Luận án Ảnh hưởng chất béo của thức ăn trong khẩu phần đến thành phần acid béo của trứng gà công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ LÊ THANH PHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CHẤT BÉO CỦA THỨC ĂN TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN THÀNH PHẦN ACID BÉO CỦA TRỨNG GÀ CÔNG NGHIỆP LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH CHĂN NUÔI NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ LÊ THANH PHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CHẤT BÉO CỦA THỨC ĂN TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN THÀNH PHẦN ACID BÉO CỦA TRỨNG GÀ CÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: CHĂN NUÔI MÃ SỐ: 62.62.01.05 Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. LƯU HỮU MÃNH PGS.TS. NGUYỄN NHỰT XUÂN DUNG NĂM 2015 i CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG Luận án đính kèm theo đây, với tên đề tài: “Ảnh hưởng chất béo của thức ăn trong khẩu phần đến thành phần acid béo của trứng gà công nghiệp” do Nghiên cứu sinh Lê Thanh Phương thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận án thông qua. Ủy viên Thư ký Phản biện 1 Phản biện 2 Cán bộ hướng dẫn 1 Chủ tịch Hội đồng Cán bộ hướng dẫn 2 ii LỜI CẢM TẠ Trước hết tôi xin chân thành bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến thầy cô hướng dẫn PGS. TS. Lưu Hữu Mãnh và PGS. TS. Nguyễn Nhựt Xuân Dung, người đã truyền cảm hứng đam mê nghiên cứu khoa học, tính nghiêm túc trung thực trong công việc, đã tận tình dạy dỗ, hướng dẫn tôi cách tiến hành thí nghiệm, thu thập, xử lý số liệu và chỉ dạy tôi cách viết nên luận án tiến sĩ này. Kính gửi lời cám ơn chân thành nhất của em đối với sự dạy dỗ tận tình, sự hỗ trợ giúp đỡ kịp thời, những lời khuyên quý giá rất có ý nghĩa của tất cả các thầy cô đang giảng dạy và đã nghỉ hưu ở hai bộ môn Chăn Nuôi và Thú Y cũng như các thầy, cô là lãnh đạo các đơn vị. Không có những sự dạy dỗ, giúp đỡ này, luận án khó mà hoàn thành được. Công trình này con xin kính dâng ba má. Đối với con và chú Trung, ba má thật vĩ đại. Con và chú Trung được sinh ra ngay trước và sau khi miền Nam giải phóng, thời điểm mà cùng với cả nước, gia đình ta đã trải qua những khó khăn có thể nói là không thể nào khó khăn hơn được nữa, nhưng với cái nhìn đúng đắn về tầm quan trọng của việc học, ba má đã vượt qua tất cả để tụi con được đến trường. Ba má không thể tiếp tục dạy kiến thức khi tụi con học càng cao, nhưng ba má dạy tụi con nhân cách, lòng say mê lao động và tinh thần trách nhiệmmà bây giờ tụi con mới nhận ra đó mới chính là hành trang quan trọng nhất của cuộc đời. Xin cám ơn bà xã Kim Ngọc, các con Thiên Nga, Thiên Hương, Thiên Thảo. Giữa bộn bề công việc, anh, ba lại quyết định tiếp tục làm nghiên cứu sinh, điều này có nghĩa là thời gian dành cho gia đình lại càng ít hơn nữa. Anh, ba tin rằng em và các con hiểu và thông cảm cho việc này. Qua đó, ba muốn là tấm gương để các con noi theo, rằng chúng ta phải thật cố gắng làm việc để không chỉ làm cho mình, mà còn cho gia đình, và góp một phần cho xã hội. Cám ơn các lãnh đạo, đồng nghiệp ở công ty TNHH Emivest Việt Nam, các bạn sinh viên, quản lý và công nhân ở các trại gà đẻ đã tạo những điều kiện tốt nhất và giúp đỡ tôi nhiều việc trong suốt quá trình làm thí nghiệm. iii TÓM TẮT Đề tài được tiến hành trên sáu thí nghiệm thực hiện từ năm 2012-2014 tại trang trại tư nhân tỉnh Bình Dương với giả thiết rằng cả năng suất sinh sản, chất lượng và thành phần acid béo thiết yếu của trứng gà có thể được nâng cao bằng cách bổ sung và kết hợp các loại dầu vào khẩu phần của gà mái đẻ. Thí nghiệm 1 được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của giống (ISA Brown và Hisex Brown) và tuổi của gà mái đẻ (21, 38 và 54 tuần tuổi) lên các thành phần, dưỡng chất và acid béo của của quả trứng. Các thành phần của quả trứng chịu ảnh hưởng bởi tuổi gà mái và giống gà. Gà Hisex Brown sản xuất quả trứng lớn hơn, tỷ số lòng đỏ: lòng trắng cao hơn gà ISA Brown và tỷ số này tăng theo tuổi của gà mái. Giống và tuổi gà không ảnh hưởng lên thành phần hóa học của quả trứng nhưng ảnh hưởng lên thành phần acid béo của lòng đỏ. Thành phần acid béo của dầu dừa, dầu nành, dầu phộng, dầu cám gạo, mỡ heo, dầu cá tra, và dầu cá hồi (19 mẫu) được kiểm tra qua phân tích bằng phương pháp sắc ký khí trong Thí nghiệm 2. Dầu dừa có hàm lượng tổng số chất béo no cao nhất (89,06%) so với dầu cám gạo (24,59%), dầu phộng (25,12%), dầu nành (16,77%), dầu cá tra (39,95%), dầu cá hồi (27,29%) và mỡ heo (35,64%). Dầu nành có hàm lượng acid linoleic cao (50,65%). Hàm lượng acid béo EPA (5,73%) và DHA (4,52%) được phát hiện ở dầu cá hồi, trong khi các acid béo này có rất ít ở dầu cá tra và không có ở các loại dầu thực vật. Thí nghiệm 3 được thực hiện trên 720 gà mái đẻ từ 32 đến 42 tuần tuổi được bố trí vào 9 nghiệm thức, sử dụng 3 loại dầu là cám gạo, dầu nành và dầu cá hồi với 3 tỷ lệ là 1, 2 và 3% trong khẩu phần. Dầu bổ sung đã nâng cao năng suất sinh sản của gà; tỷ lệ đẻ cao nhất ở khẩu phần bổ sung 2% dầu cám gạo (96,81%). Gà nuôi khẩu phần bổ sung dầu cá hồi đã tăng tích lũy DHA, giảm hàm lượng cholesterol và tỷ lệ acid béo ω-6/ω-3 của lòng đỏ trứng (3,42). Trong thí nghiệm 4, với 480 gà mái đẻ được nuôi 6 khẩu phần, đối chứng nhận 3% dầu cám gạo và 5 nghiệm thức thí nghiệm được sử dụng 2 loại dầu là dầu cám gạo kết hợp với dầu cá hồi theo 5 tỷ lệ khác nhau. Sự kết hợp giữa 2 loại dầu không ảnh hưởng lên năng suất sinh sản, hệ số chuyển hóa thức ăn và chất lượng của quả trứng. Hàm lượng DHA cao nhất và tỷ lệ ω-6/ω-3 thấp nhất được tìm thấy ở khẩu phần có 2,5% dầu cá hồi + 0,5% dầu nành (2,7). Sự biểu hiện của gen FADS1 bị giảm khi tỷ lệ ω-6/ω-3 trong khẩu phần tăng lên, trong khi FADS2 không khác biệt so với đối chứng. Ảnh hưởng các tỷ lệ acid béo ω-6/ω-3 (2, 3, 4, 5 và 6) trong khẩu phần lên năng suất trứng, thành phần acid béo và hàm lượng cholesterol lòng đỏ được thực hiện trên 480 gà mái đẻ trong Thí nghiệm 5. Thức ăn thí nghiệm không ảnh hưởng lên năng suất sinh sản của gà nhưng cải tiến hệ số chuyển hóa thức ăn. Hàm lượng acid linoleic, DHA và omega-3 của lòng đỏ tăng và ở khẩu phần có tỷ số ω-6/ω-3 bằng 2, hàm lượng cholesterol giảm ở những khẩu phần có tỷ lệ dầu cá hồi cao. Sự biểu hiện iv của gen FADS1 và FADS2 có quan hệ tuyến tính cao với hàm lượng DHA của lòng đỏ trứng. Trong Thí nghiệm 6, có 132 gà mái đẻ được bố trí với 10 khẩu phần, có bổ sung dầu nành hoặc dầu cá hồi với các mức độ 0; 1; 1,5; 2; 2,5 và 3% mỗi loại và một khẩu phần đối chứng không bổ sung dầu, để đánh giá ảnh hưởng của khẩu phần lên thành phần acid béo và sự biểu hiện gen FADS1 và FADS2 ở gan. Hàm lượng ALA và DHA tăng ở các khẩu phần bổ sung dầu cá hồi và sự biểu hiện gen FADS1 và FADS2 có quan hệ tuyến tính rất cao với hàm lượng DHA của lòng đỏ trứng. Như vậy, hàm lượng acid béo của lòng đỏ trứng gà thay đổi theo nguồn chất béo của khẩu phần. Gà mái có khả năng tổng hợp ω-3 và DHA cho lòng đỏ trứng từ nguồn chất béo của khẩu phần. Sự kết hợp của dầu cá hồi với dầu nành cho ra quả trứng có tỷ lệ ω-6/ ω-3 thấp (2,7). Trứng này sẽ là nguồn thực phẩm chức năng giàu các acid béo thiết yếu. Từ khóa: acid béo thức ăn, acid béo của trứng gà, DHA, nguồn dầu, tỷ lệ ω-6/ ω-3, gen FADS v ABSTRACT Six experiments were conducted on-farm during 2012 – 2014 at Binh Duong province, with an aim to prove that the quality of chicken egg can be enriched by supplementing and incorporation of different oil sources to benefit both laying hen performance and egg quality. In Experiment 1, the effect of the age (21, 38 and 54 wk) and breed (ISA Brown - ISB and Hisex Brown - HIB) on egg components, composition and egg yolk fatty acid profile, were determined. The egg components were affected by breed and and hen age, HIB produced heavier eggs, higher in yolk to white ratio than ISB and this ratio increased with hen age increasing. The breed and hen age had no effect on the composition, but did on egg yolk fatty acid profile. Nineteen samples of coconut oil (CO), groundnut oil (GO), soybean oil (SO), rice bran oil (RBO), Tra fish oil (TFO), salmon fish oil (SFO) and lard were analysed for fatty acid profile by gas chromatography (Experiment 2). The highest content of total SFA was found in CO (89.06%) as compared to that in RBO (24.59%), GO (25.12%), SO (16.77%), TFO (39.95%), SFO (27.29%) and lard (35.64%). The highest content of LA (50.65%) was found in SO. The EPA (5.73%) and DHA were found in SFO (4.52%), while they were very low in TFO and lard and were not detected in vegetable oils. In Experiment 3, a total of 720 laying hens (32-42 wks) were allocated into 9 treatments included 3 oil sources, RBO, SFO and SO with 3 dietary levels of 1, 2 and 3%. The dietary affected on egg production, the highest value was found in hens fed RBO (2%) as compared to those fed SFO and SO. Dietary SFO increased DHA deposition and presented the lowest ratio of ω-6/ω-3 and egg yolk cholesterol content. In experiment 4, 480 layers were fed with 6 diets, the control received 3% RBO and 5 experimental diets were incorporated with 5 ratios of RBO and SFO. No differences were found on the egg production, feed conversion and egg quality. The highest DHA content and lowest ratio ω-6/ω-3 were found in the diet received 2.5% of SFO plus 0.5% SO. The expression of gene FADS1 was decreased as the dietary ω-6/ω-3 ratio increased, while FADS2 was not different from the control. The effect of dietary fatty acid ω-6/ω-3 ratios (2, 3, 4, 5 and 6) on egg production, egg yolk fatty acids and cholesterol on 480 HIB layers were examined (Experiment 5). Dietary treatments did not effect on hens' performance, but improved the feed efficiency. The LN, DHA and omega-3 in egg yolk were increased in the diet of ratio 2. The cholesterol content in egg yolk was reduced in the hens fed diets rich of SFO as well as the DHA content was affected by dietary fatty acid ω-6/ ω-3 and highly related to the expression of FADS1 and FADS2. vi The effects of different levels of SO and SFO (0; 1; 1.5; 2; 2.5 and 3%) in dietary on egg yolk fatty acid contents and gene FADS1 and 2 expression in liver (Experiment 6) was investigated. The fatty acid ALA and DHA contents in egg yolk were increased in hens fed SFO diets. The content of DHA was highly correlated with the expression of gene FADS1 and FADS2. It was concluded that the fatty acid content in the egg yolk may be altered by dietary oil sources and laying hens have the ability to synthesize ω-3 and DHA from the diet into egg yolk. The incorporation of soybean oil and salmon fish oil into the diet of laying hens is important in producing excellent fatty acid ω-6/ ω-3 ratios and essential polyunsatturated- rich functional eggs. Keywords: DHA, egg, dietary fatty acids, egg york fatty acids, oil sources, ω-6/ ω-3 ratio, FADS gene vii TRANG CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Lê Thanh Phương Cán bộ hướng dẫn 1 Cán bộ hướng dẫn 2 PGs.Ts. Lưu Hữu Mãnh PGs.Ts. Nguyễn Nhựt Xuân Dung viii MỤC LỤC CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG ..................................................................... i LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................... ii TÓM TẮT.......................................................................................................... iii ABSTRACT ........................................................................................................ v TRANG CAM KẾT KẾT QUẢ ....................................................................... vii MỤC LỤC ....................................................................................................... viii DANH SÁCH HÌNH ....................................................................................... xii DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... xiii TỪ VIẾT TẮT ................................................................................................. xvi Chương 1: GIỚI THIỆU ...................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 2 1.3 Những điểm mới của đề tài .......................................................................... 3 Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................. 4 2.1 Vai trò của acid béo thiết yếu ...................................................................... 4 2.1.1 Vai trò của acid béo Omega-3 ................................................................... 5 2.1.2 Vai trò của acid béo Omega-6 ................................................................... 6 2.1.3 Vai trò của acid béo Omega-9 ................................................................... 6 2.1.4 Tỷ lệ Omega-6/Omega-3 ........................................................................... 7 2.2. Cơ chế sinh tổng hợp các acid béo chưa no nhiều nối đôi ......................... 8 2.2.1 Các enzym desaturase .............................................................................. 10 2.2.2 Sự khác biệt giữa acid béo omega-3 và omega-6 trong quá trình sinh tổng hợp ................................................................................................................ 12 2.3 Sự cân bằng cholesterol ở gà đẻ ................................................................ 13 2.3.1 Nguồn gốc cholesterol lòng đỏ trứng và giá trị sinh học của nó ............. 13 2.3.2 Chất béo của trứng ................................................................................... 16 2.4 Trứng được làm giàu acid béo omega-3 .................................................... 18 2.5 Những nguồn cung cấp acid béo omega-3 trong khẩu phần cho gà .......... 21 2.5.1 Dầu cá (Fish oil, FO) ............................................................................... 22 2.5.2 Dầu cá mòi dầu (Menhaden oil, MO) ...................................................... 23 2.5.3 Tảo biển (Marine algae, MA) .................................................................. 24 2.6 Ảnh hưởng của một số loại dầu lên thành phần acid béo của trứng .......... 27 2.6.1 Ảnh hưởng của nguồn acid béo omega-3 lên các thông số sản xuất ở gà mái ................................................................................................................ 27 2.6.2 Ảnh hưởng nguồn lipid khẩu phần lên thành phần acid béo của lòng đỏ trứng.............................................................................................................. 28 ix 2.6.3 Ảnh hưởng của thức ăn đến lòng đỏ trứng .............................................. 28 2.7 Các loại acid béo và quá trình tổng hợp acid béo trong trứng gà .............. 30 2.7.1 Các loại acid béo trong trứng ................................................................... 30 2.7.2 Quá trình tổng hợp acid béo trong trứng gà ............................................. 31 2.8 Biểu hiện gen và chất lượng dinh dưỡng trong khẩu phần lên sự biểu hiện gen ............................................................................................................... 33 2.8.1 Khái niệm về sự biểu hiện gen................................................................. 33 2.8.2 Sự tương tác giữa các loại chất béo trong khẩu phần và sự biểu hiện gen .................................................................................................................. 33 2.8.3 Ảnh hưởng của các acid béo chưa no nhiều nối đôi (PUFA) lên sự biểu hiện gen ........................................................................................................ 34 2.8.4 Cơ chế điều hòa biểu hiện gen của acid béo ............................................ 35 2.9 Các gen có liên quan đến sự tổng hợp acid béo trong trứng ..................... 37 2.9.1 Gen FADS2 (Fatty acid desaturase 2) ..................................................... 37 2.9.2 Gen FADS1 (Fatty acid desaturase 1) ..................................................... 38 2.9.3 Các nghiên cứu về ảnh hưởng của các chất béo đến sự biểu hiện của các gen liên quan đến hàm lượng acid béo ......................................................... 39 2.9.4 Ảnh hưởng của các chất béo trong khẩu phần đến biểu hiện gen FADS1 và FADS2 ..................................................................................................... 40 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 42 3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm .............................................................. 42 3.2. Chuồng trại thí nghiệm ............................................................................. 42 3.3. Mẫu vật và động vật thí nghiệm ............................................................... 42 3.4. Thức ăn và khẩu phần thí nghiệm ............................................................. 43 3.5 Bố trí thí nghiệm ........................................................................................ 48 3.6 Chăm sóc và nuôi dưỡng ........................................................................... 49 3.7. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................... 49 3.7.1 Lấy mẫu trứng .......................................................................................... 49 3.7.2 Phương pháp thu mẫu và trữ mẫu gan thí nghiệm ................................... 50 3.8. Các chỉ tiêu theo dõi ................................................................................. 50 3.9. Phân tích hóa học ...................................................................................... 52 3.9.1 Quy trình phân tích acid béo .................................................................... 52 3.9.2 Xác định thành phần hóa học của thức ăn và trứng gà ............................ 53 3.9.3 Phân lập RNA từ mẫu gan ....................................................................... 53 3.10 Xử lý số liệu ............................................................................................. 54 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................... 56 4.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng giống và tuổi của gà mái lên thành phần hóa học và thành phần acid béo của trứng gà ........................................................... 56 4.1.1 Ảnh hưởng của giống gà và tuổi lên các thành phần của quả trứng ........ 56 4.1.2 Ảnh hưởng của giống lên thành phần hóa học của trứng gà ................... 57 4.1.3 So sánh ảnh hưởng của giống và tuổi gà lên thành phần hóa học và acid béo lòng đỏ trứng .......................................................................................... 59 x 4.1.4 Ảnh hưởng của giống lên hàm lượng acid béo của trứng gà ................... 61 4.1.5 Ảnh hưởng của giống và tuổi gà mái lên thành phần acid béo lòng đỏ trứng.............................................................................................................. 63 4.1.6 Kết luận .................................................................................................... 64 4.2 Thí nghiệm 2: Xác định thành phần acid béo của một số dầu mỡ dùng trong chăn nuôi gia súc gia cầm ............................................................................ 65 4.2.1 Thành phần acid béo no (SFA: Saturated fatty acid) ............................... 65 4.2.2 Thành phần acid béo chưa no (USFA) ........................