3. Ý nghĩa khoa học thực tiễn
1.4.3. Tác dụng của thảo dược
Chức năng chính của các chất thảo dược là: (1) kiểm soát hoặc đề kháng lại sự gây bệnh của vi sinh vật và nấm mốc (Guo và ctv, 2004[50]), (2) Hoạt động chống oxy hóa (Hashemi và ctv, 2008[52]), kiểm soát các stress mà nguyên nhân bởi các gốc tự do trong máu trong quá trình trao đổi chất, (3) Chống lại các độc tố như mycotoxin và đảm bảo tốt chức năng hoạt động của gan (Clayton, 1999[42]), (4) tăng tính ngon miệng và trợ giúp tiêu hóa như kích thích hoạt động của các enzyme nội sinh, đảm bảo duy trì tốt các chức năng sinh lý và sinh hóa của cơ thể từ đó kích thích sinh trưởng và nâng cao năng suất (Hashemi và ctv, 2008[52]) và (5) tăng cường miễn dịch (Guo và ctv, 2004[50]).
Sử dụng thảo dược có nhiều tác dụng có lợi hơn khi dùng kháng sinh. Thảo dược có khả năng kích thích sinh trưởng nâng cao năng suất như khi dùng acid hữu cơ hay các chế phẩm trợ sinh (probiotic). Thảo dược được xem là chất kích thích sinh trưởng không kháng sinh dùng cho gia súc gia cầm. Dùng thảo dược cho gà thịt, gà giống và đặt biệt gà đẻ trứng thương phẩm rất tốt, sử dụng với thời gian dài mà không sợ bị tồn dư trong sản phẩm (Windisch và ctv, 2007[61]; Hashemi và ctv, 2010[53]).
1.4.3.1. Chức năng chống oxy hóa của thảo dược
Một số loài thực vật có khả năng sản sinh ra các thành phần chống oxy hóa. Trong đó, tinh dầu từ họ Labiatae (cây bạc hà) được quan tâm nhiều nhất, kế đến là những sản phẩm có nguồn gốc từ cây hương thảo.
Theo Hashemi và ctv (2010)[53] xác định được 3 hợp chất: N-cis- feruloyltyramine, N-trans-feruloyltyramine và secoisolariciresinol có tính chống oxy hóa được thu thập tại Indonesia từ than cây cóc.
Gia vị của một số loài thực vật từ họ Zingiberaceae (gừng và nghệ) và họ Umbelliferae (hồi và rau mùi) và những loại cây giàu flavonoids (trà xanh) và anthocyans (các loại trái cây) cũng có khả nưng chống oxy hóa rất tốt.
Khả năng chống oxy hóa của nhiều hợp chất thảo dược đóng vai trò quan trngj nhằm bảo vệ những lipit của thức ăn tránh khỏi sự hư hoảng của quá trình oxy hóa, chẳng hạn như bổ sung những chất có khả năng chống oxy hóa (α – tocopheryl acetate, butylated hydroxytoluene) vào khẩu phần thức ăn của heo và gia cầm.
1.4.3.2. Chức năng kháng khuẩn của thảo dược
Thảo dược được chiết suất từ thực vật bằng cách hòa tan trong dung môi hay chưng cất. Những chiết này có thể hoạt động trợ lực nhau để kiểm soát vi khuẩn, virus và nấm mốc. Các chất này gồm terpene , phenol, acid hữu cơ, alchohol, aldehyde, ketone và dẫn xuất flavon, chúng có đặc tính và nồng độ thấp và có mùi thơm đặc trưng. Ngoài việc kiểm soát sự sinh trưởng của vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, các chất này còn có tác dụng kích thích tiết dịch tụy, dịch tiêu hóa, cũng như kích thích tăng tiết men nội sinh, cải thiện sự tích lũy nitơ, tang cường hoạt động của nhung mao đường ruột.
Hoạt tính kháng khuẩn chủ yếu của một số thảo dược tương tự như khả năng chống oxy hóa tập trung vào hoạt chất chính là phenolic trong chất chiết của chúng.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học và cơ chế kháng khuẩn của chất chiết thực vật
Nhóm Phân nhóm Cơ chế hoạt động
Phenol đơn và phenolic (phenol đôi)
- Bất hoạt enzyme
Quinone - Gây biến tính màng tế bào
Hợp chất phenol
Flavonoids, flavone và flavonol
- Kết dính làm bất hoạt polypeptide và enzyme của màng tế bào
Tanin
- Bất hoạt enzyme
- Gây biến tính màng tế bào
- Kết dính làm bất hoạt polypeptide và enzyme của màng tế bào
Nhóm Phân nhóm Cơ chế hoạt động
Coumarin Tương tác với DNA của eukaryote (kháng virus).
Terpenoid Gây biến tính màng tế bào
Alkaloid Chèn vào thành tế bào hoặc trong cấu trúc DNA Lectins và
polypeptide
Làm cản trở sự hợp nhất các thành phần và tạo cầu nối disulphur.
(nguồn: Cowan, 1999[43]).
Cách thức kháng khuẩn xảy ra khi có sự xuất hiện của điện thế kỵ nước chủ yếu là tinh dầu, cho phép chúng đi vào bên trong tế bào vi khuẩn thông qua màng phospholipids sau đó xâm nhập vào màng tế bào vi khuẩn làm phá vỡ cấu trúc màng tế bào làm thay đổi khả năng thẩm thấu màng tế bào và gây nên sự mất các ion từ bên trong tế bào ra môi trường bên ngoài. Sự tiêu biến các ion là nguyên nhân hang đầu làm suy yếu các quá trình thiết yếu trong tế bào, tạo ra những khe hở để thẩm thấu các cation làm mất cân bằng nước dẫn đến cái chết của vi khuẩn. Ngoài ra, tinh dầu còn có vai trò kiểm soát năng lượng hay quá trình tổng hợp cấu trúc tế bào vi khuẩn.
1.4.3.3. Chức năng kích thích sinh trưởng của thảo dược
Trong những năm gần đây, xu hướng sử dụng thảo dược thay thế kháng sinh với mục đích kích thích sinh trưởng đang tăng cao do những ưu điểm của thảo dược là an toàn, hiệu quả, rẻ tiền và đặc biệt là ít độc tố và ít tồn dư trong sản phẩm. Vì vậy, đây là hướng nghiên cứu đầy tiềm năng nhằm thay thế phần nào kháng sinh trong chăn nuôi, đặc biệt ở các nước Châu Âu khi mà kháng sinh bị cấm sử dụng hoàn toàn. Chức năng kích thích sinh trưởng của thảo dược tương tự kháng sinh nhưng phương thức tác động thì khác nhau.
Phương thức tác động của kháng sinh với mục đích kích thích sinh trưởng chủ yếu là khả năng chống khuẩn của một vài loại vi khuẩn đặc hiệu. Còn thảo dược tác động rộng hơn, tổng hợp hơn, chúng tác động gián tiếp cung cấp cho gia súc hàng rào bảo vệ cơ học nội sinh để chống lại nhiều yếu tố nguy hại tiềm ẩn trong thời gian dài mà không gây nguy hại cho gia súc cũng như người tiêu thụ sản phẩm từ gia súc.
Thảo dược đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phòng vệ gia súc gia cầm bằng cách cải thiện điều kiện sinh lý của ruột và tăng cường chức năng miễn dịch do đó kiểm soát được mầm bệnh. Hệ vi sinh vật gây bệnh ở đường ruột ít sẽ làm tăng khả năng loại trừ các nhiễm trùng và giảm sự sản sinh độc tố gây giảm trọng lượng và giảm hấp thu chất dinh dưỡng trong đường ruột vật nuôi (Hashemi và ctv, 2010[53]). Điều này đặc biệt quan trọng đối với heo con sau cai sữa và gà mới nở. Bởi vì hệ đường ruột khỏe, con vật sẽ ít bị nhiễm độc tố do vi khuẩn tiết ra, khả năng phòng
bệnh cao, kết quả là khả năng tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng tốt con vật sẽ sinh trưởng phát triển tối đa như tiềm năng vốn có của con vật.
Hình 1.1. Phương thức tác động của thảo dược đến năng suất và sức khỏe gia súc
(Nguồn: Hashemi và ctv, 2010[53])
Thảo dược có tác dụng kháng khuẩn và nấm rất tốt nhờ vào hoạt chất thực vật có trong chúng (Cowan, 1999[43]). Hoạt động kháng khuẩn chính của chúng là chống lại thành tế bào vi khuẩn bằng cách làm biến tính và làm đông vón protein trong cấu trúc màng tế bào. Phenol tương tác với màng tế bào chất bằng cách làm thay đổi sự thẩm thấu các cation như H+ và K+. Sự tiêu biến các thang nồng độ là nguyên nhân hàng đầu làm suy yếu các quá trình thiết yếu trong tế bào tạo ra những kẽ hở để thẩm
Hệ vi sinh vật đường ruột
Khảnăng tiêu hóa Tiết dịch tiêu hóa Thảo dược
Nâng cao khảnăng tiêu hóa
Giảm bớt sự cạnh tranh các chất dinh dưỡng Giảm độc tố do vi khuẩn sinh ra Tăng khã năng đềkháng và sức miễn dịch
Tăng năng suất
đặc trưng nữa của thảo dược là chúng có tác dụng sinh học nhờ vào sự ảnh hưởng hoạt động của hỗn hợp nhiều phân tử có trong thảo dược. Ví dụ như quả táo tàu có tác dụng kích thích tiêu hóa và kích thích sinh trưởng chứa hơn 70 loại hóa chất hữu cơ, các chất chưa xác định và các thành phần hoạt động sinh học (Wang và ctv, 1998[60]).
Đa số thảo dược dùng để bổ sung vào thức ăn có tác dụng kích thích dây thần kinh khứu giác và vị giác, kích thích con vật ăn nhiều, kích thích tiết enzyme nội sinh và dịch tiêu hóa làm tiêu hóa tốt thức ăn và có tính kháng khuẩn tốt từ đó tăng khả năng miễn dịch, kích thích sinh trưởng và nâng cao năng suất cho gia súc, gia cầm (Windisch và ctv, 2007[61]; Hashemi và ctv, 2010[53]).
Bảng 1.2. Ảnh hưởng của tinh dầu thảo dược đến sinh trưởng của gà thịt
Chỉ tiêu Lô đối
chứng Lô bổ sung kháng sinh Lô bổ sung tinh dầu Garcia và ctv (2007)
-Tăng trọng bình quân ngày/gà (g) 68,9 66,5 68,8
-Hệ số chuyển hóa thức ăn 1,92 1,54 1,59
Ertase và ctv (2005)
- Tăng trọng bình quân ngày/gà (g) 61,3 65,8 71,3
- Hệ số chuyển hóa thức ăn 1,61 1,50 1,41
Jamroz và ctv (2003)
- Tăng trọng bình quân ngày/gà (g) 48,1 48,9 49,2
- Hệ số chuyển hóa thức ăn 1,85 1,81 1,79
Nguồn: Yang và ctv (2009[59])