Triển vọng dùng đất hiếm làm phụ gia cho thức ăn chăn nuôi

158

Lĩnh vực chăn nuôi thủy sản hiện đang có nhu cầu về các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi mới do luật pháp ở một số quốc gia cấm đưa chất kháng sinh thúc đẩy tăng trưởng vào khẩu phần ăn của vật nuôi do tính kháng thuốc kháng sinh (EU đã cảnh báo về tình trạng dư lượng thuốc kháng sinh trong mặt hàng thủy sản tại Việt Nam. EU đưa ra thông báo các cơ sở chế biến thủy sản của Việt Nam sẽ bị EU đưa ra khỏi danh sách được phép nhập khẩu vào thị trường EU trong trường hợp có lô hàng thủy sản xuất khẩu vào thị trường này bị cảnh báo có hóa chất kháng sinh cấm thuộc quy định tại phụ lục 2, quy định EU số 37/2010 – nguồn https://www.eurofins.vn). Trong bối cảnh này, các nguyên tố đất hiếm đã được các chuyên gia dinh dưỡng động vật chú ý như là chất thúc đẩy tăng trưởng tiềm năng có thể thay thế kháng sinh nhưng vẫn đảm bảo các điều kiện như: Nguồn gốc tự nhiên sẵn có, an toàn, không tốn kém, có khả năng nâng cao năng suất vật nuôi.

 

Dùng đất hiếm làm phụ gia cho thức ăn chăn nuôi. Ảnh: ATOMFEED

 

Phụ gia thức ăn chăn nuôi là các thành phần/ hợp chất hóa học hoặc kết hợp cả hai loại để thêm vào khẩu phần cơ bản, đáp ứng các yêu cầu cụ thể hoặc để cải thiện tăng trọng, hiệu quả sử dụng thức ăn và kiểm soát dịch bệnh ở vật nuôi. Phụ gia thức ăn chăn nuôi nói chung được phân loại thành phụ gia thức ăn dinh dưỡng (axit amin, khoáng chất và vitamin) và không dinh dưỡng (kháng sinh, hormone, enzym, prebiotics, nuôi cấy nấm men, chất kết dính viên, chất chống oxy hóa, v.v.). Các hợp chất chống vi trùng như kháng sinh trước đây được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi với mục đích điều trị để chữa bệnh và ngăn ngừa các bệnh truyền nhiễm. Tác dụng thúc đẩy tăng trưởng của thuốc kháng sinh đã nhanh chóng được chú ý trong hệ thống chăn nuôi thâm canh nên đã được thêm với lượng dưới liều điều trị vào thức ăn gia súc như một chất phụ gia trong gần 6 thập kỷ. Các hợp chất này cũng cải thiện việc sử dụng thức ăn (2% đến 5%) và giảm tỷ lệ mắc bệnh cũng như tỷ lệ tử vong do các bệnh lâm sàng và cận lâm sàng. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi kháng sinh ở liều bằng hoặc thấp hơn liều điều trị trong thời gian dài tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh sôi của các vi sinh vật kháng thuốc kháng sinh ở động vật, thực vật và đất.

 

Đất hiếm là một chất phụ gia thức ăn chăn nuôi không hoàn toàn mới vì chúng đã được sử dụng thành công làm phân bón trong sản xuất thực vật và làm chất thúc đẩy tăng trưởng trong chăn nuôi trong nhiều thập kỷ ở Trung Quốc,  các báo cáo ở nước này đã cho thấy tác dụng nâng cao hiệu suất ở gần như tất cả các danh mục vật nuôi bao gồm cả bò thịt và bò sữa.

 

Dù tên gọi là đất hiếm nhưng các chất này là một nhóm các nguyên tố hóa học đại diện cho thành phần phong phú thứ 15 của vỏ Trái đất. Theo bảng tuần hoàn, bán kính nguyên tử của Ce và La (thuộc loại đất hiếm) là tương tự như của Ca hoặc các ion kim loại khác; do đó, chúng có thể thay thế Ca hoặc các ion kim loại khác trong quá trình vật nuôi chuyển hóa tăng trưởng.

 

Về cải thiện khả năng tiêu hóa và sử dụng chất dinh dưỡng, đất hiếm được bổ sung qua đường ăn uống thường tích lũy trong hệ tiêu hóa và thúc đẩy sự tiết dịch tiêu hóa và ảnh hưởng đến tính thẩm thấu của ruột, do đó tăng cường sự hấp thu các chất dinh dưỡng cũng như khả năng tiêu hóa.

 

Mặt khác, do tính kém hấp thu đất hiếm nên các chất này có khả năng được tích tụ trong hệ tiêu hóa, dẫn đến ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn có hại, tạo nên tác dụng chống vi khuẩn, chống viêm cũng như tăng khả năng tiêu hóa các chất dinh dưỡng trong hệ tiêu hóa. Những cơ chế này cho thấy đất hiếm có thể kích thích các vi sinh vật hoặc enzym tiêu hóa và làm tăng các hoạt động phân giải sợi và phân giải protein của động vật nhai lại. Hơn nữa, sự ngon miệng trong ăn uống vẫn không bị ảnh hưởng vì những nguyên tố này thường không có vị trong tự nhiên. Do đó, các đặc tính có lợi của việc bổ sung đất hiếm trong khẩu phần ăn của động vật có thể thông qua ảnh hưởng của nó đối với lượng thức ăn ăn vào, tốc độ ăn và khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng.

 

Kerstin Redling trong cuốn Các nguyên tố đất hiếm dùng trong nông nghiệp – chú trọng mảng chăn nuôi xuất bản năm 2006 đã nghiên cứu các tác động của đất hiếm đến môi trường và kết luận, có vẻ như đất hiếm không có khả năng gây ra bất kỳ ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nào trong tương lai gần vì độc tính sinh thái và nồng độ của chúng quá thấp. Ngoài ra, sử dụng đất hiếm làm chất phụ gia thức ăn chăn nuôi thậm chí có thể có tác động tích cực đến môi trường do tăng hiệu suất hấp thụ nên giảm lượng phân từ vật nuôi thải ra môi trường. Tuy nhiên các nhà nghiên cứu vẫn đề xuất nên có thêm những nghiên cứu có hệ thống về hiệu ứng sinh hóa môi trường của các nguyên tố đất hiếm trong các hệ thống đất – thực vật.

 

Tạp chí EFSA do John Wiley and Sons Ltd đại diện Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu xuất bản năm 2019 đã cho biết, theo yêu cầu từ Ủy ban Châu Âu, Ban Hội thẩm về Phụ gia và Sản phẩm hoặc Chất được sử dụng trong Thức ăn chăn nuôi (FEEDAP) đã được yêu cầu đưa ra ý kiến ​​khoa học về dữ liệu bổ sung cho việc sử dụng Lancer làm phụ gia thức ăn cho lợn con đã cai sữa (Lancer là  phụ gia thức ăn chăn nuôi chủ yếu bao gồm hai nguyên tố đất hiếm, lantan (La) và xeri (Ce), ở dạng muối citrat- EFSA Journal 2013;11(5):3206). Ban FEEDAP đã cân nhắc việc vẫn còn sự không chắc chắn về khả năng phát triển độc tính thần kinh của Lancer vì không thể xác định mức tác dụng ngoại ý không quan sát được. Tuy nhiên việc phơi nhiễm La và Ce trong các sản phẩm động vật dùng Lancer ở mức 250mg/kg thức ăn sẽ không góp phần đáng kể vào mức phơi nhiễm nền, Ban FEEDAP kết luận là Lancer ở mức 250mg/kg thức ăn cho lợn con đã cai sữa (ở 120 ngày tuổi trở lên) là không đáng lo ngại về an toàn cho người tiêu dùng và cho môi trường.

 

Ngày 1 tháng 10 năm 2020, Ủy ban Châu Âu (EU) đã ban hành Quy chế thực hiện của Ủy ban (EU) 2020/1370 liên quan đến việc cho phép sản xuất lanthanide citrate làm phụ gia thức ăn cho lợn con đã cai sữa. Ủy ban ban hành Quy chế trên cơ sở căn cứ vào các quy định hiện hành theo chức năng của Ủy ban; quy chế (EC) số 1831/2003 về việc cho phép các chất phụ gia được sử dụng trong dinh dưỡng động vật và các cơ sở và thủ tục để được cấp phép; hồ sơ đệ trình của chủ sở hữu ủy quyền Treibacher Industrie AG kèm theo các chi tiết và tài liệu được yêu cầu theo Điều 7 (3) của Quy chế (EC) số 1831/2003 và ý kiến kết luận của Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu vào ngày 16 tháng 4 năm 2013, ngày 20 tháng 4 năm 2016 và ngày 12 tháng 11 năm 2019 rằng, theo các điều kiện sử dụng được đề xuất, Lanthanide citrate không có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe vật nuôi, an toàn cho người tiêu dùng hoặc môi trường. Tuy nhiên các dữ liệu đối với độc tính cấp tính đường hô hấp thể hiện bụi có độc tính thấp, nên tránh tiếp xúc lâu dài hoặc lặp lại với chất phụ gia và cần thực hiện các biện pháp bảo vệ thích hợp để ngăn ngừa các ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, đặc biệt là đối với người sử dụng chất phụ gia. Cơ quan cũng kết luận rằng chất phụ gia này có tiềm năng hiệu quả trong việc cải thiện sự tăng trưởng của lợn con đã cai sữa. Cơ quan cho rằng không cần có các yêu cầu cụ thể về giám sát sau khi đưa ra thị trường. Cơ quan đã thẩm định báo cáo được nộp về phương pháp phân tích phụ gia thức ăn trong thức ăn chăn nuôi do Phòng thí nghiệm Tham chiếu thiết lập theo Quy chế (EC) số 1831/2003.

 

Quy chế (EU) 2020/1370 cũng đã quy định rõ cho phép sử dụng chế phẩm lanthanide citrate  làm chất phụ gia trong dinh dưỡng động vật trên cơ sở tuân theo các điều kiện quy định trong Phụ lục liên quan đi kèm Quy chế gồm: Các điều kiện bảo quản và độ ổn định đối với quá trình xử lý nhiệt phải được nêu trong hướng dẫn sử dụng phụ gia và hỗn hợp trộn sẵn. Người sử dụng phụ gia và hỗn hợp pha trộn, các nhà kinh doanh thức ăn chăn nuôi phải thiết lập các quy trình hoạt động và các biện pháp tổ chức để giải quyết các rủi ro tiềm ẩn do sử dụng chúng. Trong trường hợp không thể loại bỏ hoặc giảm thiểu những rủi ro đó bằng các quy trình và biện pháp nêu trên thì phụ gia và hỗn hợp trộn phải được sử dụng cùng với thiết bị bảo vệ cá nhân, bao gồm thiết bị bảo vệ da, mắt và hô hấp. Quy chế này sẽ có giá trị ràng buộc toàn bộ và áp dụng trực tiếp ở tất cả các Quốc gia Thành viên.

 

Khái quát lại, việc sử dụng đất hiếm để cải thiện chất đất hoặc làm phụ gia cho thức ăn chăn nuôi đã và đang thực hiện tốt ở Trung Quốc và EU, mang đến những thách thức gợi mở và kích thích trên toàn thế giới nhằm cải thiện năng suất cây trồng hoặc vật nuôi. Các nguyên tố đất hiếm có thể là một bước đột phá quan trọng tiềm tàng trong nông học giữa bối cảnh vấn đề an ninh lương thực toàn cầu ngày càng gia tăng. Tuy nhiên cũng như các ứng dụng khoa học khác trong đời sống, việc nghiên cứu nâng cao và quyết định ứng dụng dựa trên các dữ liệu sẵn có và việc nghiên cứu kỹ càng luôn là điều cần thiết.

 

Biên dịch và tổng hợp: Cao Hồng Lan, Ban Hợp tác quốc tế

 

Tài liệu tham khảo:

  1. Perspectives for rare earth elements as feed additive in livestock – A review; Hujaz Tariq1,*, Amit Sharma2, Srobana Sarkar3, Lamella Ojha1, Ravi Prakash Pal1, and Veena Mani, Jounal of Animal Science; Vol. 33, No. 3:373-381 March 2020
  2. An Updated Review of Toxicity Effect of the Rare Earth Elements (REEs) on Aquatic Organisms, Nemi Malhotra,1 Hua-Shu Hsu,2 Sung-Tzu Liang,3 Marri Jmelou M. Roldan,4 Jiann-Shing Lee,2,* Tzong-Rong Ger,1,5,* and Chung-Der Hsiao3,5,6,*, Animals (Basel). 2020 Sep; 10(9): 1663. Published online 2020 Sep 16. doi: 10.3390/ani10091663
  3. Review of Rare Earth Elements as Fertilizers and Feed Additives: A Knowledge Gap Analysis, Franca Tommasi1 · Philippe J. Thomas2 · Giovanni Pagano3 · Genevieve A. Perono4 · Rahime Oral5 ·Daniel M. Lyons6 · Maria Toscanesi3 · Marco Trifuoggi3, 2020, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, https://doi.org/10.1007/s00244-020-00773-4
  4. Impacts of rare earth elements on animal health and production: Highlights of cerium and lanthanum, Sameh A. Abdelnour a, Mohamed E. Abd El-Hack b,⁎, Asmaa F. Khafaga c, Ahmed E. Noreldin d,Muhammad Arif e, Maria T. Chaudhry f, Caterina Losaccog, Ahmed Abdeenh, Mohamed M. Abdel-Daim i,⁎ Science of the Total Environment 672 (2019) 1021–1032, journal homepage: www.elsevier.com/locate/scitotenv
  5. Safety of Lancer® (lanthanide citrate) as a zootechnical additive for weaned pigletsEFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP), SCIENTIFIC OPINION, ADOPTED: 12 November 2019, doi: 10.2903/j.efsa.2019.5912
  6. Official Journal of the European Union, Volume 63 Legislation, 2 October 2020