[Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam] – Axit amin không chỉ là đơn vị cấu thành protein trong cơ, mà nhiều axit amin còn có vai trò trong việc điều hòa các con đường chuyển hóa như chuyển hóa chất béo và chống oxi hóa, những tác động có thể có đến chất lượng thịt về mặt cảm quan và kỹ thuật sau khi giết mổ. Hàm lượng và thành phần axit amin tự do trong thịt có ảnh hưởng đến hương vị đặc trưng của thịt. Đây là những tiền đề để thực hiện các nghiên cứu về ảnh hưởng của việc bổ sung một số axit amin cụ thể vào khẩu phần lên các tính trạng chất lượng thịt nhất định.

TÓM TẮT

Việc cung cấp một tỷ lệ cân bằng và tối ưu các axit amin và protein-năng trong khẩu phần ăn đóng một vai trò chủ chốt để tối đa phát triển cơ bắp tiệm cận với khả năng di truyền.

Tuy nhiên, có nhiều thông tin gần đây cho thấy vai trò của một số axit amin trong việc điều hòa các quá trình trao đổi chất quan trọng, các axit amin này có tác động đến chất lượng thịt sau giết mổ. Nhiều nghiên cứu đã có báo cáo về tác động của việc bổ sung các axit amin cụ thể trong khẩu phần ăn lên một số đặc tính chất lượng thịt. Tác động tích cực lên chất lượng thịt của việc bổ sung methionine, leucine, arginine, tryptophan, axit glutamic, β-alanine và histidine đã được công bố hoặc giả thuyết nhờ cách tăng tỷ lệ mỡ giắt, cải thiện độ ổn định oxi hóa, hoặc giảm căng thẳng cho vật nuôi. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng số lượng nghiên cứu còn hạn chế và kết quả chưa có sự nhất quán. Vì thế, cần có nhiều nghiên cứu hơn về tác động của việc bổ sung các axit amin cụ thể lên các đặc tính chất lượng thịt.

BỐI CẢNH

Chất lượng thịt là một khái niệm rộng bao gồm cả các đặc điểm chất lượng bản thân của sản phẩm thịt (cảm quan, giá trị dinh dưỡng, vệ sinh an toàn thực phẩm) và một số đặc tính khác liên quan đến sản xuất (ví dụ: phúc lợi động vật, tác động môi trường…) (Prache và cs, 2022; Lebret và Candek-Potocar, 2022a). Trong hầu hết các cuộc khảo sát ý kiến người tiêu dùng về nhận thức và sự ưa thích về chất lượng thịt tươi, các đặc điểm cảm quan được xếp hạng rất cao, nếu không muốn nói là cao nhất với sự nhấn mạnh vào độ mềm và hương vị của thịt, cho thấy tầm quan trọng của những đặc tính này. Thịt cũng được chế biến thành các sản phẩm khác, vì vậy các đặc tính kỹ thuật như khả năng giữ nước và kết cấu của thịt, (ví dụ: thịt mông tươi để chế biến thành thịt hộp hoặc thịt nguội hun khói đều rất quan trọng…; Lebret & Candek-Potocar, 2022b).

Chất lượng cảm quan của thịt được xác định bởi các đặc tính của cơ và sự biến đổi của cơ sau khi giết mổ. Một số yếu tố di truyền, cách cho ăn và quản lý vật nuôi ảnh hưởng đến thành phần thân thịt và cơ khi giết mổ và quá trình chuyển đổi thành thịt. Theo đó chất lượng thịt cũng chịu nhiều ảnh hưởng từ quy trình giết mổ và các căng thẳng mà vật nuôi có thể có trước và trong khi giết mổ (Lebret và Candek-Potocar, 2022a). Ngoài một số thương hiệu thịt cụ thể và phương pháp sản suất xuất tập trung vào các đặc điểm chất lượng (ví dụ: thịt nguội chất lượng cao làm từ heo nặng cân ở Ý và heo Iberia ở Tây Ban Nha, một số giống và thương hiệu địa phương ở nhiều quốc gia), hoạt động chăn nuôi heo toàn cầu đều hướng tới chuyển đổi thức ăn thành cơ một cách hiệu quả.

Ở châu Âu, các xu hướng chăn nuôi liên tục hướng đến nâng cao tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và độ nạc thân thịt thông qua chọn lọc di truyền và tối ưu hóa khẩu phần mà ít quan tâm đến chất lượng thịt (Prache và cs, 2022). Tuy nhiên, ngày càng có nhiều yêu cầu từ các nhà phân phối, chế biến thịt cũng như người tiêu dùng về việc cải thiện chất lượng thịt tươi và sự phù hợp của nó để chế biến các sản phẩm khác. Hương vị, độ mềm hay kết cấu, và khả năng giữ nước là các yếu tố chính quyết định chất lượng thịt. Ví dụ, lượng mỡ giắt có trong thịt heo đã giảm xuống dưới mức để có được hương vị tối ưu. Thực sự, mỡ giắt đã được chứng minh có mối quan hệ tuyến tính với cường độ hương vị. Thịt bị rỉ dịch “drip loss” quá mức cũng là mối lo ngại của ngành chế biến thịt, khiếm khuyết về kết cấu khi chế biến thành các sản phẩm (không xay, nghiền) chất lượng cao khác. Màu sắc và độ ổn định oxy hóa cũng là những đặc tính được nhiều người quan tâm (Lebret & Candek-Potocar, 2022a, 2022b).

Các yếu tố hóa-lý-sinh của từng đặc tính nêu trên có tính đặc trưng và phức tạp, không có phương pháp đơn giản nào để tối ưu hóa chất lượng thịt. Việc đưa các tính trạng chất lượng thịt vào công tác giống ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm nhưng vẫn còn nhiều thách thức. Khẩu phần và chế độ cho ăn phù hợp là cách tiếp cận nhanh hơn để điều chỉnh chất lượng thịt cho các thị trường cụ thể. Việc tối ưu cung cấp  axit amin (AA) và tối ưu tỷ lệ protein trên năng lượng đóng vai trò tiên quyết để vật nuôi phát triển cơ bắp tiệm cận với khả năng di truyền, việc này có thể ảnh hưởng gián tiếp đến sự hình thành mỡ giắt và chất lượng thịt.

Nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu quả của việc bổ sung axit amin đơn cao hơn nhu cầu của vật nuôi đến chất lượng thịt được đưa ra gần đây. Bên cạnh vai trò của α-axit amin là các đơn vị để cấu thành protein, một số α-axit amin và axit amin không phải α-axit amin điều hòa các quá trình trao đổi chất quan trọng (Wu, 2009). Mùi đặc trưng của axit amin tự do và vai trò của chúng trong việc hình thành các hợp chất tạo mùi hương cho thịt, ví dụ: thông qua việc tham gia vào các phản ứng Maillard, cũng được ghi chép đầy đủ (Khan và cs, 2015; Ma và cs, 2020). Sự khác biệt về kiểu gen trong hàm lượng axit amin tự do trong cơ cũng như sự khác biệt đồng thời trong cảm nhận giác quan cũng đã được mô tả (Straxit amindt và cs, 2014; Ma và cs, 2020). Câu hỏi quan trọng là thành phần axit amin tự do trong cơ có thể được điều chỉnh thông qua việc bổ sung axit amin ở mức độ nào?

THIẾU HỤT AXIT AMIN DẪN ĐẾN TĂNG TÍCH TỤ MỠ NHIỀU HƠN

Khẩu phần giảm đạm thô mà thiếu một hoặc nhiều axit amin sẽ làm giảm khả năng tạo cơ,  năng lượng ăn vào sẽ không được sử dụng để tổng hợp protein, dẫn đến làm tăng tích tụ mỡ. Sự thiếu hụt axit amin sẽ dẫn đến sự gia tăng tích tụ chất béo ở tất cả các vị trí có thể tích trữ mỡ, bao gồm cả mỡ giắt (Essen-Gustavsson và cs, 1994; Hyun và cs, 2006; Li và cs, 2018). Quá trình tạo mỡ cần nhiều năng lượng hơn so với việc tạo cơ bắp, điều này dẫn đến hiệu quả sử dụng thức ăn thấp hơn và tăng trọng hàng ngày thấp hơn (Apple, 2004). Ảnh hưởng của axit amin khẩu phần dưới nhu cầu dinh dưỡng lên mỡ giắt hoặc vân mỡ đã được nhất quán thể hiện trong nhiều nghiên cứu (Goodband và cs, 1993; Witte và cs, 2000; Apple, 2004; Li và cs, 2018), hầu hết các nghiên cứu cho thấy độ mềm được cải thiện và lực cắt của thịt cũng được giảm xuống.

Methionine và cysteine

Axit amin chứa gốc sulfur bao gồm Methionine và Cystein, là hai axit amin thiết yếu cho quá trình tổng hợp protein. Methionine cũng có nhiều chức năng sinh lý quan trọng khác như là nguồn cung methyl… Về chất lượng thịt, là tiền chất của glutathione, taurine và hypotaurine của methionine và cystein được quan tâm đặc biệt vì chất này có vai trò trọng yếu trong hệ thống chống oxi hóa nội bào của sợi cơ (Estevez và cs, 2020).

Nghiên cứu bởi Lebret và cs (2018), sử dụng methionine cao hơn nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi trong 2 tuần trước khi giết mổ cho TBARS (một phương pháp xác định mức độ oxi hóa của lipid) thấp hơn, hàm lượng glutathione cao hơn và pH của thịt 24h sau khi giết mổ cao hơn. Trong một nghiên cứu sau đó về chuyển hóa của của cùng một nhóm các chỉ số nêu trên (Gondret và cs, 2021), cho thấy những thay đổi này được giải thích bởi sự thay đổi của thành phần axit amin tự do trong cơ và khả năng oxy hóa khử của nó. Nghiên cứu của Li và cs (2017), bổ sung methionine cho heo con nhẹ cân giúp giảm mức độ rỉ dịch (drip loss) và tăng pH của thịt 24h sau khi giết mổ với trọng lượng hơi khoảng 95kg.

Leucine

Leucine là axit amin thiết yếu trong quá trình chuyển hóa protein và năng lượng. Leucine kích thích tổng hợp protein thông qua kích hoạt mTOR trong cơ (Duan và cs, 2016). Thông qua kích hoạt mTOR trong não, lượng leucine dư thừa có thể làm giảm lượng ăn vào. Ảnh hưởng tiêu cực của việc dư thừa leucine này có thể phần nào được giải quyết bằng việc bổ sung thêm valine và isoleucine cao hơn vào khẩu phần (Millet và cs, 2015) để tăng sự phát triển của cơ và lượng ăn vào dẫn đến giả thuyết leucine có thể tăng tỷ lệ nạc và giảm tỷ lệ mỡ của thân thịt.

Đã có những chứng minh trái ngược: khi cho heo ăn khẩu phần thiếu lysine với hàm lượng leucine cao, hàm lượng mỡ giắt tăng (Hyun và cs, 2007). Yu và cs (2007), đã quan sát được lượng mỡ giắt cao hơn khi khẩu phần được bổ sung axit linoleic liên hợp và leucine. Leucine là một axit amin ketogenic, khi lượng leucine dư thừa phân rã trong cơ sẽ dẫn đến sự sản xuất acetyl-CoA, sau đó có thể được sử dụng để tổng hợp axit béo. Madeira và cs (2014), không nhận thấy ảnh hưởng của leucine đến mỡ giắt, tuy nhiên, độ mọng nước của thịt tăng khi leucine được bổ sung vào khẩu phần thấp đạm.

Arginine

Arginine là một axit amin đa chức năng đối với thể vật nuôi, là vật liệu để tổng hợp protein, arginine còn là tiền chất của nhiều phân tử như oxit nitric, ornithine, polyamines, proline, và creatine. Arginine có thể được tổng hợp từ glutamine và proline ở hầu hết thú có vú, bao gồm heo (Ma và cs, 2009). Arginine là axit amin bán thiết yếu, nhiều nghiên cứu đã chứng minh việc bổ sung thêm arginine mang lại các tác động đến quá trình trao đổi chất của heo. Theo Tan và cs (2011), arginine tăng biểu hiện mRNA của sự tổng hợp axit béo trong cơ, trong khi đó, giảm biểu hiện enzyme lipoprotein lipase và các enzyme khác trong mô mỡ, từ đó, kích thích quá trình tạo mỡ trong mô cơ và phân giải mỡ trong mô mỡ, đây có thể là một cách để loại bỏ sự tích tụ chất béo trong cơ và mô mỡ.

Nghiên cứu của Tan và cs (2009), việc bổ sung arginine làm tăng sự tích tụ chất béo ở cơ ngực dài (longissimus dorsi), nhưng không làm tăng tích tụ chất béo ở cơ bán gân của đùi sau (semitendinosus). Mỡ giắt không bị ảnh hưởng trong khi pH của thịt cao hơn khi đo tại thời điểm 45 phút sau khi giết mổ. Trong nghiên cứu của Go và cs (2012), pH của thịt tại thời điểm 45 phút sau khi giết mổ giảm khi heo được nuôi khẩu phần có bổ sung arginine. Theo Ma và cs (2010), bổ sung 1% arginine làm tăng mỡ giắt và giảm rỉ dịch. Tương tự, việc bổ sung arginine và axit glutamic cải thiện lượng mỡ giắt trong một nghiên cứu của Hu và cs (2017).

Tryptophan

Tryptophan là tiền chất của chất dẫn truyền thần kinh monoaminergic serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT). Tăng tryptophan khẩu phần có thể kích thích tổng hợp 5-HT (25) trong não nhiều hơn, từ đó làm giảm khuynh hướng phát sinh hành vi hung hăng và bất thường ở heo. Tương tự, bổ sung tryptophan trong thời gian ngắn (5 ngày trước khi giết mổ) cho thấy mối liên hệ với khả năng giảm stress trong quá trình giết mổ và do đó giảm PSE (thịt tái, nhão, rỉ dịch) và cải thiện chất lượng thịt (Adeola và Ball, 1992; Paniella-Riera và cs, 2009).

β-alanine và histidine

L-histidine và β-alanine là đơn vị cấu thành carnosine (beta-alanyl-L-histidine) là một phân tử dipeptide được tổng hợp từ các axit amin histidine và beta-alanine) nội sinh của cơ và các chất tương tự bị methyl hóa của nó là anserine và ophidine. Trong khi các chất tương tự bị methy hóa này có nhiều hơn carnosine ở hầu hết cái loài động vật, carnosine chiếm phần lớn trong cơ của bò và heo (Boldyrev và cs, 2013). Với hàm lượng lớn trong cơ, những dipeptide này có nhiều chức năng sinh lý khác nhau trong cơ thể vật nuôi, bao gồm khả năng đệm cho cơ và chống oxi hóa là hai yếu tố chính góp phần vào chất lượng thịt. Độ pH của thịt sau khi giết mổ 24 giờ càng lớn, khả năng giữ nước càng cao và màu của thịt được cải thiện khi heo có hàm lượng carnosine trong cơ (D’Astous-Pagé và cs, 2017). Trong một nghiên cứu chất chuyển hóa Cộng hưởng từ hạt nhân (viết tắt NMR-Nuclear Magnetic Resonance) trên thịt heo từ 4 giống heo lai khác nhau, hàm lượng carnosine trong cơ có mối tương quan đáng kể với một số thuộc tính liên quan đến cảm quan của thịt (Straxit amindt và cs, 2014). Những mối liên quan này không nhất thiết có nghĩa là những tác động trực tiếp, tuy nhiên vẫn có thể đưa ra giả thuyết rằng việc bổ sung β-alanine và/hoặc histidine trong khẩu phần có thể làm tăng nồng độ của dipeptide trong cơ và cải thiện chất lượng thịt.

Mặt khác, Ma và cs (2010), đã cho thấy việc bổ sung trực tiếp 100mg carnosine/kg thức ăn cải thiện khả năng chống oxi hóa và chất lượng thịt heo thông qua cải thiện pH của thịt 45 phút, 24 giờ và 48 giờ sau giết mổ; giảm độ rỉ dịch; và giảm hàm lượng phức hợp malondialdehyde và carbonyl, được cho là thông qua cải thiện hoạt động của các enzyme chống oxi hóa.

Các axit amin khác và các dẫn xuất

Axit glutamic là một axit amin quan trọng để tạo nên hương vị của thịt heo. Như đã nêu, bổ sung axit glutamic vào khẩu phần cho thấy lượng mỡ giắt cao hơn (Hu và cs, 2017). Nghiên cứu của Guo và cs (2019), với cùng mẫu thịt cho thấy, việc bổ sung arginine, axit glutamic hoặc arginine kết hợp axit glutamic vào khẩu phần không có nhiều tác động đến hàm lượng axit amin tự do, không có tác động đến các đặc tính mùi vị của thịt, nhưng bổ sung arginine kết hợp axit glutamic cải thiện rõ rệt hàm lượng axit béo trong cơ, sự hình thành nhiều hợp chất dễ bay hơi có từ quá trình oxy hóa axit béo, và cải thiện độ mềm, độ ngon và chất lượng tổng thể của thịt. Việc bổ sung monosodium L-glutamate làm tăng mỡ giắt và thay đổi thành phần sợi cơ (Kong và cs, 2015).

Tác động của việc bổ sung một số dẫn xuất của axit amin trong khẩu phần đến chất lượng thịt đã được nêu nhưng không được thảo luận ở đây, ví dụ: sarcosine (tripeptide được tổng hợp từ arginine, glycine và methionine), betaine (một nguồn cung cấp methyl hiệu quả) hoặc cysteamine. Tuy nhiên, những tác động này không nhất quán trong các nghiên cứu. Chúng tôi đã tham khảo đánh giá của Ma và cs (2020), khía cạnh này.

 Bảng 1: Tóm tắt các tác động đã được báo cáo hoặc giả định khi bổ sung vào khẩu phần một số loại axit amin cụ thể đến chất lượng thịt

Tác giả: Stefaan De Smet-Khoa Kỹ thuật Khoa học Sinh học, Phòng thí nghiệm Dinh dưỡng động vật
và Chất lượng sản phẩm có nguồn gốc từ động vật, Trường Đại học Ghent, B  

Sam Millet-Viện Nghiên cứu Nông nghiệp và Thủy sản (ILVO), Đơn vị Khoa học Động vật, Melle, Bỉ

Dịch giả: Bùi Nguyên Phương Thảo – CJ Bio Việt Nam