Tinh dầu là những hợp chất dễ bay hơi thơm chiết xuất từ toàn bộ cây và có đặc tính kháng khuẩn, có thể có hiệu quả chống lại các vi sinh vật dạ cỏ không mong muốn. Vì vậy, gần đây nó đã được khai thác và sử dụng là phụ gia thức ăn tự nhiên để cải thiện quá trình lên men dạ cỏ, chẳng hạn như sản xuất axit béo dễ bay hơi, ức chế nhóm vi khuẩn sản sinh khí methane trong dạ cỏ, cải thiện quá trình trao đổi chất protein và hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng axit linoleic liên hợp động vật nhai lại có nguồn gốc thực phẩm. Ảnh hưởng của tinh dầu đến sự lên men dạ cỏ, hệ vi sinh vật dạ cỏ của động vật nhai lại phụ thuộc vào liều dùng, cấu trúc hóa học của tinh dầu, thành phần thức ăn chăn nuôi và sinh lý học động vật.
Tinh dầu Bạch đàn ức chế sản sinh CH4 đến 58% khi bổ sung 1,66ml/l (Kumar và cộng sự, 2009) và 90,3% khi bổ sung 2ml/l (Salam và cộng sự, 2009), 70% khi bổ sung 0,33g cyclodextrin, thành phần tinh dầu chiết xuất từ Bạch đàn (Tatsouka và cộng sự, 2009). Những thành phần như cineole, terpinenol, α-pinene, p-cymene, aromadendrene và phellandrene trong tinh dầu Bạch đàn được chứng minh có tác dụng giảm thiểu CH4 (Bhatti và cộng sự, 2007). Thành phần p-cymene của dầu Bạch đàn làm giảm sản sinh methane đến 29% khi bổ sung ở nồng độ 2mg/l (Chaves và cộng sự, 2008), tuy nhiên α-cyclodextrin cineole lại không ảnh hưởng đến lượng methane sản sinh khi bổ sung ở nồng độ dưới 0,33g/l (Tatsouka và cộng sự, 2008).
Tinh dầu có thể ngăn chặn nhiều loại vi khuẩn sản xuất Amoniac (Hyper-Ammonia Producing-HAP) trong dạ cỏ, tác động đến quá trình khử amin dẫn đến giảm axit amin (Wallace, 2004; Patra và Saxena, 2009).
McInotch và cộng sự, (2003) quan sát thấy rằng một hỗn hợp của tinh dầu ức chế sự tăng trưởng của một số vi khuẩn HAP như Clostridium sticklandii và anaerobius peptostreptococcus, nhưng các HAP khác như Clostridium aminophilus lại ít nhạy cảm với tinh dầu. Tác dụng ức chế của tinh dầu trên vi
khuẩn HAP có thể phụ thuộc vào chế độ ăn uống. Wallace (2004) báo cáo rằng số lượng vi khuẩn HAP giảm tới 77% ở cừu khi có một chế độ ăn với hàm lượng protein thấp và bổ sung tinh dầu với 100mg/l, nhưng tinh dầu đó không có tác dụng trên vi khuẩn HAP khi cừu được cho ăn với chế độ ăn uống giàu protein. Các vi khuẩn HAP có một khả năng cao để tạo ra amoniac từ các axit amin (Wallace và cộng sự, 2002). Ở liều thấp, tinh dầu có thể ức chế các vi khuẩn HAP, nhưng tất cả các vi sinh vật bị ảnh hưởng ở nồng độ cao hơn. Tinh dầu có thể ngăn chặn hoặc tiêu hóa dễ dàng các chất nền phân hủy bởi vi khuẩn phân giải tinh bột và thủy phân protein mà không ảnh hưởng đến tiêu hóa chất xơ (Wallace và cộng sự, 2002).
Nồng độ các ABBH tổng số trong dạ cỏ thường ít bị ảnh hưởng (Chaves và cộng sự, 2008; Patra và cộng sự, 2010). Hoặc giảm (Macheboeuf và cộng sự, 2008; Kumar và cộng sự, 2009), đặc biệt là khi bổ sung tinh dầu ở nồng độ cao.
Trong những thập kỷ gần đây, một số nghiên cứu đã được tiến hành để khai thác tinh dầu làm chất phụ gia thức ăn chăn nuôi để tăng hiệu quả sản xuất của động vật nhai lại. Chắc chắn, một số thành phần tinh dầu có tác động đến quá trình lên men dạ cỏ ở động vật nhai lại, cần phải xác định liều lượng bổ sung tối ưu tùy thuộc vào từng trạng thái sinh lý và hệ thống cho ăn cụ thể.
Tinh dầu có khả năng ức chế vi khuẩn HAP, vi khuẩn sản sinh khí methane và một số loài vi khuẩn không mong muốn khác, đồng thời có thể điều chỉnh sự lên men dạ cỏ theo hướng tích cực như tăng nồng độ của ABBH trong dạ cỏ, ức chế khí methane. Hầu hết các kết quả được dựa trên các nghiên cứu in vitro. Một số rất ít nghiên cứu đã được tiến hành trong điều kiện in vivo và những kết quả này thường khác nhau vì thành phần và liều lượng tinh dầu thử nghiệm là khác nhau.
Một vài nghiên cứu xác định ảnh hưởng của tinh dầu đến hệ vi sinh vật và lên men dạ cỏ được tổng hợp ở bảng 2.2.
Bảng 2.2: Ảnh hưởng của tinh dầu, tinh dầu cây trồng đến lên men dạ cỏ
Tinh dầu Liều bổ sung Ảnh hưởng Tác giả
Tinh dầu
Bạch đàn 0,33; 0,67; 1,33 và 2 mL/L
Tiêu hóa không bị ảnh hưởng;
Sallam và cs., (2009)
Tinh dầu
Bạch đàn 0,33–1,66 mL/L
ABBH giảm Protozoal giảm;
A/P không bị ảnh hưởng
Kumar và cs., (2009)
Tinh dầu Quế
250 mg/L
ABBH không bị ảnh hưởng;
A/P tăng
Chaves và cs., (2008)
Cinnamaldehyde 1–5 mM ABBH giảm,
A/P tăng
Macheboeuf và cs., (2008)
Cinnamomum
verum 1–10 mM ( ABBH giảm
A/P tăng Macheboeuf và cs., (2008) Tinh dầu cây
Bách xù 20 mg/L ABBH và A/P
không bị ảnh hưởng Chaves và cs., (2008)
Tinh dầu Bạc hà 0,33–2 mL/L
Tiêu hóa và ABBH giảm;
A/P tăng;
Protozoal giảm
Agarwal và cs., (2009)
Tinh dầu Thông 0,008 g/L hoặc 0,57g/kgVCK
Tiêu hóa, ABBH, A/P và protozoal không bị ảnh hưởng
Soliva và cs., (2008)
Thymol 1–6 mM ABBH giảm,
A/P tăng Macheboeuf và cs., (2008)
Anethole 20 mg/L ABBH và A/P không
Bị ảnh hưởng Chaves và cs., (2008)
Carvacrol 1,5–5 mM ABBH giảm
A/P tăng Macheboeuf và cs., (2008) Thymol 0,1; 0,2 và 0,4 g/L
với 10 g glucose/L
ABBH giảm,
A/P tăng Evans and Martin (2000) ABBH: axit béo bay hơi
A/P: tỷ lệ acetate /propionate.