2.3.1 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỷ lệ tiêu hóa in vivo
Kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hóa ở in vivo được áp dụng rộng rãi hiện nay là thu gom toàn bộ lượng thức ăn ăn vào và lượng phân thải ra hàng ngày hoặc sử dụng chất chỉ thị trộn vào thức ăn cho gia súc ăn sau đó xác định nồng độ chất chỉ trong phân để tính tỷ lệ tiêu hóa. Kỹ thuật ghi nhận và lấy mẫu thức ăn ăn vào và phân thải ra hàng ngày đòi hỏi có nhiều công lao động, thời gian và chi phí thức ăn.
Nhưng kỹ thuật này được chấp nhận cao dùng để xác định tỷ lệ tiêu hóa, tính năng lượng trao đổi của thức ăn và được xem như là kỹ thuật nền tảng để đánh giá các kỹ thuật khác.
2.3.2 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỷ lệ tiêu hóa in vitro
Sự tiêu hóa thức ăn ở gia súc nhai lại có thể phân chia ra làm hai giai đoạn chính là sự tiêu hóa sinh học diễn ra ở dạ cỏ - dạ tổ ong và sự tiêu hóa hóa học diễn ra ở dạ múi khế - ruột non, mặc dù có một phần tiêu hóa xảy ra ở ruột sau nhưng không đáng kể (Omed el at, 2002). Phỏng theo nguyên lý này, kỹ thuật xác định tỷ
lệ tiêu hóa ở in vitro được chia ra làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu tiên là tiêu hóa với hệ VSV dạ cỏ và giai đoạn tiêu hóa thứ hai là với pepsin hoặc sự tẩy rửa của dung dịch tẩy trung tính (Tilley và Terry, 1963). Tuy nhiên kỹ thuật này cần sử
dụng nhiều loại hóa chất làm nguồn dưỡng chất cho VSV phát triển còn khan hiếm và đắt tiền, đồng thời phải mổ lỗ dò để lấy dịch dạ cỏ làm nguồn VSV. Do vậy, kỹ
Lu n v n T t nghi p i h c Ch ng 2: C s lý lu n
2.3.3 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng sinh khí in vitro
Phương pháp sinh khí in vitro ra đời dựa trên nền tảng của in vitro Tilley và
Terry (1963), sự tiêu hóa VSV dạ cỏ có thể quan sát được trong điều kiện ống nghiệm dưới sự tham gia của VSV dạ cỏ trong môi trường nước bọt nhân tạo. Kết quả của sự lên men này có thể được quan sát từ thức ăn còn lại sau khi được tiêu hóa ở phương pháp in vitro Tilley và Terry (1963) hoặc từ sản phẩm sinh ra của sự
tiêu hóa ở phương pháp sinh khí in vitro của Menke et al, (1979). Mặc dù phương
pháp in vitro của Tilley và Terry (1963) đã được đánh giá và cho thấy có nhiều thuận lợi trong ước lượng thức ăn như ít tốn chi phí, nhanh nhưng nó vẫn có những hạn chế nhất định: 1) yêu cầu phải có gia súc để cung cấp dịch dạ cỏ; 2) cách đo lường vật chất không bị tiêu hóa phức tạp có thể dẫn đến sai số lớn, đặc biệt các loại thức ăn có chứa tannin cao, do tannin có thể tan trong môi trường ủ của in vitro
nhưng đây lại là thành phần không thể tiêu hóa (Makkar, 2004). Từ những hạn chế
trên Menke et al, (1979) đã đề nghị sử dụng phân làm nguồn VSV thay thế cho dịch dạ cỏ trong phương pháp tiêu hóa in vitro và giới thiệu phương pháp sinh khí in
vitro, thay thế cho việc đo trọng lượng trong phương pháp in vitro Tilley và Terry
(1963) bằng sựđo lượng khí sinh ra từ sự lên men. Từđó sinh khí in vitro được ra
đời bởi Menke et al, (1979). Kỹ thuật này phát hiện được các sai khác nhỏ trong một số loại thức ăn và cho phép lấy mẫu lặp lại thường xuyên hơn so với các phương pháp xác định tỷ lệ tiêu hóa in vitro.
2.3.3.1 Mô tả chung
Nguyên lý hoạt động của sinh khí in vitro cũng tương tự như phương pháp in
vitro Tilley và Terry (1963). Thức ăn được ủ trong môi trường dịch dạ cỏ có chất
đệm yếm khí ở 39oC, sẽ được tiêu hóa bởi VSV dạ cỏ. Sau khi bắt đầu ủ, thức ăn
được tiêu hóa sinh ra các acid béo bay hơi và một lượng khí là CO2, CH4, H2. Acid béo bay hơi giải phóng kích thích chất đệm sinh khí và đo lường được trong hệ
thống sinh khí in vitro. Lượng khí sinh ra trong hệ thống sinh khí in vitro có thể được ghi nhận qua một hay nhiều thời điểm khác nhau. Sự sinh khí này được xem như là sản phẩm hoạt động tiêu hóa thức ăn của VSV dạ cỏ và phản ánh được khả
2.3.3.2 Nguyên lý sinh khí
Khi thức ăn được ủ trong môi trường in vitro, sẽ được chuyển thành các acid béo bay hơi, khí (CO2 và CH4) và tế bào VSV. Trong môi trường in vitro có chất
đệm bicarbonate, khi acid béo bay hơi sinh ra lập tức CO2 được giải phóng để ổn
định pH. Như vậy lượng khí sinh ra trong hệ thống sinh khí in vitro bao gồm khí sinh ra trực tiếp từ sự lên men là CO2, CH4, H2, và khí sinh ra gián tiếp từ sự lên men là CO2. Đối với thức ăn thô, khoảng 50% khí sinh ra từ chất đệm và phần còn lại là lượng khí sinh ra trực tiếp từ quá trình lên men (Blümmel và Ørskov, 1993). Còn đối với thức ăn hỗn hợp, khí sinh ra từ chất đệm khoảng 60% (Getachew et al, 1998).
Người ta thấy rằng mỗi mmol acid béo bay hơi sinh ra sẽ giải phóng khoảng 0,8 ÷ 1,0 mM CO2 từ dung dịch đệm và điều này còn phụ thuộc vào hàm lượng phosphate hiện diện trong dung dịch đệm (Beuvick và Spoelstra, 1992; Blümmel và Ørskov, 1993). Đặc biệt, lượng khí sinh ra có mối tương quan cao với ABBH và từ đó người ta xem lượng khí sinh ra như là một chỉ thịđể đo lường sản phẩm sinh ra từ quá trình lên men trong kỹ thuật sinh khí in vitro (Blümmel và Ørskov, 1993).
Lượng khí sinh ra còn phụ thuộc vào thành phần dưỡng chất của thức ăn, thức ăn chứa nhiều carbohydrate có lượng khí sinh ra cao. Trong khi sự lên men của đạm giải phóng khí chỉ với lượng nhỏ khí sinh ra từ sự lên men thì không đáng kể.
2.3.3.3 Vai trò của sinh khí in vitro (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương pháp in vitro sinh khí đã được sử dụng rộng rãi để ước lượng giá trị
dinh dưỡng thức ăn. Phương pháp in vitro sinh khí được sử dụng để dự đoán nhiều chỉ tiêu khác nhau trong đánh giá thức ăn. Menke, et al (1979) lần đầu tiên đề xuất và sử dụng in vitro sinh khí để dựđoán tỷ lệ tiêu hóa in vivo và năng lượng trao đổi (ME). Gần đây hơn người ta quan tâm nhiều đến hiệu quả sử dụng thức ăn thô của gia súc. Cho nên kỹ thuật in vitro sinh khí được nghiên cứu để ứng dụng trong việc xác định động lực tiêu hóa thức ăn với ưu điểm nhanh và tiện nghi hơn. Tham số
quan trọng hơn cả để diễn tả khả năng sử dụng thức ăn là mức tiêu thụ thức ăn, tham số này cũng có thể được dựđoán từ in vitro sinh khí (Getachew et al, 1998).
Lu n v n T t nghi p i h c Ch ng 2: C s lý lu n
trong thức ăn. Dựa vào kết quả lượng khí sinh ra có mối liên hệ rất gần với ABBH, người ta thiết lập được phương trình hồi qui để dự đoán ABBH trong dạ cỏ. Nhìn chung phương pháp in vitro sinh khí như là một dụng cụ hữu hiệu để dựđoán các chỉ số dinh dưỡng thức ăn gia súc nhai lại, phương pháp này dự đoán được nhiều tham số phản ánh được giá trị dinh dưỡng thức ăn khác nhau. Quá trình tiêu hóa thức ăn của gia súc nhai lai.
2.3.4 Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn
2.3.4.1 Tiêu hóa chất xơ (Carbohydrate vách tế bào)
Cellulose và hemicelluloses là thành phần chính của tế bào thực vật, chúng liên kết với lignin tạo thành polymer bền vững về lý học và hoá học. Một đơn vị
cellulose gồm hai phân tử glucose, cellulose nguyên chất là một chuỗi các cenlobiose lặp đi lặp lại bởi các liên kết 1,4. Như vậy cellulose nguyên chất gồm các
đường đơn glucose.
Ngược lại hemicelluloses cũng là một polymer nhưng ngoài đường glucose chúng còn chứa đường D-galactose, D-mantose, D-xilose và L-anabiose. Khi lignin liên kết với cellulose, hemicelluloses hay protein trong thành phần tế bào sẽ làm cho thành phần tế bào trở nên bền vững và rất khó tiêu hoá. Do đó những thức ăn giàu lignin như rơm rạ, cỏ khô…Thường có tỷ lệ tiêu hoá thấp.
Trong dạ cỏ vikhuẩn phân giải chất xơ tiết ra enzyme và cắt cellulose thành các cellulose (có hai glucose), sau đó cellulose tiếp tục bị phân huỷ thành glucose và lên men thành các axít béo bay hơi, CO2, CH4 và ATP.
Hình 2.5: Sơđồ tiêu hóa carbohydrate (CHO) ở bò
(Vũ Duy Giảng et al,, 2008)
2.3.4.2 Tiêu hóa tinh bột và đường
Tinh bột và đường được vi khuẩn và protozoa tiêu thụ rất nhanh. Protozoa
đồng hoá tinh bột biến thành polydextin dự trữ trong cơ thể của chúng. Khi
protozoa bị chuyển xuống dạ múi khế và ruột non poly-dextin được tiêu hoá dễ
dàng bởi men tiêu hoá của vật chủ. Ngược lại vi khuẩn phân huỷ tinh bột và đường thành các đường đơn sau đó lên men tiếp tục thành các axít béo bay hơi, CO2, CH4 và ATP. ATP là nguồn cung cấp năng lượng chính cho tế bào vi sinh vật. Những nghiên cứu gần đây cho thấy không phải tất cả tinh bột đều bị tiêu hoá ở dạ cỏ mà một phần được chuyển xuống phần dưới của dạ dày bốn túi, những thức ăn không bị lên men ở dạ cỏ gọi là “thức ăn thoát tiêu”, Tinh bột, đường “thoát tiêu” khỏi dạ
cỏ sẽ tiêu hoá ở dạ múi khế (Bùi Đức Lũng et al,1995).
2.3.4.3 Tiêu hóa Protein
Protein được phân giải thành peptid và axít amin bởi men protease và men
Lu n v n T t nghi p i h c Ch ng 2: C s lý lu n
peptidase của vi khuẩn. Phần lớn các axít amin tiếp tục bị vi khuẩn lên men để biến thành NH3và các axít béo bay hơi. Sau đó vi sinh vật dạ cỏ tổng hợp protein và axít amin cho cơ thể chúng từ NH3. Sự tiêu hoá protein ở dạ cỏ đã tạo ra một lượng lớn NH3 cho môi trường lên men của vi sinh vật. Satter and Roffler (1997) đã đưa ra sơ đồ trao đổi protein ởđộng vật nhai lại như sau:
Hình 2.6: Sơđồ quá trình tiêu hóa và phân giải Protein
( Nguồn: Satter and Roffler, 1977)
Ngoài ra, các hợp chất phi protein trong thức ănnhư các axít amin, amid, nitrat…Cũng cung cấp một nguồn đáng kể NH3. Hàm lượng NH3 trong dạ cỏ rất quan trọng, chúng quyết định đến quá trình lên men phân huỷ xơ và các hợp chất carbonhydrate khác. Một phần protein và axít amin tuy hoà tan trong dạ cỏ nhưng không bị phân huỷ ở dạ cỏ mà được đi xuống dạ múi khế và ruột non. Phần protein này được gọi là “protein thoát tiêu” (by-pass protein).
2.3.4.4 Tiêu hóa chất béo
Lipid của thực vật rất dễ bị thuỷ phân trong môi trường dạ cỏ bởi enzyme lipase của vi khuẩn tạo thành axít béo và tiếp tục lên men tạo thành các axít béo bay hơi. Phần lớn axít béo cao phân tử là các axít béo không no và dễ tách ra như:
axítoleic, axít linoleic …Chúng được hấp thu trong dạ cỏ và được vi sinh vật hydro hoá, khi đó một lượng lớn axít béo sẽ bị biến đổi thành axít bão hoà (chủ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
yếu là axít stearic và axít palmitic) chỉđược hấp thu ở ruột non.
,
Hình 2.7: Sơđồ chuyển hóa lipid ở bò
(Vũ Duy Giảng et al,, 2008),
Tiêu hóa ở dạ cỏ chiếm một vị trí rất quan trọng trong quá trình tiêu hóa của loài nhai lại. Trong dạ cỏ không có men tiêu hóa, nhưng cường độ tiêu hóa, đặc biệt là tiêu hóa chất xơ xảy ra ởđây rất mạnh, phù hợp với đặc điểm thức ăn phần lớn toàn cỏ và rơm đối với loài này. Đó là nhờ trong dạ cỏ chứa một lượng lớn những vi sinh vật hữu ích, chúng đi vào dạ cỏ theo thức ăn thực vật rồi gặp điều kiện yếm khí, độ kiềm, độẩm và nhiệt độ thích hợp mà sinh sôi nảy nởở trong đó, chúng bao gồm các thảo phúc trùng, vi khuẩn và nấm.
Theo Carl and Polan (1999), sự cần thiết của tất cả các chất liệu thức ăn được sử dụng bởi gia súc nhai lại là đối tượng của môi trường dạ cỏ, phụ thuộc vào sự
cấu thành của thức ăn đó, nó là một phần hoặc tổng cộng biến đổi lên sự lên men những sản phẩm cuối cùng. Mô hình của sự lên men đánh giá những sản phẩm cuối như năng lượng từ các axít béo bay hơi, protein vi sinh vật và NH3. Mặc dù nó đánh
Lu n v n T t nghi p i h c Ch ng 2: C s lý lu n
giá nguyên liệu loại trừ sự thoái hóa ở gia súc nhai lại như carbonhydrate, protein, peptides chất lượng không cao.
2.4 THỰC LIỆU THÍ NGHIỆM 2.4.1 Thân lá cây bắp sau thu hoạch 2.4.1 Thân lá cây bắp sau thu hoạch
Có giá trị dinh dưỡng cao nhất trong tất cả các loại phụ phế phẩm từ ngũ cốc, và vì thế nó có tiềm năng lớn trong việc cải thiện dinh dưỡng cho gia súc. Theo kết quả nghiên cứu của chúng tôi (Đinh Văn Cải và cộng tác 1999) thì thân lá cây bắp sau thu hoạch có 25-26% chất khô; 32% xơ thô; 68,7% NDF; Tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ: 53,3% và năng lượng trao đổi cho trâu bò: 7,46 MJ/kg chất khô. Cản trở lớn nhất đối với việc sử dụng thân lá cây bắp sau thu hoạch là khô cứng vì vậy cần thiết bị cán dập, chặt ngắn, phơi khô trước khi cho ăn hoặc phơi khô dùng dần.
2.4.2 Rơm rạ
Ở nước ta có khối lượng rất lớn nhưng tỷ lệ sử dụng trong chăn nuôi trâu bò còn rất khiêm tốn. Phần lớn chúng được sử dụng làm chất đốt (ở miền Bắc), hoặc
đốt trực tiếp ngoài ruộng làm phân bón ruộng, một lượng nhỏ được sử dụng làm nấm rơm (ở miền Nam). Rơm rạ có thể sử dụng như một nguồn thức ăn chính để
nuôi trâu bò cày kéo, sinh sản. Rơm rạ còn là nguồn xơ rất tốt để phối hợp với thức
ăn nhuyễn, những thức ăn bổ sung đắt tiền khác trong chăn nuôi bò sữa và vỗ béo bò thịt.
Rơm rạ kềnh càng hơn và chất lượng thấp hơn thân cây bắp. Nếu chỉ cho ăn một mình rơm lúa thì gia súc chỉ ăn được một số lượng nhỏ. Rơm lúa rất giàu kali hòa tan nhưng thiếu canxi (Ca) có khả năng hấp thu, vì thế gia súc được nuôi dưỡng bằng rơm lúa là chính thì cần phải bổ sung thêm nguồn Ca dễ tiêu. Rơm lúa còn có thành phần lignin thấp (6-7%) nhưng thành phần silic cao (12-16%) so với các loại phế phẩm cây trồng khác (thường có khoảng 10-12% Silic). Thành phần Silic cao là nguyên nhân chính dẫn đến tỷ lệ tiêu hóa kém. Phần thân lúa được tiêu hóa nhiều hơn lá vì thế nên gặt lúa ở mức càng thấp càng tốt.
Khẩu phần chủ yếu là rơm lúa với một lượng nhỏ thức ăn bổ sung sẽ làm cho bê tăng trưởng chậm, tuổi đẻ lứa đầu lúc 4-5 năm, còi xương và bò có tỷ lệ đậu thai thấp.
Rơm rạđược ủ với 4-5% urea sẽ làm tăng tỷ lệ tiêu hoá (từ 39 lên 52%) giá trị
năng lượng tăng từ 4,74 MJ lên 5,49 MJ/kg chất khô. Khả năng ăn vào cuả trâu bò với rơm ủ cũng cao hơn so với rơm không ủ (2,6kg so với 1,6kg DM/100kg khối lượng).
2.4.3 Bã mía
Bã mía là một lại thức ăn khó tiêu do hàm lượng xơ rất cao trong đó hàm lượng lignin (khoảng hơn 20%) rất lớn và rất nghèo protein là một trong những trở
ngại cho sự tiêu hóa của gia súc nhai lại (Lê Đức Ngoan, 2005). Theo Kamstra et al, (1958) sự tăng lignin cùng với sự sinh trưởng của thực vật làm giảm tỷ lệ tiêu hóa cellulose xuống 30 – 50% do lignin rất bền vững đối với acid mạnh và enzyme của vi khuẩn. Lớp ngoài thành tế bào được tạo thành chủ yếu từcác phức chất ligno- hemicellulose mà các enzyme vi sinh vật dạ cỏ thủy phân vô cùng chậm (Lê Đức Ngoan, 2005). Thực vật càng trưởng thành số lượng lignin càng tăng nên mức độ
tiêu hóa cellulose cũng giảm (Trần Cừ, 1979).
Khi ủ phụ phẩm nhiều xơ với urea hoặc bổ sung urea, một nguồn nitơ rẻ tiền