Tài liệu Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm, selen) đến khả năng sản xuất của gà thương phẩm

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM HÀ VĂN HUY NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM PHỨC KIM LOẠI (SẮT, ĐỒNG, KẼM, SELEN) ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CỦA GÀ THƯƠNG PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2020 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM HÀ VĂN HUY NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM PHỨC KIM LOẠI (SẮT, ĐỒNG, KẼM, SELEN) ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CỦA GÀ THƯƠNG PHẨM Ngành: Dinh dưỡng và thức ăn chăn nuôi Mã số: 9.62.01.07 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Nguyễn Hữu Cường 2. PGS.TS. Nguyễn Bá Mùi NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2020 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; một số kết quả nghiên cứu về chế tạo chế phẩm phức kim loại được kế thừa từ đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu sản xuất và sử dụng chế phẩm phức kim loại trong chăn nuôi gia cầm” mà đào tạo nghiên cứu sinh là một trong những sản phẩm của đề tài; kết quả nghiên cứu chưa từng để 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 cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 18 tháng 02 năm 2020 Tác giả luận án Hà Văn Huy i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Hữu Cường, PGS.TS. Nguyễn Bá Mùi - Hai thầy đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian để hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài và viết Luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Sinh lý - tập tính động vật, Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu, thực hiện đề tài và hoàn thành Luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lãnh đạo, viên chức, người lao động của Trung tâm Nghiên cứu gia cầm Thụy Phương, Viện Công nghệ môi trường, cán bộ chủ nhiệm và cán bộ thực hiệnĐề tài khoa học cấp nhà nước “Nghiên cứu sản xuất và sử dụng chế phẩm phức kim loại trong chăn nuôi gia cầm”, cán bộ chủ nhiệm và cán bộ thực hiện các đề tài nhánh “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm và selen) làm thức ăn chăn nuôi gia cầm” đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành Luận án. Xin chân thành cảm ơn tập thể Lãnh đạo Văn phòng Tổng cục, Lãnh đạo Tổng cục Thủy sản,các chuyên gia trong lĩnh vực dinh dưỡng và thức ăn chăn nuôi, chăn nuôi gia cầm, đã tạo mọi điều kiện, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trìnhhọc tập, nghiên cứu để hoàn thành Luận án. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đã luôn cổ vũ, tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành Luận án./. Hà Nội, ngày 18 tháng 02 năm 2020 Nghiên cứu sinh Hà Văn Huy ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ............................................................................................................................ iii Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................... vii Danh mục hình ................................................................................................................. ix Danh mục biểu đồ ............................................................................................................. x Trích yếu luận án ............................................................................................................. xi Thesis abstract................................................................................................................ xiii Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 3 1.2.1. Mục tiêu chung ..................................................................................................... 3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................... 3 1.3. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 3 1.4. Những đóng góp mới của luận án ......................................................................... 3 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 4 1.5.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 4 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................... 4 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 5 2.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu................................................................. 5 2.1.1. Vai trò của nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm và selen đối với vật nuôi ............. 5 2.1.2. Nhu cầu và ảnh hưởng của Fe, Cu, Zn và Se đối với gia cầm .............................. 8 2.1.3. Tương tác giữa các nguyên tố Fe, Cu, Zn và Se với các nguyên tố khoáng và các chất dinh dưỡng khác ............................................................................... 10 2.1.4. Một số dạng khoáng vi lượng và mức độ sinh khả dụng của chúng................... 12 2.1.5. Các phương pháp chế tạo hạt oxit sắt, đồng, oxit kẽm, selen siêu phân tán ....... 17 2.1.6. Chitosan .............................................................................................................. 24 2.1.7. Một số phương pháp chuyển đổi dung dịch huyền phù của hạt siêu phân tán thành dạng bột để bảo quản .......................................................................... 24 iii 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ......................................................... 27 2.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ....................................................................... 27 2.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................................... 31 Phần 3. Vật liệu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ........................................... 34 3.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................. 34 3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 34 3.2.1. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................... 34 3.2.2. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................... 34 3.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ................................................................ 34 3.3.1. Nghiên cứu chế tạo chế phẩm phức kim loại (Fe, Cu, Zn và Se) ....................... 34 3.3.2. Nghiên cứu chuyển dạng huyền phù (oxit sắt, đồng, oxit kẽm và selen siêu phân tán sang dạng bột ...................................................................................... 41 3.3.3. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm phức kim loại (Fe, Cu, Zn và Se làm thức ăn nuôi gà LV thương phẩm ............................................................................... 43 3.4. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................................. 48 Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 50 4.1. Kết quả nghiên cứu chế tạo chế phẩm phức kim loại chứa sắt, đồng, kẽm và selen ............................................................................................................... 50 4.1.1. Kết quả nghiên cứu chế tạo các hạt oxit sắt siêu phân tán.................................. 50 4.1.2. Nghiên cứu chế tạo các hạt kim loại đồng siêu phân tán sử dụngNaBH4 làm chất khử ........................................................................................................ 54 4.1.3. Kết quả nghiên cứu chế tạo các hạt oxit kẽm siêu phân tán ............................... 58 4.1.4. Chế tạo các hạt selen siêu phân tán bằng phương pháp khử, sử dụng chất khử L-Ascorbic ................................................................................................... 63 4.1.5. Kết quả nghiên cứu tạo vỏ bọc các hạt siêu phân tán ......................................... 70 4.2. Kết quả chuyển đổi các dung dịch huyền phù của hạt siêu phân tán thành dạng bột............................................................................................................... 71 4.2.1. Ảnh hưởng của tốc độ ly tâm đến hiệu suất thu hồi các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán ......................................................................................... 71 4.2.2. Ảnh hưởng của thời gian ly tâm đến hiệu suất thu hồi các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán .................................................................................. 74 iv 4.2.3. Ảnh hưởng của số lần rửa đến độ sạch của các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán ....................................................................................................... 77 4.3. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm, selen làm thức ăn nuôi gà LV thương phẩm ....................................................................... 79 4.3.1. Ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại chứa Fe, Cu, Zn và Se đến một số chỉ số sinh lý, sinh hoá máu gà LV thương phẩm .............................................. 79 4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại (Fe, Cu, Zn và Se đến khả năng sản xuất của gà LV thương phẩm ................................................. 84 4.3.3. Nghiên cứu sự đào thải Fe,Cu, Zn và Se theo chất thải của gà LV thương phẩm sau khi sử dụng chế phẩm phức kim loại .................................................. 92 4.3.4. Nghiên cứu xác định hàm lượng các kim loại Fe, Cu, Zn và Se trong thịt và cơ quan nội tạng gà LV thương phẩm sau khi sử dụng chế phẩm phức kim loại ............................................................................................................. 103 4.3.5. Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại đến hiệu quả chăn nuôi gà LV thương phẩm .......................................................................................... 112 Phần 5. Kết luận và đề nghị ....................................................................................... 116 5.1. Kết luận ............................................................................................................. 116 5.2. Đề nghị .............................................................................................................. 117 Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án ........................................ 118 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 119 Phụ lục .......................................................................................................................... 128 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng việt AAS Atomic Absorption Spectrometric (Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử DNA EDX GSH-Px HR-TEM Deoxiribonucleic acid (Nguyên liệu di truyền Energy-dispersive X-ray spectroscopy (Quang phổ tán xạ năng lượng tia X) Glutathione Peroxidaza High-Resolution Transmission Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao KĐT Soybean meal (Khô đậu tương LPO Lipid peroxide LTATN Feed intake (Lượng thức ăn thu nhận VCK Dry material (Vật chất khô NRC National Research Council (Hội đồng nghiên cứu quốc gia) SEM TEM Scanning Electron Microscope (Phương pháp kính hiển vi điện tử quét) Transmission electron microscope (Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua vi DANH MỤC BẢNG TT 3.1. Tên bảng Trang Thiết bị, dụng cụ sử dụng chế tạo hạt oxit sắt siêu phân tán ......................................... 34 3.2. Thiết bị, dụng cụ chế tạo các hạt kim loại đồng siêu phân tán...................................... 36 3.3. Thiết bị, dụng cụ sử dụng chế tạo hạt oxit kẽm siêu phân tán ...................................... 37 3.4. Các thiết bị, dụng cụ sử dụng chế tạo hạt selen siêu phân tán ...................................... 39 3.5. Thiết bị, dụng cụ sử dụng tạo vỏ bọc cho các hạt kim loại siêu phân tán .................... 40 3.6. Thiết bị, dụng cụ sử dụng chuyển dung dịch huyền phù thành bột .............................. 41 3.7. Tốc độ ly tâm của các loại huyền phù siêu phân tán...................................................... 41 3.8. Thời gian li tâm của các loại huyền phù.......................................................................... 42 3.9. Khẩu phần thức ăn cho gà LV thương phẩm.................................................................. 43 3.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ...................................................................................................... 44 4.1. Sự phụ thuộc kích thước hạt oxit sắt theo pH của phản ứng ........................................ 51 4.2. Sự phụ thuộc kích thước hạt oxit sắt theo nhiệt độ của phản ứng .................................. 52 4.3. Sự phụ thuộc kích thước hạt oxit sắt theo thời gian của phản ứng ............................... 53 4.4. Sự phụ thuộc kích thước hạt đồng theo pH của phản ứng ........................................... 55 4.5. Sự phụ thuộc kích thước hạt đồng theo nhiệt độ của phản ứng ..................................... 56 4.6. Sự phụ thuộc kích thước hạt đồng theo tỷ lệ nồng độ mol [Na3C6H5O7]/[CuSO4] ..... 57 4.7. Sự phụ thuộc kích thước hạt oxit kẽm theo pH của phản ứng ..................................... 59 4.8. Sự phụ thuộc kích thước hạt oxit kẽm theo nhiệt độ của phản ứng ................................. 61 4.9. Sự phụ thuộc kích thước hạt oxit kẽm theo thời gian của phản ứng ........................... 62 4.10. Sự phụ thuộc kích thước hạt selen theo tỷ lệ nồng độ mol [L-Ascorbic]/[Se4+] ......... 65 4.11. Sự phụ thuộc kích thước hạt selen theo nồng độ chất ổn định chitosan ..................... 66 4.12. Sự phụ thuộc kích thước hạt selen theo pH của phản ứng ........................................... 67 4.13. Sự phụ thuộc kích thước hạt selen theo nồng độ dung dịch selen ............................... 69 4.14. Kích thước của các hạt siêu phân tán sau khi tạo vỏ bọc............................................... 71 4.15. Hiệu suất thu hồi hạt oxit sắt siêu phân tán theo tốc độ ly tâm khác nhau ........................ 72 4.16. Hiệu suất thu hồi hạt đồng siêu phân tán theo tốc độ ly tâm khác nhau ...................... 72 4.17. Hiệu suất thu hồi hạt kẽm siêu phân tán theo tốc độ ly tâm khác nhau ....................... 73 4.18. Hiệu suất thu hồi hạt selen siêu phân tán theo tốc độ ly tâm khác nhau ...................... 73 4.19. Hiệu suất thu hồi hạt sắt siêu phân tán theo thời gian ly tâm khác nhau...................... 74 vii 4.20. Hiệu suất thu hồi hạt đồng siêu phân tán theo thời gian ly tâm khác nhau.................. 75 4.21. Hiệu suất thu hồi hạt oxit kẽm siêu phân tán theo thời gian ly tâm khác nhau ........... 76 4.22. Hiệu suất thu hồi hạt selen siêu phân tán theo thời gian ly tâm khác nhau.................. 76 4.23. Thành phần các nguyên tố trong mẫu Fe2O3 sau khi rửa siêu âm ................................ 77 4.24. Thành phần các nguyên tố trong mẫu Cu sau khi rửa siêu âm ..................................... 78 4.25. Thành phần các nguyên tố trong mẫu ZnO sau khi rửa siêu âm .................................. 78 4.26. Thành phần các nguyên tố trong mẫu selensau khi rửa siêu âm................................... 79 4.27. Ảnh hưởng của phức kim loại đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá máu của gà LV thương phẩm................................................................................................................ 80 4.28. Ảnh hưởng của phức kim loại, tuần tuổi đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá máu của gà LV thương phẩm ........................................................................................... 83 4.29. Bảng tổng hợp kết quả phản ánh mức độ ảnh hưởng của phức kim loại đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá máu của gà LV ................................................................... 84 4.30. Khối lượng cơ thể gà LV thương phẩm qua các tuần tuổi theo các mức của phức kim loại (g/con ........................................................................................................ 85 4.31. Ảnh hưởng của phức kim loại đến tốc độ sinh trưởng tuyệt đối qua các tuần tuổi (g/con/ngày ................................................................................................................ 88 4.32. Hiệu quả sử dụng thức ăn ................................................................................................. 91 4.33. Hàm lượng Fe trong chất thải của gà LV thương phẩm ................................................ 93 4.34. Hàm lượng Cu trong chất thải của gà LV thương phẩm ............................................... 96 4.35. Hàm lượng Zn trong chất thải của gà LV thương phẩm ............................................... 99 4.36. Hàm lượng Se trong chất thải của gà LV thương phẩm .............................................. 101 4.37. Ảnh hưởng của phức kim loại đến năng suất thân thịt của gà LV thương phẩm ..... 104 4.38. Ảnh hưởng của phức kim loại (Fe, Cu, Zn và Se đến thành phần hóa học thịt lườn của gà LV thương phẩm ........................................................................................ 105 4.39. Hàm lượng các nguyên tố Fe, Zn, Cu, Se trong thịt lườn của gà LV thương phẩm (ppm) ...................................................................................................................... 106 4.40. Hàm lượng các nguyên tố Fe, Zn, Cu và Se trong phủ tạng gà LV thương phẩm (ppm) ................................................................................................................................. 109 4.41. Chỉ số sản xuất của gà LV thương phẩm ...................................................................... 113 4.42. Chỉ số kinh tế của gà LV thương phẩm......................................................................... 114 viii DANH MỤC HÌNH TT 2.1. Tên hình Trang Sơ đồ về tương tác của các nguyên tố khoáng ....................................................12 2.2. Hình ảnh thể hiện kích thước nano (màu đỏ .....................................................15 4.1. Ảnh SEM của bột oxit sắt được chế tạo tại các pH khác nhau ...........................50 4.2. Ảnh SEM của bột oxit sắt được chế tạo tại các nhiệt độ khác nhau ...................51 4.3. Ảnh SEM của bột oxit sắt được chế tạo theo các thời gian phản ứng khác nhau ............................................................................................................53 4.4. Ảnh SEM của bột đồng được chế tạo tại pH khác nhau .....................................54 4.5. Ảnh SEM của bột đồng được chế tạo tại nhiệt độ khác nhau .............................56 4.6. Ảnh SEM của bột Cu được chế tạo được theo các tỷ lệ [Citrat]/[Cu2+] khác nhau ............................................................................................................57 4.7. Ảnh SEM của bột oxit kẽm được chế tạo tại các pH khác nhau.........................59 4.8. Ảnh SEM của bột oxit kẽm được chế tạo tại các nhiệt độ khác nhau ................60 4.9. Ảnh SEM của bột oxit kẽm được chế tạo theo các thời gian phản ứng khác nhau ............................................................................................................62 4.10. Ảnh TEM dung dịch selen siêu phân tán 200 ppm tương ứng ...........................64 4.11. Ảnh TEM của dung dịch selen với nồng độ chitosan khác nhau ........................66 4.12. Ảnh TEM của dung dịch selen được điều chế theo điều kiện pH ......................67 4.13. Ảnh TEM dung dịch selen nồng độ 100 ppm đến 500 ppm tương ứng .............68 4.14. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các kim loại, oxit kim loại siêu phân tán sau khi tạo vỏ bọc chitosan .............................................................................................70 ix DANH MỤC BIỂU ĐỒ TT Tên biểu đồ Trang 4.1. Hàm lượng Fe trong chất thải của gà LV thương phẩm ........................................ 94 4.2. Hàm lượng Cu trong chất thải của gà LV thương phẩm........................................ 97 4.3. Hàm lượng Zn trong chất thải của gà LV thương phẩm ...................................... 101 4.4. Hàm lượng Se trong chất thải của gà LV thương phẩm ...................................... 102 x TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Hà Văn Huy Tên Luận án: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm, selen đến khả năng sản xuất của gà thương phẩm. Ngành: Dinh dưỡng và thức ăn chăn nuôi Mã số: 9.62.01.07 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Mục tiêu chung Chế tạo được chế phẩm phức của bốn nguyên tố kim loại siêu phân tán và đánh giá được ảnh hưởng của việc bổ sung phức kim loại này đến khả năng sản xuất của gà thịt thương phẩm. Mục tiêu cụ thể - Chế tạo được các hạt oxit sắt, hạt đồng, oxit kẽm và hạt selen siêu phân tán có kích thước nano để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi gà phù hợp với trình độ và khả năng công nghệ hiện có của Việt Nam. - Xác định được ảnh hưởng của các mức phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa máu, sự tồn dư kim loại trong thịt, nội tạng và trong chất thải của gà LV thương phẩm. - Xác định được ảnh hưởng của các mức phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) đến khả năng sản xuất thịt của gà LV thương phẩm. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm và selen) + Nghiên cứu chế tạo các hạt oxit sắt siêu phân tán; + Nghiên cứu chế tạo các hạt kim loại đồng siêu phân tán; + Nghiên cứu chế tạo các hạt oxit kẽm siêu phân tán; + Nghiên cứu chế tạo các hạt selen siêu phân tán; + Nghiên cứu tạo vỏ bọc các hạt kim loại siêu phân tán. - Nghiên cứu chuyển dạng huyền ph (o it sắt, đồng, o it kẽm và selen siêu ph n tán) sang dạng bột làm thức ăn chăn nuôi gia cầm Chuyển dạng huyền phù sắt, đồng, kẽm và selen siêu phân tán thành dạng bột: Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ, thời gian li tâm và số lần rửa siêu âm với từng loại huyền phù để đạt hiệu quả thu hồi cao. xi - Nghiên cứu sử dụng chế phẩm phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) bổ sung vào thức ăn nuôi gà LV thƣơng phẩm Ảnh hưởng của các mức chế phẩm phức kim loại đến một số chỉ tiêu sinh lý sinh hóa máu; sự tồn dư kim loại trong thịt, nội tạng; sự đào thải qua chất thải của gà và khả năng sản xuất thịt cũng như chất lượng thịt. Kết quả chính và kết luận 1. Chọn lựa được phương pháp chế tạo các kim loại, oxit kim loại có kích thước nano (oxit sắt, oxit kẽm bằng phương pháp thủy nhiệt; đồng bằng phương pháp khử hóa học, sử dụng NaBH4 làm chất khử; selen bằng phương pháp khử hóa học, sử dụng chất khử L-Ascorbic , đồng thời xác định được tham số cụ thể về điều kiện để chế tạo hạt oxit sắt, oxit kẽm, đồng và selen. 2. Lựa chọn được chất liệu vỏ bọc là chitosan cho các hạt kim loại, oxit kim loại để đảm bảo các hạt ở kích thước nano được ổn định. 3. Xác định được phương pháp và điều kiện về tốc độ ly tâm, thời gian ly tâm và số lần rửa siêu âm thích hợp để chuyển dung dịch huyền phù của hạt oxit sắt, đồng, oxit kẽm và selen thành dạng bột đạt hiệu suất cao, dạng bột là dạng chế phẩm khoáng nano sử dụng thuận tiện làm thức ăn chăn nuôi. 4. Bổ sung chế phẩm phức kim loại không làm thay đổi các chỉ tiêu sinh hóa của gà LV thương phẩm (protein huyết thanh, albumin và globulin huyết thanh nhưng làm tăng số lượng hồng cầu và hàm lượng hemoglobin so với khoáng vô cơ. 5. Bổ sung chế phẩm phức kim loại có kích thước nano ảnh hưởng đến năng suất sản xuất của gà LV thương phẩm. Gà LV sử dụng chế phẩm phức kim loại tăng trưởng cao hơn đối chứng 9,17% (26,29/24,08 g/ngày ; FCR giảm 6,84 (2,72/2,92 . 6. Mức sử dụng các nguyên tố Fe, Cu, Zn và Se của chế phẩm phức kim loại thấp hơn của khoáng vô cơ từ 3 đến 6 lần, nhưng các nguyên tố này ở dạng nano hay dạng vô cơ đều tích lũy như nhau trong mô cơ hay trong gan, tim, thận của gà LV thương phẩm. Điều đó chứng tỏ sinh khả dụng của các nguyên tố kim loại trong phức cao hơn của các nguyên tố kim loại trong muối vô cơ. 7. Hàm lượng Cu và Zn trong chất thải của gà LV thương phẩm khi sử dụng chế phẩm phức kim loại giảm so với lô đối chứng lần lượt từ 4,24-34,37 % và 24,26-33,41%. Hàm lượng Fe và Se thải ra cũng có chiều hướng giảm nhưng sai khác không có ý nghĩa thống kê so với lô đối chứng. xii THESIS ABSTRACT PhD candidate: Ha Van Huy Thesis title: Effect of Supplementation of Metal Compounds Containing Iron (Fe), Copper (Cu), Zinc (Zn) and Selenium (Se) on productivity of Broiler Chickens Major: Animal Feed and Nutrition Code: 9.62.01.07 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives Main objectives: To produce metal compoundsin super-dispersed level and evaluating effected of metal compounds on chickens production. Particular objectives: - Producing iron oxides particles, copper metal particles, zinc oxide particles and selenium particles in super-dispersed level for using as animal feed and to be suitable for the level and technological capability of Vietnam. - Determine the effect of using of metal compounds containing Fe, Cu, Zn and Selen in diets on biochemical and physiological blood parameters of chickens, metal residues in meat, bones, organs and in LV broiler chickens waste. - Determine the effect of using of metal compounds containing Fe, Cu, Zn and Selen in diets on production of LV broiler chickens. Materials and metheds - Research on manufacturingmetal compounds (iron, copper, zinc and selenium) + Research on manufacturing super-dispersed iron oxide particles; + Research on manufacturing super-dispersed copper metal particles; + Research on manufacturing super-dispersed zinc oxide particles; + Research on making super-dispersed selenium particles; + Research to create casing of super-dispersed metal particles. - Studying convert suspension form (iron oxide, copper, zinc oxide and super-dispersed selenium) to powder form for poultry feed Convert of iron, copper, zinc and selenium suspension super-dispersed to powder form: study the effect of speed, centrifugation time and number of ultrasonic washings for each suspension to achieve high recovery efficiency. - Studying on using metal compounds containing: iron, copper, zinc and selenium to produce commercial chicken feeds Evaluating the effect of using of metal compounds containing Fe, Cu, Zn and Selen in diets on biochemical and physiological blood parameters of chickens; metal xiii residues in meat, organs and in chicken waste; meat production as well as meat quality are carried out according to common methods in animal husbandry. Main findings and conclusions 1- Selecting the method of manufacturing metal particles, metal oxides in nano size (iron oxides, zinc oxides by hydrothermal method; copper particles by chemical reduction method, use NaBH4 as a reducing agen; selenium particles by chemical reduction method, use L-Ascorbic as a reducing agen) anddetermining the optimal conditions to manufactured iron oxide, zinc oxide, copper particles and selenium particles. 2 - Determine the cover material for metal particles and metal oxides is Chitosan to ensure the particles is stable in nano size. 3 - Determine the method and condition of centrifugal speed, centrifugation time and appropriate number of ultrasonic washes to Transfersuper-dispersed particles suspension solutions into powder using for animal feeds. 4 - Metal compounds have no effected on biochemicalparameters (serum protein, albumin and serum globulin), but increases the number of red blood cells and the hemoglobin content compared to inorganic minerals. 5 - There areeffects of nano size super - dispersed mineral inoculants on production productivity of commercial LV chickens. LV chickens when using metal compounds growth is higher compared control treatment 9.17% (26.29/24.08 g/day); FCR decreated 6.84 (2.72/2.92). 6 - The use of Fe, Cu, Zn and Se elements of metal compoundsis lower than 3 to 6 times compared inorganic minerals, but these elements in the form of nano or inorganic form the same accumulation in muscle tissue or in the liver, heart and kidney. These prove that the bioavailability of the metal elements in the metal compounds is higher than that of the metal elements in inorganic salts. 7 - The content of Cu and Zn in the waste of commercial LV chickens when using metal compounds decreased compared to the control group from 4.24 to 34.37% and from 24,26 to 33.41% g respectively. The content of Fe and Se also tended to decrease but there has no significant difference compared to the control treatment. xiv PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Các chất khoáng vi lượng sắt, đồng, kẽm và selen có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng động vật, là thành phần của nhiều loại enzym, hocmon (thiroxin) và vitamin (B12). Ngoài ra, các chất khoáng vi lượng còn đóng vai trò chủ chốt trong hầu hết các quá trình đồng hóa diễn ra trong cơ thể như quá trình hô hấp mô, tạo máu, sinh sản, biệt hóa, ổn định màng tế bào, sinh tổng hợp protein, điều hòa gen, phản ứng miễn dịch và hoạt hóa hàng loạt các phản ứng sinh hóa khác. Sự thiếu hụt một vài khoáng vi lượng đều có thể dẫn đến sự rối loạn sinh trưởng và phát triển. Ở gia cầm khi bị thiếu sắt dẫn tới thiếu máu, giảm kích thước và số lượng hồng cầu. Thiếu đồng dẫn tới thiếu máu; xương có thể bị biến dạng. Thiếu đồng còn làm cho tim của gia cầm sưng to hơn mức bình thường. Thiếu kẽm gây giảm sinh trưởng và phát triển lông, giảm hoàn thiện xương, khớp sưng, phôi gà chậm phát triển, tỷ lệ nở thấp. Ngoài ra còn tác động tới xương ức và xương chân gây biến dạng. Thiếu selen làm giảm tốc độ sinh trưởng, giảm đẻ, giảm tỷ lệ phôi và ấp nở, hạn chế thành thục sinh dục, gà trống đạp mái kém. Để bù đắp lượng khoáng thiếu hụt trong thức ăn của vật nuôi người ta thường bổ sung bằng một số muối vô cơ, hữu cơ của các kim loại như sắt, đồng, kẽm và selen… với hàm lượng cần thiết để duy trì sự phát triển của vật nuôi. Tuy nhiên, do khả năng hấp thu các muối vô cơ của gia cầm nói riêng và của động vật nói chung không cao (chỉ hấp thu tối đa 20% nên phần lớn các muối này bị thải ra ngoài theo chất thải, gây lãng phí và làm ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, phức khoáng siêu phân tán được hấp thu cao đạt 80-90% do kích thước rất nhỏ, có khả năng gắn kết với các hợp chất hữu cơ nên các hạt kim loại rất dễ được vật nuôi hấp thu và có thể điều chỉnh thời gian hấp thu chúng trong quá trình tiêu hoá, nhờ vậy, lượng khoáng thải ra môi trường ít, từ đó giảm ô nhiễm môi trường (Petrovic et al., 2006). Hàm lượng các nguyên tố vi lượng như Fe, Cu, Zn và Se trong các nguyên liệu thức ăn có nguồn gốc thực vật và động vật là hoàn toàn đủ để đáp ứng nhu cầu của gia cầm (NRC, 1994 . Tuy nhiên, do mức độ sinh khả dụng của chúng thấp (vì tồn tại ở dạng các liên kết phức tạp với các phân tử khác và quan hệ tương tác theo chiều hướng tiêu cực (kìm hãm sự tiêu hoá và hấp thu , nên mặc 1 dù hàm lượng của các nguyên tố vi lượng trong thức ăn là khá cao nhưng khả năng đáp ứng nhu cầu của vật nuôi lại rất thấp. Ngoài ra, trong môi trường dạ dày với độ pH thấp, một số nguyên tố vi lượng có xu hướng bị phân ly mạnh để tạo thành các ion, liên kết với một số yếu tố kháng dinh dưỡng, tạo thành phức không hòa tan, không hấp thu (Suttle, 2010 . Bởi vậy, để tăng hiệu quả hấp thu, tránh những tương tác theo chiều hướng tiêu cực, xu hướng hiện nay, thay vì sử dụng các nguyên tố khoáng vi lượng ở dạng vô cơ thì các nhà dinh dưỡng đã sử dụng ở dạng hữu cơ hoặc dạng siêu phân tán (có kích thước nano . Để nghiên cứu và phát triển công nghệ nano, Mỹ đầu tư 3,7 tỷ USD trong năm 2005-2008, sáu nước khung của EU đầu tư 1,4 tỷ USD trong năm 20022006, Nhật bản đầu tư 875 triệu USD năm 2004. Ấn độ đã có những tiến bộ lớn trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano và giữ vị trí dẫn đầu về lĩnh vực này trong các nước đang phát triển. Gần đây Trung Quốc cũng đã đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ nano bằng một dự án lớn có tên “Nghiên cứu cơ bản để cải thiện tính hiệu quả và tính an toàn của hóa học nông nghiệp bằng sử dụng vật liệu nano và công nghệ nano” (Vũ Duy Giảng, 2015 . Ở Việt Nam việc nghiên cứu và phát triển công nghệ nano trong nông nghiệp nói chung hay chăn nuôi thú y và nuôi trồng thủy sản hầu như còn ở giai đoạn sơ khai. Việc nghiên cứu chế tạo phức kim loại từ các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán có kích thước nano để ứng dụng trong chăn nuôi tại Việt Nam chưa được thực hiện. Tuy nhiên nhu cầu sử dụng khoáng dạng siêu phân tán thay thế khoáng vô cơ ngày càng được quan tâm nhiều hơn, điều này đặt ra yêu cầu là làm sao Việt Nam có thể chủ động được công nghệ chế tạo, chủ động về nguồn nguyên liệu vi khoáng, theo kịp xu hướng thế giới, cụ thể làm thế nào để chế tạo được chế phẩm phức kim loại từ các hạt oxit sắt (Fe 2O3 , oxit kẽm (ZnO , hạt kim loại đồng (Cu) và selen (Se)? Xác định mức bổ sung phức kim loại phù hợp vào thức ăn chăn nuôi gia cầm nhằm nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế, góp phần bảo đảm an toàn thực phẩm và bảo vệ môi trường. Từ vấn đề cấp thiết đặt ra của sản xuất, chúng tôi tiến hành nghiên cứu chế tạo chế phẩm phức kim loại và nghiên cứu ảnh hưởng của nó đến khả năng sản xuất của gà LV thương phẩm. 2 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1. Mục tiêu chung Chế tạo được chế phẩm phức của bốn nguyên tố kim loại siêu phân tán và đánh giá được ảnh hưởng của việc bổ sung phức kim loại này đến khả năng sản xuất của gà thịt thương phẩm. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Chế tạo được các hạt oxit sắt, hạt đồng, oxit kẽm và hạt selen siêu phân tán có kích thước nano để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi phù hợp với trình độ và khả năng công nghệ hiện có của Việt Nam. - Xác định được ảnh hưởng của các mức phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa máu, sự tồn dư kim loại trong thịt, nội tạng và trong chất thải của gà LV thương phẩm. - Xác định được ảnh hưởng của các mức phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) đến khả năng sản xuất của gà LV thương phẩm. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Chế tạo các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi tại Viện Công nghệ môi trường. - Đánh giá các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa máu tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh lý miễn dịch, Trường Đại học Y Hà Nội từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 2 năm 2015. - Đánh giá sự đào thải kim loại qua chất thải của gà; tồn dư kim loại trong thịt, nội tạng tại Phòng Phân tích Thức ăn và Sản phẩm chăn nuôi - Viện Chăn nuôi từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 6 năm 2015. - Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm, selen đến khả năng sản xuất của gà LV thương phẩm tại Trạm Nghiên cứu Chăn nuôi gà Phổ Yên, xã Đắc Sơn, huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên, thuộc Trung tâm Nghiên cứu Gia cầm Thụy Phương từ năm 2014 đến năm 2015. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Chế tạo được các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi phù hợp với trình độ và khả năng công nghệ của Việt Nam. Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu về chế tạo phức kim loại siêu 3 phân tán sử dụng làm thức ăn chăn nuôi phù hợp công nghệ và trình độ của Việt Nam. - Xác định được mức phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) trong khẩu phần thức ăn phù hợp với gà LV thương phẩm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế chăn nuôi. 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa học - Xác định được các tham số tối ưu trong chế tạo phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se dạng siêu phân tán có kích thước nano sử dụng làm phụ gia bổ sung vi khoáng cho gà thay thế cho khoáng ở dạng muối vô cơ, nâng cao được sinh khả dụng của vi khoáng, cải thiện thành tích chăn nuôi và góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường. - Kết quả đề tài cung cấp phương pháp khoa học chế tạo các kim loại, oxit kim loại để sản xuất chế phẩm phức kim loại bổ sung vào thức ăn chăn nuôi phù hợp với công nghệ và trình độ chăn nuôi ở Việt Nam, xác định được mức sử dụng chế phẩm phức kim loại vào khẩu phần thức ăn chăn nuôi gà thương phẩm nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả chăn nuôi. - Các kết quả thu được là căn cứ khoa học cho các hướng nghiên cứu tiếp theo và là nguồn tư liệu bổ ích phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học về chăn nuôi. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu về chế tạo phức kim loại siêu phân tán sử dụng làm thức ăn chăn nuôi phù hợp công nghệ và trình độ của Việt Nam. - Kết quả của đề tài mở đường cho việc sản xuất chế phẩm vi khoáng nano làm thức ăn bổ sung trong chăn nuôi ở Việt Nam, tiến tới dần dần thay thế khoáng vô cơ, theo kịp với xu hướng của thế giới. 4