Bên cạnh các enzyme nội sinh tự bản thân vật nuôi tiết ra (trypsin, chymotrypsin, protease, lipase, cellulase...). Enzyme ngoại sinh là những enzyme được bổ sung từ bên ngoài vào do bản thân vật nuôi không sản sinh được (một số enzyme phân hủy nhóm chất xơ khó tiêu hóa) hoặc sản sinh thiếu hụt (trong giai đoạn thú non...).

 

Tất cả vật nuôi đều sử dụng enzyme để tiêu hóa thức ăn. Phần lớn các enzyme do bản thân con vật hoặc hệ vi sinh vật đường ruột tiết ra. Heo, gà chỉ có thể tiêu hóa 75-85% lượng thức ăn chúng ăn vào do trong khẩu phần thức ăn chứa thành phần mà bản thân con vật thiếu hoặc không có enzyme chuyên biệt để tiêu hóa.

Việc sử dụng enzyme ngoại sinh tổng hợp gồm xylanase, cellulose, alpha-amylase, protease, pectinase, phytase, β-glucanase… vào trong khẩu phần chứa chất xơ khó tiêu có tác dụng đáng kể trong việc cải thiện khả năng tiêu hóa, tăng trọng, giúp vật nuôi phát triển đạt độ đồng đều, ngăn cản các tác hại của các chất kháng dinh dưỡng có trong khẩu phần, giảm chi phí thức ăn, nâng cao tỷ lệ tiêu hóa năng lượng, protein và axít amin trong khẩu phần, đồng thời giảm thiểu các chất dinh dưỡng dư thừa bài thải ra môi trường so với khẩu phần không bổ sung (Gdala et al., 1997; Yin et al., 2000; Barrera et al., 2003).

Enzyme tiêu hóa là một trong những lựa chọn thay thế kháng sinh, hoocmon sinh trưởng để đem lại sản phẩm chăn nuôi an toàn.

I. Tại sao phải sử dụng enzyme ngoại sinh bổ sung vào thức ăn:

1. Thực trạng nguyên liệu:

Nguồn năng lượng chính của khẩu phần thức ăn của gia súc, gia cầm là ngũ cốc. Chúng chiếm tỷ lệ khá lớn, từ 50-65% mà thành phần chủ yếu của ngũ cốc là  carbohydrate thực vật bao gồm tinh bột, polysaccharide phi tinh bột (non starch polysacharide - NSP) và lignin (Migan Choc (1999)). Nhóm NSP bao gồm cellulose, hemicelulose, β-glucan, pectin và oligosaccharide. Hemicellulose gồm arabinoxylan, galactan, mannan,... trong đó arabinoxylan là thành phần chiếm chủ yếu của NSP trong nguyên liệu thức ăn chăn nuôi chính như bắp, lúa mì, cám gạo, khô dầu đậu nành.... Các NSP cản trở khả năng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng ở heo và gia cầm do làm tăng độ nhớt của đường tiêu hóa (Antoniou et al., 1981; Choct và Annison, 1990; Barneveld và Hughes, 1994).

Thông thường có khoảng 2/3 hàm lượng phốt pho có trong những loại nguyên liệu thô được sử dụng làm thức ăn gia súc, hiện diện dưới dạng phytate. Cám gạo cũng như các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật khác thường chứa hàm lượng phốt pho khá cao ở dạng phytate (trên 50%). Mặc khác, gốc phốt phát từ phytate thường liên kết với các chất như axít amin và chất khoáng tạo phức hợp làm giảm sự tiêu hóa các dưỡng chất này khi bổ sung vào khẩu phần. Động vật có dạ dày đơn khó tiêu hóa chất này do không sản xuất được enzyme phytase.

Xu hướng chung ở các nước phát triển giảm, thậm chí ngưng sử dụng nguồn protein động vật, tăng sử dụng các nguồn protein thực vật để thay thế (các loại họ đậu, hạt cải dầu, hoa hướng dương...). Các loại protein thực vật tuy có hàm lượng protein cao (30-45%), nhưng rất khó tiêu hóa bởi vì xơ cao, năng lượng thấp. Ngoài ra, còn chứa một số chất kháng dưỡng, kháng lại men tiêu hóa của cơ thể. Khi sử dụng nguồn protein thực vật, một trong những vấn đề gặp phải là chứa những chất xơ khó tiêu hóa như pectin, cellulose, hemicellulose, lignin… Đối với động vật có dạ dày đơn như cá, heo, gà thì chúng không thể nhận được bất kỳ lợi ích gì về dinh dưỡng từ chất xơ khó tiêu này (Li, 2001 ; trích bởi Mai Anh Tuấn, 2011), do chúng không có enzyme nội sinh để thủy phân và tiêu hóa được (McDonald, 2002 ; trích bởi Mai Anh Tuấn, 2011).

2. Đối tượng sử dụng:

Ngày nay, các giống  gia súc, gia cầm lớn rất nhanh, do đó nhu cầu dinh dưỡng của chúng rất cao, nhưng trái lại khả năng tiêu hóa thức ăn rất kém, nên việc sử dụng khẩu phần nhiều tinh bột thường không được tiêu hóa hết. Bên cạnh đó, để rút ngắn thời gian chăn nuôi, người ta cho thú ăn rất nhiều, nên không có đủ thời gian tiêu hóa kĩ lưỡng thức ăn, từ đó mà chất dinh dưỡng còn lại nhiều theo phân ra ngoài gây lãng phí.

Hầu hết động vật dạ dày đơn khó tiêu hóa chất xơ do các enzyme nội sinh tiết ra từ bộ máy tiêu hóa không có khả năng phân giải được các đường có liên kết beta trong các chất thuộc nhóm NSP.  Không những thế, NSP còn bao bọc dưỡng chất, hạn chế khả năng tiêu hóa, hấp thu dưỡng chất. Trong môi trường ruột, chất xơ hòa tan gây tăng độ nhớt và giữ nước bao phủ các nhung mao ruột, làm giảm khả năng tiêu hóa và hấp thu dưỡng chất của ruột. Động vật non, đặc biệt là gia cầm rất nhạy cảm với sự biến đổi độ nhớt sinh ra trong quá trình tiêu hóa (Antoniou et al., 1981; Choct và Annison, 1990; Barneveld và Hughes, 1994).

Ngày nay, xu hướng cai sữa sớm cho heo con để tăng lứa đẻ. Phần lớn các trại cai sữa 28 ngày, so với trước đây là 2 tháng. Trong khi đó, heo 2 tháng tuổi bộ máy tiêu hóa mới hoàn thiện. Lúc này cơ thể heo con không sản xuất đủ enzyme để tiêu hóa thức ăn (Heo con ban đầu chỉ hình thành enzyme tiêu hóa sữa và béo (lactase và lipase)), do đó cần thiết phải sử dụng enzyme để hỗ trợ tiêu hóa thức ăn. Heo con sơ sinh đến 21 ngày tuổi hầu như dạ dày còn thiếu nhiều HCl. Dịch tụy của chúng thiếu enzyme amylase nên không tiêu hóa được tinh bột vì vậy cần bổ sung thêm enzyme amylase và các enzyme ngoại sinh khác từ bên ngoài.

Trong khẩu phần heo, tinh bột chiếm 60-80% nhưng Amylase trong tuyến nước bọt, ruột của heo hoạt động rất thấp và hoạt động kém khi pH thấp. Khẩu phần heo giai đoạn tăng trưởng đến xuất chuồng chủ yếu là nguyên liệu có nguồn gốc thực vật. Thành phần dinh dưỡng của chúng chứa đáng kể NSP ở vỏ hạt và thành tế bào làm cản trở rất nhiều khả năng tiêu hóa của heo (Kim et al., 2005; Wifart et al., 2007). Chúng lại không thể tự sản sinh ra các enzyme tiêu hóa các chất thuộc nhóm NSP.  Từ đó, sản phẩm của quá trình tiêu hóa như năng lượng cũng bị giới hạn (Serena al el., 2008).

Gia cầm không thể tiêu hóa NSP (Adams và Pough, 1993; Annison, 1993). Một số NSP tan trong nước làm tăng độ nhớt ở đường ruột (Ward, 1995). Do đó, làm giảm chức năng đường ruột. Khẩu phần nhiều NSP kích thích gà uống nhiều nước và kéo theo  hiện tượng phân ướt và dính, ảnh hưởng đến vấn đề vệ sinh và chất lượng thịt (Dunn, 1996). Việc bổ sung enzyme ngoại sinh (đặc biệt là xylanase) trong khẩu phần gia cầm sẽ làm giảm lượng phân, giảm nước trong phân, giảm lượng N, P thải ra môi trường, tăng năng lượng hữu dụng của khẩu phần (Campbell et al. 1989; Jansson et al. 1990; Annison and Choct, 1991; Bedford et al. 1991; Benabdeljelil 1992; Jeroch and Dänicke 1993; Marquardt et al. 1994; Leeson and Proulx, 1994; Bedford, 1995; Choct et al. 1995; Classen et al. 1995; Dunn 1996 Marquardt et al. 1996; Esteve-Garcia et al, 1997; Ouhida et al, 2000; Gill, 2001; Odetallah, 2002; Gracia, et al., 2003; Saleh, et al., 2003; Odetallah, et. al., 2005 and Wang et al., 2005).

 3. Môi trường:

 Việc sử dụng enzyme ngoại sinh được chứng minh không chỉ đem lại hiệu quả kinh tế mà còn thân thiện môi trường (giảm lượng dưỡng chất thải ra môi trường). Thực tế cho thấy, dưỡng chất  trong thức ăn  nếu không được  tiêu hóa hết sẽ theo phân thải ra ngoài môi trường và tồn tại dưới dạng N, P là chủ yếu. Chúng sẽ làm phú dưỡng môi trường, tạo điều kiện cho vi sinh vật có hại phát triển gây ô nhiễm môi trường, đồng thời ảnh hưởng đến sức khỏe vật nuôi.

II. Cơ chế tác động:

Kết hợp với enzyme nội sinh, phân giải các hợp chất thành những chất có kích thước đủ nhỏ để động vật dễ hấp thu, tạo thuận lợi cho vi khuẩn đường ruột phát triển (tác động gián tiếp), thủy phân một số cơ chất có hại cho cơ thể vật nuôi. Như vậy, việc lựa chọn enzyme thức ăn bổ sung thích hợp sao cho có tác dụng hỗ trợ enzyme nội sinh trong việc phân giải chất dinh dưỡng của thức ăn là rất cần thiết.

Enzyme ngoại sinh bổ sung làm giảm độ nhớt sinh ra trong quá trình tiêu hóa thức ăn, vì độ nhớt sinh ra trong quá trình tiêu hóa sẽ cản trở sự hấp thu thức ăn. Thường các khẩu phần chứa nhiều NSP khi giải phóng khỏi vách tế bào đã hình thành gel làm tăng độ nhớt trong ruột. gây ra hiện tượng này.

Để tăng cường hai cơ chế trên, enzyme ngoại sinh thường được sản xuất dưới dạng những chế phẩm đa enzyme để phân giải đồng thời nhiều hợp chất.

Ngoài ra, phải đặc biệt quan tâm đến mối quan hệ tương tác giữa enzyme ngoại sinh với các thực liệu khác nhau trong khẩu phần.

III. Khi nào sử dụng enzyme có hiệu quả:

Sử dụng enzyme ngoại sinh bổ sung vào thức ăn cho thú ở những giai đoạn mà cơ thể  không có  khả năng tiết đủ enzyme tiêu hóa thức ăn như:

+ Thay đổi đột ngột về thức ăn, công thức hay nguyên liệu.

+ Khi cai sữa, chuyển từ thức ăn lỏng là sữa mẹ sang ăn thức ăn viên quá sớm, hay quá nhanh làm cho hệ thống enzyme cơ thể không thích ứng.

+ Thức ăn có những cơ chất mà cơ thể vật nuôi không có enzyme tiêu hóa như: arabynoxylan, pectin, hemicellulose (NSP Non Starch Polysacchride).

+ Cho vật nuôi ăn quá nhiều thức ăn để mau đạt trọng lượng xuất chuồng làm các  enzyme nội sinh cơ thể tiết ra không thể tiêu hóa kịp được

+ Thú bị stress gây rối loạn hoạt động tiêu hóa thức ăn. 

IV. Phương thức bổ sung: trộn vào nguyên liệu khi sản xuất thức ăn hoặc phun trực tiếp lên thức ăn khi cho ăn.

V. Đặc tính enzyme khi bổ sung vào:

Các enzyme ngoại sinh khi bổ sung vào phải được sản xuất bằng con đuờng công nghệ sinh học dưới dạng các chế phẩm có hoạt lực enzyme cao, chịu được nhiệt độ cao của quá trình enzyme, thích ứng với pH rộng (từ pH acid dạ dày tới pH trung tính, bazo của ruột) và bền khi bảo quản trong điều kiện sản xuất.

Nên bổ sung enzyme ngoại sinh dưới dạng hợp chất đa enzyme để có thể phân giải đồng thời nhiều cơ chất.

VII. Hạn chế khi sử dụng:

Có một số enzyme nội sinh mà cơ thể tự tổng hợp được (protease, lipase, amylase...), nếu đưa từ bên ngoài vào sẽ tạo nên hiệu ứng phản hồi âm, ức chế cơ thể tổng hợp những enzyme tương tự. Sử dụng lâu dài sẽ làm động vật lệ thuộc vào nguồn enzyme ngoại sinh, chăn nuôi không có hiệu quả kinh tế do phải gánh thêm chi phí enzyme bổ sung.

Các enzyme là những protein, thường không bền dưới tác động nhiệt độ cao (trên 60 ^oC). Xu hướng chăn nuôi công nghiệp, nhất là gia cầm sử dụng thức ăn dập viên (pellet) cần xử lý thức ăn ở nhiệt độ 90 - 100^oC sẽ phá hủy hoàn toàn hoạt tính của enzyme khi được trộn vào thức ăn trước khi dập viên. Nếu đưa enzyme vào thức ăn sau khi dập viên sẽ rất khó đạt được sự đồng đều khi trộn.

Chất lượng và độ bền của các enzyme thấp và hầu hết các chế phẩm enzyme bổ sung cho thức ăn chăn nuôi đều ở dạng đơn enzyme. Do đó, cần có những chế phẩm sinh học bản chất enzyme có bổ sung thêm probiotics hoạt lực cao, chất lượng và độ bền tốt đang là nhu cầu cấp thiết .

VIII. Kết luận:

Việc sử dụng enzyme ngoại sinh bổ sung vào trong thức ăn chăn nuôi sẽ tăng hiệu quả sử dụng năng lượng thức ăn, ngăn ngừa rối loạn tiêu hóa, tăng độ đồng đều bầy đàn, tăng năng suất sản phẩm chăn nuôi, hạn chế phân ướt và ô nhiễm môi trường từ đó giảm chi phí chăn nuôi (chi phí thức ăn, chi phí trị bệnh tiêu chảy ở heo con, chi phí xử lí môi trường...).

 Hiện nay, có rất nhiều nguồn bổ sung enzyme ngoại sinh được biết đến. Công ty TNHH Nhân Lộc xin giới thiệu đến sản phẩm bổ sung nguồn enzyme ngoại sinh Cozyme 10X được nhập khầu từ công ty Ameco –Bios, Hoa Kỳ. Sản phẩm là hợp chất đa enzyme (6 loại enzyme) chịu được pH và nhiệt độ cao mang lại hiệu quả kinh tế cao trong chăn nuôi.

 Phòng kỹ thuật  - Marketing - Công ty TNHH Nhân Lộc