Nghiên cứu xác định mức protein thích hợp trên cơ sở cân bằng một số axit amin trong thức ăn cho lợn ngoại nuôi thịt (1)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.61 MB, 173 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
------------------------
BÙI THỊ THƠM
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC PROTEIN THÍCH HỢP
TRÊN CƠ SỞ CÂN BẰNG MỘT SỐ AXIT AMIN TRONG
THỨC ĂN CHO LỢN NGOẠI NUÔI THỊT
Chuyên ngành: Chăn nuôi động vật
Mã số: 62 62 40 01
LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP
Tập thể thầy hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Trần Văn Phùng
2. PGS.TS. Hoàng Toàn Thắng
Thái Nguyên - 2011
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Luận án
đã sử dụng một số thông tin từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau, các thông tin
này đều đƣợc trích dẫn rõ nguồn gốc.
Tôi xin cam đoan các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và
chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào hoặc chƣa đƣợc ai công bố trong
bất kỳ một công trình nghiên cứu nào.
Tác giả
Bùi Thị Thơm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án, NCS xin trân trọng cảm ơn sự tạo điều kiện
của: Ban Giám đốc, Ban Sau đại học - Đại học Thái Nguyên, Ban Giám
hiệu, Viện Khoa học sự sống, Khoa Sau đại học, Phòng Đào tạo, Bộ môn
Chăn nuôi động vật, Ban chủ nhiệm khoa Chăn nuôi thú y của Trƣờng Đại
học Nông lâm, Công ty TNHH thức ăn chăn nuôi Đại Minh, trại lợn Hƣờng
Cƣơng và một số trang trại chăn nuôi lợn thuộc thành phố Thái Nguyên,
tỉnh Thái Nguyên.
Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS.
Trần Văn Phùng, PGS.TS. Hoàng Toàn Thắng đã giành nhiều công sức, tận
tình hƣớng dẫn NCS thực hiện thành công công trình nghiên cứu này.
Xin chân thành cảm ơn: Các thầy, cô giáo chuyên ngành của Trƣờng
Đại học Nông lâm - Đại học Thái nguyên, Viện Chăn nuôi Quốc gia, Trƣờng
Đại học nông nghiệp Hà Nội, Đại học Hùng Vƣơng đã tạo mọi điều kiện
giúp đỡ, động viên NCS hoàn thành chƣơng trình nghiên cứu của mình.
Xin cảm ơn các em sinh viên khóa 34, 35, 36, 37, 38 Khoa Chăn nuôi
thú y đã tham gia cùng NCS thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp cùng những ngƣời thân
trong gia đình đã đồng lòng cổ vũ, động viên và là điểm tựa tinh thần, vật
chất cho NCS trong suốt thời gian hoàn thiện đề tài nghiên cứu này.
NCS. Bùi Thị Thơm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iii
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2
3. Ý nghĩa của đề tài ......................................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa thực tiễn đề tài ............................................................................ 2
3.2. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 3
4. Những đóng góp mới của luận án ................................................................. 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
1.1.1. Cơ sở khoa học về tiêu hoá và hấp thu protein của lợn ........................ 4
1.1.2. Sự chuyển hóa protein và axit amin trong cơ thể lợn .......................... 10
1.1.3. Nhu cầu và biện pháp cân đối protein, axit amin của lợn ................... 15
1.1.4. Protein lý tưởng trong khẩu phần ăn cho lợn thịt ............................... 18
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc .............................................. 25
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................ 25
1.2.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài ....................................................... 30
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ...................................................................................................................................39
2.1. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ................................... 39
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 39
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu.......................................................................... 39
2.1.3. Thời gian nghiên cứu: ........................................................................ 39
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 39
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 40
2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của tỷ lệ protein và một số
axit amin thiết yếu trong thức ăn hỗn hợp đến kết quả chăn nuôi lợn thịt ..... 40
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu mối quan hệ giữa các tỷ lệ protein khác nhau có
cân đối axit amin đến đào thải nitơ và lưu huỳnh trong phân, nước tiểu ..............42
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iv
2.3.3. Nội dung 3: Lựa chọn khẩu phần có hiệu quả tốt nhất đưa ra khảo
nghiệm trong sản xuất tại một số trang trại lợn ở Thái Nguyên .................... 45
2.3.4. Phương pháp phân tích thành phần hoá học, hàm lượng axit amin của
thức ăn và thịt lợn ........................................................................................ 46
2.3.5. Chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định .................................... 48
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................. 51
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 52
3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của tỷ lệ protein và một số axit amin thiết
yếu đến kết quả chăn nuôi lợn ngoại thƣơng phẩm .................................. …..52
3.1.1. Ảnh hưởng tỷ lệ protein và axit amin thiết yếu đến sinh trưởng của lợn..52
3.1.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ protein và axit amin đến hiệu
quả sử dụng thức ăn cho lợn thí nghiệm ....................................................... 64
3.1.3. Kết quả khảo sát thành phần thân thịt xẻ và thành phần hoá học của
thịt lợn thí nghiệm ........................................................................................ 89
3.1.4 Tổng hợp chung về thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ protein và axit amin
đến kết quả chăn nuôi lợn lai 4 giống ngoại thương phẩm ......................... 100
3.2. Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa các tỷ lệ protein khác nhau có cân
đối một số axit amin thiết yếu trong thức ăn hỗn hợp với đào thải nitơ, lƣu
huỳnh trong phân và nƣớc tiểu ...................................................................... 101
3.3. Tổng hợp, đánh giá xếp loại chung để lựa chọn khẩu phần hợp lý trong
chăn nuôi lợn thịt 4 giống ngoại ……………………………………..……..99
3.4. Kết quả ứng dụng trong sản xuất ……………………………………..101
3.4.1. Sinh trưởng của lợn thử nghiệm……………………………..………102
3.4.2. Hiệu quả sử dụng thức ăn của hai công thức nuôi thử nghiệm….....103
3.4.3. Kết quả đo nồng độ khí thải chuồng nuôi……………...…………….104
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 106
Kết luận: ....................................................................................................... 106
Tồn tại: .......................................................................................................... 106
Đề nghị: ......................................................................................................... 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................109
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
ARC (Agriculture Research Council): Hội đồng nghiên cứu
nông nghiệp (Anh)
Ash
Khoáng tổng số
Cys
Cystine
CS
Cộng sự
Cr
Crom
CT
Công thức
CP
Thức ăn hỗn hợp của Công ty CP
CF
Xơ thô
D
Duroc
DE
Năng lƣợng tiêu hóa
ĐC
Đối chứng
EE
Lipit thô
FAO
Food and Agricultural Organization of the United
National (Tổ chức Nông nghiệp và Lƣơng thực Liên
hợp quốc
FCR (Food Conversion Ratio): Tiêu tốn thức ăn
g
Gam
Kcal
Kilo calo
kg
Kilogam
KL
Khối lƣợng
Lys
Lysine
L
Landrace
m
mét
Met
Methionine
ME
Năng lƣợng trao đổi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
vi
N
Nitơ
NCS
Nghiên cứu sinh
NRC (National Rearch Council): Hội đồng nghiên cứu Quốc gia
(Hoa kỳ)
Pie
Pietrain
Pb
Chì
ppb
Part per billion (một phần tỷ)
ppm
part per million (một phần triệu)
PrTS
Protein tổng số
TA
Thức ăn
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TCCP
Tiêu chuẩn cho phép
TN
Thí nghiệm
Thr
Threonine
Tryp
Tryptophan
S
Lƣu huỳnh
SAA
Axit amin chứa lƣu huỳnh
SCA (Standing Committee on Agriculture): Ủy ban thƣờng vụ về
nông nghiệp
USA
Hiệp chủng quốc Hoa kỳ (Mỹ)
VSV
Vi sinh vật
VCK
Vật chất khô
VFA (Volatile fatty acids): Axit béo bay hơi
Y
Yorshire
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Bảng
3.1.
3.2
3.3
Nội dung
Trang
Sinh trƣởng tích lũy của lợn thí nghiệm qua các kỳ cân
Phƣơng trình hồi quy giữa khối lƣợng lợn (Y, kg/con) và tỷ lệ
protein trong khẩu phần (X,%)
Phƣơng trình hồi quy giữa khối lƣợng lợn (Y, kg/con) và tỷ lệ các
axit amin tính theo lysine trong khẩu phần (X, g/kg thức ăn)
53
55
58
3.4
Sinh trƣởng tuyệt đối của lợn thí nghiệm (gam/con/ngày)
62
3.5
Lƣợng thức ăn tiêu thụ của lợn thí nghiệm (kg/con/ngày)
65
3.6
Tiêu tốn thức ăn /kg tăng khối lƣợng của lợn thí nghiệm kg)
68
3.7
3.8
Mối tƣơng quan giữa tiêu tốn thức ăn/ kg tăng khối lƣợng của lợn
thí nghiệm (Y, kg) với tỷ lệ protein trong khẩu phần (X, %)
Mối tƣơng quan giữa tiêu tốn thức ăn/ kg tăng khối lƣợng của lợn
thí nghiệm (Y, kg)với mức axit amin trong khẩu phần (X, gam)
71
72
3.9
Tiêu tốn năng lƣợng / 1kg tăng khối lƣợng lợn thí nghiệm
73
3.10
Tiêu tốn protein / 1kg tăng khối lƣợng lợn thí nghiệm (g)
75
3.11
Tiêu tốn lysine / 1kg tăng khối lƣợng lợn thí nghiệm
77
3.12
Chi phí thức ăn/1kg tăng khối lƣợng của lợn thí nghiệm
79
3.13
Phƣơng trình tƣơng quan giữa chi phí thức ăn/kg tăng khối lƣợng
của lợn thí nghiệm (Y, đồng) với tỷ lệ protein của khẩu phần (X, %)
81
Phƣơng trình tƣơng quan giữa chi phí thức ăn / kg tăng khối lƣợng
3.14
của lợn thí nghiệm (Y, đồng) với mức axit amin trong khẩu phần (X,
82
g/kg TA)
3.15
Một số chỉ tiêu thân thịt xẻ ở lợn giai đoạn sinh trƣởng
84
3.16
Một số chỉ tiêu thân thịt xẻ ở thịt lợn giai đoạn vỗ béo
86
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
viii
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
Kết quả phân tích thành phần hoá học của thịt lợn thí nghiệm giai
đoạn sinh trƣởng
Kết quả phân tích thành phần hoá học của thịt giai đoạn vỗ béo
Kết quả theo dõi về lƣợng nitơ và lƣu huỳnh thải ra trong phân và
nƣớc tiểu của lợn thí nghiệm
Phƣơng trình tƣơng quan giữa lƣợng nitơ thải ra qua phân, nƣớc tiểu
(Y,g/con/ngày) và tỷ lệ protein trong khẩu phần (X, %)
Phƣơng trình tƣơng quan giữa lƣợng nitơ thải ra qua phân, nƣớc tiểu
Phƣơng trình tƣơng quan giữa lƣợng lƣu huỳnh thải ra qua phân và
nƣớc tiểu (Y,g/con/ngày) và tỷ lệ protein trong khẩu phần (X,(%)
Phƣơng trình tƣơng quan giữa lƣợng lƣu huỳnh thải ra qua phân (Y,
g/con/ngày) và mức axit amin tính theo lysine (X, g/kg thức ăn)
88
89
92
94
95
97
98
Kết quả xếp loại ảnh hƣởng khẩu phần có tỷ lệ protein và mức axit
3.24
amin khác nhau đến sinh trƣởng, hiệu quả sử dụng thức ăn, năng
100
suất chất lƣợng thịt và ảnh hƣởng đến môi trƣờng
3.25
Sinh trƣởng tích lũy của lợn nuôi thử nghiệm (kg/con)
102
3.26
Sinh trƣởng tuyệt đối của lợn nuôi thử nghiệm (g/con/ngày)
102
3.27
Hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn nuôi thử nghiệm
103
3.28
Nồng độ khí thải trong chuồng nuôi (mg/m3)
104
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
ix
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
Sơ đồ
Nội dung
Trang
2.1
Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1
41
2.2
Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
43
2.3
Sơ đồ thử nghiệm triển khai trên thực tế sản xuất
45
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Nội dung
Hình
3.1
3.2
3.3
Trang
Đồ thị sinh trƣởng tích lũy của lợn ở thí nghiệm có cùng
mức protein 18% nhƣng có mức axit amin khác nhau
Đồ thị sinh trƣởng tích lũy của lợn ở thí nghiệm có cùng
mức protein 17%, nhƣng có mức axit amin khác nhau
Đồ thị sinh trƣởng tích lũy của lợn ở thí nghiệm có cùng
mức protein 16% nhƣng có mức axit amin khác nhau
59
60
60
3.4
Biểu đồ sinh trƣởng tuyệt đối của lợn thí nghiệm
63
3.5
Biểu đồ tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lƣợng của lợn TN
69
3.6
Biểu đồ chi phí thức ăn/kg tăng khối lƣợng của lợn TN
80
3.7
Biểu đồ một số chỉ tiêu thân thịt của lợn TN giai đoạn
sinh trƣởng
85
3.8
Biểu đồ một số chỉ tiêu thân thịt của lợn TN giai đoạn vỗ béo
87
3.9
Biểu đồ lƣợng nitơ thải ra qua phân và nƣớc tiểu
93
3.10
Biểu đồ lƣợng lƣu huỳnh thải ra qua phân và nƣớc tiểu
96
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nƣớc ta, chăn nuôi lợn là một nghề quan trọng cung cấp nguồn thực phẩm có
giá trị dinh dƣỡng cao phục vụ đời sống con ngƣời. Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu
thịt lợn cho tiêu dùng trong và ngoài nƣớc, bên cạnh việc phát triển chăn nuôi các
giống lợn địa phƣơng, lợn lai (giữa đực ngoại với cái nội) thì xu hƣớng nuôi các
giống lợn ngoại, đặc biệt lợn lai có 4-5 máu ngoại đang đƣợc các trang trại chăn
nuôi quy mô vừa và lớn quan tâm, ngày càng phát triển. Lợn ngoại có đặc tính sinh
trƣởng nhanh và cho tỷ lệ thịt nạc cao, phù hợp với phƣơng thức nuôi thâm canh.
Đồng thời với giải pháp về giống thì thức ăn dinh dƣỡng cũng đã và đang đƣợc tích
cực nghiên cứu, áp dụng, đặc biệt là các nghiên cứu về nhu cầu protein và axit
amin thích hợp cho lợn nhằm giảm chi phí đầu vào, mà vẫn đảm bảo tăng trƣởng
và chất lƣợng thịt.
Quan điểm dinh dƣỡng hiện đại cho rằng nhu cầu về protein của lợn chính là
nhu cầu về các axit amin. Nếu cung cấp không đủ các axit amin thiết yếu trong
khẩu phần ăn cho lợn sẽ dẫn đến sinh trƣởng giảm, ảnh hƣởng đến khả năng sản
xuất và hiệu quả kinh tế. Nếu khẩu phần ăn cho lợn đƣợc cung cấp đủ hoặc thừa
lƣợng protein nhƣng không cân đối về tỷ lệ các axit amin thiết yếu sẽ làm tăng việc
đào thải nitơ qua phân và nƣớc tiểu gây ô nhiễm môi trƣờng. Hiện nay các chất thải
chăn nuôi là một trong những mối đe dọa đối với sức khỏe con ngƣời và cộng
đồng. Các chất thải không đƣợc xử lý sẽ gây ô nhiễm không khí (khí độc nhƣ NH 3,
SO2 NO3-, H2S), đồng thời còn gây ô nhiễm nguồn nƣớc và đất. Do vậy, giảm mức
protein trong thức ăn cùng với việc bổ sung thêm các axit amin tổng hợp đang là
một trong những giải pháp tốt, vừa giải quyết vấn đề nhu cầu dinh dƣỡng axit amin
cho lợn, vừa giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng từ chất thải chăn nuôi.
Khi tính toán nhu cầu protein trong khẩu phần ăn cho lợn, thông thƣờng
ngƣời ta chỉ dựa trên những kết quả nghiên cứu về nhu cầu protein hoặc áp dụng
tiêu chuẩn đã công bố về nhu cầu của một số loại axit amin chủ yếu nhƣ lysine,
methionine, mà chƣa có đầy đủ các cơ sở để tính toán nhu cầu của các loại axit
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2
amin thiết yếu khác. Để đáp ứng nhu cầu axit amin cho lợn, hầu hết ngƣời chăn
nuôi và các hãng sản xuất thức ăn đều áp dụng các công thức phối hợp có tỷ lệ
protein cao, mà chƣa tính hết đến sự lãng phí do thừa axit amin trong khẩu phần từ
đó dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng do lƣợng nitơ và lƣu huỳnh trong chất thải chăn
nuôi gây ra. Mặt khác, trên thực tế đơn giá của các loại thức ăn giàu protein có
nguồn gốc động thực vật nhƣ khô đậu tƣơng, bột cá ... thƣờng cao, làm tăng chi phí
đầu vào trong chăn nuôi lợn. Do đó, cần thiết phải xác định nhu cầu về các axit
amin thiết yếu cho lợn, nhằm giảm một cách hợp lý lƣợng protein trong thức ăn,
nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và hiệu quả kinh tế của chăn nuôi lợn. Với sự
tiến bộ của khoa học kỹ thuật, hiện nay một số axit amin đã có thể đƣợc sản xuất
bằng phƣơng pháp công nghiệp với giá thành hạ. Các trang trại chăn nuôi đã có
điều kiện để ứng dụng, bổ sung các axit amin thiết yếu nhằm cung cấp đủ nhu cầu
axit amin trong khẩu phần ăn, từ đó tiết kiệm đƣợc thức ăn giàu protein, giảm thiểu
ô nhiễm môi trƣờng, mà vẫn đảm bảo sinh trƣởng tốt cho lợn. Xuất phát từ những
lý do trên, nghiên cứu sinh tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định mức
protein thích hợp trên cơ sở cân bằng một số axit amin trong thức ăn cho lợn ngoại
nuôi thịt”
2. Mục tiêu của đề tài
- Xác định đƣợc khẩu phần ăn có tỷ lệ protein hợp lý trên cơ sở cân đối một
số axit amin thiết yếu là lysine, methionine và threonine nhằm nâng cao khả năng
sinh trƣởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và giảm thiểu lƣợng nitơ, lƣu huỳnh thải ra
qua phân, nƣớc tiểu cho lợn lai 4 giống ngoại nuôi thịt.
- Xây dựng đƣợc một số công thức thức ăn trên nền nguyên liệu địa phƣơng
có tỷ lệ protein và axit amin thích hợp đảm bảo hiệu quả chăn nuôi lợn lai nuôi thịt
4 giống ngoại và giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng .
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa thực tiễn đề tài
Đề tài đƣa ra 2 công thức thức ăn có tỷ lệ protein thích hợp đƣợc cân đối một
số axit amin tổng hợp (lysine, methionine và threonine) cho lợn thịt giống ngoại.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3
Các công thức thức ăn đảm bảo lợn sinh trƣởng tốt, không những tiết kiệm thức ăn
giàu protein, mà còn giảm ô nhiễm môi trƣờng, đã đƣợc ứng dụng sản xuất công
nghiệp tại Công ty thức ăn chăn nuôi Đại Minh – thị xã Sông Công Thái Nguyên và
đƣợc ứng dụng tại các cơ sở chăn nuôi tập trung của khu vực tỉnh Thái Nguyên.
3.2. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp thêm dữ liệu khoa học chứng minh
tính hiệu quả của việc sử dụng axit amin tổng hợp để cân đối khẩu phần theo
nguyên tắc "protein lý tƣởng" nhằm giảm tỷ lệ protein tổng số mà vẫn đảm bảo hiệu
quả chăn nuôi và góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng.
4. Những đóng góp mới của luận án
- Xác định đƣợc tỷ lệ protein và một số axit amin thiết yếu trong thức ăn hỗn
hợp trên nền nguyên liệu địa phƣơng cho lợn lai 4 giống ngoại nuôi thịt đảm bảo tốc
độ sinh trƣởng, tỷ lệ nạc cao và hiệu quả sử dụng thức ăn tốt.
- Ứng dụng khẩu phần có tỷ lệ protein và axit amin hợp lý cho lợn lai 4
giống ngoại đảm bảo hiệu quả chăn nuôi và làm giảm thiểu mức thải nitơ và lƣu
huỳnh trong phân và nƣớc tiểu, góp phần hạn chế ô nhiễm môi trƣờng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Cơ sở khoa học về tiêu hoá và hấp thu protein của lợn
1.1.1.1. Đặc điểm cơ bản về sinh lý tiêu hoá của lợn
Lợn là loài gia súc có cấu trúc dạ dày đơn. Môi trƣờng dạ dày có axit (pH =
2,0-2,5) do dịch vị tiết ra. pH dịch vị thấp phù hợp điều kiện hoạt động của pepsin
để phân giải protein thành các sản phẩm trung gian nhƣ albumoz, pepton và một
lƣợng nhỏ axit amin (Nguyễn Xuân Tịnh và cs, 1996 [28]). Ruột non của lợn chứa
dịch tụy, dịch ruột và dịch mật, có môi trƣờng kiềm tính với pH trong khoảng 7,8 –
8,7 trong đó chỉ có dịch tụy và dịch ruột chứa đủ các enzyme tiêu hóa triệt để các
chất dinh dƣỡng trong thức ăn. Nhờ vậy, ruột non là bộ phận của cơ quan tiêu hóa
chứa đầy đủ enzyme thủy phân các chất dinh dƣỡng trong thức ăn thành chất dinh
dƣỡng đơn giản nhất mà cơ thể hấp thu trực tiếp qua thành ruột vào máu. Trong tất
cả các chất dinh dƣỡng thì protein là đại phân tử có cấu tạo phức tạp nhất nên phức
hệ enzyme thủy phân protein (gọi chung proteinaza) cũng hết sức phức tạp và đƣợc
chia làm các nhóm khác nhau tùy theo khả năng và mức độ phân giải của từng
enzyme, trong đó: Nhóm 1 gồm các enzyme pepsin của dịch vị, trypsin và
kimotrypsin của dịch tụy, erepxin của dịch ruột, nhóm này thủy phân protein thành
các peptit ngắn 6-8 axit amin. Nhóm 2 là nhóm enzyme phân giải peptit. Nhóm 3 là
nhóm enzyme thủy phân protein của tổ chức liên kết nhƣ elastaza thủy phân elastin.
Nhóm 4 là nhóm enzyme thủy phân protein nhân tế bào (Hoàng Toàn Thắng và Cao
Văn, (2006) [39]. Dịch mật không chứa enzyme tiêu hóa, nhƣng nó hỗ trợ các hoạt
động tiêu hóa và hấp thu, nhất là tiêu hóa mỡ.
Ruột non có cấu tạo đặc biệt, thích ứng cao với tiêu hóa và hấp thu thức ăn.
Dọc niêm mạc ruột có các tuyến ruột phát triển tiết dịch ruột theo kiểu toàn tiết, tức
là các tế bào tuyến chứa đầy enzyme từ niêm mạc ruột bong ra theo chu kỳ rơi
thẳng vào xoang ruột tạo ra nguồn nitơ nội sinh. Đây là một đặc điểm gây ảnh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
5
hƣởng tới tính chính xác trong các kết quả thử mức tiêu hóa protein ở lợn mà ta
không thể loại trừ.
Ở ruột già của lợn có hệ vi sinh vật cộng sinh trong manh tràng và kết tràng
có khả năng phân giải chất xơ. Ruột già không tiết enzyme, mà chỉ tiếp tục phân
giải thức ăn nhờ enzyme ở ruột non. Tỷ lệ tiêu hóa này cao hay thấp phụ thuộc vào
thời gian lƣu thức ăn ở ruột già (12 - 16 giờ). Tính trung bình có 14% chất xơ, 12%
protein và 9% mỡ còn lại trong dƣỡng chất đƣợc tiêu hóa ở ruột già. Hoạt động chủ
yếu của ruột già là sự lên men chất xơ do tác động của hệ vi sinh vật ở manh tràng,
kết tràng và hoạt động phân hủy protein thừa trong thức ăn bởi các vi khuẩn gây
thối tạo thành các chất độc crezon, fenol, indol, scatol. Các chất độc này đƣợc hấp
thu vào máu và giải độc ở gan. Nếu quá nhiều sẽ gây tình trạng ngộ độc đƣờng tiêu
hóa làm cho lợn bị ỉa chảy, chất thải có mùi thối khó chịu, làm ô nhiễm môi trƣờng
bởi các chất khí SO2, H2S.
Nhƣ vậy, trong mọi trƣờng hợp sự lên men bởi vi sinh vật ruột già ở manh
tràng, kết tràng lợn đều tạo ra sinh khối vi sinh vật thải ra ngoài theo phân và nguồn
nitơ này cùng với nitơ thừa trong thức ăn gây ra sai số đáng kể trong việc xác định
tỷ lệ tiêu hóa thực của nitơ trong thức ăn ăn vào. Điều này bắt buộc các nhà dinh
dƣỡng học phải nghiên cứu loại trừ trong các phƣơng pháp thí nghiêm thử mức tiêu
hóa (Hoàng Toàn Thắng và Cao Văn, 2006 [39]). Hoạt động tiêu hóa của lợn vào
ban ngày thƣờng lớn hơn ban đêm và thời gian thức ăn lƣu lại trong đƣờng tiêu hóa
ở lợn khoảng 24 giờ. Tuy nhiên, có một phần nhỏ thức ăn sẽ thải trong khoảng 4-5
ngày (Trần Văn Phùng và cs, 2004 [24]).
1.1.1.2. Tiêu hóa, hấp thu và sử dụng protein trong cơ thể lợn
Trƣớc hết, protein sẽ đƣợc phức hệ enzyme proteaza trong dạ dày và ruột
non phân giải tới dạng sản phẩm cuối cùng là axit amin. Tiếp theo các axit amin này
đƣợc hấp thu qua vách nhung mao ruột vào máu để về gan và tới các mô bào cơ thể
tham gia các phản ứng tổng hợp protein đặc trƣng trong các mô bào, trong đó phần
lớn là protein của mô bào cơ vân cấu thành mô nạc trong sản phẩm thịt lợn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
6
Các nghiên cứu cho thấy sự hấp thu axit amin xảy ra ở đoạn cuối tá tràng,
đoạn đầu của không tràng và hồi tràng. Các axit amin từ xoang ruột đi vào tế bào
bằng phƣơng pháp khuyếch tán qua các vi kênh của nhung mao sau đó nhờ hệ thống
vật tải chuyển vào tế bào theo cơ chế vận chuyển tích cực ngƣợc chiều bậc thang
nồng độ và điện thế (Nguyễn Tài Lƣơng, 1981)[17].
- Hiệu suất hấp thu và sử dụng protein chịu ảnh hƣởng của một số yếu tố nhƣ:
+ Nồng độ axit amin: Khi nồng độ axit amin trong ruột tƣơng ứng ở máu thì
tốc độ hấp thu cao nhất.
+ Cơ thể hấp thu axit amin với tỷ lệ cân đối theo một tƣơng quan nhất định
giữa các loại axit amin. Loại nào vƣợt quá mức tƣơng quan đó thì cơ thể không hấp
thu và thải ra ngoài. Điều này có ý nghĩa khi phối hợp thức ăn phải cân đối tỷ lệ axit
amin cho phù hợp.
+ Tính chọn lọc trong quá trình hấp thu: Do sự hấp thu đƣợc điều tiết bằng
thần kinh và hormon nên những axit amin nào hấp thu vào cơ thể, mà đƣợc sử dụng
ngay, thì hấp thu nhanh. Ví dụ: Methionine hấp thu nhanh gấp 3 lần Cystein; Lhistidine hấp thu nhanh gấp 6 lần so với D-histidine.
+ Ảnh hƣởng của vitamin: Các vitamin B 1, B6 cần thiết cho quá trình trao đổi
chất của trung tâm gắn nối và chất vận chuyển, khi thiếu những vitamin này sự hấp
thu bị trở ngại.
+ Ảnh hƣởng của đƣờng: Trong 4 trung tâm gắn nối vận chuyển axit amin và
đƣờng có một trung tâm chung cho cả 2 loại cơ chất nên nếu đƣờng ruột có nồng độ
glucose, galactose cao thì gây ức chế hấp thu leucine (Hoàng Toàn Thắng, Cao Văn,
2006 [39]).
- Những nhân tố ảnh hƣởng tới chức năng tiêu hóa ở lợn:
+ Ảnh hƣởng của giống, di truyền: Bản chất di truyền của loài, giống, cá thể
cũng ảnh hƣởng tới hiệu suất tiêu hóa hấp thu và sử dụng protein trong cơ thể lợn.
Điều này có liên quan tới kiểu trao đổi chất hình thành trong quá trình thích nghi
của loài, giống lợn tới điều kiện thức ăn trong lịch sử hình thành giống. Ở lợn
hƣớng nạc khả năng tiêu hóa, hấp thu sử dụng protein cao hơn lợn hƣớng mỡ, thể
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
7
hiện ở khả năng phân tiết và hoạt tính các enzyme thủy phân protein trong dịch tụy
và dịch ruột của lợn. Đây là một đặc tính đã đƣợc quan tâm chọn lọc qua sự ổn định
sinh lý tiêu hóa, khi tăng lƣợng protein khẩu phần, để thúc đẩy tăng trƣởng phần nạc
trong thịt lợn.
+ Ảnh hƣởng của chế độ thức ăn và kỹ thuật cho ăn:
* Chế độ ăn và kỹ thuật cho ăn cũng ảnh hƣởng tới lƣợng dịch tiết ra.
Corring và Saucier, 1972 (dẫn theo Trần Cừ, 1987 [3]) đã thí nghiệm cho lợn ăn các
mức protein khác nhau cho thấy rằng, lƣợng tiết dịch cũng nhƣ hoạt tính của men
kimosine tăng rõ rệt. Từ đó các tác giả cho rằng có sự thích ứng của enzyme trong
dịch tuỵ với sự thay đổi của chế độ dinh dƣỡng nói chung và chế độ dinh dƣỡng
protein nói riêng. Còn Grossman, 1942 và Rebout, 1966 (dẫn theo Trần Cừ, 1987 [3])
cho rằng enzyme kimosine đáp ứng đƣợc tất cả sự thay đổi về thành phần protein của
thức ăn theo chiều hƣớng thích ứng với sự tăng mức protein khẩu phần, hàm lƣợng
protein của khẩu phần càng cao, hoạt tính của enzyme càng tăng mạnh. Qua đó,
chúng tôi có thể nhận xét rằng, quá trình chọn lọc đặc tính di truyền về tăng trọng
phần nạc của lợn gắn liền với sự thay đổi hoạt tính của enzyme trong những điều kiện
tƣơng thích để phù hợp với sự gia tăng hàm lƣợng protein trong khẩu phần.
* Chế độ ăn và kỹ thuật cho ăn ảnh hƣởng tới hoạt tính enzyme tiêu hóa: Về
ảnh hƣởng này Teletnep, 1960 (Dẫn theo Trần Cừ, 1987 [3]) đã nghiên cứu hoạt
động tiết enzyme tiêu hóa của tuyến tụy và thấy hoạt lực men proteaza phụ thuộc
vào cƣờng độ tiết của tuyến tuỵ và thành phần khẩu phần. Với loại khẩu phần đƣợc
cân bằng tốt về thành phần dinh dƣỡng tƣơng ứng với khối lƣợng cơ thể và tuổi của
lợn, thì lƣợng trypsine biến động rất ít.
* Mặt khác chế độ ăn và kỹ thuật cho ăn ảnh hƣởng đến quá trình tiêu hóa:
Điều này chính là ảnh hƣởng đến hiệu quả tiêu hóa protein trong dạ dày lợn, ảnh
hƣởng của tỷ lệ giữa gluxit và chất chứa nitơ trong khẩu phần ăn. Năm 1979, Trần
Cừ khi nghiên cứu ảnh hƣởng của khẩu phần cùng mức protein đến sự tiêu hoá nitơ
ở ruột non của lợn, đã thấy rằng, khẩu phần có các loại thức ăn khác nhau thì hàm
lƣợng các dạng nitơ trong nhũ chấp ruột là khác nhau. Điều này ảnh hƣởng trực tiếp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
8
đến khả năng hấp thu, sử dụng nitơ ở đƣờng tiêu hoá. Vì thế, nó đòi hỏi sự nghiên
cứu về các mức protein khác nhau, trên cở sở giữ ổn định hàm lƣợng và tỷ lệ một số
axit amin thiết yếu.
+ Ảnh hƣởng của thành phần dinh dƣỡng trong khẩu phần tới khả năng tiêu
hóa ở lợn: Thành phần dinh dƣỡng của khẩu phần xét theo quan điểm hiện đại là sự
cân đối chung về số lƣợng và chất lƣợng của các chất dinh dƣỡng nhƣ năng lƣợng,
protein, axit amin, khoáng, vitamin, tinh bột, mỡ với một tỷ lệ thích hợp, nhằm đảm
bảo cho hiệu quả tiêu hoá chung và lợi dụng thức ăn cao trong đó có tiêu hóa
protein góp phần giảm giá thành và chi phí thức ăn. Trong các quan hệ cân bằng
giữa các thành phần dinh dƣỡng, ngƣời ta thƣờng quan tâm nhất đến quan hệ
protein/năng lƣợng; axit amin/năng lƣợng, hàm lƣợng chất xơ tối đa.... Sự cân đối
dinh dƣỡng trong khẩu phần đƣợc xây dựng cho các đối tƣợng lợn và đƣa thành tiêu
chuẩn ăn. Trần Cừ (1987)[3] đã chứng minh rằng mức độ dinh dƣỡng thấp hơn tiêu
chuẩn làm giảm tăng trọng 16,70%, còn mức dinh dƣỡng cao hơn tiêu chuẩn làm
tăng trọng tăng thêm 17,80%.
* Ở lợn mức protein của thức ăn ảnh hƣởng lớn đến sự tiêu hóa nói chung và
từ đó ảnh hƣởng quyết định đến sự tăng trọng. Năm 1976, Trần Cừ nghiên cứu 2
mức 14 và 20% protein trong khẩu phần lợn đến sự tiêu hóa và sử dụng thức ăn đã
cho biết mức 20% cho kết quả nồng độ các dạng nitơ trong nhũ chấp ở ruột non cao
hơn hẳn mức 14% (Trần Cừ, 1987 [3]). Nhiều thí nghiệm theo hƣớng này, đã đƣợc
các tác giả tiến hành và khẳng định mức protein trong thức ăn ảnh hƣởng lớn tới
khả năng tiêu hóa. Mức protein trong thức ăn cũng nhƣ các loại protein khác cũng
ảnh hƣởng rất khác nhau tới sự tiết dịch vị, dịch tụy và tiêu hóa thức ăn nói chung
trong đƣờng tiêu hóa của lợn.
* Ảnh hƣởng của axit amin đến sự tiêu hóa của lợn: Ảnh hƣởng của protein
tới tiêu hóa thực chất là ảnh hƣởng của axit amin cấu thành protein. Nếu protein có
chất lƣợng tốt chứa đầy đủ và cân đối axit amin thiết yếu thì sự tiêu hóa hấp thu
protein sẽ đạt hiệu quả rất cao. Thiếu bất kỳ loại axit amin thiết yếu nào cũng ảnh
hƣởng xấu tới sự sinh trƣởng của lợn nhất là thiếu lysine. Do có sự chuyển hóa lẫn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
9
nhau của các axit amin trong cơ thể mà sự có mặt đầy đủ của các axit không thay
thế có thể làm giảm bớt nhu cầu axit amin không thay thế. Khi vắng một hoặc
không đầy đủ chủng loại axit amin thiết yếu cần thiết, không chỉ ảnh hƣởng nghiêm
trọng đến sử dụng các axit amin khác, làm sinh trƣởng ngừng trệ, thể trọng giảm,
mà còn ảnh hƣởng đến tiêu hóa và hiệu quả sử dụng toàn bộ khẩu phần.
+ Ảnh hƣởng của tuổi tới sự tiêu hóa của lợn: Tuổi gắn liền với quy luật sinh
trƣởng của lợn, đây là sự phát triển đồng bộ cả về lƣợng và chất, cả về cấu tạo và
chức năng của các cơ quan, bộ phận hệ thống tiêu hóa nói riêng và toàn bộ cơ thể
nói chung. Ngƣời ta đã khảo sát rất kỹ sự phát triển cơ quan tiêu hóa của lợn ở các
lứa tuổi khác nhau. Ví dụ dạ dày lợn con mới đẻ có dung tích 25ml đến tuổi trƣởng
thành đạt 3,5 - 4 lít. Sự biến đổi đƣờng tiêu hóa rõ rệt theo tuổi nhất ở lợn con để
thích ứng với sự tiêu hóa thức ăn giai đoạn sau cai sữa. Trong đó hoạt tính và hàm
lƣợng các enzyme thủy phân protein ở tuyến tụy lợn tăng nhanh theo thời gian và
ổn định ở giai đoạn tuổi mà con vật đang sinh trƣởng mạnh, để tiêu hóa tốt protein
trong khẩu phần cho tích lũy. Khi tuổi tăng lên thì lƣợng dịch tụy và hàm lƣợng
enzyme cũng tăng lên, hoạt tính thủy phân tinh bột của amilaza tăng 24%, của
lipaza tăng 1,9 lần, nhƣng hoạt tính trypsin hơi giảm đi. Sự giảm hoạt tính trypsin
liên quan tới sự tổng hợp protein trong tế bào giảm, còn lipaza thì tăng hoạt tính vì
cần có sự tích lũy mỡ của lợn ở giai đoạn vỗ béo (Trần Cừ, 1987 [3]).
Sự biến động của phân tiết và hoạt tính enzyme phân giải protein theo tuổi đã
cho thấy đây là cơ sở sinh lý học của các biện pháp giảm tỷ lệ protein khẩu phần
của lợn theo tuổi nhằm không chỉ đảm bảo nhu cầu cho sinh trƣởng, mà còn tiết
kiệm protein và giảm những ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng, do sự dƣ thừa protein
trong khẩu phần gây ra.
+ Ảnh hƣởng của mức năng lƣợng/protein hay axit amin/protein: Mọi quá
trình tổng hợp chất hữu cơ trong mô bào, trong đó có protein, đều cần tới năng
lƣợng ở dạng “Công hóa học”, đây là sự chuyển dạng hóa năng từ vật chất hữu cơ
cũ sang vật chất hữu cơ mới, để tái cấu trúc, để tích lũy vật chất trong tế bào.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
10
Không chỉ ảnh hƣởng bởi protein, mà sự tƣơng quan năng lƣợng/protein hay
năng lƣợng/axit amin trong khẩu phần, cũng ảnh hƣởng đến việc sử dụng thức ăn
của con vật. Ngƣời ta biểu thị mối quan hệ này bằng số gam protein hoặc cụ thể hơn
là số gam axit amin/1000 Kcal ME. Các quan hệ dinh dƣỡng này cũng đã đƣợc tiêu
chuẩn hoá để đảm bảo nhu cầu năng lƣợng cho sự tổng hợp và tích luỹ protein trong
thịt nạc. Nếu thiếu năng lƣợng sẽ dẫn đến việc cơ thể phải huy động protein để lấy
năng lƣợng, gây ra sự lãng phí không cần thiết. Một trong những ảnh hƣởng của
thành phần dinh dƣỡng tới khả năng tiêu hoá của protein và axit amin trong khẩu
phần là sự cân bằng giữa các axit amin trong protein ăn vào. Nếu trong thức ăn có
tỷ lệ hợp lý giữa các loại axit amin sẽ làm giảm nhu cầu protein của lợn. Khẩu phần
chứa đầy đủ và cân đối các axit amin thiết yếu, phù hợp với nhu cầu của lợn thịt ở
từng giai đoạn sinh trƣởng sẽ là cơ sở của việc nghiên cứu giảm mức protein tổng
số trong khẩu phần một cách hợp lý, nhằm tiết kiệm thức ăn đạm.
Các tiêu chuẩn cụ thể của axit amin trong khẩu phần, cũng nhƣ tỷ lệ thích
hợp giữa chúng tính theo lysine, có sự khác nhau giữa các nghiên cứu. Vấn đề đặt ra
là khi cân đối axit amin ở các mức cao, thấp khác nhau để xem xét tỷ lệ protein tổng
số phù hợp trong khẩu phần ảnh hƣởng thế nào đến sinh trƣởng và hiệu suất tiêu
hoá protein, axit amin thì điều cần thiết phải bố trí thí nghiệm thử mức tiêu hoá để
đánh giá cụ thể thông qua phân tích thành phần hoá học của thức ăn ăn vào và
lƣợng thải ra trong phân.
* Các nghiên cứu về ảnh hƣởng của mức gluxit, mỡ, khoáng, vitamin trong
khẩu phần cũng đƣợc nhiều tác giả tiến hành để xác định sự ảnh hƣởng của chúng
tới khả năng tiêu hóa của lợn (Aherue, 1969; Kozor, 1971; Khocrin, 1967.... (Dẫn
theo Trần Cừ, 1987 [3]).
1.1.2. Sự chuyển hóa protein và axit amin trong cơ thể lợn
Sau khi hấp thu qua thành ruột vào máu protein hay thực chất là các axit amin
sẽ đƣợc vận chuyển đến gan và các tổ chức mô bào để đáp ứng cho các quá trình sinh
tổng hợp protein trong mô bào. Sự chuyển hóa protein trong cơ thể gồm 2 quá trình
đồng hóa và dị hóa. Hai quá trình này luôn cân bằng nhau làm cho thành phần hóa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
11
học của cơ thể luôn ở trạng thái cân bằng động. Tuy nhiên, bệnh tật hay tuổi tác có
thể làm ảnh hƣởng đến sự cân bằng này. Trong chuyển hóa, có sự phân giải các chất
hóa học để giải phóng ra năng lƣợng chứa trong phân tử. Năng lƣợng này đƣợc sử
dụng để tổng hợp chất hữu cơ mới, để sinh công khi co cơ, để vận chuyển tích cực
các chất qua màng tế bào và duy trì các cấu trúc, chức năng bình thƣờng của tế bào,
để dẫn truyền các xung động thần kinh.
1.1.2.1. Vai trò protein trong cơ thể:
Protein là thành phần cấu trúc chủ yếu của tế bào động vật, nhiều chất đóng
vai trò quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể nhƣ sắc tố hô hấp Hb để vận
chuyển khí, fibrinogen tham gia vào phản ứng đông máu, các enzyme xúc tác trao đổi
chất, actin và miozin để co cơ...Protein huyết tƣơng là albumin tạo ra áp suất thể keo
trong máu để duy trì ổn định nội mô, globulin là kháng thể trong máu liên quan tới
phản ứng miễn dịch bảo vệ cơ thể. Nhiều hormon điều hòa hoạt động chức năng là
protein, cơ cấu di truyền trong nhân tế bào là loại protein phức tạp nhất nằm ở
nhiễm sắc thể và gen. Trong quá trình chuyển hóa, protein cũng có thể oxy hóa để
cung cấp năng lƣợng cho hoạt động sống, nhất là khi năng lƣợng chủ yếu từ nguồn
lipit và gluxit đƣợc cung cấp không đủ. Vì thế, trong chăn nuôi cần phải cung cấp
đủ protein trong khẩu phần và có mức năng lƣợng hợp lý, để đạt năng suất cao với
các sản phẩm thịt, trứng, sữa. Protein có tính đặc hiệu rất cao, vì thế cơ thể chỉ sử
dụng nguồn axit amin thủy phân từ thức ăn trong đƣờng tiêu hóa để tổng hợp
protein đặc trƣng của mình.
1.1.2.2. Sự chuyển hóa protein:
Sự chuyển hóa protein (tổng hợp và phân giải) trong cơ thể gắn liền với sự
chuyển hóa các axit amin đƣợc thực hiện qua các phản ứng khử amin, chuyển amin,
khử cacboxyl. Enzyme xúc tác cho các phản ứng chuyển hóa amin có trung tâm hoạt
động gắn liền với các vitamin B1, B3 và B6. Vì vậy, sự đáp ứng đầy đủ nhu cầu vitamin
này trong khẩu phần là sự đảm bảo tốt nhất cho các phản ứng chuyển hóa protein.
+ Phản ứng khử amin thƣờng xuyên xảy ra với các axit amin sinh ra trong
phản ứng dị hóa phân giải protein một cách bắt buộc hoặc với các axit amin dƣ thừa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
12
không đƣợc sử dụng trong quá trình tổng hợp. Kết quả của phản ứng khử amin là
nhóm NH2 đƣợc tách ra ở dạng NH3 và một axit amin mới đƣợc hình thành – axit
xetonic. NH3 sau đó sẽ đƣợc tổng hợp thành ure ở gan và thải ra ngoài qua đƣờng
nƣớc tiểu. Ở lợn sinh trƣởng hàm lƣợng ure nƣớc tiểu khá cao và là một nguồn chất
thải gây ô nhiễm môi trƣờng. Phân tử axit xetonic tạo ra trong phản ứng sẽ đƣợc
chuyển hóa tiếp tục theo các hƣớng: Oxi hóa hoàn toàn cho năng lƣợng và chất thải
CO2 + H2O; là cơ chất tiếp nhận nhóm NH2 trong phản ứng chuyển amin để tạo axit
amin mới; sinh đƣờng glucoza mới.
+ Phản ứng chuyển amin: Trong phản ứng chuyển amin nhóm NH2 từ axit
amin này đƣợc chuyển cho một chất nhận là axit xetonic để tạo axit amin mới và tạo
một axit xetonic mới nhờ enzym transaminaza có nhóm ghép là vitamin B 6. Đây là
loại phản ứng để tạo ra các axit amin không thiết yếu trong cơ thể lợn nói riêng,
động vật nói chung.
+ Phản ứng khử cacboxyl là phản ứng phổ biến trong tế bào để sản sinh các
amin tƣơng ứng nhờ tác dụng xúc tác của enzyme decacboxylaza có nhóm ghép là
vitamin B6. Ví dụ: sự khử cacboxyl của histidin tạo ra histamin. Nhờ các phản ứng
chuyển hóa axit amin, mà protein trong cơ thể không ngừng đƣợc đổi mới thể hiện
tính chất sống của protein nhƣ một đặc trƣng sống cao nhất của động vật nói chung.
1.1.2.3. Cân bằng nitơ và mức nitơ trong thức ăn:
Để đánh giá sự chuyển hóa protein trong cơ thể, ngƣời ta thƣờng đề cập tới
trị số cân bằng nitơ, nghĩa là sự tƣơng quan giữa lƣợng nitơ hấp thu từ sự tiêu hóa
protein trong khẩu phần và lƣợng nitơ mà cơ thể bài tiết ra ngoài qua nƣớc tiểu và
mồ hôi. Hàm lƣợng nitơ trong các loại protein khác nhau thì khác nhau và biến
động từ 14-19 %, trung bình 16%, nghĩa là trong 100 g protein có 16 g nitơ hay cứ
1g nitơ ứng với 6,25 g protein. Từ đó có thể xác định lƣợng protein chuyển hóa
bằng cách nhân lƣợng nitơ thoát ra với 6,25 (hệ số protein).
Nếu lƣợng nitơ thoát ra ở nƣớc tiểu cân bằng với nitơ hấp thu đƣợc từ thức
ăn, thì trƣờng hợp này gọi là cân bằng nitơ bằng không. Nếu lƣợng nitơ hấp thu vào
cơ thể nhiều hơn lƣợng thải ra qua nƣớc tiểu thì gọi là cân bằng nitơ dƣơng, ngƣợc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
13
lại là cân bằng nitơ âm. Thƣờng cân bằng nitơ gặp ở cơ thể trƣởng thành, cơ thể
nhận đầy đủ nhu cầu protein duy trì. Trƣờng hợp cân bằng nitơ âm gặp khi lợn đói
protein, bị đau ốm, sốt cao..., trƣờng hợp cân bằng nitơ dƣơng gặp khi cơ thể đang
sinh trƣởng mạnh, sử dụng hormon kích thích sinh trƣởng làm tăng đồng hóa. Trong
cơ thể trƣởng thành không có sự tích lũy protein, mà chỉ có sự đổi mới protein theo
nguyên tắc cân bằng nitơ, để giữ ổn định cơ thể. Mức độ cân bằng nitơ không phải
là bất biến, mà nó luôn xác lập mới trạng thái cân bằng để có sự thích nghi với sự
tăng giảm protein trong khẩu phần. Nếu mức protein khẩu phần quá thấp sẽ gây cân
bằng nitơ âm làm cơ thể thiếu protein. Vì vậy, muốn duy trì cân bằng nitơ ta phải
cung cấp một mức protein tối thiểu gọi là mức duy trì, ở lợn bình quân là 1 g/ 1kg
khối lƣợng cơ thể trong 24 giờ (Trần Văn Phùng và cs, 2004 [24]).
1.1.2.4. Sự chuyển hóa của các axit amin chứa lưu huỳnh:
Các axit amin chứa lƣu huỳnh trong cơ thể lợn là methionine và cystin, trong
đó methionine là axit amin thiết yếu có vai trò rất riêng. Đây chính là nguồn cung
cấp lƣu huỳnh cho nhu cầu của cơ thể lợn thịt có hiệu quả nhất. Lƣu huỳnh từ
nguồn cung cấp này dƣờng nhƣ đủ để đáp ứng nhu cầu của lợn nhằm tổng hợp các
chất có chứa lƣu huỳnh trong cơ thể. Việc bổ sung thêm lƣu huỳnh vô cơ vào khẩu
phần có tỷ lệ protein thấp không có hiệu quả (Trần Cừ, 1987 [3]). Từ nguồn lƣu
huỳnh trong các axit amin, nó tham gia vào thành phần cấu tạo của các sinh chất
của cơ thể nhƣ taurine, glutation, hormon insulin, vitamin B1, thiamin, biotin (B4)...
đây hầu hết đều là các chất xúc tác sinh học điều hòa trao đổi chất, điều hòa đƣờng
huyết. Lƣu huỳnh trong các hợp chất này thƣờng ở dạng liên kết disulfit (-S-S-) để
tạo thành cấu trúc bậc 3 của protein với chức năng sinh học mới. Từ các axit amin
chứa lƣu huỳnh, chúng tham gia chủ yếu vào việc tạo thành các protein của các mô
liên kết và tập trung với tỷ lệ cao ở keratin trong lông, da, sừng, móng. Một phần rất
nhỏ lƣu huỳnh nằm ở dạng vô cơ trong các muối sulfat, sulfit (SO4-2, SO3-2) của
huyết tƣơng, phần lƣu huỳnh vô cơ dƣ thừa đƣợc thải ra theo nƣớc tiểu. Trong cơ
thể, lƣu huỳnh tham gia nhiều chức năng sinh lý, ngoài vai trò cấu tạo các axit amin
methionine, cystin và các chất ở trên, lƣu huỳnh còn tham gia vào chức năng đông
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
14
máu và vận chuyển năng lƣợng. Ngoài ra, những thành phần chứa lƣu huỳnh khác
có chức năng chống độc, nó kết hợp với các chất độc ở ruột già từ sự phân huỷ
protein thừa đƣợc hấp thu vào máu, về gan để tạo thành các chất không độc thải ra
ngoài qua nƣớc tiểu. Dạng đào thải lƣu huỳnh trong phân chủ yếu ở dạng vô cơ
trong các khí thải H2S, SO2 sinh ra do hoạt động của vi khuẩn gây thối phân hủy axit
amin chứa lƣu huỳnh còn dƣ thừa trong thức ăn. Mặt khác, lƣu huỳnh đƣợc tích luỹ
trong thận, trong lách một thời gian dài, đồng thời, trong cơ thể diễn ra một quá trình
oxy hoá lƣu huỳnh để bài tiết ra dƣới dạng sulfat. Nguồn sulfat nƣớc tiểu thƣờng ở
dạng kết hợp với phenol đƣợc tạo thành do sự phân giải axit amin chứa lƣu huỳnh
thừa trong thức ăn ở ruột già hoặc sulfat của thức ăn. Lƣu huỳnh sulfit (SO3-2) đƣợc
tạo ra do sự phân giải axit amin chứa lƣu huỳnh có vai trò tham gia của đồng (Cu2+)
và bị oxy hoá trong máu. Vì vậy, cơ thể có thể chuyển một lƣợng sulfit thành sulfat
để thải ra qua nƣớc tiểu. Tuy các nghiên cứu về nhu cầu và chuyển hoá của lƣu huỳnh
trong cơ thể chƣa nhiều, nhƣng với những thông tin đƣa ra trên cho chúng ta một
cách nhìn tổng quát về chỉ tiêu hàm lƣợng lƣu huỳnh thải ra trong phân và nƣớc tiểu
trong thí nghiệm thử mức tiêu hóa, kiểm tra hàm lƣợng các chất thải ra môi trƣờng từ
cơ thể lợn.
Nhƣ vậy, giá trị sử dụng protein phụ thuộc vào thành phần, số lƣợng axit
amin chứa trong đó và khác nhau tuỳ loại protein. Để nâng cao hiệu quả sử dụng
protein trong khẩu phần, cần phối hợp nhiều loại protein với nhau, kể cả việc bổ
sung thêm các axit amin tổng hợp. Để đảm bảo sự cân bằng giữa hai quá trình tổng
hợp và phân huỷ protein thì cần cung cấp lƣợng protein tối thiểu trong khẩu phần
gọi là mức protein duy trì, mức này ở lợn thịt vào khoảng 1 gam protein/kg khối
lƣợng/24 giờ. Tuy nhiên, chúng ta đã biết rằng, nhu cầu protein của lợn thịt thực
chất là nhu cầu các axit amin. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu các axit amin thì phải cung
cấp đủ lƣợng protein chất lƣợng cao hoặc cung cấp protein hỗn hợp để có sự bù đắp
lẫn nhau về các axit amin. Ngoài ra, ngƣời ta cũng có thể bổ sung chính xác axit
amin tổng hợp để bù đắp sự thiếu hụt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
15
1.1.3. Nhu cầu và biện pháp cân đối protein, axit amin của lợn
1.1.3.1. Nhu cầu protein và axit amin của lợn sinh trưởng
Lợn sinh trƣởng hƣớng nạc cần 10 axit amin thiết yếu: lysine, methionine,
threonie, tryptophan, phenylalanine, arginine, leucine, izoleucin, valine và histidin.
Sự thiếu hụt bất cứ một axit amin nào trong số 10 axit amin thiết yếu này cũng sẽ
hạn chế năng suất ở lợn. Trong đó: Lysine là axit amin có khả năng thiếu hụt nhất
trong phần lớn các khẩu phần từ nhiều loại nguyên liệu. Có 2 nguyên nhân: thứ
nhất, lysine là axit amin có hàm lƣợng nhiều nhất trong số các axit amin cấu thành
protein của cơ thể và thứ hai, khẩu phần có phần lớn nguyên liệu là các hạt ngũ cốc,
có hàm lƣợng lysine rất thấp.
Quá trình tích luỹ protein bị ảnh hƣởng bởi thiếu hụt của các axit amin trong
khẩu phần. Cole và cs (1992)[71] cho rằng với các giống lợn khác nhau, có tính
biệt, khối lƣợng cơ thể, hoặc sinh trƣởng khác nhau thì nhu cầu về protein khác
nhau, nhƣng về mặt chất lƣợng (thành phần các axit amin) của protein đó không
khác nhau. Kết luận này dựa trên một thực tế là chúng ta khó có thể phân biệt đƣợc
mẫu cấu trúc của các axit amin của protein tế bào thịt của các loại lợn có khối lƣợng
khác nhau. Điều này cho thấy, nếu chúng ta biết đƣợc tỷ lệ của các axit amin của
loại lợn này thì có thể áp dụng cho các loại lợn khác, giống lợn khác. Một vấn đề
khác, nếu protein của khẩu phần thiếu một hoặc nhiều axit amin thiết yếu thì quá
trình tích luỹ protein chỉ đƣợc cải thiện khi bổ sung thêm những axit amin này. Còn
nếu nhƣ protein của khẩu phần thiếu các axit amin không thiết yếu thì quá trình tích
luỹ protein sẽ đƣợc cải thiện bởi việc bổ sung bất kỳ axit amin nào. Sau đây là một
số hƣớng dẫn về nhu cầu protein và axit amin cho lợn ngoại sinh trƣởng:
Theo hƣớng dẫn của Nhật Bản,1993 (dẫn theo Viện Chăn nuôi Quốc Gia,
2001 [53]) nhu cầu cho lợn thịt có khối lƣợng 30-70kg thì mức protein 15 %; lysine
0,75 %; threonine 0,45 %; tryptophan 0,11 % và lợn thịt có khối lƣợng 70 -110 kg
có các thông số tƣơng ứng là 13 % protein, lysine 0,56 %; threonine 0,34 % và
tryptophan 0,08 %.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
