1. Các chất đồng phân và tiền thân của Methionine và sự chuyển đổi của chúng thành L-Methionine

Methionine là axit amin (AA) giới hạn đầu tiên trên gia cầm và một trong những AA giới hạn trên những loài khác. Thường những khẩu phần ăn ngô và đậu nành bị giới hạn Met. Do vậy, việc bổ sung Met vào thức ăn để cân đối các AA đã được nghiên cứu cách đây rất lâu trong dinh dưỡng vật nuôi.

Methionine là axit amin giới hạn đầu tiên ở gia cầm

Các nguồn Met đầu tiên có trên thị trường là DL-Met và chất tương tự Met hydroxy (DL-HMTBA hoặc MHA-FA hoặc MHA-Ca). Những nguồn Met này được sản xuất từ các nguồn không có khả năng tái tạo thông qua tổng hợp hóa học, dẫn đến việc D-Met và DL-HMTBA không phải là những nguồn Met tự nhiên. Do vậy, D-Methionine và DL-HMTBA cần phải được chuyển đổi thành L-Met bởi chính bản thân của con vật. Quá trình này tiêu tốn năng lượng, các hoạt động của Enzyme, các AA (cho sự tạo nhóm Keto-Met) và khả năng sản xuất của tế bào (Hình 1).

Tuy nhiên, ngày nay L-Met cũng có sẵn trên thị trường (với số lượng lớn), nó được sản xuất từ các nguồn có khả năng tái tạo. L-Met tinh thể giúp động vật giải phóng khỏi những yêu cầu không cần thiết như đã nêu ở trên để chuyển đổi các đồng phân và tiền thân thành L-Met.

Hình 1. Sự trao đổi chất của các nguồn Met của các chế độ ăn khác nhau. Đồng phân D-Met và tiền thân DL-2-hydroxy-4- (methylthio) axit butanoic (DL-HMTBA) phải được chuyển đổi thành L-Met để sử dụng. Các enzyme và các nhân tố phụ khác đóng vai trò trong quá trình chuyển đổi này (Zhang et al. 2018). D-AAOX: D-amino acidasease; L-HAOX: L-2-hydroxy acidasease; D-HADH: D-2-hydroxy axit dehydrogenase; KMB: axit 2-keto-4 methylthio butanoic.

2. Sinh khả dụng của các nguồn Methionine

Những người dùng cuối luôn bị đối mặt với câu hỏi sinh khả dụng của các nguồn Met vì lợi ích thương mại và dinh dưỡng. Giáo sư Baker là nhà khoa học được trích dẫn chính khi nói về sinh khả dụng của các nguồn Met (Katz và Baker, 1975). “L-Met là một nguồn AA Lưu huỳnh tốt hơn D-Met”, Giáo sư Baker đã viết và báo cáo 90% sinh khả dụng đối với D-Met ở gà (Baker, 1994). Những công bố gần đây hơn cho thấy sinh khả dụng thấp hơn của DL-Met so với L-Met (71 và 77% so với L-Met 100%) ở gà thịt công nghiệp (Shen et al. 2015; Esteve-Garcia và Khan 2018) (Hình 2).

Hinh 2. Tỉ lệ chuyển đổi thức ăn của gà ở 37 ngày tuổi cho ăn lượng DL-Met và L-Met khác nhau

DL-HMTBA có sinh khả dụng thấp hơn DL-Met từ 45 đến 88%, đối với MHA-FA (MHA-FA chứa 12% nước) tùy thuộc vào các thông số (trọng lượng cơ thể, tỉ lệ chuyển đổi thức ăn hoặc năng suất cơ ngực), mức độ bắt đầu của axit amin Lưu huỳnh và mô hình ước lượng ứng dụng (Sauer et al. 2008). Trung bình, mức sinh khả dụng được thị trường chấp nhận của DL-HMTBA  là 77% so với DL-Methionine.

.

3. Các nguồn Methionine được đánh dấu phóng xạ

Để hiểu rõ hơn tại sao sự khác biệt giữa các nguồn Met, các công bố của Saunderson vào năm 1985 và 1987 là rất hữu ích. Năm 1985 Saunderson đã công bố việc sử dụng các nguồn Met được đánh dấu phóng xạ. DL-Met đã bài tiết ở mức 10% liều lượng đã cho. DL-HMTBA đã bài tiết ở mức 21% liều lượng trong khi L-Met chỉ bài tiết ở mức 2% liều lượng đã cho (Hình 3).

Hình 3. Sự bài tiết của DL-Met, L-Met và HMB được đánh dấu 14C (Saunderson, 1985)

Thêm vào đó, DL-Met có tỉ lệ oxy hóa cao nhất (5,5% của liều lượng đã cho). DL-HMTBA bị oxy hóa ở mức 3 – 7% của liều lượng đã cho (5,0 ± 1,8%) trong khi sự oxy hóa của L-Met bị giới hạn ở mức 4,2% liều lượng đã cho (Hình 4).

Hình 4. Sự oxy hóa của DL-Met, L-Met and HMB được đánh dấu 14C (Saunderson, 1985)

Điều đáng chú ý là tổng bài tiết, oxy hóa và hàm lượng nước của DL-HMTBA sẽ làm giảm sinh khả dụng của DL-HMTBA đến 62% (công thức 1)

Công thức 1 (DL-HMTBA): 100-(21+5+12)=62%

Đối với DL-Methionine, tổng bài tiết và oxy hóa sẽ giảm sinh khả dụng của DL-Methionine đến 85% (công thức 2)

Công thức 2(DL-Met): 100-(10+5.5)=84.5%

Sự chuyển hóa L-Met là tiêu chuẩn và quá trình trao đổi chất tự nhiên. L-Met cũng bị bài tiết (1,8%) và bị oxy hóa (4,2%). Do vậy, chúng ta phải xem xét bổ sung sự chuyển hóa L-Met (bài tiết và oxy hóa) là 6%, điều này dẫn đến 90,5% và 67% là giá trị sinh khả dụng thực tế của DL-Met và DL-HMTBA so với L-Met mà không xem xét hiệu quả của Met đối với sự tổng hợp của protein trong các mô cơ hoặc các cơ quan khác. Một sự chuyển hóa cao hơn của L-Met ở cơ ngực và chân đã được quan sát so với DL-Met và DL-HMTBA (Saunderson, 1985 và 1987) (Hình 5).

Hình 5. Sự sáp nhập của L-Met, DL-Met và HMB được đánh dấu trong các protein tế bào (Saunderson, 1985).

Các kết quả tương tự có thể tái sản xuất khi thiếu Met và hạn chế thức ăn đang chứng minh sự độc lập của việc bài tiết các nguồn Met từ mức độ cho ăn hoặc mức axit amin Lưu huỳnh trong thức ăn (Saunderson, 1987). Sự oxy hóa bị ảnh hưởng bởi sự hạn chế thức ăn và thiếu hụt Met (Saunderson, 1987). Sự oxy hóa DL-Met đã tăng lên 10% của liều lượng đã cho trong điều kiện nuôi dưỡng hạn chế. Nhìn chung, DL-Met có tốc độ oxy hóa cao nhất trong số các nguồn methionine.

4. Kết luận

DL-HMTBA và DL-Met có thể dễ dàng được thay thế bằng 67% và 90,5% theo thứ tự mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của vật nuôi.

Tác giả: TS Behnam Saremi

– Trưởng văn phòng kỹ thuật CJ Châu Âu;

Email: b.saremi@cj.net

Dịch giả: TS Nguyễn Đình Hải

– Quản lý Kỹ thuật và Marketing CJ Bio Việt Nam;

Email: john.nguyen@cj.net