C tắch lũy (sữa, thịt, trứng, lông len)
2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Trên thế giới, việc ựánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn chăn nuôi ựã ựược tiến hành từ rất sớm. Từ giữa thế kỷ XIX, các nhà khoa học ựã cố gắng
ựưa ra những hệ thống dinh dưỡng có thể cho phép người chăn nuôi xây dựng ựược khẩu phần ăn hợp lý hơn cho gia súc gia cầm (INRA, 1989 [45]; McDonald và ctv, 1995 [50]). Mặc dù các hệ thống dinh dưỡng khác nhau có thể sử dụng ựơn vị khác nhau nhưng tất cả ựều có chung một ựặc ựiểm là bao gồm ắt nhất 2 thành phần: nhu cầu dinh dưỡng của con vật và giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn cho chúng. Hai thành phần này thường phải ựược biểu thị bằng cùng một ựơn vị (VD: DE; ME hoặc NE...). Và như vậy, ựể xây dựng một hệ thống dinh dưỡng thì ngoài việc xác ựịnh nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi còn cần phải ựánh giá ựược hàm lượng các chất dinh dưỡng tương ứng có trong các loại thức ăn hoặc khẩu phần dùng ựể nuôi loài vật ựó.
Theo thời gian, các kiến thức của nhân loại về thức ăn ngày càng sâu sắc hơn và hệ thống ựánh giá thức ăn cũng ựược phát triển, thay ựổi theo hướng ngày càng ựánh giá chắnh xác hơn giá trị dinh dưỡng của thức ăn. Thời kỳ sơ khai, các chất dinh dưỡng cơ bản trong thức ăn như vật chất khô, protein, xơ, lipid, khoáng, dẫn xuất không ựạm ựã ựược ựánh giá và sử dụng ựể thiết lập khẩu phần ở mức ựộ các chất dinh dưỡng tổng số thông qua việc phân tắch thành phần hóa học thức ăn trong phòng thắ nghiệm. Sau ựó, ựã có nhiều nghiên cứu cho thấy các chất dinh dưỡng tổng số không ựược tiêu hóa và hấp thu hoàn toàn mà một bộ phận không tiêu hóa ựược và bị ựào thải ra ngoài qua phân. Nói cách khác tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng < 100% và rất khác nhau giữa các loại thức ăn và khác nhau giữa các loài vật nuôi (Batterham và ctv, 1990 [28]; Tartrakoon, 2000 [69]). Nhờ sự hiểu biết sâu hơn về tiêu hóa này và sự phát triển của các kỹ thuật mới nên ngày nay việc ựánh giá thức ăn dựa trên mức ựộ tiêu hóa của các chất dinh dưỡng ựã và ựang ựược nhiều nước sử dụng (NRC, 1998 [59]). Không chỉ dừng lại ở ựó, các nước có nền chăn nuôi phát triển còn xây dựng hệ thống ựánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn ở mức ựộ tinh vi hơn và sử dụng riêng cho từng loài
gia súc chẳng hạn như hệ thống năng lượng ME cho bò thịt (AFRC, 1993 [25]; GfE, 1995 [40]), NElcho bò sữa (NRC, 2001 [60]; GfE, 2001[42]), ME cho lợn (GfE, 1987 [39]; DLG, 1991 [34]; NRC, 1998 [59]) và AMEN cho gà (GfE, 1999 [41]; NRC, 1994 [58]).
Trong chăn nuôi gia súc gia cầm, thức ăn có thể chiếm tới 70% tổng giá thành sản xuất (Kirchgessner, 1997 [47]), trong ựó chi phắ cho thức ăn cung cấp năng lượng trong khẩu phần chiếm tỷ lệ cao nhất, sau ựó là thức ăn protein. Do ựó việc ựánh giá giá trị năng lượng và protein trong thức ăn nhằm xây dựng khẩu phần ựáp ứng vừa ựủ nhu cầu dinh dưỡng cho con vật có thể ựược coi là công việc hết sức cần thiết ựể sản xuất thức ăn tốt nhất với giá thành thấp nhất. Do các nước khác nhau có ựặc thù về thức ăn khác nhau nên không thể lấy cơ sở dữ liệu thức ăn của nước này ựể áp dụng cho các nước khác ựược. Chắnh vì vậy mà các nước có nền chăn nuôi tiến tiến trên thế giới ựều phải xây dựng cơ sở dữ liệu về thức ăn của riêng mình ựể thiết lập khẩu phần ăn cho ựàn gia súc gia cầm của họ (NRC, 1998 [59]; GfE, 1999 [41]).
Hiện nay các nước khác nhau sử dụng các hệ thống ựánh giá giá trị năng lượng khác nhau cho thức ăn của nước mình. Tuy nhiên, tất cả ựều nằm trong số 3 hệ thống cơ sở là hệ thống năng lượng tiêu hoá (DE), hệ thống năng lượng trao ựổi (ME) và hệ thống năng lượng thuần (NE). DE ựược xác ựịnh bằng cách lấy năng lượng thô (GE ựược xác ựịnh trực tiếp bằng cách ựốt mẫu thức ăn trong bom calorimeter) trừ ựi phần năng lượng thải ra trong phân. ME là giá trị năng lượng còn lại của DE sau khi ựã trừ phần năng lượng mất ựi trong nước tiểu và khắ mê tan. NE là giá trị năng lượng còn lại của ME sau khi trừ bỏ phần năng lượng mất ựi dưới dạng nhiệt gia tăng (nhiệt sinh ra trong quá trình tiêu hoá thức ăn, trao ựổi thức ăn và bài tiết chất thải mà không ựược sử dụng cho mục ựắch duy trì thân nhiệt). Như vậy NE mới chắnh là phần năng lượng mà con vật có thể sử dụng cho mục ựắch duy trì và sản
xuất. Và vì thế hệ thống NE là chắnh xác nhất trong số các hệ thống năng lượng hiện ựang ựược sử dụng. Tuy nhiên do việc xác ựịnh NE rất phức tạp, ựòi hỏi phải có buồng hô hấp, nên hệ thống này mới chỉ ựược sử dụng ở một số nước phát triển như Pháp, Hà lan, đức, Canada (Moehn và ctv., 2005 [51], Robert và ctv., 2007 [62]). Ở các nước khác, hệ thống DE và /hoặc ME vẫn ựang ựược sử dụng khá phổ biến.
Cơ sở dữ liệu về giá trị năng lượng thức ăn ựược xây dựng cho mỗi loài vật nuôi riêng biệt vì ựặc ựiểm sinh lý tiêu hóa và hóa sinh chuyển hóa của các loài vật nuôi khác nhau có nhiều ựiểm khác nhau (Kirchgessner, 1997 [47]; GfE, 1987 [39]; GfE, 1999 [41]; NRC, 1994 [58]; NRC, 1998 [59]). đối với loài nhai lại, các hệ thống năng lượng ựược dùng phổ biến hiện nay là hệ thống ME và hệ thống NE. Theo Mc Donald và ctv., 1995 [50] thì hệ thống ME ựược sử dụng phổ biến ở các nước như Anh, Thụy điển và Australia, trong khi hệ thống NE ựược sử dụng bởi các nước như Pháp, đức, Ý, Hà Land, Bỉ, Thụy Sĩ, Áo, Na Uy, Phần Land, đan Mạch, Mỹ, Israel và Hungary. Tuy nhiên ựiều cần lưu ý là trong hệ thống ME các hệ số chuyển ựổi ME thành dạng năng lượng có thể ựược gia súc sử dụng cho các chức năng khác nhau của cơ thể như duy trì, tăng trọng và tiết sữa (tương ựương với NEm, NEg, NEl) ựược sử dụng khi lập khẩu phần ăn cho gia súc nhai lại. Các hệ thống NE của các nước châu Âu khác lại chỉ sử dụng một giá trị NE cho các loại thức ăn. Khi lập khẩu phần, tùy theo mục ựắch sử dụng năng lượng cho chức năng nào mà người lập khẩu phần có thể sử dụng các hệ số chuyển ựổi khác nhau, phù hợp với chức năng ựó của cơ thể. Còn trong hệ thống NE của Mỹ mà hiện nay các nước khác như Israel và Hungary cũng ựang áp dụng thì NE lại ựược xác ựịnh theo chức năng ngay từ ựầu, nghĩa là mỗi loại thức ăn có các giá trị NE khác nhau là NEm, NEg, và NEl (Mc Donald và ctv., 1995 [50]). Như vậy có thể thấy ựối với thức ăn cho gia súc nhai lại thì hệ thống
năng lượng NE ựược nhiều nước có nền chăn nuôi phát triển trên thế giới sử dụng hơn do hệ thống này ựánh giá chắnh xác hơn phần năng lượng trong thức ăn mà gia súc có thể sử dụng ựể phục vụ cho các chức năng sống của mình.
Tương tự như hệ thống năng lượng cho gia súc nhai lại, hệ thống sử dụng cho lợn và gia cầm cũng bao gồm các hệ thống DE, ME và NE. Hệ thống DE và ME ựược sử dụng rộng rãi cho lợn ở Nam Mỹ và một số nước châu Âu bởi vì việc xác ựịnh DE và ME dễ dàng hơn việc xác ựịnh NE. Hệ thống ME ựược sử dụng phổ biến cho gia cầm ở hầu hết các nước trên thế giới vì việc xác ựịnh hàm lượng ME ở gia cầm rất dễ thực hiện (Mc Donald và ctv., 1995 [50]). Tuy nhiên hệ thống NE mới là hệ thống ựánh giá một cách chắnh xác nhất giá trị năng lượng của thức ăn mà gia súc gia cầm có thể sử dụng cho các chức năng sống (Mc Donald và ctv., 1995 [50]). Nhưng do việc xác ựịnh NE rất phức tạp và ựòi hỏi phải có hệ thống trang thiết bị ựắt tiền nên hệ thống này mới chỉ ựược sử dụng ở một số nước phát triển như Pháp, Hà Lan, đức, và hiện nay ựang ựược phát triển sử dụng ở Canada (Moehn và ctv., 2005 [51]; Robert và ctv., 2007 [62]).
đối với lợn, giá trị năng lượng (DE, ME và NE) của thức ăn phụ thuộc vào một số yếu tố, trong ựó hàm lượng xơ của thức ăn và tuổi gia súc là các yếu tố ựáng lưu ý. Xơ có ảnh hưởng rất lớn ựến giá trị năng lượng (DE, ME và NE) sử dụng cho lợn vì loài gia súc này không có khả năng sản sinh enzyme tiêu hoá xơ. Theo Noblet, 2007 [56] thì hàm lượng xơ trong thức ăn cho lợn là nguyên nhân chủ yếu dẫn ựến sự biến ựộng rất lớn (10-100%) của tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của các nguyên liệu thức ăn. Thông thường hệ số tiêu hoá của xơ chỉ ựạt dưới 50% trong khi ựó hệ số tiêu hoá của protein thô, tinh bột, ựường, mỡ ựạt từ 80 ựến 100%. Vì vậy nếu thức ăn chứa nhiều xơ sẽ làm giảm tỷ lệ tiêu hoá của các chất khác như protein thô, mỡ. Trong quá trình ựánh giá giá trị dinh dưỡng của 114 loại khẩu phần Noblet và Perez,
1993 [57]) ựã xây dựng nên 50 phương trình ựể ước tắnh giá trị năng lượng, hệ số tiêu hoá năng lượng và protein. Tuy nhiên tác giả ựã khuyến cáo giá trị năng lượng khẩu phần ựược ước tắnh chắnh xác nhất từ khoáng, CP, EE và NDF, song ựối với thức ăn nguyên liệu cần có những phương trình ựặc thù. Bên cạnh ựặc ựiểm của thức ăn thì tuổi gia súc cũng có ảnh hưởng ựáng kể ựến giá trị DE, ME và NE của thức ăn, trong ựó giá trị năng lượng của thức ăn ựối với lợn trưởng thành thường cao hơn các giá trị này trên lợn sinh trưởng (Noblet và Shi, 1993 [ 53], [54]; Noblet và van Milgen, 2004 [55]).
để xác ựịnh giá trị năng lượng trong thức ăn cho lợn và gia cầm người ta có thể sử dụng một trong số các phương pháp như xác ựịnh tỷ lệ tiêu hóa in vivo trên gia súc gia cầm sống, phương pháp xác ựịnh tỷ lệ tiêu hóa in vitro
(enzyme), và phương pháp tham khảo (referent method) công thức ước tắnh ựã ựược thiết lập. Trong số các phương pháp này thì xác ựịnh tỷ lệ tiêu hóa in vivo
là phương pháp xác ựịnh năng lượng trực tiếp trên gia súc và do ựó cho kết quả chắnh xác nhất. Tuy nhiên ựây cũng là phương pháp tốn kém nhất và ựòi hỏi việc bố trắ thắ nghiệm phức tạp nhất và các yêu cầu về kỹ thuật cao nhất.
Bên cạnh việc ựánh giá hệ thống năng lượng, việc ựánh giá tỷ lệ tiêu hoá axit amin hồi tràng của nguyên liệu thức ăn ựặc biệt là thức ăn giàu protein cũng rất quan trọng khi xây dựng cơ sở dữ liệu về thành phần dinh dưỡng thức ăn phục vụ cho việc thiết lập khẩu phần tối ưu cho gia súc gia cầm. Phương pháp thông dụng hiện nay ựối với lợn là sử dụng van hồi manh tràng ựặt tại ựiểm cuối của hồi tràng ựể thu mẫu và ựánh giá tỷ lệ tiêu hoá của protein và axit amin (van Lueween, 2002 [71]), hoặc bằng phương pháp giải phẫu cắt bỏ ruột già rồi nối trực tiếp của ựiểm cuối hồi tràng với hậu môn của lợn (INRA [45], [46]). Phương pháp thường dùng ựể xác ựịnh tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng các axit amin của thức ăn cho gia cầm là thực hiện thắ nghiệm nuôi dưỡng trên cũi trao ựổi chất và tiến hành phân tắch xác ựịnh hàm lượng các
axắt amin trong dịch hồi tràng sau khi giết mổ gia cầm thắ nghiệm theo các qui trình mô tả bởi AFZ, 2000 [26] và GfE, 1999 [41]. Tỷ lệ tiêu hoá hồi tràng AA của thức ăn cho lợn và gia cầm ựược biểu thị bằng 3 hệ số: tỷ lệ tiêu hoá hồi tràng biểu kiến (AID), tỷ lệ tiêu hoá ựúng (TID) và tỷ lệ tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn (SID). AID là hệ số ựược xác ựịnh dễ dàng nhất song không tắnh ựược AA nội sinh tổng số mất ựi (AA nội sinh cơ bản + AA nội sinh do thức ăn gây nên) và không ựại diện cho khả năng tiêu hoá, sử dụng AA của nguyên liệu thức ăn trong khẩu phần (Fan và ctv., 1994 [35]; Stein và ctv., 2005 [67]). TID là hệ số ựã ựược hiệu chỉnh bằng cách ựo lượng AA nội sinh tổng số mất ựi. AA nội sinh tổng số phụ thuộc vào bản chất của thức ăn, ựặc biệt là thức ăn giàu xơ hoặc các chất kháng dinh dưỡng có mặt trong thức ăn. Trong thực tế việc xác ựịnh giá trị này rất phức tạp vì không dễ dàng ựể ựo ựược AA nội sinh do thức ăn. Còn SID là hệ số ựược xác ựịnh sau khi hiệu chỉnh AID từ AA nội sinh cơ bản. AA nội sinh cơ bản là AA mất ựi không phụ thuộc vào thức ăn ăn vào. Việc xác ựịnh AA nội sinh cơ bản ựược xác ựịnh bằng cách sử dụng khẩu phần không chứa nitơ ựể hiệu chỉnh. Ngày nay giá trị SID ựược khuyến cáo sử dụng ựể xây dựng khẩu phần cho lợn và gia cầm (AFZ, 2000 [26]; Stein và ctv., 2007 [65]).