Ecovet Team,
Ngày 24 tháng 11 năm 2023
Đường tiêu hóa đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe và năng suất vật nuôi. Một hệ vi sinh vật cân bằng và môi trường đường ruột khỏe mạnh là điều cần thiết để tối ưu hóa việc tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng, khả năng miễn dịch và tăng trưởng. Tuy nhiên, các biện pháp chăn nuôi thâm canh hiện đại có thể phá vỡ trạng thái cân bằng đường ruột, ví dụ do các yếu tố kháng dinh dưỡng trong thức ăn hoặc stress. Enzyme thức ăn đã nổi lên như một chất bổ sung để cải thiện sức khỏe đường ruột bằng cách tăng cường khả năng tiêu hóa, điều chỉnh quần thể vi sinh vật và chống lại các hợp chất kháng dinh dưỡng.
Bài viết này xem xét các nghiên cứu khoa học về việc sử dụng enzyme ngoại sinh trong thức ăn chăn nuôi để hỗ trợ đường tiêu hóa và hệ vi sinh vật. Chúng tôi tập trung vào các enzym chính được sử dụng - carbohydrase, phytase và protease - cùng tác động của chúng đối với việc sử dụng chất dinh dưỡng, các thông số năng suất, hình thái đường ruột và cân bằng vi sinh vật ở các loài vật nuôi chính. Những thách thức xung quanh việc ứng dụng enzyme cũng được thảo luận.
Phần 1: Tăng cường khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng và hiệu suất tăng trưởng
Carbohydrase và Phytase
Các carbohydrase như xylanase và β-glucanase phân hủy carbohydrate thực vật trong thức ăn, giải phóng đường và pentose. Điều này giúp tăng cường khả năng tiêu hóa năng lượng và dinh dưỡng cho động vật có dạ dày đơn. Tương tự, bổ sung phytase sẽ xúc tác phân hủy axit phytic và giải phóng nhiều phốt pho sinh khả dụng hơn.
Nhiều nghiên cứu khẳng định lợi ích của xylanase và phytase ngoại sinh đối với tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hấp thụ dinh dưỡng ở lợn, gia cầm. Thường thấy cải thiện về khối lượng, tỷ lệ thức ăn/tăng trưởng và tính toàn vẹn xương [1], cho thấy năng lượng và phốt pho tăng giúp tích lũy cơ và khoáng hóa xương.
Ở động vật nhai lại, carbohydrase phân hủy chất xơ có thể tăng axit béo dễ bay hơi và tổng hợp protein vi sinh vật để cung cấp năng lượng [2]. Tuy nhiên, hiệu quả ít ổn định hơn so với động vật không nhai lại do dạ cỏ tự tiết ra các enzyme.
Protease
Protease phân cắt protein dự trữ, giải phóng axit amin hoặc peptide nhỏ để hấp thụ. Protease bổ sung luôn cải thiện khả năng tiêu hóa và tích lũy protein ở lợn, gia cầm [3]. Axit amin giải phóng kích thích tăng trưởng cơ, quan sát thấy tăng cân và tỷ lệ thức ăn/tăng trưởng tốt hơn. Protease còn tăng cường tiêu hóa protein ở động vật nhai lại non trước khi hệ thống enzym được phát triển hoàn chỉnh [4].
Phần 2: Điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột
Carbohydrase ngoại sinh tăng lên men chất nền khi vào ruột dưới, thay đổi chất chuyển hóa và cộng đồng vi sinh vật. Tăng butyrate tác động tích cực lên hình thái và chức năng hàng rào ruột [5]. Giảm viêm và vi khuẩn gây bệnh cũng được quan sát thấy ở động vật cho ăn enzyme so với đối chứng [6].
Trong dạ cỏ, xylanase ưu tiên phân giải chất xơ trong khi amylase điều chỉnh quá trình lên men tinh bột. Thay đổi hoạt động vi sinh vật và sản lượng axit béo dễ bay hơi ảnh hưởng đến sinh lý tiêu hóa [7]. Nghiên cứu ban đầu cho thấy tiềm năng giảm axit hóa dạ cỏ hoặc tăng sản lượng sữa nhờ enzyme.
Phytase cũng có tính chất tiền sinh học do giải phóng phốt pho và inositol. Chúng có thể ức chế các mầm bệnh như E. coli, Salmonella [8], đồng thời tăng cường vi khuẩn có lợi lactobacilli, bifidobacteria [9].
Phần 3: PHÂN GIẢI các yếu tố kháng dinh dưỡng
Thực vật chứa nhiều yếu tố kháng dinh dưỡng như phytate, lectin, chất ức chế trypsin, cản trở hấp thụ protein, khoáng chất và gây tổn thương niêm mạc ruột. Enzyme bổ sung có thể vô hiệu hóa các mối đe dọa này, bảo vệ tính toàn vẹn ruột.
Xylanase làm giảm kích ứng đường ruột do arabinoxylans trong lúa mì, lúa mạch đen gây ra, giảm chất nhớt trong đường tiêu hóa [10]. Phytase chống lại trên 75% tác động bất lợi từ thức ăn có nhiều phytate[11]. Protease trung hòa 80-90% hoạt động của chất ức chế trypsin, nếu không sẽ gây viêm, tổn thương ruột [12].
Kết luận
Tóm lại, bổ sung enzyme ngoại sinh vào thức ăn chăn nuôi có tiềm năng lớn để cải thiện sức khỏe đường ruột, khả năng tiêu hóa dinh dưỡng và cân bằng hệ vi sinh vật. Thường quan sát thấy ảnh hưởng tích cực đến năng suất tăng trưởng. Enzyme chống lại các yếu tố kháng dinh dưỡng và giảm kích ứng ruột.
Tài liệu tham khảo.
[1] Cowieson & Ravindran, 2008. Effect of phytic acid and phytase on the flow and amino acid composition of endogenous protein at the terminal ileum of growing broiler chickens. British Journal of Nutrition.
[2] Gado et al., 2009. Influence of exogenous enzymes on nutrient digestibility, extent of ruminal fermentation as well as milk production and composition in dairy cows. Animal Feed Science and Technology.
[3] Yin et al., 2000. Digestibility and growth performance of pigs fed phytase-supplemented diets. Journal of Animal Science.
[4] Ghazalah et al., 2011. Effects of Adding Proteolytic Enzyme to Colostrum on Performance and Blood Components of Neonatal Holstein Calves. Journal of Animal and Veterinary Advances.
[5] Bedford et al., 2017. Effects of supplemental xylanase on apparent ileal digestibility of nutrients, viscosity of digesta, and intestinal microbiota composition in growing pigs fed wheat and wheat bran-based diets. Journal of the Science of Food and Agriculture.
[6] Ptak et al., 2015. Phytase Modulates Ileal Microbiota and Enhances Growth Performance of Broiler Chickens. PLoS One.
[7] Colombatto et al., 2003. Effects of enzyme addition on composition and in vitro degradation rate of feeds with different forage to concentrate ratios. Animal Feed Science and Technology.
[8] Ptak et al., 2015.
[9] Tactacan et al., 2013. Phytic Acid and Phytase in Fish Nutrition. Journal of Aquaculture Research and Development.
[10] Choct et al., 2006. A xylanase increases gut microbial diversity and improves growth rate in broiler chickens. Renewable Agriculture and Food Systems.
[11] Selle & Ravindran, 2007. Microbial phytase in poultry nutrition. Animal Feed Science and Technology.
[12] Rutherfurd et al., 2007. Effect of a novel phytase on growth performance, apparent metabolizable energy, and the availability of minerals and amino acids in a low-phosphorus corn–soybean meal diet for broilers. Poultry Science.
[13] Ghazalah et al., 2011.
[14] Adeola & Cowieson, 2011. Opportunities and challenges in using exogenous enzymes to improve nonruminant animal production. Journal of Animal Science.