Tài liệu Giá trị dinh dưỡng của một số nguyên liệu thức ăn và mức tối ưu axit amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến trong khẩu phần cho lợn thịt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  NGUYỄN VĂN PHÚ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN VÀ MỨC TỐI ƯU AXÍT AMIN TIÊU HOÁ HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN TRONG KHẨU PHẦN CHO LỢN THỊT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  NGUYỄN VĂN PHÚ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN VÀ MỨC TỐI ƯU AXÍT AMIN TIÊU HOÁ HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN TRONG KHẨU PHẦN CHO LỢN THỊT Chuyên ngành: Chăn nuôi động vật Mã số: 62 62 01 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Lã Văn Kính THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng Tác giả Nguyễn Văn Phú ii năm 2018 LỜI CÁM ƠN Trước hết, tôi xin chân thành cám ơn Ban giám đốc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, Ban giám đốc Phân viện Chăn nuôi Nam bộ, phòng Thí nghiệm và Phân tích Chăn nuôi, bộ môn Dinh dưỡng và Thức ăn Chăn nuôi, phòng Khoa học và Hợp tác Quốc tế - Phân viện Chăn nuôi Nam bộ, phòng Đào tạo sau đại học – Viện KHKT Nông nghiệp miền Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Lã Văn Kính, người Thầy đã dành rất nhiều thời gian cùng tâm trí để hướng dẫn tôi về mặt khoa học trong suốt thời gian thực hiện đề tài và góp nhiều ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cám ơn ThS Đoàn Vĩnh, chủ trì đề tài cấp Bộ Nông nghiệp và PTNT: “Nghiên cứu nhu cầu năng lượng, axít amin và chế độ nuôi dưỡng của lợn cái hậu bị Yorkshire, Landrace và cái lai LY, YL để nâng cao khả năng sinh sản ở các tỉnh phía Nam (Đông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long)”. Xin cám ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chăn nuôi heo Bình Thắng, chủ trại và công nhân Trại chăn nuôi heo Thái Mỹ - Củ Chi, cùng toàn thể các anh chị đồng nghiệp đã tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành luận án. Cuối cùng xin dành những tình cảm tốt đẹp nhất để cám ơn vợ, con và gia đình đã chia sẻ, động viên tinh thần, gánh vác công việc giúp tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng iii năm 2018 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................ii LỜI CÁM ƠN ........................................................................................................... iii MỤC LỤC .................................................................................................................. iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ ix DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... xi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, … .......................................... xiii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ...........................................................................1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ......................................................................................3 Mục tiêu: .....................................................................................................................3 Yêu cầu:.......................................................................................................................3 3. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................................3 3.1. Tính mới của đề tài ...............................................................................................3 3.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..............................................................4 Ý nghĩa khoa học: .......................................................................................................4 Ý nghĩa thực tiễn: ........................................................................................................4 Chương 1 ..................................................................................................................... 5 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ................................................................................... 5 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ...............................................5 1.1.1. Khái niệm, cấu trúc và vai trò của protein trong cơ thể ....................................5 a) Khái niệm và vai trò của protein trong cơ thể.........................................................5 b) Cấu trúc của protein ................................................................................................6 1.1.2. Axít amin: khái niệm, cấu trúc, phân loại và vai trò trong cơ thể.....................8 a) Khái niệm về axít amin ...........................................................................................8 iv b) Cấu trúc, thành phần hóa học của axít amin ...........................................................8 c) Phân loại axít amin ..................................................................................................9 1.1.3. Tiêu hóa protein và axít amin .........................................................................14 a) Axít amin tổng số ..................................................................................................14 b) Axít amin tiêu hoá hồi tràng .................................................................................14 c) Axít amin tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn (Standardized ileal digestibility-SID) ...15 d) Axít amin tiêu hoá hồi tràng biểu kiến (apparent ileal digestibility-AID) ...........15 e) Axít amin tiêu hóa hồi tràng thực (True ileal digestibility-TID) ..........................16 f) Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hoá protein và axít amin ở lợn .....................17 1.1.4. Nhu cầu protein và axít amin ở lợn thịt ..........................................................20 a) Nhu cầu protein ở lợn thịt .....................................................................................20 b) Nhu cầu protein thô...............................................................................................23 c) Nhu cầu protein tiêu hoá .......................................................................................24 d) Nhu cầu axít amin ở lợn thịt .................................................................................26 e) Nhu cầu axít amin tổng số ở lợn ...........................................................................28 f) Nhu cầu axít amin tiêu hoá ở lợn ..........................................................................30 1.1.5 Cơ sở khoa học xác định nhu cầu axít amin ....................................................32 a) Cơ sở sinh lý học của việc tính toán nhu cầu axít amin ........................................32 b) Tỷ lệ giữa các axít amin (protein lý tưởng) ..........................................................32 1.1.5 Vấn đề protein lý tưởng ...................................................................................34 a) Nghiên cứu về protein lý tưởng ............................................................................34 b) Lợi ích của protein lý tưởng .................................................................................35 c) Cho ăn khẩu phần protein lý tưởng .......................................................................36 v 1.1.6 Các phương pháp nghiên cứu tỷ lệ tiêu hóa axít amin trên lợn .......................37 a) Tiêu hóa tổng số (phương pháp thu phân) ............................................................37 b) Phương pháp thu dịch hồi tràng ............................................................................38 c) Phương pháp sai biệt .............................................................................................43 d) Phương pháp sử dụng chất chỉ thị .........................................................................43 e) Phương pháp dự đoán ...........................................................................................45 f) Kỹ thuật túi nylon di động - MNBT (Mobile nylon bag technique) .....................45 g) Sự khác biệt giữa tiêu hóa hồi tràng và tiêu hóa tổng số ......................................46 h) Sự khác biệt giữa phương pháp đo trực tiếp và phương pháp sử dụng chất chỉ thị ...............................................................................................................................48 1.2. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ............................................................................................49 1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ...................................................................49 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước .....................................................................54 Chương 2 ................................................................................................................... 57 NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................... 57 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................57 2.1.1 Xác định thành phần hóa học và axít amin của một số nguyên liệu phổ biến dùng cho thức ăn chăn nuôi lợn. ...........................................................................57 2.1.2 Xác định tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến các axít amin của một số nguyên liệu phổ biến dùng cho thức ăn chăn nuôi lợn. .....................................................57 2.1.3 Xác định mức axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến tối ưu cho lợn thịt. .......57 2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .............................................................................57 2.2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................................57 vi 2.2.2 Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................58 a) Các nguyên liệu thức ăn ........................................................................................58 b) Các lợn lai .............................................................................................................59 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................59 2.3.1 Xác định thành phần hóa học và axít amin của một số nguyên liệu phổ biến dùng cho thức ăn chăn nuôi lợn ............................................................................59 2.3.2 Xác định tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng các axít amin của một số nguyên liệu dùng cho chăn nuôi lợn. .................................................................................................60 2.3.3 Xác định mức axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến tối ưu cho lợn thịt. .......64 Chương 3 ................................................................................................................... 70 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 70 3.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN A XÍT AMIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU PHỔ BIẾN DÙNG CHO THỨC ĂN CHĂN NUÔI LỢN ...................................70 3.1.1 Thành phần dinh dưỡng của một số loại hạt ....................................................70 3.1.2 Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp cung năng lượng ...................................................................................................75 Ghi chú: số liệu trình bày trong bảng là X SD .......................................................82 3.1.3 Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật ..........................................................................................................82 3.1.4 Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc thực vật ...........................................................................................................87 3.2 XÁC ĐỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN CÁC AXÍT AMIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU PHỔ BIẾN DÙNG CHO THỨC ĂN CHĂN NUÔI LỢN ............................................................................................................92 3.2.1 Thành phần hoá học của nguyên liệu thí nghiệm.............................................92 vii 3.2.2 Tỷ lệ tiêu hóa protein và các axít amin thiết yếu hồi tràng biểu kiến của một số loại nguyên liệu cung năng lượng .........................................................................94 3.2.3 Tỷ lệ tiêu hóa protein và các axít amin thiết yếu hồi tràng biểu kiến của một số loại nguyên liệu cung protein ...............................................................................96 3.3 XÁC ĐỊNH MỨC AXÍT AMIN TIÊU HÓA HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN TỐI ƯU CHO LỢN THỊT ............................................................................................99 3.3.1 Ảnh hưởng của các mức axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến khác nhau đến khả năng sinh trưởng của lợn thí nghiệm. ............................................................99 3.3.2 Ảnh hưởng của các mức axít amin THHT BK khác nhau đến khả năng thu nhận và chuyển hóa thức ăn của lợn thí nghiệm.................................................103 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 107 4.1. KẾT LUẬN .......................................................................................................107 4.2. KIẾN NGHỊ ......................................................................................................108 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ........................................ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 110 PHỤ LỤC ................................................................................................................131 Xử lý thống kê số liệu Nội dung 3 ..........................................................................131 Một số hình ảnh thí nghiệm ....................................................................................158 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ tiếng Anh Nghĩa tiếng việt AA Amino acid Axít amin AID Apparent ileal digestibility Tiêu hóa hồi tràng biểu kiến BUN Blood urea nitrogen Nồng độ urê trong máu CF Crude fiber Xơ thô Cám gạo CG CP Crude protein Protein thô Dinh dưỡng DD DDGS DM Distillers dried grains with solubles Dry matter ĐTH Bã rượu khô Vật chất khô Đậu tương hạt EAA Essential amino acid His Histidine Iso Isoleucine Axít amin thiết yếu KDC Khô dầu cọ KDD Khô dầu dừa KDHC Khô dầu hạt cải KDL Khô dầu lạc KDV Khô dầu vừng KĐT Khô dầu đậu tương KL Khối lượng Met Methionine ME Metabolizable energy Leu Leucin Lys Lysine ix Năng lượng trao đổi NEAA Nonessential amino acids Axít amin không thiết yếu OM Organic matter Chất hữu cơ Phe Phenylalanine SID Standardized ileal digestibility Tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn TĂ Thức ăn TB Trung bình THHT BK Tiêu hóa hồi tràng biểu kiến Thr Threonine TKL Tăng khối lượng TLTH Tỷ lệ tiêu hóa TN Thí nghiệm Tryp Tryptophan Val Valin Vật chất khô VCK x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Nội dung Trang Bảng 1.1. Phân loại các axít amin trên lợn .................................................................9 Bảng 1.2. Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự hư hại các axít amin .............20 Bảng 1.3. Các hệ số theo khối lượng cơ thể lợn .......................................................22 Bảng 1.4. Tỷ lệ các axít amin so với lysine cho nhu cầu duy trì ở lợn .....................26 Bảng 1.5. Tỷ lệ các AA đối với lysine cho nhu cầu tích lũy protein ........................27 Bảng 1.6. Hàm lượng tổng số của một số axít amin cho lợn thịt ..............................29 Bảng 1.7. Nhu cầu một số axít amin thiết yếu tổng số ở lợn sinh trưởng (%) ..........30 Bảng 1.8. Nhu cầu axít amin thiết yếu tiêu hoá hồi tràng ở lợn sinh trưởng (%) .....31 Bảng 1.9. Tỷ lệ lý tưởng các axít amin đối với lysine cho phát triển protein và tổng hợp mô cơ thể .......................................................................................................33 Bảng 1.10. Mẫu “protein lý tưởng” trong khẩu phần của heo sinh trưởng ...............35 Bảng 1.11. Hệ số tiêu hóa chất hữu cơ và protein thô in vivo và phần mất đi từ túi nylon qua đường tiêu hóa các nguyên liệu thử nghiệm ........................................46 Bảng 1.12. Hệ số tiêu hóa hồi tràng và tiêu hóa tổng số qua phân của axít amin thiết yếu trong khẩu phần cho lợn sinh trưởng (n=30) .................................................47 Bảng 2.1 Các khẩu phần TĂ thí nghiệm cho lợn thịt giai đoạn 1 (20 – 50 kg) ........66 Bảng 2.2 Các khẩu phần TĂ thí nghiệm cho lợn thịt giai đoạn 2 (50 kg – xuất chuồng) .................................................................................................................67 Bảng 3.1. Thành phần dinh dưỡng của một số loại hạt (kết quả ở trạng thái mẫu) ..71 Bảng 3.2. Hàm lượng các axít amin của một số loại hạt (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ............................................................................................................73 Bảng 3.3. Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của một số loại hạt (%) ................74 Bảng 3.4: Thành phần dinh dưỡng của một số loại cám (kết quả ở trạng thái mẫu) 76 Bảng 3.5: Hàm lượng các axít amin của một số loại cám (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ............................................................................................................77 xi Bảng 3.6: Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của một số loại cám (%) ..............78 Bảng 3.7: Thành phần dinh dưỡng của bột sắn lát và bã sắn (kết quả ở trạng thái mẫu) ......................................................................................................................80 Bảng 3.8: Hàm lượng các axít amin của bột sắn lát và bã sắn (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ............................................................................................................81 Bảng 3.9: Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của bột sắn lát và bã sắn (%) .......82 Bảng 3.10: Thành phần hoá học của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật (kết quả ở trạng thái mẫu) ...............................................................83 Bảng 3.11: Hàm lượng các axít amin của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ..........................................84 Bảng 3.12: Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật (%) .......................................................................86 Bảng 3.13: Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc thực vật (kết quả ở trạng thái mẫu) .....................................................88 Bảng 3.14: Hàm lượng các axít amin của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc thực vật (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ...........................................89 Bảng 3.15: Tỷ lệ axít amin so với protein thô của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc thực vật (%)........................................................................91 Bảng 3.16: Hàm lượng protein (%) và các axít amin thiết yếu (g/kg) của khẩu phần cơ sở và các nguyên liệu thí nghiệm .....................................................................93 Bảng 3.17: Tỷ lệ tiêu hóa protein và các axít amin thiết yếu ở hồi tràng biểu kiến của một số loại nguyên liệu cung năng lượng (%)(n= 4) .....................................95 Bảng 3.18: Tỷ lệ tiêu hóa protein và các axít amin thiết yếu hồi tràng biểu kiến của một số loại nguyên liệu cung protein (%)(n= 4) ...................................................98 Bảng 3.19: Kết quả về sinh trưởng của lợn thí nghiệm ..........................................100 Bảng 3.20: Kết quả về tiêu tốn và chuyển hóa thức ăn của lợn thí nghiệm ............104 xii DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, … Đồ thị Nội dung Trang Hình 1.1 Cấu trúc xoắn alpha của protein 8 Hình 1.2 Các kiểu xoắn trong cấu trúc bậc II của protein 8 Đồ thị 3.1 Tương quan giữa tăng khối lượng cơ thể và các mức AIDAA 102 cả kỳ thí nghiệm Đồ thị 3.2 Tương quan giữa hệ số chuyển hóa thức ăn và các mức AIDAA cả kỳ thí nghiệm xiii 105 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong chăn nuôi nói chung và trong chăn nuôi lợn nói riêng thì thức ăn là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả kinh tế chăn nuôi, nó chiếm 70 – 80% giá thành của sản phẩm. Nhưng, trong các nguyên liệu tham gia cấu thành nên khẩu phần thức ăn cho lợn thì các nguyên liệu cung protein như: bột cá, bột thịt, bột máu, plasma, các loại khô dầu … đều có giá rất đắt mà đây là nguồn cung cấp chủ yếu protein và các axít amin cho lợn. Nếu một khẩu phần không đáp ứng đủ nhu cầu về protein và axít amin sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng, phát triển của vật nuôi. Ngược lại, nếu khẩu phần dư thừa protein hoặc không cân bằng các axít amin thì sẽ dẫn đến dư thừa một số axít amin và sẽ được chuyển hóa thành năng lượng cho cơ thể hoặc thải ra ngoài qua phân rất lãng phí và gây ô nhiễm môi trường. Do đó, vật nuôi chỉ cần một giá trị thực của thức ăn và được cung cấp đủ nhu cầu của chúng để đảm bảo cho sinh trưởng và phát triển bình thường. Giá trị thực của thức ăn chỉ được xác định một cách đầy đủ thông qua qúa trình tiêu hóa, hấp thu của gia súc, do đó tỷ lệ tiêu hóa là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá giá trị dinh dưỡng thức ăn. Nhưng, tỷ lệ tiêu hóa không những thay đổi tuỳ theo loại nguyên liệu thức ăn, đối tượng gia súc gia cầm mà còn bị biến động do phương pháp xử lý, tính toán (McDonald và ctv, 1995)[116]. Hiện nay, phương pháp xác định tiêu hóa toàn phần và tiêu hóa hồi tràng được áp dụng phổ biến để đánh giá giá trị dinh dưỡng thức ăn. Tuy nhiên, tiêu hóa toàn phần nhất là protein có nhược điểm là không loại trừ được các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ các chất do trao đổi trong đường tiêu hoá như các enzyme, vi sinh vật ruột già và dịch ruột thải ra do đó sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác của tỷ lệ tiêu hóa (Grala và ctv, 1994; 1999)[68][69]. Phương pháp tiêu hóa hồi tràng sẽ khắc phục được các nhược điểm trên do dưỡng trấp được thu ở hồi tràng mà không qua đoạn ruột già, đồng thời phương pháp này còn chỉ ra mối 2 tương quan cao giữa sự tiêu hóa và tích lũy các chất dinh dưỡng hơn là tiêu hoá tổng số (McDonald và ctv, 1995)[116]. Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học, khoa học dinh dưỡng vật nuôi đã có bước phát triển mạnh mẽ. Ngày nay, việc cân đối khẩu phần dinh dưỡng không còn dựa vào việc cân bằng năng lượng và protein thô mà đã chuyển sang cân bằng năng lượng với axít amin tổng số, rồi đến axít amin tiêu hóa. Vì vậy, nhiều nước phát triển trên thế giới đã đưa vào hệ thống dữ liệu về nhu cầu dinh dưỡng cho gia súc gia cầm ở dạng tiêu hóa hồi tràng thực, hồi tràng biểu kiến hay hồi tràng tiêu chuẩn của các axít amin thiết yếu (NRC, 1998; INRA, 2004)[40][76]. Khi xác định giá trị tiêu hoá của nguyên liệu sẽ đánh giá chính xác hơn giá trị protein, axít amin của thức ăn được tiêu hoá cũng như xác định nhu cầu protein và axít amin ở dạng tiêu hoá sẽ cung cấp đầy đủ protein và axít amin cho vật nuôi. Với hệ thống đánh giá mới này, nhu cầu của vật nuôi về axít amin thay vì trước đây vẫn được xác định và tính toán dưới dạng tổng số thì hiện nay đã được xác định và tính toán ở dạng axít amin tiêu hóa. Nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng và khẩu phần thức ăn cho lợn thịt ở nước ta được thực hiện từ rất sớm (từ thập kỷ 70 của thế kỷ trước) và có khá nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này. Nhưng, các nghiên cứu trước đây tập trung chủ yếu về xác định nhu cầu protein thô và axít amin tổng số cho lợn thịt. Những nghiên cứu về tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng trên lợn từ trước tới nay rất ít và chủ yếu là ở dạng tiêu hoá toàn phần (Đỗ Văn Quang và ctv, 2000; Trần Quốc Việt và ctv, 2001; Vương Nam Trung, 2010)[44][168][176]. Những nghiên cứu về tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng của các nguyên liệu còn khá mới mẻ và chỉ có một vài thí nghiệm trên các đối tượng lợn nội hoặc mới chỉ quan tâm tới một vài loại thức ăn cung protein (Ngoan và Lindberg, 2001; Lê Văn Thọ, 2000; Bùi Huy Như Phúc, 2003)[22][96][98] hoặc cả thức ăn cung protein và thức ăn cung năng lượng nhưng rất ít loại nguyên liệu (Lã Văn Kính và ctv, 2002; Ninh Thị Len và ctv, 2010)[93][132]. Nghiên cứu về xác định nhu cầu axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến cho lợn thịt hiện nay hầu như chưa có công trình nào được 3 công bố. Do đó, nghiên cứu này là cần thiết để đánh giá một cách chính xác hàm lượng tối thiểu các axít amin tiêu hoá cần phải có trong khẩu phần cho lợn thịt từ đó tránh được việc bổ sung dư thừa các axít amin trong khẩu phần gây ô nhiễm môi trường và tăng chi phí thức ăn. Hướng nghiên cứu này là mới ở Việt Nam. Đồng thời, nó cũng đáp ứng được những yêu cầu ngày càng cao của các nhà chăn nuôi trong công việc lập khẩu phần tối ưu cho vật nuôi. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu: - Xác định được thành phần hóa học và các axít amin trong các nguyên liệu sử dụng phổ biến trong các khẩu phần ăn cho lợn thịt ở Việt Nam. - Xác định được khả năng tiêu hóa hồi tràng biểu kiến của các axít amin của 25 loại nguyên liệu thức ăn được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi lợn ở Việt Nam. - Xác định được nhu cầu các axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến tối ưu trong khẩu phần ăn cho lợn thịt. Yêu cầu: - Phân tích gần đúng thành phần hóa học và các axít amin trong các nguyên liệu sử dụng phổ biến trong các khẩu phần ăn cho lợn thịt ở Việt Nam. - Đo lường khả năng tiêu hóa hồi tràng biểu kiến của các axít amin của một số loại nguyên liệu thức ăn được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi lợn ở Việt Nam. - Thực hiện thí nghiệm xác định nhu cầu các axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến tối ưu trong khẩu phần ăn cho lợn thịt một cách chính xác. 3. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 3.1. Tính mới của đề tài Đề tài đã cung cấp một hệ thống số liệu về thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng và các axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến đầy đủ và được cập nhật mới. Nhu 4 cầu của lợn thịt về axít amin thay vì trước đây vẫn được xác định và tính tóan dưới dạng tổng số thì hiện nay đã được xác định và tính tóan ở dạng axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến nên sẽ đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển của lợn. Nghiên cứu xác định nhu cầu axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến cho lợn thịt lai ba máu ở Việt Nam hiện nay mới chỉ có một số ít công trình được công bố và chỉ thực hiện trên rất ít loại nguyên liệu. Do đó nghiên cứu này là mới. 3.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Đề tài đã góp phần cung cấp một bộ số liệu tương đối dầy đủ cả về thành phần hóa học và giá trị tiêu hóa hồi tràng biểu kiến của các axít amin và protein của đa số loại nguyên liệu sử dụng phổ biến trong thức ăn chăn nuôi lợn ở Việt Nam hiện nay. - Xác định được nhu cầu axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến của lợn sẽ cho chúng ta biết chính xác lượng axít amin tiêu hóa cần có trong thức ăn từ đó tránh được sự bổ sung không đúng, thừa hoặc thiếu dẫn đến gây lãng phí mà vẫn không đảm bảo cho sự sinh trưởng tốt nhất của lợn. Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu của đề tài dễ dàng được áp dụng vào trong sản xuất và khi được áp dụng rộng rãi trong sản xuất thức ăn chăn nuôi sẽ làm lợi cho ngành chăn nuôi do giảm sự bổ sung các nguyên liệu cung protein từ đó giảm chi phí thức ăn, đồng thời cũng làm giảm ô nhiễm môi trường do giảm sự đào thải nitơ dư thừa. 5 Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU 1.1.1. Khái niệm, cấu trúc và vai trò của protein trong cơ thể a) Khái niệm và vai trò của protein trong cơ thể Protein (Hy Lạp: proteios – quan trọng hàng đầu) là một nhóm các hợp chất đại phân tử sinh học, là chất dinh dưỡng cần thiết có vai trò quan trọng trong quá trình sinh học. Protein cùng với polysaccharide, lipid và axít nucleic, tạo nên các hợp phần chủ yếu của cơ thể sống, là thành phần trong cấu trúc của tế bào và các enzyme protein, là trung gian gần như tất cả các biến đổi phân tử và phản ứng sinh hóa. Myoglobin và hemoglobin vận chuyển oxy trong cơ và máu. Immunoglobulin có thể xác định và tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh và virus. Myosin và actin là những thành phần của cơ và kiểm soát sự co cơ. Axít amin là tiền thân cho tổng hợp các protein cũng như các peptide, hoocmon, chất dẫn truyền thần kinh, purine và các nucleotide pyrimidine, creatine, camitine, porphyrines, polyamines, và oxít nitric trong cơ thể động vật (Wu and Morris, 1998)[183]. Tất cả các protein tự nhiên bao gồm 20 α-axít amin, có nhóm amino chính và một nhóm axít cacboxylic đính ở vị trí carbon α. Axít amin khác nhau trong cấu trúc của chuỗi bên của chúng. Các tế bào động vật không thể sử dụng nitơ vô cơ như urê hoặc ammonia để tổng hợp các axít amin khi bộ khung cacbon của chúng không có sẵn; do đó các axít amin cần được cung cấp từ nguồn thức ăn. Trước đây người ta đã quan sát thấy rằng khi cho ăn khẩu phần có chứa axít amin tinh thể như là nguồn duy nhất của nitơ, lợn con đã tăng cân (Shelton và ctv, 1950, Beeson và ctv, 1951, Mertz và ctv, 1952. Eggert và ctv., 1955, Chung và Baker, 1991)[17][29][49][117][156] và lợn nái có thể duy trì một thai kỳ bình thường trong suốt 84 ngày cuối của thai kỳ (Easter và Baker, 1976)[46]. Một cách cụ thể, protein là các polyme được tạo nên từ các trình tự xác định các axít amin kết hợp với nhau bằng 6 liên kết peptit (CO-NH). Cấu trúc protein của mỗi loài, ngay cả của mỗi mô bào trong cùng một cơ thể cũng khác nhau. Sự khác biệt ấy là do số lượng, loại và thứ tự của các axít amin cấu tạo nên protein. Chính vì vậy, protein của từng loại thức ăn cũng khác nhau về thành phần, thứ tự và hàm lượng các axít amin. b) Cấu trúc của protein Cho đến nay người ta xác định được phân tử protein có 4 bậc cấu trúc sau:  Cấu trúc bậc 1 Các axít amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptit. Đầu mạch polypeptit là nhóm amin của axít amin thứ nhất và cuối mạch là nhóm cacboxyl của axít amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắp xếp của các axít amin trên chuỗi polypeptit. Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các axít amin trên chuỗi polypeptit sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptit, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các axít amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.  Cấu trúc bậc 2 Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptit trong không gian. Chuỗi polypeptit thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hydro giữa những axít amin ở gần nhau. Các protein sợi như keratin, collagen... (có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn.