Nghiên cứu sử dụng lá sắn như nguồn protein trong khẩu phần lợn thịt

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 46, 2008 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG LÁ SẮN NHƯ NGUỒN PROTEIN TRONG KHẨU PHẦN LỢN THỊT Dư Thanh Hằng Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế TÓM TẮT Lá sắn là nguồn thức ăn giầu protein, tuy nhiên sự hiện diện của cyanogenic glucosides trong lá đã hạn chế khả năng sử dụng của loại thức ăn này. Thành phần dinh dưỡng và độc tố trong lá của 12 giống sắn khác nhau, được lấy ở phần ngọn của cây khi thu hoạch củ. Kết quả phân tích cho thấy, thành phần protein thô biến động từ 23,7 đến 29,5% trong vật chất khô (DM) và hàm lượng HCN từ 610 tới 1840mg/kgDM. Băm, rửa và phơi héo là cách chế biến đơn giản dễ áp dụng ở mức nông hộ. Kết quả cho thấy: hàm lượng HCN giảm được 58% sau khi phơi héo. Bằng phương pháp rửa hay băm rồi rửa, nồng độ HCN giảm khoảng 16 đến 21%. Trong nghiên cứu này, lượng lá sắn ăn vào ở lợn là trên 30% (tính theo DM) và lượng HCN ăn vào là 373 mg/ngày với phương pháp rửa hay băm rửa và 146 mg/ngày bằng phương pháp phơi héo. Lượng lá sắn đóng góp từ 37 đến 39% vật chất khô khẩu phần và từ 71 đến 74% tổng lượng protein. ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam, sắn (Manihot esculenta, Crant) là cây trồng chiếm diện tích và năng suất đứng thứ ba sau lúa và ngô. Diện tích trồng vào khoảng 424 nghìn ha (FAO 2006). Đây là cây trồng truyền thống lâu đời để lấy củ làm thức ăn cho người, gia súc và ngành công nghiệp chế biến tinh bột sắn dùng trong nước và xuất khẩu. Những năm gần đây, các nhà nghiên cứu tập trung tìm hiểu lá sắn như là nguồn thức ăn bổ sung đạm cho gia súc nhai lại (Preston 2001; Wanapat 2001) và gia súc dạ dày đơn (Bùi Huy Như Phúc và cộng sự 2001). Yếu tố hạn chế lớn nhất của việc sử dụng sắn làm thức ăn cho gia súc là sự có mặt của cyanogenic glucosides, sản phẩm này dễ dàng bị thủy phân để tạo ra hydrocyanic acid (HCN) khi tế bào bị trầy sước hay bị phá vỡ trong quá trình chế biến hay tiêu hóa ở gia súc. Nồng độ HCN trong lá chịu ảnh hưởng của yếu tố giống, thổ nhưỡng, khí hậu và đặc biệt là giai đoạn sinh trưởng (Ravindran 1995). Rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng nồng độ HCN trong lá có thể được giảm đi đáng kể bằng phương pháp phơi khô (Bùi Văn Chính, Lê Viết Ly 2001) và ủ chua (Ly and Rodriguez 2001). Tuy nhiên, phơi khô là phương pháp không dễ áp dụng ở miền Trung Việt Nam vì mùa thu hoạch sắn bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 12 là những tháng mưa nhiều, còn ủ chua đòi hỏi công lao động, chi phí vật liệu kèm theo. Vì vậy, nghiên cứu sử dụng và đưa ra những phương pháp chế biến đơn giản như băm ngắn, rửa hay phơi héo là những hình thức dễ thực hiện không tốn nhiều công sức và có hiệu quả trong chăn nuôi nông hộ hiện nay. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TN1: Ảnh hưởng của giống khác nhau đến thành phần vật chất khô, protein và HCN ở lá sắn tại thời điểm thu hoạch củ. 20 giống sắn khác nhau được trồng trong cùng một điều kiện và thời gian, thí nghiệm được thiết kế theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn với diện tích 2x5 m và 3 lần lặp lại cho mỗi giống. Sắn được trồng bằng hom với khoảng cách 50x30 cm. Mẫu lá được lấy để phân tích thành phần hóa học tại thời điểm thu hoạch củ (180 ngày) về vật chất khô, protein và HCN theo qui trình của AOAC (1990). TN2: Ảnh hưởng của phương pháp băm ngắn và phơi héo đến nồng độ HCN trong lá sắn. Lá sắn thuộc giống sắn cao sản được hái vào lúc 9 giờ sáng. Sau đó được ngắt bỏ cọng, băm ngắn (2-3 cm) và trải rộng trên tấm bạt ni lông phơi héo dưới hiên nhà đến 9 giờ sáng hôm sau. Mẫu được lấy để phân tích ngay tại các thời điểm phơi héo 9.00 giờ (0 giờ), 12, 15, 18 và 9 giờ sáng hôm sau. Mẫu lá được lấy sau 60 ngày của giai đoạn sinh trưởng tại 1/3 chiều cao của cây (từ dưới đất lên), và sau 180 ngày (giai đoạn thu hoạch củ) TN3: Theo dõi khả năng ăn vào lá sắn tươi ở lợn sinh trưởng Thiết kế thí nghiệm 3 nghiệm thức được so sánh trong một cặp ô vuông Latin, sử dụng 3 lợn cho mỗi giống trong một ô vuông (Móng Cái và F1 (Đại Bạch* Móng Cái)) W: Lá sắn tươi sau thu hoạch được bỏ cọng, rửa và cho ăn ngay CW: Lá sắn tươi sau thu hoạch được bỏ cọng, băm ngắn và rửa rồi cho ăn CWW: Lá sắn tươi được băm ngắn, rửa, phơi héo qua đêm trong hiên nhà. Thức ăn cơ sở bao gồm sắn củ ủ chua trộn với cám (theo tỷ lệ 2:1 theo trọng lượng tươi) với hàm lượng protein thô ước tính là 6,2% (Theo vật chất khô) Thức ăn và nuôi dưỡng Lá sắn được lấy tại thời điểm thu hoạch củ (180 ngày), bỏ cọng và được rửa 2 lần trong chậu nhựa (mỗi lần 5 phút với lượng nước 10 lít cho 2 kg lá) cho lô TN “W”; Lá được băm ngắn (2-3 cm) và sau đó rửa như lô “W”cho lô TN “CW”. Và lô còn lại, lô “CWW” lá được chế biến giống lô “CW” nhưng lá được phơi héo qua đêm dưới hiên nhà trước khi cho ăn. Củ sắn được ủ theo qui trình: rửa sạch, nghiền nhỏ và trộn với 0,5% NaCl ủ trong điều kiện yếm khí sau 21 ngày mới cho ăn. Trước khi cho ăn, sắn củ ủ và cám gạo được trộn theo tỷ lệ 2:1 (Theo trọng lượng tươi). Trong suốt giai đoạn làm quen thí nghiệm, lá sắn và thức ăn cơ sở (củ sắn ủ trộn với cám) được cho ăn tự do trong máng riêng để từ đó ước tính lượng lá và lượng thức ăn cơ sở cho giai đoạn thí nghiệm Giai đoạn thí nghiệm (21 ngày), mức cho ăn của thức ăn cơ sở là 80% mức ăn tự do trong giai đoạn nuôi thích nghi, trong khi đó lá sắn vẫn cho ăn tự do như giai đoạn thích nghi, Cả hai loại thức ăn này không trộn chung vào nhau mà được cho ăn riêng từng loại. Thức ăn cơ sở cho ăn 3 lần/ngày vào lúc 06.00, 12.00 và 18.00 giờ. Lá sắn cho ăn 4 lần/ngày vào lúc 08.00, 10.00, 14.00 và 16.00 giờ. Động vật thí nghiệm Sáu lợn Móng Cái và F1 (Đại Bạch x Móng Cái) có trọng lượng ban đầu 23 kg. Lợn được chia thành 2 ô vuông Latin với 3 lô thí nghiệm (2[3x3]) với giai đoạn 14 ngày (bảng 1). Bảng 1: Bố trí thí nghiệm Giai đoạn/Lợn MC1 MC2 MC3 LM1 LM2 LM3 1 CW W CWW CW W CWW 2 W CWW CW W CWW CW 3 CWW CW W CWW CW W MC: Lợn Móng cái LM: F1 (Đại Bạch x Móng Cái) CW: Lá sắn băm ngắn, rửa. W: Lá sắn để nguyên lá, rửa. CWW: Lá sắn băm ngắn, rửa và phơi héo. Chỉ tiêu theo dõi Thức ăn cho ăn, thức ăn thừa được cân trước và sau khi cho ăn. Mẫu thức ăn được lấy theo kiểu ngẫu nhiên để phân tích vật chất khô (VCK), protein thô và HCN theo tiêu chuẩn của AOAC (1990). KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thành phần hóa học của lá ở 20 giống sắn lấy ở phần lá non còn lại trên ngọn của cây tại giai đoạn thu hoạch củ biến động từ 23.7 đến 31.1% về VCK; 23.7 đến 29.5% về protein thô (theo VCK) và 610 đến 1840 về HCN (mg/kg VCK) (bảng 2). Giá trị protein thô trong nghiên cứu này thấp hơn giá trị đã được công bố của Ravindran (1995) (16.7 đến 39.9%) nhưng tương tự như kết quả nghiên cứư của Bùi Huy Nhu Phúc và cộng tác viên (2001) về các giống sắn được trồng ở miền Nam Việt Nam (21 đến 34%). Những nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng thành phần hóa học trong lá ở nhũng giống sắn khác nhau thì khác nhau (Ravindran 1990; Eggum 1970). Thành phần acid amin thiết yếu trong protein của lá sắn đã được so sánh gần tương đương với cỏ alfalfa và bột đậu tương (Phúc and Lindberg 2001). Tuy nhiên hạn chế lớn nhất của việc sử dụng lá sắn làm thức ăn cho gia súc đó là sự có mặt đáng kể của độc tố cyanide. Trong nghiên cứu này, hàm lượng độc tố biến động từ 610 đến 1840 mg/kg VCK. Sự biến động lớn của giá trị này ở các giống là do yếu tố về gien, trạng thái sinh lý, thổ nhưỡng, điều kiện khí hậu khác nhau (Gomez and Valdivieso 1985). Trong nghiên cứu này, yếu tố môi trường được khống chế (Đất, phân bón..) là giống nhau, vì vậy nhân tố ảnh hưởng chính tới nồng độ HCN là sự khác nhau về giống. Phạm Sỹ Tiệp và Nguyễn Văn Đồng (1998) thông báo thành phần HCN của lá tại thời điểm thu hoạch củ theo tuổi và tuổi trưởng thành: 442 (mg/kg dạng tươi) ở phần lá xanh trên ngọn, 365 ở phần lá xanh phía dưới ngọn, 42.9 ở lá trưởng thành và 4.4 ở lá già nhất. Trong nghiên cứu này tại thời điểm thu hoạch củ, phần lá còn lại trên ngọn cây là những lá non xanh nồng độ HCN trung bình (349 mg/kg dạng tươi) kết quả này tương tự như công bố của Phạm Sỹ Tiệp và Nguyễn Văn Đồng (1998). Dương Thanh Liêm (1998) (từ 305 đến 425 mg/kg lá tươi).. Bảng 2: Thành phần hóa học của 20 giống sắn Giống sắn Vật chất khô (%) Protein (% VCK) HCN (mg/kg ) HCN (mg/kg VCK) Ba Trăng 30,2 21,1 181 610 Nếp Hồng Hạ 31,1 25,1 268 863 KM140-1 26,2 26,7 233 880 CMR258-2 26,9 26,2 261 971 KM32 26,3 27,6 268 1018 KM94 29,9 25,0 322 1079 KM98-1 28,5 23,7 320 1121 Xanh Phú Thọ 27,4 20,4 317 1158 SM927-36 27,2 26,0 334 1227 KM98-2 27,3 26,3 360 1319 Sắn đỏ 26,9 25,9 371 1378 SM1447-7 27,5 23,8 397 1411 KM21-10 21,8 23,3 326 1496 HL23 24,4 29,5 368 1509 Cao sản 30,5 29,3 462 1517 KM108-2 25,8 24,5 393 1525 KM95 26,9 25,4 442 1642 KM140-2 25,5 27,2 434 1701 CMR3515-8 26,2 24,0 447 1709 SM1717-12 26,3 27,2 483 1840 Giống cao sản Ảnh hưởng của phương pháp băm ngắn và phơi héo đến nồng độ HCN trong lá Nồng độ HCN đã giảm 58% ở lá sắn tươi sau khi phơi héo dưới mái hiên sau 24 giờ (bảng 3) kết quả này cũng tương tự như các báo cáo của Bùi Văn Chính và Lê Viết Ly (1996), (60%) nhưng thấp hơn nếu phơi nắng trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời, giảm 90% (Gomez and Valdivieso 1985; Ravindran et al 1987). Lá ở giai đoạn 60-ngày phơi héo khô nhanh hơn, cho giá trị VCK cao hơn nhưng nồng độ HCN ít biến đổi giữa 2 loại lá. Bảng 3: Ảnh hưởng của thời gian phơi héo đến thành phần vật chất khô và HCN trong lá sắn tươi tại thời điểm thu hoạch củ (180 ngày) và thời điểm sinh trưởng (60 ngày) Thời gian phơi héo (giờ) 0 3 6 9 24 SEM/P Vật chất khô, % Thời điểm thu hoạch củ* 26,7 28,8 29,6 33,8 40,4 0,43/0,001 Sau 60 ngày# 30,2 37,4 50,7 57,4 63,9 0,37/0,001 HCN, mg/kg DM Thời điểm thu hoạch củ* 1197 1102 885 883 626 52,4/0,002 Sau 60 ngày# 1435 1081 932 814 393 100/0,001 * Lá còn lại trên ngọn của cây; # Lá ở 1/3 chiều cao của cây từ dưới đất lên Theo dõi khả năng ăn vào ở lợn thịt Lá sắn thu về để nguyên lá và đem rửa (W), lá sau khi băm ngắn rồi rửa (CW) đã làm giảm nồng độ HCN (16 và 21%) (bảng 4); Mặc dù lượng giảm không nhiều nhưng thực tế quan sát trên thí nghiệm cho thấy, nếu lá sắn tươi thu về không được rửa mà cho ăn ngay, nước tiểu của lợn (cả giống Móng Cái và F1) đều có mầu đỏ hoặc mầu sẫm. Lá sau khi băm ngắn, rửa và phơi héo qua đêm (CWW) đã làm giảm đáng kể lượng HCN trong lá (82%). Bảng 4: Thành phần hóa học của lá sắn (lá tươi), sau khi rửa (W), băm và rửa(CW) và băm, rửa và phơi héo (CWW) Lá tươi W CW CWW SE/P VCK (%) 26,3 19,4 20,1 40,2 0,20/0,001 HCN (mg/kg DM) 1427 1202 1124 252 110/0,001 Tỷ lệ giảm (%) 0 16 21 82 Mặc dù có sự khác nhau lớn về thành phần HCN trong lá sắn sau 3 cách xử lý (bảng 4) bằng hình thức rửa có băm ngắn hay không được băm ngắn và phơi héo, nhưng lại không gây ảnh hưởng đến lượng vật chất khô ăn vào của thức ăn cơ sở (hỗn hợp sắn ủ/cám) và lá sắn tươi sau xử lý (bảng 5). Lượng lá sắn lợn ăn vào chiếm trên 30% tổng lượng vật chất khô của khẩu phần (đồ thị 2), lượng HCN ăn vào là 373 và 337 mg/ngày với hình thức rửa và băm /rửa, so với 146mg/ngày ở lá có phơi héo (bảng 6). Mức gây độc đã được công bố của HCN (mg/kg trọng lượng sống) ở lợn là 1,4 (Getter and Baine 1938); 2,1 đến 2,3 (Johnson and Ramond 1965); 4,4 (Butler 1973) và 3,5 (Tewe 1995). Kết quả của nghiên cứu này cao hơn nhiều so với các số liệu đã công bố (từ 6,0 to 15 mg/kg trọng lượng sống) mà không có biểu hiện nào về sự ngộ độc. Bảng 5: Giá trị trung bình về lượng VCK ăn vào (g/kg trọng lượng sống) ở lợn Móng Cái và F1 khi nuôi bằng sắn ủ/cám với lá sắn tươi sau khi rửa; Băm và rửa; Và băm, rửa, phơi héo Sắn củ ủ + cám Lá sắn Tổng VCK Móng Cái Băm rửa 16,7 10,0 26,7 Băm rửa phơi héo 21,2 10,6 31,8 Rửa 25,3 9,5 34,8 F1 (Large White*Móng Cái) Băm rửa 17,2 9,9 27,1 Băm rửa phơi héo 21,3 11,4 32,6 Rửa 16,5 10,3 26,8 Trung bình giữa các giống Băm rửa 16,9 9,97 26,9 Băm rửa phơi héo 21,2 11,0 32,2 Rửa 20,9 9,89 30,8 SEM 1,71 0,4 1,67 Prob. 0,15 0,13 0,074 Tổng lượng lá sắn ăn vào chiếm 37 đến 39% tổng lượng VCK ăn vào và đóng góp lượng protein thô từ 71 đến 74% tổng protein của khẩu phần, nâng tỷ lệ protein khẩu phần lên 15% (tính theo VCK) (bảng 6). Mức protein đóng góp từ lá sắn cao hơn nhiều so với các nghiên cứu đã công bố của Bui Huy Nhu Phuc 2001; Ly and Rodriguez 2001. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây nhất ở Cambodia (Chhay Ty và Preston 2005) lượng lá sắn đóng góp 42% tổng VCK của khẩu phần và 70% tổng lượng protein ở khẩu phần là tấm gạo ở lợn sinh trưởng. Bảng 6: Lượng lá sắn ăn vào ở lợn theo phương pháp chế biến khác nhau CW W CWW SEM/P Lá sắn ăn vào, g/ngày Tươi 1277 1228 687 VCK 248 247 277 13.56/0.22 Tỷ lệ đóng góp của lá trong khẩu phần, % So với tổng VCK 38.6 38.27 37.3 2.213/0.909 So với tổng protein 73.6 71.1 71.2 1.933/0.594 Protein (%) 14.8 14.7 14.5 0.493/0.909 KẾT LUẬN Lợn cho ăn hạn chế (80% lượng ăn tự do) hỗn hợp 2:1 sắn củ ủ + cám và ăn tự do lá sắn đã được xử lý: Rửa, băm rửa; và băm rửa phơi héo, lượng VCK ăn vào giữa các lô không có sự sai khác về thống kê (P>0,05) biến động từ 27 tới 32 g VCK/ kg trọng lượng cơ thể. Mức HCN đã giảm nhẹ (16%) sau khi rửa và hầu như giảm hoàn toàn sau phơi héo (82%), lượng HCN thực tế lợn ăn vào từ 6,0 đến 15 mg/kg trọng lượng, mức này cao hơn nhiều so với mức an toàn đã được công bố (1,4 đến 4,4 mg/kg trọng lượng). Lượng lá sắn tiêu thụ đã đóng góp 38% lượng VCK và 70% tổng lượng protein của khẩu phần TÀI LIỆU THAM KHẢO AOAC. Official method of analysis, 13th edition Association of Official Analytical Chemists, Washington DC (1990) Bui Huy Nhu Phuc, Ogle B and Lindberg J K. Nutritive value of cassava leaves for monogastric animals; Proceedings of workshop on “Use of cassava as animal feed”, Khon Kaen University, Thailand (2001) Bui van Chinh and Le Viet Ly. Study on the processing and use of cassava tops as animal feed. (2001) Butler G W. Physiological and genetic aspects of cyanogenesis in cassava and other plants, Chronic cassava toxicity. Proceedings of the Interdisciplinary Workshop, London England, IDRC -010e (1973) 65-71. Chhay Ty and Preston T R. Effect of water spinach and fresh cassava leaves on intake, digestibility and N retention in growing pigs;  Livestock Research for Rural Development. Vol. 17, Art. #14 Retrieved, from (2005) CIAT 1970 Swine nutrition unit annual report. CIAT, Cali, Colombia. Duong Thanh Liem. Study on the use of different kinds of leaf meal for broiler chickens Agricultural Science and Technology, Hanoi (1998) 165-167. Eggum O L. The protein quality of cassava leaves. British Journal of Nutrition 24 (1970) 761-769. Getter A O and Baine J. Research on cyanide detoxification. Amer. J. Med. Sci., (1938) 185-189. Gomez G and Valdivieso M. Cassava foliage: chemical composition, cyanide content and effect of drying on cyanide elimination. Journal of the Science of Food and Agriculture 36 (1985) 433-441. Johnson R M and Ramond W D. The chemical composition of some Tropical food plants" Manioc. Tropical Science 7 (1965) 109-115. Ly J and Rodriguez L. Studies on the nutritive value of ensiled cassava leaves for pigs in Cambodia. Proceedings of workshop on “Use of cassava as animal feed”, Khon Kaen University, Thailand (2001) Phuc B H N and Lindberg J E . Ileal digestibility of amino acids in growing pigs fed a cassava root meal diet with inclusion of cassava leaves, leucaena leaves and groundnut foliage. Anim. Sci. 72 (2001) 511-517. Preston T R. Potential of cassava in integrated farming systems. Proceedings of workshop on “Use of cassava as animal feed”, Khon Kaen University, Thailand (2001) Ravindran V. Feeding value and digestibility of cassava leaf meal for growing pigs. Proceedings Fifth Australasian Animal Production Congress. Volume 3, Taipei, Taiwan (1990) 20. Ravindran V. Preparation of cassava leaf products and their use as animal feeds. In: Roots, tubers, plantains and bananas in animal feeding, FAO Animal Production and Health Paper, No 95. (1995) 11-116. Ravindran V, Kornegay E T and Rajaguru A S B. Influence of processing methods and storage time on the cyanide potential of cassava leaf meal. Animal Feed Science and Technology 17 (1987) 227-234. Tewe O O. Detoxification of cassava products and effects of residual toxins on consuming animals. In: Roots, tubers, plantains and bananas in animal feeding. FAO Animal Production and Health Paper No 95 (1995) 81-95. Wanapat M. Role of cassava hay as animal feed in the tropics. Proceedings of workshop on “Use of cassava as animal feed”, Khon Kaen University, Thailand (2001) STUDY ON THE USE OF CASSAVA LEAVES AS A PROTEIN SUPPLY IN DAILY DIETS OF PIGS Du Thanh Hang College of Agriculture and Forestry, Hue University SUMMARY Leaves of twenty cassava varieties at the time of root harvesting, ranged from 23.7 to 31.1% for DM, 23.7 to 29.5% for crude protein (in DM) and 610 to 1840 for HCN (mg/kg DM) were studied.. Leaves collected from a high-yielding variety after 60 days of growth and at root harvest (180 days) were wilted for 24 hours. The HCN level reduced by 58% after 24 hours with no difference between the two sources of leaves. Three simple methods to reduce the HCN content of cassava leaves before feeding (washing, chopping and washing; and chopping, washing and wilting) were compared in a feeding trial with 6 pigs of 25 kg mean live weight (3 Mong Cai and 3 F1 [Large White*Mong Cai]) in a double Latin square arrangement 2[3*3) with 21-day periods. The fresh cassava leaves were readily consumed providing 38% of the dietary DM and over 70% of the dietary protein with no effect of processing method on total DM intake, which ranged from 27 to 31 g/kg live weight. Levels of HCN were reduced slightly (16%) by washing and substantially (82%) by wilting, resulting in intakes of HCN between 6.0 and 15 mg/kg live weight, levels considerably higher than previously reported as safe to avoid toxicity (1.4 to 4.4 mg/kg live weight). There were no apparent symptoms of HCN toxicity.