Dinh dưỡng và thức ăn chăn nuôi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GS.TS TỪ QUANG HIỂN (Chủ biên) PGS.TS TRẦN VĂN PHÙNG, PGS.TS PHAN ĐÌNH THẮM PGS.TS TRẦN THANH VÂN, TS TỪ TRUNG KIÊN ISBN 978-604-60-1085-2 DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI (Tài liệu dùng cho đào tạo Tiến sỹ) NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2013 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương DINH DƯỠNG AXIT AMIN (PGS.TS Trần Văn Phùng) 1.1 Tổng quan axit amin 1.2 Sự chuyển hóa protein axit amin thể vật nuôi 1.3 Protein lý tưởng phương pháp xác định 1.4 Phương pháp xác định nhu cầu axit amin cho vật nuôi 1.5 Vấn đề sản xuất sử dụng axit amin tổng hợp chăn nuôi 21 29 36 41 Chương MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG LƯỢNG VỚI PROTEIN, AXIT AMIN TRONG THỨC ĂN CHĂN NI (PGS.TS Phan Đình Thắm, TS Từ Trung Kiên) 2.1 Khái quát chung 2.2 Mối quan hệ lượng protein, axit amin thức ăn lợn 2.3 Mối quan hệ lượng protein, axit amin thức ăn gà 2.4 Mối quan hệ lượng protein, axit amin thức ăn gia súc nhai lại Chương PHYTIN VÀ SỬ DỤNG PHYTAZA PHÂN GIẢI PHYTIN TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI (PGS.TS Trần Thanh Vân) 3.1 Giới thiệu phytin 3.2 Phytaza - Enzym có khả phân giải hữu hiệu phytin thức ăn 3.3 Sử dụng phytaza chăn nuôi 3.4 Phương pháp định lượng phytin thức ăn chăn nuôi 45 45 46 55 63 69 69 72 79 85 Chương NITRAT TRONG THỨC ĂN CHĂN NI (PGS.TS Phan Đình Thắm) 4.1 Giới thiệu chung nitrat 4.2 Tác động nitrat nitrit lên thể vật nuôi 4.3 Các biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng nitrat đến sức khỏe người động vật 4.4 Các phương pháp xác định nitrat nitrit thức ăn Chương SẮC TỐ TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI (TS Từ Trung Kiên) 5.1 Giới thiệu chung 5.2 Sắc tố thực vật 5.3 Vai trị sắc tố vật ni 5.4 Nguồn cung cấp sắc tố cho thức ăn chăn nuôi 5.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới hấp thu tích tụ sắc tố thể vật nuôi sản phẩm chăn nuôi Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA THỨC ĂN CHĂN NUÔI (GS.TS Từ Quang Hiển, TS Từ Trung Kiên) 6.1 Phương pháp xác định giá trị lượng thức ăn gia cầm 6.2 Phương pháp xác định giá trị lượng thức ăn lợn 6.3 Phương pháp xác định giá trị lượng thức ăn gia súc nhai lại 88 88 90 96 102 110 110 117 120 131 140 148 148 161 166 PHỤ LỤC 175 PHỤ LỤC (Thuộc chương 1) Tiêu chuẩn axit amin thức ăn gia cầm lợn 175 PHỤ LỤC (Thuộc chương 3) Phương pháp phân tích phytin thức ăn chăn ni 188 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 197 LỜI NĨI ĐẦU Theo quy định Bộ Giáo dục Đào tạo, từ năm 2012 trở đi, đào tạo tiến sỹ thực theo chương trình đào tạo Đó nghiên cứu sinh học số môn chuyên sâu ngành đào tạo trước thực đề tài khoa học Để đáp ứng yêu cầu này, biên soạn giáo trình: “Dinh dưỡng thức ăn chăn nuôi”, mã số FNA 821 thuộc chuyên ngành dinh dưỡng thức ăn chăn nuôi Dinh dưỡng thức ăn chăn nuôi môn học cốt lõi ngành học chăn ni Do đó, mơn học giảng dạy chương trình đào tạo bậc đại học cao học Các vấn đề thuộc lĩnh vực dinh dưỡng thức ăn chăn ni trình bày tương đối đầy đủ tồn diện giáo trình dùng cho đào tạo hai bậc học nói Nếu giáo trình đào tạo bậc tiến sỹ viết theo khuôn mẫu giáo trình hai bậc học khó tránh khỏi trùng lặp kiến thức thiếu hấp dẫn người học Vì vậy, Hội đồng xây dựng đề cương môn học cho bậc đào tạo tiến sỹ trường Đại học Nông Lâm đạo viết giáo trình theo hướng chuyên sâu số chuyên đề Cách viết phù hợp với bậc đào tạo tiến sỹ, đào tạo chuyên sâu lĩnh vực chuyên môn Trên sở đề cương Hội đồng thông qua, tập thể tác giả biên soạn giáo trình “Dinh dưỡng thức ăn chăn nuôi” sử dụng cho bậc đào tạo tiến sỹ theo sáu chuyên đề Nội dung chun đề hồn tồn chưa trình bày chưa trình bày chuyên sâu giáo trình đại học cao học Tuy nhiên, có số vấn đề trình bày giáo trình bậc học trước đưa vào giáo trình với dung lượng nhỏ nhằm mục đích hệ thống đồng nội dung kiến thức chuyên đề Giáo trình thiết kế thành chương theo chuyên đề Cụ thể sau: - Chương 1: Giới thiệu axit amin, chuyển hóa axit amin thể vật nuôi, protein lý tưởng, phương pháp xác định nhu cầu axit amin vật nuôi vấn đề sản xuất, sử dụng axit amin tổng hợp chăn ni - Chương 2: Trình bày mối quan hệ lượng protein, axit amin thức ăn chăn ni LỜI NĨI ĐẦU - Chương 3: Phytin photpho thức ăn, ảnh hưởng vật ni, sử dụng phytaza để giải phóng photpho từ phytin thức ăn số kết nghiên cứu sử dụng phytaza chăn nuôi - Chương 4: Độc tố nitrat thức ăn chăn ni, tác hại vật ni biện pháp phòng ngừa - Chương 5: Nguồn gốc tính chất lý, hóa học sắc tố, tác động sắc tố đến vật nuôi, sắc tố thức ăn yếu tố ảnh hưởng đến tích tụ sắc tố sản phẩm chăn nuôi - Chương 6: Các phương pháp ước tính xác định lượng thức ăn gia cầm, lợn gia súc nhai lại Tập thể tác giả xin giới thiệu với thầy cô giáo, sinh viên đại học, học viên cao học, nghiên cứu sinh độc giả giáo trình Kính mong đồng nghiệp, sinh viên, học viên, nghiên cứu sinh độc giả quan tâm góp ý Các tác giả DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI Chương DINH DƯỠNG AXIT AMIN 1.1 Tổng quan axit amin 1.1.1 Cấu tạo axit amin Protein yếu tố cấu trúc nên thể động vật Cùng với carbonhydrat, chất béo, vitamin, chất khoáng nước, protein chất dinh dưỡng có tầm quan trọng đặc biệt với thể động vật Trong thành phần protein có chứa trung bình 16% nitơ (AWT, 1988), điều cho phép phân biệt protein với chất béo chất bột đường Cấu trúc phân tử protein có liên quan đến di truyền xác định rõ chuỗi axit amin Tất axit amin cấu tạo chủ yếu từ cacbon, hydro, nitơ oxy Ngoài nguyên tố ra, cấu trúc ba axit amin methionin, cystin cystein cịn có lưu huỳnh Các axit amin xác định hai nhóm chức phân tử: Nhóm amin (NH2) nhóm carboxyl (COOH) Tùy thuộc vào vị trí nhóm amin đặt vị trí mà tạo thành  - axit amin β - axit amin Nếu nhóm amin đặt vị trí cacbon  (vị trí cacbon thứ axit hữu cơ)  - axit amin (nhóm amin nhóm cacboxyl đặt nguyên tử cacbon) Còn axit amin khác, nhóm amin đặt vị trí cacbon β β - axit amin (Theo hình vẽ sau): R  CH  CH  CH  COOH | NH -axit amin R  CH  CH  CH  COOH | NH -axit amin Tại vị trí  nguyên tử cacbon, ngồi nhóm amin cịn có thêm nhóm gốc hữu (Carboniferous, aliphatic chất thơm) Nhóm gốc hữu bổ sung thêm nhóm chức khác Theo cấu trúc chung, nguyên tử cacbon  bao bọc xung quanh gốc hữu khác Các hợp chất cấu trúc Chương DINH DƯỠNG AXIT AMIN này, gọi hợp chất hoạt động quang học, tồn hai dạng đồng phân lập thể khác nhau: Dạng D dạng L Các axit amin dạng D dạng L tương phản với giống hình ảnh gương tay phải tay trái Phần lớn axit amin dạng L có vai trị quan trọng dinh dưỡng trao đổi chất, axit amin tham gia cấu tạo nên protein, dạng D gồm số axit amin có sinh vật sống nước Đồng phân dạng D axit aspartic có số protein kết trình biến đổi sau dịch mã tự phát, kết hợp với hóa già protein sản phẩm phụ trình biến đổi enzym xúc tác L-isoaspartyl methyltransferaza Các axit amin thu phương pháp tổng hợp hóa học hỗn hợp racemic không hoạt động quang học, bao gồm lượng dạng L D Vấn đề sử dụng dạng đồng phân lập thể khác axit amin dinh dưỡng động vật nông nghiệp nghiên cứu nhiều giới từ năm 60 kỷ XX Về mặt hóa sinh học, dạng đồng phân dạng D axit amin không thuộc chất động vật bậc cao chí kể thực vật, cịn cơng nghiệp hóa học sản xuất hỗn hợp racemic bao gồm 50% dạng D 50% dạng L axit amin (Maister, 1961) Các đồng phân dạng D hỗn hợp thường gây nên tượng khơng mong muốn động vật, gây nhiễm độc, dẫn đến khống chế chức sinh lý riêng biệt, có chức sinh lý sinh sản, chí cịn gây tử vong (Gradusov, 1968) Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu tỷ mỷ tác động dạng D DL axit amin thể, đặc biệt sử dụng bổ sung vào phần ăn động vật Câu hỏi đặt gây nên tác động có hại dạng đồng phân D axit amin thể động vật Đã có nhiều nghiên cứu vấn đề này, chưa triệt để xác định số điểm hấp thu so với dạng L Thậm chí axit amin dạng D cịn khơng thể qua thành ruột Khi thâm nhập vào thể, tham gia chúng vào trình trao đổi chất chậm so với axit amin thiên nhiên Ngồi ra, chúng cịn bị tiết bên với số lượng lớn nhanh Những tác động xấu axit amin dạng D chí cịn tăng nhanh tăng số lượng chúng phần Người ta xác định sử dụng riêng biệt loại DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI axit amin dạng D độc hại so với sử dụng hỗn hợp nhiều loại (Berg, 1959; Gradusov, 1968) Khi cho vật ni ăn phần có axit amin dạng D, làm tăng loại thải nitơ từ làm tăng nhiễm mơi trường sống (Buttery cs., 1994) Ngoài ra, số axit amin dạng D sử dụng với lượng nhỏ phần làm giảm sinh trưởng với biểu chung làm tăng lượng axit amin máu, dẫn đến làm giảm khả ăn vào vật (Heger, 1980) Xét mặt cấu trúc, axit amin vừa axit hữu có nhóm cacboxyl (COOH) vừa bazơ mang tính chất kiềm nhóm amin (NH2) tạo nên Bảng 1.1 cho thấy số tiêu chung đặc trưng cho tính chất lý - hóa học axit amin Bảng 1.1 Một số tính chất lý hóa axit amin Cơng thức hóa học Khối lượng phân tử Tỷ lệ nitơ (%) Độ hòa tan 100g nước 25oC (g) Alanin C3H7NO2 89,10 15,72 16,650 Arginin C6H14N4O2 174,20 32,16 15g 21 C Axit Aspartic C43H7NO4 133,10 10,52 0,500 Cystin C6H12N2O4S2 240,30 11,66 0,010 Cystein C3H7NO2S 121,10 11,57 - C5H9NO4 147,10 9,52 0,864 C6H10N2O3 146,10 191,70 48g (ở 30 C) Glycin C2H5NO2 75,10 18,66 24,990 Histidin C6H9N3O2 155,20 27,09 4,190 Isoleucin C6H13NO2 131,20 10,68 4,117 Leucin C6H13NO2 131,20 10,68 2,468 Lysin C6H14N2O2 146,20 19,16 Hòa tan tốt Methionin C5H11NO2S 149,20 9,39 Hòa tan Phenylalanin C9H11NO2 165,20 8,48 2,965 Prolin C5H9NO2 115,10 12,17 162,300 Serin C3H7NO3 105,10 13,33 25,000 Threonin C4H9NO3 119,10 11,76 Hòa tan C11H12N2O2 204,20 13,72 1,136 Tyrosin C9H11NO3 181,20 7,73 0,0453 Valin C6H11NO2 117,20 11,96 8,850 Axit amin dạng L Axit Glutamic Glutamin Tryptophan o o Nguồn: Nodgman cs, 1962 Chương DINH DƯỠNG AXIT AMIN