जुगाली करने वाले पशुओं में कार्बोहाइड्रेटों के सूक्ष्मजीवी पाचन पर विस्तार से चर्चा कीजिए।

जुगाली करने वाले पशुओं में कार्बोहाइड्रेट का सूक्ष्मजीवी पाचन

जुगाली करने वाले पशुओं में कार्बोहाइड्रेट का पाचन मुख्य रूप से रूमेन में होता है, जो उनके आमाशय का सबसे बड़ा कक्ष है। यह एक जटिल और ऑक्सीजन-रहित वातावरण प्रदान करता है जहाँ विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मजीव (जीवाणु, प्रोटोजोआ और कवक) सहजीवी संबंध में रहते हैं और भोजन को किण्वित करते हैं।

रूमेन का वातावरण एवं सूक्ष्मजीव

• रूमेन का वातावरण: रूमेन एक गर्म (लगभग 39°C), नम और ऑक्सीजन-रहित (anaerobic) वातावरण प्रदान करता है, जिसका pH 5.5 से 7.0 के बीच रहता है। यह सूक्ष्मजीवों के विकास और कार्बोहाइड्रेट के किण्वन के लिए आदर्श स्थितियाँ हैं।
• सूक्ष्मजीवी समुदाय: रूमेन में जीवाणुओं की कई प्रजातियाँ (जैसे रूमिनोकोकस, बैक्टीरॉइड्स), प्रोटोजोआ और कवक पाए जाते हैं। ये सूक्ष्मजीव विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट को पचाने के लिए आवश्यक एंजाइम का उत्पादन करते हैं।

कार्बोहाइड्रेट पाचन के चरण

कार्बोहाइड्रेट पाचन की प्रक्रिया दो मुख्य चरणों में होती है:

1. जटिल कार्बोहाइड्रेट का सरल शर्करा में टूटना (हाइड्रोलिसिस)

• सेल्यूलोज और हेमीसेल्युलोज: ये रेशेदार कार्बोहाइड्रेट रूमेन में मौजूद जीवाणुओं (जैसे सेल्युलाइटिक बैक्टीरिया) और कवक द्वारा उत्पादित एक्सट्रासेलुलर एंजाइम, विशेष रूप से सेल्युलेस और हेमीसेल्युलेस, द्वारा छोटे-छोटे घटकों में तोड़ दिए जाते हैं। सेल्यूलोज को पहले सेल्युबायोस और फिर ग्लूकोज में परिवर्तित किया जाता है।
• स्टार्च और घुलनशील शर्करा: अनाज और अन्य सांद्र आहार में पाए जाने वाले स्टार्च और साधारण शर्करा (जैसे सुक्रोज, ग्लूकोज) को अमाइलेज और अन्य संबंधित एंजाइमों द्वारा अधिक तेज़ी से ग्लूकोज या अन्य मोनोसैकराइड में हाइड्रोलाइज किया जाता है।
• पेक्टिन: पेक्टिन को भी विभिन्न सूक्ष्मजीवों द्वारा एंजाइमेटिक रूप से तोड़ा जाता है।

2. सरल शर्करा का किण्वन और वाष्पशील वसीय अम्लों (VFAs) का उत्पादन

हाइड्रोलिसिस से उत्पन्न सरल शर्करा (मुख्यतः ग्लूकोज) को रूमेन के सूक्ष्मजीवों द्वारा ऊर्जा प्राप्त करने और अपने स्वयं के विकास के लिए किण्वित किया जाता है। इस किण्वन प्रक्रिया के मुख्य अंतिम उत्पाद वाष्पशील वसीय अम्ल (VFAs) होते हैं।

रूमेन में उत्पादित होने वाले मुख्य VFAs हैं:

• एसिटिक एसिड (एसिटेट): यह सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला VFA है (कुल VFAs का 60-70%)। यह पशु के लिए ऊर्जा का एक प्रमुख स्रोत है और वसा संश्लेषण (विशेषकर दूध वसा) के लिए महत्वपूर्ण है। यह रेशेदार आहार से अधिक उत्पन्न होता है।
• प्रोपिओनिक एसिड (प्रोपिओनेट): यह दूसरा सबसे महत्वपूर्ण VFA है (कुल VFAs का 15-20%)। प्रोपिओनेट पशु के यकृत में ग्लूकोनियोजेनेसिस (नए ग्लूकोज का निर्माण) का मुख्य अग्रदूत है, जो जुगाली करने वाले पशुओं के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि बहुत कम ग्लूकोज सीधे आंत से अवशोषित होता है। यह अनाज-आधारित आहार से अधिक उत्पन्न होता है।
• ब्यूटिरिक एसिड (ब्यूटिरेट): यह कम मात्रा में (कुल VFAs का 10-15%) उत्पादित होता है। यह रूमेन की उपकला कोशिकाओं के विकास और ऊर्जा के लिए उपयोग होता है, और शरीर में बीटा-हाइड्रॉक्सीब्यूटिरिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है, जो एक कीटोन बॉडी है।

अन्य उत्पाद

• कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन: किण्वन प्रक्रिया के उप-उत्पादों के रूप में बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन गैसें उत्पन्न होती हैं, जिन्हें पशु डकार के माध्यम से बाहर निकालता है। मीथेन का उत्पादन ऊर्जा का नुकसान होता है और यह एक ग्रीनहाउस गैस भी है।
• सूक्ष्मजीवी प्रोटीन: सूक्ष्मजीव कार्बोहाइड्रेट के किण्वन से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके अपने स्वयं के प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं। ये सूक्ष्मजीव जब निचले पाचन तंत्र में पचते हैं, तो पशु के लिए उच्च गुणवत्ता वाले प्रोटीन का स्रोत बनते हैं।
• लैक्टिक एसिड: कुछ परिस्थितियों में, विशेष रूप से उच्च अनाज वाले आहार खिलाने पर, लैक्टिक एसिड का उत्पादन बढ़ सकता है, जिससे रूमेन का pH तेजी से गिर सकता है और अम्लरक्तता (rumen acidosis) हो सकती है।

पशु के लिए महत्व

रूमेन में कार्बोहाइड्रेट का सूक्ष्मजीवी पाचन जुगाली करने वाले पशुओं के लिए ऊर्जा की लगभग 70% से अधिक आवश्यकता को पूरा करता है। VFAs सीधे रूमेन की दीवार से रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं और पशु के विभिन्न उपापचयी कार्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिनमें वृद्धि, दुग्ध उत्पादन और प्रजनन शामिल हैं।

विभिन्न आहारों का प्रभाव

आहार की संरचना VFAs के उत्पादन के अनुपात को प्रभावित करती है:

आहार का प्रकार	प्रमुख VFA	प्रभाव
अधिक रेशेदार (घास, चारा)	एसिटिक एसिड	दूध वसा संश्लेषण को बढ़ावा देता है।
अधिक सांद्र (अनाज)	प्रोपिओनिक एसिड	ग्लूकोज उत्पादन को बढ़ावा देता है, जिससे दूध उत्पादन और वृद्धि होती है, लेकिन अम्लरक्तता का जोखिम बढ़ सकता है।

इस प्रकार, जुगाली करने वाले पशुओं में कार्बोहाइड्रेट का सूक्ष्मजीवी पाचन न केवल उनके अस्तित्व के लिए आवश्यक है, बल्कि पशुधन उत्पादन (दूध और मांस) के लिए भी केंद्रीय है, जिससे वे ऐसे आहार स्रोतों का उपयोग कर पाते हैं जिन्हें अन्य पशु नहीं पचा सकते।