Ứng Dụng Các Giá Trị Amino Acid Tiêu Hóa Trong Thiết Lập Khẩu Phần

nhiên, trong trường hợp protein bị xử lý nhiệt quá mức hay bị phân hủy do nhiệt, các amino acid có thể bị bài tiết vào nước tiểu như các chất chuyển hóa, dẫn đến tính toán sai tỉ lệ tiêu hóa [66], [143].

Các nghiên cứu trong lĩnh vực tiêu hóa amino acid tăng lên nhanh chóng từ lúc phương pháp thử nghiệm nhanh được phát triển ở Bắc Mỹ và châu Âu [128], [211]. Trong phương pháp này, gà trống trưởng thành bị cho nhịn đói trong 24 - 48 giờ. Sau đó, một lượng nguyên liệu thức ăn thí nghiệm (thường từ 30 - 50g) được đưa trực tiếp vào diều. Trong 48 giờ tiếp theo, toàn bộ chất thải thải ra được thu thập và định lượng. Hàm lượng amino acid nội sinh được xác định từ chất thải của gà bị cho nhịn đói hoặc gà được nuôi bằng khẩu phần không chứa nitơ [128], [211]. Việc đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid dựa trên chất thải bị chỉ trích do các tác động của vi sinh vật ở ruột sau trong việc sử dụng protein thức ăn và phần đóng góp của các protein vi sinh vật vào lượng amino acid đào thải ở trong phân [34]. Mặc dù sự hiện diện của hệ vi sinh vật trong manh tràng và ruột già của gia cầm đã được chứng minh nhưng tác động thực sự của hệ vi sinh vật này đến dinh dưỡng protein vẫn chưa rõ ràng [184]. Hoạt động của vi sinh vật trong manh tràng có thể làm thay đổi thành phần amino acid của chất thải, gây ảnh hưởng đến giá trị tiêu hóa tính toán được dựa trên phân tích chất thải. Nhiều nghiên cứu đã mô tả vai trò của manh tràng trong xác định tỉ lệ tiêu hóa. Nitsan và Alumot (1963) đã đưa ra bằng chứng về hoạt động phân giải protein bởi vi sinh vật ở manh tràng [156]. Sau đó, nghiên cứu của Isshiki và cs. (1974) đã cho thấy chất chứa ở manh tràng có thể thủy phân protein [101]. Payne và cs. (1971) cũng đã chỉ ra rằng tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến của nhiều amino acid ở bột cá bị giảm xuống đáng kể, đặc biệt là threonine, khi tiến hành thí nghiệm trên gà bị phẫu thuật cắt bỏ manh tràng [171]. Theo Parson và cs. (1982), các amino acid được chuyển hóa bởi vi sinh vật có thể ảnh hưởng đến hàm lượng protein vi sinh vật trong chất thải và lượng protein này có thể chiếm đến 25% protein tổng số của chất thải [168]. Do đó, việc sử dụng gà đã cắt bỏ manh tràng hiện đang được chấp nhận rộng rãi trong các nghiên cứu đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid bằng phân tích chất thải do khắc phục được ảnh hưởng của vi sinh vật ở

manh tràng [82], [104], [106], [167].

Tiêu hóa hồi tràng

Payne và cs. (1968) là nhóm nghiên cứu đầu tiên cho rằng phân tích dịch hồi tràng là phương pháp đáng tin cậy hơn để đánh giá tiêu hóa protein và amino acid so với phân tích chất thải [170]. Một số nghiên cứu đã được tiến hành nhằm so sánh phương pháp phân tích chất thải và phân tích dịch hồi tràng trong đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid trong nhiều loại thức ăn như ngô, lúa miến, lúa mì, khô dầu đậu tương, khô dầu hạt cải, bột thịt xương, bột cá, bột lông vũ… [88], [191], [192]. Những sai khác giữa tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng và toàn phần trong những nghiên cứu này chứng tỏ có sự chuyển hóa amino acid bởi hệ vi sinh vật ở ruột già ở gà và tỉ lệ tiêu hóa amino acid xác định được ở đoạn cuối hồi tràng chính xác hơn so với khi đánh giá ở chất thải [184]. Phương pháp xác định tiêu hóa amino acid thông qua phân tích dịch hồi tràng có ưu điểm là áp dụng chế độ cho ăn tự do và có thể sử dụng gia cầm ở các lứa tuổi khác nhau [76].

Để đánh giá tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng, chất chỉ thị không tiêu được bổ sung vào khẩu phần. Có nhiều chất đã và đang được sử dụng làm chất chỉ thị trong thí nghiệm tiêu hóa, trong đó phổ biến nhất là Cr2O3 và AIA. Việc sử dụng các chất chỉ thị trong các nghiên cứu dinh dưỡng đã được Kotb và Luckey (1972) tổng hợp và công bố [116].

Tiêu hóa hồi tràng có thể được đánh giá bằng 2 cách, tùy thuộc vào kỹ thuật thu dịch hồi tràng. Phương pháp đơn giản nhất để thu dịch hồi tràng là giết gia cầm; phương pháp thứ 2 là sử dụng một cannula chèn vào điểm giữa hồi tràng [177], [232]. Trong những nghiên cứu trước đây, gà được giết bằng cách làm trật khớp cổ. Tuy nhiên, phương pháp này bị chỉ trích vì nó làm tăng hàm lượng protein nội sinh do làm bong các tế bào niêm mạc vào đường ruột ở thời điểm giết mổ [184]. Hiện nay, phương pháp giết gia cầm bằng các hóa chất (chẳng hạn như pentobarbitone sodium) được sử dụng phổ biến do phương pháp này hạn chế nhu động ruột và bong niêm mạc đến mức thấp nhất so với các kỹ thuật giết mổ truyền thống [19].

Nhằm khắc phục những nhược điểm trong giết mổ gia cầm, phương pháp đặt cannula hồi tràng đã được một số nhà nghiên cứu sử dụng [84], [177]. So sánh giữa kỹ thuật giết mổ (bằng cách gây mê) với kỹ thuật đặt cannula, Johns và cs. (1986b)

đã chỉ ra rằng tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng ở hầu hết các amino acid xác định được trên gà trống đặt cannula thấp hơn đáng kể so với kết quả đánh giá trên gà sinh trưởng giết mổ bằng cách gây mê, ngoại trừ arginine và glutamic acid [105]. Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp đặt cannula hồi tràng bị hạn chế do những vấn đề liên quan đến việc loại bỏ cannula, những biến động trong dòng chảy của dịch tiêu hóa và việc cần phải sử dụng chất chỉ thị thích hợp [184]. Ngoài ra, Tanksley và cs. (1981) cũng cho rằng thay đổi về mặt sinh lý đối với đường ruột do đặt cannula có thể gây ảnh hưởng lên các quá trình sinh lý bình thường của con vật [229]. Bên cạnh đó, giá trị tiêu hóa xác định được bằng phương pháp đặt canulla ở gà đã trưởng thành có thể không phản ánh tiêu hóa ở gà broiler đang ở giai đoạn phát triển nhanh [32], [74]. Chính vì vậy, giết mổ gia cầm thu dịch hồi tràng để đánh giá tiêu hóa amino acid là phương pháp được lựa chọn nhiều nhất [114], [189].

Các phương pháp xác định hàm lượng amino acid nội sinh bao gồm các phương pháp cổ điển, kỹ thuật nuôi dưỡng bằng peptide kết hợp với lọc qua hệ thống siêu lọc, kỹ thuật sử dụng các chất chỉ thị đồng vị và kỹ thuật homoarginine. Các phương pháp cổ điển được sử dụng để xác định các amino acid nội sinh gồm có phương pháp sử dụng khẩu phần không chứa nitơ, phương pháp hồi quy và phương pháp nuôi đói. Đối với phương pháp đầu tiên, động vật thí nghiệm được cho ăn bằng khẩu phần không chứa nitơ; chất thải được sử dụng để đánh giá hàm lượng các amino acid. Với phương pháp hồi quy, động vật thí nghiệm được nuôi bằng các khẩu phần trong đó loại thức ăn thí nghiệm có hàm lượng tăng dần. Sau đó, hàm lượng các amino acid được phân tích trong chất thải hoặc hoặc dịch hồi tràng. Thất thoát amino acid nội sinh được ước tính bằng cách ngoại suy đường hồi quy đến mức zero của amino acid ăn vào. Đối với phương pháp nuôi đói, gà trống thí nghiệm bị cho nhịn đói từ 24 - 48 giờ, sau đó tiến hành thu chất thải để đánh giá hàm lượng amino acid. Phương pháp nuôi đói là một trong những phương pháp cổ điển được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để ước tính amino acid nội sinh cơ bản ở gia cầm. Các kỹ thuật trên đã được nhiều nhóm nghiên cứu thực hiện trên gia cầm [25], [74], [162], [224].

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 166 trang tài liệu này.

Kết quả nghiên cứu của Yamazaki (1983) khi tiến hành so sánh 2 phương pháp nuôi đói và sử dụng khẩu phần không chứa nitơ cho thấy sự bài tiết amino acid nội sinh ở cả 2 phương pháp là tương đương [254]. Ngược lại, kết quả nghiên cứu của Muztar và Slinger (1980) đã chỉ ra rằng amino acid nội sinh nên được xác định ở gia cầm được nuôi bằng khẩu phần không chứa nitơ, không phải ở gà bị cho nhịn đói [152]. Theo Nasset (1965), khẩu phần không chứa nitơ gây kích thích phù hợp lên đường tiêu hóa cho việc tiết các protein nội sinh [154]. Tuy nhiên, các kỹ thuật này bị chỉ trích do trong suốt quá trình bỏ đói hoặc không có protein trong khẩu phần, cơ thể sẽ ở trạng thái cân bằng nitơ âm và tốc độ tổng hợp protein trong toàn bộ cơ thể sẽ bị giảm nhanh. Điều này có thể gây ảnh hưởng đến dòng protein đi vào trong ruột [184]. Theo Low (1990), việc sử dụng các khẩu phần không chứa nitơ là không thích hợp do sự vắng mặt của protein trong khẩu phần sẽ gây ra những thay đổi rất lớn trong quá trình trao đổi chất và con vật không còn ở trạng thái sinh lý bình thường [134]. Vì những lý do trên, việc hiệu chỉnh tỉ lệ tiêu hóa dựa trên các phương pháp cổ điển sẽ làm tỉ lệ tiêu hóa đúng giảm xuống so với thực tế [22]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thất thoát amino acid nội sinh khác nhau tùy thuộc vào nguồn protein [219], hàm lượng protein trong khẩu phần [30], hàm lượng xơ trong khẩu phần [219] và sự có mặt của các yếu tố kháng dinh dưỡng [16]. Điều này cho thấy việc sử dụng một giá trị đầu ra duy nhất từ các phương pháp cổ điển để hiệu chỉnh phần nội sinh là không đáng tin cậy đối với các loại thức ăn khác nhau [184].

Với phương pháp phân tích hồi quy, phương trình hồi quy được sử dụng để tính toán hàm lượng amino acid nội sinh ở mức zero của protein ăn vào. Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến sai số lớn trong kết quả ước tính, đặc biệt là trong trường hợp điểm số liệu bé nhất và điểm zero ăn vào (theo lý thuyết) cách xa nhau [184]. Bên cạnh đó, sự phức tạp về kỹ thuật cũng như ước tính tỉ lệ tiêu hóa là lý do phương pháp này không được chấp nhận rộng rãi, mặc dù nó đã được sử dụng để xác định tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng ở một số thức ăn [197], [209].

Phương pháp nuôi dưỡng peptide kết hợp với lọc qua hệ thống siêu lọc là phương pháp sử dụng để ước tính hàm lượng amino acid nội sinh ở hồi tràng khi cho động vật ăn bằng các peptide (từ casein thủy phân bằng enzyme - EHC), sau đó

dịch hồi tràng được lọc qua hệ thống lọc siêu lọc [150]. Trong phương pháp này, khẩu phần bán tổng hợp chứa EHC là nguồn cung cấp protein duy nhất được sử dụng để nuôi động vật. Dịch hồi tràng được thu và các phân đoạn nitơ được phân tách bằng cách ly tâm và lọc qua máy siêu lọc. Hai phân đoạn chính được phân tách bao gồm phần có khối lượng phân tử lớn (>10.000 Da) được sử dụng để đánh giá amino acid nội sinh; phần có khối lượng phân tử bé chứa các amino acid có nguồn gốc từ thức ăn không được hấp thu và các peptide kích thước nhỏ, nitơ phi protein và các amino acid tự do nội sinh nồng độ thấp [184]. Mặc dù không bị chỉ trích như các phương pháp cổ điển, phương pháp này chỉ có thể được dùng để hiệu chỉnh tiêu hóa hồi tràng đối với các nguồn protein không chứa xơ và/hoặc các yếu tố kháng dinh dưỡng, chẳng hạn như các loại bột protein động vật [53]. Kỹ thuật này có thể cũng cho kết quả đánh giá amino acid nội sinh thấp hơn so với thực tế do một số amino acid tự do có nguồn gốc nội sinh và các peptide nội sinh có kích thước nhỏ có thể bị loại bỏ ở phân đoạn có khối lượng phân tử thấp [36], [123].

Kỹ thuật sử dụng các chất chỉ thị đồng vị được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để xác định hàm lượng các amino acid nội sinh trong nhiều năm qua. Các đồng vị được sử dụng trong kỹ thuật này gồm có đồng vị bền (15N) và đồng vị phóng xạ (14C, 35S, 75Se). Kỹ thuật pha loãng đồng vị 15N của Souffrant và cs. (1982, tdt [184]) đã được nhiều nhóm nghiên cứu sử dụng để phân biệt các protein nội sinh và các protein trong thức ăn không được tiêu hóa [48], [199]. Các kết quả của các nhóm nghiên cứu trên cho thấy hàm lượng các protein nội sinh trong dịch hồi tràng xác định được bằng kỹ thuật pha loãng đồng vị cao hơn so với kết quả thu được khi sử dụng khẩu phần không chứa nitơ.

Mặc dù được các nhà dinh dưỡng quan tâm, phương pháp này vẫn có nhiều hạn chế. Việc làm giàu 15N trong các chất bài tiết nội sinh để phân tích là điều không dễ thực hiện. Ngoài ra, việc không thể đánh giá tất cả các amino acid thu hồi trong dịch hồi tràng ([48], [126]) và sự phục hồi nhóm tiền chất [124] cũng là những nhược điểm của kỹ thuật này. Việc chuẩn hóa các điều kiện như tần suất cho ăn, loại khẩu phần, quy trình và tỉ lệ truyền chất đánh dấu, kỹ thuật thu mẫu, cách xử lý mẫu và lựa chọn các nhóm tiền chất là rất cần thiết trong so sánh các dữ liệu

để có độ tin cậy cao [73].

Phương pháp homoarginine là kỹ thuật do Hagemeister và Erbersdobler phát triển vào năm 1985 [184]. Phương pháp này sử dụng homoarginine làm chất chỉ thị để xác định hàm lượng các amino acid nội sinh. Phần lysine dư lại trong protein thức ăn được chuyển thành homoarginine bằng cách guanidine hóa nhờ xử lý với O- methylisourea trong môi trường kiềm [138]. Sau khi động vật được cho ăn bằng protein đã đánh dấu, hàm lượng các amino acid nội sinh được xác định bằng cách so sánh tỉ lệ amino acid : homoarginine trong khẩu phần và trong dịch hồi tràng. Homoarginine không có ở trong các thức ăn thông thường [179]. Mặc dù homoarginine được tiêu hóa và hấp thu như các amino acid khác nhưng nó không tái xuất hiện trong chất bài tiết nội sinh ở đường ruột [218]. Nhờ các đặc tính này, kỹ thuật homoarginine có lợi thế quan trọng so với kỹ thuật đánh dấu đồng vị. Phương pháp homoarginine đã được sử dụng để xác định hàm lượng amino acid nội sinh và ước tính tỉ lệ tiêu hóa đúng amino acid ở gia cầm [16], [17], [218].

Gần đây, một nhóm nhà nghiên cứu dinh dưỡng gia cầm đã hoàn tất một số nghiên cứu định lượng thất thoát amino acid nội sinh ở gà broiler và gà tây trong suốt 3 tuần tuổi đầu tiên nhằm thiết lập cơ sở để hiệu chỉnh giá trị amino acid tiêu hóa hồi tràng. Mặc dù chưa xác định được các giá trị hiệu chỉnh nội sinh cơ bản tốt nhất, nhưng những nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc sử dụng khẩu phần không chứa protein là tốt nhất do nó cho kết quả hiệu chỉnh nội sinh cơ bản thấp hơn so với chế độ nuôi bằng khẩu phần chứa casein [20].

Phương pháp đánh giá tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến

Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến amino acid của một loại thức ăn có thể được đánh giá thông qua các phương pháp như: phương pháp trực tiếp, phương pháp sai khác, phương pháp hồi quy. Trong phương pháp trực tiếp, khẩu phần thí nghiệm được xây dựng dựa trên nguyên tắc thức ăn thí nghiệm là nguồn cung cấp protein duy nhất trong khẩu phần. Trong trường hợp thức ăn thí nghiệm là ngũ cốc, trong 1kg khẩu phần thí nghiệm thường chứa 918g thức ăn thí nghiệm, 20g dầu thực vật, 42g chất bổ sung khoáng và vitamin. Trong trường hợp thức ăn thí nghiệm là bột protein, dextrose sẽ được thêm vào để điều chỉnh hàm lượng protein tổng số trong khẩu phần ở khoảng 16-20%. Các chất bổ sung calcium và phosphorus vô cơ được cho

vào các khẩu phần nếu thức ăn thí nghiệm là nguồn protein thực vật, bột máu và bột lông vũ. Các loại thức ăn như bột cá, bột thịt và bột thịt xương có chứa hàm lượng calcium và phosphorus cao, do đó các chất bổ sung calcium và phosphorus vô cơ sẽ không được đưa vào khẩu phần thí nghiệm. Đối với thức ăn thí nghiệm là protein động vật, Solkafloc hoặc bột giấy được bổ sung vào khẩu phần với tỉ lệ 30g/kg để tăng hàm lượng xơ trong khẩu phần. Ngoài ra, các vitamin và vi khoáng, chất chỉ thị không tiêu như Cr2O3, AIA và TiO2 cũng được bổ sung vào khẩu phần. Các carbohydrate dễ tiêu như dextrose và dầu thực vật là nguồn cung cấp năng lượng trong khẩu phần [32], [190].

Phương pháp sai khác được xây dựng dựa trên giả thuyết rằng không có sự tương tác giữa khẩu phần cơ sở và thức ăn thí nghiệm. Trong phương pháp sai khác, hai khẩu phần được sử dụng trong thí nghiệm đánh giá tỉ lệ tiêu hóa bao gồm khẩu phần cơ sở và khẩu phần thí nghiệm. Khẩu phần cơ sở chứa các nguyên liệu thức ăn cơ bản. Khẩu phần thí nghiệm được thiết lập bằng cách thay thế một phần khẩu phần cơ sở bằng thức ăn thí nghiệm (thông thường là tỉ lệ 50 : 50). Tỉ lệ tiêu hóa của thức ăn thí nghiệm được tính toán dựa trên sự sai khác về tỉ lệ tiêu hóa của 2 khẩu phần và tỉ lệ từng amino acid trong các khẩu phần [153].

Phương pháp thứ 3 được sử dụng để đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid là phương pháp hồi quy. Trong phương pháp này, gà được nuôi bằng các khẩu phần có hàm lượng thức ăn thí nghiệm tăng dần (thông thường là 4 mức nồng độ). Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng của từng khẩu phần được tính toán riêng. Sau đó, tỉ lệ tiêu hóa amino acid hồi tràng của thức ăn thí nghiệm được tính toán bằng hồi quy tuyến tính [197].

Thí nghiệm đánh giá tỉ lệ tiêu hóa tối thiểu cần tiến hành với 4 lần lặp lại. Số lượng gia cầm trong mỗi lần lặp lại phụ thuộc vào lứa tuổi và lượng dịch tiêu hóa cần thu. Thông thường thí nghiệm đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid trong thức ăn ở gia cầm được tiến hành trên gà giai đoạn 35 - 42 ngày tuổi [32]. Gia cầm được cho ăn bằng các khẩu phần thí nghiệm trong ít nhất 3 ngày trước khi tiến hành thu dịch hồi tràng [32], [190]. Để giảm tác động nhu động ruột đến mức thấp nhất, phương pháp giết mổ bằng cách tiêm sodium pentobarbitone thường được sử dụng. Dịch tiêu hóa ở nửa sau hồi tràng được thu cùng với nước cất nhằm tránh làm bong niêm mạc ruột như trường hợp ép bằng tay [190].

1.4. Ứng dụng các giá trị amino acid tiêu hóa trong thiết lập khẩu phần

Các giá trị amino acid tiêu hóa đang được quan tâm sử dụng làm cơ sở để xây dựng khẩu phần cho gia cầm. Ưu điểm lớn nhất của việc xây dựng khẩu phần dựa trên amino acid tiêu hóa là có thể tăng tỉ lệ thức ăn các nguyên liệu thay thế khác, đặc biệt là các nguồn protein chất lượng thấp, trong khẩu phần cho gia cầm [32]. Điều này sẽ làm mở rộng việc sử dụng nhiều loại nguyên liệu trong khẩu phần mà vẫn duy trì mức tăng trưởng [33].

Trước đây, nhiều nỗ lực nhằm thay thế một phần khô dầu đậu tương bằng các thức ăn kém tiêu hóa trong khẩu phần cho gà broiler đều cho kết quả tăng trưởng thấp hơn mong đợi do việc thay thế này thường không tính đến tỉ lệ tiêu hóa amino acid thấp ở những nguyên liệu thức ăn đó. Tuy nhiên, hiện nay nhiều kết quả nghiên cứu đã cho thấy tác động tốt của việc sử dụng các amino acid tiêu hóa trong xây dựng khẩu phần cho gia cầm đối với việc gia tăng tỉ lệ các nguyên liệu thức ăn kém tiêu hóa, chẳng hạn như khô dầu bông, khô dầu hạt cải và bột thịt xương [67], [188], [182], [183], [249].

Việc ứng dụng các giá trị amino acid tiêu hóa trong thiết lập khẩu phần có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp [168]. Các phương pháp khác nhau chủ yếu ở mức độ thay đổi ma trận thức ăn nguyên liệu/nhu cầu [168]. Phương pháp toàn diện nhất là chuyển đổi toàn bộ nhu cầu amino acid thành các giá trị nhu cầu amino acid tiêu hóa. Parsons (1991) đã khái quát 28 nghiên cứu đã được công bố về nhu cầu lysine và tổng amino acid chứa lưu huỳnh đối với gà broiler, gà tây, gà đẻ và đã đưa ra kết luận rằng nhu cầu amino acid tiêu hóa thấp hơn nhu cầu amino acid tổng số từ 8% đến 10% [167].

Một phương pháp khác ít được sử dụng hơn là chấp nhận các giá trị amino acid đối với ngô và khô dầu đậu tương và nhu cầu amino acid vẫn ở dạng hàm lượng tổng số; và thay đổi các giá trị hàm lượng tổng số trong các loại thức ăn hạt và các nguyên liệu giàu protein có liên quan đến ngô và khô dầu đậu tương dựa trên các tỉ lệ tiêu hóa tương đối [168]. Vì vậy, trong phương pháp này, ngô và khô dầu đậu tương là các giá trị đối chiếu [168]. Ưu điểm của phương pháp này là ít có sự thay đổi trong ma trận thức ăn nguyên liệu [168]. Tuy nhiên, phương pháp này có 2