2.4.1 Giới thiệu về β-glucan
2.4.1.1 Nguồn gốc
Beta-glucan là hợp chất đường liên phân tử được tạo nên từ các đơn phân tử D-glucose gắn với nhau qua liên kết β-glycoside. Một trong những nguồn phổ biến nhất của β (1→3) D-glucan có nguồn gốc từ tế bào của nấm men bánh mì (Saccharomyces cerevisiae ). Tuy nhiên, β (1→3) (1→4) D-glucan cũng được chiết xuất từ cám của một số ngũ cốc như yến mạch, lúa mạch và ở một mức độ thấp hơn rất nhiều trong lúa mạch đen và lúa mì. Các β (1→3) D- glucan từ nấm men thường không hòa tan, nhưng chiết xuất từ các loại ngũ cốc có xu hướng được cả hai hòa tan và không hòa tan. Các nguồn khác bao gồm một số loại rong biển, các loài nấm như nấm linh chi, nấm hương, Chaga và nấm maitake (Wikipedia, 2014).
Beta-glucan có thể được sản xuất bởi nhiều sinh vật prokaryote và eukaryote. Nhóm các hợp chất này có một số đặc tính có lợi do đó người ta đã tìm thấy một loạt các ứng dụng ở người và trong y học thú y, dược phẩm, mỹ phẩm, các ngành công nghiệp hóa chất cũng như thực phẩm và sản xuất thức ăn (Laroche and Michaud, 2007).
22
Beta-glucan là những thành phần cấu trúc của thành tế bào ở nhiều nguồn khác nhau bao gồm vi khuẩn, nấm, tảo và nấm men (Jacqueline, 2014). Theo Ahmad et al. (2012) β-glucan được tinh chế từ nhiều nguồn khác nhau, thể hiện chi tiết trong Bảng 2.11.
ảng 2.11: Kỹ thuật khai thác và tinh chế β-glucan từ nhiều nguồn khác nhau
Quá trình xử lý
Tinh chế bằng
Nguồn Ưu điểm của quá
trình xử lý
Tài liệu tham khảo
Nước nóng Acid và
enzym
Lúa mạch Độ tinh khết cao
và các đặt tính hóa lý tốt hơn
Burkus and temelli, 1998
Nhiệt độ cao Acid Yến mạch Phản ứng sinh lý
tốt hơn
Wood et al., 1989
Nước Trao đổi ion Rể của
Angelica sinensis
Thu được cả alpha và beta glucan Cao et al., 2006 Kiềm hóa ở nhiệt độ cao Nước nóng Temytomyces eurhzus β-glucan với độ tinh khiết cao
Chakraboty et al., 2006 Enzym và kiểm soát nhiệt độ Điều kiện khác nhau
Cám yến mạch Độ tinh khiết cao
(76%) với trọng lượng phân tử cao
Immerstran et al., 2009
Kiềm hóa Kiềm Một ít thân lúa
mạch và cám yến mạch
Thu được nhiều β- glucan đậm đặt Bhatty, 1995 Bốc hơi nước ở 2250 C trong 5 phút
Nước Sợi nấm của
Sparassis crispa Rút ngắn thời gian xử lý Akihiro et al., 2006 Xử lý bằng ethanol, enzym và kiềm Lọc enzym lặp đi lặp lại bằng phương pháp ly tâm
Bột cám lúa mì β-glucan với độ
tinh khiết cao (91,58%) Wei et al., 2006 Enzym và kiểm soát nhiệt độ Điều kiện khác nhau
Cám yến mạch Độ tinh khiết cao
(76%) với trọng lượng phân tử cao
Immerstran et al., 2009
23
2.4.1.2 Cấu tạo
Theo Đặng Thị ích Vân (2011) β-glucan có đường phân tử hình trụ dài chứa khoảng 250.000 đơn vị glucose nối liền với nhau. Beta-glucan có 2 dạng: cấu trúc mạch thẳng và cấu trúc mạch nhánh. Dạng cấu trúc mạch thẳng có cấu tạo từ những polysaccharide không phân nhánh, được nối với nhau bởi liên kết β-(1→3) và β-(1→4)-D-glucose (Hình 2.2). Dạng cấu trúc mạch phân nhánh có cấu tạo bởi những polysaccharide phân nhánh, được nối với nhau bởi liên kết β-(1→3) và β-(1→6)-D-glucose (Hình 2.3)
Hình 2.2 Cấu tạo β -glucan (β-1→3, 1→4-glucan)
(Nguồn:http://www.putus.org/product_show.asp?id=1)
Hình 2.3 Cấu tạo β -glucan (β-1→3, 1→6-glucan)
24
2.4.1.3 Ảnh hƣởng của β-glucan đến hệ thống miễn dịch
Chức năng của β-glucan
Đáp ứng miễn dịch bằng β-glucan đã được khẳng định cả trong ống nghiệm, trong cơ thể của nhiều loài động vật và nghiên cứu con người liên quan đến một phạm vi rộng của các khối u bao gồm vú, phổi, đường tiêu hóa và bệnh ung thư. Các đặc tính miễn dịch đối với các khối u ác tính làm cho β-glucan trở thành chất có tiềm năng lớn trong cuộc đấu tranh liên tục chống lại ung thư (Laroche and Michaud, 2007).
Trong những năm gần đây β-glucan đã được tập trung nghiên cứu chuyên sâu, chủ yếu là do nó là một phản ứng sinh học an toàn và thay đổi đáp ứng sinh học rất mạnh (Bohn and eMiller năm 1995; Gardiner, 2000). Theo Bohn và BeMiller (1995) sử dụng β-glucan có lợi cho việc chống lại vi khuẩn, virus, ký sinh trùng và nấm.
Beta-glucan kích hoạt đáp ứng miễn dịch thông qua miễn dịch tế bào, gọi là đại thực bào. Các đại thực bào rất quan trọng trong hệ thống miễn dịch, chúng là hàng rào bảo vệ đầu tiên của cơ thể. Sự tăng cường hoạt động của các đại thực bào làm tăng cường khả năng phòng chống, ngăn chặn các mầm móng bệnh tật ngay từ giai đoạn tác nhân là xâm nhập đầu tiên. Sự hoạt hóa của các đại thực bào kích thích tăng hàm lượng các cytokin (Đặng Thị ích Vân, 2011). Cytokin là chất hoạt hóa tế bào nhằm tiêu diệt các mầm bệnh xâm nhập từ bên ngoài, giúp giảm hệ số chuyển đổi thức ăn, kích thích tiêu hóa, phòng các bệnh đường ruột, nhiễm trùng do vi khuẩn, vi rút (Wikipedia, 2014). ênh cạnh đó các đại thực bào còn tương tác với tế bào lympho T, có tác dụng khởi động các phản ứng miễn dịch đặc hiệu. Vì thế, khi hoạt động của các đại thực bào được hoạt hóa, các phản ứng đặc hiệu này cũng được tăng cường.
Cơ chế hấp thụ kháng nguyên của β-glucan
Sự hấp thu kháng nguyên của β-glucan xảy ra chủ yếu ở khu vực hồi tràng thông qua những tế bào chuyên dụng được gọi là tế bào M (tế bào thực bào). Những tế bào M bắt giữ những mẫu vật thông qua một quá trình cơ học được gọi là thực bào (Hình 2.4). Đại thực bào lưu hành trong cơ thể để tìm ra vật thể lạ (kháng nguyên). Khi tìm thấy vật lạ, chúng bao lấy theo một quy trình gọi là đại thực bào. Chúng hạn chế những tấn công của chuỗi peptide và dùng để truyền thông tinh về sự có mặt của những vật thể lạ đến tế bào và T trong hệ miễn dịch. Những tế bào này là một phần của hệ thống miễn dịch mà
25
nó được nghiên cứu để thích ứng và bảo vệ cơ thể chống lại sự đe dọa từ bên ngoài. Sau đó các tế bào miễn dịch mới khởi động các phản ứng miễn dịch đặc hiệu (Bartelme, 2003).
Hình 2.4 Vi giải phẩu đặc tính thực bào của tế bào M
(http://www.beta-glucan-info.com/news/uptak e.htm)
Cơ chế phòng thủ không đặc hiệu của hệ thống miễn dịch đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ vật nuôi. eta-glucan là một kích thích hệ thống miễn dịch không đặc hiệu có nghĩa là nó làm hoạt hóa hệ thống miễn dịch chống lại những mầm bệnh và những tác nhân xâm lược đặc biệt. Nó là một công cụ có giá trị để chống lại vi khuẩn, virus, nấm và thậm chí mầm bệnh ký sinh trùng ( artelme, 2003).
Beta-glucan hoạt hóa hệ thống miễn dịch bởi những cơ quan thụ cảm kích thích trên đại thực bào tăng cường những phản ứng chống lại nếu như mầm bệnh tấn công cơ thể. Sự cung cấp β-glucan bắt đầu một dây truyền phản ứng làm tăng cường những tế bào đáp ứng miễn dịch. Nó kích thích việc sản xuất những tế bào bạch huyết như đại thực bào và những tế bào đơn nhân. Sự huy động tế bào được tăng cường để giúp đỡ những tế bào miễn dịch nhận ra kháng nguyên và vận chuyển chúng đến nơi cần thiết khác.
2.4.2 Ứng dụng của β-glucan trong chăn nuôi
Trong đề tài “Ảnh hưởng của các khẩu phần bổ sung beta-glucan lên năng suất sinh trưởng và sức đề kháng của gà Hisex rown” Nguyễn Thị Kim Khang và ctv. (2011) cho biết bổ sung β-glucan với tỷ lệ 0,05%, 0,10%, 0,15%
26
trong khẩu phần đều có tác động tốt đến khối lượng, tăng trọng, hệ số chuyển hóa thức ăn của gà.
Rathgeber et al. (2009) cho biết bổ sung β-glucan với tỷ lệ 0,1% vào thức ăn của gà sẽ hạn chế sự xâm nhập, phát triển của Salmonella trong gan và lách.
Kết quả nghiên cứu của Li et al. (2006) khẳng định việc bổ sung β- glucan vào khẩu phần ăn cho heo con có lợi về hiệu suất tăng trưởng và đáp ứng miễn dịch chống lại E.coli. Tuy nhiên, β-glucan sản xuất bằng các phương pháp khác nhau có thể có hiệu ứng khác nhau về hiệu suất tăng trưởng và chức năng miễn dịch ở heo hậu bị Hisex Brown giai đoạn 4-10 tuần tuổi.
Mai Vũ Thùy Dương (2008) tiến hành thí nghiệm trên 36 heo con sau cai sữa được bổ sung β-glucan 25 và C-glucan vào khẩu phần ăn. Kết quả cho thấy việc sử dụng các chế phẩm chứa β-glucan có tác dụng kích thích tiêu hóa, tăng khả năng tăng trọng ở heo con. Hệ số chuyển hóa thức ăn thấp và có hiểu quả kinh tế cao hơn nếu bổ sung chế phẩm β-glucan vào khẩu phần ăn của heo con.
Hồ Thị Nga và Trần Thị Dân (2006), thực hiện thí nghiệm bổ sung β-glucan vào khẩu phần heo thịt nhằm tìm hiểu tác động của chất này lên tăng trưởng và sức khỏe heo nuôi thịt và giảm bớt thiệt hại do virus PRRS gây ra. Kết quả cho thấy việc bổ sung β-glucan có thể cải thiện tăng trọng trên heo, bổ sung β-glucan ở mức 120 ppm có thể góp phần giảm tỉ lệ ho ngày và số con heo không có hiểu quả kinh tế. Bổ sung 80 ppm β-glucan giúp giảm tỉ lệ heo dương tính với virus PRRS và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Hahn et al. (2006) tiến hành thí nghiệm bổ sung β-glucan vào khẩu phần ăn của 1.210 heo cai sữa có khối lượng (6,38 ± 0,92 kg) với các mức 0%, 0,01%, 0,02% và 0,03% trong 5 tuần. Mục đích của thí nghiệm là nhằm đánh giá hiệu quả của β-glucan vào hiệu suất tăng trưởng của đàn heo thí nghiệm. Kết quả cho thấy các khẩu phần bổ sung β-glucan đều cho kết quả tăng trưởng cao hơn so khẩu phần không bổ sung, trong đó khẩu phần bổ sung 0,02% tăng trưởng cao nhất là 352 g/ngày, trong khi khẩu phần không bổ sung β-glucan chỉ đạt 314 g/ngày.
Dritz et al. (1995) đề xuất bổ sung β-glucan vào khẩu phần của heo con sau cai sữa với hàm lượng 0,025% cải thiện tốc độ tăng trưởng và khả năng chống lại Streptococcus suis.
27
Chƣơng 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1. Phƣơng tiện thí nghiệm
3.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện
Thời gian: thí nghiệm được tiến hành từ ngày 30 tháng 07 năm 2014 đến ngày 03 tháng 09 năm 2014.
Địa điểm: thí nghiệm được tiến hành tại Trại gà Trường Giang, ấp Tích Lộc, xã Tích Thiện, huyện Trà Ôn, tỉnh Vĩnh Long.
Hình 3.1 Trại gà thí nghiệm
3.1.2 Động vật thí nghiệm
Động vật thí nghiệm là 600 gà thịt cobb 500, ở thời điểm 1 ngày tuổi có khối lượng 45 g/con, thời gian tiến hành thí nghiệm khi đàn gà đang ở giai đoạn 8-42 ngày tuổi.
3.1.3 Chuồng trại thí nghiệm
Điều kiện khí hậu: Trại nuôi chịu ảnh hưởng chung của điều kiện khí hậu đặt trưng của vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long. Đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia làm hai mùa mưa, nắng rõ rệt.
Trại được thiết kế theo hướng Đông ắc – Tây Nam, cách mặt lộ 100m. Trại bao gồm có 3 dãy chuồng, mỗi dãy có chiều dài 100m, chiều rộng 14m, chiều cao 2,5m, tổng diện tích của mỗi trại là 1400m2. Gà được nuôi bằng hệ thống chuồng kín, dãy một chứa 18500 con gà, dãy hai chứa 17000 con và dãy ba chứa 18000 con. Nền chuồng được tráng xi măng, xung quanh xây tường bằng gạch cao 0,5m, xung quanh chuồng nuôi được che bằng hệ thống bạt nhựa, chiều cao của bạt nhựa khoảng 2m, có thể kéo lên và hạ xuống bằng hệ
28
thống ròng rọc. Trại sử dụng vỏ trấu làm lớp độn chuồng, vỏ trấu được sát trùng và trải đều với độ dầy 50cm trên nền xi măng. Chuồng có mái đơn và được lợp bằng tole, trên mái chuồng có hệ thống phun nước tự động. Chuồng được lắp đặt 10 quạt hút ở cuối dãy chuồng và hệ thống làm mát được lắp đặt ở đầu và hai bên vách (Hình 3.2)
Hình 3.2 Hệ thống làm mát và quạt hút
Hệ thống máng ăn của trại là máng ăn thủ công, được bố trí theo từng dãy xen kẽ với hệ thống núm uống tự động. Thức ăn được công nhân đổ trực tiếp vô máng ăn. Gà uống nước tự do bằng núm uống gắn vào ống nhựa, nước từ bồn chứa sẽ tự động chảy theo ống nhựa đến các thùng chứa nhỏ đặt ở khu vực giữa trại, sao đó nước từ các thùng chứa này tiếp tục chảy theo ống nhựa đến các núm uống (Hình 3.3)
Hình 3.3 Hệ thống máng ăn và máng uống
Khu vực thí nghiệm
Gồm 12 ô thí nghiệm (Hình 3.4), mỗi ô thí nghiệm có diện tích 4m2. Giữa các ô được ngăn cách nhau bằng lưới, có chiều cao cách nền chuồng
29
khoảng 0,5m, đảm bảo cho việc gà không di chuyển từ ô này qua ô khác. Mỗi ô thí nghiệm được bố trí 2 máng ăn thủ công và 5 máng uống tự động.
Hình 3.4 Các ô thí nghiệm
3.1.4 Thức ăn
Trại sử dụng thức ăn hỗn hợp dạng viên cho gà thịt do công ty Emivest cung cấp. Thức ăn sử dụng gồm có các loại 8202 dùng cho gà thịt từ 1-7 ngày tuổi, 8202 dùng cho gà thịt từ 8-21 ngày tuồi, 9203 dùng cho gà thịt 22-35 ngày tuổi và 9204 dùng cho gà thịt từ 36 – xuất chuồng (Hình 3.5).
Thực liệu của thức ăn: ắp, tấm, bột cá, đạm đậu nành, cám lúa mì, cám gạo, acid amin, các chất bổ sung vitamin và khoáng…
Giai đoạn: 1-7 ngày tuổi Giai đoạn: 8-21 ngày tuổi
Giai đoạn: 22-35 ngày tuổi Giai đoạn: 36 ngày tuổi - XC
30
Chế phẩm β-glucan sử dụng bổ sung vào khẩu phần ăn có dạng bột, màu vàng nâu, có vị thơm của mật đường (Hình 3.6). Chế phẩm được mua từ công ty TNHH Mitaco
Hình 3.6 Beta-glucan tinh khiết
3.1.5 Nƣớc uống
Nước được lấy từ giếng khoan và trữ trong bể xi măng, sau đó nước được bơm và đưa lên bồn chứa (Hình 3.7) đặt cao cách mặt đất khoảng 6m, có 3 bồn chứa nước, trong đó 2 bồn chứa được 300 lít nước và một bồn chứa được 500 lít nước. Thuốc và các loại vitamin được pha trong các bồn chứa này, sau đó nước được chuyển đến chuồng nuôi cho gà uống thông qua các hệ thống ống nhựa đến các núm uống.
31
3.1.6 Dụng cụ thí nghiệm
Cân điện tử với sai số 1/1000 dùng để cân β-glucan. Cân đồng hồ 30kg phân độ chính xác 100g, dùng để cân khối lượng gà khảo sát thức ăn cho ăn và thức ăn thừa, nhiệt và ẩm kế.
Sổ ghi chép lại những chỉ tiêu theo dõi nhiệt độ, ẩm độ, thức ăn, tăng trọng, gà chết trong thời gian thí nghiệm, bút lông, lồng cân gà, máng ăn, máng uống…và các dụng cụ khác.
3.2 Phƣơng pháp thí nghiệm 3.2.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm 4 nghiệm thức tương ứng với 4 loại khẩu phần khác nhau về tỷ lệ bổ sung β-glucan như sau:
Nghiệm thức Đối chứng (ĐC): Khẩu phần thức ăn cơ sở (KPCS) Nghiệm thức 1: KPCS + 0,02% β-glucan
Nghiệm thức 2: KPCS + 0,05% β-glucan Nghiệm thức 3: KPCS + 0,10% β-glucan
Mỗi nghiệm thức tiến hành 3 lần lập lại, tương ứng với 12 đơn vị thí nghiệm, mỗi đơn vị thí nghiệm bố trí 50 con gà Cobb 500 ở thời điểm 8 ngày tuổi có khối lượng ban đầu tương đương nhau (tỷ lệ trống mái là 1:1). Như vậy tổng số gà dùng cho thí nghiệm là 4 × 3 × 50 = 600 con gà.
3.2.2 Quy trình chăm sóc, nuôi dƣỡng
Trước khi nhập gà về phải chuẩn bị đầy đủ dụng cụ úm, vận chuyển, thức ăn nước uống, kiểm tra máy sưởi, nhiệt độ chuồng. Khi nhập gà phải thực hiện việc vẩn chuyển gà vào nơi úm trong khoảng thời gian ngắn nhất để hạn chế gây stress cho gà.
Tất cả gà thí nghiệm được chăm sóc và nuôi dưỡng trong cùng chế độ với các gà nuôi trong chuồng. Cho gà ăn đúng giờ vào hai thời điểm trong ngày, lần thứ nhất lúc 7 giờ sáng (30% lượng thức ăn), lần thứ hai lúc và 16