Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NHU CẦU AXIT AMIN TIÊU HĨA HỒI TRÀNG
1.3.1. Tình hình nghiên cứu nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn trên
1.3.1. Tình hình nghiên cứu nhu cầu axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn trên thế giới lợn trên thế giới
Trên thế giới, việc đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn chăn nuôi đã được tiến hành từ rất sớm. Từ giữa thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã cố gắng đưa ra những hệ thống dinh dưỡng có thể cho phép người chăn ni xây dựng được khẩu phần ăn hợp lý hơn cho gia súc, gia cầm [105]. Cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật, thức ăn ngày càng được nghiên cứu sâu hơn và hệ thống đánh giá thức ăn cũng được phát triển, thay đổi theo hướng ngày càng đánh giá chính xác hơn giá trị dinh dưỡng của thức ăn. Ngày nay, việc đánh giá thức ăn dựa trên tỉ lệ tiêu hóa của các chất dinh dưỡng đã và đang được nhiều nước sử dụng [87]. Việc thiết lập khẩu phần ăn dựa trên mức độ tiêu hóa thức ăn sẽ cho kết quả chính xác hơn so với thành phần các chất dinh dưỡng tổng số [64]. Nhu cầu axit amin của lợn cũng được nghiên cứu rất kỹ từng loại axit amin và trên các giai đoạn sinh trưởng của lợn.
* Nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn
Lysine được sử dụng làm điểm tham chiếu khi xác định nhu cầu đối với các axit amin thiết yếu khác. Cùng với sự gia tăng tích lũy protein ở các giống lợn nạc hiện nay, việc xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là rất cần thiết nhằm đảm bảo cho việc thiết lập các khẩu phần với mục tiêu tối ưu hóa tiềm năng di truyền của các giống lợn [142]. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã và đang được thực hiện nhằm xác định nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn con. Theo Gaines và cs (2003) [66], nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 5- 10 kg là 1,35-1,40%. Kết quả này tương tự với thông báo của Dean và cs (2007) [52]. Theo nhóm tác giả này, nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 6- 12 kg là 1,40% hay 18,9 g/kg tăng trọng. Trong khi đó, NRC (2012) [112] khuyến cáo sử dụng 1,50% và 1,35% lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn con ở các giai đoạn 5-7 kg và 7-11 kg.
Đối với lợn con giai đoạn 12-24 kg, Yi và cs. (2006) [142] đã thông báo nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 1,32%. Khi tiến hành 5 thí nghiệm khác nhau trên 3.628 con lợn, Kendall và cs (2008) [88] đã nhận thấy rằng việc sử dụng lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở mức 1,30% hay 19 g/kg tăng trọng là cần thiết cho lợn sinh trưởng tối ưu ở giai đoạn 12-27 kg. Trong trường hợp biểu thị tương quan với năng lượng của khẩu phần, giá trị nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở trên tương đương với
3,81g/Mcal ME. Đối với lợn giai đoạn 11-19 kg, việc sử dụng lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở mức 1,35% bảo đảm cho lợn sinh trưởng tối ưu [88]. Schneider và cs (2010) [123] đã tiến hành 2 thí nghiệm đánh giá đồng thời các mức lysine và năng lượng trên 2 giống lợn khác nhau. Ở giống lợn thứ nhất, tỷ lệ lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn:ME tối ưu là 3,4-3,6 g/Mcal ME; trong khi đó, tỷ lệ này ở giống lợn thứ 2 là 3,9-4,2 g/Mcal ME. Tuy nhiên, khi được biểu thị dưới dạng tương quan với tăng trọng, nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở cả 2 giống lợn thí nghiệm là khoảng 19 g/kg. Trong một nghiên cứu khác, Lenehan và cs (2003) [95] đã nhận thấy rằng nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 10-20 kg là 1,40% hay 19g/kg tăng trọng. Trong khi đó, NRC (2012) [112] khuyến cáo nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn 11-25 kg là 1,23%, thấp hơn các kết quả nghiên cứu trên. Sự biến động trong kết quả xác định nhu cầu lysine ở lợn con có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm việc thiết lập khẩu phần dựa trên axit amin tổng số thay vì axit amin tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn [127], các phương pháp phân tích thống kê [121], giới tính [30], hay kiểu gen [123].
Đối với lợn giai đoạn 25-50 kg, NRC (2012) [112] đã khuyến cáo sử dụng lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở mức 0,98%. Dựa trên mơ hình đường gãy khúc, Li và cs (2012) [96] đã nhận thấy rằng việc sử dụng tỷ lệ lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn:ME ở các mức 3,0; 2,43 và 2,2 cho lợn ở các giai đoạn 29-47 kg; 54-76kg và 84-109 kg cho kết quả tăng trọng cao nhất. Bergstrom và cs (2010) [34] đã tiến hành 4 thí nghiệm 28 ngày ở lợn đực thiến và lợn cái với tỷ lệ đực/cái như nhau nhằm xác định nhu cầu lysine của lợn giai đoạn sinh trưởng - kết thúc (PIC TR4 × 1050) với khối lượng cơ thể từ 37- 129 kg. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở lợn có khối lượng từ 37-65 kg, 56-86 kg, 80-107 kg và 102-129 kg, sinh trưởng và thu nhập trên chi phí thức ăn đạt cực đại khi sử dụng các tỷ lệ lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn:ME tương ứng là 2,69; 2,35; 2,09 và 1,79g/Mcal ME [34]. Ngoài ra, Shelton và cs (2009) [125] cũng đã thơng báo rằng nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn cái giai đoạn 55-80 kg là 20g.
* Tỉ lệ tryptophan/lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn
Tryptophan là axit amin giới hạn thứ 2 hoặc thứ 3 trong các khẩu phần cho lợn [75]. Do đó, việc cung cấp lượng tryptophan tiêu hóa đáp ứng đủ nhu cầu cho lợn là rất cần thiết để cải thiện khả năng sinh trưởng [37]. Kết quả nghiên cứu của Burgoon và cs (1992) [41] cho thấy nhu cầu tryptophan tổng số của lợn giai đoạn 6-16 kg là 1,9 g/kg, tương đương 0,138 khi được biểu thị ở dạng với tỷ lệ tryptophan/lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn. Theo Ma và cs (2010b) [100], nhu cầu tryptophan của lợn giai đoạn 11-22 kg là 15% khi biểu thị ở dạng tỷ lệ tryptophan/lysine tiêu hóa. Guzik và cs (2002) [77] đã xác định được nhu cầu tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn đối với lợn con
giai đoạn 5,2-7,3 kg; 7,3-10,2 kg; và 10,3-15,7 kg lần lượt là 0,21; 0,20; và 0,18% trong khẩu phần. Khi được biểu thị ở dạng tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa, các giá trị nhu cầu này đều dưới 16% [74]. Tuy nhiên, Guzik và cs (2002) [77] đã thơng báo rằng nhu cầu tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn đối với lợn giai đoạn 10-16 kg là 1,8 g/kg, tương đương với tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 0,178. Khi tiến hành thử nghiệm 6 mức tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn từ 0,175 đến 0,245, Susenbeth và Lucanus (2005) [130] đã không nhận thấy bất kỳ tác động nào của các mức tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn trong khẩu phần đến sinh trưởng ở lợn giai đoạn 15-25 kg. Điều này cho thấy nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 15-25 kg là thấp hơn hoặc bằng 0,175 [130]. Tương tự, Borgesa và cs (2013) [37] cũng nhận thấy rằng nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn con là thấp hơn hoặc bằng 0,178. Tuy nhiên, Jansman và cs (2010) [84] đã thơng báo nhu cầu tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 10-20 kg cao hơn so với các kết quả trên (0,22% trong khẩu phần hay 21,5% khi biểu thị ở dạng tryptophan:lysine tiêu hóa). Bên cạnh đó, Guzik và cs (2005a) [75] cũng đã nhận thấy sự gia tăng tuyến tính về tốc độ tăng trọng hằng ngày ở lợn con giai đoạn 7-16 kg khi tăng tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn trong khẩu phần từ 0,145 đến 0,195. Điều này có nghĩa là nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn con giai đoạn 7-16 kg là lớn hơn hoặc bằng 0,195 [75]. Khi xem xét kết quả của 33 thí nghiệm khác nhau, Susenbeth (2006) [129] đã tổng kết rằng nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là khoảng 16,0% và thấp hơn 17,4%. Tác giả này cũng kết luận rằng việc sử dụng 17% tryptophan:lysine tiêu hóa trong khẩu phần sẽ kiểm soát được hầu hết các biến động sinh học; và tỷ lệ tryptophan:lysine dường như không bị ảnh hưởng bởi khối lượng cơ thể, tốc độ sinh trưởng, nồng độ protein và lysine trong khẩu phần, hay tiềm năng di truyền của con vật [129]. Gần đây, Nitikachana và cs (2012, 2013) [108],[109] đã tiến hành một loạt các nghiên cứu về tryptophan ở lợn con và lợn giai đoạn kết thúc nhằm xác định tương quan về nhu cầu tryptophan đối với lysine ở mức độ tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn. Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy rằng tỷ lệ tryptophan:lysine lý tưởng là không thấp hơn 19-20%; kết quả này cao hơn nhiều so với các công bố trước đây [108],[109].
Ở thí nghiệm đầu tiên trên lợn giai đoạn 25-40 kg, Quant và cs (2007) [118] đã xác định được nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn là 15,6%. Ở thí nghiệm thứ 2, nhóm tác giả trên đã tăng nồng độ các axit amin thiết yếu khác trong khẩu phần và nhận thấy rằng nhu cầu tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 25-40 kg là 17% [117]. Guzik và cs (2005b) [76] đã không đưa ra tỷ lệ
tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn nào, nhưng nhóm tác giả đã thơng báo rằng nhu cầu tryptophan tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của lợn giai đoạn 30, 50, 70 và 90 kg lần lượt là 0,18; 0,14; 0,11 và 0,11. Các mức nhu cầu về tryptophan trên cũng đã được Ma và cs (2010a) [99] xác nhận. Khi tiến hành 3 thí nghiệm trên lợn giai đoạn 27- 45 kg, 67-85kg và 96-117 kg, Hinson và cs (2010) [80] đã tìm ra tỷ lệ tryptophan:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu cho lợn ở cả 3 giai đoạn là 16%.
* Tỷ lệ axit amin chứa lưu huỳnh:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn
Axit amin chứa lưu huỳnh (methionine and cysteine) được xem là axit amin giới hạn thứ 2 hay thứ 3 trong khẩu phần cho lợn con [142]. Nhiều nghiên cứu đã và được thực hiện trong những năm gần đây nhằm xác định nhu cầu tổng axit amin chứa lưu huỳnh, nhu cầu methionine và nhu cầu cysteine của lợn. Thông thường, methionine được cho là chiếm 50% trong tổng axit amin chứa lưu huỳnh (theo NRC là 48% khối lượng); tuy nhiên, các số liệu gần đây cho thấy methionine có thể chiếm tỷ lệ cao hơn (55% khối lượng hay 50% phân tử gam) so với cysteine [72]. Dean và cs (2007) [52] đã thông báo rằng nhu cầu tổng axit amin chứa lưu huỳnh của lợn con giai đoạn 6-12 kg là 10,1% g/kg tăng trọng hay 54% đối với lysine. Trong khi đó, kết quả nghiên cứu của Gaines và cs (2005) [67] cho thấy tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh đối với lysine là 57-61% tùy thuộc vào các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đánh giá điểm dừng ở lợn giai đoạn 8-26 kg. Yi và cs (2006) [142] cũng đã nhận thấy rằng việc sử dụng tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh đối với lysine là 58% cho kết quả tối ưu về tăng trọng hằng ngày ở lợn giai đoạn 12-24 kg. Khi tiến hành một loạt các nghiên cứu, Schneider và cs (2010) [123] đã tìm thấy tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh đối với lysine ở lợn giai đoạn 10-20 kg là 57-60%. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của Gaines và cs (2004a, b) [68],[69] khi thực hiện 2 thí nghiệm độc lập trên lợn sinh trưởng đã cho thấy tỷ lệ tổng axit amin chứa lưu huỳnh:lysine tối ưu là 60% ở lợn giai đoạn 29-45 kg và 45-68 kg. Tương tự, Lawrence và cs (2005) [93] cũng đã thông báo tỷ lệ tối ưu ở lợn giai đoạn 30-60 kg là 60%. Một nghiên cứu mới đây của Capozzalo và cs (2017) [43], bổ sung chủng E.coli có nhu cầu cao đối với axit amin chứa lưu huỳnh vào khẩu phần ăn để đánh giá sự ảnh hưởng của chúng đến tỷ lệ SID SAA/Lys. Kết quả cho thấy tỉ lệ SAA/Lys tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn khơng có sự khác giữa khẩu phần khơng bổ sung E.coli với khẩu phần có bổ sung
* Tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn
Khi cơ thể bị thiếu hụt threonine sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng và năng suất ở mức độ thấp hơn so với khi thiếu hụt các axit amin chủ yếu khác. Tuy nhiên, sự khác biệt lớn giữa tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến và tỷ lệ tiêu hóa tiêu chuẩn đối với threonine sẽ gây ảnh hưởng lớn khi biểu thị nhu cầu threonine ở dạng axit amin tiêu hóa [74]. Frank và cs (2001) [58] đã chứng minh rằng tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu ở lợn giai đoạn 34-65 kg là khoảng 65%. Đây cũng chính là tỷ lệ tối ưu đã được Buraczewska và cs (2006) [40] thơng báo khi tiến hành thí nghiệm trên lợn giai đoạn 25–50 kg. Van Milgen và Le Bellego (2003) [135] đã phân tích tổng hợp 22 nghiên cứu khác nhau và nhận thấy rằng tỷ lệ theonine:lysine tối ưu tăng từ 58% ở lợn giai đoạn 15 kg đến 65% ở lợn giai đoạn 110 kg theo mơ hình tuyến tính – bình ổn (linear-plateau model). Ettle và cs (2004) [53] đã thông báo tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu ở lợn giai đoạn 33-65 kg là 0,73. Khi tiến hành nghiên cứu trên lợn giai đoạn 22-50 kg nuôi bằng khẩu phần protein thấp và bổ sung các axit amin tinh chế, Zhang và cs (2013) [147] đã thơng báo rằng tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn tối ưu là 0,70 cho kết quả tăng trọng cao nhất; 0,68 cho kết quả tối ưu về hệ số chuyển hóa thức ăn; và 0,63 là tỷ lệ làm giảm nồng độ nitơ ure huyết thanh xuống mức thấp nhất. Lenehan và cs (2003) [95] đã tìm thấy tỷ lệ threonine:lysine tối ưu cho lợn giai đoạn 10-20 kg là 64-66%. James và cs (2003) [83] cũng đã thông báo tỷ lệ threonine:lysine tối ưu là 60-65% đối với lợn giai đoạn 10-20 kg. Mặc dù Wang và cs (2006) [137] khơng thơng báo tỷ lệ threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn, nhóm nghiên cứu đã tính tốn được tỷ lệ nhu cầu threonine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 60% dựa trên tốc độ sinh trưởng của lợn thí nghiệm và nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn (19 g/kg tăng trọng). Gần đây, Goodband và cs (2014) [74] đã thông báo rằng nhu cầu threonine có thể được mơ hình hóa theo tương quan tỷ lệ với lysine trong các khẩu phần cho lợn ở đầu giai đoạn sinh trưởng (0,0000130BW2 – 0,0014229BW+ 0,6387290), và theo các số liệu của NRC (2012) [112], nhu cầu threonine của lợn tăng lên cùng với khối lượng cơ thể.
* Tỷ lệ valine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn
Kết quả nghiên cứu mới nhất của Nørgaard và cs (2017) [111] về tỉ lệ Val:Lys tiêu hoá hồi tràng tiểu chuẩn ở lợn 8-10kg là 0,68. Mavromichalis và cs (2001) [104] là một trong những nhóm nghiên cứu đầu tiên khuyến cáo nhu cầu valine của lợn con ở mức cao hơn so với NRC (1998) [113]. Các số liệu của nhóm nghiên cứu này cho thấy lợn giai đoạn 10-20 kg cần 12,5g valine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho mỗi kg tăng trọng [104]. Gaines và cs (2011) [65] cũng đã thơng báo rằng nhu cầu valine tiêu hóa
hồi tràng tiêu chuẩn ở lợn giai đoạn 13-32 kg là 12,3 g/kg tăng trọng. Khi sử dụng mức nhu cầu lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cho lợn con là 19g/kg tăng trọng, Goodband và cs (2014) [74] đã tính tốn được tỷ lệ valine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 66%. Kết quả này tương tự với các thông báo trước đây của Gaines và cs (2010) [65] (65% ở lợn giai đoạn 13-32 kg) và Wiltafsky và cs (2009b) [140] (67% ở lợn giai đoạn 8-25 kg). Ngoài ra, Nemechek và cs (2012) [107] cũng đã thông báo rằng tỷ lệ valine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn là 65% ở lợn giai đoạn 7-14 kg.
* Tỷ lệ isoleucine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn
Tế bào máu khô sấy phun (spray dried blood cells) được sử dụng trong nhiều nghiên cứu về isoleucine nhằm xây dựng khẩu phần cơ sở có tỷ lệ isoleucine:lysine thấp [116],[115], [89], [61]. Tuy nhiên, các tế bào máu chứa hàm lượng leucine cao là nguyên nhân gây tăng mức khuyến cáo về tỷ lệ isoleucine:lysine. Do đó, Fu và cs (2005b, 2006) [62],[60], Dean và cs (2005) [51] và Wiltafsky và cs (2009a) [139] đã thông báo rằng nhu cầu isoleucine:lysine tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn cao hơn hoặc bằng 60% khi sử dụng các khẩu phần chứa bột máu hoặc tế bào máu; và khoảng 50% khi sử dụng các