Nội dung có ở:
Ứng dụng trở kháng điện sinh học trong sản xuất gia cầm
Sản xuất gia cầm có thể đạt độ chính xác cao hơn và từ đó nâng cao năng suất thông qua việc đo lường thành phần cơ thể, thịt hoặc trứng chịu tác động của nhiều yếu tố khác nhau. Việc nắm rõ thành phần cơ thể vật nuôi là yếu tố then chốt vì nhiều lý do.
- Điều này giúp đánh giá nhu cầu dinh dưỡng, tác động của dưỡng chất lên chuyển hóa, xác định giá trị thịt và hàm lượng mỡ của thân thịt, đồng thời theo dõi tình trạng sức khỏe đàn.
Việc hiểu rõ tỷ lệ mỡ, cơ và xương trong cơ thể vật nuôi cho phép quản lý khẩu phần ăn hiệu quả hơn, dự báo chính xác tốc độ tăng trưởng và tối ưu hóa hiệu suất sản xuất.
- Thành phần cơ thể chịu sự chi phối của yếu tố di truyền, nhưng có thể thay đổi linh hoạt dưới tác động của nhiều yếu tố như dinh dưỡng, môi trường và tình trạng sức khỏe.
- Những thông tin này đặc biệt có giá trị đối với các công ty tích hợp, nhà máy chế biến thịt, chuyên gia di truyền và dinh dưỡng trong quá trình ra quyết định.
Các phương pháp hóa học ướt có thể được sử dụng để định lượng thành phần cơ thể. Tuy nhiên, những phương pháp này tốn kém, mất nhiều thời gian, có tính phá hủy mẫu, làm tăng biến động kết quả và không bền vững. Do đó, nhiều giải pháp thay thế đã được đề xuất. Trong số đó, quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) và phân tích trở kháng điện sinh học (BIA) là hai kỹ thuật có tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao nhất.
- Lợi ích của NIRS đã được trình bày trong các bài viết trước đây trên AviNews International. Trong bài viết này, chúng tôi tập trung thảo luận về BIA.
Phân tích trở kháng điện sinh học (BIA)
BIA là phương pháp không xâm lấn, an toàn, dễ sử dụng, có tính di động, cho kết quả thời gian thực và chi phí tương đối thấp. Phương pháp này đánh giá việc áp dụng dòng điện xoay chiều hằng định ở mức thấp lên các cấu trúc sinh học, tạo ra trở kháng phụ thuộc vào tần số khi dòng điện lan truyền. Trở kháng sinh học (Z) được đánh giá dựa trên ba yếu tố: điện trở (Rs), điện kháng (Xc) và góc pha (PA).
- Rs là thước đo mức độ tiêu tán năng lượng trong một vật thể hoặc chất lỏng dẫn điện.
- Xc liên quan đến khả năng lưu trữ năng lượng, còn góc pha (PA) là độ trễ thời gian giữa dòng điện kích thích và điện áp tạo ra bởi dòng xoay chiều.
- Các đặc tính điện được đo lường này phụ thuộc vào tính toàn vẹn của màng tế bào cũng như sự hiện diện của dịch ngoại bào và nội bào.
Trở kháng thường được ký hiệu là Z và được tính theo công thức: Z = √(Rs² + Xc²). Góc pha được tính theo công thức: PA = Arc tangent (Xc/Rs) * 180/π.
Rs và Xc (tính bằng Ohm) được đo bằng các thiết bị phân tích thành phần cơ thể. Các thiết bị này đo độ sụt áp tại mỗi điện cực gần sau khi dòng kích thích được áp vào các điện cực xa, thường hoạt động ở tần số khoảng 50 kHz và cường độ µA.
- Độ chính xác của thiết bị có thể được kiểm tra bằng cách đối chiếu kết quả đo trở kháng với điện trở chuẩn đã biết.
Thành phần cơ thể
BIA đã được sử dụng trong y học người suốt nhiều thập kỷ để ước tính thành phần cơ thể, phát hiện các bệnh mạn tính như ung thư cổ tử cung, theo dõi suy dinh dưỡng, cũng như sự thay đổi trạng thái hydrat hóa trong và sau thai kỳ.
Trong chăn nuôi, BIA đã được ứng dụng để ước tính thành phần cơ thể và thịt ở cá, cừu, bò, lợn và thỏ. Trong sản xuất gia cầm, BIA trước đây đã được sử dụng để ước tính thành phần cơ thể gà thịt, gà tây sinh sản và thành phần thịt gà broiler.
- Các phương trình dự đoán sử dụng trong BIA cần được xây dựng riêng cho từng quần thể gia cầm được đánh giá. Những phương trình này nên thay đổi theo giới tính, dòng broiler và độ tuổi nhằm nâng cao độ chính xác dự báo.
Có nhiều phương pháp khác nhau để áp dụng BIA trong gia cầm. Điện cực có thể được đặt trên cả hai chân. Phương pháp này cho giá trị Xc cao hơn so với Rs. Tuy nhiên, Rs là chỉ số dự báo đáng tin cậy hơn vì chiếm tỷ trọng lớn hơn trong tổng trở kháng so với Xc. Các lựa chọn khác bao gồm đặt hai điện cực ở mặt bụng của cánh và hai ở mặt trong đùi, hoặc hai ở đùi phải và hai gần xương ức (Hình 1).
- .Rs của một vật liệu dẫn điện tỷ lệ thuận với chiều dài và tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang của vật liệu đó.
- Do đó, khi vật nuôi tăng trưởng, Rs và Z có xu hướng giảm theo tuổi, mặc dù hàm lượng mỡ trong cơ thể tăng lên.
- Vì vậy, Rs thường có mối tương quan âm với mỡ và năng lượng, và tương quan dương với nước, protein và khoáng (tro).
BIA đã chứng minh độ tin cậy trong dự đoán thành phần cơ thể của gà broiler trống và mái, với độ chính xác và độ lặp lại tương đương các kỹ thuật đã được khẳng định khác.
Trong một nghiên cứu gần đây của Benítez Puñal và cộng sự (2024), hệ số xác định (R²) để ước tính hàm lượng nước (%), protein, mỡ, tro (% chất khô) và năng lượng (cal/g chất khô) lần lượt đạt 0,909; 0,825; 0,795; 0,493 và 0,838. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác (Zuo et al., 2024) đã dự đoán hàm lượng mỡ với độ chính xác cao hơn (R² = 0,884%).
Phát hiện bệnh lý cơ (myopathy)
Trở kháng sinh học cũng đã được sử dụng để phát hiện các bệnh lý cơ trong phi lê ức (Hình 2). Các phi lê bị woody breast nặng cho thấy giá trị điện trở và điện kháng cao hơn rõ rệt so với phi lê bình thường, chứng minh BIA có thể được dùng để nhận diện tình trạng này.
- BIA cũng có khả năng phân biệt bốn mức độ nghiêm trọng khác nhau của woody breast khi đo trên toàn bộ phi lê. Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đã được ghi nhận về điện trở và điện kháng giữa thịt bình thường và các nhóm woody breast khác nhau.
Phân tích BIA theo từng vùng cho thấy có thể tách biệt các vùng đầu (cranial), giữa (medial) và đuôi (caudal) của phi lê ức dựa trên sự hiện diện của woody breast. Điều này cung cấp dữ liệu chi tiết hơn và giúp hiểu rõ hơn sự lan rộng của bệnh lý cơ trong mô thịt.
Phát hiện tình cờ về sự can thiệp của thịt “spaghetti breast” trong quá trình nhận diện “woody breast” cho thấy BIA có thể được sử dụng để phát hiện bệnh lý spaghetti breast.
- Nghiên cứu cũng cho thấy rằng BIA có thể thay đổi theo độ tươi của phi lê, và mỗi nhà máy chế biến cần xây dựng ngưỡng điện trở và điện kháng riêng phù hợp với quy trình của mình.
Ở giai đoạn hiện tại, thiết bị cầm tay có thể được sử dụng như một công nghệ “near-line” bởi bộ phận đảm bảo chất lượng để theo dõi tỷ lệ woody breast, so sánh giữa các đàn và đánh giá tác động của dinh dưỡng cũng như biện pháp quản lý.
- Xa hơn, các nhà chế biến có thể kết hợp BIA với trí tuệ nhân tạo/machine learning để tách thịt woody breast khỏi thịt bình thường, góp phần giảm khiếu nại của người tiêu dùng.
Phát hiện gan nhiễm mỡ ở gà mái
- Tại Hội nghị Dinh dưỡng Gia cầm châu Âu năm 2025 ở Maastricht (Hà Lan), nhóm nghiên cứu do Kakhki và cộng sự của Trouw Nutrition dẫn đầu đã trình bày kết quả một dự án liên quan. Dự án nhằm ứng dụng BIA để dự đoán các đặc tính gan ở gà mái đẻ.
- Sức khỏe gan là yếu tố quyết định năng suất và tuổi thọ của gà mái đẻ, trong khi các phương pháp đánh giá truyền thống vẫn mang tính xâm lấn và phá hủy mẫu.
- Kết quả sơ bộ cho thấy BIA có tiềm năng trong việc phát hiện gan to hơn hoặc có hàm lượng mỡ cao hơn. Các mô hình dự đoán có thể cần thêm dữ liệu từ nhiều giai đoạn tuổi khác nhau để nâng cao độ chính xác.
- Dù vậy, khái niệm sử dụng BIA để phát hiện gan nhiễm mỡ ở gà mái đẻ đã được chứng minh là khả thi.
Độ tươi trứng có phôi và chất lượng gà con
Hiện nay có nhiều phương pháp phòng thí nghiệm để đo các yếu tố thành phần trứng ảnh hưởng đến tỷ lệ nở; tuy nhiên, tất cả đều mang tính xâm lấn và không cho phép trứng tiếp tục được ấp.
Trở kháng điện sinh học đã được sử dụng để đánh giá độ tươi của trứng có phôi, do các phản ứng hóa học xảy ra trong trứng trong quá trình bảo quản có thể làm thay đổi trở kháng.
Trứng được bảo quản 7 ngày có điện trở cao hơn (Rs 457,20 Ohm) và góc pha thấp hơn (PA 55,04) so với trứng chỉ bảo quản 1 ngày (Rs 454,60 Ohm và PA 55,29). Ngoài ra, giá trị PA và Xc cao hơn cho thấy chất lượng gà con tốt hơn và tính toàn vẹn tế bào cao hơn. Thách thức trong việc ứng dụng thực tế nằm ở cách bố trí điện cực và xây dựng hệ thống phù hợp cho việc áp dụng quy mô lớn tại các trại ấp (Hình 3).
BIA là một công nghệ đầy hứa hẹn, trong tương lai gần có thể được ứng dụng ở quy mô thương mại nhằm nâng cao hiểu biết về sự phát triển của gia cầm, tình trạng sức khỏe và các đặc tính của trứng.
