2.2.1. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu trong nước.
Vỡ nhiều lý do: kinh phớ, trang thiết bị, con người, cho đến nay chỳng ta chưa cú cỏc nghiờn cứu nào sử dụng NIRS để xỏc định thành phần hoỏ học, tỷ lệ
tiờu hoỏ, giỏ trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia sỳc, gia cầm. Gần đõy trong khuụn khổ hợp tỏc giữa Trung tõm nghiờn cứu và phỏt triển nụng nghiờp của Cộng hoà Phỏp (CIRAD) và Viện chăn nuụi, cỏc nghiờn cứu kiểu này đó được khởi động. Vài trăm mẫu cỏ thu thập tại Bắc Cạn đó được phõn tớch thành phần hoỏ học tại Viện chăn nuụi và gửi đi Phỏp để xỏc định phổ hấp phụ. (Vũ Chớ Cương và cộng sự 2006-2007)[5][6].
Hiện nay phớa Phỏp đó gửi kết quả tớnh toỏn thành phần hoỏ học, tỷ lệ tiờu hoỏ, giỏ trị dinh dưỡng xỏc định bằng NIRS trờn cơ sở xử dụng cỏc phương trỡnh
được xỏc lập trờn cỏ ụn đới. Sở dĩ phải sử dụng cỏc phương trỡnh này vỡ tại thời
điểm đú chỳng ta khụng cú kinh phớ để tiến hành thớ nghiệm invivo để tạo lập phương trỡnh tương quan cho cỏ nhiệt đới của ta.
Cụng trỡnh nghiờn cứu đầu tiờn cũng là duy nhất về NIRS tại Việt Nam cho tới thời điểm này là cụng trỡnh nghiờn cứu ứng dụng NIRS để chẩn đoỏn thành phần hoỏ học của phõn và thức ăn cho gia sỳc, gia cầm của Vũ Chớ Cương và cộng sự cụng bố những kết quả bước đầu cuối năm 2006, 2007[5][6] Tuy nhiờn theo tỏc giả thỡ cần phải cú nhiều thời gian nghiờn cứu hơn để cụng trỡnh cú thể thực sự đi vào thực tế đỏp ứng nhu cầu phỏt triển của ngành chăn nuụi nước ta.
2.2.2. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu ngoài nước.
NIRS đó được nghiờn cứu từ rất lõu trờn thế giới và đó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: Dược , thực phẩm, nụng hoỏ, cõy trồng, thức ăn gia sỳc. Đến nay, những nghiờn cứu về NIRS ngày càng được nhiều nhà nghiờn cứu cụng nhận và ứng dụng. Cũng đó cú những nghiờn cứu sử dụng NIRS để xỏc
định lượng thức ăn ăn vào tự do của thức ăn thụ khụ (Norris và cộng sự, 1976)[34]. Người ta cũng đó thành cụng trong việc dựng NIRS để xỏc định thành phần hoỏ học và giỏ trị dinh dưỡng của cỏc thức ăn hạt cốc cho gia sỳc nhai lại (Arminda và cộng sự, 1998)[9], lợn (Van Barneveld và cộng sự, 1999)[47]. Với cỏc thức ăn cho gia cầm, NIRS cũng cho những kết quảđầy triển vọng và chớnh xỏc (Valdes và cộng sự, 1985)[42].
* Những nghiờn cứu của NIRS trong lĩnh vực chăn nuụi – thỳ y
Kỹ thuật quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại từ lõu đó được nghiờn cứu và
ứng dụng nhiều trờn thế giới trong nhiều lĩnh vực trong đú cú lĩnh vực nụng nghiệp. Từ cụng trỡnh nghiờn cứu ứng dụng NIRS đầu tiờn của Norris và Hart
năm 1965 về ứng dụng NIRS trong việc xỏc định độ ẩm của ngũ cốc và một số
loại hạt đến nay đó cú rất nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về NIRS và ứng dụng nú vào thực tế sản xuất. NIRS đó được ứng dụng trong việc phõn tớch thành phần hoỏ học và tỷ lệ tiờu hoỏ của cỏ khụ, của thức ăn ủ chua, cỏ tươi, xỏc định lượng thức ăn thu nhận, xỏc định hàm lượng tinh bột, mỡ, dầu thực vật, năng lượng trao đổi, vấn đề tồn dư thuốc bảo vệ thực vật và độc tố trong ngũ cốc (Wrigley, 1999)[51], nấm mốc và cỏc chất phụ gia cú trong một số nguyờn liệu làm thức ăn gia sỳc.
Norris và Hart 1965 (trớch Mc.Dryen (2003)[33] đó sử dụng phương phỏp quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại để chẩn đoỏn thành phần vật chất khụ của ngụ và cỏc loại hạt cú dầu. Norris và cộng sự, (1976)[34] đó gõy một tiếng vang lớn với việc lần đầu tiờn ứng dụng NIRS để phõn tớch thành phần hoỏ học của cỏ. Cụng trỡnh nghiờn cứu này đó thảo luận về kết quả của việc sử dụng NIRS để
phõn tớch thành phần hoỏ học, tỷ lệ tiờu hoỏ của cỏ nhiệt đới và cỏ ụn đới. Kết quả của họ với SEP của Protein, NDF, OM lần lượt 0.74%, 2.39%, 2.5% là kết quả khỏ tốt để khẳng định rằng “Quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại là phương phỏp nhanh chúng để phõn tớch thành phần hoỏ học của cỏ”.
Shenk 1979 (trớch William và cộng sự, (1998)[50] đó nghiờn cứu ứng dụng NIRS để xỏc định tỷ lệ cỏc cõy họđậu trong một hỗn hợp của cỏc cỏ họđậu khỏc nhau với mức độ sai số khoảng 10%. Một và cụng trỡnh nghiờn cứu sau này đó cố
gắng mở rộng phạm vi nghiờn cứu với cỏc hỗn hợp cỏ trong đồng cỏ nhưng đó khụng mang lại kết quả như mong đợi. Cỏc tỏc giả cho rằng phương trỡnh dựđoỏn khỏ nhạy cảm với cỏc thành phần tạo nờn hỗn hợp. Một hỗn hợp cú cựng nguồn gốc đơn giản cú thể chấp nhận được. Nhưng trỏi lại, cỏc hỗn hợp từ nhiều nguồn gốc khỏc nhau như xảy ra với hỗn hợp cỏ tự nhiờn thỡ kết quả thu được khụng đủ
khắt khe trong sử dụng. Cú thể chấp nhận đựơc những sai số phỏt sinh từ những mẫu cỏ tự nhiờn nếu chỳng đó được phõn loại tỉ mỉ từ trước bằng tay.
Ở miền nam Australia sử dụng chủ yếu là cỏ nhiệt đới. Coates (1998) [13]
đó sử dụng cụng thức chẩn đoỏn của NIRS cho thức ăn gia sỳc. Điều thỳ vị là Coatas đó thành cụng trong việc chẩn đoỏn tỷ lệ tiờu hoỏ DM từ quang phổ
NIRS (với R2 = 0,95; SEcv = 0.18) hơn là việc chẩn đoỏn tỷ lệ tiờu bằng phương phỏp in vivo (R2 = 0.64, SEcv = 0.308).
Jin và cộng sự,(1994) [26] để đồng thời xỏc định saccarose, glucose, fructose, acid citric, acid milic và vitamin C trong quả dõu tõy nguyờn vẹn. Theo tỏc giả, NIRS cho biết kết quả chớnh xỏc khụng kộm gỡ cỏc phương phỏp trong phũng thớ nghiệm mà lại vụ cựng nhanh chúng. Việc ứng dụng NIRS ước lượng hàm lượng potein thụ trong cỏc loại hạt khỏc nhau cũng được thực hiện hầu hết trong cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu ứng dụng trong cỏc vựng sản xuất nụng nghiệp. Cỏc chất dinh dưỡng và một vài hydratcacbon cũng khỏ thành cụng trong một số
nghiờn cứu với vài loại cõy bụi và lỏ cõy.
Ngoài ứng dụng trong việc phõn tớch cỏc hợp chất hữu cơ, cú nhiều tỏc giả
cũng mở rộng nghiờn cứu về cỏc chất vụ cơ. Trước đõy NIRS được coi là hạn chế với cỏc loại thức ăn vụ cơ, khú cú thể phõn tớch trực tiếp thành phần của chất vụ cơ. Những nghiờn cứu gần đõy đó chứng minh rằng sự chẩn đoỏn bằng NIRS với chất vụ cơ là hoàn toàn chấp nhận được. Cú được điều này là do những chất này cú liờn quan tới thành phần phức tạp của chất hữu cơ. Shenk và Westerhaus (1985) [40] đó sử dụng NIRS để xỏc định lượng P, K, Ca và Mg trong cỏ với R2 khoảng 0.74%. Smith et al (1991) (trớch Mc.Dryen, 2003) [33] đó thành cụng trong việc chẩn đoỏn lượng Mg trong cõy cỏ dại quanh năm và gợi ý rằng NIRS cú thể là một cụng cụ hữu ớch trong việc sàng lọc những cõy cỏ dại trong quỏ trỡnh nhõn giống. Cozzolino và cộng sự,2000 (trớch Mc.Dryen, 2003) [33] đó xỏc
định được lượng Ash cú trong ngụ bằng mỏy NIRS. Tuy nhiờn khú mà ứng dụng cỏc kết quả này với thực vật khỏc vỡ thành phần cỏc chất vụ cơ cú tồn tại trong cơ quan phụ thuộc vào giống thực vật cũng như sựảnh hưởng của mựa vụ. Kết
quả mà nú đưa ra khụng ổn định là lý do mà hiện nay việc sử dụng NIRS để xỏc
định lượng chất vụ cơ chưa phải là phương phỏp được lựa chọn.
* Những nghiờn cứu của NIRS trong lĩnh vực khỏc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong sự phỏt triển của nền y học hiện đại ngày nay NIRS đó được ứng dụng nhiều đặc biệt là trong khoa học thần kinh. Mặc dự đó cú những thành tựu
đỏng kể trong ngành y học nhưng phần lớn những bỏc sĩ khụng cú chuyờn mụn cao thỡ khú thấy được chuyển biến thực của quỏ trỡnh lưu thụng mỏu và oxi hoỏ của nóo bộ khi họ bị bệnh và NIRS đó được sử dụng cho mục đớch này. Trờn thế
giới hiện nay NIRS được coi là một thiết bị hữu hiệu đo sự lưu thụng mỏu của người trưởng thành và đo sự mất cảm giỏc. NIRS cũn cú tỏc dụng trong việc
đỏnh gớa thể tớch mỏu nóo. Việc đỏnh giỏ thường xuyờn sự thay đổi thể tớch mỏu nóo của bệnh nhõn sẽ phản ỏnh phần nào tỡnh trạng của bệnh nhõn (đặc biệt là bệnh nhõn cú vấn đề về huyết ỏp).
Trong bệnh cõy trồng học, Rutherford and Stedan (1996) (trớch William và cộng sự, 1998) [50]) cú cụng trỡnh nghiờn cứu ứng dụng NIRS để xỏc định khả năng đề khỏng của cỏc giống mớa khỏc nhau với sõu đục thõn. Nghiờn cứu cho biết sự cú mặt của cỏc thành phần cacbonyl cú trong chất sỏp trờn bề mặt cõy
được thể hiện qua quang phổ thu được cho biết khẳ năng đề khỏng của cõy Cỏc nghiờn cứu trờn mở ra một hướng mới cho việc nghiờn cứu về bệnh học. Hy vọng với sự khởi đầu như vậy việc nghiờn cứu về bệnh cú thể triển khai trước nhất là cỏc bệnh cú liờn quan đến dinh dưỡng như ngộđộc cỏc thành phần
độc tố tồn dư trong thức ăn chẳng hạn.
Clack 1987 (trớch William và cộng sự, 1998) [50], đó phỏt triển một phương trỡnh chẩn đoỏn một cỏch khắt khe nhằm xỏc định hàm lượng Alkaloid tổng số trong cõy phi yến và trong cõy đậu Lupin, cả Morphin và Nicotin cũng
đó được xỏc định ở mức độ chớnh xỏc cao trong cõy thuốc phiện và cõy thuốc lỏ. Khi kiểm tra quang phổ người ta tỡm thấy mối quan hệ mật thiết giữa cỏc nhúm
chức khỏc nhau với những đỉnh súng cụ thể trong miềm quang phổ.
Ngoài phõn tớch thức ăn, đỏnh giỏ khẩu phần dinh dưỡng, một số nghiờn cứu cũn mở rộng phõn tớch NIRS với đất. Tuy nhiờn cụng viờc này cũn gặp nhiều khú khăn. Nhất là trong việc lựa chọn mẫu đất cú tớnh chất đặc trưng để
nghiờn cứu. Một điều khả quan trong lĩnh vực mới mẻ này là cụng trỡnh nghiờn cứu của nhà thổ nhưỡng học Morra năm 1991 (trớch William et al, 1998) [50] trong cụng trỡnh này tỏc giảđó xõy dựng phương trỡnh chẩn đoỏn cacbon và nitơ
trong đất cho kết quả chớnh xỏc tương tự như khi phõn tớch với mụ thực vật
* Khả năng nghiờn cứu của NIRS với vật chất tươi.
Cỏc mẫu tươi chứa đựng một lượng ẩm khỏ cao nờn khỏ khú khăn khi phõn tớch với NIRS. Cỏc liờn kết giữa Oxy và Hydro trong nước hấp thu một phần quan trọng cỏc bức xạ làm kết quả bị sai lệch. Mặt khỏc khi nhồi mẫu vào trong chộn thỡ một lượng ẩm nhất định sẽ thoỏt ra khỏi mẫu và bỏm vào mặt kớnh chộn mẫu làm sai lệch cỏc kết quả phõn tớch về sau. Bờn cạnh đú, cụng việc chuẩn hoỏ thiết bị cũng cũn đang gặp nhiều khú khăn. Vỡ thế trong điều kiện như
hiện nay ứng dụng NIRS để phõn tớch mẫu tươi thực sự là cụng việc khú khăn và nhạy cảm bởi lẽ kết quảđưa ra cú thể khụng chớnh xỏc.
Việc phõn tớch trực tiếp với mẫu cú độẩm cao cú thể tiến hành được trong một tương lai khụng xa do đó cú một số cụng trỡnh nghiờn cứu gần đõy về phõn tớch cỏc sản phẩm sữa, cỏ, quả nguyờn vẹn, thực vật tươi, thịt, đường…
Từđõy ta cú thể thấy được khả năng to lớn trong ứng dụng của NIRS, khả
năng ứng dụng nú trong cỏc nghiờn cứu của rất nhiều lĩnh vực khỏc nhau phục vụ cho nghiờn cứu cũng như trong thực tế sản xuất, trong việc nghiờn cứu mối quan hệ mật thiết giữa động vật ăn cỏ với cỏc chất dinh dưỡng khỏc nhau.
PHẦN III
ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 3.1. Đối tượng nghiờn cứu
Cỏc mẫu sử dụng trong thớ nghiệm gồm: Bột cỏ (143), khụ dầu đậu tương (88), cỏ (89) (cỏ trồng, cỏ tự nhiờn…) và phõn cừu ((405) trong thớ nghiệm tiờu hoỏ in vivo được tiến hành tại Trung tõm Thực nghiệm và Bảo tồn vật nuụi -Viện Chăn Nuụi
3.2. Thời gian, địa điểm nghiờn cứu
+ Thời gian: từ 12/2007 đến 09/2008
+ Địa điểm: Bộ mụn dinh dinh dưỡng thức ăn chăn nuụi và đồng cỏ, phũng phõn tớch thức ăn gia sỳc và sản phẩm chăn nuụi, Trung tõm Thực nghiệm và Bảo tồn vật nuụi - Viện Chăn Nuụi (Thụy phương, Từ liờm, Hà nội).
3.3. Nội dung và phương phỏp nghiờn cứu 3.3.1. Nội dung nghiờn cứu 3.3.1. Nội dung nghiờn cứu
3.3.1.1. Nội dung 1: Xõy dựng phương trỡnh ước tớnh thành phần húa học của thức ăn và phõn. của thức ăn và phõn.
Nội dung 1.1. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP của bột cỏ.
1.1.1. Ước tớnh DM, CP của bột cỏ bằng NIRS thụng qua phổ hấp phụ cận hồng ngoại và so sỏnh kết quả phõn tớch phũng thớ nghiệm.
1.1.2. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP của bột cỏ từ kết quả trờn NIRS và phõn tớch phũng thớ nghiệm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.1.3. Áp dụng phương trỡnh hồi quy cho cỏc mẫu bột cỏ khỏc để kiểm tra độ tin cậy của phương trỡnh.
Nội dung 1.2. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP, CF, Fat của khụ dầu đậu tương.
1.2.1. Ước tớnh DM, CP, CF, Fat, của khụ dầu đậu tương bằng NIRS thụng qua phổ hấp phụ cận hồng ngoại và so sỏnh kết quả phõn tớch phũng thớ nghiệm.
1.2.2. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP, CF, Fat của khụ dầu đậu tương từ kết quả trờn NIRS và phõn tớch phũng thớ nghiệm.
1.2.3. Áp dụng phương trỡnh hồi quy cho cỏc mẫu khụ dầu đậu tương khỏc để kiểm tra độ tin cậy của phương trỡnh.
Nội dung 1.3. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP, Fat, CF, Ash, ADF, NDF của cỏ.
1.3.1. Ước tớnh DM, CP, CF, Fat, Ash, NDF, ADF của cỏ bằng NIRS thụng qua phổ hấp phụ cận hồng ngoại và so sỏnh kết quả phõn tớch phũng thớ nghiệm.
1.3.2. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP, CF, Fat, Ash, NDF, ADF của cỏ từ kết quả trờn NIRS và phõn tớch phũng thớ nghiệm.
1.3.3. Áp dụng phương trỡnh hồi quy cho cỏc mẫu cỏ khỏc để kiểm tra độ tin cậy của phương trỡnh.
Nội dung 1.4. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP, Fat, CF, Ash, ADF, NDF của phõn cừu.
1.4.1. Ước tớnh DM, CP, CF, Fat, Ash, NDF, ADF của phõn cừu bằng NIRS thụng qua phổ hấp phụ cận hồng ngoại và so sỏnh kết quả phõn tớch phũng thớ nghiệm.
1.4.2. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP, CF, Fat, Ash, NDF, ADF của phõn cừu từ kết quả trờn NIRS và phõn tớch phũng thớ nghiệm. 1.4.3. Áp dụng phương trỡnh hồi quy cho cỏc mẫu phõn khỏc để kiểm tra độ tin cậy của phương trỡnh.
3.3.1.2. Nội dung 2: Xõy dựng phương trỡnh hồi qui chẩn đoỏn lượng chất khụ ăn vào (DMI), tỷ lệ tiờu húa chất hữu cơ (OMD) từ thành phần húa khụ ăn vào (DMI), tỷ lệ tiờu húa chất hữu cơ (OMD) từ thành phần húa học của thức ăn và phõn ước tớnh từ NIRS.
2.1. Xõy dựng ước tớnh DMI, OMD của cỏ cho gia sỳc nhai lại từ thành phần húa học của thức ăn ước tớnh từ NIRS.
2.2. Xõy dựng ước tớnh DMI, OMD của cỏ cho gia sỳc nhai lại từ thành phần húa học của phõn ước tớnh từ NIRS.
3.3.2. Phương phỏp nghiờn cứu
3.3.2.1 Phương phỏp lấy và xử lý mẫu.
Mẫu sau khi lấy được cõn, bảo quản trong tủ lạnh õm sõu, sau đú được chộn đều và lấy mẫu theo phương phỏp ngẫu nhiờn.
Đối với cỏc mẫu phõn cừu được thực hiện ở cỏc thớ nghiệm xỏc định tỷ
lệ tiờu húa (TLTH) in vivo của thức ăn (TA), đối tượng là giống cừu Phan Rang, bằng kỹ thuật thu phõn tổng số (total faeces collection). Tổng thời gian thớ nghiệm là 30 ngày gồm 20 ngày nuụi chuẩn bị và 10 ngày thớ nghiệm. Thức ăn cho ăn, thức ăn thừa, phõn trong 10 ngày thớ nghiệm được cõn hàng ngày và lấy mẫu để phõn tớch thành phần hoỏ học. Tỷ lệ tiờu húa của một chất A nào đú trong thức ăn được tớnh theo cụng thức: THTH của chất A (%) = [(Lượng chất A ăn vào từ TA - Lượng chất A thải ra trong phõn)/ Lượng chất A ăn vào từ TA] x 100.
Cỏc mẫu thức ăn và phõn sau khi được thu gom tiến hành sấy khụ ở
45oC trong 24h được nghiền đến 1 mm để phõn tớch thành phần hoỏ học. Viện Chăn Nuụi (2007) [4]. Mẫu được chia làm 2 phần khỏc nhau 1phần mang