Xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn và tỉ lệ tối ưu giữa axit amin chứa lưu huỳnh với lysine cho lợn (pietrain x duroc) x (landrace x yorkshire) giai đoạn 10 – 20 kg và 30 – 50 kg

Chính vì vậy, nghiên cứu: “Xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn và tỉ lệ tối ưu giữa axit amin chứa lưu huỳnh với lysine cho lợn [Pietrain × Duroc ×Landrace × Yorkshire]

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐÀO THỊ BÌNH AN

XÁC ĐỊNH NHU CẦU LYSINE TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN VÀ TỈ LỆ TỐI ƯU GIỮA AXIT AMIN CHỨA LƯU HUỲNH VỚI LYSINE CHO LỢN

[(PIETRAIN x DUROC) x (LANDRACE x YORKSHIRE)]

GIAI ĐOẠN 10 – 20 KG VÀ 30 – 50 KG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HUẾ - 2019

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐÀO THỊ BÌNH AN

XÁC ĐỊNH NHU CẦU LYSINE TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN VÀ TỈ LỆ TỐI ƯU GIỮA AXIT AMIN CHỨA LƯU HUỲNH VỚI LYSINE CHO LỢN

[(PIETRAIN x DUROC) x (LANDRACE x YORKSHIRE)]

GIAI ĐOẠN 10 – 20 KG VÀ 30 – 50 KG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Chăn nuôi

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôithực hiện Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trungthực, chưa được công bố bởi bất kỳ tác giả nào hay ở bất kỳ côngtrình nào khác

Tác giả luận án

Đào Thị Bình An

LỜI CẢM ƠN

Với tình cảm chân thành và lòng biết ơn sâu sắc, cho phép tôi gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới:

- Trường Đại học Nông Lâm Huế, khoa Chăn nuôi Thú y, Trung tâm Nghiên cứu

và Thực hành Chăn nuôi, các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án tiến sĩ của mình

- Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người hướng dẫn khóa học:PGS TS Hồ Trung Thông và GS TS Vũ Chí Cương, người đã tận tình hướng dẫn, chỉbảo và định hướng khoa học, luôn động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôitrong suốt quá trình thực hiện luận án này

- Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Trung tâm nghiên cứulợn Thụy Phương, Ban lãnh đạo Viện Chăn nuôi đã tạo điều kiện về thời gian, công việcgiúp tôi có thời gian chuyên tâm cho việc nghiên cứu

- Tôi xin chân thành cảm ơn TS John Khun Kyaw Htoo (Evonik, Hanau, CộngHòa Liên Bang Đức) đã đóng góp ý kiến về phương pháp nghiên cứu, thiết lập khẩu phần

và hỗ trợ xử lý số liệu và TS Maria Eloisa Carpena (Evonik, Singapore) đã hỗ trợ trongquá trình nghiên cứu và phân tích axit amin Lời cảm ơn chân thành xin gửi đến Tậpđoàn Evonik, đơn vị đã tài trợ toàn bộ kinh phí cho nghiên cứu, nếu không có sự tài trợ

và hợp tác to lớn này, ý tưởng nghiên cứu này không thể được thực hiện

- Tôi xin chân thành cảm ơn TS Hồ Lê Quỳnh Châu và ThS Phạm Hoàng SơnHưng đã hỗ trợ tôi trong quá trình triển khai thí nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu vàThực hành Chăn nuôi Xin gửi lời cám ơn đến các bạn sinh viên khoa Chăn nuôi Thú ykhóa 46, 47 và Học viên cao học Trịnh Xuân Quang đã tham gia nghiên cứu, giúp đỡ tôitrong suốt 3 năm nghiên cứu khoa học

- Cuối cùng là sự biết ơn tới cha mẹ, gia đình, đồng nghiệp và những người bạn thânthiết vì đã liên tục động viên để duy trì nghị lực, sự cảm thông, chia sẻ về thời gian, sức khỏe

và mọi khía cạnh của cuộc sống trong cả quá trình học tập và hoàn thành luận án

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng luận án không tránh khỏi những thiếu sót; rấtmong nhận được sự thông cảm, chỉ dẫn, giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các nhà khoahọc, của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận án

Đào Thị Bình An

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN……… i

MỤC LỤC i

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 2

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2

2.1.1 Mục tiêu chung 2

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 3

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

4 Những đóng góp mới của luận án 4

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỦA NGÀNH CHĂN NUÔI LỢN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 5

1.1.1 Tình hình sản xuất ngành chăn nuôi lợn trên thế giới 5

1.1.2 Tình hình sản xuất ngành chăn nuôi lợn ở Việt Nam 6

1.2 CỞ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 7

1.2.1 Protein và axit amin 7

1.2.1.1 Khái niệm về protein và axit amin 7

1.2.1.2 Vai trò của protein, axit amin trong cơ thể 8

1.2.1.3 Phân loại theo quan điểm dinh dưỡng 9

1.2.2 Tiêu hóa và hấp thu protein ở lợn 10

1.2.2.1 Tiêu hóa protein ở lợn 10

1.2.2.2 Hấp thu protein ở lợn 11

1.2.2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa, hấp thu protein ở lợn 13

1.2.3 Đánh giá chất lượng axit amin của thức ăn đối với lợn thông qua tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng 15

1.2.3.1 Tỉ lệ tiêu hoá hồi tràng biểu kiến 15

1.2.3.2 Axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn 16

1.2.3.3 Axit amin tiêu hóa hồi tràng thực 17

1.2.4 Nhu cầu protein và axit amin của lợn sinh trưởng 18

1.2.4.1 Nhu cầu protein và axit amin của lợn sinh trưởng 18

1.2.4.2 Sự thiếu hụt hoặc dư thừa axit amin ở lợn 19

1.2.5 Protein lý tưởng và tỉ lệ cân bằng các axit amin trong protein lý tưởng của lợn20 1.2.5.1 Protein lý tưởng 20

1.2.5.2 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng của lợn 20

1.2.5.3 Lợi ích của các khẩu phần ăn có protein lý tưởng 22

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NHU CẦU AXIT AMIN TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN CỦA LỢN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 23

1.3.1 Tình hình nghiên cứu nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn trên thế giới 23

1.3.2 Tình hình nghiên cứu nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn ở Việt Nam 28

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 31

2.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 32

2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 32

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.4.1 Thí nghiệm 1: Xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 10 – 20 kg 32

2.4.2 Thí nghiệm 2: Xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 30 – 50 kg 38

2.4.3 Thí nghiệm 3: Xác định tỷ lệ tối ưu giữa axit amin chứa lưu huỳnh với lysine tiêu

hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 10 – 20 kg 41

2.4.4 Thí nghiệm 4: Xác định tỷ lệ tối ưu giữa axit amin chứa lưu huỳnh với lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 30 – 50 kg 45

2.4.5 Chỉ tiêu theo dõi 48

2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 49

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 XÁC ĐỊNH NHU CẦU LYSINE TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN CỦA LỢN GIAI ĐOẠN 10 – 20 KG 50

3.2 XÁC ĐỊNH NHU CẦU LYSINE TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN CỦA LỢN GIAI ĐOẠN 30 – 50 KG 56

3.3 XÁC ĐỊNH TỶ LỆ TỐI ƯU GIỮA AXIT AMIN CHỨA LƯU HUỲNH SO VỚI LYSINE TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN CỦA LỢN GIAI ĐOẠN 10 – 20 KG 62 3.4 XÁC ĐỊNH TỶ LỆ TỐI ƯU GIỮA AXIT AMIN CHỨA LƯU HUỲNH SO VỚI LYSINE TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN CỦA LỢN GIAI ĐOẠN 30 – 50 KG 67 Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 74

4.1 KẾT LUẬN 74

4.2 ĐỀ NGHỊ 74

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 90

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Việt Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Anh

ADG Tăng khối lượng trung bình/ngày Average daily gain

AOAC Hiệp hội các nhà hóa phân tích Association of Official Analytical

ATD Tỉ lệ tiêu hóa toàn phần biểu kiến Apparent total tract digestibility

CP Protein thô/protein tổng số Crude protein

ĐVT Đơn vị tính

EE Lipid thô/lipid tổng số Ether extract

FCR Hệ số chuyển hóa thức ăn Feed conversion ratio

G:F Hiệu quả sử dụng thức ăn Gain:Feed

Leu Leucine

iv

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Việt Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Anh

PiDu Lợn lai Pietrain x Duroc

SAA Axit amin chứa lưu huỳnh Sulfur amino acids

SID Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn Standardised ileal digestibility

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Sản lượng các loại thịt chính trên thế giới giai đoạn 2013-2017 5

Bảng 1.2 Sản lượng thịt lợn của một số nước sản xuất chính trên 6

Bảng 1.3 Số lượng đàn lợn và sản lượng thịt lợn của Việt Nam 7

Bảng 1.4 Nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng cho lợn thịt 18

Bảng 1.5 Nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn thịt 19

Bảng 1.6 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng công bố 21

Bảng 1.7 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng của lợn thịt (axit amin tổng số) 21 Bảng 1.8 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng của lợn thịt 22

Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm xác định nhu cầu SID Lys của lợn giai đoạn 10 – 20 kg 33

Bảng 2.2 Thành phần hóa học và axit amin của nguyên liệu sử dụng trong 34

Bảng 2.3 Thành phần nguyên liệu của khẩu phần thí nghiệm xác định nhu cầu 35

Bảng 2.4 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần thí nghiệm xác định SID Lys cho lợn giai đoạn 10 – 20 kg (% khẩu phần) 36

Bảng 2.5 Bố trí thí nghiệm xác định SID Lys cho lợn giai đoạn 30 – 50 kg 38

Bảng 2.6 Thành phần hóa học và axit amin của nguyên liệu sử dụng trong 39

Bảng 2.7 Thành phần nguyên liệu của khẩu phần thí nghiệm xác định nhu cầu SID Lys cho lợn giai đoạn 30 – 50 kg (% nguyên trạng) 40

Bảng 2.8 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần thí nghiệm xác định nhu cầu SID Lys cho lợn giai đoạn 30 – 50 kg 41

Bảng 2.9 Thành phần hóa học và axit amin của nguyên liệu sử dụng trong 42

Bảng 2.10 Thành phần nguyên liệu của khẩu phần thí nghiệm xác định tỉ lệ tối ưu SID SAA:Lys cho lợn giai đoạn 10 – 20 kg (% nguyên trạng) 43

Bảng 2.11 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần thí nghiệm xác định tỉ lệ tối ưu SID SAA:Lys cho lợn giai đoạn 10 – 20 kg 44

Bảng 2.12 Thành phần hóa học và axit amin của nguyên liệu sử dụng trong 45

Bảng 2.13 Thành phần nguyên liệu của khẩu phần thí nghiệm xác định tỉ lệ tối ưu SID SAA:Lys cho lợn giai đoạn 30 – 50 kg (% nguyên trạng) 46

Bảng 2.14 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần thí nghiệm xác định tỉ lệ tối ưu SID SAA:Lys cho lợn giai đoạn 30 – 50 kg 47

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của việc tăng nồng độ SID lysine thức ăn đến sinh trưởng và PUN của lợn giai đoạn 10 – 20 kg 51

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của việc tăng nồng độ SID lysine thức ăn đến sinh trưởng của lợn 52 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của việc tăng nồng độ SID lysine thức ăn đến sinh trưởng và PUN của lợn giai đoạn 30 – 50 kg 57 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của việc tăng nồng độ SID lysine thức ăn đến sinh trưởng của lợn 58

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của việc tăng tỉ lệ SID SAA:Lys đến sinh trưởng và nồng độ PUNcủa lợn giai đoạn 10 – 20 kg 63Bảng 3.6 Ảnh hưởng của việc tăng tỉ lệ SID SAA:Lys đến sinh trưởng của lợn giai đoạn

10 – 20 kg qua các tuần nuôi thí nghiệm 64Bảng 3.7 Ảnh hưởng của việc gia tăng tỉ lệ SID SAA:Lys đến sinh trưởng và nồng độPUN của lợn giai đoạn 30 – 50 kg 69Bảng 3.8 Ảnh hưởng của việc gia tăng tỉ lệ SID SAA:Lys đến sinh trưởng của lợn giaiđoạn 30 – 50 kg qua các tuần nuôi thí nghiệm 70

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Trang

Hình 1.1 Axit amin thiết yếu, bán thiết yếu và không thiết yếu ở lợn 9

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến và lượng axit amin thu nhận 16

Hình 1.3 Các phần axit amin khác nhau ở dịch hồi tràng 17

Đồ thị 3.1 Mối quan hệ giữa nồng độ SID lysine thức ăn và ADG 53

Đồ thị 3.2 Mối quan hệ giữa nồng độ SID lysine thức ăn và tỉ lệ G:F 54

Đồ thị 3.3 Mối quan hệ giữa nồng độ SID lysine thức ăn và 55

Đồ thị 3.4 Mối quan hệ giữa nồng độ SID lysine thức ăn và ADG 59

Đồ thị 3.5 Mối quan hệ giữa nồng độ SID lysine thức ăn và tỉ lệ G:F 60

Đồ thị 3.6 Mối quan hệ giữa nồng độ SID lysine thức ăn và 61

Đồ thị 3.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ SID SAA:Lys khẩu phần đến ADG 65

Đồ thị 3.8 Ảnh hưởng của tỉ lệ SID SAA:Lys khẩu phần đến G:F 66

Đồ thị 3.9 Ảnh hưởng của tỉ lệ SID SAA:Lys khẩu phần đến nồng độ PUN 67

Đồ thị 3.10 Ảnh hưởng của tỉ lệ SID SAA:Lys khẩu phần đến ADG 71

Đồ thị 3.11 Ảnh hưởng của tỉ lệ SID SAA:Lys khẩu phần đến G:F 72

Đồ thị 3.12 Ảnh hưởng của tỉ lệ SID SAA:Lys khẩu phần đến nồng độ PUN 73

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Chi phí thức ăn chiếm tới khoảng 70% tổng chi phí trong chăn nuôi lợn [6], do

đó giảm chi phí thức ăn là chủ đề được quan tâm trong nhiều năm qua [18] Để đạtđược mục tiêu này, đánh giá đúng nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi và thành phần dinhdưỡng của thức ăn là yêu cầu bắt buộc [20] Trong số các chất dinh dưỡng có mặttrong thức ăn, protein và thành phần cấu tạo của nó là các axit amin đã được biết đến

là một trong những chất dinh dưỡng ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, chất lượng thịt

và hiệu quả kinh tế [20], [113] Khi khẩu phần mất cân đối, protein (hay axit amin) dưthừa bị đào thải ra ngoài gây ô nhiễm môi trường, làm giảm khả năng tăng khối lượng

và làm giảm hiệu quả sử dụng thức ăn [113] Việc cân đối axit amin trong khẩu phầnphù hợp với từng lứa tuổi, từng giai đoạn phát triển của lợn không chỉ giúp đáp ứnggần hơn với nhu cầu axit amin của lợn mà còn là chiến lược dinh dưỡng nhằm giảmđào thải nitơ và giảm phát thải ammonia từ phân lợn và giảm chi phí thức ăn [8], [19]

Để lợn có thể thực hiện tốt các chức năng duy trì, tối ưu khả năng sinh trưởng và điềukiện sức khỏe, các khẩu phần phải chứa đầy đủ về số lượng đối với tất cả các chất dinhdưỡng, trong đó có axit amin Lysine (Lys) thường là axit amin giới hạn thứ nhất trongcác khẩu phần cho lợn [112] Do đó việc xác định nhu cầu Lys của lợn là rất cần thiết,giúp xây dựng khẩu phần đầy đủ chất dinh dưỡng cho vật nuôi

Xây dựng khẩu phần dựa trên đánh giá tỉ lệ tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn (SID)

sẽ cải tiến độ chính xác, đáp ứng tốt hơn nhu cầu axit amin của lợn [112] Do trongđường tiêu hoá của lợn luôn có sự thay đổi tế bào (sự tái tạo tế bào mới và loại thải tếbào già, chết) và sự tiết ra các enzyme tiêu hoá cũng như chất nhày bảo vệ niêm mạcruột [127] Tất cả những sản phẩm này được gọi là chất nội sinh và đều có bản chất làprotein hay axit amin Vì vậy, axit amin của dịch thức ăn trong đường tiêu hoá khôngchỉ bao gồm các axit amin của thức ăn ăn vào mà còn chứa các axit amin của các sảnphẩm nội sinh Hệ số tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn (SID) được xác định sau khi đã loại

bỏ được ảnh hưởng của axit amin nội sinh cơ bản có trong dịch thức ăn [9], [26] Vìvậy, giá trị SID phản ánh chính xác hơn khi đánh giá giá trị sinh học của protein hayaxit amin của thức ăn và được khuyến cáo dùng làm chỉ tiêu xác định nhu cầu axitamin đối với lợn [128]

Trong những năm gần đây, công tác cải tiến giống lợn phát triển mạnh, các giốnglợn ngoại có năng suất cao liên tục được nhập về nước ta Các tổ hợp lợn lai 3, 4 giốngngoại được đưa vào sản xuất thay thế cho các giống lợn nội có năng suất thấp thường

nuôi trước đây [2] Hiện nay, số lượng trang trại chăn nuôi lợn nái ngoại cũng như lợn náilai ngoại x ngoại chiếm 22,4% (Cục Chăn nuôi, 2016) [2], tỉ lệ lợn lai, ngoại đạt 92,7%năm 2017 Cùng với sự phát triển của giống lợn, sự gia tăng tỷ lệ nạc, nhu cầu axit amincũng tăng lên ở các giống lợn có tỷ lệ nạc cao [112] Trong trường hợp không có sự điềuchỉnh về tác động của sự gia tăng tỷ lệ nạc đối với nhu cầu lysine của cơ thể, sự thiếu hụtlysine trong khẩu phần có thể xảy ra, gây hạn chế trong việc phát huy tiềm năng di truyềncủa lợn Việc cân bằng lysine cùng với các axit amin thiết yếu khác trong khẩu phần theokhái niệm “protein lý tưởng” sẽ giúp cơ thể sử dụng axit amin một cách tối ưu và giảmđào thải protein Do đó, việc điều chỉnh lysine trong khẩu phần đến mức tối ưu là rất cầnthiết nhằm đảm bảo sinh trưởng tối đa ở lợn Sau lysine, axit amin chứa lưu huỳnh(methionine và cysteine) được coi là axit amin giới hạn thứ 2 hay thứ 3 trong khẩu phầncho lợn con Cho đến nay, số lượng các nghiên cứu xác định tỉ lệ lý tưởng giữa các axitamin chứa lưu huỳnh (SAA) so với lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn (SID Lys) ở lợnrất ít và có sự khác nhau Ở Việt Nam, những nghiên cứu về nhu cầu axit amin cho lợntrước đây thường tập trung nghiên cứu nhu cầu của lysine, chưa xem xét nhiều đến các tỉ

lệ tối ưu của các axit amin khác với lysine và thường chỉ được biểu thị ở mức độ axit amintổng số [9] Mặt khác, đối tượng của các nghiên cứu này là các giống lợn thuần, lợn nội,lợn lai ngoại x nội, các giống lợn lai 3, 4 giống ngoại chưa được nghiên cứu [24] Trong

cơ sở dữ liệu thức ăn cho lợn hiện nay cũng không có thông tin về tỷ lệ tiêu hóa axit aminhồi tràng tiêu chuẩn [24] Do đó, các nhà dinh dưỡng Việt Nam hiện vẫn phải sử dụng các

hệ số tiêu hóa từ các cơ sở dữ liệu thức ăn của nước ngoài để tính toán nhu cầu axit amintiêu hóa cho lợn [9] Việc tiến hành các nghiên cứu xác định nhu cầu axit amin tiêu hoáhồi tràng cho lợn lai giống ngoại ở nước ta là rất cần thiết để giải quyết các vấn đề nêutrên Chính vì vậy, nghiên cứu: “Xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn và

tỉ lệ tối ưu giữa axit amin chứa lưu huỳnh với lysine cho lợn [(Pietrain × Duroc) ×(Landrace × Yorkshire)] giai đoạn 10 - 20 kg và 30

- 50 kg” đã được tiến hành

2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu chung

Cung cấp cơ sở dữ liệu về nhu cầu axit amin tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn góp phần gia tăng độ chính xác khi xây dựng khẩu phần ăn cho lợn thịt

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành trên lợn lai 4 giống [(Pietrain × Duroc) × (Landrace

× Yorkshire)] Tổng số 4 thí nghiệm đã được thực hiện bao gồm: Xác định nhu cầulysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn và tỉ lệ tối ưu của các axit amin chứa lưu huỳnh sovới lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn lai [(Pietrain × Duroc) × (Landrace ×Yorkshire)] giai đoạn 10 – 20 kg và 30 – 50 kg Tăng khối lượng trung bình/ngày (ADG),tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lượng (FCR), hiệu quả sử dụng thức ăn (G:F), lượng ăn vào(FI), nồng độ nitơ urea huyết tương (PUN) là các chỉ tiêu theo dõi Số liệu thí nghiệmđược xử lý thống kê sinh học và các mô hình thống kê đường cong bình ổn (curvilinearplateau) và đường gấp khúc tuyến tính (linear broken-line) đã được sử dụng để xác địnhnhu cầu SID Lys và tỉ lệ lý tưởng SID SAA:Lys

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã bổ sung cơ sở dữ liệu về nhu cầu lysine tiêuhoá hồi tràng tiêu chuẩn và tỉ lệ tối ưu giữa các axit amin chứa lưu huỳnh với lysinetiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn của lợn lai 4 giống [(Pietrain x Duroc) x (Landrace xYorkshire)] giai đoạn 10 – 20 kg và 30 – 50 kg trong điều kiện ở Việt Nam

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Cung cấp thông tin giúp các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi phối trộn khẩu phầnmột cách hợp lý, phục vụ tốt hơn cho ngành công nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi

4 Những đóng góp mới của luận án

- Lần đầu tiên ở Việt Nam xác định được nhu cầu lysine tiêu hoá hồi tràng tiêuchuẩn của lợn lai thương phẩm 4 giống [(Pietrain × Duroc) × (Landrace × Yorkshire)]giai đoạn 10 – 20 kg và 30 – 50 kg

- Lần đầu tiên xác định được tỉ lệ tối ưu giữa các axit amin chứa lưu huỳnh vớilysine tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn lai thương phẩm 4 giống [(Pietrain × Duroc) ×(Landrace × Yorkshire)] giai đoạn 10 – 20 kg và 30 – 50 kg

- Kết quả của đề tài đóng góp cơ sở dữ liệu để xây dựng khẩu phần tối ưu cholợn thịt trên cơ sở cân bằng lysine với các axit amin không thay thế ở mức độ tiêu hoá hồitràng tiêu chuẩn cũng như các chất dinh dưỡng khác trong khẩu phần

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỦA NGÀNH CHĂN NUÔI LỢN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.1.1 Tình hình sản xuất ngành chăn nuôi lợn trên thế giới

Ngành chăn nuôi nói chung cũng như ngành chăn nuôi lợn nói riêng phát triểnmạnh trong những năm gần đây, sản lượng thịt liên tục tăng Hàng năm, tổng sảnlượng thịt lợn luôn đạt cao nhất so với các loại thịt chính trên thế giới như thịt gà vàthịt trâu bò Năm 2017, sản lượng thịt lợn đạt 111,0 triệu tấn, trong khi đó sản lượngthịt gà đạt 90,2 triệu tấn và thịt trâu bò đạt 61,4 triệu tấn (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Sản lượng các loại thịt chính trên thế giới giai đoạn 2013-2017

Âu và Mỹ Việt Nam đứng thứ 6 trên thế giới về sản lượng thịt lợn sản xuất hàng năm

Sản lượng thịt lợn toàn thế giới năm 2018 được dự báo sẽ tăng 1,83% so với năm

2017 (sản lượng thịt lợn thế giới ước tính đạt 113,1 triệu tấn) Trong đó, Mỹ được dự báo

là quốc gia có sản lượng thịt lợn tăng mạnh nhất (tăng 3,98%), sau đó đến Trung Quốc(tăng 2,34%) Tuy nhiên, các nước thuộc liên minh Châu Âu lại có dự báo giảm

0,21% tương đương 50 tấn thịt Sản lượng thịt lợn năm 2018 của Việt Nam ước tínhtăng 40 tấn thịt so với năm 2017.

Bảng 1.2 Sản lượng thịt lợn của một số nước sản xuất chính trên

thế giới giai đoạn 2013-2017

1.1.2 Tình hình sản xuất ngành chăn nuôi lợn ở Việt Nam

Chăn nuôi lợn ở Việt Nam những năm gần đây đã có bước phát triển vượt bậc Từchỗ chăn nuôi nhỏ lẻ ở các nông hộ chuyển sang chăn nuôi trang trại quy mô lớn, chấtlượng con giống được cải thiện rõ rệt, nhiều giống lợn ngoại có năng suất cao được nhập

về nước ta, đi cùng với đó là sự phát triển trên lĩnh vực thức ăn giúp nâng cao hiệu quảchăn nuôi Hiện nay, số lượng trang trại chăn nuôi lợn nái ngoại cũng như lợn nái laingoại x ngoại chiếm 22,4% (Cục Chăn nuôi, 2016) [2], tỉ lệ lợn lai, ngoại đạt 92,7% năm

2017 Tổng đàn lợn cả nước có xu hướng tăng từ 26,2 triệu con năm 2013 lên đến 29,0triệu con năm 2016 Đặc biệt đàn lợn tăng mạnh ở năm 2016, tăng 4,77% so với năm

triệu con năm 2016 (Tổng cục thống kê, 2016) [23] Năm 2015-2016 là giai đoạn phát triển quá nóng của ngành chăn nuôi lợn vì cứ nuôi 1 con lợn ngoại là thu lời bình quân

1 triệu đồng [4] nên người người đưa nhau nuôi lợn, thậm chí rất nhiều doanh nghiệpkhông chuyên về chăn nuôi như xí nghiệp/doanh nghiệp khoáng sản, xây dựng,… cũng đổ

xô vào nuôi lợn dẫn đến cung vượt xa cầu [4] Hơn nữa, lượng thịt lợn tạm nhập tái xuấtquá lớn Khi cung vượt cầu quá lớn mà con đường xuất khẩu kể cả tiểu ngạch gần như bịđóng cửa dẫn đến thị trường sản phẩm đầu ra gặp rất nhiều khó khăn [4] Giá lợn giảm sâu,giá lợn hơi xuất chuồng xuống quá thấp, thấp nhất trong

10 năm gần đây (Bộ NN&PTNT, 2017) [1] Do vậy, người chăn nuôi buộc phải giảm đàngiảm quy mô chăn nuôi Có thể nói năm 2017 là một năm khó khăn nhất của ngành chănnuôi lợn ở nước ta trong khoảng 10 năm trở lại đây

Bảng 1.3 Số lượng đàn lợn và sản lượng thịt lợn của Việt Nam

giai đoạn 2013-2017

Số lượng đàn lợn Sản lượng thịt lợn hơi xuất

1.2 CỞ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.2.1 Protein và axit amin

1.2.1.1 Khái niệm về protein và axit amin

Protein là một nhóm các hợp chất đại phân tử sinh học, cùng với polysaccharide,lipid và nucleic acid, tạo nên các hợp phần của cơ thể sống [21] Một cách cụ thể, protein

là chuỗi axit amin kết hợp với nhau bằng liên kết peptit (CO-NH) [21] Phân tử lượng củaprotein vì thế rất cao, khoảng 60.000 Da Cấu trúc protein của mỗi loài, ngay cả

trong cùng một cơ thể protein của mỗi mô bào cũng khác nhau Sự khác biệt ấy là do

số lượng, loại và thứ tự của các axit amin cấu tạo nên protein Chính vì vậy, proteincủa từng loại thức ăn khác nhau về thành phần và thứ tự các axit amin, do đó khácnhau về hàm lượng các axit amin

Axit amin là đơn vị cấu tạo nên protein Trong phân tử axit amin có chứa cácnhóm chức amine (-NH2) và carboxylic acid (-COOH) [21] Các axit amin được phânbiệt bằng các gốc hydrocarbon đặc trưng Về mặt chức năng, protein trong thức ăncung cấp các axit amin cho cơ thể [112] Trong đường tiêu hóa, protein bị phân giảibởi các enzyme và giải phóng các axit amin ở dạng riêng lẻ hoặc các chuỗi peptidengắn Các axit amin và chuỗi peptide sau đó được hấp thu vào máu và vận chuyển đikhắp cơ thể [105] Các axit amin này sẽ là thành phần cấu tạo nên nhiều loại proteinkhác nhau, đáp ứng các nhu cầu của cơ thể Về mặt số lượng, protein là chất dinhdưỡng có giá thành cao trong khẩu phần; việc chuyển hóa protein thức ăn thànhprotein các mô trong cơ thể cần phải qua quá trình tiêu hóa, hấp thu, trao đổi chất sauhấp thu các axit amin [112] Chất lượng protein trong thức ăn phụ thuộc vào khả năngcung cấp các axit amin (về cả số lượng và tỷ lệ) của protein [112]

Trong tự nhiên hầu hết các axit amin đều có dạng L [21] Khi tổng hợp axit aminngười ta thu được một nửa dạng L và một nửa dạng D Qua nghiên cứu cho thấy chỉ cómột số axit amin có thể sử dụng cho lợn ở cả hai dạng D và L là: DL-methionine, DL-tryptophan, còn đối với các axit amin khác chỉ sử dụng được dạng L D-methionine ngangbằng L-methionine, D-tryptophan có 60 tới 70% giá trị sinh học của L-tryptophan [13].Đồng phân D của lysine và threonine ít sử dụng cho lợn [13] Vì vậy khi phối hợp khẩuphần chúng ta cần phải biết dạng cấu tạo hóa học để lợn có thể sử dụng hiệu quả

1.2.1.2 Vai trò của protein, axit amin trong cơ thể

Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất cấu tạo nên các bộ phận của

cơ thể Chúng có mặt trong thành phần nhân và chất nguyên sinh của các tế bào Quátrình sống là sự thoái hóa và tái tạo thường xuyên của protein Chính vì vậy, cơ thể cầnmột lượng protein bổ sung thông qua chế độ ăn hàng ngày Protein là thành phần cấutrúc chủ yếu của tế bào động vật, nhiều chất đóng vai trò quan trọng trong hoạt độngsống của cơ thể như sắc tố hô hấp Hb để vận chuyển khí, fibrinogen tham gia vào phảnứng đông máu, các enzyme xúc tác trao đổi chất, actin và myosine để co cơ… Proteinhuyết tương là albumin tạo ra áp suất thể keo trong máu để duy trì ổn định nội mô,globulin là kháng thể trong máu liên quan tới phản ứng miễn dịch bảo vệ cơ thể Nhiềuhormone điều hoà hoạt động chức năng là protein, cơ cấu di chuyển trong nhân tế bào

protein cũng có thể oxy hoá để cung cấp năng lượng cho hoạt động sống nhất là khinăng lượng chủ yếu từ nguồn lipit và gluxit được cung cấp không đủ Vì thế trongchăn nuôi cần phải cung cấp đủ protein trong khẩu phần và có mức năng lượng hợp lý

để đạt năng suất cao với các sản phẩm thịt, trứng, sữa Protein có tính đặc hiệu rất cao

vì thế cơ thể chỉ sử dụng nguồn axit amin thuỷ phân từ thức ăn trong đường tiêu hoá đểtổng hợp protein đặc trưng của mình

1.2.1.3 Phân loại theo quan điểm dinh dưỡng

Hiện nay, theo quan điểm dinh dưỡng axit amin được phân loại axit amin khôngthay thế (axit amin thiết yếu), axit amin bán thay thế (axit amin bán thiết yếu hoặc axitamin thiết yếu có điệu kiện) và axit amin thay thế (axit amin không thiết yếu) [48] Ởlợn có chín loại axit amin quan trọng trong quá trình thực hiện các chức năng duy trì

và sản xuất bao gồm histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine,threonine, tryptophan và valine do lợn không thể tổng hợp bộ khung carbon hay ketoacid tương ứng [48], [112] Các axit amin này được gọi là các axit amin “không thaythế” hay “thiết yếu”, và cần phải được cung cấp cho cơ thể Động vật dạ dày đơn đượccung cấp các axit amin này qua thức ăn Ngược lại, các axit amin cơ thể có khả năng tựtổng hợp được gọi là các axit amin “có thể thay thế” hay “không thiết yếu” Các axitamin không thiết yếu ở lợn bao gồm alanine, asparagine, aspartate, glutamate, glycine

và serine [112]

Hình 1.1 Axit amin thiết yếu, bán thiết yếu và không thiết yếu ở lợn

(Nguồn: Boisen và cs., 2000) [36]

Ngoài ra, arginine, cysteine, glutamine, proline và tyrosine được xem là các axitamin “thiết yếu có điều kiện” [112] hay “không quan trọng có điều kiện” ở lợn [48] Axitamin arginine được coi là axit amin thiết yếu có điều kiện vì arginine có thể tổng hợp nộisinh từ glutamate/glutamine và proline [21] Tuy nhiên, sự tổng hợp này thường không đủđáp ứng nhu cầu dinh dưỡng trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển cơ thể, do mộtphần lớn ariginine được tổng hợp bị phân huỷ ở gan bởi enzyme arginase và trong sữa đầucũng như sữa của lợn mẹ thường thiếu axit amin này (thiếu khoảng 40%).

Ở giai đoạn kể từ sau khi thành thục về tính và giai đoạn mang thai, nhiều nghiên cứucho thấy rằng lợn có thể tổng hợp arginine với số lượng đủ đáp ứng nhu cầu của chúng[112] Do đó, ở lợn con argigine là axit amin thiết yếu còn đối với lợn giai đoạn nuôi

vỗ béo thì đây không phải là axit amin thiết yếu Axit amin cysteine có thể được tổnghợp từ methionine, cysteine lại có thể chuyển thành cystine Như vậy, cystine có thểthay thế một phần methionine, ở lợn có thể thay tới 50% Tương tự như đối với nhómaxit amin chứa lưu huỳnh, phenylalanine có thể đáp ứng nhu cầu của tổng lượngphenylalanine và tyrosine (axit amin có nhân thơm) vì sự chuyển hóa phenylalanine cóthể tạo thành tyrosine Tyrosine có thể đáp ứng tối thiểu 50% tổng nhu cầu của hai loạiaxit amin này nhưng nó không thể là nguồn duy nhất và không thể thay thế chophenylalanine vì nó không thể chuyển được thành phenylalanine [21] Các axit aminthiết yếu có điệu kiện này thường không cần thiết phải có trong thức ăn nhưng cầnphải được cung cấp trong khẩu phần cho những động vật không tổng hợp đủ để đápứng nhu cầu [120], [63] Trong thực tế chăn nuôi, tỷ lệ thành phần các axit amin trongthức ăn và nhu cầu của gia súc luôn luôn khác nhau, đặc biệt là các axit amin thiết yếu.Một số axit amin trong thức ăn thường rất thấp so với nhu cầu, những axit amin đó làmgiảm hiệu quả sử dụng các axit amin còn lại Các axit amin có trong một loại thức ănvới lượng thấp hơn so với nhu cầu của lợn được gọi là “axit amin giới hạn” Nếu khẩuphần bị thiếu hụt một hay nhiều axit amin thiết yếu, quá trình sinh tổng hợp protein sẽdừng lại ở mức axit amin giới hạn thứ nhất Nhu cầu của phần lớn axit amin trongkhẩu phần thường được biểu thị dưới dạng tỷ lệ với nhu cầu lysine, do lysine là axitamin giới hạn thứ nhất trong các khẩu phần cho lợn [36]

1.2.2 Tiêu hóa và hấp thu protein ở lợn

1.2.2.1 Tiêu hóa protein ở lợn

Dưới tác động của các nhóm emzym protease, protein thức ăn được thủy phânthành các polypeptide, oligopeptide và cuối cùng thành các axit amin Sự thủy phânprotein xảy ra ở dạ dày và ruột non [21] Lợn là loài gia súc có cấu tạo dạ dày đơn Dạ

dày lợn có môi trường axit do dịch vị tiết ra (pH = 2,0-2,5), pH dịch vị thấp phù hợp điềukiện hoạt động của pepsin để phân giải protein thành các sản phẩm trung gian nhưalbumose, pepton và một lượng nhỏ axit amin [22] Ruột non của lợn chứa dịch tuỵ, dịchruột và dịch mật, có môi trường kiềm với pH trong khoảng 7,8-8,7 trong đó chỉ có dịchtuỵ và dịch ruột chứa đủ các enzyme tiêu hoá triệt để các chất dinh dưỡng trong thức ăn.Nhờ vậy, ruột non là bộ phận của cơ quan tiêu hoá chứa đầy đủ enzyme thuỷ phân cácchất dinh dưỡng trong thức ăn thành chất dinh dưỡng đơn giản nhất mà cơ thể hấp thu trựctiếp qua thành ruột vào máu Trong tất cả các chất dinh dưỡng thì protein là đại phân tử cócấu tạo phức tạp nhất nên phức hệ enzyme thuỷ phân protein cũng phức tạp nhất và đượcchia thành các nhóm khác nhau tuỳ theo khả năng và mức độ phân giải của từng enzyme.Nhóm 1 gồm các enzyme pepsin của dịch vị, trypsin và chymotrysine của dịch tuỵ,erepxin của dịch ruột, nhóm này thuỷ phân protein thành các peptit ngắn 6-8 axit amin.Nhóm 2 là nhóm enzyme phân giải peptit Nhóm 3 là nhóm enzyme thuỷ phân protein của

tổ chức liên kết như elastase thuỷ phân elastin Nhóm 4 là nhóm thuỷ phân protein nhân tếbào [17] Dịch mật không chứa enzyme tiêu hoá, nhưng nó hỗ trợ các hoạt động tiêu hoá

và hấp thu, đặc biệt là tiêu hoá mỡ Ruột non có cấu tạo thích hợp cho việc tiêu hoá và hấpthu thức ăn Do niêm mạc ruột có các tuyến ruột phát triển tiết dịch ruột theo kiểu toàntiết, tức là các tế bào tuyên chứa đầy enzyme từ niêm mạc ruột bong ra theo chu kỳ rơithẳng vào xoang ruột tạo ra nguồn nitơ nội sinh Đây là nguyên nhân ảnh hưởng tới tínhchính xác của các thử nghiệm mức tiêu hoá protein ở lợn mà ta không thể loại trừ Protein

dư thừa được đẩy xuống ruột già và được phân huỷ bởi các vi khuẩn gây thối tạo thànhcác chất độc crezon, fenol, indol, scatol Các chất độc này được hấp thu vào máu và giảiđộc ở gan Nếu quá nhiều sẽ gây tình trạng ngộ độc đường tiêu hoá làm cho lợn bị ỉa chảy.Như vậy, sự lên men bởi vi sinh vật ruột già

ở manh tràng, kết tràng lợn đều tạo ra sinh khối vi sinh vật thải ra ngoài theo phân,nguồn nitơ này cùng với nitơ thừa trong thức ăn gây ra sai số đáng kể trong việc xác định

tỉ lệ tiêu hoá thực của nitơ trong thức ăn ăn vào Điều này bắt buộc các nhà dinh dưỡnghọc phải loại trừ trong phương pháp thí nghiệm thử mức tiêu hoá [17] Hoạt động tiêuhoá của lợn vào ban ngày lớn hơn ban đêm và thời gian thức ăn lưu lại trong đường tiêuhoá ở lợn khoảng 24 giờ Tuy nhiên có một phần nhỏ thức ăn sẽ thải trong khoảng 4-5ngày [15]

đặc biệt nên diện tích hấp thu rất lớn; (ii) các chất dinh dưỡng ở ruột non, qua quá trìnhtiêu hoá đã sẵn sàng ở dạng hấp thu được Hấp thu ở ruột non là sự xuyên thấm của cácchất dinh dưỡng từ hốc ruột vào máu và bạch huyết qua lớp tế bào niêm mạc ruột cócấu trúc tinh vi và theo những cơ chế phức tạp Đó là cơ chế vận chuyển thụ động(gồm khuếch tán đơn thuần, khuếch tán có chất mang và siêu lọc) và vận chuyển tíchcực (vận chuyển tích cực thứ phát cần sự có mặt của ion Na+ Hai cơ chế vận chuyểnnày có vai trò chủ đạo trong việc vận chuyển các chất dinh dưỡng vào máu, ngoài racòn có cơ chế thực bào (phagocytose) và ẩm bào (pinocytose) Chính nhờ sự hấp thu ởruột non mà cơ thể nhận được các chất dinh dưỡng cần thiết đáp ứng cho hoạt độngsống của mình Các axit amin này được hấp thu qua vách nhung mao ruột vào máu để

về gan và tới các mô bào trong cơ thể tham gia các phản ứng tổng hợp protein đặctrưng của các mô bào, trong đó phần lớn là protein của mô bào co vân cấu thành mônạc trong sản phẩm thịt lợn Các nghiên cứu cho thấy sự hấp thu axit amin xảy ra ởđoạn cuối tá tràng, đoạn đầu của không tràng và hồi tràng Hiệu suất hấp thu và sửdụng protein chịu ảnh hưởng của một số yếu tố:

- Nồng độ axit amin: Khi nồng độ axit amin trong ruột tương ứng ở máu thì tốc

độ hấp thu cao nhất

- Cơ thể hấp thu axit amin với tỉ lệ cân đối theo một tương quan nhất định giữacác loại axit amin Loại nào vượt quá mức tương quan đó thì cơ thể không hấp thu và đàothải ra ngoài Điều này có ý nghĩa khi phối hợp thức ăn phải cân đối tỷ lệ axit amin chophù hợp

- Tính chọn lọc trong quá trình hấp thu: Do sự hấp thu được điều tiết bằng thầnkinh thể dịch và hormone nên những axit amin nào hấp thu vào cơ thể mà được sử dụngngay thì hấp thu nhanh Ví dụ như methionine hấp thu nhanh gấp 3 lần cysteine; L-histidine hấp thu nhanh gấp 6 lần so với D-histidine

- Ảnh hưởng của vitamin: Các vitamin B1, B6 cần thiết cho quá trình trao đổichất của trung tâm gắn nối và vận chuyển, khi thiếu những vitamin này thì sự hấp thu bịtrở ngại

- Ảnh hưởng của đường: Trong bốn trung tâm gắn nối vận chuyển axit amin vàđường có một trung tâm cho cả hai loại cơ chất nên nếu đường ruột có nồng độ glucose,galactose cao thì gây ức chế hấp thu leucine [17]

1.2.2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa, hấp thu protein ở lợn

* Yếu tố liên quan đến động vật

Giống và tính biệt có ảnh hưởng lớn đến khả năng tiêu hoá hấp thu và sử dụngprotein trong cơ thể lợn [98], [123] Ở lợn hướng nạc khả năng tiêu hoá hấp thu và sửdụng protein cao hơn ở lợn hướng mỡ thể hiện ở khả năng phân tiết và hoạt tính cácenzyme thuỷ phân protein trong dịch tuỵ và dịch ruột của lợn [123] Đây là một đặctính đã được quan tâm chọn lọc qua sự ổn định sinh lý tiêu hoá khi tăng lượng proteinkhẩu phần để thúc đẩy tăng trưởng phần nạc trong thịt lợn Một thí nghiệm củaAjinomoto thực hiện trên lợn ở hai pha, pha sinh trưởng (20-50kg) và nuôi béo (50-100kg), kết quả cho thấy mức tăng khối lượng và hiệu quả sử dụng thức ăn của lợnđực thiến và lợn cái là khác nhau và đưa ra khuyến cáo về quy trình chăm sóc nuôidưỡng tách biệt con cái và đực thiến Tác giả Cromwell et al., (1993) [47] đã chỉ rarằng Kết quả chỉ ra rằng lợn nái hậu bị đòi hỏi nồng độ axit amin trong chế độ ăn uốngcao hơn để tối đa hóa tốc độ tăng trưởng nạc so với lợn đực

Tuổi lợn gắn liền với quy luật sinh trưởng của nó [102], đây là sự đồng bộ cả vềlượng và chất, cả về cấu tạo và chức năng của các cơ quan bộ phận hệ thống tiêu hoá nóiriêng và toàn bộ cơ thể nói chung Người ta đã khảo sát rất kỹ sự phát triển cơ quan tiêuhoá ở lợn ở các lứa tuổi khác nhau [112] Ví dụ dạ dày lợn mới đẻ có dung tích 25ml đếntuổi trưởng thành đạt 3,5-4 lít [22] Sự biến đổi đường tiêu hoá rõ rệt theo tuổi nhất

ở lợn con để thích ứng với sự tiêu hoá thức ăn ở giai đoạn sau cai sữa Trong đó hoạttính và hàm lượng các enzyme thuỷ phân protein ở tuyến tuỵ lợn tăng nhanh theo thờigian và ổn định ở giai đoạn tuổi mà con vật đang sinh trưởng mạnh để tiêu hoá tốt proteintrong khẩu phần cho tích luỹ Khi tuổi tăng lên thì lượng dịch tuỵ tăng lên và hàm lượngenzyme cũng tăng lên, hoạt tính thuỷ phân tinh bột của enzyme amilase tăng 24%, củalipase tăng 1,9 lần nhưng hoạt tính của trypsin lại giảm đi [113] Sự giảm hoạt tính củatrypsin liên quan đến sự tổng hợp protein trong tế bào, còn lipaza thì tăng hoạt tính vì cần

có sự tích luỹ mỡ của lợn giai đoạn vỗ béo

* Yếu tố liên quan đến thức ăn

Tỷ lệ protein và năng lượng: Năng lượng trong khẩu phần thức ăn có liên quanchặt chẽ đến hiệu quả tiêu hoá và hấp thu thức ăn Mọi quá trình tổng hợp chất hữu cơtrong mô bào trong đó có protein đều cần đến năng lượng ở dạng “công hoá học” Đây

là chuyển dạng hoá năng từ vật chất hữu cơ cũ sang vật chất hữu cơ mới để tái tạo cấutrúc, để tích luỹ vật chất trong tế bào Trong quá trình trao đổi chất và sử dụng thức ăndinh dưỡng của lợn ở các giai đoạn khác nhau, trạng thái sinh lý và trình độ sản xuất

khác nhau cần một tỷ lệ nhất định năng lượng và protein Ettle và cs (2003) [54] đãnghiên cứu và kết luận rằng, tăng tỉ lệ lysine tiêu hóa/ME thì tăng trọng cao hơn, mứctối ưu cho tăng trọng cao nhất ở lợn cái là 0,58; tỷ lệ lysine/năng lượng càng cao tronggiai đoạn đầu sinh trưởng của lợn thì tỉ lệ nạc càng lớn [54] Nếu tỷ lệ không thíchhợp, protein thức ăn không chỉ làm giảm việc sử dụng thức ăn, và thậm chí ảnh hưởngđến sức khoẻ và tốc độ tăng trưởng Người ta biểu thị mối quan hệ này bằng số gamprotein hoặc cụ thể hơn là số gam axit amin/1000 kcal ME Các quan hệ dinh dưỡngnày cũng đã được tiêu chuẩn hoá để đảm bảo nhu cầu năng lượng cho sự tổng hợp vàtích luỹ protein trong thịt nạc Theo nghiên cứu của Ninh Thị Len và cs (2011) [10] đểđạt được tốc độ sinh trưởng tốt nhất và hệ số chuyển hóa thức ăn thấp nhất tỉ lệ lysinetiêu hóa/ME trong khẩu phần cho lợn lai thương phẩm 4 máu ngoại nuôi thịt ở vụ hèthu là 3,48-3,06 hoặc 3,59-3,13 (g/Mcal); vụ đông xuân là 3,36-2,94 hoặc 3,37-2,98 (g/Mcal) Nếu thiếu năng lượng sẽ dẫn đến việc cơ thể phải huy động protein để lấy nănglượng, gây ra sự lãng phí không cần thiết Một trong những ảnh hưởng của thành phầndinh dưỡng tới khả năng tiêu hoá protein và axit amin trong khẩu phần là sự cân bằnggiữa các axit amin trong protein ăn vào Nếu trong thức ăn có tỷ lệ hợp lý giữa các loạiaxit amin sẽ làm giảm nhu cầu protein của lợn Jarolav và cs (1998) [79] cho rằng việcgiảm protein và bổ sung bằng các axit amin tổng hợp sẽ làm tăng sử dụng protein.Khẩu phần chứa đầy đủ và cân đối các axit amin thiết yếu, phù hợp với nhu cầu lợnthịt ở từng giai đoạn sinh trưởng sẽ là cơ sở của việc nghiên cứu giảm mức proteintổng số trong khẩu phần một cách hợp lý nhằm tiết kiệm thức ăn giàu đạm.

Các chất kháng dinh dưỡng trong thức ăn: Tiêu hóa chất dinh dưỡng có mối liênquan mật thiết với thành phần hóa học của thức ăn Sự có mặt của các yếu tố kháng dinhdưỡng trong thức ăn có thể gây ảnh hưởng bất lợi đến tính sẵn có của protein và axit amin[70] Các chất kháng dinh dưỡng có thể xuất hiện tự nhiên trong thức ăn, chẳng hạn nhưglucosinolate trong khô dầu hạt cải; các yếu tố ức chế trypsin và hemagglutinin trong đậuđỗ; tannin trong cỏ bộ đậu và ngũ cốc; phytate trong ngũ cốc và các hạt chứa dầu;gossypol trong khô dầu bông, … Các chất kháng dinh dưỡng cũng có thể xuất hiện trongquá trình xử lý nhiệt/kiềm đối với các sản phẩm protein, sinh ra các hợp chất là sản phẩmcủa phản ứng Maillard, các dạng oxy hóa của các axit amin chứa lưu huỳnh

[71] Kết quả nghiên cứu của Bell (1993) [33] cho thấy khô dầu hạt cải với hàm lượngglucosinolate cao có thể gây tác động bất lợi đến lượng thức ăn thu nhận và giải phóngcác sản phẩm có hại khác, làm ảnh hưởng đến chức năng bình thường của đường tiêuhóa Việc chế biến khô dầu hạt cải không phù hợp cũng có thể gây phản ứng Maillard vàlàm giảm tỷ lệ tiêu hóa lysine [33]

Chất xơ trong thức ăn: Các yếu tố dinh dưỡng khác như hàm lượng xơ và NSPtrong thức ăn cũng có ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hóa axit amin Kết quả nghiên cứu củaBell (1993) [33], Nyachoti và cs (1997) [114] cho thấy hàm lượng NDF và NSP caotrong lúa mạch đã làm gia tăng bài tiết nội sinh, tăng độ nhớt của đường tiêu hóa do đólàm giảm tỷ lệ tiêu hóa và hấp thu Tốc độ của quá trình lên men xơ trong ruột của lợnphụ thuộc vào thành phần, đặc điểm lý hóa, mức độ lignin hóa, kích thước của xơ [94]

và thời gian lưu chuyển trong đường tiêu hóa [139] Khả năng giữ nước của xơ hòa tancao hơn so với xơ không hòa tan nên đã làm tăng bề mặt tiếp xúc ở ruột giúp choenzym của vi khuẩn dễ dàng tiếp cận Bởi vậy những đặc điểm này phụ thuộc trực tiếpvào nguồn gốc thực vật hoặc chế biến nguồn xơ [85] Trong khi đó, hàm lượng khoángcao trong thức ăn (chẳng hạn như bột thịt xương) chỉ làm giảm chất lượng protein do

sự suy giảm hàm lượng axit amin thiết yếu trong mỗi đơn vị protein tổng số, khônggây tác động bất lợi đến tiêu hóa axit amin [126]

* Yếu tố liên quan đến môi trường nuôi

Chế độ nuôi, nhiệt độ chuồng nuôi và mật độ nuôi có ảnh hưởng không nhỏ đếnkhả năng tiêu hoá hấp thu và sử dụng protein của lợn [86] Nhiệt độ cao của môitrường và tiểu khí hậu chuồng nuôi đã ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng,mức tiêu thụ thức ăn và hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn đang tăng trưởng [134] Khảnăng tăng khối lượng/ngày của lợn lai (PiDu x LY) ở Việt Nam trong mùa đông xuân

là 942 (g/ngày), trong khi đó ở mùa hè chỉ là 874 (g/ngày) [10] Khi nhiệt độ tăng caothì lợn sẽ bị stress nhiệt, gây giảm lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày Do lớp mỡ dưới

dạ dày, trên da không có tuyến mồ hôi (trừ phần da quanh mõm) nên lợn không thểđiều chỉnh thân nhiệt bằng cách tiết mồ hôi Dù tăng nhịp thở nhưng thân nhiệt lợn vẫntăng cao Đây là lý do khiến lợn giảm ăn khi thời tiết nóng Vì vậy, nhu cầu duy trì vềnăng lượng sẽ cao hơn bình thường, làm giảm lượng năng lượng tích lũy cho nhu cầutăng trưởng của lợn [78], [11] Chế độ ăn và kỹ thuật cho ăn cũng ảnh hưởng tới khảnăng hấp thu protein ở lợn, cụ thể chế độ ăn có ảnh hưởng tới lượng dịch tiết cũng nhưhoạt tính của enzyme

1.2.3 Đánh giá chất lượng axit amin của thức ăn đối với lợn thông qua tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng

1.2.3.1 Tỉ lệ tiêu hoá hồi tràng biểu kiến

Giá trị các axit amin và protein của các nguyên liệu thức ăn nuôi lợn thường dựatrên tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng của chúng Tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng của các thức ăn chăn nuôiphần lớn được xác định ở lợn đặt một ống thông vào đoạn cuối hồi tràng hoặc bằng

đặt hậu môn giả giữa hồi tràng-trực tràng (IRA) Từ số lượng protein thô hoặc axitamin ăn vào từ khẩu phần và lượng chất dinh dưỡng không được hấp thu phỏng địnhtrong dưỡng chấp hồi tràng, tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến (AID - apparent ileaddigestibility) của các chất dinh dưỡng được tính toán [127] Các giá trị thường đượcgọi là giá trị tiêu hóa biểu kiến, vì dưỡng chấp ở hồi tràng không chỉ chứa protein vàaxit amin từ khẩu phần mà còn có một lượng nội sinh có từ chính cơ thể con vật hoặcprotein có nguồn gốc vi sinh vật [127] Như vậy, tiêu hóa axit amin biểu kiến bao gồmtiêu hóa axit amin từ nguồn gốc nội sinh và từ khẩu phần [26] Giá trị tiêu hóa biểukiến chịu tác động của lượng thức ăn thu nhận, khối lượng cơ thể, các chất kháng dinhdưỡng, hàm lượng protein (hoặc axit amin) và xơ khẩu phần [119] Khi lượng proteinthu nhận thấp, hàm lượng axit amin nội sinh trong dịch tiêu hóa tăng lên (tương quanvới protein trong thức ăn) [119] Vì vậy, ở các khẩu phần thí nghiệm chứa hàm lượngprotein (hay axit amin) thấp, kết quả tính toán tỉ lệ tiêu hóa axit amin biểu kiến sẽ thấphơn so với tỉ lệ tiêu hóa thực [119].

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến và lượng axit amin thu nhận

(Nguồn: [119])

1.2.3.2 Axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn

Tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn (SID – standardized ilead digestibility) là tiêu hoátoàn phần biểu kiến sau khi hiệu chỉnh với mất mát nội sinh cơ bản [26] SID được tínhtheo công thức:

SID AID (EAL/AAf) EAL/AAf) ) 100%

Trong đó: SID và AID tính theo %; EAL là mất mát nội sinh (protein hay axitamin) cơ bản (mg/kg DMI) sau khi ăn khẩu phần không có protein; AAf là hàm lượngaxit amin trong khẩu phần thức ăn (mg/kg DM)

Axit amin hay protein nội sinh cơ bản được định nghĩa là số lượng axit aminnội sinh có mặt ở đoạn cuối hồi tràng trong điều kiện sinh lý bình thường của lợn đượccho ăn khẩu phần không chứa yếu tố làm mất mát axit amin nội sinh đặc thù [49] Axitamin nội sinh cơ bản chỉ phụ thuộc lượng chất khô thu nhận, không chịu ảnh hưởngcủa thành phần thức ăn hoặc khẩu phần [106] Chính vì vậy, sử dụng tỉ lệ tiêu hóa tiêuchuẩn cho phép so sánh các thành phần thức ăn ngay cả trong trường hợp hàm lượngaxit amin khác nhau đáng kể [32].

1.2.3.3 Axit amin tiêu hóa hồi tràng thực

Tiêu hóa axit amin thực là tỉ lệ tiêu hóa sau khi hiệu chỉnh AID với tổng mất mátaxit amin nội sinh (bao gồm nội sinh cơ bản và nội sinh đặc thù) [50] Axit amin nội sinhđặc thù hay còn gọi là protein nội sinh phụ thuộc khẩu phần Điều này được hiểu là khilợn được nuôi bởi khẩu phần có yếu tố làm tăng mất mát nội sinh như protein, xơ khẩuphần thì axit amin nội sinh tổng số sẽ tăng Việc phân tách các axit amin nội sinh ra khỏicác axit amin không tiêu hóa có nguồn gốc từ khẩu phần ở cuối hồi tràng sau khi cho ănbằng một protein đặc thù có thể thực hiện vào những năm gần đây bằng kỹ thuậ t phaloãng đồng vị [119] và kỹ thuật homoarginine [136] Kết quả đánh giá thất thoát axit aminnội sinh xác định được bằng các kỹ thuật này cao hơn nhiều so với kết quả xác định đượcdựa vào các phương pháp truyền thống [122] Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này làphương pháp sử dụng để xác định thất thoát nội sinh đặc thù đòi hỏi nhiều lao động, chiphí cao và các thiết bị đặc biệt [127] Mặt khác, hiện nay dữ liệu về tỉ lệ tiêu

hóa thực vẫn còn thiếu, gây hạn chế trong việc sử dụng hệ thống này Chính vì những

lý do trên, hệ thống tỉ lệ tiêu hóa tiêu chuẩn hiện đang được sử dụng phổ biến hơn sovới các hệ thống tiêu hóa thực và tiêu hóa biểu kiến [42]

1.2.4 Nhu cầu protein và axit amin của lợn sinh trưởng

1.2.4.1 Nhu cầu protein và axit amin của lợn sinh trưởng

Nhu cầu của axit amin được thể hiện là tỉ lệ phần trăm (%) trong khẩu phần, thực

sự là mục tiêu tiến tới bởi nhiều yếu tố tác động [13] Quan trọng nhất là các yếu tố: (A)Nồng độ năng lượng của khẩu phần: nhu cầu axit amin tăng khi năng lượng tăng; (B) Hàmlượng protein trong khẩu phần: nhu cầu axit amin tăng khi protein ttrong khẩu phần tăng;(C) Khả năng di truyền để phát triển cơ thể, giống nạc cao, gia súc nhiều thì có nhu cầuaxit amin cao hơn; (D) Giống (tính biệt): lợn hậu bị có nhu cầu axit amin cao hơn lợn đựcthiến Lợn đực có nhu cầu axit amin cao nhất; (E) Giảm tiêu tốn thức ăn và tăng thịt nạcthì nhu cầu axit amin cao hơn đối với tăng trọng chung; (F) Tương quan giữa các axitamin Cystine có thể cung cấp có thể cung cấp ít nhất 50% nhu cầu cho các axit amin chứalưu huỳnh (sulfur) (methionine + cystine) Tyrosine cung cấp ít nhất 50% nhu cầu cho cácaxit amin có nhân thơm (aromatic) (phenylalanine + tyrosine) [13]

Theo khuyến cáo của Nhật Bản 1993 (dẫn theo Viện Chăn nuôi, 2001) [24],nhu cầu cho lợn thịt giai đoạn 30-70 kg là: 15% protein, 0,75% lysine, 0,45%threonine, 0,11% trytophan và giai đoạn 70-110 kg là: 13% protein, 0,56% lysine,0,34% threonine, 0,08% trytophan Tập đoàn Evonik (2012) [55] khuyến cáo nhu cầuaxit amin tiêu hóa hồi tràng cho lợn thịt ở các giai đoạn (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng cho lợn thịt (%)

Theo NRC (2012) [112], nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn củalợn thịt giai đoạn 11-25 kg và 25-50 kg được khuyến cáo như sau:

Bảng 1.5 Nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn thịt

1.2.4.2 Sự thiếu hụt hoặc dư thừa axit amin ở lợn

Khi cung cấp axit amin cho lợn không đủ hoặc không cân đối, lợn sẽ có một vàitriệu chứng lâm sàng đặc trưng như ăn ít, lượng thức ăn ăn vào giảm, thức ăn thừanhiều, lợn chậm lớn và hiệu quả kinh tế thấp [113] Lợn có thể chịu được lượngprotein ăn vào cao mà ít có biểu hiện bệnh đáng kể, ngoại trừ đôi khi bị ỉa chảy nhẹ.Tuy nhiên khi cho ăn lượng protein vượt quá 25% đối với lợn choai vỗ béo là lãng phí,gây ô nhiễm môi trường, làm giảm khả năng tăng khối lượng và làm giảm hiệu quả sửdụng thức ăn [113] Theo nghiên cứu của Brudevoid và Southern (1994) [39] thì nếu

bổ sung quá nhiều axit amin tinh chế như arginine, leucine, methionine có thể làmgiảm lượng thức ăn ăn vào và giảm tốc độ tăng trưởng Mặt khác, lợn ăn quá nhiềumột loại axit amin riêng lẻ có thể gây nhiều triệu chứng xấu như độc tính, tính đốikháng hay tính mất cân bằng Sự mất cân bằng axit amin có thể xảy ra khi khẩu phầnđược bổ sung thêm một hay nhiều axit amin không phải là axit amin giới hạn Tronghầu hết các trường hợp đó, lượng thức ăn ăn vào đều giảm Lợn thường trở lại bìnhthường nhanh chóng khi lượng axit amin vượt quá được rút bớt khỏi khẩu phần

1.2.5 Protein lý tưởng và tỉ lệ cân bằng các axit amin trong protein lý tưởng của lợn

1.2.5.1 Protein lý tưởng

Protein lý tưởng là protein tổng số của khẩu phần mà thành phần axit amin thiếtyếu của nó có tỷ lệ cân đối phù hợp với nhu cầu của một chức năng sinh lý nào đó (nhưduy trì, tăng truởng mô nạc, mang thai và tiết sữa) Cân bằng axit amin trong protein lýtưởng chọn dùng lysine làm tham chiếu: Hàm lượng lysine được coi là 100, tỷ lệ các axitamin thiết yếu khác xác định theo % của lysine [29], [113] Lý do chọn lysine làm thamchiếu là vì lysine là yếu tố hạn chế thứ nhất trong các khẩu phần thực tế, có nhu cầu caohơn các axit amin thiết yếu khác và không tham gia các chức năng khác ngoài chức năngsinh tổng hợp protein [5] Lysine được khảo sát nhiều nhất về khía cạnh nhu cầu của lợn

và các loại vật nuôi khác [5] Học viện Kỹ thuật chăn nuôi lợn của Pháp (1992; dẫn theo

Vũ Duy Giảng, 2011) [5] đã cho biết mẫu cân bằng axit amin tiêu hóa trong protein lýtưởng của lợn đang sinh trưởng là: Lysine 100%, methionine 30%, Met

+ Cystine 60%, threonine 65% và trytophan 18% Bikker và cs (1994) [35] cũng đưa

ra như cầu lysine cho lợn thịt giai đoạn sinh trưởng từ 6,5 – 7,5 g lysine/100 g protein cơthể Trong đó cystine có thể chiếm tới 50% nhu cầu của các axit amin có chứa lưu huỳnh

và tyrosin chiếm 50% nhu cầu axit amin có chứa mạch vòng Vì cystein có thể tạo ratrong cơ thể từ methionine, còn tyrosin từ phenylalanine, do đó các tác giả đã đề xuất hệ

số chuyển đổi: 1,25 methionine = 1 cystein Trong thực tế không có bất kỳ một loạinguyên liệu thức ăn nào mà protein của nó được coi là lý tưởng, nguyên nhân là do hàmlượng các axit amin thiết yếu trong thức ăn luôn khác với nhu cầu của con vật Chỉ có sữa

mẹ nói chung được coi là “protein lý tưởng”, trong đó sữa của lợn mẹ được sử dụng làmmẫu cân bằng axit amin là tham khảo tốt nhất Vì sữa lợn mẹ là thức ăn lý tưởng cho lợncon, hàm lượng axit amin trong sữa có mẫu cân bằng axit amin gần giống với mẫu cânbằng axit amin của cơ thể cũng như protein tích lỹ trong cơ thể lợn thời kỳ sinh trưởng

1.2.5.2 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng của lợn

Hàm lượng axit amin trong sữa có tỉ lệ axit amin cân bằng gần giống với tỉ lệ axit amin của cơ thể cũng như protein tích lỹ trong cơ thể lợn thời kỳ sinh trưởng

Bảng 1.6 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng công bố

Bảng 1.7 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng của lợn thịt (axit amin tổng số)

Khối lượng cơ thể (kg)

Bảng 1.8 Tỉ lệ cân bằng axit amin trong protein lý tưởng của lợn thịt

(axit amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến)

Khối lượng cơ thể (kg)

1.2.5.3 Lợi ích của các khẩu phần ăn có protein lý tưởng

Khẩu phần ăn có protein lý tưởng sẽ giúp tăng tốc độ tăng trưởng và giảm tiêutốn thức ăn/kg tăng khối lượng Một thí nghiệm của Ajinomoto thực hiện trên lợn ở haipha, pha sinh trưởng (20-50kg) và nuôi béo (50-100kg) với khẩu phần dựa trên ngô-khô đỗ tương có các mức protein lý tưởng khác nhau (từ 10,6 đến 15%), khẩu phần bổsung axit amin công nghiệp để đảm bảo tỷ lệ axit amin cân đối theo mẫu của ARC(1981) và Fuller (1988) cho cả 2 pha: Lysine/CP: 7%, Tryptophan/Lysine: 18%,Methionine + Cystine/Lysine: 63%, Threonine/Lysine: 65%, Isoleucine/Lysine: 60%.Kết quả cho thấy mức tăng khối lượng và hiệu quả lợi dụng thức ăn của lợn đực thiến

và lợn cái được cải thiện khi tăng mức protein lý tưởng

Sử dụng phương pháp cân bằng axit amin trong protein lý tưởng giúp giảmđược hàm lượng protein tổng số của khẩu phần, vừa tránh lãng phí nguồn protein này,vừa giảm nitơ thải tiết, hạn chế ô nhiễm môi trường Tính trung bình, kết quả của cácnghiên cứu này đã giảm được 5-10% chi phí thức ăn [8] Tuy nhiên cần chú ý khi giảmprotein tổng số của khẩu phần bằng việc cân bằng các axit amin có thể dẫn đến tănggiá thành nếu lượng axit amin công nghiệp bổ sung tăng lên quá lớn, ảnh hưởng đến

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NHU CẦU AXIT AMIN TIÊU HÓA HỒI TRÀNG TIÊU CHUẨN CỦA LỢN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.3.1 Tình hình nghiên cứu nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn trên thế giới

Trên thế giới, việc đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn chăn nuôi đã đượctiến hành từ rất sớm Từ giữa thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã cố gắng đưa ra những

hệ thống dinh dưỡng có thể cho phép người chăn nuôi xây dựng được khẩu phần ănhợp lý hơn cho gia súc, gia cầm [105] Cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật,thức ăn ngày càng được nghiên cứu sâu hơn và hệ thống đánh giá thức ăn cũng đượcphát triển, thay đổi theo hướng ngày càng đánh giá chính xác hơn giá trị dinh dưỡngcủa thức ăn Ngày nay, việc đánh giá thức ăn dựa trên tỉ lệ tiêu hóa của các chất dinhdưỡng đã và đang được nhiều nước sử dụng [87] Việc thiết lập khẩu phần ăn dựa trênmức độ tiêu hóa thức ăn sẽ cho kết quả chính xác hơn so với thành phần các chất dinhdưỡng tổng số [64] Nhu cầu axit amin của lợn cũng được nghiên cứu rất kỹ từng loạiaxit amin và trên các giai đoạn sinh trưởng của lợn

* Nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn

Lysine được sử dụng làm điểm tham chiếu khi xác định nhu cầu đối với các axitamin thiết yếu khác Cùng với sự gia tăng tích lũy protein ở các giống lợn nạc hiện nay,việc xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là rất cần thiết nhằm đảm bảocho việc thiết lập các khẩu phần với mục tiêu tối ưu hóa tiềm năng di truyền của các giốnglợn [142] Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã và đang được thực hiện nhằmxác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn con Theo Gaines và cs(2003) [66], nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 5-

10 kg là 1,35-1,40% Kết quả này tương tự với thông báo của Dean và cs (2007) [52].Theo nhóm tác giả này, nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 6-

12 kg là 1,40% hay 18,9 g/kg tăng trọng Trong khi đó, NRC (2012) [112] khuyến cáo

sử dụng 1,50% và 1,35% lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn con ở các giai đoạn5-7 kg và 7-11 kg

Đối với lợn con giai đoạn 12-24 kg, Yi và cs (2006) [142] đã thông báo nhu cầu

lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 1,32% Khi tiến hành 5 thí nghiệm khác nhau trên3.628 con lợn, Kendall và cs (2008) [88] đã nhận thấy rằng việc sử dụng lysine tiêu hóahồi tràng tiêu chuẩn ở mức 1,30% hay 19 g/kg tăng trọng là cần thiết cho lợn sinh trưởngtối ưu ở giai đoạn 12-27 kg Trong trường hợp biểu thị tương quan với năng lượng củakhẩu phần, giá trị nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở trên tương đương với

3,81g/Mcal ME Đối với lợn giai đoạn 11-19 kg, việc sử dụng lysine tiêu hóa hồi tràngtiêu chuẩn ở mức 1,35% bảo đảm cho lợn sinh trưởng tối ưu [88] Schneider và cs (2010)[123] đã tiến hành 2 thí nghiệm đánh giá đồng thời các mức lysine và năng lượng trên 2giống lợn khác nhau Ở giống lợn thứ nhất, tỷ lệ lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn:ME tối

ưu là 3,4-3,6 g/Mcal ME; trong khi đó, tỷ lệ này ở giống lợn thứ 2 là 3,9-4,2 g/Mcal ME.Tuy nhiên, khi được biểu thị dưới dạng tương quan với tăng trọng, nhu cầu lysine tiêu hóahồi tràng tiêu chuẩn ở cả 2 giống lợn thí nghiệm là khoảng 19 g/kg Trong một nghiên cứukhác, Lenehan và cs (2003) [95] đã nhận thấy rằng nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêuchuẩn của lợn giai đoạn 10-20 kg là 1,40% hay 19g/kg tăng trọng Trong khi đó, NRC(2012) [112] khuyến cáo nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn 11-25 kg là1,23%, thấp hơn các kết quả nghiên cứu trên Sự biến động trong kết quả xác định nhu cầulysine ở lợn con có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm việc thiết lập khẩu phầndựa trên axit amin tổng số thay vì axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn [127], các phươngpháp phân tích thống kê [121], giới tính [30], hay kiểu gen [123]

Đối với lợn giai đoạn 25-50 kg, NRC (2012) [112] đã khuyến cáo sử dụng lysinetiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở mức 0,98% Dựa trên mô hình đường gãy khúc, Li và cs(2012) [96] đã nhận thấy rằng việc sử dụng tỷ lệ lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn:ME

ở các mức 3,0; 2,43 và 2,2 cho lợn ở các giai đoạn 29-47 kg; 54-76kg và 84-109 kgcho kết quả tăng trọng cao nhất Bergstrom và cs (2010) [34] đã tiến hành 4 thí nghiệm

28 ngày ở lợn đực thiến và lợn cái với tỷ lệ đực/cái như nhau nhằm xác định nhu cầulysine của lợn giai đoạn sinh trưởng - kết thúc (PIC TR4 × 1050) với khối lượng cơ thể từ37-129 kg Kết quả nghiên cứu cho thấy ở lợn có khối lượng từ 37-65 kg, 56-86 kg, 80-

107 kg và 102-129 kg, sinh trưởng và thu nhập trên chi phí thức ăn đạt cực đại khi sửdụng các tỷ lệ lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn:ME tương ứng là 2,69; 2,35; 2,09 và1,79g/Mcal ME [34] Ngoài ra, Shelton và cs (2009) [125] cũng đã thông báo rằng nhucầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn cái giai đoạn 55-80 kg là 20g

* Tỉ lệ tryptophan/lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn

Tryptophan là axit amin giới hạn thứ 2 hoặc thứ 3 trong các khẩu phần cho lợn[75] Do đó, việc cung cấp lượng tryptophan tiêu hóa đáp ứng đủ nhu cầu cho lợn là rấtcần thiết để cải thiện khả năng sinh trưởng [37] Kết quả nghiên cứu của Burgoon và cs(1992) [41] cho thấy nhu cầu tryptophan tổng số của lợn giai đoạn 6-16 kg là 1,9 g/kg,tương đương 0,138 khi được biểu thị ở dạng với tỷ lệ tryptophan/lysine tiêu hóa hồi tràngtiêu chuẩn Theo Ma và cs (2010b) [100], nhu cầu tryptophan của lợn giai đoạn 11-22 kg

là 15% khi biểu thị ở dạng tỷ lệ tryptophan/lysine tiêu hóa Guzik và cs (2002)

giai đoạn 5,2-7,3 kg; 7,3-10,2 kg; và 10,3-15,7 kg lần lượt là 0,21; 0,20; và 0,18% trongkhẩu phần Khi được biểu thị ở dạng tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa, các giá trị nhu cầunày đều dưới 16% [74] Tuy nhiên, Guzik và cs (2002) [77] đã thông báo rằng nhu cầutryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn đối với lợn giai đoạn 10-16 kg là 1,8 g/kg, tươngđương với tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 0,178 Khi tiến hành thửnghiệm 6 mức tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn từ 0,175 đến 0,245,Susenbeth và Lucanus (2005) [130] đã không nhận thấy bất kỳ tác động nào của các mứctryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn trong khẩu phần đến sinh trưởng ở lợn giai đoạn15-25 kg Điều này cho thấy nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn củalợn giai đoạn 15-25 kg là thấp hơn hoặc bằng 0,175 [130] Tương tự, Borgesa và cs (2013)[37] cũng nhận thấy rằng nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợncon là thấp hơn hoặc bằng 0,178 Tuy nhiên, Jansman và cs (2010) [84] đã thông báo nhucầu tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 10-20 kg cao hơn so với cáckết quả trên (0,22% trong khẩu phần hay 21,5% khi biểu thị ở dạng tryptophan:lysine tiêuhóa) Bên cạnh đó, Guzik và cs (2005a) [75] cũng đã nhận thấy sự gia tăng tuyến tính vềtốc độ tăng trọng hằng ngày ở lợn con giai đoạn 7-16 kg khi tăng tỷ lệ tryptophan:lysinetiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn trong khẩu phần từ 0,145 đến 0,195 Điều này có nghĩa lànhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn con giai đoạn 7-16 kg làlớn hơn hoặc bằng 0,195 [75] Khi xem xét kết quả của 33 thí nghiệm khác nhau,Susenbeth (2006) [129] đã tổng kết rằng nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêuchuẩn là khoảng 16,0% và thấp hơn 17,4% Tác giả này cũng kết luận rằng việc sử dụng17% tryptophan:lysine tiêu hóa trong khẩu phần sẽ kiểm soát được hầu hết các biến độngsinh học; và tỷ lệ tryptophan:lysine dường như không bị ảnh hưởng bởi khối lượng cơ thể,tốc độ sinh trưởng, nồng độ protein và lysine trong khẩu phần, hay tiềm năng di truyềncủa con vật [129] Gần đây, Nitikachana và cs (2012, 2013) [108],[109] đã tiến hành mộtloạt các nghiên cứu về tryptophan ở lợn con và lợn giai đoạn kết thúc nhằm xác địnhtương quan về nhu cầu tryptophan đối với lysine

ở mức độ tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy rằng tỷ lệtryptophan:lysine lý tưởng là không thấp hơn 19-20%; kết quả này cao hơn nhiều so vớicác công bố trước đây [108],[109]

Ở thí nghiệm đầu tiên trên lợn giai đoạn 25-40 kg, Quant và cs (2007) [118] đã xácđịnh được nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn là 15,6% Ở thínghiệm thứ 2, nhóm tác giả trên đã tăng nồng độ các axit amin thiết yếu khác trong khẩuphần và nhận thấy rằng nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giaiđoạn 25-40 kg là 17% [117] Guzik và cs (2005b) [76] đã không đưa ra tỷ lệ

tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn nào, nhưng nhóm tác giả đã thông báorằng nhu cầu tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 30, 50, 70 và

90 kg lần lượt là 0,18; 0,14; 0,11 và 0,11 Các mức nhu cầu về tryptophan trên cũng đãđược Ma và cs (2010a) [99] xác nhận Khi tiến hành 3 thí nghiệm trên lợn giai đoạn27-45 kg, 67-85kg và 96-117 kg, Hinson và cs (2010) [80] đã tìm ra tỷ lệtryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu cho lợn ở cả 3 giai đoạn là 16%

* Tỷ lệ axit amin chứa lưu huỳnh:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn

Axit amin chứa lưu huỳnh (methionine and cysteine) được xem là axit amingiới hạn thứ 2 hay thứ 3 trong khẩu phần cho lợn con [142] Nhiều nghiên cứu đã vàđược thực hiện trong những năm gần đây nhằm xác định nhu cầu tổng axit amin chứalưu huỳnh, nhu cầu methionine và nhu cầu cysteine của lợn Thông thường,methionine được cho là chiếm 50% trong tổng axit amin chứa lưu huỳnh (theo NRC là48% khối lượng); tuy nhiên, các số liệu gần đây cho thấy methionine có thể chiếm tỷ

lệ cao hơn (55% khối lượng hay 50% phân tử gam) so với cysteine [72] Dean và cs(2007) [52] đã thông báo rằng nhu cầu tổng axit amin chứa lưu huỳnh của lợn con giaiđoạn 6-12 kg là 10,1% g/kg tăng trọng hay 54% đối với lysine Trong khi đó, kết quảnghiên cứu của Gaines và cs (2005) [67] cho thấy tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnhđối với lysine là 57-61% tùy thuộc vào các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đánh giáđiểm dừng ở lợn giai đoạn 8-26 kg Yi và cs (2006) [142] cũng đã nhận thấy rằng việc

sử dụng tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh đối với lysine là 58% cho kết quả tối ưu

về tăng trọng hằng ngày ở lợn giai đoạn 12-24 kg Khi tiến hành một loạt các nghiêncứu, Schneider và cs (2010) [123] đã tìm thấy tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh đốivới lysine ở lợn giai đoạn 10-20 kg là 57-60% Ngoài ra, kết quả nghiên cứu củaGaines và cs (2004a, b) [68],[69] khi thực hiện 2 thí nghiệm độc lập trên lợn sinhtrưởng đã cho thấy tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh:lysine tối ưu là 60% ở lợn giaiđoạn 29-45 kg và 45-68 kg Tương tự, Lawrence và cs (2005) [93] cũng đã thông báo

tỷ lệ tối ưu ở lợn giai đoạn 30-60 kg là 60% Một nghiên cứu mới đây của Capozzalo

và cs (2017) [43], bổ sung chủng E.coli có nhu cầu cao đối với axit amin chứa lưu

huỳnh vào khẩu phần ăn để đánh giá sự ảnh hưởng của chúng đến tỷ lệ SID SAA/Lys.Kết quả cho thấy tỉ lệ SAA/Lys tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn không có sự khác giữa

khẩu phần không bổ sung E.coli với khẩu phần có bổ sung E.coli.

* Tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn

Khi cơ thể bị thiếu hụt threonine sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng và năng suất

ở mức độ thấp hơn so với khi thiếu hụt các axit amin chủ yếu khác Tuy nhiên, sự khácbiệt lớn giữa tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến và tỷ lệ tiêu hóa tiêu chuẩn đối với threonine sẽ gâyảnh hưởng lớn khi biểu thị nhu cầu threonine ở dạng axit amin tiêu hóa [74] Frank và cs(2001) [58] đã chứng minh rằng tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu

ở lợn giai đoạn 34-65 kg là khoảng 65% Đây cũng chính là tỷ lệ tối ưu đã đượcBuraczewska và cs (2006) [40] thông báo khi tiến hành thí nghiệm trên lợn giai đoạn 25–

50 kg Van Milgen và Le Bellego (2003) [135] đã phân tích tổng hợp 22 nghiên cứu khácnhau và nhận thấy rằng tỷ lệ theonine:lysine tối ưu tăng từ 58% ở lợn giai đoạn 15 kg đến65% ở lợn giai đoạn 110 kg theo mô hình tuyến tính – bình ổn (linear-plateau model).Ettle và cs (2004) [53] đã thông báo tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩntối ưu ở lợn giai đoạn 33-65 kg là 0,73 Khi tiến hành nghiên cứu trên lợn giai đoạn 22-

50 kg nuôi bằng khẩu phần protein thấp và bổ sung các axit amin tinh chế, Zhang và cs(2013) [147] đã thông báo rằng tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu

là 0,70 cho kết quả tăng trọng cao nhất; 0,68 cho kết quả tối ưu về hệ số chuyển hóa thứcăn; và 0,63 là tỷ lệ làm giảm nồng độ nitơ ure huyết thanh xuống mức thấp nhất Lenehan

và cs (2003) [95] đã tìm thấy tỷ lệ threonine:lysine tối ưu cho lợn giai đoạn 10-20 kg là64-66% James và cs (2003) [83] cũng đã thông báo tỷ lệ threonine:lysine tối ưu là 60-65% đối với lợn giai đoạn 10-20 kg Mặc dù Wang và cs (2006) [137] không thông báo

tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn, nhóm nghiên cứu đã tính toán được tỷ

lệ nhu cầu threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 60% dựa trên tốc độ sinhtrưởng của lợn thí nghiệm và nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn (19 g/kg tăngtrọng) Gần đây, Goodband và cs (2014) [74] đã thông báo rằng nhu cầu threonine có thểđược mô hình hóa theo tương quan tỷ lệ với lysine trong các khẩu phần cho lợn ở đầugiai đoạn sinh trưởng (0,0000130BW2 – 0,0014229BW+ 0,6387290), và theo các số liệucủa NRC (2012) [112], nhu cầu threonine của lợn tăng lên cùng với khối lượng cơ thể

* Tỷ lệ valine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn

Kết quả nghiên cứu mới nhất của Nørgaard và cs (2017) [111] về tỉ lệ Val:Lys tiêuhoá hồi tràng tiểu chuẩn ở lợn 8-10kg là 0,68 Mavromichalis và cs (2001) [104] là mộttrong những nhóm nghiên cứu đầu tiên khuyến cáo nhu cầu valine của lợn con ở mức caohơn so với NRC (1998) [113] Các số liệu của nhóm nghiên cứu này cho thấy lợn giaiđoạn 10-20 kg cần 12,5g valine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho mỗi kg tăng trọng [104].Gaines và cs (2011) [65] cũng đã thông báo rằng nhu cầu valine tiêu hóa