Rơm là loại thức ăn thụ chất lượng thấp ủặc trưng bởi hàm lượng xơ
cao, nghốo protờin, khoỏng và vitamin.Theo Preston và Leng, (1991)[43] thỡ rơm rạ bị hạn chế bởi 4 yếu tố sau
- Tỷ lệ tiờu hoỏ cỏc chất dinh dưỡng thấp - Hàm lượng Protein thấp
- Hàm lượng cỏc chất khoỏng thấp - Khụng ngon miệng
Thành phần hoỏ học của một số loại rơm ở Việt nam[13] ủược trỡnh bày trong bảng sau :
Bảng 2.1: Thành phần hoỏ học của một số loại rơm khụ ở Việt nam
Loại rơm ðVT VCK prụtờin
thụ Lipit thụ Xơ thụ DXKN Khoỏng Rơm lỳa chiờm % 90,85 4,65 1,49 31,18 40,91 12,62 Rơm lỳa mựa % 90,81 5,06 1,67 30,61 37,23 16,24 Rơm lỳa nếp % 94,36 7,06 1,34 30,91 40,57 14,48 Rơm lỳa tẻ % 91,25 5,15 1,32 29,88 42,45 12,45
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ------ 26 Cỏc thành phần xơ khụng cú giỏ trị dinh dưỡng với ủộng vật dạ dày
ủơn, nhưng lại cú ý nghĩa quan trọng ủối với ủộng vật loài nhai lại. Trong vỏch tế bào thực vật ủược cấu tạo chủ yếu là chất xơ gồm ba thành phần chớnh là xenluloza, hemixenluloza và lignin. Theo Jackson, (1980)[29] thỡ hàm lượng xenluloza trong VCK của chất xơ chiếm số lượng lớn nhất (từ
41,7% ở rơm lỳa mựa ủến 64,8% ở cỏ bụng). Mặt khỏc vỏch tế bào bị lignin hoỏ cao nờn khú tiờu hoỏ ủồng thời hàm lượng nitơ, khoỏng, vitamin thấp nờn hạn chế rất nhiều ủến quỏ trỡnh lờn men của VSV ở dạ cỏ . Một số tài liệu nghiờn cứu cho biết ủặc ủiểm cấu trỳc và tớnh chất của chất xơ như sau:
CH2OH CH2OH CH2OH H O H O H O H O H O H O OH OH H H OH H H OH H H OH H OH H OH Cấu trỳc hoỏ học của phõn tử xenluloza
- Xenluloza: là một dạng glucan và nú tồn tại ở hầu hết cỏc loại cõy, là thành phần của vỏch tế bào thực vật. Phõn tử mạch thẳng ủược tạo bởi β-D- glucose bằng liờn kết β -1,4-glucozit. Số lượng cỏc ủơn phõn dao ủộng từ 100
ủến 4000 nờn khối lượng phõn tử của cỏc xenluloza là rất lớn. Theo nhiều tài liệu gần ủõy cho biết thỡ xenluloza gồm nhiều chuỗi thẳng khộp nhau thành bú dài nhờ mạch nối hyủrụgen tạo thành cỏc mixen bền vững. Lờ Khắc Thận,
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ------ 27 (1974)[8] ủõy là loại polysacaride cú ủộ bền hoỏ học cao, nú chỉ bị thuỷ phõn bởi cỏc axit mạnh, cỏc enzym trong hạt nảy mầm, nấm, VSV mà khụng bị
phõn giải bởi cỏc men tiờu hoỏ của ủộng vật. Trong dạ cỏ của ủộng vật nhai lại, xenluloza tiờu hoỏ ủược nhờ cú men xenlulaza do VSV sống cộng sinh trong dạ cỏ tiết ra tạo thành gluco hoặc lờn men xenlubiaza tạo ra cỏc axớt bộo bay hơi (axit acetic, axit propionic, axit butyric …).
- Hemixenluloza: hemixenluloza cú cấu trỳc nhỏ nằm trong vỏch tế
bào, phần lớn nú liờn kết chặt chẽ với lignin tạo ra phức hợp lignin - hemixenluloza khú bị phõn giải. Chỳng khụng hoà tan trong nước nhưng hoà tan trong dung dịch kiềm, nú dễ bị thuỷ phõn bởi axớt hơn là kiềm. Khi bị thuỷ
phõn từ hemixenluloza sẽ tạo ra glucoza, fructoza, mantoza, glactoza, , xyloza (Lờ Doón Diờn, 1975)[3]. Trong cỏc phương phỏp xử lý kiềm thành phần hemixenluloza rất dễ tỏch khỏi thành phần xenlululoza và trở thành dễ hoà tan trong mụi trường dạ cỏ ,sau ủú ủược lờn men hỡnh thành cỏc axớt bộo bay hơi trong dạ cỏ của ủộng vật nhai lại.
Xenluloza và hemixenluloza ở dạng tinh khiết ủều dễ tiờu hoỏ nhưng khi chỳng liờn kết với lignin tạo thành cỏc phức chất bền vững, khú tiờu hoỏ.
- Lignin là chất vụ ủịnh hỡnh khụng phải là một hợp chất ủơn chất nú là một polyme ủược liờn kết với cỏc polyme tự nhiờn khỏc như: xenluloza, tinh bột, protein … Theo dẫn liệu khỏc thỡ lignin thường liờn kết với xenluloza và hemixenluloza bằng cỏc mối nối este và hyủrụ.
Lignin luụn ủi kốm với xenluloza và hemixenluloza trong vỏch tế bào. Lignin là một polimer của penyl propan kết hợp lại. Lignin khụng hoà tan trong nước, dung mụi hữu cơ bỡnh thường, trong axit ủậm ủặc và rất bền với cỏc enzym VSV dạ cỏ. Nhưng dưới tỏc dụng của dung dịch kiềm làm cho lignin bị phõn giải và chuyển vào dung dịch.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ------ 28 Theo Lehman (1994) [58] trong vỏch tế bào rơm lignin liờn kết với xenluloza và hemixenluloza bằng mạch nối ester và hydrogen. Ngoài ra, lignin cũn liờn kết với protein bằng liờn kết hoỏ trị. Cỏc liờn kết hoỏ học trờn bền trong mụi trường dạ cỏ nờn ủó làm giảm thấp tỷ lệ tiờu hoỏ và thành phõn dinh dưỡng trong rơm (Nguyễn Trọng Tiến, 1991)[7]. Sự kết hợp chặt chẽ
giữa lignin với xenluloza và hemixenluloza tạo thành phức chất lingo- xenluloza và hemixenluloza ngoài vỏch tế bào làm cản trở rất lớn ủến quỏ trỡnh phõn giải xenluloza và cỏc chất chứa bờn trong tế bào.
Lignin hoỏ là giai ủoạn cuối cựng của sự phỏt triển tế bào thực vật. Mức ủộ lignin hoỏ cao làm cho thành tế bào thực vật trở nờn cứng và bền vững, cú ý nghĩa lớn ủối với cỏc cơ quan chống ủỡ của thực vật gõy khú khăn trong việc tiờu hoỏ xơ trong dạ cỏ loài nhai lại. Chớnh mức ủộ lignin hoỏ là một trong những nguyờn nhõn làm ảnh hưởng ủến sự tiờu hoỏ xenluloza trong thực vật. Thực vật càng già, hàm lượng lignin càng cao sự tăng hàm lượng lignin cựng với sinh trưởng của thực vật cú thể làm giảm tỷ lệ tiờu hoỏ xenluloza xuống cũn 30 - 50% .
Sự tăng hàm lượng lignin cựng với sự sinh trưởng của thực vật cú thể
làm giảm tỷ lệ tiờu hoỏ xenluloza cũn 30-35%. Mức giảm tỷ lệ tiờu hoỏ xenluloza ở gia sỳc lớn cú sừng do lignin hoỏ ủược thấy rừ qua cỏc dẫn liệu; nếu cỏ khụ từ 10-15% lignin thỡ 12-18% polysaccarit tiềm tàng trở nờn vụ nghĩa với gia sỳc nhai lại vỡ VSV khụng tỏc dụng ủược lờn polysaccarit . Kết quả nghiờn cứu của một số tỏc giả như Lewis (1961), Matto, Gupta, (1986) [32] ủó ủưa ra phương trỡnh biểu thị mối liờn hệ giữa khả năng tiờu hoỏ VCK của loài nhai lại với hàm lượng lignin:
Y = 84,9 – 1,15X
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ------ 29 X là % lignin của xơ
Như vậy, khi hàm lượng lignin tăng 1% thỡ tỷ lệ tiờu hoỏ VCK giảm 1,5% Cho ủến nay vẫn chưa cú ý kiến thống nhất về tỷ lệ tiờu hoỏ của lignin trong ủường tiờu hoỏ của ủộng vật nhai lại. Matto, Gupta, (1986)[32] cho rằng tỷ lệ tiờu hoỏ của lignin ở loài nhai lại là khụng ủỏng kể. Tỷ lệ tiờu hoỏ lignin khụng lớn nờn khụng cú ý nghĩa thực tế. Theo một số cỏc tỏc giả khỏc thỡ khụng cú một loại nào trong cỏc VSV dạ cỏ phõn lập cú thể lờn men
ủược lignin.
Như vậy, sự cú mặt của lignin trong cấu trỳc vỏch tế bào thực vật khụng cú lợi cho sự phõn giải thức ăn là rơm bởi VSV dạ cỏ, và từ ủú làm giảm hiệu quả sử dụng thức ăn của gia sỳc nhai lại.
