Nghiên cứu một số giải pháp dinh dưỡng nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi lợn thịt công

Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải nitơ, phốt pho và phát thải hydro sunfua, amoniac từ chất thải của lợn giai đoạn 20 - 50 k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUÔI

N U N H U MINH

N HI N C U MỘT S IẢI PH P DINH DƯỠN NHẰM HẠN CHẾ Ô NHI M MÔI TRƯỜN TRON CHĂN NUÔI LỢN THỊT CÔN N HIỆP

LUẬN N TIẾN SĨ NÔN N HIỆP

HÀ NỘI – 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUÔI

N U N H U MINH

N HI N C U MỘT S IẢI PH P DINH DƯỠN NHẰM HẠN CHẾ Ô NHI M MÔI TRƯỜN TRON CHĂN NUÔI LỢN THỊT CÔN N HIỆP

CHU N N ÀNH: CHĂN NUÔI

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong Luận án này là trung thực, khách quan và chƣa đƣợc ai bảo vệ ở bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận án này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 12 tháng 4 năm 2017

Tác giả luận án

Ngu n H u Minh

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu đề tài và hoàn thành Luận án vừa qua, tôi đã nhận được sự giảng dạy, hướng dẫn và chỉ bảo của các thầy cô Đồng thời, tôi cũng đã nhận được sự giúp đỡ, động viên của vợ con, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp

Nhân dịp hoàn thành Luận án này, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng,

sự biết ơn sâu sắc tới các thầy hướng dẫn khoa học gồm GS TS Vũ hí ương và

TS Trần Quốc Việt Hai thầy đã dành nhiều công sức, thời gian hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu thực hiện đề tài và hoàn thành Luận án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới lãnh đạo Viện hăn nuôi, các thầy

cô giáo của Viện, cán bộ viên chức của phòng Đào tạo và Thông tin đã tận tình giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu thực hiện đề tài và hoàn thành Luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn tới GS TS Vũ hí ương - chủ nhiệm đề tài

“Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp khoa học công nghệ trong chăn nuôi lợn công nghiệp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, 2011- 2014” đã cho phép tôi tham gia

thực hiện và được sử dụng các kết quả của đề tài và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu, hoàn thành Luận án

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ban Giám đốc Sở, cán bộ công nhân viên của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Nghệ n đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Và tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bố mẹ, vợ con, các anh em, bạn

bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên, khuyến khích và tạo mọi điều kiện thuận lợi

để tôi hoàn thành luận án này!

Hà Nội, ngày 12 tháng 4 năm 2017 Tác giả luận án

Ngu n H u Minh

iii

MỤC LỤC

LỜI M ĐO N i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC CÁC BẢNG x

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT 1

2 MỤC TIÊU CỦ ĐỀ TÀI 2

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 3

5 Ý NGHĨ KHO HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦ ĐỀ TÀI 4

HƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 TÌNH HÌNH HĂN NUÔI LỢN Ở VIỆT NAM NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY 6

1.2 HĂN NUÔI LỢN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 7

1.2.1 hăn nuôi lợn và khí thải nhà kính 7

1.2.2 hăn nuôi lợn và mùi, amoniac 8

1.2.3 hăn nuôi lợn và chất lượng đất 8

1.2.4 hăn nuôi lợn và chất lượng nước ngầm, nước mặt 9

1.2.5 hăn nuôi lợn và những nguy cơ với sức khỏe con người, vật nuôi 9

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI VỀ GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO HĂN NUÔI LỢN BẰNG GIẢI PHÁP GIẢM NGUỒN PHÁT THẢI 10

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 10

1.3.1.1 Bổ sung bentonite, enzyme ngoại sinh, axit hữu cơ 11

1.3.1.2 Bổ sung enzyme phytase 23

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 29

1.4 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CHO NGHIÊN CỨU NÀY 33

HƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN ỨU 34

iv

2.1 NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA BỔ SUNG ENZYME, AXIT HỮU

Ơ VÀ BENTONITE VÀO KHẨU PHẦN LỢN THỊT Ở BA GI I ĐOẠN

KHÁC NHAU 34

2.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải nitơ, phốt pho và phát thải hydro sunfua, amoniac từ chất thải của lợn giai đoạn 20 - 50 kg 34

2.1.1.1 Động vật và thiết kế thí nghiệm 34

2.1.1.2 Khẩu phần và nuôi dưỡng lợn thí nghiệm 35

2.1.1.3 Thu và phân tích mẫu 37

2.1.1.4 Phương pháp phân tích số liệu 39

2.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải nitơ, phốt pho và phát thải hydro sunfua, amoniac từ chất thải của lợn giai đoạn 40 - 70kg 40

2.1.2.1 Động vật và thiết kế thí nghiệm 40

2.1.2.2 Khẩu phần và nuôi dưỡng lợn thí nghiệm 41

2.1.2.3 Thu và phân tích mẫu 43

2.1.2.4 Phương pháp phân tích số liệu 43

2.1.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải nitơ, phốt pho và phát thải hydro sunfua, amoniac từ chất thải của lợn giai đoạn 65 - 90kg 43

2.1.3.1 Động vật và thiết kế thí nghiệm 43

2.1.3.2 Khẩu phần và nuôi dưỡng lợn thí nghiệm 44

2.1.3.3 Thu và phân tích mẫu 46

2.1.3.4 Phương pháp phân tích số liệu 46

2.2 THÍ NGHIỆM 4: ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ PHỐT PHO DỄ TIÊU VÀ BỔ SUNG PHYTASE TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN BÀI TIẾT N, P, KHÍ THẢI NHÀ KÍNH VÀ MÙI TỪ CHẤT THẢI LỢN THỊT NUÔI CÔNG NGHIỆP 46

2.2.1 Động vật và thiết kế thí nghiệm 46

2.2.2 Khẩu phần và nuôi dưỡng lợn thí nghiệm 47

2.2.3 Phương pháp lấy mẫu và các chỉ tiêu theo dõi: 51

v

2.3 ỨNG DỤNG KHẨU PHẦN ĂN THÍ H HỢP TRONG HĂN NUÔI LỢN THỊT CÔNG NGHIỆP QUY MÔ TRANG TRẠI NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÀ TĂNG HIỆU QUẢ HĂN NUÔI 52

2.3.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu 52

2.3.2.Thiết kế thí nghiệm 52

2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi, đánh giá 54

2.3.4 Phương pháp phân tích số liệu 56

HƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57

3.1 HIỆU QUẢ CỦA BỔ SUNG ENZYME, AXIT HỮU Ơ VÀ BENTONITE VÀO KHẨU PHÀN LỢN THỊT Ở BA GI I ĐOẠN KHÁC NHAU 57

3.1.1 Kết quả của thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải ni tơ, phốt pho và phát thải hydro sulfua, amoniac từ chất thải của lợn giai đoạn 20 - 50kg 57

3.1.1.1 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến khả năng sản xuất của lợn 57

3.1.1.2 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến đặc tính hóa học của chất thải và đào thải N và P 62

3.1.1.3 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến phát thải NH3 và H2S từ chất thải 65

3.1.2 Kết quả của thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải ni tơ, phốt pho và phát thải hydro sulfua, amoniac từ chất thải của lợn từ 40 - 70kg 67

3.1.2.1 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến khả năng sản xuất của lợn 67

3.1.2.2 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến đặc tính hóa học của chất thải và đào thải N và P 71

3.1.2.3 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến phát thải NH3 và H2S từ chất thải 73

3.1.3 Kết quả của thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến đào thải ni tơ, phốt pho và phát thải hydro sulfua, amoniac từ chất thải của lợn từ 65 - 90 kg 76

vi

3.1.3.1 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu

phần đến khả năng sản xuất của lợn 76

3.1.3.2 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến đặc tính hóa học của chất thải và đào thải N và P 77

3.1.3.3 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến phát thải NH3 và H2S từ chất thải 80

3.2 THÍ NGHIỆM 4: ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ PHỐT PHO DỄ TIÊU TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN BÀI TIẾT NI TƠ, PHỐT PHO, KHÍ NHÀ KÍNH VÀ MÙI TỪ CHẤT THẢI CỦA LỢN THỊT NUÔI CÔNG NGHIỆP 82

3.2.1 Giai đoạn 1 82

3.2.2 Giai đoạn 2 85

3.2.3 Giai đoạn 3 87

3.2.4 Ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có các mức phốt pho dễ tiêu khác nhau đến phát thải NH3 và H2S từ chất thải của lợn thịt qua các giai đoạn 89

3.3 KẾT QUẢ ỨNG DỤNG KHẨU PHẦN ĂN THÍ H HỢP TRONG HĂN NUÔI LỢN THỊT CÔNG NGHIỆP QUY MÔ TRANG TRẠI NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÀ TĂNG HIỆU QUẢ HĂN NUÔI 96

3.3.1 Kết quả xây dựng mô hình chăn nuôi lợn công nghiệp thân thiện với môi trường tại xí nghiệp chăn nuôi Bắc Đẩu miền Bắc) 96

3.3.1.1 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến tăng khối lượng của lợn theo 3 giai đoạn 96

3.3.1.2 Tiêu tốn thức ăn kg tăng khối lượng cho lợn theo giai đoạn 97

3.3.1.4 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến sự phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính của chất thải tại trang trại Bắc Đẩu 99

3.3.1.5 Đánh giá hiệu quả của mô hình tại trang trại Bắc Đẩu 99

3.3.2 Kết quả xây dựng mô hình chăn nuôi lợn công nghiệp thân thiện với môi trường và sử dụng hiệu quả chất thải chăn nuôi tại trang trại chăn nuôi Đại Phượng miền Trung) 103

vii

3.3.2.1 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến tăng khối lượng

của lợn theo 3 giai đoạn 103

3.3.2.2 Tiêu tốn thức ăn kg tăng khối lượng cho lợn theo tháng 104

3.3.2.3 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến một số thành phần chất thải và sự bài tiết nitơ, phốt pho 105

3.3.2.4 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến sự phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính của chất thải tại trang trại Đại Phượng 106

3.3.2.5 Đánh giá hiệu quả của mô hình 107

3.3.3 Kết quả xây dựng mô hình chăn nuôi lợn công nghiệp thân thiện với môi trường tại trang trại chăn nuôi của anh Võ Minh H ng miền Nam) 112

3.3.3.1 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến tăng khối lượng của lợn theo 3 giai đoạn 112

3.3.3.2 Tiêu tốn thức ăn kg tăng khối lượng cho lợn theo giai đoạn 113

3.3.3.3 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến một số thành phần chất thải và sự bài tiết nitơ, phốt pho 114

3.3.3.4 Kết quả thử nghiệm thức ăn có khẩu phần tối ưu đến sự phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính của chất thải 114

3.3.3.5 Đánh giá hiệu quả của mô hình 116

HƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 120

4.1 KẾT LUẬN 120

4.1.1 Hiệu quả của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, enzyme + axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần 120

4.1.2 Hiệu quả của bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có các mức phốt pho dễ tiêu khác nhau 121

4.1.3 Kết quả ứng dụng khẩu phần ăn thích hợp trong chăn nuôi lợn thịt công nghiệp quy mô trang trại nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả chăn nuôi 122

4.2 ĐỀ NGHỊ 122

TÀI LIỆU THAM KHẢO 123

viii

DANH MỤC C C TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

ADF Axit detergent fiber Xơ không tan bởi chất tẩy axít

ADG Average daily gain Tăng khối lượng bình quân hàng ngày

AOAC Association of Official

Analytical Chemists Hiệp hội các nhà hóa học Hoa kỳ

BOD Biochemical oxygen

demand Nhu cầu oxy sinh học

demand Nhu cầu oxy hóa học

DM – VCK Dry matter Chất khô

eqCO2 CO2 equavelent Đương lượng CO2

EU European Union Liên minh châu Âu

FLF fermented liquid feed Thức ăn lỏng lên men

FCR-TTTĂ Feed conversion ratio Hệ số chuyển hóa thức ăn

GHG Green house gases Khí nhà kính

IU International unit Đơn vị quốc tế

ME Metabolisable energy Năng lượng trao đổi

NDF Neutral detergent fiber Xơ không tan bởi chất tẩy trung tính

Council Hội đồng nghiên cứu quốc gia (Mỹ)

ix

polysacharides Polysarcharide không phải tinh bột

SE Standard error Sai số chuẩn

SEM Standard Error of the

Mean Sai số chuẩn của giá trị trung bình

KP Pdht cao Khẩu phần có phốt pho dễ hấp thu cao

KP Pdht trung bình Khẩu phần có phốt pho dễ hấp thu trung

x

DANH MỤC C C BẢN

Bảng 1 1 Sản phẩm chăn nuôi giai đoạn 2010 - 2015 6

Bảng 1 2 Ước tính khí thải gây hiệu ứng nhà kính Đương lượng CO2 – eq O2) trong chăn nuôi lợn và chăn nuôi bò sữa 7

Bảng 1 3 Danh sách tên thường gọi, cấu trúc hóa học, công thức các axit hữu cơ thường dùng trong khẩu phần lợn và gia cầm 16

Bảng 1 4 Ảnh hưởng của axit citric đến sinh trưởng của lợn con lai trước cai sữa 21

Bảng 2 1 Nguyên liệu thức ăn 35

Bảng 2 2 Thành phần hóa học của khẩu phần cơ sở 36

Bảng 2 3 Tập hợp 04 hệ số tương phản (C) trực giao 39

Bảng 2 4 Nguyên liệu thức ăn và thành phần hóa học của khẩu phần cơ sở 42

Bảng 2 5 Nguyên liệu thức ăn và thành phần hóa học của khẩu phần cơ sở 45

Bảng 2 6 Thành phần nguyên liệu của khẩu phần ăn cho lợn thí nghiệm 49

Bảng 2 7 Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần ăn cho lợn thí nghiệm 50

Bảng 2 8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 53

Bảng 2 9 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần trang trại tại xí nghiệp chăn nuôi Bắc Đẩu miền Bắc) 53

Bảng 2 1 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần trang trại chăn nuôi Đại Phượng miền Trung) 53

Bảng 2 11 Thành phần dinh dưỡng của khẩu phần trang trại chăn nuôi của anh Võ Minh H ng miền Nam) 54

Bảng 2 12 Thành phần nguyên liệu của khẩu phần ăn cho lợn thí nghiệm tại 03 trang trại 54

Bảng 2 13 Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần ăn cho lợn thí nghiệm tại 03 trang trại 55

Bảng 3 1 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite 57

Bảng 3 2 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến đặc tính hóa học của chất thải và đào thải N và P 62

Bảng 3 3 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite 65

xi

Bảng 3 4 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite 67 Bảng 3 5 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite 72 Bảng 3 6 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite 74 Bảng 3 7 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến khả năng sản xuất của lợn 76 Bảng 3 8 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến đặc tính hóa học của chất thải và đào thải N và P 78 Bảng 3 9 Ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axít hữu cơ, bentonite vào khẩu phần đến phát thải NH3 và H2S từ chất thải 80 Bảng 3 10 Ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có các mức phốt pho dễ tiêu khác nhau đến khả năng sinh trưởng, đặc tính hóa học của chất thải và sự bài tiết nitơ, phốt pho của lợn thịt ở giai đoạn từ 20 - 40kg 84 Bảng 3 11 Ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có các mức phốt pho dễ tiêu khác nhau đến 86 Bảng 3 12 Ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có các mức phốt pho dễ tiêu khác nhau đến khả năng sinh trưởng, đặc tính hóa học của chất thải và sự bài tiết nitơ, phốt pho của lợn thịt ở giai đoạn từ 68 kg đến xuất chuồng 88 Bảng 3 13 Ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có

lợn thịt qua các giai đoạn 89 Bảng 3 14 Khối lượng và tốc độ tăng khối lượng của lợn tại trang trại Bắc Đẩu 96 Bảng 3 15 Tiêu tốn thức ăn kg tăng khối lượng của lợn theo giai đoạn sinh trưởng tại trang trại Bắc Đẩu 97 Bảng 3 16 Lượng N và P bài tiết của lợn ở các giai đoạn khác nhau tại trang trại Bắc Đẩu 98 Bảng 3 17 Tốc độ phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ chất thải theo từng giai đoạn của lợn ăn khẩu phần khác nhau tại trang trại Bắc Đẩu 99 Bảng 3 18 Giá thành sản xuất 1kg lợn thịt hơi xuất chuồng tại trang trại Bắc Đẩu đồng) 100

xii

Bảng 3 19 Tình hình tiêu thụ lợn thịt của trang trại Bắc Đẩu 102 Bảng 3 2 Kết quả hoạt động chăn nuôi lợn thịt của trang trại Bắc Đẩu 102 Bảng 3 21 Khối lượng và tốc độ tăng khối lượng của lợn tại trang trại chăn nuôi Đại Phượng 103 Bảng 3 22 Tiêu tốn thức ăn kg tăng khối lượng của lợn theo gia đoạn tại trang trại Đại Phượng 104 Bảng 3 23 Lượng N và P bài tiết của lợn ở các giai đoạn khác nhau tại trang trại Đại Phượng 105 Bảng 3 24 Tốc độ phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ chất thải theo 106 Bảng 3 25 Tỷ trọng chi phí chăn nuôi lợn thịt tại trang trại Đại Phượng đồng) 108 Bảng 3 26 Tình hình tiêu thụ lợn thịt tại trang trại Đại Phượng 110 Bảng 3 27 Kết quả hoạt động chăn nuôi lợn thịt của trang trại Đại Phượng 111 Bảng 3 28 Khối lượng và tốc độ tăng trọng của lợn tại trang trại anh H ng 112 Bảng 3 29 Tiêu tốn thức ăn kg tăng khối lượng của lợn theo giai đoạn sinh trưởng tại trang trại anh H ng 113 Bảng 3 3 Lượng N và P bài tiết của lợn ở các giai đoạn khác nhau tại trang trại anh H ng 114 Bảng 3 31 Tốc độ phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ chất thải theo từng giai đoạn của lợn ăn khẩu phần khác nhau tại trang trại anh H ng 115 Bảng 3 32 Tỷ trọng chi phí chăn nuôi lợn thịt tại trang trại anh H ng đồng) 116 Bảng 3 33 Tình hình tiêu thụ lợn thịt của trang trại anh H ng 118 Bảng 3 34 Kết quả hoạt động chăn nuôi lợn thịt của trang trại anh H ng 118

Vì vậy, giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chăn nuôi lợn công nghiệp là một chủ đề nghiên cứu được quan tâm bởi các nhà khoa học, nhà chính sách, người sản xuất cũng như người dân

Các chất gây ô nhiễm môi trường là sản phẩm trung gian hoặc cuối cùng của quá trình lên men bởi vi sinh vật các chất có nguồn gốc từ thức ăn trong ruột già hoặc hố chất thải Protein và carbohydrate lên men là hai cơ chất cơ bản nhất cho quá trình tạo các hợp chất gây ô nhiễm môi trường (Sutton và cs., 1998; Le và cs., 2005a) Chiến lược giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ chất thải chăn nuôi lợn tập trung vào (1) giảm thiểu tiền chất của các hợp chất gây ô nhiễm môi trường, như giảm hàm lượng protein thô trong khẩu phần ăn; (2) nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn như phối hợp khẩu phần

ăn ph hợp với nhu cầu của con vật, cân đối các chất dinh dưỡng đặc biệt là protein và carbohydrate lên men, bổ sung enzyme từ đó hạn chế tiền chất của các hợp chất gây ô nhiễm môi trường; (3) sử dụng các chất phụ gia sinh học

và hóa học như axít hữu cơ, bentonite a, K, hay Na bentonite), enzyme để thay đổi môi trường đặc biệt là pH của chất thải) tạo và phát thải các chất gây

ô nhiễm; (4) sử dụng chổi sinh học (bioscrubber) và lọc sinh học biofilter) để loại bỏ các chất gây ô nhiễm môi trường (Noren, 1985; Phillips và cs., 1990; Schirz, 1985; Le và cs., 2005a)

Ở Việt Nam cũng đã có các nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm môi trường chăn nuôi lợn Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa có hệ thống và chủ yếu

và Coi, 2006; Vu và cs., 2007; Trịnh Quang Tuyên và cs., 2011) Tiếp đó, các nghiên cứu về hiện trạng này cũng đã được một số dự án tiến hành tại cả ba miền Một trong số các dự án đó là dự án Susane do Đan Mạch tài trợ, Viện Chăn nuôi là chủ dự án và đề tài cấp nhà nước do GS TS Vũ hí ương làm chủ dự án Vũ Thị Khánh Vân và cs., 2013) Các kết quả nghiên cứu về thực trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi lợn trang trại tập trung ở một số khu vực chăn nuôi thuộc Hà Nội, Thái Bình, cũng như tại miền Trung và miền Nam cho thấy mức độ ô nhiễm là rất trầm trọng

Ngoài các nghiên cứu về hiện trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi lợn và các giải pháp giải quyết đầu ra để giảm ô nhiễm, ở Việt Nam chưa

có những nghiên cứu hệ thống về giảm thiểu ô nhiễm trong chăn nuôi lợn bằng các giải pháp dinh dưỡng đầu vào) nào đáng kể Trong khi đầu vào (thức ăn) chính là nguyên nhân, là nguồn gây ô nhiễm của ngành chăn nuôi lợn Nhằm giải quyết một phần các lỗ hổng này trong nghiên cứu và thực hành giảm thiểu ô nhiễm môi trường, việc nghiên cứu về dinh dưỡng để giảm nguồn ô nhiễm trong chăn nuôi lợn trở nên hết sức cần thiết cả về khoa học và thực tiễn

Vì những lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu một số

giải pháp dinh dưỡng nhằm hạn chế ô nhi m môi trường trong chăn nuôi lợn thịt công nghiệp”

2 MỤ TIÊU Ủ ĐỀ TÀI

- Xác định được hiệu quả của bổ việc sung enzyme, axit hữu cơ và bentonite vào khẩu phần đến khả năng sản xuất, phát thải nitơ, phốt pho,

3

hydro sulfua và amoniac từ chất thải của lợn thịt từ 20 kg đến xuất chuồng

- Xác định được hiệu quả của bổ sung enzyme phytase vào khẩu phần có các mức phốt pho dễ tiêu khác nhau đến khả năng sản xuất, đặc tính hóa học của chất thải và bài tiết nitơ, phốt pho của lợn thịt từ 20 kg đến xuất chuồng

- Kiểm tra kết quả ứng dụng các kết quả nghiên cứu trong điều kiện

trang trại

3 PHẠM VI NGHIÊN ỨU

Nghiên cứu này được thực hiện trên lợn thịt nuôi công nghiệp Thí nghiệm được triển khai tại Viện hăn nuôi, các trang trại ở TP Hồ Chí Minh, Nghệ An và Bắc Ninh

4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI Ủ LUẬN ÁN

Đây là một trong số các nghiên cứu đầu tiên về giảm thiểu ô nhiễm môi trường thông qua bổ sung enzyme, axit hữu cơ, bentonite và enzyme phytase vào khẩu phần của lợn thịt

Kết quả nghiên cứu của Luận án cho thấy: Để không làm giảm năng suất của lợn thịt, hiệu quả sử dụng thức ăn, cũng như hiệu quả kinh tế, đồng thời

- Bổ sung enzyme Kemzyme V Dry liều lượng 500 g/tấn thức ăn; thành phần của enzyme là Xylanase (tối thiểu 1875 U/g) và Cellulase (tối thiểu

2500 U/g); hoặc axít hữu cơ có nhãn hiệu Biotronic SE thành phần chính là axít Propionic và Formic cho lợn thịt từ 2 kg đến 65 kg giúp tăng khối lượng lợn thịt, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm ô nhiễm môi trường do chất thải

hữu cơ cho lợn giai đoạn vỗ béo vì không hiệu quả

- Bổ sung axit hữu cơ vào khẩu phần cơ sở với liều lượng 3kg/tấn thức

ăn nhãn hiệu Biotronic SE do Biomin sản xuất) cho lợn từ 2 kg đến xuất chuồng giúp tăng năng suất lợn thịt, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm ô

Bổ sung phytase có ảnh hưởng tích cực đến tăng khối lượng và hiệu quả chuyển hóa thức ăn của lợn Khi lợn ăn khẩu phần có bổ sung phytase đã làm giảm phốt pho thải ra hàng ngày trong phân ở cả 3 giai đoạn nuôi Lượng N thải ra trong phân cũng có khuynh hướng tương tự như P thải ra

lợn từ 20 - 70 kg

Ở giai đoạn vỗ béo, bổ sung phytase không có tác động đáng kể đến

5 Ý NGHĨ KHO HỌ VÀ THỰ TIỄN Ủ ĐỀ TÀI

Về mặt khoa học

Những kết quả từ luận án này (ảnh hưởng của bổ sung enzyme, axit hữu

cơ và bentonite vào khẩu phần và ảnh hưởng của bổ sung phytase vào khẩu phần có mức phốt pho dễ tiêu khác nhau đến khả năng sản xuất, phát thải nitơ, phốt pho, hydro sulfua và amoniac từ chất thải của lợn từ 20 kg đến xuất chuồng) là những cơ sở khoa học ban đầu quan trọng cho việc xây dựng và cân đối khẩu phần ăn cho lợn thịt nuôi công nghiệp nhằm đảm bảo vừa có lợi nhuận vừa thân thiện với môi trường Đồng thời, đây cũng là cơ sở khoa học

cho các nghiên cứu tiếp theo trên các loại lợn khác như lợn nái và đực giống

Các kết quả của đề tài cũng là tài liệu tham khảo có giá trị khoa học cho giảng dạy, nghiên cứu và quản lý

Về thực tiễn

Những kết quả của luận án là những khuyến cáo quan trọng cho phát triển chăn nuôi lợn thịt ở Việt Nam nhằm đảm bảo hiệu quả, thân thiện với

5

môi trường và bền vững Các kết quả này cũng là tài liệu tham khảo có ích cho các doanh nghiệp, chủ trang trại, người chăn nuôi trong xây dựng các khẩu phần phù hợp cho lợn thịt ở các giai đoạn khác nhau vừa có tăng khối lượng hợp lý lại không phát thải ra môi trường nhiều chất thải rắn và khí

6

CHƯƠN I TỔN QUAN C C VẤN ĐỀ N HI N C U

1.1 TÌNH HÌNH HĂN NUÔI LỢN Ở VIỆT N M NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY

hăn nuôi lợn ở Việt Nam đang chuyển dịch nhanh từ hệ thống chăn nuôi với quy mô nhỏ lẻ nông hộ sang chăn nuôi trang trại tập trung nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng của người tiêu dùng

Bảng 1 1 Sản phẩm chăn nuôi giai đoạn 2010 - 2015

III Sữa tươi 1.000 tấn 306,7 360,0 381,7 456,4 549,5 723,2

Nguồn: Cục chăn nuôi, 2015

Theo báo cáo của Cục chăn nuôi (bảng 1.1) từ năm 2 1 đến 2015, thịt lợn hơi luôn chiếm tỷ lệ cao nhất: trên 72%, sau đó là thịt gia cầm, còn các loại thịt khác chiếm tỷ lệ không đáng kể Sản lượng thịt lợn hơi chiếm một tỷ

lệ cao phản ánh một thực tế là thói quen tiêu dùng của chúng ta vẫn ưa thích thịt lợn hơn các loại thịt khác ũng theo báo cáo của Cục chăn nuôi (năm 2015), ở Việt Nam bình quân tiêu thụ thịt lợn người năm vẫn cao hơn so với các loại thịt khác và đang có xu hướng tăng dần Từ năm 2 đến năm 2 16, bình quân tiêu thụ thịt lợn người năm ở Việt Nam tương ứng là: 15,1; 27,2; 34,9; 35,5; 35,6; 36,2; 36,9; 37,9 và 39,1 kg tương ứng cho các năm 2 ; 2005; 2010; 2011; 2012; 2013; 2014; 2015 và 2016 Trong cùng thời gian này, bình quân tiêu thụ thịt gia cầm người năm ở Việt Nam tương ứng chỉ là:

7

3,4; 3,8; 7,1; 8,3; 8,4; 8,5; 9,6; 9,9 và 1 ,2 kg tương ứng cho các năm 2000; 2005; 2010; 2011; 2012; 2013; 2014; 2015 và 2016

Do khuynh hướng tiêu thụ và sản xuất như vậy nên hiện nay chúng ta

có tới 27,75 triệu con lợn (năm 2 15), dự báo năm 2 16 sẽ là 28,78 triệu con

và năm 2 2 sẽ có xấp xỉ 30 triệu con lợn (29,93 triệu)

1.2 CHĂN NUÔI LỢN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

1.2.1 Chăn nuôi lợn và khí thải nhà kính

Khi xem xét cả chu kỳ sản xuất hàng hóa, khí thải nhà kính từ chăn nuôi đóng góp làm trái đất nóng lên 18%, hay gần một phần năm khí thải nhà kính (FAO, 2006a; Steinfeld và cs., 2006) Khí nhà kính từ phân lợn trên toàn thế giới chiếm tỷ lệ lớn, gần một nửa khí nhà kính phát thải do chăn nuôi (Steinfeld và cs., 2006)

Bằng phương pháp đánh giá toàn bộ chu trình sống (Life Cycle Assessment - LCA) các tác giả Basset-Mens và Van der Werf (2005), Roger

và cs., 2 7) đã ước tính khí thải gây hiệu ứng nhà kính trong chăn nuôi lợn

và bò sữa (bảng 1.2)

Bảng 1 2 Ước tính khí thải gây hiệu ứng nhà kính (Đương lượng CO2 –

eqCO2) trong chăn nuôi lợn và chăn nuôi bò s a

Kg

eq CO 2

% của tổng

8

cs., 2008)

1.2.2 Chăn nuôi lợn và mùi, amoniac

Chất gây mùi phát sinh trong chăn nuôi lợn xuất phát từ (i) thức ăn, ii)

cơ thể động vật, iii) nước tiểu và phân hoặc hỗn hợp của cả hai Phần lớn nguồn gốc của chất gây mùi xuất phát từ các chất bài tiết: nước tiểu và phân (Hansen, 2005) Phát thải amoniac từ các cơ sở chăn nuôi gây nên tích tụ amoniac trong khí quyển tạo nên hiện tượng mưa axít làm ảnh hưởng đến hệ sinh vật Tích tụ nitơ trong đất làm rửa trôi K, Mg, Ca và làm giảm tính có sẵn

dạng axít nitroric làm axít hóa đất và nước Những nghiên cứu ở Mỹ cho rằng, nếu nồng độ amoniac vượt quá 7 ppm, công nhân chăn nuôi có thể chịu các ảnh hưởng lâm sàng (Donham và cs., 1989)

Mùi liên quan đến một số vấn đề sức khỏe như: đẩy nhanh quá trình suy giảm chức năng hô hấp, viêm phế quản, viêm xoang, viêm màng mũi, viêm họng và đau đầu (Schenker và cs., 1991, 1998; Donham, 2000; Iverson và cs.,

định là một trong những nguyên nhân gây ra cái chết ở động vật và người (Donham và cs., 1982) Ngoài ra, mùi còn tạo nên những mối bất hòa trong xã hội giữa những người chăn nuôi và cộng đồng dân cư xung quanh

1.2.3 Chăn nuôi lợn và chất lượng đất

Theo Brandjes và cs (1996) khi bón phân gia súc, các chất có trong phân sẽ tác động vào môi trường đất Hiện tượng tích tụ nitơ trong đất có thể làm mất các loài vi sinh vật hữu ích trong đất Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong đất có thể làm thay đổi chất lượng đất; Một trong những hiểm họa đối với môi trường và sức khỏe là việc phân hủy không hoàn toàn các hợp chất clo-hữu cơ

do hoạt động của vi sinh vật Khi bón phân gia súc vào đất, các hợp chất hữu

cơ này có thể bị hấp thu bởi cây trồng, tích lũy trong chuỗi thức ăn và đe dọa

9

đến sức khỏe con người (L'Hermite và cs., 1993)

Trong chất thải chăn nuôi cũng chứa khá nhiều KCl và NaCl hòa tan; vì vậy, nếu bón nhiều và liên tục phân gia súc, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu bán khô hạn, sẽ rất dễ dẫn tới nhiễm mặn đất và gây độc cho cây trồng (Sequi và Voorburg, 1993)

1.2.4 Chăn nuôi lợn và chất lượng nước ngầm, nước mặt

Ảnh hưởng nguy hại nhất đối với môi trường của việc bón chất thải chăn nuôi vào đất là ô nhiễm nguồn nước mặt và rửa trôi các chất như nitrate

Kết quả của việc dư thừa hàm lượng nitơ trong chất thải dẫn đến ô nhiễm môi trường đất và nước bề mặt xung quanh các khu vực chăn nuôi lợn công nghiệp do hàm lượng nitrate cao trong nước ngầm (Tamminga, 2003) Khi hàm lượng nitrate trong nước uống quá cao (> 100 mg/lít) sẽ tạo ra meta-haemoglobin trong máu hay thường gọi là hội chứng máu xanh ở trẻ sơ sinh

và trẻ nhỏ Hội chứng này sẽ gây suy hô hấp nặng ở trẻ nhỏ Vì lý do này, EU qui định lượng nitrate trong nước uống không được vượt quá 50 mg/lít (Agnew và Yan, 2004) Lân (phosphorus - P) không hoàn toàn di động trong

lân có thể gây tích nước trong cơ thể động vật và tác động trực tiếp đến sức khỏe vật nuôi và con người (Brandjes và cs., 1996)

1.2.5 Chăn nuôi lợn và nh ng ngu cơ với sức khỏe con người, vật nuôi

Do việc thải chất thải từ khu chăn nuôi vào nguồn nước (sông ngòi, kênh, rãnh nước) và bị rửa trôi xuống tầng nước ngầm dẫn đến các ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và vật nuôi vì trong chất thải chăn nuôi

chứa nhiều mầm bệnh (vi khuẩn, vi rút, ký sinh tr ng… như Salmonella,

Escherichia coli, Campylobacter, Rotavirus, Cryptosporidia) có thể truyền cho

người và gây ra bệnh truyền nhiễm cục bộ hoặc lan rộng (Fisher và cs., 2000) Hậu quả là hàng năm có khoảng 1,7 triệu trường hợp bị bệnh sốt tả lỵ và

10

khoảng 600.000 trường hợp tử vong, bệnh ỉa chảy cũng gây chết khoảng

951 người ở v ng Đông Nam Á Báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới, 2000)

Một số loại mầm bệnh có khả năng sống sót rất cao Theo Rawa và cs

(2010), vi khuẩn E coli có khả năng sống sót trong chất thải đến 21 tháng; Trong chất thải có thể tìm thấy vi khuẩn E Coli O157 với hàm lượng từ 3-5

thể gây bệnh cho người (Kim và Jiang, 2010) Enterococcus spp không thấy

giảm ở bất kỳ công thức ủ phân nào chứng tỏ chúng tiếp tục sinh trưởng (Son Thi Thanh Dang và cs., 2011)

Tại nhiều nước châu Á như: Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ, chất thải chăn nuôi còn được dùng làm thức ăn trong chăn nuôi thủy sản, thường dùng nuôi

cá nước ngọt Vấn đề ô nhiễm môi trường nuôi cá và những nguy cơ đối với sức khỏe con người, lây nhiễm vi khuẩn kháng kháng sinh từ chất thải chăn nuôi đến nước ao cá và sản phẩm cá cũng đang được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu (Son Thi Thanh Dang và cs., 2011)

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN ỨU TRONG NƯỚ VÀ TRÊN THẾ GIỚI VỀ GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO HĂN NUÔI LỢN BẰNG GIẢI PHÁP GIẢM NGUỒN PHÁT THẢI

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Có rất nhiều chiến lược để giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi như: giảm nguồn phát thải thông qua dinh dưỡng, tăng năng suất gia súc thông qua quản lý, sử dụng các kỹ thuật di truyền giống, quản lý và sử dụng phân bón và chất thải hợp lý… Tuy nhiên, trong khuôn khổ của Luận án này, phần tổng quan sẽ chủ yếu tập trung vào các giải pháp giảm ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi lợn thông qua dinh dưỡng bằng cách bổ sung bentonite, enzyme ngoại sinh, axit hữu cơ, phytase và cân bằng Ca/P trong khẩu phần của lợn

Ở bò: Không có ảnh hưởng có ý nghĩa đến năng suất sữa khi bổ sung bentonite, mặc dầu lượng thức ăn ăn vào đã giảm đáng kể (EFSA Panel, 2010) Mặc dù giảm lượng thức ăn ăn vào, hàm lượng mỡ và protein sữa đã tăng đáng kể khi bổ sung bentonite (EFSA Panel, 2010) Bổ sung bentonite cũng không làm thay đổi các chỉ tiêu về máu, mặc d có khuynh hướng là: axit béo trong máu tăng khi bổ sung bentonite Ở lợn, không thấy ảnh hưởng đáng tin cậy của bổ sung bentonite đến lượng thức ăn vào và F R (EFSA Panel, 2010) Không có ảnh hưởng tiêu cực của bentonite đến các chỉ tiêu về máu (EFSA Panel, 2010)

Theo Tharker (2003) cho lợn ăn bentonite không có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu về thịt xẻ Tỷ lệ tiêu hóa chất khô của thức ăn giảm tuyến tính khi tăng lượng bentonite bổ sung trong khẩu phần của lợn (p = 0,02) Tuy nhiên,

hệ số tiêu hóa năng lượng, ni tơ và phốt pho không bị ảnh hưởng do bổ sung

bentonite (p > 0,05) Số lượng Lactobacilli và Enterobacteria cũng không bị ảnh hưởng bởi bổ sung bentonite trong khi đó lại không thấy có Salmonella ở

bất kỳ mẫu phân lợn nào Kết quả của thí nghiệm cho thấy, bổ sung bentonite không làm giảm bài tiết nitơ và phốt pho trong phân và không cải thiện tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng của khẩu phần (Tharker, 2003) Mặc dù tỷ lệ thịt xẻ không được cải thiện nhưng hiệu quả sử dụng thức ăn tốt hơn khi bổ sung

12

bentonite ở liều thấp (Tharker, 2003) Với kết quả của thí nghiệm này rất khó

để cho rằng nên bổ sung bentonite thường xuyên vào khẩu phần cho lợn sinh trưởng và lợn vỗ béo

Bentonite có khả năng hấp phụ và bám dính tốt với nước và khoáng chống lại việc bị rửa trôi và là điều kiện tiên quyết để nâng cao độ phì nhiêu của đất (Trcova và cs., 2004) Nhờ khả năng hấp phụ cao, bentonite được áp dụng rộng rãi không chỉ trong công nghiệp mà còn là vật liệu hấp phụ rất tốt các kim loại nặng, vi khuẩn (Hassen và cs., 2003; Katsumata và cs., 2003), độc tố và các chất kháng dinh dưỡng (Ditter và cs., 1983; Schell và cs., 1993a,b; Abdel-Wahhab và cs., 1999; Ibrahim và cs., 2000; Phillips và cs., 2002) Bentonite trong khẩu phần gia súc, gia cầm hoạt động như một chất bảo vệ đường ruột (gut protectants) hay chất hấp phụ đường ruột (enterosorbents), chúng nhanh chóng và ưa thích bao chặt lấy aflatoxin trong đường tiêu hóa và giảm hấp thu aflatoxin vào trong cơ thể (Grant và Phillips, 1998; Phillips và cs., 2002) Bằng cách này, bentonite làm giảm tối thiểu ảnh hưởng có hại của aflatoxin đến hiệu quả làm việc và chức năng của gan mà không ảnh hưởng đến trao đổi khoáng trong cơ thể động vật (Schell và cs., 1993a,b; Santurio và cs., 1999)

- Enzyme ngoại sinh xylanase và cellulase:

Hệ thống tiêu hóa của gia súc không nhai lại và gia cầm không có khả năng tiết các enzyme phân giải các polysaccharid không phải tinh bột (Non-starch polysaccharides - NSP) Thay vào đó NSP bị phân giải bởi quá trình lên men của vi sinh vật trong đường tiêu hóa (Varel và Yen, 1997; Bach Knudsen

và cs., 2012) Do tăng cường sử dụng các loại thức ăn có hàm lượng xơ cao và

do ảnh hưởng tiêu cực gắn liền với hàm lượng NSP cao, tìm ra các hướng để tăng sử dụng năng lượng và hạn chế mất mát năng lượng do cho gia súc, gia cầm ăn các sản phẩm thức ăn có NSP cao là rất cấp thiết Một trong các giải pháp là bổ sung các enzyme phân giải xơ để cải thiện sử dụng dinh dưỡng

Trichoderma viride bổ sung vào thức ăn cho lợn thịt đã giúp tăng khối lượng

trung bình và hệ số sử dụng thức ăn được cải thiện 8,6%

Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy enzyme phân giải NSP có thể cải thiện tỷ lệ tiêu hóa NSP và tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng; như vậy, NSP

là yếu tố hạn chế tiêu hóa chất dinh dưỡng Có một vài yếu tố như mức độ lignin hóa, các liên kết chéo và kiểu cấu trúc tế bào thực vật và thời gian dưỡng chấp giữ lại trong phần trước của ruột sẽ ảnh hưởng hoặc hạn chế tác động của enzyme bổ sung

- Các axít hữu cơ:

Kháng sinh đã được sử dụng trong chăn nuôi hơn 5 năm qua (Mocherla và cs., 2 15) Sử dụng kháng sinh rất thành công và đã trở thành một phần không thể thiếu trong chiến lược dinh dưỡng cho tất cả các vật nuôi (Close, 2000) Nuôi lợn có bổ sung kháng sinh làm tăng tăng khối lượng 3,3 - 8%, cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn khoảng 3% (Doyle, 2001) Gần đây, cộng đồng bắt đầu quan ngại việc sử dụng kháng sinh bổ sung vào thức ăn sẽ dẫn tới kháng kháng sinh của nhiều vi khuẩn gây bệnh, đồng thời kháng sinh

14

tồn dư trong các sản phẩm động vật sẽ gây tổn hại cho sức khỏe con người đã đưa đến các nghiên cứu tìm chất thay thế cho kháng sinh Mocherla và sc., 2015) Đặc biệt việc cấm sử dụng kháng sinh làm chất kích thích tăng trưởng

ở EU từ tháng 2 năm 2 6 Papatsiros và cs., 2 12) đã thúc đẩy mạnh mẽ các nghiên cứu thay thế kháng sinh bằng axit hữu cơ

Sau EU, ngày càng có nhiều nước cấm sử dụng kháng sinh bổ sung vào thức ăn để tránh tồn dư kháng sinh trong các sản phẩm động vật và tránh kháng chéo kháng sinh ở người Mathew và cs., 2007; Huntur và cs., 2010)

Để ngăn ngừa kháng kháng sinh ở vi khuẩn, người ta d ng thức ăn lỏng lên men (fermented liquid feed-(FLF)) (Missotten và cs., 2010) FLF không những giảm pH đường ruột mà còn cung cấp thức ăn và nước cho gia súc làm cho quá trình chuyển đổi từ sữa mẹ sang thức ăn rắn của lợn dễ dàng hơn (Canibe và Jensen, 2003; Canibe và cs., 2007)

Trong quá trình ủ men, vi sinh vật đã tạo ra nhiều loại axit khác nhau chủ yếu là axit lactic và axit acetic làm giảm pH của ruột Beal và cs., 2002)

Vì có bản chất là probiotic, FLF tốt hơn là axit hữu cơ Thức ăn lên men với axit lactic do vi khuẩn tạo ra là phương pháp sản xuất axit hữu cơ hiệu quả nhất Mocherla và cs., 2015)

Partanen và Morz (1999) cho biết axit hữu cơ trong khẩu phần đã làm tăng khả năng tăng khối lượng, ổn định vi sinh vật đường ruột lợn xit lactic

làm giảm pH của dạ dày và làm chậm quá trình nhân lên của vi khuẩn E coli

sinh độc tố ở ruột Thompson và Lawrence, 1981), axit này có hiệu quả hơn các axit hữu cơ khác trong cải thiện tăng khối lượng ở lợn Tsiloyiannis và cs., 2001) Giảm pH bởi các axit yếu như axit citric, formic, fumaric, lactic hoặc propionic được cho là rất có ích trong việc giải quyết các vấn đề ở lợn con sau cai sữa (Falkowski và Aherne, 1984; Henry và cs., 1985)

xit hóa thức ăn hoặc nước uống đã bắt đầu thực hiện từ những năm

15

1968 (Cole và cs., 1968) khi cho ,8% axit lactic vào nước uống đã thấy tăng

khối lượng và hiệu quả sử dụng thức ăn ở lợn con được cải thiện, giảm E coli

ở hồi và tá tràng; pH thấp trong ruột có một vài lợi ích như: làm tăng hoạt động của enzyme pepsin do đó tăng sử dụng protein ăn vào và kết quả là sẽ rất tốt cho môi trường vì không có nhiều nitơ bài tiết trong phân và nước tiểu, đồng thời hiệu quả kinh tế cũng tăng lên Mocherla và cs., 2015)

pH thấp cũng làm tăng tiêu hóa các chất dinh dưỡng thông qua thay đổi

độ cao và độ sâu của các lông nhung ở ruột non của lợn con (Mocherla và cs., 2015) Hiện tượng này được giải thích như sau: protein từ sữa (casein) cần có

pH = 4 ở dạ dày để đông vón, kết tủa mới đạt đến tỷ lệ tiêu hóa tối đa khoảng 98%, nhưng trường hợp của protein từ thực vật và các loại khác, cũng cần pepsin để tiêu hóa hiệu quả nhất ở pH thấp hơn 2 - 3,5, mức pH này chỉ đạt

được khi bổ sung axit hữu cơ Mocherla và cs., 2015)

xit hóa cũng có thể có lợi ích với lợn vỗ béo Tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng của protein và axit amin (Mosenthin và cs., 1992; Mroz và cs.,1997) và hấp thu khoáng (Jongbloed và Jongbloed, 1996) được cải thiện ở lợn vỗ béo khi

bổ sung axit hữu cơ Sự cải thiện này không những làm tăng năng suất mà còn giảm lượng ni tơ và phốt pho thải ra ngoài môi trường nên giảm ô nhiễm môi trường Axit hữu cơ còn được biết đến như một chất bảo quản rất hiệu quả ngăn ngừa vi khuẩn có hại và nấm mốc phát triển trên thức ăn dự trữ (Frank, 1994) và nâng cao chất lượng thức ăn bảo quản Nguyên nhân chính là các axit hữu cơ đã làm giảm pH của các thức ăn dự trữ (Partanen và Morz, 1999)

Axit hữu cơ là một nhóm chất hóa học, nó là bất cứ một axit carboxylic

có cấu trúc chung như sau: R-COOH (bao gồm cả axit béo và axit amin) Axit hữu cơ với các hoạt động kháng khuẩn đặc thù là các axit mạch ngắn (C1 - C7) phổ biến trong thiên nhiên như là một thành phần bình thường của cây và

mô động vật Chúng cũng được tạo ra thông qua lên men carbohydrate của vi sinh vật trong ruột già Chúng thỉnh thoảng tồn tại dưới dạng muối Na, Kali

16

hoặc Ca Bảng 1.3 là tên thường gọi, cấu trúc hóa học, công thức các axit hữu cơ thường dùng trong khẩu phần động vật dạ dày đơn Dibner và Buttin, 2 2)

Bảng 1 3 Danh sách tên thường gọi, cấu trúc hóa học, công thức các axit

h u cơ thường dùng trong khẩu phần lợn và gia cầm

Axit Tên hóa học Công thức

Phương thức hoạt động của axit hữu cơ:

Giống như kháng sinh, axit hữu cơ có tính kháng khuẩn Axit hữu cơ đi vào bên trong thành tế bào vi khuẩn và phá vỡ các hoạt động bình thường của

tế bào một số loại vi khuẩn như: Salmonella spp, E coli, Clostridia spp,

Listeria spp và một vài loại coliforms (Mocherla và cs., 2015) Vì thế, axit

hữu cơ làm giảm số lượng một vài loài vi khuẩn có mặt trong đường ruột

thông thường và cả các loài vi khuẩn gây bệnh

Axit hữu cơ góp phần nâng cao năng suất gia súc, gia cầm thông qua giảm sự cạnh tranh của vi khuẩn với vật chủ (lợn) về dinh dưỡng, giảm thấp nguy cơ nhiễm tr ng, đồng thời giảm đáp ứng miễn dịch ở ruột và giảm các hợp chất có hại do vi khuẩn đường ruột tạo ra Tóm lại, axit hữu cơ làm giảm

pH ở dạ dày (Bosi và cs., 1999; Oh HK, 2004) chuyển pepsinogen bất hoạt

Hoạt động chính, quan trọng nhất của axit hữu cơ ở lợn là giảm pH ở

dạ dày (Desai và cs., 2007) Ở lợn, tiêu hóa protein bắt đầu ở dạ dày khi có enzyme pepsin, được tiết ra dưới dạng tiền enzyme pepsinogen từ màng nhầy

dạ dày Việc chuyển pepsinogen thành pepsin diễn ra rất nhanh ở pH=2,0 nhưng diễn ra rất chậm ở pH: 5,0 - 6,0 Pepsin hoạt động tốt nhất ở điều kiện môi trường có pH thấp từ 2, đến 3,5 hoạt động của pepsin sẽ giảm nhanh chóng ở mức pH cao hơn Phân giải carbohydrate trong dạ dày, ngược lại bắt đầu xảy ra khi có enzyme amylase từ nước bọt với pH cao hơn và sẽ dừng lại khi pH giảm đến 3,5 (Mocherla và cs., 2015)

Giảm khả năng liên kết của khẩu phần cho lợn mới cai sữa bằng axit hữu cơ có thể giúp việc chuyển đổi từ sữa sang thức ăn đặc lúc cai sữa dễ dàng hơn pH dạ dày tăng lên sẽ làm giảm tiêu hóa thức ăn, thức ăn không được tiêu hóa sau đó sẽ bị lên men ở phần dưới của ruột và có thể đã kích thích ỉa chảy ở lợn pH cao ở dạ dày cũng sẽ cho phép các mầm bệnh sống sót

và cho phép chúng có nhiều cơ hội hơn xâm chiếm đường tiêu hóa (Canibe và cs., 2001)

Ức chế vi khuẩn gây bệnh:

xit lactic đã làm giảm pH dạ dày và làm chậm sự sinh sản của nhóm

E coli sản sinh độc tố (enterotoxigenic E coli) (Thompson và Lawrence,

1981) và hiệu quả hơn các axit hữu cơ khác trong cải thiện năng suất ở lợn

(Tsiloyiannis và cs., 2001)

Chuyển từ sữa sang khẩu phần thức ăn cứng khi cai sữa lợn con đã gây

18

xáo trộn cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột và có thể đã có ảnh hưởng tiêu cực đến các chức năng của dạ dày - ruột (Miller và cs., 1985) Người ta đã biết rất rõ rằng pH thấp cùng với tốc độ vận chuyển dưỡng chấp nhanh có thể giảm việc xâm lấn của vi khuẩn ở dạ dày và ruột (Maxwell và Stewart, 1995)

Sự có mặt của vi khuẩn trong đường tiêu hóa thường dẫn đến cạnh tranh dinh dưỡng giữa vật chủ (lợn) và quần thể vi sinh vật có trong đường tiêu hóa (Mocherla và cs., 2015) Ngoài ra, vi khuẩn còn tiết ra các độc tố như các sản phẩm dị hóa: các axit amin độc, giảm tiêu hóa lipid, kích thích tăng nhanh tốc độ thay thế các tế bào biểu mô có nhiệm vụ hấp thu, tăng tỷ lệ tiết chất nhầy của các tế bào hạt trong ruột, kích thích phát triển hệ thống miễn dịch và các đáp ứng viêm (Mocherla và cs., 2015) Tất cả các ảnh hưởng này

đã làm cho sinh trưởng của lợn giảm sút, kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng 6% năng lượng thuần trong khẩu phần đã bị mất đi do hệ vi sinh vật đường ruột

Như vậy, không những kiểm soát các loại vi sinh vật có thể có hại trong đường tiêu hóa là quan trọng mà giữ cho quần thể vi sinh vật trong đường tiêu hóa cũng quan trọng không kém Từ rất lâu, chúng ta đã biết rằng axit hữu cơ được xác nhận là có khả năng thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột bằng cách

giảm thiểu vi sinh vật, đặc biệt là các loài vi sinh vật không chịu axit như: E

coli, Salmonella và Campylobacter, kết quả là tăng khối lượng của lợn đã

tăng lên Mocherla và cs., 2 15) Tuy nhiên, chúng ta cũng đã rõ là axit hữu

cơ có ảnh hưởng mạnh hơn trong ức chế các vi khuẩn gram dương +) Nguyên nhân là do sự khác biệt về cấu trúc của vi khuẩn gram dương +) và

vi khuẩn gram âm (-) (Mocherla và cs., 2015)

Khi lợn con phải đối mặt với stress do chuyển từ thức ăn lỏng sang thức

ăn rắn và stress khi cai sữa, nếu pH dạ dày không thấp xuống, coliforms sẽ chiếm ưu thế và số lượng Lactobacilli sẽ giảm (Barrow và cs., 1977) Có tác giả cho rằng điều kiện axit ở dạ dày tốt cho sinh trưởng của Lactobacilli

19

(Fuller, 1977), vi khuẩn này sẽ ức chế sự xâm nhập và sinh sản của E coli bằng

cách khóa các điểm bám dính hoặc sản xuất axit lactic và các sản phẩm chuyển hóa làm giảm pH dạ dày ngăn ngừa các vi khuẩn gây bệnh phát triển Hơn thế nữa axit hữu cơ còn có khả năng diệt khuẩn mạnh (Mocherla và cs., 2015)

Người ta đã thấy rằng axit hữu cơ đã cải thiện sức khỏe đường ruột thông qua kích thích sự sinh trưởng của các vi sinh vật có lợi và ức chế sinh trưởng của vi sinh vật gây hại thông qua giảm pH và khả năng đệm của khẩu phần (Mocherla và cs., 2015) Giảm khả năng đệm của khẩu phần có chứa axit hữu cơ làm giảm xâm lấn của các vi sinh vật không mong muốn (Biagi và cs., 2003; Pinheiro và cs., 2004)

Nguồn năng lượng:

Axit hữu cơ hoạt động như một nguồn năng lượng trong đường tiêu hóa của lợn vì chúng là các sản phẩm trung gian của axit tricarboxylic và chúng giúp bảo vệ các mô khỏi bị phá hủy do quá trình gluconeogenesis và lipolysis (Giesting và Easter, 1985) Người ta đã thấy là ảnh hưởng kích thích sinh trưởng của axit hữu cơ là do giá trị năng lượng của chúng (Bosi và cs., 1999) Kirchegessner và Roth (1982) cho rằng lợn có thể sử dụng axit fumaric như một nguồn năng lượng hiệu quả giống với glucose Blank và cs (1999) báo cáo rằng có một khả năng là axit fumaric là nguồn năng lượng sẵn có dễ sử dụng, nó có thể có ảnh hưởng nuôi dưỡng cho màng nhầy ruột non do đó đã làm tăng khả năng và bề mặt hấp thu của ruột non do đã làm cho các tế bào biểu mô ruột non phục hồi nhanh sau cai sữa

Sử dụng chất khoáng:

Các anion của axit hữu cơ có thể tạo phức hợp với Ca, P, Mg và Zn cải thiện tiêu hóa các khoáng này và giảm bài tiết các khoáng bổ sung và N Ảnh hưởng của axit hữu cơ đến sử dụng P phytase có thể là do kết quả từ thay đổi

pH dạ dày - ruột đến pH phù hợp cho phytase thủy phân phytate (Liem và cs.,

20

2008) Kirchegessner và Roth (1982) cho rằng hấp thu và giữ lại Ca, P và Zn được cải thiện khi bổ sung axit fumaric vào khẩu phần Giảm pH ruột thuận lợi tăng tỷ lệ hòa tan của P (Jongbloed, 1987; Jongbloed và cs., 2000) và phytase vi sinh vật hoạt động hiệu quả hơn ở pH thấp Ngoài ra, bổ sung axit hữu cơ gián tiếp giúp hấp thu P tốt hơn Boling và cs (2000) khuyến cáo rằng axit citric cải thiện sử dụng phytate P thông qua tạo phức (chelate) hoàn chỉnh với Ca, giảm tạo ra phức hợp Ca-phytate không hòa tan

Năng suất và sử dụng chất dinh dưỡng:

Axit hữu cơ nhận được nhiều quan tâm trong chăn nuôi lợn vì ảnh hưởng của chúng đến tăng khối lượng ở lợn (Mahan và cs., 1996; Partanen, 2001a; Papatsiros và cs., 2011) Một số axit hữu cơ đã làm tăng năng suất (Ví dụ: tăng tính ngon miệng, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn, tăng hấp thu khoáng, tăng sử dụng phytate - P) khi được bổ sung vào khẩu phần động vật không nhai lại (Partanen và Mroz, 1999; Boling và cs., 2001; Dibner và Buttin, 2002) Hơn nữa, chúng có tính kháng khuẩn và được khuyến cáo sử dụng để kiểm soát sinh trưởng của hệ vi sinh vật đường ruột (Partanen và Mroz, 1999; Davidson, 2001) Cách thức hoạt động kháng khuẩn của axit hữu

cơ về cơ bản như nhau d là hoạt động ở đâu: trong thức ăn, hay đường tiêu hóa (Diebold và Eidelsburger, 2006)

Liều axit hữu cơ bổ sung có hiệu quả trên lợn đã được thiết lập (Overland

và cs., 2000), các liều này có thể đảm bảo cải thiện năng suất của lợn đến mức ngang bằng với sử dụng kháng sinh làm yếu tố kích thích tăng trưởng ở lợn Overland và cs (2009) bổ sung 0,8 hoặc 1,2% diformate kali vào khẩu phần lợn nái sau phối giống cho thấy lợn nái bổ sung diformate kali đã tăng độ dày mỡ lưng khi chửa mặc d lượng thức ăn ăn vào và tăng khối lượng không thay đổi, đồng thời lợn con của những nái này có khối lượng sơ sinh và khối lượng cai sữa cao hơn khi bổ sung 0,8 hay 1,2% diformate kali Lợn nái bổ sung diformate kali có

xu hướng tăng lượng mỡ sữa từ ngày 12 sau khi đẻ

21

Bảng 1 4 Ảnh hưởng của axit citric đến sinh trưởng

của lợn con lai trước cai s a Chỉ tiêu G1 G2 G3 G4

13,55 ± 0,81 12,42 ± 0,07a628,5 ± 4,59a

191 ± 8,48b

13,74 ± 0,88 11,52 ± 0,56a595,5 ± 4,59b

DG g) tăng từ 4 - 7% và F R feed conversion ratio) đã được cải thiện từ 5 đến 10 % khi axit fumaric hoặc citric được đưa vào khẩu phần ăn của lợn cai

sữa lúc 4 tuần tuổi

Giesting và Easter (1985) cho thấy bổ sung axit fumaric liều 0, 1, 2, 3

và 4% làm tăng tuyến tính tăng khối lượng dù mức protein như thế nào Theo Blank và cs (1999) axit fumaric cho vào khẩu phần đã nâng cao tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng của P, năng lượng thô và một vài axit amin Ngược lại, Gabert và

22

Sauer (1995) lại thấy ảnh hưởng tiêu cực của bổ sung tăng dần axit fumaric đến tiêu hóa hồi tràng của CP và axit amin khi khẩu phần cơ sở là lúa mỳ - đậu tương Suryanarayana và cs 2 12) đã chứng minh rằng bổ sung vào khẩu phần cơ sở là ngô-đậu tương với mức ,15% axit citric đã cải thiện tăng khối lượng (p < 0,05) ADG (g) (bảng 1.4) Metzler và Mosenthin (2007) thấy rằng các axit hữu cơ khác nhau đã có ảnh hưởng khác nhau đến tiêu hóa hồi tràng của protein thô và năng lượng, cũng như N giữ lại ở lợn Tăng axit hữu

cơ sẽ làm rối loạn cân bằng toan kiềm, gây axitosis chuyển hóa và giảm lượng thức ăn ăn vào và năng suất ở lợn

Lợi ích của bổ sung axit hữu cơ cho lợn:

Bổ sung axit hữu cơ có ảnh hưởng có lợi đến tăng trưởng và sức khỏe; Chúng có tác dụng kháng khuẩn tùy thuộc loại axit, nồng độ và pH (Chaveerach và cs., 2002) Ví dụ: axit lactic hiệu quả hơn ở pH thấp của dạ dày

và hiệu quả hơn với Coliform (Tsiloyiannis và cs., 2001; Jensen và cs., 2001;

Bosi và cs., 2005; Øverland và cs., 2007) trong khi các axit khác, axit formic và

propionic có phổ hoạt động kháng khuẩn rộng hơn đối với Salmonella,

Coliforms và Clostridia, cũng như với nấm và nấm men (Partanen và Mroz,

1999; Bosi và cs., 2005; Creus và cs., 2007; Øverland và cs., 2007) và không

đặc hiệu Một vài báo cáo cho rằng axit hữu cơ giảm số lượng coliform trong

ruột và giảm ỉa chảy ở lợn con và giúp kiểm soát ỉa chảy sau cai sữa (Tsiloyiannis và cs., 2001; Piva và cs., 2002; Papatsiros và cs., 2011)

ơ chế hoạt động chủ yếu của axit hữu cơ là thông qua ảnh hưởng kháng khuẩn của chúng, ảnh hưởng kháng khuẩn phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của từng loại axit hoặc các muối của chúng (Mocherla và cs., 2015) Một vài nghiên cứu đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn của axit hữu cơ không đi kèm với việc giảm pH quá nhiều ở đường tiêu hóa Axit hữu cơ đặc biệt là butyric và propionic còn kích thích tiết enzyme pancreatic (Mocherla và cs.,

2 15) Tuy nhiên, phương thức hoạt động của axit hữu cơ còn cần nhiều hiểu

23

biết hơn nữa, đặc biệt là hoạt động của chúng trong các phần khác nhau của

đường tiêu hóa còn chưa được hiểu rõ (Mocherla và cs., 2015)

ác cơ chế hoạt động của axit hữu cơ khi bổ sung đã được nhiều tác giả

đề cập (Partanen và Mroz, 1999; Partanen, 2001; Knarreborg và cs., 2002; Diebold và Eidelsburger, 2006; Tung và Pettigrew, 2006) Theo Harada và cs., 1986; Blank và cs., 1999; Kemm và cs., 1999; Partanen và Mroz, 1999; Jongbloed và cs., 2000; Schöner, 2001; Valencia, 2002; Biagi và cs., 2003; Papatsiros và cs., 2 12) các cơ chế chủ yếu bao gồm:

- Axit hữu cơ làm giảm pH trong thức ăn và dạ dày, giảm khả năng kết nối, giảm nồng độ amonia trong dạ dày, giảm khả năng đệm của khẩu phần, tăng tỷ lệ tiêu hóa hấp thu và tích lũy các chất dinh dưỡng và protein, axit amin và khoáng a, P, Mg và đặc biệt là Zn, Ca, P) trong khẩu phần, tăng tỷ

lệ tiêu hóa năng lượng, tăng hoạt lực của enzyme phân giải protein, tăng tiết hóc môn pancreatic, kích thích hoạt động của các enzyme tiêu hóa

- Axit hữu cơ làm giảm số lượng vi sinh vật ở tá tràng, giảm khả năng

bám dính của E coli vào thành ruột, kích thích tăng trưởng của các vi sinh vật

có lợi ở đường tiêu hóa, giảm sức sống của các vi sinh vật gây bệnh thông qua tạo cân bằng hệ vi sinh vật ở dạ dày và ruột, trực tiếp tiêu diệt vi sinh vật, thay đổi vận chuyển dinh dưỡng và tổng hợp các chất trong vi sinh vật, khử cực màng tế bào vi khuẩn, là nguồn năng lượng cho vật chủ trong quá trình chúng tham gia vào trao đổi chất trung gian ở đường tiêu hóa

- Ngoài ra axít hữu cơ còn làm tăng khả năng sử dụng khoáng thông qua quá trình tạo phức (chelate hóa), tăng tỷ lệ tiêu hóa và cải thiện tăng trưởng của lợn (Mocherla và cs., 2015) Hiệu quả của axit hữu cơ cao hơn các muối của chúng và các axit vô cơ Schöner, 2 1)

1.3.1.2 Bổ sung enzyme phytase

Enzyme phytase (myo-inositol hexaphosphate phosphohydrolase) kích thích thủy phân InsP6 thành phosphate vô cơ và myo-inositol thông qua con

phytases và phytase ở E Coli là 6-phytase (Sandberg và Andlid, 2002)

Enzyme phytase cũng có thể được phân loại rộng hơn vào hai nhóm chính dựa trên pH tối ưu cho hoạt động của chúng: phytase ưa axit pH tối ưu: 3,0 - 5,5) và phytase ưa kiềm (pH tối ưu: 7, - 8,0) (Yin và cs., 2007) Không phụ thuộc vào nguồn gốc (vi khuẩn, nấm hay thực vật), phytase ưa axit giải phóng 5 trong số 6 nhóm phốt phát của phytate và sản phẩm phân giải cuối cùng của chúng là InsP1 (Greiner và cs., 2000) hoặc thậm chí là myo-inositol tinh khiết (Hayakawa và cs., 199 ) Phytase ưa kiềm, có ở một số thực vật và

các loài vi khuẩn Bacillus, không chấp nhận myo-inositol phosphate với 3

hoặc 2 và một nhóm phốt phát làm chất nền Vì vậy, sản phẩm phân giải cuối cùng của chúng là InsP3 (Hara và cs., 1985; Scott và Loewus, 1986; Greiner

và cs., 2002)

Có một vài yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của phytase: độ ổn định của

pH (pH axit ở dạ dày và trung tính ở ruột non), độ ổn định của phân giải protein cũng như nhiệt độ (Konietzny và Greiner, 2002) Nhiệt độ tối ưu cho

cs., 2000), nhiệt độ cơ thể động vật thấp hơn nhiệt độ này đó là lý do nữa giải thích vì sao tỷ lệ tiêu hóa P thấp(65%), mặc d đã bổ sung phytase (Weremko

và cs., 1997)

25

Vì phytase là một protein nên rất mẫn cảm với nhiệt độ cao, nhiệt độ quá cao sẽ làm thoái hóa protein (Humer và cs., 2015) Phun phytase lỏng lên thức ăn viên nguội có thể là một cách để duy trì hoạt động của enzyme khi tạo viên thức ăn Humer và cs., 2 15) Phytase cũng mẫn cảm với ẩm độ Như vậy ẩm độ, nhiệt độ, bảo quản vận chuyển tốt cần được xem xét để duy trì hiệu quả của phytase (Jacela và cs., 2010)

Có bốn nguồn phytase d ng trong dinh dưỡng lợn và gia cầm Chúng là phytase nội sinh tạo ra ở màng nhầy ruột non hay bởi vi sinh vật ở ruột già, và phytase từ một số thức ăn thực vật và phytase ngoại sinh do bổ sung vào khẩu phần (Selle và Ravindran, 2007, 2008)

Phytase ngoại sinh từ vi sinh vật:

Phytase ngoại sinh được tách ra từ một số vi khuẩn, nấm men và nấm mốc (Harland và Morris, 1995) Hoạt động thủy phân phytate bởi phytase ngoại sinh từ vi sinh vật lần đầu tiên được Nelson và cs (1971) nghiên cứu khi quan sát thấy sử dụng nitơ ở gà đã được cải thiện khi cho ăn khẩu phần có

đậu tương đã có sẵn Aspergillus Thời kỳ cuối những năm 198 , khi không có

nhiều sức ép về môi trường cần phải giảm bài tiết P ở gia súc, gia cầm và cần phải bổ sung phytase (Humer và cs., 2015) Những tiến bộ của công nghệ sinh học đã dẫn đến các công nghệ cho phép thay đổi nấm về mặt di truyền Những kết quả cải tiến công nghệ lên men đã dẫn đến phát triển phytase thương mại có ý nghĩa kinh tế lớn trong chăn nuôi gia cầm và lợn (Kornegay,

2 1) Trong khi các phytase trước đây chủ yếu được sản xuất từ nấm, sự phát triển gần đây trong sản xuất enzyme từ các dạng vi sinh vật khác như vi khuẩn và nấm men đã cho những phytase ngoại sinh mới Những phytase của

vi khuẩn mới này hiệu lực cao hơn các phytase có nguồn gốc từ nấm trên gà broiler (Augspurger và cs., 2003) Ở lợn, P giải phóng được tạo ra khi bổ sung

400 IU/kg phytase có nguồn gốc từ Peniophora lycii, A niger và E coli

tương ứng là 0,43; 0,81 và 1,08 g/kg P (Augspurger và cs., 2003) Nghiên

26

cứu của Adeola và cs (2006) cho thấy 500 IU/kg của phytase từ P lycii và E

coli tương đương với 0,572 và 0,770 g/kg P Giải phóng P liên kết trong

phytate của khẩu phần bổ sung phytase từ vi khuẩn E coli tăng lên có thể là

do sức kháng cao với hoạt động của enzym pepsin so với phytase từ nấm (Rodriguez và cs., 1999; Igbasan và cs., 2000) Hơn nữa, hiệu quả giải phóng

P của phytase khác nhau giữa lợn và gia cầm Trong khi phytase từ nấm giải phóng nhiều P trong khẩu phần của lợn so với gà broiler, tương tự giá trị P

giải phóng từ phytase của E coli cũng khác biệt tùy theo loài gia súc, gia cầm

(Augspurger và cs., 2003) Tuy nhiên, sự khác biệt về loài trong các điều kiện tiêu hóa và sự khác biệt về hoạt tính của phytase nội sinh được cho là do sự khác biệt giữa lợn và gà (Augspurger và cs., 2 3) Đôi khi khác biệt của bổ sung phytase đến tỷ lệ tiêu hóa P còn do các yếu tố như sự biến động trong khẩu phần đặc biệt là hàm lượng Ca, P tổng số, nguồn P vô cơ, mức phytase

bổ sung Selle và Ravindran, 2 8) Đặc biệt, các phức hợp khoáng phytate

và Ca-phytate làm giảm hoạt động của phytase Hình như a đã ức chế hoạt động phytase (Applegate và cs., 2003), một vài nghiên cứu khác lại thấy tỷ lệ Ca/P của khẩu phần ảnh hưởng đến đáp ứng với bổ sung phytase (Qian và cs., 1996a; Liu và cs., 2000) Tuy nhiên, có rất ít bằng chứng là Ca trực tiếp ức chế hoạt động của phytase ngoại sinh nhưng số liệu về vấn đề này lại không thống nhất (Mahajan và Dua, 1997) Tuy vậy, để cải thiện hoạt động của phytase, thông thường khuyến cáo là phải giữ mức Ca ở mức thấp nhất trong các khẩu phần bổ sung phytase ở lợn và gà để không ảnh hưởng đến sinh trưởng hay phát triển xương Selle và cs., 2009) Theo Liu và cs (2000), tỷ lệ Ca/P 1,0:1 là thích hợp cho lợn, Selle và Ravindran 2 8) cũng có ý kiến tương tự, họ đã tổng kết và cho rằng tỷ lệ Ca/P nên ở tỷ lệ 1,1:1 và dao động trong khoảng 1,1:1 đến 1,4:1 cho gà broiler (Qian và cs., 1997) và gà tây (Qian và cs., 1996b)

Như đã trình bày ở phần trước, một số thành phần của thức ăn có hoạt