Trong ngành chăn nuôi gia cầm, có đa dạng các thách thức khiến cho việc chăn nuôi giảm năng suất và hiệu quả, cũng như làm suy giảm phúc lợi động vật và gây ra các vấn đề cho sức khỏe cộng đồng. Hơn nữa, việc sử dụng các chất kháng sinh kích thích tăng trưởng (AGP) trong thức ăn chăn nuôi – nhằm cải thiện năng suất tăng trưởng và sức khỏe đường ruột của gà - đã bị hạn chế ở nhiều quốc gia. 

Tanin là các hợp chất polyphenolic làm kết tủa protein, tanin có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm, chống oxy hóa và tăng cường sức khỏe đường ruột gia cầm; vì vậy, tanin được xem là một lựa chọn thay thế cho chất AGP trong thức ăn và cung cấp các giải pháp giúp giảm thiểu những thách thức trong chăn nuôi gia cầm. Việc xác định liều lượng phụ gia tanin thích hợp là rất quan trọng để có thể sử dụng tanin như một giải pháp tiềm năng cho các thách thức phải đối mặt trong chăn nuôi gia cầm.

1. Giới thiệu

Các sản phẩm từ gia cầm bao gồm thịt và trứng chiếm một phần quan trọng trong sản xuất lương thực toàn cầu, và chúng cũng là nguồn cung cấp protein chủ yếu trên toàn thế giới (Theo bài báo “Current state and future outlook and challenges” của Mottet và cộng sự, ở trang 245–256, trong tạp chí Global poultry production). Vào năm 2016, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã báo cáo rằng sản lượng trứng trên toàn cầu đã đạt khoảng 70 triệu tấn và sản lượng thịt gia cầm đạt hơn 100 triệu tấn, chiếm hơn một phần ba sản lượng thịt toàn cầu. Hơn nữa, việc chăn nuôi gia cầm trên toàn cầu vẫn tiếp tục tăng hằng năm. Tuy nhiên, có nhiều thách thức trong ngành chăn nuôi gia cầm, bao gồm: bệnh nhiễm khuẩn (salmonellosis); nhiễm ký sinh trùng (cầu trùng); căng thẳng oxy hoá (stress oxy hoá), bao gồm cả vấn đề căng thẳng do nhiệt gây ra; các vấn đề phúc lợi như viêm da bàn chân (FPD); lượng phát thải khí nhà kính và khí nitơ có thể gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng, đe dọa an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng, làm suy giảm phúc lợi động vật và gây ô nhiễm môi trường.

Các chất kháng sinh kích thích tăng trưởng (AGP) đã được bổ sung vào khẩu phần ăn của gà để cải thiện năng suất tăng trưởng và sức khỏe đường ruột, chủ yếu là do các tác dụng kháng khuẩn và chức năng điều hòa miễn dịch của chúng trên gà. Tuy nhiên, vì cộng đồng ngày càng lo ngại về việc lây nhiễm khuẩn kháng kháng sinh từ các sản phẩm gia cầm, nên việc sử dụng AGP trong chăn nuôi gia cầm đã bị cấm hoặc hạn chế ở nhiều quốc gia. Ngoài ra, một số nhà chăn nuôi gia cầm ở Hoa Kỳ đã chọn loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng kháng sinh và thay vào đó là nuôi gà bằng các phương pháp “không kháng sinh (NAE)” hoặc “chăn nuôi không kháng sinh (RWA)”. Hiệu quả của việc chăn nuôi gia cầm theo phương pháp này đã bị giảm vì các bệnh nhiễm khuẩn và ký sinh trùng khác nhau gia tăng trên gà và làm giảm tốc độ tăng trưởng của gà. Hơn nữa, vì chưa có “liều thuốc thần kỳ” nào có thể thay thế được AGP nên một số nhà chăn nuôi gia cầm ở Mỹ và nhiều quốc gia khác vẫn còn đang sử dụng kháng sinh; và việc sử dụng kháng sinh cho vật nuôi trên thế giới dự kiến có thể sẽ tăng lên do sự gia tăng dân số gắn liền với nhu cầu cao hơn đối với các sản phẩm chăn nuôi ở những nước có thu nhập trung bình. Do đó, cần phải tìm ra các giải pháp thay thế AGP, mà phải tiết kiệm chi phí, thân thiện với môi trường, có tác dụng kháng khuẩn và thúc đẩy tăng trưởng mà không gây ra các tác dụng phụ (ví dụ: tạo ra vi khuẩn kháng thuốc) cho động vật và con người.

Tanin - được định nghĩa là các hợp chất polyphenolic có thể kết tủa với protein, là chất chuyển hóa thứ cấp, được tìm thấy trong các loại thực vật, hạt, vỏ cây, lá cây thân gỗ và vỏ trái cây, và đóng vai trò là cơ chế bảo vệ thực vật khỏi bị các loài khác ăn chúng. Tuy nhiên, gần đây trong chăn nuôi gia cầm, tanin đã thu hút được rất nhiều sự chú ý vì có thể dùng như một chất thay thế AGP do đặc tính kháng khuẩn, chống oxy hóa và chống viêm của chúng. Ngoài ra, nhiều loại tanin được coi là các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi bền vững, vì chúng có nguồn gốc từ các sản phẩm phụ của nông nghiệp và công nghiệp nguồn gốc thực vật. Ví dụ, tanin từ hạt dẻ - đã được sử dụng bổ sung cho gia cầm - thu được bằng cách chưng cất gỗ được sử dụng trong ngành xây dựng. Tuy nhiên, vẫn chưa nhất quán về hiệu quả mà tanin mang lại đối với năng suất tăng trưởng và hệ sinh thái đường ruột của gà, và vẫn chưa rõ ràng về phương thức hoạt động của tanin. Do đó, điều quan trọng là phải hiểu rõ các tính chất hóa học và tác dụng sinh học của tanin để tối đa hóa việc sử dụng chúng khi bổ sung tanin cho gà.

2. Các chiến lược để tối đa hóa hiệu quả của Tanin khi bổ sung cho gà

2.1. Quá trình xử lý nhiệt Tanin

Một số nghiên cứu trong ống nghiệm đã chỉ ra rằng tanin thủy phân (HT) được xử lý nhiệt sẽ có tính kháng khuẩn và chống oxy hóa tốt hơn so với tanin chưa được xử lý bằng nhiệt. Điều này có thể là do quá trình xử lý nhiệt có thể thủy phân một phần axit tannic và giải phóng các phân tử axit gallic, và những nhóm axit gallic và galloyl mới được tạo ra này đã tăng cường tác dụng kháng khuẩn và chống oxy hóa tốt hơn so với axit tannic chưa được xử lý qua. Theo nghiên cứu của González và cộng sự, năm 2018, quá trình nhiệt hóa của cây phỉ (Tên khoa học là Hamamelis virginiana) có chứa gallotannin và tanin ngưng tụ (CT) đã làm tăng hiệu quả của các đặc tính chống oxy hóa, từ đó giúp ức chế quá trình oxy hóa lipid. Tuy nhiên, vì CT hầu như không bị thủy phân, nên cây phỉ khi được xử lý nhiệt có khả năng tăng cường chống oxy hóa có thể là do sự thủy phân của gallotannins trong cây phỉ chứ không phải do thủy phân CT. Vì vậy, trong khi các nghiên cứu trong ống nghiệm đã chỉ ra rằng quá trình xử lý nhiệt của tanin có thể cải thiện các đặc tính, chức năng của chúng (ví dụ như các tác dụng chống oxy hóa và kháng khuẩn) tốt hơn so với tanin chưa được xử lý nhiệt, nhưng hiện vẫn chưa rõ ràng rằng liệu tanin được xử lý nhiệt có mang lại các tác động có lợi hơn trên mô hình động vật hay không.

2.2.   Bổ sung Tanin cùng với các hợp chất sinh học khác

Bổ sung tanin cùng với các hợp chất sinh học khác có thể mang lại nhiều tác động có lợi  hơn cho gà so với việc chỉ bổ sung tanin đơn thuần vì một số lý do sau: (1) dạng phức hợp với các protein hoặc polysacarit của tanin sẽ ức chế tanin tạo thành phức hợp với các protein nội sinh, các protein trong khẩu phần và các ion kim loại; (2) các đặc tính riêng biệt của các hợp chất sinh học có thể cho thấy tác dụng hiệp đồng đối với hiệu quả kháng khuẩn ở cả vi khuẩn gram âm và dương; (3) các hợp chất sinh học khác nhau sẽ tác động đến sức khỏe đường ruột theo những cách khác nhau, điều này có thể dẫn đến tác dụng hiệp đồng ở động vật; và (4) bằng cách bổ sung nhiều hơn hai hợp chất sinh học, các vi khuẩn gây bệnh sẽ khó tạo hệ đề kháng chống lại các hợp chất sinh học đa dạng. Bảng 1 dưới đây cho thấy tanin có tiềm năng tác dụng hiệp đồng với các hợp chất sinh học khác.

Bảng 1. Hiệu quả của tanin khi được bổ sung cùng với các hợp chất sinh học khác trên gà.

Probiotics là các vi khuẩn hoặc các vi sinh vật sống có lợi có thể mang lại lợi ích sức khoẻ cho vật chủ bằng cách tăng cường cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột của động vật. Probiotics có thể có cơ chế hoạt động khác với tanin để ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và cải thiện sức khỏe đường ruột của gà. Probiotics có thể cải thiện tính toàn vẹn của ruột bằng cách điều chỉnh hệ miễn dịch và duy trì hệ vi sinh vật của gà và tanin, trong khi tanin có thể cho thấy các đặc tính chống oxy hóa và kháng viêm. Tuy nhiên, một trong những sự chú ý khi sử dụng kết hợp probiotics với tanin có thể là do tanin có tác dụng kháng khuẩn với probiotics. Tuy nhiên, tác giả Khalil đã thực hiện một nghiên cứu vào năm 2010 và cho biết rằng axit gallic và catechin polyphenol không ức chế sự phát triển của chủng Streptococcus thermophilus (men vi sinh), và trong một nghiên cứu khác của Pacheco-Ordaz cùng cộng sự, năm 2018 đã báo cáo rằng các axit catechin, gallic, vanillic, ferulic và protocatechuic đã ức chế sự phát triển của một số vi khuẩn gây bệnh mà không làm giảm khả năng tồn tại của probiotic. Cần thực hiện nhiều nghiên cứu hơn để thiết lập các cơ chế và tác dụng hiệp đồng của tanin và probiotic trong các mô hình nuôi gà trong ống nghiệm.

Axit hữu cơ - hay còn được biết đến như các chất kháng khuẩn mạnh - là những hợp chất hữu cơ có đặc tính axit. Tanin ức chế sự phát triển của các mầm bệnh chủ yếu bằng cách ức chế hoạt tính của các enzyme vi khuẩn và điều chỉnh màng vi khuẩn, nhưng các axit hữu cơ xâm nhập vào thành tế bào vi khuẩn và vi khuẩn phải tiêu tốn rất nhiều năng lượng để bơm ra các phân tử hydro, từ đó khiến cho vi khuẩn chết. Hơn nữa, các axit hữu cơ được biết là có khả năng cải thiện hình thái ruột và tính toàn vẹn của hàng rào ruột bằng cách làm nguồn năng lượng cho các tế bào biểu mô, điều này có thể ngụ ý rằng axit hữu cơ khi kết hợp với tanin có thể cho thấy tác dụng hiệp đồng. Do đó, sự kết hợp của tanin và axit hữu cơ có thể hỗ trợ làm tăng hiệu quả kháng khuẩn và thúc đẩy sức khỏe đường ruột đáng kể nhờ vào các cơ chế hoạt động khác nhau của chúng.

2.3. Bổ sung Tanin dạng kết hợp hoặc vi bọc

Nếu tanin được kết hợp với protein, polysacarit và ion trước khi được thêm vào thức ăn cho gà, thì tanin trong các phức hợp này sẽ không liên kết với các protein nội sinh và các protein trong khẩu phần, cũng như các ion kim loại ở gà. Các phức hợp tanin này sẽ được giải phóng ở môi trường có độ pH cao (>7,0) trong ruột gà và các protein trong phức hợp tanin có thể bị phân hủy bởi các enzyme tiêu hóa trong ruột non của gà. Cần tiến hành nhiều nghiên cứu hơn về việc bổ sung các phức hợp tanin-protein hoặc polysacarit trong đường tiêu hóa của gà, và nghiên cứu thêm về tác động của các liều lượng bổ sung phức hợp tanin khác nhau đối với tốc độ tăng trưởng và sức khỏe đường ruột của gà.

Kỹ thuật bao phủ (vi bọc) là kỹ thuật tạo ra một rào cản vật lý cho các hợp chất sinh học và tách vật liệu nhân ra khỏi môi trường cho đến khi chúng được giải phóng. Kỹ thuật này đã thu hút được rất nhiều sự chú ý trong ngành chăn nuôi vì việc bao phủ có thể tối đa hóa hiệu quả của các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi về tính ổn định, chi phí và các vấn đề về môi trường . Kỹ thuật bao phủ đã được áp dụng cho các chất phụ gia thức ăn khác nhau dễ bị ảnh hưởng như tinh dầu, probiotic, axit hữu cơ, vi khuẩn, kẽm [47] và các enzyme ngoại sinh. Các vật liệu đa dạng bao gồm protein, lipid, carbohydrate (tinh bột) và polysacarit đã được sử dụng để bao bọc các hợp chất sinh học.

Kỹ thuật bao phủ có thể được ứng dụng để tối đa hóa hiệu quả của tanin và giúp giảm các tác dụng phụ của chúng khi dùng trên gà. Việc bao phủ tanin có thể làm giảm khả năng liên kết của protein và tanin – sự liên kết này là nguyên nhân gây ra vị chát, làm lượng ăn vào và khả năng tiêu hóa protein, đồng thời làm thất thoát các protein nội sinh và trong khẩu phần. Ngoài ra, tanin có thể được đưa đến ruột non hoặc ruột già nhiều hơn - nơi có nhiều tác nhân gây bệnh sinh sống – bằng cách làm giảm khả năng hấp thụ ở đường tiêu hóa trên của gà. Theo nghiên cứu của Adejoro và cộng sự, năm 2019, cho biết chiết xuất tanin từ cây keo (Acacia) được bao phủ bởi chất béo giúp làm giảm sản sinh khí mê-tan và tăng cường khả năng tiêu hóa chất xơ không hoà tan trong dung dịch trung tính ở cừu. Một nghiên cứu của Wang cùng cộng sự, năm 2020, đã báo cáo rằng axit tannic vi bọc đã cải thiện hình thái ruột ở tá tràng, tăng biểu hiện của các chất vận chuyển chất dinh dưỡng trong hồi tràng (chất vận chuyển axit amin trung tính phụ thuộc natri; B0AT1 và chất vận chuyển peptide 1; PepT1) và điều chỉnh hệ vi sinh vật mà không ảnh hưởng đến năng suất tăng trưởng của heo con cai sữa mặc dù hoạt động của enzyme maltase trong hồi tràng và biểu hiện gen của chất vận chuyển glucose phụ thuộc natri ở hỗng tràng 1 (SGLT1) đã giảm. Cần tiến hành thêm các nghiên cứu trong tương lai để phát triển các loại tanin vi bọc hiệu quả và xác định liều lượng sử dụng thích hợp cho gà.

Nguồn: encyclopedia.pub
Biên dịch: Ecovet Team