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 dự đoán tỉ lệ tiêu hóa in vitro và năng lượng trao đổi (ME). Gần đây hơn người ta quan tâm nhiều đến hiệu quả sử dụng thức ăn thô cho 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 sụng thức ăn là mức tiêu thụ thức ăn, tham số này cũng có thể được dự đoán từ in vitro sinh khí (Getachew et al., 1998). Phương pháp in vitro sinh
16
khí còn được dùng để dự đoán các chất khoáng dưỡng có trong thức ăn (Makkar, 2003). Dựa vào kết quả lượng khí sinh ra có mối liên hệ rất gần với acid béo bay hơi, người ta thiết lập được phương trình hồi quy để dự đoán lượng acid béo bay hơi trong dạ cỏ (Blummel et al., 1999). Nhìn chung
phương pháp in vitro sinh khí như là một công cụ hữu hiệu để dự đoán 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 của các loại thức ăn khác nhau.
2.2.4.1 Dự đoán tỉ lệ tiêu hóa và năng lượng trao đổi thức ăn
Việc dự đoán tỉ lệ tiêu hóa thức ăn và năng lượng trao đổi (ME) từ thành phần hóa học thông qua các hàm hồi qui trước đây đã được sử dụng rộng rãi. Sau đó có nhiều phương pháp phân tích khác được ra đời như tỉ lệ tiêu hóa in vitro, in situ, vi vitro sinh khí... các phương pháp này đã được đánh giá và
phân tích trong nhiều báo cáo khoa học và cho thấy chúng dự đoán được các tham số trên thí nghiệm in vitro xác thực hơn phương pháp phân tích hóa học (Lopéz et al., 2000). Đặc biệt phương pháp in vitro sinh khí được sản xuất bởi Menke et al., (1979) rất hữu hiệu trong việc dự đoán tỉ lệ tiêu hóa và năng
lượng thức ăn (Makkar, 2003). Natarja et al., (1998) cho biết thêm sử dụng in
vitro sinh khí kết hợp với thành phần hóa học đánh giá 96% sự thay đổi ME.
2.2.4.2 Dự đoán mức tiêu thụ thức ăn
Yếu tố chính làm hạn chế khả năng sử dụng thức ăn thô của gia súc nhai lại là mức tiêu thụ thức ăn. Cho nên việc dự đoán mức tiêu thụ thức ăn, đặc biệt là thức ăn thô xơ là một chỉ tiêu quan trọng trong dinh dưỡng gia súc nhai lại. Phương pháp nền tảng để dự đoán chỉ tiêu này là quan sát trong điều kiện
in vivo. Sau đó hệ thống tẩy rửa Van Soest ra đời và cho thấy NDF (xơ trung
tính) có mối liên hệ với mức tiêu thụ thức ăn. Đặc biệt khi in vitro sinh khí ra đời người ta tin tưởng vào in vitro sinh khí hơn khi dự đoán mức tiêu thụ thức ăn (Getachew et al., 1998).
Bước đầu người ta thấy rằng khí sinh ra từ DM lên men có mối liên hệ ý nghĩa với mức tiêu thụ và sau đó khi kiểm chứng với khí lên men từ NDF cho thấy diễn tả được 82% sự thay đổi về mức tiêu thụ thức ăn trong khi chỉ có 75% ở DM (Blummel và Becker, 1997).
2.2.4.3 Dự đoán tỉ lệ tiêu hóa và năng lượng trao đổi thức ăn
Việc dự đoán tỉ lệ tiêu hóa thức ăn và năng lượng trao đổi (ME) từ thành phần hóa học thông qua các hàm hồi qui trước đây đã được sử dụng rộng rãi. Sau đó có nhiều phương pháp phân tích khác được ra đời như tỉ lệ tiêu hóa in vitro, in situ, vi vitro sinh khí... các phương pháp này đã được đánh giá và
17
phân tích trong nhiều báo cáo khoa học và cho thấy chúng dự đoán được các tham số trên thí nghiệm in vitro xác thực hơn phương pháp phân tích hóa học (Lopéz et al., 2000). Đặc biệt phương pháp in vitro sinh khí được sản xuất bởi Menke et al., (1979) rất hữu hiệu trong việc dự đoán tỉ lệ tiêu hóa và năng
lượng thức ăn (Makkar, 2003). Natarja et al., (1998) cho biết thêm sử dụng in
vitro sinh khí kết hợp với thành phần hóa học đánh giá 96% sự thay đổi ME.
2.2.4.4 Dự đoán tốc độ tiêu hóa thức ăn
Trong các quan điểm mới gần đây về sự tiêu hóa thức ăn ơ gia súc nhai lại, không chỉ quan tâm về tiềm năng tiêu hóa mà còn rất quan tâm đến hiệu quả tiêu hóa (phạm vi tiêu hóa) của thức ăn, vì sự tận dụng thức ăn ở động vật không chỉ phụ thuộc vào tiềm năng tiêu hóa của thức ăn mà còn phụ thuộc rất lớn vào tốc độ thức ăn đi qua đường tiêu hóa. Tham số phạm vi tiêu hóa sẽ diễn tả tốt 2 yếu tố trên. Diễn tả được phạm vi tiêu hóa thức ăn sẽ cung cấp một cơ sở hữu dụng để đánh giá khả năng tận dụng được dưỡng chất từ thức ăn đó cho nhai lại. Trong nhiều báo cáo gần đây người ta thấy rằng phân tích động lực lên men thức ăn bằng in vitro sinh khí thuận tiện hơn nhờ ít tốn thời
gian, chi phí và công lao động.
2.2.4.5 Dự đoán acid béo bay hơi
Chỉ số acid béo bay hơi trong dạ cỏ đóng vai trò quan trọng trong ước lượng thức ăn. Acid béo bay hơi là kết quả hoạt động lên men thức ăn của vi sinh vật là nguồn năng lượng quan trọng cũng cấp cho vật chủ trong hệ thống sinh lý dinh dưỡng của thú nhai lại. Xuất phát từ đó, có nhiều nghiên cứu ra đời nhằm tìm mối quan hệ giữa acid béo bay hơi ở in vivo và in vitro sinh khí
để dự đoán chỉ số này hữu hiệu hơn. Các kết quả này đã cho thấy rất có tiềm năng trong dự đoán acid béo bay hơi ở in vivo bởi in vitro sinh khí.
2.2.4.6 Dự đoán các chất kháng dưỡng
In vitro sinh khí có thể dùng để xác định các chất kháng dưỡng trong thức
ăn và nó tỏ ra tiện ích hơn các phương pháp khác (Makkar, 2003). Để xác định được mức độ ảnh hưởng của chất kháng dưỡng trong thức ăn bằng in vitro sinh khí người ta sẽ bổ sung thêm chất bất hoạt của chất kháng dưỡng vào hệ thống
in vitro sinh khí và so với sự sinh khí ở trường hợp không bổ sung chất bất hoạt.
Để đánh giá ảnh hưởng của tannin trong thức ăn người ta sử dụng chất bất hoạt là polyethylen glycol (Mauricio et al.,1999). Makkar (2003) cho biết in vitro
sinh khí đã được ứng dụng nhiều trong các nghiên cứu về ảnh hưởng và tương tác của các chất kháng dưỡng như phenol, tannin, saponin. Tổng hợp từ nhiều kết quả nghiên cứu, Makkar (2003) kết luận rằng in vitro sinh khí là một công
18
cụ đơn giản, tốn ít chi phí để nghiên cứu các ảnh hưởng và tương tác các chất kháng dưỡng chứa trong thức ăn gia súc nhai lại.
2.2.4.7 Dự đoán sự tổng hợp protein vi sinh vật
Sinh khối vi sinh vật dạ cỏ là nguồn protein chính cho gia súc nhai lại. Sự tổng hợp vi sinh vật trong dạ cỏ là kết quả của một chuỗi trao đổi và quan hệ phức tạp trong dạ cỏ. Việc dự đoán sự tổng hợp vi sinh vật dạ cỏ quan trọng và là cốt lõi trong dinh dưỡng nhai lại. Một số hệ thống dinh dưỡng tiêu biểu như NRC có sử dụng chỉ số tổng hợp vi sinh vật dạ cỏ để dự đoán năng suất vật nuôi. Mặc dù hiện nay có một số dự đoán vi sinh vật tổng hợp đáng tin cậy như purine, đánh dấu N,... nhưng hầu hết các kỹ thuật này đòi hỏi thực hiện trên thú sống nên chưa mang lại hiệu quả cao trong ước lượng. Trong thực tế người ta biết được rằng sự tổng hợp protein vi sinh vật liên quan mật thiết đến kết quả lên men trong sự tiêu hóa in vitro (Menke et al., 1979).
2.2.4.8 Dự đoán mêtan thải ra bằng phương pháp sinh khí in vitro
Trong quá trình tiêu hóa thức ăn trong dạ cỏ, ngoài các sản phẩm chính tạo ra là các acid béo bay hơi và protein vi sinh vật có vai trò cung cấp năng lượng và đạm cho gia súc còn tạo ra thêm một số sản phẩm phụ khác như CO2, CH4, H2... Trong đó đáng lưu ý nhất là CH4, nó làm ô nhiễm môi trường khi được bài thải ra ngoài bằng sự ợ hơi. Người ta ước lượng thấy rằng sự bài thải methan trong tiêu hóa loài nhai lại đã làm tổn thất 2-12% năng lượng của thức ăn (Wilkerson et al., 1995). Trong truyền thống, sự bài thải methan từ gia súc
nhai lại được xác định từ trong điều kiện thú sống, điều này đã làm tốn nhiều kinh phí trong đánh giá. Trong một trắc nghiệm gần đây, Getachew et al.,
(2005) thấy rằng in vitro sinh khí có thể dùng để xác định methan thải ra từ sự tiêu hóa. Trên thực tế đã có một số nghiên cứu sử dụng in vitro sinh khí để dự đoán methan trong quá trình tiêu hóa thức ăn của vi sinh vật dạ cỏ để đưa ra các chiến lược làm giảm methan và cho kết quả rất tiềm năng (Getachew et al., 2005).