Đào tạo hệ vi sinh vật để tăng cường quá trình lên men của các ngũ cốc không bột (nonstarch polysaccharides) chính.

Trong một nghiên cứu của Bedford và Apajalahti (2018), dạ dày ruột được thu thập theo phương pháp yếm khí từ gà thịt 35 ngày tuổi được cho ăn chế độ ăn dựa trên nguyên liệu là lúa mì, khô đậu tương có hoặc không có bổ sung enzyme Xylanase (Econase XT 16000 BXU, n = 10).

Trong vòng 3 giờ sau khi thu thập, chất thải hồi manh tràng chứa hệ vi sinh được sử dụng làm chất cấy cho nghiên cứu ủ yếm khí trong ống nghiệm với các cơ chất khác nhau. Sản lượng khí sinh ra được đo như một phương pháp đo khả năng lên men chất xơ từ hệ vi sinh vật trong manh tràng mà không có và có sự thích ứng với xylanase được bổ sung (Hình 1).

Kết quả đã chứng minh rõ ràng rằng lượng khí sinh ra cao hơn đáng kể (lên đến 28%) trong hệ vi sinh vật ở manh tràng đã thích nghi trước với chế độ ăn có bổ sung enzyme Xylanase. Phát hiện này cho thấy rằng hệ vi sinh đường ruột có thể được đào tạo để tối đa hóa quá trình lên men chất xơ thông qua việc bổ sung xylanase. Việc cung cấp xylo-oligosaccharides thông qua tác động của xylanase có thể có tác dụng điều chỉnh sự trao đổi chất của XOS sử dụng hệ vi sinh vật làm tăng sản xuất khí.

Hình 1. Sản xuất khí in vitro và axit butyric khi hệ thực vật manh tràng từ gà thịt được cho ăn chế độ ăn Kiểm soát hoặc chế độ ăn bổ sung xylanase được sử dụng làm chất cấy với các chất nền khác nhau. Gà thịt được cho ăn khẩu phần có lúa mì, khô đậu nành có chứa xylanase (Econase XT, AB Vista, Vương quốc Anh) ở 0 hoặc 16.000 BXU / kg trong 35 ngày tuổi (Bedford và Apajalahiti, 2018).

Nghiên cứu trong ống nghiệm gần đây tại Đại học New England (Morgan và cộng sự, 2019) đã mô phỏng quá trình tiêu hóa của mề và hồi tràng với các mẫu lúa mì khác nhau. Mặc dù có sự khác biệt trong sản xuất XOS chuỗi ngắn bằng xylanase phụ thuộc vào mẫu lúa mì (8,78 – 12,08 g / 100g), nhưng kết quả cho thấy rõ ràng rằng xylanase (Econase XT) đã làm tăng đáng kể XOS chuỗi ngắn (chuỗi 2-5 xylose) từ 0,1 g trở lên đến 12 g trên 100g lúa mì (Bảng 1).

Kết quả này giải thích lý do tại sao hệ vi sinh vật ở manh tràng từ những cá thể gà được cho ăn một chế độ ăn uống bổ sung xylanase thích nghi với việc tạo ra nhiều khí hơn trong nghiên cứu của Bedford và Apajalahti. Nhìn chung, hai nghiên cứu này đã chứng minh rằng việc bổ sung xylanase tạo ra lượng XOS chuỗi ngắn càng tăng, làm tăng sự trao đổi chất của vi khuẩn ở manh tràng thành một hoạt động phân giải sợi lớn hơn.

Bảng 1. Tổng sản lượng xylo-oligosaccharide chuỗi ngắn (X2-X5, g / 100g) sau khi mô phỏng in vitro quá trình tiêu hóa mề và ruột non ở các mẫu lúa mì khác nhau không có và có bổ sung xylanase (Econase XT) (Morgan và cộng sự, 2019 ).

Phân tích sau đó về mô hình sản xuất axit béo dễ bay hơi trong nghiên cứu của Bedford và Apajalahti cho thấy rằng hệ vi sinh vật ở manh tràng thích nghi với chế độ ăn bổ sung xylanase được sản xuất theo tỷ lệ ít axetat, nhiều propionat và butyrat. Tăng sản xuất XOS chuỗi ngắn và sản xuất axit butyric với việc bổ sung xylanase có ý nghĩa đối với sức khỏe đường ruột và khai thác năng lượng từ chế độ ăn ở động vật lớn tuổi vì sự thích nghi của vi sinh vật với chất nền bị thay đổi thông qua việc bổ sung xylanase thường mất nhiều thời gian (Masey-O’Neill et al. , 2014).

Sau đó, chủ đề đáng quan tâm  là liệu hệ vi sinh vật đường ruột có thể được đào tạo để giảm thời gian thích nghi và nhận được phần lớn các hiệu quả dinh dưỡng thông qua việc cải thiện việc khai thác năng lượng và sức khỏe đường ruột từ lứa tuổi nhỏ hơn hay không. Chủ đề này sẽ được thảo luận trong số tiếp theo với các phản hồi từ các nghiên cứu trên gia cầm và heo.

Jae Cheol Kim

 Giám đốc kỹ thuật AB Vista ASPAC

Tài liệu tham khảo

Bedford MR and Apajalahtij (2018). Exposure of a broiler to a xylanase for 35 d increases the capacity of the caecal microbiome to ferment xylan. Poultry Science 97 (E Supplement 1), 98.

Masey-O’Neill HV, Singh M, and Cowieson A (2014). Effect of exogenous xylanase on performance, nutrient digestibility, volatile fatty acid production and digestive tract thermal profiles of broilers fed on wheat- or maize-based diet. British Poultry Science 55, 351-359.

Morgan NK, Choct M, Wallace AW, Hawking KL, Wu SB, and Bedford MR (2019). In vitro evaluation of xylo-oligosaccharide production from different batches of wheat with and without xylanase. Proceedings of the Australian Poultry Science Symposium, volume 30, page 59.