II. TIÍU HểA VĂ HP THU LIPI TẤ
2.4. Tiớu húa protein
Tiớu húa protein trong thức ăn ở dạ cỏ khõc hẵn với gia sỳc dạ dăy đơn. Ở dạ cỏ phần lớn protein trong thức ăn vă hợp chất N-phi protein dưới tõc động của enzym vi sinh vật chuyển thănh NH3. Một phần protein trong thức ăn khụng bị phân giải bởi vi sinh vật dạ cỏ mă chuyền về dạ mỳi khế gọi lă by-pass protein. Cõc protein khõc nhau bị phđn giải ở dạ cỏ ở mức độ khõc nhau.
Lượng protein cũn lại khụng bị tiớu húa ở dạ cỏ được đưa xuống dạ mỳi khế vă ruột non. Tại đđy chỳng được phân giải thănh cõc axit amin vă được hấp thu. Phần protein tiớu
húa ở dạ cỏ chủ yếu chuyển thănh NH3. Tất nhiớn, ở đđy protein cũng được phđn giải một phần thănh cõc sản phẩm như peptide vă cõc axit amin. NH3 lă nguyớn liệu để vi sinh vật tổng hợp nớn protein của bản thđn chỳng. Vỡ cú sự tổng hợp năy vi sinh vật cần được cung cấp đủ năng lượng. Phần năng lượng năy được tạo ra từ phđn giải hợp chất hydratcacbon. Nếu lượng ATP tạo ra từ phân giải từ hydratcacbon phự hợp với nhu cầu vi sinh vật nhằm sử dụng hớt NH3, sẽ khụng xảy ra lượng NH3 dư thừa trong dạ cỏ. Tạo được một sự cđn bằng tối ưu giữa cung cấp NH3, ATP vă sự phđn giải protein thức ăn cũng như tổng hợp nớn protein vi sinh vật trong dạ cỏ lă yếu tố rất quan trọng để nđng cao năng suất, sản phẩm vă hiệu quả sử dụng thức ăn ở gia sỳc nhai lại. Nếu sự cđn bằng giữa lượng NH3 sinh ra vă lượng ATP cung cấp trong dạ cỏ bị phõ vở, tức lă lượng NH3 qũ lớn trong khi khả năng phđn giải hydratcacbon để cung cấp năng lượng kĩm (do khẩu phần ăn chứa ớt đường dễ tan, qũ nhiều xơ dẫn đến lượng NH3
trong mõu qũ cao. NH3 dư thừa vă ion NH4- cũng được thấm qua võch niớm mạc dạ cỏ để văo mõu. Nếu khụng cú sự hấp thu qua niớm mạc dạ cỏ con vật sẽ bị ngộ độc NH3. Triệu chứng ngộ độc của con vật thường lă run rẩy, động kinh, để lđu cú thể chết. Để giải độc cú thể dựng axit axetic (khoảng 10%) cho gia sỳc uống. Tuy nhiớn, ngộ độc NH3 chỉ xảy ra khi cung cấp urớ một lượng vượt qũ nhu cầu hoặc cho uống ở thể lõng. Qũ trỡnh giải độc NH3 diễn ra ở tế băo gan thụng qua chu trỡnh Ornithine, trong đú sản phẩm tạo ra lă urớ. Lượng urê năy hoặc đi qua thận đăo thải ra theo nước tiểu hoặc theo tuyến nước bọt trở lại dạ cỏ chuyển thănh NH3 cung cđp cho vi sinh vật vă ta cú thể mụ tả qũ trỡnh đú bằng sơ đồ 5.3 và 5.4.
Nhu cèu N cho gia súc nhai lại
Như vậy, để tớnh lượng protein cần cung cấp cho gia sỳc nhai lại khụng thể căn cứ văo lượng protein thụ trong khẩu phần, cũng khụng thể căn cứ văo protein tiớu húa theo phương phõp tớnh tõn thụng thường mă phải căn cứ văo protein tiớu húa ở ruột non.
Lượng protein ở ruột non được cung cấp từ hai nguồn: - Từ protein trong thức ăn khụng được phân giải ở dạ cỏ - Từ protein vi sinh vật được tạo ra ở dạ cỏ
Trong khi protein khụng bị phđn giải ở dạ cỏ tựy thuộc văo protein cung cấp trong thức ăn thỡ lượng protein vi sinh vật lại phụ thuộc văo nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ vă lượng vật chất cú thể bị lớn men trong khẩu phần. Nhiều kết quả nghiớn cứu đờ khẵng định: nồng độ NH3 từ 5 - 8mg/100ml dịch dạ cỏ lă điều kiện tối ưu để cung cấp nitơ cho sự phõt triển của vi sinh vật dạ cỏ. Để cú được nồng độ trớn trong khẩu phần của bũ sữa nớn cú khoảng 13-15% protein thụ, bũ vỗ bĩo 12-14% tớnh theo vật chất khụ.
Thức ăn
Protein N phi protein
T. nớc bụt Protein khơng Protein N phi protein tiêu hố tiêu hố
Peptit
Dạ cõ GAN
Amino axit NH3 NH3 Urê
Protein vi sinh vỊt
THỊN
Tiêu hố ị Bài tiết
ruĩt non ị nớc tiểu
Sơ đơ 5.4. Sự hình thành protein trao đưi của khỈu phèn thức ăn ị nhai lại
Do trong qũ trỡnh phđn giải cõc chất ở dạ cỏ một phần năng lượng bị mất mõt qua chất khớ nớn về mặt năng lượng cho sự tổng hợp protein của vi sinh vật phụ thuộc chặt chẽ văo năng lượng tiớu húa mă gia sỳc đờ tiếp nhận.
Tỷ lệ tiớu húa tương đối của protein thụ ở gia sỳc nhai lại khụng phản õnh đỳng quy luật của sự chuyển húa chung về trao đổi N ở hệ thống dạ cỏ phụ thuộc văo hoạt động của vi sinh vật.
2.5. Phđn giải vă chuyển húa mỡ ở dạ cỏ
Trong thức ăn gia sỳc nhai lại, so với hydrat cacbon vă protein thỡ lipit cũng cú vị trớ quan trọn, vă chủ yếu lă mỡ trung tớnh chứa tỷ lệ cao axit mạch dăi khụng no C18, linoleic vă linolenic. Dưới tõc dụng của lipase vi sinh vật, mỡ trung tớnh chuyển thănh phospholipit. Cả linoleic vă linolenic đều cú nối đụi dạng cis nhưng chỳng cắt bỏ hydro để thănh dạng trans. Khả năng tiớu hõ lipit của vi sinh vật dạ cỏ rất hạn chế. Hăm lượng lipit của thức ăn thấp (<50 g/kg) vă nếu tăng trớn 100 g/kg thỡ hoạt động của vi khuẩn giảm. Sự lớn men xơ bị trở ngại vă lượng ăn văo giảm. Cõc axit bĩo no ảnh hưởng it hơn axit bĩo khụng no đến sự lớn men dạ cỏ. Muối Ca của axit bĩo cú ảnh hưởng ớt đến lớn men dạ cỏ vă được sử dụng lăm nguồn bổ sung mỡ cho nhai lại.
Trong dạ cỏ, tryglycerit, photphatit, cõc mono vă di-galactoxyl, diglyxerit chứa trong thức ăn xanh dưới tõc dụng của vi sinh vật nhanh chúng chuyển húa thănh axit bĩo bay hơi. Song song với qũ trỡnh trớn, cõc axit bĩo khụng no cú trong thức ăn cũng bị hydrat húa. Những nghiớn cứu về tiớu húa mỡ ở dạ cỏ cho biết, cõc mối liớn kết nối đụi ở một số chất như caroten, vitamin A khụng bị hydrat húa. Tiớu húa cú ý nghĩa đặc biệt lă cung cấp vitamin A cho gia sỳc nhai lại.
2.6. Tổng hợp vitamin ở dạ cỏ
Nhờ văo hệ sinh vật dạ cở mă gia sỳc nhai lại được cung cấp đầy đủ vitamin nhúm B vă vitamin K. Vi sinh vật được tạo ra ở dạ cỏ chứa rất nhiều vitamin nhúm B. Tuy nhiớn, khả năng tổng hợp vitamin của vi sinh vật phụ thuộc chặt chẽ văo tớnh chất của thức ăn.
Lượng vitamin B2 được tổng hợp sau khi tiớu húa khẩu phần nhiều gấp 300-700% so với lượng vitamin năy đờ cú sẵn trong thức ăn đưa văo, vitamin B1 lă 250%. Để tổng hợp nớn B12 trong dạ cỏ, vi sinh vật cần đến coban từ thức ăn.
Nếu khẩu phần trong thức ăn khụng thớch hợp lăm giảm độ pH dạ cỏ sẽ lăm ảnh hưởng xấu đến cường độ tổng hợp vitamin mă trước hết lă thiamin (B1) của vi sinh vật. Vớ dụ, khẩu phần chỉ cú rơm rạ cú thể dẫn tới thiếu B1. Trường hợp năy gia sỳc dễ bị mắc triệu chứng thần kinh.
2.7. Cõc động thõi tiớu hõ ở gia sỳc nhai lại
Thức ăn vă nước uống văo dạ cỏ bằng nhiều dạng vă nhiều con đường vă ở đú trộn lẫn nhau vă tạo thănh dịch dạ cỏ. Dịch năy mang theo một số chất dinh dưỡng hoă tan thõt qua dạ cỏ mă khụng được hấp thu. Tốc độ thõt qua dạ cỏ của dịch đú gọi lă tỷ lệ pha loảng (dilution rate), được đinh nghĩa như lă một thể tớch dịch lỏng nhất đinh qua khỏi dạ cỏ trong đơn vị thời gian. Để đo tỷ lệ pha loảng người ta đưa văo một liều polyehylen glycol cao phđn tử văo dạ cỏ vă ghi lại sự giảm hăm lượng của nú trong dịch dạ cỏ. Thụng thường tỷ lệ pha loảng 0,03 - 0,15/giờ ở cừu, nhưng ở bũ thỡ cao hơn (0,2). Tỷ lệ pha loảng cao khi cho bũ ăn thức ăn thụ hơn lă thưc ăn tinh. Tăng tỷ lệ pha loảng, vớ dụ bổ sung muối văo thức ăn thỡ tăng lượng nước uống, cú thể thay đổi quần thể bacteria ở dạ cỏ vă thay đổi tiớu hõ thức ăn. Khi tăng tỷ lệ pha loảng thường giảm xelulosis vă tăng tỷ lệ axit propionic, cũng cú thể tăng số lượng protein vi sinh vật tổng hợp trớn đơn vị chất hữu cơ lớn men. Thức ăn văo dạ cỏ cú kớch thước lớn bị giữ lại lđu hơn trong đú vỡ cần cú thời gian nhai lại vă tiớu hõ của vi sinh vật trước khi xuống cõc dạ tiớp theo. Thường thỡ thức ăn lọt qua lỗ săng 1-2 mm lă đủ để xuống cõc dạ sau, nhưng thực tế rất đa dạng. Thức ăn cú tỷ trọng thấp thường chuyển động lớn phớa trớn bề mặt chất chứa dạ cỏ hoặc tổ ong nớn bị giữ lại lđu hơn ở đú. Để xõc định thời gian thức ăn ra khỏi dạ dăy người ta sử dụng thuật ngữ thời gian lưu lại (retention time) bằng cõch đõnh dấu một số thức ăn bởi nhuộm hoặc “lăm dấu” hõ học. Thức ăn chứa nhiều lignin như rơm rạ cú thời gian lưu lại dăi (50-80 giờ), trong khi đú cỏ non hoặc thức ăn tinh cú thời gian lưu lại ngắn (30-50 giờ).
CHƯƠNG VI
PROTEIN VĂ CÂC PHƯƠNG PHÂP XÂC ĐỊNH GIÂ TRỊ PROTEIN CỦA THỨC ĂN
I. KHÂI NIỆM
Protein lă chất cú khối lượng phđn tử cao được cấu tạo từ cõc nguyớn tố chớnh lă cacbon, hydro, ụxy vă nitơ. Ngoăi ra, cũn cú lưu huỳnh, phụt pho vă sắt. Do cấu trỳc khõc nhau của cõc loại protein nớn tỷ lệ cõc nguyớn tố cú trong đú rất khõc nhau. Sau đđy lă thănh phần cấu tạo của một protein:
Nguyớn tố % Cacbon 51,0 - 55,0 Hydro 6,7 - 7,3 Nitơ 15,5 - 18,0 Oxy 21,5 - 23,5 Lưu huỳnh 0,5 - 2,0 Phốt pho 0 - 1,5
Trong protein N chiếm tỷ lệ trung bỡnh lă 16% (biến động từ 15,7% protein của sữa đến 17,5% protein của lỳa mỡ). Do đú, trong phương phõp phđn tớch gần đỳng người ta tớnh tỷ lệ protein thụ (CP) theo hăm lượng N như sau:
CP (%) = N (%) x 16 100
= N (%) x 6,25
Núi chung, protein được tạo thănh do cõc axit amin kết hợp với nhau. Cú hơn 80 axit amin được tỡm thấy ở sinh vật nhưng chỉ cú 20 axit amin lă thường gặp của protein.
II. PHĐN LOẠI PROTEIN TRONG THỨC ĂN
Protein trong thức ăn gia sỳc cú thể chia lăm hai nhúm: Protein vă N phi protein. N phi protein trong thức ăn gia sỳc phần lớn cũng cú axit amin hoặc chuyển từ axit amin, nucleotit, cõc lipit cú protein, amin, purin, pyrimidin, nitrat vă cõc vitamin B cú chứa N. Tuy nhiớn trong một số tăi liệu, phđn loại protein theo nhúm protein đơn giản vă protein liớn kết (protein phức tạp).
II.1. Protein
Protein lă chuỗi axit amin kết hợp với nhau bằng liớn kết peptit (CO-NH). Phđn tử lượng của protein vỡ thế rất cao, khoảng 60.000. Protein của mỗi loăi, ngay cả trong cựng một cơ thể protein của mỗi mụ băo cũng khõc nhau. Sự khõc biệt ấy do ở số lượng, loại vă thứ tự của cõc axit amin cấu tạo nớn protein. Vỡ thế, protein của từng loại thức ăn khõc nhau về thănh phần vă thứ tự cõc axit amin, do đú khõc nhau về hăm lượng cõc axit amin trong đú (Bảng 6.1).
Bảng 6.1. Thănh phần axit amin của một số loại thức ăn (g/16 g N)
Loại thức ăn Axit amin
Arg His Leu Iso Lys Met Ph
e
Thr Try Tyr Val
Hạt ngụ 4,9 2,9 12,3 2,8 2,9 1,7 4,4 3,3 1,1 3,6 4,0 Hạt thúc tẻ 6,2 2,5 9,7 4,9 4,3 2,0 5,4 3,2 1,7 3,9 5,1 Hạt đậu tương 6,2 2,4 5,5 4,2 6,5 1,5 4,8 3,4 1,5 3,6 4,9 Bột đầu tụm 9,6 2,1 5,6 3,4 5,5 1,8 4,5 4,2 - 3,4 4,7 Bột cõ 5,8 2,2 7,1 4,3 7,5 3,4 3,7 4,0 1,0 3,0 4,8 Axit amin:
Axit amin được hỡnh thănh khi protein bị thủy phđn bởi cõc enzym, axit hoặc bazơ. Axit amin cấu tạo chủ yếu gồm cú một nhúm cú chứa nitơ gọi lă nhúm amino (-NH2) vă nhúm axit cacboxylic (-COOH). Phần lớn cõc axit amin cú trong tự nhiớn ở dạng α, cú nhúm amino gắn với nhđn cacbon đối xứng với nhúm cacboxyl, cụng thức tổng qũt như sau:
NH2
R CH COOH
Trong tự nhiớn hầu hết cõc axit amin đều cú dạng L. Khi tổng hợp axit amin người ta thu được một nửa dạng L vă một nửa dạng D. Qua nghiớn cứu cho biết chỉ cú một số axit amin lă gia cầm vă lợn sử dụng được cả 2 dạng D vă L như: DL-lysine, DL-valine, DL- methionine. Cõc axit amin cũn lại gia cầm chỉ sử dụng được dạng L mă thụi vă gia cầm sử dụng D-methionine cú hiệu quả. Vỡ vậy khi phối hợp khẩu phần chỳng ta cần phải biết dạng cấu tạo húa học để con vật cú thể sử dụng hiệu quả.
Axit amin thiết yếu vă khụng thiết yếu:
Thực vật vă vi sinh vật cú thể tổng hợp protein từ những hợp chất N đơn giản như nitrat. Động vật khụng thể tổng hợp được nhúm amino để xđy dựng protein cơ thể nớn chỳng phải nhận một nguồn axit amin từ thức ăn. Cú rất nhiều axit amin cú thể được chuyển húa từ axit amin tương tự bằng phản ứng chuyển amin, trong khi đú một số khõc thỡ cơ thể khụng chuyển húa được hoặc chuyển húa với hiệu quả rất kĩm. Người ta gọi cõc axit amin loại thứ nhất lă axit amin khụng thiết yếu (Non-essential) vă loại thứ 2 gọi lă axit amin thiết yếu (Essential). Hiện nay cú khoảng 10 axit amin thiết yếu đối với chuột, lợn con vă người, đú lă phenylalanine (Phe), valine (Val), tryptophan (Try), methionine (Met), arginine (Arg), threonine (Thr), histidine (His), isoleucine (Iso), leucine (Leu), lysine (Lys). Đối với gia sỳc trưởng thănh khụng cần arginine vă histidine, gă cần thớm glycine.
Đối với gia sỳc nhai lại, tất cả cõc axit amin thiết yếu đều được vi sinh vật dạ cỏ tổng hợp nớn. Tuy nhiớn tốc độ tăng trưởng hoặc năng suất sữa khụng thể đạt tối đa nếu khẩu phần thiếu cõc axit amin thiết yếu.
Trong thực tế, một văi axit amin cựng loại cú thể thay thế cho nhau được, như lă cystine cú thể thay thế 50% nhu cầu methionine của lợn. Vớ dụ, nhu cầu Met lă 0,6% thỡ 0,3% Met cú thể được Cys bự đắp. Cys vă Met lă những axit amin chứa lưu huỳnh. Met khụng thể tổng hợp từ Cys vỡ vậy, phải cung cấp Met từ thức ăn.
Tyrosine (Tyr) vă Phe lă những axit amin cú gốc phenyl. Trong thực tế, Tyr (khoảng 30%) cú thể được thay thế bởi Phe. Tuy nhiớn đđy lă phản ứng một chiều vỡ vậy khụng thể cung cấp Tyr để tổng hợp Phe.
Trong thực tế chăn nuụi, tỷ lệ thănh phần cõc axit amin trong thức ăn vă nhu cầu của gia sỳc luụn luụn khõc nhau, đặc biệt lă cõc axit amin thiết yếu. Một số axit amin trong thức ăn thường rất thấp so với nhu cầu, những axit amin đú lăm giảm hiệu quả sử dụng cõc axit amin cũn lại. Đặc biệt khi cõc axit amin thiết yếu thấp hơn so nhu cầu thỡ hiệu quả sử dụng căng kĩm. Vỡ vậy, axit amin giới hạn (Limmiting amino acid) được định nghĩa như lă cõc axit amin thiết yếu cú hăm lượng trong thức ăn thấp hơn so với nhu cầu của vật nuụi. Vớ dụ, ta cú thể tưởng tượng cõc axit amin lă cõc "mảnh võn" dăi ngắn khõc nhau để ghĩp nớn chiếc thựng đựng nước. Gia sỳc cần cõc "mảnh võn" dăi như nhau để đựng được nhiều nước nhất, trong khi đú ở thức ăn cú cõc "mảnh võn" dăi ngắn khõc nhau vỡ vậy lăm cho thỳng đựng ớt nước so với nhu cầu. Axit amin giới hạn lă "mảnh võn" thấp nhất của thựng.
Mức giới hạn của mỗi axit amin khụng phải do ở số lượng của nú ớt hay nhiều so với cõc axit amin khõc trong thức ăn hay trong khẩu phần mă lă do ớt hay nhiều so với nhu cầu của gia sỳc. Chỉ số axit amin giới hạn (Paa) như sau:
Paa = x 100
Axit amin năo cú Paa thấp nhất lă axit amin giới hạn thứ nhất vă cứ tiếp tục, vớ dụ:
Met Phe Try
Khẩu phần, % 0,50 0,20 0,10
Nhu cầu, % 0,60 0,40 0,15
Paa 80% 50% 70%
Trong trường hợp trớn, Phe của khẩu phần chỉ thỏa mờn 50% nhu cầu, được coi lă axit amin giới hạn thứ nhất, sau đú lă Try (70%) vă Met (80%).
Axit amin giới hạn trong một số loại thức ăn phổ biến đờ được Easter (1994) thống kớ