TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP NGHI & SINH HỌC ỨNG DỤNG ------ ------ TRƯƠ TRƯƠNG MINH TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ỞNG CỦA C CÁC NHÓM VI KHU KHUẨN DẠ CỎ LÊN ÊN GAS VOLUME, TỶ LỆ TIÊU ÊU HÓA CỦA MỘT ỘT SỐ PHỤ PHẨM M NÔNG NGHIỆ NGHIỆP TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO Luận văn tốt nghiệp Ngành: Thú y CẦN THƠ 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP NGHI & SINH HỌC ỨNG DỤNG ------ ------ Luận văn tốt nghiệp Ngành: Thú y ẢNH HƯỞNG ỞNG CỦA C A CÁC NHÓM VI KHUẨ KHUẨN DẠ CỎ LÊN ÊN GAS VOLUME, VOL TỶ LỆ TIÊU ÊU HÓA CỦA MỘT ỘT SỐ PHỤ PHẨM M NÔNG NGHIỆ NGHIỆP TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO HƯỚNG DẪN N KHOA HỌC H Ths. Phạm Hoàng àng Dũng D SINH VIÊN THỰC ỰC HIỆN Trương Minh Trường MSSV: LT11674 Lớp: Thú y – K37 (CN1167L1) CẦN THƠ 12/2013 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Kính gửi: Ban lãnh đạo Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, các thầy cô trong Bộ môn Thú Y, Trường Đại học Cần Thơ. Em tên: TRƯƠNG MINH TRƯỜNG MSSV: LT11674 Ngành: Thú Y – Khóa 37 Xin cam đoan đề tài “Ảnh hưởng của các nhóm vi khuẩn dạ cỏ lên gas volume, tỷ lệ tiêu hóa của một số phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro” là công trình nghiên cứu của bản thân. Tất cả các số liệu, kết quả được trình bày trong luận văn tốt nghiệp này là trung thực và chưa từng được ai công bố ở bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây. Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2013 SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi họ tên) Trương Minh Trường Trang i Luận văn Tốt nghiệp Đại học Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trải qua chương trình đào tạo 2 năm tại Khoa NN & SHƯD, Trường Đại học Cần Thơ, tôi đã tích lũy được nhiều kiến thức cho mình. Ngoài sự phấn đấu của bản thân còn nhờ vào sự tận tình dạy bảo, giúp đỡ và ủng hộ của gia đình, thầy cô và bạn bè giúp tôi có được những thuận lợi nhất định trong học tập và trong quá trình làm luận văn. Vì vậy, nhân đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đến: Trước tiên là ông bà, cha mẹ của tôi là những người đã sinh thành chăm lo cho tôi, để tôi mới có được như ngày hôm nay. Tất cả quí thầy cô trong Bộ môn Thú y, Bộ môn Chăn nuôi luôn giảng dạy tận tình và cung cấp cho tôi những kiến thức quí báu, giúp ích cho tôi trong quá trình tôi học tập, cũng như thực hiện luận văn tốt nghiệp của mình. Xin gởi lời chân thành và sâu sắc đến thầy Hồ Quảng Đồ thầy luôn quan tâm, hướng dẫn, chỉ dạy tận tình, giúp tôi hoàn thành tốt luận văn của mình. Thầy Phạm Hoàng Dũng quan tâm, giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn. Thầy Trần Ngọc Bích cố vấn học tập đã quan tâm và chỉ bảo trong quá trình học tập 2 năm qua. Anh Võ Phương Ghil đã nhiệt tình giúp đỡ, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình làm thí nghiệm. Bạn Nguyễn Tường Vi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm thí nghiệm. Xin chúc tất cả mọi người dồi dào sức khỏe và thật hạnh phúc trong cuộc sống. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả gia đình, thầy cô và bạn bè! Trang ii Luận văn Tốt nghiệp Đại học Tóm lược TÓM LƯỢC Đề tài nghiên cứu: “ Ảnh hưởng của các nhóm vi khuẩn dạ cỏ lên gas volume, tỷ lệ tiêu hóa của một số phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro” được thực hiện tại phòng Chăn nuôi Tiên Tiến E103 – Bộ môn Chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Đề tài gồm có 3 thí nghiệm. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn thân lá cây bắp lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) bằng phương pháp in vitro. Thí nghiệm 2:Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn rơm lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) bằng phương pháp in vitro. Thí nghiệm 3:Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn bã mía lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) bằng phương pháp in vitro. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 5 nghiệm thức với 3 lần lặp lại. * NT đối chứng: Không bổ sung vi khuẩn dạ cỏ * NT1: Bổ sung vi khuẩn dạ cỏ bò * NT2: Bổ sung vi khuẩn dạ cỏ trâu * NT3: Bổ sung vi khuẩn dạ cỏ cừu * NT4: Bổ sung vi khuẩn dạ cỏ dê Kết quả thí nghiệm: Qua các thí nghiệm trên kết quả đều cho thấy khi bổ sung vi khuẩn vào thì tổng lượng khí sinh ra và tỷ lệ tiêu hóa đều tăng, tổng lượng khí sinh ra trên gDM đều giảm. Ở thí nghiệm 1: Thân lá cây bắp sau khi bổ sung vi khuẩn trâu thì lượng khí sinh ra trên 2 gDM mẫu từ 108,75 ml tăng lên 154,00 ml và tỷ lệ tiêu hóa tăng lên 23,5 % lên 44,5 %. Ngược lại thì tổng lượng khí sinh ra trên gDM tiêu hóa lại giảm từ 463,79 ml xuống 346,79 ml. Ở thí nghiệm 2: Rơm sau khi bổ sung vi khuẩn trâu thì lượng khí sinh ra trên 2 gDM mẫu từ 107,50 ml tăng lên 153,25 ml và tỷ lệ tiêu hóa tăng lên 20,50 % lên Trang iii Luận văn Tốt nghiệp Đại học Tóm lược 42,50 %. Tổng lượng khí sinh ra trên gDM tiêu hóa lại giảm từ 525,84 ml xuống 361,61 ml. Ở thí nghiệm 3: Bã mía sau khi bổ sung vi khuẩn trâu thì lượng khí sinh ra trên 2 gDM mẫu từ 101,75 ml tăng lên 154,75 ml và tỷ lệ tiêu hóa tăng từ 20,00 % lên 42,25 %. Tổng lượng khí sinh ra trên gDM tiêu hóa lại giảm từ 510,88ml xuống 367,12 ml. Trang iv Luận văn Tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................................... ii TÓM LƯỢC ......................................................................................................................................... iii MỤC LỤC ............................................................................................................................................. v DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................................ viii DANH MỤC BIỂU ĐỒ ....................................................................................................................... ix DANH MỤC BẢNG............................................................................................................................. x DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT .............................................................................................. xi Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................... 1 Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN ............................................................................................................. 2 2.1. ĐẶC ĐIỂM TIÊU HÓA CỦA GIA SÚC NHAI LẠI .................................................................. 2 2.1.1. Bộ máy tiêu hóa ....................................................................................................................... 2 2.1.1.1. Miệng .................................................................................................................................. 2 2.1.1.2. Thực quản ........................................................................................................................... 3 2.1.1.3. Dạ dày và rãnh thực quản.................................................................................................. 3 2.1.1.4. Tuyến nước bọt .................................................................................................................. 4 2.1.1.5. Ruột ..................................................................................................................................... 5 2.1.2. Hệ sinh thái dạ cỏ .................................................................................................................... 5 2.1.2.1. Môi trường sinh thái dạ cỏ ................................................................................................ 5 2.1.2.2. Hệ vi sinh vật dạ cỏ ........................................................................................................... 7 2.1.2.3. Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật dạ cỏ ....................................................................... 9 2.1.2.4. Tương tác vi sinh vật trong dạ cỏ .................................................................................... 11 2.1.2.5. Thành phần dưỡng chất có trong dịch dạ cỏ .................................................................. 13 2.1.3. Vai trò pH trong dạ cỏ ............................................................................................................ 14 2.1.4. Vai trò NH3 trong quá trình lên men dịch dạ cỏ .................................................................. 15 2.2. SƠ LƯỢC VỀ TỶ LỆ TIÊU HÓA Ở GIA SÚC NHAI LẠI ...................................................... 16 2.2.1. Các cách xử lý thức ăn ........................................................................................................... 16 2.2.1.1. Xử lý vật lý ........................................................................................................................ 16 Trang v Luận văn Tốt nghiệp Đại học Mục lục 2.2.1.2. Xử lý sinh học ................................................................................................................... 16 2.2.1.3. Xử lý hóa học .................................................................................................................... 16 2.2.2. Số tiêu hóa ............................................................................................................................... 16 2.2.3. Hệ số tiêu hóa thật .................................................................................................................. 17 2.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TỶ LỆ TIÊU HÓA .................................................... 17 2.3.1. Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng TLTH in vivo .......................................................... 17 2.3.2. Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng TLTH in vitro ......................................................... 17 2.3.3. Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng sinh khí in vitro ...................................................... 18 2.3.3.1. Mô tả chung ....................................................................................................................... 18 2.3.3.2. Nguyên lý sinh khí ............................................................................................................ 19 2.3.3.3. Vai trò của sinh khí in vitro ............................................................................................. 19 2.3.4. Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn .................................................................... 20 2.3.4.1. Tiêu hóa chất xơ (Cacbohydrat vách tế bào) .................................................................. 20 2.3.4.2. Tiêu hóa tinh bột và đường .............................................................................................. 21 2.3.4.3. Tiêu hóa Protein ................................................................................................................ 21 2.3.4.4. Tiêu hóa chất béo .............................................................................................................. 22 2.4. THỰC LIỆU THÍ NGHIỆM .......................................................................................................... 24 2.4.1. Thân lá cây bắp sau thu hoạch ............................................................................................... 24 2.4.2. Rơm rạ ..................................................................................................................................... 24 2.4.3. Bã mía ...................................................................................................................................... 25 2.5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP TÌM RA CÁC NHÓM VI KHUẨN PHÂN GIẢI XƠ ............ 26 2.6. ẢNH HƯỞNG CỦA VI KHUẨN PHÂN GIẢI THÂN LÁ CÂY BẮP, RƠM VÀ BÃ MÍA TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO ................................................................................................. 27 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 29 3.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ............................................................................. 29 3.1.1. Địa điểm .................................................................................................................................. 29 3.1.2. Thời gian ................................................................................................................................. 29 3.2. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU .................................................................................................. 29 3.2.1. Dụng cụ dùng để lấy dịch dạ cỏ của bò ................................................................................ 29 3.2.2. Thiết bị và dụng cụ dùng để thí nghiệm ............................................................................... 29 3.3. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM .......................................................................... 30 Trang vi Luận văn Tốt nghiệp Đại học Mục lục 3.3.1. Bố trí thí nghiệm ..................................................................................................................... 30 3.3.1.1. Thí nghiệm 1 ..................................................................................................................... 30 3.3.1.2. Thí nghiệm 2 ..................................................................................................................... 30 3.3.1.3. Thí nghiệm 3 ..................................................................................................................... 30 3.3.2. Các chỉ tiêu theo dõi ............................................................................................................... 31 3.3.3. Tiến hành thí nghiệm.............................................................................................................. 31 3.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ THỐNG KÊ ........................................................................................ 33 Chương 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN ............................................................................................... 34 4.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THỨC ĂN THÍ NGHIỆM .................................................. 34 4.2. THÍ NGHIỆM 1 .............................................................................................................................. 35 4.2.1. Ảnh hưởng của bổ sung vi khuẩn lên hàm lượng N-NH3 (mg/l), pH của thân lá cây bắp .......................................................................................................................................................... 36 4.2.2. Ảnh hưởng của bổ sung vi khuẩn lên TLTH DM, ADF, NDF, ADL (%) ........................ 37 4.3. THÍ NGHIỆM 2 .............................................................................................................................. 39 4.3.1. Ảnh hưởng của bổ sung vi khuẩn lên hàm lượng N-NH3 (mg/l), pH của rơm ................. 40 4.3.2. Ảnh hưởng của bổ sung vi khuẩn lên TLTH DM, ADF, NDF, ADL (%) ........................ 41 4.4. THÍ NGHIỆM 3 .............................................................................................................................. 43 4.4.1. Ảnh hưởng của bổ sung vi khuẩn lên hàm lượng N-NH3 (mg/l), pH của bã mía ............. 44 4.4.2. Ảnh hưởng của bổ sung vi khuẩn lên TLTH DM, ADF, NDF, ADL (%) ........................ 45 Chương 5: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ ................................................................................................. 48 5.1. KẾT LUẬN ..................................................................................................................................... 48 5.2. ĐỀ NGHỊ ......................................................................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................. 49 PHỤ CHƯƠNG HÌNH ẢNH ............................................................................................................. 54 PHỤ CHƯƠNG ................................................................................................................................... 56 Trang vii Luận văn Tốt nghiệp Đại học Danh mục hình DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1: Cấu tạo đường tiêu hóa gia súc nhai lại..................................................................................... 2 Hình 2.2: Cấu tạo dạ dày gia súc nhai lại ................................................................................................... 5 Hình 2.3: Sơ đồ các chất dinh dưỡng cần thiết cho tổng hợp vi sinh vật dạ cỏ ...................................... 9 Hình 2.4: Sơ đồ liên quan giữa pH và hoạt lực của các nhóm vi sinh vật dạ cỏ ................................... 12 Hình 2.5: Sơ đồ tiêu hóa cacbohydrate (CHO) ở bò ................................................................................ 21 Hình 2.6: Sơ đồ quá trình tiêu hóa và phân giải protein .......................................................................... 22 Hình 2.7: Sơ đồ chuyển hóa lipid ở bò ...................................................................................................... 23 Hình 2.8: Rơm ............................................................................................................................................. 54 Hình 2.9: Thân lá cây bắp sau thu hoạch .................................................................................................. 54 Hình 2.10: Bã mía xay nhuyễn ................................................................................................................... 54 Hình 2.11: Thực liệu thí nghiệm ................................................................................................................ 54 Hình 3.1: Lọc dịch dạ cỏ qua 4 lớp muslin ............................................................................................... 54 Hình 3.2: Đo pH .......................................................................................................................................... 54 Hình 3.3: Sục khí CO2 trong dung dịch đệm ............................................................................................ 55 Hình 3.4: Bình ủ thực liệu .......................................................................................................................... 55 Hình 3.5: Chủng vi khuẩn ........................................................................................................................... 55 Hình 3.6: Ủ thực liệu ................................................................................................................................... 55 Hình 3.7: Đo khí sinh ra sau khi ủ ............................................................................................................. 55 Hình 3.8: Lọc mẫu sau khi ủ ............................................................................................ 55 Trang viii Luận văn Tốt nghiệp Đại học Danh mục biểu đồ DANH MỤC BIỂU ĐỒ Trang Biểu đồ 4.1: Biểu đồ biểu thị lượng khí sinh ra của thân lá cây bắp ...................................................... 35 Biểu đồ 4.2: Biểu đồ biểu thị TLTH của các dưỡng chất trong thí nghiệm (%) ................................... 38 Biểu đồ 4.3: Biểu đồ biểu thị lượng khí sinh ra của rơm ......................................................................... 39 Biểu đồ 4.4: Biểu đồ biểu thị TLTH của các dưỡng chất trong thí nghiệm (%) ................................... 42 Biểu đồ 4.5: Biểu đồ biểu thị lượng khí sinh ra của bã mía .................................................................... 43 Biểu đồ 4.6: Biểu đồ biểu thị TLTH của các dưỡng chất trong thí nghiệm (%) ................................... 46 Trang ix Luận văn Tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1: Lượng cân hóa chất có trong một lít dung dịch đệm .............................................................. 31 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm (%).................................................................... 34 Bảng 4.2: Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn của thân lá cây bắp lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) ....................................................................................................................................... 35 Bảng 4.3: Hàm lượng N-NH3 (mg/l), pH sinh ra trong từng nghiệm thức ............................................. 36 Bảng 4.4: TLTH DM, ADF, NDF, ADL (%) của các nghiệm thức ....................................................... 37 Bảng 4.5: Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn của rơm lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) ................................................................................................................................................................ 39 Bảng 4.6: Hàm lượng N-NH3 (mg/l), pH sinh ra trong từng nghiệm thức............................................. 40 Bảng 4.7: TLTH DM, ADF, NDF, ADL (%) của các nghiệm thức ....................................................... 41 Bảng 4.8: Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn của bã mía lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) ..................................................................................................................................................... 43 Bảng 4.9: Hàm lượng N-NH3 (mg/l), pH sinh ra trong từng nghiệm thức............................................. 44 Bảng 4.10: TLTH DM, ADF, NDF, ADL (%) của các nghiệm thức ..................................................... 45 Trang x Luận văn Tốt nghiệp Đại học Danh mục những từ viết tắt DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT Các ký hiệu, từ viết tắt Ý nghĩa ADF Xơ axít (Acid detergent fiber) Ash Khoáng tổng số (Total ash) ABBH Axít béo bay hơi CP Đạm thô (Crude protein) DM (VCK) Vật chất khô (Dry matter) NDF Xơ trung tính (Neutral detergent fiber) NT Nghiệm thức OM Vật chất hữu cơ (Organic matter) P Xác suất (Probabbility) g Gram SEM Sai số chuẩn trung bình (Standard error mean) TLTH Tỷ lệ tiêu hóa VSV Vi sinh vật NPN Đạm phi Protein ATP Năng lượng IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change ADL Lignin( Acid detergent lignin) Trang xi Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Đặt vấn đề Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Trong quá trình tiêu hóa, gia súc nhai lại thải ra khí CH4, CO2, H2S, NH3,…Đó là những chất khí góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính. Theo tổ chức liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) thì CH4 là chất khí có tác dụng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 20 lần so với khí CO2. Kỹ thuật gas production được sử dụng ngày càng nhiều để nghiên cứu gián tiếp tiêu hóa xơ ở bò (Menken và Steingass, 1988) bởi vì xellulozo và các loại xơ khác bị lên men yếm khí bởi các vi sinh vật dạ cỏ tạo ra các axid béo bay hơi, CH4, CO2 và một lượng nhỏ khí H2 (Schofield và et at 1994). Lượng khí CO2, CH4, H2 do lên men yếm khí khi ủ thức ăn với dịch dạ cỏ trong điều kiện in vitro có tương quan chặt chẽ với tỷ lệ tiêu hóa và vì vậy cũng có tương quan chặt với giá trị năng lượng của thức ăn (Menke và et at, 1979). Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng tốc độ tạo sinh khối ở vi sinh vật cao gấp hàng ngàn lần so với động vật và thực vật. Do đó việc tuyển chọn vi khuẩn dạ cỏ gia súc nhai lại để nâng cao khả năng phân giải phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro là vấn đề cần thiết làm cơ sở vững chắc cho nghiên cứu ứng dụng giảm sự ô nhiễm môi trường từ phụ phẩm nông nghiệp và tạo chế phẩm sinh học tăng năng suất chăn nuôi. Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Ảnh hưởng của các nhóm vi khuẩn dạ cỏ lên gas volume, tỷ lệ tiêu hóa của một số phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro” Mục đích yêu cầu Đánh giá ảnh hưởng của nhóm vi khuẩn dạ cỏ đến gas volume và tỷ lệ tiêu hóa (%) của một số phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro. Trang 1 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương ương 2: C Cơ sở lý luận Chương ương 2: 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 ĐẶC ĐIỂM Ể BỘ Ộ MÁY TI TIÊU HÓA CỦA A GIA SÚC NHAI L LẠI 2.1.1 Bộ máy tiêu êu hóa Đường tiêu hoá củaa bò cũng c tương tự như các gia súc nhai lạii khác có ccấu tạo chung như ở hình 2.1. Chứcc nnăng cơ bản của từng bộ phận trong đường ng tiêu hoá ở bò cũng tương tự như ở gia súc dạ d dày đơn, nhưng đồng thời có những ng nét đặc thù riêng của gia súc nhai lại. Tính đặc thù của đường tiêu hoá ở gia súc nhai llại là kết quả của quá trình tiến n hoá theo hướng tiêu hoá cỏ và thức ăn xơ ơ thô nh nhờ sự cộng sinh của vi sinh vật (VSV). Hình 2.1: 2. Cấu tạo đường tiêu hóa gia súc nhai lại ( Nguồn:Nguyễn Xuân Trạch, 2007) 2.1.1.1 Miệng Miệng có vai trò lấyy thức th ăn, tiết nước bọt, nhai và nhai lại. Tham ggia vào quá trình lấy và nhai nghiền thứ ức ăn có môi, hàm răng và lưỡi. Bò không có rrăng cửa hàm trên, có 8 răng cửaa hàm ddưới và 24 răng hàm. Răng có vai tròò nghi nghiền nát thức ăn giúp cho dạ dày và ruộtt tiêu hóa dễ d dàng. Lưỡi có 3 loại gai thịtt là gai hình đài hoa, gai hình nấm m (có vai trò vvị giác) và gai thịt hình sợii (có vai trò xúc giác) giác). Khi ăn một loại thức ăn nào thìì bò không những nh biết được vị của thức ăn mà ccòn biết được thức ăn rắn hay mềm m nhờ nh các gai lưỡi này. Lưỡi còn giúp cho việc ệc llấy thức ăn và nhào trộn thức ăn trong miệng. mi Bò có ba đôi tuyến nước bọt (dướii tai, ddưới lưỡi Trang 2 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận và dưới hàm) rất phát triển, hàng ngày tiết ra một lượng nước bọt rất lớn (130 ÷ 180 lít). Nước bọt ở bò được phân tiết và nuốt xuống dạ cỏ tương đối liên tục. Muối cacbonat và photphat trong nước bọt có tác dụng trung hoà các sản phẩm axit sinh ra trong dạ cỏ được duy trì pH ở mức thuận lợi cho vi sinh vật (VSV) phân giải xơ hoạt động. Nước bọt còn có tác dụng quan trọng trong việc thấm ướt thức ăn, giúp cho quá trình nuốt và nhai lại được dễ dàng. Nước bọt còn cung cấp cho môi trường dạcỏ các chất điện giải như Na+, K+, Ca2+, Mg2+… Đặc biệt, trong nước bọt còn có urê và phôtpho, có tác dụng điều hoà dinh dưỡng N và P cho nhu cầu của vi sinh vật dạ cỏ. 2.1.1.2 Thực quản Thực quản là ống nối liền miệng qua hầu xuống tiền đình dạ cỏ, có tác dụng nuốt thức ăn và ợ các miếng thức ăn lên miệng để nhai lại. Thực quản còn có vai trò ợ hơi để thải các khí thừa sinh ra trong quá trình lên men dạ cỏ đưa lên miệng để thải ra ngoài. Trong điều kiện bình thường ở gia súc trưởng thành cả thức ăn và nước uống đều đi thẳng vào dạ cỏ và dạ tổ ong. 2.1.1.3 Dạ dày và rãnh thực quản Đường tiêu hoá của gia súc nhai lại được đặc trưng bởi hệ dạ dày kép gồm 4 túi: ba túi trước (dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách) được gọi chung là dạ dày trước, còn túi thứ tư gọi là dạ múi khế. Dạ cỏ là túi lớn nhất, chiếm hầu hết nửa xoang bụng trái, từ cơ hoành đến xương chậu. Dạ cỏ chiếm tới 85 ÷ 90% dung tích dạ dày, 75% dung tích đường tiêu hoá, có tác dụng tích trữ, nhào lộn và lên men phân giải thức ăn. Thức ăn sau khi ăn được nuốt xuống dạ cỏ, phần lớn được lên men bởi hệ VSV cộng sinh ở đây. Chất chứa trong dạ cỏ trung bình có khoảng 850 ÷ 930 g nước/kg, nhưng tồn tại ở hai tầng: tầng lỏng ở phía dưới chứa nhiều tiểu phần thức ăn mịn lơ lửng và phần trên khô hơn chứa nhiều thức ăn kích thước lớn. Ngoài chức năng lên men, dạ cỏ còn có vai trò hấp thu. Các axit béo bay hơi (ABBH) sinh ra từ quá trình lên men VSV được hấp thu qua vách dạ cỏ (cũng như dạ tổ ong và dạ lá sách) vào máu và trữ thành nguồn năng lượng cho vật chủ. Sinh khối VSV cùng với những tiểu phần thức Trang 3 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận ăn có kích thước nhỏ (< 1 mm) sẽ đi xuống dạ múi khế và ruột để được tiêu hoá tiếp bởi men của đường tiêu hoá. Dạ tổ ong là phần kéo dài của dạ cỏ có niêm mạc được cấu tạo trông giống như tổ ong và có chức năng chính là đẩy các thức ăn rắn và các thức ăn chưa được nghiền nhỏ trở lại dạ cỏ, đồng thời đẩy các thức ăn dạng nước vào dạ lá sách. Dạ tổ ong cũng giúp cho việc đẩy các miếng thức ăn ợ qua thực quản lên miệng để nhai lại. Sự lên men trong dạ tổ ong tương tự như ở dạ cỏ. Dạ lá sách có niêm mạc gấp nếp nhiều lần (nhằm tăng diện tích tiếp xúc), có nhiệm vụ chính là nghiền nát các tiểu phần thức ăn, hấp thu nước, cùng các ion Na+, K+…, hấp thu các axit béo bay hơi. Dạ múi khế là bộ phận dạ dày tuyến gồm 2 phần: thân vị và hạ vị. Thức ăn ở dạ dày trước thường xuyên vào dạ múi khế làm cho các tuyến dịch múi khế tiết ra liên tục. Mỗi lần bò ăn thức ăn, dịch múi khế tiết tăng lên nhờ phản xạ tác động lên các tuyến múi khế. Dịch múi khế có các men tiêu hóa pepsin và lipaz, có độ pH ở bò là 2,17 ÷ 3,14 và ở bê là 2,5 ÷ 3,4. Trong sự điều hòa tiết dịch ở dạ múi khế có sự tham gia của hệ thần kinh và nhân tố hóa học như ở động vật có dạ dày đơn. 2.1.1.4 Tuyến nước bọt Nước bọt ở trâu bò được phân tiết và nuốt xuống dạ cỏ tương đối liên tục. Nước bọt có kiềm tính nên có tác dụng trung hòa các sản phẩm axit sinh ra trong dạ cỏ. Nó còn có tác dụng quan trọng trong việc thấm ướt thức ăn, giúp cho quá trình nuốt và nhai lại được dễ dàng. Nước bọt còn cung cấp cho môi trường dạ cỏ các chất điện giải như Na+, K+, Ca2+, Mg2+… Đặc biệt, trong nước bọt còn có urê và phôtpho có tác dụng điều hòa dinh dưỡng N và P cho nhu cầu của VSV dạ cỏ, đặc biệt là khi các nguyên tố này bị thiếu trong khẩu phần. Sự phân tiết nước bọt chịu tác động bởi bản chất vật lý của thức ăn, hàm lượng vật chất khô (DM) trong khẩu phần, dung tích đường tiêu hóa và trạng thái tâm sinh lý. Trâu bò ăn nhiều thức ăn xơ thô sẽ phân tiết nhiều nước bọt. Ngược lại, trâu bò ăn nhiều thức ăn tinh, thức ăn nghiền quá nhỏ sẽ giảm tiết nước bọt nên tác dụng đệm đối với dịch dạ cỏ sẽ kém và kết quả là tiêu hóa thức ăn xơ sẽ giảm xuống. Trang 4 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương ương 2: C Cơ sở lý luận 2.1.1.5 Ruột Ruột non củaa gia súc nhai llại có cấu tạo và chức năng tương tự như của gia súc dạ dày đơn. Trong ruộtt non có các enzym tiêu hoá tiết ti qua thành ruộtt và tuy tuyến tụy để tiêu hoá các loạii tinh bột, b đường, protein và lipid. Những phầnn tthức ăn chưa được lên men ở dạ cỏ (dinh dưỡng d thoát qua) và sinh khối VSV đượ ợc đưa xuống ruột non sẽ đượcc tiêu hoá bbằng men. Ruột non còn làm nhiệm vụ hấấp thu nước, khoáng, vitamin và các sảnn phẩm ph tiêu hoá ở ruộtt (glucose, axit amin và axit béo). béo) Gia súc càng cao sản n thì vai trò tiêu hoá ở ruột non (thức ănn thoát qua) càng quan trọng vì khả năng ng tiêu hoá ddạ cỏ là có hạn. Ruột già có chức năng ăng lên men, hấp h thu và tạo phân. Trong phầnn manh tràng có hệ VSV tương tự như ư trong ddạ cỏ có vai trò lên men các sản phẩm m đư đưa từ trên xuống. Đối vớii gia súc nhai lại, l lên men VSV dạ cỏ là lên men thứ cấpp, còn đối với một số động vật ăn cỏ dạ dày đơn (ngựa, thỏ) thì lên men VSV ở manh tràng lại l là hoạt động tiêu hoá chính. Các ABBH sinh ra từ quá trình lên men trong ru ruột già được hấp thu tương tự như ư ở dạ cỏ, nhưng xác VSV không đượcc tiêu hoá ti tiếp mà thải ra ngoài qua phân. Trự ực tràng có tác dụng hấp thu nước, tạoo khuôn và tích tr trữ phân. 2.1.2 Hệ sinh thái dạạ cỏ 2.1.2.1 Môi trường sinh inh thái dạ d cỏ Hình 2.2: Cấu tạo dạ dày gia súc nhai lại (Nguồn: chicucthuyhcm,org,vn) Trang 5 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Chất chứa dạ cỏ là một hỗn hợp gồm thức ăn ăn vào. VSV dạ cỏ, các sản phẩm trao đổi trung gian, nước bọt và các chất chế tiết vào qua vách dạ cỏ. Đây là một hệ sinh thái rất phức tạp trong đó liên tục có sự tương tác giữa thức ăn, hệ VSV và vật chủ. Dạ cỏ có môi trường thuận lợi cho VSV yếm khí sống và phát triển. Đáp lại, VSV dạ cỏ đóng góp vai trò rất quan trọng vào quá trình tiêu hóa thức ăn của vật chủ, đặc biệt là nhờ chúng có các enzyme phân giải liên kết β-glucosid của xơ trong vách tế bào thực vật của thức ăn và có khả năng tổng hợp đại phân tử protein từ ammonia (NH3). Ngoài dinh dưỡng, môi trường dạ cỏ còn có những đặc điểm thiết yếu cho sự lên men của VSV cộng sinh như độ ẩm cao (85 ÷ 90%), pH trong khoảng 6,4 ÷ 7,0, nhiệt độ khá ổn định (38 ÷ 42oC), áp suất thẩm thấu ổn định và là môi trường yếm khí (nồng độ oxy < 1%). Có một số cơ chế để đảm bảo duy trì ổn định các điều kiện của môi trường lên men liên tục này. Nước bọt đổ vào dạ cỏ liên tục giúp duy trì độ ẩm của môi trường lên men. Muối phosphate và carbonat tiết qua nước bọt có tác dụng đệm, đồng thời với sự hấp thu nhanh chóng ABBH và ammonia qua vách dạ cỏ làm cho pH dịch dạ cỏ tương đối ổn định. Khí oxy nuốt vào theo thức ăn nhanh chóng được sử dụng nên môi trường yếm khí luôn luôn được duy trì. Áp suất thẩm thấu của dịch dạ cỏ được duy trì tương tự như áp suất thẩm thấu của máu nhờ có sự trao đổi ion qua vách dạ cỏ. Có sự chế tiết qua vách dạ cỏ những chất cần thiết cho VSV phát triển và hấp thu vào máu những sản phẩm lên men sinh ra trong dạ cỏ. Các chất khí (chủ yếu là CO2 và CH4) là phụ phẩm trao đổi cuối cùng của quá trình lên men dạ cỏ cũng được thải ra ngoài thông qua quá trình ợ hơi. Thời gian thức ăn tồn lưu trong dạ cỏ kéo dài tạo điều kiện cho VSV công phá. Hơn nữa, trong dạ cỏ các chất chứa luôn luôn được nhào trộn bởi sự co bóp của vách dạ cỏ, phần thức ăn không lên men thường xuyên được giải phóng ra khỏi dạ cỏ xuống phần dưới của đường tiêu hoá và các cơ chất mới lại được nạp vào thông qua thức ăn, nhờ vậy dòng dinh dưỡng được lưu thông liên tục. Sự vận chuyển các sản phẩm cuối cùng ra khỏi dạ cỏ và nạp mới cơ chất có ảnh hưởng lớn đến sự cân bằng sinh thái trong dạ cỏ và nhờ đó mà dạ cỏ trở thành một môi trường lên men liên tục. Sinh khối VSV được chuyển xuống phần dưới của đường tiêu hóa Trang 6 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận cùng với khối dưỡng chất còn lại sau khi lên men làm cho số lượng của chúng được duy trì ở mức ổn định. 2.1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ Hệ vi sinh vật cộng sinh trong dạ cỏ và dạ tổ ong rất phức tạp và thường gọi chung là vi sinh vật dạ cỏ. Hệ VSV dạ cỏ gồm có 3 nhóm chính là vi khuẩn (Bacteria), động vật nguyên sinh (Protozoa) và nấm (Fungi); ngoài ra còn có mycoplasma, các loại virus và các thể thực khuẩn. Mycoplasma, virus và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong tiêu hoá thức ăn. Quần thể VSV dạ cỏ có sự biến đổi theo thời gian và phụ thuộc vào tính chất của khẩu phần ăn. Hệ VSV dạ cỏ đều là VSV yếm khí và sống chủ yếu bằng năng lượng sinh ra trong quá trình lên men các chất dinh dưỡng. Vi khuẩn xuất hiện trong dạ cỏ loài nhai lại trong lứa tuổi còn non, mặc dù chúng được nuôi cách biệt hoặc cùng với mẹ chúng. Thông thường vi khuẩn chiếm số lượng lớn nhất trong VSV dạ cỏ và là tác nhân chính trong quá trình tiêu hóa xơ. Tổng số vi khuẩn có trong dạ cỏ thường vào khoảng 109 ÷ 1010 tế bào/g chất chứa dạ cỏ. Trong dạ cỏ vi khuẩn ở thể tự do chiếm khoảng 25 ÷ 30%, số còn lại bám vào các mẫu thức ăn, trú ngụ ở các nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa. Vi khuẩn (Bacteria) Tuỳ thuộc vào sản phẩm lên men, người ta chia vi khuẩn làm ba nhóm chính: nhóm lên men phân giải chất xơ, nhóm phân giải bột đường và nhóm phân giải protein và urê. Sản phẩm phân giải xơ và bột đường của vi khuẩn dạ cỏ là các ABBH (axit axetic, axit propionic và axit butyric). Sản phẩm phân giải protein là amoniac (NH3). Chính axit béo được ví như xăng của ôtô, là nguồn năng lượng của vật chủ, còn amoniac lại được VSV dạ cỏ sử dụng để tổng hợp nên protein của chúng, rồi trở thành nguồn protein của vật chủ sau khi được tiêu hoá hấp thu ở ruột. Động vật nguyên sinh (Protozoa) Protozoa xuất hiện trong dạ cỏ khi gia súc bắt đầu ăn thức ăn thực vật thô, Sau khi đẻ và trong thời gian bú sữa, dạ dày trước không có protozoa. Protozoa không thích ứng với môi trường bên ngoài và bị chết nhanh. Trong dạ cỏ, protozoa có số Trang 7 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận lượng khoảng 105 ÷ 106 tế bào/g chất chứa dạ cỏ, ít hơn vi khuẩn, nhưng do có kích thước lớn hơn nên có thể tương đương về tổng sinh khối. Có hơn 100 loài protozoa trong dạ cỏ được xác định. Mỗi loài gia súc có số loài protozoa khá đặc thù. Protozoa có một số tác dụng chính như sau: - Tiêu hoá tinh bột và đường: Tuy có một vài loại protozoa có khả năng phân giải cellulose nhưng cơ chất chính vẫn là đường và tinh bột vì thế mà khi gia súc ăn khẩu phần nhiều bột đường thì số lượng protozoa tăng lên. - Xé vách màng tế bào thực vật: Tác dụng này có được thông qua tác động cơ học và làm tăng diện tích tiếp xúc của thức ăn, do đó mà thức ăn dễ dàng chịu tác động của vi khuẩn. - Tích lũy polysaccharite: Protozoa có khả năng nuốt tinh bột ngay sau khi ăn. Polysaccharite này có thể được phân giải về sau hoặc không bị lên men ở dạ cỏ mà được phân giải thành đường đơn và được hấp thu ở ruột. Điều này không những quan trọng đối với protozoa mà còn có ý nghĩa dinh dưỡng cho gia súc nhai lại nhờ hiệu ứng đệm chống phân giải đường quá nhanh làm giảm pH đột ngột, đồng thời cung cấp năng lượng từ từ cho nhu cầu của bản thân VSV dạ cỏ trong những thời gian xa bữa ăn. - Bảo tồn mạch nối đôi của các axit béo không no: Các axit béo không no mạch dài quan trọng đối với gia súc (linoleic, linolenic) được protozoa nuốt và đưa xuống phần sau của đường tiêu hoá để cung cấp trực tiếp cho vật chủ, nếu không các axit béo này sẽ bị làm no hoá bởi vi khuẩn. Nấm (Fungi) Nấm trong dạ cỏ mới chỉ được nghiên cứu trong vòng chưa đến 30 năm nay và vị trí của nó trong hệ sinh thái dạ cỏ còn phải được làm sáng tỏ thêm. Chúng thuộc loại VSV yếm khí nghiêm ngặt. Nấm là VSV đầu tiên xâm nhập và tiêu hoá thành phần cấu trúc thực vật bắt đầu từ bên trong. Chức năng của nấm trong dạ cỏ là: - Mọc chồi phá vỡ cấu trúc thành tế bào thực vật: Làm giảm độ bền chặt của cấu trúc này, góp phần phá vỡ các mảnh thức ăn trong quá trình nhai lại. Sự phá Trang 8 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận vỡ này tạo điều kiện cho bacteria bám vào cấu trúc tế bào và tiếp tục quá trình phân giải xơ. Mặt khác, bản thân nấm cũng tiết ra các loại men phân giải hầu hết các loại Carbohydrate. Phức hợp men tiêu hoá xơ của nấm dễ hoà tan hơn men của vi khuẩn. Chính vì thế, nấm có khả năng tấn công các tiểu phần thức ăn cứng hơn và lên men chúng với tốc độ nhanh hơn so với vi khuẩn. Một số loại carbohydrate không được nấm sử dụng là pectin, axit polugalacturonic, arabinose, fructose, manose và galactose. Như vậy, sự có mặt của nấm giúp làm tăng tốc độ tiêu hoá xơ. Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với việc tiêu hoá thức ăn xơ thô bị lignin hoá. 2.1.2.3 Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật dạ cỏ Vi sinh vật dạ cỏ là vi sinh vật cộng sinh, chúng cần có các điều kiện sống do vật chủ tạo ra trong dạ cỏ. Phần lớn các yếu tố cần thiết cho chúng như nhiệt độ, ẩm độ, yếm khí, áp suất thẩm thấu được điều tiết tự động bởi cơ thể vật chủ để duy trì trong những phạm vi thích hợp. Quá trình tăng sinh và hoạt động của vi sinh vật dạ cỏ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đó dinh dưỡnglà yếu tố nhạy cảm nhất. Nuôi gia súc nhai lại trước hết là nuôi vi sinh vật dạ cỏ. Do đó, điều quan tâm trước tiên là cung cấp đầy đủ dinh dưỡng theo nhu cầu của chúng. Chất hữu VSV Nitơ Khung cacbon ATP Các sản phẩm lên men Khoáng (P, S, Mg,…) VSV Protein VSV Hình 2.3: Sơ đồ các chất dinh dưỡng cần thiết cho tổng hợp VSV dạ cỏ Trang 9 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Cũng như mọi cơ thể sống khác vi sinh vật dạ cỏ cần năng lượng, nitơ, khoáng và vitamin. Do vậy, những yếu tố dinh dưỡng sau đây sẽ có ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình sinh tổng hợp vi sinh vật dạ cỏ và hoạt động phân giải thức ăn của chúng: - Các chất hữu cơ lên men Vi sinh vật dạ cỏ cần năng lượng cho duy trì và sinh trưởng. Sự phát triển ấy tùy thuộc rất lớn vào nguồn năng lượng sẵn có như ATP cho các phản ứng sinh hóa. Trong dạ cỏ nguồn năng lượng ở dạng ATP chủ yếu là sản phẩm của quá trình lên men các loại Carbohydrate. Ngoài năng lượng, quá trình tăng sinh khối VSV dạ cỏ cần có các nguyên liệu ban đầu cho các phản ứng sinh hóa để tổng hợp nên các đại phân tử, trong đó quan trọng nhất là protein, axit nucleic, polysaccaride và lipid. Các nguyên liệu để tổng hợp này, chủ yếu là khung carbon cho các axit amin, cũng phải lấy từ quá trình lên men các chất hữu cơ trong dạ cỏ. Do vậy, trong khẩu phần cho bò phải có đủ các chất hữu cơ dễ lên men thì VSV dạ cỏ mới tăng sinh và hoạt động tốt được. - Nguồn nitơ (N) Tổng hợp VSV dạ cỏ trước hết là tổng hợp protein. Vi khuẩn dạ cỏ có khả năng tổng hợp tất cả các axit amin từ sản phẩm cuối cùng và sản phẩm trao đổi trung gian của quá trình phân giải carbohydrate và các hợp chất chứa nitơ. Ngoài khung carbon (các xeto axit) và năng lượng (ATP) có được từ lên men carbohydrate, bắt buộc phải có nguồn N thì VSV mới tổng hợp được các axit amin. Nhiều tài liệu cho rằng 80 ÷ 82% các loại vi khuẩn dạ cỏ có khả năng tổng hợp protein từ ammonia. Do nguồn nitơ chính cho quá trình sinh tổng hợp protein VSV trong dạ cỏ là ammonia nên việc đảm bảo nồng độ ammonia thích hợp trong dạ cỏ để cung cấp nguồn nitơ cho sinh trưởng của VSV được xem là ưu tiên số một nhằm tối ưu hoá quá trình lên men thức ăn (Leng, 1990), Preston và Leng (1987) cho rằng nồng độ NH3 thích hợp trong dạ cỏ là 50 ÷ 250 mg/lít dịch dạ cỏ. Nồng độ NH3 tối thiểu cần có trong dịch dạ cỏ tỷ lệ thuận với lượng chất hữu cơ ăn vào có khả năng lên men bởi VSV. Mặc dù ammonia có thể là nguồn nitơ duy nhất cho sinh tổng hợp protein và các hợp chất chứa nitơ khác của nhiều loại vi khuẩn dạ cỏ, các loài vi khuẩn phân Trang 10 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận giải Cellulose vẫn đòi hỏi có một số axit amin mạch nhánh hay các axit xetoglutamic mạch nhánh làm khung cho việc tổng hợp chúng. Các axit xetoglutamic mạch nhánh này thường lại phải lấy từ chính sự phân giải các axit amin mạch nhánh của thức ăn. Chính vì vậy, bổ sung NPN (để cung cấp ammonia) cùng với một nguồn protein phân giải chậm (để cung cấp đều đặn axit amin mạch nhánh) sẽ có tác dụng kích thích VSV phân giải xơ. - Các chất khoáng và vitamin Các loại khoáng, đặc biệt là phôtpho và lưu huỳnh, cũng như một số loại vitamin (A, D, E) rất cần cho VSV dạ cỏ và cần được bổ sung thường xuyên vì chúng thường thiếu trong thức ăn thô. Phôtpho cần thiết cho cấu trúc axit nucleic và màng tế bào của VSV, cũng như cần cho các hoạt động trao đổi chất và năng lượng của chúng, lưu huỳnh là thành phần cần thiết khi tổng hợp một số axit amin. 2.1.2.4 Tương tác của vi sinh vật trong dạ cỏ VSV dạ cỏ, cả ở thức ăn và ở biểu mô dạ cỏ, kết hợp với nhau trong quá trình tiêu hoá thức ăn, loài này phát triển trên sản phẩm của loài kia. Sự phối hợp này có tác dụng giải phóng sản phẩm phân giải cuối cùng của một loài nào đó, đồng thời tái sử dụng những yếu tố cần thiết cho loài sau. Ví dụ, vi khuẩn phân giải protein cung cấp ammonia, axit amin và isoaxit cho vi khuẩn phân giải xơ. Quá trình lên men dạ cỏ là liên tục và bao gồm nhiều loài tham gia. Tuy nhiên giữa các nhóm vi khuẩn khác nhau cũng có sự cạnh tranh điều kiện sinh tồn của nhau. Chẳng hạn, khi gia súc ăn khẩu phần ăn giàu tinh bột nhưng nghèo protein thì số lượng vi khuẩn phân giải cellulose sẽ giảm và do đó mà tỷ lệ tiêu hoá cellulose sẽ thấp. Đó là vì sự có mặt của một lượng đáng kể tinh bột trong khẩu phần kích thích vi khuẩn phân giải bột đường phát triển nhanh nên sử dụng cạn kiệt những yếu tố dinh dưỡng quan trọng (như các loại khoáng, ammonia, axit amin, isoaxit) là những yếu tố cũng cần thiết cho vi khuẩn phân giải xơ vốn phát triển chậm hơn. Hơn nữa, khi tỷ lệ thức ăn tinh quá cao trong khẩu phần sẽ làm cho ABBH sản sinh ra nhanh, làm giảm pH dịch dạ cỏ và do đó mà ức chế hoạt động của vi khuẩn phân giải xơ (hình 2.2). Vì thế khi trong khẩu phần có quá nhiều bột đường khả năng tiêu hoá và thu nhận thức ăn xơ sẽ bị giảm sút. Trang 11 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Hoạt lực VSV phân giải xơ VSV phân giải tinh bột 5 6 7 pH Hình 2.4: Sơ đồ liên quan giữa pH và hoạt lực của các nhóm VSV dạ cỏ Tác động qua lại cũng có thể thấy rõ giữa protozoa và vi khuẩn. Như đã trình bày ở trên, protozoa ăn và tiêu hoá vi khuẩn, do đó làm giảm tốc độ và hiệu quả chuyển hoá protein trong dạ cỏ. Với những loại thức ăn dễ tiêu hoá thì điều này không có ý nghĩa lớn, song đối với thức ăn nghèo N thì protozoa sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng thức ăn nói chung. Loại bỏ protozoa khỏi dạ cỏ làm tăng số lượng vi khuẩn trong dạ cỏ. Thí nghiệm trên cừu cho thấy tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô tăng 18% khi không có protozoa trong dạ cỏ (Preston và Leng, 1991). Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường giữa vi khuẩn và protozoa cũng có sự cộng sinh có lợi, đặc biệt là trong tiêu hoá xơ. Tiêu hoá xơ mạnh nhất khi có mặt cả vi khuẩn và protozoa. Một số vi khuẩn được protozoa nuốt vào có tác dụng lên men trong đó tốt hơn vì mỗi protozoa tạo ra một kiểu dạ cỏ mini với các điều kiện ổn định cho vi khuẩn hoạt động. Một số loài ciliate còn hấp thu oxy từ dịch dạ cỏ giúp đảm bảo cho điều kiện yếm khí trong dạ cỏ được tốt hơn. Protozoa nuốt và tích trữ tinh bột, hạn chế tốc độ sinh axit lactic, hạn chế giảm pH đột ngột, nên có lợi cho vi khuẩn phân giải xơ. Như vậy, cấu trúc khẩu phần ăn của động vật nhai lại có ảnh hưởng rất lớn đến sự tương tác của hệ VSV dạ cỏ. Khẩu phần giàu các chất dinh dưỡng không gây sự cạnh tranh giữa các nhóm VSV, mặt cộng sinh có lợi có xu thế biểu hiện rõ. Khẩu phần nghèo dinh dưỡng sẽ gây ra sự cạnh tranh gay gắt giữa các nhóm VSV, ức chế lẫn nhau, tạo khuynh hướng bất lợi cho quá trình lên men thức ăn nói chung. Trang 12 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.1.2.5 Thành phần dưỡng chất có trong dịch dạ cỏ Các loại ABBH đều có trong dịch dạ cỏ, đây là một loại sản phẩm của sự tiêu hóa thức ăn của VSV dạ cỏ. Bình thường tổng ABBH hiện diện trong dịch dạ cỏ là 70 ÷ 150 mM, với axit axetic chiếm tỷ lệ cao nhất (khoảng 70% trong tổng số ABBH) và các axit propionic và butyric thấp hơn. Thành phần các loại ABBH thay đổi tùy theo từng loại khẩu phần của gia súc. Gia súc ăn cỏ non thì axit axetic trong dịch dạ cỏ thấp và axit propionic cao hơn so với gia súc ăn thức ăn bình thường. Đối với gia súc ăn thức ăn chứa nhiều đường thì còn có sự hiện diện của axit lactic. Peptide cũng có hiện diện trong dịch dạ cỏ. Chúng được hình thành từ sự tiêu hóa protein bởi VSV dạ cỏ. Hàm lượng peptide trong dịch dạ cỏ được tìm thấy rất thấp lúc 7 giờ sau khi ăn và đạt 6,6 ÷ 11,9 mgN/lít. Hàm lượng peptide tự do trong dịch dạ cỏ xuất hiện cao nhất trong những giờ đầu sau khi ăn và ở bò đạt khoảng 192 mgN/lít, còn ở cừu đạt khoảng 280 mgN/lít. Nồng độ peptide hiện diện cao nhất trong dịch dạ cỏ trong khoảng 1 ÷ 3 giờ sau khi bắt đầu ăn và sau đó giảm dần, lúc 8 giờ sau khi bắt đầu ăn chúng chỉ còn lại không tới phân nửa so với 1 ÷ 3 giờ sau khi bắt đầu ăn. Axit amin cũng được tìm thấy trong dịch dạ cỏ ở dạng tự do. Đây là sản phẩm của sự phân hủy protein trong dạ cỏ. Hàm lượng axit amin tự do trong dịch dạ cỏ đã được đánh giá như là một chỉ tiêu quan trọng để biểu thị sự phát triển tối ưu của VSV dạ cỏ. Nồng độ axit amin tự do xác định được trong dịch dạ cỏ cừu là khoảng 0,3 ÷ 1,5 mg/l. Broderick và ctv, (1981) cho biết hàm lượng axit amin tự do trong dịch dạ cỏ bò Holstein là khoảng 2,0 ÷ 8,48 mM. Hàm lượng axit amin tự do trong dịch dạ cỏ cao nhất trong khoảng 1 ÷ 2 giờ sau khi bắt đầu ăn và sau đó giảm dần. Broderick và ctv, 1981 cho biết hàm lượng axit amin tự do trong dịch dạ cỏ còn có một mối liên hệ mật thiết với hàm lượng ammoniac trong dịch dạ cỏ. Amoniac trong dịch dạ cỏ được hình thành từ sự tiêu hóa protein của VSV trong dạ cỏ. Hàm lượng ammoniac trong dạ cỏ thay đổi trong ngày, lúc 2 ÷ 3 giờ sau khi bắt đầu là cao nhất. Hàm lượng amoniac trong dịch dạ cỏ có sự thay đổi tùy theo khẩu phần. Trâu địa phương chỉ ăn cỏ tự nhiên có hàm lượng amoniac trong dịch dạ cỏ thay đổi 7,7 ÷ 13,4 mg/100ml. Trang 13 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Các loại khoáng cũng được tìm thấy trong dịch dạ cỏ, nồng độ của chúng phụ thuộc vào từng loại khẩu phần, thời gian sau khi ăn và tốc độ hòa tan của mỗi loại khoáng. Các loại khoáng dễ hòa tan có nồng độ cao hơn các loại khoáng khó hòa tan và các khẩu phần có hàm lượng khoáng cao sẽ có nồng độ khoáng trong dịch dạ cỏ cao hơn. Kali (K) chỉ cần 2 giờ thì hòa tan hết vào dịch dạ cỏ, trong khi magie (Mg) có thể phải cần đến 36 giờ mới hòa tan hết, một số loại khoáng khác thì không thể hòa tan hết vào trong dịch dạ cỏ, Emanuele và Staples (1990) cho biết thứ tự khả năng hòa tan của một số khoáng như sau: K (100%) > Mg (82%) > Cu (71%) > P (66%) > Ca (29%) > Zn (26%). Như thế trong dịch dạ cỏ có chứa hầu hết các thành phần dưỡng chất thích hợp cho VSV dạ cỏ như peptide, axit amin, ABBH, khoáng và vitamin. 2.1.3 Vai trò của pH trong dạ cỏ Trong dạ cỏ pH được điều chỉnh liên tục bởi các quá trình lên men. Các axit béo bay hơi tạo ra trong quá trình lên men được hòa tan bởi các muối kiềm của nước bọt, dung dịch đệm bicarbonat, photphat natri và kali có pH > 8,2. Ngoài ra, các axit béo còn được trung hòa bởi NH3 tạo ra trong quá trình các vi sinh vật phân giải protein. Mặt khác, phần lớn các axit béo bay hơi tạo ra được hấp thu qua màng nhầy của dạ cỏ, do đó hạn chế sự thay đổi độ pH trong dạ cỏ. Khi pH dạ cỏ thấp dẫn đến thay đổi số lượng vi khuẩn phân giải cellulose, amylose và thường protozoa cũng bị mất theo. Giá trị pH còn phụ thuộc vào thời gian sau khi ăn, môi trường trung tính ở dạ cỏ luôn được duy trì để đảm bảo cho quá trình lên men được liên tục. Khối lượng vi sinh vật trong dạ cỏ được duy trì ở mức ổn định do sự duy chuyển số lượng vi sinh vật xuống dạ dưới, chết và phân hủy vi sinh vật ngay trong dạ cỏ. Mêtan và cacbonic cũng là sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men. Khi pH dạ cỏ thấp, cacbonic tách khỏi dung dịch và tích tụ ở túi vùng lưng, sau đó được thải ra qua ợ hơi (Hungate et al,, 1952). Khi độ pH cao, hầu hết các khí cacbonic sản sinh trong quá trình lên men hay từ nước bọt xuống được hấp thu và thải ra qua phổi. Trang 14 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.1.4 Vai trò của NH3 trong quá trình lên men dịch dạ cỏ Theo Presston and Leng (1987) NH3 trong dịch dạ cỏ bao gồm các protein, peptid, axit amin và các nguyên liệu nitơ hòa tan khác. Urê, axit uric và nitrate được chuyển hóa nhanh chóng thành NH3 trong dạ cỏ. Các axit nucleic trong dịch dạ cỏ có lẽ cũng được phân giải rất mạnh thành NH3. Hầu hết các khẩu phần chủ yếu là phụ phẩm nông nghiệp và cỏ có tỉ lệ tiêu hóa thấp thì hạn chế chủ yếu đối với sinh trưởng vi sinh vật dạ cỏ là nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ. Nồng độ NH3 phải cao hơn mức tới hạn trong ngày. Để có tỉ lệ tiêu hóa tối đa trong dạ cỏ thì qua đó cũng có khối lượng vi sinh vật lớn nhất, lượng NH3 luôn biến động theo khẩu phần. Nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ đòi hỏi đảm bảo tối đa cho vi sinh vật tăng trưởng trong phòng thí nghiệm có giá trị 20 ÷ 50 mg/lít dịch dạ cỏ. Để thức ăn được phân giải tối đa bởi vi sinh vật dạ cỏ thì nhu cầu tối thiểu nồng độ NH3 trong dạ cỏ cao hơn đã được trình bày cho những thức ăn có chất lượng thấp, nồng độ NH3 khoảng 60 ÷ 100 mg/lít. Theo Alvarez et al, (1983) cho biết, với loại cỏ chứa một lượng protein thô đáng kể thì hình như vi sinh vật bám vào sợi xơ phụ thuộc vào nitơ có trong thành phần thức ăn. Hiệu suất sinh trưởng của loại vi sinh vật này ít bị ảnh hưởng bởi lượng NH3 trong dịch dạ cỏ. Đối với loại thức ăn nhiều xơ ít nitơ hoặc các loại thức ăn chủ yếu là carbohydrate hòa tan (như mía) thì nồng độ NH3 tới hạn phải cao hơn so với thức ăn giàu protein. Thiếu NH3 dẫn đến giảm hiệu quả hệ thống vi sinh vật dạ cỏ mặc dù con đường tổng hợp axit amin ở vi sinh vật dạ cỏ chưa được xác định rõ. Tuy nhiên người ta thấy rằngNH3 đóng vai trò quan trọng cho việc tổng hợp có hiệu quả axit amin và protein ở vi sinh vật. Tốc độ tổng hợp của vi sinh vật cao nhất ở nồng độ NH3 từ 5 ÷ 8 mgN/100 ml dịch dạ cỏ (Satter and Styler, 1974). Trang 15 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.2 SƠ LƯỢC VỀ TỶ LỆ TIÊU HÓA Ở GIA SÚC NHAI LẠI 2.2.1 Các cách xử lý thức ăn 2.2.1.1 Xử lý vật lý Xử lý cơ học là phương pháp cơ giới để băm chặt, nghiền nhỏ thức ăn, nhằm thu nhỏ kích thước của thức ăn, vì kích thước của thức ăn có ảnh hưởng tới quá trình thu nhận và quá trình tiêu hóa thức ăn của gia súc nhai lại. Phương pháp này giúp phá vỡ cấu trúc vách tế bào lên thành phần cacbohydrat không hòa tan sẽ có giá trị hơn với VSV dạ cỏ. 2.2.1.2 Xử lý sinh học Cơ sở của phương pháp này là dùng nấm hay phế phẩm enzyme của chúng cấy vào thức ăn để phân giải lignin hay các mối liên kết hóa học giữa lignin và cacbohydrat trong vách tế bào thực vật. 2.2.1.3 Xử lý hóa học Xử lý hóa học là để cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn, việc dùng các chất hóa học để xử lý phụ phế phẩm trong nông nghiệp làm thức ăn gia súc đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới. Mục đích của xử lý hóa học là phá vỡ các mối liên kết giữa lignin và hemicellulose để làm cho hemicellulose và cellulose vốn bị bao bọc bởi phức hợp lignin - hemicellulose dễ dàng được phân giải bởi VSV dạ cỏ. 2.2.2 Số tiêu hóa Hệ số tiêu hóa hay còn gọi là tỷ lệ tiêu hóa. Khi gia súc ăn một lượng thức ăn vào cơ thể, phần lớn các chất có thể sử dụng được hấp thu để đồng hóa. Phần còn lại không được tiêu hóa và hấp thu được thải ra ngoài dưới dạng phân. Hệ số tiêu hóa là phần trăm của phần dinh dưỡng được tiêu hóa và hấp thu trên tổng số thức ăn được cơ thể hấp thu. Trong thực tế, việc tính tỷ lệ tiêu hóa thật sự khó khăn, người ta chỉ sử dụng hệ số tiêu hóa tương đối và tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến. Trang 16 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.2.3 Hệ số tiêu hóa thật Các chất hữu cơ trong phân không phải là phần không tiêu hóa và được hấp thu trong thức ăn mà còn bao gồm sản phẩm của quá trình trao đổi chất thải theo phân. Một phần các chất dinh dưỡng được hấp thu nhưng không sử dụng cho quá trình chuyển hóa trong cơ thể gia súc mà được bài thải ra ngoài theo nhiều con đường. Do đó, tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến được hiệu chỉnh lại và gọi đó là hệ số tiêu hóa thật. 2.3 Một số phương pháp đánh giá tỷ lệ tiêu hóa 2.3.1 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỷ lệ tiêu hóa in vivo Kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hóa ở in vivo được áp dụng rộng rãi hiện nay là thu gom toàn bộ lượng thức ăn ăn vào và lượng phân thải ra hàng ngày hoặc sử dụng chất chỉ thị trộn vào thức ăn cho gia súc ăn sau đó xác định nồng độ chất chỉ trong phân để tính tỷ lệ tiêu hóa. Kỹ thuật ghi nhận và lấy mẫu thức ăn ăn vào và phân thải ra hàng ngày đòi hỏi có nhiều công lao động, thời gian và chi phí thức ăn. Nhưng kỹ thuật này được chấp nhận cao dùng để xác định tỷ lệ tiêu hóa, tính năng lượng trao đổi của thức ăn và được xem như là kỹ thuật nền tảng để đánh giá các kỹ thuật khác. 2.3.2 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỷ lệ tiêu hóa in vitro Sự tiêu hóa thức ăn ở gia súc nhai lại có thể phân chia ra làm hai giai đoạn chính là sự tiêu hóa sinh học diễn ra ở dạ cỏ - dạ tổ ong và sự tiêu hóa hóa học diễn ra ở dạ múi khế - ruột non, mặc dù có một phần tiêu hóa xảy ra ở ruột sau nhưng không đáng kể (Omed el at, 2002). Phỏng theo nguyên lý này, kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hóa ở in vitro được chia ra làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu tiên là tiêu hóa với hệ VSV dạ cỏ và giai đoạn tiêu hóa thứ hai là với pepsin hoặc sự tẩy rửa của dung dịch tẩy trung tính (Tilley và Terry, 1963). Tuy nhiên kỹ thuật này cần sử dụng nhiều loại hóa chất làm nguồn dưỡng chất cho VSV phát triển còn khan hiếm và đắt tiền, đồng thời phải mổ lỗ dò để lấy dịch dạ cỏ làm nguồn VSV. Do vậy, kỹ thuật tiêu hóa in vitro truyền thống cần được nghiên cứu và cải tiến. Trang 17 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.3.3 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng sinh khí in vitro Phương pháp sinh khí in vitro ra đời dựa trên nền tảng của in vitro Tilley và Terry (1963), sự tiêu hóa VSV dạ cỏ có thể quan sát được trong điều kiện ống nghiệm dưới sự tham gia của VSV dạ cỏ trong môi trường nước bọt nhân tạo. Kết quả của sự lên men này có thể được quan sát từ thức ăn còn lại sau khi được tiêu hóa ở phương pháp in vitro Tilley và Terry (1963) hoặc từ sản phẩm sinh ra của sự tiêu hóa ở phương pháp sinh khí in vitro của Menke et al, (1979). Mặc dù phương pháp in vitro của Tilley và Terry (1963) đã được đánh giá và cho thấy có nhiều thuận lợi trong ước lượng thức ăn như ít tốn chi phí, nhanh nhưng nó vẫn có những hạn chế nhất định: 1) yêu cầu phải có gia súc để cung cấp dịch dạ cỏ; 2) cách đo lường vật chất không bị tiêu hóa phức tạp có thể dẫn đến sai số lớn, đặc biệt các loại thức ăn có chứa tannin cao, do tannin có thể tan trong môi trường ủ của in vitro nhưng đây lại là thành phần không thể tiêu hóa (Makkar, 2004). Từ những hạn chế trên Menke et al, (1979) đã đề nghị sử dụng phân làm nguồn VSV thay thế cho dịch dạ cỏ trong phương pháp tiêu hóa in vitro và giới thiệu phương pháp sinh khí in vitro, thay thế cho việc đo trọng lượng trong phương pháp in vitro Tilley và Terry (1963) bằng sự đo lượng khí sinh ra từ sự lên men. Từ đó sinh khí in vitro được ra đời bởi Menke et al, (1979). Kỹ thuật này phát hiện được các sai khác nhỏ trong một số loại thức ăn và cho phép lấy mẫu lặp lại thường xuyên hơn so với các phương pháp xác định tỷ lệ tiêu hóa in vitro. 2.3.3.1 Mô tả chung Nguyên lý hoạt động của sinh khí in vitro cũng tương tự như phương pháp in vitro Tilley và Terry (1963). Thức ăn được ủ trong môi trường dịch dạ cỏ có chất đệm yếm khí ở 39oC, sẽ được tiêu hóa bởi VSV dạ cỏ. Sau khi bắt đầu ủ, thức ăn được tiêu hóa sinh ra các acid béo bay hơi và một lượng khí là CO2, CH4, H2. Acid béo bay hơi giải phóng kích thích chất đệm sinh khí và đo lường được trong hệ thống sinh khí in vitro. Lượng khí sinh ra trong hệ thống sinh khí in vitro có thể được ghi nhận qua một hay nhiều thời điểm khác nhau. Sự sinh khí này được xem như là sản phẩm hoạt động tiêu hóa thức ăn của VSV dạ cỏ và phản ánh được khả năng tiêu hóa của mỗi loại thức ăn. Trang 18 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.3.3.2 Nguyên lý sinh khí Khi thức ăn được ủ trong môi trường in vitro, sẽ được chuyển thành các acid béo bay hơi, khí (CO2 và CH4) và tế bào VSV. Trong môi trường in vitro có chất đệm bicarbonate, khi acid béo bay hơi sinh ra lập tức CO2 được giải phóng để ổn định pH. Như vậy lượng khí sinh ra trong hệ thống sinh khí in vitro bao gồm khí sinh ra trực tiếp từ sự lên men là CO2, CH4, H2, và khí sinh ra gián tiếp từ sự lên men là CO2. Đối với thức ăn thô, khoảng 50% khí sinh ra từ chất đệm và phần còn lại là lượng khí sinh ra trực tiếp từ quá trình lên men (Blümmel và Ørskov, 1993). Còn đối với thức ăn hỗn hợp, khí sinh ra từ chất đệm khoảng 60% (Getachew et al, 1998). Người ta thấy rằng mỗi mmol acid béo bay hơi sinh ra sẽ giải phóng khoảng 0,8 ÷ 1,0 mM CO2 từ dung dịch đệm và điều này còn phụ thuộc vào hàm lượng phosphate hiện diện trong dung dịch đệm (Beuvick và Spoelstra, 1992; Blümmel và Ørskov, 1993). Đặc biệt, lượng khí sinh ra có mối tương quan cao với ABBH và từ đó người ta xem lượng khí sinh ra như là một chỉ thị để đo lường sản phẩm sinh ra từ quá trình lên men trong kỹ thuật sinh khí in vitro (Blümmel và Ørskov, 1993). Lượng khí sinh ra còn phụ thuộc vào thành phần dưỡng chất của thức ăn, thức ăn chứa nhiều carbohydrate có lượng khí sinh ra cao. Trong khi sự lên men của đạm giải phóng khí chỉ với lượng nhỏ khí sinh ra từ sự lên men thì không đáng kể. 2.3.3.3 Vai trò của sinh khí in vitro 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 tỷ lệ tiêu hóa in vivo và năng lượng trao đổi (ME). Gần đây hơn người ta quan tâm nhiều đến hiệu quả sử dụng thức ăn thô của 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 dụng 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 khí còn được dùng để dự đoán các chất kháng dưỡng có Trang 19 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận trong thức ăn. Dựa vào kết quả lượng khí sinh ra có mối liên hệ rất gần với ABBH, người ta thiết lập được phương trình hồi qui để dự đoán ABBH trong dạ cỏ. Nhìn chung phương pháp in vitro sinh khí như là một dụng 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 thức ăn khác nhau. Quá trình tiêu hóa thức ăn của gia súc nhai lai. 2.3.4 Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn 2.3.4.1 Tiêu hóa chất xơ (Carbohydrate vách tế bào) Cellulose và hemicelluloses là thành phần chính của tế bào thực vật, chúng liên kết với lignin tạo thành polymer bền vững về lý học và hoá học. Một đơn vị cellulose gồm hai phân tử glucose, cellulose nguyên chất là một chuỗi các cenlobiose lặp đi lặp lại bởi các liên kết 1,4. Như vậy cellulose nguyên chất gồm các đường đơn glucose. Ngược lại hemicelluloses cũng là một polymer nhưng ngoài đường glucose chúng còn chứa đường D-galactose, D-mantose, D-xilose và L-anabiose. Khi lignin liên kết với cellulose, hemicelluloses hay protein trong thành phần tế bào sẽ làm cho thành phần tế bào trở nên bền vững và rất khó tiêu hoá. Do đó những thức ăn giàu lignin như rơm rạ, cỏ khô…Thường có tỷ lệ tiêu hoá thấp. Trong dạ cỏ vikhuẩn phân giải chất xơ tiết ra enzyme và cắt cellulose thành các cellulose (có hai glucose), sau đó cellulose tiếp tục bị phân huỷ thành glucose và lên men thành các axít béo bay hơi, CO2, CH4 và ATP. Trang 20 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Phân Hình 2.5: Sơ đồ tiêu hóa carbohydrate (CHO) ở bò (Vũ Duy Giảng et al,, 2008) 2.3.4.2 Tiêu hóa tinh bột và đường Tinh bột và đường được vi khuẩn và protozoa tiêu thụ rất nhanh. Protozoa đồng hoá tinh bột biến thành polydextin dự trữ trong cơ thể của chúng. Khi protozoa bị chuyển xuống dạ múi khế và ruột non poly-dextin được tiêu hoá dễ dàng bởi men tiêu hoá của vật chủ. Ngược lại vi khuẩn phân huỷ tinh bột và đường thành các đường đơn sau đó lên men tiếp tục thành các axít béo bay hơi, CO2, CH4 và ATP. ATP là nguồn cung cấp năng lượng chính cho tế bào vi sinh vật. Những nghiên cứu gần đây cho thấy không phải tất cả tinh bột đều bị tiêu hoá ở dạ cỏ mà một phần được chuyển xuống phần dưới của dạ dày bốn túi, những thức ăn không bị lên men ở dạ cỏ gọi là “thức ăn thoát tiêu”, Tinh bột, đường “thoát tiêu” khỏi dạ cỏ sẽ tiêu hoá ở dạ múi khế (Bùi Đức Lũng et al,1995). 2.3.4.3 Tiêu hóa Protein Protein được phân giải thành peptid và axít amin bởi men protease và men Trang 21 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận peptidase của vi khuẩn. Phần lớn các axít amin tiếp tục bị vi khuẩn lên men để biến thành NH3và các axít béo bay hơi. Sau đó vi sinh vật dạ cỏ tổng hợp protein và axít amin cho cơ thể chúng từ NH3. Sự tiêu hoá protein ở dạ cỏ đã tạo ra một lượng lớn NH3 cho môi trường lên men của vi sinh vật. Satter and Roffler (1997) đã đưa ra sơ đồ trao đổi protein ở động vật nhai lại như sau: Hình 2.6: Sơ đồ quá trình tiêu hóa và phân giải Protein ( Nguồn: Satter and Roffler, 1977) Ngoài ra, các hợp chất phi protein trong thức ănnhư các axít amin, amid, nitrat…Cũng cung cấp một nguồn đáng kể NH3. Hàm lượng NH3 trong dạ cỏ rất quan trọng, chúng quyết định đến quá trình lên men phân huỷ xơ và các hợp chất carbonhydrate khác. Một phần protein và axít amin tuy hoà tan trong dạ cỏ nhưng không bị phân huỷ ở dạ cỏ mà được đi xuống dạ múi khế và ruột non. Phần protein này được gọi là “protein thoát tiêu” (by-pass protein). 2.3.4.4 Tiêu hóa chất béo Lipid của thực vật rất dễ bị thuỷ phân trong môi trường dạ cỏ bởi enzyme lipase của vi khuẩn tạo thành axít béo và tiếp tục lên men tạo thành các axít béo bay hơi. Phần lớn axít béo cao phân tử là các axít béo không no và dễ tách ra như: Trang 22 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận axítoleic, axít linoleic …Chúng được hấp thu trong dạ cỏ và được vi sinh vật hydro hoá, khi đó một lượng lớn axít béo sẽ bị biến đổi thành axít bão hoà (chủ yếu là axít stearic và axít palmitic) chỉ được hấp thu ở ruột non. , Hình 2.7: Sơ đồ chuyển hóa lipid ở bò (Vũ Duy Giảng et al,, 2008), Tiêu hóa ở dạ cỏ chiếm một vị trí rất quan trọng trong quá trình tiêu hóa của loài nhai lại. Trong dạ cỏ không có men tiêu hóa, nhưng cường độ tiêu hóa, đặc biệt là tiêu hóa chất xơ xảy ra ở đây rất mạnh, phù hợp với đặc điểm thức ăn phần lớn toàn cỏ và rơm đối với loài này. Đó là nhờ trong dạ cỏ chứa một lượng lớn những vi sinh vật hữu ích, chúng đi vào dạ cỏ theo thức ăn thực vật rồi gặp điều kiện yếm khí, độ kiềm, độ ẩm và nhiệt độ thích hợp mà sinh sôi nảy nở ở trong đó, chúng bao gồm các thảo phúc trùng, vi khuẩn và nấm. Theo Carl and Polan (1999), sự cần thiết của tất cả các chất liệu thức ăn được sử dụng bởi gia súc nhai lại là đối tượng của môi trường dạ cỏ, phụ thuộc vào sự cấu thành của thức ăn đó, nó là một phần hoặc tổng cộng biến đổi lên sự lên men những sản phẩm cuối cùng. Mô hình của sự lên men đánh giá những sản phẩm cuối như năng lượng từ các axít béo bay hơi, protein vi sinh vật và NH3. Mặc dù nó đánh Trang 23 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận giá nguyên liệu loại trừ sự thoái hóa ở gia súc nhai lại như carbonhydrate, protein, peptides chất lượng không cao. 2.4 THỰC LIỆU THÍ NGHIỆM 2.4.1 Thân lá cây bắp sau thu hoạch Có giá trị dinh dưỡng cao nhất trong tất cả các loại phụ phế phẩm từ ngũ cốc, và vì thế nó có tiềm năng lớn trong việc cải thiện dinh dưỡng cho gia súc. Theo kết quả nghiên cứu của chúng tôi (Đinh Văn Cải và cộng tác 1999) thì thân lá cây bắp sau thu hoạch có 25-26% chất khô; 32% xơ thô; 68,7% NDF; Tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ: 53,3% và năng lượng trao đổi cho trâu bò: 7,46 MJ/kg chất khô. Cản trở lớn nhất đối với việc sử dụng thân lá cây bắp sau thu hoạch là khô cứng vì vậy cần thiết bị cán dập, chặt ngắn, phơi khô trước khi cho ăn hoặc phơi khô dùng dần. 2.4.2 Rơm rạ Ở nước ta có khối lượng rất lớn nhưng tỷ lệ sử dụng trong chăn nuôi trâu bò còn rất khiêm tốn. Phần lớn chúng được sử dụng làm chất đốt (ở miền Bắc), hoặc đốt trực tiếp ngoài ruộng làm phân bón ruộng, một lượng nhỏ được sử dụng làm nấm rơm (ở miền Nam). Rơm rạ có thể sử dụng như một nguồn thức ăn chính để nuôi trâu bò cày kéo, sinh sản. Rơm rạ còn là nguồn xơ rất tốt để phối hợp với thức ăn nhuyễn, những thức ăn bổ sung đắt tiền khác trong chăn nuôi bò sữa và vỗ béo bò thịt. Rơm rạ kềnh càng hơn và chất lượng thấp hơn thân cây bắp. Nếu chỉ cho ăn một mình rơm lúa thì gia súc chỉ ăn được một số lượng nhỏ. Rơm lúa rất giàu kali hòa tan nhưng thiếu canxi (Ca) có khả năng hấp thu, vì thế gia súc được nuôi dưỡng bằng rơm lúa là chính thì cần phải bổ sung thêm nguồn Ca dễ tiêu. Rơm lúa còn có thành phần lignin thấp (6-7%) nhưng thành phần silic cao (12-16%) so với các loại phế phẩm cây trồng khác (thường có khoảng 10-12% Silic). Thành phần Silic cao là nguyên nhân chính dẫn đến tỷ lệ tiêu hóa kém. Phần thân lúa được tiêu hóa nhiều hơn lá vì thế nên gặt lúa ở mức càng thấp càng tốt. Trang 24 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Khẩu phần chủ yếu là rơm lúa với một lượng nhỏ thức ăn bổ sung sẽ làm cho bê tăng trưởng chậm, tuổi đẻ lứa đầu lúc 4-5 năm, còi xương và bò có tỷ lệ đậu thai thấp. Rơm rạ được ủ với 4-5% urea sẽ làm tăng tỷ lệ tiêu hoá (từ 39 lên 52%) giá trị năng lượng tăng từ 4,74 MJ lên 5,49 MJ/kg chất khô. Khả năng ăn vào cuả trâu bò với rơm ủ cũng cao hơn so với rơm không ủ (2,6kg so với 1,6kg DM/100kg khối lượng). 2.4.3 Bã mía Bã mía là một lại thức ăn khó tiêu do hàm lượng xơ rất cao trong đó hàm lượng lignin (khoảng hơn 20%) rất lớn và rất nghèo protein là một trong những trở ngại cho sự tiêu hóa của gia súc nhai lại (Lê Đức Ngoan, 2005). Theo Kamstra et al, (1958) sự tăng lignin cùng với sự sinh trưởng của thực vật làm giảm tỷ lệ tiêu hóa cellulose xuống 30 – 50% do lignin rất bền vững đối với acid mạnh và enzyme của vi khuẩn. Lớp ngoài thành tế bào được tạo thành chủ yếu từcác phức chất lignohemicellulose mà các enzyme vi sinh vật dạ cỏ thủy phân vô cùng chậm (Lê Đức Ngoan, 2005). Thực vật càng trưởng thành số lượng lignin càng tăng nên mức độ tiêu hóa cellulose cũng giảm (Trần Cừ, 1979). Khi ủ phụ phẩm nhiều xơ với urea hoặc bổ sung urea, một nguồn nitơ rẻ tiền vào khẩu phần, sẽ đảm bảo sự gia tăng tỷ lệ tiêu hoá và khả năng ăn vào của gia súc. Tiêu hoá xơ cũng được cải thiện rõ nét khi bổ sung thêm một lượng nhỏ carbonhydrate dễ lên men như rỉ mật, xác mì, khoai lang, cám… Khi sử dụng nitơ phi protein, lưu huỳnh là yếu tố giới hạn chính đến hoạt động của hệ vi sinh vật dạ cỏ. Một hỗn hợp gồm 90% urea và 10% sulphat natri (Na2SO4) làm cho tỷ lệ N/S được cân bằng. Rơm rạ thường có hàm lượng canxi, phospho và muối thấp. Việc bổ sung coban (Co), đồng (Cu) sẽ cải thiện được khẩu phần dựa trên rơm rạ. Tỷ lệ tiêu hóa của rơm sẽ được cải thiện một cách đáng kể nếu bổ sung 1,5-2% urea, 10% rỉ mật và 0,5% hỗn hợp khoáng (muối, P, Ca, S). Trang 25 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP TÌM RA CÁC NHÓM VI KHUẨN PHÂN GIẢI XƠ Mục đích: Tách ròng những dòng vi khuẩn sống trong dạ cỏ bò để tuyển chọn những dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy mạnh cơ chất phụ phẩm nông nghiệp. Nguyên tắc: Phương pháp tách ròng thực hiện các bước như: chuẩn bị mẫu, trải mẫu trên môi trường M1, quan sát và cấy chuyển những khuẩn lạc khác nhau về hình dạng, màu sắc đặc trưng, tiếp tục cấy ria để tách ròng vi khuẩn. Chuẩn bị đĩa môi trường phân lập: Đĩa petri và môi trường M1 được khử trùng nhiệt ướt ở 1210C, 1 atm trong thời gian 20 phút. Mô tả khuẩn lạc: Nuôi cấy mỗi vi khuẩn trên từng đĩa petri riêng ở điều kiện o 38 C, trong 48 giờ. Quan sát và mô tả khuẩn lạc bằng kính lúp ở độ phóng đại 5X dựa vào một số đặc điểm sau. (Đỗ Thị Cẩm Hường, 2012). + Hình dạng: Dạng tròn có kích thước nhỏ (punctiform) và lớn (circular); dạng không đều (irregular), dạng thoi (spindle), rễ cây dạng sợi (filamentous) và rễ (rhizoid). + Độ nổi: Dạng phẳng (flat) thường thấp và ngang với mặt môi trường; dạng lài (raised) có chiều cao khuẩn lạc khá hơn dạng phẳng nhưng có hai dốc phía vành khuẩn lạc lài xuống; dạng mô (convex) thường nổi mô cao lên trên môi trường đặc; dạng nổi cầu chồng do nhiều khuẩn lạc có độ nổi phát triển chồng lên nhau và có dạng như nổi gò (pulvinat), nổi bướu (umbonate), nổi hố (umbilicate). + Dạng bìa: Có 5 dạng bìa phổ biến như sau: bìa nguyên (entire), bìa gợn sóng (curled), bìa chia thùy (lobate), bìa răng cưa (erose), bìa sợi (filamentous). + Màu sắc: Khuẩn lạc thường có màu trắng trong, trắng đục, xám, đỏ, vàng, lục… Mô tả vi khuẩn: Một số đặc điểm hình thái của vi khuẩn bao gồm hình dạng, trạng thái, khả năng chuyển động của vi khuẩn. (Đỗ Thị Cẩm Hường, 2012) Trang 26 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận + Hình dạng, trạng thái vi khuẩn được quan sát bằng phương pháp giọt ép ở vật kính 100X. + Khả năng di động vi khuẩn: vi khuẩn được chuyển vào môi trường thạch bán lỏng (0,3 - 0,6% thạch); đặt ống nghiệm thẳng đứng, ủ ở nhiệt độ 38oC và quan sát khả năng chuyển động của vi khuẩn sau 3 ngày. + Gram vi khuẩn được khảo sát dựa theo phương pháp nhuộm Gram của nhà khoa học người Đan Mạch Hans Christian Gram. 2.6 ẢNH HƯỞNG CỦA VI KHUẨN PHÂN GIẢI THÂN LÁ CÂY BẮP, RƠM VÀ BÃ MÍA TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO Dịch vi khuẩn gồm 4 loại vi khuẩn dạ cỏ bò, trâu, cừu và dê được nuôi trong môi trường M2 với mật số 107 CFU/ml được ủ ở 380C trong 3 ngày trong bình kỵ khí. Dịch dạ cỏ được lấy ở dạ cỏ bò, đựng trong bình tối màu được cho vào trong trong bình giữ ấm và nhanh chóng chuyển lên phòng thí nghiệm, sau đó được lọc qua 4 lớp vải muslin. Dung dịch đệm (buffer) được sử dụng trong thí nghiệm theo mô tả của Tilley và Terry (1963) (bảng 3,1). Dung dịch sau khi pha xong được sục khí CO2 cho đến khi chuyển từ đục sang trong suốt; sau đó ủ kỵ khí ở 380C. Thí nghiệm bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, 5 nghiệm thức, 3 lần lặp lại,. Bã mía trước khi làm thí nghiệm được rửa loại đường do vi khuẩn dạ cỏ rất mẫn cảm với đường vì với lượng đường cao sẽ làm giảm tiêu hóa cho đến mức ngừng hoàn toàn sự phân giải chất xơ trong dạ cỏ (Kurilov và Lischenko, 1964). Theo Belasco (1956); Huhtanen và Elliott (1956) cho biết thêm sự tiêu hóa chất xơ giảm vì đường là nguồn năng lượng dễ sử dụng nhất đối với vi sinh vật và được vi sinh vật sử dụng nhiều hơn cellulose. Rơm và thân lá cây bắp là phụ phẩm có hàm lượng N2 hydratcarbon thấp và chứa nhiều Lignin và cellulose nên tỷ lệ tiêu hóa thấp ( preston and Leng 1987, Sundtol 1988a) khó hòa tan nhưng nó sẽ được tiêu hóa mạnh nếu có bổ sung nhiều vi sinh vật phân giải cellulose vào trong dạ cỏ và chính lượng vi khuẩn tăng lên trong dạ cỏ sau khi bổ sung vi khuẩn thì làm tăng tỷ lệ phân giải nhiều hơn. Trang 27 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận Theo nghiên cứu của Mould et al., 2005 cho biết môi trường và các thành phần dưỡng chất cho vi sinh vật phát triển có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả xác định tỷ lệ tiêu hóa thức ăn in vitro. Chức năng của môi trường in vitro là duy trì được pH ở điều kiện trung tính như trong dạ cỏ và cung cấp thêm dưỡng chất cho vi sinh vật dạ cỏ phát triển để tiêu hóa thức ăn. Kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hóa thức ăn in vitro do Tilley và Terry (1963) chuẩn hóa có công thức sử dụng hóa chất tương tự như công thức hóa chất làm nước bọt nhân tạo cừu của Mc Dougall (1948). Trang 28 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 3: Phương tiện & Phương pháp nghiên cứu Chương 3: PHƯƠNG TIỆN & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 3.1.1 Địa điểm Đề tài tiến hành tại Phòng Chăn nuôi Tiên Tiến E103, Bộ môn chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ. Dịch dạ cỏ dùng để thí nghiệm in vitro được lấy trên cơ thể của bò đực lai Sind, Quận Ô Môn, TP, Cần Thơ. 3.1.2 Thời gian Đề tài được thực hiện từ ngày 15/10/ 2013 đến ngày 15/12/2013. 3.2 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 3.2.1 Dụng cụ dùng để lấy dịch dạ cỏ của bò - Bình đá: Dùng để giữ ẩm, khi lấy dịch từ dạ cỏ của bò sẽ được trữ trong keo nhựa, keo nhựa được đựng trong bình đá đảm bảo nhiệt độ của dịch dạ cỏ không bị thay đổi đáng kể khi di chuyển về phòng thí nghiệm.Vi sinh vật trong dịch dạ cỏ có thể bị chết nếu dịch dạ cỏ không đảm bảo nhiệt độ cho vi sinh vật hoạt động. - Keo nhựa: Dung tích 5 lít, dùng để trữ dịch dạ cỏ khi lấy dịch ra khỏi dạ dày của bò. 3.2.2 Thiết bị và dụng cụ dùng để thí nghiệm - Lọ ủ: Dùng để ủ thực liệu khảo sát trong 24 giờ. - Ống tiêm đo thể tích khí: Dùng để đo thể tích khí sinh ra tương ứng khi ta ủ thực liệu. - Bộ dụng cụ thí nghiệm tỉ lệ tiêu hóa: Gồm những ống nghiệm tối màu có nắp đậy thể tích 50 ml, trên nắp có một lỗ nhỏ thông khí và giá đỡ ống nghiệm. - Tủ sấy: Xác định trọng lượng. - Bình tam giác. Trang 29 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 3: Phương tiện & Phương pháp nghiên cứu - Beaker 50ml, 250ml, 500ml. - Ống đong 10ml, ống hút. - Pipette. - Phiễu đong. - Ống chuẩn độ. - Bộ Kjeldahl. 3.3 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.3.1 Bố trí thí nghiệm Đề tài được tiến hành với 3 thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 5 nghiệm thức với 3 lần lặp lại. 3.3.1.1 Thí nghiệm 1 - Nghiệm thức đối chứng (Đ/C): Thân lá cây bắp không bổ sung vi khuẩn dạ cỏ. - Nghiệm thức 1 (NT1): Thân lá cây bắp bổ sung vi khuẩn dạ cỏ bò. - Nghiệm thức 2 (NT2): Thân lá cây bắp bổ sung vi khuẩn dạ cỏ trâu. - Nghiệm thức 3 (NT3): Thân lá cây bắp bổ sung vi khuẩn dạ cỏ cừu. - Nghiệm thức 4 (NT4): Thân lá cây bắp bổ sung vi khuẩn dạ cỏ dê. 3.3.1.2 Thí nghiệm 2 - Nghiệm thức đối chứng (Đ/C): Rơm không bổ sung vi khuẩn dạ cỏ. - Nghiệm thức 1 (NT1): Rơm bổ sung vi khuẩn dạ cỏ bò. - Nghiệm thức 2 (NT2): Rơm bổ sung vi khuẩn dạ cỏ trâu. - Nghiệm thức 3 (NT3): Rơm bổ sung vi khuẩn dạ cỏ cừu. - Nghiệm thức 4 (NT4): Rơm bổ sung vi khuẩn dạ cỏ dê. 3.3.1.3 Thí nghiệm 3 Trang 30 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 3: Phương tiện & Phương pháp nghiên cứu - Nghiệm thức đối chứng (Đ/C): Bã mía không bổ sung vi khuẩn dạ cỏ. - Nghiệm thức 1 (NT1): Bã mía bổ sung vi khuẩn dạ cỏ bò. - Nghiệm thức 2 (NT2): Bã mía bổ sung vi khuẩn dạ cỏ trâu. - Nghiệm thức 3 (NT3): Bã mía bổ sung vi khuẩn dạ cỏ cừu. - Nghiệm thức 4 (NT4): Bã mía bổ sung vi khuẩn dạ cỏ dê. 3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi - Thành phần dưỡng chất thức ăn trong các thí nghiệm được phân tích theo tiêu chuẩn AOAC (1990). - Tổng lượng khí sinh ra (ml) ở 6 giờ, 12 giờ, 18 giờ và 24 giờ. - Tỷ lệ tiêu hóa DMD ở 24 giờ. - Hàm lượng N-NH3, pH. 3.3.3 Tiến hành thí nghiệm Bước 1: Cân 2 gDM mẫu thức ăn theo các bảng lượng cân các nghiệm thức ứng với từng mức độ khi đem đi thí nghiệm, cẩn thận không được vương vảy mẫu, sau khi cân xong cho mẫu vào lọ ủ tối màu. Bước 2: Pha dung dịch đệm. Dung dịch đệm được sử dụng trong thí nghiệm là theo mô tả của Tilley and Terry (1963). Bảng 3.1 Lượng cân các hóa chất có trong một lít dung dịch đệm STT 1 Hóa chất NaHCO3 Lượng cân (g/lít) 50,96 2 KCl 2,94 3 CaCl2 0,21 4 Na2HPO4,12H2O 48,36 5 NaCl 2,44 6 MgSO4,7H2O 0,62 7 Cystein 1,32 Trang 31 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 3: Phương tiện & Phương pháp nghiên cứu Công thức pha được trình bày trong (bảng 3.1). Dung dịch sau khi pha xong được sục khí CO2 cho đến khi chuyển từ đục sang trong suốt. Chúng ta có thể làm ấm dung dịch đệm bằng cách cho thùng chứa dung dịch vào bồn ủ (water bath) khoảng 15 phút, nhiệt độ nước trong bồn ủ được kiểm soát ở 38ºC trước khi sử dụng để tạo điều kiện nhiệt độ tốt, tránh sốc nhiệt cho vi sinh vật dạ cỏ. Bước 3: Lấy dịch dạ cỏ, dịch dạ cỏ được thu thập và được giữ ấm trong thùng đá sau đó nhanh chóng chuyển về phòng thí nghiệm. Tại đây dịch dạ cỏ được lọc qua 4 lớp vải muslin vào lọ, bơm khí CO2 rồi đậy kín tạo yếm khí và ủ ấm ở nhiệt độ 38ºC trước khi dùng để thực hiện thí nghiệm. Dựa vào số lượng đơn vị thí nghiệm và lượng thực liệu khi đem ủ là bao nhiêu từ đó ta cũng tính được lượng dung dịch dạ cỏ cần thí nghiệm là bao nhiêu. Đối với 1 gDM thực liệu ta cần 20 ml dung dịch dạ cỏ. Bước 4: Trộn dịch dạ cỏ đã lấy vào dung dịch đệm tạo hỗn hợp dung dịch đệm và dịch dạ cỏ, khuấy đều cho lượng vi sinh vật trong dịch dạ cỏ phân bố đều trước khi chia ra từng lọ ủ. Dùng ống đong, đong 200 ml hỗn hợp dịch dạ cỏ và dung dịch đệm cho vào lọ ủ đã có sẵn 2 gDM thực liệu, dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho thực liệu thấm ướt hoàn toàn, tránh để thực liệu dính trên thành keo ủ, dùng bình tia chứa nước cất rửa thực liệu bị dính trên đũa thủy tinh vào trong lọ ủ, tránh thất thoát mẫu ảnh hưởng đến kết quả, đậy kính lọ ủ, dùng nút nhôm đóng kín xung quanh kẽ hở giữa nắp lọ ủ và miệng lọ ủ ngăn không cho không khí đi vào. Sắp xếp tất cả các lọ ủ thực liệu vào khung inox cho vào bồn ủ (water bath) nhiệt độ ủ ở 38ºC, tiến hành ủ và theo dõi lượng khí sinh ra tương ứng sau 24 giờ. Bước 5: Tính tỷ lệ tiêu hóa, Sau khi mẫu ủ trong 24 giờ đem ra lọc bằng túi vải đã xác định trọng lượng, lọc xong đem sấy ở 105oC cho đến trọng lượng không đổi. Công thức tính tỷ lệ tiêu hóa: Dưỡng chất trước khi ủ - Dưỡng chất sau khi ủ TLTH (%) = X 100% Dưỡng chất trước khi ủ Trang 32 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 3: Phương tiện & Phương pháp nghiên cứu 3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ THỐNG KÊ Số liệu thô được nhập vào bảng tính Microsoft Excel 2007. Sau đó được xử lý thống kê bằng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) theo mô hình tuyến tính tổng quát (General Linear Model) trên phần mềm Minitab 16. Trang 33 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Kết quả thảo luận Chương 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THỨC ĂN TRONG THÍ NGHIỆM Bảng 4.1: Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm (%DM) STT Thực liệu 1 Thân lá cây Bắp 2 Rơm 3 Bã Mía %DM %OM NDF ADF Ash %CP 15,23 92,36 65,2 35,46 7,64 9,45 90,2 85,47 68,5 45,51 14,53 4,7 84,37 96,05 81,24 47,68 3,95 4,48 Qua bảng 4.1 ta thấy thân lá cây bắp có phần trăm vật chất khô (DM) là 15,23% và phần trăm đạm thô là 9,4 %, thấp hơn kết quả của Danh Mô và Nguyễn Văn Thu (2008) có phần trăm vật chất khô là 17,4% và phần trăm đạm thô là 9,86%. Hàm lượng NDF của thân lá cây bắp thí nghiệm 65,2% bằng với Danh mô và Nguyễn Văn Thu (2008) là 65,1%. Rơm lúa sau khi thu hoạch được phơi khô dự trữ là nguồn thức ăn quanh năm cho bò, rơm thường có giá trị dinh dưỡng thấp, qua phân tích cho thấy hàm lượng vật chất khô (DM) của thí nghiệm 90,2% cao hơn so với báo cáo của Nguyễn Văn Thu (2009) là 83,2% và thấp hơn với kết quả phân tích của Tống Văn Hiền (2012) là 92,97% DM. Hàm lượng protein thô của rơm trong thí nghiệm này 4,7% cao hơn kết quả Tống Văn Hiền (2012) và thấp hơn kết quả Thạch Tăng Ly (2013) lần lượt là 4,59% và 5,07%. Hàm lượng ADF của rơm trong thí nghiệm 45,51% cao hơn so với kết quả của Nguyễn Nhật Xuân Dung et al, (2006) là 36,44% và NDF của rơm trong thí nghiệm 68,5% cao hơn so với Danh Mô (2009) là 63,0%. Hàm lượng vật chất khô của bã mía sau khi sấy ở nhiệt độ 105oC cho đến khi trọng lượng không đổi thu được kết quả là 84,37%. Kết quả này thấp hơn so Đỗ Thị Cẩm Hường (2012) là 93,69%. Theo Pozy (1998), vật chất khô của thức ăn phơi khô và thức ăn tinh là từ 85% đến 92%. Hàm lượng protein thô của bã mía 4,48% thấp hơn Trang 34 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Kết quả thảo luận kết quả Nguyễn Nhật Xuân Dung et al, (2006) là 4,88%. Tỉ lệ NDF của bã mía thu được 81,24%, kết quả này thấp hơn với kết quả Đỗ Thị Cẩm Hường (2012) là 89,05%. 4.2 THÍ NGHIỆM 1 Bảng 4.2: Ảnh hưởng bổ sung vi khuẩn vào thức ăn của thân lá cây bắp lên sự sinh khí và tiêu hóa DMD (%) Thân lá cây Bắp Thời gian (giờ) 6 12 b 24 V (ml) c 29c 108,75c 23,5d 463,79a 18 d DMD (%) V/gDM (ml) Đ/C 20,5 NT1 26,5ab 36,7ab 47,0a 45,5a 155,75a 37,5b 415,56ab NT2 31,2a 41,0a 44,0ab 37,7b 154,00a 44,5a 346,79c NT3 23,0b 33,0bc 41,0b 38,0b 135,00b 34,5c 391,34bc NT4 22,2b 31,2c 41,0b 42,2ab 136,75b 34,5c 396,75b SEM 1,43 1,42 1,21 1,05 3,10 0,65 0,01 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 P 25,7 33,5 a, b, c Các chữ khác nhau trên cùng một cột là khác biệt có ý nghĩa thống kê, Đ/C: NT đối chứng, NT1: bổ sung vi khuẩn bò, NT2: bổ sung vi khuẩn trâu, NT3: bổ sung vi khuẩn cừu, NT4: bổ sung vi khuẩn dê. 50 45 40 35 30 G.Vol 6 giờ (ml) 25 G.Vol 12 giờ (ml) 20 G.Vol 18 giờ (ml) 15 G.Vol 24 giờ (ml) 10 5 0 Đ/C NT1 NT2 NT3 NT4 Biểu đồ 4.1 Biểu đồ biểu thị lượng khí sinh ra của thân lá cây bắp Qua bảng 4.2 và biểu đồ 4.1 ta thấy khi bổ sung vi khuẩn vào thì tổng lượng khí sinh ra 6 giờ NT2 là 31,2 ml/g cao hơn NT1 là 26,5 ml/g, tỷ lệ tiêu hóa và lượng khí sinh ra trên gDM tiêu hóa ở NT1 415,56 ml/gDM, NT2 là 346,79 ml/gDM đều khác biệt Trang 35 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 4: Kết quả thảo luận có ý nghĩa thống kê (P[...]... tạo chế phẩm sinh học tăng năng suất chăn nuôi Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài Ảnh hưởng của các nhóm vi khuẩn dạ cỏ lên gas volume, tỷ lệ tiêu hóa của một số phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro” Mục đích yêu cầu Đánh giá ảnh hưởng của nhóm vi khuẩn dạ cỏ đến gas volume và tỷ lệ tiêu hóa (%) của một số phụ phẩm nông nghiệp trong điều kiện in vitro Trang... dạ cỏ 2.2.2 Số tiêu hóa Hệ số tiêu hóa hay còn gọi là tỷ lệ tiêu hóa Khi gia súc ăn một lượng thức ăn vào cơ thể, phần lớn các chất có thể sử dụng được hấp thu để đồng hóa Phần còn lại không được tiêu hóa và hấp thu được thải ra ngoài dưới dạng phân Hệ số tiêu hóa là phần trăm của phần dinh dưỡng được tiêu hóa và hấp thu trên tổng số thức ăn được cơ thể hấp thu Trong thực tế, vi c tính tỷ lệ tiêu hóa. .. thành NH3 trong dạ cỏ Các axit nucleic trong dịch dạ cỏ có lẽ cũng được phân giải rất mạnh thành NH3 Hầu hết các khẩu phần chủ yếu là phụ phẩm nông nghiệp và cỏ có tỉ lệ tiêu hóa thấp thì hạn chế chủ yếu đối với sinh trưởng vi sinh vật dạ cỏ là nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ Nồng độ NH3 phải cao hơn mức tới hạn trong ngày Để có tỉ lệ tiêu hóa tối đa trong dạ cỏ thì qua đó cũng có khối lượng vi sinh vật... dạ cỏ làm tăng số lượng vi khuẩn trong dạ cỏ Thí nghiệm trên cừu cho thấy tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô tăng 18% khi không có protozoa trong dạ cỏ (Preston và Leng, 1991) Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường giữa vi khuẩn và protozoa cũng có sự cộng sinh có lợi, đặc biệt là trong tiêu hoá xơ Tiêu hoá xơ mạnh nhất khi có mặt cả vi khuẩn và protozoa Một số vi khuẩn được protozoa nuốt vào có tác dụng lên. .. hóa xơ Tổng số vi khuẩn có trong dạ cỏ thường vào khoảng 109 ÷ 1010 tế bào/g chất chứa dạ cỏ Trong dạ cỏ vi khuẩn ở thể tự do chiếm khoảng 25 ÷ 30%, số còn lại bám vào các mẫu thức ăn, trú ngụ ở các nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa Vi khuẩn (Bacteria) Tuỳ thuộc vào sản phẩm lên men, người ta chia vi khuẩn làm ba nhóm chính: nhóm lên men phân giải chất xơ, nhóm phân giải bột đường và nhóm phân giải... và phụ thuộc vào tính chất của khẩu phần ăn Hệ VSV dạ cỏ đều là VSV yếm khí và sống chủ yếu bằng năng lượng sinh ra trong quá trình lên men các chất dinh dưỡng Vi khuẩn xuất hiện trong dạ cỏ loài nhai lại trong lứa tuổi còn non, mặc dù chúng được nuôi cách biệt hoặc cùng với mẹ chúng Thông thường vi khuẩn chiếm số lượng lớn nhất trong VSV dạ cỏ và là tác nhân chính trong quá trình tiêu hóa xơ Tổng số. .. dưỡng chất có trong dịch dạ cỏ Các loại ABBH đều có trong dịch dạ cỏ, đây là một loại sản phẩm của sự tiêu hóa thức ăn của VSV dạ cỏ Bình thường tổng ABBH hiện diện trong dịch dạ cỏ là 70 ÷ 150 mM, với axit axetic chiếm tỷ lệ cao nhất (khoảng 70% trong tổng số ABBH) và các axit propionic và butyric thấp hơn Thành phần các loại ABBH thay đổi tùy theo từng loại khẩu phần của gia súc Gia súc ăn cỏ non thì... sử dụng hệ số tiêu hóa tương đối và tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến Trang 16 Luận văn Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cơ sở lý luận 2.2.3 Hệ số tiêu hóa thật Các chất hữu cơ trong phân không phải là phần không tiêu hóa và được hấp thu trong thức ăn mà còn bao gồm sản phẩm của quá trình trao đổi chất thải theo phân Một phần các chất dinh dưỡng được hấp thu nhưng không sử dụng cho quá trình chuyển hóa trong cơ thể... Hệ vi sinh vật dạ cỏ Hệ vi sinh vật cộng sinh trong dạ cỏ và dạ tổ ong rất phức tạp và thường gọi chung là vi sinh vật dạ cỏ Hệ VSV dạ cỏ gồm có 3 nhóm chính là vi khuẩn (Bacteria), động vật nguyên sinh (Protozoa) và nấm (Fungi); ngoài ra còn có mycoplasma, các loại virus và các thể thực khuẩn Mycoplasma, virus và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong tiêu hoá thức ăn Quần thể VSV dạ cỏ. .. thế trong dịch dạ cỏ có chứa hầu hết các thành phần dưỡng chất thích hợp cho VSV dạ cỏ như peptide, axit amin, ABBH, khoáng và vitamin 2.1.3 Vai trò của pH trong dạ cỏ Trong dạ cỏ pH được điều chỉnh liên tục bởi các quá trình lên men Các axit béo bay hơi tạo ra trong quá trình lên men được hòa tan bởi các muối kiềm của nước bọt, dung dịch đệm bicarbonat, photphat natri và kali có pH > 8,2 Ngoài ra, các