[Chăn nuôi Việt Nam] – Sức khỏe đường ruột đóng vai trò quan trọng trong chăn nuôi gia cầm hiệu quả, vì hệ thống dạ dày ruột (GIT) không chỉ giúp tiêu hóa và hấp thu dưỡng chất mà còn đóng vai trò như một hàng rào bảo vệ chống lại mầm bệnh.

 

Một hệ tiêu hóa khỏe mạnh giúp cải thiện hiệu suất chuyển hóa thức ăn, tăng cường khả năng miễn dịch và giảm phụ thuộc kháng sinh – điều này đặc biệt quan trọng trong cuộc chiến chống lại đề kháng kháng sinh (AMR). Vì đề kháng kháng sinh gây ra những mối đe dọa nghiêm trọng cho sức khỏe cộng đồng và ngành chăn nuôi, nên các chiến lược như an toàn sinh học, quản lý bền vững và can thiệp dinh dưỡng hiệu quả đang ngày càng được áp dụng rộng rãi.

 

Enzyme TĂCN đã trở thành công cụ thiết yếu trong việc quản lý chi phí thức ăn, giảm thiểu các yếu tố kháng dinh dưỡng và cải thiện tiêu hóa dưỡng chất. Trong số này, các enzyme TĂCN như xylanase thể hiện nổi bật. Bằng cách phân cắt xylan, một thành phần chính của polysaccharide không tinh bột (NSP) trong nguyên liệu có nguồn gốc thực vật, xylanase làm giảm độ nhớt trong ruột, tăng cường hấp thu dinh dưỡng, hỗ trợ sức khỏe ruột tối ưu và tăng năng suất.

 

Bài viết này cho thấy việc ứng dụng sáng tạo các xylanase GH10 mới, như Axxess XY, là một giải pháp bền vững để cải thiện hiệu suất chuyển hóa thức ăn và sức khỏe đường ruột trong chăn nuôi gia cầm.

 

Xylanase trong dinh dưỡng gia cầm

 

Xylanase đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng hấp thu dinh dưỡng bằng cách khắc phục hạn chế của quá trình tổng hợp enzyme nội sinh trong gia cầm. Enzyme xylanase thuộc lớp carbohydrase, xúc tác quá trình phân cắt xylan, một thành phần NSP chính trong nguyên liệu thức ăn có nguồn gốc thực vật. Chúng thủy phân xylan thành các đường đơn giản như arabino-xylo-oligosaccharides (AXOs) và xylo-oligosaccharides (XOs), làm giảm việc bọc dưỡng chất và độ nhớt của thức ăn trong đường tiêu hóa. Các hoạt động này cải thiện khả năng tiêu hóa dinh dưỡng tổng thể và thành tích của gia cầm.

 

Hình 1: Arabinoxylans – Cơ chế hoạt động kháng dinh dưỡng trên gà

 

Lợi ích chính của xylanase cho TĂCN chính là khả năng giảm độ nhớt của thức ăn trong đường tiêu hóa. Bằng cách thủy phân một phần NSPs trong đường tiêu hóa trên, xylanase bảo đảm việc hấp thu dưỡng chất tốt hơn trong ruột non. Các nghiên cứu (Matthiesen et al., 2021; Choct & Annison, 1992) đã xác nhận rằng độ nhớt giảm sẽ giúp cải thiện khả năng tiêu hóa thức ăn, từ đó nâng cao hiệu suất chăn nuôi gia cầm.

 

Hơn nữa, để đạt được lợi ích tối ưu, điều quan trọng là xylanase phải phân hủy hiệu quả cả arabinoxylans tan và không tan. Arabinoxylans không tan là một phần của cấu trúc thành tế bào thành tế bào thực vật, tạo ra hiệu ứng lồng, bắt giữ lại các chất dinh dưỡng như tinh bột và đạm. Phân cắt hiệu quả các arabinoxylans không tan giúp giải phóng các chất dinh dưỡng bị giữ lại trong thành tế bào thực vật, phục vụ cho việc sinh trưởng và sản xuất của vật nuôi.

 

Các cơ chế hỗ trợ sức khỏe đường ruột

 

Giảm độ nhớt

 

Hàm lượng NSP cao làm tăng độ nhớt của thức ăn và làm chậm quá trình tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng. Arabinoxylan tan không được tiêu hóa trong ruột non của gà thịt. Nó tạo ra một chất nhầy dính, dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh, viêm ruột, suy giảm chức năng hàng rào ruột và tổn thương ruột nghiêm trọng (Teirlynck et al., 2009).

 

Xylanase làm giảm tác động này bằng cách phân cắt xylan, một thành phần chính của NSP trong các nguyên liệu thức ăn chăn nuôi phổ biến. Điều này giúp thức ăn đường tiêu hóa di chuyển tốt hơn và giảm tiêu tốn năng lượng.

 

Chất chuyển hóa vi sinh vật

 

Xylo-oligosaccharides (XOS) cũng có thể được sản xuất trong ruột của động vật dạ dày đơn đến một mức độ nhất định khi các enzyme ngoại sinh, như xylanase, được thêm vào thức ăn (Baker et al., 2021). XOS được tạo ra bởi tác động của xylanase lên arabinoxylans có thể hoạt động như prebiotics, thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn có lợi như Lactobacillus và Bifidobacterium, giúp chúng cạnh tranh hiệu quả với các loài vi khuẩn có hại.

 

XOS có thể có tác động tích cực đến hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường sản xuất axit béo chuỗi ngắn (SCFA), kích thích hoạt động miễn dịch trong đường tiêu hóa và cải thiện việc sử dụng năng lượng.

 

Hình 2: Axxess XY đã cải thiện số lượng vi sinh vật có lợi và giảm số lượng hại khuẩn Clostridium trong gà thịt

 

Chức năng hàng rào

 

Bằng cách giảm viêm và kích ứng trong ruột, xylanase giúp duy trì tính toàn vẹn của ruột, giảm nguy cơ vi khuẩn gây bệnh di chuyển vào từ lòng ruột. Trong một nghiên cứu trên gà thịt, xylanase làm giảm chỉ số chết tế bào biểu mô ruột, tăng cường biểu hiện gen của các liên kết chặt và ức chế tổng hợp mucin trong ruột non, đồng thời làm giảm tổn thương hàng rào niêm mạc ruột nhiễm Clostridium perfringens (Liu et al., 2012).

 

Các yếu tố thực tiễn cần xem xét khi sử dụng Xylanase

 

Tính ổn định của enzyme

 

Enzyme là các protein có xu hướng mất hoạt tính xúc tác ở nhiệt độ cao. Khi tiếp xúc với nhiệt độ quá cao, cấu trúc protein của enzyme có thể bị biến dạng không thể phục hồi, làm gián đoạn điểm hoạt động của nó và gây mất chức năng. Do đó, việc đảm bảo tính ổn định của enzyme trong quá trình chế biến thức ăn chăn nuôi là yếu tố quan trọng để duy trì hoạt tính của enzyme trong ruột.

 

Enzyme có bản chất ổn định với nhiệt độ có khả năng tự nhiên chịu được nhiệt độ cao mà không cần bọc bảo vệ và sẵn sàng hoạt động ngay lập tức sau khi được ăn vào.

 

Thành phần thức ăn chăn nuôi

 

Hiệu quả của xylanase bị ảnh hưởng bởi thành phần của khẩu phần, đặc biệt là hàm lượng NSP và sự hiện diện của các chất ức chế xylanase trong các nguyên liệu TĂCN thông thường. Việc lựa chọn một loại xylanase có khả năng kháng lại hoạt động của các chất ức chế xylanase và hiệu quả đối với cả arabinoxylans tan và không tan là rất quan trọng.

 

Giá trị ma trận năng lượng được khuyến nghị cho enzyme xylanase nên được sử dụng khi làm công thức thức ăn để tạo ra khẩu phần giảm năng lượng, nhằm tận dụng tối đa lợi ích của việc sử dụng xylanase.

 

Liều lượng tối ưu

 

Liều lượng phù hợp là yếu tố quan trọng để tối ưu lợi ích của enzyme thức ăn đồng thời tránh các chi phí không cần thiết. Điều quan trọng là phải tuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất và tránh sử dụng liều lượng enzyme quá thấp.

 

Xylanases GH10: Lựa chọn hàng đầu cho dinh dưỡng vật nuôi

 

Hầu hết các enzyme xylanase trong thức ăn chăn nuôi được phân loại vào các họ hydrolase glycoside 10 (GH10) và 11 (GH11) dựa trên tính đặc hiệu của cơ chất, cơ chế xúc tác và các đặc điểm cấu trúc của chúng.

 

Tại sao Xylanase GH10 hiệu quả hơn?

 

1. Tính đặc hiệu với cơ chất rộng hơn:

 

Khác với Xylanase GH11, Xylanase GH10 có thể thủy phân hiệu quả cả các cơ chất xylan tan và không tan. Hoạt động rộng hơn này đảm bảo quá trình phân cắt hiệu quả của xylan trong nhiều loại nguyên liệu TĂCN.

 

2. Hiệu suất xúc tác cao hơn:

 

Enzyme GH10 phân cắt xylan tại các vùng phân nhánh, tạo ra các xylo-oligosaccharide ngắn hơn, tác động tích cực đến sức khỏe đường ruột và tối ưu hóa khả năng hấp thu dưỡng chất.

 

3. Tính bền nhiệt:

 

Quá trình chế biến TĂCN thường liên quan đến nhiệt độ cao trong quá trình ép viên. Axxess XY, một Xylanase thuộc họ GH10, thể hiện tính bền nhiệt đáng kể, duy trì hơn 85% hoạt tính ngay cả ở 95°C trong thời gian trộn hòa nhiệt kéo dài.

 

Hình 3: Phục hồi tối ưu của Axxess XY ở nhiệt độ cao và thời gian trộn hòa nhiệt dài

 

Ứng dụng mới của Axxess XY: Một Xylanase GH10

 

Axxess XY là minh chứng cho những ưu điểm của Xylanase GH10 trong dinh dưỡng gia cầm. Khả năng hoạt động hiệu quả trên cả arabinoxylans tan và không tan khiến nó trở thành một enzyme TĂCN đa năng.

 

Tính bền nhiệt cao của enzyme đảm bảo hoạt tính enzyme hiệu quả trong đường ruột và tối ưu việc hấp thu dưỡng chất dưới điều kiện chế biến thức ăn khắc nghiệt, góp phần cải thiện sức khỏe đường ruột và tối đa hóa hiệu suất chăn nuôi.

 

Lợi ích chính của Axxess XY

 

1. Tăng cường sử dụng dưỡng chất:

 

Bằng cách giải phóng các chất dinh dưỡng bị giữ lại trong NSPs, Axxess XY giúp cải thiện chỉ số tiêu tốn thức ăn (FCR).

 

2. Cải thiện sức khỏe đường ruột:

 

Giảm độ nhớt của thức ăn trong đường tiêu hóa giúp giảm các vấn đề về sức khỏe đường ruột và nguy cơ mắc các bệnh nhiễm trùng đường ruột. Hơn nữa, các oligosaccharide chuỗi ngắn được giải phóng bởi Axxess XY hỗ trợ hệ vi sinh vật đường ruột có lợi, từ đó cải thiện sức khỏe tiêu hóa.

 

3. Hiệu quả kinh tế:

 

Axxess XY trở thành một lợi thế cho lợi nhuận khi cho phép sử dụng tối ưu các nguyên liệu thức ăn giàu chất xơ, tiết kiệm chi phí và nguyên liệu có sẵn tại địa phương mà không ảnh hưởng đến thành tích chăn nuôi. Trong thử nghiệm gần đây được thực hiện 42 ngày tại một trại thương mại, Axxess XY đã duy trì thể trọng trung bình của gà thịt với mức giảm 100 kcal/kg năng lượng chuyển hóa, đồng thời giảm đáng kể chi phí thức ăn trên mỗi kg thể trọng. Khẩu phần chính ngô, DDGS và khô đậu tương.

 

Hình 4 và 5: Thể trọng và chi phí thức ăn cho gà thịt được ăn khẩu phần giảm 100 kcal/kg năng lượng chuyển hóa so với khẩu phần tiêu chuẩn không có Axxess XY

 

Kết luận

 

Xylanase là một ví dụ điển hình về cách enzyme thức ăn có thể vượt qua giới hạn của vai trò truyền thống trong việc giảm chi phí thức ăn để cải thiện sức khỏe đường ruột. Xylanase hỗ trợ giảm sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi gia cầm bằng cách cải thiện hiệu quả sử dụng dưỡng chất, giảm độ nhớt của thức ăn trong đường tiêu hóa và thúc đẩy sự phát triển của hệ vi sinh vật khỏe mạnh.

 

Tổng hợp tất cả những đặc điểm này vào các chiến lược quản lý sức khỏe đường ruột toàn diện cung cấp một giải pháp bền vững để chống lại đề kháng kháng sinh (AMR) và đảm bảo tính bền vững lâu dài của ngành chăn nuôi gia cầm. Nhắm mục tiêu là các NSP, enzyme này giúp tăng cường khả năng tiêu hóa dưỡng chất, giảm chi phí thức ăn và hỗ trợ các thực hành chăn nuôi bền vững.

 

Xylanase GH10, cụ thể là Axxess XY, nổi bật với độ đặc hiệu cao đối với cơ chất, hiệu suất xúc tác và khả năng chịu nhiệt tốt. Việc dùng Axxess XY trong công thức thức ăn, các nhà chăn nuôi gia cầm có thể khai thác hết tiềm năng dinh dưỡng của các thành phần nguyên liệu, đảm bảo hiệu suất tối ưu và lợi nhuận cao.

 

Khi ngành chăn nuôi gia cầm tiếp tục phát triển, việc áp dụng công nghệ enzyme tiên tiến như Axxess XY là một bước đi chiến lược hướng tới dinh dưỡng vật nuôi bền vững và hiệu quả.

 

Tác giả: Ajay Bhoyar, Quản lý Kỹ thuật Toàn cầu cấp cao EW Nutrition

 

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Baker, J.T.; Duarte, M.E.; Holanda, D.M.; Kim, S.W. Friend or Foe? Impacts of Dietary Xylans, Xylooligosaccharides, and Xylanases on Intestinal Health and Growth Performance of Monogastric Animals. Animals 2021, 11, 609.

2.Choct, M., and G. Annison. “Anti nutritive Effect of Wheat Pentosans in Broiler Chickens: Roles of Viscosity and Gut Microflora.” British Poultry Science 33, no. 4 (September 1992): 821–34. https://doi.org/10.1080/00071669208417524.

3. Liu D, Guo S, Guo Y. Xylanase supplementation to a wheat-based diet alleviated the intestinal mucosal barrier impairment of broiler chickens challenged by Clostridium perfringens. Avian Pathol. 2012;41(3):291-8.

4. Matthiesen, Connie F., Dan Pettersson, Adam Smith, Ninfa R. Pedersen, and Adam. C. Storm. “Exogenous Xylanase Improves Broil-er Production Efficiency by Increasing Proximal Small Intestine Digestion of Crude Protein and Starch in Wheat-Based Diets ofVarious Viscosities.” Animal Feed Science and Technology 272 (February 2021): 114739. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2020.114739.

5. Teirlynck, E.; Haesebrouck, F.; Pasmans, F.; Dewulf, J.; Ducatelle, R.; van Immerseel, F. The cereal type in feed influences Salmo-nella enteritidis colonization in broilers. Poult. Sci. 2009, 88, 2108–2112.