Luận án Giá trị dinh dưỡng của một số nguyên liệu thức ăn và mức tối ưu axít amin tiêu hoá hồi tràng biểu kiến trong khẩu phần cho lợn thịt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM      NGUYỄN VĂN PHÚ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN VÀ MỨC TỐI ƯU AXÍT AMIN TIÊU HOÁ HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN TRONG KHẨU PHẦN CHO LỢN THỊT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2018 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM      NGUYỄN VĂN PHÚ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN VÀ MỨC TỐI ƯU AXÍT AMIN TIÊU HOÁ HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN TRONG KHẨU PHẦN CHO LỢN THỊT Chuyên ngành: Chăn nuôi động vật Mã số: 62 62 01 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Lã Văn Kính THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2018 ii LỜI CAM ĐOAN 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 được 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. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Văn Phú iii LỜI CÁM ƠN Trước hết, tôi xin chân thành cám ơn Ban giám đốc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, Ban giám đốc Phân viện Chăn nuôi Nam bộ, phòng Thí nghiệm và Phân tích Chăn nuôi, bộ môn Dinh dưỡng và Thức ăn Chăn nuôi, phòng Khoa học và Hợp tác Quốc tế - Phân viện Chăn nuôi Nam bộ, phòng Đào tạo sau đại học – Viện KHKT Nông nghiệp miền Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Lã Văn Kính, người Thầy đã dành rất nhiều thời gian cùng tâm trí để hướng dẫn tôi về mặt khoa học trong suốt thời gian thực hiện đề tài và góp nhiều ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cám ơn ThS Đoàn Vĩnh, chủ trì đề tài cấp Bộ Nông nghiệp và PTNT: “Nghiên cứu nhu cầu năng lượng, axít amin và chế độ nuôi dưỡng của lợn cái hậu bị Yorkshire, Landrace và cái lai LY, YL để nâng cao khả năng sinh sản ở các tỉnh phía Nam (Đông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long)”. Xin cám ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chăn nuôi heo Bình Thắng, chủ trại và công nhân Trại chăn nuôi heo Thái Mỹ - Củ Chi, cùng toàn thể các anh chị đồng nghiệp đã tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành luận án. Cuối cùng xin dành những tình cảm tốt đẹp nhất để cám ơn vợ, con và gia đình đã chia sẻ, động viên tinh thần, gánh vác công việc giúp tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... ii LỜI CÁM ƠN ........................................................................................................... iii MỤC LỤC .................................................................................................................. iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ ix DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... xi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, .......................................... xiii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................... 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................... 3 Mục tiêu: ..................................................................................................................... 3 Yêu cầu:....................................................................................................................... 3 3. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 3 3.1. Tính mới của đề tài ............................................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 4 Ý nghĩa khoa học: ....................................................................................................... 4 Ý nghĩa thực tiễn: ........................................................................................................ 4 Chương 1 ..................................................................................................................... 5 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ................................................................................... 5 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ............................................... 5 1.1.1. Khái niệm, cấu trúc và vai trò của protein trong cơ thể .................................... 5 a) Khái niệm và vai trò của protein trong cơ thể ......................................................... 5 b) Cấu trúc của protein ................................................................................................ 6 1.1.2. Axít amin: khái niệm, cấu trúc, phân loại và vai trò trong cơ thể ..................... 8 a) Khái niệm về axít amin ........................................................................................... 8 v b) Cấu trúc, thành phần hóa học của axít amin ........................................................... 8 c) Phân loại axít amin .................................................................................................. 9 1.1.3. Tiêu hóa protein và axít amin ......................................................................... 14 a) Axít amin tổng số .................................................................................................. 14 b) Axít amin tiêu hoá hồi tràng ................................................................................. 14 c) Axít amin tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn (Standardized ileal digestibility-SID) ... 15 d) Axít amin tiêu hoá hồi tràng biểu kiến (apparent ileal digestibility-AID) ........... 15 e) Axít amin tiêu hóa hồi tràng thực (True ileal digestibility-TID) .......................... 16 f) Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hoá protein và axít amin ở lợn ..................... 17 1.1.4. Nhu cầu protein và axít amin ở lợn thịt .......................................................... 20 a) Nhu cầu protein ở lợn thịt ..................................................................................... 20 b) Nhu cầu protein thô ............................................................................................... 23 c) Nhu cầu protein tiêu hoá ....................................................................................... 24 d) Nhu cầu axít amin ở lợn thịt ................................................................................. 26 e) Nhu cầu axít amin tổng số ở lợn ........................................................................... 28 f) Nhu cầu axít amin tiêu hoá ở lợn .......................................................................... 30 1.1.5 Cơ sở khoa học xác định nhu cầu axít amin .................................................... 32 a) Cơ sở sinh lý học của việc tính toán nhu cầu axít amin ........................................ 32 b) Tỷ lệ giữa các axít amin (protein lý tưởng) .......................................................... 32 1.1.5 Vấn đề protein lý tưởng ................................................................................... 34 a) Nghiên cứu về protein lý tưởng ............................................................................ 34 b) Lợi ích của protein lý tưởng ................................................................................. 35 c) Cho ăn khẩu phần protein lý tưởng ....................................................................... 36 vi 1.1.6 Các phương pháp nghiên cứu tỷ lệ tiêu hóa axít amin trên lợn ....................... 37 a) Tiêu hóa tổng số (phương pháp thu phân) ............................................................ 37 b) Phương pháp thu dịch hồi tràng ............................................................................ 38 c) Phương pháp sai biệt ............................................................................................. 43 d) Phương pháp sử dụng chất chỉ thị ......................................................................... 43 e) Phương pháp dự đoán ........................................................................................... 45 f) Kỹ thuật túi nylon di động - MNBT (Mobile nylon bag technique) ..................... 45 g) Sự khác biệt giữa tiêu hóa hồi tràng và tiêu hóa tổng số ...................................... 46 h) Sự khác biệt giữa phương pháp đo trực tiếp và phương pháp sử dụng chất chỉ thị ............................................................................................................................... 48 1.2. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ............................................................................................ 49 1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ................................................................... 49 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước ..................................................................... 54 Chương 2 ................................................................................................................... 57 NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................... 57 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................ 57 2.1.1 Xác định thành phần hóa học và axít amin của một số nguyên liệu phổ biến dùng cho thức ăn chăn nuôi lợn. ........................................................................... 57 2.1.2 Xác định tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng biểu kiến các axít amin của một số nguyên liệu phổ biến dùng cho thức ăn chăn nuôi lợn. ..................................................... 57 2.1.3 Xác định mức axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến tối ưu cho lợn thịt. ....... 57 2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 57 2.2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................... 57 vii 2.2.2 Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 58 a) Các nguyên liệu thức ăn ........................................................................................ 58 b) Các lợn lai ............................................................................................................. 59 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 59 2.3.1 Xác định thành phần hóa học và axít amin của một số nguyên liệu phổ biến dùng cho thức ăn chăn nuôi lợn ............................................................................ 59 2.3.2 Xác định tỷ lệ tiêu hóa hồi tràng các axít amin của một số nguyên liệu dùng cho chăn nuôi lợn. ................................................................................................. 60 2.3.3 Xác định mức axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến tối ưu cho lợn thịt. ....... 64 Chương 3 ................................................................................................................... 70 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 70 3.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN A XÍT AMIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU PHỔ BIẾN DÙNG CHO THỨC ĂN CHĂN NUÔI LỢN ................................... 70 3.1.1 Thành phần dinh dưỡng của một số loại hạt .................................................... 70 3.1.2 Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp cung năng lượng ................................................................................................... 75 Ghi chú: số liệu trình bày trong bảng là X SD ....................................................... 82 3.1.3 Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật .......................................................................................................... 82 3.1.4 Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc thực vật ........................................................................................................... 87 3.2 XÁC ĐỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN CÁC AXÍT AMIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU PHỔ BIẾN DÙNG CHO THỨC ĂN CHĂN NUÔI LỢN ............................................................................................................ 92 3.2.1 Thành phần hoá học của nguyên liệu thí nghiệm............................................. 92 viii 3.2.2 Tỷ lệ tiêu hóa protein và các axít amin thiết yếu hồi tràng biểu kiến của một số loại nguyên liệu cung năng lượng ......................................................................... 94 3.2.3 Tỷ lệ tiêu hóa protein và các axít amin thiết yếu hồi tràng biểu kiến của một số loại nguyên liệu cung protein ............................................................................... 96 3.3 XÁC ĐỊNH MỨC AXÍT AMIN TIÊU HÓA HỒI TRÀNG BIỂU KIẾN TỐI ƯU CHO LỢN THỊT ............................................................................................ 99 3.3.1 Ảnh hưởng của các mức axít amin tiêu hóa hồi tràng biểu kiến khác nhau đến khả năng sinh trưởng của lợn thí nghiệm. ............................................................ 99 3.3.2 Ảnh hưởng của các mức axít amin THHT BK khác nhau đến khả năng thu nhận và chuyển hóa thức ăn của lợn thí nghiệm ................................................. 103 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 107 4.1. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 107 4.2. KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 108 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ........................................ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 110 PHỤ LỤC ................................................................................................................ 131 Xử lý thống kê số liệu Nội dung 3 .......................................................................... 131 Một số hình ảnh thí nghiệm .................................................................................... 158 ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ tiếng Anh Nghĩa tiếng việt AA Amino acid Axít amin AID Apparent ileal digestibility Tiêu hóa hồi tràng biểu kiến BUN Blood urea nitrogen Nồng độ urê trong máu CF Crude fiber Xơ thô CG Cám gạo CP Crude protein Protein thô DD Dinh dưỡng DDGS Distillers dried grains with solubles Bã rượu khô DM Dry matter Vật chất khô ĐTH Đậu tương hạt EAA Essential amino acid Axít amin thiết yếu His Histidine Iso Isoleucine KDC Khô dầu cọ KDD Khô dầu dừa KDHC Khô dầu hạt cải KDL Khô dầu lạc KDV Khô dầu vừng KĐT Khô dầu đậu tương KL Khối lượng Met Methionine ME Metabolizable energy Năng lượng trao đổi Leu Leucin Lys Lysine x NEAA Nonessential amino acids Axít amin không thiết yếu OM Organic matter Chất hữu cơ Phe Phenylalanine SID Standardized ileal digestibility Tiêu hoá hồi tràng tiêu chuẩn TĂ Thức ăn TB Trung bình THHT BK Tiêu hóa hồi tràng biểu kiến Thr Threonine TKL Tăng khối lượng TLTH Tỷ lệ tiêu hóa TN Thí nghiệm Tryp Tryptophan Val Valin VCK Vật chất khô xi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Nội dung Trang Bảng 1.1. Phân loại các axít amin trên lợn ................................................................. 9 Bảng 1.2. Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự hư hại các axít amin ............. 20 Bảng 1.3. Các hệ số theo khối lượng cơ thể lợn ....................................................... 22 Bảng 1.4. Tỷ lệ các axít amin so với lysine cho nhu cầu duy trì ở lợn ..................... 26 Bảng 1.5. Tỷ lệ các AA đối với lysine cho nhu cầu tích lũy protein ........................ 27 Bảng 1.6. Hàm lượng tổng số của một số axít amin cho lợn thịt .............................. 29 Bảng 1.7. Nhu cầu một số axít amin thiết yếu tổng số ở lợn sinh trưởng (%) .......... 30 Bảng 1.8. Nhu cầu axít amin thiết yếu tiêu hoá hồi tràng ở lợn sinh trưởng (%) ..... 31 Bảng 1.9. Tỷ lệ lý tưởng các axít amin đối với lysine cho phát triển protein và tổng hợp mô cơ thể ....................................................................................................... 33 Bảng 1.10. Mẫu “protein lý tưởng” trong khẩu phần của heo sinh trưởng ............... 35 Bảng 1.11. Hệ số tiêu hóa chất hữu cơ và protein thô in vivo và phần mất đi từ túi nylon qua đường tiêu hóa các nguyên liệu thử nghiệm ........................................ 46 Bảng 1.12. Hệ số tiêu hóa hồi tràng và tiêu hóa tổng số qua phân của axít amin thiết yếu trong khẩu phần cho lợn sinh trưởng (n=30) ................................................. 47 Bảng 2.1 Các khẩu phần TĂ thí nghiệm cho lợn thịt giai đoạn 1 (20 – 50 kg) ........ 66 Bảng 2.2 Các khẩu phần TĂ thí nghiệm cho lợn thịt giai đoạn 2 (50 kg – xuất chuồng) ................................................................................................................. 67 Bảng 3.1. Thành phần dinh dưỡng của một số loại hạt (kết quả ở trạng thái mẫu) .. 71 Bảng 3.2. Hàm lượng các axít amin của một số loại hạt (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ............................................................................................................ 73 Bảng 3.3. Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của một số loại hạt (%) ................ 74 Bảng 3.4: Thành phần dinh dưỡng của một số loại cám (kết quả ở trạng thái mẫu) 76 Bảng 3.5: Hàm lượng các axít amin của một số loại cám (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ............................................................................................................ 77 xii Bảng 3.6: Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của một số loại cám (%) .............. 78 Bảng 3.7: Thành phần dinh dưỡng của bột sắn lát và bã sắn (kết quả ở trạng thái mẫu) ...................................................................................................................... 80 Bảng 3.8: Hàm lượng các axít amin của bột sắn lát và bã sắn (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) ............................................................................................................ 81 Bảng 3.9: Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của bột sắn lát và bã sắn (%) ....... 82 Bảng 3.10: Thành phần hoá học của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật (kết quả ở trạng thái mẫu) ............................................................... 83 Bảng 3.11: Hàm lượng các axít amin của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật (kết quả ở trạng thái mẫu)(g/kg) .......................................... 84 Bảng 3.12: Tỷ lệ các axít amin so với protein thô của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc động vật (%) ....................................................................... 86 Bảng 3.13: Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu cung protein có nguồn gốc thực vật (kết quả ở trạng thái mẫu) ..................................................... 88 Bảng 3.14: Hàm l