Giới thiệu 

Khái niệm “khẩu phần protein thấp” đã được thế giới giới thiệu từ những năm 1970-1980 và đến nay được áp dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia có nền chăn nuôi phát triển, đặc biệt trong ngành chăn nuôi heo. Về bản chất, đây là giải pháp xây dựng khẩu phần có hàm lượng protein phù hợp nhưng cân đối tối ưu các acid amin thiết yếu theo nhu cầu của vật nuôi, hạn chế tình trạng thiếu hoặc dư thừa acid amin. Nhờ đó, vật nuôi sử dụng thức ăn hiệu quả hơn, giảm lượng nitơ thải ra môi trường, tiết kiệm chi phí protein trong TĂCN, đồng thời cải thiện năng suất và hiệu quả chuyển hóa thức ăn. Bên cạnh lợi ích kinh tế cho người chăn nuôi và doanh nghiệp sản xuất TĂCN thông qua giảm giá thành sản phẩm, giải pháp này còn góp phần giảm ô nhiễm không khí, mùi hôi và hạn chế ô nhiễm đất, nước quanh khu vực chăn nuôi. 

Tại Việt Nam, việc áp dụng khẩu phần protein thấp trong thực tiễn sản xuất vẫn chưa phổ biến do còn tồn tại nhiều cách hiểu chưa đầy đủ về khái niệm “protein thấp”. Nhiều trường hợp mới chỉ nhìn nhận theo hàm lượng protein thô mà chưa liên hệ với các khái niệm khoa học quan trọng như protein lý tưởng, protein thực, nitơ phi protein (NPN), acid amin tổng số hay acid amin tiêu hóa được. 

Vì vậy, để ứng dụng hiệu quả khẩu phần protein thấp trong sản xuất và sử dụng TĂCN, cần hiểu đúng bản chất khoa học của khái niệm này, đồng thời vận dụng linh hoạt trong xây dựng công thức thức ăn phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi cũng như thực tiễn sản xuất chăn nuôi hiện nay. 

Hiểu đúng các khái niệm “khẩu phần protein thấp” 

Protein thô (CP – crude protein) là chỉ tiêu phân tích hóa học, phản ánh tổng lượng nitơ (N) trong mẫu thức ăn nhân với hệ số 6,25 (TCVN 4328:1986). Chỉ tiêu này hữu ích trong quản lý chất lượng, nhưng không nói lên trực tiếp “thức ăn đó cung cấp đủ các acid amin (AA) thiết yếu hay chưa”, vì: (i) CP không cho biết cơ cấu AA; (ii) CP không phản ánh mức tiêu hóa/hấp thu AA; (iii) giá trị CP có thể bị “tăng ảo” bởi các hợp chất chứa N không phải protein (NPN) hoặc bởi AA tinh thể bổ sung. 

Protein lý tưởng (ideal protein) thực chất là “mô hình tỷ lệ các AA thiết yếu so với AA chuẩn” (thường lấy lysin làm chuẩn) phù hợp với nhu cầu của vật nuôi ở từng giai đoạn. Khi khẩu phần tiến gần mô hình protein lý tưởng, lượng AA dư thừa bị phân giải sẽ giảm, từ đó giảm N bài thải. Trong xây dựng khẩu phần, các AA “thiếu trước nhất” được gọi là acid amin giới hạn (limiting AA); với khẩu phần căn bản bắp–khô đậu nành cho heo, các AA giới hạn thường gặp nhất là lysin, methionin (và cystin), threonin; trong nhiều tình huống còn có tryptophan, valin, isoleucin. 

Acid amin tiêu hóa được (thường dùng giá trị tiêu hóa hồi tràng chuẩn – SID – standard ileal digestibility) phản ánh phần AA trong thức ăn thực sự được tiêu hóa (hấp thu qua vách ruột) để vật nuôi sử dụng. Vì vậy, nếu lập công thức theo CP hoặc theo “AA tổng số” thì có thể vẫn bị sai lệch (đủ trên giấy nhưng thiếu trên thực tế), nhất là khi thay đổi nguồn nguyên liệu, chất lượng protein và mức xơ. Thực hành hiện đại thường khuyến cáo cân đối theo giá trị AA tiêu hóa được và theo “protein lý tưởng” để khẩu phần protein thấp vẫn đảm bảo tăng trưởng. 

Khẩu phần protein thấp là cách nói vắn tắt của cụm từ “giảm thấp hàm lượng protein được cung cấp từ nguyên liệu thức ăn” chứ không mang ý nghĩa là giảm thấp hàm lượng protein thô (protein thô = hàm lượng nitơ * 6.25) của thức ăn. 

Nguyên lý chung của khái niệm “khẩu phần ăn protein thấp” được hiểu là khẩu phần ăn đó được tạo nên bằng cách phối hợp một tỷ lệ lớn các nguyên liệu thức ăn căn bản (như các loại hạt cốc thường chứa protein thấp) và các phụ phẩm nghèo đạm cộng với một lượng nhỏ nguyên liệu thức ăn cung đạm truyền thống (như khô dầu đậu nành) để tạo nên một khẩu phần ban đầu có hàm lượng protein thô thấp và như vậy nhiều khả năng sẽ bị thiếu một số acid amin thiết yếu hay bị giới hạn như lysin, methionin, threonin và có thể thiếu cả tryptophan, valin, isoleucin, … Tuy nhiên khẩu phần này sẽ có mức các acid amin thiết yếu khác như arginin, histidin, leucin, phenylalanin là vừa đủ hoặc chỉ hơi dư thừa so với nhu cầu của vật nuôi. Sau đó khi tính ra mỗi acid amin thiết yếu nào trong số hay bị giới hạn thiếu bao nhiêu so với nhu cầu thì người lập công thức (hiện nay thường có phần mềm chuyên dụng trên máy tính hỗ trợ) sẽ bổ sung thêm acid amin tương ứng với lượng đúng bằng mức còn thiếu. 

Khi khẩu phần (công thức thức ăn) được thiết lập theo cách này thì với người lập công thức sẽ biết rõ bao nhiêu % protein thô của khẩu phần là do cung cấp từ các nguyên liệu, còn bao nhiêu % protein thô thật ra chỉ là một loại giá trị ảo khi tính toán từ lượng nitơ trong các acid amin tinh thể được bổ sung nhân cho 6.25 theo quy định thông thường từ các tài liệu khoa học lẫn quản lý hành chánh. 

Mặt khác, khi cần thiết lấy mẫu thức ăn đưa đến phòng thí nghiệm xác định hàm lượng protein thô trong mẫu đó thì tất cả các phòng thí nghiệm hiện tại đều đang áp dụng quy trình chuẩn là: xác định hàm lượng nitơ có trong mẫu không phân biệt nitơ đó có được từ protein trong nguyên liệu thức ăn; từ các acid amin bổ sung; hay từ một số hợp chất chứa nitơ thường dùng trong thức ăn bổ sung như cholin chloride (có công thức phân tử là C₅H₁₄ClNO), betain (công thức phân tử C24H26N2 O13)… Theo cách hiểu và tính toán này, ở các công thức thức ăn được thiết lập theo khái niệm khẩu phần ăn protein thấp thường sẽ có mức protein thô theo cách hiểu “protein thô = nitơ * 6.25” vẫn ngang bằng hoặc có khi còn cao hơn mức protein thô đã ấn định tối thiểu từ trước. Mức độ chênh lệch cao hơn này nhiều hay ít là tùy vào lượng acid amin bổ sung nhiều hay ít vì ở mỗi phân tử acid amin có chứa 1-2 nguyên tử nitơ nên tỷ lệ % nitơ trong phân tử acid amin thường cao hơn 16% và khi nhân với 6.25 thì sẽ tạo nên giá trị protein thô (ảo) khá cao so với mức chỉ khoảng 46-48% protein của khô dầu đậu nành (vài trường hợp cá biệt như phân tử acid amin arginin chứa đến 04 nguyên tử nitơ trong công thức C6 H14N4 O2 ). 

Bảng 1. Thành phần protein thô và giá trị tiêu hóa hồi tràng acid amin của một số nguyên liệu thức ăn và acid amin tinh thể cùng với cholin chloride 

Hàm lượng protein và acid amin của nguyên liệu thức ăn, acid amin tinh thể được lấy theo tài liệu của Evonik trong phần mềm AminoDat 6,4) và của INRA, 2002. 

Các dữ liệu trong bảng 1 là cơ sở để thực hiện các phép tính (điều chỉnh) ra tỷ lệ sử dụng mỗi nguyên liệu thức ăn số lượng lớn và các thức ăn bổ sung có liên quan, sao cho hàm lượng protein và acid amin tiêu hóa hồi tràng bằng đúng hoặc có hơi cao hơn so với nhu cầu đã biết của heo theo PIC, 2016 như đã cho trong hình 1. 

Bảng 2. Điều chỉnh tỷ lệ sử dụng các nguyên liệu và acid amin tinh thể để hỗn hợp thức ăn đạt mức protein thô và acid amin tiêu hóa hồi tràng theo sát nhu cầu heo 

* NPN: non-protein nitrogen; các acid amin tinh thể và cholin chloride có chứa nitrogen nhưng bản thân từng phân tử này không phải là protein nên được xếp vào nhóm NPN, Khi phân tích hóa học, hàm lượng nitrogen trong các hợp chất này vẫn đóng góp vào kết quả phân tích theo nguyên tắc (protein thô = N * 6,25) 

Ở các tài liệu khuyến cáo về nhu cầu dưỡng chất cho heo, gà xuất xứ từ các quốc gia phát triển thường không ấn định mức tối thiểu về protein thô mà quan tâm chủ yếu đến nhu cầu các acid amin tiêu hóa được. 

Trong bài viết này, giả định loại thức ăn dùng cho heo thịt 20- 50kg được đăng ký có mức protein thô là 17%. Kết quả tính toán từ bảng 2 cho thấy, mức protein thô của công thức đạt được là 16,66 + 0,67 = 17,43%, cao hơn cả mức đã (giả định) đăng ký là 17%, trong khi mức protein thô đến từ các nguyên liệu chỉ là 16,66% tức là đã giảm thấp theo tinh thần của khái niệm khẩu phần ăn protein thấp nhưng không lo là hàm lượng protein thô tổng số bị giảm thấp hơn so với mức đăng ký vì đã có thêm 0,67% giá trị protein thô đến từ hàm lượng nitrogen trong các acid amin tinh thể được sử dụng để cân đối tất cả các acid amin thiết yếu đã xác định nhu cầu. 

Hình 1. Nhu cầu các acid amin tiêu hóa hồi tràng của heo thịt ở các giai đoạn tính theo khối lượng 

Kết quả trong bảng 2 cũng cho thấy, rất khó để đạt mức cân đối (theo nghĩa không thiếu và không dư) tất cả các acid amin thiết yếu đã xác định nhu cầu như trường hợp của acid amin arginin, nhu cầu của heo chỉ cần 0,49% nhưng công thức lại cung cấp cao hơn gấp 2,1 lần (1,05% so với 0,49%). Nếu muốn đạt được mức cân đối hoàn toàn acid amin thì người lập công thức phải giảm lượng lớn khô dầu đậu nành để công thức có mức arginin gần sát với nhu cầu. Khi đó hầu như tất cả các acid amin thiết yếu còn lại của công thức sẽ thiếu rất nhiều so với nhu cầu và sẽ được bổ sung bằng các acid amin tinh thể. 

Tuy nhiên phương án này không khả thi trong thực tế vì khi đó giá tiền sử dụng lượng lớn các acid amin tinh thể sẽ cao hơn rất nhiều so với được cung cấp từ các nguyên liệu thức ăn sẵn có, mặt khác khi giảm khô dầu đậu nành và một số các nguyên liệu cung đạm truyền thống xuống quá thấp làm mức protein thô từ nguyên liệu cũng xuống thấp sẽ kéo theo khả năng công thức sẽ bị thiếu luôn cả các acid amin không thiết yếu. Cũng từ các thí dụ và số liệu đã nêu trên, có thể rút ra được tinh thần chung cần hiểu về khái niệm khẩu phần protein thấp là: khẩu phần có mức protein từ nguyên liệu không cần quá cao nhưng phải có tất cả các acid amin thiết yếu đủ theo nhu cầu và nên chấp nhận 1-2 acid amin thiết yếu của công thức (thường là leucin, histidin, arginin, hoặc phenylalanin + tyrosin) sẽ ở mức cao hơn so với nhu cầu. 

Điều kiện cần có để áp dụng hiệu quả trong thực tế 

Để khẩu phần protein thấp “đem lại lợi ích mà không làm mất năng suất”, khâu lập công thức cần đáp ứng một số điều kiện then chốt sau: 

Cơ sở dữ liệu nguyên liệu tin cậy: Giá trị năng lượng, CP, AA (tổng số và ưu tiên AA tiêu hóa được), khoáng–vi lượng, xơ… của từng nguyên liệu, đặc biệt là khô dầu đậu nành, các loại khô dầu khác, DDGS và các phụ phẩm. 

Xác định AA giới hạn theo giai đoạn: Cần xét đến tất cả các acid amin thiết yếu đã biết. Hiện, một số tài liệu còn đề cập đến nhu cầu một vài acid amin không thiết yếu như acid glutamic và glycin trong các giai đoạn còn non và khi có sức tăng trưởng rất cao của heo, gà. 

Nguồn AA tinh thể đảm bảo: Chất lượng, đồng nhất và khả năng phối trộn chính xác (do liều bổ sung thường thấp). Trên thị trường đã có các loại acid amin tinh thể của: lysin, methionin, threonin, tryptophan, valin, isoleucin, arginin, và histidin. 

Cân đối năng lượng: Khi giảm nguyên liệu giàu đạm (thường kèm năng lượng và các chất khác), cần kiểm soát hệ năng lượng (ME/ NE) và mức xơ để tránh bị “lệch” tiêu thụ thức ăn hoặc tăng tích mỡ. 

Cân đối N cho tổng hợp AA không thiết yếu: Nếu hạ CP quá sâu, có thể thiếu “nguồn N nền” cho tổng hợp các AA không thiết yếu, làm giảm tổng hợp protein cơ thể; do đó cần xác định mức giảm CP hợp lý theo giống, điều kiện nuôi và giá AA. 

Kiểm soát chất lượng sản xuất: Độ đồng đều phối trộn, sai số cân định lượng, và biến động chất lượng nguyên liệu là những nguyên nhân phổ biến làm “khẩu phần protein thấp” bị thiếu AA thực tế. 

Một số lưu ý khi triển khai tại trang trại và nhà máy thức ăn 

Triển khai theo lô – theo giai đoạn: Thử giảm CP từ từ theo từng giai đoạn (heo thịt giai đoạn cuối trước rồi đến heo con), theo dõi tăng trọng ngày, FCR, tình trạng phân và mùi chuồng, sau đó mở rộng sang heo sinh sản. Với gia cầm các loại cần tham khảo thêm các tài liệu liên quan đến nhu cầu các acid amin không thiết yếu trước khi cân nhắc áp dụng khái niệm khẩu phần protein thấp vào thức ăn gà, vịt. 

Ưu tiên cân đối lysin theo SID (và các tỷ lệ AA khác theo mô hình protein lý tưởng), không nên chỉ “giúp đủ CP”. 

Kiểm soát mycotoxin và chất ức chế tiêu hóa: Khi tăng tỷ lệ hạt cốc/phụ phẩm, cần giám sát độ ẩm, nấm độc tố, chất lượng bảo quản; vì rủi ro này có thể “che lấp” lợi ích của khẩu phần protein thấp. Mặt khác, xem xét các yếu tố giúp tăng khả năng tiêu hóa acid amin như các loại enzyme tiêu hóa NSP, phytase, protease và chế phẩm chứa acid mật. 

Đồng bộ hóa với quản lý chất thải: Tách phân, nước tiểu (nếu có), che phủ hố chứa, thông gió, định kỳ vệ sinh; vì mùi hôi phụ thuộc nhiều vào khâu lưu trữ và phân giải yếm khí. 

Ghi nhận và đánh giá hiệu quả kinh tế: Tính toán lại “giá thành/ kg tăng trọng” (không chỉ giá thức ăn/kg), có tính đến giá AA tinh thể và tiết kiệm từ giảm nguyên liệu cung đạm. 

“Khẩu phần protein thấp” cần được hiểu đúng là giảm tỷ lệ protein đến từ nguyên liệu cung đạm truyền thống, đồng thời cân đối chính xác các AA thiết yếu (ưu tiên theo AA tiêu hóa được) để đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng. Khi thực hiện đúng, giải pháp này có thể góp phần giảm bài thải N, giảm mùi hôi, tiết kiệm chi phí và hướng tới chăn nuôi bền vững; tuy nhiên thành công phụ thuộc nhiều vào dữ liệu nguyên liệu, kỹ thuật cân đối AA và kiểm soát chất lượng trong sản xuất, sử dụng thức ăn./. 

PGS. TS. Dương Duy Đồng