nghiên cứu khả năng sinh khí gây hiệu ứng nhà kính của một số loại thức ăn thô trong điều kiện in vitro

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRẦN NGỌC PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH KHÍ GÂY
HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI
THỨC ĂN THÔ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CHĂN NUÔI - THÚ Y

2013

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRẦN NGỌC PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH KHÍ GÂY
HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI
THỨC ĂN THÔ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CHĂN NUÔI - THÚ Y

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
GS.TS NGUYỄN VĂN THU

2013
ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH KHÍ GÂY
HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI
THỨC ĂN THÔ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO

Cần Thơ, ngày…tháng…năm2013

Cần Thơ, ngày… tháng…năm2013

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

DUYỆT BỘ MÔN

GS.TS. NGUYỄN VĂN THU

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2013
DUYỆT KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

iii


LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Ban lãnh đạo Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng và

các Thầy Cô trong Bộ Môn Chăn Nuôi.
Tôi tên Trần Ngọc Phương, MSSV: 3108150 là sinh viên lớp Chăn
Nuôi Thú Y Khóa 36 (2010-2014). Tôi xin cam đoan đây là công trình
nghiên cứu của chính bản thân tôi. Đồng thời tất cả các số liệu, kết quả thu
được trong thí nghiệm hoàn toàn có thật và chưa công bố trong bất kỳ tạp
chí khoa học hay luận văn khác. Nếu có gì sai trái tôi xin hoàn toàn chịu
trách nhiệm trước Khoa và Bộ Môn.
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013
Sinh viên thực hiện

Trần Ngọc Phương

iv


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt khoảng thời gian được học tập ở trường Đại học Cần Thơ, tôi
đã gặp không ít những khó khăn và thách thức nhưng tôi đều vượt qua. Tất cả
là nhờ tình thương và sự giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè.
Đầu tiên, xin gởi lời yêu thương và biết ơn chân thành đến Cha mẹ,
người đã sinh ra và nuôi dưỡng tôi nên người. Cha mẹ đã cho tôi niềm tin và
tạo mọi điều kiện thuận lợi từ vật chất đến tinh thần để tôi hoàn thành tốt con
đường học tập.
Xin chân thành cảm ơn thầy GS. TS. Nguyễn Văn Thu và cô PGS. TS.
Nguyễn Thị Kim Đông đã dạy bảo, hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi hoàn
thành tốt đề tài tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô Bộ môn Chăn nuôi và Bộ môn Thú
y đã hết lòng truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học
vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của cô cố vấn

học tập Nguyễn Thị Kim Đông đã dành cho tôi trong suốt thời gian học tập và
thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành biết ơn anh ThS. Trương Thanh Trung, ThS Nguyễn
Hữu Lai, ThS. Huỳnh Hoàng Thi, KS. Đoàn Hiếu Nguyên Khôi, KS. Phan Văn
Thái, và các bạn trên phòng thí nghiệm E205 đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt
thời gian qua.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn lớp Chăn Nuôi Thú Y Khóa 36
đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian vừa qua.

Trần Ngọc Phương

v


TÓM LƯỢC
Nghiên cứu này bao gồm 2 thí nghiệm nhằm xác định sự sản sinh khí mêtan và khí
cacbonic ở điều kiện in vitro của một số loại thức ăn thô.
Thí nghiệm 1: Sử dụng ống tiêm thủy tinh có thể tích 50 ml (Menke et al., 1979), được
bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 nghiệm thức với 3 lần lặp lại. Bao gồm các nghiệm thức:
bìm bìm, cỏ đậu lá nhỏ, lá khoai mì, cỏ mồm và cỏ ruzi ở mức độ 100% (các giá trị tính
trên%DM).
Thí nghiệm 2: Sử dụng ống tiêm thủy tinh có thể tích 50 ml (Menke et al., 1979), thí
nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 nghiệm thức với 3 lần lặp lại. Bao gồm các
nghiệm thức: lá anh đào, cỏ paspalum, cỏ voi, cúc dại và trichanthera gigantea ở mức độ
100% (các giá trị tính trên%DM).
Kết quả cho thấy, các loại thức ăn thô có lượng khí gas, khí mêtan và khí cacbonic
sinh ra tăng dần theo thời gian ở điều kiện in vitro. Lượng khí sinh ra cao tại thời điểm 24
giờ và 72 giờ của cỏ Mồm (29,0 và 44,5 ml), cỏ Ruzi (24,5 và 43,2 ml), cỏ Voi (19,4 và 45,7
ml), cỏ Paspalum (21,1 và 43,0 ml).Lượng khí mêtan và khí cacbonic tại thời điểm 72 giờ
khá cao như cỏ Mồm (8,91 và 31,6 ml), cỏ Ruzi (8,77 và 29,5 ml), cỏ Voi (8,34 và 31,1 ml),

cỏ Paspalum (8,45 và 33,0 ml) do các loại thức ăn này có hàm lượng chiết chất không đạm
cao, kích thích khả năng hoạt động của dạ cỏ, đồng thời sinh ra khí CH4 và CO2 cao. Mặt
khác, các loại thức ăn này có chứa hàm lượng carbohydrat cao góp phần làm tăng tỉ lệ tiêu
hóa. Bên cạnh đó, cùng thời điểm 72 giờ các loại thức ăn cơ bản có lượng khí CH4 và CO2
(ml) sinh ra thấp hơn như cỏ Đậu 1á nhỏ (3,59 và 17,0 ml) và Trichanthera gigantea (3,61
và 14,5 ml), lượng khí sinh ra cũng thấp hơn tại thời điểm 24 giờ và 72 giờ như cỏ Đậu lá
nhỏ (9,19 và 23,2 ml) và Trichanthera gigantean (9,2 và 19,1 ml). Một cách tổng quát là
những loại thức ăn có hàm lượng chiết chất không đạm, hàm lượng NDF cao thì lượng khí
CH4 và CO2 (ml) sinh ra cao.

vi


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1 Cấu tạo đường tiêu hóa của gia súc nhai lại ................................................... 2
Hình 2.1 Liên quan giữa pH và hoạt lực của các nhóm VSV dạ cỏ .......................... 8
Hình 2.2 Tóm tắt quá trình chuyển hoá hydratcarbon trong dạ cỏ ............................ 9
Hình 2.3 Sự chuyển hoá các chất chứa nitơ trong dạ cỏ .......................................... 11
Hình 2.4 Sự chuyển hoá lipid ở gia súc nhai lại ...................................................... 12
Hình 2.5 Bìm bìm..................................................................................................... 26
Hình 2.6 Cỏ đậu lá nhỏ ............................................................................................ 26
Hình 2.7 Cỏ Ruzi ..................................................................................................... 26
Hình 2.8 Cỏ Mồm .................................................................................................... 26
Hình 2.9 Lá khoai mì ............................................................................................... 26
Hình 2.10 Cây anh đào giả ....................................................................................... 26
Hình 2.11 Trichanthera gigantea .............................................................................. 27
Hình 2.12 Cỏ Voi ..................................................................................................... 27
Hình 2.13 Cỏ Paspalum ........................................................................................... 27
Hình 2.14 Địa cúc .................................................................................................... 27
Hình 3.1 Các ống tiêm chứa dịch dạ cỏ ................................................................... 30

Hình 3.2 Máy đo khí Geotechhnical Instruments (UK) Ltd, England ..................... 30
Hình 4.1 Lượng khí gas sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức theo thời gian của thí
nghiệm 1 ..................................................................................................................... 32
Hình 4.2 Lượng khí mêtan sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức theo thời gian .......
.................................................................................................................................... 33
Hình 4.3 Lượng khí cacbonic sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức theo thời gian
.................................................................................................................................... 35
Hình 4.4 Lượng CH4/g DOM sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức tại thời điểm 72
giờ của thí nghiệm 1 ................................................................................................... 36
Hình 4.5 Lượng CO2/g DOM sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức tại thời điểm 72
giờ của thí nghiệm 1 ................................................................................................... 36
Hình 4.6 Lượng khí sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức theo thời gian của thí
nghiệm 2 ..................................................................................................................... 39
Hình 4.7 Lượng khí mêtan sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức theo thời gian .......
.................................................................................................................................... 40
Hình 4.8 Lượng khí cacbonic sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức theo thời gian...
.................................................................................................................................... 41

vii


Hình 4.9 Lượng CH4/g DOM sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức tại thời điểm 72
giờ của thí nghiệm 2 ................................................................................................... 43
Hình 4.10 Lượng CO2/g DOM sinh ra ở in vitro giữa các nghiệm thức tại thời điểm
72 giờ của thí nghiệm 2 .............................................................................................. 44

viii


DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của bìm bìm ..................................... 19
Bảng 2.2: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cỏ đậu lá nhỏ ......................................19
Bảng 2.3: Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của cỏ Ruzi ...................................... 19
Bảng 2.4: Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của cỏ Mồm .................................... 21
Bảng 2.5: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của lá khoai mì ................................ 21
Bảng 2.6: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cây anh đào giả (%) .................. 22
Bảng 2.7: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của Trichantera Gigantea ...................... 23
Bảng 2.8: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cỏ Voi ............................................. 23
Bảng 2.9: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của Paspalum atratum ........................... 24
Bảng 2.10: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của Địa cúc ......................................... 25
Bảng 4.1: Thành phần dưỡng chất thức ăn dùng trong thí nghiệm 1 (%DM) ................... 31
Bảng 4.2: Lượng khí gas sinh ra theo thời gian........................................................................ 32
Bảng 4.3: Lượng khí mêtan sinh ra theo thời gian .................................................................. 33
Bảng 4.4: Lượng khí cacbonic sinh ra theo thời gian .............................................................. 34
Bảng 4.5: Lượng khí sinh ra, tỷ lệ tiêu hóa DM và OM ở 72 giờ của thí nghiệm 1 .......... 35
Bảng 4.6: Thành phần dưỡng chất thức ăn dùng trong thí nghiệm 2 (%DM) ..................... 38
Bảng 4.7: Lượng khí gas sinh ra theo thời gian........................................................................ 39
Bảng 4.8: Lượng khí mêtan sinh ra theo thời gian .................................................................. 40
Bảng 4.9: Lượng khí cacbonic sinh ra theo thời gian .............................................................. 41
Bảng 4.10: Lượng khí sinh ra, tỷ lệ tiêu hóa DM và OM ở 72 giờ của thí nghiệm 2 ........ 42

ix


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

DM

Dry matter (Vật chất khô)

OM

Vật chất hữu cơ

CP

Crude protein (Đạm thô)

Ash

Khoáng tổng số

NDF

Neutral Detergent Fiber (Xơ trung tính)

ADF

Acid Detergent Fiber (Xơ acid)

NFE

Chiết chất không đạm

CF

Crude Fiber (Xơ thô)

NT

Nghiệm thức

TLTH

Tỉ lệ tiêu hoá

x


MỤC LỤC
Lời cam đoan ............................................................................................................... i
Lời cảm ơn .................................................................................................................. ii
Tóm lược .................................................................................................................... iii
Danh sách hình .......................................................................................................... iv
Danh sách bảng........................................................................................................... v
Danh sách chữ viết tắt.............................................................................................. vii
Mục lục .......................................................................................................................... viii
Chương 1: GIỚI THIỆU ........................................................................................... 1
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 2
2.1 Lược khảo về sự tiêu hóa của gia súc nhai......................................................... 2
2.1.1 Hệ tiêu hóa ......................................................................................................... 2
2.1.2 Môi trường sinh thái dạ cỏ .................................................................................. 3
2.1.3 Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn ................................................... 9
2.2 Đánh giá tỷ lệ tiêu hóa bằng phương pháp in vitro ........................................ 13
2.2.1 Mô tả chung ...................................................................................................... 13
2.2.2 Nguyên lý sinh khí ............................................................................................ 13

2.2.3 Sự phát triển hệ thống đo lường lượng khí sinh ra............................................ 14
2.2.4 Vai trò của sinh khí in vitro .............................................................................. 15
2.3 Thực liệu dùng trong thí nghiệm ...................................................................... 18
2.3.1 Bìm bìm.............................................................................................................. 18
2.3.2 Cỏ đậu lá nhỏ .............................................................................................................. 19
2.3.3 Cỏ Ruzi ............................................................................................................. 19
2.3.4 Cỏ mồm ............................................................................................................. 19
2.3.5 Lá khoai mì ....................................................................................................... 20
2.3.6 Cây anh đào giả ................................................................................................. 21
2.3.7 Trichantera gigantea .......................................................................................... 22
2.3.8 Cỏ Voi ............................................................................................................... 23
2.3.9 Cỏ Paspalum atratum ........................................................................................ 24
2.3.10 Địa cúc ............................................................................................................ 24
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................... 28
3.1 Phương tiện thí nghiệm ..................................................................................... 28
3.2 Vật liệu thí nghiệm ............................................................................................. 28

xi


3.3 Phương pháp thí nghiệm ................................................................................... 28
3.3.1 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 28
3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi.......................................................................................... 29
3.3.3 Cách tiến hành ................................................................................................... 29
3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu................................................................................. 30
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 31
4.1 Kết quả thí nghiệm ............................................................................................ 31
4.1.1. Thí nghiệm 1 .................................................................................................... 31
4.1.2. Thí nghiệm 2 .................................................................................................... 38
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................. 45

5.1 Kết luận............................................................................................................... 45
5.2 Đề xuất............................................................................................................................ 45
Tài liệu tham khảo ................................................................................................... 46
Phụ lục....................................................................................................................... 51

xii


Chương 1: GIỚI THIỆU
Biến đổi khí hậu đang là một thách thức lớn đối với toàn nhân loại.
Hàng loạt những thiên tai liên tiếp tàn phá nặng nề về người và tài sản. Trái
đất ngày càng nóng dần lên do các hoạt động của con người. Khí thải từ các
nhà máy, việc đốt rừng làm rẫy, khí thải từ các phương tiên giao thông, các
sinh hoạt hằng ngày của con người ngày càng làm cho trái đất nóng lên. Bên
cạnh đó việc chăn nuôi gia súc nhai lại cũng góp phần làm tăng hiệu ứng nhà
kính. Lượng khí CH4 và CO2 từ sự lên men dạ cỏ của gia súc nhai lại đóng góp
khoảng 25% trong hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Gần đây có rất nhiều nghiên
cứu để hạn chế sự sinh khí từ việc len men dạ cỏ của gia súc nhai lại, ví dụ
như việc sử dụng chất tannin, nitrate để làm giảm lượng khí thải sinh ra trong
dạ cỏ của bò (Hồ Quảng Đồ và Lê Thị Ngọc Huyền, 2010). Quá trình sinh và
thải khí CH4 và CO2 ra môi trường làm mất đi từ 5-10% năng lượng của thức.
Bên cạnh đó việc sử dụng phụ phẩm trong khẩu phần thức ăn của gia súc nhai
lại như mỡ cá tra và dầu dừa cũng có ảnh hưởng đến sự sinh khí CH4 và CO2 ở
trâu bò (Phan Văn Thái, 2013), sử dụng các loại thức ăn bổ sung trong khẩu
phần của gia súc nhai lại cũng ảnh hưởng đến sự sinh khí (Nguyen Van Thu
and Nguyen Thi Kim Dong, 2012).
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có rất nhiều loại cỏ thích hợp cho
chăn nuôi gia súc nhai lại. Cỏ mồm, cỏ Ruzi, cỏ Voi, cỏ lông tây, cỏ Paspalum
và một số loại cỏ họ đậu … là các loại thức ăn thô dùng trong chăn nuôi phổ
biến. Việc cung cấp đầy đủ thức ăn chất lượng tốt cho gia súc nhai lại cũng là

một thách thức lớn cho các nhà chăn nuôi hiện nay để đảm bảo gia súc phát
triển tốt mà còn bảo vệ môi trường. Vì thế, ta cần biết rõ sự sản sinh khí của các
loại thức ăn thô để tạo cơ sở phối hợp khẩu phần thích hợp nhằm giảm lượng
khí thải gây hiệu ứng nhà kính và cải thiện tỉ lệ tiêu hóa của gia súc nhai lại.
Tuy nhiên các nghiên cứu về sự sản sinh khí mêtan và khí cacbonic ở in
vitro của các loại thức ăn thô còn hạn chế. Với các lý do như trên, đề tài
“Nghiên cứu khả năng sinh khí hiệu ứng nhà kính của một số loại thức ăn
thô trong điều kiện in vitro” được tiến hành.
Mục tiêu của đề tài là:
Xác định sự sinh khí mêtan và khí cacbonic gây hiệu ứng nhà kính ở in
vitro của các loại thức ăn thô.
Các kết quả này sẽ làm nền tảng cho sự phối hợp khẩu phần hợp lý
trong các nghiên cứu ở gia súc nhai lại trong tương lai.

1


Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 LƯỢC KHẢO VỀ SỰ TIÊU HÓA CỦA GIA SÚC NHAI LẠI
2.1.1 Hệ tiêu hóa
Đường tiêu hóa của bò cũng tương tự như các gia súc nhai lại khác có
cấu tạo chung như ở hình 1. Chức năng cơ bản của từng bộ phận trong đường
tiêu hóa của bò cũng tương tự như ở gia súc dạ đơn, nhưng đồng thời có
những nét đặc thù riêng của loài gia súc nhai lại. Tính đặc thù của đường tiêu
hóa ở gia súc nhai lại là kết quả của quá trình tiến hóa theo hướng tiêu hóa cỏ
và thức ăn thô nhờ sự cộng sinh của vi sinh vật.

Hình 1: Cấu tạo đường tiêu hóa của gia súc nhai lại

Đặc trưng đường tiêu hoá của gia súc nhai lại là 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
(không có ở gia súc dạ dày đơn), còn túi thứ tư gọi là dạ muối khế (tương tự
dạ dày đơn).
Dạ cỏ: là túi lớn nhất, chiếm hầu hết nửa trái của xoang bụng, từ cơ
hoành đến xương chậu. Dạ cỏ chiếm 85-90% dung tích dạ dày, 75% dung tích
đường tiêu hoá, có tác dụng tích trữ, nhào trộn và lên men phân giải thức ăn.
Dạ cỏ không có tuyến tiêu hoá, niêm mạc có nhiều núm hình gai. Thức ăn sau
khi ăn được nuốt xuống dạ cỏ, phần lớn được len men bởi vi sinh vật (VSV)
cộng sinh. Với điều kiện yếm khí, nhiệt độ khá ổn định từ 38-42 oC, pH từ 5,57,4, đây là môi trường thuận lợi cho VSV lên men yếm khí. Hơn nữa dinh
dưỡng được bổ sung đều đặn từ thức ăn, còn thức ăn không lên men cùng các
chất dinh dưỡng hoà tan và sinh khối VSV được thường xuyên chuyển xuống
phần dưới của đường tiêu hóa.
Khoảng 50-80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men ở dạ cỏ. Sản
phẩm lên men chính là các acid béo bay hơi (ABBH), sinh khối VSV và các
khí (mêtan và cacbonic). Phần lớn ABBH được hấp thu qua vách dạ cỏ vào
máu trở thành nguồn năng lượng chính cho gia súc. Các khí thể được thải ra
ngoài qua phản xạ ợ hơi. Dạ cỏ còn tổng hợp các vitamin nhóm B và vitamin
2


K. Sinh khối VSV và các thành phần không lên men được chuyển xuống phần
dưới của đường tiêu hóa.
Dạ tổ ong: là túi nối liền với dạ cỏ, niêm mạc giống như tổ ong. Chức
năng chính của dạ tổ ong là đẩy các thức ăn rắn và các thức ăn chưa được
nghiền nhỏ trở lại dạ cỏ, đồng thời đẩy thức ăn dạng nước vào dạ lá sách. Dạ
tổ ong cũng giúp cho việc đẩy các miếng thức ăn lên miệng để nhai lại. Sự lên
men và hấp thu các chất dinh dưỡng trong dạ tổ ong tương tự như ở dạ cỏ.
Dạ lá sách: là túi thứ ba, niêm mạc được cấu tạo thành nhiều nếp gấp
(giống như quyển sách), tăng diện tích tiếp xúc. Dạ lá sách có nhiệm vụ chính
là nghiền nát các tiểu phần thức ăn, hấp thu nước, cùng với các ion Na+, K+…,

và các ABBH trong dưỡng chất đi qua. Trường hợp tê liệt dạ lá sách dẫn đến
tắc nghẽn kinh niên gây khó khăn trong việc điều trị. Theo Preston and Leng
(1991) thì dạ lá sách cũng là các lá to nhỏ khác nhau nhằm làm tăng diện tích
bề mặt và để dễ ép thức ăn nửa lỏng xuống dạ múi khế. Giữa dạ tổ ong và dạ
lá sách có một lỗ miệng như cái “van” để giữ thức ăn lại trong dạ cỏ cho tới
khi đường kính thức ăn giảm xuống còn 1-2 mm (Nguyễn Văn Thu, 2010).
Dạ múi khế: là dạ dày tuyến gồm có thân vị và hạ vị. Các dịch tuyến múi
khế được tiết liên tục vì dưỡng chấp từ dạ dày trước thường xuyên được
chuyển xuống. Dạ múi khế có chức năng tiêu hoá men tương tự như dạ dày
đơn nhờ có HCl, pepsin, kimozin và lipaza. Theo Preston and Leng (1991),
phần còn lại của thức ăn mà vi sinh vật dạ cỏ chưa lên men sẽ được tiêu hoá
bằng enzym.
2.1.2 Môi trường sinh thái dạ cỏ
Theo Preston và Leng (1991), môi trường dạ cỏ phụ thuộc vào:
Loại và khối lượng thức ăn ăn vào.
Sự nhào trộn theo chu kỳ thông qua sự co bóp của dạ cỏ.
Sự tiết nước bọt và nhai lại.
Sự hấp thu các dưỡng chất từ dạ cỏ.
Sự chuyển dịch các chất xuống bộ máy tiêu hoá.
2.1.2.1 Điều kiện pH dạ cỏ
Điều kiện pH dạ cỏ là kết quả thể hiện từ sự tương tác của quá trình lên
men vi sinh vật với cơ chất và được xem như là cơ sở để nhận định về sự thay
đổi số lượng vi sinh vật dạ cỏ (Orpin, 1975). Tỉ lệ tiêu hóa (TLTH) thức ăn có
liên hệ đến pH, khi pH 5,8 thì TLTH vật chất hữu cơ (OM), vách tế bào (NDF)
và đạm (CP) thấp, TLTH tăng ở pH 6,2 nhưng chỉ hơi tăng ở pH 7,0 (Shrier và
ct, 1986). Khi tăng pH 0,1 đơn vị thì tiêu hóa xơ acid (ADF) tăng 3,6 đơn vị
(Meang và ctv, 1998). Khi pH từ 6,2-6,6 thì sự sản sinh acid acetic tăng, trong
khi acid proponic và acid butyric chỉ tăng khi pH 5,8-6,2 (Shriver et al., 1989).
Sự hiện diện cao của carbohydrate dễ hòa tan sẽ giảm pH do sự tích lũy acid
3

béo bay hơi cao trong thời gian ngắn chưa kịp hấp thu và sự lên men của
carbohydrate hòa tan. Nhiều tác giả cho thấy pH thay đổi theo thời gian sau
khi cho ăn (Van Soest, 1994; Kanjanapruthipong và Leng, 1998). Nhìn chung
gia súc ăn nhiều thức ăn hỗn hợp dễ dẫn đến sự hạ thấp pH dịch dạ cỏ hơn
thức ăn thô (Lana et al., 1998).
2.1.2.2 Acid béo bay hơi
Tùy vào khẩu phần, thời gian di chuyển thức ăn và pH trong dạ cỏ mà
VFA thay đổi 70-150 mmol/lít. Acid acetic chiếm tỉ lệ cao nhất 70% trong
tổng số VFA. Đối với thức ăn là thực vật chưa thành thục acid acetic thấp và
acid propionic cao (McDonald et al., 1995). Các loại acid béo mạch dài có giá
trị cung cấp năng lượng cao cho vật chủ do chúng giải phóng nhiều năng
lượng ở dạng ATP (Preston và Leng, 1987). Acid béo bay hơi được hấp thu
chủ yếu ở dạ cỏ và dạ tổ ong, ở dạ lá sách nồng độ VFA thấp hơn khoảng 47%
so với dạ cỏ (Phillipson, 1977).
Chất chứa dạ cỏ là một hỗn hợp gồm thức ăn ăn vào, vi sinh vật 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 có sự tương tác giữa thức ăn, hệ vi
sinh vật và vật chủ. Dạ cỏ có môi trường thuận lợi cho vi sinh vật yếm khí
sống và phát triển. Đáp lại, VSV dạ cỏ đóng vai trò rất quan trọng trong việc
tiêu hóa thức ăn của vật chủ, đặc biệt là nhờ chúng có các enzyme phân giải
liên kết-glucosid của xơ trong vách tế bào thực vật của thức ăn và có khả năng
tổng hợp đại phân tử protein từ amoniac (NH3).
Ngoài dinh dưỡng của môi trường dạ cỏ có những đặc điểm thiết yếu cho
sự lên men của VSV cộng sinh như sau: 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%). Nước bọt đổ vào dạ cỏ liên tục giúp duy trì
độ ẩm của môi trường lên men. Muối photphat và carbonat tiết qua nước bọt có
tác dụng đệm. Sự hấp thu nhanh chóng acid béo bay hơi và ammoniac 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 vi sinh vật 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
vi sinh vật công phá.
4


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 hóa và các cơ chất mới
lại được nạp vào thông qua thức ăn, nhờ vậy mà dòng dinh dưỡng được liên
tục lưu thông. 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 cùng với khối dưỡng chất còn lại
sau lên men làm cho số lượng của chúng được duy trì ở mức khá ổn định.
2.1.2.3 Hệ vi sinh vật dạ cỏ
Hệ vi sinh vật cộng sinh ở dạ cỏ rất phức tạp, gồm có các 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 hóa thức ăn. Quần
thể vi sinh vật dạ cỏ có sự biến đổi theo thời gian và phụ thuộc vào tính chất
của khẩu phần ăn. Hệ vi sinh vật dạ cỏ đều là vi sinh vật yếm khí và sống chủ
yếu bằng năng lượng sinh ra từ quá trình lên men các chất dinh dưỡng.
Trong dạ cỏ có môi trường rất ổn định về các tính chất lý hóa tạo điều kiện

thuận lợi cho hệ vi khuẩn và động vật đơn bào phát triển. Các vi khuẩn phát triển
nhờ phân giải chất xơ trong thức ăn. Các động vật đơn bào-protozoa lại ăn các vi
khuẩn để sinh trưởng và phát triển, cơ thể nó cuối cùng lại là nguồn thức ăn động
vật cho động vật chủ là các động vật ăn cỏ.
Vi khuẩn (Bacteria)
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 trong dạ cỏ thường là 109-1011 tế
bào/g chất chứa dạ cỏ. Trong dạ cỏ vi khuẩn ở thể tự do chiếm khoảng 30%,
số còn lại bám vào các mẩu thức ăn, trú ngụ ở các nếp gấp biểu mô và bám
vào protozoa.
Trong dạ cỏ có khoảng 60 loài vi khuẩn đã được xác định. Sự phân loại
vi khuẩn dạ cỏ có thể được tiến hành dựa vào cơ chất mà vi khuẩn sử dụng hay
sản phẩm lên men cuối cùng của chúng. Sau đây là một số nhóm vi khuẩn dạ
cỏ chính:
Vi khuẩn phân giải cellulose
Vi khuẩn phân giải cellulose có số lượng rất lớn trong dạ cỏ của những
gia súc sử dụng khẩu phần giàu cellulose. Những loài vi khuẩn phân giải
cellulose quan trọng nhất là Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio
5


fibrisolvens, Ruminoccocus flavefaciens, Ruminococcus albus, Cillobacterium
cellulosolvens.
Vi khuẩn phân giải hemicellulose
Hemicellulose khác cellulose là chứa cả đường pentose và hexose và
cũng thường chứa acid uronic. Những vi khuẩn có khả năng thuỷ phân
cellulose thì cũng có khả năng sử dụng hemicellulose. Tuy nhiên, không phải
tất cả các loài sử dụng được hemicellulose đều có khả năng thuỷ phân
cellulose. Một số loài sử dụng hemicellulose là Butyrivibrio fibrisolvens,
Lachnospira multiparus và Bacteroides ruminicola. Các loài vi khuẩn phân

giải hemicellulose cũng như vi khuẩn phân giải cellulose đều bị ức chế bởi pH
thấp.
Vi khuẩn phân giải tinh bột
Trong dinh dưỡng carbohydrate của loài nhai lại, tinh bột đứng vị trí thứ
hai sau cellulose. Tinh bột được phân giải bởi nhiều loài vi khuẩn dạ cỏ, trong
đó có những vi khuẩn phân giải cellulose. Những loài vi khuẩn phân giải tinh
bột quan trọng là Bacteroides amylophilus, Succinimonas amylolytica,
Butyrivibrio fibrisolbvens, Bacteroides ruminantium, Selenomonas
ruminantium và Steptococcus bovis.
Vi khuẩn phân giải đường.
Hầu hết các vi khuẩn sử dụng được các loại polysaccharid nói trên thì
cũng sử dụng được đường disaccharid và đường monosaccharid. Celobiose
cũng có thể là nguồn năng lượng cung cấp cho nhóm vi khuẩn này vì chúng có
men bêta- glucosidase có thể thuỷ phân cellobiose. Các vi khuẩn thuộc loài
Lachnospira multiparus, Selenomonas ruminantium... đều có khả năng sử dụng
tốt cacbohydrate hoà tan.
Vi khuẩn sử dụng các acid hữu cơ.
Hầu hết các vi khuẩn đều có khả năng sử dụng acid lactic mặc dù lượng
acid này trong dạ cỏ thường không đáng kể trừ trong những trường hợp đặc
biệt. Một số có thể sử dụng acid succinic, malic, fumaric, formic hay acetic.
Những loài sử dụng acid lactic là Veillonella gazogenes, Veillonella
alacalescens, Peptostreptococcus elsdenii, Propioni bacterium và
Selenomonas lactilytica.
Vi khuẩn phân giải protein
Trong số những loài vi khuẩn phân giải protein và sinh amoniac thì
Peptostreptococus và Clostridium có khả năng lớn nhất. Sự phân giải protein
và acid amin để sản sinh ra amoniac trong dạ cỏ có ý nghĩa quan trọng đặc biệt
cả về phương diện tiết kiệm nitơ cũng như nguy cơ dư thừa amoniac. Amoniac
cần cho các loài vi khuẩn dạ cỏ để tổng hợp nên sinh khối protein của bản thân
chúng, đồng thời một số vi khuẩn đòi hỏi hay được kích thích bởi acid amin,

peptit và isoacid có nguồn gốc từ valine, leucine và isoleucine. Như vậy, cần
phải có một lượng protein được phân giải trong dạ cỏ để đáp ứng nhu cầu này
của vi sinh vật dạ cỏ.
6


Vi khuẩn tạo mêtan
Nhóm vi khuẩn này rất khó nuôi cấy trong ống nghiệm, cho nên những
thông tin về những VSV này còn hạn chế. Các loài vi khuẩn của nhóm này là
Methano baccterium, Methano ruminantium và Methano forminicum.
Động vật nguyên sinh (Protozoa)
Protozoa xuất hiện trong dạ cỏ khi gia súc bắt đầu ăn thức ăn thực vật
thô. Trong dạ cỏ protozoa có số lượng khoảng 105-106 tế bào/g chất chứa dạ
cỏ. Có khoảng 120 loài protozoa trong dạ cỏ. Mỗi loài gia súc có số loài
protozoa khác nhau. Tác dụng chính của protozoa 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 rách 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 luỹ polysaccharide: Protozoa có khả năng nuốt tinh bột ngay sau khi
ăn và dự trữ dưới dạng amylopectin. Polysaccharide 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 hơn cho nhu cầu của bản thân VSV dạ cỏ trong những thời gian xa bữa
ăn.
Bảo tồn mạch nối đôi của các acid béo không no: Các acid 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 acid béo này sẽ bị làm no hoá bởi vi khuẩn.
Nấm (Fungi)
Nấm trong dạ cỏ thuộc loại yếm khí. Nấm là vi sinh vật đầu tiên xâm
nhập và tiêu hoá thành phần cấu trúc thực vật bắt đầu từ bên trong. Những loài
nấm được phân lập từ dạ cỏ cừu gồm: Neocallimastix frontalis, Piramonas
communis và Sphaeromonas communis.
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 làm tăng sự phá vỡ các mảnh thức ăn trong quá
trình nhai lại. Sự phá vỡ này tạo điều kiện cho bacteria và men của chúng bám
vào cấu trúc tế bào và tiếp tục quá trình phân giải cellulose.
Mặt khác, nấm cũng tiết ra các loại men tiêu hoá xơ. Phức hợp men tiêu
hoá xơ của nấm dễ hoà tan hơn so với 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.
7


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.
2.1.2.4 Tác động tương hỗ của vi sinh vật trong dạ cỏ
Vi sinh vật 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 amoniac, acid amin cho vi khuẩn phân
giải xơ. Quá trình lên men dạ cỏ là liên tục và bao gồm nhiều loài tham gia.
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 acid lactic, hạn chế
giảm pH đột ngột, nên có lợi cho vi khuẩn phân giải xơ.
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 xơ 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, amoniac, acid amin, isoacid) là những yếu tố cũng cần thiết cho vi
khuẩn phân giải xơ vốn phát triển chậm hơn.

Hình 2.1 Liên quan giữa pH và hoạt lực của các nhóm VSV dạ cỏ

Mặt khác, tương tác tiêu cực giữa vi khuẩn phân giải bột đường và vi
khuẩn phân giải xơ còn liên quan đến pH trong dạ cỏ. Chenost và Kayouli
(1997) giải thích rằng quá trình phân giải chất xơ của khẩu phần diễn ra trong dạ
cỏ có hiệu quả cao nhất khi pH dịch dạ cỏ > 6,2, ngược lại quá trình phân giải
tinh bột trong dạ cỏ có hiệu quả cao nhất khi pH <6,0. 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.
8


Tác động tiêu cực 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).
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.
Nhưng 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.
2.1.3 Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn
2.1.3.1 Tiêu hóa glucid
Glucid của thức ăn được phân giải bởi VSV trong dạ cỏ. Quá trình phân
giải này của VSV rất quan trọng bởi vì 60-90% glucid (carbohydrate) của
khẩu phần, kể cả vách tế bào thực vật, được lên men trong dạ cỏ (Hình 2.2).
Vách tế bào là thành phần quan trọng của thức ăn xơ thô được phân giải
một phần bởi VSV nhờ có men phân giải xơ (cellulase) do chúng tiết ra. Quá
trình phân giải các carbohydrat phức tạp sinh ra các đường đơn. Đối với gia
súc dạ dày đơn thì đường đơn, như glucoza, là sản phẩm cuối cùng được hấp
thu, nhưng đối với gia súc nhai lại thì đường đơn được VSV dạ cỏ lên men để
tạo ra các ABBH.

Hình 2.2 Tóm tắt quá trình chuyển hoá carbohydrate trong dạ cỏ

9

Phương trình tóm tắt mô tả sự lên men glucoza, sản phẩm trung gian của
quá trình phân giải các glucid phức tạp, để tạo các ABBH như sau:
Acid axetic
C6H12O6 + 2H2O ----> 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2
Acid propionic
C6H12O6 + 2H2 ------> 2CH3CH2COOH + 2H2O
Acid butyric
C6H12O6 -------> CH3-CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2
Khí mê tan
m4H2 + CO2 -------> CH4 + 2H2O
Như vậy, sản phẩm cuối cùng của sự lên men carbohydrate thức ăn bởi
VSV dạ cỏ gồm: Các acid béo bay hơi, chủ yếu là a. axetic (C2), a.propyonic
(C3), a. butyric (C4) và một lượng nhỏ các acid khác (izobutyric, valeric,
izovaleric). Các ABBH này được hấp thu qua vách dạ cỏ vào máu và là nguồn
năng lượng chính cho vật chủ. Chúng cung cấp khoảng 70-80% tổng số năng
lượng được gia súc nhai lại hấp thu. Trong khi đó gia súc dạ dày đơn lấy năng
lượng chủ yếu từ glucoza và lipid hấp thu ở ruột. Tỷ lệ giữa các ABBH phụ
thuộc vào bản chất của các loại glucid có trong khẩu phần.
Các ABBH được sinh ra trong dạ cỏ được cơ thể bò sữa sử dụng vào các
mục đích khác nhau:
Acid acetic (CH3COOH ) được bò sữa sử dụng chủ yếu để cung cấp năng
lượng thông qua chu trình Creb sau khi được chuyển hoá thành axetyl-CoA.
Nó cũng là nguyên liệu chính để sản xuất ra các loại mỡ, đặc biệt là mỡ sữa.
Acid propionic (CH3CH2COOH ) chủ yếu được chuyển đến gan, tại đây
nó được chuyển hoá thành đường glucoza. Từ gan glucoza sẽ được chuyển
vào máu nhằm bảo đảm sự ổn định nồng độ glucoza huyết và tham gia vào
trao đổi chung của cơ thể. Đường glucoza được bò sữa sử dụng chủ yếu làm
nguồn năng lượng cho các hoạt động thần kinh, nuôi thai và hình thành đường
lactoza trong sữa. Một phần nhỏ acid lactic sau khi hấp thu qua vách dạ cỏ
được chuyển hoá ngay thành acid lactic và có thể được chuyển hoá tiếp thành

glucoza và glycogen.
Acid butyric (CH3CH2CH2COOH) được chuyển hoá thành bêtahydroxybutyric khi đi qua vách dạ cỏ, sau đó được sử dụng như một nguồn
năng lượng bởi một số mô bào, đặc biệt là cơ xương và cơ tim. Nó cũng có thể
được chuyển hoá dễ dàng thành xeton và gây độc hại cho bò sữa khi có nồng
độ hấp thu quá cao.
Hoạt động lên men glucid của vi sinh vật dạ cỏ còn giải phóng ra một
khối lượng khổng lồ các thể khí, chủ yếu là CO2 và CH4. Các thể khí này
không được bò sữa lợi dụng, mà chúng đều được thải ra ngoài cơ thể thông
qua phản xạ ợ hơi.
10


2.1.3.2 Chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ
Các hợp chất chứa nitơ, bao gồm cả protein và phi protein, khi được ăn
vào dạ cỏ sẽ bị VSV phân giải. Mức độ phân giải của chúng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố, đặc biệt là độ hoà tan. Các nguồn nitơ phi protein (NPN) trong
thức ăn, như urê, hoà tan hoàn toàn và nhanh chóng phân giải thành amoniac.
Trong khi tất cả NPN được chuyển thành amoniac trong dạ cỏ, thì có một
phần nhiều hay ít tùy thuộc vào bản chất của thức ăn protein thật của khẩu
phần được VSV dạ cỏ phân giải thành amoniac. Amoniac trong dạ cỏ là yếu tố
cần thiết cho sự tăng sinh của hầu hết các loài vi khuẩn trong dạ cỏ. Các vi
khuẩn này sử dụng amoniac để tổng hợp nên acid amin của chúng. Nó được
coi là nguồn nitơ chính cho nhiều loại vi khuẩn, đặc biệt là những vi khuẩn
tiêu hoá xơ và tinh bột.
Sinh khối vi sinh vật sẽ đến dạ múi khế và ruột non theo khối dưỡng
chấp. Tại đây một phần protein vi sinh vật này sẽ được tiêu hoá và hấp thu
tương tự như đối với động vật dạ dày đơn. Trong sinh khối protein VSV có
khoảng 80% là protein thật có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế với
tỷ lệ cân bằng. Protein thật của VSV được tiêu hoá khoảng 80-85% ở ruột.

Hình 2.3 Sự chuyển hoá các chất chứa nitơ trong dạ cỏ

Nhờ có VSV dạ cỏ mà gia súc nhai lại ít phụ thuộc vào chất lượng
protein thô của thức ăn hơn là động vật dạ dày đơn bởi vì chúng có khả năng
biến đổi các hợp chất chứa N đơn giản, như urê, thành protein có giá trị sinh
học cao. Bởi vậy để thỏa mãn nhu cầu duy trì bình thường và nhu cầu sản xuất
ở mức vừa phải thì không nhất thiết phải cho gia súc nhai lại ăn những nguồn
protein có chất lượng cao, bởi vì hầu hết những protein này sẽ bị phân giải
thành amoniac; thay vào đó amoniac có thể sinh ra từ những nguồn N đơn
giản và rẻ tiền hơn. Khả năng này của VSV dạ cỏ có ý nghĩa kinh tế rất lớn đối
với sản xuất vì thức ăn chứa protein thật đắt hơn nhiều so với các nguồn NPN.
11


2.1.3.3 Chuyển hoá lipid
Trong dạ cỏ có hai quá trình trao đổi mỡ có liên quan với nhau: phân giải
lipid của thức ăn và tổng hợp mới lipid của VSV. Triaxylglycerol và
galactolipid của thức ăn được phân giải và thuỷ phân bởi lipasa VSV. Glycerol
và galactose được lên men ngay thành ABBH. Các acid béo giải phóng ra được
trung hoà ở pH của dạ cỏ chủ yếu dưới dạng muối canxi có độ hoà tan thấp và
bám vào bề mặt của vi khuẩn và các tiểu phần thức ăn. Chính vì thế tỷ lệ mỡ
quá cao trong khẩu phần thường làm giảm khả năng tiêu hoá xơ ở dạ cỏ.
Trong dạ cỏ còn xảy ra quá trình hydrogen hoá và đồng phân hoá các acid
béo không no. Các acid béo không no mạch dài (linoleic, linolenic) bị làm bão
hoà (hydrogen hoá thành acid stearic) và sử dụng bởi một số vi khuẩn. Một số
mạch nối đôi của các acid béo không no có thể không bị hydrogen hoá nhưng
được chuyển từ dạng cis sang dạng trans bền vững hơn. Các acid béo có mạch
nối đôi dạng trans này có điểm nóng chảy cao hơn và hấp thu (ở ruột non) và
chuyển vào mô mỡ làm cho mỡ của gia súc nhai lại có điểm nóng chảy cao.
Vi sinh vật dạ cỏ còn có khả năng tổng hợp lipid có chứa các acid béo lạ

(có mạch nhánh và mạch lẻ) do sử dụng các ABBH có mạch nhánh và mạch lẻ
được tạo ra trong dạ cỏ. Các acid này sẽ có mặt trong sữa và mỡ cơ thể của vật
chủ.
Như vậy, lipid của VSV dạ cỏ là kết quả của việc biến đổi lipid của thức
ăn và lipid được tổng hợp mới.
Khả năng tiêu hoá mỡ của VSV dạ cỏ rất hạn chế, cho nên khẩu phần
nhiều mỡ sẽ cản trở tiêu hoá xơ và giảm thu nhận thức ăn. Tuy nhiên, đối với
phụ phẩm xơ hàm lượng mỡ trong đó rất thấp nên dinh dưỡng của gia súc nhai
lại ít chịu ảnh hưởng của tiêu hoá mỡ trong dạ cỏ.

Hình 2.4 Sự chuyển hoá lipid ở gia súc nhai lại

12


2.2 ĐÁNH GIÁ TỶ LỆ TIÊU HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN
VITRO
Phương pháp sinh khí in vitro ra đời dựa trên nền tảng của in vitro Tilley
và Terry (1963), sự tiêu hóa vi sinh vật dạ cỏ có thể quan sát được trong điều
kiện ống nghiệm dưới sự tham gia của vi sinh vật dạ cỏ trong môi trường nước
bọt nhân tạo của McDougall (1948). 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 sinh khí 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 Menke et al., (1979) 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 còn 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 tanin
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 El Shaer et al., (1987) đã
đề nghị sử dụng phân làm nguồn vi sinh vật thay thế cho dịch dạ cỏ trong
phương pháp tiêu hóa in vitro và Menke et al., (1979) 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).
2.2.1 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 vi sinh vật dạ cỏ. Sau khi
bắt đầu ủ, thức ăn được tiêu hóa sinh ra các ABBH và một lượng khí là CO2,
CH4, H2. ABBH 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 vi sinh vật
dạ cỏ và phản ánh được khả năng tiêu hóa của mỗi loại thức ăn.
2.2.2 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 vi sinh vật. 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
13