Phytase - chất bổ sung thức ăn vật nuôi rất thân thiện với môi trường ppt

Phytase - chất bổ sung thức ăn vật nuôi rất
thân thiện với môi trường

Phytase là gì?
Phytase là một enzym có thể giải phóng phytate được đính phosphore
(P) để sử dụng trong đường tiêu hoá của vật nuôi dạ dày đơn. Bổ sung
phytase vào thức ăn vật nuôi có thể làm giảm nhu cầu cung cấp P vô cơ
và giảm thấp sự bài tiết P vào trong phân, từ đó hạn chế được ô nhiễm P
vào trong đất và trong nước ngầm. Ô nhiễm P và ni tơ vào đất và nước
ngầm là vấn đề đang được các nhà môi trường học trên thế giới rất quan
tâm và tìm nhiều biện pháp để khắc phục.
Cơ chế hoạt động
P là một trong các thành phần dinh dưỡng quan trọng cho sinh trưởng cơ
thể, chuyển hóa thức ăn và phát triển xương ở vật nuôi. 1/3 lượng P tồn
tại trong cỏ xanh dưới dạng vô cơ dễ tiêu hóa, còn 2/3 là P hữu cơ, đặc
biệt dưới dạng axit phytic và phytate (là hỗn hợp của muối Can - xi, Ma
- nhê, Ka - li) có chứa 280 gP/kg.
Vì nhóm axít phosphoric có điện tích âm nên chúng có thể tạo phức một
cách mạnh mẽ với các cation như Ca
2+
, Mg
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
, Mn
2+
, Fe
2+
và

K
+
để tạo nên những muối không hòa tan, do đó ảnh hưởng đến sự hấp
thu và tiêu hóa những khoáng này ở vật nuôi và làm giảm khả năng sinh
học của chúng.
Lợn và gia cầm không có enzym phytase để thủy phân và tiêu hóa
phytate trong đường tiêu hóa của chúng, do đó phần lớn phytate P được
bài tiết ra ngoài mà không hấp phụ. Phytate là nguồn P chủ yếu trong lúa
mì, ngô, khô dầu đỗ tương và có khoảng 75% tổng P trong hạt cốc được
đính trong các phân tử phytate mà vật nuôi không sử dụng được. Thực
tế, trong lúa mì và lúa mạch cũng có phytase, nhưng phytase thực vật
này bị vô hoạt trong quá trình xử lý nhiệt, nhất là khi đạt nhiệt độ từ
80
0
C trở lên.
Để đáp ứng đủ nhu cầu về P cho cơ thể lợn và gia cầm, trước đây người
ta phải bổ sung bằng những nguồn P vô cơ dễ tiêu (như mono - calcium
phosphate, di - calcium phosphate, mono - sodiumphosphate) vào trong
thức ăn hỗn hợp để vật nuôi sinh trưởng và phát triển bình thường. Do
đó, có một lượng lớn P được bài tiết theo phân vật nuôi vào môi trường.
Mặt khác, các phosphate vô cơ có thể bị nhiễm fluorin và dư cặn kim
loại nặng ngay trong quá trình sản xuất. Những fluorin và dư cặn kim
loại nặng trong thực phẩm là độc hại cho vật nuôi và nguy hiểm cho con
người. Phytase cũng có thể giải phóng kẽm ra khỏi phytate. Kẽm tự do
này ngăn ngừa hấp thụ cadmium.
P cũng là nguồn chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng và P từ nguồn
phân chuồng hoặc phân hóa học có thể dùng bón cho cây trồng. Hơn
nữa, những phần tử P được gắn vào đất một cách bền vững với mức độ
quá mức rồi tích tụ trong đất. Nước tràn và đất xói mòn của những cánh
đồng có nhiều P có thể làm cho suối, sông và hồ chứa nhiều P. Trong

những điều kiện như vậy, P trở thành chất ô nhiễm môi trường nhiều
hơn là giữ vai trò của một chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Như vậy, bản thân vật nuôi dạ dày đơn không thể tự phân hủy phytate
nên cần có sự hỗ trợ của phytase. Phytase tự nhiên chủ yếu có trong lúa
mì hoặc phụ phẩm của lúa mì, nhưng hàm lượng thấp, nếu dùng phytase
loại này thì phải cung cấp một lượng thức ăn quá nhiều, gây mất cân đối
về khẩu phần. Vì vậy, người ta cung cấp phytase ngoại sinh (thường là
dạng viên) để phân hủy phytate in - vivo. Đối với lợn, phytase thủy phân
phân tử axit phytic tại dạ dày, còn với gia cầm thì quá trình này xảy ra
trong diều.
Enzym phytase có thể làm tăng hấp thụ P trong cơ thể vật nuôi thêm
60% và được dùng như là chất bồ sung bắt buộc cho thức ăn chăn nuôi ở
châu Âu, Đông Nam á, Hàn Quốc, Nhật, Đài Loan để giảm tác hại đến
môi trường do P từ phân súc vật thải ra.
Để lượng hóa hoạt tính của phytase, người ta dùng đơn vị phytase được
biểu thị bằng FTU; PU hoặc PTU tuỳ theo hãng sản xuất. Một đơn vị
phytase là "lượng phytase có thể giải phóng P vô cơ từ một dung dịch
phytate sodium 5,1 mili - mol với tốc độ 1 micromol/phút ở pH 5,5 và ở
nhiệt độ 37
0
C ” (Eeckhout và Paepe, 1994).
Đối tượng có thể sử dụng phytase -Lợi ích và triển vọng
Phần lớn thức ăn cho động vật dạ dày đơn được bổ sung phytase có
nguồn gốc vi sinh vật nhằm cải thiện khả năng tiêu hóa P. Vừa qua,
Natuphos là sản phẩm được điều chế từ 3 - phytase (EC 3.1.3.8) do cải
biến trên của nấm Aspergillus niger (CBS 101.672) được phép dùng cho
gà nuôi béo, gà đẻ, gà tây, lợn con sau cai sữa, lợn nuôi béo. Natuphos
có hàm lượng 5000 FTU/g. Khi bổ sung Natuphos phytase vào khẩu
phần lợn, P có thể tiêu hóa tăng lên 27 - 30% (khi bổ sung 500 FTU,
lượng P tiêu hóa tăng lên 0,8 g/kg thức ăn) và giảm 22% lượng P bài tiết

vào phân. Để phân giải được 1,1g P tiêu hóa, với gà broiler cần sử dụng
500 FTU, còn với gà mái đẻ thì cần 300 FTU; với mức sử dụng này,
trung bình giảm được 30% lượng P thải vào môi trường.
Hãng Danisco cũng lợi dụng trên phytase trong E.coli để điều chế
Ronozyme, Phyzyme XP là những phytase thương phẩm có khả năng
giải phóng được nhiều P (trong đỗ tương) hơn so với Natuphos và tăng
khả năng tiêu hóa P và can-xi ở lợn, gà. Theo bảng này, cứ sử dụng 500
FTU/kg thức ăn vật nuôi có thể thay thế cho 1,3kg dicalcium phosphate
(DCP) dùng trộn thức ăn hỗn hợp cho lợn gà.