.jpg)
Hạt thực vật là nguồn cung cấp năng lượng, protein và khoáng quan trọng trong chăn nuôi. Tuy nhiên, hàm lượng chất dinh dưỡng phân tích được trong hạt chưa cho biết đầy đủ vật nuôi có thể sử dụng được bao nhiêu. Phytate, chất ức chế enzym tiêu hóa, lectin, tannin và một số chất khác có thể làm giảm giá trị thức ăn nếu nguyên liệu chưa được chọn và chế biến thích hợp. Bài viết trình bày bản chất và tác động của những chất kháng dinh dưỡng thường gặp trong ngô, cám gạo, đậu tương và một số loại hạt khác; đồng thời làm rõ mối liên hệ giữa sự tồn tại của hạt với hiện tượng chim ăn quả, phát tán hạt. Các biện pháp xử lý được giới thiệu gồm chọn nguyên liệu, xử lý nhiệt, ép đùn, bổ sung phytase, lên men có kiểm soát và kiểm nghiệm sản phẩm. Trong điều kiện Việt Nam, điều quan trọng là biết nguyên liệu đang dùng chứa chất bất lợi nào, xử lý đúng chất ấy và phối trộn theo lượng dinh dưỡng mà vật nuôi thực sự sử dụng được.
Từ khóa: chất kháng dinh dưỡng; hạt thực vật; phytate; đậu tương; tannin; phytase; chế biến thức ăn.
Ngô, đậu tương và cám gạo là những nguyên liệu quen thuộc trong khẩu phần của lợn, gà. Ngô chủ yếu cung cấp năng lượng; đậu tương và khô đậu tương cung cấp protein; cám gạo được sử dụng tùy nguồn cung và chất lượng từng lô. Ngoài ra còn có cao lương và một số loại hạt họ đậu. Khi mua nguyên liệu, người chăn nuôi thường hỏi hàm lượng protein, năng lượng và phospho. Những con số ấy cần thiết, nhưng chưa đủ: vật nuôi chỉ thu được phần chất dinh dưỡng tiêu hóa và hấp thu được.
Đậu tương sống giàu protein nhưng chứa chất cản trở enzym tiêu hóa protein. Trong ngô, cám gạo và khô dầu, một phần phospho nằm trong phytate nên lợn, gà khó sử dụng. Một số giống cao lương có nhiều tannin, làm thức ăn chát và có thể giảm khả năng sử dụng protein. Vì vậy, nguyên liệu có thành phần dinh dưỡng cao trên giấy chưa chắc cho hiệu quả chăn nuôi tương ứng.
Muốn sử dụng tốt các loại hạt, cần biết chất kháng dinh dưỡng có mặt trong nguyên liệu nào, tác động ra sao và có thể giảm bằng biện pháp nào.
Trong dinh dưỡng vật nuôi, chất kháng dinh dưỡng (KDD) là những chất vốn có trong nguyên liệu thức ăn nhưng có thể làm con vật ăn ít đi, tiêu hóa kém, hấp thu ít chất dinh dưỡng hơn hoặc gặp tác động bất lợi khác (Francis et al., 2001; Gilani et al., 2005). Tên gọi này không có nghĩa chúng đều là chất độc. Tác động của mỗi chất còn tùy vào hàm lượng trong nguyên liệu, lượng nguyên liệu được dùng, cách chế biến và loài vật nuôi.
Bảng 1 cho biết những nhóm chất kháng dinh dưỡng thường gặp trong nguyên liệu thức ăn.
| Nhóm chất | Chất tiêu biểu | Nguyên liệu | Tác động chính |
| Liên kết với khoáng và protein | Phytate | Ngũ cốc, cám, khô dầu | Giảm khả năng sử dụng phospho |
| Protein ức chế enzym | Chất ức chế trypsin, chymotrypsin | Đậu tương sống, một số hạt họ đậu | Giảm tiêu hóa protein |
| Protein gắn với tế bào | Lectin | Đậu tương, một số hạt họ đậu | Có thể ảnh hưởng niêm mạc ruột |
| Hợp chất phenolic | Tannin | Một số giống cao lương | Có thể giảm lượng ăn và tiêu hóa protein |
| Oligosaccharide | Raffinose, stachyose | Đậu tương, một số hạt họ đậu | Lên men ở ruột sau; ảnh hưởng tùy mức dùng |
Cùng một nguyên liệu, tác động có thể khác nhau giữa gà con và gà trưởng thành, giữa lợn con và lợn thịt. Con non thường nhạy hơn với nguyên liệu khó tiêu hóa. Vì vậy, cần xem xét chất kháng dinh dưỡng trong cả khẩu phần, chứ không chỉ trong một hạt riêng lẻ.
Hạt chứa phôi và chất dự trữ để nuôi cây con lúc mới nảy mầm. Trong nhiều loại hạt, phần lớn phospho dự trữ tồn tại dưới dạng phytate. Khi hạt nảy mầm, phytate được phân giải để cây con sử dụng nguồn phospho này. Lợn và gia cầm lại không tự phân giải được phytate một cách hiệu quả. Bởi thế, hạt có phospho nhưng con vật không sử dụng được hết (Selle & Ravindran, 2008).
Một số chất trong hạt còn có thể tham gia bảo vệ hạt trước động vật ăn hạt hoặc các tác nhân gây hại. Chức năng ấy khác nhau theo từng chất và từng loài cây. Không thể giải thích tất cả các chất kháng dinh dưỡng bằng một nguyên nhân chung.
Ở một số cây có quả thịt, chim ăn phần quả rồi nhả hoặc thải hạt ở nơi khác. Nếu hạt còn sống và nảy mầm, chim đã giúp cây phát tán. Trái lại, chim mổ vỡ hạt để ăn phần nhân sẽ phá hủy hạt. Hiệu quả phát tán còn phụ thuộc nơi hạt rơi xuống và điều kiện nảy mầm tại đó (Schupp et al., 2010). Hiện tượng chim phát tán hạt vì vậy không giải thích được toàn bộ sự có mặt của phytate trong ngô hay chất ức chế trypsin trong đậu tương.
Axit phytic, còn gọi là myo-inositol hexakisphosphate (IP₆), có công thức phân tử C₆H₁₈O₂₄P₆ ở dạng axit tự do. Phân tử gồm một vòng inositol mang sáu nhóm phosphate. Trong hạt, axit phytic thường kết hợp với các chất khoáng thành những muối gọi chung là phytate. Các muối này không có cùng một công thức phân tử. Trong đường tiêu hóa, phytate có thể gắn với canxi, sắt, kẽm và kết hợp với protein. Khi đó, một phần các chất này trở nên khó sử dụng hơn. Phospho nằm trong phytate vẫn được tính vào phospho tổng số của nguyên liệu, nhưng lợn và gia cầm chỉ sử dụng được một phần. Vì vậy, khi lập khẩu phần phải phân biệt phospho tổng số với phospho có thể sử dụng được (available phosphorus, aP). Hai chỉ tiêu này không bằng nhau; cũng không thể lấy một tỷ lệ cố định, chẳng hạn một phần ba, để tính cho mọi nguyên liệu và mọi khẩu phần. Phospho tiêu hóa được là một cách đánh giá khác, không dùng thay cho aP nếu hai hệ thống tính khẩu phần không tương ứng (Urbano et al., 2000; Selle & Ravindran, 2008; Gebhardt et al., 2021). Biện pháp rang hạt thông thường không làm giảm phytate một cách ổn định. Biện pháp được dùng phổ biến trong thức ăn lợn, gia cầm là bổ sung enzym phytase. Enzym này tách dần các nhóm phosphate khỏi phân tử phytate, giải phóng phospho để vật nuôi sử dụng. Bước đầu của quá trình được viết giản lược như sau:
IP₆ + H₂O —phytase→ IP₅ + Pᵢ.
Ở đây, IP₅ là hợp chất còn năm nhóm phosphate; Pᵢ là phosphate vô cơ được giải phóng. Phytase có thể tiếp tục tác động ở những bước sau.
Hiệu quả của phytase phụ thuộc loại enzym, liều dùng, thành phần khẩu phần và điều kiện trong đường tiêu hóa. Khi bổ sung phytase, cần tính lại lượng phospho khoáng trong công thức và giữ cân đối canxi – phospho. Nhiệt cao trong quá trình ép viên có thể làm enzym mất hoạt tính; cơ sở sản xuất có thể dùng phytase được bao bảo vệ hoặc phun enzym lên viên thức ăn sau khi ép (Gebhardt et al., 2021).
Trypsin là enzym do tuyến tụy tiết ra để tiêu hóa protein ở ruột non. Đậu tương sống có những protein gắn với trypsin và làm giảm hoạt động của enzym này. Hai loại được nghiên cứu nhiều là chất ức chế trypsin kiểu Kunitz và kiểu Bowman–Birk. Chúng là các protein khác nhau nên không thể gộp vào một công thức phân tử duy nhất.
Khi cho lợn, gà ăn nhiều đậu tương chưa được xử lý kỹ, protein trong khẩu phần được tiêu hóa kém hơn. Gà con và lợn con đặc biệt cần nguyên liệu dễ tiêu hóa và có chất lượng ổn định. Gia nhiệt thích hợp làm biến đổi cấu trúc chất ức chế trypsin, nhờ đó giảm tác động bất lợi của chất KDD trong đậu tương sống (Heuzé et al., 2017). Đậu tương phải được gia nhiệt vừa đủ. Nhiệt chưa đủ thì chất ức chế trypsin còn hoạt tính; nhiệt quá cao lại làm giảm khả năng sử dụng một số axit amin, nhất là lysine. Nhà máy có thể hấp, rang có kiểm soát hoặc ép đùn. Với ép đùn, nhiệt, áp suất và lực cắt cùng tác động lên hạt trong thời gian ngắn. Chế độ vận hành phải phù hợp độ ẩm nguyên liệu và thiết bị; chất lượng thành phẩm cần được kiểm tra sau chế biến.
Các chỉ tiêu thường dùng để đánh giá đậu tương sau xử lý gồm hoạt tính ức chế trypsin, hoạt tính urease và độ hòa tan của protein. Hoạt tính urease cao gợi ý nguyên liệu có thể chưa được gia nhiệt đủ; độ hòa tan protein quá thấp có thể báo hiệu gia nhiệt quá mức. Không nên chỉ dựa vào màu hoặc mùi hạt để kết luận đậu tương đã đạt yêu cầu (Heuzé et al., 2017).
Lectin là nhóm protein có khả năng gắn với một số cấu trúc đường trên bề mặt tế bào. Trong đậu tương sống, lectin còn hoạt tính có thể ảnh hưởng đến niêm mạc ruột. Mức tác động phụ thuộc lượng lectin con vật ăn vào. Vì lectin gồm nhiều protein khác nhau, nhóm này không có một công thức phân tử chung. Xử lý nhiệt thích hợp làm giảm hoạt tính của nhiều lectin. Vì vậy, chế biến đậu tương đúng cách vừa giúp giảm chất ức chế trypsin, vừa giúp giảm lectin. Tuy nhiên, hạt nóng ở bên ngoài chưa chắc đã được gia nhiệt đều ở bên trong; độ ẩm và độ dày lớp nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến kết quả (Heuzé et al., 2017).
Tannin là nhóm hợp chất phenolic, gồm nhiều chất có cấu trúc khác nhau. Có thể chia khái quát thành tannin thủy phân và tannin ngưng tụ. Do đó, không có một công thức phân tử dùng chung cho tất cả tannin. Tannin có thể kết hợp với protein. Khi nguyên liệu chứa nhiều tannin, thức ăn thường chát hơn, con vật có thể ăn ít và sử dụng protein kém hơn. Mức ảnh hưởng thay đổi theo loại tannin, lượng ăn và loài vật nuôi. Một số giống cao lương có hàm lượng tannin đáng chú ý, nhưng không phải mọi lô cao lương đều giống nhau (Francis et al., 2001). Nếu dùng cao lương thay một phần ngô, cần biết rõ giống và chất lượng của từng lô hạt này. Có thể chọn giống ít tannin; một số cách xát vỏ, ngâm hoặc chế biến khác cũng làm thay đổi lượng tannin, song có thể làm mất một phần chất dinh dưỡng. Hiệu quả cuối cùng cần được đánh giá qua lượng ăn, tăng trọng và chi phí thức ăn, không chỉ qua giá mua hạt (Francis et al., 2001).
Raffinose và stachyose là hai loại đường có trong đậu tương, với công thức phân tử lần lượt là C₁₈H₃₂O₁₆ và C₂₄H₄₂O₂₁. Lợn và gia cầm không có đủ enzym để phân giải chúng ở ruột non. Phần đường chưa tiêu hóa đi xuống ruột sau và được vi sinh vật lên men. Raffinose và stachyose không phải chất độc. Tuy nhiên, khi có nhiều trong khẩu phần của con non, chúng có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng và tính chất phân. Một số phương pháp tách chiết hoặc lên men đậu tương được dùng để giảm những chất này trong nguyên liệu thức ăn cho lợn con (Heuzé et al., 2017).
Trước khi chọn cách xử lý, cần biết rõ loại hạt và nguồn gốc từng lô. Hàm lượng tannin khác nhau giữa các giống cao lương; hoạt tính chất ức chế trypsin cũng có thể khác nhau giữa các nguồn đậu tương. Phân loại nguyên liệu tốt giúp nhà máy xác định tỷ lệ phối trộn và mức gia nhiệt cần thiết. Giống cây được chọn tạo để giảm một chất kháng dinh dưỡng vẫn cần bảo đảm năng suất, khả năng nảy mầm và giá trị thức ăn. Chỉ giảm được một chất bất lợi chưa đủ để kết luận giống ấy có lợi cho sản xuất.
Gia nhiệt là biện pháp chính để giảm các protein kháng dinh dưỡng nhạy nhiệt trong đậu tương. Hấp, rang, xử lý nhiệt ẩm và ép đùn đều có thể sử dụng khi có quy trình phù hợp. Nhiệt độ, thời gian và độ ẩm phải đủ để tác động lên cả khối nguyên liệu, nhưng không làm hỏng protein.
Máy ép đùn tạo ra nhiệt, áp suất và lực cắt. Cách xử lý này có thể giảm hoạt tính chất ức chế trypsin và làm thay đổi cấu trúc hạt. Tuy nhiên, đậu tương qua máy vẫn có thể chưa đạt nếu chế độ vận hành không phù hợp; quá nhiệt cũng gây thiệt hại. Bởi vậy, cần kiểm tra mẫu sản phẩm sau ép đùn, thay vì chỉ dựa vào nhiệt độ cài đặt trên máy (Heuzé et al., 2017).
Phytase được trộn vào thức ăn để phân giải phytate trong đường tiêu hóa lợn và gia cầm. Nhờ đó, con vật sử dụng được thêm phospho vốn bị giữ trong nguyên liệu thực vật; lượng phospho thải theo phân cũng có thể giảm. Khi lập công thức, phải tính phần phospho do phytase giải phóng theo dữ liệu của chế phẩm đang dùng (Selle & Ravindran, 2008; Gebhardt et al., 2021). Hoạt tính phytase có thể giảm trong quá trình bảo quản và ép viên ở nhiệt độ cao. Nhà máy có thể chọn loại enzym chịu nhiệt, dùng chế phẩm được bao bảo vệ hoặc phun enzym lên viên thức ăn đã nguội. Sau khi đổi chế độ ép viên, cần kiểm tra hoạt tính enzym trong thức ăn thành phẩm (Gebhardt et al., 2021).
Một số enzym khác được bổ sung để hỗ trợ tiêu hóa thành phần của hạt. Mỗi enzym chỉ tác động lên cơ chất thích hợp; không có chế phẩm nào giải quyết được mọi chất kháng dinh dưỡng. Khi lựa chọn, cần xem dữ liệu thử nghiệm trên đúng loài và lứa tuổi vật nuôi.
Đậu tương hoặc khô đậu tương có thể được lên men bằng chủng vi sinh vật đã chọn. Trong điều kiện thích hợp, quá trình này có thể làm giảm một số protein khó tiêu và oligosaccharide. Sản phẩm lên men vì thế được quan tâm trong thức ăn cho lợn con. Tuy nhiên, mức cải thiện phụ thuộc chủng giống, thời gian, độ ẩm và cách chế biến sau lên men; kết quả của một quy trình không áp dụng nguyên xi cho quy trình khác (Samtiya et al., 2020). Ủ một mẻ khô đậu tương ở nông hộ không tương đương với sản phẩm lên men được sản xuất và kiểm nghiệm theo quy trình. Mùi chua không chứng minh rằng chất kháng dinh dưỡng đã được giảm đến mức vô hại. Nguyên liệu ủ phải được kiểm soát tạp nhiễm, sau đó làm khô hoặc bảo quản phù hợp để tránh hư hỏng.
Với đậu tương đã chế biến, nhà máy có thể kiểm tra hoạt tính ức chế trypsin, hoạt tính urease và độ hòa tan protein. Với nguyên liệu nghi có nhiều tannin, cần phân tích bằng phương pháp phù hợp. Nếu thức ăn có phytase, phải chú ý hoạt tính enzym còn lại sau ép viên và bảo quản.
Nông hộ không nhất thiết tự thực hiện các phép phân tích ấy, nhưng nên mua nguyên liệu từ nơi có thông tin chất lượng rõ ràng. Màu hạt đẹp, mùi rang thơm hoặc mùi chua sau ủ đều không thay thế được thông tin về chế biến và chất lượng.
Nhà máy thức ăn cần được trang bị hệ thống phân tích đủ mạnh để kiểm nghiệm và kiểm soát dây chuyền; nông hộ tự trộn cám thường mua nguyên liệu theo từng đợt, ít có điều kiện phân tích. Vì vậy, cùng một nguyên tắc dinh dưỡng nhưng cách thực hiện phải phù hợp với từng quy mô. Ở nhà máy, cần xác định tiêu chuẩn nhận từng loại nguyên liệu, theo dõi chế độ gia nhiệt và kiểm tra thành phẩm. Chỉ tiêu protein thô chưa đủ để đánh giá một lô đậu tương đã chế biến. Nếu dùng phytase, cần tính lại nguồn phospho trong khẩu phần và kiểm tra hoạt tính enzym còn lại trong thức ăn.
Ở nông hộ, nên mua khô đậu tương đã chế biến từ nguồn đáng tin cậy, tránh tự rang nhiều đậu tương sống khi không kiểm soát được nhiệt. Khi thay ngô bằng hạt khác, nên thay từng phần, theo dõi lượng ăn, tăng trọng và mức tiêu tốn thức ăn. Nếu dùng phytase, phải trộn đúng liều và có công thức khẩu phần phù hợp; không ước lượng bằng tay.
Khi đàn ăn kém hoặc lớn chậm sau khi thay nguyên liệu, không nên quy ngay cho chất kháng dinh dưỡng. Cần kiểm tra cả hạt mốc, cám ôi dầu, thiếu axit amin, mất cân đối khoáng và bệnh của đàn. Ghi chép ngày đổi nguyên liệu, nguồn mua và kết quả nuôi sẽ giúp tìm nguyên nhân nhanh hơn.
Các chất kháng dinh dưỡng trong hạt có bản chất khác nhau: phytate là dạng phospho dự trữ, chất ức chế trypsin và lectin là protein, tannin là nhóm hợp chất phenolic, còn raffinose và stachyose là các loại đường. Vì vậy, tác động đối với vật nuôi và cách xử lý cũng khác nhau.
Đối với đậu tương, trọng tâm là gia nhiệt đủ mức và kiểm tra chất lượng sau chế biến. Với khẩu phần nhiều ngũ cốc và khô dầu, cần tính đúng lượng phospho sử dụng được và sử dụng phytase khi thích hợp. Với nguyên liệu có tannin, cần chọn nguồn hạt và tỷ lệ phối trộn phù hợp. Trong điều kiện Việt Nam, sử dụng hiệu quả hạt thực vật bắt đầu từ việc biết rõ nguyên liệu, xử lý đúng cách và theo dõi kết quả trên đàn vật nuôi.
Francis, G., Makkar, H. P. S., & Becker, K. (2001). Antinutritional factors present in plant-derived alternate fish feed ingredients and their effects in fish. Aquaculture, 199(3–4), 197–227. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(01)00526-9
Gebhardt, J. T., Goodband, R. D., DeRouchey, J. M., Tokach, M. D., & Woodworth, J. C. (2021). Phytase in swine diets. Kansas State University Swine Nutrition Guide. https://www.asi.k-state.edu/extension/swine/swinenutritionguide/pdf/GN12factsheetPhytase.pdf
Gilani, G. S., Cockell, K. A., & Sepehr, E. (2005). Effects of antinutritional factors on protein digestibility and amino acid availability in foods. Journal of AOAC International, 88(3), 967–987. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16001874/
Heuzé, V., Tran, G., Nozière, P., Lessire, M., & Lebas, F. (2017). Soybean seeds. Feedipedia. https://www.feedipedia.org/node/42
Samtiya, M., Aluko, R. E., & Dhewa, T. (2020). Plant food anti-nutritional factors and their reduction strategies: An overview. Food Production, Processing and Nutrition, 2, Article 6. https://doi.org/10.1186/s43014-020-0020-5
Schupp, E. W., Jordano, P., & Gómez, J. M. (2010). Seed dispersal effectiveness revisited: A conceptual review. New Phytologist, 188(2), 333–353. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2010.03402.x
Selle, P. H., & Ravindran, V. (2008). Phytate-degrading enzymes in pig nutrition. Livestock Science, 113(2–3), 99–122. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2007.05.014
Urbano, G., López-Jurado, M., Aranda, P., Vidal-Valverde, C., Tenorio, E., & Porres, J. (2000). The role of phytic acid in legumes: Antinutrient or beneficial function? Journal of Physiology and Biochemistry, 56, 283–294. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11198165/
