Enzyme ß-mannanase tăng hiệu quả chăn nuôi với khẩu phần không sử dụng kháng sinh

Giới thiệu

Việc sử dụng enzyme trong thức ăn chăn nuôi để cải thiện quá trình tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng trong khẩu phần ăn ngày càng trở nên phổ biến trong thời gian qua. Như ngô và bã nành được sử dụng nhiều trong thức ăn chăn nuôi, tuy nhiên việc sử dụng các enzyme carbohydrate trong khẩu phần ăn để tiêu hóa tốt hơn những thành phần này vẫn còn hạn chế. Từ lâu β-mannans đã được biết đến là một yếu tố kháng dinh dưỡng (Couch et al, 1967, Ray et al, 1982, Verma và McNab, 1982), từ cản trở sự hấp thụ các chất đường bột cho đến làm giảm hấp thụ nước ở đại tràng (Nunes và Malmlof, 1992, Rainbird et al, 1984). Beta-mananase là enzyme phân giải beta-mannan, Beta-mannan có mặt trong bã nành, và một số nguyên liệu thực vật khác. Các thí nghiệm trên heo được tiến hành ở các giai đoạn phát triển khác nhau, kết quả cho thấy ß-mannanase có tác động tích cực đến hiệu quả chăn nuôi (Petty et al, 2002, Hahn et al, 1995, Van Heugten, 2000).

Làn sóng phản đối việc sử dụng các chất kích thích tăng trưởng đã thu hút sự quan tâm đến các phương án thay thế tối ưu hóa năng suất chăn nuôi nhưng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nhiều bằng chứng cho thấy ß-mannanase là một lựa chọn khả thi trong trường hợp không muốn sử dụng thuốc kháng sinh. Trong hai nghiên cứu gà thịt broiler gần đây, ß-mannanase đã cho thấy sự cải thiện năng suất đáng kể và kháng được cầu trùng Eimeria sp. và vi khuẩn Clostridium perfringens (Mathis et al, 2002) giúp giảm tổn thương đường ruột ở gia cầm. Trong trường hợp không có thuốc kháng sinh, Piao et al, (2003) kết luận rằng ß-mannanase đã giúp cải thiện năng suất tương tự như khi tăng 100 kcal/kg ME trong khẩu phần ăn ở gà đến 54 ngày tuổi. Trong một cuộc khảo sát tăng trưởng ở heo đã sử dụng tổng số 5350 con heo, O Quinn et al, 2002 quan sát thấy rằng ß-mannanase đã cải thiện 3,2% ADG. Ngoài ra còn để lại nhiều ấn tượng khác như giảm đáng kể tỷ lệ heo chết và tỷ lệ loại thải.

Mục tiêu của thử nghiệm này là kiểm tra khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng thức ăn của ß-mannanase ở heo lứa. Sự vắng mặt kháng sinh sẽ kích hoạt các enzyme để chúng phát huy khả năng trong môi trường dịch bệnh.

Phương pháp

Thí nghiệm được tiến hành với 4 khẩu phần ăn gồm ngô – khô dầu đậu tương, với khẩu phần mật độ NE thấp và cao (2100 và 2250 Kcal / Kg NE) có và không có bổ sung ß-mannanase 100 triệu đơn vị / tấn. Tổng cộng có 96 con heo, trọng lượng ban đầu trung bình 34,4 kg, được chia nhóm theo giới tính và trọng lượng. Một thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên gồm 4 con heo mỗi chuồng và 6 chuồng mỗi thử nghiệm. Trong quá trình nghiên cứu, nhiệt độ hàng ngày trung bình dao động 24-35 độ C với độ ẩm tương đối cao. Tăng trọng lượng trung, lượng thức ăn, tỷ lệ heo chết và tỷ lệ mắc bệnh đã được xác định trên mỗi chuồng heo từ 0-3 và 3-6 tuần trong thời gian nghiên cứu.

Kết quả

Tỷ lệ tử vong trong quá trình thí nghiệm ở mức tối thiểu và không có sự khác biệt đáng kể với quá trình điều trị. Từ 0-3 tuần, tăng NE đã giảm lượng thức ăn (P <.07) và tỷ lệ tăng trọng: thức ăn (P <.001) chứng minh rằng heo đáp ứng hiệu suất tăng năng lượng (Bảng 1). Lượng thức ăn chuyển hóa thành năng lượng là minh chứng rõ ràng nhất về việc hiệu quả của enzyme (P <.10). Sự cải thiện  ADG và Tăng trọng : thức ăn từ việc bổ sung enzyme là rõ ràng. Từ 0-6 tuần, có phản hồi tích cực từ việc bổ sung enzyme và tăng năng lượng (P <0.05). Tỷ lệ tăng trọng: thức ăn được cải thiện 4.6 và 5,5% trong khẩu phần ăn NE cao và thấp, tương ứng với việc bổ sung enzyme. Khẩu phần ăn năng lượng cao không có ß-mannanase mang lại hiệu suất gần giống với khẩu phần năng lượng thấp có enzyme.

Bảng 1. Ảnh hưởng của ß-mannanase lên năng suất tăng trưởng ở heo đang phát triển  
1: 96 con heo với trọng lượng ban đầu trung bình 34.43kg.
2: Xác suất đối chứng: 1) NE cao với NE thấp; 2) 0% vs 0.05%; 3) tương tác.
3: Tập hợp sai số chuẩn.

Thảo luận

Cơ chế của ß-mannanase trên động vật mang bệnh có khả năng liên quan đến việc giảm ß-mannan xâm nhập vào đường ruột. ß- mannans qua niêm mạc ruột là chất kích thích mạnh đối với hệ thống miễn dịch dẫn đến sự gia tăng của các đại thực bào và bạch cầu đơn nhân và hợp lực sản xuất cytokine. Chúng làm giảm lượng thức ăn và tiêu thụ chất dinh dưỡng. ß-mannans trong khô dầu đậu nành, nó tác dụng kích thích rất lớn lên hệ miễn dịch bẩm sinh. Zhang và Tizzard (1986) đã chứng minh rằng Acemannan kích thích đại thực bào, sản xuất cytokine và phóng thích oxit nitric trong các đại thực bào ở chuột.

Việc không có khác biệt về hiệu suất giữa khẩu phần ăn NE cao không có enzyme và khẩu phần ăn NE thấp có enzyme cho thấy ß-mannanase có khả năng nâng cao khẩu phần ăn của heo xấp xỉ 150 Kcal / Kg NE hoặc khoảng 7% trong trường hợp không có thuốc kháng sinh. Theo các điều kiện của thí nghiệm này, dữ liệu cho thấy ß-mannanase có hiệu quả cao trong khẩu phần ăn của heo khi không sử dụng kháng sinh và có thể được sử dụng như một biện pháp tiết kiệm năng lượng.

Nguồn tham khảo

Couch, JR, Bakshi, YK, Ferguson, TM, Smith EB, and Gregor, CR (1967) The effect of processing on the nutritional value of guar meal for broiler chicks. Br. Poult. Sci. 8:243-250.

Hahn, JD, Gahl, MJ, Giesemann, MA Holsgraefe, DP and Fodge, DW (1995) Diet type and feed form effects on the performance of finishing swine fed the ß-mannanase enzyme product Hemicell. J. Anim. Sci. 73(suppl. 1):175. (Abstr.)

Mathis, GF, Hsiao, HY, and Anderson, DM (2002) Performance improvement with ß-mannanase feed enzyme in broilers challenged with coccidiosis and necrotic enteritis. Poultry Sci. 80(suppl.1):158. (Abstr.)

Nunes, CS, Malmlof K (1992) Effects of guar gum and cellulose on glucose absorption, hormonal release, and hepatic metabolism in the pig. Br. J. Nutr.68:693-700.

O”Quinn, PR, Funderburke, DW, Funderburke, CL, and James, RL (2002) Influence of dietary supplementation with ß-mannanase on performance of finishing pigs in a commercial system. J. Anim. Sci. 80(Supp., Abstr.)

Petty, L A, Carter, SD Senne, BW, and Shriver, JA ( 2002) Effects of ß-mannanase addition to corn-soybean meal diets on growth performance, carcass traits, and nutrient digestibility of weanling and growing-finishing pigs. J. Anim. Sci. 80: 1012-1019.

Piao, X, Wang, C, Li, D, Gong, L, Xu, L, Kang, X, Jin, FL, Hsiao, HY, and Jackson, ME (2003) Effects of ß-mannanase (Hemicell®) on broiler performance and flock uniformity fed normal and low energy diets with and without antibiotics. Poultry Sci. 81(suppl. 1): (Abstr., in press.)

Rainbird, A L, Low, AG and T. Zebrowska (1984) Effect of guar gum on glucose and water absorption from isolated loops of jejunum in conscious growing pigs. Br. J. Nutr. 52:489-498.

Ray, S, Pubols, MH and McGinnis, J (1982) The effects of purified guar degrading enzyme on chick growth. Poultry Sci. 61:488-494.

Ross, S A, Duncan CJG, Pasco, DS and Pugh, N (2002) Isolation of a galactomannan that enhances macrophage activation from the edible fungus Morchella esculenta. J. of Agric. And Food Chem. 50:5683-5685.

Van Heugten, E (2000) Enzyme supplementation to improve performance of Weanling pigs. Research conducted at North Carolina State University, Raleigh, NC.

Verma, SVS and McNab, JM (1982) Guar meal in diets for broiler chickens. Br. Poult. Sci. 23:95-105.

Zhang, L, and Tizzard, IR (1996) Activation of a mouse macrophage cell line by acemannan: the major carbohydrate fraction from Aloe vera gel. Immunopharmacology 35 (2): 119-128.