nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung phytase trong khẩu phần ăn đến hiệu quả sử dụng canxi, phốt pho và sức sản xuất của gà ross 508

Rất rất hay !

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 28

Bảng 2.2: Các nguyên liệu sử dụng phối trộn thức ăn của gà thí nghiệm .30

Bảng 2.3: Thành phần giá trị dinh dưỡng cho gà thí nghiệm 31

Bảng 2.4: Lịch sử dụng vác-xin cho gà thí nghiệm 32

Bảng 3.1: Tỷ lệ nuôi sống cộng dồn của gà thí nghiệm 36

Bảng 3.2: Sinh trưởng tích luỹ của gà thí nghiệm 37

Bảng 3.3: Sinh trưởng tuyệt đối của gà thí nghiệm 40

Bảng 3.4: Sinh trưởng tương đối của gà thí nghiệm 41

Bảng 3.5: Tiêu tốn thức ăn cộng dồn/kg tăng khối lượng của gà thí nghiệm .42

Bảng 3.6: Tiêu tốn protein cộng dồn/kg tăng khối lượng của gà thí nghiệm 44

Bảng 3.7: Tiêu tốn năng lượng cộng dồn/kg tăng khối lượng của gà thí nghiệm 46

Bảng 3.8: Chỉ số sản xuất của gà thí nghiệm 47

Bảng 3.9: Kết quả mổ khảo sát gà thí nghiệm lúc 49 ngày tuổi 48

Bảng 3.10: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các mức Ca và phốt pho khẩu phần đến hàm lượng khoáng tổng số, canxi và phốt pho trong xương ống chân của gà thí nghiệm lúc 49 ngày tuổi 52

Bảng 3.11: Tỷ lệ tiêu hoá phốt pho toàn phần của gà thí nghiệm 55

Bảng 3.12: Tỷ lệ tiêu hoá canxi toàn phần của gà thí nghiệm 58

Bảng 3.13: Sơ bộ hoạch toán thu chi cho 1kg khối lượng gà xuất bán 59

i

DANH MỤC HÌNH

Đồ thị 3.1: Khối lượng của gà thí nghiệm qua các tuần tuổi 37 Biểu đồ 3.2: Tỷ lệ tiêu hoá phốt pho toàn phần của gà thí nghiệm 56 Biểu đồ 3.3: Tỷ lệ tiêu hoá canxi toàn phần của gà thí nghiệm 57

ii

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong công nghệ chế biến thức ăn cho động vật, muốn đưa khẩu phần

và hệ thống thức ăn vào sản xuất đồng bộ thì phải đảm bảo về cả kinh tế và antoàn môi trường là yếu tố cần thiết Trong dinh dưỡng cho động vật nói chung

và gia cầm nói riêng protein thức ăn đóng vai trò quyết định cho sự tăngtrưởng và phát triển của vật nuôi Thông thường nguồn protein thức ăn sửdụng cho vật nuôi có nguồn gốc từ động vật và thực vật Tuy nhiên, khuynhhướng hiện nay là giảm tỉ lệ sử dụng protein động vật và thay thế dần bằngprotein thực vật trong thức ăn cho vật nuôi (TĂCVN), ngoài tác động do giá

cả còn do tiến bộ khoa học kỹ thuật trong dinh dưỡng cho phép thay thếprotein động vật bằng các protein thực vật sẵn có, rẻ tiền nhưng không làmthay đổi sức tăng trưởng của vật nuôi Tuy nhiên bên cạnh sự phát triểnprotein thực vật trong TĂCVN, vấn đề trở ngại lớn nhất là khả năng tiêu hoá

và hấp thụ các chất dinh dưỡng trong thức ăn chứa nhiều protein thực vật

Các protein thực vật có chứa một số chất kháng dinh dưỡng ức chếenzyme trypsin… ngăn cản khả năng tiêu hoá của động vật Đặc biệt làphospho ở dạng phytic acid có nhiều trong thực vật sẽ tạo ra một phức hệphytate khó tiêu hoá và hấp thu cho động vật Hiện nay NRC (1998) đã đưa ramức phốt pho tổng số và phốt pho dễ hấp thu cần thiết trong khẩu phần chogia cầm, tuy nhiên tuy nhiên các sản phẩm này nếu không được gia cầm sửdụng hết sẽ bài tiết ra 30-50% phospho vào trong phân thải gây ô nhiễm môitrường (Theo Đỗ Hữu Phương, 2004 [ 1])

Do đó việc giảm hàm lượng phốt pho trong khẩu phần nhưng vẫn đápứng đủ nhu cầu của gia cầm, đồng thời giảm sự ô nhiễm môi trường do phốtpho thải ra đã trở lên cần thiết và là vấn đề đang được quan tâm trong nhữngnăm gần đây NRC đã đưa ra những khuyến cáo hàm lượng phốt pho tổng số

và phốt pho dễ hấp thu trong khẩu phần cho gia cầm Để đảm bảo mức độ an

toàn hơn thì hàm lượng phốt pho cũng cần được xem xét kỹ hơn Xuất phát từyêu cầu đó chúng tôi tiến hành thí nghiệm thiết lập khẩu phần ăn cho gia cầm

để kiểm chứng các mức canxi và phốt pho mà NRC (1988) đã đưa ra đồng thời

có bổ sung enzyme phytase trong khẩu phần để nghiên cứu khả năng tiêu hóa

và hấp thu canxi, phốt pho trong các khẩu phần thí nghiệm Với tên đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung phytase trong khẩu phần ăn đến hiệu quả sử dụng canxi, phốt pho và sức sản xuất của gà Ross 508”.

2 Mục tiêu của đề tài

- Xác định ảnh hưởng của việc bổ sung phytase vào khẩu phần đến khảnăng sinh trưởng của gà Ross 508

- Kiểm chứng hiệu quả sử dụng canxi, phốt pho khác nhau trong khẩuphần ăn cho gà có và không có bổ sung enzym phytase

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Hiệu quả của việc bổ sung phytase trong khẩu phần tới năng suất chănnuôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

- Kết quả của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo để phục vụ giảng dạy

và các nghiên cứu tiếp theo

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xác định được ảnh hưởng của việc bổ sung phytase trong khẩu phầntới hiệu quả sử dụng thức ăn, năng suất chăn nuôi

- Góp phần đẩy mạnh chương trình phát triển chăn nuôi bền vững

4 Những đóng góp mới của đề tài

Những nội dung nghiên cứu của đề tài có thể là hướng đi mới cho cácnhà sản xuất thức ăn chăn nuôi và người chăn nuôi khi bổ sung enzymephytase cho động vật nói chung và gia cầm nói riêng, nhằm giảm nhu cầucung cấp phospho vô cơ và giảm thấp sự bài tiết phospho vào trong phân, từ

đó hạn chế được lượng phospho thải ra môi trường

Chương 1TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1.1 Chất khoáng trong thức ăn của gia cầm

1.1.1.1 Chất khoáng

Chất khoáng tồn tại trong cơ thể sống một lượng tương đối nhỏ, nhưngthiếu chúng thì quá trình trao đổi chất vẫn không thể thực hiện được Có lẽrằng đối với những cơ thể sống đơn giản chất khoáng cũng đóng vai trò điềuhoà Các quá trình tích luỹ và sản sinh năng lượng cũng như tổng hợp protit,lipit, gluxit đều không thể thực hiện được nếu thiếu các hợp chất phốt pho(ATP, ADP) Do đó quá trình tổng hợp ATP cần thiết phải xuất hiện ngaytrong giai đoạn đầu của sự sống

Khi thiếu một phần chất khoáng, cơ thể muốn tồn tại được đã phải cómột sự thích ứng cao, còn khi thiếu hoàn toàn một chất khoáng nào đó độngvật và thực vật đều không thể sống được Nhu cầu chất khoáng của cơ thểđộng vật cũng chỉ nằm trong một giới hạn nhất định, thừa hoặc thiếu đềukhông cần thiết, và trong quá trình thuần dưỡng gia súc, thiếu hoặc thừa chấtkhoáng trong cơ thể đều là nguyên nhân thành bại của chăn nuôi

Người ta đã chứng minh được vai trò không thể thiếu của hơn 40nguyên tố khoáng đối với sự trao đổi chất của gia súc, gia cầm

Dựa vào hàm lượng các nguyên tố khoáng có mặt trong cơ thể vật nuôihay khối lượng các nguyên tố khoáng mà cơ thể vật nuôi cần cung cấp hàngngày người ta chia ra thành 2 nhóm: Khoáng đa lượng và khoáng vi lượng

- Khoáng đa lượng gồm: Ca, P, Mg, K, Na, Cl, S, chúng có thể chiếm

từ 0,04 đến 1,5 % khối lượng VCK cơ thể

- Khoáng vi lượng gồm: Fe, Cu, Co, Mn Khoáng vi lượng thường nhỏhơn 50 mg/kg P

Trong cơ thể vật nuôi các chất khoáng có những mối quan hệ tương

hỗ, đối kháng nhau và có mối quan hệ với các chất dinh dưỡng khác trongquá trình tiêu hoá và hấp thu Chất khoáng trong cơ thể thường ở dưới dạngliên kết

Chất khoáng con vật thu nhận hàng ngày tuỳ thuộc vào lượng thức ăntinh hay thức ăn xanh do con người cung cấp, tuy nhiên lượng khoáng màthức ăn có được lại phụ thuộc vào lượng khoáng trong đất, phụ thuộc vào mùa

vụ và từng loại cây trồng, sự thu nhận của vật nuôi cũng phụ thuộc vào từngchất khoáng trong khẩu phần

Tuy chất khoáng chiếm một tỷ lệ rất thấp trong khẩu phần nhưng nó lại

có vai trò rất quan trọng như:

- Đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng hoá học trong tế bào

- Cân bằng điện giải, cân bằng pH máu, duy trì áp suất thẩm thấu, duytrì hoạt động của hệ thần kinh và thể dịch

- Tham gia vào cấu trúc tế bào như Fe trong Hb, I, trong hocmon

1.1.1.2 Vai trò sinh học của canxi, phốt pho đối với cơ thể gia cầm

* Vai trò sinh học của phốt pho đối với cơ thể gia cầm

Phốt pho là một chất khoáng có nhiều chức năng hơn bất kỳ chấtkhoáng nào khác Ngoài nhiệm vụ tạo xương, phốt pho còn có nhiệm vụ quantrọng khác như tham gia vào liên kết cao năng của ATP trong quá trình tổnghợp phospholipit của màng tế bào, của tổ chức thần kinh và trong quá trìnhtổng hợp protein và di truyền do ARN, ADN

- Phốt pho trong thức ăn cho gia cầm

Phốt pho thường có nguồn gốc từ động vật và thực vật Phốt pho ởdạng động vật là phốt pho dễ tiêu và được cơ thể động vật tiêu hoá hấp thutriệt để Ngược lại phốt pho ở thực vật thường tồn tại dưới dạng khó tiêu hoá

và hấp thu Hạt ngũ cốc, sữa, bột cá, bột thịt và bột xương là nguồn cung cấpphốt pho rất tốt, trong khi đó cỏ khô và rơm rạ chứa rất ít phốt pho

Phốt pho cũng có vấn đề khá quan trọng liên quan đến hiệu suất sửdụng Phần lớn phốt pho ở hạt ngũ cốc và nhất là cám gạo thường tồn tại ởdạng phytate, là muối của acid phytic (este của hexa P của inositol) Acidphytic kết hợp với Ca và Mg tạo thành muối không tan, gây ra hiện tượng khótiêu hóa và hấp thu phốt pho cho động vật đặc biệt là gia cầm.

- Acid phytic trong thức ăn

TheoViveros và cs 2000 [61], Kies và cs 2001 [24], Naher 2002 [34];Chế độ ăn của gia cầm được phối hợp chủ yếu bởi các nguyên liệu có nguồngốc từ thực vật, 2/3 phốt pho trong hạt ngũ cốc và hạt bị rằng buộc trong cấutrúc của acid phytic và làm giảm khả năng tiêu hoá của gia cầm

Acid phytic là myo - inositol hexadihydrogenphosphate (Tamin và cs,

2003 [56]) được tạo thành từ sáu nhóm phosphate mang điện tích âm, và bịrằng buộc bởi 12 hydrogens trong vòng inositol, nó có thể liên kết với cáccation như Ca+, K+, Mg++, Zn+, Fe+ và Mn++ tạo nên phức hợp không tiêu hoá

và hấp thu được đối với con vật (Radcliffe, 2002 [41]) Axit phytic có thể cótác động tiêu cực đến sự hấp thu các chất khoáng (Sebastian và cs,1997 [49],Morris,1986 [33] ghi nhận những tác động tiêu cực của acid phytic đến sự hấpthụ của Zn, Fe, Cu, Mn và Ca Bản thân phốt pho trong phân tử phytate cũngkhông được giải phóng ra ngoài trong quá trình tiêu hoá vì trong ruột của giacầm không có enzym phytase

Theo Thompson, 1993 [57], acid phytic trong hạt có thể tương tác vớicác chất dinh dưỡng khác trong đường tiêu hoá Những tương tác này rất phứctạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đường tiêu hoá của từng loại động vậtkhác nhau, độ pH của đường tiêu hoá và sự hiện diện của các loại thức ănkhác nhau cũng gây ra sự cạnh tranh với acid phytic

Cũng theo Thompson, 1993 [57], phytate là một loại thuật ngữ sử dụngđồng nghĩa với acid phytic Phytate là một muối cation hỗn hợp của acidphytic còn được gọi là IP6 (myo - inositol hexa dihydrogen phosphate)

Phospho phytate trong thức ăn thực vật thường chiếm 50-70% phosphotổng số, trong khi đó tỷ lệ tiêu hoá hấp thu của phospho phytate lại thấp,phospho thải ra từ phân sẽ gây nguy cơ ô nhiễm đất và nước ngày càng cao.

- Ảnh hưởng của acid phytic đến hiệu quả sử dụng các chất dinh dưỡng.Acid phytic làm giảm khả năng tiêu hóa protein vì Axit phytic có khảnăng liên kết với protein ở trạng thái kiềm, axit, và pH trung tính (Anderson,

1985 [7]) Tuy nhiên, sự tương tác giữa axit phytic và protein này sẽ dẫn đếnlàm giảm khả năng hòa tan của protein và cuối cùng làm giảm khả năng sửdụng protein (Cheryan, 1980 [10]) Ở pH thấp, acid phytic có điện tích âmmạnh vì các nhóm phosphate phân ly không hoàn toàn, dưới điều kiện nàyacid phytic có ảnh hưởng xấu đến khả năng hòa tan protein vì liên kết ion củacác nhóm phosphate của acid phytic và các gốc axit amin bị ion hóa (lysyl,histidyl, arginyl) Trong pH acid, acid phytic có thể gắn chặt với các proteinthực vật, vì điểm đẳng điện của protein này nằm trong pH 4,0 - 5,0 Ở pH 6,0

- 8,0, acid phytic và protein thực vật đều có điện tích âm, phức hợp acidphytic và protein vẫn được hình thành Việc gắn kết này làm giảm giá trị dinhdưỡng của protein thực vật (Vohra và cs, 2003 [62])

Acid phytic cũng có thể ảnh hưởng đến sự tiêu hóa tinh bột thông qua

sự tương tác với enzym amylase (Kerovuo và cs, 2000 [23]) Tuy nhiên cũng

có nhiều ý kiến cho rằng acid phytic có thể ngăn chặn việc sử dụng chất béobằng cách ngăn ngừa sự hình thành của acid phytic thông qua việc sử dụngphytase sẽ làm giảm mức độ nhũ hóa hình thành trong ruột từ đó tăng cường

sử dụng năng lượng có nguồn gốc từ chất béo (Ravindran, và cs, 2001)[42]

* Vai trò sinh học của canxi đối với cơ thể gia cầm

Phân bố: Khoảng 99 % Ca có trong xương và răng Trong xương Ca và

P có tỷ lệ khá ổn định là 2:1 Ca ở dưới dạng tinh thể hydroxyapatit:

Ca còn có trong máu (chủ yếu trong huyết tương) với nồng độ 10 mg/dl

và ở 3 dạng: ion tự do (66 %), kết hợp protein (35 %) hoặc tạo phức hợp vớiacid hữu cơ như citrat hay với acid vô cơ như photphat (5-7 %)

Chức năng: Chức năng chủ yếu nhất của Ca là thành phần cấu trúc củaxương Bộ xương có cấu trúc rất phức tạp, thành phần vật chất khô của bộ xươngxấp xỉ như sau: chất khoáng chứa 460 g/kg, 360 g protein/kg và 180 g mỡ/kg.Tuy nhiên hàm lượng này thay đổi tùy theo tuổi và tình trạng dinh dưỡng

Ca và P là hai thành phần rất phong phú trong xương ở dưới dạnghydroxy apatit 3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 là những hợp chất rất cứng không tantrong nước Bộ xương chứa khoảng 360 g Ca/kg, 170 g P/kg và 10 g Mg/kg.Thành phần hóa học của xương luôn biến động bởi vì một lượng lớn Ca và P

có thể được giải phóng vì cơ thể huy động, đặc biệt trong giai đoạn sản xuấttrứng mặc dù sự trao đổi Ca và P giữa bộ xương và mô mềm là một quá trìnhliên tục Sự huy động Ca được điều khiển bởi hoạt động của tuyến giáp trạng(parathyroit) Trong khẩu phần thiếu Ca, tuyến giáp bị kích thích và hormonđược sản sinh ra Ca từ xương được huy động để đáp ứng nhu cầu của cơ thể.Bởi vì Ca và P kết hợp trong xương nên cả P cũng bị huy động và bài tiết rangoài Khi tuyến giáp trạng hoạt động quá mạnh, Ca của xương hoạt động quámức làm cho xương bị mỏng và tạo nên các lỗ hổng ở mô xương Tuyến giápcũng đóng vai trò điều hòa quan trọng trong sự điều hòa số lượng Ca hấp thu

ở ruột non bởi ảnh hưởng của sự sản xuất 1,25 dihydroxycholecanxiferol, mộtdẫn xuất của vitamin D có liên quan đến sự hình thành protein liên kết Ca

Ca có tác dụng hoạt hóa nhiều enzym như lipaza, succinicdehydrogennaza,adenosintriphosphataza và nhiều enzym proteolytic

Ca điều hòa tính nhạy cảm (dễ bị kích thích) của thần kinh và cơ Khinồng độ Ca giảm làm giảm tính nhạy cảm của các sợi thần kinh Khi nồng độ

Ca cao hơn bình thường thì có tác dụng ngược lại và làm cho thần kinh và cơnhạy cảm quá mức

Ngoài ra, Ca còn tham gia quá trình đông máu và làm đông vón cazeintrong sữa Ca còn tham gia vào việc điều hòa áp suất thẩm thấu và cân bằngaxit-bazơ

Triệu chứng thiếu Ca: Thức ăn thiếu Ca ở động vật non: Ca không đủ

để tạo tổ chức xương đưa đến bệnh còi xương (Rickets - xương cong vẹo,khớp to, què và cứng)

Thức ăn thiếu Ca ở động vật trưởng thành: Ca ở xương bị huy động màkhông được thay thế tạo nên tình trạng gọi là nhão (xốp) xương(Osteomalacia - xương yếu dễ gãy; ở gà đẻ: mỏ và xương trở nên xốp, châncong, vỏ trứng mỏng và đẻ ít) Các triệu chứng còi và xốp xương không chỉ làdấu hiệu do thiếu Ca mà có thể còn do thiếu P hoặc thiếu vitamin D

Nguồn canxi: Sữa, lá cây bộ đậu chứa nhiều Ca, trong khi đó hạt cốc vàcây lấy củ rất nghèo Ca Trong các sản phẩm động vật: xương, bột cá, thịt,máu… rất giàu Ca Nếu sử dụng đá Canxi photphát thì phải loại ngay fluorin,nếu không có thể bị ngộ độc Nếu khẩu phần của gia súc dạ dày đơn chứanhiều mỡ thì hình thành xà phòng Ca-axit béo làm giảm hấp thu Ca

1.1.1.3 Quá trình hấp thu và trao đổi canxi, phốt pho ở gia cầm

Xác định tỷ lệ hấp thu một chất khoáng nào đó rất khó vì nó được bàitiết qua ống tiêu hoá một lượng khá lớn Trong ống dạ dày - ruột chứa mộthỗn hợp chất khoáng cả nội sinh lẫn ngoại sinh Sự bài tiết chất khoáng thậmchí không ổn định và tỷ lệ của những thành phần khoáng riêng rẽ cũng không

rõ ràng Ống dạ dày - ruột tham gia tích cực trong sự trao đổi chất của cơ thể

Có rất nhiều nghiên cứu về sự biến đổi lượng chất khoáng trong ống tiêu hoácủa động vật, các nghiên cứu cho thấy:

Các chất khoáng nói chung và canxi, phốt pho nói riêng được hấp thutrên toàn bộ chiều dài của ruột non, diều, dạ dày và ruột già hấp thu không

đáng kể Sự hấp thu này do sự vận chuyển tích cực của các chất lỏng trong cơthể (hemostasis).

Muối khoáng được hấp thu dưới dạng các ion hoà tan trong nước,những ion có hoá trị thấp thì hấp thu lớn hơn các ion có hoá trị cao Thứ tự vềtốc độ hấp thu giữa các muối là Clorua > muối bicacbonat > muối sunphat >muối photphat

Ca thức ăn được hấp thu chủ yếu qua tá tràng và không tràng bằng cảhai con đường bị động (khuyếch tán) và chủ động (năng lượng làm chấtmang) Vitamin D protein cũng là chất mang quan trọng trong hấp thu Ca chủđộng Khi tăng hàm lượng Ca trong khẩu phần làm giảm tỷ lệ hấp thu Ca.Một vài axit amin (Lysin) kích thích sự hấp thu Ca nhưng axit phytic vàoxalic thì làm giảm hấp thu Ca do hình thành các phức hợp không tanCa-oxalat và Ca-phytat

Muối canxi được hấp thu nhờ tạo phức chất hoà tan với acid mật Sựhấp thu canxi chủ yếu ở ruột non, tuy nhiên sự hấp thu canxi ở tá tràng caohơn ở ruột non và manh tràng của ruột non Nguyên tố canxi vận chuyển qua

tá tràng rất nhanh, nhưng lưu giữ lại ở ruột non lâu hơn Các nghiên cứu chothấy rằng khi hấp thu canxi hàm lượng muối mật và vitamin D3 tăng lên

Phốt pho sau khi vào hệ tiêu hoá được hấp thu chủ yếu ở ruột non Phốtpho được hấp thu dưới dạng hợp chất vô cơ, với dạng hợp chất hữu cơ thìphốt pho phải được tách ra mới có thể hấp thu được Tốc độ hấp thu phốt phophụ thuộc vào tốc độ phân giải của các hợp chất phospho

Đường hấp thu các chất khoáng nói chung có 2 con đường đó là: đườngmáu và đường huyết Đường máu hầu hết các sản phẩm phân giải protein,lipit, glucid, muối khoáng và các vitamin B, C tan trong nước cùng 30% acidbéo (những acid có dưới 12C) được hấp thu theo đường máu theo tĩnh mạchgan Sau khi chịu một quá trình tổng hợp, lọc thải, khử độc ở gan, các chất

dinh dưỡng đi ra theo tĩnh mạch trên gan để vào tĩnh mạch chủ rồi về tâm nhĩphải để được tim phân phối đi khắp cơ thể Bên cạnh đó con đường hấp thutheo đường mạch huyết có khoảng 70% acid béo (những acid béo mạch dài cótrên 12C), toàn bộ những hạt mỡ nhũ tương và các vitamin tan trong dầu mỡ(A,D,E,K) hấp thu qua thành ruột vào các mạch dưỡng chấp rồi đổ nhập vào

bể pecquet, theo ống dẫn bạch huyết ngực đi về tâm nhĩ phải để hoà nhập vàodòng máu chung

1.1.1.4 Chuyển hoá canxi và phốt pho ở gia cầm.

- Sự điều hoà trao đổi canxi, phốt pho

Hai hormone có vai trò chủ yếu trong sự điều hoà trao đổi canxi vàphốt pho là parathyroxin của tuyến cận giáp trạng và thirocalcitonin của tuyếngiáp Bên cạnh đó còn có vitaminD3 cũng đóng vai trò tích cực trong sự traođổi canxi, phốt pho

- Cơ chế chuyển hoá: Khi nồng độ canxi huyết giảm, kích thích vào thụquan hoá học trong thành mạch máu, luồng xung động thần kinh truyền vàovùng dưới đồi, lệnh truyền ra đi đến tuyến cận giáp kích thích bài tiếtparathyroxin, hormone này nhập theo dòng máu đến xương xúc tiến sự bàomòn canxi từ xương đưa vào máu

Khi nồng độ Ca huyết tăng, cũng theo cơ chế trên, luồng thần kinh đitới tuyến giáp kích thích bài tiết thyrocalcitonin, hormone này kích thích sựlắng đọng Ca từ máu vào xương

Tuy nhiên tác dụng của parathyroxin mạnh hơn so với thyrocalcitoninnên khuynh hướng bào mòn Ca từ xương đưa vào máu mạnh hơn Vì thế nồng

độ ổn định Ca huyết có giá trị sinh tồn hơn so với Ca xương, thiếu Ca xươngchỉ dẫn đến còi xương (ở động vật non) hoặc xốp xương (ở con trưởng thành)chứ không gây chết Song nếu thiếu Ca huyết sẽ dẫn đến co giật nguy hiểm

Nhờ có vitamin D xúc tiến sự hấp thụ Ca từ ruột vào máu, nhờ đó giảmbớt sự bào mòn Ca từ xương Vitamin D3 còn có tác dụng điều hoà tỷ lệ Ca/Phuyết và xúc tác cho sự tổng hợp Ca3(PO4)2 để kiến tạo xương.

Sự bào mòn Ca từ tuỷ xương đưa vào máu càng tăng bao nhiêu thì sựbài tiết làm mất P qua đường thận bấy nhiêu và ngược lại, do đó vitamin D3

có tác dụng gián tiếp tiết kiệm lượng P cho cơ thể

Trong khẩu phần đủ Ca mà thiếu vitamin D3 thì con vật mắc chứng còixương hoặc xốp xương

1.1.1.5 Nguyên nhân ảnh hưởng tới sự hấp thu phốt pho

Nguyên nhân ảnh hưởng tới sự hấp thu P: Sự hấp thu P không bị ảnhhưởng bởi các yếu tố khác mà bị ảnh hưởng chủ yếu bởi nguồn gốc P, tuổi vậtnuôi, hàm lượng P trong thức ăn

Trong đất thường chứa P rất thấp nên làm hàm lượng P trong cây cũngthấp, đặc biệt ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới P trong cây thức ăn đã thấp

mà P trong hạt ngũ cốc lại ở dạng phốt pho phytate là chủ yếu, đó là muối củaaxit phytic, rất khó tiêu, khó hấp thu cho lợn và gia cầm Trong cám, khô dầulạc, đỗ tương, hạt cốc phốt pho phytate thường chiếm 50 % lượng P

Đối với gia cầm thì khả năng hấp thu phốt pho phytate rất thấp, độngvật càng non thì khả năng hấp thu càng kém Ở lợn và gia cầm cũng có enzymphytae của vi sinh vật để phân giải về dạng dễ hấp thu nhưng không đáng kể

1.1.2 Enzym phytase và ứng dụng enzym phytase trong chăn nuôi gia cầm

1.1.2.1 Giới thiệu về enzym phytase

Phytase là men tiêu hoá giúp giải phóng lượng phốt pho bị giữ trongcác phân tử phytate, không những bổ sung lượng phốt pho mà con vật có thể

sử dụng, giải phóng các nguyên tố vi lượng tạo phức với acid phytic (Zn2+,

Fe2+) giúp tăng cường các enzym tiêu hoá đặc biệt là protein và axit amin Do

đó sử dụng men phytase không chỉ giúp làm giảm giá thành thức ăn, tăng

năng suất chăn nuôi, mà phytase còn có tác dụng làm giảm mùi hôi, giúp cảithiện môi trường chăn nuôi

1.1.2.2 Những hiểu biết về enzym phytase

Theo Cao Ngọc Điệp, 2010 [ 2] tổng hợp của kết quả của một số tác giảnước ngoài cho thấy:

Phytate là một dạng phốt pho hữu cơ chiếm từ 1 đến 5 % của đậu hạt,ngũ cốc, hột chứa dầu, phấn hoa và hạnh nhân (Cheryan, 1980 [10]); hầu hếtthực phẩm có nguồn gốc thực vật chứa từ 50% đến 80% phốt pho tổng số làphytate (Harland và cs, 1995 [19]) và dĩ nhiên phytate chứa khoáng liên kếtvới axit amin và protein

Trong tự nhiên, acid phytic tồn tại chủ yếu trong các dạng muối phytatedưới dạng phức hợp với các cation quan trọng cho dinh dưỡng như Ca2+, Zn2+

và Fe2+ và phytate chứa 14 - 25% phốt pho, 1,2 - 2% canxi, 1 - 2% kẽm và sắt.Lượng phytate cao nhất trong các loại ngũ cốc, bắp (0,83 - 2,22%) và trongcác loại hạt đậu (5,92 - 9,15%) (Reddy và cs, 1989 [44])

Phytate làm giảm khả năng tiêu hóa protein, tinh bột và lipit vì phytatetạo phức với protein làm protein kém tan và kháng lại được sự phân giảiprotein Acid phytic có thể ảnh hưởng đến sự tiêu hóa tinh bột thông qua sựtương tác với enzym amylase (Kerovuo và cs, 2000 [23]) Ở pH thấp, acidphytic có điện tích âm mạnh vì các nhóm phosphate phân ly không hoàn toàn.Dưới điều kiện này, acid phytic có ảnh hưởng xấu đến khả năng hòa tanprotein vì liên kết ion của các nhóm phosphate của acid phytic và các gốc axitamin bị ion hóa (lysyl, histidyl, arginyl) Trong pH acid, acid phytic có thể gắnchặt với các protein thực vật, vì điểm đẳng điện của protein này nằm trong pH4,0 - 5,0 Ở pH 6,0 - 8,0, acid phytic và protein thực vật đều có điện tích âm,phức hợp acid phytic và protein vẫn được hình thành Việc gắn kết này làmgiảm giá trị dinh dưỡng của protein thực vật (Vohra, và cs, 2003 [61])

Lợn và gia cầm không có enzym phytase để thủy phân và tiêu hóaphytate trong đường tiêu hóa của chúng, do đó phần lớn phytate P được bàitiết ra ngoài mà không hấp phụ Phytate là nguồn P chủ yếu trong lúa mì, ngô,khô dầu đỗ tương và có khoảng 75 % tổng P trong hạt cốc được đính trongcác phân tử phytate mà vật nuôi không sử dụng được Thực tế, trong lúa mì vàlúa mạch cũng có phytase, nhưng phytase thực vật này bị vô hoạt trong quátrình xử lý nhiệt, nhất là khi đạt nhiệt độ từ 800C trở lên.

Để đáp ứng đủ nhu cầu về P cho cơ thể lợn và gia cầm, trước đây người

ta phải bổ sung bằng những nguồn P vô cơ dễ tiêu (như mono - canxiumphosphate, di - canxium phosphate, mono - sodiumphosphate) vào trong thức

ăn hỗn hợp để vật nuôi sinh trưởng và phát triển bình thường Do đó, có mộtlượng lớn P được bài tiết theo phân vật nuôi vào môi trường

Mặt khác, các phosphate vô cơ có thể bị nhiễm fluorin và dư cặn kimloại nặng ngay trong quá trình sản xuất Những fluorin và dư cặn kim loạinặng trong thực phẩm là độc hại cho vật nuôi và nguy hiểm cho con người.Phytase cũng có thể giải phóng kẽm ra khỏi phytate Kẽm tự do này ngănngừa hấp thụ cadmium

P cũng là nguồn chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng và P từ nguồnphân chuồng hoặc phân hóa học có thể dùng bón cho cây trồng Hơn nữa,những phần tử P được gắn vào đất một cách bền vững với mức độ quá mứcrồi tích tụ trong đất Nước tràn và đất xói mòn của những cánh đồng có nhiều

P có thể làm cho suối, sông và hồ chứa nhiều P Trong những điều kiện nhưvậy, P trở thành chất ô nhiễm môi trường nhiều hơn là giữ vai trò của mộtchất dinh dưỡng cho cây trồng

Như vậy, bản thân vật nuôi dạ dày đơn không thể tự phân hủy phytatenên cần có sự hỗ trợ của phytase Phytase tự nhiên chủ yếu có trong lúa mìhoặc phụ phẩm của lúa mì, nhưng hàm lượng thấp, nếu dùng phytase loại này

thì phải cung cấp một lượng thức ăn quá nhiều, gây mất cân đối về khẩu phần.

Vì vậy, người ta cung cấp phytase ngoại sinh (thường là dạng viên) để phânhủy phytate in - vivo Đối với lợn, phytase thủy phân phân tử axit phytic tại

dạ dày, còn với gia cầm thì quá trình này xảy ra trong diều

Enzym phytase có thể làm tăng hấp thụ P trong cơ thể vật nuôi thêm 60

% và được dùng như là chất bổ sung bắt buộc cho thức ăn chăn nuôi ở châu

Âu, Đông Nam Á, Hàn Quốc, Nhật, Đài Loan để giảm tác hại đến môi trường

do P từ phân súc vật thải ra

Để lượng hóa hoạt tính của phytase, người ta dùng đơn vị phytase đượcbiểu thị bằng FTU; PU hoặc PTU tuỳ theo hãng sản xuất Một đơn vị phytase

là "lượng phytase có thể giải phóng P vô cơ từ một dung dịch phytate sodium5,1 mili - mol với tốc độ 1 micromol/phút ở pH 5,5 và ở nhiệt độ 370C

1.1.2.3 Thành phần của phytase trong tự nhiên

* Phytase từ thực vật

Phytase có nhiều trong các loại ngũ cốc như lúa mì, bắp, lúa mạch, gạo,

và từ các loại đậu như đậu nành, đậu trắng,… Phytase cũng được tìm thấytrong mù tạt, khoai tây, củ cải, rau diếp, rau bina, và phấn hoa huệ tây(Dvorakova, 1998 [15]) Trong hạt đang nảy mầm hoặc trong hạt phấn, phytase

có vai trò phân giải phytin (Greene, và cs., 1975) Suzuki và cs, (1907) lànhững người đầu tiên sản xuất chế phẩm phytase từ cám gạo và lúa mì

* Phytase từ động vật

Collum và Hart (1908) đã phát hiện thấy phytase từ thận và máu dê,phytase cũng phát hiện trong máu các động vật có xương sống bậc thấp hơnnhư chim, bò sát, cá, rùa biển (Rapoport và cs, 1914) Vì phytate hoạt độngnhư một nguyên tố kháng dưỡng trong cơ thể động vật nên các nhà khoa học

đã quan tâm và khảo sát hoạt động của phytase trong đường tiêu hóa củanhiều loài động vật Phytase được tìm thấy trong đường ruột (Patwaradha,

1937 [40]) của heo, cừu, bò (Spitzer và cs, 1972 [54]) Tuy nhiên, phytasetrong hệ động vật không đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu hóa phytate(Williams và cs, 1985 [64]).

Động vật nhai lại tiêu hóa được phytate nhờ hoạt động của phytaseđược sản xuất bởi hệ vi sinh vật trong dạ cỏ Lượng phosphate vô cơ giảiphóng ra nhờ hoạt động của phytase lên phytate được cả hệ vi sinh vật đườngruột và vật chủ sử dụng (Kerovuo và cs, 2000 [23])

* Phytase từ vi sinh vật

Những vi sinh vật sản xuất phytase có từ nhiều nguồn khác nhau nhưđất (Cosgrove và cs., 1972 [11]; Richardson và cs, 1997 [45]), động vật dạ cỏ(Lan và cs, 2002 [27]), nước biển (Kim và cs, 2002), hạt thực vật (Nakano và

cs, 2000 [35]), điều này cho thấy khả năng thủy phân của phytase có thể đượcđóng góp một cách rộng rãi trong hệ sinh thái Được biết là những vi sinh vậtsản xuất phytase bao gồm cả những vi khuẩn hiếu khí như Pseudomonas spp(Richardson và cs 1997 [45]); Bacillus subtilis (Shimizu, 1992 [50]) vàKlebsiella spp (Greiner và cs, 1993 [18]), vi khuẩn kị khí như Escherichia coli(Greiner và cs, 1993 [18]) và Mitsuokella spp (Lan và cs, 2002 [27]), nấmnhư Aspergillus spp (Ullah, 1998 [59]; Shimizu, 1992 [50]) và Penicillum spp(Tseng và cs, 2000 [58]) Những vi khuẩn hiếu khí như Pseudomonas,Arthrobacter, Staphylococcus và Bacillus thì được xác nhận là có phytase cóhoạt tính

+ Vi khuẩn sản xuất phytase

Phytase có mặt rộng rãi trong thực vật, mô động vật và vi sinh vật kể cảcon người Tuy nhiên, những nghiên cứu đã chỉ ra rằng phytase ở vi sinh vật

có ứng dụng nhiều nhất trong kỹ thuật sinh học Mặc dù việc sản xuất phytasethương mại đều chủ yếu tập trung ở nấm Aspergillus, những nghiên cứu đã đềnghị rằng phytase của vi khuẩn có thể thay thế enzym phytase từ nấm bởi vì

mật độ tập trung cao và nét riêng biệt của chúng, độ bền với sự thủy phânprotein cao và hiệu quả xúc tác tốt nhất Những vi khuẩn sản xuất phytase cóthể phân lập từ vùng cạn hoặc từ môi trường nước và phytase thì có mặt rộngrãi trong nhiều loại vi khuẩn khác nhau, như Bacillus, Enterbacteria, vi khuẩn

kị khí ở dạ cỏ động vật nhai lại và ở Pseudomonas (Jorquera và cs, 2008 [22]

Đối với vi khuẩn, phytase được tổng hợp ở cả vi khuẩn gram dương (B

subtilis) và gram âm (Aerobacter aerogegnes, E.coli, các chủng Pseudomonas,

Klebsiella) Phytase từ các vi khuẩn gram âm là các protein nội bào trong khiphytase từ các vi khuẩn gram dương là các protein ngoại bào

Theo kết quả nghiên cứu của Kerovuo và cs, 2000 [23]), 21 dòng từgiống Bacillus được kiểm tra cho khả năng sản xuất enzym phytase trênmôi trường Luria broth (LB) và trong môi trường có bột bắp, không códòng nào sản xuất phytase trong môi trường LB Tuy nhiên, trong môitrường bột bắp thì có 2 dòng B amyloliquefaciens và 1 dòng B subtilis sảnxuất số lượng lớn phytase Có 3 dòng thì có khả năng phóng thích lân vô cơtrong môi trường là B subtilis VTT E-68013, B amyloliquefaciens VTTE- 71015, B amyloliquefaciens VTT E-90408 trong đó dòng B subtilis VTT

E 68013 thì có hoạt tính phytase cao nhất

+ Phytase từ vi nấm

Đối với nấm mốc, hầu hết các chủng nấm mốc đều thuộc các giốngAspergillus, Penicillium, Mucor và Rhizoous (Liu và cs, 1998 [30]) và đềusản xuất phytase nội bào có hoạt tính A niger được xem là loại nấm mốc sảnxuất phytase nấm có hoạt tính cao nhất A ficuum NRRL 3135 cũng sản xuấtphytase trong môi trường lên enzym rắn với cơ chất là bột canola (Vohra vàcs., 2003 [62]) Một số nhóm Aspergillus niger thì sản xuất phytase ngoại bào

mà chúng có thể cắt phốt pho từ Canxium phytate trong môi trường acid.Được phân lập từ đất nhưng A ficuum NRRL 3135 sản xuất hầu hết phytase

có hoạt tính trong môi trường tinh bột ngô Việc sản xuất phytase bị ức chếmột cách mạnh mẽ bởi phosphate vô cơ và tỉ lệ C/P trong môi trường (Ware

1968 [63])

Hơn 2.000 loài thì được phân lập từ 68 mẫu đất trong môi trường giàudinh dưỡng Hoạt tính của phytase ngoại bào thì được tìm thấy trong một vàinấm mốc khác nhau đã được kiểm tra trên môi trường (Ware, 1968 [63])

Tuy nhiên, phytase từ vi sinh vật nhất là từ vi khuẩn rất khó kiểm soát

vì chúng ta chưa giải thích được rõ về cơ chế tổng hợp phytase đặc biệt là cácgene điều khiển sinh tổng hợp phytase luôn biến đổi (Liu và cs, 1998 [30]).Tùy theo nhóm vi sinh vật, như vi khuẩn cũng tùy vào mỗi giống và loài, điềukiện môi trường nuôi cấy, cơ chất… sẽ ảnh hưởng đến năng suất và hoạt tínhcủa phytase (Pandey và cs, 2001[39]) Như vậy, nghiên cứu và sản xuấtphytase từ vi sinh vật, tối ưu hóa môi trường và điều kiện sinh tổng hợpphytase tốt nhất cũng như bảo quản hoạt tính phytase… để thành một sảnphẩm thương mại phải còn nhiều bước nghiên cứu nữa

1.1.2.4 Những lưu ý khi lựa chọn và sử dụng men phytase

Hiện nay, trên thị trường có nhiều sản phẩm men phytase, thuộc nhiềuthế hệ khác nhau Thế hệ phytase đầu được sản xuất từ nấm (Aspergillus,

tiếp đó là Peniophora), và thế hệ phytase mới nhất được sản xuất từ E.coli.

Việc lựa chọn men phytase để sử dụng phải dựa trên nhiều yếu tố như: giá

cả, hiệu suất phân giải P và tính bền vững của men trong những điều kiện

mà nó sẽ phải trải qua, và việc sử dụng men phải phù hợp với những đặctính của men

Phytase thế hệ mới nhất thường được lựa chọn vì chúng đã được chứng

tỏ có hiệu quả cao nhất Những nghiên cứu về việc sử dụng men phytasetrong chăn nuôi từ đầu những năm 2000 đã cho thấy hiệu suất giải phóng P

của phytase từ E.coli cao hơn rõ ràng so với phytase từ nấm khi sử dụng cùng

liều lượng, trong cùng điều kiện

Phần lớn các men phytase bị vô hoạt ở nhiệt độ 70-75°C Việc vi bọc

có thể làm tăng độ bền nhiệt lên tới 80-85°C Trong khi đó, sản phẩm phytase

từ E.coli có khả năng chịu nhiệt tới 95°C Khả năng chịu nhiệt cao có ý nghĩa

rất quan trọng vì nhiều nhà sản xuất TACN đang lựa chọn ép viên ở nhiệt độcao tới trên 90°C

Ngoài ra, một men phytase có hiệu suất cao phải duy trì được hoạt tínhcao trong dải pH rộng, từ pH thấp trong dạ dày tới pH cao trong ruột Bêncạnh đó, do men phytase có cấu trúc của protein nên nó cũng cần phải bền

vững trước tác động của các men phân giải protein Phytase từ E.coli đã được

chứng minh là có hiệu suất cao hơn trong dải pH rộng, và bền vững trước tácđộng của các men phân giải protein

Khi lựa chọn và sử dụng phytase, cũng cần phải quan tâm tới nhữngthông tin kỹ thuật và thử nghiệm của sản phẩm, mức độ phù hợp với qui trình

và công nghệ chế biến sẵn có cũng như khả năng thay đổi qui trình và côngnghệ chế biến cho phù hợp với sản phẩm, phương thức áp dụng sản phẩmphytase và hiệu quả dinh dưỡng của nó… Phytase cũng có thể được sử dụngkết hợp với các men phân giải xơ khác Tuy nhiên, việc sử dụng kết hợp nhưvậy đòi hỏi phải có kinh nghiệm Và men phân giải xơ phải được lựa chọn saocho phù hợp với nguyên liệu đang sử dụng, và có cùng tiêu chí như đối vớienzym phytase

Với những đặc tính ưu việt của phytase thế hệ mới được chiết xuất từ

E.coli chúng tôi đã lựa chọn sử dụng enzym phytase 5000 chịu nhiệt này

trong đề tài nghiên cứu của mình

1.1.3 Những lợi ích của việc sử dụng enzyme phytase

Ngày nay, enzyme được sử dụng như là chất chuẩn trong thức ăn giasúc Các enzyme phân hủy NSP (như endo-xylanase và b glucanase-glucanase)

và phân hủy phytate (như phytase) chứa nhiều trong cám gạo, lúa mì, lúa

mạch được ứng dụng rộng rãi trong những khẩu phần ăn không chỉ do vấn

đề môi trường, mà vì nó còn có ý nghĩa về mặt kinh tế Trong tự nhiên,khoảng 60 - 75 % phốt pho có trong hạt ngũ cốc được liên kết hữu cơ dướidạng phytate, đây là dạng rất khó hấp thu đối với lợn, gia cầm Giá trị sinhhọc của phốt pho ở hạt ngũ cốc rất biến động từ dưới 15 % ở bắp cho tớikhoảng 50 % ở lúa mì Trong khẩu phần bắp - khô dầu đậu nành có hai phần

ba lượng phốt pho bị liên kết dưới dạng axít phytic Lợn, gia cầm không thểtiêu hóa lượng phốt pho này Lượng phốt pho bị thải này sẽ giảm đáng kểnếu bổ sung phytase vi sinh vào khẩu phần, enzyme này sẽ giải phóng một

số mạch liên kết phốt pho làm cho lợn, gia cầm tiêu hóa dễ dàng Do đólượng phốt pho vô cơ phải bổ sung thêm để đáp ứng nhu cầu sẽ giảm, lượngphốt pho thải ra có thể giảm 30 - 50 %

Hiệu quả của việc bổ sung phytase thay đổi theo từng loại lợn, gia cầm,khối lượng, khẩu phần, mức ăn, tần suất cho ăn, nguồn phytase, lượngphytase bổ sung và tình trạng sinh lý của vật nuôi Không có mức chuẩn choviệc bổ sung phytase cho tất cả các loại khẩu phần bởi vì mức phốt pho tổng

số và phốt pho phytate của các loại khẩu phần thay đổi Enzyme phytasekhông chỉ làm gia tăng khả năng tiêu hóa phốt pho mà còn làm tăng khả năngtiêu hóa những chất khoáng và các axít amin khác Cũng theo nhóm tác giảtrên, công nghiệp sản xuất thức ăn gia súc có thể tiết kiệm trên 8 EUR/tấnthức ăn cho gà thịt và 2 EUR/tấn thức ăn cho lợn khi mức phốt pho trongkhẩu phần được giới hạn

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã và đang nỗ lực tìmcách làm giảm ô nhiễm từ các chất thải ra trong chăn nuôi Trong quá trìnhnghiên cứu, các nhà khoa học đã xác định được rằng cần cải thiện khả năng

sử dụng các dưỡng chất trong khẩu phần của vật nuôi để hạn chế tối đa lượngthải ra qua phân thải Trước đây, do ít quan tâm đến lượng chất dinh dưỡng bị

thải ra ngoài nên hậu quả của việc cho ăn quá nhiều chất dinh dưỡng nhằm tối

đa hóa năng suất đã dẫn đến hậu quả là lượng chất dinh dưỡng thải ra quánhiều qua phân và nước tiểu (chủ yếu là hàm lượng protein, phốt pho và canxi)

Ở các khẩu phần có bổ sung enzyme tiêu hóa thì lượng nitơ thải ragiảm một cách đáng kể và lượng nitơ tích lũy tăng 5 - 15 % Khi bổ sungenzyme tiêu hóa phù hợp vào thức ăn có thể giảm lượng nitơ thải ra trên mộtcon lợn từ 10 - 15 %, tương đương với 200g Như vậy, một con lợn nuôi từlúc sinh ra đến lúc giết thịt 100kg thì lượng vật chất khô thải ra trong phân sẽ

ít hơn 5 kg hoặc lượng phân ít hơn 15 - 20 kg/heo Enzyme đã có vai trò trongviệc cải thiện khả năng sử dụng thức ăn nên giảm được lượng chất thải Khităng khả năng tiêu hóa từ 85 % lên 90 % thì lượng vật chất khô trong phângiảm 33 % Tương tự như vậy, ta có thể ước lượng khả năng ô nhiễm môitrường tiềm tàng của các thành phần khác trong khẩu phần như nitơ và phốtpho Một trong những lợi ích mà enzyme mang lại là hàm lượng dinh dưỡngtrong phân giảm đáng kể Sự giảm lượng dinh dưỡng bài tiết qua phân nhờ bổsung enzyme trong khẩu phần đặc biệt quan trọng vì phân thải vào đất vànước làm ô nhiễm môi trường Tác động thực sự của enzyme trên lợn là làmgiảm lượng phân sản xuất và độ ẩm của phân do sự phá vỡ cân bằng nướctrong đường ruột Việc bổ sung xylanase có hiệu quả làm giảm độ nhờnđường tiêu hóa và những rối loạn tiêu hóa kèm theo nó, điều này làm gia tăng

độ khô của phân và cải thiện lượng phân thải ra

Ngày nay ở Việt Nam đang xây dựng các trang trại chăn nuôi tập trung,

sẽ tăng lượng phân, nước giải thải ra trên đơn vị diện tích hẹp làm cho nướcmặt và mạch nước ngầm bị ô nhiễm, tích tụ khoáng trong đất Để thoả mãnnhu cầu phốt pho của động vật cần thiết phải bổ sung phốt pho vô cơ như:Dicanxium (DCP) hoặc Monocanxium phốt phát (MCP), tiêu hoá không hếtbài tiết 30 - 50 % phốt pho vào trong phân thải làm ô nhiễm môi trường Phân

giải Phytate có nghĩa bổ sung ít phốt pho vào khẩu phần ăn để lượng phốt phothải ra ít hơn Điều này thực hiện bằng enzyme phytase Trong hạt ngũ cốc,phần lớn phốt pho bị liên kết dưới dạng phytate rất khó tiêu thường bị thải rangoài Bổ sung phytase vi sinh vào khẩu phần sẽ giải phóng một số mạch liênkết phốt pho, giúp tiêu hoá dễ dàng Đây là những vấn đề cấp thiết đòi hỏi cácnhà sản xuất cần nghiên cứu để ứng dụng trong sản xuất

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

* Nghiên cứu về sử dụng men tiêu hoá trong chăn nuôi

Năm 2009, Viện Chăn nuôi (Bộ NN - PTNT) đã phối hợp với Viện Visinh vật và Công nghệ sinh học (Đại học Quốc gia Hà Nội) [5] nghiên cứuảnh hưởng của việc bổ sung chế phẩm sinh học hỗn hợp (probiotic + đaenzyme) (EPV) và đa enzyme tiêu hoá (EV) vào thức ăn cho gà Thí nghiệmđược tiến hành trên giống gà Lương Phượng với 2 loại khẩu phần ăn: thức ăntinh truyền thống (ngô, khô dầu đậu tương, bột cá, bột thịt xương) và thức ănthô nghèo dinh dưỡng (ngô, khô dầu đậu tương, cám mỳ, khô dầu dừa ) bổsung probiotic - enzyme

Kết quả cho thấy, trong 2 tuần tuổi gà ở các lô được ăn khẩu phầntruyền thống có khối lượng cao hơn 14,8 % tuy nhiên mức độ chênh lệch nàygiảm dần theo tuổi Giai đoạn từ 2-4 tuần tuổi tỉ lệ chênh lệch rút ngắn chỉ còn6,96 %, 8 tuần tuổi còn 2,8 %, cho đến giai đoạn vỗ béo sự khác biệt về tốc

độ sinh trưởng giữa các nhóm rất nhỏ chỉ khoảng 0,9 % Xu hướng giảm dần

sự chênh lệch về tốc độ sinh trưởng của gà ở các lô thí nghiệm cho thấy hiệuquả của các chế phẩm enzyme và probiotic-enzyme ở giai đoạn vỗ béo (tiêutốn nhiều thức ăn nhất) rất rõ rệt

Về lượng thức ăn, các số liệu đều cho thấy mức tiêu tốn thức ăn ởnhóm gà dùng thức ăn truyền thống cao hơn so với các nhóm sử dụng chế

phẩm bổ sung từ 5,83-17,6 % tuỳ từng giai đoạn sinh trưởng Tuy nhiên, cảithiện năng suất sinh trưởng, giảm tiêu tốn thức ăn vẫn chưa đủ để đánh giáhiệu quả của một chế phẩm sinh học dùng trong chăn nuôi Điều mà các nhàsản xuất thức ăn cũng như những người chăn nuôi quan tâm là chi phí tươngứng với lượng thức ăn do bổ sung chế phẩm sinh học Bởi trong trường hợpnày chi phí từ nguồn nguyên liệu mới mặc nhiên rẻ hơn thức ăn truyền thống,

do đó giá cả sẽ phụ thuộc vào giá chế phẩm sinh học

Theo báo Nông nghiệp Việt Nam đưa tin để giúp người chăn nuôi giảmbớt áp lực trước tình hình giá thức ăn chăn nuôi tăng cao, công ty Alltech(Hoa Kỳ) đã cho ra đời sản phẩm enzyme tự nhiên dùng phối trộn với lượngthức ăn tiêu chuẩn thấp hơn nhưng vẫn đảm bảo đạt hiệu quả về năng suất vàchất lượng vật nuôi…

Sản phẩm đó là phức hợp enzyme mang tên Allzyme SSF (viết tắt SSF)chuyên dùng để phối trộn vào thức ăn chăn nuôi, sản phẩm đã được thínghiệm trên gà thịt tại trung tâm nghiên cứu và phát triển gia cầm Queensland(Australia) Lô thí nghiệm đã được tái tổ hợp khẩu phần với việc giảm 150Kcal/kg ME và một lô khác có mức năng lượng thấp được bổ sung SSF Kếtquả: đã cải thiện được hơn 60 gram về tăng khối lượng vào 42 ngày tuổi vàFCR vẫn duy trì ở mức 1,84 kg/1 kg khối lượng thịt

Căn cứ vào giá bán các chế phẩm sinh học (của các hãng nước ngoài) ởthị trường Việt Nam tại thời điểm tiến hành nghiên cứu thì chi phí thức ăn/kgtăng khối lượng của các lô gà sử dụng chế phẩm sinh học thấp hơn từ 6,65 %

- 6,67 % Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ thêm rằng việc sử dụng chế phẩmsinh học probiotic và enzyme tiêu hoá còn làm thay đổi cơ cấu quần thể visinh vật ruột theo hướng có lợi cho vật chủ Tác động của các enzyme làmgiảm số lượng của các loài vi khuẩn bởi sự tăng tỷ lệ tiêu hoá và hấp thu,giảm lượng các chất dinh dưỡng sẵn có cho vi khuẩn phát triển, đồng thời

enzyme tạo ra các đường tan khó hấp thu, là nguồn dưỡng chất quan trọngcho các vi khuẩn có lợi phát triển Mặt khác, bản thân sự hiện diện của vikhuẩn có lợi trong đường tiêu hoá đã làm giảm số vi khuẩn gây bệnh thôngqua cạnh tranh vị trí bám dính trên niêm mạc ruột, nhờ đó làm giảm tỉ lệnhiễm bệnh và tỉ lệ chết ở gà.

Theo Vũ Duy Giảng (2004) [6] không có mức tiêu chuẩn bổ sungphytase cho tất cả các khẩu phần, mức phytase bổ sung phụ thuộc vào loại lợn

và loại khẩu phần Cũng theo tài liệu cho biết số lượng phytase để giải phóng1g phốt pho phytate khác nhau từ 785 U (đối với khẩu phần ngô - đỗ tương)đến 1146 U (đối với khẩu phần đỗ tương tinh chế) Đối với khẩu phần ngô -mạch - đỗ tương cho lợn con thì để giải phóng 1g phốt pho phytate chỉ cần380U phytase Ngoài ra các nguồn phytase khác nhau thì hoạt tính enzymecũng khác nhau (hoạt tính enzyme phytase vi sinh vật lớn hơn phytase lúa mì

và làm tăng độ lợi dụng của P, sự tích luỹ Ca và N và giảm P thải tiết ở phân).Hiệu quả của phytase còn chịu sự chi phối của khẩu phần, số bữa ăn, lượngthức ăn cho ăn cũng như chức năng sinh lý của lợn (bổ sung cùng một lượngphytase vào một khẩu phần thì hiệu quả nhất là đối với lợn nái tiết sữa sauđến lợn sinh trưởng - vỗ béo, lợn con và thấp nhất là lợn chửa giữa kỳ)

1.2.1 Các nghiên cứu bổ sung enzym phytase cho gia cầm

Phần lớn thức ăn cho động vật dạ dày đơn được bổ sung phytase cónguồn gốc vi sinh vật nhằm cải thiện khả năng tiêu hóa P Vừa qua, Natuphos

là sản phẩm được điều chế từ 3 - phytase (EC 3.1.3.8) do cải biến trên củanấm Aspergillus niger (CBS 101.672) được phép dùng cho gà nuôi béo, gà

đẻ, gà tây, Natuphos có hàm lượng 5000 FTU/g Khi bổ sung Natuphosphytase vào khẩu phần ăn cho gà để phân giải được 1,1g P tiêu hóa, với gàbroiler cần sử dụng 500 FTU, còn với gà mái đẻ thì cần 300 FTU; với mức sửdụng này, trung bình giảm được 30% lượng P thải vào môi trường

Hãng Danisco cũng lợi dụng trên phytase trong E.coli để điều chế

Ronozyme, Phyzyme XP là những phytase thương phẩm có khả năng giảiphóng được nhiều P (trong đỗ tương) hơn so với Natuphos và tăng khả năngtiêu hóa P và can-xi ở gà Theo tổng kết của hãng Danisco cứ sử dụng 500FTU/kg thức ăn vật nuôi có thể thay thế cho 1,3kg dicalcium phosphate(DCP) dùng trộn thức ăn hỗn hợp cho lợn gà

Từ đầu những năm 2000, các nhà khoa học Canada cho rằng khi dùngphytase ngoại sinh sẽ gặp khó khăn do việc bảo quản có thể làm giảm hoạttính của enzym Họ nghiên cứu dùng kỹ thuật gen để cấy gen phytase có trong

E.coli cho gà Bước đầu họ đã thành công trong việc cấy gen phytase có trong E.coli con cho chuột, gen này khu trú trong tuyến nước bọt chuột và tiết

enzym này vào nước bọt, cho phép con vật phân hủy trực tiếp P tự nhiên cótrong hạt cốc, rau, các loại hạt có dầu chứ không cần phải bổ sung qua khẩuphần theo cách truyền thống

Theo Schoner và cs, (1991)[48] đưa ra kết luận trên nghiên cứu bổ sungphytase cho gà, tác giả cho rằng:

- Gà broiler rất nhậy cảm đối với các chất kháng dinh dưỡng do vậy ởkhẩu phần ăn có b-glucanase đối với khẩu phần lúa mạch, pentosanase đốivới khẩu phần lúa mì, phytase đối với phytate, nếu được bổ sung thêmmul-tienzym sẽ có lợi về khả năng tiêu hoá hơn so với bổ sung enzym đơn

- Cũng theo tác giả cho biết: Ở các giai đoạn tuổi khác nhau, và tuỳthuộc vào từng loại khẩu phần ăn khác nhau thì số lượng enzym bổ sung cũngkhác nhau Ví dụ: Gà broiler 44 ngày tuổi yêu cầu 570 U phytase để giảiphóng 1g P; gà 70 ngày tuổi số lượng enzym yêu cầu là 850 U, như vậy hiệuquả của enzym giảm theo tuổi

- Gà mái đẻ có đáp ứng với phytase kém hơn gà broiler, tuy nhiênnhững lợi ích từ việc bổ sung phytase đem đến như giảm phân dính, tăng sảnlượng trứng và tăng hiệu quả chuyển hoá thức ăn thì cũng thấy rõ ở gà mái đẻ

Kết quả nghiên cứu của hãng Danisco khi áp dụng thử nghiệm bổ sung

phytase thế hệ mới được chiết suất từ E.coli cho gà thì thấy rằng: việc bổ sung

phytase vào khẩu phần ăn cho 270 con gà đang trong thời kỳ cao điểm củagiai đoạn đẻ trứng cho tỷ lệ đẻ trứng tăng 3,96%, đầu vào thức ăn giảm 4,0%

và tỷ lệ lợi nhuận/khối lượng thức ăn được cải thiện 7,0% khi bổ sung men

Tương tự như vậy thì đối với hãng Natuphos cũng thử nghiệm dòng sảnphẩn phytase được chiết xuất từ nấm vào khẩu phần ăn cho gà để đánh giámức độ P thải ra ngoài môi trường thì thấy: với gà broiler khi bổ sung vàotrong khẩu phần ăn 500 FTU phytase giúp phân giải được 1,1g P tiêu hóa, cònvới gà mái đẻ thì là 300 FTU phytase; với mức sử dụng này, trung bình giảmđược 30% lượng P thải vào môi trường

Theo cuốn Farm Animal metabolism and Nutnrion Internationnal(2000) [17] cho biết: gà broiler 44 ngày tuổi yêu cầu 570 U phytase để giảiphóng 1g phốt pho; gà 70 ngày tuổi số lượng enzym yêu cầu là 850 U, nhưvậy hiệu quả của enzym giảm theo tuổi Gà mái đẻ có đáp ứng với phytasekém hơn gà broiler, tuy nhiên những cái lợi như giảm phân dính, tăng sảnlượng trứng và hiệu quả chuyển hoá thức ăn thì cũng thấy rõ ở gà mái đẻ

Ravindran el al 1999, [42] đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sungphytase vào khẩu phần có hàm lượng phyin cao tới khả năng tiêu hoá các chấtdinh dưỡng Các kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy ảnh hưởng của khẩuphần có hàm lượng P phytin cao The đến khả năng tiêu hoá Ca, p và các axitamine khác

Ravindran et al.Ravindran và cs, (2000), using broiler chicks,2001 [43],cũng đã nghiên cứu sử dụng enzym phytase cho gà con, gà thịt, và theo dõiảnh hưởng của nó đến tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng, nghiên cứu chothấy, khi bổ sung phytase trong khẩu phần cho gà đã cải thiện được tỷ lệ tiêuhoá biểu kiến các chất dinh dưỡng ở hồi tràng Bên cạnh đó tác giả cũng cho

biết khẩu phần ăn của thiếu lysine nhưng được bổ sung phytase cũng làm tăng

tỷ lệ tiêu hoá các axit amine

Theo Driver và cs, 2005 [13], thì cho ảnh hưởng của việc bổ sungphytase còn phụ thuộc vào tỷ lệ canxi, phốt pho trong khẩu phần Canxi liênkết với các phân tử phytate làm cho phytate phốt pho ít hoà tan

Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả đồng quan điểm cho rằng bổ sungphytase trong khẩu phần ăn của gia cầm có tác dụng cải thiện chế độ ăn vàkhả năng tiêu hoá phốt pho cho gia cầm (theo Biehl và cs (1995) [8]; Denbow

và cs 1995, [12]; Mitchell và cs 1996, [31])

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

* Đối tượng thí nghiệm

* Địa điểm nghiên cứu

- Xã Quyết Thắng thành phố Thái Nguyên

- Các mẫu phân tích thức ăn, xương, phân của gà thí nghiệm được tiếnhành tại Viện khoa học và sự sống - Đại học Thái Nguyên

* Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 01/2010 đến 2011

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Đánh giá hiệu quả sử dụng phốt pho thức ăn của gà thí nghiệm trongkhẩu phần ăn có các mức canxi, phốt pho khác nhau có và không bổ sungphytase thông qua các chỉ tiêu: Tốc độ sinh trưởng, hiệu quả chuyển hoá thức

ăn, tỷ lệ tiêu hoá canxi, phốt pho, khả năng khoáng hoá xương

- Kiểm chứng các mức canxi, photpho khác nhau trong khẩu phần ăncho gà có và không có bổ sung phytase Từ đó có cơ sở khoa học để khuyếncáo khẩu phần có mức canxi, phốt pho thích hợp cho cho gà broiler

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Nội dung thí nghiệm

- Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp phân lô so sánh, đảmbảo đồng đều về các yếu tố: giống, tuổi gà thí nghiệm, phương pháp chế biến

thức ăn và qui trình nuôi dưỡng Thí nghiệm được lặp lại 3 lần, kết quả của thínghiệm là trung bình của 3 lần nhắc lại

100%

NRC1994

90%

NRC1994

90%

NRC1994

80%

NRC1994

80%NRC1994Mức Pav trong KP

100%

NRC1994

100%

NRC1994

90%

NRC1994

90%

NRC1994

80%

NRC1994

80%NRC1994

Thức ăn

KPCS +

Bổ sungphytase

KPCS

KPCS +

Bổ sungphytase

KPCS

KPCS+ Bổsungphytase

Thí nghiệm được thực hiện trên 450 gà Ross 508 thương phẩm, thiết kếtheo kiểu thí nghiệm hai nhân tố (i) Tỷ lệ canxi và phốt pho dễ hấp thu trongkhẩu phần (mức 1= 100%; mức 2 = 90%; mức 3 = 80% khuyến cáo của NRC(1994) và (ii) có và không bổ sung phytase 5000 với liều 100 g phytase

5000/1 tấn thức ăn Tổng số 6 lô thí nghiệm, mỗi lô 75 con được nuôi trong 3

ô chuồng, 25 con/ô (mỗi ô là một lần lặp lại)

Ghi chú: KP = khẩu phần; ME = năng lượng trao đổi; Khẩu phần cóhàm lượng phốt pho phytin cao là khẩu phần gồm ngô, cám gạo, khô dầu đậutương không tách vỏ và không có protein động vật; Khẩu phần có hàm lượngphốt pho phytin thấp là khẩu phần (gồm ngô, khô dầu đậu tương tách vỏ và cóprotein động vật (bột cá) ở giai đoạn khởi động và sinh trưởng)

Mức Ca theo khuyến cáo của NRC 1994 cho gà Broiler giai đoạn khởiđộng (starter); Sinh trưởng (grower) và vỗ béo (finisher): 1,00%; 0,90% và0,80% mức P dễ hấp thu tương ứng: 0,45%; 0,40% và 0,35%

Gà thí nghiệm (ở tất cả các lô) được nuôi trên sàn có chất độn chuồng.Khi được 35 ngày tuổi mỗi ô chọn 6 con (3 trống, 3 mái) có khối lượng trungbình của ô để nuôi trong cũi tiêu hóa Giai đoạn nuôi trên cữu tiêu hóa là 12ngày (7 ngày nuôi chuẩn bị và 5 ngày thu mẫu) Trong giai đoạn nuôi chuẩn

bị (gà làm quen với điều kiện sống trên lồng và thức ăn thí nghiệm) và thumẫu gà được ăn khẩu phần giai đoạn sinh trưởng có bổ sung chất chỉ thị(khoáng không tan như diatomite hoặc celite hay oxyt crom - Cr2O3) Hếtgiai đoạn chuẩn bị gà tiếp tục được ăn khẩu phần có bổ sung chất chỉ thị trongvòng 5 ngày Thức ăn ăn vào và thức ăn thừa được cân và ghi chép hàngngày Phân thải ra được thu thập 2 lần/ngày vào lúc 8h00 và 16h00 (cẩn thậntrong quá trình thao tác để tránh nhiễm lông, vảy và các mảnh vụn khác).Phân được sấy khô và nghiền qua mắt sàng 0,5 mm để phân tích xác định tỷ

lệ tiêu hóa phốt pho và mức thải phốt pho ra môi trường

Số gà còn lại trên lồng và trên sàn được nuôi tiếp tục cho đến khi kếtthúc đạt khối lượng xuất chuồng (49 ngày tuổi) Khi kết thúc thí nghiệm, mỗi

ô chuồng (tương ứng với mỗi lần lặp lại) chọn 2 gà khỏe mạnh có khối lượngtrung bình của ô để giết mổ, thu lấy xương ống chân (loại bỏ da, cơ, gân và

tuỷ), khoáng hóa, phân tích xác định hàm lượng khoáng tổng số, can xi vàphốt pho để đánh giá khả năng tích lũy phốt pho trong xương.

Bảng 2.2: Các nguyên liệu sử dụng phối trộn thức ăn của gà thí nghiệm

3 Khô dầu đậu tương 47 % Pr 10 Methionine

6 Premix Vitamin- khoáng 13 Nabica (NaHCO3)

Khi tiến hành phối trộn các loại nguyên liệu các tỷ lệ lớn được cânbằng cân đồng hồ độ chính xác ± 5 gram, các loại nguyên liệu có tỷ lệ thấpnhư axit amin tổng hợp, premix, được cân bằng cân kỹ thuật có độ chínhxác ± 0,1g

Thức ăn được trộn bằng tay, theo phương pháp “vết dầu loang”, đảmbảo trộn thật đều Khối lượng thức ăn một lần trộn đảm bảo đủ cho 5 - 7 ngày.Sau khi trộn xong thức ăn được bảo quản trong điều kiện tốt nhất để tránh ảnhhưởng của điều kiện ngoại cảnh đến chất lượng thức ăn