Silajlarda mikotoksin kontrolü, TMR kalitesi ve verimlilik. Antalya, 28 Ekim 2017

Transkript

1 Silajlarda mikotoksin kontrolü, TMR kalitesi ve verimlilik Antalya, 28 Ekim 2017 Footer Text 12/4/2017 1

2 Tanım: mikotoksin nedir ve ne yapar? Silajdaki küfler Bilinen binlerce küf vardır Sahadan gelen ve depolama esnasında oluşan küfler Tüm mikotoksinleri küfler üretir Tanımlanmış 300 den fazla mikotoksin vardır birçoğu ikincil metabolitlerdir çoğunluğu zararsızdır Bazı metabolitler ruminantlar açısından toksiktir Genellikle sadece aflatoksinler analiz edilir Mikotoksinler tarlada pek fazla algılanmaz

3 Tanım: mikotoksin nedir ve ne yapar? Tarlada oluşan mikotoksinler Tahıl ve kaba yemlerdeki küf ve mikotoksinler Silajda daneye nazaran daha az görülürler, çünkü: Silajlık mahsul daha erken hasat edilir Küf oluşumu için daha az zaman ve zemin kalır İdeal şartlarda silajın mikotoksin düzeyi fermantasyon biter bitmez sabitlenir. Ama fermantasyon yetersizse artış olabilir. Saptanması zordur silajdaki dağılımları homojen değildir. Tarlada da bazı mikotoksinler olabilir. Siloda oluşan mikotoksinler

4 Mikotoksinler başlıca türleri Özel olarak hayvanları ilgilendiren 5 mikotoksin familyası vardır - trikotesen, zearalenon, fumonisin, okratoksin ve aflatoksin Mikotoksinler (Fusarium) (Aspergillus. Penicillium) Trikotesenler Zearalenone (ZON) Fumonisinler Aflatoksinler Okratoksinler Deoksinivelanol (DON) Fumonisin B1 (FB1) Aflatoksin B1 (AFB1) Ocratoksin A (OTA) T-2 Toksin

5 Küflerin mikotoksin salgılamasını etkileyen faktörler nelerdir? Küflerin mikotoksin salgılama prosesi henüz %100 bilinmemektedir. Bazı parametreler şöyle sayılabilir: o Hava şartları (sıcaklık, rutubet) o Substrat türü o Mikroflora etkileşimleri (bakteriler, küfler...) o Dane hasarı (mekanik etki, böcek infestasyonu ) Coğrafi faktör İnsan faktörü

6 Mikotoksinlerin hayvanları etkilediği temel mekanizmalar Yem tüketimi azalır Yemden yararlanma düşer Besin içeriği azalır Besin emilimi azalır Besinsel metabolik değişimler Bağışıklık baskılanır Hormonal etkiler bilhassa östrojenik Antibiyotik etkiler Hücre ölümü

7 Mikotoksin semptomları şunlara bağlı olarak değişir: Mikotoksin tipi Mikotoksin düzeyi Mikotoksin sinerjisi Hayvanın yaşı Hayvanın türü Mikotoksinlere maruz kalma süresi

8 Mikotoksinler ve farklı hayvan türleri Domuzlar Bütün mikotoksinlere karşı çok duyarlıdırlar Kanatlılar: Zearalenon hariç Bütün mikotoksinlere karşı çok duyarlıdırlar. Ruminantlar : Rumende metabolik rahatsızlık olmadıkça duyarlılıkları düşük/orta düzeydedir. Ancak sütte aflatoksin bulaşıklığı önemli bir kamu sağlığı problemidir. Su ürünleri: Çok duyarlıdırlar ama gerçek etkiyi takip etmek çok zordur. Atlar Özellikle de fumonisinlere karşı çok duyarlıdırlar.

9 Küf kontaminasyonu riski İnokulant uygulamasının önemi!

10 Küflü silaj yedirmek yem tüketimini düşürür. Küflü Silaj, % KM KM tüketimi, kg/gün NDFd, % Whitlock ve Bolsen, 2001 KSU

11 Tarla Küfleri Küf sporları her yerde bulunur, bütün kış toprakta ve bitki kalıntılarında hayatta kalabilirler. En yaygın giriş vektörleri: Çiçeklenme döneminde tohumlar (polen tüpleri) Zararlı böcek veya çevresel etken kaynaklı yaralar Çiçeklenme döneminde kökler En yaygın rastlanan tarla küfleri, Aflatoxin, Vomitoksin (DON), Fumonisin, Zearalenon ve T-2 gibi mikotoksinler üretebilir. Tarlada oluşan mikotoksinlerin hemen hepsi dane veya silaj hasadından önce bitkide zaten mevcuttur. Gözle görülen küf kontaminasyonu ve mikotoksin oluşumu arasında doğrudan bir korelasyon yoktur.

12 Metabolitler misel gelişme bölgesinde üretilir Bunun amaçları: Kendi varlığını korumak için konak organizmadan besin çekmek. Ortamı işgal etmek ve aynı besinler için rekabet eden diğer parazitlere saldırmak. Daha fazla strese maruz kaldıklarında daha da agresifleşirler: Küf oluşumu için hayat güzelse daha az metabolit oluşumu Küf oluşumu için hayat zorsa daha çok metabolit oluşumu Bu nedenle görünürde küf olmasa bile mikotoksin var olabilir.

13 Mikotoksin üretebilen tarla küfleri Aspergillus Fusarium F. Graminearum (Giberella) Sıcaklık Optimum 32 C Optimum C Optimum 24 C Rutubet Dane dolumunda su stresi Erken dönem su stresi Çiçeklenme döneminde fazla nem Böcekler Önemli Çok önemli Daha az önemli

14 Mikotoksinler ve süt üretimi / Hayvan Sağlığı İlgili semptomlar Yem tüketiminde azalma Kondisyon skorunda zayıflık Bağışıklık sisteminin baskılanması Üremede problemler Metabolik hastalıklar, özellikle buzağılama sonrasında Problemler: Etki mekanizmaları hakkında araştırmalar kısıtlıdır Yüksek verimli inekler hakkında bilimsel veriler yetersizdir Ruminantlardaki etki mekanizmasını açıklamak için sıklıkla monogastrik literatürüne müracaat edilmektedir.

15 Ruminal biyo-dönüşüm Yüksek verimli süt sığırları, rumen geçiş hızının yüksek olması nedeniyle mikotoksinleri dönüştürmede genellikle zorlanırlar. Ruminal biyo-dönüşümün bir sorunu da zearalenon gibi bazı mikotoksinlerin daha da toksik bileşiklere dönüşmesidir!

16 Yüksek kaliteli kaba yemler ruminal biyodönüşümü arttırabilir. Kesif yem içeriği yüksek rasyonlar rumen ph sını düşürerek asidoza yol açar ve böylelikle mikotoksinlerin biyo-dönüşüme uğrama imkanını azaltırlar. Kaynak: Kaufman et al (1980)

17 Toksin üreten tarla küfleri Koçan Mikotoksin Toplam yemde maksimum düzey Hayvan türü Fusarium 5 ppm At Fumonisin 10 ppm Domuz 50 ppm Sığır Semptomları şunlardır: Beyaz/pembe renk, pamuksu şekil, koçanın her yerinde olabilir, tipik olarak böcek hasarıyla girer. Ağırlıklı olarak ürettiği mikotoksin Fumonisindir.

18 Toksin üreten tarla küfleri Koçan Mikotoksin Toplam yemde maksimum düzey Hayvan türü Aspergillus 20 ppb Buzağılar ve süt sığırları Aflatoksin 100 ppb Süt sığırları ve emziren domuzlar > 200 ppb Süt sığırları > 300 ppb Besi sığırları bitirme dönemi Semptomları: Yeşilimsi gri renk, koçanın her yerinde olabilir, genellikle böcek yaralarının yakınında oluşur..

19 Toksin üreten tarla küfleri Koçan Mikotoksin Toplam yemde maksimum düzey Hayvan türü F. Graminearum (Giberella) Vomitoksin (DON) Tricotesenler 5 ppm 2 ppm Besi sığırları, büyütme - bitirme Diğer hayvan türleri 0,3 ppm Süt sığırları Zearalenon 5 ppm Besi sığırları T-2 Tricotesenler 0,5 ppm 0,3 ppm Besi ve süt sığırları Yetişkin domuzlar F. graminearum genellikle koçanın ucundan başlar. Daneler koçandan ayrılabilir. Bazı durumlarda semptomlar Fusarium a benzer ama bu koçana daha fazla yayılır.

20 Mısır Rastığı (ustilago maydis)

21 Mısır Rastığı (Meksika trüfü)

22 Süt sığırlarında DON mikotoksikozu Domuzlarda derinlemesine araştırılmıştır o o Etki mekanizması Nörokimyasal işlev bozukluğu Bağışıklık baskılanması In vivo araştırmalar Anoreksi Yem tüketimive performans düşer Kusma Ruminal degradasyon DON DOM-1 (toksik değil) o o Biyo-dönüşüm, yüksek kaba yem içerikli yemlerde daha etkindir Deoxinivalenol (DON) DON (Deoxinivalenol) de-epoxidação DOM-1 Sığırlar, domuzlara göre kat daha fazla DON tolere edebilir. (De-epoxi-deoxinivalenol) o DON un süt ineklerindeki etkileri multifaktöriyeldir.

23 Süt sığırlarında Zearalenon mikotoksikozu Toksik etkiler o Hiperöstrojenik reaksiyonlar Embriyo ölümü Ergenlik öncesi genital ödem Progesteron salgılamasında azalma Boğalarda testosteron azalması o ppb içeren nihai yemlerde üreme bozuklukları gözlenmiştir. Ruminal Protozoa ve bakteriler Zearalenonu degrade eder. o α-zearalenol orijinalinden 4 kat daha toksiktir o ß-zearalenol daha az toksiktir

24 Silajda tarla küfü kaynaklı mikotoksinler - özet Yaygın tarla küfleri (Fusarium, Giberella, bazı Aspergilluslar) silaj şartlarına iyi adapte olmaz: aerobik organizmalar Düşük ph lara toleransı olmayanlar Saklama koşulları çok kötü olmadıkça gelişmez, hatta mikotoksin üretmezler: çok düşük veya çok yüksek rutubet yüksek miktarda oksijen

25 Tarla küfleri ve mikotoksinlerin minimize edilmesi Mikotosin şunlara dayalıdır: Bitkiyi strese sokacak ekstrem iklim şartları; Depolama tekniğine dair problemler; Yemin hijyen kalitesi Ekim ve hasat esnasında Koçan ve kök kurtları ile zararlı böceklere dirençli hibritler kullanarak küf popülasyonunu azaltın, Rutubet içeriğine dikkat ederek en uygun zamanda hasat yapın, Kuraklık veya aşırı soğuk gibi stres şartlarına maruz kalmış silajları ayrı tutun, Hasat esnasında olumsuz şartlardan kaçının, Depolama şartlarına dikkat edin, Toprak kontaminasyonundan kaçının, Doğru yetiştiricilik uygulamalarına dikkat edin. Dikkat: Silajlara katılan hiçbir inokulant veya organik asit tarladan gelen mikotoksin konsantrasyonunu degrade edemez veya seyreltemez araştırmalardan anlaşıldığı kadarıyla bazı laktik asit bakterileri bazı spesifik mikotoksinleri degrade edebilmektedir.

26 Tarlada ve depolama esnasında oluşan küfler arasındaki çevresel farklar Oksijen çok bol Nötr ph Yüksek rutubet Mikro - aerofil Asit ph Yüksek rutubet

27 Küfler silajda ne zaman oluşur? Saklama süresince mi? Sıcaklık, rutubet ve oksijen var olduğunda (genellikle bütün kaba yemlerde!!!) Oksijen ve ph tetikleyicidir Küf odakları silonun tamamında görülebilir Candida ve Hansula laktik asit tüketen mayalardır ve küf kontaminasyonunun öncülleridir. Bazı küfler düşük oksijenli ve nispeten düşük ph lı ortamlarda çoğalabilirler, ama bunların hayatta kalabilmeleri laktik asit bakterileriyle rekabetle sınırlıdır. Bu nedenledir ki, stabil silajlar küf gelişimine daha az maruz kalır.

28 Uluslararası verilere göre silajlarda depo küfü görülme sıklığı Penicillium roqueforti 1º Aspergillus fumigatus 2 º Monascus ruber 3 º J. Fink-Gremmels, Netherlands, Mycotoxins in Forages Ch 11, The Mycotoxin Blue Book

29 Penicillium Koçan Mikotoksin Toplam yemde maksimum düzey Hayvan türü Penicillium Patulin, Sitrinin, Okratoksin Bilinmiyor Tüm türler - Bütün Penicilliumlar silaj kalitesini etkiler: - Palatabilite bozulur - Yem tüketimi düşer - Düşük verim ve sağlık sorunları - İkincil metabolitleri bilinen mikotoksinlerdir. Penicillium düşük ph ya adaptedir

30 Süt sığırlarında Penicillium roqueforti mikotoksinlerinin etkileri Rumen fermentasyonunda değişimler Rumen mikroflorası karşısında antimikrobiyal etki Merkezi sinir sistemi Nörotoksinler (çok yüksek dozlarda) Patulin Roquefortin C Lokal yangısal reaksiyonlar Süt ineklerinde ruminit Penisilic Asit Mikofenolik Asit

31 Aspergillus fumigatus Sık rastlanan bir toprak kontaminasyonu Silaj kalitesini etkiler Palatabilite bozulur Yem tüketimi düşer Mikotik enfeksiyonlar Abort İkincil metabolitleri bilinen mikotoksinlerdir Gliotoksin Penitrem A

32 Süt sığırlarında Aspergillus fumigatus mikotoksinlerinin etkileri Jejunal hemoraji sendromu o Bağışıklığın baskılanması Tedaviye direnen mastit Güçlü bir immünosupresif ajan

33 Bazı küfler harika renkler üretir Monascus ruber Monascus ruber Sık rastlanan bir toprak kontaminasyonu Ot ve mısır silajlarında yaygın Varlığı P. roquefortii prevalansını azaltır Silaj kalitesini etkiler Palatabiliteyi azaltır Yem tüketimini baskılar Üretim düşmesi, sağlık sorunları Mikotik enfeksiyonlar Temas ve solunumla İkincil metabolitleri bilinen mikotoksinlerdir Sitrinin Hepatotoksik Nefrotoksik Anti mikrobiyal etki

34 Mikotoksin teşhisi Numune alım protokolünün önemi çok büyüktür Miktar birimleri Milyonda = ppm (mg/kg) Milyarda = ppb (µg/kg) Raporlama bazı Yaş bazda Kuru Maddede Farklı isabetlilik derecelerine sahip çok çeşitli diyagnostik testler mevcuttur.

35 Mikotoksin Teşhisi - Analizler ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbant Assay) Hızlı Ucuz Genellikle tahıllar için Yalancı pozitif sonuçlar Kromatografi Kaba yemler için Daha çok zaman ister Daha pahalıdır Tipleri HPLC (yüksek basınçlı sıvı kromatografisi) GC (gaz kromatografisi) TLC (ince tabaka kromatografisi)

36 İyileştirici tedbirler! Bu sorunun çözümü seyreltmedir!!! Yüksek kaba yem içerikli yemler Karbonhidrat, protein ve mineral/vitamin içeriği açısından dengeli yemler Antioksidanlar Bağışıklık stimülasyonu Örnek: Vitamin E, Selenyum bazlı ürünler! Adsorban ve deaktivatörler Adsorban: Mikotoksinlerin yüzeyini kaplayarak emilmelerini engellerler (aflatoksin ve biraz da fumonisin). Deaktivatörler: Mikotoksinleri enzimatik olarak dönüştürürler (trikotesenler ve zearalenon).

37 Katkılar Fazladan organik asit uygulaması küf gelişimini inhibe etmez. Sadece çoğalma hızını sınırlar ve MİKOTOKSİNLER gibi ikincil metabolitlerin üretimini stimüle eder. Hilli and Smith, 1977

38 IRTA L. Buchneri nin silaj korunmasına etkileri hakkında değerlendirme verileri Silaj açıldıktan sonraki aflatoksin konsantrasyonu Silaj fermente olduktan sonra aflatoksin konsantrasyonu belirgin ölçüde düşmüştür. Bu da depolama esnasında muhtemelen bir detoksifikasyon süreci yaşandığını göstermektedir. Lactobacillus buchneri ile işlem görmüş silajlar, işlem görmemişlere nazaran daha düşük aflatoksin konsantrasyonu arz etme eğilimindedir.

39 IRTA L. Buchneri nin silaj korunmasına etkileri hakkında değerlendirme verileri Silaj açıldıktan sonraki zearalenon konsantrasyonu Silaj fermente olduktan sonra zearalenon konsantrasyonu artmıştır. Lactobacillus buchneri uygulaması silajlama süreci esnasında zearalenonun daha az artmasını sağlamıştır.

40 IRTA L. Buchneri nin silaj korunmasına etkileri hakkında değerlendirme verileri Toplam küf (cfu) (mayalar hariç) Silo açıldıktan sonra toplam küf miktarı (cfu) Lactobacillus buchneri ile işlem görmüş silajlarda işlem görmemişlere nazaran daha düşük bulunmuştur. Bu fark zamanla birlikte büyümüştür.

41 Mikotoksin riskini azaltan besinler Karotenoidler Vitamin E / Selenyum Omega 3 ve 6 yağ asitleri Krom Bakır Çinko Hücre çeperi ekstratları Probiyotikler

42 Mikotoksin Adsorbanları En yaygın olanlar: aluminosilikatlar o Bentonit o Montmorelonit, o Zeolitler Ürünün etkinliği bilinmelidir o İyi lokalize oluş bir polar grup gereklidir o Belirli bir çözünürlük düzeyi gereklidir o Şekli ve boyutu spesifik mikotoksinle uyumlu olmalıdır Adsorban madellerin çoğu neden aflatoksinleri başarıyla bağlarken trikotesenleri bağlayamaz? o Aflatoksinler = nm o Trikotesenler = nm

43 Mikotoksin Deaktivatörleri Trikotesenler ve zearalenonun moleküler yapısını enzimatik olarak değiştirirler. Mikotoksini toksik kılan halkasal moleküler yapıyı kırarlar. Adsorban maddeler mikotoksin problemlerinin çözümünde ümit vaat eden bir katkı sınıfıdır. Deoxinivalenol (DON) Zearalenone

44 Sonuçlar Süt sığırlarında mikotoksin probleminin şiddetini belirleyen karmaşık değişkenler vardır. Laboratuvarda mikotoksin saptanması bir teşhis sayılmaz. Analiz metodunun niteliği çok önemlidir. Süt işletmeleri iyi üretim uygulamalarına daima dikkat etmelidir: besleme, hayvan sağlığı, konforu ve refahı Silaj kusursuz olarak yapılmalı, küf yayılmasından kaçınılmalıdır. Başta Lactobacillus buchneri içerenler olmak üzere inokülan uygulaması bazı mikotoksinler üzerinde belirli bir detoksifikasyon etkisine sahiptir ve aerobik stabiliteyi arttırırlar.

45 Lallemand Animal Nutrition Dışarıda hava sıcak mı? Kes sesini! Çok teşekkürler! Sorularınız?