[Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam] – Bài viết của Tiến sĩ Richard Murphy, hiện đang giữ chức Giám Đốc Nghiên Cứu của công ty Alltech, sẽ đem lại mộc góc nhìn mới về tính hiệu quả của Vi khoáng hữu cơ trong chăn nuôi thông qua tác dụng giúp cải thiện hấp thu và giảm thải của chúng. 

Vi khoáng hữu cơ được công nhận trên toàn cầu là nguồn nguyên tố vi lượng khả dụng sinh học hơn so với các chất vô cơ truyền thống và lâu đời của chúng (ví dụ, sulfat và oxit). Do đó, ngày càng có nhiều sản phẩm vi khoáng được sản xuất và phân loại là “hữu cơ” trong thế giới thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, các thuật ngữ chính thức được cung cấp bởi Hiệp hội các quan chức kiểm soát thức ăn chăn nuôi Hoa Kỳ (AAFCO) và Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) về những gì cấu thành gọi vi khoáng là “hữu cơ” có thể không rõ ràng.

Điều này thường dẫn đến một số sản phẩm vi khoáng được sản xuất với hiệu quả tương tự – hoặc đôi khi kém hơn – so với sulfat và oxit. Do đó, các chuyên gia dinh dưỡng động vật không chỉ cần xem xét liệu nguồn vi khoáng mà họ đưa vào có phải là chất hữu cơ hay không mà còn xem cấu trúc sinh học và mức độ tương tác của nó có hiệu quả hay không.

Làm thế nào để xác nhận các khoáng chất chelate hữu cơ?

Thông thường, các khoáng chất chelat (hoặc chelate) được tạo ra bằng cách thêm muối khoáng vô cơ vào chế phẩm axit amin hoặc trong vài trường hợp là proteinate, một hỗn hợp peptit được tạo ra bằng cách tiêu hóa một phần protein bằng các enzyme trong các điều kiện được kiểm soát. Trong trường hợp của proteinate, hỗn hợp này cho phép nguyên tố vi lượng hình thành các liên kết hóa học ổn định ở một số điểm khác nhau. Ở cấp độ vi mô, nhiều liên kết này tạo ra một cấu trúc dạng vòng có độ ổn định cao từ góc độ sinh học.

Các xét nghiệm đã được kiểm chứng có thể định lượng mức độ khoáng liên kết trong vi khoáng hữu cơ và dựa trên các kỹ thuật được đánh giá ngang hàng được gọi là ATR-FTIR và PXRD. Các kỹ thuật này được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Sinh học Châu Âu của Alltech và bổ sung cho nhau (Cantwell và cộng sự, 2017). ATR-FTIR sử dụng một dạng quang phổ tia hồng ngoại để đo lượng khoáng chất liên kết, trong khi PXRD sử dụng một dạng tinh thể học để đo lượng khoáng chất không liên kết.

Các yếu tố thúc đẩy hiệu suất vi khoáng: Tính ổn định

Có một số loại vi khoáng hữu cơ khác nhau có sẵn trên thị trường (bao gồm chelate hoặc proteinate, phức hợp axit amin và glycinate, …). Khi so sánh các loại này dựa trên hình thức nào là tốt nhất trong những điều kiện nhất định, cần xem xét nhiều yếu tố sinh học khác nhau.

Một yếu tố đáng được xem xét là độ bền liên kết của vi khoáng hữu cơ, phần lớn được quyết định bởi phối tử hữu cơ mà khoáng chất đó liên kết với nhau khi nó được sản xuất. Đây được gọi là hằng số ổn định.

Hằng số ổn định cung cấp một phép đo hữu ích để đánh giá hiệu quả của vi khoáng dựa trên nhóm liên kết của chúng. Kiểm tra kỹ hơn cho thấy loại nhóm liên kết – còn được gọi là phối tử – ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định của vi khoáng được chelate hóa, với một số phối tử mang lại kết quả tốt hơn những phối tử khác. Mặc dù các axit amin và peptit được sử dụng rộng rãi cho quá trình chilate do khả năng liên kết khoáng ổn định của chúng, nhưng điều quan trọng cần nhớ là các axit amin riêng lẻ có thể khác nhau đáng kể trong cách mà chúng có thể tương tác ổn định với các nguyên tố vi lượng khác nhau. Tương tự như vậy đối với peptit, sự khác biệt nhỏ trong trình tự axit amin của peptit có thể ảnh hưởng đáng kể đến mức độ ổn định của peptit tương tác với khoáng chất.

Cuối cùng, không chỉ loại axit amin ảnh hưởng đến sự ổn định của một chelate nhất định, mà vị trí của các loại axit amin khác trong một peptit có thể ảnh hưởng đáng kể đến cách phối tử và khoáng chất tương tác. Điều này được minh họa trong Bảng 1, nơi có thể đánh giá được rằng hầu hết các yếu tố quan trọng là trình tự và vị trí của các axit amin chứ không phải là kích thước tổng thể. Độ ổn định của vi khoáng hữu cơ càng cao thì khả dụng sinh học của nó càng lớn. Độ bền của liên kết chelate giữa khoáng chất và nhóm liên kết sẽ xác định độ ổn định của vi khoáng hữu cơ và cuối cùng, đóng một vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến sinh khả dụng. Do đó, để tăng cường khả dụng sinh học của vi khoáng hữu cơ, việc tăng cường độ liên kết giữa khoáng chất và nhóm liên kết được sử dụng có thể là một cách thức rất hiệu quả.

Bảng 1: Vai trò của trình tự axit amin đối với độ bền và độ ổn định của liên kết chelate.

Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất khoáng vi lượng

Một số vi khoáng hữu cơ có ít hoặc không có khả năng tạo liên kết khoáng chất ổn định khi tiếp xúc với điều kiện có độ pH thấp. Khi khoáng chất – cùng với các chất dinh dưỡng khác – di chuyển dọc theo đường tiêu hóa của động vật, nồng độ pH thay đổi theo giai đoạn tiêu hóa. Quá trình tiêu hóa sau đó phụ thuộc vào một số yếu tố sinh lý (ví dụ, tiếp xúc với các chất tiết tiêu hóa có thể có tính axit cao), dẫn đến việc khoáng chất trở nên không liên kết với phối tử của nó và không được hấp thụ. Kết quả là một khoáng chất không được hấp thụ mà động vật bài tiết ra ngoài như chất thải, không mang lại lợi ích dinh dưỡng và làm tăng lượng khoáng chất trả lại cho môi trường.

Sử dụng vi khoáng có độ bền liên kết cao là điều tối quan trọng, vì chúng có độ ổn định tối đa phụ thuộc vào độ pH, dẫn đến sinh khả dụng tối ưu cho vật nuôi và giá trị dinh dưỡng cao. Vì khoáng chất có thể chịu được sự thay đổi nồng độ pH trong suốt quá trình tiêu hóa, nó sẽ ở lại cho đến khi đạt đến vị trí hấp thụ trong ruột và cuối cùng sẽ được kết hợp để tạo điều kiện cho các chức năng sinh học quan trọng, chẳng hạn như tăng trưởng, miễn dịch, sinh sản và duy trì sức khỏe cho động vật.

Ảnh hưởng của nguồn vi khoáng đến các thành phần thức ăn: Enzyme, vitamin và chất chống oxy hóa

Hoạt động của enzyme

Nghiên cứu của Santos và cộng sự (2014) đã chứng minh mối quan hệ có quan trọng giữa sự ức chế phytase và nguồn vi khoáng. Cả hai nguồn khoáng, vô cơ và dạng chelate hữu cơ của  sắt, kẽm và đồng được cho tiếp xúc với ba chế phẩm phytase thương mại. Vi khoáng hữu cơ dạng chelate, được cung cấp dưới dạng Bioplex® – được gọi là Fe PRO (proteinate) – ít ức chế hơn đáng kể so với các nguồn khoáng khác (Hình 1). Các sản phẩm vi khoáng hữu cơ khác nhau cho thấy các tác động khác nhau trong việc gây giảm độ hoạt động của phytase cũng như sự khác biệt về độ ổn định của chúng. Những kết quả này cho thấy việc ức chế enzyme tạo khoáng trong các công thức trộn và thức ăn chăn nuôi có thể đem lại hệ quả rất lớn về chất lượng dinh dưỡng và giá trị kinh tế.

Hình 1: Đường cong liều lượng – Đáp ứng biểu thị ảnh hưởng của nguồn vi khoáng sắt đối với hoạt động của phytase lycii (Santos và cộng sự, 2014).

Sự ổn định của Vitamin

Sự không ổn định của vitamin là kết quả của các phản ứng oxy hóa-khử xảy ra trong khi thức ăn chăn nuôi hoặc premix được bảo quản hoặc vận chuyển. Hiệu ứng này có thể được giảm thiểu bằng cách lựa chọn các dạng vi khoáng có độ ổn định cao và ít có khả năng phản ứng.

Concarr và cộng sự. (2021a) đã kiểm tra tính ổn định của vitamin E thông qua sự tiếp xúc ngắn hạn của α-tocopherol acetate, một dạng vitamin E, với hỗn hợp khoáng có chứa khoáng vô cơ dạng sulfat  và một loạt các sản phẩm khoáng hữu cơ. Các tác giả nhận thấy rằng dạng khoáng vi lượng ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định của α-tocopherol, với hỗn hợp trộn sẵn chứa glycinat hữu cơ có mức độ mất vitamin cao nhất, 31,9%, tiếp theo là hỗn hợp trộn có chứa phức hợp axit amin hữu cơ, ở mức 25,7%. Mặt khác, độ ổn định của vitamin E trong hỗn hợp trộn có chứa chelate vi khoáng hữu cơ không khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng với vitamin không trải qua quá trình thử nghiệm.

Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn cẩn thận các Premix, và cách giảm thất thoát nguồn vitamin bằng cách chuyển từ dạng vi khoáng vô cơ sang hữu cơ đồng thời chú ý đến loại phối tử hữu cơ được sử dụng (ví dụ: glycinat, axit amin phức hợp hoặc chelate).

Hiệu quả chống oxy hóa

Các thử nghiệm bổ sung của cùng một nhóm nghiên cứu đã đánh giá tác động của dạng khoáng vi lượng đối với hiệu quả của các chất chống oxy hóa thông thường, chẳng hạn như Butylated Hydroxytoluene (BHT). Bằng cách so sánh đồng sulfat vô cơ với các nguồn khoáng hữu cơ khác nhau (ví dụ: glycinat, axit amin phức hợp và chelate), người ta đã chứng minh rằng việc sử dụng các nguồn vi khoáng vô cơ trong hỗn hợp trộn có thể làm giảm nghiêm trọng chất lượng dinh dưỡng gây ra do sự giảm hoạt tính chống oxy hóa, có thể lên đến 30%.

Tương tự như vitamin, sự mất ổn định của chất chống oxy hóa xảy ra thông qua các phản ứng oxy hóa-khử, làm giảm hiệu quả chức năng chống oxy hóa. Các nguồn khoáng chất liên kết yếu có nhiều khả năng phản ứng với chất chống oxy hóa và gây ra những phản ứng này.

Tổng kết

Dạng Chelate của các vi khoáng là một dạng tương đối đơn giản nhưng mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt là liên quan đến mức sinh khả dụng cao hơn. Xem xét cẩn thận các yếu tố cần thiết cho quá trình thải sắt – chẳng hạn như loại phối tử hữu cơ được sử dụng (ví dụ, axit amin và peptit) – có thể giúp nhà sản xuất phân biệt giữa vô số sản phẩm hiện có trên thị trường dựa trên tính ổn định và hiệu quả của chúng.

Các khoáng chất có độ bền liên kết cao – và do đó, độ ổn định cao – có nhiều khả năng được động vật hấp thụ hiệu quả hơn và trong khi tiêu hóa, có thể đưa đến các cơ quan có khả năng miễn dịch, tăng trưởng và sinh sản, thay vì phân ly và thải ra ngoài thành chất thải, vốn thường xảy ra khi bổ sung khoáng chất với độ ổn định thấp. Hơn nữa, chúng ít có khả năng phản ứng và ức chế hoạt động của các thành phần thức ăn khác, chẳng hạn như vitamin, enzyme và chất chống oxy hóa.

Với việc ngày càng có nhiều nguồn khoáng vi lượng được sản xuất và mang nhãn hiệu “hữu cơ”, các chuyên gia dinh dưỡng cần hết sức lưu ý đến việc lựa chọn vi khoáng để có được giá trị dinh dưỡng và kinh tế nhất từ ​​công thức thức ăn của họ.

Hồ Khoa dịch

https://www.feednavigator.com/News/Promotional-Features/Enhance-nutrient-absorption-with-chelated-organic-trace-minerals?zarsrc=30&utm_source=zalo&utm_medium=zalo&utm_campaign=zalo&gidzl=xEUl9wlOkbtl_AybhS2uK-l_hIYqn-nNy_xvVxV5x5Ad-F1ujvJcKANye7ZiaxLLgApt8pDn2YHEhDw_MG&fbclid=IwAR0pwd9wHntoVvMYvE-kg47-Fj5GBQrPNd2_ooIYbMx_Atnfku0FtNZ0iYU