2. Mục tiêu của đề tài
1.5.1.Thành phần và cấu trúc của thức ăn thô
Vật chất khô của thức ăn thô gồm hai phần: Phần nội bào và vách tế bào (Sơ đồ 1.1). Phần nội bào chiếm một tỷ lệ rất nhỏ chứa các chất dễ hoà tan và dễ lên men như tinh bột và đường. Vách tế bào gồm phần xơ bị lignin hoá, một ít keo thực vật (pectin) và một ít glycoprotein. Thành phần pectin dễ được lên men trong dạ cỏ. Protein trong vách tế bào khí bị phân giải vì chúng bị liên kết chặt chẽ với cellulose và lignin. Mức độ phân giải cellulose và hemicellulose của vách tế bào phụ thuộc vào mức độ lignin hoá, VSV dạ cỏ không phân giải được lignin và hàm lượng của nó càng cao (khi thực vật già hoá) thì tỷ lệ tiêu hoá nói chung sẽ càng giảm.
Sơ đồ 1.1: Thành phần carbohydrate của TA thô (Delaval, 2002, Trích Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [39]
Carbohydrate
Dễ lên men
Vách tế bào
Neutral detergent fiber (NDF)
Đường Tinh
bột Pectin Hemicellulosose Cellulose
Lignin
Lên men chậm Không
tiêu hóa Carbonhydrat không phải xơ (chất nội bào)
Acid detergent fiber (ADF)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Thức ăn thô nhiệt đới nói chung có chất lượng thấp hơn thức ăn thô ôn đới, bởi vì cây cỏ nhiệt đới bị lignin hoá rất sớm ở thời kỳ đang sinh trưởng (McDonald và cộng sự, 1995) [73]. Theo Preston và Leng (1991) [85]; (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [39] thức ăn thô chất lượng thấp có hai đặc trưng sau:
Cấu trúc vách tế bào phức tạp chủ yếu là cellulose, hemicellulose và lignin Cellulose là cấu trúc chủ yếu của vách tế bào thực vật, chiếm khoảng 32 - 47 % VCK của thức ăn thô. Cellulose là chuỗi carbohydrate đơn giản, phân tử mạch thẳng, được tạo bởi β - D - glucose bằng liên kết β- 1,4 - glucoside. Mỗi phân tử có thể lên tới hàng vạn phân tử glucose. Trong tự nhiên cellulose tồn tại dưới dạng chuỗi tinh thể. Cellulose bao gồm nhiều chuỗi thẳng liên kết với nhau thành bó dài nhờ mạch nối hydrogen tạo thành các sợi cellulose bền vững (microfibril) được bao bọc bởi các thành phần khác của vách tế bào. Các microfibril tập hợp lại tạo thành các macrofibril (McDonald và cộng sự, 1995) [73]; (Preston và Leng, 1991) [85].
Hemicellulose là những heteropolysaccarit được cấu tạo từ các loại đường thuộc nhóm hexose (glucose, manose, galactose) và nhóm pentose (xylose, arabinose). Hemicellulose bao bọc xung quanh các microfibril cùng với một số thành phần khác như pectin và glycoprotein. Có thể coi hemicellulose cùng với pectin và glycoprotein là vữa để gắn kết các microfibril lại trong microfibril. Hemicellulose thường liên kết với các cấu trúc phenonic bào quang các sợi cellulose. Hemicellulose không hoà tan trong nước nhưng hoà tan trong dung dịch kiềm và bị thuỷ phân bởi axit dễ dàng hơn cellulose (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [39].
Lignin là hetero - polyme vô định hình của các loại rượu phenonic. Lignin không hoà tan trong nước, dung môi hữu cơ bình thường hay trong dung dịch axit đậm đặc và rất bền với các enzyme
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
VSV dạ cỏ. Nhưng dưới tác dụng của dung dịch kiềm, bisulfitnatri hay axit sulfurơ một phần lignin bị phân giải và hoà tan vào dung dịch. Lignin hoá là giai đoạn cuối cùng của sự phát triển của tế bào thự c vật. Thực vật càng già thì hàm lượng lignin càng cao. Mức độ lignin hoá cao làm cho thành tế bào thực vật trở nên cứng và bền vững, có ý nghĩa lớn đối với các cơ quan chống đỡ ở thực vật nhưng lại gây khó khăn trong việc tiêu hoá xơ ở dạ cỏ loài nhai lại. Trong vách tế bào lignin liên kết với hemicellulose và cellulose bằng các mạch nối ester và hydrogen. Ngoài ra, lignin còn liên kết với protein bằng các mạch nối hoá trị. Ngoài các phân tử lignin trong vách tế bào còn có các phenonic tồn tại ở dạng tự do. Các phân tử phenonic tự do này ảnh hưởng ức chế đối với VSV dạ cỏ và các enzym của chúng (McDonald và cộng sự, 1995) [73].
Thức ăn thô có hàm lƣợng N, khoáng, vitamin và gluxit dễ tiêu thấp
Trong rơm ngũ cốc hàm lượng protein thô rất thấp (2 - 6 %). Lượng protein (N) ít ỏi này lại khó sử dụng do bị cấu kết chặt với vách tế bào bị lignin hoá. Các cây cỏ già lâu năm cũng vậy, hàm lượng protein thô giảm xuống rõ rệt theo tuổi, trong mùa khô và sau giai đoạn ra hoa (Preston và Leng, 1991) [85].
Tất cả thức ăn thô đều thiếu khoáng, kể cả khoáng đa lượng (Ca, P, Na) và các nguyên tố vi lượng, cũng như các loại vitamin, đặc biệt là vitamin A và D3 (McDonald và cs, 1995) [73].
Trong các loại cỏ thu hoạch muộn và đặc biệt là các loại rơm ngũ cốc hàm lượng bột đường cũng như xơ dễ tiêu thấp. Hầu hết đường dễ tiêu bị mất đi qua quá trình hô hấp trong khi phơi khô và bảo quản.
Như vậy, khả năng phân giải vách tế bào thức ăn thô bị hạn chế do: - Polyme cellulose bị tinh thể hoá.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Sự liên kết chặt chẽ về mặt vật lý, hoá học giữa hemicellulose và cellulose của vách tế bào với lignin và các axit phenonic (làm cho VSV rất khó phân huỷ chất xơ và các chất dinh dưỡng khác).