2. Mục tiêu của đề tài
1.1.3. Cân bằng axit amin
Cân bằng axit amin là sự cân đối axit amin giữa các axit amin, đặc biệt là các axit amin không thay thế trong khẩu phần sao cho phù hợp với nhu cầu cơ thể động vật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng protein một cách tối ƣu.
Giữa các axit amin trong thức ăn, ống tiêu hóa, các tổ chức luôn có cân bằng động. Nếu axit amin dƣ thừa không dự trữ đƣợc trong tế bào sẽ bị sử dụng chuyển hóa thành các chất hoặc làm nguồn cung cấp năng lƣợng nhƣ gluxit dẫn đến hiệu quả sử dụng thức ăn kém.
Cân bằng axit amin có ý nghĩa đặc biệt quan trọng vì sự thiếu hụt hoặc vắng một axit amin không thay thế bất kỳ nào trong khẩu phần đều ảnh hƣởng xấu đến việc sử dụng các axit amin khác cho quá trình sinh tổng hợp protein.
1.1.3.1.Sự thiếu hụt và dư thừa axit amin ở lợn
Trong thực tế chăn nuôi, chúng ta thƣờng gặp các khẩu phần không cân đối về thành phần axit amin và tỷ lệ giữa chúng với nhau, sự không cân đối này thể hiện ở các mức khác nhau do thiếu hụt hoặc thừa hoặc đồng thời thiếu hoặc thừa một hay một vài axit amin hoặc sự đối kháng giữa chúng và sự có mặt không đồng thời trong khẩu phần.
Ở một số trƣờng hợp, trong khẩu phần ăn, việc thừa hay thiếu axit amin trong giới hạn nào đó thì cũng đồng nghĩa với việc thiếu hụt hay dƣ thừa protein. Thiếu hụt hay dƣ thừa ở đây không chỉ bó hẹp là thừa hay thiếu tất cả
các axit amin, nó còn biểu hiện: thiếu một hay một nhóm axit amin, hoặc thừa một hay một nhóm axit amin. Thừa hay thiếu các axit amin đều ảnh hƣởng xấu đến đời sống, cho sản phẩm của lợn. Một vài axit amin đơn lẻ riêng biệt thƣờng thấy thiếu hụt so với nhu cầu của lợn. Biểu hiện đầu tiên thƣờng giảm lƣợng thức ăn ăn vào thể hiện thức ăn thừa nhiều, điều đó kéo theo tăng hao phí thức ăn, giảm tăng trọng và không tiết kiệm.
Lợn cũng có thể chịu đƣợc lƣợng protein ăn vào cao mà ít có biểu hiện bệnh tật đáng kể, đôi khi bị ỉa chảy nhẹ. Tuy nhiên, khi lợn ăn lƣợng protein cao (vƣợt quá 25% đối với lợn choai) là lãng phí, gây ô nhiễm môi trƣờng và kết quả là làm giảm tăng trọng và hiệu quả sử dụng thức ăn [6].
Lợn ăn quá nhiều một axit amin riêng lẻ có thể gây triệu chứng xấu nhƣ tính độc, tính đối kháng hay tính mất cân bằng tùy theo bản chất của ảnh hƣởng. Sự đối kháng thƣờng xảy ra giữa các axit amin có quan hệ về cấu trúc. Ví dụ sự đối kháng giữa lysine - arginine ở gia cầm, khi lƣợng lysine trong khẩu phần vƣợt quá nhu cầu sẽ làm tăng nhu cầu về arginine. Tuy nhiên, ở lợn sự dƣ thừa về lysine quá nhu cầu không làm tăng nhu cầu arginine (Edmond và Baker, 1987b) [6]. Sự mất cân bằng axit amin có thể xảy ra khi khẩu phần đƣợc bổ sung thêm một hoặc nhiều axit amin không phải là axit amin giới hạn. Trong hầu hết các trƣờng hợp đó, lƣợng thức ăn ăn vào đều giảm. Lợn trở lại bình thƣờng nhanh chóng khi lƣợng axit amin vƣợt quá đƣợc rút bớt khỏi khẩu phần.
Sự mất cân bằng axit amin cũng có thể xảy ra khi khẩu phần đƣợc bổ sung thêm một hay nhiều axit amin không phải là axit amin tới hạn. Trong các trƣờng hợp đó lƣợng thức ăn ăn vào đều giảm. Nếu chúng ta rút bớt lƣợng axit amin vƣợt quá khỏi khẩu phần thì lợn sẽ nhanh chóng trở lại bình thƣờng.
Để cân bằng axit amin trong khẩu phần, tùy thuộc vào nguyên nhân gây mất cân đối mà ngƣời ta thƣờng sử dụng các biện pháp sau:
- Nâng cao số lƣợng protein trong khẩu phần
Biện pháp này nhằm khắc phục sự thiếu hụt một phần các axit amin bằng cách cho vật nuôi ăn nhiều protein có trong thức ăn cơ bản có nghĩa là tăng lƣợng thức ăn nền trong khẩu phần. Nhƣ vậy, khẩu phần vẫn không cân đối các axit amin, mà chỉ đáp ứng cho nhu cầu dinh dƣỡng một hoặc vài axit amin giới hạn, nhiều khi lại quá thừa các axit amin khác. Về phƣơng diện kinh tế, biện pháp này ít kinh tế, gây lãng phí thức ăn, chi phí cho một đơn vị tăng trọng hoặc sản phẩm rất cao. Biện pháp này thƣờng đƣợc áp dụng trong chăn nuôi gia đình khi thức ăn địa phƣơng nhiều và giá rẻ. Trong chăn nuôi hiện đại biện pháp này thƣờng không đƣợc áp dụng.
- Sử dụng thức ăn hỗn hợp đã cân đối thành phần và tỷ lệ các axit amin.
Trên cơ sở tính toán các nguồn thức ăn có số lƣợng và chất lƣợng protein khác nhau mà phối hợp làm sao để có thể bổ sung lẫn nhau nhằm có đƣợc sự cân đối các axit amin trong khẩu phần. Chúng ta có thể dùng nguồn protein thức vật hoặc phối hợp giữa protein thực vật với protein động vật hoặc các sinh khối vi sinh vật.
Đối với lợn, thức ăn là ngũ cốc, các loại khô dầu, cám đều thiếu lysine tới 30 - 50%. Các loại khô dầu, thành phần axit amin dao động lớn vì phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu và kỹ thuật ép dầu. Đa số các loại bã và khô dầu đều thiếu lysine nhƣng lại giàu tryptophan. Để khắc phục sự thiếu hụt này chúng ta có thể dùng các nguồn protein động vật, đậu tƣơng, nấm men…Protein của cây xanh giàu lysine, thỏa mãn nhu cầu tryptophan, histidine nhƣng thiếu methionine. Ngô giàu methionine nhƣng ít tryptophan; sắn giàu tinh bột nhƣng nghèo protein và các axit amin…
Thức ăn nguồn động vật có giá trị dinh dƣỡng và axit amin cao. Chúng có đầy đủ các axit amin với thành phần và tỷ lệ cân đối, độ hòa tan cao tạo điều kiện cho con vật tiêu hóa tốt. Tất cả những protein động vật đặc biệt là sữa và các sản phẩm của sữa rất giàu lysine, tryptophan. Phụ phẩm của công nghệ chế biến thịt không có thành phần axit amin ổn định, thƣờng nghèo lysine, methionine, cystine và tryptophan. Các sản phẩm từ cá có thành phần axit amin khá tốt.
- Bổ sung các axit amin tổng hợp
Bổ sung các axit amin giới hạn trong khẩu phần bằng các chế phẩm tổng hợp hóa học hoặc vi sinh vật học. Đó là các dạng DL - axit amin và L - axit amin. Về mặt dinh dƣỡng thì các axit amin tổng hợp có thể khác với các axit amin đƣợc giải phóng từ protein thức ăn trong quá trình tiêu hóa, nhƣng các loại axit amin tổng hợp có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu rất lớn, tạo điều kiện để dễ dàng cho việc sản xuất một khối lƣợng lớn thức ăn có giá trị cao.
Theo Marvromichalis và Cs (1998) [47], nếu nuôi lợn bằng khẩu phần phối trộn dựa vào bột đậu nành và ngô có chứa 13,5% protein thô đồng thời có bổ sung thêm các axit amin gồm lysine, tryptophan, threonine, methionine, isoleucine và valine thì kết quả về tăng trƣởng của lợn ngang bằng khẩu phần phối trộn dựa vào bột đậu nành và ngô chứa 19,2% protein thô.
Axit amin giới hạn ở vị trí số một là lysine, vì hầu hết các nguồn protein thực vật đều thiếu lysine. Trƣớc đây, lysine đƣợc sản xuất bằng tổng hợp hoá học và sản phẩm ở dạng raxemic nên bị lãng phí mất một nửa sản phẩm do động vật chỉ sử dụng đƣợc dạng L – axit amin. Giữa những năm 50 - 60 của thế kỷ XX, ngƣời ta đã tổ chức sản xuất ở quy mô công nghiệp bằng phƣơng pháp lên men với sản phẩm dạng L – lysine. Nhƣ vậy, khác với methionine, lysine hiện nay đƣợc sản xuất chủ yếu bằng phƣơng pháp vi sinh vật. Các sản phẩm có tế bào vi khuẩn có khả năng thu nhận thức ăn gồm
gluxit, nguồn nitơ, một số khoáng chất và các chất sinh trƣởng để sản sinh ra lysine. Chính đặc tính này của vi sinh vật đã đƣợc sử dụng làm cơ sở cho công nghiệp vi sinh vật sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học.
Axit amin giới hạn ở vị trí số hai là methionine. Sản phẩm này có dạng raxemic D, L – methionine. Hiện nay, D – L methionine đƣợc áp dụng rộng rãi trong thực tế nhƣ là một hợp chất của thức ăn tổng hợp chế biến cho gia súc, gia cầm đạt hiệu quả kinh tế cao (Lƣơng Đức Phẩm, 1982 [10]) .