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.
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 phõn tớch thành phần húa học, phần cũn lại được sử dụng để quột phổ trờn mỏy NIRSystems monochromator 5000 của hóng Foss,USA.
3.3.2.2. Phương phỏp phõn tớch thành phần hoỏ học
Phương phỏp phõn tớch cỏc mẫu được thực hiện tại phũng Phõn tớch thức ăn dinh dưỡng Viện Chăn Nuụi (Viện Chăn Nuụi (2007) [4]. Theo cỏc tiờu chuẩn sau:
Vật chất khụ: Xỏc định hàm lượng vật chất khụ trong thức ăn gia sỳc
được tiến hành theo tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN, 4326 – 86).
Protein thụ: Phõn tớch xỏc định hàm lượng nitơ tổng số trong thức ăn gia sỳc được ỏp dụng bằng phương phỏp Kjeldahl trờn mỏy Kjeltex-1002 cho phộp xỏc định hàm lượng protein thụ theo tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN, 4328 – 2001).
Xơ thụ: Việc xỏc định hàm lượng xơ thụ trong thức ăn gia sỳc được tiến hành theo tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN, 4329 – 93).
Khoỏng tổng số: Hàm lượng khoỏng tổng số được tiến hành theo tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN, 4327 – 93).
Mỡ thụ: Việc xỏc định hàm lượng chất bộo thụ trong thức ăn gia sỳc
được tiến hành theo tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN, 4331-2001).
NDF, ADF: Hàm lượng NDF, ADF được phõn tớch bằng phương phỏp
Van Soest (1970).
3.3.2.3. Phương phỏp xỏc định phổ hấp phụ cận hồng ngoại và ước tớnh thành phần húa học của thức ăn và phõn, so sỏnh kết quả phõn tớch từ thành phần húa học của thức ăn và phõn, so sỏnh kết quả phõn tớch từ
phũng thớ nghiệm và kết quả chẩn đoỏn trờn mỏy NIRS. (Phương phỏp ỏp dụng cho cỏc nội dung 1.1.1; 1.2.1; 1.3.1, 1.4.1)
Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của thức ăn dựng cho gia sỳc nhai lại được xỏc định với mỏy NIRS loại NIRSystems 5000 Monochromator của hóng Foss, USA. Với bước súng từ 1100 - 2500 nm, và khoảng scan là 2 nm để cú phổ hấp phụ 700 điểm số liệu. Cỏc phổ thu được được vẽ dưới dạng Logarit cỏc hệ số phản xạ khỏc nhau (Reflectance viết tắt là R), giỏ trị log (1/R) cung
cấp trực tiếp cho ta thụng tin về mức độ hấp phụ súng, giỏ trị đọc được về trị
số phản xạ (R) được chuyển thành giỏ trị của phổ hấp thụ (A) theo cụng thức: A= log (1/R) bằng phần mềm WinISI (Foss NIRSytems)
Mẫu thức ăn sau khi chạy phổ được phần mềm chuyờn dụng WinISI chuyển thành một ma trận số. Ma trận này cựng với ma trận kết quả phõn tớch sẽ cho ta kết quảước tớnh thành phần húa học của cỏc mẫu thức ăn và phõn.
Sử dụng phộp tớnh thống kờ bằng phần mềm Minitab 14 để kiểm tra kết quả chẩn đoỏn thành phần húa học từ mỏy NIRS và kết quả phõn tớch thành phần húa học trong phũng thớ nghiệm
3.3.2.4. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy từ kết quả phõn tớch từ phũng thớ nghiệm và kết quả ước tớnh trờn mỏy NIRS. (Phương phỏp ỏp dụng cho nghiệm và kết quả ước tớnh trờn mỏy NIRS. (Phương phỏp ỏp dụng cho cỏc nội dung 1.1.2; 1.2.2; 1.3.2; 1.4.2)
Sử dụng phầm mềm WinISI version 1.5 và phần mềm Minitab 14 để
xõy dựng phương trỡnh hồi quy cỏc kết quả phõn tớch từ phũng thớ nghiệm và cỏc phổ thu được từ NIRS.
Mụ hỡnh toỏn học để xõy dựng quan hệ giữa hai ma trận số là hồi quy tuyến tớnh đa chiều bậc 1.
y= bo + b1x1 + b2x2 +………+ bixi + bpxp
Trong đú: y là kết quả phõn tớch phũng thớ nghiệm của chất a nào đú. x là kết quả chẩn đoỏn với mỏy NIRS.
b là hệ số.
3.3.2.5. Áp dụng phương trỡnh hồi qui cho cỏc thức ăn và phõn khỏc để
kiểm tra độ tin cậy của phương trỡnh ước tớnh. (Phương phỏp ỏp dụng cho cỏc nội dung 1.1.3; 1.2.3; 1.3.3; 1.4.3)
Để kiểm tra độ tin cậy của cỏc phương trỡnh ước tớnh: Cỏc phương trỡnh hiệu chỉnh từ NIRS, với r > 0,8 được dựng cho loại thức ăn mà số liệu của nú khụng dựng để lập cỏc phương trỡnh hiệu chỉnh với NIRS. Từ cỏc phương
trỡnh này chỳng ta sẽ cú những bộ số liệu chẩn đoỏn. So sỏnh bộ số liệu chẩn
đoỏn này với bộ số liệu thực bằng hồi qui và tớnh sai số của sai khỏc (SE của difference) chỳng ta sẽ cú kết luận vềđộ chớnh xỏc của cỏc phương trỡnh chẩn
đoỏn. Chỉ cỏc phương trỡnh cho sai số (%) = hoặc < 10 % mới được chấp nhận.
So sỏnh bộ số liệu tớnh từ phương trỡnh chẩn đoỏn với bộ số liệu phõn tớch bằng T-student (Paired test) chỳng ta sẽ cú kết luận về độ chớnh xỏc của cỏc phương trỡnh chẩn đoỏn. Chỉ cỏc phương trỡnh cho giỏ trị xỏc xuất P > 0,05 % mới được chấp nhận để dựng.
3.3.2.6. Xõy dựng phương trỡnh hồi qui chẩn đoỏn chất khụ ăn vào (DMI), tỷ lệ tiờu húa chất hữu cơ (OMD) từ thành phần húa học của thức ăn và tỷ lệ tiờu húa chất hữu cơ (OMD) từ thành phần húa học của thức ăn và phõn ước tớnh từ NIRS. (Phương phỏp ỏp dụng cho cỏc nội dung 2.1; 2.2)
Sau khi cú được cỏc phương trỡnh hiệu chỉnh về thành phần húa học của thức ăn và phõn với NIRS, dựng cỏc phương trỡnh này để ước tớnh thành phần húa học của cỏ và phõn ở trong cỏc thớ nghiệm in vivo. Dựng tỷ lệ tiờu húa chất hữu cơ in vivo (OMD) và lượng chất khụ ăn vào in vivo (DMI) của cừu thớ nghiệm hồi qui với bộ số liệu mới tớnh từ phường trỡnh NIRS về thành
Phần mềM WinISI
PHƯƠNG TRèNH CHẨN ĐOÁN NIRS CHO CHẤT A
SampleIden MAT NDF ADF NNDF
LwLb3201-1 11.94 35.60 21.58 0.28 LwLb3311-4 17.44 59.60 32.22 0.61 LwLb3302-4 18.44 60.50 32.60 0.98 LwLb3301-4 19.50 61.10 32.14 1.00 LwLb3312-4 18.63 59.50 32.34 0.89 LwLb3102-3 18.44 64.90 34.45 1.34 Ax3312-4 17.81 57.60 30.97 0.63
Kết quả phân tích quy chiếu Quang phổ hấp phụ NIRS
Mẫu thức ăn
Lab NIRS
QUY TRèNH CHẠY VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG TRèNH CHẨN ĐOÁN THEO SƠ ĐỒ SAU
phần húa học của thức ăn và phõn chỳng ta sẽ cú được phương trỡnh chẩn
đoỏn OMD và DMI.
Mụ hỡnh toỏn học là mụ hỡnh hồi quy tuyến tớnh đa chiều bậc một: y = bo + b1x1 + b2x2 +………+ bixi + bnxn
Trong đú:
y là OMD hay DMI,
x là thành phần húa học của thức ăn hoặc phõn vừa chẩn đoỏn bằng phương trỡnh mới với NIRS,
b là hệ số.
3.3.2.7. Phương phỏp sử lý số liệu
Cỏc số liệu thu thập được được sử lý bằng phần mềm Excel (Microsoft office 2003), WinISI version 1.5 (Foss), Minitab 14.0 (2003).
Thớ nghiệm In vivo NIRS Thành phần húa hocTĂ Fiber Crude protein NDF, ADF Thành phần húa học của phõn Fiber Crude protein + Intake TLTH: DMI, OMI NIRS NIRS Cừu
SƠ ĐỒ XÂY DỰNG PHƯƠNG TRèNH CHẨN ĐOÁN LƯỢNG CHẤT KHễ ĂN VÀO (DMI) VÀ TỶ LỆ TIấU HOÁ CHẤT HỮU CƠ (OMD)
PHẦN IV
KẾT QUẢ NGHIấN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Nội dung 1: Xõy dựng phương trỡnh ước tớnh thành phần húa học của thức ăn và phõn.
4.1.1. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP của bột cỏ.
4.1.1.1. 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
Bảng 1.1 Kết quảước tớnh DM, CP của bột cỏ thụng qua phổ trờn mỏy NIRS
Chỉ tiờu n Mean Est. Min Est. Max SEc SEcv DM 141 89,02 83,86 94,17 0,88 0,93
CP 138 59,35 46,13 72,57 1,08 1,38
Est.Min(Estimated Minimun): Giỏ trịước tớnh nhỏ nhất Est.Max (Estimated Maximum): Giỏ trịước tớnh cao nhất SEc: Sai số chưa hiệu chỉnh
SEcv: Sai số sau hiệu chỉnh
Kết quả chẩn đoỏn DM, CP của bột cỏ từ NIRS được trỡnh bày ở bảng 1.1. Kết quả này cho thấy chẩn đoỏn DM, CP của bột cỏ bằng NIRS cú SEc (Standard error for callibration). Sai số của phộp đo chấp nhận được (0,88 đến 1,08%), và sai số của phộp đo sau khi đó hiệu chỉnh SEcv (Standard error for cross validation) cũng đủ nhỏđể khụng gõy sai số quỏ lớn của phộp đo (0,93
đến 1,38%). Kết quả của chỳng tụi phự hợp với Cozzolino và cộng sự, (2002)[16] khi sử dụng mỏy Monochromator NIRS 5000 với n = 82 khi nghiờn cứu DM cỏc thụng số SEc, SEcv lần lượt là 3,03 và 3,86. Theo Cozzolino và cộng sự, (2002)[16] đối với DM của bột cỏ với n = 866 cho cỏc kết quảđối với Mean, SEc, SEcv lần lượt là 81; 3,9; 3,9; CP với n = 884 với Mean; SEc, SEcv lần lượt là 66,3; 5,6 và 5,7.
Bảng 1.2 So sỏnh kết quả phõn tớch DM, CP của bột cỏ trong phũng thớ nghiệm với kết quảước tớnh từ phương trỡnh NIRS.
Chỉ tiờu n Mean SE Min Max Lab 143 89,02 0,15 83,89 93,76 NIRS 143 89,02 0,12 84,82 94,33 DM Sai số (%) 143 0,85 Lab 143 59,14 0,40 37,90 68,02 NIRS 143 59,22 0,37 41,03 67,83 CP Sai số (%) 143 1,97
Bảng 1.2 cho thấy: Khụng cú sự sai số lớn về cỏc giỏ trị: Mean ± SE, Min và Max của DM, CP của bột cỏ trong phũng thớ nghiệm và trờn mỏy NIRS.
Khi phõn tớch hàm lượng DM bột cỏ trong phũng thớ nghiệm, đạt được kết quả Mean ± SE là 89,02± 0,15 cũn trong phõn tớch trờn mỏy NIRS giỏ trị
chẩn đoỏn thu được tương ứng là 89,02 ± 0,12. Kết quả cũng đạt được độ
chớnh xỏc cao với CP, từ phũng phõn tớch: Mean ± SE là 59,14 ± 0,40; so với kết quả phõn tớch trờn NIRS tương ứng là 59,22 ± 0,37. Cỏc giỏ trị Min, Max của DM và CP khi được phõn tớch bằng Lab và NIRS cú giỏ trị tương ứng là: Lab (83,89 – 93,76), NIRS (84,82 – 94,33). Như vậy, khụng cú sai khỏc quỏ lớn giữa cỏc giỏ trị vỡ thế kết quả này cú thể chấp nhận được. Sai số tớnh bằng % giữa kết quả phõn tich phũng thớ nghiệm (Lab) và kết quả trờn NIRS khụng lớn và tương ứng là: 0,85; 1,97% cho DM, CP của bột cỏ. Theo kết quả
nghiờn cứu trước đõy của Cozzolino và cộng sự, (2002)[17] DM của bột cỏ cho NIRS cú Min, Max lần lượt là 66-84, CP: 60,5-72,8.
DM_NIRS DM _ La b 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 95.0 92.5 90.0 87.5 85.0 S 0.977295 R-Sq 72.5% R-Sq(adj) 72.2% DM_Lab = - 3.451 + 1.040 DM_NIRS
4.1.1.2. Xõy dựng phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP của bột cỏ từ kết quả trờn NIRS và phõn tớch phũng thớ nghiệm
Sử dụng thuật toỏn hồi qui trờn MINITAB với hai bộ số liệu là kết quả
vừa cú trờn mỏy NIRS và kết quả phõn tớch chỳng tụi xõy dựng được phương trỡnh để chẩn đoỏn DM, CP của bột cỏ trong cỏc đồ thị 2.1; 2.2 và bảng 1.3
Bảng 1.3 Phương trỡnh hồi quy ước tớnh DM, CP của bột cỏ trờn mỏy NIRS
TT n Phương trỡnh r P
1 100 DMLab1 = - 3,451 + 1,040 DMNIRS 0,85 < 0,01
2 100 CPLab2 = - 0,326 + 1,003 CPNIRS 0,94 < 0,01
Đồ thị 2.1: Hồi quy giữa giỏ trị chẩn đoỏn NIRS (n = 100) với giỏ trị phõn tớch phũng thớ nghiệm của bột cỏ (% chất khụ)
Protein thụ_NIRS Pr o te in t h ụ _ La b 70 65 60 55 50 45 70 65 60 55 50 45 S 1.33677 R-Sq 89.2% R-Sq(adj) 89.1%
Protein thụ_Lab = - 0.326 + 1.003 Protein thụ_NIRS
Đồ thị 2.2: Hồi quy giữa giỏ trị chẩn đoỏn NIRS (n = 100) với giỏ trị phõn tớch phũng thớ nghiệm của bột cỏ (% protein thụ)
Kết quả xõy dựng phương trỡnh chẩn đoỏn để chẩn đoỏn DM, CP của bột cỏ từ NIRS cho thấy phương trỡnh chẩn đoỏn DM, CP của bột cỏ bằng NIRS với số mẫu n = 100 cú r khỏ cao, tương ứng là (0,85; 0,94) cho DM, CP. Cỏc phương trỡnh cú độ tin cậy cao (P<0,001).
4.1.1.3. Áp dụng phương trỡnh hồi quy cho cỏc mẫu bột cỏ khỏc để kiểm tra
độ tin cậy của phương trỡnh.
Sau khi cú được 2 phương trỡnh ước tớnh DM và CP của bột cỏ từ NIRS chỳng tụi tiến hành ỏp dụng hai phương trỡnh này (cỏc phương trỡnh cú số thứ
tự 1, 2 với dung lượng mẫu là 100) đểước tớnh DM, CP của 43 mẫu bột cỏ lấy ngẫu nhiờn chỉ quột phổ trờn mỏy NIRS khụng dựng để xõy dựng phương trỡnh hồi quy chỳng tụi cú kết quảở bảng 1.4 và cỏc đồ thị 2.3; 2.4
Bảng 1.4 So sỏnh kết quả phõn tớch DM, CP của bột cá trong phũng thớ nghiệm và kết quảước tớnh từ phương trỡnh NIRS
Chỉ tiờu n Mean SE Min Max r
DMLab 88,97 0,24 85,73 92,47 DMNIRS 89,35 0,22 86,75 92,31 PT 1 Sai khỏc (%) 43 0,89 0,80 CPLab 58,10 0,95 37,9 66,12 CPNIRS 57,91 0,84 40,83 66,37 PT 2 Sai khỏc (%) 43 2,34 0,97 Đồ thị 2.3: Phõn bố tần suất của cỏc giỏ trị DM của bột cỏ (% chất khụ) ước tớnh từ phương trỡnh NIRS với cỏc giỏ trị phũng phõn tớch (n=43)
Data Fr e q u e n cy 92 91 90 89 88 87 86 12 10 8 6 4 2 0 Mean StDev N 88.97 1.546 43