ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC MỨC PROTEIN TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN
HÀM LƯỢNG CÁC HỢP CHẤT CHỨA LƯU HUỲNH, INDOLE,
PHENOL
VÀ AXÍT BÉO BAY HƠI TRONG PHÂN LỢN SINH TRƯỞNG
Lê Đình Phùng
Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế
TÓM TẮT
Thí nghiệm này nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của các mức protein
thô (CP) khác nhau trong khẩu phần đến hàm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh
(S), indole, phenol và acid béo bay hơi (VFA) trong phân của lợn sinh trưởng. Thí
nghiệm được tiến hành trên 18 con lợn với trọng lượng ban đầu khoảng 36,5 kg.
Thí nghiệm tuân theo kiểu thiết kế ngẫu nhiên hoàn toàn theo khối với 3 mức
protein thô trong thức ăn: 12%, 15% và 18% trong 6 khối. Lợn được nuôi cá thể
trong chuồng nuôi có hố phân riêng biệt phía dưới mỗi ô chuồng. Sau 5 tuần thí
nghiệm, các mẫu phân được thu trực tiếp từ hố phân sau đó được được phân tích
các chỉ tiêu: các hợp chất chứa S, indole, phenol và các VFA. Giảm hàm lượng
CP trong khẩu phần làm giảm hàm lượng các chất: methyl sulphide, carbon
disulphide, ethanethiol, phenol, 4-ethyl phenol, indole và 3-methyl indole (P <
0,05) và có khuynh hướng làm giảm hàm lượng VFA mạch nhánh: iso-butyric và
iso-pentanoic acid (P <0,1) trong phân lợn. Qua thí nghiệm này, có thể kết luận
rằng giảm thiểu hàm lượng CP trong khẩu phần thức ăn chăn nuôi lợn là một giải
pháp để giảm thiểu hàm lượng các chất có chứa S, indole, phenol và VFA mạch
nhánh trong phân, từ đó giảm tác động xấu của chăn nuôi lợn đến môi trường và
sức khỏe cho con người cũng như con vật.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Giảm hàm lượng các hợp chất gây mùi từ chăn nuôi lợn là một mối quan
tâm hàng đầu của công chúng, nhà sản xuất và nhà hoạch định chính sách do
những tác động xấu của các hợp chất mùi đến môi trường và sức khỏe con người
và vật nuôi. Mối quan tâm này càng được đặt ra khi chăn nuôi lợn ngày càng được
thâm canh về quy mô chăn nuôi và mức độ đầu tư thức ăn, đặc biệt là các loại thức
ăn có hàm lượng protein cao. Mùi là một hỗn hợp của rất nhiều hợp chất khác
nhau. Thông thường người ta phân chia các chất gây mùi ra làm bốn nhóm chính:
(1) các hợp chất có chứa S, (2) các hợp chất phenol và indole, (3) các hợp chất
acid béo bay hơi (VFA), và (4) ammonia và các amine bay hơi. Theo Hansen
(2005) trong hệ thống chăn nuôi lợn, hợp chất gây mùi chủ yếu xuất phát từ phân
trong hố phân. Khái niệm phân ở đây được định nghĩa là hỗn hợp giữa cứt và nước
tiểu. Các hợp chất mùi được sinh ra do quá trình chuyển hóa vi sinh vật các thành
phần thức ăn trong ruột già và sự chuyển hóa vi sinh vật các sản phẩm đào thải
trong cứt và nước tiểu.
Có rất nhiều tiền chất của các hợp chất gây mùi nêu trên là sản phẩm trung
gian hoặc sản phẩm trao đổi chất cuối cùng của protein (Mackie và cs 1998, Le và
cs 2005). Do vậy, protein có thể là thành phần chính trong khẩu phần thức ăn cần
được thay đổi để giảm thiểu hàm lượng các tiền chất cũng như hàm lượng các chất
gây mùi trong phân. Giảm hàm lượng protein thô trong khẩu phần bằng cách phối
hợp khẩu phần có hàm lượng protein sát với nhu cầu của lợn và bổ sung amino
acid thiết yếu để đảm bảo khả năng sản xuất bình thường. Chiến lược này có thể
giảm thiểu tối đa protein dư thừa được chuyển hóa và hấp thu ở ruột non và giảm
thiểu các protein không tiêu hóa hết di chuyển đến ruột già của lợn. Từ đó giảm
thiểu các hợp chất gây mùi ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người và
vật nuôi. Xuất phát từ giả thuyết đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Ảnh
hưởng của các mức protein trong khẩu phần đến hàm lượng các hợp chất chứa lưu
huỳnh, indole, phenol và axít béo bay hơi trong phân lợn sinh trưởng”.
II. ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Ảnh hưởng của các mức CP trong khẩu phần đến hàm lượng các hợp chất
chứa S, indole, phenol và VFA trong phân được nghiên cứu trên lợn sinh trưởng
(trọng lượng bình quân 36,5 kg) thông qua một thí nghiệm thiết kế theo kiểu ngẫu
nhiên hoàn toàn theo khối (RCB) với 3 mức protein (CP) trong 6 khối (n=18). Ba
mức protein khẩu phần được nghiên cứu là: 12, 15 and 18 % ở dạng cho ăn (mức
CP phân tích là 12,3, 14,2, và 18,0 %). Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các
khẩu phần như tinh bột, xơ thô, lipid, năng lượng, polysaccharide phi tinh bột, cân
bằng điện tích, được cân bằng ngoại trừ yếu tố nghiên cứu (mức CP trong khẩu
phần) là khác nhau giữa các khẩu phần. Lợn được nuôi cá thể với mức cho ăn 2,8
lần nhu cầu năng lượng thuần duy trì (NE: 293 kJ/kg trọng lượng trao đổi). Thức
ăn được trộn với nước theo tỷ lệ 1/2,5 theo trọng lượng trước khi cho ăn. Ngoài ra,
không bổ sung thêm nước uống cho lợn. Phân của mỗi con lợn được tích tụ riêng
lẽ trong các hố phân phía dưới các chuồng nuôi. Sau hai tuần nuôi thích nghi, phân
được thu thập. Vào tuần thứ 5 của quá trình thu mẫu, phân trong mỗi hố phân
được trộn đều và một mẫu phân khoảng 1 kg được thu và lưu giữ trong tủ lạnh -20
0C cho đến khi phân tích. Các mẫu phân được phân tích các chỉ tiêu như ni tơ (N)
tổng số, ammonium N, pH, VFA (acetic, propionic, butyric, pentanoic, iso-butyric,
iso-pentanoic, hexanoic and heptanoic acid), indole (indole and 3-methyl indole)
và phenol (phenol, 4-ethyl phenol and cresols) và các hợp chất chứa S (carbon
disulphide, methyl sulphide, methyl disulphide and ethanethiol).
Các VFA được đo lường bằng máy sắc ký HPLC Packard 427
(Interscience, Breda, the Netherlands). Để xác định hàm lượng của các hợp chất
indole, phenol và các hợp chất chứa S, 2,5 g phân được chiết xuất bởi 15 ml 50%
methanol trong 2 tiếng đồng hồ. Mẫu sau đó được ly tâm và sau đó được phân tích
bởi HPLC (Alltech, Deerfield, IL, USA). Ammonium N được xác định bằng
quang phổ kế theo NEN 6472 (Derikx và cs 1994). Độ pH của phân được xác định
bằng máy đo. pH (Radiometer, Copenhagen, Denmark).
Ảnh hưởng của các mức CP trong khẩu phần đến hàm lượng các chất trong
phân được phân tích bởi phân tích phương sai (ANOVA) cho một thiết kế thí
nghiệm RCB. Mỗi mức protein được lặp lại 6 lần (6 con lợn/mỗi mức CP), mỗi
lần lặp lại trong mỗi một khối của 6 khối. Khối bao gồm các mẫu thu trong một
ngày và các con lợn có trọng lượng ban đầu giống nhau. Đơn vị thí nghiệm là mỗi
một con lợn hay mỗi một hố phân. Mô hình phân tích ảnh hưởng của các mức
protein đến các hợp chất mùi như sau:
yij = µ + ρj + αi
+ eij
Trong đó: yij: biến độc lập, µ: trung bình, ρj: ảnh hưởng của khối, j = 1-6,
αi: ảnh hưởng của khẩu phần i = 1, 2, 3, eij: sai số ngẫu nhiên.
Các số liệu được trình bày dưới dạng trung bình thực và độ lệch chuẩn.
Trong khi đó, khi phân tích ANOVA các số liệu về hàm lượng của VFA, indole
and phenol, hợp chất chứa S và N tổng số, ammonium N trong phân được chuyển
sang dạng logarít do hàm lượng các chất này không phân bố chuẩn. Phần mềm
GenStat statistical package, 7th (GenStat VSN International Ltd., 2004) được sử
dụng cho các phép phân tích thống kê.
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Bảng 1 trình bày ảnh hưởng của các mức CP trong khẩu phần đến hàm
lượng các chất chứa S, VFA, indole, phenol, N tổng số, ammonium N và pH.
Giảm hàm lượng CP trong khẩu phần làm giảm hàm lượng N tổng số, methyl
sulphide, carbon disulphide, ethanethiol, phenol, indole, 3-methyl indole, và 4-
ethyl phenol trong phân lợn (P < 0,05), và pH của phân của lợn (P < 0,01). Giảm
hàm lượng CP trong khẩu phần tạo nên khuynh hướng giảm hàm lượng
ammonium N trong phân của lợn (P = 0,07).
Bảng 1: Ảnh hưởng của các mức protein trong khẩu phần đến hàm lượng
các chất có chứa S, indole, phenol và VFA trong phân
Mức CP trong khẩu phần
Chỉ tiêu
12%CP 15%CP 18%CP
Phenol, mg kg-1 9,10 (2,5a)c 17,32 (6,97)d 32,73
(12,49)e
Cresols, mg kg-1 38,18 (8,41) 39,58 (9,72) 41,42 (7,3)
4-ethyl phenol, mg kg-1 1,60 (0,60)c 5,84 (1,38)d 11,75 (1,58)e
Indole, mg kg-1 5,96 (0,92)c 9,77 (3,8)d 10 (1,7)d
3-methyl indole, mg kg-1 5,30 (1,0)c 4,80 (0,9)c 8,74 (2,21)d