Bài giảng dinh dưỡng động vật chương 1 2 ts lê việt phương

Casein trong sữa mẹ là nguồn cung cấp axit Trang 13 Protein tham gia vào thành phần cơ Trang 17 Hệ số chuyển đổi từ Nitơ tổng số ra protein thô của một số loại thức ăn Trang 18  Ni

B DINH DƯỠNG

PROTEIN

I ĐẠI CƯƠNG

 Protein là những chất hữu cơ đại phân tử được

cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là axít amin.

 Các axít amin kết hợp với nhau thành mạch dài

nhờ các liên kết peptide - gọi là chuỗi

polypeptide

 Các chuỗi này xoắn, cuộn hoặc gấp theo nhiều

cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác nhau.

Chuỗi Polypeptide

Mô phỏng cấu trúc 3D của mioglobin

 Trong phân tử protein có sự có mặt của Carbon

(C), Hydro (H), Oxy (O) và Nitơ (N)

 Ngoài ra, trong protein ở các enzyme, hormon

còn có Photpho (P), lưu huỳnh (S), sắt (Fe) và một số nguyên tố vi lượng…

Thành phần hóa học:

Tỷ lệ các nguyên tố chính trong protein

1 Xúc tác:

Protein là thành phần của các enzyme phân giải

thức ăn trong hệ tiêu hoá như Amylase trong nước bọt, Pepsin, Lipase

II CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG CƠ

THỂ ĐỘNG VẬT

2 Cấu trúc:

 Protein là thành phần của Collagen và Elastin tạo

nên cấu trúc sợi rất bền của mô liên kết, dây chằng, gân;

 Keratin tạo nên cấu trúc chắc của da, lông, sừng,

móng, mỏ….

3 Bảo vệ, giải độc:

 Protein tham gia tổng hợp kháng thể, chống lại

các protein lạ xâm nhập cơ thể;

 Men gan phân giải các chất độc rồi thải ra

ngoài

 Fibrinogen tham gia cầm máu (tạo cục máu

đông)

4 Chức năng điều hoà:

Protein là thành phần của các hocmon (- có chức năng điều hòa các hoạt động sinh lý trong cơ thể

Ví dụ : Insulin do tuyến tụy tiết ra có tác dụng điều

hòa hàm lượng đường glucose huyết.

5 Vận chuyển:

Globin – một protein là thành phần huyết sắc tố có vai trò vận chuyển Oxy từ phổi đến các mô, tế bào.

6 Dự trữ:

 Albumin lòng trắng trứng là nguồn cung cấp

axit amin cho phôi phát triển

 Casein trong sữa mẹ là nguồn cung cấp axit

amin cho con non trong giai đoạn đầu đời.

Protein tham gia vào thành phần cơ

Chuyển động của phân tử Miosin

Tubulin – một protein - có vai trò trong vận động lông, roi của các sinh vật đơn bào

III CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

Hệ số chuyển đổi từ Nitơ tổng số ra protein

thô của một số loại thức ăn

Loại thức ăn Tỷ lệ N trong protein (%) Hệ số k

 Nitơ tổng số của thức ăn không chỉ có Nitơ từ các axit amin mà còn có Nitơ phi protein ( Non Nitrogen Protein - NNP)

 NNP có trong động, thực vật có chứa Nitơ nhưng không phải là protein như: amin, amid, amin bay hơi, muối amôn, nitrat, nitrit, ure, biuret, axit nucleic, glucosamin

 Nitơ tổng số của thức ăn hạt có khoảng 4-5% Nitơ phi protein; thức ăn ủ xanh khoảng 60-75%

 Trong thực vật hàm lượng Nitrat và Nitrit thay đổi theo chế độ bón phân

Hạn chế của chỉ tiêu:

Là tỷ lệ phần trăm của protein thức ăn hấp thu được so với phần ăn vào

Protein tiêu hoá (%) =

P thu nhận – P phân

x 100

P thu nhận

- P thu nhận : lượng protein ăn vào (g)

- P phân : lượng protein thải ra theo phân (g)

Trong đó:

2 Protein tiêu hóa

Ví dụ:

Thí nghiệm xác định tỷ lệ tiêu hóa của protein khẩu phần

ăn cho gà broiler ở 4 tuần tuổi được các kết quả sau:

- CP thu nhận = 13,47 (g/con/ngày)

- CP phân = 1,40 (g/con/ngày)

Tính tỷ lệ protein tiêu hóa ?

Protein tiêu hoá (%) =

13,47 - 1,40

x 100 = 89,61 %13,47

Tỷ lệ hiệu quả của protein thức ăn (Protein Efficiency

Ratio – PER) là số gam tăng trọng của vật nuôi trên mỗi

gam protein ăn vào.

Công thức xác định:

Tăng trọng (g) Lượng protein thu nhận (g)

3 Tỷ lệ hiệu quả của protein thức ăn (PER)

Loại thức ăn PER Loại thức ăn PER

Trứng sống 3,8 Khô dầu lạc 1,95

Đỗ tương chín 2,3 Sữa khử bơ 2,87

Khô dầu dừa 2,0 Ngô 1,2

Giá trị PER của protein của một số loại

thức ăn (ở chuột)

 Khi cho động vật thí nghiệm ăn khẩu phần chỉ có tinh bột

(không có protein) nhưng trong phân và nước tiểu vẫn có Nitơ Như vậy, các nguồn Nitơ này không có nguồn gốc từ thức ăn – đó là Nitơ trao đổi, N nội sinh

 Nitơ trao đổi trong phân bao gồm: N của dịch tiêu hóa, N vi

khuẩn, N tế bào máu, do bong niêm mạc ruột …

 Nitơ nội sinh trong nước tiểu là Nitơ sinh ra trong quá trình

trao đổi cơ bản Lượng Nitơ nội sinh ổn định ở tất cả các loài gia súc.

 Để xác định chính xác giá trị BV của thức ăn, cần trừ đi

lượng N trao đổi trong phân và N nội sinh trong nước tiểu vì không phải là N có nguồn gốc từ thức ăn

N ăn vào – (N phân – N trao đổi phân )

 Giá trị BV protein của các loại thức ăn có nguồn gốc

động vật lớn hơn protein có nguồn gốc thực vật

BV của protein một số thức ăn

(trên lợn sinh trưởng)

Giá trị sinh học của một số loại thức ăn giảm xuống khi tỷ

lệ protein tăng lên quá cao

Ví dụ: Khi cho chuột ăn 38 g protein thì BV = 100%, nhưng khi cho ăn đến 70 g thì BV giảm xuống còn 60 %

N trao đổi trong phân (g/ngày) 8,5 7,5 6,7 3,9 1,6 2,0

N nội sinh nước tiểu (g/ngày) 10,3 7,3 5,3 3,0 2,4 12,6

N hấp thu biểu kiến (%) 80,0 81,1 79,2 85,2 - 95,9

Thí nghiệm : Ảnh hưởng của các phương pháp

chế biến đến BV và PER protein đậu nhung trên chuột

 Lô đối chứng : nguồn protein trong thức ăn của chuột là Casein

 Lô thí nghiệm 1 : chuột được cho ăn đỗ nhung sống.

 Lô thí nghiệm 2 : chuột được cho ăn đỗ nhung sống ngâm nước

 Lô thí nghiệm 3: chuột được cho ăn đỗ nhung nấu chín

 Lô thí nghiệm 4: chuột được cho ăn đỗ nhung nấu chín trong nồi áp suất.

 Lô thí nghiệm 5: chuột được cho ăn đỗ nhung rang

Ảnh hưởng của các phương pháp chế biến đến BV và PER protein đậu nhung trên chuột

Thức ăn % P tiêu hóa thật PER BV (%)

Protein thuần sử dụng là tỷ lệ phần trăm protein tích lũy so

với lượng protein thu nhận

1 Đại cương về axit amin

 Axit amin là đơn vị cấu tạo cơ bản của của protein

 Là dẫn xuất của các axit hữu cơ mà trong phân tử,

nguyên tử Hyđro của ankil được thay thế bởi gốc amin

Cấu trúc của phân tử α-amino axit

Sự liên hợp của hai axit amin để hình

thành liên kết peptit

Một đoạn của cấu trúc protein do Serine và Alanine

liên hợp với nhau

 Trong tự nhiên có khoảng 250 axit amin

 Trong phân tử Protein, với tư cách mang sự sống chỉ có

20 loại là đơn vị cấu tạo

 Tính chất chung:

 Dễ tan trong nước và kiềm loãng

 Không tan trong các dung môi hữu cơ

 Không màu, có vị ngọt

 Mang tính lưỡng tính vì:

 Trong phân tử có nhóm - NH2: mang tính kiềm;

 Trong phân tử có nhóm – COOH: mang tính axit

 Có khả năng tạo phức hợp muối với kim loại như đồng, kẽm…

2 Phân loại:

2.1 Phân loại theo quan điểm hóa học: đọc giáo trình

2.2 Phân loại theo quan điểm sinh lý học:

Dựa vào nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi, chia axit amin thành 2 loại:

 Axit amin thay thế được:

Là các axit amin mà cơ thể tự tổng hợp được từ các sản phẩm chuyển hóa trung gian khác.

Là các axit amin rất cần cho sự phát triển bình thường của cơ thể động vật, cơ thể không tự tổng hợp được mà phải thường xuyên được cung cấp từ thức ăn.

 Axit amin không thay thế được:

 Ở lợn: có 9 axit amin không thay thế được là:

 Ở gia cầm non còn cần thêm Glycine;

 Ở gia cầm sinh sản cần thêm Glutamic

Cấu trúc hóa học của Cysteine

Cấu trúc hóa học của L-Alanine

Phenylalanine

Histidine

Có bốn cách thông thường biểu thị nhu cầu axit amin:

 Số gam axit amin cho vật mỗi ngày: là cách chính xác nhất để thể hiện nhu cầu axit amin, nhưng khó áp dụng trong sản xuất

 Số gam axit amin cho 1000 Kcal năng lượng trao đổi

(ME) của khẩu phần: có nhiều ưu điểm vì gắn nhu cầu axit amin với nồng độ năng lượng trong khẩu phần và tiện lợi trong thực tế khi lập khẩu phần

 Tỷ lệ phần trăm axit amin tính theo protein .

 Tỷ lệ phần trăm tính theo khẩu phần .

3 Biểu thị nhu cầu axit amin của vật nuôi

4 Cân bằng axit amin trong khẩu phần vật nuôi

4.1 Ý nghĩa:

 Tất cả các axit amin cần thiết cho vật nuôi đều được lấy

từ thức ăn

 Trong cơ thể không có sự dự trữ axit amin.

 Cơ thể sẽ dùng các axit amin được phân giải từ protein

thức ăn với chủng loại và số lượng phù hợp để tổng hợp protein của cơ thể

 Các axit amin hấp thu được đều được sử dụng để tổng

hợp protein của cơ thể (trừ một lượng nhỏ được dùng vào mục đích đặc biệt)

Vì vậy, axit amin trong khẩu phần không cân đối sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng protein của thức ăn, giảm tính thèm

ăn của con vật, giảm sinh trưởng, mất cân bằng Nitơ, … dẫn tới giảm hiệu quả chăn nuôi

 Cơ thể động vật chỉ có thể tổng hợp nên prôtein của

mình theo “chương trình” định sẵn, do mật mã di truyền qui định

 Các axit amin thừa, không được dùng trong quá

trình tổng hợp protein cho cơ thể sẽ được oxy hóa, giải phóng năng lượng

4.2 Khái niệm về axit amin giới hạn

Một axit amin thiết yếu nào nếu bị thiếu trong khẩu phần thì protein sẽ không được tổng hợp

Các axit amin thiếu trong khẩu phần là axit amin giới hạn hay là yếu tố hạn chế

Axit amin nào thiếu nhiều nhất và làm giảm hiệu

giới hạn thứ nhất (yếu tố số 1).

Theo cách qui định như vậy, lần lượt ta có thể có axit amin giới hạn thứ hai, thứ ba

4.3 Lý thuyết thùng gỗ

 Nếu thùng có một mảnh gỗ bị hụt → sức chứa của thùng bị giảm

 Sự giảm sức chứa của thùng tỷ lệ với mức thiếu hụt của mảnh

gỗ hụt nhiều nhất.

Như vậy, để tăng hiệu quả sử dụng protein thức ăn, việc cân đối khẩu phần là bù đắp lượng bị thiếu của axit amin giới hạn đó để thỏa mãn nhu cầu của vật nuôi.

 Chỉ bổ sung axit amin bị thiếu ;

 Cân đối lần lượt yếu tố hạn chế số 1 trước, tiếp theo

đến yếu tố hạn chế thứ 2, 3…

Sơ đồ thí nghiệm như sau:

Lô 1: vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra

Lô 2 : vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra và bổ sung

thêm Lysine

Lô 3: vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra và bổ sung

thêm Methionine

Lô 4: vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra và bổ sung

thêm cả Lysine và Methionine

Kết quả thí nghiệm như sau:

Chia động vật thí nghiệm thành 4 lô đồng đều:

Kết quả thí nghiệm

KP Lysine KP + KP + Met KP+ + Met Lys

Ví dụ 2:

Ở một loại thức ăn khác, cũng cần đánh xem trong thức ăn

đó có axit amin nào là hạn chế thứ nhất trong 2 loại a.a là Methionine và Lysine

Sơ đồ thí nghiệm như sau:

Lô 1: vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra

Lô 2 : vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra và bổ sung

thêm Lysine

Lô 3: vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra và bổ sung

thêm Methionine

Lô 4: vật nuôi được ăn thức ăn cần kiểm tra và bổ sung

thêm cả Lysine và Methionine

Axit amin giới hạn thứ nhất và thứ hai

trong một số loại thức ăn cho lợn

Loại thức ăn Axit amin giới hạn

Thứ nhất Thứ hai

-Nguồn : Robert, 2005

5 Một số biện pháp nâng cao giá trị protein thức ăn

5.1 Phối hợp các loại thức ăn với nhau

Mỗi loại thức ăn có ưu, nhược điểm riêng, vì vậy phối hợp các loại thức ăn là phương pháp đơn giản để tự cân bằng axit amin trong hỗn hợp thức ăn

 Protein máu bò nghèo Isoleucine nhưng giàu lysine và

tryptophan

 Protein bột mầm ngô nghèo lysine và tryptophan

nhưng giàu Isoleucine.Thí nghiệm trên gà thịt cho thấy:

Ví dụ :

Phối hợp các loại thức ăn

Sinh trưởng của gà thí nghiệm: 38%

Sinh trưởng của gà thí nghiệm: 73%

Ví dụ 1

Phối hợp các loại thức ăn

Sinh trưởng của gà thí nghiệm: 92%

Ví dụ 1

Ví dụ:

 Protein đỗ tương nghèo Methionine nhưng giàu lysine

 Protein vừng giàu Methionine nghèo lysine

Thí nghiệm trên gà thịt cho thấy:

Phối hợp các loại thức ăn

Ví dụ 2

Sinh trưởng của gà: 84%

Sinh trưởng của gà : 21%

Phối hợp các loại thức ăn

Ví dụ 2

Sinh trưởng của gà thí nghiệm: 100%

5.2 Bổ sung axit amin công nghiệp

5.2.1 Các axit amin công nghiệp:

Trong công nghiệp hiện nay đã tổng hợp được hầu hết các axit amin cần thiết

Một số axit amin sản xuất công nghiệp được sử dụng trong chăn nuôi:

 Tổng hợp hóa học:

 Axit amin thu được thường ở dạng Raxemat (hỗn hợp 50%

dạng L- và 50% dạng D-).

 Vật nuôi thường sử dụng hiệu quả dạng L- Một số axit amin

có thể sử dụng được ở dạng D- nhưng hiệu quả thấp

 Tách hai loại này ra khỏi nhau rất phức tạp, giá thành cao.

Ở lợn:

 Hiệu quả sử dụng Tryptophan dạng D- chỉ bằng 60% dạng L-

 Methionine; dạng D- và L- có hiệu quả như nhau

Hiệu quả sử dụng Tryptophan dạng D- chỉ bằng 7% dạng L-.

Ở gia cầm:

 Lên men vi sinh vật

 Các axit amin nhận được chủ yếu ở dạng L-

 Sản xuất L-Lysine và L-Threonine bằng con đường lên

men vi sinh vật đã được đưa vào công nghiệp

5.2.2 Ưu điểm khi sử dụng axit amin tổng hợp trong chăn nuôi

 Bổ sung L-Lysine đã tiết kiệm được protein tổng số,

giảm tỷ lệ bột cá trong khẩu phần

 Bổ sung axit amin còn làm giảm được hội chứng loét

mề của gia cầm (Ajinomoto, 1999)

 Sử dụng mức protein thấp được bổ sung axit amin tổng

hợp làm tăng hiệu quả chăn nuôi

Ảnh hưởng của khẩu phần protein thấp và được bổ sung axit amin tổng hợp đến một số chỉ tiêu chăn

nuôi của lợn thịt

(kg/con/ngày)

Sinh trưởng (g/con/ngày)

Tiêu tốn thức ăn (kg TĂ / kg tăng

5.2.3 Đặc điểm của axit amin tổng hợp

 L- Lysine: là Monohydrochlorid (L-Lysine.HCl 99%)

Tinh thể axit amin dưới kính hiển vi

Tinh thể Lysine

Tinh thể Threonine

5.3 Xử lý nhiệt

Trong một số loại thức ăn có chứa một số chất ức chế

và làm vô hoạt các enzym do hệ tiêu hóa tiết ra để phân giải, tiêu hóa thức ăn (ví dụ như Kunitz và Bowman Brick

trong đỗ tương sống)

Các chất này không bền ở nhiệt độ cao, vì vậy, xử lý nhiệt trước khi cho vật nuôi ăn sẽ làm giảm hoặc mất hoạt lực của các chất đó

Các phương pháp xử lý nhiệt

Để khử các chất kháng dinh dưỡng, có thể dùng các phương pháp: rang, hấp , sấy hồng ngoại, ép đùn

Ảnh hưởng của thời gian hấp đỗ tương đến

một số chỉ tiêu chăn nuôi của gà thịt

Khẩu phần ăn

Các chỉ tiêu theo dõi

Tăng KL (g/con/ngày

Loài nhai lại, nhờ có hệ vi sinh vật trong dạ cỏ nên có thể giải độc một lượng nhất định một số độc tố trong thức ăn

Trong thực tế sản xuất, để làm tăng giá trị sinh học của protein thức ăn, thường sử dụng phương pháp tổng hợp: phối hợp các loại thức ăn với nhau, xử lý nhiệt và bổ sung axit amin tổng hợp

Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đỗ tương và bổ sung axit

amin tổng hợp đến sinh trưởng của gà thịt

Khẩu phần ăn

Các chỉ tiêu Tăng KL

(g/con/ngày) Tiêu tốn TĂ/ kg tăng KL (kg ) PER

Hàm lượng các chất dinh dưỡng

trong một số loại thức ăn

Loại thức ăn (kcal/100g ME

VCK)

Mỡ thô (%)

CP (%) Xơ thô (%) (%) Ca (%) P