Giới thiệu
Những axit béo này, chủ yếu bao gồm axit caproic (C6:0), caprylic (C8:0), capric (C10:0) và lauric (C12:0), mang những đặc tính độc đáo khiến chúng khác biệt với cả axit béo chuỗi ngắn và chuỗi dài. Cấu trúc phân tử của chúng cho phép hấp thu và chuyển hóa nhanh chóng, cung cấp năng lượng sẵn có đồng thời thể hiện đặc tính kháng khuẩn hỗ trợ sức khỏe đường ruột và hiệu suất tổng thể ở nhiều loài khác nhau (Liu, 2015). Khi ngành chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản đối mặt với áp lực ngày càng tăng để giảm sử dụng kháng sinh trong khi vẫn duy trì hiệu quả sản xuất, MCFAs đại diện cho một chiến lược thay thế đầy hứa hẹn. Bài viết này xem xét bằng chứng khoa học ủng hộ việc bổ sung MCFA trong các hệ thống sản xuất khác nhau, cơ chế hoạt động của chúng và hướng dẫn thực tế để triển khai.
Đặc tính kháng khuẩn
Hoạt tính kháng khuẩn của MCFAs bắt nguồn từ khả năng phá vỡ màng tế bào vi khuẩn. Bản chất lưỡng tính của chúng cho phép tích hợp vào và làm mất ổn định lớp lipid kép của màng vi khuẩn, đặc biệt là ở vi khuẩn Gram dương. Sự mất ổn định này dẫn đến tăng tính thấm màng, rò rỉ nội dung tế bào và cuối cùng là tế bào chết (Desbois và Smith, 2010).
Nghiên cứu của Zentek và cộng sự (2011) đã chứng minh rằng axit caprylic và capric thể hiện tác dụng ức chế đáng kể đối với vi khuẩn gây bệnh bao gồm Salmonella, Campylobacter và các loài Clostridium trong khi có tác động tối thiểu đến vi khuẩn có lợi trong đường ruột như Lactobacillus. Hoạt động kháng khuẩn có chọn lọc này làm cho MCFAs đặc biệt có giá trị như các lựa chọn thay thế cho kháng sinh phổ rộng.
Tác động chuyển hóa và sinh lý
Không giống như axit béo chuỗi dài, MCFAs không yêu cầu carnitine để vận chuyển vào ty thể, cho phép oxy hóa nhanh chóng và sản xuất năng lượng (Odle và cộng sự, 2021). Đặc tính này làm cho MCFAs đặc biệt có giá trị đối với động vật trẻ với khả năng tiêu hóa chất béo hạn chế và nhu cầu năng lượng cao.
MCFAs cũng thể hiện các tác động vượt ra ngoài việc cung cấp năng lượng trực tiếp và hoạt động kháng khuẩn. Các nghiên cứu của Hanczakowska (2017) cho thấy rằng MCFAs có thể:
Kích thích tiết enzyme tuyến tụy, cải thiện khả năng tiêu hóa tổng thể
Tăng cường chiều cao lông nhung ruột và độ sâu của hốc, tăng khả năng hấp thu
Điều chỉnh đáp ứng viêm trong biểu mô ruột
Hỗ trợ tính toàn vẹn của liên kết chặt chẽ, giảm tính thấm của ruột
Aromabiotic có độ nhạy với vi khuẩn cao hơn cả một số loại kháng sinh
*MIC - Hàm lượng ức chế tối thiểu
MIC của Aromabiotic thấp hơn nhiều so với các axit hữu cơ khác
Lợn
Trong chăn nuôi lợn, MCFAs đã cho thấy triển vọng đặc biệt trong giai đoạn cai sữa - một giai đoạn đặc trưng bởi những thách thức về tiêu hóa, giảm lượng thức ăn tiêu thụ và tăng khả năng mắc bệnh đường ruột.
Bổ sung MCFAs trong lợn con cai sữa đã được liên kết với:
Cải thiện hiệu suất tăng trưởng (Lai và cộng sự, 2014)
Giảm tỷ lệ tiêu chảy sau cai sữa (Han và cộng sự, 2011)
Tăng cường hình thái và chức năng ruột (Kuang và cộng sự, 2015)
Giảm sự xâm nhập Escherichia coli trong đường ruột (Zentek và cộng sự, 2013)
Một phân tích tổng hợp của Long và cộng sự (2018) xem xét 25 nghiên cứu cho thấy việc bổ sung MCFA dẫn đến cải thiện trung bình 4,6% về tăng trọng hàng ngày và cải thiện 3,2% tỷ lệ chuyển đổi thức ăn ở lợn con cai sữa.
Gia cầm
Ở gà broiler, MCFAs đã thể hiện lợi ích đáng kể cho sức khỏe đường ruột và các chỉ số hiệu suất. Việc đưa MCFAs vào khẩu phần ăn của gà broiler đã được liên kết với:
Cải thiện tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (van der Aar và cộng sự, 2017)
Giảm sự xâm nhập Campylobacter và Salmonella (Hermans và cộng sự, 2012)
Tăng cường đáp ứng miễn dịch với vắc-xin (Khattak và cộng sự, 2018)
Cải thiện hình thái ruột và chức năng rào cản (Yang và cộng sự, 2019)
Nghiên cứu của Solis de los Santos và cộng sự (2008) phát hiện ra rằng bổ sung axit caprylic ở mức 0,7% khẩu phần ăn làm giảm sự xâm nhập Salmonella Enteritidis ở gà broiler lên đến 85% so với nhóm đối chứng.
Động vật nhai lại
Mặc dù động vật nhai lại lịch sử ít nhận được sự chú ý trong nghiên cứu MCFA do quá trình hydro hóa sinh học ở dạ cỏ, bằng chứng mới nổi cho thấy lợi ích tiềm năng ở cả động vật tiền nhai lại trẻ và động vật trưởng thành.
Ở bê sữa, bổ sung MCFA đã được chứng minh là:
Tăng cường hiệu suất tăng trưởng trong giai đoạn nuôi bằng sữa (Hill và cộng sự, 2011)
Giảm tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy (Sato và cộng sự, 2010)
Hỗ trợ phát triển dạ cỏ (Peng và cộng sự, 2020)
Ở bò sữa trưởng thành, bổ sung MCFAs một cách chiến lược đã chứng minh tiềm năng để:
Thay đổi mô hình lên men dạ cỏ (Hristov và cộng sự, 2011)
Giảm phát thải khí methane (Machmüller, 2006) Cải thiện thành phần chất béo sữa (Benchaar và Chouinard, 2009)
Lợi ích trong sản xuất nuôi trồng thủy sản
Ngành nuôi trồng thủy sản đã thể hiện sự quan tâm ngày càng tăng đối với MCFAs như phụ gia thức ăn do đặc tính kháng khuẩn và tiềm năng tăng cường sử dụng chất dinh dưỡng.
Cá vây
Ở nhiều loài cá vây khác nhau, bổ sung MCFA đã chứng minh:
Cải thiện hiệu suất tăng trưởng ở cá rô phi (Ng và Romano, 2013)
Tăng cường khả năng kháng bệnh ở cá hồi cầu vồng (Rawling và cộng sự, 2019)
Giảm lượng Vibrio trong hệ vi sinh vật đường ruột của cá vược biển (Rimoldi và cộng sự, 2018)
Cải thiện chuyển hóa lipid ở cá hồi Đại Tây Dương (Belghit và cộng sự, 2014)
Một nghiên cứu của Trushenski và cộng sự (2012) phát hiện ra rằng việc bổ sung MCFAs ở mức 1-2% trong khẩu phần ăn của cá rô phi cải thiện tăng trọng 8-12% đồng thời giảm sự hiện diện của vi khuẩn gây bệnh trong đường ruột.
Động vật giáp xác
Trong nuôi tôm, MCFAs đã cho kết quả đầy hứa hẹn:
Cải thiện tăng trưởng và hiệu quả thức ăn ở tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Wang và cộng sự, 2015)
Tăng cường đáp ứng miễn dịch chống lại Vibrio parahaemolyticus (Huang và cộng sự, 2011)
Giảm tỷ lệ tử vong trong các thách thức bệnh tật (Silveira và cộng sự, 2018)
Nghiên cứu của Romano và cộng sự (2015) chứng minh rằng bổ sung axit caprylic ở mức 0,5% khẩu phần ăn cải thiện tỷ lệ sống sót 22% trong quá trình thử nghiệm với Vibrio harveyi ở tôm thẻ chân trắng.
Tỷ lệ bổ sung tối ưu và ứng dụng thực tế
Bổ sung MCFA hiệu quả đòi hỏi xem xét một số yếu tố:
Tỷ lệ bổ sung
Tỷ lệ bổ sung tối ưu thay đổi theo loài, giai đoạn sống và mục tiêu sản xuất:
Cân nhắc công thức
Hiệu quả của MCFAs có thể bị ảnh hưởng bởi:
Chiến lược triển khai
Các phương pháp triển khai chiến lược bao gồm:
Cân nhắc kinh tế
Mặc dù MCFAs thường đại diện cho một thành phần cao cấp, giá trị kinh tế của chúng nên được đánh giá xem xét:
Nghiên cứu của Sun và cộng sự (2018) phát hiện rằng mặc dù chi phí thức ăn tăng 3-5%, bổ sung MCFA trong khẩu phần ăn của lợn mang lại lợi ích kinh tế ròng từ 1,85-2,40 đô la Mỹ mỗi con lợn do cải thiện hiệu suất và giảm can thiệp y tế.
Kết luận
Bằng chứng khoa học ủng hộ MCFAs như những công cụ dinh dưỡng có giá trị trong sản xuất động vật hiện đại. Sự kết hợp độc đáo giữa đặc tính kháng khuẩn và lợi ích chuyển hóa đặt chúng như những lựa chọn thay thế hiệu quả cho chất kích thích tăng trưởng kháng sinh đồng thời hỗ trợ sức khỏe tiêu hóa và hiệu suất.
Khi
nghiên cứu tiếp tục làm sáng tỏ chiến lược ứng dụng tối ưu giữa các loài và hệ
thống sản xuất, MCFAs có khả năng đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sản
xuất động vật bền vững. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm nhắm
mục tiêu chính xác hơn của các công thức MCFA cụ thể để giải quyết các thách
thức sản xuất cụ thể và tinh chỉnh thêm các hệ thống phân phối để tối đa hóa
hiệu quả.
