Ronny Mombaerts and Kurt Van De Mierop, Nutrex nv, Lille, Belgium

Gia cầm thường bất lực để tận dụng nguồn năng lượng dồi dào từ quá trình lên men ở ruột sau (hindgut). Tuy vậy, quá trình lên men chỉ giới hạn ở ruột và được điều chỉnh bởi quần thể vi khuẩn. Do đó, hàm lượng xơ trong khẩu phần và prebiotic là điều cần được quan tâm và hứa hẹn có thể nâng cao hàm lượng của chúng trong thức ăn.

Prebiotic là những cấu trúc carbohydrate bền vững với sự tiêu hóa và hấp thu ở ruột non, nhưng nó được lên men một phần hoặc hoàn toàn ở ruột sau. Sự lên men có chọn lọc này có thể làm thay đổi thành phần và hoạt động của nhóm vi khuẩn có ích theo hướng làm tăng hàm lượng acid béo mạch ngắn (SCFA) và hạn chế quá trình lên men protein. Giảm lên men protein là điều mong muốn vì quá trình này sản sinh ra khí độc tiềm tàng như ammonia, phenols, indoles,... Sự thay đổi này trong nhóm vi khuẩn có ảnh hưởng lớn đến khả năng kháng bệnh và cải thiện năng suất vật nuôi.

Inulin hoặc oligosaccharides (nguồn cung cấp inulin) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm như là yếu tố có tác dụng bifidogenic. Bên cạnh inulin, các phân tử khác cũng nhận được sự quan tâm như Arabinoxylan có hàm lượng đáng kể trong khẩu phẩn sử dụng ngũ cốc.

Arabinoxylan-oligosaccharides (AXOS)

Trước đây, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tối ưu hóa phương pháp sản xuất AXOS. Enzyme phân cắt Arabinoxylans tự nhiên (AX) trong ngũ cốc thành AXOS đã được quan tâm và đạt được những thành tựu ở điều kiện in vitro bằng cách ủ để loại bỏ tinh bột và protein trong cám mì với xylanase Bacillus subtillus (Swennen et al., 2006).

Xylanase chuyển hóa từng phần AX từ cám lúa mì thành AXOS. Bên cạnh đặc tính phân cắt để tạo thành AXOS từ cám lúa mì, xylanase trong khẩu phần còn được ghi nhận là có ảnh hưởng tích cực lên tăng trưởng và hiệu quả chuyển hóa thức ăn ở gà.

Hiệu quả chuyển hóa thức ăn được cải thiện khi bổ sung AXOS (hình 1) vào khẩu phần chủ yếu là bắp – đậu nành. Enzyme vi khuẩn có hiệu quả tương tự so với  nhóm AXOS tốt nhất.

Hình 1. Ảnh hưởng của bổ sung AXOS lên năng suất của gà dùng khẩu phần bắp – đậu nành

Van Craeyveld et al. (2008) nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung AXOS qua đường ăn lên chất chuyển hóa và sự lên men ở ruột tịt và ruột kết trên chuột. Kết quả nghiên cứu cho biết AXOS 5-0.27 có tác động cộng hưởng tốt nhất cho sức khỏe đường ruột.

Bổ sung AXOS 5-0.27 trong khẩu phần làm giảm ammonium và hàm lượng SCFA mạch nhánh, đồng thời gia tăng hàm lượng acetate, butyrate và số lượng bifidobacteria trong ruột tịt. Điều này thể hiện mức độ lên men carbohydrate tăng và giảm lên men protein.

Enzyme endoxylanase từ vi khuẩn trong thức ăn

Feed enzyme bacterial endo-xylanase

Hàm lượng AX chiếm khoảng 6% trong khẩu phần cơ bản là lúa mì, khoảng 5% đối với khẩu khẩu phần cơ bản là bắp và đa số là loại AX không tan trong cả hai loại khẩu phần. Endo-xylananse từ vi khuẩn (Nutrase Xyla, Bacillus subtilis endo-β -1,4-xylanase, Nutrex nv, Bỉ) được đánh giá là có khả năng tạo AXOS cao hơn xylanase từ nấm. Thứ nhất, bởi vì pH tối ưu cho enzyme hoạt động là điều kiện pH đường ruột, nơi thức ăn có thời gian lưu lại dài hơn so với dạ dày hay mề, thứ hai chuyển hóa rất nhiều AX không tan, thành phần chiếm chủ yếu của AX nói chung (Courin, 2001).

Manfredo (2011) cho biết việc bổ sung Nutrase xyla vào khẩu phần của gà với nguyên liệu chủ yếu là bắp đã có những tác động rất tốt đối với hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột. Vi khuẩn thuộc ngành Firmicutes (có tác động kháng viêm và sản sinh butyrate) tăng trong khi số lượng vi khuẩn kỵ khí bacteroides (lên men protein) giảm.

Ảnh hưởng  lên vật nuôi khi sử dụng khẩu phần bắp – đậu nành

Ảnh hưởng của xylanase vi khuẩn trong khẩu phần bắp – đậu nành được chứng minh ở hai thí nghiệm sau:

Nghiên cứu thứ nhất (hình 2) được thực hiện với Nutrase xyla và 2 sản phẩm NSP thương mại khác. Enzyme F là sản phẩn đa enzyme hoạt chất chính gồm xylanase và Glucanase có nguồn gốc từ nấm, Enzyme H là mananase.

Khẩu phần đối chứng dương (Feed1) được thiết lập tương tự công thức chuẩn thức ăn công nghiệp hoàn chỉnh nhưng không bổ sung enzyme NSP. Khẩu phần đối chứng âm và khẩu phần bổ sung enzyme (Feed2) được tính toán có mức năng lượng trao đổi và aminoacid tiêu hóa thấp hơn (100 Kcal/kg và 2%), điều này đã giúp giá thành giảm được 4% tại thời điểm thí nghiệm. Giảm năng lượng, acid amin tiêu hóa và giá thành là những thành tựu khi sử dụng phụ phẩm ngũ cốc để thay thế bắp và khô dầu đậu nành.

Bên cạnh những thành tựu của việc giảm mức độ dinh dưỡng nhưng vẫn duy trì được năng suất như khẩu phần đối chứng dương, Nutrase xyla là enzyme duy nhất giảm được tỷ lệ chết có ý nghĩa của nhóm khẩu phần đối chứng dương (2.38% so với 6.19%).

Thí nghiệm thứ hai (hình 3) được thiết lập để đánh giá hiệu quả của Nutrase xyla  so với Enzyme F trên heo 20-110kg. Feed1 được thiết lập tương tự công thức chuẩn thức ăn công nghiệp hoàn chỉnh, Feed2 có mức năng lượng thuần thấp hơn 40 kcal/kg. Giảm năng lượng vì giảm được hàm lượng chất béo và thay thế bắp bằng phụ phẩm lúa mì rẻ hơn. Cả hai thí nghiệm đều khẳng định những ưu thế khi sử dụng endo – xylanase từ vi khuẩn đối với năng suất vật nuôi sử dụng khẩu phần bắt – đậu nành.

Kết luận

Việc khám phá ra vai trò của enzyme NSP không chỉ giới hạn ở việc làm giảm độ nhớt hay phóng thích dinh dưỡng mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe đường ruột bằng việc tăng sản phẩm prebiotic. Điều này hàm ý enzyme có hiệu quả ở cả lĩnh vực (vấn đề đường ruột) hoàn toàn không tương ứng với hiệu quả của enzyme trong các nghiên cứu, enzyme có thể hữu dụng ngay cả khi ảnh hưởng kháng dinh dưỡng của NSP giới hạn và hiệu quả cao đối với sức khỏe đường ruột, chỉ tiêu cần thiết để lựa chọn enzyme.

Phòng kỹ thuật maketing công ty TNHH Nhân Lộc (Lược dịch)

Nguồn: http://www.allaboutfeed.net/Nutrition/Feed-Additives/