TỔNG QUAN

Trong ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi, phytase không chỉ giúp làm giảm chi phí thức ăn mà còn thân thiện với môi trường. Do đó, sự cạnh tranh trong thị trường phytase đã tăng lên đáng kể trong vài năm qua. Với số loại phytase ngày càng tăng trên thị trường, bạn có thể có sự nhầm lẫn về loại phytase nào là tốt nhất để cung cấp vào khẩu phần thức ăn chăn nuôi. Bạn có thể lựa chọn một cách ngẫu nhiên các loại phytase có mặt trên thị trường hoặc dễ bị thu hút bởi giá cả (giá rẻ) của các loại phytase. Tuy nhiên, khi bạn xem xét các điều kiện cụ thể, hệ thống tiêu hóa của vật nuôi và các nhu cầu cụ thể của trang trại bạn, thì rõ ràng là không phải tất cả các loại phytases đều cung cấp giá trị như nhau.

Xác định nhu cầu phytase tổng thể 

Hiện nay, thị trường phytase toàn cầu được ước tính trị giá khoảng 350 triệu USD/năm. Tỷ lệ bổ sung phytase vào khẩu phần thức ăn chăn nuôi cho heo khoảng 70% và cho gia cầm gần 90%. Sự phát triển của thị trường phytase chủ yếu được thúc đẩy bởi hai yếu tố: một là nhu cầu thay thế phosphate vô cơ trong khẩu phần thức ăn chăn nuôi do chi phí của chúng ngày càng cao; và mối quan tâm về những tác động đến môi trường (phytase thân thiện với môi trường) - đặc biệt, giảm thiểu sự lãng phí phospho.

Những hiểu biết rõ ràng hơn về phytate trong những năm gần đây đã đưa đến nhận định rằng, phytases còn có nhiều lợi ích hơn cả việc thay thế phosphorus. Phytases đã được chứng minh là làm giảm tác dụng của những chất kháng dinh dưỡng trong khẩu phần thức ăn chăn nuôi, do đó, làm tăng năng lượng và các a-xít amin. Điều này cho thấy, phytases giúp làm giảm chi phí thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là khi chi phí protein, các a-xít amin trong khẩu phần là cao.

Nghiên cứu gần đây ở heo con đã chỉ ra rằng, mức phytate trong khẩu phần cho heo sau cai sữa có ảnh hưởng nhiều đến năng suất tăng trưởng, và một số thử nghiệm đã chứng minh rằng, việc tăng hàm lượng phytases trong khẩu phần có thể cải thiện năng suất tăng trưởng của heo con. Sử dụng phytase cũng tạo ra cơ hội để chuyển sang việc thay thế các nguồn năng lượng và protein với mức phytate cao hơn mà không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng trong khẩu phần.

Phytate làm giảm các chất dinh dưỡng sẵn có vì nó tạo phức hợp với protein, canxi và các nguyên tố trong đường tiêu hóa - làm giảm giá trị dinh dưỡng của thức ăn. Trong môi trường pH a-xít (pH <4,5), ở phần trên của đường tiêu hóa, ví dụ như dạ dày heo và mề gia cầm, phytate sẽ liên kết với protein và tạo thành phức hợp. Phức hợp phytate-protein không dễ bị phân giải bởi protease nội sinh, bao gồm pepsin; nên phức hợp này có thể cản trở việc tiêu hóa protein, tác động tiêu cực đối với việc tiêu hóa a-xít amin. Do pepsin không thể dễ dàng phân giải phức hợp phytate-protein, để bù trừ, lượng pepsin và HCL được tiết ra nhiều hơn. Sự gia tăng tiết dịch vị đòi hỏi tiêu thụ nhiều hơn dưỡng chất và năng lượng, dẫn đến giảm năng suất vật nuôi.

Năm đặc điểm lý tưởng của phytase

Loại phytase được lựa chọn phụ thuộc vào mức chi phí mà bạn muốn tiết kiệm trong việc cải thiện sự hấp thu chất dinh dưỡng. Nó cũng phụ thuộc vào quan điểm của bạn về phytate khi sử dụng phytase để làm giảm tác dụng của chất kháng dinh dưỡng.

Nghiên cứu cho thấy, sự khác biệt đáng kể giữa phytases đó là hiệu quả sinh học – bao gồm cả việc cải thiện khả năng tiêu hóa và làm giảm tác dụng của chất kháng dinh dưỡng trong khẩu phần thức ăn chăn nuôi. Đây là một số trong những điều bạn nên xem xét để đạt được năng suất tăng trưởng và lợi nhuận cao nhất từ phytase:

1. Hoạt động mạnh ở độ pH thấp

Mỗi phytases đều có mức pH thích hợp riêng, mà tại đó chúng hoạt động tốt nhất.  Để cải thiện sự hấp thu phospho (P) và làm giảm tác dụng của chất kháng dinh dưỡng, phytase cần phải được đánh giá là có thể hoạt động tốt ở điều kiện pH thấp – mức pH phổ biến ở đường tiêu hóa trên. Hình 1 thể hiện sự khác biệt giữa E.coli phytases và Buttiauxella phytase về hoạt động ở độ pH thấp, qua đó cho thấy Buttiauxella phytase có khả năng hoạt động tốt hơn.

2. Áí lực cao cho IP6 phytate

Phytate gồm một vòng inositol với sáu nhóm phosphate (IP6). Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tác dụng chống lại các chất kháng dinh dưỡng của phytate sẽ giảm đáng kể ngay sau khi phytate bị loại bỏ một nhóm phosphate từ vòng inositol. Trọng lượng phân tử thấp hơn, chẳng hạn như IP5 và IP4 không có khả năng gắn kết protein và các khoáng chất mạnh như phân tử IP6. Do đó, một phytase (IP6) có khả năng nhanh chóng loại bỏ một nhóm phosphate, và sau đó tiếp tục tấn công một phân tử IP6 khác, sẽ rất hiệu quả trong việc làm giảm tác dụng của chất kháng dinh dưỡng, cũng như cung cấp sẵn P cho động vật.

3. Tốc độ phân cắt  

Tốc độ tối ưu mà phytase có thể loại bỏ một nhóm phosphate từ vòng inositol (IP6) ở đường tiêu hóa trên cũng sẽ xác định hiệu quả sinh học của phytase đó. Các phytase có tốc độ phân cắt nhanh hơn sẽ làm việc hiệu quả hơn, giúp làm giảm tác dụng của chất kháng dinh dưỡng trong dạ dày và ruột; do đó việc hấp thu dưỡng chất trở nên tốt hơn. Điều này có nghĩa là khi ta cung cấp đúng liều lượng phytase cần thiết sẽ giúp làm giảm tác dụng của chất kháng dinh dưỡng, việc hấp thụ P được tăng lên và phytase cũng hoạt động hiệu quả hơn.

4. Chịu nhiệt cao, lên đến 95°C (203°F)

Phytase bị mất mát đáng kể trong quá trình hấp hơi ép viên thức ăn. Đây là một yếu tố gây hạn chế trong việc sử dụng phytase. Có hai cách để làm cho enzyme ổn định ở nhiệt độ cao. Một cách là sử dụng một lớp phủ để bảo vệ enzyme; cách khác là tác động vào enzyme để tạo nên biến thể enzyme chịu nhiệt hơn. Cả hai công nghệ trên đều giúp cải thiện đáng kể tính ổn định của enzyme và đã được áp dụng thành công trong sản xuất. Một lớp phủ tốt cần phải bảo vệ được enzyme trong quá trình quá trình sản xuất thức ăn chăn nuôi; tuy nhiên, cũng cần phải đảm bảo để enzyme làm việc hiệu quả ở phần trên của hệ tiêu hóa nhằm tối ưu hiệu quả sinh học.

5. Đã được thử nghiệm chứng minh trên vật nuôi

Thử nghiệm trên động vật để xác định hiệu quả sinh học của phytase và đánh giá phản ứng với từng mức độ phytase khác nhau là rất tốn kém. Tuy nhiên, đây là điều cần thiết để thiết lập các giá trị tin cậy có thể áp dụng để xây dựng công thức thức ăn. Heo và gia cầm có sự đáp ứng với phytase khác nhau và độ tuổi của mỗi loài động vật cũng có thể ảnh hưởng đến sự đáp ứng với phytase. Đây cũng là những yếu tố cần xác định trong thử nghiệm trên động vật.

Biên dịch: Heo Team