Bài giảng Phân loại thức ăn và phụ gia: Chương 2 (2017)

Bài giảng Phân loại thức ăn và phụ gia: Chương 2 được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy. Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức về thức ăn bổ sung dinh dưỡng thông qua những nội dung sau: Axit amin sản xuất công nghiệp/Axit amin tổng hợp, Urê và các hợp chất nitơ phiprotein, thức ăn bổ sung khoáng và thức ăn bổ sung vitamin. Để hiểu rõ nội dung bài giảng, mời các bạn cùng tham khảo.

Chương 2

THỨC ĂN BỔ SUNG DINH DƯỠNG

Nội dung chương 2

 Axit amin SX công nghiệp/Axit amin tổng hợp

 Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

 Thức ăn bổ sung khoáng

 Thức ăn bổ sung vitamin

Axit amin sản xuất công nghiệp

Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

- Hầu hết các loại TĂ đều rất hạn chế về hàm lượng và mức

độ cân đối axit amin phù hợp với nhu cầu của vật nuôi

- Đa dạng về đối tượng vật nuôi

Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

Bột đỗ tương: 35%

Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

- Tỉ lệ pr lí tưởng: cơ thể chỉ tổng hợp pr có hiệu quả từ một mẫu a.a cân đối Bổ sung a.a hạn chế để tạo sự cân đối, nếu bổ sung a.a không hạn chế thì càng làm tăng thêm sự mất cân đối

- a.a hạn chế của 1 TĂ là a.a mà số lượng không đủ đã hạn chế sự lợi dụng những a.a khác của TĂ dó A.a thiếu nhiều nhất so với nhu cầu và làm giảm hiệu suất lợi dụng pr lớn nhất được gọi là yếu tố hạn chế thứ nhất, và như vậy sẽ có yếu tố hạn chế thứ 2, thứ 3

Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

- Chỉ bổ sung yếu tố hạn chế, bổ sung yếu tố hạn chế thứ

nhất rồi mới bổ sung yếu tố hạn chế thứ 2 Nếu làm ngược lại thì có hại (sinh trưởng giảm, tiêu tốn TĂ tăng …)

- Trong thực tế đã SX 4 loại a.a công nghiệp là lysine, methionine, threonine và tryptophan

- Hai dạng đồng phân quang học (L và D): Methionine, Phenylalanine và một phần D-Tryptophan

D Nếu Kp cân bằng được a.a thì có thể hạ tỉ lệ pr Kp xuống

mà không ảnh hưởng đến NS của gia súc, tuy nhiên chúng

ta mới chỉ cân bằng được ít a.a

- Các cặp đối kháng: lysine-arginine, valine

izoleucine-leucine-Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

- Chất mang 1 đặc hiệu cho serine, threonine và alanine

- Chất mang 2 đặc hiệu cho phenylalanine, tyrosine, methionine, valine, leucine và isoleucine

- Chất mang 3 đặc hiệu cho proline và hydroxyproline

- Chất mang 4 đặc hiệu cho lysine, arginine và cysteine

- Chất mang 5 đặc hiệu cho aspartic và glutamic axit.

 Một số axit amin có chung hệ thống vận chuyển, chúng cạnh tranh lẫn nhau để gắn kết với chất mang trong quá trình hấp thu Ví dụ, tăng quá nhiều lysine trong khẩu phần làm gia tăng nhu cầu arginine với gia cầm

Lí do phải sử dụng axit amin tổng hợp

 Tuy nhiên, khi lysine hoặc arginine hoặc cả hai tồn tại ở dạng chuỗi peptide chứ không ở dạng axit amin tự do, sự cạnh tranh/hay đối kháng của hai axit amin này sẽ giảm bớt Với hệ thống vận chuyển peptide (gồm 2-3 axit amin) peptide được hấp thu nhanh và hiệu quả hơn so với các axit amin tự do

Bảng: Tỉ lệ lí tưởng các a.a theo % của lysine

Gà con 0-3 tuần Lợn con 10 kg

Lịch sử hình thành và phát triển của ngành sản xuất axit amin tổng hợp

 Lịch sử phát triển của ngành sản xuất axit amin tổng hợp gắn liền với sự phát minh ra chất điều vị thực phẩm (Monosodium L-glutamate-MLG) bởi Kikunae lkeda người Nhật Bản vào năm 1908

 Vào những năm cuối của thập kỉ 50 (thế kỉ 20), công ty AJINOMOTO bắt đầu sản xuất các axit amin từ gluten lúa mì và đậu tương

 Các axit amin tổng hợp được sử dụng trong các lĩnh vực: chất phụ gia thực phẩm, y dược, mĩ phẩm, vật liệu polyme, thức ăn bổ sung …

Sản lượng axit amin tổng hợp được sản xuất

trên toàn thế giới từ năm 1957 đến năm 2000 (1000 tấn)

Công nghệ sản xuất axit amin tổng hợp

 Việc sản xuất các axit amin tổng hợp được thực hiện bằng phương pháp:

– Chiết xuất (Extraction) từ protein (gluten lúa mì và đậu tương …) (Cystein, Alanine, Tyrosine)

– Sử dụng enzyme (Enzymatic method) (Asp, Tryp, Cyst, L-Alanine)

– Lên men vi sinh vật (Fermentation) (MSG, Lys, Thre,

Arg, Valine …) (chủ yếu)

– Tổng hợp hóa học (DL- Methionine, DL-Alanine, Glycine)

Những lưu ý khi sử dụng các axit amin tổng hợp

 Cân nhắc dạng đồng phân (D; L hoặc cả D và L)

 Dạng muối Clo hay Sulfat (L-lysine HCl, hay Lysine Sulfate)

 Giá trị sinh học của cùng một loại AA rất biến động, phụ thuộc vào phương pháp sử dụng

 Tạo ra tính giới hạn (Limited) của một số axit amin

 Cân đối giữa các axit amin (thay thế, bán thay thế và không thay thế)

Những lưu ý khi sử dụng các axit amin tổng hợp

 Quan hệ đối kháng về axit amin: những cặp đối kháng

về a.a đối với lợn và gia cầm là lysine-arginine,

izoleucine-leucine-valine:

Tỉ lệ lysine/arginine thích hợp là 1,2/1 Khi tăng/hoặc giảm lysine thì đồng thời cũng phải tăng/hoặc giảm cả arginine Nếu không năng suất vật nuôi sẽ giảm

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

 Cơ sở sử dụng

- Công thức hoá học: CO(NH 2 ) 2 , N chiếm 46,5% nếu tinh khiết, nhưng thực tế 42-45%

- Nồng độ NH 3 thích hợp của dịch dạ cỏ (150-200 mg/l)

- Carbohydrate dễ len men, 1 kg CHC tiêu hoá cho 140g pr VSV

- Vit A, các nguyên tố khoáng: Co, Mn, Zn, S

- Cách thức đưa vào Kp, pp trộn vào TĂ tinh

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

- Cấm hoà nước cho uống!

- Cho ăn dần dần, chỉ cho bê, nghé>6 tháng tuổi

- Cho ăn nhiều bữa/ngày

- Không quá 30g/100 kg W, không vượt quá 1/3 nhu cầu pr của con vật

- Chú ý:

+ Có thể gây ngộ độc urê làm gia súc chết nếu không theo hướng dẫn

+ pH dịch dạ cỏ cao sẽ làm tăng tốc độ hấp thụ NH 3 vào máu, càng làm trầm trọng ngộ độc

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

 Trúng độc urê

- Cơ chế

Urê → NH 3 → Máu → tăng pH máu (kiềm máu)

Ion NH 4 + vào tế bào làm tăng nhạy cảm phản ứng

của tế bào → con vật ngộ độc

- Triệu chứng (xuất hiện sau ăn 30 – 40 phút)

Sợ hãi, đi đái, ỉa liên tục; các cơ vùng môi, tai, mắt

co giật; nhu động dạ cỏ mất, chướng hơi.

GĐ sau đau bụng, chảy dãi, đứng cứng nhắc, mạch nhanh, thở khó

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

- Điều trị

+ Hộ lí: Tháo hơi dạ cỏ, thụt rửa dạ dày

+ Dùng thuốc điều trị

• Dùng MgSO 4 tẩy trừ chất chứa trong dạ dày

• Dùng 1 – 3 lít dấm để trung hoà chất kiềm

• Bổ sung đường để tăng đường huyết: dùng dung dịch đường 30 – 40% tiêm chậm vào tĩnh mạch

• Dùng thuốc để giảm co giật và bền vững thành mạch: dùng axit glutamic pha vào dung dịch đường glucose

• Dùng thuốc an thần: Aminazin, Prozin

• Dùng thuốc ức chế sự lên men sinh hơi trong dạ cỏ

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

- Thí nghiệm của Cherdthong et al (2010):

+ CT TN:

ĐC (100% urê)

UCM1 (40% urê + 43% CaCl 2 + 17% H 2 O)

UCM2 (50% urê + 33% CaCl 2 + 17% H 2 O)

UCM3 (60% urê + 23% CaCl 2 + 17% H 2 O)

(hoặc sử dụng CaCl 2 hoặc CaSO 4 )

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

+ SX hỗn hợp: Hòa CaCl 2 với H 2 O và đun nóng ở nhiệt độ 50 0 C trong vòng 10 phút; Hòa urê vào dung dịch trên; Đun và khuấy đều dung dịch ở nhiệt độ 50 0 C trong vòng 10 phút; Để nguội dung dịch xuống nhiệt độ khoảng 25 0 C

Bảng: Thí nghiệm sử dụng chế phẩm urê phân giải chậm

NH 3 -N (mg/100ml)

ABBH (mM/l)

Phân giải

CK (%)

Sinh khối VSV (mg)

VK (10 9

Urê và các hợp chất nitơ phiprotein

- Tảng urê-Rỉ mật

- Tảng urê-Rỉ mật-Khoáng tự nhiên

Khoáng tự nhiên: có 2 dạng chính là bentonite và zeolite Chúng có tính hấp phụ và trao đổi ion Ứng dụng: làm khô, làm sạch, bảo vệ môi trường, thức ăn gia súc, NTTS …

Tính hấp phụ: NH 3 , kim loại nặng, nấm mốc …

Ở VN có 25 mỏ khoáng tự nhiên, trong đó 15 mỏ bentonite với trữ lượng 70 triệu tấn

Đất sét …

Bảng: Công thức bánh đa dinh dưỡng

Thức ăn bổ sung khoáng

 Lí do phải sử dụng các

loại TĂ bổ sung khoáng

 Vai trò dinh dưỡng của

Lí do phải bổ sung các loại thức ăn khoáng

 Chăn nuôi tập trung

 Năng suất vật nuôi

ngày càng cao

 Các loại thức ăn có

nguồn gốc thiên nhiên

không đủ để cung cấp

Vai trò dinh dưỡng của các nguyên tố khoáng

Tiêu chuẩn đánh giá:

khoáng nếu bị thiếu

mà làm cho một chức

năng từ tối ưu chuyển

thành dưới tối ưu thì

được coi là cần thiết

 Nhóm các chất khoáng độc (Hg, Pb, Cd )

 Nhóm các chất khoáng không rõ chức năng (Au, Ag, Al)

Tìm hiểu thêm vai trò dinh dưỡng của từng nguyên tố đại,

vi lượng trong các giáo trình và tài liệu tham khảo

Tác động của các nguyên tố khoáng

- Tác động thông qua enzyme (Metalloenzyme), vitamin, hormone

- Hiệu quả trị liệu (nồng độ Cu dưới mg/ml: Kháng khuẩn và virus)

- Tham gia chức năng miễn dịch

- Duy trì khả năng sinh sản cao

- Vận chuyển ôxi trong máu

Vai trò của các nguyên tố khoáng

Bệnh viêm và thối móng ở bò do thiếu khoáng

Tương tác giữa các nguyên tố khoáng

 Có 2 mối quan hệ tương

Quan hệ đối kháng giữa các nguyên tố khoáng

 Lượng ăn vào quá mức của

một nguyên tố khoáng làm

giảm sự hấp thu của một

nguyên tố khác

 Ca làm giảm Zn; Zn và Cu …

 Hàm lượng cao của một

nguyên tố trong máu sẽ làm

cản trở những chức năng trao

đổi của các nguyên tố khác

 Zn và Cu; Cd và Fe; Mg và P …

Quan hệ đối kháng giữa các nguyên tố khoáng

 Tỉ lệ Ca/P: Khi có thừa Ca, một phần P ở ruột bị kết tủa thành phôtphat không hòa tan, sự hấp thu P giảm

- Tỉ lệ Ca/P = 2/1, tỉ lệ hấp thu P là 45%

- Tỉ lệ Ca/P = 5/1, tỉ lệ hấp thu P còn 36%

 Tỉ lệ K/Na cao giảm hấp thu Na

 Tỉ lệ K cao làm giảm hấp thu Mg

 Thừa Fe sẽ cản trở hấp thu các nguyên tố khoáng khác,

đặc biệt Cu và Zn

 Thừa Zn ảnh hưởng xấu đến hấp thu và chuyển hóa Cu

 Quan hệ đối kháng giữa Cu và Mo

Quan hệ đối kháng giữa các nguyên tố khoáng

- Độc Cu mãn tính làm cho gan hoại tử vàng, mất tính ham ăn và có thể chết Đồng cỏ bón phân lợn

có thể làm cho cừu chết ← Bổ sung Mo

- Mo trong cỏ cao gia súc ỉa chảy mạnh ← Cho bò

ăn 2g (gia súc trưởng thành) hoặc 1g (gia súc non) CuSO 4 /ngày

- Cơ chế: sulfide được VSV dạ cỏ tạo nên từ các muối sulfate trong TĂ kết hợp với molipdate để hình thành đồng thiomolipdate (CuMoS 4 ) không tan, không hấp thu dẫn đến Mo và Cu thừa thải ra ngoài theo phân

- Tỉ lệ Cu/Mo thích hợp là 2/1

Quan hệ hỗ trợ giữa các nguyên tố khoáng

 Quan hệ hỗ trợ chủ yếu xẩy ra ở mức trao đổi Hàm lượng Cu đủ sẽ

tăng hiệu quả sử dụng Fe

Quan hệ hỗ trợ giữa các nguyên tố khoáng

Fe lông nhung ruột Feritin niêm mạc ruột Siderophilin

Quan hệ hỗ trợ giữa các nguyên tố khoáng

 Zn cần thiết cho sự chuyển hóa bình thường của

Ca, thiếu Zn sẽ làm chậm sự chuyển hóa Ca ở xương

Khoáng hữu cơ

 Là những phức liên kết giữa các phân tử hữu cơ (các peptid, axit amin, glucose …) với các nguyên tố khoáng

 Những phức này được gọi là các chelate

 Các chelate có 2 thành phần là kim loại và phần mang kim loại (Ligand)

 Dưới dạng chelate, các nguyên tố khoáng không bị phân li thành các ion

110

làm giảm khả năng hấp thu

3 Giảm khả năng hoạt động các

chất khoáng khác

Nguyên nhân gây sự khác biệt về khả năng hấp thụ

Ưu điểm của khoáng hữu cơ

- Tăng NS chăn nuôi

- - Liều lượng bổ sung khoáng thấp → giảm ô nhiễm

- - Dưới dạng chelate, khoáng không bị phân li thành ion, không tạo thành phức không hoà tan với axit phytic, axit oxalic hay với các gốc phôtphat/sulphat Sự cạnh tranh hấp thu giữa các chất khoáng với nhau cũng bị hạn chế.

- Một số chelate: Cu, Zn, Se với methionine và cysteine; Bioplexes (chelate của peptid với Zn, Cu, Fe, Mn, Co)

• Chromium chloride

• Chromium acetate

• Chromium oxalate

• Chromium amino chelate

• Chromium proteinate chelate

• Chromium yeast

• Chromium picolinate

Các dạng chromium

 Chromium (III) picolinate gồm có 1 phân tử

chromium liên kết với 3 phân tử acid picolinic

 Cấu trúc hóa học :

 Công thức phân tử : Cr(C 6 H 4 NO 2 ) 3

 Khối lượng phân tử : 418.33 g/mol

Chromium picolinate

- Chromium picolinate đối với chất lượng nạc

- Chromium picolinate đối với năng suất heo

- Chromium picolinate đối với giảm stress

- Chromium picolinate đối với hệ miễn dịch

Chức năng sinh học của chromium picolinate

Tác dụng chromium picolinate đối với đặc điểm nạc

Loin eye area Tenth rib fat depth Carcass length % Lean

CONTROL CHROMIUM PICOLINATE

(Cm) (Lindermann et al., 1995)

(mm) (Cm 2 )

Chromium picolinate và chất lượng thit nạc

 Thành phần giải phóng Glucose tolerance factor (GTF) chứa chromium

 GTF tổng hợp insulin từ các chất tiếp nhận insulin

 GTF thúc đẩy hoạt động của insulin và có khả năng sinh học

 Hấp thu glucose nhiều hơn

Chromium picolinate đối với năng suất heo

• Khi bị stress, lượng cortisol sẽ tiết ra nhiều hơn

kháng lại insulin, qua đó làm tăng nồng độ

glucose trong máu và giảm khả năng hấp thu

glucose ở các mô ngoại vi

• Hầu hết các nhà khoa học đều khẳng định rằng

khi bổ sung Cr cho vật nuôi sẽ giảm stress bằng

cách làm giảm nồng độ cortisol trong máu

(Pechova, A and Pavlata, L., 2007)

Chromium picolinate giảm stress

 Mặc dù Cr có chức năng miễn dịch dịch thể và

miễn dịch tế bào, nhưng đối với hoạt động dưới

cơ quan gian bào và nội bào còn chưa rõ

 Chức năng miễn dịch còn phụ thuộc vào hoạt

động của insulin và/hoặc cortisol

Chromium picolinate đối với hệ miễn dịch

(Pechova, A and Pavlata, L., 2007)

Bảng: Năng suất lợn thịt ăn Kp bổ sung Cu vô cơ và

Bảng: Khoáng hữu cơ cải thiện năng suất

(Nguồn: Julian Waters, 2006)

Zn trong phân lợn với thức ăn bổ sung Zn vô cơ và

hữu cơ

0 1000

Cu trong phân lợn với thức ăn bổ sung

CuSO4 và Cu hữu cơ

Cu trong gan chuột với khẩu phần bổ sung

Cu trong gan chuột với khẩu phần bổ sung Fe-oxit,

Fe-ppb Cu/g CK gan

Bảng: Kết quả sử dụng khoáng hữu cơ nuôi bò sữa

Chỉ tiêu 100% tiêu

chuẩn bằng khoáng vô cơ

Khoáng hữu cơ

50% tiêu chuẩn

75% tiêu chuẩn

100% tiêu chuẩn

Bảng: Kết quả sử dụng khoáng hữu cơ nuôi bò sữa

Chỉ tiêu 100% tiêu

chuẩn bằng khoáng vô cơ

Khoáng hữu cơ

50% tiêu chuẩn

75% tiêu chuẩn

100% tiêu chuẩn

Khoáng tự nhiên

- Bentonite

- Zeolite

- Đất sét

Thí nghiệm sử dụng khoáng tự nhiên trên vịt đẻ

(Nguồn: Lê Hồng Sơn và Trịnh Vinh Hiển, 2007)

So sánh chi phí/vịt loại 1 (%) 100 87,8 85,0 101,3 96,4

Các loại thức ăn bổ sung vitamin

 Lí do phải sử dụng

các loại TĂ bổ sung

vitamin

 Phân loại và vai trò

dinh dưỡng của các

Lí do phải bổ sung các vitamin

 Chăn nuôi tập trung

 Năng suất vật nuôi

ngày càng cao

 Các loại thức ăn có

nguồn gốc thiên nhiên

không đủ để cung cấp

Phân loại và vai trò dinh dưỡng của các vitamin

 Các vitamin tan trong nước

 Các vitamin tan trong dầu

 Tìm hiểu thêm vài trò dinh dưỡng của từng

vitamin trong các giáo trình và tài liệu tham

khảo

Tương tác giữa các vitamin

 Có 2 mối quan hệ tương

tác giữa các vitamin: Đối

kháng và hỗ trợ

 Hai mối tương tác này

biểu hiện ở mức độ trao

đổi

Quan hệ đối kháng giữa các vitamin

 Lượng ăn vào quá

Quan hệ hỗ trợ giữa các vitamin

 Quan hệ hỗ trợ chủ yếu xảy ra ở mức trao đổi

Lưu ý khi sử dụng thức ăn bổ sung vitamin

+ OVN (optimum vitamin nutrition)

Các mức bổ sung vit truyền thống chỉ ngăn ngừa được những triệu chứng thiếu vit ở mức dưới cấp tính, số lượng đó thường không đầy đủ cho sự tối ưu hoá NS SX

Mức bổ sung vit ở khu vực châu Á còn cách xa với những cải tiến di truyền, tốc độ sinh trưởng, hiệu quả

sử dụng TĂ, nguyên liệu chất lượng xấu, bệnh tật và stress ngày càng tăng

→ Mức bổ sung cần phải điều chỉnh theo với những cải tiến di truyền và phù hợp với những đ/k SX hiện đại và thương mại

Sử dụng vit theo quan điểm OVN sẽ tăng thêm chi phí về vit , tuy nhiên thu nhập của người chăn nuôi sẽ tăng lên do …