Theo Info infinitabiotech
NGHE ĐỌC
Những lợi ích và tương lai phát triển của enzyme trong thức ăn chăn nuôi
(Acare VN) Ngành công nghệ sinh học đã sản xuất ra những enzyme đầu tiên là arabinoxylanase và beta glucanase. Chức năng của hai enzyme này là phân hủy các polysaccharid phi tinh bột, là các phần xơ của hạt. Các enzym này giúp làm giảm độ nhớt của hạt không tiêu hóa được trong ruột. Các thử nghiệm đầu tiên đã chứng minh việc bổ sung các enzym ngoại sinh vào khẩu phần lúa mì giúp cải thiện khả năng tiêu hóa ở những động vật dạ dày đơn. Những nghiên cứu ban đầu này cũng giúp các nhà khoa học hiểu được phương thức hoạt động của các enzym này và cho phép họ phát triển các enzym mới có khả năng hoạt động rộng hơn trên nhiều loại cơ chất hơn.
Vào đầu những năm 1990, chủ đề chính để đàm luận giữa các nhà dinh dưỡng và các nhà nghiên cứu là sự suy giảm nguồn phốt pho trong thức ăn chăn nuôi – điều mà họ cho là không thể tránh khỏi. Ngành công nghiệp phụ gia thức ăn chăn nuôi đã phản ứng nhanh chóng với thách thức này bằng cách tập trung vào các enzym có khả năng giải phóng nhiều phốt pho hơn thông qua một phân tử mà động vật không thường có: đó chính là phytate. Enzyme phytase nguồn gốc từ nấm men về mặt hóa học có thể phân hủy phytate, giải phóng phốt pho trong thức ăn của heo và gia cầm. Mặc dù ma trận dinh dưỡng của phytase mãi đến năm 2000 mới được củng cố nhưng chúng đã cho thấy giá trị ban đầu đầy triển vọng là 0,05% phốt pho và tối đa là 0,1% phốt pho sẵn có.
Các enzym trong thức ăn chăn nuôi được sử dụng lần đầu tiên cách đây hơn một thập kỷ nhưng các enzyme này chỉ được công nhận trong việc ứng dụng phytase để giảm bài tiết phốt pho. Mặc dù enzyme trong thức ăn chăn nuôi đã được tận dụng nhiều năm nhưng mới chỉ dừng lại ở khía cạnh nghiên cứu về công nghệ enzyme này.
Khi nhu cầu về protein - chất - lượng - cao trên toàn cầu gia tăng, thì đây là thời điểm lý tưởng để am hiểu hơn về việc sử dụng enzyme trong thức ăn chăn nuôi
Với những tiến bộ trong quản lý và công nghệ, động vật được tạo ra trong một thời gian tương đối ngắn. Người chăn nuôi cần tối đa hóa thời gian một cách hiệu quả để đáp ứng nhu cầu tăng thêm protein, bao gồm cả việc tận dụng tối đa nguồn thức ăn.
Những người chăn nuôi cần thông minh hơn trong việc tối ưu hóa việc chăn nuôi theo hướng bền vững - và các enzym tạo cơ hội để thực hiện điều đó.
Thức ăn chăn nuôi chiếm 60-70% tổng chi phí trong chăn nuôi gia súc, gia cầm. Để tiết kiệm chi phí, nhiều nhà chăn nuôi bổ sung các chất phụ gia enzyme vào thức ăn để có thể tạo ra nhiều nạc hơn cho mỗi con vật hoặc tạo ra cùng một khối lượng thịt nhưng nhanh và tiết kiệm hơn.
Được phát hiện trong tất cả các tế bào sống, enzym xúc tác các quá trình hóa học để chuyển hóa chất dinh dưỡng thành năng lượng và mô mới. Các enzyme làm điều này bằng cách liên kết với các cơ chất trong thức ăn và phá vỡ cơ chất thành các hợp chất nhỏ hơn. Enzyme có thể được phân loại theo cơ chất hoạt động của chúng. Ví dụ: protease phân hủy protein thành axit amin, cacbohydrase phân chia carbohydrate thành đường đơn và lipase tách lipid thành axit béo và glycerol.
Các enzym khả dụng trên thị trường có thể có nguồn gốc từ thực vật và động vật (ví dụ, “actinidin” có nguồn gốc từ trái kiwi và “rennet” từ dạ dày bê), vi sinh vật cũng có thể có nguồn gốc như vậy(ví dụ, “amylase” từ Bacillus và “lactase” từ Aspergillus).
Enzyme và những cơ chế hoạt động của chúng
Cơ chất của phytase là axit phytic, đây là cách mà phốt pho được tích trữ trong các mô thực vật. Axit phytic là một vấn đề với động vật vì nó liên kết các khoáng chất và các axit amin không khả dụng ở động vật. Điều này làm cho các chất dinh dưỡng có lợi bị đào thải ra ngoài môi trường khiến năng suất chăn nuôi bị giảm sút.
Enzyme phytase đã được thêm vào khẩu phần cho động vật dạ dày đơn trong hơn một thập kỷ. Như đã đề cập trước đó, mục tiêu chính và cách thức hoạt động của phytase là làm giảm bài tiết phốt pho, do phytase giúp tiết kiệm chi phí khẩu phần thức ăn chăn nuôi nên việc sử dụng nó ngày càng tăng. Tiết kiệm ban đầu có liên quan đến việc cắt giảm chi phí phốt pho trong khẩu phần, nhưng các nhà dinh dưỡng cũng có thể linh hoạt giảm lượng khô dầu đậu nành do khả năng tiêu hóa axit amin đã được cải thiện.
Những enzym thuộc loại carbohydrase bao gồm xylanase, glucanase và amylase. Chúng hoạt động trong dạ dày để phá vỡ và phân giải carbohydrate như chất xơ, tinh bột và polysaccharide phi tinh bột thành đường đơn để cung cấp năng lượng cho động vật.
Những hạt như ngô, lúa mạch và lúa mì có lớp bao bọc cứng bên ngoài. Phần lớn lớp bao bọc bị phá vỡ vật lý (nhưng không hoàn toàn) trong quá trình chế biến của nhà máy thức ăn chăn nuôi. Phần xơ của thành tế bào hạt thì khó tiêu và chỉ khoảng 10-20% là tiêu hóa được. Carbohydrase sẽ tấn công và phân hủy các phân tử tinh bột này.
Một trong những loại carbohydrate phổ biến nhất là xylanase. Xylanase tấn công cấu trúc arabinoxylan của ngô hoặc lúa mì để động vật hấp thu các nguyên liệu của những hạt ngũ cốc đó như là một nguồn năng lượng. Điều này giúp giảm bổ sung chất béo hoặc năng lượng trong khẩu phần.
Enzyme protease là công nghệ mới nhất , với cơ chất là đạm động vật hoặc thực vật . Protease phá vỡ các chất kháng dinh dưỡng liên quan đến các loại protein khác nhau. Protease cải thiện tỷ lệ tiêu hóa protein và tăng tính khả dụng của axit amin, giúp giải phóng các chất dinh dưỡng có giá trị. Hiệu quả mang lại của Protease là cải thiện năng suất chăn nuôi, giúp động vật tăng trưởng và giảm thiểu những tác hại do protein không tiêu hóa được xuống ruột già.
Những nguyên liệu thô với khả năng tiêu hóa axit amin thấp phản ứng mạnh nhất với protease ngoại sinh, đó là lý do tại sao việc bổ sung protease ngoại sinh mang lại giá trị lớn nhất khi sử dụng các nguyên liệu thay thế trong khẩu phần. Protein giúp người chăn nuôi quản lý được rủi ro dinh dưỡng liên quan đến chất lượng thức ăn và cho phép họ tận dụng tối đa tất cả các nguyên liệu thức ăn khả dụng.
Protease không giới hạn trong khẩu phần với các nguyên liệu thay thế. Động vật khi ăn khẩu phần khô dầu đậu nành-bắp hạt truyền thống không thể tận dụng hết 100% protein trong khẩu phần đó. Vì thế, việc bổ sung thêm enzym protease vào khẩu phần khô dầu đậu nành-bắp hạt sẽ giúp tăng cường khả năng tiêu hóa axit amin và cải thiện năng suất vật nuôi.
Những lợi ích của enzyme trong thức ăn chăn nuôi
Thị trường enzym đã có sự tăng trưởng đáng kể tuy rằng ở một số phân khúc ngành chăn nuôi heo và gia cầm không sử dụng enzym ngoại sinh. Vì enzym cải thiện khả năng tiêu hóa của các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật, nên chúng mang lại lợi ích kinh tế tức thì cho chăn nuôi. Enzyme cho phép các nhà chăn nuôi cải thiện hệ số chuyển đổi thức ăn tốt hơn, đồng dạng các đàn gia cầm và đàn gia súc của họ, và hiệu suất của các nhà máy thức ăn chăn nuôi do đó cũng được cải thiện vì thu hoạch và chế biến ít hạt ngũ cốc hơn .
Ngành dinh dưỡng động vật mong muốn nghiên cứu sâu hơn công nghệ enzyme với mục đích tối ưu hóa hơn nữa tất cả những lợi ích khả dụng trong chăn nuôi đã được đề cập ở trên dành cho các nhà chăn nuôi. Những nghiên cứu sau đây đang được tiến hành, gồm: Hiệu quả phân hủy các cơ chất khác nhau, các phương pháp sản xuất enzym khác nhau, tác động biểu sinh của enzym trong sự hình thành và phát triển của ruột, và sự tương tác với hệ vi sinh vật và sức khỏe đường ruột, cũng như ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của enzyme đối với Hệ thống miễn dịch. Khi hiểu biết của chúng ta về các enzym ngày càng phát triển, chúng ta nên mong đợi một cuộc cách mạng trong dinh dưỡng động vật.
Tương lai phát triển của enzyme trong thức ăn chăn nuôi
Nhiều nghiên cứu được thực hiện ngày càng chứng minh rõ ràng hơn những lợi ích của enzyme đối với động vật và các nhà chăn nuôi. Enzym giúp tối ưu hóa sức khỏe đường ruột, tạo ra sự phát triển đồng đều và tăng cường sức khỏe tổng thể đối với động vật. Đối với nhà chăn nuôi, enzyme giúp họ có thể giảm bớt chi phí thức ăn chăn nuôi và cải thiện lợi nhuận .
Mỗi loại enzym sẽ có chức năng riêng biệt của chính nó nên không cản trở chức năng của các enzyme khác.
Điểm mấu chốt là: việc sử dụng các enzym sẽ tiếp tục phát triển khi chúng ta học hỏi thêm về công nghệ của từng loại.
Nguồn: infinitabiotech.com
Biên dịch: Acare VN Team