W C O CP =
2.4.2. Nhu cầu axit amin
Axit amin là thành phần cơ bản của protein. Nú chứa 2 nhúm chức là cacboxyl - COOH mang tớnh axit và nhúm amin - NH2 mang tớnh kiềm. Tất cả
cỏc axit amin ủược phỏt hiện trong protein thuộc nhúm α - amino axit vỡ hầu hết nhúm amin của cỏc axit amin ủều nằm ở vị trớ Cα.
Axit amin cú cụng thức cấu tạo chung là: R
CαH
H2N COOH
Hiện nay, người ta ủó phỏt hiện ủược trờn 150 loại axit amin khỏc nhau. Nhưng ủể tạo thành protein của cơ thểủộng thực vật chủ yếu cú 22 axit amin tham gia [32].
* Axit amin thay thế và axit amin khụng thay thế
Căn cứ theo yờu cầu và khả năng tổng hợp axit amin của cơ thể ủộng vật người ta chia axit amin thành 2 loại:
Axit amin khụng thay thế là những axit amin mà cơ thểủộng vật khụng thể tự tổng hợp ủược hoặc khụng thể tạo thành bằng cỏch chuyển húa từ cỏc
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………18 axit amin khỏc. ðộng vật buộc phải lấy cỏc axit amin ủú từ thức ăn. Ở gia cầm cú 10 loại axit amin khụng thay thế là arginin, lyzin, histidin, leucin, isoleucin, valin, methionin, treonin, tryptophan và phenylalanin. Riờng glixin là axit amin khụng thay thế với gia cầm con cũn với gia cầm trưởng thành thỡ nú là axit amin thay thế [3].
Axit amin thay thế là cỏc axit amin mà cơ thểủộng vật cú thể tổng hợp
ủược hoặc tạo ủược bằng cỏch chuyển húa từ cỏc axit amin khỏc nhau. Người ta ủó xỏc ủịnh ủược 13 axit amin thay thế trong cơ thể gia cầm ủú là: alanin, asparaginin, aspartic, xystin, glutamic, glyxin, hydroprolin, prolin, serin, xitrulin, tyrozin, xystein và hydroxylizin. Axit amin thay thế này cú thể khụng cần thiết phải cung cấp qua thức ăn. [3].
Sự phõn chia axit amin thành axit amin thay thế và khụng thay thế chỉ
là tương ủối. Một axit amin là thay thế hoặc khụng thay thế cũn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tiờu chuẩn ủỏnh giỏ (sinh trưởng, duy trỡ, cõn bằng nitơ), tuổi con vật, sự cú mặt của cỏc axit amin khỏc trong khẩu phần, sự cung cấp cỏc chất dinh dưỡng khỏc (ủặc biệt là vitamin) và trạng thỏi sinh lý của con vật.
* Axit amin hạn chế
Trong khẩu phần thức ăn của gia cầm cú cỏc axit amin mà hàm lượng của nú thấp hơn so với nhu cầu của con vật từủú làm giảm hiệu quả sử dụng protein. Người ta gọi cỏc axit amin thiếu trong khẩu phần là axit amin giới hạn hay là yếu tố hạn chế. Như vậy, axit amin giới hạn là axit amin mà số
lượng của nú thường thiếu so với nhu cầu, từ ủú làm giảm giỏ trị sinh học của protein trong khẩu phần (Shimada, 1984). Axit amin nào thiếu nhất và làm giảm hiệu suất lợi dụng protein lớn nhất thỡ gọi là axit amin hạn chế thứ nhất (yếu tố số một) và theo cỏch lý giải như vậy, những axit amin tiếp theo ủú ớt thiếu hơn so với nhu cầu và với mức axit amin khỏc ủược gọi là axit amin giới hạn thứ 2, rồi ủến thứ 3, thứ 4... [31]. Nguyờn tắc cơ bản ủể bổ sung axit amin
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………19 vào khẩu phần vật nuụi là theo trỡnh tự giới hạn. Axit amin giới hạn thứ nhất
ủược bổ sung ủầu tiờn sau ủú ủến axit amin giới hạn thứ 2, thứ 3...
Nếu khẩu phần cho gia cầm chủ yếu sử dụng nguyờn liệu ngụ và ủậu tương thỡ axit amin giới gạn thứ nhất là methionine (Ló Văn Kớnh, 1995) [11].
Vai trũ của axit amin trong cơ thể rất ủa dạng, là thành phần chủ yếu của protein, axit amin giữ vai trũ quan trọng trong nuụi dưỡng gia cầm. ðể
quỏ trỡnh tạo và ủổi mới protit ủược tiến hành liờn tục và cơ thể gia cầm phỏt triển một cỏch tối ưu, cần phải cung cấp cho chỳng một lượng axit amin cần thiết với tỷ lệ nhất ủịnh trong thức ăn.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………20
* Vấn ủề cõn bằng axit amin trong khẩu phần
Cơ thể gia cầm chỉ cú thể tổng hợp nờn protein của nú theo một mẫu cõn ủối về axit amin. Những axit amin nằm ngoài mẫu cõn ủối sẽ bị oxy húa cho năng lượng. Do vậy, khi sử dụng cỏc khẩu phần ủược cõn ủối phự hợp với nhu cầu axit amin của gia cầm thỡ sự sinh trưởng và sức sản xuất sẽ cao hơn, hiệu quả lợi dụng protein tốt, do ủú tiết kiệm ủược protein thức ăn. Hiệu quả
này cũn phụ thuộc vào cỏc axit amin thay thế và khụng thay thế của protein. Cõn bằng axit amin cú ý nghĩa ủặc biệt quan trọng trong cõn bằng cỏc chất dinh dưỡng. Bởi vỡ, thứ nhất tất cả cỏc axit amin cần thiết cho vật nuụi
ủều ủược lấy từ thức ăn, thứ 2 ngoại trừ một lượng nhỏ axit amin dựng cho mục ủớch ủặc biệt cũn lại tất cả cỏc axit amin ủược dựng chủ yếu ủể tổng hợp protein cơ thể. Và ủiều quan trọng nhất là khụng cú sự dự trữ cỏc axit amin trong cơ thể. Sự vắng mặt của một axit amin khụng thay thế trong khẩu phần sẽ ngăn cản việc sử dụng cỏc axit amin khỏc ủể tổng hợp protein. ðiều ủú làm giảm tớnh ngon miệng, giảm sinh trưởng, cõn bằng nitơ õm nghiờm trọng. Tức là mất protein cơ thể (Rose, 1986) [53].
Trong khẩu phần một vài axit amin khụng thay thế bị thiếu so với nhu cầu sẽ làm ảnh hưởng ủến quỏ trỡnh trao ủổi chất ở gia cầm gõy giảm khối lượng, chậm lớn, gia cầm con chậm phỏt triển, khả năng chống chịu bệnh kộm. Khi khụng cú isolơxin hoặc valin trong thức ăn gà con sẽ chết sau 19 ngày. Trong khẩu phần khụng cú histidin gà con chỉ sống ủược 2 thỏng. Cũn nếu khụng cú lysine gà sống ủược 53 ngày. Nếu loại trừ tất cả cỏc axit amin ra khỏi khẩu phần ăn thỡ thời gian sống trung bỡnh của gà con là 35 ngày.
Nếu axit amin dư thừa so với nhu cầu, axit amin khụng ủược sử dụng cho tổng hợp protein của cơ thể sẽ bị phõn huỷ tạo ra axit uric, từ ủú làm mất cõn bằng axit amin, tạo ra yếu tố hạn chế mới, giảm sự lợi dụng protein trong khẩu phần làm gia cầm giảm sinh trưởng, giảm khả năng sản xuất (Yanning Han, 1994) [61]. Sự dư thừa axit amin cũn gõy ra sự ủối khỏng giữa cỏc axit
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………21 amin. Vớ dụ như lysine với arginine, khi khẩu phần thừa lysine dẫn ủến tăng cường hoạt ủộng của enzim argininaza trong cơ thể, emzim này phõn giải axit amin arginine ở ống thận do ủú tăng hấp thu arginine.
* Phương phỏp biểu thị nhu cầu axit amin trong khẩu phần
Trong dinh dưỡng vật nuụi, nhu cầu về axit amin chủ yếu là nhu cầu về cỏc axit amin khụng thay thế. Khi thiếu bất kỳ một axit amin khụng thay thế nào trong khẩu phần thỡ quỏ trỡnh tổng hợp protein bị rối loạn, thậm chớ cũn phỏ hủy trao ủổi chất của cơ thể. ðiều ủú làm giảm khả năng sinh trưởng cũng như sức sản xuất của gia cầm. Vỡ vậy, cần cung cấp ủầy ủủ cỏc axit amin khụng thay thế theo ủỳng nhu cầu của mỗi loại vật nuụi. Theo Tụn Thất Sơn, 2005 [31] (dẫn theo Scott, 1982) cú 4 cỏch thụng thường biểu thị nhu cầu axit amin:
- Số gam axit amin cho vật nuụi một ngày.
- Số gam axit amin cho 1000 kcal năng lượng trao ủổi (ME) của khẩu phần.
- Tỷ lệ phần trăm axit amin tớnh theo khẩu phần. - Tỷ lệ phần trăm axit amin tớnh theo protein.
Cỏch tớnh thứ nhất là cỏch chớnh xỏc nhất ủể thể hiện nhu cầu về axit amin nhưng rất khú ỏp dụng trong sản xuất. Cỏch thứ hai cú ưu thế vỡ nú gắn nhu cầu axit amin với nồng ủộ năng lượng trong khẩu phần. Phương phỏp này tiện lợi trong thực tế lập khẩu phần ăn cho gà.
Hiện nay cỏch thứ ba và thứ tư vẫn ủang ủược sử dụng nhiều hơn.
* Xỏc ủịnh nhu cầu axit amin
Theo Fisher (1984) [44] khi xỏc ủịnh nhu cầu axit amin cho gia cầm cần chỳ ý ủến cỏc nhu cầu sau:
- Nhu cầu cho tăng trọng tối ủa.
- Nhu cầu cho hiệu quả chuyển húa thức ăn tối ưu. - Nhu cầu cho tỷ lệ thịt xẻ tối ủa.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………22 - Nhu cầu cho thành phần húa học thõn thịt tối ưu.
- Nhu cầu cho tỷ lệ thịt lườn (cơ ngực) cao nhất.
Những kết quả ủó nghiờn cứu cho biết hàm lượng axit amin cần cung cấp cho mỗi nhu cầu trờn khụng hoàn toàn ủồng nhất. Vỡ vậy, rất khú ủể ủưa ra nhu cầu về cỏc axit amin ủảm bảo tối ưu cho cả 5 nhu cầu trờn. Chớnh vỡ vậy, tựy từng ủiều kiện cụ thể về kinh tế và kỹ thuật mà nờn ưu tiờn cho nhu cầu nào ủược coi là quan trọng nhất [17].
NRC, 1994 [49] ủó ủề xuất tỷ lệ cỏc loại axit amin theo lysine trong khẩu phần cho gia cầm như sau:
Tỷ lệ axit amin lý tưởng theo lysine
Axit amin Baker (1993) NRC (1994)
Lysine 100 100 Arginine 105 110 Treonine 70 74 Valine 82 82 Methionine 37 38 Cysteine 38 43
NRC: National Research Councill
* Những yếu tốảnh hưởng ủến nhu cầu axit amin của gia cầm
- Giống, giới tớnh, hướng sản xuất và lứa tuổi: Nhu cầu về axit amin giữa cỏc dũng, giống là khỏc nhau. Những giống cú khối lượng lớn, cú tốc ủộ
sinh trưởng nhanh, năng suất trứng cao thỡ nhu cầu về axit amin của chỳng lớn hơn những giống nhẹ cõn, tốc ủộ sinh trưởng kộm, khả năng sản xuất thấp. Gia cầm mỏi cú nhu cầu axit amin thấp hơn gia cầm trống vỡ cựng lứa tuổi nhưng cú tốc ủộ sinh trưởng lớn hơn con mỏi. Gia cầm con cần nhiều
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………23 arginine và glycine hơn gia cầm trưởng thành, gia cầm ủẻ trứng cần nhiều glutamic.
- Mức năng lượng trong khẩu phần: Nồng ủộ năng lượng trong khẩu phần cao thỡ nhu cầu axit amin cũng cao. Khẩu phần cú nồng ủộ năng lượng thấp sẽ ủược ủộng vật ăn nhiều hơn so với khẩu phần cú nồng ủộ năng lượng cao. Nếu nồng ủộ cỏc axit amin là khụng ủổi thỡ ở khẩu phần cú nồng ủộ năng lượng cao, lượng thức ăn thu nhận sẽ giảm vỡ thế mà nhu cầu về axit amin cú thể khụng ủược thoả món. Như vậy, khi khẩu phần cú nồng ủộ năng lượng tăng thỡ cũng cần tăng nhu cầu về axit amin. Vớ dụ như, nếu trong 1 kg thức
ăn cú 1900 kcal ME, nhu cầu về lysine là 0,53% thỡ khi tăng nồng ủộ năng lượng ủến 2300 kcal ME thỡ nhu cầu về lysine phải là 0,71%.
- Mức protein thụ trong khẩu phần: Mức protein trong khẩu phần cao sẽ
gõy ra quỏ trỡnh phõn giải protein cho năng lượng ủó sinh ra một lượng lớn cỏc chất cú hại cho cơ thể. Nếu protein thừa, khi xuống manh tràng sẽ bị vi sinh vật lờn men gõy thối làm viờm sưng ruột, tiờu chảy. Nếu nhu cầu axit amin ủược biểu thị bằng % protein trong khẩu phần thỡ khi hàm lượng protein trong khẩu phần tăng kộo theo nhu cầu axit amin tăng lờn.
- Nhiệt ủộ mụi trường: Theo Robert và cộng sự (1994) [52] cho biết tỷ
lệ tiờu hoỏ cỏc axit amin trong ủiều kiện nhiệt ủộ cao (320C) thấp hơn ở nhiệt
ủộ bỡnh thường (210C). Mức ủộ giảm tỷ lệ tiờu húa của cỏc axit amin cũng khỏc nhau. Tỷ lệ tiờu húa của lysine, methionine và izoleucine tương ứng ở
210C là 83%, 92% và 87% thỡ ở 310C là 80%, 87% và 80% [19].
- Ảnh hưởng của vitamin: Nhu cầu về axit amin chịu ảnh hưởng bởi cỏc chất cú hoạt tớnh sinh học như vitamin và một số nguyờn tố ủa vi lượng. Khi
ủưa vitamin B12 vào trong khẩu phần thỡ việc sử dụng cỏc axit amin là rất tốt vỡ vitamin B12 tham gia vào thành phần của enzim methyl transferaza, enzim này cú chức năng chuyển hormon cystine thành methionine (Ló Văn Kớnh, 1995) [11]. Methionine cung cấp nhúm metyl cho sự tổng hợp cholin và
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………24 ngược lại, nếu trong khẩu phần khụng chứa ủủ cholin thỡ ủũi hỏi một lượng tối thiểu methionine chủ yếu ủể tổng hợp protein mụ. Như vậy, chỉ cú thể xỏc
ủịnh nhu cầu về methionine khi sử dụng khẩu phần cú ủủ cholin. Ngoài ra trong cơ thể gia cầm axit nicotinic cú thể tổng hợp từ tryptophan, axit này là chất rất cần thiết cho quỏ trỡnh tổng hợp ADN. Vỡ vậy, nếu trong khẩu phần thức ăn thiếu axit nicotinic dẫn ủến tăng nhu cầu về tryptophan.
* Mối quan hệ giữa năng lượng, protein và axit amin trong khẩu phần
Khả năng tiờu húa, hấp thu và ủồng húa protein phụ thuộc lớn vào mức năng lượng trong khẩu phần. Bởi vỡ, năng lượng dưới dạng tớch luỹ mỡ hoặc glucogen khụng những tham gia vào việc cấu trỳc tế bào, cỏc men, hormon ủể
xỳc tỏc quỏ trỡnh tiờu húa và trao ủổi protein mà cũn cung cấp năng lượng cho việc chuyển tải cỏc sản phẩm của protein_axit amin từ thức ăn qua ủường tiờu húa vào tế bào.
Gia cầm thu nhận thức ăn trước hết là ủể thỏa món nhu cầu năng lượng. Khi ủó thu nhận ủủ năng lượng rồi thỡ gia cầm sẽ khụng ăn nữa mặc dự nhu cầu cỏc chất dinh dưỡng khỏc như protein, axit amin, khoỏng, vitamin... vẫn cũn thiếu [19]. Cũn trong trường hợp thiếu năng lượng, một phần axit amin cú thể bị biến thành ủường ủể thoả món nhu cầu năng lượng. Chớnh vỡ vậy, việc sử dụng chỳng cho sinh tổng hợp protein bị giảm ủi [17].
Sự quan hệ chặt chẽ giữa năng lượng trao ủổi với protein theo một hằng số nhất ủịnh trong khẩu phần thức ăn cho từng giai ủoạn phỏt triển và sản xuất của gia cầm. Hằng sốủú ủược tớnh bằng tỷ lệ giữa số kcal năng lượng trao ủổi (ME) với một phần trăm protein thụ của thức ăn [3].
Kcal ME ME / %CP = 1% protein thụ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………25 Theo Farrell (1983) [43] thỡ tỷ lệ này với mỗi giống gia cầm năng suất, lứa tuổi, nhiệt ủộ mụi trường là khỏc nhau. NRC (1994) [49] ủưa ra tỷ lệ năng lượng/protein tối ưu cho gà hướng thịt ở 0 - 5 tuần tuổi là 132 - 143 và ở 6 - 9 tuần tuổi là 152 - 165.
Khi trời lạnh cần ỏp dụng tỷ lệ ME/protein rộng, cũn khi trời núng cần ỏp dụng tỷ lệ hẹp. Khi trời núng thu nhận thức ăn của gia cầm giảm, cần giảm bớt nồng ủộ năng lượng khẩu phần và tăng nồng ủộ protein.
Peter và cộng sự (1986) [17] cho biết yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất tới lượng mỡ của gia cầm là tỷ lệ năng lượng/protein. Khi tỷ lệ này cao, lượng mỡ trong cơ thể gia cầm sẽ tăng và ngược lại. Theo Guilaume (1975), dẫn theo Vũ Duy Giảng, 2001 [33], nếu tăng mức năng lượng lờn 100 kcal ME/kg thức ăn thỡ mỡ thõn thịt sẽ tăng lờn khi protein khẩu phần giảm ủi 1%.
Nhu cầu dinh dưỡng của ngan 1 - 28 ngày tuổi cú năng lượng trao ủổi 2850 kcal/kg ; protein thụ 20 - 21%. Ngan 5 - 8 tuần tuổi năng lượng trao ủổi 3000 kcal/kg; protein thụ 18 - 19%. Giai ủoạn 9 - 12 tuần tuổi ngan cú tốc ủộ