Nghiên cứu sử dụng nguyên tố Lanthanum nói riêng và REE (Rare earth elements) nói chung trong dinh dưỡng vật nuôi ở Châu Âu được thực hiện từ những năm 1960 (Marcus & Lengemann, 1962).

Ngày nay REE được ứng dụng rộng rãi trên người và vật nuôi (Bernard & Doreau, 2000; Ulusoy & Whitley, 2000).

Hơn 50 năm qua, nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới công nhận REE như là yếu tố thúc đẩy năng suất trong chăn nuôi và nuôi thủy sản (Xiong, 1995;  Chang et al., 1998; Schnug, 2003). Ở các nước phương Tây, từ khi có lệnh cấm sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi thì các quốc gia như Đức, Thụy Sỹ đã sử dụng REE rất phổ biến như là yếu tố kích thích tăng trưởng trên heo, gia cầm, thú nhai lại, động vật thủy sản...

REE gồm 17 nguyên tố, trong đó Lanthanum là thành phần phổ biến nhất. Xu et al. (1999), Wang & Xu (2003); Liu (2005) đã chứng minh Lanthanum có khả năng kích thích tăng trưởng tương tự như hỗn hợp REE.

1. Ảnh hưởng của REE/Lanthanum lên năng suất gia súc, gia cầm và thủy sản

Bổ sung REE vào khẩu phần với hàm lượng thấp có tác dụng kích thích tăng trưởng trên tất cả các đối tượng chăn nuôi gồm bò thịt, cừu, heo, thỏ, vịt, gà, tôm, cá (Shen et al., 1991; Rosewell, 1995; Duan et al., 1998; Tang et al., 1998; Liu, 2005; Yang & Chen, 2000; Yang et al., 2005). REE không chỉ cải thiện chỉ số FCR, trọng lượng thân mà còn được ghi nhận là tăng sản lượng sữa ở bò và sản lượng trứng ở gà mái (Wu et al., 1994). Chất lượng thịt trên vật nuôi được cải thiện (Liu et al., 2003) và điều này cũng được ghi nhận trên cá (Xia & He, 1997).

1.1. Ảnh hưởng của REE/Lanthanum lên năng suất của heo

Cho heo ăn khẩu phần có bổ sung Lanthanum 100 mg/kg thức ăn trong 30 ngày, tăng trưởng trung bình ngày được cải thiện có ý nghĩa (p<0.05) là 13.26%; Lượng thức ăn ăn vào cải thiện 5.43% (p<0.05); FCR cải thiện 8.5% (Xu et al., 1999). Hormon tăng trưởng (GH) trong huyết thanh cũng như hormon tuyến giáp đều tăng có ý nghĩa. Kết quả này phù hợp với kết quả của Liu (2005) khi thấy mức GH trong huyết thanh tăng 13.06% và FCR cải thiện 6.53% (p<0.05) khi bổ sung Lanthanum mức 100mg/kg.

Fan et al.,1997 thấy rằng bổ sung REE hữu cơ vào khẩu phần của heo 40-50 ngày tuổi ở mức 100, 150 và 200 mg/kg đã cải thiện có ý nghĩa (p<0.01) tốc độ tăng trưởng ngày.

Nhiều nghiên cứu ở châu Âu cũng chứng tỏ vai trò của REE trong việc thúc đẩy tăng trưởng ở heo. Rambeck et al. (1999) thí nghiệm trên heo trọng lượng trung bình 7.3 kg bằng khẩu phần chứa 75mg/kg; 150mg/kg Lanthanum chloride, sau 5 tuần thí nghiệm tốc độ tăng trưởng cải thiện 2-5% và hệ số FCR cải thiện 7%. Các tác giả cũng nhận thấy hàm lượng Lanthanum trong gan, cơ và thận rất thấp ngay cả khi phân tích vật chất khô.

He & Rambeck (2000), thí nghiệm trên heo lai (Deutsche Landrasse × Pietrain) có trọng lượng trung bình 17kg bằng khẩu phần chứa 150mg/kg hỗn hợp REE chloride (Lanthanum, Cerium, Praseodymium). Sau 8 tuần thí nghiệm, trọng lượng thân và hệ số FCR cải thiện có ý nghĩa (p<0.01) lần lượt là 19% và 10%.

Rambeck et al., 2004 thí nghiệm ở heo lai kéo dài 12 tuần. Kết quả trong 6 tuần cuối cùng của thí nghiệm cho biết tăng trưởng ngày và FCR cải thiện lần lượt là 18% và 9%. Chất lượng thịt của heo ở các nghiệm thức so với thang đo “EUROP” đều ở nhóm E hoặc U (2 nhóm tốt nhất), tuy nhiên, nghiệm thức sử dụng khẩu phần bổ sung REE có tỷ lệ nhóm E cao hơn so với đối chứng. Hàm lượng REE chứa trong các mẫu cơ, gan và thận rất thấp và rất gần với giới hạn nhận biết.

Schuller et al. (2002) cũng thấy rằng, bổ sung vào khẩu phần của heo 150-300mg/kg REE có thể giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng ngày 19% và FCR cải thiện 11%. Kết quả này cũng tương tự với kết quả nghiên cứu của He et al., 2001 đối với heo lai (Deutsche Land&rasse × Pietrain) bằng khẩu phần 300mg/kg REE chloride gồm Lanthanum (La), cerium (Ce). Một số kết quả nghiên cứu của Prause et al.,2005, Knebel (2004); & Kessler (2004) cũng cho kết quả tương tự.

Một số kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của REE/Lanthanum trên Heo

Tác giả	Liều dùng mg/kg	Hoạt chất	Trọng lượng thân %	FCR %
Xu et al. (1999)	100	Lanthanum	+13.3	-8.5
Wang and Xu (2003)	100	Lanthanum	+13.1	-6.5
Liu (2005	100	Lanthanum chloride	+6.3	-10.3
He and Xia (1998)	75	RE mixture	+13 - 20	-5 - 8
Rambeck et al. (1999)	75	Lanthanum	+2	-5
Recht (2005)	300	Lanthanum	+9.3	-4.4

 

1.2. Ảnh hưởng của REE/Lanthanum lên năng suất của gia cầm

Khẩu phần chứa 600mg/kg REE cải thiện tỷ lệ đẻ, trọng lượng trứng và tỷ lệ nở một cách có ý nghĩa (p<0.05) trên gà mái đẻ (Wu et al.,1994).

Zhou, 1994 công bố bổ sung vào khẩu phần 60 mg/kg REE ở vịt đẻ đã cải thiện tỷ lệ đẻ lên 12-15% đồng thời kéo dài thời gian vịt đẻ đỉnh điểm. Tác giả này cũng cho biết khẩu phẩn của vịt bổ sung 180 mg/kg cải thiện trọng lượng thân thịt lên 16-25%.

Xie & Wang (1998) cho rằng REE hữu cơ mức 1%, 2% và 3% trong khẩu phẩn của gà giúp tốc độ tăng trưởng, GH, T3, lipase, SOD và peroxidase tăng lên có ý nghĩa (P<0.001). Đồng thời, các tác giả còn cho biết thịt, gan không những không có bất kỳ sự nhiễm bẩn nào mà còn cải thiện được chất lượng thịt.

Một số kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của REE/Lanthanum trên Gà

Tác giả	Liều dùng mg/kg	Hoạt chất	Trọng lượng thân %	FCR %
Xia and He (1997)	130	RE mixture	+10.7	-12.9
Xie and Wang (1998)	65	RE organic	+6.3
Yang et al. (2005)	500	RE fumaric acid	+12.3	-13.1
Halle et al. (2002)	100	RE Chloride	+5
He et al. (2006a)	40	RE Chloride	+4.2

 

1.3. Ảnh hưởng của REE/Lanthanum lên năng suất của tôm và cá

REE giúp tăng sức sản xuất và tỷ lệ sống của các nhóm cá hồi, trắm cỏ, trắm đen, chép, mè trắng, tôm (Tang et al., 1998; Tang et al., 1997). Bên cạnh đó, REE cũng giúp tăng tỷ lệ nở và tỷ lệ biến thái ở ấu trùng tôm Penaeus monodon (Xin et al., 1997).

Phức hợp REE amino acid kích thích tăng trưởng trên cá hồi lên 11.2% và 29.6% khi bổ sung ở mức 300 mg/kg và 400 mg/kg (Tang et l.,1997). Nhiều tác giả cũng ghi nhận khẩu phần chứa REE làm tăng khả năng hoạt động các enzym như catalase, superoxide dismutase, proteinase, lipase, amylase, ở gan và tụy của cá (Wang et al., 1999), (Shao et al., 1999).

Wafaa Eleraky et al. (2009) thí nghiệm 450 con cá rô phi (Oreochromis niloticus) trọng lượng trung bình 65.6g. Chúng được chia làm 6 nghiệm thức: Nhóm nghiệm thức 1, 2 sử dụng 37% bắp vàng, không và có bổ sung REE 400mg/kg; Nhóm nghiệm thức 3,4 thay thế 50% protein bắp bằng đậu Hà Lan, không và có bổ sung REE; Nhóm nghiệm thức 5,6 thay thế 50% protein bắp bằng cà rốt – ngọn cỏ, không và có bổ sung REE. Kết quả sau 12 tuần thí nghiệm cho thấy không có sự khác biệt về tốc độ tăng trưởng và trọng lượng cuối cùng giữa các nhóm nghiệm thức. Tuy nhiên, trong nội bộ nhóm nghiệm thức thì nghiệm thức nghiệm thức bổ sung REE có trọng lượng cuối cùng tăng lên đáng kể: nghiệm thức 2 tăng so với 1 tăng là 5.6%; 4 tăng so với 3 là 4.4% và 6 tăng so với 5 là 6.3%.

REE không chỉ ảnh hưởng tích cực đến cá mà còn ảnh hưởng đến tôm. Zhu Boqing Xu Mingpi Yao Jian (1995) cho biết bổ sung REE mức 60 mg/kg sản lượng tăng tôm Penaeus chinensis tăng lên tới 31%. Ngoài ra, REE còn giúp tăng tỷ lệ trứng nở tôm Macrobrachium nipponense (Yang et al., 2001).

Hàm lượng Lanthanum trong bể ấp mức 0.37-1.83mg/L có tác dụng cải thiện tỷ lệ nở ở tôm Penaeus chinensis lên 21-52,4% (Yuan et al., 1999); hàm lượng mức 1.2 - 4.8 mg/l tăng tỷ lệ nở 22.8 - 27.7 % ở tôm càng Macrobrachium nipponense và các loài tôm sông khác (Yang & Chen, 2000). Xin et al. (1997) cũng công bố rằng Lanthanum thúc đẩy sự phát triển của phôi trứng tôm càng khi được Macrobrachium nipponense hấp thu từ nước biển.

Một số kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của REE/Lanthanum trên động vật thủy sản

Tác giả	Liều dùng mg/kg	Đối tượng	Hoạt chất	Trọng lượng thân %	FCR %
Xiong (1995)		Cá Trắm		+3.4 - 3.7
Rosewell (1995)		Tôm, cá		+20
Tautenhahn (2004)	50	Cá rô phi	RE Chloride	+18.7	-13.3

 

2. Tính an toàn của REE/Lanthanum đối với gia súc, gia cầm, thủy sản

Kết quả thử nghiệm ở châu Âu cũng như trên thế giới đã chứng minh, khẩu phần được bổ sung REE không làm suy giảm hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe vật nuôi cũng như đối tượng thủy sản (Rambeck et al., 1999; He et al., 2001; Schuller et al., 2002; Eisele, 2003; Knebel, 2004; Fleckenstein et al., 2004; Miller, 2006; Meyer et al., 2006; Durbin et al., 1956; Ji et al., 1985; Evans, 1990; Fairweather Tait & Dainty, 2002; Fiddler et al., 2003). Tính độc mạnh của REE được ghi nhận khi tiêm tĩnh mạch (Durbin et al., 1956; Haley, 1965; Hutcheson et al., 1975; Ji et al., 1985).

Theo thang đo Hodge - Sterner (Haley, 1979), khả năng gây độc của REE khi vào cơ thể vật nuôi qua đường miệng là rất thấp. Điều này được ghi nhận từ nhiều kết quả nghiên cứu trên chuột, heo, khỉ và nhiều loài khác (Durbin et al., 1956; Ji et al.,1985; Cochran et al., 1950; Haley, 1965; Hutcheson et al., 1975; Shimomura et al.,1980; Ji et al., 1985; Ji et al., 1985; Hutcheson et al., 1975; Venugopal & Luckey, 1975).

Cochran et al. (1950) và Bruce et al. (1963), cho rằng độc tố không ảnh hưởng đối với chuột khi REE nồng độ 1000-10000 mg/kg. Richter (2003) cho biết chỉ số LD50 khi đưa vào cơ thể qua đường miệng là 10 g/kg trọng lượng cơ thể.

Hai triệu vật nuôi được cho ăn khẩu phần chứa REE và phân tích sinh hóa sản phẩm của chúng bởi Inner Mongolian State Technical Inspection Departments. Kết quả cho thấy REE không những không gây ảnh hưởng tiêu cực đối với sức khỏe con người và đối tượng nuôi (Rosewell, 1995), thân thịt, chất lượng thịt cũng như chất lượng khẩu phần (Ming et al., 1995) mà còn cải thiện chất lượng các sản phẩm chăn nuôi (Xie & Wang, 1998; Liu et al., 2003).

Không có sự khác biệt về tính an toàn quan sát được ở khẩu phần bổ sung Lanthanum, Lanthanum kết hợp hữu cơ và nghiệm thức đối chứng.

Khả năng gây độc của REE qua đường miệng thấp do khả năng hấp thụ REE kém của hệ dạ dày – ruột. REE chỉ được hấp thụ một lượng rất ít (Hamilton, 1949; Cochran et al., 1950; Durbin et al., 1956; Haley, 1965; Haley, 1979; Eisele et al., 1980; Ji et al., 1985; Evans, 1990; Fiddler et al., 2003; D’Haese et al., 2003; Rambeck et al., 2004; Hutchison & Albaaj, 2005). Durbin et al. (1956) cho rằng đặc tính không tan của Lanthanum ở pH sinh lý có thể là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hấp thu. Điều này cũng đúng trên chó (Hutchison & Albaaj, 2005), gà (Mraz et al., 1964; Fleckenstein et al., 2004), chim cút (Robinson et al., 1978). Hutchison và Albaaj (2005) cho biết chỉ khoảng 0.00005 % Lanthanum carbonate trong khẩu phần được chó hấp thụ tại hệ dạ dày - ruột, đồng thời khoảng 94.5% và 1.14% được thải ra qua phân và nước tiểu, trong khi đó ở chuột là 99.36% được thải qua phân.

3. Cơ chế tác động của REE trong việc tăng năng suất gia súc, gia cầm, thủy sản

REE có vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất vật nuôi nhờ vào những chức năng sau: Tăng hoạt động của hormon, emzym; Tăng cường tổng hợp protein; Tăng cường hệ miễn dịch; Ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn; Kích thích tiết dịch tiêu hóa ở dạ dày (Ou et al. 2000; Flachowski, 2003; Feldmann, 2003).

3.1. Tăng hoạt động của hormon và enzym tiêu hóa

REE tăng cường khả năng sử dụng protein và các thành phần dinh dưỡng khác ở vật nuôi do chúng làm tăng sự hoạt động của GH và T3 (Xie et al., 1991, Yang et al., 1992, Xie et al., 1995, He et al., 2006).

Xie & Wang (1998) công bố REE tăng hoạt động của các hormon và enzym như GH, T3, lipase, SOD và peroxidase ở gà. Xu et al., (1999); Förster et al., (2006) thấy rằng REE làm tăng hàm lượng hormon tuyến ức (T3 và T4) trong máu của heo. Hormon tuyến ức T3 và T4 giữ vai trò rất quan trong sự tăng trưởng và chuyển hóa lipid, nitơ, carbohydrate (Rosenbaum et al., 2000; He et al., 2001; Wiesner & Ribbeck (1991; King & May, 1984; Guyton, 1991).

REE thúc đẩy sự hoạt động của enzym proteinase trong dạ dày và tuyến tụy (Ou et al., 2000) và tăng hoạt động của men gan (Borger, 2003) của heo con.

3.2. Kích thích sự hoạt động của hệ miễn dịch

Ảnh hưởng đến hệ miễn dịch một phần được thể hiện qua chức năng chống oxy hóa, khả năng điều chỉnh hệ miễn dịch của REE (Ni, 1995; Li et al.,1998; He et al., 2003).

Lazar et al. (1985) cho biết tỷ lệ sống được cải thiện khi cho chuột bị mẫn cảm sau đó cho chúng ăn khẩu phần chứa Lanthanum nitrate (Wang et al., 2003). Chức năng thực bào bạch cầu  nhiều nhân của chuột tăng lên có ý nghĩa sau khi tiêm phúc mô 2 ngày (Chen et al., 1995).

3.3. Vai trò kháng khuẩn

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh đặc tính kháng khuẩn của REE (Muroma, 1958; Evans, 1990). Năng suất các trang trại nuôi cá nước ngọt được cải thiện nhờ cơ chế phòng trừ bệnh và kích thích tăng trưởng ở cá (Yeng, 1990; He et al., 2001). REE được xem là yếu tố điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột (He et al., 1999; Feldmann, 2003; Flachowski, 2003; Rambeck & Wehr, 2005). Also Ou et al., 2000 cho rằng đặc tính acid của REE có thể làm giảm pH trong đường tiêu hóa ở heo và ngăn chặn những nhóm vi khuẩn gây bệnh phát triển. Hàm lượng La³⁺ rất thấp (0.5-30 μg.kg-1) có thể ngăn chặn được sự phát triển của E.coli do La³⁺ có thể làm thay đổi cấu trúc màng tế bào của tác nhân gây bệnh (Wenhua et al., 2003; Peng et al., 2004; He at al., 2006).

3.4. Tăng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng

Kết quả các thí nghiệm đều thể hiện REE có vai trò thúc đẩy tăng trưởng và cải thiện chỉ số FCR mà không tăng lượng thức ăn ăn vào ở heo và thỏ (He et al., 2001, 2003, 2006), điều này chứng tỏ REE có chức năng cải thiện hiệu quả sử dụng dinh dưỡng trong khẩu phần (He et al., 2006). Có nhiều kết quả nghiên cứu trên heo (Li et al., 1992; Cheng et al., 1994; Zhu et al., 1994) và trên gà (Lu & Yang, 1996) đã cũng cố cho nhận định này.

REE tăng cường tiêu hóa vật chất khô, năng lượng; protein, acid amin thiết yếu và không thiết yếu ở heo (Ming et al., 1995, Hu et al., 1999) và gà (Xie & Wang, 1998)

Do có đặc tính chống oxy hóa nên REE có chức năng bảo vệ các acid béo, đặc biệt là acid béo họ omega-3.

3.5. Có khả năng REE là nguyên tố thiết yếu

Mặc dù hiện tại chưa có các bằng chứng nhưng REE có thể là yếu tố thiết yếu vi lượng thiết yếu cho người và động vật. Giả thiết này dựa vào tính phổ biến của REE trong đất và cây trồng (Wyttenbach et al., 1998; Krafka, 1999), thực phẩm công nghiệp và mô thần kinh của người và động vật  (Evans, 1990; Eisele, 2003; Borger, 2003; Kraatz et al., 2004).

Kết luận

Vai trò tích cực của REE nói chung và Lanthanum nói riêng đối với gia súc, gia cầm, thủy sản đã được chứng minh. Ứng dụng REE/Lanthanum vào dinh dưỡng vật nuôi nhằm tăng năng suất ở các nước phương Tây và trên thế giới là rất phổ biến. REE/Lanthanum không những an toàn cho động vật và con người mà còn nâng cao chất lượng thịt.

Ở Việt Nam, sử dụng REE/Lanthanum trong dinh dưỡng vật nuôi rất hạn chế, có thể do chưa có nguồn cung cấp nguyên liệu hoặc chưa có thông tin về hoạt chất này. Chúng tôi xin giới thiệu chế phẩm CBN do công ty THH Nhân Lộc nhập khẩu và phân phối. Hoạt chất chính của CBN là Lanthanum. Thực tế đã chứng minh vai trò của chế phẩm này trong việc kích thích tăng trưởng, tăng chất lượng quày thịt, giảm rĩ nước, màu thịt đỏ, đẹp ở Heo. Ở động vật thủy sản mà cụ thể là cá tra, tăng khả năng quay hóa chất và giảm FCR.

Sản phẩm CBN do công ty AMECO-BIOS, Hoa Kỳ sản xuất, được lưu hành tại Việt Nam theo thông tư 26 - Bộ NN&PTNN năm 2012.

Phòng Kỹ thuật - Marketing - Công ty TNHH Nhân Lộc

Tài liệu tham khảo chính

W. A. Rambeck. 2006. Rare earth elements in agriculture with emphasis on animal husbandry. Institut für Physiologie, Physiologische Chemie und Tierernährung der Ludwig-Maximilians-UniversitätMünchen.

Wafaa Eleraky, M. U. Dief, Rasha Reda, Walaa abdel-razik & M. El-Gamal. 2009. Influence of rare earth elements as alternativegrowth promoters in unconventional diets for oreochromis niloticus. Proceedings of the 2nd Global Fisheries & Aquaculture Research Conference, Cairo International Convention Center.

M. L. He & W. A. Rambeck. 2000. Rare earth elements‐a new generation of growth promoters for pigs? Archiv für Tierernaehrung  Volume 53, Issue 4

Sabry. El-Sayed ; Wafaa, Eleraky; M. El-Kholy, & M. Soliman. 2010. Comparative studies on the effect of alternative & some traditional growth promoters on growth performance, body composition, & nutrient digestibility in Tilapia Nilotica fingerlings.

M. Kraatz, D. Taras, K. Ma¨ nner & O. Simon. 2006. Weaning pig performance & faecal microbiota with & without in-feed addition of rare earth elementsM. Institute of Animal Nutrition, Faculty of Veterinary Medicine, Free University Berlin, Berlin, Germany