Nghiên cứu sử dụng multi-enzyme và probiotic trong nuôi dưỡng lợn con sau cai sữa

Nghiên cứu sử dụng multi-enzyme và probiotic trong nuôi dưỡng lợn con sau cai sữa

CÙ THỊ THUÝ NGA

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MULTI - ENZYME

VÀ PROBIOTIC TRONG NUÔI DƢỠNG LỢN CON

SAU CAI SỮA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2014

CÙ THỊ THUÝ NGA

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MULTI - ENZYME

VÀ PROBIOTIC TRONG NUÔI DƢỠNG LỢN CON

SAU CAI SỮA

Chuyên ngành: Chăn nuôi

Mã số: 62.62.01.05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS.TS TRẦN VĂN PHÙNG

2 PGS TS TRẦN TỐ

THÁI NGUYÊN - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác Mọi sự giúp đỡ đều đƣợc cảm ơn Các thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả của luận án

Cù Thị Thúy Nga

Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Trần Văn Phùng, PGS.TS Trần Tố đã rất tận tình và trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện thành công công trình nghiên cứu này

Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm đã tạo điều kiện thuận lợi và cho phép tôi thực hiện luận án này Tôi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các thầy cô giáo khoa Chăn nuôi thú y đã tạo điều kiện, giúp đỡ

và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án

Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ quí báu của tập thể cán bộ Viện Khoa học sự sống, Khoa sau Đại học và các em sinh viên khoá 36, 37 khoa Chăn nuôi thú y, các học viên cao học K15, K16 Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới Trung tâm Thực hành Thực nghiệm trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Công ty Thức ăn chăn nuôi Đại Minh, Trại giống lợn Tân Thái - Trung tâm giống vật nuôi tỉnh Thái Nguyên, đã giúp đỡ về tinh thần và vật chất trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án

Cuối cùng, tôi xin dành lòng biết ơn tới người thân, gia đình và bạn bè đã giúp

đỡ, cổ vũ, động viên về tinh thần và vật chất cho tôi trong suốt những năm tháng miệt mài tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận án này

Xin trân trọng cảm ơn tất cả sự giúp đỡ đó!

Thái Nguyên, tháng 01 năm 2014

Nghiên cứu sinh

Cù Thị Thúy Nga

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 3

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

4 Những đóng góp mới của luận án 4

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Đặc điểm của lợn con 5

1.1.1 Đặc điểm sinh trưởng của lợn con giai đoạn sau cai sữa 5

1.1.2 Đặc điểm cơ quan tiêu hoá và dịch tiêu hóa của lợn con 6

1.1.3 Đặc điểm phân tiết và hoạt tính của enzyme tiêu hóa 7

1.1.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hóa của lợn con 10

1.1.5 Tỷ lệ tiêu hóa protein và xơ ở lợn 12

1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của lợn con 14

1.2.1 Nhu cầu về năng lượng 14

1.2.2 Nhu cầu về protein, axit amin và khả năng giảm mức protein trong khẩu phần của lợn bằng việc bổ sung axit amin tổng hợp 14

1.2.3 Chất xơ trong dinh dưỡng lợn con 17

1.2.4 Nhu cầu về các chất dinh dưỡng khác 19

1.3 Enzyme và ứng dụng trong chăn nuôi 21

1.3.1 Tính đặc hiệu của enzyme 22

1.3.2 Hiệu quả của việc sử dụng enzyme trong chăn nuôi 23

1.3.3 Những hiểu biết về enzyme tiêu hoá tinh bột, protein và chất xơ 25

1.3.4 Những nghiên cứu về enzyme tiêu hóa trong và ngoài nước 29

1.3.5 Giới thiệu về multi - enzyme sử dụng trong đề tài 31

1.4 Probiotic và ứng dụng trong chăn nuôi 31

1.4.1 Chức năng và tác động của probiotic 32

1.4.2 Cơ chế tác dụng của probiotic 33

1.4.3 Ứng dụng probiotic trong chăn nuôi 34

1.4.4 Thành phần hỗn hợp vi khuẩn probiotic sử dụng trong thí nghiệm 37

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 39

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 39

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 39

2.1.3 Thời gian nghiên cứu: Từ năm 2008 đến năm 2012 39

2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 39

2.2.1 Nội dung 1 Nghiên cứu ảnh hưởng của multi - enzyme chứa proteaza, amylaza đến tỷ lệ tiêu hóa protein, tinh bột, chất xơ và sinh trưởng của lợn con sau cai sữa nuôi bằng khẩu phần có mức protein khác nhau 39

2.2.2 Nội dung 2 Nghiên cứu ảnh hưởng của multi - enzyme chứa proteaza, amylaza, xenlulaza đến tỷ lệ tiêu hóa và sinh trưởng của lợn con sau cai sữa được nuôi bằng khẩu phần có mức xơ khác nhau 48

2.2.3 Nội dung 3 Nghiên cứu ảnh hưởng của probiotic đến sinh trưởng của lợn con sau cai sữa 54

2.3 Phương pháp xử lý số liệu 56

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57

3.1 Nội dung 1 Nghiên cứu ảnh hưởng của multi - enzyme đến tỷ lệ tiêu hóa protein, tinh bột, chất xơ và sinh trưởng của lợn con sau cai sữa nuôi bằng khẩu phần có mức protein khác nhau 57

3.1.1 Kết quả thí nghiệm 1 57

3.1.2 Kết quả thí nghiệm 2 64

3.2 Nội dung 2 Nghiên cứu ảnh hưởng của multi - enzyme đến tỷ lệ tiêu hóa và sinh trưởng của lợn con sau cai sữa được nuôi bằng khẩu phần có mức xơ khác nhau 76

3.2.1 Kết quả thí nghiệm 3 76

3.2.2 Kết quả thí nghiệm 4 85

3.3 Kết quả thí nghiệm 5 99

3.3.1 Sinh trưởng tích luỹ của lợn con thí nghiệm 5 99

3.3.2 Sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 5 102

3.3.3 Tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy của lợn con thí nghiệm 5 104

3.3.4 Hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn con thí nghiệm 5 106

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 114

1 Kết luận 114

2 Tồn tại 115

3 Đề nghị 115

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 117

I Tài liệu tiếng Việt 117

II Tài liệu tiếng Anh 123

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN

ADN Axit Deoxyribo Nucleic

ARC Agricultural Research Council (Viện khoa học Nông Nghiệp) ARN Axit Ribo Nucleic

DE Năng lượng tiêu hoá

DFM Direct Fed Microbials (Vi sinh vật được cho ăn trực tiếp)

NDF Chất xơ không tan trong môi trường trung tính

NLTĐ/ME Năng lượng trao đổi/ME

NRC National Research Council (Hội đồng nghiên cứu quốc gia) NSP Non starch polysaccarit

TTTĂ Tiêu tốn thức ăn

UI Unit international (Đơn vị quốc tế)

US United States (Hoa Kỳ)

VCK Vật chất khô

VTM Vitamin

YLD Yorshire Landrace Duroc

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 40

Bảng 2.2 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho lợn thí nghiệm 1 40

Bảng 2.3 Diễn giải thí nghiệm 2 45

Bảng 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 48

Bảng 2.5 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của thức ăn thí nghiệm 3 49

Bảng 2.6 Diễn giải thí nghiệm 4 52

Bảng 2.7 Diễn giải thí nghiệm 5 54

Bảng 2.8 Thành phần của các chủng vi khuẩn trong hỗn hợp probiotic 54

Bảng 2.9 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của thức ăn thí nghiệm 5 55

Bảng 3.1 Tỷ lệ tiêu hoá protein của lợn con thí nghiệm 1 57

Bảng 3.2 Tỷ lệ tiêu hoá tinh bột của lợn con thí nghiệm 1 60

Bảng 3.3 Tỷ lệ tiêu hoá chất xơ của lợn con thí nghiệm 1 63

Bảng 3.4 Khối lượng của lợn con thí nghiệm 2 (kg/con) 64

Bảng 3.5 Sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 2 (g/con/ngày) 67

Bảng 3.6 Tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 2 69

Bảng 3.7 Tiêu tốn protein/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 2 72

Bảng 3.8 Tiêu tốn (TT) lyzin/kg tăng khối lượng lợn con thí nghiệm 2 73

Bảng 3.9 Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng lợn con thí nghiệm 2 75

Bảng 3.10 Tỷ lệ tiêu hoá protein của lợn con thí nghiệm 3 77

Bảng 3.11 Tỷ lệ tiêu hoá tinh bột của lợn con thí nghiệm 3 80

Bảng 3.12 Tỷ lệ tiêu hoá chất xơ của lợn con thí nghiệm 3 82

Bảng 3.13 Khối lượng của lợn con thí nghiệm 4 85

Bảng 3.14 Sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 4 (g/con/ngày) 89

Bảng 3.15 Tiêu tốn thức ăn (TTTĂ) của lợn con thí nghiệm 4 91

Bảng 3.16 Tiêu tốn năng lượng trao đổi/kg tăng khối lượng 93

của lợn con thí nghiệm 4 93

Bảng 3.17 Tiêu tốn protein/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 4 94

Bảng 3.18 Tiêu tốn lyzin/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 4 95

Bảng 3.19 Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 4 97

Bảng 3.20 Sinh trưởng tích luỹ của lợn con thí nghiệm 5 (kg/con) 99

Bảng 3.21 Sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 5 (g/con/ngày) 102

Bảng 3.22 Tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy của lợn con thí nghiệm 5 105

Bảng 3.23 Lượng thức ăn tiêu thụ của lợn con thí nghiệm 5 (g/con/ngày) 107

Bảng 3.24 Tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm 5 107

Bảng 3.25 Tiêu tốn năng lượng trao đổi/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 5 109

Bảng 3.26 Tiêu tốn protein/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 5 110

Bảng 3.27 Tiêu tốn lyzin/kg tăng khối lượng của lợn con thí nghiệm 5 111

Bảng 3.28 Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng lợn con thí nghiệm 5 112

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Đồ thị sinh trưởng tích lũy của lợn con thí nghiệm 2 66

Hình 3.2 Biểu đồ sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 2 69

Hình 3.3 Đồ thị sinh trưởng tích lũy của lợn con thí nghiệm 4 88

Hình 3.4 Biểu đồ sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 4 90

Hình 3.5 Đồ thị sinh trưởng tích luỹ của lợn con thí nghiệm 5 101

Hình 3.6 Biểu đồ sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 5 104

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong chăn nuôi lợn, một số chế phẩm sinh học như kháng sinh, hocmon đã

và đang được sử dụng ở những quy mô, mức độ khác nhau và mang lại những hiệu quả nhất định Tuy nhiên, trải qua thời gian, các nhà khoa học đã phát hiện ra mặt trái của các chất bổ sung này như gây hiện tượng kháng thuốc của vi khuẩn, để lại tồn dư trong sản phẩm gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người Để khắc phục những hạn chế này, khoa học đã hướng tới nghiên cứu và sản xuất những chất thay thế nhằm đáp ứng đòi hỏi cấp thiết của thực tế sản xuất (Cromwel, 2002) [75] Những chất bổ sung được quan tâm nghiên cứu và sử dụng nhiều là các enzyme tiêu hóa và probiotic, các chất này không chỉ làm tăng hiệu quả chăn nuôi mà còn tạo ra các sản phẩm an toàn với sức khỏe con người và môi trường, cải thiện sự cân bằng của hệ vi sinh vật trong đường ruột (Jans, 2005 [92]; Fuller, 1989 [84])

Ở lợn con giai đoạn sau cai sữa, bộ máy tiêu hóa phát triển chưa hoàn thiện, sự bài tiết các enzyme nội sinh còn hạn chế Lợn con cùng một lúc chịu tác động bởi nhiều yếu tố như stress dinh dưỡng (do thay đổi thức ăn), stress sinh lý (do thay đổi môi trường sống và tập tính) (Fraser và cs, 1998 [82]; Cromwell, 2000 [74]; Kiarie và

cs, 2007 [95]), nên đã làm giảm tỷ lệ tiêu hóa, giảm hoạt tính của các enzyme nội sinh, tăng khả năng nhiễm các vi sinh vật có hại dẫn đến làm mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột làm cho lợn con bị tiêu chảy, chậm lớn Chính vì vậy, việc bổ sung multi - enzyme và probiotic vào thức ăn chăn nuôi sẽ góp phần nâng cao năng suất thông qua việc tăng sức đề kháng, đặc biệt là giai đoạn sau cai sữa, ảnh hưởng tốt đến tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng, tăng sinh trưởng và giảm chi phí thức ăn cho một đơn vị sản phẩm Kết quả nghiên cứu của các tác giả Cunningham và cs, 1957 [76]; Lewis và cs, 1995 [103]; Officer, 2000 [113]; Lã Văn Kính và cs (2001) [21], Đỗ Văn Quang và cs (2005) [35]; Hồ Trung Thông và cs (2008) [43]; Trần Quốc Việt

và cs (2010) [62] đã cho thấy điều đó

Khi sử dụng enzyme và probiotic cho lợn con có tác dụng làm tăng tỷ lệ tiêu hoá thức ăn và sinh trưởng là do những chất này kết hợp với enzyme nội sinh phân giải các hợp chất phức tạp thành những chất đơn giản, dễ hấp thu và làm giảm được

độ nhớt sinh ra trong quá trình tiêu hoá thức ăn, đặc biệt là các khẩu phần chứa nhiều polysaccarit không phải tinh bột (non- starch polysaccarit - NSP) Nên người

ta thường bổ sung vào khẩu phần những chế phẩm đa enzyme (multi - enzyme) để phân giải đồng thời nhiều hợp chất hữu cơ (Vũ Duy Giảng, 2009 [9])

Đối với thức ăn cho lợn con giai đoạn sau cai sữa, nguồn cung cấp protein và năng lượng chủ yếu có nguồn gốc thực vật, trong khi khả năng tiêu hoá các loại thức ăn này của lợn con còn kém Khi thiếu các enzyme tiêu hoá như proteaza, amylaza trong phần đầu của đường tiêu hoá sẽ giảm khả năng tiêu hóa protein và tinh bột có nguồn gốc thực vật Vì vậy việc bổ sung thêm multi - enzyme vào khẩu phần lợn con giai đoạn này là cần thiết

Về thực chất, nhu cầu về protein của lợn chính là nhu cầu về các axit amin Khi khẩu phần ăn cho lợn, đặc biệt là lợn con được cung cấp đủ hoặc thừa lượng protein nhưng không cân đối về tỷ lệ các axit amin thì hiệu quả hấp thu protein rất thấp, lợn sinh trưởng chậm, dễ dẫn đến tiêu chảy, đồng thời còn gây ô nhiễm môi trường do lượng nitơ thừa thải ra ngoài qua phân và nước tiểu Trên thực tế, để đáp ứng nhu cầu axit amin cho lợn, hầu hết người chăn nuôi và các hãng sản xuất thức

ăn đều sử dụng các công thức phối hợp có tỷ lệ protein cao mà chưa tính hết đến sự lãng phí và ô nhiễm môi trường Vì thế, việc nghiên cứu những khẩu phần ăn có mức protein hợp lý trên cơ sở làm tăng hiệu quả sử dụng protein thông qua sử dụng multi - enzyme sẽ góp phần giải quyết những yêu cầu đó

Các nguồn nguyên liệu sẵn có ở địa phương như cám gạo, ngô và các phụ phẩm khác thường có hàm lượng xơ cao, hàm lượng protein thấp Khẩu phần cho lợn dựa trên các nguyên liệu này với mức xơ quá cao có thể làm giảm tỷ lệ tiêu hóa và các thành phần dinh dưỡng khác (Fernadez và cs, 1986 [80]; Noblet và

cs, 2001 [111]; Len và cs, 2006a [101]; Trần Văn Phùng và cs, 2012 [33]) dẫn tới năng suất sinh trưởng thấp, đặc biệt là lợn con Tuy nhiên, khi được nuôi

bằng khẩu phần có mức xơ hợp lý, có tác dụng tăng cường nhu động của ruột và tạo khuôn phân để hoạt động thải phân của vật nuôi được thuận lợi Những chất

xơ chưa được tiêu hóa ở ruột non là nguồn cung cấp năng lượng cho vi sinh vật ở ruột già, với nguồn năng lượng này, vi khuẩn tiếp tục hấp thu NH3 để tổng hợp protein, góp phần làm giảm đào thải NH3 ra ngoài môi trường

Xuất phát từ những cơ sở khoa học và thực tiễn trên, việc nghiên cứu bổ sung multi - enzyme và probiotic vào khẩu phần được thiết lập dựa trên nguyên liệu thức ăn có sẵn tại địa phương và mức protein hợp lý cho lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa là rất quan trọng, góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng thức ăn và hiệu quả chăn

nuôi Vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu sử dụng multi -

enzyme và probiotic trong nuôi dưỡng lợn con sau cai sữa”

2 Mục tiêu của đề tài

- Xác định được ảnh hưởng của việc bổ sung multi - enzyme vào các khẩu phần có mức protein khác nhau và các khẩu phần có mức xơ thô khác nhau đến tỷ

lệ tiêu hoá protein, tinh bột, chất xơ và sinh trưởng, chuyển hóa thức ăn của lợn con giai đoạn sau cai sữa

- Xác định được ảnh hưởng của việc bổ sung probiotic vào các khẩu phần ăn đến sinh trưởng và chuyển hóa thức ăn của lợn con giai đoạn sau cai sữa

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp thêm số liệu về tỷ lệ tiêu hóa protein, tinh bột và chất xơ của lợn con giai đoạn sau cai sữa khi được nuôi bằng khẩu phần có mức protein khác nhau và khẩu phần có mức xơ thô khác nhau có bổ sung multi - enzyme

Cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng công thức thức ăn hỗn hợp có mức protein và mức xơ thô hợp lý trên cơ sở sử dụng multi - enzyme và probiotic cho lợn con giai đoạn sau cai sữa, nhằm tận dụng nguồn thức ăn địa phương, nâng cao hiệu quả chăn nuôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, đưa ra được khuyến cáo về việc sử dụng multi - enzyme và probiotic bổ sung vào khẩu phần cho lợn con giai đoạn sau cai sữa nhằm cải thiện tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng, hạn chế các bệnh về đường tiêu hoá của lợn con, nâng cao khả năng sinh trưởng, năng suất và hiệu quả chăn nuôi Đưa ra các khẩu phần ăn có mức protein và xơ thô hợp lý có sử dụng multi - enzyme và probiotic để áp dụng trong sản xuất nhằm sử dụng các nguyên liệu thức ăn sẵn có tại địa phương, nâng cao hiệu quả chăn nuôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

4 Những đóng góp mới của luận án

Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án đã đóng góp thêm tư liệu về ảnh hưởng việc bổ sung multi - enzyme vào khẩu phần có các mức protein, mức xơ thô khác nhau và của hỗn hợp probiotic đến tỷ lệ tiêu hóa protein, tinh bột, xơ thô và sinh trưởng, hệ số chuyển hóa thức ăn của lợn con sau cai sữa giống ngoại

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Đặc điểm của lợn con

1.1.1 Đặc điểm sinh trưởng của lợn con giai đoạn sau cai sữa

Theo Whitemore (1993) [125], sinh trưởng là quá trình tăng khối lượng cơ thể

do sự tăng lên về số lượng và lớn lên của các tế bào trong các cơ quan và tổ chức Nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng cho thấy, lợn con giai đoạn sau cai sữa có khả năng sinh trưởng phát triển nhanh, cường độ trao đổi chất mạnh Do lợn con sinh trưởng nhanh, nên khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng cao Lợn con ở 3 tuần tuổi, mỗi ngày tích luỹ được 9 - 14 g protein/kg tăng khối lượng Trong khi đó, lợn trưởng thành chỉ tích luỹ được 0,3 - 0,4 g protein/kg tăng khối lượng Hơn nữa, để tăng 1 kg khối lượng cơ thể, lợn con cần rất ít năng lượng, nghĩa là tiêu tốn thức ăn ít hơn lợn lớn, vì giai đoạn này tích luỹ chủ yếu là nạc, mà để sản xuất ra 1 kg thịt nạc cần ít năng lượng hơn để sản xuất ra 1 kg thịt mỡ (Trần Văn Phùng và cs, 2004) [32]

Đồng thời, người ta cũng thấy rằng lợn con sinh trưởng nhanh, nhưng không đồng đều qua từng giai đoạn tuổi Trong 21 ngày đầu sau khi sinh, lợn sinh trưởng nhanh, sau đó giảm dần, mà nguyên nhân chủ yếu do lượng sữa mẹ cung cấp không

đủ nhu cầu, thời gian giảm sinh trưởng kéo dài khoảng 2 tuần, thời kỳ này được gọi

là giai đoạn khủng hoảng của lợn con Đó là do ảnh hưởng bất lợi của môi trường sống và thay đổi về dinh dưỡng Sự thay đổi thức ăn từ sữa của lợn mẹ sang thức ăn

do con người cung cấp là nguyên nhân chính dẫn đến giảm tốc độ sinh trưởng trong tuần đầu tiên sau cai sữa Để hạn chế khủng hoảng này người ta phải tập cho lợn con ăn sớm (Kornegay và cs, 1979 [97]; Lecce và cs, 1979 [100]; Amstrong và cs,

về sinh lý tiêu hóa và sinh trưởng của lợn con thực sự rất quan trọng Thực tế cho thấy, những khẩu phần ăn có tỷ lệ các chất dinh dưỡng cao, đặc biệt protein thường giúp cho lợn con sinh trưởng nhanh, nhưng rất dễ gây bệnh tiêu chảy mà nguyên nhân chủ yếu là do khả năng tiêu hóa của lợn con còn hạn chế Ngoài ra, việc dư thừa các chất dinh dưỡng là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, một mối quan ngại trong giai đoạn hiện nay của xã hội

1.1.2 Đặc điểm cơ quan tiêu hoá và dịch tiêu hóa của lợn con

Tiêu hoá là quá trình phân giải thức ăn bằng các tác động cơ học, hóa học và sinh vật học để biến những hợp chất hữu cơ phức tạp của thức ăn thành những chất đơn giản, mà cơ thể động vật có thể hấp thu và sử dụng được (Nguyễn Thiện, 1998) [39] Đối với lợn con, cơ quan tiêu hóa phát triển nhanh nhưng chưa hoàn thiện Sự phát triển đó thể hiện ở sự tăng nhanh về dung tích dạ dày, ruột non và ruột già Dung tích dạ dày của lợn con lúc 10 ngày tuổi có thể tăng gấp 3 lần lúc sơ sinh, lúc

20 ngày tuổi tăng gấp 8 lần và 60 ngày tuổi tăng gấp 60 lần (dung tích dạ dày lúc sơ sinh khoảng 0,03 lít) Dung tích ruột non của lợn con lúc 10 ngày tuổi có thể tăng gấp 3 lần lúc sơ sinh, lúc 20 ngày tuổi tăng gấp 6 lần và 60 ngày tuổi tăng gấp 50 lần (dung tích ruột non lúc sơ sinh khoảng 0,11 lít) Dung tích ruột già của lợn con lúc 10 ngày tuổi có thể tăng gấp 1,5 lần lúc sơ sinh, ở 20 ngày tuổi tăng gấp 2,5 lần

và 60 ngày tuổi tăng gấp 50 lần (dung tích ruột già lúc sơ sinh khoảng 0,04 lít) (Hoàng Toàn Thắng và cs, 2006 [38]; Trương Lăng, 2004 [23]

Cơ quan tiêu hóa của lợn con chưa hoàn thiện còn thể hiện ở chỗ lượng dịch phân tiết và hoạt tính của enzyme tiêu hóa còn kém, nhất là ở 3 tuần đầu, sau đó hoàn thiện dần Nếu không cho lợn con ăn sớm thì khoảng 25 ngày đầu sau khi đẻ, pepsin trong dạ dày lợn con chưa có khả năng tiêu hóa protein của thức ăn, vì lúc này dịch vị dạ dày chưa có HCl tự do nên chưa hoạt hóa pepsinogen thành pepsin

để tiêu hóa protein Do thiếu HCl nên lợn con rất dễ bị vi khuẩn có hại xâm nhập vào đường tiêu hóa gây bệnh Để khắc phục tình trạng này nên tập cho lợn con ăn sớm vào lúc 7 - 8 ngày tuổi, để kích thích tế bào vách dạ dày lợn con tiết ra HCl tự

do sớm hơn

Nhiều nghiên cứu cho thấy, nếu lợn con được tách mẹ thì amylaza trong nước bọt có hoạt tính cao nhất vào ngày thứ 14, nếu còn bú sữa mẹ thì hoạt tính này đến ngày thứ 21 mới có hiệu quả cao, cho nên khả năng tiêu hóa tinh bột của lợn con còn kém, chỉ tiêu hóa được khoảng 50 % lượng tinh bột ăn vào, vì vậy cần tập cho lợn con ăn sớm kết hợp cai sữa sớm và chế biến thức ăn thật tốt trước khi cho lợn con ăn (Đào Trọng Đạt và cs, 1995 [7]; Trương Lăng, 2004) [23]

Dịch tụy của ruột non có ý nghĩa quan trọng đối với sự tiêu hóa Trong dịch tụy có chứa các enzyme (trypsin, cacboxypeptidaza, elactaza, dipeptidaza, nucleaza v.v ) có tác dụng phân giải từ 60 - 80 % protein, gluxit và lipit của thức ăn Hoạt tính của các enzyme thay đổi từ sơ sinh đến trưởng thành Như vậy, để tăng tỷ lệ tiêu hóa và làm giảm tỷ lệ tiêu chảy ở lợn con, trong sản xuất thức ăn cho lợn con giai đoạn tập ăn và sau cai sữa chúng ta nên sử dụng các loại thức ăn dễ tiêu hóa như sữa bột, đường lactoz, thức ăn hạt cần được rang chín và nghiền nhỏ, đồng thời

bổ sung thêm một số axit vô cơ như axit lactic

1.1.3 Đặc điểm phân tiết và hoạt tính của enzyme tiêu hóa

Đối với lợn con, sự phân tiết dịch tiêu hoá có những điểm khác biệt với lợn lớn Lượng dịch tiết vào ban ngày thường ít (khoảng 31 %), chủ yếu vào ban đêm đạt 69 %, còn ở lợn trưởng thành thì ngược lại Ở lợn con cai sữa, lượng dịch vị tiết

ra ngày và đêm gần bằng nhau Lợn con dưới 20 ngày tuổi chưa có phản xạ tiết dịch

vị Độ axit trong dịch vị của lợn con thấp hơn lợn trưởng thành, nên mức độ hoạt hoá pepsin và khả năng diệt khuẩn kém Hàm lượng axit biến đổi theo lứa tuổi của lợn, axit HCl tự do xuất hiện ở 25 - 30 ngày tuổi và có tác dụng diệt khuẩn rõ nhất ở

40 - 50 ngày tuổi (Trương Lăng, 2004) [23]

* Nhóm enzyme phân giải protein

Pepsin là enzyme chủ yếu của dịch vị, do tế bào chủ tiết ra ở dạng chưa hoạt động pepsinogen Dưới tác dụng của HCl chuyển thành pepsin hoạt động Pepsin có tác dụng phân giải protein của thức ăn thành albumoz và pepton (peptit có 4 - 5 axit amin), trong điều kiện tác dụng lâu dài, pepsin có thể phân giải protein cho sản phẩm cuối cùng là axit amin để cơ thể hấp thu Pepsin chỉ hoạt động trong môi

trường axit, pH thích hợp là 1,5 - 2,5, nồng độ HCl tự do là 0,1 - 0,5 % Hoạt lực của pepsin tăng lên theo tuổi một cách rõ rệt Ở 9 ngày tuổi tiêu hoá 30 mg fibrin trong 19 giờ, 28 ngày tuổi chỉ cần 2 - 3 giờ, đến 50 ngày tuổi chỉ cần 1 giờ (Hoàng Toàn Thắng và cs, 2006) [38]

Lợn con dưới 1 tháng tuổi, pepsin trong dạ dày lợn con chưa có khả năng tiêu hoá protein của thức ăn, vì lúc này dịch vị dạ dày lợn con không có HCl tự

do, lượng axit tiết ra rất ít và nhanh chóng liên kết với dịch nhầy, gây ra hiện tượng thiếu axit hay còn gọi là “Hypoclohydric” Đây là một đặc điểm quan trọng trong tiêu hoá dạ dày ở lợn con Vì thiếu HCl tự do nên khả năng sát trùng kém, vi sinh vật xâm nhập vào dạ dày dễ sinh sôi nảy nở và phát triển gây bệnh

về đường tiêu hoá ở lợn con, đặc biệt là bệnh lợn con phân trắng (Trần Văn Phùng và cs, 2004) [32]

Trypsin: là enzyme chính của dịch tụy được tiết ra dưới dạng trypsinogen rồi được enterokinaza của tá tràng hoạt hoá trở thành trypsin và sau đó là quá trình

tự hoạt hóa

Trypsinogen Trypsin

(chưa hoạt động) (hoạt động)

Trypsin là enzyme tiêu hoá protein của thức ăn Lúc thai 2 tháng tuổi đã có trypsin, thai càng lớn hoạt tính của trypsin càng cao Khi lợn con mới đẻ ra, hoạt tính của trypsin dịch tụy rất cao để bù đắp lại khả năng tiêu hoá kém của pepsin dạ dày Trypsin có hoạt lực cao nhất với pH = 8, tác dụng tương tự như pepsin nhưng hoạt lực mạnh và triệt để hơn Trypsin phân giải protein tạo thành polypeptit và axit amin

Catepsin là enzyme tiêu hoá protein trong sữa có tác dụng giống pepsin, thuỷ phân protein và các mạch peptit thành axit amin, hoạt động thích hợp trong khoảng

pH = 4 - 5 Vì thích hợp với pH cao nên catepsin hoạt động mạnh ở động vật non bú sữa, khi mà HCl tự do hình thành chưa nhiều Đối với lợn con, ở 3 tuần tuổi đầu catepsin có hoạt tính mạnh, sau đó hoạt tính giảm dần

Enterokinaza

Kimotrypsin cũng được tiết ra dưới dạng chưa hoạt động là kimotrypsinogen sau đó được trypsin hoạt hoá chuyển thành kimotrypsin hoạt động, pH tối ưu là 8, tác dụng tương tự trypsin

Elastaza phân giải elastin (gân, bạc nhạc) thành peptit và axit amin

Carboxypolypeptidaza tác dụng phân giải peptit ở đầu có nhóm COO- tự do

và tách axit amin ra khỏi phân tử peptit

Aminopolypeptidaza phân giải peptit ở đầu có nhóm NH3+ tự do Dipeptidaza phân giải dipeptit thành hai axit amin Nucleaza phân giải axit nucleic thành mononucleotit

Cùng với pepsin dạ dày, các enzyme phân giải protein của dịch tụy có tác dụng phân giải protein thành các axit amin để hấp thu Trong số đó, trypsin là quan trọng nhất Một số loại đậu đỗ và thực vật như đậu tương có chất kháng enzyme (anti trypsin), nếu ăn đậu đỗ sống thì tiêu hoá kém, dẫn tới tiêu chảy Vì vậy, các loại thức ăn này cần được xử lý nhiệt trước khi cho lợn ăn

* Nhóm enzyme phân giải gluxit

Amylaza và maltaza: Hai enzyme này có trong nước bọt và trong dịch tụy lợn con từ lúc mới đẻ, nhưng dưới 3 tuần tuổi hoạt tính còn thấp, do đó khả năng tiêu hoá tinh bột của lợn con còn kém, chỉ tiêu hoá được 50 % lượng tinh bột ăn vào

vì vậy đối với lợn con các loại thức ăn này cũng cần phải được rang chín Sau 3 tuần tuổi, amylaza và maltaza mới có hoạt tính mạnh, nên khả năng tiêu hoá tinh bột của lợn con tốt hơn (Hoàng Toàn Thắng và cs, 2006) [38] Amylaza hoạt động tối

ưu ở pH = 7,1, cắt liên kết 1 - 4 - α - glucozit của cả tinh bột sống và chín tạo thành maltoz Maltaza phân giải maltoz thành glucoz để cơ thể lợn hấp thu

Saccaraza: Đối với lợn con dưới 2 tuần tuổi, hoạt tính của saccaraza còn thấp, nếu cho lợn con ăn saccaroz thì rất dễ bị tiêu chảy

Lactaza: Có tác dụng tiêu hoá lactoz trong sữa Enzyme này có hoạt tính mạnh ngay từ khi lợn con sinh ra và tăng cao nhất ở tuần tuổi thứ 2, sau đó hoạt tính giảm dần

* Nhóm enzyme phân giải lipit

Lipaza của dịch tụy hoạt động tối ưu ở pH = 6,8 Lipaza cắt các liên kết este giữa glyxerin và axit béo, do đó phân giải triglyxerit đã được nhũ hoá nhờ dịch ruột

để tạo ra mono glyxerit, axit béo và glyxerin

Triglyxerit Lipaza monoglyxerit Lipaza glyxerin + axit béo

Photpholipaza cắt liên kết este giữa glyxerin với axit photphoric, do đó tham gia phân giải photpholipit thành photphat và diglyxerit Diglyxerit sẽ tiếp tục được lipaza phân giải thành glyxerin và axit béo

Photpholipit Photpholipaza glyxerin Lipaza axit béo Lipaza diglyxerit

- H3PO4

Cholesterolesteraza: phân giải este của cholesterol và các sterol của thức ăn thành axit béo và sterol

Với ba enzyme của nhóm phân giải lipit đề cập trên, mọi loại lipit của thức

ăn đều được tiêu hoá hết (Lã Văn Kính và cs, 2001) [21] Theo Corring và cs (1978) [73], ở lợn con bú sữa, khối lượng của tuyến tụy tăng dần theo tuổi và hoạt tính lipaza cũng tăng từ ngày thứ 2 đến 35 ngày tuổi Tương ứng theo đó, tỷ lệ tiêu hoá lipit của lợn con tăng dần theo tuổi và phụ thuộc vào nguồn lipit (cao nhất ở mỡ sữa, thấp nhất là ngô)

Qua nghiên cứu về quá trình phân tiết enzyme trong đường tiêu hoá của lợn con, chúng ta thấy sự phân tiết và hoạt động của amylaza, maltaza và proteaza tăng dần theo sự tăng lên của ngày tuổi Riêng lactaza tăng cao nhất ở giai đoạn 2 tuần tuổi sau đó giảm dần theo sự tăng lên của ngày tuổi Đây chính là điểm cần lưu ý khi bổ sung thức ăn cho lợn con

1.1.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hóa của lợn con

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hoá của lợn con, trong đó có các yếu tố như thức ăn, kỹ thuật chế biến thức ăn, kỹ thuật cho ăn, yếu tố thời tiết, khí hậu

Các loại thức ăn khác nhau ảnh hưởng không giống nhau đến tiêu hóa của lợn Thức ăn nhiều nước giảm tiết nước bọt và dịch vị Cám gạo kích thích tiết dịch

vị nhiều hơn khoai lang và rau muống Tỷ lệ thức ăn và nước là 1/3 thì lợn không tiết nước bọt (Trần Cừ, 1985) [5] Thức ăn dạng bột nghiền kích cỡ khác nhau thì tỷ

lệ tiêu hoá khác nhau Phương pháp nghiền nhỏ thường áp dụng đối với các loại thức ăn hạt Khi nghiền nhỏ phần vỏ cứng nhiều xơ bị phá vỡ, thức ăn được nghiền nhỏ ra, tỷ lệ tiêu hoá nhờ đó tăng lên Do đó thức ăn được nghiền nhỏ có lợi cho vật nuôi, nhất là các con vật còn non Khi nghiền nhỏ các loại hạt thì tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô (VCK) tăng 3 %, protein thô (CP) tăng 4 %, lipit thô tăng 15 %, xơ thô (CF) tăng 2,2 % và bột đường tăng 1,5 % so với nghiền ở mức độ to (Từ Quang Hiển và cs, 2001) [13]

Mùi vị thức ăn cũng là yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hoá vì nó kích thích tính thèm ăn và sự tiết dịch tiêu hoá ở lợn Theo Hoàng Văn Tiến (1995) [46], khi bổ sung thêm lipit vào khẩu phần, tính ngon miệng của gia súc, gia cầm tăng lên và khả năng thu nhận thức ăn cũng tăng Thức ăn ép viên làm tăng tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng và tốc độ sinh trưởng của lợn con (Skoch và cs, 1983 [119], Lawrence và

cs, 1983 [98], Hancock và cs, 1991 [90], Stark và cs, 1993[121]) Ép viên làm tăng tốc độ gelatin hóa tinh bột trong các loại hạt ngũ cốc, cải thiện tốc độ sinh trưởng của lợn con từ 7 - 10 % so với thức ăn bột (Chales Stanislaw, 1998) [71]

Kỹ thuật chế biến thức ăn khác nhau (như lên men, ủ chua, rang chín) cũng ảnh hưởng đến khả năng tiết dịch tiêu hoá Thức ăn rang chín, dịch vị tiết nhiều hơn thức ăn ngâm nước Thức ăn bột ngũ cốc, cám thì tiết dịch vị nhiều hơn thức ăn củ, quả, rau tươi, thức ăn sống, ủ men thì dịch vị và dịch ruột cũng như hoạt lực của các enzyme cao hơn thức ăn chín không ủ men

Khi khẩu phần không cân bằng các chất dinh dưỡng sẽ làm giảm tỷ lệ tiêu hoá và hấp thu các chất dinh dưỡng Nếu khẩu phần có lượng protein thấp, sẽ làm tăng hoạt động của cơ quan tiêu hoá, làm thải nhiều nitơ theo dịch tiêu hoá để tạo nên nhũ chấp có tỷ lệ thành phần các chất nhất định, dẫn đến làm tăng cao tương đối lượng nước trao đổi theo phân và làm cho lợn bị thiếu protein (Trần Văn Phùng, 2004) [31] Đồng thời khi lượng protein trong khẩu phần thấp sẽ dẫn đến sự giảm tiết dịch tụy và dịch dạ dày rõ rệt Nếu khẩu phần có mức protein trung bình thì lượng dịch tụy tiết ra là 4400 ml, nhưng khẩu phần có mức protein thấp lượng dịch tuỵ tiết ra là 3225 ml, còn khi mức protein cao thì lượng dịch tụy đạt tới 5280 ml

Như vậy, khẩu phần có hàm lượng protein cao thì lượng dịch tuỵ tiết ra càng nhiều

để tăng cường tiêu hoá protein

Cách cho lợn ăn cũng làm ảnh hưởng đến sự tiêu hoá thông qua lượng dịch tiêu hoá tiết ra bị thay đổi Nếu cho lợn ăn nhiều bữa và cho ăn thức ăn khô sẽ làm tăng tiết dịch tiêu hoá Nếu lợn được ăn 5 bữa/ngày thì lượng dịch vị sẽ tăng được 79,43 % và dịch tuỵ tăng 35,20 % so với lợn chỉ được ăn 3 bữa Số lượng thức ăn một bữa (đặc biệt là lợn con) cũng có tác dụng làm hưng phấn hoạt động tiêu hoá, làm tăng tiết dịch tiêu hoá và kết quả là làm tăng tỷ lệ tiêu hoá thức ăn

Nhiệt độ thức ăn, nước uống cũng ảnh hưởng đến tiết dịch tiêu hóa (nước lạnh tiết dịch ít hơn nước ấm) Cần tập cho lợn con ăn đúng bữa, đúng giờ, đúng nơi quy định Phải có nước sạch thường xuyên, đầy đủ cho lợn con uống

Ngoài các yếu tố trên có ảnh hưởng đến quá trình tiêu hoá ở lợn thì các yếu tố

về điều kiện môi trường, vận động, vỏ não cũng ảnh hưởng đến sinh lý tiêu hoá ở lợn

Căn cứ vào các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hóa của lợn đã đề cập ở trên, chúng ta cần nghiên cứu, phối hợp khẩu phần cho phù hợp với hệ tiêu hóa, áp dụng các biện pháp chăn nuôi phù hợp để hạn chế thấp nhất ảnh hưởng bất lợi về tiêu hóa, đặc biệt giai đoạn lợn sau cai sữa để nâng cao năng suất trong chăn nuôi lợn

1.1.5 Tỷ lệ tiêu hóa protein và xơ ở lợn

Các loại thức ăn có thể có cùng thành phần dinh dưỡng như nhau, nhưng có tỷ lệ tiêu hoá khác nhau đối với mỗi loại vật nuôi , khi đó giá trị dinh dưỡng của nó đối với con vật sẽ khác nhau Ví dụ, tỷ lệ tiêu hoá cám gạo ở gà không giống ở lợn và ở trâu bò Các nghiên cứu về tỷ lệ tiêu hoá thức ăn trên thế giới đã được tiến hành từ rất sớm và họ đã xây dựng được cơ sở dữ liệu về tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn Ở Việt Nam, nghiên cứu xác định tỷ lệ tiêu hoá, hấp thu thức ăn cho các đối tượng gia súc gia cầm

ở nước ta cũng được bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ trước bởi các nhà khoa học như Nguyễn Nghi, Đinh Huỳnh, Trần Cừ Song, đây là những thí nghiệm cơ bản và mới chỉ chú ý tới các thành phần gần đúng như protein thô, lipit thô

Trong vài năm trở lại đây , nghiên cứu tiêu hoá đã có những bước tiến xa hơn, đã xác định được giá trị năng lượng tiêu hoá , năng lượng trao đổi, tiêu hóa protein (Pr), các chất khoáng và các axit amin

Lê Khắc Huy (1995) [18] đã nghiên cứu hàm lượng và tỷ lệ tiêu hoá của protein và axit amin trong một số khẩu phần thức ăn của lợn thịt (ngô, mì, khô dầu lạc) Tác giả cho biết, hàm lượng axit amin giới hạn (lyzin, threonin) trong các loại nguyên liệu này thấp, riêng axit amin chứa lưu huỳnh (methionin + cystin) có khá hơn (4,07 g/16 g nitơ ở ngô và 4,37 g/16 g nitơ ở mì)

Hồ Trung Thông (2006) [42], đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng protein ăn vào đến tỷ lệ tiêu hóa protein và các con đường đào thải nitơ của lợn sinh trưởng cho biết: Khi tăng tỷ lệ protein trong thức ăn từ 4,58 % đến 30,02 % (tính theo vật chất khô), tỷ lệ tiêu hóa protein biểu kiến (tiêu hóa toàn phần) tăng dần và có khuynh hướng đạt giá trị cực đại Do đó, đối với các nghiên cứu về xác định tỷ lệ tiêu hóa thì cần phối hợp khẩu phần có hàm lượng protein không quá thấp (không nên thấp hơn 14 % tính theo vật chất khô)

Trần Quốc Việt và cs (2001) [58] đã dùng chất chỉ thị oxit crom (Cr2O3), để xác định tỷ lệ tiêu hóa toàn phần Kết quả cho thấy, tỷ lệ tiêu hóa protein của khẩu phần đối với lợn 20 - 50 kg là 75,67 - 77,54 - 78,82 % tương ứng ở các mức protein thô là 17 - 16 - 15 % Ở khối lượng từ 50 - 100 kg, tỷ lệ tiêu hóa protein 85,81 - 86,03 - 86,22 % tương ứng ở các mức protein thô là 15 - 14 - 13 % Như vậy khi giảm protein thô trong khẩu phần 1 % thì tỷ lệ tiêu hóa protein tăng lên từ 0,19 - 1,87 % tùy giai đoạn tuổi

Wiseman và cs (1991) [126] cho biết, tỷ lệ tiêu hóa protein và axit amin của thức ăn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như phương pháp chế biến thức ăn, phương pháp xử lý nhiệt, số lượng và thành phần chất xơ cũng như số lượng và chủng loại chất kháng dinh dưỡng có mặt trong thức ăn

Fernandez và cs (1986) [80], Noblet và cs (2001) [111], Le Goff và cs (2002) [99] cho biết, khả năng tiêu hóa chất xơ của lợn khác nhau, phụ thuộc vào tuổi và khối lượng lợn

Trần Quốc Việt và cs (2010) [62] cho biết, bổ sung chế phẩm đa enzyme và probiotic - enzyme đối với lợn con giai đoạn sau cai sữa đến 20 kg, đã nâng cao được tỷ lệ tiêu hóa xơ từ 5,73 - 12,4 %

1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của lợn con

Dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng, phát triển và khả năng phòng chống bệnh tật của lợn, đặc biệt đối với lợn con giai đoạn sau cai sữa Nhu cầu dinh dưỡng của lợn con bao gồm:

1.2.1 Nhu cầu về năng lượng

Nhu cầu về năng lượng đối với lợn thường được biểu thị bằng năng lượng trao đổi (ME, Kcal/kg) Lượng thức ăn (TĂ) ăn vào hàng ngày của lợn tỷ lệ nghịch với hàm lượng năng lượng trong khẩu phần, điều này đồng nghĩa với việc lợn sẽ ăn được nhiều thức ăn khi hàm lượng năng lượng trong thức ăn thấp và ngược lại

Nghiên cứu về vấn đề này, các tác giả Lê Hồng Mận và cs (2001) [27]; Nguyễn Thiện và cs (2005) [40] cho biết, lợn con cần năng lượng trước tiên để đáp ứng nhu cầu duy trì cơ thể, sau đó là năng lượng cho sinh trưởng Lợn cần năng lượng hơn các gia súc khác, do đặc điểm trao đổi chất, đặc điểm di truyền hoặc giống

Các nghiên cứu về năng lượng của lợn con đã được nghiên cứu khá đầy đủ trên thế giới Theo ARC (1981) [65], mức năng lượng trao đổi của lợn con giai đoạn sau cai sữa là 3100 Kcal/kg TĂ

Tại Việt Nam, cũng có nhiều công trình nghiên cứu về mức năng lượng trong thức ăn của lợn con sau cai sữa Lê Thanh Hải và cs (1999) [12], Trần Quốc Việt và cs (1999) [57], Lã Văn Kính và cs (2002) [22], Nguyễn Thị Lương Hồng và cs (2003) [16], đã chỉ ra mức năng lượng phù hợp trong thức ăn của lợn con sau cai sữa từ 3200 - 3400 Kcal/kg TĂ Trần Quốc Việt và cs (2003) [59], đã

sử dụng 3 mức năng lượng là 3406 Kcal, 3179 Kcal và 2952 Kcal/kg TĂ bổ sung cho lợn con sau cai sữa, kết quả nghiên cứu cho thấy mức năng lượng thích hợp

1.2.2.1 Nhu cầu về protein và axit amin

Protein là chất quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của lợn Protein đóng vai trò là chất tạo hình, tham gia cấu tạo nên các enzyme và cung cấp năng

lượng cho các hoạt động cơ thể (Nguyễn Văn Thiện, 1998) [39] Do đó, việc thừa hay thiếu protein đều ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng phát triển của lợn Khi trong khẩu phần không cung cấp đủ protein thì lợn sẽ bị rối loạn trao đổi chất, giảm cân bằng nitơ, giảm tính ngon miệng và làm tích lũy mỡ ở gan Ngược lại, khi thừa protein trong khẩu phần cũng gây nên những tác động xấu như nồng độ axit amin trong máu tăng cao làm giảm tính thèm ăn, không cải thiện tăng khối lượng Đồng thời, protein không được tiêu hóa hết trong đường tiêu hóa bị lên men, thối ở ruột già, manh tràng có thể dẫn đến tình trạng tiêu chảy

Dinh dưỡng protein thực chất là dinh dưỡng axit amin Vì axit amin là thành phần cơ bản của protein Nếu cung cấp axit amin theo tỷ lệ cân đối sẽ nâng cao hiệu quả lợi dụng protein, giảm được mức protein trong khẩu phần (Từ Quang Hiển và

cs, 2001) [13]

Nhu cầu về protein của lợn con được nhiều công trình nghiên cứu công bố Tiêu chuẩn Nhật Bản (1993) khuyến cáo, tiêu chuẩn protein thô và protein tiêu hoá trong thức ăn hỗn hợp cho lợn con (tính theo % vật chất khô) đối với lợn con có khối lượng cơ thể từ 1 - 5 kg là 24 và 22 %, đối với lợn khối lượng cơ thể từ 5 - 10 kg là

22 và 20 %, đối với lợn 10 - 30 kg, cần 18 và 16 % (Viện Chăn nuôi, 2001) [55]

Các tác giả Hoàng Văn Tiến và cs (1995) [46] cho biết, lợn con cai sữa sớm giống Đại Bạch, Landrace và con lai F1 (ĐB x L) ở 35 ngày tuổi với mức CP là 20

% và 1,40 % lyzin có tốc độ tăng khối lượng cao hơn lô đối chứng (có tỷ lệ lyzin 0,90 %) là 0,38 kg/con, giảm tiêu tốn thức ăn (TTTĂ) cho 1 kg lợn con đến 45 ngày tuổi là 0,2 kg Điều đó chứng tỏ khả năng tổng hợp protein của cơ thể tăng khi thành phần dinh dưỡng của khẩu phần lô thí nghiệm đáp ứng tốt cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển của lợn con so với công thức thức ăn ở lô đối chứng

Các tác giả Lã Văn Kính và cs (2002) [22], đã xác định mức protein và axit amin tối ưu cho các giai đoạn tuổi của lợn con sau cai sữa như : ở giai đoạn 28 - 42 ngày tuổi là 22 % CP; 1,50 % lyzin; 0,84 % methionin + cystin; 0,92 % threonin; 0,26 % tryptophan và giai đoạn 42 - 56 ngày tuổi là 20 % CP; 1,35 % lyzin; 0,74 % methionin + cystin; 0,82 % threonin; 0,24 % tryptophan

Các nghiên cứu về protein, axit amin trong thức ăn của lợn con sau cai sữa như: Lê Thanh Hải và cs (1999) [12], Trần Quốc Việt và cs (1999) [57], Lã Văn Kính và cs (2002) [22], Nguyễn Thị Lương Hồng và cs (2003) [16] đã chỉ ra mức protein phù hợp trong thức ăn của lợn con sau cai sữa từ 20 - 22 % và tỷ lệ các axit amin/năng lượng trao đổi (g/Kcal) của lyzin trong khoảng từ 3,8 - 4,2; methionin + cystin từ 2,3 - 2,6; threonin từ 2,5 - 2,8 và tryptophan từ 0,7 - 0,9

Theo tiêu chuẩn Việt Nam - TCVN 1547 - 1994 [52], lợn con là lợn lai giai đoạn sau cai sữa, nhu cầu CP là 17 %; CF là 5,00 %; lyzin 1,00 %; methionin 0,50

%; canxi 0,70 %; photpho 1,00 % Đối với lợn con giống ngoại nhu cầu CP là 19 %,

CF là 5,00 %; lyzin 1,10 %; methionin 0,60 %; canxi 0,80 %; photpho 0,60 %

Theo NRC (1998) [109] nhu cầu protein và axit amin cho lợn con 5 - 20 kg cần 23,7 - 20,9 % CP

1.2.2.2 Khả năng giảm tỷ lệ protein trong khẩu phần của lợn bằng việc bổ sung axit amin tổng hợp

Trong vài thập kỷ gần đây, nhu cầu về protein cho chăn nuôi ngày càng tăng lên, nhưng nguồn cung cấp lại ít dần Do vậy, để giải quyết mâu thuẫn đó, các nhà chăn nuôi đang có xu hướng giảm mức protein, đồng thời, bổ sung thêm các axit amin tổng hợp để bù đắp các axit amin thiếu hụt trong khẩu phần Mục đích cuối cùng là giảm mức protein, tăng hiệu quả chăn nuôi lợn và giảm ô nhiễm môi trường

Hiện nay, xu hướng sử dụng khẩu phần ăn giảm mức protein tổng số có bổ sung các axit amin tổng hợp, đang được nghiên cứu nhiều trên thế giới Để làm được điều đó, chúng ta cần phải tuân thủ các nguyên tắc cơ bản: Thứ nhất, chỉ bổ sung axit amin tổng hợp khi axit amin còn thiếu trong thức ăn Thứ hai, việc bổ sung axit amin thiết yếu thứ hai sẽ không hiệu quả nếu axit amin thiết yếu thứ nhất không đủ, thậm chí còn gây hậu quả xấu Vì lý do đó, chúng ta phải hiểu được thứ

tự của các axit amin thiết yếu khi chúng ta giảm lượng protein trong khẩu phần Đối với lợn, thứ tự của axit amin thiết yếu thứ nhất, nhì và ba trong khẩu phần có nguyên liệu ngô, đậu tương là lyzin, threonin và tryptophan Tuy nhiên, khi tiếp tục giảm lượng protein trong khẩu phần có bổ sung đủ lyzin, chúng ta thấy sinh trưởng

của lợn vẫn bị giảm Đó là do các axit amin thiết yếu khác đã bị thiếu khi giảm tỷ lệ protein thức ăn Chúng ta có thể khắc phục hiện tượng này bằng việc bổ sung thêm threonin, tryptophan và methionin tổng hợp cùng với lyzin

Ưu điểm nổi bật của việc sử dụng khẩu phần có mức protein thấp nhưng được bổ sung thêm axit amin tổng hợp cho lợn là sự tác động tích cực đến môi trường Việc đào thải nitơ từ các trang trại chăn nuôi đã và đang là mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe con người bởi sự ô nhiễm đất và nguồn nước Việc giảm mức protein trong thức ăn kết hợp bổ sung thêm các axit amin tổng hợp đang là cách tốt nhất để giải quyết vấn đề ô nhiễm nitơ với chăn nuôi lợn Các nghiên cứu ở trường Đại học Kentucky đã chứng minh được rằng, việc đào thải nitơ đã giảm từ 15 - 20 % khi giảm đi 2 % protein tổng số của khẩu phần có

bổ sung thêm lyzin, và lượng nitơ thải giảm đi 30 - 35 % khi giảm 4 % protein tổng số và bổ sung thêm 4 axit amin Hàm lượng amoniac và các khí thải khác từ phân cũng giảm đáng kể khi sử dụng khẩu phần có mức protein thấp được bổ sung thêm các axit amin tổng hợp

Đối với khẩu phần có mức protein thấp và bổ sung lyzin không gây trở ngại lớn do giá của lyzin không cao Nhưng khi chúng ta giảm mức protein trong khẩu phần nhiều hơn và phải sử dụng cả lyzin, methionin, threonin và tryptophan thì giá của khẩu phần sẽ tăng lên, do giá của methionin, threonin và đặc biệt tryptophan còn khá cao Tuy nhiên, chúng ta có thể thấy hiệu quả của việc sử dụng khẩu phần này trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường thông qua giảm lượng nitơ, amoniac

và một số khí thải khác

1.2.3 Chất xơ trong dinh dưỡng lợn con

Mức xơ trong khẩu phần là một yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng tới khả năng tiêu hóa cũng như khả năng sinh trưởng của lợn Khi lượng chất xơ trong khẩu phần quá cao sẽ làm giảm tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng, đặc biệt là năng lượng

và protein, đồng thời làm giảm khả năng sinh trưởng của lợn (Li và cs, 1996 [104]; Linberg và cs, 1998 [105]; Noblet và cs, 2001 [111]; Ndindana và cs, 2002 [110]; Khieu Borin và cs, 2005 [94]) Nếu mức chất xơ trong khẩu phần vượt quá 8 % sẽ

làm giảm lượng thức ăn ăn vào của lợn, ảnh hưởng lớn đến khả năng sinh trưởng,

đặc biệt là lợn con (Len và cs, 2006b) [102]

Khả năng tiêu hóa chất xơ ở lợn con còn thấp, nếu mức xơ trong khẩu phần cao thì lợn con sinh trưởng phát triển chậm, giảm tỷ lệ tiêu hóa, tiêu tốn thức ăn cao, lợn con dễ táo bón, viêm ruột và có thể dẫn đến còi cọc, tỷ lệ xơ thích hợp được khuyến cáo là 2,5 - 3,5 % (Trần Văn Phùng, 2004) [32]

Theo Vũ Duy Giảng và cs (2007) [8], nếu chất xơ không có lignin thì loài dạ dày đơn có thể dễ dàng tiêu hoá Chất xơ chứa càng nhiều lignin thì tỷ lệ tiêu hoá càng kém (cỏ, cây xanh càng già càng chứa nhiều lignin) Vì xơ chứa lignin đã tạo nên một lớp vách tế bào bao quanh chất hữu cơ bên trong làm ngăn cản tác động của vi sinh vật và enzyme tiêu hoá đối với chất hữu cơ đó khiến cho sự tiêu hoá chất hữu cơ giảm đi

Thức ăn chăn nuôi tại địa phương sẵn có như: cám gạo, phụ phẩm sắn có chứa chất xơ hay polysaccarit không phải là tinh bột (NSP) cao, lợn không sản xuất

ra enzyme tiêu hóa cần thiết để tiêu hóa chúng (Fernando và cs, 2004) [81] Chất xơ làm giảm khả năng tiêu hoá và giá trị dinh dưỡng của khẩu phần, thông qua sự gia tăng độ nhớt ở đường tiêu hóa (Bedford, 1995) [68] Để phá hủy cấu trúc màng tế bào của chất xơ, người ta bổ sung các multi- enzyme ngoại sinh nhằm nâng cao tỷ

lệ tiêu hóa của khẩu phần (Partridge, 2001) [115]

Theo Bolduan và cs (1988) [69], thức ăn cho lợn con sau cai sữa cần 50 g xơ/kg thức ăn Mateos và cs (2006) [107] cho biết, trong khẩu phần ăn của lợn con

từ 6 - 12 kg nên có 60 g NDF/kg Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy khi khẩu phần có

110 g NDF/kg cũng không ảnh hưởng tới năng suất lợn con

Molist và cs (2009) [108], khi nuôi lợn 10 ngày sau cai sữa với khẩu phần sử dụng cám mỳ, bột củ cải đường cho thấy, khẩu phần có chứa xơ (cám mỳ) khả năng thu nhận thức ăn cao hơn so với khẩu phần không chứa xơ Tuy nhiên, không có sự khác nhau về khối lượng lợn tăng

Freire và cs (2000) [83], khi sử dụng các nguồn xơ khác nhau (cám mỳ, bột

củ cải đường, vỏ đỗ tương, bột cỏ alfalfa) trong khẩu phần của lợn con cai sữa cho

thấy, thời gian lưu thức ăn trong đường ruột giảm khi khẩu phần ăn có bột cỏ alfalfa Các tác giả cho rằng, nguyên nhân là do hàm lượng của chất xơ không hòa tan trong khẩu phần cao

Trong những năm gần đây, việc sử dụng các nguồn nguyên liệu có sẵn trong các hộ chăn nuôi kết hợp bổ sung thêm thức ăn công nghiệp đã góp phần nâng cao năng suất chăn nuôi và hiệu quả sử dụng thức ăn Tuy nhiên, những khẩu phần này vẫn chưa được cân đối về thành phần dinh dưỡng Bởi vậy việc sử dụng có hiệu hơn các nguồn nguyên liệu thức ăn địa phương cho lợn là rất quan trọng Khu vực trung

du miền núi phía Bắc Việt Nam có diện tích lên đến 95.388 km2, đây là vùng sinh thái đa dạng, có đầy đủ các nhóm cây thức ăn cho vật nuôi bao gồm các loại thức ăn như ngũ cốc (ngô, thóc, sắn), thức ăn đậu đỗ, thức ăn xanh.v.v Những nguồn nhiên liệu này có ưu điểm là giá thành rẻ, thuận tiện cho sử dụng, không mất chi phí vận chuyển Tuy nhiên, chúng có hạn chế là tỷ lệ chất xơ khá cao, ngoại trừ ngô Cám gạo là nguồn phụ phẩm rất quan trọng từ việc trồng lúa, là nguồn thức ăn giàu vitamin B1 và có đặc tính ngon miệng đối với gia súc Cám gạo thường lẫn với vỏ trấu, vì vậy hàm lượng chất xơ thô rất khác nhau từ 7 - 25 % và phụ thuộc nhiều vào công nghệ xay sát (Viện chăn nuôi, 2001) [55]

Ở Việt Nam, sắn là sản phẩm trồng trọt đứng thứ 3, sau lúa và ngô, với khoảng 337.000 ha diện tích đất trồng hàng năm Chúng ta có thể sử dụng sắn hoặc bã sắn sau khi chế biến tinh bột để chăn nuôi lợn Bã sắn sau khi chế biến tinh bột thủ công tại các nông hộ khá cao, tương ứng khoảng 16 - 45 % trong vật chất khô (Len và cs

2006 a,b) [101] [102] Ngoài ra, còn nhiều loại nguyên liệu thức ăn có sẵn trên thị trường, vậy làm thế nào để sử dụng khẩu phần có mức xơ cao một cách có hiệu quả theo quan điểm cả về tiêu hóa thức ăn và khả năng sinh trưởng của lợn là vấn đề cần quan tâm đối với các nhà nghiên cứu về dinh dưỡng cho lợn con

1.2.4 Nhu cầu về các chất dinh dưỡng khác

* Nhu cầu về chất khoáng

Đối với lợn con, chất khoáng cũng có vai trò hết sức quan trọng Ngoài chức năng cấu tạo mô xương, cấu tạo tế bào, chất khoáng còn là thành phần của nhiều

enzyme và vitamin, là những yếu tố xúc tác trao đổi chất của cơ thể Chính vì vậy, thiếu khoáng lợn sẽ bị rối loạn trao đổi chất, sinh trưởng bị ngừng trệ

Từ Quang Hiển và cs (2003) [14] cho biết, gia súc non cần được cung cấp đầy đủ khoáng chất để phát triển bộ xương và đảm bảo cho các quá trình xảy ra trong cơ thể Khả năng sử dụng khoáng trong thức ăn của gia súc non tốt hơn gia súc trưởng thành Quá trình trao đổi khoáng mà chủ yếu là trao đổi canxi và photpho xảy ra mạnh mẽ ở gia súc non Khi gia súc còn non, khả năng tích luỹ canxi, photpho cao Tuổi càng tăng, khả năng tích luỹ giảm Nhìn chung, gia súc non yêu cầu về canxi (Ca) lớn hơn photpho (P), khi lợn càng lớn và đến giai đoạn trưởng thành nhu cầu canxi giảm, nhu cầu photpho tăng lên Để đảm bảo cho quá trình tiêu hoá hấp thu và sử dụng canxi, photpho được tốt, tránh được hiện tượng còi xương, ở gia súc non cần chú ý cung cấp đầy đủ, cân đối canxi, photpho (đối với gia súc non tỷ lệ Ca/P thích hợp là 1,5 - 2/1)

Nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện để xác định nhu cầu Ca, P của lợn sữa, lợn choai và lợn vỗ béo Theo NRC (1998) [109], nhu cầu Ca và P đối với lợn có khối lượng từ 3 - 5 kg là 0,9 % Ca; 0,7 % P; đối với lợn từ 5 - 10 kg là 0,8 % Ca; 0,65 % P tổng số; lợn từ 10 - 20 kg, nhu cầu Ca, P tương ứng là 0,7 % và 0,6 %

Do đó, trong chăn nuôi cần cung cấp đủ khoáng cho nhu cầu của lợn bằng cách cho

ăn những loại thức ăn giàu khoáng như bột cá hoặc sử dụng premix khoáng

* Nhu cầu về vitamin

Vitamin tham gia vào hầu hết quá trình trao đổi chất và hoạt động của cơ thể,

là chất xúc tác sinh học, xúc tiến việc tổng hợp, phân giải các chất dinh dưỡng Trong cơ thể có tới 850 loại enzyme, khoảng 120 loại enzyme có sự tham gia của vitamin trong thành phần hóa học (Võ Trọng Hốt, 2000) [17] Vitamin còn có trong các tế bào của cơ thể giúp cho lợn sinh trưởng, phát triển bình thường và có khả năng chống đỡ bệnh tật Cơ thể lợn thường xuyên nhận được nguồn vitamin từ thức

ăn Tuy nhiên, với mỗi loại lợn khác nhau, nhu cầu về vitamin sẽ khác nhau (Trần

Tố và cs, 2008) [53]

Khi cơ thể thiếu một trong các vitamin cần thiết sẽ dần tới mất thăng bằng

về sinh lý và sẽ mắc bệnh, chẳng hạn nếu thiếu vitamin A có thể dẫn đến mù lòa,

tốc độ sinh trưởng giảm, lông xù, gầy còm, giảm tính thèm ăn Theo NRC (1998) [109], nhu cầu vitamin A của lợn từ 3 - 10 kg là 2200 UI/kg TĂ

Nếu thiếu vitamin D dẫn đến chức năng của cơ không được bình thường, ảnh hưởng đến sự hấp thu Ca, P Theo NRC (1998) [109], nhu cầu vitamin D của lợn từ 3

- 10 kg là 220 UI/kg TĂ Thiếu vitamin E làm biến đổi sinh lý ở đường sinh dục, thoái hóa loạn dưỡng cơ, suy thoái khung xương, cơ tim, tắc nghẽn mạch, thiếu máu, hoại tử gan (Từ Quang Hiển và cs, 2001 [13]; Lê Hồng Mận và cs, 2001) [27]

Vitamin B1 tham gia vào quá trình trao đổi chất, chống viêm thần kinh, khử cacboxyl của axit pyruvic Theo NRC (1998) [109], nhu cầu vitamin B1 của lợn có khối lượng cơ thể từ 5 - 10 kg là 1,0 mg/kg thức ăn

* Nhu cầu nước

Nước không phải là nguồn cung cấp năng lượng hay vật liệu xây dựng cơ thể nhưng lại rất cần thiết cho sự sống Nước trong cơ thể động vật vừa là dung môi, vừa là phương tiện vận chuyển (Lê Minh Lịnh, 2007) [24]

Khi nghiên cứu nhu cầu nước của lợn, Phạm Hữu Doanh và cs (2005) [6], đã cho biết nước trong cơ thể chiếm tỷ trọng lớn 82 % khối lượng sơ sinh, 53 % khối lượng ở lợn trưởng thành Trong máu và sữa, nước chiếm 80 - 90 % Cơ thể mất nước dẫn đến rối loạn chức năng trao đổi chất, khi mất đi 20 % lượng nước cơ thể, lợn con sẽ chết

Tóm lại: Lợn con giai đoạn sau cai sữa cần nhiều năng lượng, protein,

khoáng, vitamin cho phát triển cơ, xương Nhu cầu về protein lúc này cao nhất trong toàn bộ chu trình sinh trưởng, vì vậy thức ăn phải đầy đủ protein và khoáng chất Do đó, khi xây dựng khẩu phần cho lợn con, ngoài việc lưu ý đến các vấn đề nâng cao tính ngon miệng và mức độ dễ tiêu hóa, còn phải quan tâm đến mật độ các chất dinh dưỡng cũng như sự cân bằng các yếu tố dinh dưỡng trong khẩu phần Ngoài ra, cũng cần phải lưu ý đến khả năng tiêu hóa của lợn, đặc biệt giai đoạn sau cai sữa để không gây dư thừa lượng dinh dưỡng, vừa ảnh hưởng đến môi trường vừa gây lãng phí thức ăn, ảnh hưởng đến hiệu quả chăn nuôi

1.3 Enzyme và ứng dụng trong chăn nuôi

Enzyme là chất xúc tác các phản ứng sinh hoá học trong điều kiện bình thường của cơ thể sống Enzyme chỉ làm tăng tốc độ phản ứng, mà không bị biến

đổi sau phản ứng Nhờ có enzyme mà các phản ứng sinh hóa học xảy ra với một tốc độ rất nhanh, chính xác, nhịp nhàng, hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng (Lương Đức Phẩm và cs, 2000) [29]; Phạm Thị Trân Châu và cs, 2004 [2]; Nguyễn Văn Kiệm và

cs, 2005 [19]; Trần Tố và cs, 2008) [53])

Bản chất hoá học của enzyme là protein Enzyme được cấu tạo từ các L - axit amin kết hợp với nhau qua liên kết peptit (Phạm Thị Trân Châu và cs, 2004) [2] Các kết quả nghiên cứu cho thấy các enzyme cũng bị thuỷ phân dưới tác dụng của các peptit - hidrolaza, axit hoặc kiềm Khi enzyme bị thuỷ phân hoàn toàn tạo thành các L - axit amin, trong nhiều trường hợp, ngoài axit amin còn nhận được các chất khác như apoenzyme hay nhóm ghép là dẫn xuất của vitamin

Trong tế bào còn tồn tại hệ thống nhiều enzyme (multi - enzyme): bao gồm các enzyme xúc tác cho dây chuyển phản ứng của một quá trình trao đổi chất xác định, trong đó, sản phẩm của phản ứng do một enzyme xúc tác là cơ chất của enzyme xúc tác cho phản ứng tiếp theo

Ví dụ: hệ thống gồm 3 enzyme E1, E2, E3 xúc tác cho dây chuyền phản ứng như sau:

1.3.1 Tính đặc hiệu của enzyme

Do cấu trúc lý hoá đặc biệt của phân tử enzyme và là trung tâm hoạt động, mà enzyme có tính đặc hiệu rất cao so với những chất xúc tác thông thường khác Mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho sự chuyển hóa một hay một số chất nhất định và theo một kiểu phản ứng nhất định Đặc tính tác dụng lựa chọn cao này gọi là tính đặc hiệu hoặc tính chuyên hoá của enzyme Tính đặc hiệu là một trong những đặc tính cơ bản quan trọng nhất của enzyme (Phạm Thị Trân Châu và cs, 2004) [2]

Đa số các enzyme có tính chọn lọc đối tượng tác động một cách rõ rệt, mỗi một enzyme chỉ tác động lên một cơ chất, một kiểu phản ứng hoặc một loại phản ứng, có nghĩa là tác dụng của enzyme có tính đặc hiệu Hiện tượng này có liên quan đến cấu trúc phân tử và trung tâm hoạt động của enzyme (Phạm Thị Trân Châu và

cs, 2004) [2]

Có 4 kiểu đặc hiệu của enzyme:

Đặc hiệu tuyệt đối: enzyme loại này chỉ xúc tác phản ứng cho một loại cơ chất nhất định

Ví dụ: Ureaza chỉ phân giải urea chứ không phân giải metylurea

Đặc hiệu theo kiểu phản ứng: enzyme loại này chỉ tác động lên một kiểu phản ứng nhất định (Ví dụ: Phản ứng khử cacboxyl)

Đặc hiệu theo kiểu hình học không gian: enzyme loại này chỉ tác động chọn lọc lên một kiểu của cơ chất, nếu cơ chất này có nhiều đồng phân không gian Quá trình phân giải L - arginin với xúc tác của L - arginaza thành ornitin và urea, mà không tác động đến D - arginin (Phạm Thị Trân Châu và cs, 2006 [3], Trần Tố và

cs, 2008) [53]

1.3.2 Hiệu quả của việc sử dụng enzyme trong chăn nuôi

Một trong những biện pháp nâng cao năng suất chăn nuôi lợn là hiệu suất sử dụng các chất dinh dưỡng của thức ăn Để giải quyết nhiệm vụ này người ta có thể dùng chế phẩm enzyme bổ sung vào khẩu phần nuôi lợn, các enzyme này cùng với các

ureaza

enzyme có sẵn trong đường tiêu hoá sẽ xúc tác các phản ứng phân giải các chất dinh dưỡng của thức ăn, giúp cho con vật tiêu hoá được tốt hơn và sử dụng được nhiều hơn

Trước đây muốn nâng cao hiệu suất tiêu hoá của lợn, người ta dùng những biện pháp như ủ men, nấu thức ăn hoặc nghiền nhỏ thức ăn Những biện pháp này

đã có hiệu quả nhưng không rõ rệt, hoặc không đáp ứng được yêu cầu chăn nuôi tập trung và những yêu cầu cao về kỹ thuật Ngày nay, người ta dùng các chế phẩm proteaza, amylaza, xellulaza từ vi sinh vật vào mục đích này

Công thức chế biến thức ăn cho lợn được cân bằng nhờ việc cung cấp đủ chất dinh dưỡng đáp ứng nhu cầu cho sự phát triển của cơ thể, nhưng cần hạn chế tối thiểu

sự bài tiết các chất dinh dưỡng của lợn Những chất dinh dưỡng dư thừa ở phân, đặc biệt là nitơ (N) và photpho (P) có thể gây hại cho môi trường Việc sử dụng enzyme là một trong những biện pháp tốt để khắc phục những yếu tố hạn chế tiêu hóa ở lợn con

Enzyme có tiềm năng làm tăng việc sử dụng những ngũ cốc có chất lượng dinh dưỡng khác nhau Những thông tin hiện đại chỉ ra rằng, mặc dù có sự khác nhau trong chất lượng của những ngũ cốc được sử dụng trong khẩu phần của lợn, nhưng khi sử dụng enzyme bổ sung vào khẩu phần thì kết quả tăng khối lượng và phát triển của lợn là tương đương nhau

Enzyme có vai trò là chất kích thích và hết sức có ích trong việc giữ gìn sự lành mạnh của ruột lợn con Các yếu tố kháng dinh dưỡng làm thay đổi môi trường đường ruột và làm thay đổi số lượng dinh dưỡng không được hấp thu Như đã đề cập ở trên, việc bổ sung enzyme có thể làm mất tác dụng của những yếu tố kháng dinh dưỡng Những lợn con có ruột khoẻ mạnh thì ít mắc những bệnh như bệnh tiêu

chảy sau khi cai sữa gây ra bởi E.coli

Đối với hệ vi sinh vật đường ruột, enzyme tiêu hoá có tác dụng làm gia tăng khả năng tiêu hoá ở ruột non Do vậy làm giảm quá trình lên men vi sinh vật

ở ruột già, duy trì quá trình thẩm thấu khi lợn con bị tiêu chảy Ngoài ra enzyme tiêu hoá bổ sung còn thấy có tác dụng làm giảm độ chênh lệch khối lượng giữa các vật nuôi trong đàn

Ảnh hưởng của enzyme đã làm tăng khả năng tiêu hoá và hấp thu các chất dinh dưỡng ở bề mặt ruột nhờ vào việc giảm chất nhầy và khả năng giữ nước trong

đường tiêu hoá Điều này có ảnh hưởng tích cực đến lượng ăn vào cũng như sự tăng nhanh lượng vi khuẩn đường ruột

1.3.3 Những hiểu biết về enzyme tiêu hoá tinh bột, protein và chất xơ

* Enzyme tiêu hoá tinh bột (Amylaza)

Amylaza là enzyme thủy phân tinh bột thành glucoz và các hợp chất trung gian, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, y học và trong nông nghiệp

Amylaza là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật Enzyme này

thuộc nhóm enzyme thủy phân (hydrolaza), xúc tác phân giải liên kết nội phân tử

trong nhóm polysaccarit với sự tham gia của nước (Phạm Thị Trân Châu và cs, 2006) [3], Trần Tố và cs, 2008) [53]), được thể hiện qua phản ứng sau:

Amylaza có nhiều trong nước bọt, trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn Trong đó, amylaza được chiết tách từ nguồn vi sinh vật có nhiều ưu điểm vì có hoạt tính enzyme cao Hiện nay, amylaza là một trong những loại enzyme được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực khác, đặc biệt là trong ngành công nghiệp chế biến thức ăn cho gia súc

Cơ chế thuỷ phân tinh bột của α - amylaza gồm hai giai đoạn:

+ Giai đoạn dextrin hóa:

Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp

+ Giai đoạn đường hóa:

Dextrin Tetra và tri - maltoz disaccarit và monosaccarit

Maltoz Malto - trioz malto - tetroz

Đồng phân của amylaza gồm: α - amylaza, β - amylaza, γ - amylaza (glucozamylaza) Trong đó:

α - amylaza: enzyme này thủy phân cắt các liên kết α - 1,4 - glucozit nằm ở phía bên trong cơ chất (tinh bột hoặc glycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào, α - amylaza của vi sinh vật có thể chuyển hóa 70 - 85 % tinh bột thành

α - amylaza

amylaza amylaza

amylaza amylaza

glucoz Còn các α - amylaza của nấm mốc thì mức độ chuyển hóa thành glucoz và maltoz có thể lên tới 84 - 87 %

β - amylaza: enzyme này thủy phân cắt các liên kết α - 1,4 - glucozit, nhưng

khi gặp liên kết α - 1,4 - glucozit đứng kế cận liên kết α - 1,6 - glucozit thì nó sẽ ngừng tác dụng Phần polysaccarit còn lại là dextrin phân tử lớn có chứa rất nhiều liên kết α - 1,6 - glucozit và được gọi là β - dextrin Cơ chế tác động của β - amylaza lên tinh bột được thể hiện qua phản ứng sau:

Tinh bột maltoz (54 - 58 %) và β - dextrin (42 - 46 %)

Khi tinh bột bị thuỷ phân đồng thời bởi cả α và β - amylaza, thì hiệu lực thuỷ phân tới 95 %

γ - amylaza (glucozamylaza) có thể giải phóng ra β - D - glucoz bằng cách thuỷ phân lặp lại nhiều lần cắt các liên kết α - 1,4 của mạch α - glucan từ đầu không khử, chúng cũng thuỷ phân được các liên kết α - 1,6 nhưng rất chậm (10 - 30 lần) Tốc độ thuỷ phân cũng phụ thuộc vào bản chất của các liên kết kế cận với các liên kết glucozit được thuỷ phân, cũng như kích thước và cấu trúc của cơ chất bị thuỷ phân Nhất là với các α - glucan mạch dài (amyloz và amylopectin) thì bị thuỷ phân nhanh hơn là với các maltodextrin và các oligosaccarit

Amylaza có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của mọi sinh vật và giữ vai trò rất quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm, trong y học, trong kỹ thuật phân tích, trong công nghệ gen và bảo vệ mội trường Amylaza giúp tiêu hóa tinh bột có hiệu quả đặc biệt với gia súc non, tăng khả năng sử dụng thức ăn, tăng lượng photpho dễ hấp thu, giảm tiêu tốn thức ăn, tăng khối lượng nhanh và hạn chế tiêu chảy

Trong chế biến thức ăn gia súc, thành phần ngũ cốc chiếm một khối lượng rất lớn Trong khối lượng này, thành phần tinh bột rất cao Để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng từ nguồn tinh bột, người ta thường cho thêm amylaza vào Amylaza sẽ tham gia phân giải tinh bột tạo thành glucoz giúp cho quá trình chuyển

hoá tinh bột tốt hơn (Nguyễn Đức Lượng, 2008) [26]

β - amylaza

* Enzyme tiêu hóa protein (Proteaza)

Proteaza là nhóm enzyme thủy phân có khả năng cắt các liên kết peptit (- CO -

NH -)n trong phân tử protein hoặc các chuỗi polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin Ngoài ra, nhiều proteaza cũng có khả năng thủy phân liên kết este

và vận chuyển axit amin Proteaza có tác dụng xúc tác phản ứng thủy phân protein thành các peptit và các axit amin phân tử lượng thấp, dễ tiêu hoá, thường được sử dụng cùng với các enzyme khác Các enzyme này có tác dụng thuỷ phân các chất kháng dinh dưỡng có bản chất protein như lectin Các protein kìm hãm proteaza thường có nhiều trong các loại đậu, đặc biệt là đậu tương (Phạm Thị Trân Châu và

cs, 2006) [3]

Proteaza phân giải protein thành polypeptit, pepton Chúng có tính đặc hiệu tương đối rộng Tiếp theo đó là sự phân giải các peptit có phân tử nhỏ này (pepton và polypeptit) thành các axit amin tự do dưới tác động của peptidaza Các peptidaza có tính đặc hiệu hẹp hơn, chúng chỉ có tác dụng lên các liên kết peptit ở những vị trí nhất định (Lương Đức Phẩm, 1998) [28]

Proteaza tác dụng phối hợp với peptidaza, dipeptidaza sẽ cho sản phẩm chủ yếu

là các peptit có trọng lượng phân tử thấp và các axit amin

Protein polypeptit axit amin

Proteaza là loại enzyme rất cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tế bào, cơ quan đến cơ thể, nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và virut) đến thực vật và động vật (Saldana S.D và cs 1993 [117]; Nguyễn Trọng Cẩn và cs, 1998 [1]; Lê Xuân Phương, 2001 [34]; Lê Hồng Mận và cs, 2001) [27] So với proteaza động vật, thực vật, proteaza vi sinh vật có những điểm khác biệt Trước hết proteaza vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất

Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên proteaza vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thuỷ phân triệt để và đa dạng

proteaza

* Enzyme tiêu hóa chất xơ (Xellulaza)

Xellulaza là một phức hợp gồm nhiều enzyme C1 (enzyme không đặc hiệu),

Cx (β - 1,4 - glucanaza) và β - glucozidaza Các loại enzyme trong phức hợp này sẽ phân giải lần lượt xelluloz thành sản phẩm cuối cùng là β - glucoz Enger và cs

(1965) [79] đã chứng minh xellulaza do Streptomyces antibiolicus là thuộc loại Cx

Xellulaza là nhóm enzyme thuỷ phân có khả năng cắt mối liên kết β - 1,4 - O

- glucozit trong phân tử xelluloz và một số cơ chất tương tự khác Đó là một phức

hệ gồm nhiều loại enzyme khác nhau và được xếp thành 3 nhóm cơ bản:

+ Endo - β - 1,4 - glucanaza hay carboxymetyl xellulaza (EC 3.2.1.4)

+ Exo - β - 1,4 - glucanaza hay xellobiohydrolaza (EC 3.2.1.91)

+ β - glucozit hay β - D - glucozit glucozhydrolaza (EC 3.2.1.21)

Xellulaza có thể được tổng hợp từ rất nhiều nguồn khác nhau trong tự nhiên, trong đó chủ yếu có nguồn gốc từ vi sinh vật Trong tự nhiên có rất nhiều chủng vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc và một số loại nấm men có khả năng sinh tổng hợp xellulaza Trong số các nguồn sinh enzyme, thì vi sinh vật được xem là nguồn cung cấp enzyme với nhiều ưu điểm nổi bật và có tính chất độc đáo vượt xa so với enzyme có nguồn gốc từ động vật, thực vật Vì thế chúng được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất các chế phẩm enzyme Trước hết, vi sinh vật là nguồn nguyên liệu vô tận để sản xuất enzyme với số lượng lớn Đây cũng là nguồn nguyên liệu mà con người chủ động tạo ra được Chu kỳ sinh trưởng của vi sinh vật ngắn (từ 16 - 100 giờ) Vi sinh vật sinh trưởng, phát triển với tốc độ cực kỳ nhanh chóng, khối lượng lại nhỏ, kích thước bé, nhưng tỷ lệ enzyme trong tế bào tương đối lớn, nên quy trình sản xuất chế phẩm enzyme khá dễ dàng, hiệu suất thu hồi cao Hơn nữa, enzyme từ vi sinh vật có hoạt tính rất mạnh, vượt xa các sinh vật khác Nguyễn Đức Lượng và cs (1999) [25], nghiên cứu một số tính chất xellulaza của xạ khuẩn

Actinomyces griseus và nhận thấy xellulaza của xạ khuẩn hoạt động mạnh ở nhiệt

độ 50 0C và pH tối ưu là 7

Thức ăn gia súc, gia cầm được chế biến từ các loại ngũ cốc có chứa nhiều xelluloz và glucan Những thành phần này thường không được tiêu hoá triệt để, làm

tăng độ nhớt của dịch vị dạ dày Do đó, chúng đã hạn chế sự hấp thu các chất dinh dƣỡng, làm giảm khả năng tiêu hoá của động vật Bổ sung β - glucanaza vào thức

ăn làm tăng khả năng phân giải các hợp chất trên, giải phóng glucoz và các oligosaccarit, làm giảm độ nhớt, tăng khả năng hấp thu và chuyển hoá thức ăn (Đặng Thị Thu và cs, 2004) [44]

1.3.4 Những nghiên cứu về enzyme tiêu hóa trong và ngoài nước

Các nghiên cứu về sử dụng enzyme tiêu hóa bổ sung vào thức ăn cho lợn con sau cai sữa cũng đƣợc tiến hành tại Việt Nam trong những năm vừa qua Theo nghiên cứu của Viện chăn nuôi thì việc bổ sung phytaza cùng lúc với cacbohydraza

đã cải thiện rõ rệt tỷ lệ tiêu hoá các axit amin không thay thế, cũng nhƣ các axit amin thay thế ở hồi tràng (Viện chăn nuôi, 2004) [56]

Theo Vũ Duy Giảng (2009) [9], khi bổ sung Hemicell® vào thức ăn hỗn hợp cho lợn con sau cai sữa có tác dụng tăng giá trị năng lƣợng của thức ăn (100 - 150 Kcal ME/kg), tỷ lệ tiêu hoá axit amin tăng 1,5 - 2,3 %

Lã Văn Kính và cs (2001) [21], bổ sung chế phẩm Porzyme 9300 chứa xylanaza, proteaza và amylaza vào khẩu phần đƣợc thiết lập dựa trên ngô và cám cho lợn con sau cai sữa đã cải thiện 3,42 % tăng khối lƣợng, giảm 3,37 % hệ số chuyển hoá thức ăn

Đỗ Văn Quang và cs (2005) [35], khi bổ sung chế phẩm sinh học chứa amylaza (4000 - 8000 UI/g), proteaza (200 - 300 UI/g) vào khẩu phần nuôi lợn thịt theo 2 giai đoạn với tỷ lệ protein thấp (15,5 % CP đối với giai đoạn khối lƣợng cơ thể từ 20 - 50 kg, 13 % CP đối với giai đoạn khối lƣợng cơ thể từ 50 - 90 kg) đã gia tăng hiệu quả kinh tế từ 3,8 - 4,2 %

Hồ Trung Thông và cs (2008) [43], tiến hành nghiên cứu bổ sung chế phẩm multi - enzyme chứa proteaza, amylaza và phytaza vào khẩu phần đến tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dƣỡng của lợn F1 (Landrace x Yorkshire) Kết quả nghiên cứu cho thấy, đối với lợn F1 có khối lƣợng bình quân 43,2 kg/con, các chỉ tiêu nhƣ tỷ lệ tiêu hoá protein tổng số, chất hữu cơ tổng số, năng lƣợng và photpho tổng số không có

sự thay đổi khi bổ sung thêm proteaza, amylaza và phytaza Nhƣ vậy việc bổ sung