1.1.4.1. Các sắc chất trong cây họđậu
Carotenoit, nhĩm nhiều nhất và phổ biến rộng rãi của các sắc tố trong tự nhiên. Các nghiên cứu về những sắc tố được bắt đầu vào đầu thế kỷ 19, khi các tinh thể màu vàng được thu nhận từ cà rốt lần đầu tiên năm 1831 bởi Wackenroder và các sắc tố cĩ màu vàng trong lá cây là xanthophylls được Berzelius phân lập năm 1837 (Tee,1992) [263]. Vào thập niên 1950, carotenoit đã được sinh tổng hợp để sử dụng như là một chất màu thực phẩm. Ngày nay, số lượng các carotenoit tìm thấy trong tự nhiên lên đến 700 hợp chất với các màu sắc khác nhau. Chúng được biết đến như là các hợp chất cĩ khả năng chống oxi hĩa. Đối với thực vật carotenoit đĩng vai trị một chất chống oxy hĩa, bảo vệ các tế bào tránh các tổn hại do gốc tự do, carotenoit cũng gĩp phần ổn định và bảo vệ bộ gen của tế bào. Các carotenoit chủ yếu được tách từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên như thực vật và vi sinh vật. (Davison và cs, 1993) [106].
Carotenoit được chia thành hai nhĩm sắc tố chính:
- Carotens: gồm các hợp chất hydrocacbon carotenoit. Các caroten cĩ màu đỏ, da cam, ví dụ nhưα-caroten, β-caroten và lycopen.
- Xanthophylls: gồm các dẫn xuất caroten với nhĩm chức cĩ chứa oxy và thường cĩ màu vàng. Ví dụ như lutein và zeaxanthin.
Tất cả các carotenoit cĩ thểđược xem như là dẫn xuất của acrylic C40H56 cĩ trung tâm là chuỗi gồm nhiều nối đơi liên hợp, do kết hợp với hydro (hydrogenation), khử hydro (dehydrogenation), hình thành vịng (cyclization), thực hiện quá trình oxy hĩa (oxydation) tạo nên. Cấu trúc của carotenoit cĩ thể cĩ vịng hoặc khơng vịng. Vịng 6 cạnh hoặc 5 cạnh ở 1 đầu hay 2 đầu của phân tử.
Một số carotenoit quan trọng và tiêu biểu như: lycopene, beta - caroten (III), alpha - caroten (IV), beta - cryptoxanthin (V), zeaxanthin (VI), lutein (VII), neoxanthin (VIII), violaxanthin (IX), fucoxanthin (X). (Hình 1.1) (Britton G. (1995) [81].
Carotenoit thường kết tinh ở dạng tinh thể. Tinh thể carotenoit cĩ nhiều dạng khác nhau và kích thước của chúng cũng rất khác nhau như: Dạng hình kim dài (lycopen, δ-caroten), hình khối lăng trụđa diện (alpha - caroten), dạng hình thoi (beta - caroten), kết tinh vơ định hình (γ-caroten) .Hầu như tất cả carotenoit đều tan trong chất béo và các dung mơi khơng phân cực. Các carotenoit tự do tạo màu kem, vàng, cam, hồng, đỏ tùy theo loại hợp chất, nguồn nguyên liệu, điều kiện thời tiết,… dạng carotenoprotein tạo dãy màu từ xanh lá, tím, xanh dương và đen. Khi đun sơi sẽ chuyển sang màu đỏ cam do protein bị biến tính, phức hợp với carotenoit bị phá huỷ, màu carotenoit trở lại bình thường.
Do hệ thống nối đơi liên hợp nên carotenoit dễ bị oxy hĩa mất màu, hoặc đồng phân hố, hydro hĩa tạo màu khác. Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu là nhiệt độ, phản ứng oxy hĩa trực tiếp hoặc gián tiếp, ion kim loại, ánh sáng, tác dụng của enzyme (peroxidase, lipxidase, lipperoxidase),…
Carotenoit tinh khiết rất bền khi ở dạng huyền phù hoặc dung dịch với dầu thực vật, đặc biệt là khi cĩ chất chống oxi hố là α - tocopherol.
Carotenoit là chất chống oxy hĩa tự nhiên cĩ khả năng bắt giữ oxy đơn phân tử O2 (oxy singlet). Lutein và zeaxanthin hấp phụ những phổ ánh sáng cĩ năng lượng cao và cĩ hại nhất của ánh sáng mặt trời, kìm hãm việc hoạt hĩa các gốc tự do, ngăn chặn phản ứng kích hoạt bởi ánh sáng. Caroten - bảo vệ thị giác, tăng cường sức khoẻ và sức đề kháng cho cơ thể, chống thối hĩa điểm vàng.
Xanthophylls (hay cịn gọi là hồng thể tố: lutein hoặc xanthin), về cơ bản là một sắc tố khác ngồi chất diệp lục cĩ trong thực vật. Một số loại thức ăn chứa nhiều hồng thể tố như: Gluten ngơ, cỏ linh lăng, hoa cúc vạn thọ, tảo biển,...
Hình 1.2. Cấu trúc của xanthophyll
Hồng thể tố cĩ khả năng tạo màu cho thực phẩm. Hồng thể tố cần thiết quan trọng trong thức ăn chăn nuơi gia cầm nhiều hơn các động vật khác, vì nĩ làm tăng màu vàng cho chân, da thịt, lịng đỏ trứng tạo hấp dẫn đối với người tiêu dùng và tăng giá trị sản phẩm.
1.1.4.2. Vai trị của sắc chất trong chăn nuơi gia cầm
Fasuyi và cs, (2005c) [119] cho biết bột lá khơng chỉ được xem như nguồn protein, mà cịn cung cấp một số vitamin cần thiết, khống chất và caretenoid tạo màu vàng của da gà thịt, chân và lịng đỏ trứng.
D'Mello (1995) [104] cho biết bột lá Leucaena cĩ hàm lượng carotenoit tương đối cao. Các hợp chất bao gồm các carotens, tiền chất của vitamin A, và xanthophylls, chúng được sử dụng cho gia cầm như là một nguồn sắc tố. Nguồn sắc tố trong trứng, da và thịt của gà khơng tự tổng hợp được mà phải lấy từ nguồn thức ăn bên ngồi.
Bột lá Leucaena chứa hàm lượng hồng thể tố 318 mg/kg CK (Kanto, 1986) [153] và 235 mg/kg CK (Khanampun, 1991) [158] cho các giống Leucaena khác
nhau. Scott và cs, (1982) [246] cho biết hàm lượng hồng thể tố từ 400 đến 550 mg/kg CK trong bột cỏ alfalfa. Bột lá các cây họ đậu khác cũng cung cấp các caroteniods. Hàm lượng caroteniods trong bột lá phụ thuộc vào thời gian và phương pháp làm khơ.
Trong nghiên cứu trước đây, D'Mello (1995) [104] (trích dẫn Springhall và Ross (1965) cho biết gà mái cĩ khả năng hấp thụ xanthophylls tối đa trong khẩu phần chứa 5,0% bột lá Leucaena.
Bột lá anh đào giả (Osei và cs, 1990) [214] và bột lá đậu triều (Udedibie và Igwe, 1989) [269] đã cho thấy màu sắc lịng đỏ trứng tăng khi tăng bột lá trong khẩu phần. Các tác dụng cĩ lợi của bột lá anh đào giả xảy ra trong vịng một tuần ăn khẩu phần chứa nĩ, và hiệu quả màu sắc duy trì một thời gian đáng kể (4 tuần) sau khi ngưng ăn khẩu phần chứa bột lá (Osei và cs, 1990) [214]. Udedibie và Igwe (1989) [269] cho biết màu sắc trứng tăng khi tăng bột lá đậu triều trong khẩu phần nhưng sản lượng trứng bị giảm.
Màu da thịt gà được coi là rất quan trọng ở Trung Quốc, Hoa Kỳ, Mexico, và nhiều nước khác. Ở Nhật Bản, Hàn Quốc, nơi tiêu thụ một lượng lớn thịt và chân gà nướng, người tiêu dùng ởđây rất thích chân và thịt gà cĩ màu vàng. Màu da thịt và chân gà ảnh hưởng lớn đến thị hiếu của người tiêu dùng (Fletcher, 1999) [131]. Gà khơng tự sản xuất được carotenoit, mà phải được cung cấp qua thức ăn cho sắc tố da. Carotenoit tích lũy cĩ thể làm tăng chất lượng thịt gà bằng cách cải thiện hương vị (Josephson, 1987) [148], trì hỗn quá trình oxy hĩa và nhuộm màu cơ thể (An và cs, 2004) [67]. Carotenoit gia cầm chủ yếu tích lũy trong gan, da, và chân (Allen,
1988) [66]. β-caroten cĩ thể được coi như vai trị của tiền vitamin A hoạt động chống oxy hĩa và phản ứng miễn dịch của cơ thể. Sử dụng bột cỏ trong khẩu phần ăn gia cầm cĩ tác động nhỏ về hiệu suất gà thịt và cĩ thể đĩng gĩp đáng kể để cải thiện độ vàng da ngực và thành phần axit béo của thịt (Mourão, 2008) [186].
Gà mái khơng cĩ khả năng tổng hợp sắc tố, nhưng cĩ khả năng vận chuyển khoảng 20 - 60% các sắc tố từ thức ăn ăn vào cho lịng đỏ (Bartov và Bornstein, 1980) [76]. Những màu sắc tự nhiên của lịng đỏ trứng là kết quả của xanthophylls (Nys, 2000 [201]; Sirri và cs, 2007) [250]. Smith và Perdue (1966) [253] cho thấy hàm lượng carotenoit trong lịng đỏ trứng cĩ liên quan đến việc cung cấp carotenoit trong khẩu phần ăn. Sắc tố vàng trong lịng đỏ trứng và thịt gia cầm được người tiêu dùng quan tâm và là vấn đề của ngành sản xuất gia cầm cơng nghiệp ở nhiều nước trên thế giới. Với gia cầm đẻ, thiếu cỏ tươi trong khẩu phần cĩ thể dẫn đến đẻ trứng giảm, lịng đỏ nhạt khơng đáp ứng thị hiếu và giá thấp. Việc bổ sung số lượng nhỏ (ít hơn 5%) của bột lá cây họ đậu trong khẩu phần ăn sẽ làm tăng màu lịng đỏ trứng, da thịt gà đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng (Smallstock in development, 2006) [252].
Màu sắc lịng đỏ cĩ thể được cải thiện và đạt được bằng cách bổ sung chất màu tự nhiên hoặc chất màu tổng hợp trong khẩu phần ăn. Cĩ thể tác động dinh dưỡng để cải thiện mức độ màu sắc lịng đỏ từ sắc tố cĩ liên quan với sự hiện diện của chất tiền vitamin (CDA, 1977) [88]. Tuy nhiên, chất màu tổng hợp bị cấm tại một số nước (Karunajeewa và cs, 1984) [154]. Do đĩ, các sắc tố tự nhiên từ thực vật thường được sử dụng. Màu sắc của lịng đỏ trứng là sản phẩm các sắc tố của carotenoit, đặc biệt đĩ là sự hiện diện của sắc tố vàng trong thức ăn tự nhiên như ngơ, cây họđậu, ngơ vàng, cỏ, hoa cúc vạn thọ, cà chua, cà rốt, tảo, ớt đỏ, hoa Sesbania
javanica Miq,... Ngơ vàng, ngồi nguồn năng lượng, cịn cung cấp sắc tố vàng cho gà thịt. Chất màu tự nhiên được sử dụng rộng rãi và những sắc tố tự nhiên này cĩ sức cạnh tranh cao hơn so với sắc màu tổng hợp.
Ở một số nơi trên thế giới, màu lịng đỏ là một trong những yếu tố quan trọng nhất được sử dụng để đánh giá chất lượng trứng (Delgado-Vargas và cs, 1998) [108].
Ở Mỹ, màu sắc lịng đỏđược ưa thích ở khoảng 7 - 10, trong khi ở một số nước của châu Âu hoặc châu Á, màu lịng đỏưa thích từ 10 và 14 theo thang điểm của Roche, trong khi lịng đỏ trứng bình thường sốđiểm là 6 - 7 (Roche, 1988) [238]. Cường độ của màu sắc lịng đỏ của gà mái ăn chếđộ ngơ và đỗ tương thường được xếp điểm 7 trong thang điểm màu của Roche trong khi thị hiếu của thị trường yêu cầu là cao hơn điểm 10. Jeffries (1981) [147] báo cáo về điểm ưu tiên và chấp nhận của màu lịng đỏ trứng ở nhiều nước như 5 – 13 ở Anh; 8 – 13 ở Nhật Bản; 9 -12,5 ở Thụy Điển; 6 – 9 ở Hà Lan; 3 – 8 ở Canada; 4 – 15 ở Pháp; 6- 10 ở New Zealand và 10 – 10,5 ở Nauy.
Người tiêu dùng ở Thái Lan và Bangladesh tin rằng cường độ màu cao hơn trong lịng đỏ trứng suy ra chất lượng tốt. Ở Thái Lan màu lịng đỏ trứng được coi là tiêu chí quan trọng cho người tiêu dùng. Ưu tiên điểm màu lịng đỏ của trứng tươi tại thị trường Thái Lan là từđiểm 10 trở lên (Kijparkorn và Muangcharoen, 1992) [159]. Tại Bangladesh, lịng đỏ trứng nhợt nhạt là một trong những vấn đề của các trang trại nuơi gà đẻ trứng thương phẩm. Nhiều trang trại gia cầm khơng thể cĩ được mức độ màu mong muốn của lịng đỏ trứng (Brahmakshatriya và Shrivastava, 1978) [80]. Ở các nước, nơi sản xuất ngơ vàng hạn chế, thì nguồn chất màu tự nhiên để tăng màu sắc lịng đỏ trứng được lấy từ bột lá thực vật như hoa cúc vạn thọ, cỏ họđậu,... cung cấp cho trang trại.
1.2. Ảnh hưởng của một số kỹ thuật canh tác (phân bĩn, thời gian cắt) đến năng suất và chất lượng cỏ họđậu