MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nƣớc ta, chăn nuôi lợn là một nghề quan trọng cung cấp nguồn thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao phục vụ đời sống con ngƣời. Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu thịt lợn cho tiêu dùng trong và ngoài nƣớc, bên cạnh việc phát triển chăn nuôi các giống lợn địa phƣơng, lợn lai (giữa đực ngoại với cái nội) thì xu hƣớng nuôi các giống lợn ngoại, đặc biệt lợn lai có 4-5 máu ngoại đang đƣợc các trang trại chăn nuôi quy mô vừa và lớn quan tâm, ngày càng phát triển. Lợn ngoại có đặc tính sinh trƣởng nhanh và cho tỷ lệ thịt nạc cao, phù hợp với phƣơng thức nuôi thâm canh.
Đồng thời với giải pháp về giống thì thức ăn dinh dƣỡng cũng đã và đang đƣợc tích cực nghiên cứu, áp dụng, đặc biệt là các nghiên cứu về nhu cầu protein và axit amin thích hợp cho lợn nhằm giảm chi phí đầu vào, mà vẫn đảm bảo tăng trƣởng và chất lƣợng thịt. Quan điểm dinh dƣỡng hiện đại cho rằng nhu cầu về protein của lợn chính là nhu cầu về các axit amin. Nếu cung cấp không đủ các axit amin thiết yếu trong khẩu phần ăn cho lợn sẽ dẫn đến sinh trƣởng giảm, ảnh hƣởng đến khả năng sản xuất và hiệu quả kinh tế. Nếu khẩu phần ăn cho lợn đƣợc cung cấp đủ hoặc thừa lƣợng protein nhƣng không cân đối về tỷ lệ các axit amin thiết yếu sẽ làm tăng việc đào thải nitơ qua phân và nƣớc tiểu gây ô nhiễm môi trƣờng.
Hiện nay các chất thải chăn nuôi là một trong những mối đe dọa đối với sức khỏe con ngƣời và cộng đồng. Các chất thải không đƣợc xử lý sẽ gây ô nhiễm không khí (khí độc nhƣ NH 3, SO2 NO3-, H2S), đồng thời còn gây ô nhiễm nguồn nƣớc và đất. Do vậy, giảm mức protein trong thức ăn cùng với việc bổ sung thêm các axit amin tổng hợp đang là một trong những giải pháp tốt, vừa giải quyết vấn đề nhu cầu dinh dƣỡng axit amin cho lợn, vừa giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng từ chất thải chăn nuôi. Khi tính toán nhu cầu protein trong khẩu phần ăn cho lợn, thông thƣờng ngƣời ta chỉ dựa trên những kết quả nghiên cứu về nhu cầu protein hoặc áp dụng tiêu chuẩn đã công bố về nhu cầu của một số loại axit amin chủ yếu nhƣ lysine, methionine, mà chƣa có đầy đủ các cơ sở để tính toán nhu cầu của các loại axit Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 2 amin thiết yếu khác.
Để đáp ứng nhu cầu axit amin cho lợn, hầu hết ngƣời chăn nuôi và các hãng sản xuất thức ăn đều áp dụng các công thức phối hợp có tỷ lệ protein cao, mà chƣa tính hết đến sự lãng phí do thừa axit amin trong khẩu phần từ đó dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng do lƣợng nitơ và lƣu huỳnh trong chất thải chăn nuôi gây ra. Mặt khác, trên thực tế đơn giá của các loại thức ăn giàu protein có nguồn gốc động thực vật nhƣ khô đậu tƣơng, bột cá. thƣờng cao, làm tăng chi phí đầu vào trong chăn nuôi lợn. Do đó, cần thiết phải xác định nhu cầu về các axit amin thiết yếu cho lợn, nhằm giảm một cách hợp lý lƣợng protein trong thức ăn, nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và hiệu quả kinh tế của chăn nuôi lợn.
Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, hiện nay một số axit amin đã có thể đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp công nghiệp với giá thành hạ. Các trang trại chăn nuôi đã có điều kiện để ứng dụng, bổ sung các axit amin thiết yếu nhằm cung cấp đủ nhu cầu axit amin trong khẩu phần ăn, từ đó tiết kiệm đƣợc thức ăn giàu protein, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng, mà vẫn đảm bảo sinh trƣởng tốt cho lợn. Xuất phát từ những lý do trên, nghiên cứu sinh tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định mức protein thích hợp trên cơ sở cân bằng một số axit amin trong thức ăn cho lợn ngoại nuôi thịt” 2. Mục tiêu của đề tài - Xác định đƣợc khẩu phần ăn có tỷ lệ protein hợp lý trên cơ sở cân đối một số axit amin thiết yếu là lysine, methionine và threonine nhằm nâng cao khả năng sinh trƣởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và giảm thiểu lƣợng nitơ, lƣu huỳnh thải ra qua phân, nƣớc tiểu cho lợn lai 4 giống ngoại nuôi thịt.
- Xây dựng đƣợc một số công thức thức ăn trên nền nguyên liệu địa phƣơng có tỷ lệ protein và axit amin thích hợp đảm bảo hiệu quả chăn nuôi lợn lai nuôi thịt 4 giống ngoại và giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng. Ý nghĩa của đề tài 3. Ý nghĩa thực tiễn đề tài Đề tài đƣa ra 2 công thức thức ăn có tỷ lệ protein thích hợp đƣợc cân đối một số axit amin tổng hợp (lysine, methionine và threonine) cho lợn thịt giống ngoại. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 3 Các công thức thức ăn đảm bảo lợn sinh trƣởng tốt, không những tiết kiệm thức ăn giàu protein, mà còn giảm ô nhiễm môi trƣờng, đã đƣợc ứng dụng sản xuất công nghiệp tại Công ty thức ăn chăn nuôi Đại Minh – thị xã Sông Công Thái Nguyên và đƣợc ứng dụng tại các cơ sở chăn nuôi tập trung của khu vực tỉnh Thái Nguyên.
Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp thêm dữ liệu khoa học chứng minh tính hiệu quả của việc sử dụng axit amin tổng hợp để cân đối khẩu phần theo nguyên tắc "protein lý tƣởng" nhằm giảm tỷ lệ protein tổng số mà vẫn đảm bảo hiệu quả chăn nuôi và góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng. Những đóng góp mới của luận án - Xác định đƣợc tỷ lệ protein và một số axit amin thiết yếu trong thức ăn hỗn hợp trên nền nguyên liệu địa phƣơng cho lợn lai 4 giống ngoại nuôi thịt đảm bảo tốc độ sinh trƣởng, tỷ lệ nạc cao và hiệu quả sử dụng thức ăn tốt. - Ứng dụng khẩu phần có tỷ lệ protein và axit amin hợp lý cho lợn lai 4 giống ngoại đảm bảo hiệu quả chăn nuôi và làm giảm thiểu mức thải nitơ và lƣu huỳnh trong phân và nƣớc tiểu, góp phần hạn chế ô nhiễm môi trƣờng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Cơ sở khoa học của đề tài 1. Cơ sở khoa học về tiêu hoá và hấp thu protein của lợn 1. Đặc điểm cơ bản về sinh lý tiêu hoá của lợn Lợn là loài gia súc có cấu trúc dạ dày đơn. Môi trƣờng dạ dày có axit (pH = 2,0-2,5) do dịch vị tiết ra.
pH dịch vị thấp phù hợp điều kiện hoạt động của pepsin để phân giải protein thành các sản phẩm trung gian nhƣ albumoz, pepton và một lƣợng nhỏ axit amin (Nguyễn Xuân Tịnh và cs, 1996 [28]). Ruột non của lợn chứa dịch tụy, dịch ruột và dịch mật, có môi trƣờng kiềm tính với pH trong khoảng 7,8 – 8,7 trong đó chỉ có dịch tụy và dịch ruột chứa đủ các enzyme tiêu hóa triệt để các chất dinh dƣỡng trong thức ăn. Nhờ vậy, ruột non là bộ phận của cơ quan tiêu hóa chứa đầy đủ enzyme thủy phân các chất dinh dƣỡng trong thức ăn thành chất dinh dƣỡng đơn giản nhất mà cơ thể hấp thu trực tiếp qua thành ruột vào máu. Trong tất cả các chất dinh dƣỡng thì protein là đại phân tử có cấu tạo phức tạp nhất nên phức hệ enzyme thủy phân protein (gọi chung proteinaza) cũng hết sức phức tạp và đƣợc chia làm các nhóm khác nhau tùy theo khả năng và mức độ phân giải của từng enzyme, trong đó: Nhóm 1 gồm các enzyme pepsin của dịch vị, trypsin và kimotrypsin của dịch tụy, erepxin của dịch ruột, nhóm này thủy phân protein thành các peptit ngắn 6-8 axit amin.
Nhóm 2 là nhóm enzyme phân giải peptit. Nhóm 3 là nhóm enzyme thủy phân protein của tổ chức liên kết nhƣ elastaza thủy phân elastin. Nhóm 4 là nhóm enzyme thủy phân protein nhân tế bào (Hoàng Toàn Thắng và Cao Văn, (2006) [39]. Dịch mật không chứa enzyme tiêu hóa, nhƣng nó hỗ trợ các hoạt động tiêu hóa và hấp thu, nhất là tiêu hóa mỡ.
Ruột non có cấu tạo đặc biệt, thích ứng cao với tiêu hóa và hấp thu thức ăn. Dọc niêm mạc ruột có các tuyến ruột phát triển tiết dịch ruột theo kiểu toàn tiết, tức là các tế bào tuyến chứa đầy enzyme từ niêm mạc ruột bong ra theo chu kỳ rơi thẳng vào xoang ruột tạo ra nguồn nitơ nội sinh. Đây là một đặc điểm gây ảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 5 hƣởng tới tính chính xác trong các kết quả thử mức tiêu hóa protein ở lợn mà ta không thể loại trừ. Ở ruột già của lợn có hệ vi sinh vật cộng sinh trong manh tràng và kết tràng có khả năng phân giải chất xơ.
Ruột già không tiết enzyme, mà chỉ tiếp tục phân giải thức ăn nhờ enzyme ở ruột non. Tỷ lệ tiêu hóa này cao hay thấp phụ thuộc vào thời gian lƣu thức ăn ở ruột già (12 - 16 giờ). Tính trung bình có 14% chất xơ, 12% protein và 9% mỡ còn lại trong dƣỡng chất đƣợc tiêu hóa ở ruột già. Hoạt động chủ yếu của ruột già là sự lên men chất xơ do tác động của hệ vi sinh vật ở manh tràng, kết tràng và hoạt động phân hủy protein thừa trong thức ăn bởi các vi khuẩn gây thối tạo thành các chất độc crezon, fenol, indol, scatol.
Các chất độc này đƣợc hấp thu vào máu và giải độc ở gan. Nếu quá nhiều sẽ gây tình trạng ngộ độc đƣờng tiêu hóa làm cho lợn bị ỉa chảy, chất thải có mùi thối khó chịu, làm ô nhiễm môi trƣờng bởi các chất khí SO2, H2S. Nhƣ vậy, trong mọi trƣờng hợp sự lên men bởi vi sinh vật ruột già ở manh tràng, kết tràng lợn đều tạo ra sinh khối vi sinh vật thải ra ngoài theo phân và nguồn nitơ này cùng với nitơ thừa trong thức ăn gây ra sai số đáng kể trong việc xác định tỷ lệ tiêu hóa thực của nitơ trong thức ăn ăn vào. Điều này bắt buộc các nhà dinh dƣỡng học phải nghiên cứu loại trừ trong các phƣơng pháp thí nghiêm thử mức tiêu hóa (Hoàng Toàn Thắng và Cao Văn, 2006 [39]).
Hoạt động tiêu hóa của lợn vào ban ngày thƣờng lớn hơn ban đêm và thời gian thức ăn lƣu lại trong đƣờng tiêu hóa ở lợn khoảng 24 giờ. Tuy nhiên, có một phần nhỏ thức ăn sẽ thải trong khoảng 4-5 ngày (Trần Văn Phùng và cs, 2004 [24]).