Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của khẩu phần với mức protein khác nhau có bổ sung protease và amylase đến khả năng tiêu hóa protein, tinh bột và sinh trưởng của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------- Chanthavi phommy NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHẨU PHẦN VỚI MỨC PROTEIN KHÁC NHAU CÓ BỔ SUNG PROTEASE VÀ AMYLASE ĐẾN KHẢ NĂNG TIÊU HÓA PROTEIN, TINH BỘT VÀ SINH TRƯỞNG CỦA LỢN NGOẠI GIAI ĐOẠN SAU CAI SỮA LuËn v¨n th¹c sü khoa häc n«ng nghiÖp Th¸i nguyªn - 2009 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------- Chanthavi phommy NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHẨU PHẦN VỚI MỨC PROTEIN KHÁC NHAU CÓ BỔ SUNG PROTEASE VÀ AMYLASE ĐẾN KHẢ NĂNG TIÊU HÓA PROTEIN, TINH BỘT VÀ SINH TRƯỞNG CỦA LỢN NGOẠI GIAI ĐOẠN SAU CAI SỮA LuËn v¨n th¹c sü khoa häc n«ng nghiÖp Chuyªn ngµnh : Ch¨n nu«i M· sè : 60-62-40 Ng•êi h•íng dÉn khoa häc: PGS.TS TrÇn V¨n Phïng Th¸i nguyªn - 2009 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, trong suốt quá trình thực hiện tôi luôn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các cơ quan, các cấp lãnh đạo của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Việt Nam và Bộ Nông Lâm nghiệp nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng tới Bộ Nông nghiệp nước CHDCND Lào và trường ĐHNL Thái Nguyên, Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại Việt Nam và hoàn thiện luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,Việt Nam. Ban chủ nhiệm khoa Sau Đại Học, Ban quản lý dự án Rockyfeller và các thầy, cô giáo trong các khoa , những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu, quan tâm tạo điều kiện giúp đỡ về mọi phương diện trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Phùng đã không quản thời gian tận tình giúp đỡ về phương hướng và phương pháp nghiên cứu cũng như hoàn thiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh chị cán bộ ở Khoa Sau đại học, các cán bộ Phòng thí nghiệm trung tâm - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, các cán bộ trại giống lợn Tân Thái- huyện Đồng Hỷ và trại chăn nuôi lợn ngoại Cương Hường - Xã Tích Lương tỉnh Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn tất cả sự giúp đỡ đó! Thái Nguyên, tháng 03 năm 2009 Tác giả luận văn Chanthavi PHOMMY LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn mới và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 3 năm 2009 Tác giả Chanthavi PHOMMY DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Diễn giải Từ viết tắt Cộng sự : cs Cystein : Cys Dicanxi photphat : DCP Đối chứng : ĐC Đơn vị tính : ĐVT Gam : g Khẩu phần cơ sở : KPCS Khối lượng : KL Kilocalo : Kcal Kilogam : Kg Landrace Yorkshine : LY Lượng thức ăn tiêu thụ : FI Megajun : Mj ME Megajun Energy Methionine : Met Năng kượng trao đổi/ME : NLTD Năng lượng tiêu hoá : DE Năng lượng trao đổi : ME Pietrain Duroc : PiDu Potential Hydrogen : pH Protein : Pr Số thứ tự : STT Thí nghiệm : TN Thức ăn : TA Tiêu chuẩn Việt Nam : TCVN Tiêu tốn : TT Tiêu hóa : TH Tiêu tốn thức ăn : TTTA Tinh bột : TB Unit international : UI Vật chất khô : VCK Việt Nam đồng : VN đ Vitamin : VTM Yorshine Landrace Duroc : YLD DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN NỘI DUNG TRANG Bảng 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 45 Bảng 2.2. Sơ đồ bố trí thử mức tiêu hoá 46 Bản 2. 3. Thành phần thức ăn thí nghiệm 1 46 Bảng 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 50 Bảng 3.1. Lượng thức ăn và protein tiêu thụ/con/ngày 56 Bảng 3.2. Kết quả theo dõi tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô của lợn con thí nghiệm 57 Bảng 3.3. Tỷ lệ tiêu hoá toàn phần protein của lợn con sau cai sữa được nuôi bằng khẩu phần có mức protein khác nhau 60 Bảng 3.4. Tỷ lệ tiêu hoá tinh bột toàn phần của lợn con sau cai sữa được nuôi bằng khẩu phần có mức protein thấp 63 Bảng 3.5. Sinh trưởng tích luỹ của lợn con thí nghiệm (kg/con) 66 Bảng 3.6. Sinh trưởng tuyệt đối của lợn thí nghiệm (g/con/ngày) 69 Bảng 3.7. Tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy của lợn con trong quá trình thí nghiệm (%) 71 Bảng 3.8 Lượng thức ăn tiêu thụ (g/con/ngày) 73 Bảng 3.9 Tiêu tốn thức ăn cho 1 kg tăng khối lượng 74 Bảng 3.10 Tiêu tốn năng lượng trao đổi/kg tăng khối lượng (kcal) 76 Bảng 3.11 Tiêu tốn protein /kg tăng khối lượng (g) 77 Bảng 3.12 Tiêu tốn lysine /kg tăng khối lượng (g) 78 Bảng 3.13 Chi phí thức ăn/ 1 kg tăng khối lượng lợn 79 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ LAI TẠO TRONG LUẬN VĂN Đồ thị 1: Sinh trưởng tích luỹ của lợn thí nghiệm..........................................69 Hình1 : sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm....................................71 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu của đề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Cơ sở khoa học 5 1.1.1 Sức sản xuất của các dòng lợn lai hybrid 5 1.1.2 Hoạt động tiêu hoá của lợn con 8 1.1.3 Thức ăn và dinh dưỡng cho lợn con giai đoạn sau cai sữa 12 1.1.3.1 Nhu cầu dinh dưỡng cho lợn lai thương phẩm giai đoạn sau cai sữa 12 1.1.3.2 Các loại nguyên liệu thức ăn chính dùng trong sản xuất thức ăn cho lợn con giai đoạn sau cai sữa 18 1.1.4 Tổng quan về enzyme 22 1.1.4.1 Cấu tạo hoá học của enzyme 22 1.1.4.2 Tính đặc hiệu của enzyme 23 1.1.4.3 Cơ chế tác động của enzyme 25 1.1.4.4 Các yếu tố tác động đến tốc độ phản ứng enzyme 25 1.1.4.5. Hệ vi sinh vật trong đường tiêu hoá của lợn con 29 1.1.4.6. Enzyme vi sinh vật 32 1.1.5. Vấn đề sản xuất và sử dụng enzyme trong chăn nuôi 35 1.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam và trên thế giới 37 1.2.1. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam và sử dụng enzym cho lợn 37 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 41 CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 44 2.1.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 44 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 44 2.1.3 Thời gian nghiên cứu 44 2.2. Nội dung nghiên cứu 44 2.3 Phương pháp nghiên cứu 45 2.3.1 Phương pháp tiến hành 45 2.3.1.1 Thí nghiệm thử mức tiêu hoá protein và tinh bột được tiến hành trên cũi với từng cá thể riêng biệt 45 2.3.1.2 Phương pháp thí nghiệm ảnh hưởng của khẩu phần với mức protein khác nhau có bổ sumg protease và amylase đến khả năng tiêu hóa protein, tinh bột và sinh trưởng của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa 49 2.3.2 Phương pháp xác định thành phần hoá học của thức ăn và trong phân lợn 53 2.3.2.1 Phương pháp xác định vật chất khô 53 2.3.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng nitơ 54 2.3.2.3 Phương pháp phân tích axit amin trong nguyên liệu thức ăn 54 2.3.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng lipit 54 2.3.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng khoáng tổng số 54 2.3.2.6 Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột 55 2.3.5. Phương pháp sử lý số liệu 55 CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56 3.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme bổ sung đến khả năng tiêu hoá của protein và tinh bột của lợn con giai đoạn sau cai sữa được nuôi bằng khẩu phần có mức protein khác nhau 56 3.1.1 Kết quả theo dõi lượng thức ăn tiêu thụ của lợn con trong quá trình thí nghiệm 56 3.1.2 Kết quả nghiên cứu về tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô của lợn con thí nghiệm 57 3.1.3 Kết quả nghiên cứu về tỷ lệ tiêu hoá protein toàn phần của lợn con thí nghiệm 59 3.1.4 Kết quả nghiên cứu về tỷ lệ tiêu hoá tinh bột toàn phần của lợn con giai đoạn sau cai sữa 62 3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme protease và amilase vào thức ăn có mức protein khác nhau đến sinh trưởng của lợn con giai đoạn sau cai sữa 65 3.2.1 Sinh trưởng tích luỹ của lợn thí nghiệm 65 3.2.2 Sinh trưởng tuyệt đối của lợn con thí nghiệm 69 3.2.3 Tình hình mắc bệnh tiêu chảy của lợn con thí nghiệm 71 3.2.4 Lượng thức ăn tiêu thụ của lợn con thí nghiệm 73 3.2.5 Tiêu tốn thức ăn/ 1 kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm 73 3.2.6 Tiêu tốn năng lượng/kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm 75 3.2.7 Tiêu tốn protein/kg tăng khối lượng 76 3.2.8 Tiêu tốn lysine/kg tăng khối lượng 78 3.2.9 Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng 79 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ ĐỀ NGHỊ 82 1. Kết luận 82 2.Tồn tại 83 3. Đề nghị 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 I. Tiếng Việt 84 II. Tiếng Anh 87 PHỤ LỤC CÁC ẢNH THÍ NGHIỆM 91 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam hiện nay, phong trào chăn nuôi lợn ngoại đang phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội về nguồn thực phẩm có tỷ lệ nạc cao. Ngoài việc chăn nuôi lợn tại các hộ gia đình, đã hình thành nhiều trang trại chăn nuôi lợn với quy mô lớn, vừa và nhỏ. Các dòng và giống lợn lai cao sản đã được áp dụng vào thực tiễn sản xuất nhằm nâng cao năng suất và tỷ lệ thịt nạc. Để phát huy tiềm năng sản xuất của các giống lợn này, đòi hỏi phải có đủ nhu cầu về dinh dưỡng trong đó có nhu cầu về protein và axit amin trong tất cả các giai đoạn, đặc biệt giai đoạn lợn con sau cai sữa vì đây là giai đoạn quan trọng, có tầm ảnh hưởng lớn đến năng suất chăn nuôi giai đoạn sau này. Đối với lợn con giai đoạn sau cai sữa, hệ tiêu hoá phát triển nhanh và hoàn thiện dần về chức năng tiêu hoá. Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu khi lợn con được tách khỏi mẹ, thức ăn đã hoàn toàn thay đổi, trong khi cơ quan tiêu hoá của lợn con chưa thực sự hoàn thiện để đáp ứng yêu cầu tiêu hoá các loại thức ăn do con người cung cấp, vì vậy khả năng tiêu hoá các chất dinh dưỡng bị ảnh hưởng. Thức ăn không được tiêu hoá hết sẽ bị thối rữa, tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển và gây ra hiện tượng tiêu chảy, ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của lợn con, thậm chí nếu nặng sẽ gây chết. Trong thức ăn cho lợn con giai đoạn sau cai sữa, người ta thường xây dựng các công thức có mức protein cao (từ 20-22%) nhằm đáp ứng nhu cầu các axit amin cho sinh trưởng của lợn. Đây là một trong nhiều giải pháp để đáp ứng đủ nhu cầu axit amin cho quá trình sinh trưởng và phát triển của của lợn con giai đoạn sau cai sữa từ 21 đến 56 ngày tuổi. Về thực chất, nhu cầu protein của lợn con chính là nhu cầu về các axit amin. Nếu bổ sung không đầy đủ các axit amin thiết yếu cho lợn con, kể cả về mặt số lượng và tỷ lệ các axit amin, sẽ dẫn đến sinh trưởng của lợn con bị ảnh hưởng, lợn chậm lớn, còi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 cọc, ảnh hưởng đến khả năng sản xuất của các giai đoạn tiếp theo. Mặt khác nếu trong khẩu phần ăn cho lợn con trong giai đoạn này có đủ hoặc dư thừa lượng protein mà không đủ về mặt số lượng và tỷ lệ các axit amin thiết yếu sẽ dẫn đến việc đào thải protein ra môi trường, gây lãng phí thức ăn và ảnh hưởng đến môi trường sinh sống của cả gia súc lẫn con người. Do đó, việc nghiên cứu giảm mức protein trong thức ăn kết hợp sử dụng các axit amin thiết yếu để đảm bảo nhu cầu các axit amin thiết yếu sẽ giảm thiểu các hạn chế đề cập trên. Tuy nhiên, một vấn đề đặt ra là, khi giảm tỷ lệ protein mà vẫn giữ mức năng lượng cao, phần nào gây mất cân đối tỷ lệ giữa protein và năng lượng trao đổi trong thức ăn cho lợn con, dẫn đến khả năng tiêu hoá sẽ bị ảnh hưởng. Kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu xác định tỷ lệ protein thô thích hợp trong khẩu phần thức ăn trên nền cân đối tối ưu axit amin đến sinh trưởng của lợn con và môi trường sinh thái” (Mã số đề tài B2003-02-41) tiến hành trong hai năm 2003-2004 cho thấy khi giảm tỷ lệ protein thô trong khẩu phần có cân đối một số axit amin thiết yếu đã có tác dụng cải thiện rõ rệt hàm lượng các chất chứa nitơ và lưu huỳnh thải ra ngoài môi trường, tuy nhiên sinh trưởng của lợn vẫn có xu hướng giảm xuống. Mà nguyên nhân, có thể do khả năng tiêu hoá của lợn con chưa tốt trong điều kiện mức protein của khẩu phần thấp. Có nhiều biện pháp nâng cao khả năng tiêu hoá của lợn giai đoạn này, trong đó việc sử dụng enzyme tiêu hoá bổ sung vào khẩu phần chăn nuôi lợn. Các enzyme này cùng với các enzyme có sẵn trong đường tiêu hoá sẽ giúp cho lợn tiêu hoá được tốt hơn đặc biệt đối với các loại thức ăn có nguồn gốc thực vật. Việc nghiên cứu và sản xuất các enzyme trên thế giới đã có những bước phát triển vượt bậc. Trong đó, công nghệ sản xuất enzyme từ vi sinh vật có vai trò đặc biệt quan trọng với các sản phẩm đang được nghiên cứu và ứng dụng trong chăn nuôi, nhằm làm tăng quá trình tiêu hoá, giảm chi phí thức ăn, tăng khối lượng vật nuôi và đôi khi còn cải thiện một số chỉ tiêu sinh lý của cơ thể động vật. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Đối với thức ăn cho lợn con giai đoạn sau cai sữa, nguồn cung cấp protein và năng lượng cho lợn chủ yếu có nguồn gốc thực vật, khả năng tiêu hoá các loại thức ăn này kém. Khi thiếu các enzyme tiêu hoá như protease, amylase trong phần đầu của đường tiêu hoá, protein và tinh bột có nguồn gốc thực vật sẽ bị giảm mức độ tiêu hóa. Vì vậy việc bổ sung thêm các enzyme vào khẩu phần thức ăn nuôi lợn giai đoạn này là cần thiết, đặc biệt với các khẩu phần giảm protein. Xuất phát từ những cơ sở khoa học trên, việc nghiên cứu sử dụng bổ sung enzyme vào khẩu phần thức ăn cho lợn con giai đoạn sau cai sữa là rất quan trọng, góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng thức ăn và hiệu quả chăn nuôi. Vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của khẩu phần với mức protein khác nhau có bổ sumg protease và amylase đến khả năng tiêu hóa protein, tinh bột và sinh trưởng của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa”. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Xác định được ảnh hưởng của enzyme protease và amylase bổ sung vào khẩu phần có mức protein khác nhau được cân đối một số axit amin thiết yếu đến khả năng tiêu hoá protein, tinh bột toàn phần biểu kiến và sinh trưởng của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI * Ý nghĩa khoa học Việc nghiên cứu các khẩu phần có mức protein hợp lý được cân đối các axit amin thiết yếu đã được chứng minh có vai trò quan trọng trong giảm thiểu ô nhiễm môi trường, một thách thức lớn của chăn nuôi lợn tập trung hiện nay không những ở Việt Nam mà cả trên thế giới. Việc sử dụng các enzyme tiêu hoá protease và amylase vào khẩu phần thức ăn có mức protein thấp được cân đối các axit amin của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa nhằm cải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 thiện khả năng tiêu hoá, hạn chế tình trạng tiêu chảy và góp phần nâng cao sinh trưởng của lợn con. * Ý nghĩa thực tiễn Các cơ sở chăn nuôi lợn tập trung hiện nay đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường do việc đào thải các chất có chứa nitơ và lưu huỳnh trong phân và nước tiểu của lợn. Việc nâng cao khả năng sinh trưởng bằng các khẩu phần có hàm lượng protein cao, kéo theo các vấn đề như tình trạng lợn con bị tiêu chảy, do không tiêu hoá hết các chất dinh dưỡng, lợi nhuận chăn nuôi bị giảm thấp do giá thành thức ăn cao... Đề tài góp phần đưa ra giải pháp về vấn đề này, trên cơ sở xây dựng khẩu phần có mức protein hợp lý được cân đối axit amin thiết yếu có sử dụng các enzyme tiêu hoá, để xây dựng công thức thức ăn cho lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa, nhằm nâng cao hiệu quả chăn nuôi, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Kết quả nghiên cứu là một tài liệu dùng để tham khảo trong giảng dạy, nghiên cứu trong lĩnh vực dinh dưỡng thức ăn và chăn nuôi lợn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1.1. Sức sản xuất của các dòng lợn lai hybrid Trong chăn nuôi lợn, thì công tác giống đóng vai trò rất quan trọng trong việc thúc đẩy chăn nuôi phát triển cả về mặt số lượng và chất lượng. Hiện nay, việc cải tạo và nâng cao phẩm chất các giống lợn ở trên thế giới và Việt Nam đang thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, các doanh nghiệp nhằm tạo ra những con giống mới có năng suất cao. Để đạt được yêu cầu trên, chúng ta cần tiến hành chọn phối, chọn giống, nhân giống một cách nghiêm túc và chính xác đồng thời tạo những điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc tốt. Nhân giống là bước tiếp theo của chọn lọc và cải tiến di truyền, nhân giống sẽ phát huy được hiệu quả của chọn lọc. Bằng phương pháp chọn lọc và nhân giống thuần chủng cũng nâng cao được năng suất chăn nuôi, nhưng đến một giai đoạn nào đó thì hiệu quả chọn lọc sẽ bị hạn chế do tần số đồng hợp tử đạt tỷ lệ cao. Muốn nâng cao năng suất lên nữa, thì chúng ta cần tiến hành lai tạo để có tổ hợp gen mới, việc tạo tổ hợp gen mới sẽ làm tăng năng suất chăn nuôi. Như vậy lai tạo là một biện pháp nhân giống nhằm nâng cao năng suất chăn nuôi và chất lượng sản phẩm thông qua tận dụng ưu thế lai. Thuật ngữ ưu thế lai lần đầu tiên được nhà khoa học người Mỹ tên là Shull đưa vào năm 1914. Theo Ông ưu thế lai là tập hợp của những tính trạng liên quan đến sức phát triển nhanh hơn, khả năng chống chịu bệnh tốt hơn và năng suất cao hơn ở thế hệ đời con so với bố mẹ. Hiện nay có nhiều nước chăn nuôi lợn phát triển, 70 - 90% lợn nuôi thịt là lợn lai hybrid. Tại đó, ưu thế lai được coi là một nguồn lực sinh học để tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm chăn nuôi. Tuy nhiên trong thực tế có một số vấn đề, đó là: ưu thế lai bằng không khi năng suất của con lai chỉ bằng mức trung bình của lợn bố mẹ và không Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 phải bất cứ cặp lai nào cũng đều cho ưu thế lai. Ưu thế lai không di truyền và độ lớn của ưu thế lai phụ thuộc vào hệ số di truyền. Các tính trạng có hệ số di truyền thấp sẽ có ưu thế lai cao và những tính trạng có hệ số di truyền cao sẽ có ưu thế lai thấp. Để nhận được ưu thế lai tối đa, cần đảm bảo chắc chắn là con bố và con mẹ là 2 giống thuần khác nhau. Nếu con bố và con mẹ là con lai thì ưu thế lai sẽ bị giảm đi. Trong thực tế chăn nuôi lợn hiện nay thường sử dụng một số công thức lai như: + Lai kinh tế: Kết quả của lai kinh tế là con lai F1 chỉ dùng vào mục đích nuôi thịt hoặc cho cá thể khác dòng đã có sự phân hoá về di truyền giao phối để tạo con lai, cũng chỉ sử dụng vào mục đích nuôi thịt. Có 3 phương pháp lai kinh tế, đó là: - Lai kinh tế đơn giản, đây là phương pháp lai đơn giản và sử dụng được tối đa 100% ưu thế lai từ con lai bố mẹ nhằm nâng cao một số đặc điểm tốt ở các giống, mục đích của hình thức lai này là sử dụng ưu thế lai tạo lợn thịt thương phẩm. - Lai kinh tế phức tạp 3 giống: Là lai từ 3 giống trở lên, tạo con lai thương phẩm có 3 máu cho năng suất cao. Công thức lai chung là (C x AB). Hiện nay công thức lai 3 giống phổ biến ở đồng bằng Bắc Bộ là dùng giống Móng cái, Yorkshire và Landrace, hoặc chăn nuôi lợn ngoại Yorkshire, Landrace và Duroc. Kết quả cuối cùng của công thức lai 3 máu là con lai thương phẩm có khả năng tăng khối lượng cao, mức tiêu tốn thức ăn ít, độ dày mỡ lưng thấp, sức sống cao,… - Lai kinh tế 4 giống: Sử dụng con bố là đực lai, con mẹ là cái lai, công thức tổng quát là (AB x CD). Đây là phương pháp lai có sử dụng 4 giống thuần để tạo lợn thịt thương phẩm theo cách 2 giống làm thành một cặp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 Hiện nay trong ngành chăn nuôi ở nước ta chưa ứng dụng rộng rãi phương pháp lai kép này vì chúng ta chưa có cơ sở tạo được dòng thuần cao sản, gồm các gen thuần trội để các con lai có thể phát huy ưu thế lai mạnh mẽ hơn. + Lai cải tiến: Là phương pháp dùng để sửa chữa khuyết nhược điểm của một giống nào đó, mà về cơ bản giống này đã đáp ứng được yêu cầu của sản xuất và người tiêu dùng. Ví dụ: Giống lợn Pietrain của Bỉ là một giống tốt, tăng khối lượng nhanh, tỉ lệ nạc cao,... nhưng khả năng sinh sản thấp, người ta dùng lợn Á Đông để cải tiến nâng cao khả năng sinh sản của giống này. + Lai cải tạo: Phương pháp này thường dùng các giống nhập nội để cải tạo đặc điểm di truyền của giống địa phương, như: dùng lợn Đại Bạch để lai cải tạo với giống lợn Móng Cái để tạo giống lợn mới mang đặc điểm chính của giống Đại Bạch, còn giống lợn Móng Cái thì giữ lại đặc điểm mắn đẻ, khả năng sinh sản cao và chống chịu bệnh tật tốt. Ở Việt Nam hiện nay, có rất nhiều chương trình lai tạo ra lợn lai thịt có 4 - 5 giống, trong đó có hệ thống nhân giống hình tháp của công ty PIC (công ty giống lợn nước Anh, hiện đã được chuyển giao cho Việt Nam). Đây là một mô hình giống chiếm khoảng 30% thị phần sản xuất giống lợn ngoại lai Hybrid của Việt Nam. Với 3 dòng thuần dòng cụ kỵ là dòng L11 (giống Yorshire, chuyên hoá tăng theo khối lượng, tỷ lệ nạc), dòng L06 (giống Landrace chuyên hoá theo khả năng sinh sản), và dòng L64 (giống Pietrain chuyên hoá tỷ lệ nạc cao) và 2 dòng tổng hợp là L19 và L95. Để tạo ra lợn lai nuôi thịt có 4 - 5 máu có năng suất, chất lượng cao đáp ứng nhu cầu thị trường hiện nay, người ta thường cho lợn đực giống dòng 402 lai với lợn nái CA và C22. Lợn đực dòng 402 được tạo ra từ việc cho lai tạo giữa lợn đực dòng L64 và lợn nái dòng L11, dòng đực này có da lông màu trắng, bốn chân chắc, thân mình dài vừa, vai và lưng rộng, mông phát triển. Lợn lớn nhanh, giai đoạn 30-90kg, tăng trọng hàng ngày 800g, chi phí thức ăn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 thấp, tỷ lệ nạc cao trên 60%. Sử dụng giống này làm đực cuối cùng phối với nái bố mẹ CA và C22 để sản xuất lợn thương phẩm nuôi thịt. Lợn nái C22 và CA dòng bố mẹ được tạo ra bằng cách cho lai giữa đực dòng L19 với lợn nái C1050 và C1230. Lợn nái C22 có đặc điểm toàn thân màu trắng, bốn chân chắc khoẻ, thân hình phát triển cân đối. Khả năng sinh sản cao, đẻ sai con (từ 10 - 12 con/ ổ), nuôi con khéo. Khi cho lai với đực 402 sẽ tạo ra lợn lai nuôi thịt có 4 máu. Lợn nái CA có đặc điểm ngoại hình là toàn thân màu trắng, tầm vóc trung bình đẻ sai con (từ 11 - 13 con/ ổ), nuôi con khéo. Khi cho lai với đực 402 sẽ tạo ra con lai hybrid 5 giống để nuôi thịt. Lợn lai hybrid nuôi thịt 4 hoặc 5 giống có năng suất chăn nuôi cao, phẩm chất thịt tốt (Tỷ lệ nạc cao), phù hợp với phương thức chăn nuôi công nghiệp hiện nay, được thị trường ưa chuộng. Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu này, cần phải đáp ứng đầy đủ về dinh dưỡng (Số lượng và chất lượng thức ăn), về chăm sóc nuôi dưỡng (Nguyễn Thiện và cộng sự, 1998) [28] . Lợn SP - Là đàn bố mẹ của Công ty France Hybrid được tạo ra từ 4 giống Duroc, Yorshire, Pietrain, Hampshire. Da lông lợn trắng, đốm đen, hoặc nâu đen. Lợn dài mình, tai to, mông nở, chân vững chắc. Sử dụng làm dòng đực cuối cùng lai với lợn F1 (LY), F2 (FH) tạo con lai nuôi thịt. - Lợn FH016 là giống lợn của công ty France Hybrid (Pháp), có da lông trắng, dài mình, mông vai nở, 4 chân chắc. Lợn nái đẻ tốt nuôi con khéo. Dùng làm dòng nái sản xuất lợn thương phẩm 4 máu (Lê Hồng Mận (2005)[16]. 1.1.2. Hoạt động tiêu hoá của lợn con Mục đích của việc chăn nuôi lợn con giai đoạn theo mẹ là làm thế nào để lợn con đạt khối lượng cai sữa cao, khi nuôi thịt lợn sinh trưởng phát triển nhanh, đồng thời là cơ sở để tạo giống tốt và giúp chúng ta nâng cao được sức sống của đàn con. Để đạt được mục đích trên, bên cạnh việc tạo cho lợn con Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 điều kiện chăm sóc tốt, chúng ta cần hiểu rõ các đặc điểm của lợn con giai đoạn theo mẹ, đặc biệt là đặc điểm của cơ quan tiêu hoá lợn con, để từ đó phối hợp được khẩu phần thức ăn phù hợp. Đặc điểm cơ quan tiêu hoá của lợn con giai đoạn theo mẹ phát triển nhanh về cấu tạo và hoàn thiện dần về chức năng tiêu hoá: Dung tích của dạ dày lợn con lúc 10 ngày tuổi có thể tăng gấp 3 lần lúc sơ sinh, lúc 20 ngày tuổi tăng gấp 8 lần, lúc 60 ngày tuổi tăng gấp 60 lần (dung tích lúc sơ sinh khoảng 0,03 lít). Dung tích ruột non của lợn con lúc 10 ngày tuổi gấp 3 lần lúc sơ sinh, lúc 20 ngày tuổi gấp 6 lần và lúc 60 ngày tuổi gấp 50 lần. Dung tích ruột già của lợn con lúc 10 ngày tuổi gấp 1,5 lần lúc sơ sinh, lúc 20 ngày tuổi gấp 2,5 lần và lúc 60 ngày tuổi gấp 60 lần. Đối với lợn con, sự phân tiết dịch có những điểm khác biệt với lợn lớn. Theo Trương Lăng (2004)[12] lợn con 20 ngày tuổi phản xạ tiết dịch còn chưa rõ, ban đêm lợn mẹ tiết nhiều sữa kích thích sự tiết dịch vị ở lợn con. Khi cai sữa lượng dịch vị tiết ra ngày và đêm gần bằng nhau, độ axit của dịch vị lợn con thấp nên hoạt hoá pepsin kém, khả năng diệt khuẩn kém. Hàm lượng axit biến đổi theo lứa tuổi của lợn, axit HCl tự do xuất hiện ở 25-30 ngày tuổi và diệt khuẩn rõ nhất ở 40-50 ngày tuổi. Theo tác giả Hoàng Toàn Thắng và cs,(2006)[27] cho rằng lợn con trước một tháng tuổi, dịch vị không có axit HCl tự do, lúc này axit tiết ra ít và nhanh chóng liên kết với dịch nhầy. Vì thiếu HCl tự do nên các vi sinh vật dễ có điều kiện phát triển gây bệnh đường tiêu hoá, điển hình là bệnh phân trắng lợn con. Chức năng tiêu hoá của lợn con mới sơ sinh chưa có hoạt lực cao, trong giai đoạn theo mẹ, chức năng tiêu hoá của một số men tiêu hoá được hoàn thiện dần: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 - Men pepsin: Lợn con dưới một tháng tuổi, men pepsin trong dạ dày lợn con chưa có khả năng tiêu hoá protein của thức ăn, vì lúc này trong dịch vị dạ dày lợn không có HCl tự do, lượng axit tiết ra rất ít và nhanh chóng liên kết với dịch nhầy của dạ dày, gây ra hiện tượng thiếu axit hay còn gọi là "Hypoclohydric". Đây là một đặc điểm quan trọng trong tiêu hoá dạ dày ở lợn con. Khi có HCL tự do sẽ kích hoạt men pepsinogen và men này mới có khả năng tiêu hoá.Vì thiếu HCl tự do nên dịch vị không có tính sát trùng, vi sinh vật xâm nhập vào dạ dày dễ sinh sôi nẩy nở và phát triển gây ra các bệnh về đường tiêu hoá ở lợn con. Chúng ta có thể kích thích tế bào vách dạ dày lợn con tiết ra HCL tự do sớm hơn bằng cách bổ sung thức ăn sớm cho lợn con. Nếu tập cho lợn con ăn sớm vào lúc 5-7 ngày tuổi thì HCL tự do có thể được tiết ra từ ngày tuổi thứ 14. - Men amylase và maltase: Hai men này có trong nước bọt và trong dịch tụy lợn con từ lúc mới đẻ, nhưng dưới 3 tuần tuổi hoạt tính còn thấp, do đó khả năng tiêu hoá tinh bột của lợn con còn kém, chỉ tiêu hoá được 50% lượng tinh bột ăn vào. Đối với tinh bột sống, lợn con tiêu hoá càng kém. Sau 3 tuần tuổi, men amylase và maltase mới có hoạt tính mạnh, nên khả năng tiêu hoá tinh bột của lợn con tốt hơn. - Men saccarase: Đối với lợn con dưới 2 tuần tuổi men saccarase hoạt tính còn thấp, nếu cho lợn con ăn đường sucrose thì rất dễ bị ỉa chảy. - Men trypsin: Là men tiêu hoá protein của thức ăn, ở thai lợn lúc 2 tháng tuổi, trong chất tiết đã có men trypsin, thai càng lớn, họat tính của men trypsin càng cao. Khi lợn con mới đẻ ra, men trypsin của dịch tuỵ là rất cao để bù đắp lại khả năng tiêu hoá kém của men pepsin dạ dày. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 - Men catepsin: Là men tiêu hoá protein trong sữa. Đối với lợn con ở 3 tuần tuổi đầu, men catepsin có hoạt tính mạnh, sau đó hoạt tính giảm dần. - Men lactase: Có tác dụng tiêu hoá đường lactose trong sữa. Men này có hoạt tính mạnh ngay từ khi lợn con mới đẻ ra và tăng cao nhất ở tuần tuổi thứ 2, sau đó hoạt tính của men này giảm dần. - Men lipase và chymosin: Hai men này có hoạt tính mạnh trong 3 tuần đầu và sau đó giảm dần. Qua nghiên cứu về quá trình phân tiết của men amylase, maltase và protease, chúng ta thấy sự phân tiết và hoạt động của các men này tăng dần theo sự tăng lên của ngày tuổi, men lipase tăng dần đến khi cai sữa sau đó giảm dần. Riêng men lactase tăng cao nhất ở giai đoạn 2 tuần tuổi sau đó giảm dần theo sự tăng lên của ngày tuổi. Đây chính là điểm cần lưu ý khi bổ sung thức ăn cho lợn con. Thông thường, lợn con sau cai sữa thường rất hay bị tổn thương nhung mao ở thành ruột non do ảnh hưởng của thức ăn, khi đó sẽ giảm khả năng sản xuất men tiêu hoá của lợn con, giảm khả năng tiêu hoá và hấp thụ thức ăn. Thức ăn không được hấp thụ sẽ chuyển xuống ruột non, làm tăng sự phát triển của vi sinh vật có hại và tăng khả năng bùng phát vi khuẩn E.coli, làm cho lợn bị ỉa chảy. Biểu hiện bên ngoài của hiện tượng này là lợn con gầy, sút cân, lông da nhợt nhạt, sinh trưởng giảm. Do vậy, thức ăn bổ sung cho lợn con phải đáp ứng được khả năng tiêu hoá của chúng. Nhiều thực nghiệm còn xác nhận rằng: nhiều loại vi khuẩn đường ruột đã sinh ra các chất kháng sinh ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây ra bệnh như: Vi khuẩn phó thương hàn, vi khuẩn thối rữa. Ở lợn con mới sinh, hệ vi sinh vật đường ruột chưa phát triển, chưa đầy đủ số lượng vi khuẩn có lợi, cho Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 nên chưa tạo được sự cân bằng về hệ vi sinh vật tiêu hoá của lợn con, tạo điều kiện cho các vi khuẩn gây bệnh như E.coli phát triển mạnh nên lợn con bị rối loạn tiêu hoá. Theo YuYu (2005)[35], ở lợn con bú sữa, nhóm vi khuẩn Lactobacillus spp. trong dạ dày và đường tiêu hóa phát triển mạnh. Vi khuẩn này sử dụng một số đường lactose của sữa để sản sinh ra axit lactic làm giảm độ pH trong dạ dày, sự tăng độ axit này sẽ làm cho quá trình tiêu hóa tốt hơn và ngăn cản sự phát triển của các vi khuẩn khác, một vài loại vi khuẩn trong số đó bất lợi cho tiêu hóa của lợn con. Sau 1 tháng tuổi, quá trình tiêu hóa hấp thu các chất dinh dưỡng tiến hành chủ yếu ở dạ dày, ruột non trong 1 ngày đêm phân giải 45% gluxit, 50% protit, 20 - 25% đường. Ruột già chủ yếu tiêu hóa chất xơ nhờ hệ vi sinh vật ở manh tràng phân giải (Từ Quang Hiển, 2003) [6]. Như vậy, để tăng tỷ lệ tiêu hoá và làm giảm tiêu chảy ở lợn con cũng như để phù hợp với khả năng tiêu hoá của lợn, thì trong sản xuất thức ăn cho lợn con giai đoạn tập ăn và sau cai sữa chúng ta nên sử dụng các loại thức ăn dễ tiêu hoá như: Bột sữa, đường lactose,... thức ăn cần được rang chín và nghiền nhỏ đồng thời bổ sung thêm một số axit vô cơ như: axit lactic,... 1.1.3. Thức ăn và dinh dƣỡng cho lợn con giai đoạn sau cai sữa 1.1.3.1. Nhu cầu dinh dưỡng cho lợn lai thương phẩm giai đoạn sau cai sữa Nhu cầu về dinh dưỡng đối với lợn con rất lớn, nó đóng vai trò quan trọng cho quá trình sinh trưởng và phát triển của lợn, đặc biệt là lợn con. Nhu cầu các chất dinh dưỡng tăng theo độ lớn của lợn. * Nhu cầu về năng lượng Nhu cầu về năng lượng đối với lợn thường được biểu thị bằng năng lượng trao đổi (ME, kcal/kg). Lợn con cần năng lượng trước tiên đáp ứng nhu cầu duy trì của cơ thể, sau đó là cần năng lượng cho sinh trưởng. Ở giai đoạn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 bú sữa, mức năng lượng cần bổ sung cho lợn con dựa vào lượng sữa của lợn mẹ cung cấp được cho lợn con. Ở hai tuần tuổi đầu lợn con hầu như đã được cung cấp đầy đủ năng lượng từ sữa mẹ. Từ tuần tuổi thứ ba cần bổ sung thêm thức ăn mới đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của lợn con, do lượng sữa của lợn mẹ ở 21 ngày tuổi giảm dần. Giai đoạn lợn sau cai sữa, hàm lượng năng lượng trong thức ăn cho lợn con khá cao. Theo Tiêu chuẩn Việt Nam, mật độ năng lượng trong 1 kg thức ăn hỗn hợp cho lợn con giai đoạn sau cai sữa cần 3200 kcal/kg. * Nhu cầu về protein và axit amin Lợn con bú sữa có tốc độ phát triển nhanh về hệ cơ và khả năng tích lũy protein lớn, do đó đòi hỏi về số lượng và chất lượng protein cao. Trong hai tuần tuổi đầu, lợn con hầu như đã nhận đầy đủ lượng protein cần thiết cho sinh trưởng phát triển của cơ thể từ sữa mẹ. Tới tuần tuổi thứ 3 cần bổ sung thêm protein để không ảnh hưởng đến sinh trưởng của lợn con. Trong thức ăn gia súc người ta đã tìm được thành phần cấu tạo cơ bản của protein là axit amin. Do vậy, nhu cầu về protein cũng chính là nhu cầu về axit amin. Axit amin được chia làm 2 loại: Loại không thay thế được là loại axit amin rất cần thiết cho cơ thể động vật, cho quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng, nó không tự tổng hợp được mà phải lấy từ bên ngoài qua thức ăn. Có 9 axit amin mà cơ thể lợn không thể tự tổng hợp được là: Lysine, Tryptophan, valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine, histidine. Trong khẩu phần ăn của lợn thường thiếu một số loại axit amin nên cần phải bổ sung thêm, trong thực tế người ta thường bổ sung các axit amin công nghiệp (Nguyễn Thị Lương Hồng, 1999) [7]. Vì vậy, việc quan tâm đến lượng protein trong thức ăn là rất quan trọng, đặc biệt, trong trường hợp chỉ sử dụng các loại thức ăn tự nhiên, mà không có bổ sung thêm các loại axit amin công nghiệp. Việc sử dụng các loại axit amin Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 công nghiệp, không những góp phần làm giảm lượng protein trong thức ăn, tiết kiệm thức ăn protein, mà còn giảm sự bài tiết nitơ qua phân, từ đó có tác động làm giảm ô nhiễm môi trường. Nếu muốn đạt được hiệu suất sử dụng protein cao, trong khẩu phần ăn phải có đủ các axit amin thiết yếu với tỷ lệ cân đối. Nếu tỷ lệ này càng đạt tới nhu cầu của lợn, thì việc hiệu suất sử dụng protein càng cao. Còn nếu số lượng một số loại axit amin thiết yếu thấp hơn nhu cầu của lợn, thì việc sử dụng của toàn bộ lượng protein trong khẩu phần ăn sẽ bị ảnh hưởng. Lợn có một vài triệu chứng lâm sàng đặc trưng khi thiếu axit amin. Dấu hiệu rõ ràng nhất là lượng thức ăn ăn vào giảm, thể hiện thức ăn thừa nhiều, lợn chậm lớn, hiệu quả kinh tế thấp. Lợn con cũng có thể chịu được lượng protein ăn vào cao, mà ít có biểu hiện bệnh tật đáng kể, ngoại trừ đôi khi có thể bị ỉa chảy nhẹ. Tuy nhiên, khi cho lợn ăn lượng protein cao (vượt quá 25% đối với nhu cầu của lợn) là lãng phí gây ô nhiễm môi trường và kết quả là giảm tăng trọng và giảm hiệu quả sử dụng thức ăn. Trong khẩu phần thức ăn gồm chủ yếu là ngô và đậu tương, thường có chứa một lượng axit amin nhất định, vượt quá nhu cầu cần thiết (như arginine, leucine, phenylalanine + tyrosine) để đạt được sự sinh trưởng tối ưu, nhưng lượng vượt này ít ảnh hưởng đến kết quả nuôi dưỡng của lợn. Ngược lại nếu chúng ta bổ sung quá nhiều axit amin tinh thể như arginine, leucine, methionine có thể làm giảm lượng thức ăn ăn vào và giảm tốc độ sinh trưởng. Lợn ăn quá nhiều một lượng axit amin riêng lẻ có thể gây nhiều triệu chứng xấu, như tính độc, tính đối kháng hay tính mất cân bằng tùy theo bản chất của ảnh hưởng. Sự đối kháng thường xảy ra giữa các axit amin có quan hệ về mặt cấu trúc. Ví dụ như: đối kháng lysine - arginine ở gia cầm, khi lượng lysine trong khẩu phần vượt quá nhu cầu sẽ làm tăng nhu cầu về arginine. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 Sự mất cân bằng axit amin cũng có thể xảy ra khi khẩu phần được bổ sung thêm một hay nhiều axit amin không phải là axit amin tới hạn. Trong các trường hợp đó, lượng thức ăn ăn vào đều giảm. Nếu chúng ta giảm lượng axit amin vượt quá khỏi khẩu phần thì lợn sẽ nhanh chóng trở lại bình thường. Hiện nay, xu hướng sử dụng khẩu phần ăn giảm mức protein tổng số có bổ sung thêm các axit amin tổng hợp đang được nghiên cứu nhiều trên thế giới. Để áp dụng vấn đề này, chúng ta cần phải hiểu biết rõ một số nguyên tắc cơ bản khi sử dụng các axit amin tổng hợp cho lợn như sau: Thứ nhất, việc sử dụng axit amin tổng hợp sẽ không có hiệu quả trừ khi trong thức ăn thiếu loại axit amin đó, nghĩa là chúng ta không nên bổ sung thêm lysine vào khẩu phần mà đã có đủ lượng lysine cho nhu cầu của lợn. Tuy nhiên khi khẩu phần có hàm lượng protein thấp và thiếu lysine thì việc bổ sung thêm lysine sẽ làm tăng thêm năng suất chăn nuôi. Thứ hai, việc bổ sung axit amin thiết yếu thứ hai trong trường hợp axit amin thiết yếu thứ nhất vẫn bị thiếu cũng không có hiệu quả, thậm chí còn gây hậu quả xấu. Ví dụ, việc bổ sung methionine vào khẩu phần mà vẫn thiếu lysine sẽ không có hiệu quả ngay cả khi thiếu methionine. Nếu trong khẩu phần mà lysine bị thiếu hụt hơn methionine thì trước hết chúng ta phải bổ sung lysine, rồi mới bổ sung methionine. Vì lý do đó, một điều quan trọng là chúng ta phải hiểu được thứ tự của các axit amin sẽ trở thành axit amin thiết yếu khi chúng ta giảm lượng protein trong khẩu phần. Đối với lợn của axit amin thiết yếu thứ nhất, nhì và ba trong khẩu phần ngô - đậu tương là lysine, threonine và tryptophan. Một nguyên tắc chung đối với khẩu phần ngô - khô đậu tương là, nếu chúng ta giảm đi 45,4kg khô đậu tương trong 1 tấn thức ăn và thay thế bằng 1,75 kg lysine HCl và 43,65 kg ngô thì không ảnh hưởng đến sinh trưởng của lợn (cùng đạt 735 g/con/ngày, thí nghiệm của (Cromwell, 1995)[39]. Lượng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 lysine HCl bổ sung trong thí nghiệm này tương đương 0,15% lysine trong khẩu phần. Và lượng khô dầu đậu tương giảm đi trong 1 tấn thức ăn (45,4 kg) tương đương với giảm 2% protein tổng số trong khẩu phần. Tuy nhiên, khi tiếp tục giảm lượng protein trong khẩu phần có bổ sung đủ lysine, chúng ta thấy sinh trưởng của lợn vẫn bị giảm. Đó là do các axit amin khác đã bị thiếu khi giảm hơn 45,4 kg khô đậu tương trong 1 tấn thức ăn. Chúng ta có thể khắc phục hiện tượng này bằng việc bổ sung thêm threonine, tryptophan và methionine tổng hợp cùng lysine. Ưu điểm nổi bật của việc sử dụng khẩu phần có mức protein thấp, nhưng được bổ sung thêm axit amin tổng hợp cho lợn, là tác động tích cực đến môi trường. Việc đào thải nitơ từ các trang trại chăn nuôi đã và đang là mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe con người bởi ô nhiễm amoniac, ô nhiễm nitrate/nitrite trong đất và nước. Người chăn nuôi hiện nay ngày càng phải đối mặt với các nguyên tắc bảo vệ môi trường nghiêm ngặt. Việc giảm mức protein trong thức ăn kết hợp bổ sung thêm các axit amin tổng hợp đang là cách tốt nhất để giải quyết vấn đề ô nhiễm nitơ với chăn nuôi lợn. Các nghiên cứu mới đây của trường Đại học Kentucky đã chứng minh được rằng, việc đào thải nitơ đã giảm từ 15 - 20% khi giảm đi 2% protein tổng số của khẩu phần có bổ sung thêm lysine, và lượng nitơ giảm đi 30 - 35% khi giảm 4% protein tổng số và bổ sung thêm 4 axit amin. Hàm lượng amoniac và các khí thải khác từ phân cũng giảm đáng kể, khi sử dụng khẩu phần có mức protein thấp được bổ sung thêm các axit amin tổng hợp. Ngoài ra, chúng ta cần phải tính đến hiệu quả kinh tế của việc sử dụng khẩu phần có mức protein thấp được bổ sung thêm axit amin. Đối với khẩu phần có mức protein thấp vừa phải được bổ sung lysine, không gây trở ngại lớn do giá của lysine không cao. Nhưng khi chúng ta giảm mức protein trong khẩu phần nhiều hơn và phải sử dụng cả lysine, methionine, threonine và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 tryptophan, thì giá của khẩu phần sẽ tăng lên do giá của methionine, threonine và đặc biệt tryptophan còn khá cao. Tuy nhiên chúng ta có thể thấy hiệu quả của việc sử dụng khẩu phần này trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường thông qua giảm lượng nitơ, amoniac và một số khí thải khác. * Nhu cầu về khoáng chất: Theo Từ Quang Hiển và cs (2001)[5] gia súc non cần được cung cấp đầy đủ khoáng chất để phát triển bộ xương và đảm bảo cho các quá trình xảy ra trong cơ thể. Nếu tính theo mức tăng trọng thì khoáng chất chiếm 3 - 4% khối lượng cơ thể tăng. Nếu so với bộ xương thì khoáng chất chiếm 26% khối lượng xương tăng. Khả năng sử dụng khoáng chất trong thức ăn của gia súc non tốt hơn gia súc trưởng thành. Quá trình trao đổi khoáng mà chủ yếu là trao đổi canxi và photpho xảy ra mạnh mẽ ở gia súc non. Khi gia súc còn non khả năng tích luỹ canxi, photpho cao. Tuổi càng tăng, khả năng tích luỹ giảm. Nhìn chung, gia súc non yêu cầu canxi lớn hơn photpho, càng lớn và trưởng thành nhu cầu canxi giảm, nhu cầu photpho tăng lên. Để đảm bảo cho quá trình tiêu hoá hấp thu và sử dụng canxi, photpho được tốt, tránh được hiện tượng còi xương. Ở gia súc non cần chú ý cung cấp đầy đủ, cân đối canxi, photpho (đối với gia súc non tỷ lệ Ca/P thích hợp là 1,5-2/1). * Nhu cầu về vitamin (VTM): Vitamin là yếu tố dinh dưỡng không thể thiếu được ở cơ thể sinh vật, nó cần cho mọi quá trình sinh trưởng, phát triển của mọi sinh vật với những lượng rất nhỏ thường tính bằng microgram hoặc gamma, hoặc bằng đơn vị hoạt động (UI). Với những lượng vô cùng nhỏ bé, vitamin giúp cho sinh vật phát triển bình thường, sinh sản đều đặn, có khả năng chống đỡ bệnh tật cao. Vitamin tham gia vào hầu hết quá trình trao đổi chất và hoạt động của cơ thể. Nó là chất xúc tác sinh học xúc tiến việc tổng hợp phân giải các chất dinh dưỡng (Trần Tố và cs, 2008) [31]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 Cơ thể lợn thường xuyên nhận được nguồn vitamin từ thức ăn, đối với những loại lợn khác nhau sẽ có nhu cầu về vitamin khác nhau. Khi cơ thể thiếu một trong các vitamin cần thiết sẽ dần tới mất thăng bằng về sinh lý và sẽ mắc bệnh, chẳng hạn nếu thiếu vitamin A có thể dẫn đến mù lòa, tốc độ sinh trưởng giảm, lông xù, gầy còm, năng suất sinh sản thấp. Nếu thiếu vitamin D dẫn đến chức năng của cơ không được bình thường, ảnh hưởng đến sự hấp thu Ca, P. Thiếu vitamin E làm biến đổi sinh lý ở đường sinh dục, thoái hóa loạn dưỡng cơ, suy thoái khung xương, cơ tim, tắc nghẽn mạch, thiếu máu, hoại tử gan. 1.1.3.2. Các loại nguyên liệu thức ăn chính dùng trong sản xuất thức ăn cho lợn con giai đoạn sau cai sữa * Ngô: Theo Hội chăn nuôi Việt Nam (2002)[34] trong số các hạt cốc dùng làm thức ăn gia súc, trừ cao lương, ngô có hàm lượng năng lượng cao nhất. Tuy giàu năng lượng, nhưng hàm lượng protein lại thấp hơn các loại hạt cốc khác. Ngô giàu tinh bột, ngon miệng, tỷ lệ tiêu hoá cao. Ngô thường được dùng làm thức ăn chuẩn về năng lượng để so sánh với các loại hạt cốc khác. Ngô chứa khoảng 720 - 800g tinh bột/kg vật chất khô và hàm lượng xơ thấp, giá trị năng lượng cao từ 3100 - 3200 kcal/kg. Hàm lượng protein thô trong ngô biến động lớn từ 80-120 g/kg phụ thuộc vào giống. Tỷ lệ chất béo trong ngô tương đối cao (4 - 6%), chủ yếu tập trung trong mầm ngô. Gia súc, gia cầm tiêu hoá tốt các chất dinh dưỡng trong hạt ngô (tỷ lệ tiêu hóa xấp xỉ 90%). Tuy vậy lượng protein ngô vẫn còn thấp hơn so với nhu cầu của gia súc. Trong protein của ngô thiếu tới 30 - 40% lisine, 15 - 30% tryptophan, 80% leusine so với nhu cầu của lợn (Vũ Duy Giảng và cs, 2001) [1]. * Gạo tấm Gạo có hàm lượng xơ 40 - 80 g/kg và protein là 70 - 87 g/kg. Hàm lượng lysine, arginine, tryptophan trong protein của gạo cao hơn ngô. Nhưng hàm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 lượng các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng ở gạo lại thấp hơn so với nhu cầu của gia súc, gia cầm. * Khô dầu đỗ tương: Khô dầu đỗ tương là nguồn thức ăn giàu protein lý tưởng cho gà con, lợn con theo mẹ và lợn con sau cai sữa. Vì khô dầu đỗ tương vừa đảm bảo protein, axit amin, vừa đảm bảo năng lượng. Khô đậu tương giàu lisine nên khi phối hợp với thức ăn hạt hoà thảo (nghèo lysine) sẽ tạo cân bằng lysine trong khẩu phần cho lợn. Tỷ lệ khô dầu đỗ tương thích hợp trong khẩu phần lợn con sau cai sữa là 20-25% (Từ Quang Hiển và cs, 2001) [5]. * Bột cá: Bột cá là thức ăn động vật có chất lượng dinh dưỡng cao nhất, được chế biến từ cá tươi hoặc sản phẩm phụ trong công nghiệp chế biến cá hộp. Trong protein bột cá có đầy đủ các axit amin không thay thế: Lysine 7,5%, methionine 3%, izoleucine 4,8%... Protein trong bột cá sản xuất ở Việt Nam biến động từ 35-60%, khoáng tổng số biến động từ 19,6%-34,5% trong đó muối: 0,5-10%; canxi: 5,5- 8,7%; phốtpho: 3,5-48%, các chất hữu cơ trong bột cá được gia súc, gia cầm tiêu hoá với tỷ lệ cao: 85-90% (Vũ Duy Giảng và cs, 2001) [1]. * Bột sữa khử bơ: Bột sữa khử bơ được chế biến từ sữa đã khử bơ dùng để nuôi bò sữa và sản xuất thức ăn cho lợn con theo mẹ và lợn con cai sữa. Bột sữa khử bơ có hàm lượng protein: 32%, có đầy đủ các axit amin không thay thế phù hợp với yêu cầu của gia súc non, vì vậy nó là thành phần thiết yếu trong thức ăn lợn con (Hội chăn nuôi Việt Nam, 2002) [34]. * Axit amin tổng hợp Hiện nay, trên thị trường đã có 4 loại axit amin được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến thức ăn. Đứng đầu là L-lysine HCl, đây là loại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 axit amin được sử dụng rộng rãi nhất trong thức ăn cho lợn. Ba loại axit amin là DL-methionine, L-threonine và L-tryptophan được sử dụng ít hơn đặc biệt tryptophan, chủ yếu dùng để sản xuất thức ăn cho lợn con. * Vấn đề sản xuất và ứng dụng axit amin tổng hợp trong chăn nuôi lợn: Việc sản xuất và sử dụng các axit amin tổng hợp làm thức ăn cho gia súc đã diễn ra trong khoảng 40 năm nay. Trong những năm cuối của thập kỷ 1950-1960, DL-methionine đã được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học đã được sử dụng trong chăn nuôi gia cầm. Việc sản xuất L-lysine bằng phương pháp lên men đã được tiến hành tại Nhật Bản trong những năm của thập niên 60 của thế kỷ trước. Việc sử dụng DL-methionine, L-lysine HCl, L-threonine và L- tryptophan được tiến hành vào những năm cuối của thập niên 80. Với tiến bộ của công nghệ sinh học, giá thành sản xuất của các axit amin tổng hợp đã giảm đáng kể, đây chính là yếu tố quan trọng trong việc sử dụng chúng vào sản xuất và chế biến thức ăn cho gia súc, gia cầm. Ngày nay, việc sử dụng các axit amin tổng hợp có vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng sử dụng protein cũng như năng suất của vật nuôi. Hàng năm sản lượng các axit amin tổng hợp được sản xuất ra khá cao, sản lượng của năm 2000 đối với DL-methionine là 550.000 tấn, L-lysine HCl là 550.000 tấn, L-threonine đạt 30.000 tấn và L- tryptophan đạt 1.000 tấn. DL - methionine được sản xuất theo phương pháp tổng hợp hóa học từ các chất như acrolein, axit hydrocyanic và methyl mercaptan. Sản lượng DL - methionine kể trên bao gồm cả methionine hydroxyt (có giá trị dinh dưỡng tương đương với DL- methionine). Các axit amin còn lại như L-lysine HCL, L- threonine và L-tryptophan đều được sản xuất bằng phương pháp lên men. Bằng việc nuôi cấy các chủng vi sinh vật đặc trưng cho việc sản xuất từng axit amin, trong môi trường nuôi cấy có chứa glucose hoặc đường và các chất dinh dưỡng khác (như muối ammonium sulfate, chất cung cấp nitơ, khoáng và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 vitamine). Từ môi trường nuôi cấy, các axit amin được tách chiết bằng thiết bị trao đổi ion. Năng suất lên men của từng chủng vi sinh vật là yếu tố quan trọng nhất trong việc sản xuất các axit amin. Ngày nay, năng suất lên men L-lysine HCl từ glucose và đường đã đạt trên dưới 50%. Sử dụng axit amin tổng hợp trong sản xuất thức ăn gia súc: Trong số các axit amin, chúng ta thấy lysine là axit amin được đề cập đến nhiều nhất trong dinh dưỡng của lợn vì hai lý do chính sau đây. Thứ nhất, hàm lượng của lysine trong trong cơ và các tế bào khác là tương đối cao (khoảng 7%). Lý do thứ hai là hầu hết các loại thức ăn cung cấp cho lợn đều có hàm lượng lysine thấp, đặc biệt là các loại thức ăn ngũ cốc. Ví dụ như ngô chỉ có 0,25% lysine, chỉ bằng 1/4 đến 1/3 nhu cầu của lợn. Lúa mỳ và yến mạch có hàm lượng lysine cao hơn ngô (từ 0,35 đến 0,40%) nhưng vẫn thấp hơn nhiều nhu cầu của các loại lợn. Vì thế khi sử dụng các hạt ngũ cốc làm thức ăn cho lợn, chúng ta phải sử dụng thêm các loại thức ăn cung cấp protein có hàm lượng lysine cao (như khô đậu tương, bột cá…) để cung cấp đủ nhu cầu lysine cho lợn. Mặt khác, chúng ta cũng thường ít gặp sự thiếu hụt của 9 axit amin thiết yếu còn lại bởi vì chúng thường được cung cấp một lượng tương đối khi chúng ta bổ sung protein nhằm cung cấp đủ lysine. Hay nói một cách khác, khi ta sử dụng protein nhằm đảm bảo đủ nhu cầu của lysine, thì cũng đã cung cấp đủ nhu cầu của các axit amin khác. Ngành công nghiệp chăn nuôi gia súc có thể hiểu như là ngành công nghiệp sản xuất thức ăn protein chất lượng cao (thịt, sữa) từ những nguồn protein có chất lượng kém hơn (ví dụ: từ protein thực vật như đậu tương). Do đó để đáp ứng nhu cầu protein của con người, điều cần thiết là phải cải thiện hiệu quả chuyển đổi protein từ thức ăn sang thịt. Các axit amin tổng hợp hiện nay đóng vai trò rất quan trọng trong việc cải thiện hiệu quả sản xuất protein động vật và góp phần làm tăng khả năng cung cấp protein cho nhu cầu của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 con người. Chúng ta có thể lấy ví dụ về sự đóng góp của L-lysine HCl trong sản xuất protein như sau: Phương trình bậc một mô tả sự thay thế nguồn cung cấp protein (đậu tương) bằng việc bổ sung L-lysine HCl vào ngô như sau (Tính trong một tấn thức ăn): 50 kg đậu tương = 48,5 kg ngô + 1,5 kg L-lysine HCl. Khi áp dụng công thức thay thế này, mức protein tổng số trong thức ăn giảm đi 2%. Phương trình này được hiểu là khi sử dụng 1 tấn L-lysine HCl có thể thay thế được cho 33 tấn đậu tương. Hàng năm trên toàn thế giới sử dụng khoảng 550.000 tấn L-lysine HCl, tương đương chúng ta đã tiết kiệm được 18 triệu tấn đậu tương, gần bằng một nửa sản lượng đậu tương của nước Mỹ (38 triệu tấn/năm) là nước sản xuất đậu tương lớn trên thế giới. Viễn cảnh của việc sử dụng axit amin tổng hợp trong sản xuất thức ăn cho lợn: Việc cải thiện hiệu quả sử dụng protein của thức ăn chăn nuôi bằng việc bổ sung axit amin tổng hợp trở nên ngày càng quan trọng trong việc bảo đảm nguồn cung cấp protein cho nhu cầu con người và bảo vệ môi trường. Ngoài 4 loại axit amin tổng hợp đã được sản xuất và áp dụng trên thực tế, các loại axit amin tổng hợp tiếp theo như isoleucine, valine và arginine cũng sẽ được sản xuất và áp dụng trong tương lai. Khi đó ý nghĩa của việc sử dụng các axit amin tổng hợp trong chăn nuôi lợn sẽ càng rõ rệt hơn, con người vừa có đủ nguồn protein chất lượng cao, bảo vệ nguồn tài nguyên đất và môi trường sống. 1.1.4. Tổng quan về enzyme 1.1.4.1. Cấu tạo hoá học của enzyme Theo tác giả Lương Đức Phẩm (1982)[19] enzyme còn gọi là fecmen thường gọi tắt là “men”. Những tên gọi này tuy khác nhau nhưng cùng một ý nghĩa. Enzyme từ chữ HyLạp có nghĩa là “trong nấm men”, còn fecmen có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 nghĩa là “lên men” theo chữ latin. Như vậy enzyme, fecmen, men đều có chung một nghĩa. Enzyme là nhóm protein đặc biệt. Chúng được cấu tạo từ các axit amin, nhưng không phải protein nào cũng là enzyme, chỉ khi nào các protein có cấu trúc ở một mức độ nào đó thì mới trở thành enzyme, có nghĩa mới có khả năng xúc tác sinh học. Có thể nói enzyme là một nhóm protein cực kỳ quan trọng được hình thành trong mọi tế bào sống. Hầu như tất cả các phản ứng hoá học xảy ra trong cơ thể đều cần sự tham gia của enzyme. Men là chất xúc tác sinh học, nhờ có men mà các phản ứng sinh hoá học xảy ra với một tốc độ rất nhanh, chính xác, nhịp nhàng, hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng (Trần Tố và cs, 2008) [31]. 1.1.4.2. Tính đặc hiệu của enzyme Đặc tính quan trọng nhất của enzyme là tính đặc hiệu. Tính đặc hiệu của enzyme là khả năng xúc tác chọn lọc, xúc tác cho sự chuyển hoá một hay một số chất nhất định theo kiểu phản ứng nhất định. Tính đặc hiệu của enzyme có liên quan đến cấu trúc không gian ba chiều của enzyme. Lúc đầu, nhiều người cho rằng enzyme tham gia phản ứng giống như một quá trình hoạt động bề mặt. Nhưng vì enzyme là một protein có cấu trúc ba chiều nên việc tương tác giữa enzyme và cơ chất xảy ra chỉ là một enzyme nào đó tương tác với một enzyme tương ứng về bề mặt của enzyme đó. Tính đặc hiệu của enzyme được thể hiện như sau: 1- Đặc hiệu phản ứng: kiểu đặc hiệu này biểu hiện đối với cơ chất có mang một loại liên kết hoá học nhất định hay các enzyme chỉ có thể xúc tác cho một trong những kiểu phản ứng chuyển hoá cơ chất nhất định. Thí dụ như phản ứng oxy hoá khử, chuyển vị hoặc thuỷ phân. 2- Đặc tính cơ chất: mỗi một cơ chất có một loại enzyme tương tác tương ứng. Các enzyme có thể phân biệt được những cơ chất mà nó sẽ tác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 dụng. Khả năng này còn thấy rất rõ khi trong quá trình phản ứng tồn tại các dạng đồng phân. Thí dụ: Enzyme saccarase chỉ phân huỷ đường sacarose thành glucose và fructose. Chúng không tác dụng lên hai đồng phân của chúng là maltose và lactose. Tuy nhiên mức độ đặc hiệu của các enzyme là rất khác nhau. Vì thế, người ta chia ra mức độ đặc hiệu khác như sau: 1. Đặc hiệu tuyệt đối: Enzyme chỉ có khả năng tác dụng lên một cơ chất nhất định. Cấu trúc trung tâm hoạt động của enzyme phải kết hợp chặt chẽ với cấu trúc của cơ chất, một khác biệt nhỏ về cấu trúc của cơ chất cũng làm enzym không xúc tác được. 2. Đặc hiệu tương đối: Enzyme có tác dụng lên một kiểu nối hóa học nhất định trong phân tử cơ chất mà không phụ thuộc vào bản chất hóa học của các cấu tử tham gia tạo thành liên kết đó. 3. Đặc hiệu nhóm: là khả năng tác động của enzyme lên một kiểu liên kết hoá học với điều kiện trong hai phần tham gia tạo thành kiên kết có cấu tạo xác định. 4. Đặc hiệu quang học: nếu có hai dạng đồng phân quang học thì enzyme chỉ tác dụng lên một trong hai dạng đồng phân quang học. Chúng ta thấy, enzyme có tính chuyên hoá rất cao, mỗi enzyme chỉ tác động với một loại phản ứng nhất định. Khoảng 80 năm trước đây, Fisher đã ví tính chất này của enzyme như cái chìa khoá cắm vào một ổ khoá. Sau phản ứng, enzyme lại tách ra khỏi cơ chất và không gặp những chất phản ứng thích hợp thì chúng đứng bên ngoài. Tuy nhiên tính chất này không phải bao giờ cũng đúng như vậy, đã có trường hợp một enzyme có thể làm xúc tác cho một loại phản ứng khác loại phản ứng điển hình của nó. Nhưng nói chung, tính đặc hiệu của enzyme rất cao và đặc biệt. Chính vì vậy mà trong cơ thể sống có nhiều enzyme, mỗi enzyme chỉ xúc tác cho một loại phản ứng sinh học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 1.1.4.3. Cơ chế tác động của enzyme Bản chất của cơ chế tác dụng bởi enzyme trong các phản ứng hoá học là khả năng hoạt hoá cơ chất để các chất tham gia phản ứng mạnh hơn. Theo đó, cơ chất tương tác với enzyme do sự cực hoá, sự chuyển dịch của các electron, sự biến dạng các liên kết. Từ đó làm thay đổi động năng, thế năng dẫn tới cơ chất trở nên dễ dàng tham gia vào các phản ứng hơn. Điểm đặc biệt là khi có enzyme tham gia xúc tác, thì năng lượng cần cho phản ứng nhỏ hơn khi không có enzyme, và cũng nhỏ hơn so với các phản ứng được xúc tác bởi cactalist. Quá trình xúc tác xảy ra qua 3 giai đoạn: E + S ES P + E Trong đó: E: enzyme; S: cơ chất; P: sản phẩm Ở giai đoạn thứ nhất: Enzyme sẽ kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu. Kết quả là tạo thành một phức hợp ES, phức hợp này không bền. Phản ứng này xảy ra rất nhanh và đòi hỏi một ít năng lượng Ở giai đoạn thứ hai: Cơ chất bị biến đổi, dẫn tới làm căng và phá vỡ các liên kết đồng hoá trị. Ở giai đoạn thứ ba: Sản phẩm được tạo thành, enzyme được giải phóng và trở lại trạng thái tự do. Liên kết giữa E và S để tạo thành phức hợp ES là liên kết hidro, tương tác tĩnh điện, tương tác van der waals. 1.1.4.4. Các yếu tố tác động đến tốc độ phản ứng enzyme Phản ứng do enzyme xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nồng độ enzyme, bản chất và nồng độ các chất phản ứng (cơ chất), nhiệt độ, pH của môi trường, các ion kim loại, các chất vô cơ và hữu cơ khác,… Điều đáng lưu ý là các yếu tố hoá lý không chỉ ảnh hưởng đến phản ứng enzyme theo kiểu giống như các phản ứng hoá học thông thường mà còn ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng thông qua tác dụng của chúng đối với cấu trúc phân tử enzyme. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 * Nồng độ cơ chất Như phần cơ chế tác dụng của enzyme cho thấy phản ứng khi có enzyme tham gia sẽ xảy ra ba giai đoạn: Giai đoạn một: Enzyme sẽ tương tác với cơ chất để tạo thành phức hợp ES. Giai đoạn hai: Phức hợp ES sẽ tách ra. Giai đoạn ba: Enzyme sẽ giải phóng và hoạt động tự do. Hiện tượng trên được xem xét trên cơ sở phản ứng chỉ có một cơ chất duy nhất. Ở trường hợp này sẽ xảy ra ba giai đoạn khác biệt: Ở giai đoạn đầu, nếu nồng độ cơ chất thấp thì tốc độ phản ứng (V) phụ thuộc tuyến tính với nồng độ cơ chất. Ở giai đoạn kế tiếp tốc độ phản ứng cực đại và nó hoàn toàn không phụ thuộc vào nồng độ cơ chất. Giai đoạn tiếp theo nếu nồng độ cơ chất vượt qua ngưỡng cực đại của tốc độ phản ứng thì tốc độ phản ứng không có khả năng tăng theo. Ở giai đoạn này, các enzyme đã bão hoà cơ chất do đó nó không thể có tốc độ phản ứng cao hơn. * Nồng độ enzyme Nói chung, trong điều kiện thừa cơ chất, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme: V = K[E] V: vận tốc phản ứng; [E] nồng độ enzyme Cũng có trường hợp khi nồng độ enzyme quá lớn, vận tốc phản ứng tăng chậm. * Ảnh hưởng của các chất kìm hãm Trong các phản ứng enzyme, một số chất như những kim loại, các chất vô cơ, hữu cơ… có khả năng kìm hãm tốc độ phản ứng enzyme. Các chất này có thể kìm hãm thuận nghịch… Phản ứng enzyme [E] và chất kìm hãm [I] nhanh chóng đạt đến cân bằng, trong đó: E + I EI. Các chất kìm hãm cạnh tranh: Các chất kìm hãm cạnh tranh có cấu trúc tương tự như cấu trúc cơ chất. Do đó, chúng có khả năng kết hợp với trung tâm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 hoạt động của enzyme. Kết quả là một số chỗ kết hợp cần thiết ở enzyme bị chất kìm hãm chiếm mất. Do đó cơ chất mất một phần khả năng tương tác, làm cho tốc độ phản ứng không tăng. Phản ứng cạnh tranh có thể biểu thị như sau: E + I EI E + S ES E + P - Các chất kìm hãm không cạnh tranh: Kiểu cạnh tranh trên là hiện tượng chiếm đoạt trung tâm hoạt động trong cấu trúc enzyme, nhưng kiểu kìm hãm không cạnh tranh lại xảy ra hoàn toàn khác hẳn. Ở đây, chất kìm hãm sẽ kết hợp với enzyme ở một vị trí không phải là trung tâm hoạt động của enzyme. Kết quả là chúng làm thay đỏi theo hưóng không có lợi cho hoạt động xúc tác của enzyme. Sau khi kết hợp với chất kìm hãm để tạo thành phức hợp EI, chúng vẫn có khả năng kết hợp với cơ chất để tạo thành một phức hợp EIS như phản ứng sau: E + S = ES E + P E + I = EI ES + I = EIS EI + S = EIS * Sự kìm hãm bởi sản phẩm của phản ứng: Các sản phẩm được tạo thành do phản ứng enzyme tham gia có thể trở thành chất kìm hãm tốc độ của chính phản ứng đó. Thí dụ: nếu có phản ứng kiểu: S + S = P1 + P2. Do tính thuận nghịch của phản ứng trên, các enzyme có ái lực với P1 và P2 tương đương với S1 và S2. Trong trường hợp như thế P1 + P2 được coi như chất kìm hãm với S1 và S2. Ngoài ra, còn có hiện tượng kìm hãm do thừa cơ chất. Trong một số trường hợp cơ chất bị thừa lại trở thành chất kìm hãmphản ứng. Gỉa sử ta có phản ứng: E + S = ES E + P. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 Nếu có cơ chất thứ hai tham gia vào và đó có khả năng đính vào một vị trí nào đó trên phức hệ ES (ngoài cùng xúc tác) làm cho chúng không hoạt động, khi đó phức hệ này được coi như chất kìm hãm. ES + S = ESS. * Ảnh hưởng của các chất hoạt hoá Các chất hoạt hoá enzyme có thể là amoni, các ion kim loại ở ô thứ 11 đến ô thứ 55 trong bảng tuần hoàn Mendeleev, các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp làm nhiệm vụ chuyển hydro, các chất có khả năng phá vỡ một số liên kết trong phần tử tiền enzyme, các chất có khả năng phục hồi nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme. * Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme Bản chất của enzyme là protein. Do đó, nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của chúng. Tốc độ của phản ứng enzyme chỉ có thể tăng ở giới hạn nhiệt độ, khi mà protein chưa bị phá vỡ cấu trúc. Đại lượng biểu thị cho ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng của enzyme là hệ số nhiệt Q10. Hệ số này càng lớn, phản ứng càng dễ dàng xảy ra ở nhiệt độ thường. Hệ số Q10 của phản ứng enzyme là 1- 2. Hệ số Q10 của phản ứng hoá học là 2- 3. Từ hệ số Q10 có thể tính được năng lượng hoạt hoá của phản ứng enzyme. Thông thường enzyme có hoạt tính cao ở nhiệt độ từ 35-500C, song mỗi enzyme lại có khoảng tối ưu nhiệt độ khác nhau. Nhiệt độ tối ưu của enzyme có nguồn gốc động vật thường từ 40-500C, của enzyme có nguồn gốc thực vật thường là 50-600C (Lương Đức Phẩm, 1982)[19]. Đa số các enzyme mất tính hoạt động khi nhiệt độ trên 700C. Điều này được giải thích, ở nhiệt độ cao phân tử protein của enzyme bị biến tính và như vậy enzyme đã bị “chết”, cho dù có hạ nhiệt độ thấp trở lại, enzyme cũng không hoạt động được nữa. Còn ở nhiệt độ thấp, enzyme cũng không có hoạt tính nhưng không “chết”. Nếu tăng nhiệt độ, vận tốc của phản ứng sẽ tăng dần và đến mức cao nhất ở khoảng nhiệt độ tối ưu sau đó giảm dần. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 * Ảnh hưởng của pH môi trường Trong một môi trường nào đó đều có một độ pH nhất định. pH của môi trường có ảnh hưởng lớn đến hoạt tính của enzyme. pH ảnh hưởng đến mức độ ion hoá cơ chất, enzyme và ảnh hưởng đến độ bền của protein của enzyme. Mỗi enzyme có pH tối ưu xác định (ở pH này tốc độ của phản ứng enzyme sẽ tăng dần đến cực đại). Ở môi trường quá kiềm hoặc quá toan, enzyme hoạt động kém hoặc bị biến tính, bất thuận nghịch có nghĩa là có đưa độ pH trở lại tối ưu, enzyme cũng không hoạt động được nữa. Vì vậy, muốn cho phản ứng enzyme tiến hành nhanh chóng và thuận lợi cần phải giữ pH và nhiệt độ môi trường ở khoảng tối thích. Đa số enzyme bền trong khoảng pH từ 5 9. Độ bền của enzyme sẽ tăng nếu có mặt cơ chất và coenzyme (Nguyễn Đức Lượng, 2001)[15]. 1.1.4.5. Hệ vi sinh vật trong đường tiêu hoá của lợn con Hệ vi sinh vật trong đường tiêu hoá của lợn con có vai trò nâng cao sức sử dụng thức ăn đồng thời nâng cao sức đề kháng của cơ thể lợn. Sự phát triển mạnh vi khuẩn sinh axit và vi khuẩn tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học, đồng thời ức chế vi khuẩn gây thối là một quá trình có lợi cho cơ thể (Đào Trọng Đạt và cs, 1995)[2]. * Hệ vi sinh vật ở khoang miệng Khoang miệng là bộ phận đầu tiên của đường tiêu hoá tiêp xúc với thức ăn nước uống và môi trường sống bên ngoài, do đó có sự cảm nhiễm vi sinh vật từ các nguồn trên. Trong nước bọt và dịch bài tiết của niêm mạc có men kháng khuẩn lisozyme cá tác dụng tiêu diệt một số vi sinh vật. * Hệ vi sinh vật ở dạ dày Trong dạ dày có một lượng axit HCl rất lớn (0,2%). Axit trong dịch vị dạ dày có tác dụng ức chế rất lớn đối với nhiều loại vi sinh vật, do vậy phần lớn vi sinh vật từ thức ăn nước uống đưa vào bị tiêu diệt. Số lượng vi khuẩn ở dạ dày Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 rất ít do tác dụng diệt khuẩn của các loại axit dạ dày gồm các vi khuẩn lên men (Saccharomycesminor, vidiumlactic) trực khuẩn lactic. Ngoài ra các trực khuẩn đường ruột và dạ dày như phó thương hàn đi qua dạ dày xuống ruột. * Hệ vi sinh vật ở ruột non Ruột non chiếm 2/3- 3/5 chiều dài của ruột, nhưng số lượng vi khuẩn lại rất ít nhất là ở tá tràng. Sở dĩ như vậy là do nhiều nguyên nhân: - Dịch dạ dày vào ruột vẫn còn tác dụng sát khuẩn. - Dịch ruột và niêm mạc ruột có tác dụng khử khuẩn, cao nhất là dịch không tràng. - Dịch mật và dịch tụy bài tiết qua tá tràng cũng có tác dụng khử khuẩn mạnh. Ruột non chứa một số loại vi khuẩn có trong dạ dày chủ yếu là E.coli, cầu khuẩn, trực khuẩn có nha bào, trực khuẩn yếm khí có nha bào, aerobacter aerogenes. Ở gia súc non có thêm streptocccus lactic, trực khuẩn lactic, lactobacterium, bunguricum. Từ hồi tràng số lượng vi khuẩn bắt đầu tăng lên. * Hệ vi sinh vật ở ruột già Số lượng vi sinh vật ở ruột già tăng lên nhiều do tác dụng khử trùng trong ruột đã không còn, mà các điều kiện về dinh dưỡng, độ ẩm và nhiệt độ lại thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Hệ vi sinh vật chủ yếu là E.coli, cầu khuẩn, trực khuẩn có nha bào entrococcus. Gia súc trưởng thành E.coli chiếm 75% trở lên. Trong ruột già còn có hệ vi sinh vật gây bệnh nhưng chưa thể hiện bệnh bằng triệu chứng lâm sàng như vi khuẩn phó thương hàn, vi khuẩn brucella, uốn ván (Nguyễn Vĩnh Phước, 1980) [22]. Theo Đào Trọng Đạt và cs (1995) [2]. Trong hệ tiêu hoá của động vật hệ vi sinh vật luôn luôn ổn định đảm bảo cân bằng cho hoạt động tiêu hoá, khi đó phần lớn những vi khuẩn có lợi là vi khuẩn lactic, vi khuẩn này chiếm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 khoảng 90% hoạt động hứu ích cho đường ruột. Nếu sự cân bằng bị phá vỡ thì những vi khuẩn có hại cạnh tranh phát triển gây rối loạn đường tiêu hoá, gây tiêu chảy, loại vi khuẩn thường gặp là E.coli, Salmonella. * Một số hiểu biết về E.coli Theo Lý Thị Liên Khai (2001) [11]. E.coli thường xuyên có ở trong đường ruột của lợn và trở nên gây bệnh khi có tác dụng stress làm giảm sức đề kháng của lợn, làm tăng số lượng vi khuẩn và sinh độc tố. Trực khuẩn E.coli có dạng hình gậy ngắn, kích thước 2-3 x 0,6µ Trong cơ thể có hình cầu trực khuẩn, đứng riêng lẻ đôi khi xếp thành chuỗi ngắn. Có khi trong môi trường nuôi cấy thấy có những trực khuẩn dài 4-8µ những loại thường gặp trong canh khuẩn già. Phần lớn E.coli di động do có lông ở xung quanh thân, nhưng một số không thấy di động. Vi khuẩn không sinh nha bào, có thể có giáp mô. E.coli bắt màu gram âm, có thể bắt màu đều hoặc sẫm ở hai đầu, khoảng giữa nhạt hơn. Nếu lấy vi khuẩn từ khuẩn lạc nhầy để nhuộm có thể thấy giáp mô, còn khi soi tươi không thấy được. Nếu cố định bằng axit osmic rồi quan sát dưới kính hiển vi điện tử thấy tế bào E.coli có nhân, đó là một khối tối nằm trong nguyên sinh chất màu sáng. Theo Nguyễn Quang Tuyên (1993) [25]. Trực khuẩn E.coli yếm khí và hiếu khí tuỳ tiện, chúng có khả năng sinh sản trong nước sinh lí, mọc ở nhiệt độ 15-240C, nhưng thích hợp nhất là 370C, độ pH thích hợp là 7,2-7,4 chúng có thể mọc ở môi trường toan tính hoặc kiềm tính * Một số hiểu biết về vi khuẩn Salmonella Theo Nguyễn Như Thanh và cs (2001) [26]. Salmonella là loại vi khuẩn đường ruột hình gậy ngắn, hai đầu tròn, kích thước 0,4 - 0,6 x 1- 3 µ, không hình thành giáp mô và nha bào, đa số di động bắt màu gram (-). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 Chủng gây bệnh ở lợn con từ 2-4 tháng tuổi là Salmonella chorerasuis. Trên môi trường thạch sau 24 giờ nuôi cấy hình thành một bờ chất dính lầy nhầy ở xung quanh. Trên mặt thạch thỉnh thoảng xuất hiện khuẩn lạc R nhám mặt không bóng, không đều, mờ. Có đặc tính sinh hóa là lên men sinh hơi đường glucose, levulose, galactose, mannose, xylose, mantose, dechtrin, duxit, ramnoz, phản ứng indol âm tính, VP, MR âm tính. Khử nitrat thành nitrit. Trong tự nhiên vi khuẩn có thể theo thức ăn, nước uống vào đường tiêu hoá, bình thường chúng có thể sống trong ống tiêu hoá mà không gây bệnh. Chỉ khi nào sức đề kháng của lợn giảm sút vi khuẩn mới xâm nhập vào máu và nội tạng gây bệnh. Theo Nguyễn Thị Nội và cs (1999) [17] kiểm tra 75 mẫu phân lợn khoẻ và 65 mẫu phân lợn bệnh tại một số vùng Ba Vì (Hà Tây) và Gia Lâm (Hà Nội) cho thấy: tỷ lệ nhiễm salmonella cao 30 - 60% ở lợn khoẻ trong giai đoạn 22 - 60 ngày tuổi tỷ lệ nhiễm salmonella ở lợn mắc hội chứng tiêu chảy cao hơn lợn bình thường và tăng đần theo lứa tuổi dao động từ 70 - 90%. 1.1.4.6. Enzyme vi sinh vật Các vi sinh vật rất phong phú enzyme bao gồm có các enzyme tổng hợp, enzyme thuỷ phân, enzyme oxy hoá khử… Ngày nay nhiều nước đã xây dựng nền công nghiệp enzyme bằng phương pháp nuôi cấy vi sinh vật. Những enzyme được tách ra ngoài tế bào và tham gia phân huỷ thức ăn ở môi trường xunh quanh gọi là enzyme ngoại bào. Những enzyme chỉ đóng vai trò của mình trong tế bào gọi là enzyme nội bào và những enzyme này chỉ được tách ra sau khi đã phá huỷ tế bào. Các enzyme chia thành những nhóm sau: - Enzyme oxy hoá khử: các enzyme này xúc tác quá trình phản ứng trong quá trình hô hấp và lên men. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 - Enzyme chuyển hoá: chúng chuyển hoá những nhóm từ chất này sang chất khác. - Enzyme thuỷ phân: xúc tác các phản ứng thuỷ phân hydratcacbon, lipid, protein… - Liase xúc tác các phản ứng phân huỷ không có nước tham gia. - Enzyme đồng phân hoá: xúc tác các phản ứng đồng phân. Nói chung các tế bào vi sinh vật có đủ mặt các men thuộc 6 nhóm trên, nhưng tuỳ thuộc vào chủng loại và cơ chất, số lượng enzyme được hình thành để phục vụ nhu cầu sinh lí. Có những enzyme được hình thành khi có mặt một cơ chất nào đó, ta gọi những enzyme đó là những enzyme cảm ứng. Các enzyme ngoại bào chủ yếu là những enzyme thuỷ phân. Các chủng có khả năng đồng hoá được các chất hữu cơ phức tạp cần phải tiết ra những enzyme thuỷ phân tương đương, để phân huỷ những cơ chất đó thành những chất đơn giản, có thể dùng cho quá trình dinh dưỡng (Lương Đức Phẩm, 2000) [21]. * Protease Protease là nhóm enzyme thủy phân các liên kết (-CO-NH-) trong phân tử protein hoặc các chuỗi polypeptit. Những enzyme này có ý nghĩa cực kỳ to lớn đối với phát triển hóa sinh protein và enzyme học, cũng như trong thực tế chế biến thực phẩm và chăn nuôi. Protease là chất xúc tác trong phản ứng thủy phân protein thành các peptit và các axit amin. Vì vậy, protease gồm có peptidase và proteinase. Tùy theo khoảng pH môi trường có tác dụng tối ưu đến độ hoạt động của enzyme, người ta lại chia protease thành: protease trung tính hoạt động mạnh ở vùng pH: 6 - 7; protease kiềm hoạt động mạnh ở vùng pH: 8 - 11; và protease axit hoạt động mạnh ở vùng pH: 2,5 - 3. Proteinase phân hủy protein thành polypeptit, pepton. Chúng có tính đặc hiệu tương đối rộng. Tiếp theo đó là sự phân hủy các peptit có phân tử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 nhỏ này (pepton và polypeptit) thành các axit amin tự do dưới tác động của peptidase. Các peptidase có tính đặc hiệu hẹp hơn, chúng chỉ có tác dụng lên các liên kết peptit ở những vị trí nhất định (Lương Đức Phẩm, 1998) [20]. Proteinase tác dụng phối hợp với peptidase, dipeptidase sẽ cho sản phẩm chủ yếu là các peptit có trọng lượng phân tử thấp và các axit amin. * Enzyme Amylase Amylase có tác dụng thủy phân tinh bột thành đường và các hợp chất trung gian. Tinh bột là một phức hợp polyme của glucose gồm: amylose (20 - 30%) và amylopectin (70 - 80%). Đây là hai -polysacarit. Chúng đều do các gốc -D-glucose tạo nên, nhưng tính chất lý hóa học lại khác nhau. Amylose có trọng lượng phân tử tương đối thấp (từ 50000 đến 160000), có khoảng 200 - 1000 gốc D - glucose. Những gốc này liên kết với nhau nhờ mối - 1,4-glucozit. Amylose là một mạch xoắn dài, không phân nhánh, tác dụng với Iôt cho màu xanh. Amylopectin có trong lượng phân tử từ 400000 đến hàng triệu hoặc cao hơn nữa, gồm 600 - 6000 gốc D-glucose liên kết bằng mối a-1,4 và -1,6-glucozit ở chỗ mạch nhánh, khi tác dụng với Iot cho màu tím đỏ. Họ hàng với amylase gồm các enzyme: - amylase, - amylase, - amylase (glucoamylase), dextrin,... - -amylase Enzyme này thủy phân liên kết -1,4-glucozit trong polysacarit của tinh bột; glycogen và các polysacrit đồng loại. Các liên kết bị đứt không có thứ tự xác định. Trong phân tử - amylase có ion canxi - chất ổn định enzyme. - amylase có tác dụng lên amylose và amylopectin khác nhau, vì nó không phá hủy được liên kết -1,6-glucozit ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin. Vì vậy - amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành các dextrin có phân tử lượng thấp và một đường maltose. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 - - amylase Enzyme này thủy phân mối liên kết -1,4-gucozit trong phân tử tinh bột, glycogen và các polysaccarit cùng loại, tạo thành đường maltose cùng với dextrin có phân tử cao. - - amylase hay glucoamylase Glucoamylase thủy phân liên kết -1,4-glucozit và -1,6-glucozit trong tinh bột, glucogen và các loại polysaccarit, đồng loại cũng như izomaltose, maltose, các dextrin, cuối cùng tới thẳng glucose mà không cần sự tham gia của các enzyme amylase khác. 1.1.5. Vấn đề sản xuất và sử dụng enzyme trong chăn nuôi Chúng ta đã biết sử dụng và sản xuất một số chế phẩm enzyme từ rất lâu, như lợi dụng các enzyme trong nấm men để lên men rượu làm bánh mỳ, các enzyme của nấm mốc làm tương, xì dầu, các enzyme của đu đủ, phủ tạng làm nước mắm... Ngay từ những ngày đó, người ta thường sử dụng enzyme ở dạng rất thô, có nghĩa là chỉ sử dụng những enzyme ở dạng ban đầu chưa qua chế biến, xử lý. Ngày nay việc sản xuất enzyme đã trở thành một ngành công nghiệp với các mức độ sản phẩm có mức độ tinh khiết khác nhau, từ dạng thô gồm cả nguyên liệu ban đầu với các phức hệ enzyme đến những chế phẩm có độ tinh khiết cao hơn, rồi đến những enzyme hoàn toàn tinh khiết. Enzyme có những đặc tính ưu việt hơn các chất xúc tác khác như: Hiệu quả xúc tác cao, có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên 105 - 1012 lần so với khi không có chất xúc tác. Có tính đặc hiệu cao, có thể hoạt động ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường. Nhiều enzyme không bị mất hoạt tính trong dung môi hữu cơ. Do đó sử dụng enzyme sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn, không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường. Việc sử dụng enzyme trong chăn nuôi để tăng hiệu suất sử dụng thức ăn cho động vật. Có hai cách sử dụng enzyme là trộn enzyme vào thức ăn trước Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 khi dùng hoặc sử lý thức ăn với enzyme để chuyển thành dạng dễ tiêu hóa rồi mới cho động vật ăn. Thành phần thức ăn của nhiều động vật chủ yếu là ngũ cốc, có bổ sung các nguyên liệu giàu protein như đậu tương hoặc nguyên liệu giàu lipit. Nhiều thức ăn thực vật chứa khoảng 30% là cellulose, hemi cellulose, pectin là những chất mà nhiều động vật không hấp thu được. Mặc dù trong hệ tiêu hóa của động vật cũng có các enzyme phân giải các chất dinh dưỡng trong thức ăn (tinh bột, protein, lipit) nhưng không đủ để tiêu hóa toàn bộ thức ăn. Hơn nữa trong một số nguyên liệu còn có các chất kháng dinh dưỡng. Vì vậy, sử dụng enzyme trong chăn nuôi đem lại những lợi ích như: (a)Phân giải các chất kháng dinh dưỡng có trong nguyên liệu, làm cho việc tiêu hóa thức ăn tốt hơn. (b)Phân giải các thành phần cấu trúc của ngũ cốc, do đó các chất dinh dưỡng dễ tách ra hơn, làm tăng hệ số sử dụng thức ăn. (c) Phân giải các chất dinh dưỡng ở dạng polymer phân tử lớn thành các sản phẩm phân tử thấp dễ tiêu hóa, dễ hấp thụ, tăng hiệu qủa hấp thụ thức ăn và (d) Giảm ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng enzyme phục vụ chăn nuôi được bắt đầu ở Liên Xô từ những năm 1970, chủ yếu là các chế phẩm enzyme thô. Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng cellulase để phân giải cellulose không chỉ có tác dụng chuyển hóa nó thành dạng có thể hấp thụ được mà còn có ảnh hưởng tốt đến việc sử dụng protein và năng lượng của khẩu phần. Khi thêm chế phẩm subtilase vào khẩu phần ăn của lợn làm tăng trọng cao hơn từ 15 - 20%, đối với gà cũng có thể làm tăng trọng từ 10 - 13%. Vào những năm 1980, ở Phần Lan đã sử dụng - glucanase bổ sung vào thức ăn là lúa mạch để chăn nuôi gia cầm và được xem là sử dụng enzyme ở quy mô lớn nhất trong chăn nuôi. Ở cộng đồng Châu Âu, việc sử dụng enzyme trong chăn nuôi khá nhiều, chủ yếu là nuôi gia cầm với thức ăn có chứa enzyme. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 Cho đến nay, các enzyme được dùng nhiều và cho hiệu qủa cao là Protease, - amylase có tác dụng thuỷ phân protein thành các peptide phân tử thấp, dễ tiêu hóa, thường được sử dụng với các enzyme khác. Các enzyme này có tác dụng thuỷ phân các chất kháng dinh dưỡng có bản chất protein như lectin, các protein kìm hãm protease thường có nhiều trong các loại đậu, đặc biệt là đậu tương. 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam và sử dụng enzym cho lợn Đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về sử dụng enzyme cho lợn đặc biệt lợn con giai đoạn sau cai sữa.Vì ở giai đoạn này, lợn con không còn được cung cấp nguồn dinh dưỡng từ sữa mẹ. Trong khi bộ máy tiêu hoá chưa hoàn chỉnh, môi trường sống thay đổi. Nên giai đoạn này khả năng tiêu hoá của lợn con chưa cao. Với nguồn thức ăn do con người cung cấp, chủ yếu là thức ăn có nguồn gốc thực vật, việc nghiên cứu các giải pháp để tăng khả năng tiêu hoá của lợn con là rất cần thiết. Khuynh hướng thứ nhất là sử dụng các chế phẩm vi sinh vật. Đậu Ngọc Hào và cs, (2000)[4] đã tiến hành thí nghiệm bổ sung chế phẩm Saccharomyces cerevisiae cho lợn con sau cai sữa, kết quả cho thấy, sau 14 ngày thí nghiệm lô thí nghiệm tăng trọng so với lô đối chứng là 103%, sau 21 ngày là 102%, sau 35 ngày là 102%. Như vậy khi bổ sung 1% chế phẩm nấm men Saccharomyces cerevisiae thì khối lượng trung bình của lợn con sau cai sữa ở lô thí nghiệm cao hơn lô đối chứng. Ngoài việc giúp cho tăng trọng của lợn con thì việc sử dụng chế phẩm Saccharomyces cerevisiae còn giảm được phần nào lượng thức ăn tiêu tốn. Ở lô có bổ sung 1% chế phẩm vào thức ăn thì lượng thức ăn tiêu tốn cho một lợn trong 17 ngày ít hơn so với lô đối chứng 1,5 kg thức ăn và trong 25 ngày ít hơn1,1 kg. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 Theo Trần Quốc Việt và cs (2007)[33] khi bổ sung chế phẩm probiotic được sản xuất từ 2 chủng vi khuẩn lactic (Enterococcus faecium-6H2; Lactobacillus acidophilus-C3) và một chủng Bacillus (Bacillus subtilis-H4) có hiệu quả rõ rệt với lợn con giai đoạn từ sau cai sữa 21 ngày đến 60 ngày tuổi cả về khả năng tiêu hoá thức ăn (tỷ lệ tiêu hoá tăng từ 3,4 - 6%), tốc độ sinh trưởng tăng (11,9%), hiệu quả chuyển hoá thức ăn (giảm tiêu tốn thức ăn 5,3%). Các nghiên cứu về sử dụng enzyme bổ sung vào thức ăn cho lợn con sau cai sữa cũng được tiến hành tại Việt Nam trong những năm vừa qua. Theo nghiên cứu của Viện chăn nuôi thì việc bổ sung phytase cùng lúc với carbonhydrase đã cải thiện rõ rệt tỷ lệ tiêu hoá các axit amin không thay thế cũng như các axit amin thay thế ở hồi tràng (Viện chăn nuôi, 2004) [32]. Lê Khắc Huy (1995)[8] đã nghiên cứu hàm lượng và tỷ lệ tiêu hoá của protein và axit amin trong một số khẩu phần thức ăn của lợn thịt (ngô, mì, khô dầu lạc). Tác giả cho biết hàm lượng axit amin giới hạn (lysine, threonin) trong các loại nguyên liệu này thấp, riêng axit amin chứa lưu huỳnh (methionine + cystin) có khá hơn (4,07 g/16g N ở ngô và 4,37 g/16 N ở mì). Tỷ lệ tiêu hóa của các axit amin (trừ lysine) tương đương với tỷ lệ tiêu hóa của protein hoặc cao hơn và cùng một loại axit amin nhưng bắt nguồn từ các loại thức ăn khác nhau có tỷ lệ tiêu hóa khác nhau. Theo Lã Văn Kính và cs, 2001 9 nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung L - threonine vào khẩu phần cơ sở là tấm- cám hoặc ngô cho lợn thịt thu được kết quả là mức tăng trọng được cải thiện đáng kể, hiệu quả sử dụng thức ăn cho lợn ở giai đoạn sinh trưởng (20 - 50kg) được nâng cao nhưng ít có tác dụng đối với giai đoạn vỗ béo (50 - 100 kg). Bổ sung L - threonine vào khẩu phần đã nâng cao phẩm chất thịt xẻ, giảm độ dày mỡ lưng, tăng tỷ lệ thịt nạc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 Lã Văn Kính, Vương Nam Trung (2003)[10] đã xác định khẩu phần thức ăn tối ưu cho lợn giai đoạn theo mẹ, cho biết: thức ăn tập ăn cho lợn con giai đoạn theo mẹ phải đạt được mục đích: Kích thích sự phát triển của hệ thống men tiêu hóa, bù đắp nguồn dinh dưỡng thiếu hụt từ sữa mẹ, đồng thời tăng khối lượng lợn con lúc cai sữa, giảm hao hụt khối lượng lợn mẹ, cải thiện tăng trọng và thức ăn ăn vào, tăng khả năng tiêu hóa, hấp thu. Để có thể tạo được khẩu phần thức ăn đạt được mục đích trên thì việc đầu tiên là xác định được mức năng lượng và các amino acid tối ưu của khẩu phần, sau đó là tìm các biện pháp hạ giá thành thức ăn. Khẩu phần tốt nhất cho lợn con giai đoạn theo mẹ có mức độ dinh dưỡng 3300kcal ME/ kg thức ăn và 5,0 mg lysine; 1,35 mg methionine; 2,5 mg methionine + cystine và 0,96% threonine. Thay thế 40% bột cặn sữa bằng lactose trong khẩu phần lợn con giai đoạn theo mẹ đã không những không gây ảnh hưởng đáng kể tới tăng trọng, lượng thức ăn tiêu thụ của lợn mà còn giảm 2,71% chi phí thức ăn/ kg tăng trọng. Hồ Trung Thông (2006)[29] đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng protein ăn vào đến tỷ lệ tiêu hóa protein và các con đường đào thải nitơ của lợn sinh trưởng, cho biết: Khi tăng tỷ lệ protein trong thức ăn từ 4,58% đến 30,02% (tính theo vật chất khô) tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến protein (tiêu hóa phân) tăng dần và có khuynh hướng đạt giá trị cực đại. Do đó đối với các nghiên cứu có xác định tỉ lệ tiêu hóa cần phối hợp khẩu phần có hàm lượng protein không quá thấp (không nên thấp hơn 14% tính theo vật chất khô). Tỷ lệ tiêu hóa protein nên được tính theo tỉ lệ tiêu hóa chuẩn (còn gọi là tỉ lệ tiêu hóa đúng) là tỉ lệ tiêu hóa sau khi đã trừ lượng nitơ nội sinh, vì tỉ lệ tiêu hóa chuẩn không phụ thuộc lượng protein ăn vào. Lượng nitơ thải qua phân và qua nước tiểu tăng lên khi lượng protein ăn vào tăng tuy vậy tổng nitơ đào thải tăng chủ yếu là do tăng lượng nitơ đào thải qua nước tiểu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 Hồ Trung Thông và Đặng Văn Hồng (2008) [30] tiến hành nghiên cứu bổ sung chế phẩm enzyme chứa protease, amylase và phytase vào khẩu phần đến tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng của lợn F1 (Landrace x Yorkshire). Kết quả nghiên cứu cho thấy, đối với lợn F1 có khối lượng bình quân 43,2 kg/con các chỉ tiêu như tỷ lệ tiêu hoá protein tổng số, chất hữu cơ tổng số, năng lượng và photpho tổng số không có sự thay đổi khi bổ sung thêm enzyme protease, amylase và phytase. Như vậy việc bổ sung các men tiêu hoá này vào khẩu phần cơ sở được thiết lập trên ngô, cám gạo, bột sắn, khô đậu nành và bột cá đã không cải thiện được tỷ lệ tiêu hoá biểu kiến của protein tổng số, chất hữu cơ, năng lượng và photpho tổng số của lợn giai đoạn sinh trưởng. Đỗ Văn Quang và cộng sự (2004)[23] tiến hành nghiên cứu xác định ảnh hưởng của khẩu phần ăn có mức prôtêin thô thấp, được cân đối axit amin và bổ sung men sinh học hoặc hỗn hợp axit hữu cơ đến năng suất thịt và hiệu quả sử dụng Nitơ thức ăn. Đề tài được tiến hành với 2 thí nghiệm: thí nghiệm nuôi dưỡng được thực hiện trên 60 lợn thịt giống TLD, với 5 mức protein (%) tương ứng với lô 1: 17,5/15; lô 2: 15,5/13; lô 3: 13,5/12; lô 4: 15,5/13 + 0,2% men sinh học và lô 5: 15,5/13 + 0,2% hỗn hợp axit hữu cơ cho 2 giai đoạn 20 - 50 và 50 - 90 kg tương ứng. Tỉ lệ lysine/năng lượng cho tất cả các lô thí nghiệm là 0,65g lysine/Mj.DE, 13,5Mj.DE/kg thức ăn; cho giai đoạn 20 - 50 kg và 0,55 lysine/Mj.DE; 12,5 Mj.DE/kg cho giai đoạn 50 - 90kg. Thí nghiệm thử mức tiêu hoá được tiến hành trên 8 lợn đực thiến giống YLD, với 2 lô, mức prôtêin thô cho lô 1 và 2 tương ứng là 15 và 13%. Kết quả cho thấy, việc bổ sung men sinh học và hỗn hợp axit vào khẩu phần ăn cho lợn thịt có tỷ lệ protein thô 15,55% ở giai đoạn 20 - 50 kg đã cải thiện được chỉ số tiêu tốn thức ăn 8,6 - 9,87% và khả năng tăng trọng từ 14,32 - 16,84%. Các tác giả cũng đã cho biết ở giai đoạn từ 50 - 90 kg, các chỉ tiêu về tăng trọng, thu nhận thức ăn giữa tất cả các lô đều không có sự sai khác đáng kể. Điều này cho Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 thấy đối với lợn nuôi ở giai đoạn 50 - 90 kg, do bộ máy tiêu hoá đã phát triển đến mức thuần thục nên việc bổ sung thêm men sinh học hoặc axit hữu cơ vào khẩu phần không mang lại kết quả rõ rệt và nuôi lợn thịt với thức ăn có tỷ lệ prôtêin quá cao cũng không mang lại năng suất cao hơn. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Liên Xô từ năm 1934 đã tổ chức sản xuất enzyme với quy mô nhỏ, đến năm 1952 quy mô sản xuất được phát triển rộng hơn và từ đó đến nay sản xuất enzyme trở thành một ngành công nghiệp lớn, sử dụng enzyme vào chăn nuôi được bắt đầu trong khoảng 30 năm gần đây. Công nghệ sản xuất những chế phẩm enzyme dùng trong chăn nuôi là do Viện nghiên cứu khoa học “kỹ thuật sinh học” toàn liên bang đề ra (Tossenberger và cs, 1995) [53]. Theo Sand và cs (2001)[48] khi nghiên cứu ảnh hưởng của mức bổ sung 600 UI phytase/kg thức ăn cho lợn con có khối lượng khi bắt đầu thí nghiệm là 9,2 kg/con cho thấy, việc bổ sung phytase vào khẩu phần được thiết lập chủ yếu dựa trên bột ngô bình thường và cải thiện tỷ lệ tiêu hoá photpho đối với ngô có hàm lượng photpho tiêu hoá cao. Officer (2000)[46] thấy khi kết thúc 23 thí nghiệm nghiên cứu về bổ sung enzyme chứa protease, amylase và phytase vào khẩu phần ăn cho lợn được tiến hành từ 1978 đến 1993 thì thấy có 4 thí nghiệm cải thiện được tốc độ sinh trưởng của lợn con. Theo Scheuemann (1993)[49] bổ sung probiotic trong thức ăn của lợn con sẽ cải thiện được tỷ lệ tiêu hoá protein 5 - 6%. Các hỗn hợp gồm các men cellulase, hemi-cellulase, protease, bổ sung vào thức ăn nhằm tăng tỷ lệ tiêu hoá của các phức hợp carbohydrate và protein. Chúng được sử dụng phổ biến hơn ở Châu Âu vì ở đó dùng nhiều loại nguyên liệu khác với Bắc Mỹ, nơi khẩu phần chủ yếu dựa trên ngô, lúa miến và đậu tương. Một số nghiên cứu cho thấy sử dụng enzyme mang lại hiệu quả (Wenk, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 1992)[56]. Một số vùng sử dụng lúa mạch hoặc mạch đen, β-glucocanase và pentosanase đôi khi được dùng để phá mạch của β- glucanvà phentosan (hỗn hợp carbohydrate ngăn cản sự tiêu hoácủa các chất dinh dưỡng khác) có trong hạt ngũ cốc (Newman và ctv, 1980;[45] Li và ctv1995;[44]) song việc cải thiện năng suất không xảy ra (Thacker, 1993;[51] Thacker và Baas,1996[52]). Bổ sung men amylase và protease vào thức ăn cho lợn con để tăng cường tiêu hoá dinh dưỡng đã cho các kết quả khác nhau (Lewis và ctv, 1995; [43] Cunningham và Brisson, 1957a, a;[40] combs và ctv, 1960;[38]). Gần đây, có một số thông tin về sử dụng enzyme (Wenk và Boessinger, 1993;[57] Van Hartingsveldt và ctv, 1995;[55]) cho thấy một loại men gần đây được quan tâm nhiều là phytase. Men này phân giải nhóm ortho- phosphate từ xit ptytic (phytate), là dạng chủ yếucủa phốt pho trong hạt cốc và banh dầu. Bổ sung phytase làm tăng đáng kể việc sử dụng phốt pho khó tiêu ở lợn (Simons và ctv, 1990[50];Jongbloed và ctv, 1992[42]; Cromwell và ctv, 1995[39]) và giảm việc thải phốt pho ra môi trường. Campbell và Taverner (1988)[37] sử dụng 43 lợn đực thiến để nghiên cứu về nhu cầu của protein và các axit amin ở giai đoạn từ 8 - 20 kg. Các tác giả đã sử dụng 7 khẩu phần ăn có cùng mức năng lượng (15,9 MJ năng lượng tiêu hoá/1 kg thức ăn) và các mức protein từ 119 - 232 g/kg (8,70 - 17,30 gam lysine /kg thức ăn). Áp dụng chế độ ăn tự do cho tất cả các loại lợn thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy, theo sự tăng lên của tỷ lệ protein trong khẩu phần (từ 119 g - 232 g/kg), lượng thức ăn ăn vào không thay dổi (0,93 - 0,97 kg/con/ngày), nhưng sinh trưởng tuyệt đối tăng dần từ 419 g/ngày đến 618 g/ngày. Tỷ lệ chuyển hoá thức ăn giảm dần từ 2,28 - 1,51 kg thức ăn/ 1 kg tăng khối lượng. Tỷ lệ protein/ 1 kg thịt cũng tăng dần từ 150 g/kg đến 162 g/kg. Tỷ lệ chất béo giảm dần từ 218 g/kg xuống 133 g/kg, trong khi đó tỷ lệ nước tăng dần từ 616 g/kg đến 690 g/kg. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 Các tác giả Saldana và CTV (1993)[47] nghiên cứu về nhu cầu của threonine tiêu hoá cho lợn con sau cai sữa từ 6 - 16 kg thể trọng và lợn vỗ béo từ 58 - 96 kg thể trọng. Tỷ lệ threonine tiêu hoá trong khẩu phần từ 0,60 - 0,76% đối với lợn con sau cai sữa và 0,30 - 0,50% đối với lợn vỗ béo. Khẩu phần cơ sở của lợn con sau cai sữa có 17,6% protein tổng số và 1,25% lysine. Khẩu phần cơ sở cho lợn vỗ béo có 9,70% protein tổng số và 0,75% lysine. Kết quả thí nghiệm cho thấy đối với lợn vỗ béo, các chỉ tiêu sinh trưởng tuyệt đối và hệ số chuyển hóa thức ăn sẽ đạt tối ưu khi tỷ lệ threonine tiêu hoá trong khẩu phần đạt 0,28%. Đối với lợn con sau cai sữa, sinh trưởng tuyệt đối đạt tối đa khi tỷ lệ threonine tiêu hoá đạt 0,46%, tuy nhiên hệ số chuyển hoá thức ăn/ 1 kg tăng khối lượng không đạt tối đa trong khoảng threonine nghiên cứu. Ngũ cốc là thức ăn cơ bản cho lợn. Các loại thức ăn này cần phải được bổ sung thêm protein, vitamin và chất khoáng. Ngay từ năm 1979, Fuller và cs,1989 [41]. đã xác định rằng mục đích của việc bổ sung thêm protein nhằm cung cấp thêm protein tổng số trong thức ăn và giảm sự thiếu hụt các axit amin thiết yếu trong protein ngũ cốc. Việc bổ sung thêm protein tổng số cần phải tính toán đến số lượng cần bổ sung và cân bằng về axit amin nhằm đạt đến đúng nhu cầu của lợn. Tuy nhiên, thành công của việc làm này bị chi phối bởi hai yếu tố: Thứ nhất đó là giới hạn cung cấp của các loại thức ăn; Thứ hai là do không biết chắc chắn nhu cầu của các axit amin cho lợn. Vì thế các tác giả đã tiến hành thí nghiệm nhằm bổ sung các axit amin nhằm tối ưu hoá việc sử dụng protein của yến mạch cho lợn giai đoạn sinh trưởng, trong đó việc đào thải nitơ trong nước tiểu được sử dụng như là tiêu chuẩn để xác định khả năng sử dụng protein của lợn. Các tác giả đã phát hiện ra rằng, việc bổ sung thêm các axit amin giới hạn thứ nhất và thứ hai (lysine, threonine) có những hiệu quả tốt nhất. Cụ thể, khi bổ sung thêm 4,0 gam L-lysine/kg và 1.2 g L-threonine/kg nâng tổng số hàm lượng của hai axit amin này trong thức ăn lên 7.2 và 4,2 gam/kg thức ăn đã làm cho việc đào thải nitơ của nước tiểu xuống thấp nhất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu - Lợn ngoại lai thương phẩm dùng trong chăn nuôi công nghiệp (♂PiDu x ♀ LY) giai đoạn sau cai sữa. - Nguyên liệu thức ăn bao gồm: ngô, gạo, khô đậu tương, bột cá, bột sữa khử bơ, các axit amin tổng hợp, chất khoáng và premix vitamin. - Sử dụng nguồn enzyme của hãng Bayer, trong 100g enzyme có 200.000 UI protease, 5600 UI amylase. 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu - Trại chăn nuôi lợn ngoại Cương Hường xã Tích Lương thành phố Thái Nguyên và Trại giống lợn Tân Thái huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên. - Phân tích thành phần hoá học của thức ăn và phân lợn thí nghiệm tiến hành tại Phòng Thí nghiệm trung tâm, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 2.1.3. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 3/2008 đến tháng 2/2009. 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu khả năng tiêu hóa protein và tinh bột của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa nuôi bằng khẩu phần có mức protein thấp được cân đối một số axit amin thiết yếu có bổ sung thêm men tiêu hoá protease và amilase. - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme tiêu hoá vào khẩu phần có mức protein thấp được cân đối một số axit amin thiết yếu đến khả năng sinh trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn con giai đoạn sau cai sữa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Phƣơng pháp tiến hành 2.3.1.1. Thí nghiệm thử mức tiêu hoá protein và tinh bột được tiến hành trên cũi với từng cá thể riêng biệt Thí nghiệm được tiến hành trên 4 lợn đực con đã thiến ở giai đoạn sau cai sữa, có khối lượng bắt đầu thí nghiệm từ 7,25 - 7.35 kg. Lợn thí nghiệm được bố trí theo kiểu ô vuông Latin (4x4). Lợn thí nghiệm được chia ngẫu nhiên thành 4 lô và nuôi riêng rẽ trong 4 cũi riêng biệt. Sau mỗi đợt lấy mẫu phân, lợn được bố trí sang khẩu phần tiếp theo, sao cho khi kết thúc thí nghiệm, mỗi lợn đều được ăn đủ cả 4 khẩu phần thí nghiệm. Bảng 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm thử mức tiêu hóa Diễn giải ĐVT Lô ĐC Lô TN1 Lô TN2 Lô TN3 Số lượng Con 1 1 1 1 Giống, loại lợn Lợn ngoại lai (♂PiDu x ♀ LY) Tính biệt Đực Khối lượng bắt đầu TN Kg 7,25 - 7,35 Khẩu phần TN Protein tổng số % 20 20 19 18 NLTĐ Kcal 3200 Lysine Gam 12,40 Threonine Gam 8,07 Met+Cys Gam 6,83 Tryptophan Gam 2,36 Enzyme UI/kg TA Không 1gam enzyme Protease: 2000 UI Amylase: 56 UI Khẩu phần thử mức tiêu hoá có cùng mức năng lượng trao đổi (3200 kcal/kg thức ăn) và một số axit amin thiết yếu. Mức một số axit amin trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 khẩu phần như sau (g/kg thức ăn): Lysine 12,40; threonine 8,07; methionine + cystine 6,83; tryptophan 2,36). Tỷ lệ chất xơ trong khẩu phần đảm bảo đồng đều nhau (tối đa 5%). Sử dụng chất Cr2O3 làm chất chỉ thị với liều lượng bổ sung là 5 gam/kg thức ăn. Bố trí thí nghiệm: Ba lô thí nghiệm được bố trí theo thứ tự từ lô 1a đến lô 1c có mức protein giảm dần từ 20 - 19 - 18%. Các lô thí nghiệm được bổ sung lượng enzyme protease và amylase giống nhau. Lô đối chứng sử dụng khẩu phần có 20% protein nhưng không bổ sung thêm enzyme tiêu hoá. Bảng 2.2. Sơ đồ bố trí thử mức tiêu hoá Giai đoạn Lợn số 1 Lợn số 2 Lợn số 3 Lợn số 4 Tiền thí nghiệm (Tuần 1) KPCS KPCS KPCS KPCS Tuần 2 KPCS KP TN1 KP TN2 KP TN3 Tuần 3 KP TN1 KPCS KP TN3 KP TN2 Tuần 4 KP TN3 KP TN2 KPCS KP TN1 Tuần 5 KP TN2 KP TN3 KP TN1 KPCS Bảng 2.3. Thành phần thức ăn thí nghiệm 1 STT Diễn giải ĐVT Lô ĐC Lô TN1 Lô TN2 Lô TN3 1. Bột ngô % 52,22 52,22 55,11 58,02 2. Gạo tấm % 10,00 10,00 10,00 10,00 3. Đậu tương % 20,99 20,99 17,86 14,71 4. Bột cá % 6,00 6,00 6,00 6,00 5. Bột sữa khử bơ % 8,00 8,00 8,00 8,00 6. Lysine % 0,07 0,07 0,17 0,27 7. Methionine % 0,02 0,02 0,05 0,08 8. Threonine % 0,03 0,03 0,08 0,13 9. Tryptophan % 0,01 0,01 0,02 0,04 10. Dầu ăn % 032 032 0,31 0,31 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 STT Diễn giải ĐVT Lô ĐC Lô TN1 Lô TN2 Lô TN3 11. Muối ăn % 0,12 0,12 0,12 0,12 12. Bột đá % 0,53 0,53 0,53 0,51 13. DCP % 1,39 1,39 1,45 1,51 14. Premix VTM % 0,30 0,30 0,3 0,3 Tổng cộng 100 100 100 100 Enzyme UI/kg TA 0 1gam enzyme có 2000 UI protease, 56 UI amylase Trong 1kg thức ăn có ME Kcal 3200 3200 3200 3200 Protein % 20 20 19 18 Lysine g 12,40 12,40 12,40 12,40 Threonine g 8,07 8,07 8,07 8,07 Tryptophan g 2,36 2,36 2,36 2,36 Met+Cys g 6,83 6,83 6,83 6,83 Canxi g 10,00 10,00 10,00 10,00 Photpho g 8,00 8,00 8,00 8,00 Chất xơ g 36,56 36,56 34,84 33,11 Nguyên liệu để xây dựng khẩu phần bao gồm ngô, gạo tấm, khô đậu tương; bột cá, bột sữa khử bơ; các axit amin tổng hợp, chất khoáng và premix vitamin. Khẩu phần ăn được xây dựng trên phần mềm OPTIMIX version 4.0. Sử dụng nguồn men của hãng Bayer, trong 100 gam men có 200.000 UI protease, 5600 UI amylase. Nguyên liệu trước khi phối trộn thức ăn được tiến hành phân tích các thành phần hoá học bao gồm vật chất khô, protein, tinh bột. Kết quả phân tích được sử dụng để tính toán công thức thức ăn dùng thí nghiệm. Thức ăn được trộn theo từng đợt thí nghiệm, trộn bằng tay, theo phương pháp “vết dầu loang” nhằm đảm bảo độ đồng đều tối ưu. Thức ăn sau khi trộn xong được bảo quản trong các túi nilon hai lớp nhằm chống mốc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 Chăm sóc nuôi dưỡng lợn giai đoạn trước cai sữa: Đảm bảo chăm sóc, nuôi dưỡng đồng đều lợn mẹ và lợn con, bao gồm chuồng trại, thức ăn cho lợn mẹ, tập ăn sớm cho lợn con trước cai sữa... Chăm sóc, nuôi dưỡng lợn giai đoạn sau cai sữa: Thí nghiệm tiến hành trong 35 ngày, được chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn tiền thí nghiệm (kéo dài một tuần) cho lợn ăn cùng loại thức ăn cơ sở, để lợn làm quen với điều kiện thí nghiệm. Lợn được nuôi với khẩu phần ăn tự do, xác định được lượng thức ăn trung bình tiêu thụ/con/ngày. Giai đoạn thí nghiệm (28 ngày): chia làm bốn giai đoạn, mỗi giai đoạn cho ăn khẩu phần như sơ đồ thí nghiệm trong vòng 7 ngày. Sau khi cho ăn khẩu phần thí nghiệm 4 ngày tiến hành thu phân để phân tích. Phân lợn thu triệt để trong ba ngày liên tục bảo quản ở nhiệt độ thấp (-20 0C), sau đó trộn đều lấy mẫu để phân tích. Trước khi phân tích cần sấy khô ở nhiệt độ thấp (Trên máy đông khô ở nhiệt độ -860C), sau đó nghiền nhỏ để đảm bảo mức độ đồng nhất. Lợn được nuôi với lượng khẩu phần bằng 80% lượng ăn tự do (tính theo khối lượng cơ thể), nhằm để cho lợn ăn được hết thức ăn, hạn chế lượng thức ăn dư thừa. Cho lợn ăn 5 lần/ngày (6 giờ sáng, 10 giờ trưa, 14, 18 và 21 giờ). Nước uống được cung cấp tự do qua vòi uống tự động. Mẫu phân được tiến hành phân tích các chỉ tiêu như vật chất khô, protein và tinh bột. Căn cứ vào kết quả phân tích hàm lượng protein và tinh bột trong thức ăn và trong phân lợn, xác định tỷ lệ tiêu hoá các thành phần này. Các chỉ tiêu theo dõi của thí nghiệm thử mức tiêu hoá: - Tỷ lệ tiêu hóa protein và tinh bột toàn phần của khẩu phần có mức protein thấp được cân đối một số axit amin thiết yếu có sử dụng enzymes: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 Căn cứ vào tỷ lệ protein (tinh bột) trong thức ăn và trong phân, tính toán tỷ lệ tiêu hoá protein và tinh bột của lợn thí nghiệm theo công thức: Lượng Pr ăn vào - N trong phân (g) Tỷ lệ TH Pr (%) = –––––––––––––––––––––––––––––– x 100 Lượng Pr ăn vào (g) Lượng TB ăn vào- TB trong phân (g) Tỷ lệ TH TB (%) = –––––––––––––––––––––––––––––––– x 100 Lượng TB ăn vào (g) - Tương quan về tỷ lệ tiêu hoá protein/ tinh bột của lợn khi được nuôi bằng khẩu phần có mức protein khác nhau, được xác định bằng phần mềm thống kê STAGRAPH version 4.0. 2.3.1.2. Phương pháp thí nghiệm ảnh hưởng của khẩu phần với mức protein khác nhau có bổ sumg protease và amylase đến khả năng sinh trưởng của lợn ngoại giai đoạn sau cai sữa Mục đích của thí nghiệm: Xác định ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme tiêu hoá vào khẩu phần có mức protein khác nhau đến sinh trưởng, khả năng sử dụng thức ăn và hiệu quả kinh tế của chăn nuôi lợn giai đoạn sau cai sữa. - Các thí nghiệm tiến hành theo phương pháp phân lô so sánh, đảm bảo đồng đều về giống, tính biệt, khối lượng bắt đầu thí nghiệm giữa các lô. - Số lượng lợn thí nghiệm: 40 con. Chia thành 4 lô mỗi lô 10 con, nhắc lại thí nghiệm hai lần. Lô ĐC được thiết kế có 20% protein nhưng không bổ sung enzyme tiêu hoá để so sánh hiệu quả bổ sung enzyme và không bổ sung enzyme với lô TN1, đồng thời để so sánh giữa việc bổ sung enzyme ở các khẩu phần có mức protein thấp hơn với khẩu phần có mức protein cao nhưng không bổ sung enzyme. Đối với các lô có mức protein thấp hơn, sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài mã số B2003-22-41 để đánh giá hiệu quả bổ sung enzyme. - Thức ăn cho mỗi lô được phối hợp đảm bảo nhu cầu của lợn giai đoạn này. Thành phần dinh dưỡng của thức ăn thí nghiệm giữa các lô giống nhau về năng lượng, vitamin, khoáng, enzyme chỉ khác nhau về yếu tố thí nghiệm (Thức ăn có mức protein thấp) theo sơ đồ tại Bảng 2.4. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 Bảng 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm STT Diễn giải Lô ĐC Lô TN1 Lô TN2 Lô TN3 1. Số lượng lợn thí nghiệm 10 10 10 10 2. Giống lợn Lợn ngoại lai (♂PiDu x ♀ LY) 3. Tính biệt (♂/♀) 6/4 4. Tuổi lợn thí nghiệm (ngày) 21 - 56 ngày 5. Khối lượng bắt đầu thí nghiệm 7,33 a ±0,28 7,35 a ±0,26 7,35 a ±0,24 7,33 a ±0,26 6. Yếu tố thí nghiệm KPCS KP TN1 KPTN2 KP TN3 *Phương pháp nuôi dưỡng lợn thí nghiệm Tuỳ thuộc vào điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc của cơ sở chăn nuôi, nhưng phải đảm bảo đồng đều mọi biện pháp kỹ thuật chăm sóc nuôi dưỡng để hạn chế thấp nhất ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh đến lợn thí nghiệm. * Phương pháp chế biến và phối trộn thức ăn thí nghiệm Các loại nguyên liệu như ngô, gạo tẻ, khô đậu tương, bột cá được rang khô, nghiền thành bột. Các loại khác như bột sữa khử bơ, các axit amin, dầu đậu nành, muối ăn, bột khoáng, dicanxi photphat, men tiêu hoá, premix VTM, được sử dụng dưới