NGHIÊN cứu SO SÁNH sự SINH KHÍ gây HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH ở IN VITRO của một số LOẠI THỨC ăn bổ SUNG của GIA súc NHAI lại

TR NG
I H C C N TH
KHOA NÔNG NGHI P & SINH H C NG D NG

OÀN TH NG C DUYÊN

NGHIÊN C U SO SÁNH S SINH KHÍ GÂY
HI U NG NHÀ KÍNH IN VITRO C A
T S LO I TH C N B SUNG C A
GIA SÚC NHAI L I

Lu n v n t t nghi p
Ngành: CH N NUÔI - THÚ Y

n Th , 2013


TR NG
I H C C N TH
KHOA NÔNG NGHI P & SINH H C NG D NG

Lu n v n t t nghi p
Ngành: CH N NUÔI - THÚ Y

Tên

tài:

NGHIÊN C U SO SÁNH S SINH KHÍ GÂY
HI U NG NHÀ KÍNH IN VITRO C A
LO I TH C N B SUNG C A

GIA SÚC NHAI L I

Giáo viên h ng d n:
GS TS. Nguy n V n Thu

Sinh viên th c hi n:
oàn Th Ng c Duyên
MSSV: 3108123
p: Ch n nuôi Thú y K36

n Th , 2013


TR

NG

I H C C N TH

KHOA NÔNG NGHI P VÀ SINH H C

NG D NG

MÔN CH N NUÔI
------o0o------

tài:

NGHIÊN C U SO SÁNH S SINH KHÍ GÂY
HI U NG NHÀ KÍNH IN VITRO C A

TS

LO I TH C N B

SUNG C A

GIA SÚC NHAI L I

n Th , ngày…tháng…n m 2013
CÁN B

H

NG

N

n Th , ngày… tháng… n m 2013
DUY T B

MÔN

GS. TS. NGUY N V N THU

n Th , ngày… tháng… n m 2013
DUY T KHOA NÔNG NGHI P VÀ SINH H C

NG

NG

I CAM

OAN

Kính g i: Ban lãnh o Khoa Nông Nghi p & Sinh H c
Cô trong B Môn Ch n Nuôi.

ng D ng và các Th y

Tôi tên oàn Th Ng c Duyên, MSSV: 3108123 là sinh viên l p Ch n Nuôi
Thú Y Khóa 36 (2010-2014). Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên c u c a
chính b n thân tôi.
ng th i t t
các s li u, k t qu thu
c trong thí
nghi m hoàn toàn có th t và ch a công b trong b t k
p chí khoa h c hay lu n
n khác. N u có gì sai trái tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m tr c Khoa và B
Môn.
n Th , ngày … tháng … n m 2013
Sinh viên th c hi n

oàn Th Ng c Duyên

i


I C M

N

Su t th i gian h c gi ng
ng i h c tôi ã g p không ít nh ng khó kh n và
thách th c nh ng tôi u v t qua, ó là nh tình th ng và s giúp
c a gia
ình, th y cô và b n bè. Nay
áp l i nh ng t m chân tình ó tôi xin g i l i c m
n chân thành n:
Cha m , ng i ã sinh ra, nuôi d ng, d y d , ch u nhi u v t v , nh c nh n lo cho
tôi n h c thành ng i có ích cho xã h i. Cùng anh, ch và nh ng ng i thân trong
gia ình ã giúp
và ng viên tôi trong su t quá trình h c t p.
Xin chân thành c m n th y GS. TS. Nguy n V n Thu và cô PGS. TS. Nguy n Th
Kim ông ã d y b o, h ng d n, ng viên, giúp
tôi hoàn thành t t
tài t t
nghi p.
Xin chân thành g i l i c m n n các th y cô B môn Ch n nuôi và B môn Thú y
ã h t lòng truy n t nh ng ki n th c quý báu cho tôi trong th i gian h c v a qua.
Xin chân thành c m n s h ng d n và ch b o t n tình c a cô c v n h c t p
Nguy n Th Kim ông ã dành cho tôi trong su t th i gian h c t p và th c hi n
tài này.
Tôi xin chân thành bi t n anh ThS. Tr ng Thanh Trung, ThS Nguy n H u Lai,
KS. oàn Hi u Nguyên Khôi, KS. Hu nh Hoàng Thi, KS. Phan V n Thái, KS. Tr n
Th
p và các b n trên phòng thí nghi m E205 ã t n tình giúp
tôi trong su t
th i gian qua.

Cu i cùng xin g i l i c m n n các b n l p Ch n Nuôi Thú Y Khóa 36 ã giúp
tôi r t nhi u trong th i gian v a qua.

oàn Th Ng c Duyên

ii


TÓM L

C

Nghiên c u này bao g m 2 thí nghi m nh m xác nh s s n sinh khí mêtan và
cacbonic c a m t s lo i th c n b sung
u ki n in vitro.
Thí nghi m 1: S d ng ng tiêm th y tinh có th tích 50 ml (Menke et al., 1979),
c b trí hoàn toàn ng u nhiên v i 5 nghi m th c, 3 l n l p l i. Các nghi m
th c là bã u nành, bã khoai mì, bánh d u d a, b p và t m m c
100% (các
giá tr tính trên %DM).
Thí nghi m 2: S d ng ng tiêm th y tinh có th tích 50 ml (Menke et al., 1979), thí
nghi m
c b trí hoàn toàn ng u nhiên v i 5 nghi m th c, 3 l n l p l i. Các
nghi m th c là khoai mì lát, bánh d u u nành, c
u lá l n, c lông tây và r m
m c
100% (các giá tr tính trên %DM).
t qu cho th y, các lo i th c n b sung có l ng khí CH4 và CO2 (ml) sinh ra
u
ki n in vitro khá cao nh khoai mì lát (8,54 và 57,2 ml), t m (8,20 và 53,3 ml), b p (7,50

và 47,9 ml), bánh d u u nành (7,86 và 30,2 ml), bã khoai mì (6,85 và 38,8 ml), c
u
lá l n (6,01 và 25,6 ml), bã u nành (5,39 và 31,6 ml) do các lo i th c n này có hàm
ng chi t ch t không m cao, kích thích kh n ng ho t ng c a d c . M t khác, các
lo i th c n này có ch a hàm l ng carbohydrat cao góp ph n làm t ng t l tiêu hóa.
Bên c nh ó, các lo i th c n c b n có l ng khí CH4 và CO2 (ml) sinh ra th p h n nh
m (2,15 và 7,84 ml) và c lông tây (4,55 và 22,7 ml) do chúng có hàm l ng x cao làm
kéo dài th i gian phân h y. Còn bánh d u d a có l ng khí CH4 và CO2 (ml) sinh ra th p
(2,74 và 11,1 ml) do bánh d u d a là lo i th c n có ch a hàm l ng béo cao, cho nên
quá trình tiêu hóa x y ra d c c a gia súc nhai l i, làm c ch kh n ng ho t ng c a
c .
t cách t ng quát là nh ng lo i th c n có hàm l ng chi t ch t không

m cao thì l ng khí CH4 và CO2 (ml) sinh ra cao. Tuy nhiên,
hoàn toàn úng trong m i tr ng h p.

u này không

iii


DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Bã

u nành ........................................................................................ 19

Hình 2.2 Bã khoai mì ........................................................................................ 20
Hình 2.3 Bánh d u d a...................................................................................... 21
Hình 2.4 B p h t ............................................................................................... 22

Hình 2.5 T m .................................................................................................... 23
Hình 2.6 Khoai mì lát ........................................................................................ 23
Hình 2.7 Bánh d u
Hình 2.8 C

u nành.............................................................................. 24

u lá l n....................................................................................... 25

Hình 2.9 C lông tây ......................................................................................... 26
Hình 2.10 R m khô ........................................................................................... 27
Hình 2.11 H th ng ng nghi m s d ng trong thí nghi m tiêu hóa in vitro ...... 29
Hình 2.12 Máy o khí Geotechhnical Instruments (UK) Ltd, England............... 30

iv


DANH SÁCH B NG

ng 2.1 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a bã

u nành (%DM) ... 19

ng 2.2 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a bã khoai mì (%DM) ... 20

ng 2.3 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a bánh d u d a (%DM) . 21

ng 2.4 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a b p (%DM) ................ 22

ng 2.5 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a t m (%DM) ................ 23

ng 2.6 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a khoai mì lát (%DM) ... 24

ng 2.7 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d ng c a bánh d u u nành (%DM)
.......................................................................................................................... 25
ng 2.8 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a c

ng 2.9 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a c lông tây (%DM)..... 26

ng 2.10 Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d

ng c a r m (%DM) ............. 27

ng 4.1 Thành ph n d

u lá l n (%DM).. 25

ng ch t th c n dùng trong thí nghi m 1 (%DM) .... 32

ng 4.2 L ng khí sinh ra, t l tiêu hóa DM và OM 72 gi c a thí nghi m 1
.......................................................................................................................... 33
ng 4.3 Thành ph n d

ng ch t th c n dùng trong thí nghi m 2 (%DM) .... 36

ng 4.4 L ng khí sinh ra, t l tiêu hóa DM và OM 72 gi c a thí nghi m 2
.......................................................................................................................... 38

v


DANH SÁCH BI U

2.1 Liên quan gi a pH và ho t l c c a các nhóm VSV d c ................... 8
2.2 Tóm t t quá trình chuy n hoá hydratcarbon trong d c ..................... 9
2.3 S chuy n hoá các ch t ch a nit trong d c .................................... 11
2.4 S chuy n hoá lipit

gia súc nhai l i................................................. 13

Bi u
4.1 L ng CH4/gDOM sinh ra in vitro gi a các nghi m th c t i th i
m 72 gi c a thí nghi m 1 ............................................................................ 34
Bi u

4.2 L ng CO2/gDOM sinh ra in vitro gi a các nghi m th c t i th i
m 72 gi c a thí nghi m 1 ............................................................................ 35
Bi u
4.3 L ng CH4/gDOM sinh ra in vitro gi a các nghi m th c t i th i
m 72 gi c a thí nghi m 2 ............................................................................ 39
Bi u
4.4 L ng CO2/gDOM sinh ra in vitro gi a các nghi m th c t i th i
m 72 gi c a thí nghi m 2 ............................................................................ 40

vi


DANH SÁCH CH

DM

t ch t khô

OM

t ch t h u c

CP

m thô

Ash

khoáng t ng s

NDF

trung tính

ADF

axit

NFE
CF
NT
TLTH

VI T T T

chi t ch t không

m

thô
nghi m th c
l tiêu hoá

vii


CL C

I CAM

OAN............................................................................................ i

I C M

N.................................................................................................. ii

TÓM L

C...................................................................................................... iii

DANH SÁCH HÌNH......................................................................................... iv
DANH SÁCH B NG........................................................................................ v
DANH SÁCH BI U
DANH SÁCH CH

................................................................................... vi
VI T T T........................................................................ vii

CH

NG 1

CH

NG 2 C S LÝ LU N ........................................................................ 2

2.1 L

TV N

C KH O V S

.............................................................................. 1

TIÊU HÓA C A GIA SÚC NHAI L I .................. 2

2.1.1 H sinh thái d c ..................................................................................... 2
2.1.1.1 Môi tr

ng sinh thái d c ..................................................................... 2

2.1.1.2 H vi sinh v t d c ............................................................................... 3
2.1.1.3 Tác

ng t

ng h c a vi sinh v t trong d c ....................................... 7

2.1.2 Quá trình tiêu hóa các thành ph n c a th c n .......................................... 9
2.2 ÁNH GIÁ T

L TIÊU HÓA B NG PH

NG PHÁP IN VITRO ......... 13

2.2.1 Mô t chung.............................................................................................. 13
2.2.2 Nguyên lý sinh khí.................................................................................... 14
2.2.3 S phát tri n h th ng o l

ng l

ng khí sinh ra..................................... 14

2.2.4 Vai trò c a sinh khí in vitro ...................................................................... 16
2.3 TH C LI U DÙNG TRONG THÍ NGHI M ............................................. 19
2.3.1 Bã

u nành.............................................................................................. 19

2.3.2 Bã khoai mì .............................................................................................. 20
2.3.3 Bánh d u d a..................................................................................................... 20
2.3.4 B p .................................................................................................................... 21
2.3.5 T m ................................................................................................................... 22
2.3.6 Khoai mì lát.............................................................................................. 23

viii


2.3.7 Bánh d u
2.3.8 C

u nành..................................................................................... 24

u lá l n ..................................................................................................... 25

2.3.9 C lông tây ........................................................................................................ 26
2.3.10 R m................................................................................................................. 26
CH

NG 3 PH

3.1 Ph

NG TI N VÀ PH

NG PHÁP THÍ NGHI M................. 28

ng ti n thí nghi m ............................................................................... 28

3.2 V t li u thí nghi m...................................................................................... 28
3.3 Ph

ng pháp thí nghi m.............................................................................. 28

3.3.1 B trí thí nghi m....................................................................................... 28
3.3.2 Các b
3.3.3 Ph
CH

c th c hi n và ch tiêu theo dõi .................................................... 29

ng pháp x lý s li u ........................................................................ 31

NG 4 K T QU VÀ TH O LU N....................................................... 32

4.1 K T QU THÍ NGHI M........................................................................... 32
4.1 Thí nghi m 1 ............................................................................................... 32
4.2 Thí nghi m 2 ............................................................................................... 36
CH

NG 5 K T LU N VÀ

NGH .......................................................... 42

5.1 K T LU N ................................................................................................ 42
5.2

NGH ............................................................................................................. 42

TÀI LI U THAM KH O................................................................................. 43
PH CH

NG ................................................................................................ 48

ix


CH

NG 1.

TV N

Bi n i khí h u ang
c xem là v n
chung c a toàn c u và
c c p thi t
a lên v trí hàng u, nguyên nhân ch y u là do l ng khí th i ra t các nhà máy
xí nghi p, l ng n c th i áng k t các nhà máy công nghi p ch a qua x lý,
n ch t phá r ng b a bãi ã làm gi m i không ít di n tích “lá ph i c a Trái t”

góp ph n làm t ng d n s nóng lên c a Trái t. Bên c nh ó, gia súc nhai l i có
ng khí th i t s lên men d c óng góp kho ng 25% trong hi n t ng hi u
ng nhà kính. Trong th i gian g n ây ã có nhi u công trình nghiên c u v vi c
d ng nh ng ch t nh tannin, nitrate
làm gi m l ng khí th i sinh ra trong d
c a bò (H Qu ng
và Lê Th Ng c Huy n, 2010). Có kho ng 5 – 10 % n ng
ng c a th c n m t i do quá trình t o khí mêtan và th i ra không khí. Bên c nh
ó vi c s d ng các lo i th c n b sung trong kh u ph n c a gia súc nhai l i c ng
nh h ng n s sinh khí (Nguyen Van Thu and Nguyen Thi Kim Dong, 2012).
Cung c p y
th c n có ch t l ng cao cho gia súc nuôi và duy trì
c kh
ng t ng tr ng c a chúng tr thành m t v n
thách th c l n cho các nhà khoa
c và các nhà ch n nuôi (Danh Mô và Nguy n V n Thu, 2008). Th c n chính cho
gia súc nhai l i là các ph ph m nông nghi p nh r m, thân b p, ng n mía… ho c
các lo i c m c t nhiên, chúng cho l ng khí CH4 và CO2 sinh ra th p và t l tiêu
hóa c ng th p. Vì v y, vi c b sung thêm các lo i th c n ch t l ng cao nh c h
u, u nành, khoai mì, t m, b p… có th c i thi n
c kh n ng s d ng các lo i
th c n thô kém ch t l ng này (Nguy n V n Thu, 2000). Vì lý do ó, ta c n bi t rõ
s n sinh khí c a các lo i th c n b sung ph i h p kh u ph n thích h p nh m
gi m l ng khí th i gây hi u ng nhà kính và c i thi n t l tiêu hóa c a gia súc nhai
i.
Tuy nhiên các nghiên c u v s s n sinh khí mêtan và khí cacbonic in vitro c a
các lo i th c n b sung còn h n ch . V i các lý do nh trên, tôi ti n hành th c
hi n
tài “Nghiên c u so sánh s sinh khí gây hi u ng nhà kính in vitro
a m t s lo i th c n b sung c a gia súc nhai l i”.

c tiêu c a

tài là:

Xác nh s sinh khí mêtan và khí cacbonic gây hi u ng nhà kính
a các lo i th c n b sung.

in vitro

Các k t qu này s làm n n t ng cho s ph i h p kh u ph n h p lý trong các
nghiên c u gia súc nhai l i trong t ng lai.

1


CH

2.1 L

C KH O V S

NG 2. C

S

LÝ LU N

TIÊU HÓA C A GIA SÚC NHAI L I

2.1.1 H sinh thái d c

2.1.1.1 Môi tr

ng sinh thái d c

Theo Preston và Leng (1991), môi tr
Lo i và kh i l

ng d c ph thu c vào:

ng th c n n vào.

nhào tr n theo chu k thông qua s co bóp c a d c .
ti t n

c b t và nhai l i.

h p thu các d

ng ch t t d c .

chuy n d ch các ch t xu ng b máy tiêu hoá.
u ki n pH d c
u ki n pH d c là k t qu th hi n t s t ng tác c a quá trình lên men vi sinh
t v i c ch t và
c xem nh là c s
nh n nh v s thay i s l ng vi
sinh v t d c (Orpin, 1975). T l tiêu hóa (TLTH) th c n có liên h
n pH, khi
pH 5,8 thì TLTH v t ch t h u c (OM), vách t bào (NDF) và m (CP) th p,
TLTH t ng pH 6,2 nh ng ch h i t ng pH 7,0 (Shrier và ct, 1986). Ng i ta

tính
c khi t ng pH 0,1 n v thì tiêu hóa x acid (ADF) t ng 3,6 d n v
(Meang và ctv, 1998). S s n sinh acid acetic t ng pH 6,2 – 6,6 trong khi acid
proponic và acid butyric ch t ng khi pH 5,8 – 6,2 (Shriver et al., 1989). S hi n
di n cao c a carbohydrate d hòa tan s gi m pH (Grenet et al., 1989), do s tích
y acid béo bay h i cao trong th i gian ng n ch a k p h p thu và s lên men c a
carbohydrate hòa tan. Nhi u tác gi cho th y pH thay i theo th i gian sau khi cho
n (Van Soest, 1994; Kanjanapruthipong và Leng, 1998). Nhìn chung gia súc n
nhi u th c n h n h p d d n n s h th p pH d ch d c h n th c n thô (Lana
et al., 1998).
Acid béo bay h i
Tùy vào kh u ph n, th i gian di chuy n th c n và pH trong d c mà VFA thay
i 70 – 150 mM/lít. Acid acetic chi m t l cao nh t 70% trong t ng s VFA.
i
i th c n là th c v t ch a thành th c acid acetic th p và acid propionic cao
(McDonald et al., 1995). Các lo i acid béo m ch dài có giá tr cung c p n ng l ng
cao cho v t ch do chúng gi i phóng nhi u n ng l ng d ng ATP (Preston và

2


Leng, 1987). Acid béo bay h i
c h p thu ch y u d c và d t ong,
ng VFA cao h n d lá sách kho ng 47% (Phillipson, 1977).

d c

Ch t ch a d c là m t h n h p g m th c n n vào, vi sinh v t d c , các s n
ph m trao i trung gian, n c b t và các ch t ch ti t vào qua vách d c . ây là
t h sinh thái r t ph c t p trong ó liên t c có s t ng tác gi a th c n, h vi

sinh v t và v t ch . D c có môi tr ng thu n l i cho vi sinh v t y m khí s ng và
phát tri n. áp l i, VSV d c óng vai trò r t quan tr ng vào quá trình tiêu hóa
th c n c a v t ch , c bi t là nh chúng có các enzyme phân gi i liên k tglucosid c a x trong vách t bào th c v t c a th c n và có kh n ng t ng h p i
phân t protein t ammoniac (NH3).
Ngoài dinh d ng c a môi tr ng d c có nh ng c m thi t y u cho s lên men
a VSV c ng sinh nh sau:
m cao (85 - 90%), pH trong kho ng 6,4 - 7,0, nhi t
o
khá n nh (38 - 42 C), áp su t th m th u n nh và là môi tr ng y m khí
(n ng
oxy <1%). Có m t s c ch
m b o duy trì n nh các u ki n c a
môi tr ng lên men liên t c này. N c b t
vào d c liên t c giúp duy trì
m
a môi tr ng lên men. Mu i photphat và carbonat ti t qua n c b t có tác d ng
m ng th i v i s h p thu nhanh chóng axit béo bay h i và ammoniac qua vách
c làm cho pH dich d c t ng i n nh. Khí oxy nu t vào theo th c n
nhanh chóng
c s d ng nên môi tr ng y m khí luôn luôn
c duy trì. Áp su t
th m th u c a d ch d c
c duy trì t ng t nh áp su t th m th u c a máu nh
có s trao i ion qua vách d c . Có s ch ti t qua vách d c nh ng ch t c n thi t
cho vi sinh v t phát tri n và h p thu vào máu nh ng s n ph m lên men sinh ra trong
c . Các ch t khí ch y u là CO2 và CH4 là ph ph m trao i cu i cùng c a quá
trình lên men d c c ng
c th i ra ngoài thông qua quá trình h i. Th i gian
th c n t n l u trong d c kéo dài t o u ki n cho vi sinh v t công phá.
n n a, trong d c các ch t ch a luôn luôn

c nhào tr n b i s co bóp c a
vách d c . Ph n th c n không lên men th ng xuyên
c gi i phóng ra kh i d
xu ng ph n d i c a
ng tiêu hóa và các c ch t m i l i
c n p vào thông
qua th c n, nh v y mà dòng dinh d ng
c liên t c l u thông. S v n chuy n
các s n ph m cu i cùng ra kh i d c và n p m i c ch t có nh h ng l n n s
cân b ng sinh thái trong d c và nh ó mà d c tr thành m t môi tr ng lên
men liên t c. Sinh kh i VSV
c chuy n xu ng ph n d i c a
ng tiêu hóa
cùng v i kh i d ng ch t còn l i sau lên men làm cho s l ng c a chúng
c
duy trì m c khá n nh.
2.1.1.2 H vi sinh v t d c

3


vi sinh v t c ng sinh trong d c và d t ong r t ph c t p và th ng g i chung
là vi sinh v t d c . H vi sinh v t d c g m có nhóm chính là vi khu n (Bacteria),
ng v t nguyên sinh (Protozoa) và n m (Fungi); ngoài ra còn có mycoplasma, các
lo i virus và các th th c khu n. Mycoplasma, virus và th th c khu n không óng
vai trò quan tr ng trong tiêu hóa th c n. Qu n th vi sinh v t d c có s bi n i
theo th i gian và ph thu c vào tính ch t c a kh u ph n n. H vi sinh v t d c
u là vi sinh v t y m khí và s ng ch y u b ng n ng l ng sinh ra t quá trình lên
men các ch t dinh d ng.
Trong d c có môi tr ng r t n nh v các tính ch t lý hóa t o u ki n thu n l i

cho h vi khu n và ng v t n bào phát tri n. Các vi khu n phát tri n nh phân gi i
ch t x trong th c n. Các ng v t n bào-protozoa l i n các vi khu n
sinh
tr ng và phát tri n, c th nó cu i cùng l i là ngu n th c n ng v t cho ng v t
ch là các ng v t n c .
Vi khu n (Bacteria)
Vi khu n xu t hi n trong d c loài nhai l i trong l a tu i còn non, m c dù chúng
c nuôi cách bi t ho c cùng v i m chúng. Thông th ng vi khu n chi m s
ng l n nh t trong VSV d c và là tác nhân chính trong quá trình tiêu hóa x .
ng s vi khu n trong d c th ng là 109-1011 t bào/g ch t ch a d c . Trong d
vi khu n th t do chi m kho ng 30%, s còn l i bám vào các m u th c n,
trú ng
các n p g p bi u mô và bám vào protozoa.
Trong d c có kho ng 60 loài vi khu n ã
c xác nh. S phân lo i vi khu n
c có th
c ti n hành d a vào c ch t mà vi khu n s d ng hay s n ph m lên
men cu i cùng c a chúng. Sau ây là m t s nhóm vi khu n d c chính:
Vi khu n phân gi i xenluloza. Vi khu n phân gi i xenluloza có s l ng r t l n
trong d c c a nh ng gia súc s d ng kh u ph n giàu xenluloza. Nh ng loài vi
khu n phân gi i xenluloza quan tr ng nh t là Bacteroides succinogenes,
Butyrivibrio fibrisolvens, Ruminoccocus flavefaciens, Ruminococcus albus,
Cillobacterium cellulosolvens.
Vi khu n phân gi i hemixenluloza. Hemixenluloza khác xenluloza là ch a c
ng pentoza và hexoza và c ng th ng ch a axit uronic. Nh ng vi khu n có kh
ng thu phân xenluloza thì c ng có kh n ng s d ng hemixenluloza. Tuy nhiên,
không ph i t t c các loài s d ng
c hemixenluloza u có kh n ng thu phân
xenluloza. M t s loài s d ng hemixenluloza là Butyrivibrio fibrisolvens,
Lachnospira multiparus và Bacteroides ruminicola. Các loài vi khu n phân gi i

hemixenluloza c ng nh vi khu n phân gi i xenluloza u b c ch b i pH th p.
4


Vi khu n phân gi i tinh b t. Trong dinh d ng carbohydrat c a loài nhai l i, tinh
t ng v trí th hai sau xenluloza. Ph n l n tinh b t theo th c n vào d c ,
c phân gi i nh s ho t ng c a VSV. Tinh b t
c phân gi i b i nhi u loài
vi khu n d c , trong ó có nh ng vi khu n phân gi i xenluloza. Nh ng loài vi
khu n phân gi i tinh b t quan tr ng là Bacteroides amylophilus, Succinimonas
amylolytica, Butyrivibrio fibrisolbvens, Bacteroides ruminantium, Selenomonas
ruminantium và Steptococcus bovis.
Vi khu n phân gi i
ng. H u h t các vi khu n s d ng
c các lo i
polysaccharid nói trên thì c ng s d ng
c
ng disaccharid và
ng
monosaccharid. Celobioza c ng có th là ngu n n ng l ng cung c p cho nhóm vi
khu n này vì chúng có men bêta- glucosidaza có th thu phân cellobioza. Các vi
khu n thu c loài Lachnospira multiparus, Selenomonas ruminantium... u có kh
ng s d ng t t hydratcacbon hoà tan.
Vi khu n s d ng các axit h u c . H u h t các vi khu n u có kh n ng s d ng
axit lactic m c dù l ng axit này trong d c th ng không áng k tr trong
nh ng tr ng h p c bi t. M t s có th s d ng axit succinic, malic, fumaric,
formic hay acetic.
Nh ng loài s d ng axit lactic là Veillonella gazogenes, Veillonella alacalescens,
Peptostreptococcus elsdenii, Propioni bacterium và Selenomonas lactilytica.
Vi khu n phân gi i protein. Trong s nh ng loài vi khu n phân gi i protein và sinh

amoniac thì Peptostreptococus và Clostridium có kh n ng l n nh t. S phân gi i
protein và axit amin
s n sinh ra amoniac trong d c có ý ngh a quan tr ng c
bi t c v ph ng di n ti t ki m nit c ng nh nguy c d th a amoniac. Amoniac
n cho các loài vi khu n d c
t ng h p nên sinh kh i protein c a b n thân
chúng, ng th i m t s vi khu n òi h i hay
c kích thích b i axit amin, peptit
và isoaxit có ngu n g c t valine, leucine và isoleucine. Nh v y, c n ph i có m t
ng protein
c phân gi i trong d c
áp ng nhu c u này c a vi sinh v t d
.
Vi khu n t o mêtan. Nhóm vi khu n này r t khó nuôi c y trong ng nghi m, cho
nên nh ng thông tin v nh ng VSV này còn h n ch . Các loài vi khu n c a nhóm
này là Methano baccterium, Methano ruminantium và Methano forminicum.
Vi khu n t ng h p vitamin. Nhi u loài vi khu n d c có kh n ng t ng h p các
vitamin nhóm B và vitamin K.
ng v t nguyên sinh (Protozoa)

5


Protozoa xu t hi n trong d c khi gia súc b t u n th c n th c v t thô. Sau khi
và trong th i gian bú s a d dày tr c không có protozoa. Protozoa không thích
ng v i môi tr ng bên ngoài và b ch t nhanh. Trong d c protozoa có s l ng
kho ng 105-106 t bào/g ch t ch a d c . Có kho ng 120 loài protozoa trong d c .
i loài gia súc có s loài protozoa khác nhau.
Protozoa trong d c thu c l p Ciliata có hai l p ph là Entodiniômrphidia và
Holotrica. Ph n l n ng v t nguyên sinh d c thu c nhóm Holotrica có c

m
là
ng xo n g n mi ng có tiêm mao, còn t t c ch còn l i c a c th có r t ít
tiêm mao.
Protozoa có m t s tác d ng chính nh sau:
Tiêu hoá tinh b t và
ng: Tuy có m t vài lo i protozoa có kh n ng phân gi i
xenluloza nh ng c ch t chính v n là
ng và tinh b t, vì th mà khi gia súc n
kh u ph n nhi u b t
ng thì s l ng protozoa t ng lên.
Xé rách màng t bào th c v t. Tác d ng này có
c thông qua tác ng c h c và
làm t ng di n tích ti p xúc c a th c n, do ó mà th c n d dàng ch u tác ng c a
vi khu n.
Tích lu polysaccarit: Protozoa có kh n ng nu t tinh b t ngay sau khi n và d tr
i d ng amylopectin. Polysaccarit này có th
c phân gi i v sau ho c không
lên men d c mà
c phân gi i thành
ng n và
c h p thu ru t.
u này không nh ng quan tr ng i v i protozoa mà còn có ý ngh a dinh d ng
cho gia súc nhai l i nh hi u ng m ch ng phân gi i
ng quá nhanh làm gi m
pH t ng t, ng th i cung c p n ng l ng t t h n cho nhu c u c a b n thân
VSV d c trong nh ng th i gian xa b a n.
o t n m ch n i ôi c a các axit béo không no: Các axit béo không no m ch dài
quan tr ng i v i gia súc (linoleic, linolenic)
c protozoa nu t và a xu ng

ph n sau c a
ng tiêu hoá
cung c p tr c ti p cho v t ch , n u không các axit
béo này s b làm no hoá b i vi khu n.
Tuy nhiên nhi u ý ki n cho r ng protozoa trong d c có m t s tác h i nh t nh:
Protozoa không có kh n ng s d ng NH3 nh vi khu n. Ngu n nit áp ng nhu
u c a chúng là nh ng mãnh protein th c n và vi khu n. Nhi u nghiên c u cho
th y protozoa không th xây d ng protein b n thân t các amit
c. Khi m t
protozoa trong d c cao thì m t t l l n vi khu n b protozoa th c bào. M i
protozoa có th th c bào 600-700 vi khu n trong m t gi
m t
vi khu n 109/ml
ch d c . Do có hi n t ng này mà protozoa ã làm gi m hi u qu s d ng

6


protein nói chung. Protozoa c ng góp ph n làm t ng n ng
do s phân gi i protein c a chúng.

amoniac trong d c

Protozoa không t ng h p
c vitamin mà s d ng vitamin t th c n hay do vi
khu n t o nên nên làm gi m r t nhi u vitamin cho v t ch .
i tính ch t hai m t nh trên protozoa có vai trò khác nhau tùy theo b n ch t c a
kh u ph n.
i v i nh ng kh u ph n d a trên th c n thô nghèo protein thì ho t
ng c a protozoa là không có l i cho v t ch , do ó lo i b chúng trong d c s

làm t ng n ng su t gia súc. Ng c l i, i v i kh u ph n giàu th c n tinh có nhi u
protein thì s hi n di n và ho t ng c a protozoa l i là có l i.
m (Fungi)
m trong d c thu c lo i y m khí. N m là vi sinh v t u tiên xâm nh p và tiêu
hoá thành ph n c u trúc th c v t b t u t bên trong. Nh ng loài n m
c phân
p t d c c u g m: Neocallimastix frontalis, Piramonas communis và
Sphaeromonas communis.
Ch c n ng c a n m trong d c là:
c ch i phá v c u trúc thành t bào th c v t, làm gi m
b n ch t c a c u trúc
này, góp ph n làm t ng s phá v các m nh th c n trong quá trình nhai l i. S phá
này t o u ki n cho bacteria và men c a chúng bám vào c u trúc t bào và ti p
c quá trình phân gi i xenluloza.
t khác, n m c ng ti t ra các lo i men tiêu hoá x . Ph c h p men tiêu hoá x c a
m d hoà tan h n so v i men c a vi khu n. Chính vì th n m có kh n ng t n
công các ti u ph n th c n c ng h n và lên men chúng v i t c
nhanh h n so v i
vi khu n.
Nh v y s có m t c a n m giúp làm t ng t c
tiêu hoá x .
ý ngh a i v i vi c tiêu hoá th c n x thô b lignin hoá.
2.1.1.3 Tác

ng t

u này

c bi t có

ng h c a vi sinh v t trong d c

Vi sinh v t d c , c
th c n và bi u mô d c , k t h p v i nhau trong quá trình
tiêu hoá th c n, loài này phát tri n trên s n ph m c a loài kia. S ph i h p này có
tác d ng gi i phóng s n ph m phân gi i cu i cùng c a m t loài nào ó, ng th i
tái s d ng nh ng y u t c n thi t cho loài sau. Ví d , vi khu n phân gi i protein
cung c p amôniac, axit amin và isoaxit cho vi khu n phân gi i x . Quá trình lên
men d c là liên t c và bao g m nhi u loài tham gia.
Trong
u ki n bình th ng gi a vi khu n và protozoa c ng có s c ng sinh có
i, c bi t là trong tiêu hoá x . Tiêu hoá x m nh nh t khi có m t c vi khu n và
7


protozoa. M t s vi khu n
c protozoa nu t vào có tác d ng lên men trong ó t t
n vì m i protozoa t o ra m t ki u “d c mini” v i các
u ki n n nh cho vi
khu n ho t ng. M t s loài ciliate còn h p thu ôxy t d ch d c giúp m b o
cho u ki n y m khí trong d c
c t t h n. Protozoa nu t và tích tr tinh b t,
n ch t c
sinh axit lactic, h n ch gi m pH t ng t, nên có l i cho vi khu n
phân gi i x .
Tuy nhiên gi a các nhóm vi khu n khác nhau c ng có s c nh tranh u ki n sinh
n c a nhau. Ch ng h n, khi gia súc n kh u ph n n giàu tinh b t nh ng nghèo
protein thì s l ng vi khu n phân gi i xenluloza s gi m và do ó mà t l tiêu
hoá x th p. ó là vì s có m t c a m t l ng áng k tinh b t trong kh u ph n
kích thích vi khu n phân gi i b t

ng phát tri n nhanh nên s d ng c n ki t
nh ng y u t dinh d ng quan tr ng (nh các lo i khoáng, amoniac, axit amin,
isoaxit) là nh ng y u t c ng c n thi t cho vi khu n phân gi i x v n phát tri n
ch m h n.

2.1 Liên quan gi a pH và ho t l c c a các nhóm VSV d c

t khác, t ng tác tiêu c c gi a vi khu n phân gi i b t
ng và vi khu n phân
gi i x còn liên quan n pH trong d c . Chenost và Kayouli (1997) gi i thích r ng
quá trình phân gi i ch t x c a kh u ph n di n ra trong d c có hi u qu cao nh t
khi pH d ch d c > 6,2, ng c l i quá trình phân gi i tinh b t trong d c có hi u
qu cao nh t khi pH <6,0. T l th c n tinh quá cao trong kh u ph n s làm cho
ABBH s n sinh ra nhanh, làm gi m pH d ch d c và do ó mà c ch ho t ng c a
vi khu n phân gi i x .
Tác ng tiêu c c c ng có th th y rõ gi a protozoa và vi khu n. Nh ã trình bày
trên, protozoa n và tiêu hoá vi khu n, do ó làm gi m t c
và hi u qu chuy n
hoá protein trong d c . V i nh ng lo i th c n d tiêu hoá thì u này không có ý
ngh a l n, song i v i th c n nghèo N thì protozoa s làm gi m hi u qu s d ng
th c n nói chung. Lo i b protozoa kh i d c làm t ng s l ng vi khu n trong

8


c . Thí nghi m trên c u cho th y t l tiêu hoá v t ch t khô t ng 18% khi không
có protozoa trong d c (Preston và Leng, 1991).
Nh v y, c u trúc kh u ph n n c a ng v t nhai l i có nh h ng r t l n n s
ng tác c a h VSV d c . Kh u ph n giàu các ch t dinh d ng không gây s
nh tranh gi a các nhóm VSV, m t c ng sinh có l i có xu th bi u hi n rõ.

Nh ng kh u ph n nghèo dinh d ng s gây ra s c nh tranh gay g t gi a các nhóm
VSV, c ch l n nhau, t o khuynh h ng b t l i cho quá trình lên men th c n nói
chung.
2.1.2 Quá trình tiêu hóa các thành ph n c a th c n
Tiêu hóa gluxit
Gluxit c a th c n
c phân gi i b i VSV trong d c . Quá trình phân gi i này
a VSV r t quan tr ng b i vì 60-90% gluxit (carbohydrat) c a kh u ph n, k c
vách t bào th c v t,
c lên men trong d c (S
2).
Vách t bào là thành ph n quan tr ng c a th c n x thô
c phân gi i m t ph n
i VSV nh có men phân gi i x (xenlulaza) do chúng ti t ra. Quá trình phân gi i
các carbohydrat ph c t p sinh ra các
ng n.
i v i gia súc d dày n thì
ng n, nh glucoza, là s n ph m cu i cùng
c h p thu, nh ng i v i gia
súc nhai l i thì
ng n
c VSV d c lên men t o ra các ABBH.

2.2 Tóm t t quá trình chuy n hoá hydratcarbon trong d c

9


Ph ng trình tóm t t mô t s lên men glucoza, s n ph m trung gian c a quá trình
phân gi i các gluxit ph c t p, t o các ABBH nh sau:

Axit axetic
C6H12O6 + 2H2O ----> 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2
Axit propionic
C6H12O6 + 2H2 ------> 2CH3CH2COOH + 2H2O
Axit butyric
C6H12O6 -------> CH3-CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2
Khí mê tan
m4H2 + CO2 -------> CH4 + 2H2O
Nh v y, s n ph m cu i cùng c a s lên men carbohydrat th c n b i VSV d c
m:
Các axit béo bay h i, ch y u là a. axetic (C2), a.propyonic (C3), a. butyric (C4) và
t l ng nh các axit khác (izobytyric, valeric, izovaleric). Các ABBH này
c
p thu qua vách d c vào máu và là ngu n n ng l ng chính cho v t ch . Chúng
cung c p kho ng 70-80% t ng s n ng l ng
c gia súc nhai l i h p thu. Trong
khi ó gia súc d dày n l y n ng l ng ch y u t glucoza và lipit h p thu ru t.
l gi a các ABBH ph thu c vào b n ch t c a các lo i gluxit có trong kh u
ph n.
Các ABBH
khác nhau:

c sinh ra trong d c

c c th bò s a s d ng vào các m c ích

Axit acetic (CH3COOH )
c bò s a s d ng ch y u
cung c p n ng l ng
thông qua chu trình Creb sau khi

c chuy n hoá thành axetyl-CoA. Nó c ng là
nguyên li u chính s n xu t ra các lo i m , c bi t là m s a.
Axit propionic (CH3CH2COOH ) ch y u
c chuy n n gan, t i ây nó
c
chuy n hoá thành
ng glucoza. T gan glucoza s
c chuy n vào máu nh m
o m s n nh n ng
glucoza huy t và tham gia vào trao i chung c a c
th .
ng glucoza
c bò s a s d ng ch y u làm ngu n n ng l ng cho các
ho t ng th n kinh, nuôi thai và hình thành
ng lactoza trong s a. M t ph n
nh axit lactic sau khi h p thu qua vách d c
c chuy n hoá ngay thành axit
lactic và có th
c chuy n hoá ti p thành glucoza và glycogen.
Axit butyric (CH3CH2CH2COOH)
c chuy n hoá thành bêta-hydroxybutyric khi
i qua vách d c , sau ó
c s d ng nh m t ngu n n ng l ng b i m t s mô
10


bào, c bi t là c x ng và c tim. Nó c ng có th
c chuy n hoá d dàng
thành xeton và gây c h i cho bò s a khi có n ng h p thu quá cao.
Ho t ng lên men gluxit c a vi sinh v t d c còn gi i phóng ra m t kh i l ng

kh ng l các th khí, ch y u là CO2 và CH4. Các th khí này không
c bò s a
i d ng, mà chúng u
c th i ra ngoài c th thông qua ph n x h i.
Chuy n hoá các h p ch t ch a nit
Các h p ch t ch a nit , bao g m c protein và phi protein, khi
c n vào d c
b VSV phân gi i. M c
phân gi i c a chúng ph thu c vào nhi u y u t , c
bi t là
hoà tan. Các ngu n nit phi protein (NPN) trong th c n, nh urê, hoà
tan hoàn toàn và nhanh chóng phân gi i thành amoniac.
Trong khi t t c NPN
c chuy n thành amoniac trong d c , thì có m t ph n
nhi u hay ít tùy thu c vào b n ch t c a th c n protein th t c a kh u ph n
c
VSV d c phân gi i thành amoniac. Amoniac trong d c là y u t c n thi t cho
t ng sinh c a h u h t các loài vi khu n trong d c . Các vi khu n này s d ng
amoniac
t ng h p nên axit amin c a chúng. Nó
c coi là ngu n nit chính
cho nhi u lo i vi khu n, c bi t là nh ng vi khu n tiêu hoá x và tinh b t.
Sinh kh i vi sinh v t s
n d múi kh và ru t non theo kh i d ng ch p. T i ây
t ph n protein vi sinh v t này s
c tiêu hoá và h p thu t ng t nh
iv i
ng v t d dày n. Trong sinh kh i protein VSV có kho ng 80% là protein th t
có ch a y
các axit amin không thay th v i t l cân b ng. Protein th t c a

VSV
c tiêu hoá kho ng 80-85% ru t.

2.3 S chuy n hoá các ch t ch a nit trong d c

11


Nh có VSV d c mà gia súc nhai l i ít ph thu c vào ch t l ng protein thô c a
th c n h n là ng v t d dày n b i vì chúng có kh n ng bi n i các h p ch t
ch a N n gi n, nh urê, thành protein có giá tr sinh h c cao. B i v y
th a
mãn nhu c u duy trì bình th ng và nhu c u s n xu t m c v a ph i thì không
nh t thi t ph i cho gia súc nhai l i n nh ng ngu n protein có ch t l ng cao, b i
vì h u h t nh ng protein này s b phân gi i thành amoniac; thay vào ó amoniac
có th sinh ra t nh ng ngu n N n gi n và r ti n h n. Kh n ng này c a VSV
c có ý ngh a kinh t r t l n i v i s n xu t vì th c n ch a protein th t t
n nhi u so v i các ngu n NPN.
Chuy n hoá lipd
Trong d c có hai quá trình trao i m có liên quan v i nhau: phân gi i lipid c a
th c n và t ng h p m i lipid c a VSV. Triaxylglycerol và galactolipit c a th c n
c phân gi i và thu phân b i lipaza VSV. Glyxerol và galactoza
c lên men
ngay thành ABBH. Các axit béo gi i phóng ra
c trung hoà pH c a d c ch
u d i d ng mu i canxi có hoà tan th p và bám vào b m t c a vi khu n và các
ti u ph n th c n. Chính vì th t l m quá cao trong kh u ph n th ng làm gi m
kh n ng tiêu hoá x
d c .
Trong d c còn x y ra quá trình hydrogen hoá và ng phân hoá các axit béo không

no. Các axit béo không no m ch dài (linoleic, linolenic) b làm bão hoà (hydrogen
hoá thành axit stearic) và s d ng b i m t s vi khu n. M t s m ch n i ôi c a các
axit béo không no có th không b hydrogen hoá nh ng
c chuy n t d ng cis
sang d ng trans b n v ng h n. Các axit béo có m ch n i ôi d ng trans này có m
nóng ch y cao h n và h p thu ( ru t non) và chuy n vào mô m làm cho m c a
gia súc nhai l i có m nóng ch y cao.
Vi sinh v t d c còn có kh n ng t ng h p lipit có ch a các axit béo l (có m ch
nhánh và m ch l ) do s d ng các ABBH có m ch nhánh và m ch l
c t o ra
trong d c . Các axit này s có m t trong s a và m c th c a v t ch .
Nh v y, lipid c a VSV d c là k t qu c a vi c bi n
c t ng h p m i.

i lipid c a th c n và lipid

Kh n ng tiêu hoá m c a VSV d c r t h n ch , cho nên kh u ph n nhi u m s
n tr tiêu hoá x và gi m thu nh n th c n. Tuy nhiên, i v i ph ph m x hàm
ng m trong ó r t th p nên dinh d ng c a gia súc nhai l i ít ch u nh h ng
a tiêu hoá m trong d c .

12


2.4 S chuy n hoá lipit

gia súc nhai l i

2.2 ÁNH GIÁ T L TIÊU HÓA B NG PH

NG PHÁP IN VITRO

Ph ng pháp sinh khí in vitro ra i d a trên n n t ng c a in vitro Tilley và Terry
(1963), s tiêu hóa vi sinh v t d c có th quan sát
c trong
u ki n ng
nghi m d i s tham gia c a vi sinh v t d c trong môi tr ng n c b t nhân t o
a McDougall (1948). K t qu c a s lên men này có th
c quan sát t th c n
còn l i sau khi
c tiêu hóa ph ng pháp sinh khí in vitro Tilley và Terry
(1963) ho c t s n ph m sinh ra c a s tiêu hóa ph ng pháp sinh khí in vitro
a Menke et al., (1979).
c dù ph ng pháp in vitro c a Menke et al., (1979) ã
c ánh giá và cho
th y có nhi u thu n l i trong c l ng th c n nh ít t n chi phí, nhanh nh ng nó
n còn nh ng h n ch nh t nh: 1) yêu c u ph i có gia súc
cung c p d ch d
; 2) cách o l ng v t ch t không b tiêu hóa ph c t p có th d n n sai s l n,
c bi t các lo i th c n có ch a tannin cao, do tanin có th tan trong môi tr ng
a in vitro nh ng ây l i là thành ph n không th tiêu hóa (Makkar, 2004). T
nh ng h n ch trên El Shaer et al., (1987) ã
ngh s d ng phân làm ngu n vi
sinh v t thay th cho d ch d c trong ph ng pháp tiêu hóa in vitro và Menke et
al., (1979) gi i thi u ph ng pháp sinh khí in vitro, thay th cho vi c o tr ng
ng trong ph ng pháp in vitro Tilley và Terry (1963) b ng s o l ng khí sinh
ra t s lên men. T ó sinh khí in vitro
c ra i b i Menke et al., (1979).
2.2.1 Mô t chung
Nguyên lý ho t ng c a sinh khí in vitro c ng t ng t nh ph ng pháp in vitro

Tilley và Terry (1963). Th c n
c trong môi tr ng d ch d c có ch t m
13