Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Vai trò của thức ăn trong chăn nuôi lợn thịt 1. Dinh dưỡng năng lượng Mọi hoạt động sống, phát triển, sinh sản của lợn đều gắn liền với quá trình sử dụng và trao đổi năng lượng. Năng lượng trong thức ăn được dự trữ trong các dạng vật chất của thức ăn như mỡ, đường, protein và hydratcacbon.
Lợn nhận năng lượng thức ăn từ bên ngoài, thông qua tiêu hoá hấp thụ ở đường tiêu hoá vào cơ thể và được tổng hợp thành mỡ, glucose, protein thuần của cơ thể lợn Lê Hồng Mận và cs (2003) [16]. Năng lượng trong thức ăn được gia súc trực tiếp nhận chính là nguồn năng lượng sinh học. Nó được sinh ra khi một phân tử hữu cơ bị oxy hoá nói một cách khác năng lượng sinh học (còn gọi là năng lượng dinh dưỡng) là sự biến đổi năng lượng thực có trong thức ăn thành dạng năng lượng phù hợp với quá trình sống khác nhau của cơ thể trong giới hạn của nhiệt năng (Lê Hồng Mận và cs 2003) [16]. Năng lượng có thể được giải phóng dưới dạng nhiệt hoặc được giữ lại dưới dạng liên kết năng lượng bậc cao để sử dụng trong quá trình trao đổi chất của cơ thể.
Đơn vị nhỏ nhất để đo nhiệt năng là Calo (Cal). Năng lượng trong thức ăn được biểu thị bằng đơn vị Cal, Kcal, Mcal của năng lượng thô, năng lượng tiêu hoá, năng lượng trao đổi hay năng lượng thuần: Năng lượng thô (GE) là năng lượng được giải phóng khi đốt cháy vô cơ trong thiết bị đo Calo. Năng lượng thô của một thành phần thức ăn phụ thuộc vào tỉ lệ của carbohydrate, chất béo và lượng đạm có trong thức ăn. Nước và chất khoáng không sinh ra năng lượng; carbohydrate cho 3,7 (đường) đến 4,2 (tinh bột) kcal/g.
Protein cho 5,6 kcal/g, chất béo cho 9,4 kcal/g. Nếu biết trước thành phần thức ăn, ta có thể tính toán tương đối chính xác lượng năng lượng thô. Năng lượng tiêu hoá (DE): Năng lượng thô trong khẩu phần ăn trừ đi năng lượng thô bị đào thải qua phân sẽ cho năng lượng tiêu hoá (DE). Hơn nữa giá trị năng lượng tiêu hoá DE thường sẵn có ở các loại thức ăn thông dụng.
5 Năng lượng trao đổi (ME): ME là năng lượng tiêu hoá trừ đi năng lượng mất ở dạng khí và nước tiểu. Sự mất năng lượng dưới dạng khí (khí sinh ra trong bộ máy tiêu hóa của lợn) thường bằng khoảng 0,13% (Noblet và cs, 1989) [60], (Shi và Noblet, 1993) [67]. Nếu protein ở dạng kém chất lượng hay quá dư thừa trong thức ăn thì ME sẽ giảm vì các amino acid không được sử dụng cho quá trình tổng hợp protein sẽ bị dị hoá và được cơ thể sử dụng như nguồn năng lượng, còn nirtogen sẽ bị đào thải dưới dạng urê. Nếu lượng urê trong nước tiểu cũng tăng, làm năng lượng trao đổi của khẩu phần giảm.
Năng lượng trao đổi của khẩu phần cho lợn vỗ béo và lợn nái nuôi theo chế độ ăn hạn chế tăng lên vì tiêu hoá được cải thiện. Năng lượng thuần: NE là hiệu số giữa ME - số gia nhiệt (HI). Số gia nhiệt HI là tổng nhiệt lượng giải phóng cho sự tiêu tốn năng lượng trong quá trình tiêu hoá và trao đổi chất. Năng lượng thuần là năng lượng để lợn sử dụng cho nhu cầu duy trì (NEm) và sản xuất (NEp).
Những nhu cầu này thường được biểu thị trên cơ sở trọ211ng lượng trao đổi của cơ thể, trọng lượng này được quy ước là trọng lượng cơ thể luỹ thừa số mũ 0,75 BW0,75. Các báo cáo về năng lượng tiêu tốn cho tích luỹ mỡ (ME) thường từ 9,516,3 Mcal ME/kg (Tess và cs, 1984) [71]. Do đó năng lượng dùng cho tích lũy thịt nạc ít hơn nhiều so với tích luỹ mỡ. Nguồn năng lượng có được của vật nuôi chủ yếu từ: Đường và tinh bột: Tinh bột là nguồn năng lượng và carbohydrate chủ yếu trong phần lớn các khẩu phần của lợn.
Đối với độ tuổi từ dưới 2 - 3 tuần lợn con được cho ăn thức ăn có nhiều tinh bột sẽ không lớn nhanh bằng lợn được cho ăn khẩu phần có nhiều carbohydrate là glucose, lactose hay sacarose. Thêm vào đó bổ sung chất xơ vào khẩu phần của lợn sẽ làm giảm năng lượng tiêu hoá DE của khẩu phần. Khi lượng chất thô vượt quá 10 - 15% khẩu, lượng thức ăn ăn vào có thể sẽ bị giảm do độ choán quá nhiều hoặc tính ngon miệng của thức ăn thấp. Khẩu phần năng lượng thấp (chất xơ cao) sẽ cho tỉ lệ tăng trưởng tương đương với tỉ lệ tăng trưởng của lợn được ăn khẩu phần năng lượng cao trong giai đoạn nhiệt độ môi trường thấp, nhưng khẩu phần loại này thường làm giảm tỉ lệ tăng trưởng khi nhiệt độ môi trường cao.
6 Việc sử dụng chất xơ ở động vật dạ dày đơn khác nhiều và nó phụ thuộc chủ yếu vào nguồn gốc của chất xơ. Ngoài ra còn bị ảnh hưởng bởi các thành phần vật lí hoá học của khẩu phần, mức độ cho ăn, tuổi và trọng lượng cơ thể của động vật, sự thích ứng đối với nguồn chất xơ, sự khác biệt giữa các cá thể lợn. Các thành phần chất xơ được tiêu hoá rất kém trong ruột non và tạo cơ chất cho sự lên men trong ruột già. Các sản phẩm cuối cùng của sự lên men vi sinh vật trong ruột già là các acid béo bay hơi (VFA).
Sự đóng góp VFA cho lợn ước tính bằng khoảng 5 - 28% nhu cầu năng lượng duy trì, phụ thuộc vào mức độ và tần số cho ăn và tỉ lệ chất xơ trong khẩu phần. Chất béo: Đối với lợn choai - xuất chuồng (20 - 100kg) thì Pettirgew và Moser (1991) [61] chỉ rõ khi bổ sung chất béo vào khẩu phần, tăng trọng được cải thiện, thức ăn ăn vào giảm tỉ lệ tăng trọng, khi lượng thức ăn tăng thì độ dày mỡ lưng tăng. Nhìn chung việc thay thế năng lượng từ carbohydrate bằng chất béo trong khẩu phần cho lợn ở môi trường nhiệt độ trung bình sẽ cải thiện tăng trọng và giảm ME cần thiết cho mỗi đơn vị trọng lượng cơ thể tăng. Việc nuôi ở môi trường nhiệt độ cao, lượng ME ăn vào có thể tăng từ 0,2 - 0,6g cho mỗi 1% chất béo bổ sung vào khẩu phần.
Việc tăng thêm này là do lượng gia nhiệt của chất béo thấp hơn lượng gia nhiệt của carbohydrate (Stahly, 1984) [68]. Đối với lợn nhu cầu năng lượng cao hơn so với các gia súc khác rất cần năng lượng hơn các gia súc khác, nguyên nhân chính là do cấu tạo di truyền giống lợn tích luỹ mỡ cao. Dinh dưỡng protein Protein là hợp chất hữu cơ phức tạp có phân tử lượng lớn gồm 4 nguyên tố: cacbon, hydro, oxy và luôn có nitơ (còn gọi là azot hoặc đạm), ngoài ra còn có một vài nguyên tố khoáng như photpho (P), lưu huỳnh (S), kẽm (Zn). Cấu tạo nên phân tử protein là các axit amin, được trùng hợp bởi các mạch peptit.
Hiện nay, tiêu chuẩn của protein trong thức ăn lợn là protein thô hoặc protein tiêu hoá Lê Hồng Mận, 2003 [16]. Protein là cơ sở của sự sống, trong cơ thể protein là nguyên liệu tạo hình tế bào, các men sinh học, hormon, kháng thể, protein có tính chất đệm để duy trì độ 7 toan kiềm trong máu. Protein là chất dinh dưỡng quan trọng cho cơ thể, chiếm 1/5 cơ thể lợn. Protein của thức ăn sau đó được tiêu hoá, phân giải ra các axit amin, được tổng hợp thành các tế bào mô đặc trưng cho cơ thể sinh trưởng và phát triển.
Cơ thể không tự tổng hợp được protein từ gluxit, lipit và các sản phẩm trao đổi nitơ. Nguyên liệu để tổng hợp protein trong cơ thể chỉ có thể là protein và axit amin trong thức ăn. Vì vậy việc cung cấp cho khẩu phần với khối lượng và tỉ lệ chính xác sẽ giảm được tỉ lệ protein trong khẩu phần một cách thích hợp. Người ta đã phát hiện trên 150 axit amin khác nhau, nhưng để tạo thành protein chủ yếu có 22 axit amin tham gia (Từ Quang Hiển và cs 2004) [8].
Thành phần cấu tạo cơ bản của protein là axit amin, trong đó được phân ra làm hai loại; axit amin thiết yếu (axit amin không thay thế), và axit amin không thiết yếu (axit amin có thể thay thế). Để đảm bảo cho quá trình sinh trưởng, phát triển và sinh sản bình thường của gia súc, phải cung cấp đầy đủ và cân đối về số lượng, chất lượng protein và axit amin trong khẩu phần. Để tạo thành protein thuần càng nhiều có nghĩa là tạo ra protein tích luỹ hữu ích cho cơ thể càng nhiều, thì nguồn protein thô thức ăn cung cấp cho gia súc phải được cân đối đầy đủ tỉ lệ và chất lượng 10 axit amin thiết yếu để gia súc tiêu hoá, hấp thụ triệt để. Tuy nhiên vấn đề này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như tỷ lệ năng lượng/protein, tỷ lệ năng lượng/lysine và một số axit amin "giới hạn" khác, giống, nhiệt độ môi trường, tình trạng sức khỏe con vật (Lê Hồng Mận và cs 2003) [16].
Giá trị sinh học protein đầy đủ của thức ăn có ý nghĩa lớn đối với động vật dạ dày đơn (như lợn,.), còn đối với động vật dạ dày bốn túi (động vật nhai lại) chỉ cần protein thô đầy đủ trong thức ăn là đảm bảo đủ yêu cầu. Khi gia súc còn non, quá trình sinh trưởng gắn chặt với trao đổi protein trong cơ thể. Nó tuân theo một quy luật nhất định, con vật càng non trao đổi chất càng mạnh thì khả năng tích luỹ protein càng lớn, khi con vật trưởng thành thì khả năng tích luỹ protein càng giảm, hàm lượng protein cũng giảm theo. Gia súc càng lớn thì tổng lượng protein cung cấp cho chúng càng tăng.
Nếu tính theo 1 kg khối lượng cơ thể thì nhu cầu protein giảm theo sự tăng lên của khối lượng. Như vậy đối với gia 8 súc non càng cho ăn đầy đủ, cân đối protein bao nhiêu thì chúng càng lớn nhanh bấy nhiêu và càng rút ngắn thời gian sinh trưởng. Giai đoạn đầu nhu cầu protein cần đảm bảo 16,8 - 17,5%/kgTA, đến giai đoạn sau nhu cầu phát triển cơ xương giảm, vì vậy nhu cầu protein giảm 13 - 15%/kgTA (Nguyễn Thiện và cs 2005) [27]. Khi gia súc trưởng thành cho ăn nhiều protein là lãng phí.
Nếu cho con vật non ăn quá nhiều sẽ không làm tăng tốc độ sinh trưởng mà chỉ tăng quá trình oxy hoá, làm giảm tỉ lệ lợi dụng protein và hàm lượng urê trong nước tiểu cũng tăng lên gây ô nhiễm môi trường.