشتر از سایر تیمارها بود (05/0 >P value). اگرچه افزودن پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید به جیره غذایی به طور معنا‏داری نسبت باکتری‏های اسید لاکتیک را افزایش داد، اختلاف معناداری بین سطوح 1و 2 درصد بکارگیری مشاهده نشد (05/0 <P value).

با توجه به یکسان بودن شرایط در تمامی تانک‏ها، هوادهی و تعویض آب، تفاوت محسوسی بین واحدهای آزمایشی از نظر عامل‏های کیفی آب مشاهده نشد. مقادیر شاخص‏های ‏کیفی آب شامل درجه حرارت، اکسیژن محلول و اسیدیته در طول دوره پرورش به ترتیب 82/1± 51/24 درجه سانتی‏گراد؛ 43/0± 63/7 میلی‏‏گرم در لیتر و 10/0± 33/7 بود.

 

 

جدول 1- نسبت (درصد) باکتری‏های اسیدلاکتیک[16] به تعداد کل باکتری‏های زیست‏پذیر در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه تغذیه با سطوح مختلف پربیوتیک‏های گالاکتوالیگوساکارید و فروکتوالیگوساکارید

 

نوع پربیوتیک

شاهد

1 درصد

2 درصد

نسبت LAB به TVC

گالاکتوالیگوساکارید

TFTCa

b34/0 ±70/1

c81/0±84/4

فروکتوالیگوساکارید

TFTCa

b62/0 ±21/2

b45/0±87/2

اعداد هر ردیف‏ها (SD± میانگین) نشانه‏گذاری شده با حروف متفاوت نشان دهنده وجود اختلاف معنا‏دار است (05/0 >P value).

TFTC: مقدار باکتری‏های اسید لاکتیک پایین‏تر از حد قابل شمارش از نظر آماری (بین 30 تا 300 جدایه در نخستین رقت) بود و صفر لحاظ شد.

 

شکل 2- ‏اثر مقادیر مختلف پربیوتیک‏های گالاکتوالیگوساکارید (الف) و فروکتوالیگوساکارید (ب) بر تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک (بر‏ حسب لگاریتم واحد جدایه در گرم وزن روده) در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه.

ستون‏ها (SD± میانگین) با حروف متفاوت دارای اختلاف معنا‏دار هستند (05/0 >P value).

 

 

بحث و نتیجه‏‏ گیری.

میکروبیوتای روده‏ای ماهی شامل مجموعه پیچیده‏ای از انواع باکتری‏های هوازی، بی‏هوازی اختیاری و بی‏هوازی اجباری هستند. یکی از انواع باکتری‏های موجود در میکروبیوتای روده‏ای، باکتری‏های اسید‏لاکتیک هستند که امروزه اهمیت بسیار زیادی در به کارگیری به عنوان پروبیوتیک دارند (13). اگرچه جداسازی باکتری‏های اسید‏لاکتیک از میکروبیوتای روده‏ای گونه‏های مختلفی از ماهی‏ها گزارش شده است ولی این دسته از باکتری‏ها جزو جوامع غالب باکتریایی روده نبوده و در میزان پایینی حضور دارند. باکتری‏های اسید‏لاکتیک با تولید باکتریوسین‏ها مانع از رشد باکتری‏های بیماری‏زا شده و بدین ترتیب ‏اثر مثبتی بر سلامت آبزیان دارند (5). با وجود اینکه فرآیند دست‏کاری میکروبیوتای روده‏ای پیچیده بوده و روند آن به طور کامل مشخص نشده است، ولی شناخت هر چه بیشتر آن می‏تواند استفاده از روش‏های مبتنی بر دست‏کاری میکروبیوتای روده‏ای آبزیان را به عنوان یک راهبرد برای جلوگیری از بروز بیماری‏های باکتریایی و به تبع آن کاهش مصرف آنتی‏بیوتیک میسر کند. یکی از روش‏هایی که برای بهبود ترکیب میکروبیوتای روده‏ای پیشنهاد شده است استفاده از مکمل‏های غذایی چون پربیوتیک‏هاست (14- 16). پربیوتیک‏ها عناصر غذایی غیر‏قابل هضمی هستند که از طریق تحریک رشد یا افزایش تعداد باکتری‏های مفید روده‏ای ‏اثر سودمندی بر میزبان دارند و امروزه به عنوان مکملی برای غذای آبزیان مطرح هستند (3). تا به امروز مطالعات زیادی در زمینه ‏اثر مفید پربیوتیک در انسان و حیوانات اهلی انجام شده و در سالیان اخیر به کارگیری این مکمل‏های غذایی در جیره غذایی ماهی‏ها و سایر آبزیان نیز مورد توجه قرار گرفته است (14). مشخص شده است که کارایی و اثر گذاری پربیوتیک‏ها متاثر از درجه پلیمریزاسیون وبه تبع آن توانایی میکروبیوتای روده‏ای برای تخمیر آن‏ها می‏باشد (17). بنابراین، برای اطمینان از تاثیر سودمند پربیوتیک مورد استفاده در جیره غذایی و انتخاب پربیوتیک بهینه باید با دقت و پژوهش‏، مقایسه‏‏ای بین پربیوتیک‏ها انجام شود که درهمین راستا مطالعه حاضر انجام شد.

نتایج پژوهش حاضر با هدف بررسی مقایسه‏ای سطوح 1 و 2 درصد دو نوع پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید و فروکتوالیگوساکارید، اثر معنا‏داری بر تعداد کل باکتری‏ها در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه نشان نداد ( شکل 1). نتایج مشابهی درباره ‏اثر مخمر پربیوتیکی غیر فعال و پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید بر تعداد کل باکتری‏های میکروبیوتای روده‏ای بچه فیل ماهی پرورشی گزارش شده است (4 و 18). همچنین، استفاده از پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید در جیره غذایی ماهی توربوت اثر معنا داری بر تعداد کل باکتری‏های میکروبیوتای روده‏ای نداشت (8). در مطالعه اکرمی[xvii] و همکاران (10) با افزایش سطح پربیوتیک اینولین از 1 به 3 درصد جیره، تراکم کل باکتری‏های روده کاهش یافت؛ زیرا مشخص شده که اینولین استخراج شده از ریشه کاسنی نسبت به سایر انواع پربیوتیک نظیر الیگوفروکتوز زنجیره طولانی‏تری داشته و آهسته‏تر تخمیر می‏شود. بی‏تأثیر بودن پربیوتیک‏های مورد استفاده بر تعداد کل باکتری‏ها احتمالا به علت محدود بودن جایگاه‏های اتصال در روده می‏باشد. به نظر می‏رسد اثرگذاری پربیوتیک‏ها بیشتر مربوط به تغییر ترکیب جوامع باکتریایی روده و افزایش نسبت باکتری‏های مفید باشد تا افزایش تعداد کل باکتری‏ها که به علت محدود بودن جایگاه‏های اتصال خیلی قابل تغییر نیست.

درباره ‏اثر دو نوع پربیوتیک مورد بررسی در پژوهش حاضر بر باکتری‏های ‏بالقوه مفید روده‏ای، نتایج گویای افزایش معنا‏دار تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی‏های کلمه تغذیه شده با تیمارهای پربیوتیک نسبت به تیمار شاهد بود و بیش‏ترین افزایش تعداد در تیمار 2 درصد گالاکتو‏الیگوساکارید مشاهده شد. مطالعات انجام شده در زمینه میکروبیوتای روده‏ای آبزیان نشان داده است که با وجود ‏محدود بودن تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای، این دسته از باکتری‏های بالقوه مفید (پروبیوتیکی) می‏توانند از طریق استفاده از مکمل‏های پربیوتیکی افزایش تعداد پیدا کرده و جزو جوامع باکتریایی غالب شوند (14). اگرچه تاکنون مطالعه‏ای درباره ‏اثر پربیوتیک‏های مختلف به شکل مقایسه‏ای بر ترکیب میکروبیوتای روده‏ای و به ویژه تعداد باکتری‏های اسید‏لاکتیک انجام نشده است، اما هم‏راستا با نتایج پژوهش حاضر، ایری[xviii] و همکاران (19) در بررسی تغذیه‏ای روی بچه ماهی ازون برون مشاهده کردند که به‏کارگیری فروکتوالیگوساکارید (به عنوان پربیوتیک) در جیره غذایی سبب افزایش تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک می‏شود. همچنین، استفاده از پربیوتیک فروکتو‏الیگوساکارید و پربیوتیک مخمری به طور معنا‏دار سبب افزایش تعداد باکتری‏های اسیدلاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای بچه فیل‏ ماهی شد (4). همچنین، نتایج مشابهی درباره ‏اثر فروکتوالیگوساکارید بر سطوح باکتری‏های باسیلوس پروبیوتیکی در میکروبیوتای روده‏ای ماهی توربوت مشاهده شده است (8). با این حال، پربیوتیک اینولین اثری بر تعداد باکتری‏های اسید‏لاکتیک میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی فیل نداشت. با وجود ‏برخی از گزارش‏های موجود درباره ‏اثر پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید بر شاخص ‏فیزیولوژیکی و ایمنی ماهی تاکنون گزارشی درباره اثر پربیوتیک یاد شده بر ترکیب میکروبیوتای روده‏ای ماهی گزارش نشده است. تفاوت مشاهده شده در تاثیر این پربیوتیک‏ها می‏تواند ناشی از تفاوت در ویژگی‏های فیزیولوژیک روده، نوع پربیوتیک و ترکیب میکروبیوتای روده‏ای گونه پرورشی باشد (14).

نتایج پژوهش حاضر مبنی بر افزایش معنا‏داری تعداد باکتری‏های اسید‏لاکتیک و عدم تغییر معنا‏دار تعداد کل باکتری‏های در بچه ماهی‏های تغذیه شده با پربیوتیک، گویای تغییر ترکیب میکروبیوتای روده‏ای و افزایش سهم باکتری‏های اسید‏لاکتیک در میکروبیوتای روده‏ای است. بررسی مقایسه‏ای دو نوع پربیوتیک مورد استفاده در پژوهش حاضر نشان داد که بیش‏ترین نسبت باکتری‏های اسید‏لاکتیک به تعداد کل باکتری‏ها در میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی‏های نورس کلمه تغذیه شده با پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید (سطح 2 درصد) مشاهده شد. این مورد نشان دهنده کارایی بیشتر پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید در مقایسه با فروکتوالیگوساکارید برای تغییر در میکروبیوتای روده‏ای و سوق دادن آن به سمت جوامع بالقوه مفید (باکتری‏های اسید‏لاکتیک) است؛ که می‏تواند ناشی از تفاوت در درجه پلیمریزاسیون این دو پربیوتیک باشد. درجه پلیمریزاسیون گالاکتوالیگوساکارید ]2- 8[ بوده درحالی که درجه پلیمریزاسیون فروکتوالیگوساکارید ]10- 60[ است. احتمال دارد پربیوتیک‏ها با درجه پلیمریزاسیون پایین بهتر توسط باکتری‏های اسیدلاکتیک مصرف می‏شوند به طوری‏که براساس مطالعه اولسن[xix] و همکاران (20) افزایش پلیمریزاسیون سرعت تخمیر کند شده و این امر می‏تواند سبب انباشت پربیوتیک در دستگاه گوارش و ‏اثر سوء بر ترکیب میکروبیوتای روده‏ای و فیزیولوژی روده شود.

نتایج پژوهش حاضر نشان داد استفاده از پربیوتیک گالاکتوالیگوساکارید کارایی بیشتری نسبت به پربیوتیک فروکتوالیگوساکارید برای تغییر ترکیب میکروبیوتای روده‏ای بچه ماهی کلمه و افزایش تعداد باکتری‏های اسید‏لاکتیک دارد. با این حال تعیین سطوح بهینه مصرف این پربیوتیک در جیره غذایی نیازمند بررسی‏های بیشتر است.



[1]- Turbot (Scophthalmus maximus)

[2]- (Litopenaeus vannamei)

[3]- Siberian sturgeon (Acipenser baerii)

[4]- raftilose

[5]- Orafti

[6]- Vivinal-GOS

[7]- Friesland Foods Domo Company

[8]- Hoseinifar

[9]- Plate count

[10]- deMan, Rogosa and Sharpe (MRS) agar

[11]- Log CFU

[12]- kolmogorov-smirnov

[13]- One-Way ANOVA

[14]- SPSS

[15]- Total  viable counts

[16]- Lactic acid bacteria

[xvii]- Akrami

[xviii]- Iri

[xix]- Olsen

(1)               Ringø E., Strøm E., Tabachek J. Intestinal microflora of salmonids: a review. Aquaculture Research 1995; 26 (10): 773- 89.

(2)               Salminen SJ., Gueimonde M., Isolauri E. Probiotics that modify disease risk. Journal of Nutrition 2005; 135(5): 1294- 8.

(3)               Gibson GR. Fibre and effects on probiotics (the prebiotic concept). Clinical Nutrition Supplements 2004; 1 (2): 25- 31.

(4)               Hoseinifar SH., Mirvaghefi A., Mojazi Amiri B., Merrifield DL. The effects of oligofructose on growth performance, survival and autochthonous intestinal microbiota of beluga (Huso huso) juveniles. Aquaculture Nutrition 2011; 17 (5): 498- 504.

(5)               Ringø E., Gatesoupe F- J. Lactic acid bacteria in fish: a review. Aquaculture 1998; 160 (3- 4): 177- 203.

(6)               Manning TS., Gibson GR. Prebiotics. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology 2004; 18 (2): 287- 98.

(7)               Hoseinifar SH., Sharifian M., Vesaghi MJ., Khalili M., Esteban MÁ. The effects of dietary xylooligosaccharide on mucosal parameters, intestinal microbiota and morphology and growth performance of Caspian white fish (Rutilus frisii kutum) fry. Fish & Shellfish Immunology 2014; 39 (2): 231-236.

(8)               Mahious AS., GatesoupeFJ., Hervi M., Metailler R., Ollevier F. Effect of dietary inulin and oligosaccharides as prebiotics for weaning turbot, Psetta maxima (Linnaeus, C. 1758). Aquaculture International 2006; 14 (3): 219- 29

(9)               Li P., Burr GS., Gatlin DM., Hume ME., Patnaik S., Castille FL., et al. Dietary supplementation of short-chdin fructooligosaccharides influences gastrointestinal microbiota composition and immunity characteristics of pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei, cultured in a recirculating system. Journal of Nutrition 2007; 137 (12): 2763- 8.

(10)           Reza A., Abdolmajid H., Abbas M., Abdolmohammad AK. Effect of dietary prebiotic inulin on growth performance, intestinal microflora, body composition and hematological parameters of juvenile beluga, Huso huso (linnaeus, 1758). Journal of  World Aquaculture Society 2009;40 (6): 771- 9.

(11)           Hoseinifar SH., Khalili M., Khoshbavar Rostami H., Esteban MÁ. Dietary galactooligosaccharide affects intestinal microbiota, stress resistance, and performance of Caspian roach (Rutilus rutilus) fry. Fish & Shellfish Immunology 2014; 35 (5): 1416- 20.

(12)           Soleimani N., Hoseinifar SH., Merrifield DL., Barati M., Abadi ZH. Dietary supplementation of fructooligosaccharide (FOS) improves the innate immune response, stress resistance, digestive enzyme activities and growth performance of Caspian roach (Rutilus rutilus) fry. Fish & Shellfish Immunology 2012; 32 (2): 316- 21.

(13)           Gatesoupe FJ. The use of probiotics in aquaculture. Aquaculture 1999; 180 (1-2): 147- 65.

(14)           Ringø E., Olsen RE., Gifstad TØ., Dalmo RA., Amlund H., Hemre GI., et al. Prebiotics in aquaculture: a review. Aquaculture Nutrition 2010; 16 (2): 117- 36.

(15)           Rufcahei R., Hoseinifar SH., Faeed M. The study of modulation of gut microbiota of Caspian white fish (Rutilus frisii kutum) through administration of yeast based prebiotic. Biological Journal of Microorganism 2018; 4 (13): 93- 104.

(16)           Hoseinifar SH., Mirvaghefi A., Amoozegar MA., Merrifield DL. Determination of the best synbiotic between probiotic bacteria Pediococcus acidilactici and prebiotics inulin, oligofructose and xylooligosaccharide. Biological Journal of Microorganism2012; 1 (3):1- 12.

(17)           Roberfroid M. Prebiotics: the concept revisited. Journal of Nutrition 2007; 137 (3): 830S- 7S.

(18)           Hoseinifar SH., Mirvaghefi A., Merrifield DL. The effects of dietary inactive brewer's yeast Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus on the growth, physiological responses and gut microbiota of juvenile beluga (Huso huso). Aquaculture 2011; 318 (1-2): 90- 4.

(19)           Akrami R., Iri Y., Khoshbavar Rostami H., Razeghi Mansour M.Effect of dietary supplementation of fructooligosaccharide (FOS) on growth performance, survival, lactobacillus bacterial population and hemato-immunological parameters of stellate sturgeon (Acipenser stellatus) juvenile. Fish & Shellfish Immunology 2013; 35 (4): 1235- 9.

(20)            Olsen RE., Myklebust R., Kryvi H., Mayhew TM., Ringø E.Damaging effect of dietary inulin on intestinal enterocytes in Arctic charr (Salvelinus alpinus L.). Aquaculture Research 2001; 32 (11): 931- 4.