KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA SỰ PHỐI TRỘN CHẾ PHẨM ENZYME BIO-I TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI BÒ SỮA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TẠ ÁNH MINH

KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA SỰ PHỐI TRỘN
CHẾ PHẨM ENZYME BIO-I TRONG THỨC ĂN
CHĂN NUÔI BÒ SỮA

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Chuyên ngành

: HOÁ SINH

Mã số chuyên ngành : 60.42.30

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS TS Đồng Thị Thanh Thu
2. TS Mai Ngọc Dũng

TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2012


LỜI CẢM ƠN

Lời cảm ơn đầu tiên con xin gửi đến ba mẹ, người đã luôn dõi theo từng
bước con đi, động viên những lúc con vấp ngã và mỉm cười với từng thành công
nhỏ nhất của con.
Lời tri ân sâu sắc tận trái tim học trò mong được gửi đến cô
PGS TS Đồng Thị Thanh Thu và thầy TS Mai Ngọc Dũng. Con cảm ơn cô thầy đã
luôn đồng hành cùng con, dìu dắt con trên con đường biến ước mơ thành hiện thực.

Dù vậy, có những lúc vô tâm, con đã làm cô thầy thật buồn lòng. Mong cô thầy
nhận của học trò lời xin lỗi chân thành và lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Một lời cảm ơn chân thành xin được gửi đến quý thầy cô
Bộ môn Hóa sinh đã truyền đạt cho em thật nhiều những kiến thức bổ ích cũng như
tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất có thể, giúp em hoàn thành khóa học một cách trọn
vẹn nhất.
Xin được gửi lời cảm ơn đến ThS Huỳnh Thị Kim Cúc – Giám đốc Trung
tâm Quản lý và Kiểm định Giống Cây trồng – Vật nuôi Tp.HCM, cùng các bạn
đồng nghiệp, các cô chú công nhân đã luôn động viên, quan tâm, san sẻ, hỗ trợ và
tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành khóa học.
Những lời cảm ơn chân thành cùng lời hứa sẽ luôn cố gắng sống, học tập và
làm việc thật tốt để xứng đáng với niềm tin và hy vọng của ba mẹ, cô thầy, lãnh đạo
và đồng nghiệp là tất cả những gì tôi mong được gửi đến.
Xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 3 tháng 3 năm 2012
Tạ Ánh Minh


MỤC LỤC

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Trang
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................... 3
1.1. Thành phần hoá học của thức ăn chăn nuôi gia súc .................................. 3

1.1.1. Carbohydrate ........................................................................................ 3
1.1.2. Lipid ..................................................................................................... 7
1.1.3. Protein .................................................................................................. 8
1.2. Đặc điểm tiêu hoá của gia súc nhai lại. ...................................................... 9
1.2.1. Cấu tạo ống tiêu hoá ở gia súc nhai lại.................................................. 9
1.2.2. Quá trình tiêu hoá các thành phần của thức ăn. ................................... 11
1.3. Vai trò của chế phẩm enzyme - probiotic trong quá trình tiêu hoá
thức ăn ở gia súc........................................................................................ 17
1.4. Lược sử nghiên cứu bổ sung chế phẩm enzyme - probiotic vào khẩu
phần bò khai thác sữa. .............................................................................. 19
1.5. Khái quát đặc điểm một số enzyme được sử dụng trong chăn nuôi ....... 25
1.5.1. Khái niệm chung về enzyme ............................................................... 25


1.5.2. Các enzyme quan trọng trong tiêu hoá thức ăn của động vật thường
được sử dụng trong chăn nuôi gia súc. ................................................ 27
1.6. Tình hình sử dụng chế phẩm enzyme - probiotic trong chăn nuôi
bò sữa. ........................................................................................................ 34
Chương 2. VẬT LIỆU-PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 36
2.1. Nguyên vật liệu........................................................................................ 36
2.1.1. Thành phần thực liệu của bò sữa......................................................... 36
2.1.2. Chế phẩm enzyme sử dụng bổ sung .................................................... 36
2.1.3. Đối tượng thí nghiệm ......................................................................... 36
2.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................ 37
2.2.1. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ........................................................ 37
2.2.2. Phương pháp phân tích thí nghiệm...................................................... 41
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................. 53
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ............................................................ 54
3.1. Kết quả ước tính nhu cầu dinh dưỡng và xây dựng khẩu phần TMR
cho các cá thể thí nghiệm. ......................................................................... 54

3.1.1. Kết quả lựa chọn các cá thể bò sữa thực hiện khảo sát. ....................... 54
3.1.2. Kết quả ước tính nhu cầu dinh dưỡng cho từng cá thể bò sữa
thực hiện khảo sát. .............................................................................. 60
3.1.3. Kết quả xây dựng khẩu phần TMR cho từng cá thể bò sữa thực hiện
khảo sát. ............................................................................................. 62
3.2. Kết quả khảo sát hiệu quả của chế phẩm trong điều kiện phòng
thí nghiệm .................................................................................................. 71
3.2.1. Kết quả khảo sát hoạt độ amylase, protease và cellulase có trong chế
phẩm BiO-I. ....................................................................................... 71


3.2.2. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân thức ăn trong điều kiện phòng
thí nghiệm. ......................................................................................... 73
3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm trong điều kiện chăn nuôi
thực tế. ....................................................................................................... 78
3.3.1. Kết quả theo dõi năng suất sữa khai thác của các cá thể

thí

nghiệm. .............................................................................................. 79
3.3.2. Kết quả theo dõi tăng trọng trung bình (g/ngày) của các cá thể thí
nghiệm. .............................................................................................. 84
3.4. Kết quả khảo sát hiệu quả kinh tế ............................................................ 88
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................... 90

4.1. Kết luận ............................................................................................. 90
4.2. Đề nghị .............................................................................................. 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 92

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADF (acid detergent fiber): Xơ acid.
Ca: Calcium
CP (crude protein): Protein thô.
DM (dry matter): Vật chất khô.
DMI (dry matter intake): Vật chất khô trong khẩu phần.
FCM (fat-corrected milk): Sữa có độ béo chuẩn.
KP1: Khẩu phần 1.
KP2: Khẩu phần 2.
KPĐC: Khẩu phần đối chứng.
ME (metabolization energy): Năng lượng trao đổi.
N: Nitrogen.
NDF (neutral detergent fiber): Xơ trung tính.
NRC (National Research Council): Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ.
OM (organic matter): Vật chất hữu cơ.
P: Phospho.
TMR (total mixed ration): Khẩu phần hỗn hợp hoàn chỉnh.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Kết quả công trình nghiên cứu của J.-S. Eun và K. A. Beauchemin ........ 21
Bảng 1.2 Kết quả công trình nghiên cứu của Yang và các cộng sự ........................ 23
Bảng 1.3 Một số chế phẩm enzyme tiêu biểu hiện có trên thị trường trong và
ngoài nước. ............................................................................................................ 34
Bảng 2.1 Xây dựng đường chuẩn và định lượng phospho ...................................... 47
Bảng 2.2 Xây dựng đường chuẩn tinh bột .............................................................. 48
Bảng 2.3 Tiến hành xác định hoạt độ amylase trong mẫu ...................................... 48
Bảng 2.4 Xây dựng đường chuẩn tyrosine ............................................................. 50
Bảng 2.5 Xác định lượng tyrosine trong mẫu ......................................................... 50

Bảng 2.6 Xây dựng đường chuẩn glucose .............................................................. 53
Bả

ng 3.1 Kết quả lựa chọn các cá thể bò sữa tham gia khảo sát. ........................ 54

Bảng 3.2 Kết quả phân tích thống kê chỉ tiêu trọng lượng ban đầu của các cá thể
tham gia thí nghiệm. .............................................................................................. 56
Bảng 3.3 . Kết quả phân tích mức độ tương đồng về trọng lượng trung bình ban
đầu của các nhóm cá thể tham gia thí nghiệm ( LSD 95%). ................................... 57
Bảng 3.4 Kết quả phân tích thống kê chỉ tiêu năng suất sữa của các cá thể tham
gia thí nghiệm. ....................................................................................................... 57
Bảng 3.5 Kết quả phân tích mức độ tương đồng về năng suất sữa trung bình của
các nhóm cá thể tham gia thí nghiệm (LSD 95%). ................................................. 58
Bảng 3.6 Kết quả phân tích thống kê chỉ tiêu tỷ lệ chất béo trong sữa ban đầu
của các cá thể tham gia thí nghiệm. ....................................................................... 59
Bảng 3.7 Kết quả phân tích mức độ tương đồng về tỷ lệ chất béo trong sữa ban
đầu của các nhóm cá thể tham gia thí nghiệm (LSD 95%) ..................................... 60


Bảng 3.8 Kết quả ước tính nhu cầu dinh dưỡng cho các cá thể bò sữa thực hiện
khảo sát ................................................................................................................. 61
Bảng 3.9 Thành phần dinh dưỡng các loại thực liệu chăn nuôi bò sữa. .................. 62
Bảng 3.10 Kết quả xây dựng khẩu phần TMR cho các cá thể bò sữa thực hiện
khảo sát. ................................................................................................................ 63
Bảng 3.11 Kết quả ước tính thành phần dinh dưỡng của khẩu phần TMR cung
cấp cho các cá thể bò sữa thực hiện khảo sát.......................................................... 64
Bảng 3.12 Kết quả so sánh mức độ đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của khẩu phần
TMR cung cấp cho các cá thể bò sữa thực hiện khảo sát. ....................................... 66
Bảng 3.13 Kết quả phân tích thống kê mức độ đáp ứng DMI trong khẩu phần
của các nhóm cá thể............................................................................................... 67

Bảng 3.14 Kết quả phân tích độ tương đồng về mức độ đáp ứng DMI trong
khẩu phần của các nhóm cá thể (LSD 95%). .......................................................... 68
Bảng 3.15 Kết quả phân tích thống kê mức độ đáp ứng năng lượng trong khẩu
phần của các nhóm cá thể. ..................................................................................... 69
Bảng 3.16 Kết quả phân tích độ tương đồng về mức độ đáp ứng năng lượng
trong khẩu phần của các nhóm cá thể (LSD 95%).................................................. 70
Bảng 3.17 Kết quả khảo sát hoạt độ amylase, protease và cellulase
trong chế phẩm BiO-I ............................................................................................ 71
Bảng 3.18 Kết quả khảo sát hàm lượng cellulose còn lại trong khẩu phần. ............ 74
Bảng 3.19 Kết quả khảo sát khả năng biến đổi hàm lượng tinh bột trong khẩu
phần. ..................................................................................................................... 76
Bảng 3.20 Kết quả khảo sát khả năng biến đổi hàm lượng protein thô trong
khẩu phần. ............................................................................................................. 77
Bảng 3.21 Kết quả khảo sát năng suất sữa trung bình của các cá thể thí nghiệm .... 79


Bảng 3.22 Kết quả phân tích thống kê năng suất sữa trung bình của các cá thể
thí nghiệm. ............................................................................................................ 82
Bảng 3.23 Kết quả phân tích độ khác biệt về năng suất sữa giữa các nhóm
thí nghiệm (LSD 95%). ......................................................................................... 83
Bảng 3.24 Kết quả khảo sát tăng trọng trung bình (g/ngày) của các cá thể
thí nghiệm ............................................................................................................. 84
Bảng 3.25 Kết quả phân tích thống kê tăng trọng (g/ngày) của các nhóm cá thể
thí nghiệm ............................................................................................................. 86
Bảng 3.26 Kết quả phân tích độ khác biệt về tăng trọng (g/ngày) của các nhóm
cá thể tham gia thí nghiệm ( LSD 95%). ................................................................ 87
Bảng 3.27 Chi phí thức ăn trung bình của các nhóm cá thể thí nghiệm .................. 88
Bảng 3.28 Kết quả khảo sát hiệu quả kinh tế của các nhóm cá thể thí nghiệm ....... 89

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mô phỏng cấu trúc vách tế bào thực vật chứa cellulose, hemicellulose và
lignin ...................................................................................................................... 6
Hình 1.2 Thành phần hóa học của vi sợi cellulose ................................................... 6
Hình 1.3 Cấu tạo ống tiêu hoá ở bò sữa ................................................................... 9
Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của α-amylase ............................................ 27
Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của β-amylase ............................................ 28
Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của glucoamylase ....................................... 28
Hình 1.7 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của oligo-1,6-glucosidase .......................... 29
Hình 1.8 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của α-glucosidase ....................................... 29
Hình 1.9 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của transglucosilase ................................... 30
Hình 1.10 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của leucyl aminopeptidase ....................... 31
Hình 1.11 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của metallocarboxylpeptidase D .............. 31
Hình 1.12 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của membrane dipeptidase ....................... 32
Hình 1.13 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của trypsin ................................................ 32
Hình 1.14 Sơ đồ cấu trúc chuỗi protein của β-glycosidase .................................... 33


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1.1 Phân loại chất béo.................................................................................... 8
Sơ đồ 1.2 Quá trình tiêu hoá carbohydrate của động vật ăn cỏ ............................... 13
Sơ đồ 1.3 Sơ đồ quá trình tiêu hoá các hợp chất chứa Nitrogen của động vật ăn cỏ
.............................................................................................................................. 14
Sơ đồ 1.4 Sơ đồ quá trình tiêu hoá lipid của động vật ăn cỏ .................................. 17
Sơ đồ 1.5 Tác động của cellulase .......................................................................... 33
Sơ đồ 2.1 Các bước thực hiện thí nghiệm .............................................................. 37
Đồ thị 3.1 Kết quả khảo sát hoạt độ các enzyme amylase, protease và cellulase
trong chế phẩm BiO-I ............................................................................................ 72
Đồ thị 3.2 Kết quả khảo sát hàm lượng cellulose còn lại trong khẩu phần. ............ 75
Đồ thị 3.3 Kết quả khảo sát hàm lượng tinh bột còn lại trong khẩu phần................ 76

Đồ thị 3.4 Kết quả khảo sát hàm lượng protein thô còn lại trong khẩu phần........... 78
Đồ thị 3.5 Kết quả khảo sát năng suất sữa trung bình của các nhóm cá thể
thí nghiệm. ............................................................................................................ 81
Đồ thị 3.6 Kết quả khảo sát tăng trọng trung bình của các nhóm cá thể
thí nghiệm. ............................................................................................................ 85


LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, vấn đề sử dụng enzyme trong chăn nuôi cho thấy có nhiều triển vọng
to lớn trong việc cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm thiểu hao hụt các chất dinh
dưỡng. Một số nghiên cứu gần đây về bổ sung các chất phụ gia là chế phẩm enzyme
vào thức ăn chăn nuôi, kể cả đối với gia súc nhai lại đã cho thấy cải thiện đáng kể
khả năng tiêu hoá thức ăn, hấp thu các chất dinh dưỡng và cả khả năng sản xuất
(sữa, trứng,…) ở động vật. Ngoài ra, việc bổ sung enzyme trong khẩu phần hằng
ngày còn làm giảm hao hụt các chất dinh dưỡng qua chất thải, giảm lượng phân thải
ra và làm giảm ô nhiễm môi trường khu vực chăn nuôi.
Các enzyme tiêu hoá được sử dụng bổ sung trong khẩu phần của bò khai thác
sữa, đặc biệt là các enzyme thuỷ phân carbohydrate phức tạp, các chất dinh dưỡng
dễ tiêu hoá như tinh bột, protein,… bên trong tế bào thực vật được giải phóng và
cho phép gia súc sử dụng dễ dàng hơn. Mặc khác, các enzyme bổ sung sẽ hỗ trợ
phân giải các carbohydrate như cellulose, hemicellulose, pectin,… làm tăng tỷ lệ
tiêu hoá vật chất khô giúp gia tăng sản lượng và chất lượng sữa khai thác.
Trong 10 tháng đầu năm 2011, giá thành các loại thức ăn hỗn hợp đã qua chế
biến có chiều hướng tăng nhanh (tăng khoảng 12,24%), trong khi giá thu mua sữa
lại có nhiều biến động đã thực sự gây khó khăn cho người chăn nuôi trong nước. Do
vậy, vấn đề tiết kiệm chi phí nhằm tăng thu nhập trong chăn nuôi đang rất được
quan tâm. Một trong những giải pháp đặt ra là tận dụng một số phụ phế phẩm côngnông nghiệp có hàm lượng dinh dưỡng thấp, khó tiêu hoá nhưng phổ biến, rẻ tiền,
có sẵn tại địa phương thay thế một phần cám hỗn hợp nhưng vẫn đảm bảo dinh
dưỡng và hiệu quả khai thác sữa. Tuy nhiên, các nghiên cứu chỉ mới được thực hiện
trên đối tượng gia súc, gia cầm như heo, gà,… ; riêng đối với đại gia súc như bò

thịt, bò khai thác sữa vẫn chưa được quan tâm đúng mức.

1


Với những ý nghĩa như nêu trên, chúng tôi chọn đề tài:
“KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA SỰ PHỐI TRỘN CHẾ PHẨM ENZYME BIO-I TRONG
THỨC ĂN CHĂN NUÔI BÒ SỮA”.

Phạm vi nghiên cứu đề tài gồm:
-

Nghiên cứu cơ bản:
 Khảo sát hoạt độ amylase, protease và cellulase có trong BiO-I.
 Khảo sát khả năng thủy phân thức ăn của BiO-I trong điều kiện
phòng thí nghiệm.

-

Nghiên cứu thực nghiệm:
 Sử dụng phụ phẩm hèm bia thay thế 1/3 và 1/2 lượng cám hỗn hợp
cần sử dụng trong khẩu phần bò khai thác sữa, có sử dụng bổ sung
chế phẩm BiO-I.
 Khảo sát, so sánh sự tăng trọng, sản lượng sữa và hiệu quả kinh tế
của hai nghiệm thức thay thế.

2


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Thành phần hoá học của thức ăn chăn nuôi gia súc
1.1.1. Carbohydrate
Nguồn thức ăn cung cấp năng lượng cho bò sữa gồm hai thành phần chính là
thức ăn thô xanh (cỏ tươi,…) và thức ăn tinh (cám hỗn hợp, phụ phẩm công
nghiệp thực phẩm,…). Trong đó, ngoài protein, lipid, thành phần chất dinh
dưỡng cung cấp năng lượng chủ yếu của thức ăn là carbohydrate. Các
carbohydrate hầu như chỉ có trong thức ăn có nguồn gốc từ thực vật. Các
carbohydrate trong thức ăn được chia làm ba nhóm:
1.1.1.1. Monosaccharide
- Pentose là đường có 5 nguyên tử carbon. Dạng đường này ít tồn tại tự do
trong thức ăn của gia súc. [8]
 Arabinose và xylose thường ở dạng đa hợp là pentosan, là một cấu chất
của hemicellulose có trong thức ăn ủ chua.
 Ribose là một cấu tử của acid ribonucleic có trong các tế bào sống.
- Hexose là đường có 6 nguyên tử carbon. [8]
 Glucose và fructose có rất nhiều trong thiên nhiên dưới dạng đường
hexose. Riêng galactose ở thực vật dưới dạng đường đa hợp là galactan.
 D-glucose có ở trái cây, nhựa cây; ít tồn tại ở dạng dextrose tự do mà là
phần tử đa hợp (là một cấu chất của tinh bột, cellulose).
 D-fructose là đường trái cây, tồn tại ở cả thể tự do lẫn thể đa hợp trong lá
cây xanh. D-fructose là một cấu tử của đường sucrose và các fructosan.
 D-mannose không hiện diện tự do trong thiên nhiên mà ở thể đa hợp là
mannan (thực vật). D-mannose cũng là một cấu tử của glycoprotein.
 D-galactose không tồn tại ở dạng tự do trong tự nhiên ngoại trừ sản phẩm
phân giải do lên men. Galactose là thành phần của sắc tố anthocyanin và
galactolipid.

3

1.1.1.2.

Disaccharide (Di-sac)

Disaccharide là oligo-saccharide đơn giản nhất có hai gốc monosaccharide
liên kết nhau bằng liên kết O-glycoside. Khi kết hợp như vậy sẽ loại 1 phân
tử nước. Các Di-sac có thể được kết hợp giữa hai monosaccharide giống
nhau hay khác nhau. Một số di-sac tiêu biểu thường có mặt trong khẩu phần
ăn của gia súc như: [8],[13]
 Sucrose (hay saccharose) là đường di-sac phổ biến trong tự nhiên, dễ tan,
có nhiều trong đường mía hay đường củ cải, trong rỉ đường và trái cây.
Sucrose được cấu tạo từ 1 phân tử -glucose liên kết với 1 phân tử fructose bằng liên kết 1,2-O-glycoside. Sucrose rất dễ bị enzyme succrase
và acid loãng thuỷ phân.
 Lactose còn được gọi là đường sữa, không dễ hoà tan và ít ngọt hơn các
đường khác. Lactose được cấu tạo từ 1 phân tử -glucose liên kết với 1
phân tử -galactose bằng liên kết 1,4-O-glycoside. Lactose rất dễ bị lên
men do các vi sinh vật như Streptococus lactics.
 Maltose có nhiều trong lúa mạch và là sản phẩm của phản ứng lên men,
thuỷ giải tinh bột bằng acid loãng hoặc enzyme.Maltose được cấu tạo từ 2
phân tử -glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-O-glycoside.
Maltose tan trong nước nhưng không ngọt như sucrose.
 Cellobiose không tồn tại ở dạng tự do mà kết hợp với nhau thành
cellulose. Cellobiose được cấu tạo từ 2 phân tử -glucose liên kết với nhau
bằng liên kết 1,4-O-glycoside.
1.1.1.3.

Polysaccharide (Poly-sac)

Cấu tạo gồm nhiều đơn vị monosaccharide (thường gồm hàng trăm hay hàng
nghìn gốc) liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-O-glycoside; 1,6-O-glycoside

hay 1,3-O-glycoside và 1,2-O-glycoside. Dựa vào cấu tạo các cấu tử thành
phần, poly-sac được chia làm hai loại: [8],[13]
 Homopolysaccharide: trong cấu tạo chỉ có các monosaccharide cùng loại
hay khác loại tạo nên - nghĩa là chỉ có carbohydrate trong thành phần.
4


 Heteropolysaccharide: trong thành phần ngoài carbohydrate còn có các
thành phần phi carbohydrate như các gốc acid acetic, phosphoric,
sulfuric,… và các nhóm khác.
- Homopolysaccharide:
 Các carbohydrate này có trọng lượng phân tử lớn, chiếm tỷ lệ khá lớn
trong thực vật như tinh bột, cellulose,…
 Arabinan và xylan là các hợp chất đa hợp của arabinose và xylose.
 Glucan:
 Tinh bột: được cấu tạo bởi các đơn vị cơ sở là -D-glucose liên kết với
nhau bằng liên kết 1,4-O-glycoside và 1,6-O-glycoside. Trong tinh bột tồn
tại 2 cấu tử là amylose và amylopectin có cấu tạo và tính chất khác nhau.
 Amylose có cấu tạo mạch thẳng gồm những đơn vị -glucose liên
kết với nhau bằng liên kết 1,4-O-glycoside. Mạch amylose cuộn
xoắn, mỗi vòng xoắn có 6 đơn vị glucose.
 Amylopectin có cấu tạo mạch nhánh và mạch thẳng kết hợp nhau do
các -glucose liên kết nhau bằng liên kết 1,4-O-glycoside tạo các
đoạn mạch thẳng và liên kết 1,6-O-glycoside tạo mạch nhánh.
 Dextrin là chất trung gian của sự thuỷ phân tinh bột.
 Cellulose là thành phần chủ yếu của vách tế bào thực vật, cấu tạo mạch
thẳng, do nhiều đơn vị β-D-glucose nối với nhau bằng liên kết
β-1,4-glycoside. Trong tự nhiên cellulose tồn tại dưới dạng chuỗi tinh thể,
bao gồm nhiều chuỗi thẳng liên kết với nhau thành bó dài tạo thành các
sợi cellulose bền vững (microfibril) được bao bọc bởi các thành phần khác

của tế bào. Các microfibril tập hợp lại tạo thành các macrofibril.
 Fructosan là chất dự trữ ở thân, lá, hạt của một số loài họ hoà thảo
(Graminea) và họ cúc (Compositae). Chúng có trọng lượng phân tử thấp,
hoà tan trong nước.
 Galactan và mannan là thành phần của vách tế bào.Mannan là thành phần
chính của vách tế bào hạt cỏ. Hạt cỏ alfalfa, cỏ 3 lá (Trefoil) có galactan.
5


Hình 1.1 Mô phỏng cấu trúc vách tế bào thực vật chứa cellulose, hemicellulose
và lignin [58]

Hình 1.2 Thành phần hóa học của vi sợi cellulose [58]
- Heteroglycan:
 Pectin có trong thành phần của vách tế bào và lớp xen giữa các tế bào.
 Hemicellulose được cấu tạo từ các loại đường thuộc nhóm hexose
(glucose, manose, galactose) và nhóm pentose (xylose, arabinose).
Hemicellulose bao bọc xung quanh các microfibril cùng một số các
thành phần khác như pectin và glycoprotein. Hemicellulose không hoà
6


tan trong nước nhưng hoà tan trong dung dịch kiềm và bị thuỷ phân bởi
acid dễ dàng hơn so với cellulose.
 Lignin là một heteropolyme vô định hình của các rượu phenolic. Lignin
không hoà tan trong nước, dung môi hữu cơ bình thường, trong acid đậm
đặc và rất bền với các enzyme của vi sinh vật dạ cỏ.Lignin hoá là giai
đoạn cuối cùng của sự phát triển tế bào thực vật. Thực vật càng già thì
hàm lượng lignin càng cao. Mức độ lignin hoá cao làm cho thành tế bào
thực vật trở nên cứng và bền vững gây nên vấn đề khó khăn trong việc

tiêu hoá xơ ở các loài nhai lại. Trong vách tế bào lignin liên kết với
hemicellulose, cellulose bằng các mạch nối ester và hydrogen. Ngoài ra,
lignin còn liên kết với protein bằng các liên kết hoá trị. Ngoài các phân
tử lignin, trong vách tế bào còn có các monome phenolic tồn tại ở dạng
tự do. Các phân tử monome phenolic tự do này gây ảnh hưởng ức chế
đối với vi sinh vật dạ cỏ và các enzyme của chúng.

1.1.2.

Lipid

Thành phần lipid trong thức ăn gia súc chủ yếu có nguồn gốc từ thực vật, một số ít
có nguồn gốc từ động vật. Các acid béo được chia làm 2 dạng: acid béo no và acid
béo không no. [3]
- Các acid béo no: là các acid béo trong cấu tạo không có hoặc có rất ít nối đôi,
nối ba. Ở nhiệt độ thường, chúng có khuynh hướng tồn tại ở thể rắn. Các acid
béo bão hoà thường có nguồn gốc từ động vật.
- Các acid béo không no: là các acid béo trong cấu tạo có chứa nhiều nối đôi,
nối ba. Ở nhiệt độ thường, chúng có khuynh hướng tồn tại ở thể lỏng. Các
acid béo chưa bão hoà thường có nguồn gốc từ thực vật.

7


Lipid

Có
glycerol

Phức tạp

Đơn giản

Mỡ
Dầu

Không có
glycerol

Glycolipid

Phosphoglycerid

Glucolipid
Galactolipid

Lecithin
Cephalin

Sphingomyelin
Cerebroside
Sáp
Steroid
Terpen
Prostaglandin

Sơ đồ 1.1 Phân loại chất béo [8]

1.1.3.

Protein [3],[8]

- Chất đạm trong thức ăn gia súc có thể chia làm hai nhóm: protein và chất
đạm phi protein.
- Chất đạm phi protein trong thức ăn gia súc phần lớn cũng có acid amin hoặc
dẫn xuất từ acid amin, nucleotid, các lipid có chứa nitrogen, amin, purin,
pyrimidin, nitrat và các vitamin nhóm B có chứa nitrogen. Trong những năm
gần đây, chất đạm phi protein được xem như là một nguồn nitrogen bổ sung
rất hiệu quả vào khẩu phần ăn của thú nhai lại như urê, acid uric, và các hợp
chất amôn khác. Trong đó việc bổ sung urê vào khẩu phần ăn được xem là
hiệu quả và quan trọng nhất.
- Protein là chuỗi acid amin kết hợp với nhau bằng liên kết peptid, có khối
lượng phân tử rất lớn. Khi thuỷ phân protein sẽ tạo thành sản phẩm là các

8


acid amin. Các acid amin trong tự nhiên phần lớn tồn tại ở dạng L. Đây là
dạng các sinh vật có thể sử dụng được dễ dàng.
- Đối với thú nhai lại, đa phần các acid amin thiết yếu đều được vi sinh vật dạ
cỏ tổng hợp. Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng và năng suất sữa không thể đạt tối
đa nếu khẩu phần thiếu các acid amin cần thiết.
- Các nguyên liệu giàu protein trong thức ăn gia súc có nguồn gốc rất đa dạng
như từ thực vật (khô dầu đậu tương, hạt cải, hạt bông,..), từ động vật (bột cá,
bột thịt,…) và cả các sản phẩm giàu đạm do chế biến tổng hợp, cô đặc hay
lên men tạo thành.

1.2. Đặc điểm tiêu hoá của gia súc nhai lại.
1.2.1. Cấu tạo ống tiêu hoá ở gia súc nhai lại.
- Cấu tạo ống tiêu hoá ở bò thể hiện rõ nét tính đặc thù của một đại gia súc

nhai lại. Đây là kết quả của quá trình tiến hoá theo hướng tiêu hoá cỏ và thức
ăn xơ thô nhờ sự cộng sinh của vi sinh vật trong ống tiêu hoá.

Hình 1.3 Cấu tạo ống tiêu hoá ở bò sữa [2]

9


1.2.1.1.

Miệng

- Miệng có vai trò lấy thức ăn, tiết nước bọt, nhai và nhai lại. Ngoài tác dụng
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+, Ca+,
Mg++. [2]
- Ngoài ra, các muối carbonate và phosphate trong nước bọt còn có tác dụng
trung hoà các sản phẩm acid sinh ra trong dạ cỏ để duy trì pH thuận lợi cho
vi sinh vật dạ cỏ hoạt động. [2]
1.2.1.2.

Thực quản

Ngoài tác dụng nuốt thức ăn và ợ 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. [2]
1.2.1.3.

Dạ dày

Đặc điểm đặc trưng của ống tiêu hoá ở bò là hệ dạ dày kép gồm 4 túi. Ba túi

trước gồm dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, túi thứ tư được gọi là dạ múi khế
tương tự dạ dày đơn ở các gia súc không nhai lại. [2],[7]
- Dạ cỏ:
 Dạ cỏ là túi lớn nhất, có tác dụng tích trữ, nhào trộn và lên men phân
giải thức ăn. Quá trình tiêu hóa thức ăn được thực hiện bởi hệ vi sinh
vật sống cộng sinh ở đây. Ngoài chức năng lên men, dạ cỏ còn có vai
trò hấp thu các acid béo bay hơi là sản phẩm quá trình lên men của vi
sinh vật.
 Môi trường dạ cỏ ở bò bình thường rất tốt cho vi sinh vật sống và phát
triển, pH trung tính từ 6,5 – 7,4, nhiệt độ được duy trì ổn định từ
38oC - 40oC, độ ẩm từ 80 - 90%, môi trường ít oxy, nhu động dạ cỏ
yếu nên cỏ được giữ lại tương đối lâu.
- Dạ tổ ong là phần kéo dài của dạ cỏ có chức năng chủ yếu 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.

10


- Dạ lá sách có niêm mạc gấp nếp nhiều lần nhằm tăng diện tích tiếp xúc trong
quá trình nghiền nát thức ăn, hấp thu nước và các ion Na+, K+.., hấp thu các
acid béo bay hơi trong dưỡng chấp đi qua.
-

Dạ múi khế là dạ dày tuyến với hệ thống tuyến phát triển mạnh, các dịch tiết
được tiết ra liên tục vì dưỡng chấp từ dạ dày trước thường xuyên được
chuyển xuống. Dạ múi khế có chức năng tiêu hoá thức ăn tương tự như dạ
dày đơn ở động vật không nhai lại.
1.2.1.4.

Ruột non

- Ruột non ở bò có cấu tạo và chức năng tương tự như ở gia súc dạ dày đơn.
Trong ruột non có các enzyme tiêu hoá tiết qua thành ruột và tuyến tuỵ để
tiêu hoá các thành phần tinh bột, đường, protein và lipid có trong khối dưỡng
chấp và sinh khối vi sinh vật được chuyển xuống. [2],[8]
- Ruột non còn thực hiện nhiệm vụ hấp thu nước, muối khoáng, vitamin và các
sản phẩm tiêu hoá ở ruột (glucose, acid amin, acid béo,..)
1.2.1.5.

Ruột già

Ruột già có chức năng lên men, hấp thu và tạo phân. Trong manh tràng có hệ
vi sinh vật tương tự trong dạ cỏ có vai trò lên men các sản phẩm đưa từ trên
xuống. Các acid béo bay hơi sinh ra trong quá trình lên men được hấp thu
tương tự ở dạ cỏ nhưng xác vi sinh vật không được tiêu hoá tiếp mà thải theo
phân ra ngoài. [2],[8]

1.2.2. Quá trình tiêu hoá các thành phần của thức ăn.
1.2.2.1.

Tiêu hoá carbohydrate. [2], [8]

- Tổng carbohydrate trong thức ăn có thể chia thành 2 nhóm:
 Nhóm carbohydrate phi cấu trúc gồm tinh bột, đường và pectin.
 Nhóm carbohydrate cấu trúc vách tế bào gồm cellulose và
hemicellulose.
- Cả hai nhóm carbohydrate đều được vi sinh vật dạ cỏ phân giải khoảng từ
60 - 90%, phần không được phân giải trong dạ cỏ sẽ được chuyển xuống
ruột. Trong ruột non, nhóm carbohydrate vách tế bào không được tiêu hoá,

11


riêng tinh bột và đường sẽ được thuỷ phân thành glucose hấp thu vào máu.
Khi xuống ruột già, tất cả các thành phần carbohydrate còn lại sẽ được vi
sinh vật phân giải lần thứ hai tương tự quá trình lên men trong dạ cỏ.
- Trong dạ cỏ, quá trình phân giải các carbohydrate phức tạp tạo ra các đường
đơn. Những phân tử đường này nhanh chóng được các vi sinh vật dạ cỏ lên
men tạo ra năng lượng dưới dạng ATP và các acid béo bay hơi gồm acid
acetic, acid propionic, acid butyric, izobutyric, izovaleric và acid valeric. Các
acid này được hấp thu vào máu qua vách dạ dày và được chuyển hoá thành
nguồn năng lượng cho gia súc.
- Quá trình tiêu hoá nhóm carbohydrate cấu trúc vách tế bào là nét đặc trưng
cơ bản của gia súc nhai lại và cũng chính khả năng này giúp chúng tồn tại vì
không gây nên sự cạnh tranh thức ăn với các nhóm gia súc khác và con
người. Tuy vậy tỷ lệ tiêu hoá nhóm carbohydrate cấu trúc vách tế bào vẫn
thấp hơn so với tinh bột và đường do trong vách tế bào thực vật có lignin.
Lignin ngăn cản vi sinh vật xâm nhập vào thành phần xơ và cũng là chất tạo
liên kết bền vững với các phân tử cellulose và hemicellulose. Vi sinh vật lên
men chất xơ rất mẫn cảm với môi trường acid trong dạ cỏ. Độ pH tốt nhất
cho quá trình lên men từ 6,4 – 7,0. Tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật lên
men xơ giảm khi pH giảm xuống 6,2 và hoàn toàn dừng lại khi pH bằng hay
thấp hơn 6. Đồng thời, nếu thức ăn của gia súc có quá nhiều mỡ thì nhóm vi
sinh vật lên men xơ cũng có thể chết hoặc giảm sinh trưởng.
- Tinh bột là thành phần chính trong các loại hạt ngũ cốc và các loại củ quả,
được lên men với tốc độ khá nhanh trong dạ cỏ. Vi khuẩn lên men tinh bột
không mẫn cảm với môi trường acid. Một phần tinh bột thoát qua sự phân
giải và lên men ở dạ cỏ sẽ được tiêu hoá bởi men của dịch ruột và dịch tuỵ để
giải phóng glucose và được hấp thu qua thành ruột. Đây là một quá trình rất
quan trọng đối với gia súc cao sản vì lượng acid béo bay hơi sinh ra từ lên

men vi sinh vật không đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng cao của những gia súc
này nên cần được bổ sung glucose được hấp thu từ ruột.
12


Tinh bột

Cellulose

Maltose

Cellobiose

Isomaltose

Glucose

Glucose-1-Phosphate

Glucose-6-Phosphate

Saccharose

Fructose-6-Phosphate

Fructose

Acid uronic

Pectin

Hemicellulose
Pentosan

Fructanse

Pentose

Fructose-1,6-Diphosphate

Acid pyruvic

Acid butyric

Acid citric

Acid lactic

Acid oxaloacetic

Acid acetic

Acid propionic

Acid succinic

Acid valeric

Sơ đồ 1.2 Quá trình tiêu hoá carbohydrate của động vật ăn cỏ [2],[ 8]
1.2.2.2.

Quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa nitrogen. [7],[8]

- Các hợp chất nitrogen trong thức ăn của gia súc nhai lại bao gồm nitrogen
protein và nitrogen phi protein, được gọi chung là protein thô. Protein thô
của thức ăn một phần được lên men bởi vi sinh vật trong dạ cỏ hay ở ruột già,
một phần được tiêu hoá bởi enzyme ở ruột, phần còn lại không được tiêu hoá
sẽ thải ra ngoài qua phân.
13


Nitrogen phi protein

Protein thức ăn

Nước bọt

Protein có thể phân giải

Peptide

NH3

Acid amin

Protein vi sinh vật

Protein thoát qua

DẠ CỎ

Protein

Acid amin
Tiêu
hoá

Acid
amin

RUỘT NON

Protein
không tiêu hoá

Protein
không tiêu hoá

Urê

NƯỚC TIỂU

Protein
không phân giải

NH3

Protein
vi sinh vật

RUỘT GIÀ

Urê

MÁU

PHÂN

Sơ đồ 1.3 Sơ đồ quá trình tiêu hoá các hợp chất chứa Nitrogen của động
vật ăn cỏ [2]
- Sản phẩm của quá trình phân giải protein thô trong dạ cỏ là một hỗn hợp gồm
peptide, acid amin, ammonia và các acid hữu cơ. Ammonia cùng với các
peptide mạch ngắn và acid amin tự do được vi sinh vật dạ cỏ sử dụng để tổng
hợp nên protein của vi sinh vật.

14