›

Luận án Xác định giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (MEN), tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng và các chất dinh dưỡng của một số loại thứ ăn và ứng dụng trong thiết lập khẩu phần nuôi gà thịt

pdf 161 trang yendo 3820
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Xác định giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (MEN), tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng và các chất dinh dưỡng của một số loại thứ ăn và ứng dụng trong thiết lập khẩu phần nuôi gà thịt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfluan_an_xac_dinh_gia_tri_nang_luong_trao_doi_co_hieu_chinh_n.pdf

Nội dung text: Luận án Xác định giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (MEN), tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng và các chất dinh dưỡng của một số loại thứ ăn và ứng dụng trong thiết lập khẩu phần nuôi gà thịt

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ HỒ LÊ QUỲNH CHÂU XAÏC ÂËNH GIAÏ TRË NÀNG LÆÅÜNG TRAO ÂÄØI COÏ HIÃÛU CHÈNH NITÅ (MEN), TÈ LÃÛ TIÃU HOÏA HÄÖI TRAÌNG CAÏC CHÁÚT DINH DÆÅÎNG CUÍA MÄÜT SÄÚ LOAÛI THÆÏC ÀN VAÌ ÆÏNG DUÛNG TRONG THIÃÚT LÁÛP KHÁØU PHÁÖN NUÄI GAÌ THËT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ - 2014
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ HỒ LÊ QUỲNH CHÂU XAÏC ÂËNH GIAÏ TRË NÀNG LÆÅÜNG TRAO ÂÄØI COÏ HIÃÛU CHÈNH NITÅ (MEN), TÈ LÃÛ TIÃU HOÏA HÄÖI TRAÌNG CAÏC CHÁÚT DINH DÆÅÎNG CUÍA MÄÜT SÄÚ LOAÛI THÆÏC ÀN VAÌ ÆÏNG DUÛNG TRONG THIÃÚT LÁÛP KHÁØU PHÁÖN NUÄI GAÌ THËT Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 62.62.01.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1.PGS. TS. Hồ Trung Thông 2.PGS. TS. Đàm Văn Tiện HUẾ - 2014
  3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, chưa được công bố bởi bất kỳ tác giả nào hay ở bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Hồ Lê Quỳnh Châu i
  4. LỜI CẢM ƠN Luận án Tiến sĩ này được thực hiện tại Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Hồ Trung Thông và PGS. TS. Đàm Văn Tiện. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy về định hướng khoa học, liên tục quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Tôi xin chân thành cám ơn GS. Velmurugu Ravindran và Th.S. Don Thomas (Viện Thú y, Khoa học động vật và Y sinh học, Đại học Massey, New Zealand) đã đóng góp ý kiến về phương pháp nghiên cứu và hỗ trợ nhiều tài liệu tham khảo. Lời cám ơn chân thành xin gửi đến PGS. TS. Vũ Chí Cương, PGS. Tanaka Ueru đã động viên và hỗ trợ tài chính cho nghiên cứu này. Xin chân thành cám ơn GS. Vũ Duy Giảng đã khích lệ hướng nghiên cứu và PGS. TS. Nguyễn Minh Hoàn đã giúp đỡ xây dựng phương trình hồi quy ước tính giá trị năng lượng trao đổi trong các loại thức ăn. Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm, các Thầy Cô giáo và các bạn đồng nghiệp trong Khoa Chăn nuôi – Thú y đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành chương trình nghiên cứu của mình. Xin gửi lời cám ơn đến các em sinh viên Chăn nuôi - Thú y, Sư phạm Kỹ thuật Nông lâm thực tập tốt nghiệp từ 2009 – 2012 và các học viên cao học (Thái Thị Thúy, Nguyễn Văn Hoàng, Trương Thị Hồng Nhân, Hoàng Trung Thành, Trần Thị Lan Hương và Diệp Thị Lệ Chi) đã tham gia, giúp đỡ tôi trong suốt 5 năm nghiên cứu. Cuối cùng là sự biết ơn tới Ba Mẹ, gia đình và những người bạn thân thiết vì đã liên tục động viên để duy trì nghị lực, sự cảm thông, chia sẻ về thời gian, sức khỏe và các khía cạnh của cuộc sống trong cả quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tác giả luận án Hồ Lê Quỳnh Châu ii
  5. MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ xi MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3 4. Những đóng góp mới của luận án 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Thực trạng của ngành chăn nuôi gà trên thế giới và ở Việt Nam 5 1.1.1. Tình hình sản xuất của ngành chăn nuôi gà 5 1.1.2. Các phương thức chăn nuôi 9 1.1.3. Hệ thống sản xuất giống 12 1.1.4. Thức ăn và dinh dưỡng cho gà 13 1.1.5. Tình hình chăm sóc và quản lý đàn gà 15 1.2. Các hệ thống biểu thị giá trị dinh dưỡng trong thức ăn cho gia cầm 16 1.2.1. Hệ thống giá trị chất dinh dưỡng tổng số 16 1.2.2. Hệ thống năng lượng 18 1.2.3. Hệ thống giá trị chất dinh dưỡng tiêu hóa 21 1.3. Phương pháp đánh giá giá trị năng lượng trao đổi và tỉ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng trong thức ăn cho gia cầm 24 1.3.1. Các phương pháp đánh giá giá trị năng lượng trao đổi trong thức ăn cho gia cầm 24 iii
  6. 1.3.2. Các phương pháp đánh giá tỉ lệ tiêu hóa 31 1.4. Ứng dụng các giá trị amino acid tiêu hóa trong thiết lập khẩu phần 44 1.5. Kết quả đánh giá giá trị MEN và tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng trong một số loại thức ăn cho gia cầm ở Việt Nam 45 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 2.1. Đối tượng nghiên cứu 46 2.2. Phương pháp nghiên cứu 47 2.2.1 Các nghiên cứu tiền đề 47 2.2.2. Các thí nghiệm chính 53 2.3. Xử lý thống kê 68 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 69 3.1. Thí nghiệm 1. Ảnh hưởng của phương pháp nghiên cứu (trực tiếp và gián tiếp) đến kết quả xác định giá trị MEN của thức ăn thí nghiệm 69 3.2. Thí nghiệm 2. Ảnh hưởng của độ tuổi gà đến kết quả xác định giá trị MEN của thức ăn thí nghiệm 74 3.3. Thí nghiệm 3. Xác định giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ và tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng tổng số trong các loại thức ăn cho gà 77 3.3.1. Giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ của các thức ăn thí nghiệm 77 3.3.2. Tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng tổng số của các thức ăn thí nghiệm 87 3.4. Thí nghiệm 4. Xác định tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của các amino acid trong các loại thức ăn cho gà 93 3.4.1. Hàm lượng amino acid nội sinh cơ bản 93 3.4.2. Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng amino acid trong các thức ăn thí nghiệm 94 3.5. Thí nghiệm 5. Kiểm tra kết quả xác định giá trị năng lượng trao đổi đối với một số thức ăn nguyên liệu bằng thí nghiệm sinh trưởng 99 3.6. Thí nghiệm 6. Xây dựng phương trình hồi quy ước tính giá trị năng lượng trao đổi của các thức ăn thí nghiệm và kiểm tra độ chính xác của phương trình 105 3.6.1. Các phương trình hồi quy ước tính giá trị năng lượng trao đổi trong thức ăn cho gà 105 3.6.2. Kiểm tra độ chính xác của phương trình hồi quy 109 iv
  7. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 115 1. Kết luận 115 2. Đề nghị 116 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 PHỤ LỤC v
  8. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Việt Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Anh tắt ADE Năng lượng tiêu hoá biểu kiến Apparent digestible energy ADF Xơ không hòa tan trong môi Acid detergent fiber trường acid AIA Khoáng không tan trong acid Acid insoluble ash AID Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến Apparent ileal digestibility AME Năng lượng trao đổi biểu kiến Apparent metabolizable energy AMEN hay Năng lượng trao đổi biểu kiến có Nitrogen-corrected apparent MEN hiệu chỉnh nitơ metabolizable energy AOAC Hiệp hội các nhà hóa phân tích Association of Official Analytical chính thống Chemists Ash Khoáng tổng số Total ash ATD Tỉ lệ tiêu hóa toàn phần biểu Apparent total tract digestibility kiến CF Xơ thô Crude fiber CP Protein thô/protein tổng số Crude protein cs. Cộng sự DCP Dicalcium phosphate DDGS Bã ngô Distillers dried grains with solubles DE Năng lượng tiêu hóa Digestible energy DM Vật chất khô Dry matter ĐVT Đơn vị tính EE Lipid thô/lipid tổng số Ether extract ELISA Xét nghiệm hấp thụ miễn dịch Enzyme Linked Immunosorbent liên kết với enzyme Assay FCR Hệ số chuyển hóa thức ăn Feed conversion ratio FE Năng lượng trong phân Fecal energy FEf Năng lượng phân có nguồn gốc Fecal energy of feed từ thức ăn GE Năng lượng thô/Năng lượng Gross energy tổng số HI Năng lượng nhiệt Heat increament vi
  9. Chữ viết Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Việt Chữ viết đầy đủ bằng tiếng Anh tắt KPĐC Khẩu phần đối chứng KPTN Khẩu phần thí nghiệm ME Năng lượng trao đổi Metabolizable energy NDF Xơ không hòa tan trong môi Neutral detergent fiber trường chất tẩy trung tính NE Năng lượng thuần Net energy NEg Năng lượng thuần cho sản xuất Net energy for growth NEl Năng lượng thuần cho tiết sữa Net energy for lactation NEm Năng lượng thuần cho duy trì Net energy for maintenance NfE Dẫn xuất không nitơ Nitrogen-free extractives NIRS Quang phổ cận hồng ngoại Near infrared reflectance spectroscopy NRC Hội đồng nghiên cứu quốc gia National Research Council NSP Polysaccharide phi tinh bột Non-starch polysaccharides NT Nguyên trạng OM Chất hữu cơ Organic matter PHILSAN Hội các nhà dinh dưỡng động Philippine Society of Animal vật Phillipines Nutritionists SE Sai số chuẩn Standard error SID Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng tiêu Standardised ileal digestibility chuẩn TB Trung bình tdt Trích dẫn theo TME Năng lượng trao đổi đúng True metabolizable energy UE Năng lượng trong nước tiểu Urinary energy UEe Năng lượng nước tiểu có nguồn Endogenous urinary energy gốc nội sinh UEf Năng lượng nước tiểu có nguồn Urinary energy of feed gốc từ thức ăn vii
  10. DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Sản lượng các loại thịt chính trên thế giới giai đoạn 2009-2013 5 Bảng 1.2. Tổng sản lượng thịt gà broiler thế giới từ 2009 đến tháng 4/2013 6 Bảng 1.3. Tổng sản lượng thịt gà tây thế giới giai đoạn 2008-2012 7 Bảng 1.4. Tổng sản lượng trứng gia cầm thế giới giai đoạn 2000-2010 7 Bảng 1.5. Số lượng đàn gia cầm và sản lượng thịt gia cầm ở Việt Nam giai đoạn 2000-2010 8 Bảng 2.1. Thành phần nguyên liệu và giá trị dinh dưỡng của khẩu phần 48 Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm 52 Bảng 2.3. Thành phần các chất dinh dưỡng tổng số trong các thức ăn thí nghiệm 53 Bảng 2.4. Thành phần nguyên liệu và giá trị dinh dưỡng của KPCS 55 Bảng 2.5. Hàm lượng amino acid tổng số trong các thức ăn thí nghiệm 61 Bảng 2.6. Thành phần nguyên liệu của các khẩu phần sử dụng trong thí nghiệm xác định tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến amino acid 62 Bảng 2.7. Thành phần nguyên liệu và giá trị dinh dưỡng của các nhóm khẩu phần thí nghiệm 65 Bảng 3.1. Kết quả xác định giá trị ME và MEN trong thức ăn bằng phương pháp trực tiếp 70 Bảng 3.2. Kết quả xác định giá trị ME và MEN trong thức ăn bằng phương pháp gián tiếp 70 Bảng 3.3. So sánh giá trị MEN được xác định bằng phương pháp trực tiếp và gián tiếp ở 2 giai đoạn tuổi 72 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của độ tuổi gà đến lượng nitơ tích lũy 74 Bảng 3.5. Giá trị năng lượng trao đổi trong thức ăn theo các độ tuổi của gà 75 Bảng 3.6. So sánh giá trị ME và MEN của khẩu phần thí nghiệm 75 Bảng 3.7. Giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (MEN) của ngô 78 Bảng 3.8. Giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (MEN) của cám gạo 79 viii
  11. Bảng 3.9. Giá trị MEN của bột sắn 81 Bảng 3.10. Giá trị MEN của đậu tương nguyên dầu 82 Bảng 3.11. Giá trị MEN của bột cá 84 Bảng 3.12. Giá trị MEN của các sản phẩm từ gạo và thức ăn phụ phẩm 85 Bảng 3.13. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong ngô 87 Bảng 3.14. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong cám gạo 88 Bảng 3.15. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong bột sắn 89 Bảng 3.16. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong đậu tương 90 Bảng 3.17. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong bột cá 91 Bảng 3.18. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong các sản phẩm từ gạo và thức ăn protein thực vật 92 Bảng 3.19. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong các phụ phẩm protein động vật 93 Bảng 3.20. Hàm lượng amino acid nội sinh cơ bản ở gà Lương Phượng 93 Bảng 3.21. Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến amino acid trong các thức ăn thí nghiệm 97 Bảng 3.22. Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn amino acid trong các thức ăn thí nghiệm 98 Bảng 3.23. Khối lượng cơ thể của gà thí nghiệm qua các tuần tuổi 100 Bảng 3.24. Tốc độ sinh trưởng tuyệt đối của gà thí nghiệm qua các tuần tuổi 101 Bảng 3.25. Tốc độ sinh trưởng tương đối của gà thí nghiệm qua các tuần tuổi 101 Bảng 3.26. Lượng thức ăn ăn vào của gà thí nghiệm qua các tuần tuổi 102 Bảng 3.27. Hiệu quả sử dụng thức ăn của gà thí nghiệm 102 Bảng 3.28. Chất lượng thịt xẻ của gà thí nghiệm 103 Bảng 3.30. Thành phần dinh dưỡng của thịt gà thí nghiệm (theo trạng thái tươi) 105 Bảng 3.31. Các phương trình hồi quy ước tính giá trị MEN dựa trên thành phần các chất dinh dưỡng tổng số 106 Bảng 3.32. Thành phần các chất dinh dưỡng tổng số trong 5 loại thức ăn kiểm chứng 109 ix
  12. Bảng 3.33. Kết quả xác định giá trị MEN trong 5 loại thức ăn kiểm chứng phương trình hồi quy bằng thí nghiệm in vivo 110 Bảng 3.34. Các phương trình hồi quy ước tính giá trị MEN trong thức ăn 111 x
  13. DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Trang Hình 1.1. Mối quan hệ giữa AME, TME và lượng ăn vào 20 Hình 1.2. Mối quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến và lượng amino acid ăn vào 23 Hình 1.3. Các phần amino acid khác nhau ở dịch hồi tràng 23 Sơ đồ 1.1. Cân bằng năng lượng ở gia cầm 21 xi
  14. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Chăn nuôi gà là ngành sản xuất nông nghiệp mang tính truyền thống lâu đời và chiếm vị trí quan trọng thứ hai trong toàn ngành chăn nuôi ở Việt Nam [119]. Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi gia cầm Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể. Tuy nhiên hiện nay, trong khi ngành chăn nuôi gia cầm thế giới đang phát triển mạnh, chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam vẫn đang đối mặt với nhiều khó khăn, thách thức [1], [240]. Một trong những vấn đề đáng quan tâm đối với ngành chăn nuôi ở nước ta là nguồn thức ăn nguyên liệu. Việt Nam phụ thuộc rất lớn vào nguồn thức ăn nhập khẩu. Trong thời gian tới, cùng với việc tăng sức tiêu thụ các sản phẩm gia cầm trên thế giới, nhu cầu về các loại thức ăn nguyên liệu chính như ngô, khô dầu đậu tương, bột thịt và bột cá cũng tăng cao [180]. Khoảng cách về nhu cầu và nguồn cung cấp trong thực tế sẽ ngày càng lớn [180]. Do đó, việc khai thác triệt để giá trị dinh dưỡng của thức ăn nguyên liệu, tận dụng các phụ phẩm ngành công nghiệp chế biến trong xây dựng khẩu phần nhằm giảm áp lực về nguồn cung cấp đối với ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi ngày càng trở nên quan trọng. Trước đây, việc xây dựng khẩu phần thường có xu hướng dư thừa chất dinh dưỡng do không chắc chắn về tính sẵn có của các chất dinh dưỡng (đặc biệt là các amino acid và phosphorus) hoặc nhu cầu dinh dưỡng [181]. Hiện nay, vấn đề này không còn được chấp nhận do việc xây dựng khẩu phần như vậy rất lãng phí và chất dinh dưỡng dư thừa được đào thải qua phân là nguồn gây ô nhiễm môi trường [181]. Việc xây dựng các khẩu phần đáp ứng vừa đủ nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng thức ăn [181]. Để xây dựng khẩu phần dinh dưỡng hợp lý, bên cạnh đánh giá nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi, việc đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn là rất cần thiết. Giá trị tiềm năng của một loại thức ăn có thể được xác định thông qua các phân tích hóa học. Tuy nhiên, theo McDonald và cs. (1998), giá trị dinh dưỡng thực của thức ăn đối với động vật chỉ có thể được xác định sau khi hiệu chỉnh các thất thoát xảy ra trong quá trình tiêu hóa, hấp thu và trao đổi chất (tdt [163]). Trong khi 1
  15. đó, các dữ liệu về giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn cho gia cầm ở Việt Nam đang được biểu thị ở dạng thành phần dinh dưỡng tổng số, giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn cũng chỉ là kết quả từ các công thức ước tính [6], [11]. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra sự sai lệch đáng kể về giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn xác định bằng phương pháp in vivo và phương pháp ước tính [5], [8]. Như vậy, có thể thấy rằng khả năng ứng dụng vào thực tiễn của cơ sở dữ liệu về giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia cầm ở nước ta hiện nay là rất thấp. Chính vì vậy, việc tiến hành các thí nghiệm in vivo nhằm đánh giá đúng giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn cho gia cầm ở nước ta là rất cần thiết nhằm xây dựng khẩu phần đáp ứng vừa đủ nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi, phục vụ tốt hơn cho quá trình sản xuất. Từ những lý do nêu trên, đề tài nghiên cứu “Xác định giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (MEN), tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng các chất dinh dưỡng của một số loại thức ăn và ứng dụng trong thiết lập khẩu phần nuôi gà thịt” đã được thực hiện. 2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Mục tiêu chung Bổ sung và cập nhật dữ liệu về năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ, tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng và tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng amino acid trong cơ sở dữ liệu thức ăn cho gia cầm ở Việt Nam từ đó góp phần gia tăng độ chính xác của dữ liệu và đưa cơ sở dữ liệu thức ăn của Việt Nam đến gần với thực tiễn sản xuất. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể (i) Đánh giá giá trị dinh dưỡng của 18 loại thức ăn cho gà (bao gồm ngô, cám gạo nguyên dầu, cám gạo trích ly, tấm gạo, gạo lứt, bột sắn, đậu tương nguyên dầu, khô dầu đậu tương, đậu tương thủy phân, DDGS, bột cá, khô dầu lạc, khô dầu dừa, khô dầu hạt cải, bột lông vũ, bột gia cầm thủy phân, bột thịt xương và bột đầu tôm) thông qua giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ và tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng. 2
  16. (ii) Xây dựng và xác định độ chính xác của các phương trình hồi quy ước tính giá trị MEN trong ngô, cám gạo nguyên dầu, bột sắn, bột cá và khô dầu đậu tương dựa trên mức độ các chất dinh dưỡng tổng số. 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Thí nghiệm được tiến hành trên gà Lương Phượng 35 ngày tuổi tại Phòng nghiên cứu gia cầm Phòng Nghiên cứu Gia cầm và Phòng Thí nghiệm Trung tâm thuộc Khoa Chăn nuôi - Thú y, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế từ năm 2008 đến 2013. Tổng cộng 39 mẫu thuộc 18 loại thức ăn thí nghiệm (ngô, cám gạo nguyên dầu, cám gạo trích ly, tấm gạo, gạo lứt, bột sắn, đậu tương nguyên dầu, khô dầu đậu tương, đậu tương thủy phân, DDGS, bột cá, khô dầu lạc, khô dầu dừa, khô dầu hạt cải, bột lông vũ, bột gia cầm thủy phân, bột thịt xương và bột đầu tôm) đã được sử dụng để đánh giá giá trị dinh dưỡng. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học Bổ sung dữ liệu về giá trị năng lượng trao đổi, tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng các chất dinh dưỡng và tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng tiêu chuẩn của các amino acid trong các loại thức ăn cho gà ở Việt Nam. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Cung cấp thông tin giúp các nhà sản xuất thức ăn gia cầm phối trộn khẩu phần một cách hợp lý, phục vụ tốt hơn cho quá trình sản xuất. - Giúp rút ngắn thời gian đánh giá giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ trong thức ăn thông qua sử dụng phương trình hồi quy. 4. Những đóng góp mới của luận án - Luận án là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam sử dụng khoáng không tan trong acid chlohydric (AIA) làm chất chỉ thị trong đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gà. - Đã đánh giá giá trị dinh dưỡng của 18 loại thức ăn phổ biến cho gà bằng thí nghiệm trên động vật trong chính điều kiện thực tế ở Việt Nam, bổ sung dữ liệu về 3
  17. giá trị dinh dưỡng trong thức ăn cho gà và góp phần đưa cơ sở dữ liệu thức ăn đến gần với thực tiễn sản xuất . - Đã xác định được 40 phương trình hồi quy ước tính giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (bao gồm 8 phương trình cho ngô, 12 phương trình cho cám gạo, 12 phương trình cho bột sắn, 2 phương trình cho bột cá và 6 phương trình cho khô dầu đậu tương) có độ chính xác cao (chênh lệch giữa giá trị MEN ước tính từ phương trình hồi quy so với giá trị in vivo từ -9,14% đến + 9,45%) từ thành phần các chất dinh dưỡng tổng số bằng kết quả của các thí nghiệm in vivo trong điều kiện thực tế ở Việt Nam. 4
  18. Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Thực trạng của ngành chăn nuôi gà trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.1. Tình hình sản xuất của ngành chăn nuôi gà 1.1.1.1. Tình hình sản xuất ngành chăn nuôi gà thế giới Chăn nuôi gia cầm cũng như thương mại các sản phẩm gia cầm trên thế giới phát triển mạnh trong những năm qua. Sản lượng thịt gia cầm tăng nhanh hơn sản lượng thịt bò và thịt lợn. Năm 2009, sản lượng thịt gà broiler thế giới đạt 73,6 triệu tấn; thịt lợn là 100,6 triệu tấn; thịt bò và thịt bê là 57,1 triệu tấn [240]. Đến tháng 4 năm 2013, sản lượng thịt gà broiler đã tăng lên 79% so với thịt lợn và 147% so với thịt bò và thịt bê. Từ năm 2009 đến 4/2013, sản lượng thịt gà thế giới tăng 14,9%; trong khi đó sản lượng thịt lợn, thịt bò và bê chỉ tăng lần lượt là 6,80% và 0,61% (bảng 1.1). Bảng 1.1. Sản lượng các loại thịt chính trên thế giới giai đoạn 2009-2013 (ĐVT: 1000 tấn) Năm Thịt gà broiler Thịt lợn Thịt bò và bê 2009 73.612 100.567 57.180 2010 77.893 102.968 57.303 2011 80.811 102.015 57.058 2012 82.774 105.519 57.257 4/2013 84.610 107.412 57.527 Thay đổi 2009/2013 14,9% 6,80% 0,61% Thịt gà được tính theo khối lượng thịt đã được sơ chế; Thịt lợn, thịt bò và thịt bê được tính theo khối lượng thịt xẻ (Nguồn: [240]) Đến tháng 4 năm 2013, sản lượng thịt gà broiler thế giới là 84,6 triệu tấn, tăng 1,1 triệu tấn so với sản lượng ước tính sẽ đạt vào tháng 10/2013, trong đó tăng trưởng chính ở 3 quốc gia là Mỹ, Thái Lan và Nga (bảng 1.2). Xuất khẩu thịt gà broiler thế giới đạt 10,3 triệu tấn, tăng 262 nghìn tấn so với dự báo, phần lớn là do sự đóng góp của Mỹ, Thổ Nhĩ Kì và Ukraina [240]. Tổng sản lượng thịt gia cầm của một số quốc gia và thế giới được trình bày ở bảng 1.2. 5
  19. Bảng 1.2. Tổng sản lượng thịt gà broiler thế giới từ 2009 đến tháng 4/2013 (ĐVT: triệu tấn) Quốc gia 2009 2010 2011 2012 10/2013* 4/2013 Mỹ 15.935 16.563 16.694 16.621 16.341 17.012 Trung Quốc 12.100 12.550 13.200 13.700 14.100 14.050 Brasil 11.023 12.312 12.863 12.645 13.005 12.835 EU-27 8.756 9.2029.320 9.510 9.580 9.550 Ấn Độ 2.550 2.6502.900 3.160 3.420 3.420 Mexico 2.781 2.822 2.906 2.958 2.950 2.975 Nga 2.060 2.3102.575 2.830 2.850 2.950 Argentina 1.500 1.680 1.770 1.936 2.022 2.022 Thổ Nhĩ Kì 1.250 1.430 1.614 1.687 1.700 1.700 Thái Lan 1.200 1.280 1.350 1.550 1.450 1.560 Indonesia 1.409 1.465 1.515 1.540 1.550 1.550 Khác 13.048 13.629 14.104 14.637 14.575 14.986 Tổng 73.612 77.893 80.811 82.774 83.543 84.610 *: dự báo (Nguồn: [240]) Tổng sản lượng thịt gà tây của thế giới chỉ chiếm khoảng 6,6% so với tổng sản lượng thịt gà broiler. Theo thống kê của USDA (2013), tổng sản lượng thịt gà tây của thế giới năm 2012 là 5.498 triệu tấn. Phần lớn thịt gà tây được sản xuất ở các nước Mỹ (2.675 triệu tấn), EU-27 (2.020 triệu tấn), Brasil (510 triệu tấn) [240] (bảng 1.3). Sản lượng thịt gà tây nhập khẩu cao nhất là ở Mexico với 170 triệu tấn vào năm 2012, chiếm 46,96% tổng sản lượng thịt gà tây xuất khẩu thế giới. Trong khi đó, Mỹ đứng đầu về xuất khẩu thịt gà tây với tổng lượng xuất khẩu là 336 triệu tấn vào năm 2012, chiếm 50,37% tổng lượng thịt gà tây xuất khẩu của thế giới [240]. Về sản lượng trứng gia cầm, từ năm 2000 đến 2010, sản lượng trứng gia cầm thế giới tăng 2,5% mỗi năm, từ 51 triệu tấn đến 63,8 triệu tấn (bảng 1.4). Tốc độ tăng trưởng hằng năm về sản lượng trứng gia cầm khác nhau theo từng khu vực. Tốc độ tăng trưởng về sản xuất trứng gia cầm ở châu Phi vào khoảng 4,7% mỗi năm; ở châu Á là 2,9%/năm; ở châu Mỹ là 2,3%. Sản lượng trứng gia cầm của châu Đại Dương chiếm tỉ lệ thấp nhất so với các khu vực khác trên thế giới, tốc độ tăng trưởng giai đoạn 2000-2010 là 5,0%/năm. Ở châu Âu, tốc độ tăng trưởng về sản lượng trứng gia cầm là thấp nhất (1,1%/năm). 6
  20. Bảng 1.3. Tổng sản lượng thịt gà tây thế giới giai đoạn 2008-2012 (ĐVT: triệu tấn) Quốc gia 2008 2009 2010 2011 2012 Tổng sản lượng Mỹ 2.796 2.535 2.527 2.592 2.675 EU-27 1.830 1.795 1.946 1.950 2.020 Brazil 465 466 485 489 510 Canada 180 167 159 160 165 Nga 39 31 70 90 100 Mexico 15 11 11 13 14 Nam Phi 7 8 8 8 8 Trung Quốc 5 5 6 6 6 Tổng 5.337 5.018 5.212 5.308 5.498 (Nguồn: [240]) Bảng 1.4. Tổng sản lượng trứng gia cầm thế giới giai đoạn 2000-2010 (ĐVT: triệu tấn) Khu vực 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Châu Phi 1,9 2,2 2,4 2,5 2,6 2,6 2,8 Châu Mỹ 10,4 11,7 12,3 12,3 12,5 12,6 12,8 Châu Á 29,0 32,6 33,0 34,5 36,2 37,2 37,4 Châu Âu 9,5 9,9 10,1 10,0 10,2 10,3 10,5 Châu Đại Dương 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 Thế giới 51,0 56,6 57,9 59,6 61,8 62,8 63,8 (Nguồn: [61]) 1.1.1.2. Tình hình chăn nuôi gà ở Việt Nam Với đặc thù là một nước đang phát triển, kinh tế đang ngày càng phát triển, ngành chăn nuôi gia cầm cũng đóng góp một phần không nhỏ vào tổng thu nhập quốc dân ở Việt Nam. Sau hơn 20 năm đổi mới, ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi gia cầm nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể. Từ chỗ chăn nuôi nhỏ lẻ ở nông hộ sang trang trại quy mô lớn, chất lượng con giống và thức ăn cũng tốt hơn nhiều do đó đã mang lại hiệu quả tương đối cao. Trong những năm gần đây, số lượng đàn gia cầm của nước ta ngày càng tăng (196,1 - 286,8 triệu con từ 2000-2010) [61]. Tốc độ tăng đàn trung bình từ năm 2000 - 2003 là 9,94%/năm (bảng 1.5). Giai đoạn 2004-2008, 7
  21. tổng đàn gia cầm ở nước ta giảm xuống so với năm 2003 do tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp và ảnh hưởng của dịch cúm gia cầm. Số liệu thống kê ở bảng 1.5 cho thấy từ năm 2007 đến 2010, số lượng đàn gia cầm lại tăng lên nhanh chóng từ 226,0 triệu con năm 2007 đến 286,8 triệu con vào năm 2010, tốc độ tăng trưởng đạt 7,2% so với cùng kỳ năm 2009. Bên cạnh đó, số lượng các loại sản phẩm mà ngành gia cầm mang lại cũng chiếm vị trí không nhỏ (bảng 1.5). Bảng 1.5. Số lượng đàn gia cầm và sản lượng thịt gia cầm ở Việt Nam giai đoạn 2000-2010 Số lượng gia cầm Sản lượng thịt gia cầm Trứng gia cầm Năm (triệu con) hơi giết bán (nghìn tấn) (nghìn tấn) 2000 196,1 292,9 185,4 2001 218,1 308,0 200,5 2002 233,3 338,4 226,5 2003 254,6 372,7 242,6 2004 218,2 316,4 197,0 2005 219,9 321,9 188,0 2006 214,6 344,4 198,5 2007 226,0 358,8 223,0 2008 248,3 448,2 247,0 2009 280,2 518,3 390,0 2010 286,8 531,4 326,1 (Nguồn: [61]) Theo Tổng cục Thống kê (2012), năm 2011 tổng đàn gia cầm cả nước là 322,569 triệu con [10]. Sự phân bố của đàn gia cầm là không đồng đều giữa các vùng. Đàn gia cầm chủ yếu tập trung ở vùng đồng bằng sông Hồng (83,165 triệu con); tiếp theo là Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung (68,726 triệu con), đồng bằng sông Cửu Long (66,361 triệu con), Trung du và miền núi phía Bắc (65,927 triệu con), vùng Đông Nam Bộ (24,121 triệu con) và Tây Nguyên (14,248 triệu con) [10]. Thời điểm 01/10/2012 đàn gia cầm có 308,5 triệu con, bằng 95,63% so với 01/10/2011, trong đó đàn gà có 223,7 triệu con, giảm 3,85% [10]. Nguyên nhân của việc giảm đàn gia cầm chủ yếu là do giá bán thấp trong khi chi phí đầu vào luôn ở mức cao, và lượng gia cầm nhập vào Việt Nam theo đường chính ngạch và tiểu ngạch với giá bán thấp hơn so với giá trong nước. Mặc dù 8
  22. đàn gia cầm giảm, sản lượng thịt gia cầm hơi giết bán vào năm 2012 tăng 4,8% so với cùng kỳ năm trước [10]. Trong 6 tháng đầu năm 2013, ngành chăn nuôi gà ở Việt Nam gặp nhiều khó khăn, giá gà sống tại các trang trại chăn nuôi giảm mạnh [1]. Nguyên nhân của việc giảm giá này là nguồn cung tăng mạnh trong khi sức tiêu thụ giảm, gia cầm nhập lậu vào Việt Nam được bán với giá rất thấp, và thông tin dịch cúm A/H7N9 đe dọa [1] khiến phần lớn người tiêu dùng không dám mua thịt gia cầm. Đến năm 2015, các sản phẩm thịt lợn, thịt gà, trứng ở nước ta sẽ không được bảo hộ thuế, chính sách trợ cấp trong cam kết tham gia khu vực mậu dịch tự do ASEAN (AFTA) [43]. Khi chính sách bảo hộ bị dỡ bỏ, sản phẩm thịt lợn, thịt gà, trứng của Thái Lan, Indonesia hay Malaysia có thể xuất khẩu tự do vào thị trường Việt Nam mà không qua bất cứ rào cản nào. Với thực trạng con giống, công nghệ, quy mô đàn, giá thành như hiện nay, chắc chắn sản phẩm chăn nuôi trong nước khó cạnh tranh với các nước trong khu vực. Ngay cả khi bỏ qua cạnh tranh đến từ AFTA, nhiều năm trở lại đây ngành chăn nuôi trong nước cũng đã phải đối mặt sức ép rất lớn từ sản phẩm nhập khẩu ngoài khu vực như Mỹ, Brazil, EU [238], [239]. Chính vì vậy, ngành chăn nuôi gia cầm nói chung hay chăn nuôi gà nói riêng sẽ còn gặp nhiều thách thức trong thời gian tới. Tuy vậy, trong thời gian gần đây, ngành chăn nuôi đang có dấu hiệu phục hồi. Giá bán sản phẩm tăng kết hợp với thời gian quay vòng ngắn đã kích thích nhiều hộ chăn nuôi trước đây bỏ trống chuồng bắt đầu chăn nuôi trở lại. Theo dự báo của USDA (2012), tổng lượng thịt gia cầm (bao gồm gà thịt và gà tây) tiêu thụ ở Việt Nam giai đoạn 2012-2021 sẽ tăng 37% [239]. Tổng sản lượng thịt gia cầm sẽ tăng 27%. Trong khi đó tổng lượng thịt gia cầm nhập khẩu vào Việt Nam sẽ tăng khoảng 49% [239]. 1.1.2. Các phương thức chăn nuôi Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới được chia thành ba hình thức cơ bản, đó là (1) chăn nuôi thâm canh công nghiệp, (2) chăn nuôi bán thâm canh, (3) chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và quảng canh [59]. Hiện nay ở Việt Nam đang tồn tại cả 3 phương thức chăn nuôi gà nói trên [60]. Ngành gia cầm chăn thả nhỏ lẻ chiếm 2/3 sản lượng và 1/2 thị trường trực tiếp và có tầm quan trọng rất lớn trong chiến lược sinh kế của người dân nông thôn [2]. 9
  23. 1.1.2.1. Phương thức chăn nuôi quảng canh Đây là phương thức chăn nuôi có từ lâu đời và vẫn tồn tại phát triển ở hầu khắp vùng nông thôn Việt Nam [60]. Mỗi hộ chăn nuôi có khoảng 50 con gà, chủ yếu là các giống địa phương [49], [236]. Giống gà chủ yếu được nuôi trong hình thức này là gà Ri, có khối lượng trung bình 1,2-1,6 kg lúc 6 tháng tuổi, sản lượng trứng là 45-60 quả/mái/năm [236]. Gà tự ấp và nuôi con; tuy nhiên, đôi khi gà con cũng được mua từ các chợ địa phương để bổ sung vào đàn [236]. Đặc điểm của phương thức chăn nuôi này là chi phí đầu vào và đầu ra thấp [236]. Đàn gia cầm được thả rông trong sân hoặc vườn, tự tìm kiếm thức ăn và tận dụng phụ phẩm nông nghiệp, rác thải nhà bếp [49], [236]. Lượng thức ăn sử dụng để nuôi gà không tập trung vào hiệu quả sản xuất mà phụ thuộc vào các loại thức ăn hạt sẵn có và nhu cầu ăn của gia cầm [60], [236]. Thông thường, gia cầm được thả và cho ăn vào buổi sáng, cho ăn lại vào buổi tối và nhốt trong chuồng suốt đêm [60], [236]. Chuồng trại sử dụng trong hệ thống nuôi này có kết cấu đơn giản, vườn thả không có hàng rào bao che [119], [236]. Thời gian nuôi kéo dài [49]. Mặt khác, do ít có sự đầu tư về lao động và tài chính, nguồn thu nhập từ hình thức chăn nuôi gia cầm này chỉ được xem là nguồn thu phụ trong hộ gia đình [236]. Do thả tự do, môi trường chăn nuôi không đảm bảo vệ sinh dịch tễ khiến đàn gà dễ mắc bệnh, dễ chết nóng, chết rét, tỉ lệ nuôi sống thấp, hiệu quả kinh tế không cao [236]. Tuy vậy, phương thức chăn nuôi này có những ưu điểm nhất định như phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế của hộ nông dân; cung cấp thức ăn động vật cho người dân nông thôn và góp phần giảm suy dinh dưỡng cộng đồng; thỏa mãn nhu cầu văn hóa tâm linh của Việt Nam [151]. Mặc dù chưa đạt năng suất cao và hiệu quả kinh tế thu được chưa lớn, song hầu hết số hộ lao động nông nghiệp thường áp dụng phương thức chăn nuôi này [49]. 1.1.2.2. Phương thức chăn nuôi bán thâm canh Đây là phương thức chăn nuôi có sự kết hợp những kinh nghiệm chăn nuôi truyền thống và kỹ thuật nuôi dưỡng tiên tiến [236]. Điều đó có nghĩa là chế độ dinh dưỡng và quá trình phòng bệnh cho đàn gà đã được coi trọng hơn [236]. Mục tiêu của chăn nuôi mang đậm tính sản xuất hàng hóa, chứ không thuần túy là sản xuất tự 10
  24. cung tự cấp [100]. Gà được nuôi từng lứa, mỗi lứa từ 200 – 500 con hoặc có khi lên đến 1.000 con [119]. Các trang trại khác nhau về quy mô, đầu tư kỹ thuật và sự nối kết với thị trường [49]. Bên cạnh các nguồn thức ăn sẵn có, đàn gà cũng có thể được nuôi bằng thức ăn công nghiệp [236]. Trong phương thức chăn nuôi bán thâm canh, tỉ lệ nuôi sống và hiệu quả chăn nuôi cao; thời gian nuôi rút ngắn, vòng quay vốn nhanh hơn so với chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ [119], [236]. Từ năm 1990, một số trang trại vùng ven đô thị ở Việt Nam đã dịch chuyển từ chăn nuôi quảng canh sang chăn nuôi bán thâm canh [60]. Những năm gần đây phương thức chăn nuôi này đã và đang được áp dụng rộng rãi tại các vùng đồng bằng, trung du, ven đô thị trong các nông hộ có điều kiện về vốn và diện tích vườn tương đối lớn [119]. Hàng ngàn trang trại đã được xây dựng với quy mô chăn nuôi từ 500 – 2.000 con/lứa và số lứa nuôi trong năm trung bình từ 1-3 lứa [119]. Các giống gà lông màu nhập nội như Tam Hoàng, Lương Phượng, Kabir, gà lai đang được sử dụng nhiều cho phương thức chăn nuôi này [49], [119]. 1.1.2.3. Phương thức chăn nuôi thâm canh công nghiệp Chăn nuôi thâm canh công nghiệp bắt đầu chính thức hình thành ở nước ta từ năm 1974 [119]. Tuy nhiên, nó chỉ thực sự đi vào phát triển trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây [35]. Đặc điểm của phương thức chăn nuôi thâm canh công nghiệp là vốn đầu tư cao, quản lý tốt và thời gian nuôi ngắn, gà được nuôi nhốt với quy mô đàn từ hơn 2.000 – 1000.000 con [35], [60]. Hệ thống chuồng trại được kiểm soát bán tự động hoặc tự động trong việc cung cấp thức ăn, nước uống; kiểm soát độ ẩm, hệ thống thông gió, chiếu sáng và quản lý chất thải [35]. Điểm đáng chú ý trong phương thức nuôi gà thâm canh công nghiệp ở Việt Nam là hệ thống sản xuất giống các cấp không đồng bộ, các doanh nghiệp nhà nước và các công ty nước ngoài chỉ tập trung nhập khẩu trứng hoặc con giống thương phẩm 1 ngày tuổi từ đàn bố mẹ ở nước ngoài [119]. Việc đầu tư xây dựng và sản xuất giống ông bà ít được quan tâm, trung bình nước ta phải nhập 1.000.000 con gà giống bố mẹ và 4.000 – 5.000 con gà giống ông bà mỗi năm để sản xuất gà thương phẩm [60]. Nhìn chung, chăn nuôi gà theo phương thức thâm canh công nghiệp ở nước ta vẫn còn trong tình trạng thấp kém cả về trình độ công nghệ và năng suất chăn nuôi so với các nước trong khu vực và trên thế giới [119]. 11
  25. 1.1.3. Hệ thống sản xuất giống 1.1.3.1. Hệ thống nhân giống Công tác giống của các quốc gia đều được tổ chức theo sơ đồ hình tháp, bao gồm: đỉnh tháp với số lượng vật nuôi ít nhất là đàn hạt nhân, giữa tháp với số lượng vật nuôi lớn hơn là đàn nhân giống, đáy tháp với số lượng vật nuôi đông nhất là đàn thương phẩm [149]. Trong sản xuất chăn nuôi hiện nay tồn tại hai hệ thống có tên là hạt nhân khép kín và hạt nhân mở [80], [85]. Trong hệ thống hạt nhân khép kín, chỉ có một chiều chuyển dịch gen từ đỉnh tháp xuống đáy tháp [80], [85]. Trong hệ thống nhân giống hạt nhân mở, dòng dịch chuyển gen còn có thể di chuyển từ lớp thấp hơn lên lớp cao hơn [80], [85]. So với hệ thống hạt nhân khép kín, hệ thống hạt nhân mở đạt được tiến bộ di truyền nhanh hơn, giảm được khả năng giao phối cận huyết [198]. 1.1.3.2. Hệ thống sản xuất con lai Các hệ thống sản xuất con lai cũng được tổ chức theo hệ thống sơ đồ hình tháp nhằm thực hiện các công thức lai giữa nhiều dòng, giống khác nhau. Hệ thống sản xuất con lai được tổ chức như sau [120]: - Đàn cụ-kỵ: nhân các dòng, giống thuần. - Đàn ông-bà: lai giữa hai dòng, giống thuần với nhau tạo ra đời ông bà. - Đàn bố-mẹ: lai giữa hai đàn bố-mẹ tạo ra đời con là con lai giữa 3 hoặc 4 dòng giống khác nhau. - Đàn thương phẩm: các con lai giữa 3 hoặc 4 dòng giống khác nhau được nuôi để sản xuất sản phẩm cuối cùng (thịt, trứng hoặc sữa). Hệ thống sản xuất này kết hợp giữa chọn lọc ở các dòng giống thuần với lai giống ở các đời lai tiếp theo. 1.1.3.3. Các giống gà ở Việt Nam Các giống gà nội Việt Nam có nhiều giống gà nội được chọn lọc thuần hóa từ lâu đời, chẳng hạn như gà Ri, gà Mía, gà Đông Tảo, gà Tàu Vàng [60]. Ngoài ra, Việt Nam còn sở hữu 28 giống gà địa phương với các đặc điểm di truyền khác nhau [60]. Nhiều giống gà đang được bảo tồn và phát triển, chẳng hạn như gà Ác, gà H’Mông (Tieu 12
  26. và cs., 2008 tdt [60]). Một số giống quý chỉ tồn tại ở một số địa bàn rất hẹp như gà Hồ, gà Đông Tảo, gà Mía [60]. Các giống gia cầm địa phương có chất lượng thịt cao, dễ nuôi nhưng tốc độ sinh trưởng rất chậm (1,3 – 1,5 kg/con với thời gian nuôi là 90 ngày), sản lượng trứng thấp (70 - 100 quả/mái/năm) [235]. Do năng suất thấp, các giống gà nội chủ yếu được nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ theo phương thức quảng canh [49]. Vì vậy, việc sản xuất và cung cấp con giống do các hộ gia đình chăn nuôi thực hiện theo hình thức tự sản xuất, tự tiêu thụ tại địa phương [236]. Các giống gà nhập nội Từ năm 1990, một số nông hộ đã chuyển từ phương thức chăn nuôi quảng canh sang sang phương thức chăn nuôi bán thâm canh [60]. Nhiều giống gà phù hợp với loại hình trang trại nhỏ đã được nhập khẩu và phát triển như gà Tam Hoàng, Lương Phượng, Kabir, Sasso, ISA Colour [235]. Một số nghiên cứu về các giống gà này đã cho thấy chúng có khả năng thích nghi tốt và đã được phát triển ở Việt Nam [3]. Sử dụng các nguồn thông tin di truyền, nhiều con lai từ 2 hoặc 3 giống đã được thử nghiệm và phát triển [60]. Khả năng sinh trưởng của con lai giữa giống nội địa và giống ngoại nhập tương tự như khả năng sinh trưởng trung bình của giống bố mẹ, tuy nhiên chúng có ưu điểm là dễ chăm sóc và cho chất lượng thịt tốt hơn [60]. Ngoài ra, nhiều giống gà có sức sản xuất cao cũng đã được nhập khẩu vào Việt Nam phục vụ cho hệ thống chăn nuôi thâm canh, chẳng hạn như các giống gà chuyên thịt Arbor Acress (Pháp); Ross 208, 308 và 508 (Vương Quốc Anh); Avian (Thái Lan); Lohman (Đức); Cobb, Hubbard (Mỹ); và các giống gà chuyên trứng như Leghorn (Cuba); Goldline 54, Hisex Brown (Hà Lan); Brown Nick, Hyline (Mỹ); ISA Brown (Pháp) [60], [235]. Tuy nhiên, do sự khác biệt về khí hậu, điều kiện chăn nuôi nghèo nàn và thức ăn chất lượng thấp, năng suất của các giống nhập nội khi đưa vào sản xuất ở Việt Nam chỉ đạt khoảng 90% so với năng suất chuẩn của giống [60]. 1.1.4. Thức ăn và dinh dưỡng cho gà 1.1.4.1. Thức ăn và dinh dưỡng trong hệ thống chăn nuôi quảng canh Trong hệ thống chăn nuôi quảng canh, gia cầm được cho ăn bằng các loại thức ăn hạt và phụ phẩm nông nghiệp như ngô, sắn khô, khoai lang khô, tấm gạo và 13
  27. cám gạo [49], [60]. Rác thải nhà bếp cũng là một trong những nguồn thức ăn cho gia cầm trong hệ thống chăn nuôi này [60], [236]. Mức độ cung cấp thức ăn bổ sung cho gia cầm ở loại hình nuôi này phụ thuộc vào tầm quan trọng của sản xuất chăn nuôi đối với hộ gia đình hay tính sẵn có của các nguồn phụ phẩm [60], [236]. Trong hệ thống chăn nuôi quảng canh, không có tiêu chuẩn về cho ăn và chăm sóc [60]. Gia cầm không bao giờ được cho ăn theo nhu cầu dinh dưỡng, do đó sức sản xuất của gia cầm trong hệ thống chăn nuôi này thường thấp [60]. Để thu được hiệu quả sản xuất cao, nông dân được khuyến khích sử dụng thức ăn đậm đặc trộn với một lượng ngô hoặc cám gạo thích hợp [60]. Tuy nhiên, giá thức ăn trộn theo công thức này thường đắt do phải sử dụng bột cá hoặc khô dầu đậu tương, vì vậy chỉ một số ít nông dân có thể thực sự trộn thức ăn theo tỉ lệ đúng [60]. 1.1.4.2. Thức ăn và dinh dưỡng trong hệ thống bán thâm canh Trong hệ thống chăn nuôi bán thâm canh, tất cả chất dinh dưỡng gia cầm cần đều được cung cấp trong thức ăn, thường ở dạng thức ăn cân bằng dinh dưỡng mua từ các công ty thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, do giá thành của thức ăn công nghiệp thường cao, các hộ chăn nuôi sử dụng các thức ăn sẵn có hoặc trộn thức ăn công nghiệp đậm đặc với các thức ăn sẵn có [180]. Ngoài ra, các hộ chăn nuôi cũng có thể tự trộn thức ăn tại chỗ để nuôi gà [180]. Tuy nhiên, do nhiều vấn đề như giá thành cao của thức ăn nguyên liệu (đặc biệt là thức ăn giàu protein) và các thức ăn bổ sung [60] nên rất khó để có được khẩu phần có cân bằng dinh dưỡng tốt cho gà trong hệ thống chăn nuôi này. 1.1.4.3. Thức ăn và dinh dưỡng trong hệ thống chăn nuôi thâm canh Trong hệ thống chăn nuôi thâm canh công nghiệp, gà được nuôi bằng thức ăn công nghiệp cân bằng tốt về dinh dưỡng. Thức ăn công nghiệp được xây dựng đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng theo các giai đoạn tuổi, hướng sản xuất của vật nuôi [181]. Việc xây dựng các công thức thức ăn được thực hiện dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của các nhóm gia cầm khác nhau đã được công bố ([160], [174]) và giá trị dinh dưỡng của các thức ăn nguyên liệu (chủ yếu là ngô, khô dầu đậu tương, bột thịt và bột cá). Các premix vitamin, vi khoáng; các nguồn cung cấp Ca, P; các amino acid công nghiệp cũng được sử dụng để cân đối chất dinh dưỡng trong các khẩu phần. 14
  28. Ngoài ra, các chất bảo quản, chất chống mốc, một số loại thuốc phòng bệnh, cũng được bổ sung vào trong thức ăn. 1.1.5. Tình hình chăm sóc và quản lý đàn gà Mục đích của việc quản lý là cung cấp những điều kiện đảm bảo cho sinh trưởng tối ưu của gia cầm [23]. Việc quản lý gia cầm liên quan đến kiểm soát tình hình sức khỏe đàn gia cầm; đảm bảo chuồng trại được duy trì phù hợp cho các điều kiện ấp nở, nuôi con, sinh trưởng và đẻ trứng; đảm bảo việc tiêm phòng vaccine theo khuyến cáo và chương trình cho ăn phù hợp [81]. Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển, điều kiện hạn chế về chuồng trại, thức ăn, tiêm phòng vaccine, con người là những nguyên nhân gây khó khăn cho công tác quản lý đàn gia cầm [81]. Ở Việt Nam, việc quản lý sức khỏe đàn gia cầm còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là trong hệ thống chăn nuôi quảng canh. Người nông dân đã trở nên quen với các nguy cơ dịch bệnh và khí hậu, họ ít chú ý đến việc phòng ngừa và xử lý những những mối đe dọa này [60]. Trong phương thức chăn nuôi này, nhiều loài (gà, vịt, vịt xiêm) và nhiều giống ở các độ tuổi khác nhau được nuôi cùng trong một đàn; vì vậy, việc tiêm phòng vaccine cho tất cả cá thể là rất khó khăn [60]. Các loại vaccine được đóng chai ở quy cách 1.000 liều/chai đã đưa giá vaccine lên cao là một trong những nguyên nhân gây khó khăn cho việc tiêm phòng ở quy mô chăn nuôi quảng canh [60]. Người nông dân khó biết được tình hình của đàn gà khi mà đàn gia cầm được thả rông cả ngày và chỉ được nhốt lại vào ban đêm [60]. Tỉ lệ đàn gà nuôi chăn thả tự do được tiêm phòng trong nông hộ chỉ đạt khoảng 30 - 40% tổng đàn [60]. Tình hình sức khỏe đàn gia cầm trong hệ thống chăn nuôi bán thâm canh được nông dân quan tâm hơn so với trong hệ thống chăn nuôi quảng canh [60]. Gà broiler được tiêm vaccine phòng bệnh Newcastle, đậu gà, Gumboro, Gà giống được tiêm phòng bệnh Marek, Gumboro và các loại bệnh khác trước giai đoạn đẻ trứng [60]. Đối với hệ thống chăn nuôi thâm canh công nghiệp, với sự đầu tư lớn về kinh tế và kỹ thuật, dịch bệnh trong các trại gia cầm được quản lý theo quy trình nghiêm ngặt cho mỗi loại gia cầm [60]. 15
  29. 1.2. Các hệ thống biểu thị giá trị dinh dưỡng trong thức ăn cho gia cầm 1.2.1. Hệ thống giá trị chất dinh dưỡng tổng số Hệ thống phổ biến nhất được sử dụng để đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn là hệ thống Weende hay phân tích gần đúng do Henneberg và Stohmann thiết lập vào giữa thế kỉ 19 tại Trạm thí nghiệm Weende, Đức [83], [140]. Hệ thống phân tích này chia thức ăn thành 6 nhóm: độ ẩm, khoáng, protein tổng số, lipid tổng số, xơ thô và dẫn xuất không nitơ [140]. Trong đó hàm lượng độ ẩm, khoáng, protein tổng số, lipid tổng số, xơ thô được xác định bằng các phương pháp phân tích [83]. Hàm lượng ẩm được xác định là lượng mất đi khi sấy mẫu ở nhiệt độ cao (100oC, 105oC hay 130oC), sấy chân không ở 60oC, đông khô, sấy trong lò vi sóng hay chưng cất Dean-Stark đến khi có khối lượng không đổi [18], [83], [140]. Hàm lượng khoáng tổng số được xác định bằng cách nung mẫu ở 550oC – 600oC cho đến khi loại hết carbon [18], [140]. Phần còn lại sau khi nung chứa các thành phần vô cơ trong thức ăn. Tuy nhiên, phần khoáng này có thể chứa các chất có nguồn gốc hữu cơ như sulphur và phosphorus trong protein, và một số chất có thể bị bay hơi trong quá trình khoáng hóa như sodium, chloride, potassium, phosphorus và sulphur [140]. Chính vì vậy, hàm lượng khoáng không thật sự đại diện trọn vẹn cho các thành phần vô cơ trong thức ăn cả về mặt số lượng và chất lượng [140]. Trong hệ thống Weende, hàm lượng protein tổng số được tính toán từ hàm lượng nitơ trong thức ăn [83]. Lượng nitơ này được xác định bằng phương pháp Kjeldahl từ hơn 100 năm nay [140]. Trong phương pháp này, các chất hữu cơ bị phân giải bởi acid sulphuric đậm đặc để chuyển toàn bộ nitơ trong thức ăn (trừ nitơ ở dạng nitrate và nitrite) thành ammonia ở dạng sulphate [83], [140]. Hỗn hợp chất xúc tác (gồm K2SO4 và thủy ngân hoặc đồng hoặc selen) được sử dụng để tăng điểm sôi của acid [83]. Ammonia được giải phóng nhờ NaOH và được thu trong dung dịch acid chuẩn [140]. Lượng nitơ thu lại được xác định bằng cách chuẩn độ hoặc bằng phương pháp so màu tự động [83], [140]. Ngoài ra, hàm lượng nitơ trong thức ăn cũng có thể được xác định bằng các phương pháp khác, chẳng hạn như phương pháp Dumas hoặc NIRS [83]. Với giả thiết rằng nitơ chiếm 16% trong protein, protein tổng số được tính bằng cách nhân hàm lượng nitơ với hệ số 6,25 16
  30. [83], [140]. Tuy nhiên, đây không phải là protein thực vì phương pháp này định lượng nitơ từ các nguồn khác nhau, bao gồm protein, các amino acid tự do, các amine và nucleic acid [140]. Lipid tổng số được xác định bằng cách chiết xuất mẫu trong dung môi hữu cơ (petroleum ether hoặc diethyl ether) trong thời gian nhất định [18], [140]. Phần còn lại sau khi loại bỏ dung môi là lipid tổng số, bao gồm lipid, các acid hữu cơ, alcohol và sắc tố [140]. Carbohydrate của thức ăn chứa 2 phần là xơ thô và dẫn xuất không nitơ [140]. Xơ thô được xác định bằng cách thủy phân phần còn lại của mẫu sau khi xác định lipid thô bằng các dung dịch acid và kiềm; phần hữu cơ còn lại chính là xơ thô [140]. Xơ thô chứa cellulose, lignin và hemicellulose; tuy nhiên, không phải tất cả các thành phần trên đều có trong thức ăn [140]. Dẫn xuất không nitơ được tính bằng cách lấy 1000 trừ đi tổng hàm lượng độ ẩm, khoáng, protein thô, lipid tổng số và xơ thô (tính bằng g/kg) [140]. Dẫn xuất không nitơ bao gồm các loại đường, fructan, tinh bột, pectin, acid hữu cơ và sắc tố [140]. Trong những năm gần đây, quy trình các phương pháp phân tích gần đúng bị nhiều nhà dinh dưỡng chỉ trích do đã cũ và không chính xác, đặc biệt là đối với phương pháp phân tích xơ thô, khoáng và tính toán hàm lượng dẫn xuất không nitơ [140], [242]. Năm 1967, Van Soest đã phát triển quy trình phân tích xơ mới bao gồm xơ không hòa tan trong môi trường trung tính (NDF) và xơ không hòa tan trong môi trường acid (ADF) [242]. NDF là phần còn lại sau khi thủy phân mẫu với dung dịch sodium lauryl sulphate và ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA); phần này chủ yếu gồm lignin, cellulose và hemicellulose – được xem là phần chứa vách tế bào [83], [140]. ADF là phần còn lại sau khi thủy phân mẫu với acid sulphuric 0,5M và cetyltrimethyl-ammonium bromide; phần này đại diện cho lignin thô, cellulose và silic của thực vật [83], [140]. Ở động vật dạ dày đơn, thuật ngữ xơ thực phẩm thường được sử dụng. Nó bao gồm lignin và các polysaccharide không thể phân giải bằng các enzyme nội sinh ở động vật dạ dày đơn [140]. Do đó, việc phân tích hàm lượng xơ thực phẩm trong phòng thí nghiệm là rất khó; thay vào đó, thuật ngữ polysaccharide phi tinh bột (NSP) được chấp nhận [140]. Ở hầu hết các loại thức ăn, NSP cùng với lignin được xem là đại diện cho các thành phần chính của vách tế bào [140]. 17
  31. Cùng với sự phát triển của khoa học dinh dưỡng, nhiều phương pháp phân tích mới đã được phát triển nhằm đánh giá chính xác và cụ thể hơn thành phần các chất dinh dưỡng trong thức ăn. Đối với động vật dạ dày đơn, thành phần các amino acid, các acid béo có ý nghĩa hơn so với giá trị protein thô, lipid thô trong xây dựng khẩu phần đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi [83]. Do đó, các kỹ thuật sắc ký khí- lỏng, sắc ký hiệu năng cao, sắc ký trao đổi ion, sắc ký pha đảo đã được sử dụng để định lượng các amino acid, các acid béo [140]. Các nguyên tố khoáng trong thức ăn cũng có thể được định lượng thông qua phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử [83]. Năng lượng thô được định lượng bằng thiết bị bomb calorimeter [83]. Tuy nhiên, các chất dinh dưỡng tổng số chỉ phản ánh giá trị tiềm năng của thức ăn; một phần chất dinh dưỡng trong thức ăn sẽ không được tiêu hóa và bị đào thải ra ngoài [163]. Chính vì vậy, các hệ thống năng lượng và chất dinh dưỡng tiêu hóa đã được xây dựng và phát triển nhằm biểu thị chính xác hơn giá trị dinh dưỡng của thức ăn. 1.2.2. Hệ thống năng lượng Giá trị năng lượng trong thức ăn có thể được biểu thị ở 4 dạng, bao gồm năng lượng thô (GE), năng lượng tiêu hóa (DE), năng lượng trao đổi (ME) và năng lượng thuần (NE) . 1.2.2.1. Năng lượng thô (GE) Năng lượng thô của thức ăn là năng lượng sinh ra ở dạng nhiệt khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng thức ăn thành CO2 và H2O [160]. Yếu tố quyết định đầu tiên đối với hàm lượng năng lượng thô của một chất hữu cơ là mức độ oxy hóa của chất đó, được thể hiện thông qua tỉ lệ C và H với O [140]. Mặc dù giá trị năng lượng thô của thức ăn phụ thuộc vào thành phần hóa học của chúng nhưng không thể dự đoán hiệu quả chuyển hóa năng lượng nếu chỉ dựa vào giá trị năng lượng thô [68]. Thông thường, giá trị năng lượng thô không có ý nghĩa trong sản xuất chăn nuôi do không tính đến phần năng lượng thất thoát trong quá trình tiêu hóa, hấp thu và trao đổi chất [140], [68]. 1.2.2.2. Năng lượng tiêu hóa (DE) Không phải tất cả năng lượng thô đều được cơ thể động vật sử dụng. Một 18
  32. phần năng lượng bị mất đi dưới dạng các chất bài tiết. Năng lượng tiêu hoá biểu kiến (ADE) là năng lượng của tổng các chất hữu cơ tiêu hoá, được tính bằng phần còn lại sau khi đem năng lượng thô của thức ăn ăn vào (GE) trừ đi năng lượng thô trong phân thải ra (FE) [161]. Năng lượng thô trong phân (FE) bao gồm năng lượng của phần thức ăn không được tiêu hóa (FEf) và các sản phẩm trao đổi chất của cơ thể (FEm) như các dịch tiêu hóa, biểu bì ruột bị bong ra. FEm là năng lượng hao phí trong hoạt động duy trì của cơ thể, không phụ thuộc vào thức ăn. Năng lượng tiêu hóa đúng (TDE) là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng lượng thô của thức ăn (GE) trừ đi năng lượng phân nguồn gốc thức ăn (FEf). Vì vậy, ADE luôn thấp hơn GE và TDE. Tuy nhiên, đối với những loại thức ăn được tiêu hóa và hấp thu hoàn toàn như dextrose và dầu ngô, TDE = GE do FEm = 0 [212]. Đối với gia cầm, phân và nước tiểu được thải ra đồng thời, do đó rất khó để xác định các giá trị năng lượng tiêu hóa biểu kiến (ADE) hay năng lượng tiêu hóa đúng (TDE) của thức ăn, Để khắc phục nhược điểm này, gia cầm được phẫu thuật làm hậu môn giả, tuy nhiên cho đến nay vẫn rất ít số liệu có giá trị được công bố. Phân tích hóa học uric acid trong chất thải gia cầm (phân và nước tiểu) cho phép ước tính giá trị ADE nhưng phương pháp này cho sai số rất cao [212]. Chính vì vậy, các giá trị DE không được sử dụng trong thiết lập khẩu phần cho gia cầm [160]. 1.2.2.3. Năng lượng trao đổi (ME) Năng lượng trao đổi biểu kiến (AME) là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng lượng tiêu hóa trừ đi năng lượng trong nước tiểu (UE) và các sản phẩm khí thải từ quá trình tiêu hóa [161]. Ở một số loài động vật, đặc biệt là ở các động vật nhai lại, năng lượng khí giải phóng từ quá trình lên men do vi sinh vật ở ống tiêu hóa là đáng kể [212]. Tuy nhiên, ở gia cầm, năng lượng khí là rất thấp và thường được bỏ qua [212]. Tương tự như năng lượng trong phân, năng lượng trong nước tiểu (UE) bao gồm năng lượng trong các hợp chất hấp thu từ ống tiêu hóa và bài tiết trong nước tiểu (UEf) và năng lượng nội sinh trong các sản phẩm của quá trình dị hóa ở mô bào (UEe) [212]. UEe là năng lượng hao phí trong hoạt động duy trì của cơ thể [212]. Đối với gia cầm, năng lượng trao đổi đúng (TME) là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng lượng thô của thức ăn (GE) trừ đi phần năng lượng đào thải có nguồn 19
  33. gốc từ thức ăn (FEf + UEf) [160], [212]. Mối quan hệ giữa AME, TME và lượng ăn vào (FI) được thể hiện ở hình 1.1. Mối quan hệ này đã được Jonsson và McNab công bố từ năm 1983 (tdt [135]). Hình 1.1. Mối quan hệ giữa AME, TME và lượng ăn vào (Nguồn: Jonsson và McNab, 1983 tdt [135]) 1.2.2.4. Năng lượng thuần (NE) Năng lượng thuần là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng lượng trao đổi đúng trừ đi năng lượng nhiệt (nhiệt sinh ra trong quá trình lên men, tiêu hoá, hấp thu, hình thành sản phẩm, hình thành và bài tiết chất thải mà không được sử dụng cho mục đích duy trì thân nhiệt): NE = TME – HI [161]. Đây là năng lượng năng lượng sẵn có dùng cho duy trì chức năng của cơ thể (NEm) và năng lượng tạo nên các sản phẩm (NEp) như thịt, trứng, lông, [161]. Năng lượng thuần có thể chỉ bao gồm năng lượng sử dụng cho duy trì chức năng của cơ thể (NEm) hoặc năng lượng dùng cho duy trì và sản xuất (NEm+p) [160]. Do sự sai khác về hiệu suất sử dụng năng lượng thuần cho chức năng duy trì hoặc cho các chức năng sản xuất nên không có giá trị NE tuyệt đối cho mỗi loại thức ăn [160]. Vì vậy, năng lượng sản xuất, một đơn vị phổ biến xác định giá trị năng lượng sẵn có, rất ít khi được sử dụng [160]. Các dạng năng lượng và tỷ lệ giữa các dạng năng lượng của thức ăn trong cơ thể gia cầm được Smith (1993) thể hiện ở sơ đồ 1.1. 20
  34. Năng lượng thô (GE; 100%) Năng lượng trong phân (FE; 22,22%) Năng lượng tiêu hóa (DE; 77,78% ) Năng lượng trong nước tiểu (UE; 5,56%) Năng lượng trao đổi (ME;72,22% ) Năng lượng nhiệt (HI; 11,11 - 33,33%) Năng lượng thuần (NE; 38,99 - 61,11%) Năng lượng thuần cho Năng lượng thuần cho duy trì sản xuất Sơ đồ 1.1. Cân bằng năng lượng ở gia cầm (Nguồn: [222]) 1.2.3. Hệ thống giá trị chất dinh dưỡng tiêu hóa Chất lượng của một loại protein thức ăn không chỉ phụ thuộc vào hàm lượng protein mà còn chịu ảnh hưởng bởi các amino acid cấu thành protein đó, tỉ lệ tiêu hóa, việc sử dụng về mặt sinh lý của các amino acid sau quá trình tiêu hóa và tỉ lệ oxy hóa bắt buộc tối thiểu [184]. Việc sử dụng amino acid được quyết định bởi tỉ lệ các amino acid dùng để tổng hợp protein [71]. “Tính sẵn có về mặt sinh học” là một thuật ngữ bao gồm tất cả các quá trình tiêu hóa, hấp thu và chuyển hóa [168]. Tính sẵn có về mặt sinh học thường được định nghĩa là lượng amino acid được hấp thu theo một phương thức thích hợp cho việc sử dụng [168]. 21
  35. “Tỉ lệ tiêu hóa” là thuật ngữ có liên quan đến “tính sẵn có về mặt sinh học”, đôi khi được sử dụng như những từ đồng nghĩa [168]. Tỉ lệ amino acid thường được đánh giá bằng cách tiến hành thí nghiệm cân bằng dinh dưỡng [168]. Các thử nghiệm tiêu hóa chỉ đánh giá tiêu hóa và hấp thu amino acid, không liên quan đến việc sử dụng amino acid đó [168]. Khái niệm “amino acid tiêu hóa” không liên quan đến sự tiêu hóa các amino acid, mà chỉ đề cập đến khả năng tiêu hóa của các liên kết peptide nối các amino acid trong một protein khẩu phần [72]. Trong một số trường hợp, một amino acid có thể được “tiêu hóa” nhưng không “sẵn có” cho con vật sử dụng [184]. Điều này có thể xảy ra ở những thức ăn bị tác động bởi nhiệt độ cao trong quá trình chế biến [168], chẳng hạn như bột protein động vật và các loại khô dầu. Đối với hầu hết các thức ăn thông thường, việc biểu thị protein trong thức ăn dưới dạng các amino acid tiêu hóa mặc dù không phải là lý tưởng nhưng có thể phản ánh đúng hơn so với các amino acid tổng số về hàm lượng thực sự trở thành “sẵn có” cho các hoạt động duy trì và sản xuất [142]. Tiêu hóa amino acid có thể được biểu thị qua tiêu hóa biểu kiến, tỉ lệ tiêu hóa đúng hay tiêu hóa tiêu chuẩn, tỉ lệ tiêu hóa thực. 1.2.3.1. Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến Tiêu hóa amino acid biểu kiến bao gồm tiêu hóa amino acid từ nguồn gốc nội sinh và từ khẩu phần [13], [184]. Giá trị tiêu hóa biểu kiến chịu tác động của lượng thức ăn ăn vào và hàm lượng protein (hoặc amino acid) trong khẩu phần [25]. Khi lượng protein ăn vào thấp, hàm lượng amino acid nội sinh trong dịch tiêu hóa tăng lên (tương quan với protein trong thức ăn) [184]. Vì vậy, ở các khẩu phần thí nghiệm chứa hàm lượng protein (hay amino acid) thấp, kết quả tính toán tỉ lệ tiêu hóa amino acid biểu kiến sẽ thấp hơn so với tỉ lệ tiêu hóa thực sự [184]. Khi lượng protein ăn vào tăng lên, tỉ lệ amino acid nội sinh sẽ giảm xuống, tỉ lệ tiêu hóa amino acid biểu kiến gia tăng và đến gần tỉ lệ tiêu hóa đúng [142] (hình 1.2). 22
  36. Hình 1.2. Mối quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến và lượng amino acid ăn vào (Nguồn: [142]) 1.2.3.2. Tỉ lệ tiêu hóa đúng Hình 1.3. Các phần amino acid khác nhau ở dịch hồi tràng Tỉ lệ tiêu hóa amino acid đúng là tỉ lệ tiêu hóa sau khi “tiêu chuẩn hóa” tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến bằng cách hiệu chỉnh tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến bằng lượng amino acid nội sinh cơ bản [13]. Để tránh nhầm lẫn, thuật ngữ “tỉ lệ tiêu hóa amino acid tiêu chuẩn” được sử dụng thay cho “tỉ lệ tiêu hóa amino acid đúng” (Jondreville và cs., 1995 tdt [13]). Thất thoát amino acid nội sinh cơ bản là lượng thất thoát amino acid nội sinh tối thiểu, chỉ phụ thuộc lượng chất khô ăn vào, không chịu ảnh hưởng 23
  37. của thành phần thức ăn hoặc khẩu phần [51], [145]. Việc xác định hàm lượng amino acid nội sinh cơ bản có thể được thực hiện bằng cách sử dụng khẩu phần không chứa nitơ hoặc phương pháp nuôi dưỡng peptide [46]. Tỉ lệ tiêu hóa tiêu chuẩn không bị ảnh hưởng bởi lượng ăn vào [142]. Chính vì vậy, sử dụng tỉ lệ tiêu hóa tiêu chuẩn cho phép so sánh các thành phần thức ăn ngay cả trong trường hợp hàm lượng amino acid khác nhau đáng kể [20], [92]. 1.2.3.3. Tỉ lệ tiêu hóa thực Tỉ lệ tiêu hóa amino acid thực là tỉ lệ tiêu hóa sau khi hiệu chỉnh tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến bằng tổng hàm lượng amino acid nội sinh (bao gồm nội sinh cơ bản và nội sinh đặc thù) [48]. Các thất thoát nội sinh đặc thù chịu sự tác động của các đặc tính sẵn có của thức ăn, chẳng hạn như sự có mặt của các yếu tố kháng dinh dưỡng có thể kích thích bài tiết nội sinh [226]. Việc phân tách các amino acid nội sinh ra khỏi các amino acid không tiêu hóa có nguồn gốc từ khẩu phần ở cuối hồi tràng sau khi cho ăn bằng một protein đặc thù có thể thực hiện vào những năm gần đây bằng kỹ thuật pha loãng đồng vị (Schulze, 1994 tdt [184]) và kỹ thuật homoarginine [31]. Kết quả đánh giá thất thoát amino acid nội sinh xác định được bằng các kỹ thuật này cao hơn nhiều so với kết quả xác định được dựa vào các phương pháp truyền thống [199], [218]. Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là phương pháp sử dụng để xác định thất thoát nội sinh đặc thù đòi hỏi nhiều lao động, chi phí cao và các thiết bị đặc biệt [218], [226]. Mặt khác, hiện nay dữ liệu về tỉ lệ tiêu hóa thực vẫn còn thiếu, gây hạn chế trong việc sử dụng hệ thống này. Chính vì những lý do trên, hệ thống tỉ lệ tiêu hóa tiêu chuẩn hiện đang được sử dụng phổ biến hơn so với các hệ thống tiêu hóa thực và tiêu hóa biểu kiến [168], [184]. 1.3. Phương pháp đánh giá giá trị năng lượng trao đổi và tỉ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng trong thức ăn cho gia cầm 1.3.1. Các phương pháp đánh giá giá trị năng lượng trao đổi trong thức ăn cho gia cầm Trong nhiều năm qua, giá trị năng lượng trao đổi biểu kiến (AME) được sử dụng để ước tính năng lượng trong thức ăn gia cầm. Hầu hết các giá trị AME đều được hiệu chỉnh đến trạng thái cân bằng nitơ (AMEN) [212]. Năng lượng trao đổi 24
  38. được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Có thể chia các phương pháp đánh giá giá trị năng lượng trao đổi trong thức ăn thành 4 nhóm sau: 1.3.1.1. Thử nghiệm sinh vật học trực tiếp Phương pháp này đã được sử dụng từ rất sớm [90], [217]. Thử nghiệm sinh vật học trực tiếp được thực hiện dựa trên nguyên tắc gia cầm được cho ăn bằng 1 khẩu phần hay thức ăn đã biết trước giá trị năng lượng tổng số. Sau đó, chất thải thải ra được thu thập và phân tích hàm lượng GE. Giá trị AME được tính toán dựa trên sự chênh lệch về giá trị GE ăn vào và GE đào thải [212]. Hiện nay có 2 phương pháp liên quan đến định lượng lượng ăn vào và lượng đào thải được sử dụng là phương pháp thu chất thải tổng số và phương pháp sử dụng chất chỉ thị trong khẩu phần [246]. Phương pháp thu chất thải tổng số: Trong phương pháp thu chất thải tổng số, gia cầm được nuôi bằng khẩu phần thí nghiệm trong vài ngày và tiến hành xác định tổng lượng thức ăn ăn vào, lượng chất thải thải ra trong quá trình thí nghiệm [246]. Phương pháp thu tổng số cần giai đoạn chuẩn bị và giai đoạn thu mẫu đủ dài để giảm sai số trong quá trình thu chất thải [206]. Thông thường, thí nghiệm được kéo dài trong 7 ngày, trong đó 4 ngày đầu là giai đoạn thích nghi và 3 ngày sau là giai đoạn thu gom mẫu; hoặc 3 ngày thích nghi và 4 ngày thu gom mẫu. Bomb calorimeter được sử dụng để xác định giá trị năng lượng trong thức ăn và chất thải. Giá trị AME được tính toán theo phương trình sau: AME = (GEi × Qi - GEe × Qe)/Qi Trong đó: GEi là mật độ năng lượng tổng số trong thức ăn ăn vào (cal/g); GEe là mật độ năng lượng tổng số trong trong chất thải (cal/g); Qi là lượng thức ăn ăn vào (g); Qe là lượng chất thải thải ra (g). Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp thu chất thải tổng số thường gặp một vài khó khăn. Tình trạng tạp nhiễm của chất thải do thức ăn rơi vãi, lông vũ, lông tơ ảnh hưởng đến việc định lượng chất thải. Ngoài ra, sự biến động về độ ẩm trong khi ăn do thay đổi của môi trường và do quá trình chế biến (nghiền) cũng làm ảnh hưởng đến kết quả [213]. Do đó, phương pháp sử dụng chất chỉ thị được phát triển. 25
  39. Phương pháp sử dụng chất chỉ thị: Để việc xác định giá trị năng lượng trao đổi được thuận tiện hơn, các chất chỉ thị được bổ sung vào khẩu phần ăn và áp dụng chế độ cho ăn tự do ở động vật thí nghiệm. Hóa chất không tiêu [246] hoặc xơ thô [15] có thể được dùng làm chất chỉ thị liên quan đến lượng chất thải thải ra và lượng thức ăn ăn vào. Khi áp dụng phương pháp này, việc định lượng lượng ăn vào và lượng đào thải là không cần thiết. Nồng độ chất chỉ thị và năng lượng thô trong thức ăn và chất thải được phân tích. Giá trị AME được tính toán theo công thức sau [147]: AME (KJ/g) = GEi - (Ti/Te) × GEe Trong đó GEi là mật độ năng lượng tổng số trong thức ăn ăn vào (KJ/g); GEe là mật độ năng lượng tổng số trong trong chất thải (KJ/g); Ti là tỉ lệ % chất chỉ thị trong thức ăn; Te là tỉ lệ % chất chỉ thị trong chất thải. Nhiều loại chất chỉ thị được sử dụng trong nghiên cứu đánh giá hàm lượng AME hoặc các thí nghiệm tiêu hóa bao gồm Cr2O3 (Edin, 1918 tdt [246]), BaSO4 [253], silica [75], Fe2O3 [24], lignin [110], xơ thô [15], polyethylene [201], AIA [245], TiO2 [233]. Việc sử dụng chất chỉ thị nào trong nghiên cứu cũng tồn tại những hạn chế. Chất chỉ thị phải được định lượng ở trong thức ăn và chất thải và kết quả định lượng có ảnh hưởng đến sự biến động trong số liệu AME. Việc sử dụng Cr2O3 làm chất chỉ thị có hạn chế là nó có thể bị phân tách ra khỏi chất thải khi nghiền [246]. Theo Sibbald (1982), các chất chỉ thị phải được phân bố đồng đều trong thức ăn và chất thải, có cùng tốc độ di chuyển với thức ăn và không được hấp thu trong đường tiêu hóa [213]. Đối với Cr2O3 và BaSO4, các chất này không hoàn toàn là chất trơ và có thể được hấp thu trong đường tiêu hóa [248]. Bên cạnh đó, một số vấn đề khi sử dụng Cr2O3 làm chỉ thị cũng đã được phát hiện, đặc biệt là các tác động nguy hiểm, có khả năng gây ung thư [172] cũng đã được thông báo. Ngoài ra, việc sử dụng chất chỉ thị trong nghiên cứu cũng đồng nghĩa với việc đòi hỏi các phân tích đi kèm, từ đó có thể kéo theo sai số trong nghiên cứu. Chính vì vậy, việc lựa chọn chất chỉ thị nào để sử dụng trong thí nghiệm trao đổi chất là vấn đề rất quan trọng. 26
  40. Cho đến nay đã có nhiều biến đổi trong nhóm thử nghiệm AME trực tiếp. Thành phần khẩu phần cơ sở ([141], [217]), trạng thái sinh lý [141], tỉ lệ thức ăn thí nghiệm ([90], [175], [217]) là những biến động quan trọng trong nghiên cứu. Vohra (1972) cũng đã thảo luận những biến động trong kết quả nghiên cứu liên quan đến tuổi, giới tính, giống và loài ở gia cầm thí nghiệm [246]. Ngoài ra, các phương pháp cho ăn và thu chất thải khác nhau cũng đã được thông báo. Trong phương pháp của March và Biely (1973), gà trống Leghorn giai đoạn 3 tuần tuổi bị cho nhịn đói qua đêm, sau đó cho gà ăn thức ăn là khẩu phần cơ sở hoặc khẩu phần thí nghiệm (thay thế 25% khẩu phần cơ sở bằng lúa mì) trong 3 ngày [137]. Tiếp theo, gà lại tiếp tục bị cho nhịn đói qua đêm trước khi thu chất thải. Chất thải thu được trong 3 ngày được trộn đều, đồng hóa, đông khô và cân khối lượng [11]. Du Preez và cs. (1984) đã công bố phương pháp mới để đánh giá giá trị ME trong thức ăn [55]. Trong quy trình này, gà thí nghiệm bị cho nhịn đói trong 16 giờ. Sau đó cho ăn thức ăn trong 1 ngày. Chất thải được thu thập trong 3 ngày kể từ sau khi kết thúc cho ăn [55]. Năm 1978, Farrell đã phát triển phương pháp đánh giá nhanh giá trị ME trong thức ăn ở gia cầm [63]. Với phương pháp này, hằng ngày gà trống trưởng thành được huấn luyện ăn khoảng 100g thức ăn dạng viên trong vòng 1 giờ. Khi bắt đầu thí nghiệm, gà bị cho nhịn đói trong 32 giờ, sau đó cho ăn một lượng thức ăn đã cố định trước trong 1 giờ. Chất thải được thu trong 42 giờ tiếp theo [63]. Phương pháp này cũng đã được Son và cs. (2009) sử dụng để đánh giá giá trị AME trong ngô. Tuy nhiên, nhóm tác giả này chỉ thu chất thải trong vòng 32 giờ sau khi cho gà ăn [223]. Với quy trình thí nghiệm tương tự, một kỹ thuật cho ăn khác đã được sử dụng để đưa thức ăn vào đường tiêu hóa của gà. Loại thí nghiệm này được thực hiện trên gà trống lớn 60 tuần tuổi. Sibbald (1976) đã sử dụng 1 ống thủy tinh đường kính 5,5mm luồn vào thực quản của gà thông thẳng đến diều. Một lượng thức ăn ép viên (đường kính 4,76mm) được cho vào ống và đẩy xuống diều của gà thí nghiệm bằng đũa thủy tinh [210]. Sau khi cho ăn, gà được đưa trở lại chuồng và đặt 1 khay sạch phía dưới chuồng để thu chất thải. Cân khối lượng chất thải thu được chính xác trong 24 giờ sau khi cho ăn [210]. Kỹ thuật này cũng đã được một số nhóm tác giả khác sử dụng [64], [244]. 27
  41. Nhiều tác giả cũng đã công bố kết quả xác định giá trị AME trong thức ăn thí nghiệm bằng phương pháp sai khác [196], [208], [247]. Tuy nhiên, thời gian thí nghiệm, chế độ nuôi và cách thu mẫu chất thải khác nhau giữa từng nhóm tác giả. Để xác định giá trị AME trong thức ăn thí nghiệm, Vohra và cs. (1982) đã huấn luyện gà trống trưởng thành ăn thức ăn dạng bột trong 1 giờ [247]. Chất thải được thu mỗi 12 giờ trong 48 giờ tiếp theo. Thức ăn thí nghiệm được trộn vào khẩu phần cơ sở với tỉ lệ 50% (khẩu phần thí nghiệm). Giá trị AME của thức ăn thí nghiệm được tính toán dựa trên giá trị AME của khẩu phần cơ sở và khẩu phần thí nghiệm bằng phương pháp sai khác [247]. Trong khi đó, Scott và cs. (1998) tiến hành thí nghiệm trên gà giai đoạn từ 4 đến 17 ngày tuổi [208]. Thức ăn thí nghiệm (hạt ngũ cốc xay) được trộn vào khẩu phần cơ sở với tỉ lệ 80%. Chất chỉ thị là Celite hoặc Cr2O3 được bổ sung vào các khẩu phần. Gà thí nghiệm được cho ăn bằng khẩu phần cơ sở và khẩu phần thí nghiệm (gồm 20% khẩu phần cơ sở và 80% thức ăn thí nghiệm) từ 4-17 ngày tuổi với chế độ nuôi là cho ăn tự do. Chất thải được thu trong vòng 24 giờ để đánh giá giá trị AME ở ngày tuổi thứ 8 (AME8) và ở ngày tuổi thứ 16 (AME16) [208]. Cũng sử dụng phương pháp thí nghiệm như trên, Scott và Hall (1998), Robbins và Firman (2005) lại tiến hành mổ gà thu dịch hồi tràng để đánh giá giá trị AME trong thức ăn thí nghiệm [196], [207]. Một số tác giả khác lại sử dụng phương pháp hồi quy để đánh giá giá trị AME của thức ăn [118], [243]. Đối với phương pháp này, khẩu phần cơ sở được thiết lập đảm bảo đáp ứng hoặc vượt quá nhu cầu dinh dưỡng của gà ở giai đoạn thí nghiệm. Thức ăn thí nghiệm được sử dụng để thay thế khẩu phần cơ sở với tỉ lệ tăng dần. Gà được cho nuôi bằng các khẩu phần trong 7 ngày. Chất thải được thu thập trong khoảng 3 hoặc 4 ngày cuối của thí nghiệm. Giá trị AMEN của thức ăn thí nghiệm được tính toán bằng cách ngoại suy đến 100% theo phương trình hồi quy tuyến tính giữa giá trị AMEN và tỉ lệ thức ăn thí nghiệm trong khẩu phần [118], [243]. Ngoài ra, giá trị AME trong 1 loại thức ăn còn có thể được xác định bằng cách sử dụng duy nhất thức ăn thí nghiệm để nuôi gà. Phương pháp này đã được Hullard và cs. (1999), Sales và Janssens (2003c) sử dụng để đánh giá giá trị AME 28
  42. trong nhiều loại thức ăn khác nhau như ngô, đậu, lúa mì, lúa mạch, lúa miến, kê , [97], [205]. Gà được cho ăn bằng thức ăn thí nghiệm trong 7-11 ngày. Chất thải được thu trong 3-4 ngày cuối của thí nghiệm. Lượng thức ăn ăn vào và lượng chất thải đào thải được theo dõi để tính toán giá trị AME [97], [205]. 1.3.1.2. Thử nghiệm sinh vật học gián tiếp Phương pháp này được Yoshida và Morimoto (1970) tiến hành lần đầu tiên trên gà 1 hoặc 2 tuần tuổi nhằm đánh giá năng lượng sinh học sẵn có trong thức ăn [255]. Đặc biệt, phương pháp này có thể thực hiện với lượng mẫu thức ăn chỉ từ 5- 50g. Gà thí nghiệm được cho nhịn đói để giữ khối lượng cơ thể ở mức thấp nhất. Sau đó, gà được cho ăn bằng các khẩu phần chuẩn hoặc khẩu phần kiểm tra có chứa 5% mẫu thức ăn thí nghiệm trong 6 ngày. Lượng ăn vào và tăng trọng của gà thí nghiệm trong 6 ngày thí nghiệm được theo dõi. Đường chuẩn được xây dựng dựa trên tương quan giữa tốc độ sinh trưởng của gà và các mức năng lượng trong các khẩu phần chuẩn. Giá trị năng lượng sẵn có trong mẫu thức ăn thí nghiệm được tính toán dựa trên đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa mức năng lượng của khẩu phần và tăng trọng của gà [255]. Phương pháp này cũng đã được Squibb (1971) sử dụng và cải tiến để tính toán giá trị ME ở ngô và lúa mì [225]. Phương pháp này không được các nhà sản xuất thức ăn quan tâm do kết quả có độ biến động cao và chi phí cho công lao động lớn [215]. Mặt khác, thời gian để thực hiện phương pháp này dài tương đương với thời gian triển khai thử nghiệm sinh vật học trực tiếp [215]. Ưu điểm duy nhất của phương pháp này chính là nó không đòi hỏi các thiết bị phòng thí nghiệm phức tạp [215]. 1.3.1.3. Thử nghiệm vật lý học gián tiếp Hầu hết các nỗ lực nhằm tìm ra mối quan hệ gần gũi giữa giá trị ME và các tính chất vật lý của thức ăn đều thất bại. Tuy nhiên, Lockhart và cs. (1961) đã nhận thấy rằng các giá trị ME của yến mạch gia tăng cùng với mật độ khối [130]. Tuy nhiên, Sibbald và Price (1976), Coates và cs. (1977) không tìm thấy mối quan hệ tương tự giữa giá trị ME và mật độ khối ở lúa mạch và lúa mì [45], [216]. Vì vậy, việc sử dụng thử nghiệm vật lý để đánh giá giá trị ME ít có giá trị trong xây dựng công thức thức ăn do độ chính xác thấp [215]. 29
  43. 1.3.1.4. Thử nghiệm hóa học gián tiếp Từ năm 1940, Fraps và cs. đã tuyên bố rằng có thể dự đoán giá trị AME trong thức ăn từ các giá trị protein thô tiêu hóa, lipid tiêu hóa và dẫn xuất không nitơ tiêu hóa [70]. Titus (1955) đã tìm thấy một loạt các hệ số tiêu hóa cho phép tính toán giá trị AME của từng loại thức ăn [234]. Sau đó, nhiều nhóm nghiên cứu khác đã phát triển các phương trình dự đoán giá trị ME dựa trên protein, lipid và carbohydrate sẵn có [27], [40], [217]. Janssen và cs. (1979 tdt [160]) đã tiến hành một loạt nghiên cứu về tương quan giữa thành phần hóa học của các loại thức ăn khác nhau và giá trị năng lượng trao đổi. Bằng phân tích hồi quy, các nhà khoa học đã thiết lập được các phương trình ước tính giá trị năng lượng trao đổi có hiệu chỉnh nitơ (kcal/kg chất khô) [160]. Tuy nhiên, NRC không đề cập đến phương trình nào cho kết quả ước tính giá trị năng lượng trao đổi từ thành phần hóa học tốt nhất. Cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu so sánh các phương trình khác nhau với một giá trị xác định [160]. Thử nghiệm hóa học gián tiếp được các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi sử dụng để ước tính giá trị ME của các nguyên liệu và kiểm tra chất lượng sản phẩm cuối cùng. Thử nghiệm này có thể hoàn tất trong 24 giờ với chi phí tương đối thấp. Tuy nhiên, phương pháp này cũng tồn tại một số hạn chế. Giá trị ước tính từ các phương trình dự đoán không thể chính xác hơn so với khi sử dụng phương pháp thử nghiệm sinh vật học trực tiếp. Ngoài ra, sự biến động về thành phần hóa học của thức ăn cũng ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của giá trị AME ước tính. Các giá trị AME của một số nguyên liệu, đặc biệt là các nguyên liệu có hàm lượng xơ thô cao, thường khó dự đoán chính xác bằng phương trình [215]. Cho đến nay, xác định giá trị năng lượng trao đổi bằng thí nghiệm nuôi động vật trong cũi trao đổi chất là phương pháp được sử dụng phổ biến [202], [208], [237]. Các thí nghiệm ME thường chỉ được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn. Trong khoảng thời gian đó, lượng nitơ tích lũy sẽ không thay đổi ở gia cầm giai đoạn đang phát triển. Tuy nhiên, trong cùng một thí nghiệm, lượng nitơ tích lũy ở các cá thể là không giống nhau. Qua thời gian, tất cả protein trong cơ thể sẽ được chuyển hóa và cuối cùng lượng nitơ tích lũy sẽ bị đào thải ra ngoài. Do thời gian 30
  44. hạn chế của thí nghiệm ME, quá trình chuyển hóa protein sẽ được tính qua công thức toán học bằng cách sử dụng hiệu số hiệu chỉnh [133]. Hiện có 2 hệ số tích lũy nitơ được sử dụng rộng rãi để hiệu chỉnh giá trị năng lượng trao đổi là 8,22 kcal/g và 8,73 kcal/g [159]. Việc hiệu chỉnh giá trị năng lượng trao đổi bằng lượng nitơ tích lũy được thực hiện dựa trên giả định rằng sự oxy hóa protein ở mô bào sẽ sản sinh uric acid có năng lượng thô là 8,22 kcal/g nitơ [91]. Tuy nhiên, nghiên cứu của Coulson và Huges (1930) cho thấy chỉ có 60 đến 80% nitơ trong nước tiểu của gà tồn tại dưới dạng uric acid ([160], tdt [212],). Ngoài ra, Titus và cs. (1959 tdt [212]) cũng đã nhận thấy trong nước tiểu của gà, ngoài uric acid còn có các hợp chất khác chứa nitơ. Do đó theo các tác giả, hệ số hiệu chỉnh nitơ tích lũy là 8,73 kcal/g. Giá trị hiệu chỉnh được cộng thêm vào giá trị năng lượng đào thải cho mỗi gam nitơ tích lũy. Hiệu chỉnh về trạng thái cân bằng nitơ là rất cần thiết khi so sánh giá trị năng lượng trao đổi xác định trên gia cầm ở các giai đoạn phát triển khác nhau. 1.3.2. Các phương pháp đánh giá tỉ lệ tiêu hóa 1.3.2.1. Phương pháp in vitro Phương pháp sử dụng để đánh giá tiêu hóa protein trong thức ăn được chia thành 2 nhóm: phương pháp in vitro và phương pháp in vivo. Các kỹ thuật in vitro được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm do những ưu điểm như đơn giản, chi phí thấp và không cần sử dụng động vật thí nghiệm. Tuy nhiên, các kết quả in vitro đến nay vẫn chưa được chấp nhận để ứng dụng trong lập khẩu phần. Các phương pháp in vitro bao gồm thử nghiệm hóa học, thử nghiệm enzyme, thử nghiệm vi sinh vật, kỹ thuật quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) và xét nghiệm miễn dịch. Thử nghiệm hóa học Các phương pháp hóa học sử dụng để đánh giá tính sẵn có của các amino acid hầu hết đều liên quan đến lysine do lysine là amino acid giới hạn thứ 2 trong ngũ cốc và hầu hết các khẩu phần cho gia cầm. Carpenter (1960) đã phát triển phương pháp dựa trên phản ứng của nhóm –amino của lysine với fluorodinitrobenzene (FDNB) để đánh giá hàm lượng lysine sẵn có [39]. Phương pháp này dựa trên cơ sở chỉ có các phân tử lysine với gốc –amino tự do là sẵn có về mặt dinh dưỡng đối với động vật. Phương pháp liên quan đến phản ứng giữa nhóm –amino tự do của lysine 31
  45. trong protein thử nghiệm và FDNB để hình thành –dinitrophenyl-lysine (–DNPL) được giải phóng sau khi thủy phân và được đo bằng phương pháp so màu. Đối với các thức ăn giàu carbohydrate và nghèo protein, –DPNL không bền vững trong quá trình thủy phân acid. Do đó, trong trường hợp này, –DPNL được tính toán dựa trên sự chênh lệch giữa hàm lượng lysine tổng số và lysine phục hồi sau quá trình thủy phân acid của dinitrophenylated protein [195]. Một số phương pháp hóa học khác có thể sử dụng để định lượng lysine phản ứng bao gồm phương pháp sử dụng 2,4,6- trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS) [108], O-methylisourea (OMIU) hay phản ứng guanidinate hóa [138], furosine (Erbersdobler và Zucker, 1966 tdt [98]), gắn với thuốc nhuộm sulfonate hóa như acid orange 12 [98] và xác định lysine tổng số sau phản ứng khử với borihydrite (NaBH4) (Thomas, 1972 tdt [98]). Thử nghiệm enzyme Việc đánh giá chất lượng protein có thể được thực hiện thông qua thử nghiệm enzyme ở mức độ in vitro với một enzyme (thông thường là pepsin) hay một hỗn hợp các enzyme dạ dày, tụy và ruột [113]. Hỗn hợp enzyme có thể ở dạng tương đối tinh hoặc là dịch tiêu hóa ở ruột non [140]. Trong các phương pháp phân giải protein bằng 1 loại enzyme duy nhất, phương pháp thủy phân pepsin được sử dụng để đánh giá tỉ lệ tiêu hóa nitơ ở các nguồn nguyên liệu protein động vật trong nhiều năm qua [144]. Thử nghiệm pepsin được chấp nhận rộng rãi trong ngành công nghiệp thức ăn do nó tương đối đơn giản, không đắt tiền, nhanh và có thể tiến hành so sánh nhiều mẫu trong cùng thời gian. Việc sử dụng phương pháp đơn enzyme có thể hữu hiệu trong đánh giá tỉ lệ tiêu hóa một chất dinh dưỡng, chẳng hạn như đánh giá tiêu hóa protein bằng cách sử dụng pepsin, đánh giá tiêu hóa tinh bột bằng enzyme amylase, Tuy nhiên, do sự tiêu hóa 1 chất dinh dưỡng bị ảnh hưởng bởi tiêu hóa các chất dinh dưỡng khác, các phương pháp đa enzyme được cho là đáng tin cậy hơn trong việc đánh giá chất lượng dinh dưỡng của thức ăn ở mức độ in vitro [26]. So với thử nghiệm pepsin, việc sử dụng 2 hoặc nhiều enzyme với các peptide đặc trưng khác nhau dẫn đến phân giải protein tốt hơn. Trong thử nghiệm đa enzyme, phương pháp thay đổi pH [93] đã được chứng minh là đầy triển vọng đối với việc đánh giá phân hủy nhiệt ở enzyme và được ứng dụng rộng rãi trong công 32
  46. nghiệp thức ăn và thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này bị chỉ trích do tính nhạy cảm của nó đối với khả năng đệm của dịch huyền phù protein, các phenolic acid và các hợp chất ion hóa khác. Để khắc phục các vấn đề trên, Pedersen và Eggum (1983) đã đưa ra phương pháp pH-stat, trong đó giá trị pH được giữ không đổi bằng cách chuẩn độ với dung dịch 0,1M NaOH và ghi nhận lượng NaOH sử dụng [173]. Thử nghiệm vi sinh vật Trước khi kỹ thuật sắc ký trao đổi ion được phát minh, thử nghiệm vi sinh vật thường được sử dụng để xác định hàm lượng amino acid tổng số trong protein. Sau đó, thử nghiệm vi sinh vật được sử dụng để đánh giá tính sẵn có của protein [134]. Các vi sinh vật thường được sử dụng trong phương pháp này bao gồm Streptoccocus faecalis, Streptococcus durens, Lactobacullus arabinosus ([69], [56]), Streptococcus zymogenes [146] và Tetrahymea pyriformis [228]. Mối quan hệ giữa thử nghiệm trên vi sinh vật và thử nghiệm trên gà đối với các amino acid sẵn có thay đổi phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu thí nghiệm nhưng nhìn chung là khá chặt chẽ [28], [42]. Quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) NIRS là kỹ thuật có tiềm năng phát triển thành phương pháp đáng tin cậy để dự đoán tiêu hóa amino acid in vivo [86], [103], [241]. Sử dụng phương pháp này cho kết quả nhanh hơn nhiều so với các phương pháp in vitro. Tuy nhiên, phương pháp này phụ thuộc vào việc hiệu chuẩn của thiết bị bằng số lượng mẫu tương đối lớn với các giá trị in vivo đã biết trước. Đây chính là lý do chính làm chậm sự phát triển của phương pháp NIRS. Thêm vào đó, các dữ liệu được hiệu chỉnh cần phải được kiểm chứng bằng so sánh thống kê với các dữ liệu độc lập [184]. Hiện nay, nhiều nhà máy thức ăn chăn nuôi sử dụng công nghệ NIRS để dự đoán hàm lượng protein, độ ẩm, lipid và khoáng tổng số nhằm có những thông tin cần thiết trong một loại thức ăn. Xét nghiệm miễn dịch Việc sử dụng kỹ thuật xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme (ELISA) làm công cụ phân tích trong ngành công nghiệp thực phẩm cho con người đang được quan tâm [220]. Cho đến nay, kỹ thuật này chưa được áp dụng vào lĩnh 33
  47. vực dinh dưỡng động vật. Tuy nhiên, kỹ thuật ELISA có thể được sử dụng để đánh giá tiêu hóa protein ở mức độ in vitro [184]. 1.3.2.2. Phương pháp in vivo Các phương pháp in vivo được sử dụng trong đánh giá tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của thức ăn và được chia thành 2 nhóm: phương pháp in vivo gián tiếp và in vivo trực tiếp. Phương pháp in vivo gián tiếp (thử nghiệm amino acid huyết tương) Thử nghiệm amino acid huyết tương dựa trên nguyên tắc máu vận chuyển các sản phẩm của quá trình tiêu hóa và hấp thu protein trong thức ăn (các peptide và amino acid tự do) đến các mô của cơ thể phục vụ cho các quá trình đồng hóa tiếp theo. Chính vì vậy, mức độ các amino acid tự do trong máu có thể phản ánh tính sẵn có của protein trong thức ăn [184]. Trong phương pháp này, nồng độ các amino acid tự do xác định được trong huyết tương của con vật bị cho nhịn đói được sử dụng làm đối chứng và được so sánh với nồng độ amino acid tự do trong huyết tương sau khi cho con vật ăn [155]. Thử nghiệm amino acid huyết tương có ưu điểm là nhanh chóng, thuận tiện và đơn giản. Tuy nhiên, phương pháp này còn nhiều hạn chế. Mức độ các amino acid tự do trong máu không chỉ phụ thuộc vào protein tiêu hóa mà còn phụ thuộc vào trạng thái dinh dưỡng của con vật. Ở trạng thái cân bằng nitơ dương, các amino acid tự do bị loại bỏ khỏi vòng lưu thông để sinh tổng hợp protein. Ngược lại, khi quá trình trao đổi chất cao, các amino acid dư thừa sẽ được giải phóng vào huyết tương. Ngoài ra, nồng độ các amino acid tự do ở huyết tương còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nhịp sinh học, tuổi, loài, trạng thái sinh lý, lượng thức ăn, vị trí và thời gian lấy máu, tần suất cho ăn, việc cung cấp các chất dinh dưỡng sinh năng lượng trong thời gian con vật bị cho nhịn đói, cân bằng amino acid và nhiệt độ phòng [134], [214]. Do đó, việc giải thích những thay đổi trong hàm lượng các amino acid huyết tương khi xác định tỉ lệ amino acid tiêu hóa là rất khó khăn [165]. Vì những hạn chế trên, thử nghiệm amino acid huyết tương không được chấp nhận rộng rãi. Tuy nhiên, hàm lượng các amino acid tự do trong huyết tương có thể được sử dụng để nhận biết amino acid giới hạn trong thức ăn gia cầm và biểu thị điểm mà ở đó nhu cầu amino acid được đáp ứng [65], [89]. 34
  48. Phương pháp in vivo trực tiếp Việc đánh giá trực tiếp tỉ lệ tiêu hóa amino acid có thể thực hiện thông qua 2 phương pháp là thử nghiệm sinh trưởng và thử nghiệm tiêu hóa. Thử nghiệm sinh trưởng Đây là phương pháp được phát triển nhằm xác định lượng amino acid trong thức ăn được tiêu hóa, hấp thu, chuyển thành protein của cơ thể hay các chất chuyển hóa phục vụ cho các mục đích sử dụng khác trong cơ thể [184]. Nguyên tắc của phương pháp này là xác định khả năng của protein đối với việc thay thế một amino acid đặc biệt trong hỗ trợ sinh trưởng. Trong thử nghiệm sinh trưởng đánh giá tỉ lệ tiêu hóa một amino acid, amino acid đó được đưa vào khẩu phần cơ sở thiếu hụt chính amino acid đó với nồng độ tăng dần nhằm thiết lập mối quan hệ giữa phản ứng sinh trưởng và hàm lượng amino acid trong khẩu phần [41]. Thử nghiệm sinh trưởng trên gà đã được sử dụng để đánh giá hàm lượng lysine sẵn có sinh học ([136], [157], [166], [169]), lysine tiêu hóa [66], methionine [41], valine tiêu hóa [66] và tryptophan tiêu hóa [87] ở các nồng độ protein khác nhau. Việc sử dụng thử nghiệm sinh trưởng để đánh giá hàm lượng các amino acid sẵn có về mặt sinh học được quan tâm do các thử nghiệm sinh trưởng đánh giá phản ứng sinh trưởng bao gồm tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến tính sẵn có về mặt sinh học (tiêu hóa, hấp thu và sử dụng). Mặt khác, thử nghiệm sinh trưởng có nhiều hạn chế nghiêm trọng. Phương pháp này tốn nhiều thời gian, chi phí cao, đặc biệt mỗi lần chỉ cho phép đánh giá tỉ lệ tiêu hóa của duy nhất một amino acid. Ngoài ra, biến dị di truyền ở các động vật cũng là yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của nghiên cứu. Phương pháp thiết kế và tiến hành thí nghiệm sinh trưởng có ảnh hưởng lớn đến kết quả nghiên cứu [125]. Ngoài các amino acid sẵn có, phản ứng sinh trưởng chịu tác động bởi nhiều yếu tố dinh dưỡng như lượng ăn vào, hàm lượng protein trong khẩu phần, tương tác giữa các amino acid. Do đó vấn đề được đặt ra là liệu phương pháp thử nghiệm sinh trưởng có thích hợp để đánh giá tỉ lệ tiêu hóa hay không [184]. Cho đến nay đã có nhiều ý kiến về nhiều khía cạnh khác nhau trong phương pháp luận của thử nghiệm sinh trưởng đã được công bố [21], [38], [125], [167], [214]. 35
  49. Thử nghiệm tiêu hóa Đây là kỹ thuật được sử dụng nhiều nhất trong đánh giá tỉ lệ tiêu hóa. Với phương pháp này, tỉ lệ tiêu hóa của các amino acid đều được xác định chỉ trong một thí nghiệm. Về cơ bản, các thí nghiệm tiêu hóa xác định sự sai khác giữa amino acid ăn vào và amino acid đào thải. Các thí nghiệm tiêu hóa được chia thành 2 nhóm dựa trên cách thu mẫu, đó là tiêu hóa chất thải (toàn phần) và tiêu hóa hồi tràng [20], [184]. Tiêu hóa chất thải được đánh giá thông qua việc thu mẫu chất thải từ gia cầm nguyên vẹn hoặc đã bị phẫu thuật manh tràng hoặc làm hậu môn giả tùy theo mục tiêu của thí nghiệm. Tiêu hóa hồi tràng có thể được chia thành 2 kỹ thuật thu mẫu là thu dịch tiêu hóa ở hồi tràng của con vật sau khi chết hay thu từ cannula được gắn vào phần cuối của hồi [184]. Tiêu hóa chất thải Kuiken và Lyman (1948) lần đầu tiên đã phát triển phương pháp phân tích nhằm đánh giá tỉ lệ các amino acid trong protein ăn vào đã biến mất trong đường tiêu hóa [117]. Phương pháp này dựa trên cơ sở tính sẵn có của amino acid được xác định thông qua đánh giá tỉ lệ tiêu hóa bằng cách lấy lượng amino acid ăn vào trừ đi lượng amino acid “không được hấp thu” ở trong phân. Trong phương pháp này, kỹ thuật thu chất thải tổng số hoặc chất chỉ thị như chromic oxide [111], AIA [139], ytterbrium nitrate [121] hoặc ferric oxide [29] được sử dụng. Đối với gia cầm, việc thu chất thải có thể không chính xác do phân bị tạp nhiễm bởi nước tiểu, lông vũ, vảy và các vật liệu khác từ bên ngoài [102]. Vì vậy, thử nghiệm này không đánh giá “tiêu hóa” như định nghĩa truyền thống mà là “có thể chuyển hóa” do phân và nước tiểu được thải ra đồng thời ở gia cầm [184]. Các phương pháp đã được phát triển để tách phân và nước tiểu ở gia cầm trước khi bị đào thải ra ngoài bao gồm lắp hậu môn giả [99] và thông niệu quản ra ngoài [50]. Tuy nhiên, lượng amino acid trong chất thải có nguồn gốc từ nước tiểu thường được bỏ qua do hàm lượng amino acid trong nước tiểu rất thấp, ảnh hưởng không đáng kể đến việc tính toán tỉ lệ tiêu hóa [231]. Kết quả nghiên cứu của Yamazaki (1983) cũng cho thấy không có sai khác giữa các tỉ lệ tiêu hóa thực xác định được trên gà mái được lắp hậu môn giả và gà trống trưởng thành không phẫu thuật [254]. Tuy 36
  50. nhiên, trong trường hợp protein bị xử lý nhiệt quá mức hay bị phân hủy do nhiệt, các amino acid có thể bị bài tiết vào nước tiểu như các chất chuyển hóa, dẫn đến tính toán sai tỉ lệ tiêu hóa [66], [143]. Các nghiên cứu trong lĩnh vực tiêu hóa amino acid tăng lên nhanh chóng từ lúc phương pháp thử nghiệm nhanh được phát triển ở Bắc Mỹ và châu Âu [128], [211]. Trong phương pháp này, gà trống trưởng thành bị cho nhịn đói trong 24 - 48 giờ. Sau đó, một lượng nguyên liệu thức ăn thí nghiệm (thường từ 30 - 50g) được đưa trực tiếp vào diều. Trong 48 giờ tiếp theo, toàn bộ chất thải thải ra được thu thập và định lượng. Hàm lượng amino acid nội sinh được xác định từ chất thải của gà bị cho nhịn đói hoặc gà được nuôi bằng khẩu phần không chứa nitơ [128], [211]. Việc đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid dựa trên chất thải bị chỉ trích do các tác động của vi sinh vật ở ruột sau trong việc sử dụng protein thức ăn và phần đóng góp của các protein vi sinh vật vào lượng amino acid đào thải ở trong phân [34]. Mặc dù sự hiện diện của hệ vi sinh vật trong manh tràng và ruột già của gia cầm đã được chứng minh nhưng tác động thực sự của hệ vi sinh vật này đến dinh dưỡng protein vẫn chưa rõ ràng [184]. Hoạt động của vi sinh vật trong manh tràng có thể làm thay đổi thành phần amino acid của chất thải, gây ảnh hưởng đến giá trị tiêu hóa tính toán được dựa trên phân tích chất thải. Nhiều nghiên cứu đã mô tả vai trò của manh tràng trong xác định tỉ lệ tiêu hóa. Nitsan và Alumot (1963) đã đưa ra bằng chứng về hoạt động phân giải protein bởi vi sinh vật ở manh tràng [156]. Sau đó, nghiên cứu của Isshiki và cs. (1974) đã cho thấy chất chứa ở manh tràng có thể thủy phân protein [101]. Payne và cs. (1971) cũng đã chỉ ra rằng tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến của nhiều amino acid ở bột cá bị giảm xuống đáng kể, đặc biệt là threonine, khi tiến hành thí nghiệm trên gà bị phẫu thuật cắt bỏ manh tràng [171]. Theo Parson và cs. (1982), các amino acid được chuyển hóa bởi vi sinh vật có thể ảnh hưởng đến hàm lượng protein vi sinh vật trong chất thải và lượng protein này có thể chiếm đến 25% protein tổng số của chất thải [168]. Do đó, việc sử dụng gà đã cắt bỏ manh tràng hiện đang được chấp nhận rộng rãi trong các nghiên cứu đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid bằng phân tích chất thải do khắc phục được ảnh hưởng của vi sinh vật ở manh tràng [82], [104], [106], [167]. 37
  51. Tiêu hóa hồi tràng Payne và cs. (1968) là nhóm nghiên cứu đầu tiên cho rằng phân tích dịch hồi tràng là phương pháp đáng tin cậy hơn để đánh giá tiêu hóa protein và amino acid so với phân tích chất thải [170]. Một số nghiên cứu đã được tiến hành nhằm so sánh phương pháp phân tích chất thải và phân tích dịch hồi tràng trong đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid trong nhiều loại thức ăn như ngô, lúa miến, lúa mì, khô dầu đậu tương, khô dầu hạt cải, bột thịt xương, bột cá, bột lông vũ [88], [191], [192]. Những sai khác giữa tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng và toàn phần trong những nghiên cứu này chứng tỏ có sự chuyển hóa amino acid bởi hệ vi sinh vật ở ruột già ở gà và tỉ lệ tiêu hóa amino acid xác định được ở đoạn cuối hồi tràng chính xác hơn so với khi đánh giá ở chất thải [184]. Phương pháp xác định tiêu hóa amino acid thông qua phân tích dịch hồi tràng có ưu điểm là áp dụng chế độ cho ăn tự do và có thể sử dụng gia cầm ở các lứa tuổi khác nhau [76]. Để đánh giá tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng, chất chỉ thị không tiêu được bổ sung vào khẩu phần. Có nhiều chất đã và đang được sử dụng làm chất chỉ thị trong thí nghiệm tiêu hóa, trong đó phổ biến nhất là Cr2O3 và AIA. Việc sử dụng các chất chỉ thị trong các nghiên cứu dinh dưỡng đã được Kotb và Luckey (1972) tổng hợp và công bố [116]. Tiêu hóa hồi tràng có thể được đánh giá bằng 2 cách, tùy thuộc vào kỹ thuật thu dịch hồi tràng. Phương pháp đơn giản nhất để thu dịch hồi tràng là giết gia cầm; phương pháp thứ 2 là sử dụng một cannula chèn vào điểm giữa hồi tràng [177], [232]. Trong những nghiên cứu trước đây, gà được giết bằng cách làm trật khớp cổ. Tuy nhiên, phương pháp này bị chỉ trích vì nó làm tăng hàm lượng protein nội sinh do làm bong các tế bào niêm mạc vào đường ruột ở thời điểm giết mổ [184]. Hiện nay, phương pháp giết gia cầm bằng các hóa chất (chẳng hạn như pentobarbitone sodium) được sử dụng phổ biến do phương pháp này hạn chế nhu động ruột và bong niêm mạc đến mức thấp nhất so với các kỹ thuật giết mổ truyền thống [19]. Nhằm khắc phục những nhược điểm trong giết mổ gia cầm, phương pháp đặt cannula hồi tràng đã được một số nhà nghiên cứu sử dụng [84], [177]. So sánh giữa kỹ thuật giết mổ (bằng cách gây mê) với kỹ thuật đặt cannula, Johns và cs. (1986b) 38
  52. đã chỉ ra rằng tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng ở hầu hết các amino acid xác định được trên gà trống đặt cannula thấp hơn đáng kể so với kết quả đánh giá trên gà sinh trưởng giết mổ bằng cách gây mê, ngoại trừ arginine và glutamic acid [105]. Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp đặt cannula hồi tràng bị hạn chế do những vấn đề liên quan đến việc loại bỏ cannula, những biến động trong dòng chảy của dịch tiêu hóa và việc cần phải sử dụng chất chỉ thị thích hợp [184]. Ngoài ra, Tanksley và cs. (1981) cũng cho rằng thay đổi về mặt sinh lý đối với đường ruột do đặt cannula có thể gây ảnh hưởng lên các quá trình sinh lý bình thường của con vật [229]. Bên cạnh đó, giá trị tiêu hóa xác định được bằng phương pháp đặt canulla ở gà đã trưởng thành có thể không phản ánh tiêu hóa ở gà broiler đang ở giai đoạn phát triển nhanh [32], [74]. Chính vì vậy, giết mổ gia cầm thu dịch hồi tràng để đánh giá tiêu hóa amino acid là phương pháp được lựa chọn nhiều nhất [114], [189]. Các phương pháp xác định hàm lượng amino acid nội sinh bao gồm các phương pháp cổ điển, kỹ thuật nuôi dưỡng bằng peptide kết hợp với lọc qua hệ thống siêu lọc, kỹ thuật sử dụng các chất chỉ thị đồng vị và kỹ thuật homoarginine. Các phương pháp cổ điển được sử dụng để xác định các amino acid nội sinh gồm có phương pháp sử dụng khẩu phần không chứa nitơ, phương pháp hồi quy và phương pháp nuôi đói. Đối với phương pháp đầu tiên, động vật thí nghiệm được cho ăn bằng khẩu phần không chứa nitơ; chất thải được sử dụng để đánh giá hàm lượng các amino acid. Với phương pháp hồi quy, động vật thí nghiệm được nuôi bằng các khẩu phần trong đó loại thức ăn thí nghiệm có hàm lượng tăng dần. Sau đó, hàm lượng các amino acid được phân tích trong chất thải hoặc hoặc dịch hồi tràng. Thất thoát amino acid nội sinh được ước tính bằng cách ngoại suy đường hồi quy đến mức zero của amino acid ăn vào. Đối với phương pháp nuôi đói, gà trống thí nghiệm bị cho nhịn đói từ 24 - 48 giờ, sau đó tiến hành thu chất thải để đánh giá hàm lượng amino acid. Phương pháp nuôi đói là một trong những phương pháp cổ điển được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để ước tính amino acid nội sinh cơ bản ở gia cầm. Các kỹ thuật trên đã được nhiều nhóm nghiên cứu thực hiện trên gia cầm [25], [74], [162], [224]. 39
  53. Kết quả nghiên cứu của Yamazaki (1983) khi tiến hành so sánh 2 phương pháp nuôi đói và sử dụng khẩu phần không chứa nitơ cho thấy sự bài tiết amino acid nội sinh ở cả 2 phương pháp là tương đương [254]. Ngược lại, kết quả nghiên cứu của Muztar và Slinger (1980) đã chỉ ra rằng amino acid nội sinh nên được xác định ở gia cầm được nuôi bằng khẩu phần không chứa nitơ, không phải ở gà bị cho nhịn đói [152]. Theo Nasset (1965), khẩu phần không chứa nitơ gây kích thích phù hợp lên đường tiêu hóa cho việc tiết các protein nội sinh [154]. Tuy nhiên, các kỹ thuật này bị chỉ trích do trong suốt quá trình bỏ đói hoặc không có protein trong khẩu phần, cơ thể sẽ ở trạng thái cân bằng nitơ âm và tốc độ tổng hợp protein trong toàn bộ cơ thể sẽ bị giảm nhanh. Điều này có thể gây ảnh hưởng đến dòng protein đi vào trong ruột [184]. Theo Low (1990), việc sử dụng các khẩu phần không chứa nitơ là không thích hợp do sự vắng mặt của protein trong khẩu phần sẽ gây ra những thay đổi rất lớn trong quá trình trao đổi chất và con vật không còn ở trạng thái sinh lý bình thường [134]. Vì những lý do trên, việc hiệu chỉnh tỉ lệ tiêu hóa dựa trên các phương pháp cổ điển sẽ làm tỉ lệ tiêu hóa đúng giảm xuống so với thực tế [22]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thất thoát amino acid nội sinh khác nhau tùy thuộc vào nguồn protein [219], hàm lượng protein trong khẩu phần [30], hàm lượng xơ trong khẩu phần [219] và sự có mặt của các yếu tố kháng dinh dưỡng [16]. Điều này cho thấy việc sử dụng một giá trị đầu ra duy nhất từ các phương pháp cổ điển để hiệu chỉnh phần nội sinh là không đáng tin cậy đối với các loại thức ăn khác nhau [184]. Với phương pháp phân tích hồi quy, phương trình hồi quy được sử dụng để tính toán hàm lượng amino acid nội sinh ở mức zero của protein ăn vào. Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến sai số lớn trong kết quả ước tính, đặc biệt là trong trường hợp điểm số liệu bé nhất và điểm zero ăn vào (theo lý thuyết) cách xa nhau [184]. Bên cạnh đó, sự phức tạp về kỹ thuật cũng như ước tính tỉ lệ tiêu hóa là lý do phương pháp này không được chấp nhận rộng rãi, mặc dù nó đã được sử dụng để xác định tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng ở một số thức ăn [197], [209]. Phương pháp nuôi dưỡng peptide kết hợp với lọc qua hệ thống siêu lọc là phương pháp sử dụng để ước tính hàm lượng amino acid nội sinh ở hồi tràng khi cho động vật ăn bằng các peptide (từ casein thủy phân bằng enzyme - EHC), sau đó 40
  54. dịch hồi tràng được lọc qua hệ thống lọc siêu lọc [150]. Trong phương pháp này, khẩu phần bán tổng hợp chứa EHC là nguồn cung cấp protein duy nhất được sử dụng để nuôi động vật. Dịch hồi tràng được thu và các phân đoạn nitơ được phân tách bằng cách ly tâm và lọc qua máy siêu lọc. Hai phân đoạn chính được phân tách bao gồm phần có khối lượng phân tử lớn (>10.000 Da) được sử dụng để đánh giá amino acid nội sinh; phần có khối lượng phân tử bé chứa các amino acid có nguồn gốc từ thức ăn không được hấp thu và các peptide kích thước nhỏ, nitơ phi protein và các amino acid tự do nội sinh nồng độ thấp [184]. Mặc dù không bị chỉ trích như các phương pháp cổ điển, phương pháp này chỉ có thể được dùng để hiệu chỉnh tiêu hóa hồi tràng đối với các nguồn protein không chứa xơ và/hoặc các yếu tố kháng dinh dưỡng, chẳng hạn như các loại bột protein động vật [53]. Kỹ thuật này có thể cũng cho kết quả đánh giá amino acid nội sinh thấp hơn so với thực tế do một số amino acid tự do có nguồn gốc nội sinh và các peptide nội sinh có kích thước nhỏ có thể bị loại bỏ ở phân đoạn có khối lượng phân tử thấp [36], [123]. Kỹ thuật sử dụng các chất chỉ thị đồng vị được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để xác định hàm lượng các amino acid nội sinh trong nhiều năm qua. Các đồng vị được sử dụng trong kỹ thuật này gồm có đồng vị bền (15N) và đồng vị phóng xạ (14C, 35S, 75Se). Kỹ thuật pha loãng đồng vị 15N của Souffrant và cs. (1982, tdt [184]) đã được nhiều nhóm nghiên cứu sử dụng để phân biệt các protein nội sinh và các protein trong thức ăn không được tiêu hóa [48], [199]. Các kết quả của các nhóm nghiên cứu trên cho thấy hàm lượng các protein nội sinh trong dịch hồi tràng xác định được bằng kỹ thuật pha loãng đồng vị cao hơn so với kết quả thu được khi sử dụng khẩu phần không chứa nitơ. Mặc dù được các nhà dinh dưỡng quan tâm, phương pháp này vẫn có nhiều hạn chế. Việc làm giàu 15N trong các chất bài tiết nội sinh để phân tích là điều không dễ thực hiện. Ngoài ra, việc không thể đánh giá tất cả các amino acid thu hồi trong dịch hồi tràng ([48], [126]) và sự phục hồi nhóm tiền chất [124] cũng là những nhược điểm của kỹ thuật này. Việc chuẩn hóa các điều kiện như tần suất cho ăn, loại khẩu phần, quy trình và tỉ lệ truyền chất đánh dấu, kỹ thuật thu mẫu, cách xử lý mẫu và lựa chọn các nhóm tiền chất là rất cần thiết trong so sánh các dữ liệu để có độ tin cậy cao [73]. 41
  55. Phương pháp homoarginine là kỹ thuật do Hagemeister và Erbersdobler phát triển vào năm 1985 [184]. Phương pháp này sử dụng homoarginine làm chất chỉ thị để xác định hàm lượng các amino acid nội sinh. Phần lysine dư lại trong protein thức ăn được chuyển thành homoarginine bằng cách guanidine hóa nhờ xử lý với O- methylisourea trong môi trường kiềm [138]. Sau khi động vật được cho ăn bằng protein đã đánh dấu, hàm lượng các amino acid nội sinh được xác định bằng cách so sánh tỉ lệ amino acid : homoarginine trong khẩu phần và trong dịch hồi tràng. Homoarginine không có ở trong các thức ăn thông thường [179]. Mặc dù homoarginine được tiêu hóa và hấp thu như các amino acid khác nhưng nó không tái xuất hiện trong chất bài tiết nội sinh ở đường ruột [218]. Nhờ các đặc tính này, kỹ thuật homoarginine có lợi thế quan trọng so với kỹ thuật đánh dấu đồng vị. Phương pháp homoarginine đã được sử dụng để xác định hàm lượng amino acid nội sinh và ước tính tỉ lệ tiêu hóa đúng amino acid ở gia cầm [16], [17], [218]. Gần đây, một nhóm nhà nghiên cứu dinh dưỡng gia cầm đã hoàn tất một số nghiên cứu định lượng thất thoát amino acid nội sinh ở gà broiler và gà tây trong suốt 3 tuần tuổi đầu tiên nhằm thiết lập cơ sở để hiệu chỉnh giá trị amino acid tiêu hóa hồi tràng. Mặc dù chưa xác định được các giá trị hiệu chỉnh nội sinh cơ bản tốt nhất, nhưng những nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc sử dụng khẩu phần không chứa protein là tốt nhất do nó cho kết quả hiệu chỉnh nội sinh cơ bản thấp hơn so với chế độ nuôi bằng khẩu phần chứa casein [20]. Phương pháp đánh giá tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến amino acid của một loại thức ăn có thể được đánh giá thông qua các phương pháp như: phương pháp trực tiếp, phương pháp sai khác, phương pháp hồi quy. Trong phương pháp trực tiếp, khẩu phần thí nghiệm được xây dựng dựa trên nguyên tắc thức ăn thí nghiệm là nguồn cung cấp protein duy nhất trong khẩu phần. Trong trường hợp thức ăn thí nghiệm là ngũ cốc, trong 1kg khẩu phần thí nghiệm thường chứa 918g thức ăn thí nghiệm, 20g dầu thực vật, 42g chất bổ sung khoáng và vitamin. Trong trường hợp thức ăn thí nghiệm là bột protein, dextrose sẽ được thêm vào để điều chỉnh hàm lượng protein tổng số trong khẩu phần ở khoảng 16-20%. Các chất bổ sung calcium và phosphorus vô cơ được cho 42
  56. vào các khẩu phần nếu thức ăn thí nghiệm là nguồn protein thực vật, bột máu và bột lông vũ. Các loại thức ăn như bột cá, bột thịt và bột thịt xương có chứa hàm lượng calcium và phosphorus cao, do đó các chất bổ sung calcium và phosphorus vô cơ sẽ không được đưa vào khẩu phần thí nghiệm. Đối với thức ăn thí nghiệm là protein động vật, Solkafloc hoặc bột giấy được bổ sung vào khẩu phần với tỉ lệ 30g/kg để tăng hàm lượng xơ trong khẩu phần. Ngoài ra, các vitamin và vi khoáng, chất chỉ thị không tiêu như Cr2O3, AIA và TiO2 cũng được bổ sung vào khẩu phần. Các carbohydrate dễ tiêu như dextrose và dầu thực vật là nguồn cung cấp năng lượng trong khẩu phần [32], [190]. Phương pháp sai khác được xây dựng dựa trên giả thuyết rằng không có sự tương tác giữa khẩu phần cơ sở và thức ăn thí nghiệm. Trong phương pháp sai khác, hai khẩu phần được sử dụng trong thí nghiệm đánh giá tỉ lệ tiêu hóa bao gồm khẩu phần cơ sở và khẩu phần thí nghiệm. Khẩu phần cơ sở chứa các nguyên liệu thức ăn cơ bản. Khẩu phần thí nghiệm được thiết lập bằng cách thay thế một phần khẩu phần cơ sở bằng thức ăn thí nghiệm (thông thường là tỉ lệ 50 : 50). Tỉ lệ tiêu hóa của thức ăn thí nghiệm được tính toán dựa trên sự sai khác về tỉ lệ tiêu hóa của 2 khẩu phần và tỉ lệ từng amino acid trong các khẩu phần [153]. Phương pháp thứ 3 được sử dụng để đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid là phương pháp hồi quy. Trong phương pháp này, gà được nuôi bằng các khẩu phần có hàm lượng thức ăn thí nghiệm tăng dần (thông thường là 4 mức nồng độ). Tỉ lệ tiêu hóa hồi tràng của từng khẩu phần được tính toán riêng. Sau đó, tỉ lệ tiêu hóa amino acid hồi tràng của thức ăn thí nghiệm được tính toán bằng hồi quy tuyến tính [197]. Thí nghiệm đánh giá tỉ lệ tiêu hóa tối thiểu cần tiến hành với 4 lần lặp lại. Số lượng gia cầm trong mỗi lần lặp lại phụ thuộc vào lứa tuổi và lượng dịch tiêu hóa cần thu. Thông thường thí nghiệm đánh giá tỉ lệ tiêu hóa amino acid trong thức ăn ở gia cầm được tiến hành trên gà giai đoạn 35 - 42 ngày tuổi [32]. Gia cầm được cho ăn bằng các khẩu phần thí nghiệm trong ít nhất 3 ngày trước khi tiến hành thu dịch hồi tràng [32], [190]. Để giảm tác động nhu động ruột đến mức thấp nhất, phương pháp giết mổ bằng cách tiêm sodium pentobarbitone thường được sử dụng. Dịch tiêu hóa ở nửa sau hồi tràng được thu cùng với nước cất nhằm tránh làm bong niêm mạc ruột như trường hợp ép bằng tay [190]. 43