SO SÁNH CÁC GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CỦA MỘT SỐ LOẠI NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN PHỔ BIẾN DỰA TRÊN HỆ THỐNG TÍNH TOÁN TỪ NRC (MỸ), INRA (PHÁP) VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH HỒI QUY ĐỂ TÍNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CHO BẮP, CÁM GẠO VÀ KHOAI MÌ

BỘ GIÁO DỤC và DÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y
*********

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

SO SÁNH CÁC GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CỦA MỘT SỐ
LOẠI NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN PHỔ BIẾN DỰA TRÊN
HỆ THỐNG TÍNH TOÁN TỪ NRC (MỸ), INRA (PHÁP)
VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH HỒI QUY ĐỂ
TÍNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CHO BẮP, CÁM GẠO
VÀ KHOAI MÌ

Sinh viên thực hiện: ĐOÀN THANH TÙNG
Lớp: DH06TY
Ngành : Thú y
Niên khóa: 2006 – 2011
Tháng 8/2011


BỘ GIÁO DỤC và DÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y
*********

ĐOÀN THANH TÙNG

SO SÁNH CÁC GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CỦA MỘT SỐ
LOẠI NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN PHỔ BIẾN DỰA TRÊN
HỆ THỐNG TÍNH TOÁN TỪ NRC (MỸ), INRA (PHÁP)

VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH HỒI QUY ĐỂ
TÍNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CHO BẮP, CÁM GẠO
VÀ KHOAI MÌ

Khoá luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Bác sỹ thú y
Giáo viên hướng dẫn
TS. DƯƠNG DUY ĐỒNG
ThS. LÊ MINH HỒNG ANH

Tháng 08/2011

i


XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ tên sinh viên thực tập: Đoàn Thanh Tùng
Tên luận văn: ‘‘So sánh các giá trị năng lượng thô của một số loại nguyên liệu
thức ăn phổ biến dựa trên

hệ thống tính toán từ NRC

(Mỹ), INRA (Pháp) và

bước đầu xây dựng phương trình hồi quy để tính g iá trị năng lượng thô cho bắp,
cám gạo và khoai mì”.
Đã hoàn thành sửa chữa luận văn theo đúng yêu cầu của giáo viên hướng dẫn
và các ý kiến nhận xét, đóng góp của Hội đồng chấm thi tốt nghiệp Khoa Chăn Nuôi –
Thú Y ngày ..........................
Giáo viên hướng dẫn

TS. Dương Duy Đồng

ii


Lời Cảm Ơn
Kính dâng lên cha mẹ của con tình yêu thương vô hạn . Con mãi mãi khắc ghi
công ơn sinh thành, nuôi dưỡng và hy sinh tất cả những gì tốt nhất của cha mẹ đối với
con.
Thành kính ghi ơn thầy Dương Duy Đồng và cô Lê Minh Hồng Anh cùng các
thầy cô trong bộ môn Dinh dưỡng đã tận tình h ướng dẫn từng bước , chỉ dẫn cho em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cảm ơn tất cả những người thân , bạn bè đã gắn bó, giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đề tài.

iii


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài nghiên cứu : ‘‘So sánh các giá trị năng lượng thô của một số loại
nguyên liệu thức ăn phổ biến dựa trên hệ thống tính toán từ NRC (Mỹ), INRA
(Pháp) và bước đầu xây dựng phương trình hồi quy để tính giá trị năng lượng
thô cho bắp, cám gạo và khoai mì” được tiến hành tại phòng thí nghiệm thuộc Bộ
môn Dinh dưỡng gia súc, khoa Chăn nuôi thú y, trường Đại học Nông Lâm TP.HCM
từ tháng 12/2010 đến tháng 7/2011.
Phân tích hóa học và xác định giá trị năng lượng thô trên C200 của 80 mẫu
bắp, 39 mẫu cám gạo nguyên dầu, 41 mẫu cám gạo trích ly, 80 mẫu khoai mì cho kết
quả như sau:
Bắp có 88,382 % tỷ lệ VCK; 8,062 % đạm thô; 3,289 % béo thô; 2,221 % xơ
thô; 1,160 % KTS và GE là 4487,1 kcal/g.

Cám gạo nguyên dầu có 89,376 % tỷ lệ VCK ; 11,77 % đạm thô; 11,218 béo
thô ; 7,283 % xơ thô ; 10,561% KTS và GE là 4575,0 kcal/g.
Cám gạo trích ly có 89,370 % tỷ lệ VCK; 14,878 % đạm thô; 1,580 % béo
thô ; 12,775 % xơ thô ; 10,809 % KTS và GE là 4152,2 kcal/g
Khoai mì có tỷ lệ 88,939 % VCK ; 3,115 % đạm thô; 0,5715 % béo thô; 2,0603
% xơ thô; 1,5894 % KTS và GE là 4134,6 kcal/g.
Sự sai khác kết quả phân tích giá trị năng lượng thô giữa

thiết bị đo năng

lượng C200 Calorimeter system và hệ thống tính toán NRC; hệ thống tính toán INRA
là rất có ý nghĩa ở cả 3 nguyên liệu bắp, cám gạo trích ly và khoai mì.
Sự sai khác kết quả phân tích giá trị năng lượng thô giữa

thiết bị đo năng

lượng C 200 Calorimeter system và kết quả từ hệ thống tính toán NRC
INRA là không khác nhau ở nguyên liệu cám gạo nguyên dầu.

iv

, hệ thống


MỤC LỤC
Trang
LỜI TỰA ......................................................................................................................... i
XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ...........................................................ii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ................................................................................................ iv

MỤC LỤC ...................................................................................................................... v
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ .................................................................. ix
DANH SÁCH HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ................................................................................. xi
Chương 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
1.2 Mục đích và yêu cầu ................................................................................................. 2
1.2.1 Mục đích ................................................................................................................ 2
1.2.2 Yêu cầu .................................................................................................................. 2
Chương 2 TỔNG QUAN................................................................................................ 3
2.1 Tổng quan về trao đổi năng lượng............................................................................ 3
2.1.1 Khái niệm năng lượng ........................................................................................... 3
2.1.2 Chuyển hóa năng lượng ......................................................................................... 3
2.1.2.1 Năng lượng thô (Gross Energy - GE) ................................................................. 4
2.1.2.2 Năng lượng tiêu hóa (Digestible Energy - DE) .................................................. 6
2.1.2.3 Năng lượng trao đổi (Metabolizable Energy - ME): .......................................... 6
2.1.2.4 Năng lượng nhiệt hay sinh nhiệt (Heat Increment-HI)....................................... 9
2.1.2.5 Năng lượng thuần (Net Energy - NE) .............................................................. 10
2.1.2.6 Tổng sinh nhiệt (Total Heat Production - THP) ............................................... 10
2.1.3 Giới thiệu về hệ thống ước tính năng lượng và biểu thị giá trị năng lượng ........ 11
2.1.3.1 Hệ thống tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa (Total Digestible Nutrients TDN)…… ..................................................................................................................... 12
2.1.3.2 Hệ thống đương lượng tinh bột (Starch Equivalent System – SES, ĐLTB) .... 12

v


2.1.3.3 Hệ thống EF của Đức ....................................................................................... 13
2.1.3.4 Hệ thống đơn vị thức ăn của Pháp .................................................................... 13
2.1.3.5 Hệ thống biểu thị giá trị năng lượng ở Anh...................................................... 14
2.1.3.6 Đơn vị thức ăn của Việt Nam ........................................................................... 15

2.2 Tổng quan về nguyên liệu thí nghiệm .................................................................... 18
2.2.1 Bắp ....................................................................................................................... 18
2.2.2 Khoai mì .............................................................................................................. 19
2.2.3 Cám gạo ............................................................................................................... 21
2.3 Tổng quan về các phương pháp phân tích hóa học ................................................ 23
2.3.1 Ưu điểm và hạn chế của phương pháp phân tích hóa học ................................... 23
2.3.1.1 Ưu điểm ............................................................................................................ 23
2.3.1.2 Hạn chế ............................................................................................................. 23
2.3.2 Ý nghĩa của các chỉ tiêu thành phần hóa học trong thức ăn chăn nuôi ............... 23
2.3.2.1 Vật chất khô tuyệt đối ( DM – Dry Matter ) .................................................... 23
2.3.2.2 Chất đạm thô (CP – Crude Protein).................................................................. 24
2.3.2.3 Chất béo thô (EE – Ether Extract) .................................................................... 24
2.3.2.4 Chất xơ thô (CF – Crude Fiber)........................................................................ 25
2.3.2.5 Khoáng tổng số (Total Ash) ............................................................................. 25
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 26
3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm ........................................................... 26
3.2 Đối tượng thí nghiệm.............................................................................................. 26
3.3 Nguyên liệu thí nghiệm .......................................................................................... 26
3.4 Phương pháp tiến hành ........................................................................................... 27
3.4.1 Công đoạn 1 ......................................................................................................... 28
3.4.1.1 Cách xử lí mẫu .................................................................................................. 28
3.4.1.2 Phân tích mẫu ................................................................................................... 28
3.4.2 Công đoạn 2 ......................................................................................................... 29
3.4.3 Công đoạn 3 ......................................................................................................... 29
3.4.4 Xử lí số liệu và lập phương trình hồi quy để tính giá trị năng lượng thô ............ 30
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................... 31

vi

4.1 Kết quả thành phần hóa học của bắp, cám gạo, khoai mì ...................................... 31
4.1.1 Kết quả thành phần hóa học của bắp ................................................................... 31
4.1.2 Kết quả thành phần hóa học của cám gạo ........................................................... 32
4.1.2.1 Cám gạo nguyên dầu ........................................................................................ 32
4.1.2.2 Cám gạo trích ly ............................................................................................... 33
4.1.3 Kết quả thành phần hóa học của khoai mì........................................................... 33
4.2 Kết quả xác định giá trị năng lượng thô của bắp, cám gạo, khoai mì .................... 34
4.2.1 Kết quả xác định giá trị năng lượng thô của bắp , cám gạo, khoai mì trực tiếp từ
thiết bị đo năng lượng C200 Calorimeter system ......................................................... 34
4.2.2 Kết quả xác định giá trị năng lượng thô của bắp , cám gạo, khoai mì gián tiếp từ
hệ thống tính toán NRC ................................................................................................ 36
4.2.3 Kết quả xác định giá trị năng lượng thô của bắp , cám gạo, khoai mì gián tiếp từ
hệ thống tính toán INRA .............................................................................................. 37
4.3 Kiểm tra sự sai khác của kết quả xác định giá trị năng lượng thô đồng thời trên
thiết bị đo năng lượng C 200 Calorimeter system, kết quả từ hệ thống tính toán NRC
và từ hệ thống tính toán INRA ..................................................................................... 38
4.3.1 Trên nguyên liệu bắp ........................................................................................... 38
4.3.2 Trên nguyên liệu cám gạo nguyên dầu ................................................................ 40
4.3.3 Trên nguyên liệu cám gạo trích ly ....................................................................... 42
4.3.4 Trên nguyên liệu khoai mì................................................................................... 44
4.4 Kết quả xây dựng phương trình hồi quy để tính giá trị năng lượng thô cho nguyên
liệu bắp, cám gạo và khoai mì ...................................................................................... 46
4.4.1 Phương trình hồi quy của bắp.............................................................................. 46
4.4.2 Phương trình hồi quy của cám gạo nguyên dầu .................................................. 47
4.4.3 Phương trình hồi quy của cám gạo trích ly ......................................................... 47
4.4.4 Phương trình hồi quy của khoai mì ..................................................................... 48
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 49
5.1 Kết luận................................................................................................................... 49
5.2 Đề nghị ................................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 51

vii


PHỤ LỤC ................................................................................................................... 52

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh – Tiếng Pháp

Tiếng Việt

AOAC

Offical Methods of Analysis of

Hệ thống các phương pháp

the Association of Official

phân tích hóa học

Agricultural Chemist
Ash

Total Ash

Khoáng tổng số

CF

Crude Fiber

Xơ thô

CP

Crude Protein

Đạm thô

CV

Coefficient of Variation

Hệ số biến động

DM

Dry matter

Vật chất khô

EE

Ether Extract

Béo thô
Khoáng tổng số

KTS
NRC

National Research Council

INRA

Institut National de la
Recherche Agronomique

StDev

Standard Deviation

Độ lệch chuẩn đã hiệu
chỉnh
Vật chất khô

VCK

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ
Bảng 2.1 Giá trị năng lượng thô của một số chất dinh dưỡng và thức ăn ..................... 5
Bảng 2.2 Giá trị năng lượng trao đổi của một số loại thức ăn (MJ/kg) ......................... 9
Bảng 2.3 Giá trị năng lượng nhiệt của thành phần thức ăn trên bò và cừu (MJ/kg).... 10
Bảng 2.4 Tiêu tốn năng lượng cho các hoạt động cơ học ở gia súc nhai lại................ 11
Bảng 2.5 Giá trị ME và NE theo đơn vị thức ăn Leroy trên 1 kg mạch (kcal/1 kg) .... 14

Bảng 2.6 Thành phần hóa học của bắp ........................................................................ 19
Bảng 2.7 Thành phần hóa học của khoai mì ................................................................ 21
Bảng 2.8 Thành phần hóa học của cám gạo................................................................. 22
Bảng 4.1 Thành phần hóa học của bắp ........................................................................ 31
Bảng 4.2 Thành phần hóa học của cám gạo nguyên dầu ............................................. 32
Bảng 4.3 Thành phần hóa học của cám gạo trích ly .................................................... 33
Bảng 4.4 Thành phần hóa học của khoai mì ................................................................ 34
Bảng 4.5 Giá trị năng lượng thô của bắp, cám gạo, khoai mì đo trên C200 ................ 35
Bảng 4.6 Giá trị năng lượng thô của bắp , cám gạo , khoai mì từ hệ thống tính toán
NRC .............................................................................................................................. 36
Bảng 4.7 Giá trị năng lượng thô của bắp , cám gạo , khoai mì từ hệ thống tính toán
INRA ............................................................................................................................ 37
Bảng 4.8 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô xác định từ thiết bị đo năng lượng C
200 Calorimeter system, từ NRC và từ INRA của bắp ................................................ 38
Bảng 4.9 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system và
từ NRC của bắp ............................................................................................................ 39
Bảng 4.10 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system và
từ INRA của bắp ........................................................................................................... 39
Bảng 4.11 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô xác định từ thiết bị đo năng lượng C
200 Calorimeter system, từ NRC và từ INRA của cám gạo nguyên dầu ..................... 40
Bảng 4.12 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system và
từ NRC của cám gạo nguyên dầu ................................................................................. 41

ix


Bảng 4.13 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system và
từ INRA của cám gạo nguyên dầu................................................................................ 41
Bảng 4.14 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô xác định từ thiết bị đo năng lượng C
200 Calorimeter system, từ NRC và từ INRA của cám gạo trích ly ............................ 42

Bảng 4.15 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system và
từ NRC của cám gạo trích ly ........................................................................................ 43
Bảng 4.16 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system và
từ INRA của cám gạo trích ly ....................................................................................... 43
Bảng 4.17 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô xác định từ thiết bị đo năng lượng C
200 Calorimeter system, từ NRC và từ INRA của khoai mì ........................................ 44
Bảng 4.18 So sánh kết quả giá trị năng lượng t hô đo trên C 200 Calorimeter system
và từ NRC của khoai mì ............................................................................................... 45
Bảng 4.19 So sánh kết quả giá trị năng lượng thô đo trên C 200 Calorimeter system
và từ INRA của khoai mì.............................................................................................. 46

x


DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1 Chuyển hóa năng lượng của thức ăn trong cơ thể gia súc ............................. 4
Sơ đồ 3.1 Tóm tắt các bước phân tích mẫu với phương pháp hóa

học và đo giá trị

năng lượng thô trên máy C 200 .................................................................................... 27

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Trong các chỉ tiêu đánh giá thức ăn thì chỉ tiêu năng lượng là một trong những
chỉ tiêu rất quan trọng và được biểu diễn theo cùng một đơn vị với nhu cầu năng

lượng của vật nuôi. Năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động cần thiết của sinh vật.
Động vật không có khả năng sử dụng năng lượng từ mặt trời như thực vật mà chúng
phải sử dụng năng lượng từ thức ăn. Thức ăn sau khi được tiêu hóa sẽ được hấp thu
vào cơ thể và thông qua quá trình oxy hóa các chất này sẽ sinh ra năng lượng cho cơ
thể động vật hoạt động và phát triển.
Mọi quá trình tiêu hóa, trao đổi chất xảy ra bên trong cơ thể động vật đều liên
hệ đến thay đổi năng lượng. Khả năng cung cấp năng lượng của một loại thức ăn là
chức năng rất quan trọng để xác định giá trị dinh dưỡng của thức ăn đó, vì vậy cung
cấp năng lượng là một chức năng quan trọng bậc nhất của thức ăn. Tuy nhiên, từ
trước đến nay giá trị GE của thức ăn thường được ước đoán từ thành phần phân tích
hóa học thức ăn từ phòng thí nghiệm, sau đó lập phương trình hồi quy để tính toán.
Nhưng việc ước đoán từ phương trình hồi quy có thể chưa đánh giá một cách
chính xác giá trị năng lượng thô của nguyên liệ u thức ăn do ảnh hưởng nguồn gốc
của các nguyên liệu là khác nhau , vì thế thiết bị đo giá trị năng lượng thô ra đời sử
dụng phương pháp được lập trình sẵn để xác định giá trị năng lượng thô của nguyên
liệu thức ăn được xác nhận là phương pháp xác định có độ chính xác cao, phù hợp
với thực tiễn . Nhằm xác định giá trị năng lượng thô của một số loại nguyên liệu
thức ăn, lập cơ sở dữ liệu, so sánh các giá trị năng lượng từ đó từng bước lập công
thức tính toán năng lượng cho từng loại nguyên liệu thức ăn, cùng với sự hướng dẫn
tận tình của TS. Dương Duy Đồng và Ths. Lê Minh Hồng Anh, chúng tôi tiến hành

1


đề tài : “SO SÁNH CÁC GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CỦA MỘT SỐ LOẠI
NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN PHỔ BIẾN DỰA TRÊN HỆ THỐNG TÍNH
TOÁN TỪ NRC (MỸ), INRA (PHÁP) VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG
PHƯƠNG TRÌNH HỒI QUY ĐỂ TÍNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THÔ CHO
BẮP, CÁM GẠO VÀ KHOAI MÌ” .
1.2 Mục đích và yêu cầu

1.2.1 Mục đích
Kiểm tra sự sai khác kết quả phân tích nă ng lượng trên máy C200 Calorimeter
system và từ 2 hệ thống tính toán năng lượng từ NRC và INRA.
Lập phương trình hồi quy để tính năng lượng cho một số nguyên liệu thức ăn
cung năng lượng phổ biến như: bắp, cám gạo, khoai mì.
1.2.2 Yêu cầu
Phân tích hóa học các mẫu nguyên liệu với 4 chỉ tiêu: protein thô, béo thô, xơ
thô, khoáng tổng số.
Phân tích giá trị năng lượng thô các mẫu nguyên liệu trên máy C 200
Calorimeter system.
Lập phương trình hồi quy tính giá trị năng lượng cho các nguyên liệu thức ăn:
bắp, cám gạo, khoai mì.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về trao đổi năng lượng
2.1.1 Khái niệm năng lượng
Năng lượng là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh ra công của vật
chất (Từ điển tiếng Việt, 1998). Thuật ngữ này không áp dụng trực tiếp trong dinh
dưỡng gia súc. Đối với dinh dưỡng gia súc, năng lượng chính là nhiệt lượng sản
sinh ra trong quá trình đốt cháy các hợp chất hữu cơ và biểu thị bằng calori. Calori
(cal) là lượng nhiệt cần thiết để làm nóng 1 g nước từ 16,50C đến 17,50C. Calori có
các bội số là kilocalori (kcal = 1.000 cal) và megacalori (Mcal = 1.000 kcal). Joule
(J) cũng là đơn vị biểu thị năng lượng và hiện nay đang được nhiều nước sử dụng.
Có thể chuyển đổi calori sang joule, 1 cal = 4,184 J (National Research Council,
1998).
2.1.2 Chuyển hóa năng lượng

Năng lượng các chất hữu cơ của thức ăn được chuyển hóa trong cơ thể gia súc
theo sơ đồ 2.1

3


Năng lượng thức ăn (Năng lượng thô)
Năng lượng tiêu hóa

Năng lượng phân

Năng lượng trao đổi

Năng lượng nước tiểu

Năng lượng thuần

Sinh nhiệt

Năng lượng sản phẩm
(Tích lũy trong thịt, trứng, sữa…)

Năng lượngduy trì Tổng nhiệt năng

Sơ đồ 2.1 Chuyển hóa năng lượng của thức ăn trong cơ thể gia súc (McDonald et al.,
1995)
2.1.2.1 Năng lượng thô (Gross Energy - GE)
Năng lượng hóa học có trong thức ăn chuyển đổi thành nhiệt năng nhờ quá
trình đốt cháy với ôxy. Nhiệt lượng sản sinh ra do đốt cháy hoàn toàn một đơn vị
khối lượng thức ăn gọi là năng lượng thô.

Năng lượng thô được xác định bằng máy đo năng lượng (Bomb calorimeter).
Giá trị năng lượng thô của một số chất dinh dưỡng và thức ăn như sau (MJ/kg chất
khô):

4


Bảng 2.1 Giá trị năng lượng thô của một số chất dinh dưỡng và thức ăn
Năng lượng thô
(MJ/kg)
Các tinh chất

Sản phẩm lên men

Mô cơ thể
Thức ăn

Glucoz

15,6

Tinh bột

17,7

Xeluloz

17,5

Mỡ

38,5

Dầu

39,0

Axit axetic

14,6

Butyric

24,9

Lactic

15,2

Mêtan

55,0

nạc

23,6

Mỡ

39,3

Hạt ngô

18,5

Rơm

18,5

Cỏ khô

18,9

Sữa (4% mỡ)

24,9
(nguồn : (McDonald et al., 1995)

Xác định năng lượng thô của các chất hữu cơ thông qua khả năng oxy hóa của
chúng và biểu thị tỷ lệ cacbon và hydro so với ôxy. Tất cả hydrat cacbon có tỷ lệ
này như nhau nên giá trị năng lượng thô xấp xỉ 17,5 MJ/kg. Mỡ trung tính có hàm
lượng ôxy thấp rất nhiều so với cacbon và hydro nên giá trị năng lượng thô cao hơn
nhiều (39 MJ/kg) so với hydrat cacbon. Năng lượng thô của từng axit béo khác
nhau do số chuỗi cacbon; chuỗi cacbon càng ngắn (các axit béo bay hơi) thì năng
lượng thô càng thấp. Protein có giá trị năng lượng thô cao hơn hydrat cacbon vì có
chứa yếu tố ôxy hóa, N và S. Mêtan có giá trị năng lượng thô cao vì chỉ có cacbon
và hydro. Như vậy, thức ăn chứa nhiều mỡ và dầu thực vật thì năng lượng thô cao

5

còn thức ăn chứa nhiều tinh bột thì năng lượng thấp hơn. Hầu hết các loại thức ăn
thông thường có giá trị năng lượng thô khoảng 18,5 MJ/kg (4400 kcal) (National
Research Council, 1998).
2.1.2.2 Năng lượng tiêu hóa (Digestible Energy - DE)
Năng lượng tiêu hóa là năng lượng của tổng các chất hữu cơ tiêu hóa. Năng
lượng tiêu hóa cũng có thể tính bằng phần còn lại sau khi đem năng lượng thô của
thức ăn ăn vào trừ đi năng lượng thô của phân thải ra. Năng lượng thô của phân (gọi
tắt là năng lượng phân -Faecal Energy - FE) có thể chiếm 20-60% năng lượng thô
ăn vào. Ví dụ, một con heo ăn vào 1,67 kg thức ăn khô và 1kg chứa 18,5 MJ GE.
Tổng năng lượng thô ăn vào là 30,9 MJ/ngày và thải 0,45 kg phân (18,5 MJ/kg)
tương ứng với 8,3 MJ/ngày. Vậy, tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của khẩu phần là 73,1%
{(30,9-8,3)/30,9}và năng lượng tiêu hóa của khẩu phần sẽ là 0,731 x 18,5 = 13,5
MJ/kg.
Do cách tính toán trên mà giá trị năng lượng tiêu hóa thấp hơn giá trị thật vì
trong phân có chứa các chất trao đổi không có nguồn gốc từ thức ăn. Tuy nhiên, để
xác định lượng chất trao đổi có trong phân là rất khó khăn.
Năng lượng tiêu hóa phụ thuộc vào tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của gia súc tức
là năng lượng mất qua phân. Mất năng lượng qua phân phụ thuộc gia súc, loại thức
ăn... và nằm trong khoảng 10-80% hoặc cao hơn đối với thức ăn chất lượng thấp.
Nói chung, nuôi gia súc với các khẩu phần truyền thống thì giá trị DE= 0,6 - 0,83,
trung bình là 0,7GE (với gia súc dạ dày đơn), và 0,4-0,6GE, trung bình 0,5GE (với
gia súc nhai lại) (National Research Council, 1998).
2.1.2.3 Năng lượng trao đổi (Metabolizable Energy - ME)
Gia súc mất dần chất dinh dưỡng ăn vào thông qua quá trình tiêu hóa và trao
đổi chất. Mất mát qua nước tiểu và khí mêtan là phần mất do quá trình tiêu hóa và
trao đổi chất. Năng lượng trao đổi là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng
lượng tiêu hóa trừ đi năng lượng chứa trong nước tiểu (Urinary Energy-UE) và

6

trong khi tiêu hóa (Methan), chiếm 40-70% năng lượng thô của khẩu phần, nó được
dùng vào những phản ứng chuyển hóa của tế bào.
Năng lượng nước tiểu chính là năng lượng của những hợp chất chứa nitơ của
thức ăn mà không được ôxy hóa hoàn toàn như là urê, axit lippuric, creatinine,
allantoin và trong các chất không chứa N như glucoronat và axit xitric. Thực tế,
năng lượng mất qua nước tiểu khoảng 3% năng lượng ăn vào hoặc 12-35 kcal/g N
bài tiết ở nước tiểu gia súc nhai lại. Khí tiêu hóa là khí sinh ra trong quá trình lên
men vi sinh vật trong đường tiêu hóa, đặc biệt trong dạ cỏ. Khí này gồm: CO 2 , CH 4 ,
O 2 , H 2 và H 2 S. Metan (CH 4 ) chiếm 40% tổng số khí. Năng lượng mất mát qua khí
tiêu hóa ở dạ cỏ chủ yếu là khí mêtan. Mêtan liên quan chặt chẽ lượng ăn vào và
năng lượng mất qua khí mêtan chiếm 7-9% năng lượng thô ăn vào (11-13% năng
lượng tiêu hóa). Nuôi gia súc với các mức ăn cao hơn thì năng lượng mất qua khí
giảm 6-7%. Ở heo 0,3% năng lượng mất qua khí mêtan. Khí mêtan sản sinh ra phụ
thuộc vào lượng gluxit khẩu phần, tuổi của động vật và mức nuôi dưỡng. Swiftt và
cộng sự (1945) đưa ra công thức tính lượng mêtan sinh ra như sau:
CH 4 = 17,68 + 4,01 X (ở bò); = 9,80 + 2,41 X (ở cừu)
(CH 4 tính bằng g và X là lượng gluxit tiêu hóa của khẩu phần tính bằng g).
Để xác định lượng khí mêtan sản sinh thì gia súc được nuôi trong thiết bị
chuyên dụng là Metabolism cage có thiết bị thu phân, nước tiểu và khí. Trong
trường hợp không có thiết bị này thì năng lượng mất qua khí mêtan được tính
khoảng 8% năng lượng thô ăn vào đối với gia súc nhai lại.
Tính tổng thể lượng mất mát qua nước tiểu và khí mêtan ở gia súc nhai lại là
18% của năng lượng tiêu hóa và 5% đối với heo. Vì vậy, năng lượng trao đổi có thể
tính bằng ME = 0,82DE đối với gia súc nhai lại và ME = 0,95DE đối với heo.
Đối với gia cầm, xác định năng lượng trao đổi dễ hơn năng lượng tiêu hóa.
Sibbald (1976) đề nghị sử dụng phương pháp xác định năng lượng trao đổi nhanh
như sau: cho gà nhịn đói cho đến khi hết thức ăn trong đường tiêu hóa, sau đó bắt
gà ăn thức ăn thí nghiệm và thu chất thải, đồng thời thu chất thải ở gà nuôi đói để

xác định lượng nội sinh.

7


Công thức tính giá trị năng lượng trao đổi đối với gia cầm khi làm thí nghiệm:
ME (kcal/g thức ăn) = (E x X) - (Yef -Yec)/X;
trong đó
E là năng lượng thô thức ăn
Yef là năng lượng thải ra khi gia cầm ăn thức ăn
Yec là năng lượng thải ra khi gia cầm bị bỏ đói và X là khối lượng thức ăn.
• Yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng trao đổi
Giá trị năng lượng trao đổi của một số loại thức ăn ở bảng 2.2 cho thấy năng
lượng mất qua phân lớn hơn qua nước tiểu và khí mêtan. Do đó, yếu tố quan trọng
nhất ảnh hưởng đến năng lượng trao đổi là khả năng tiêu hóa.
Khả năng tiêu hóa lại phụ thuộc vào không những gia súc mà cả thức ăn; vì
vậy, năng lượng trao đổi rất khác nhau giữa các loại thức ăn và gia súc. Quá trình
lên men ở dạ cỏ và ruột già cũng ảnh hưởng đến năng lượng mất qua khí metan. Nói
chung, mất mát năng lượng qua khí tiêu hóa ở gia súc nhai lại cao hơn nhiều gia súc
dạ dày đơn. Điều đó có nghĩa là năng lượng trao đổi của cùng loại khẩu phần hay
cùng loại thức ăn ở gia súc dạ dày đơn cao hơn gia súc nhai lại. Giá trị năng lượng
trao đổi còn phụ thuộc vào axit amin của thức ăn tổng hợp nên protein cơ thể và N
thải qua nước tiểu. Vì vậy, giá trị năng lượng trao đổi được điều chỉnh bằng cách cứ
1g N tích lũy cộng thêm 28 kJ (ở heo), 31 kJ (ở gia súc nhai lại) hoặc 34 kJ (ở gia
cầm).
Chế biến thức ăn cũng có ảnh hưởng đến năng lượng trao đổi. Đối với gia súc
nhai lại, nghiền và vo viên thức ăn thô làm tăng mất mát năng lượng qua phân,
nhưng có thể làm giảm khí mêtan sản sinh. Đối với gia cầm, thức ăn hạt nghiền
cũng làm ảnh hưởng đến năng lượng trao đổi.
Mức nuôi dưỡng (feeding level) cũng ảnh hưởng đến năng lượng trao đổi.

Tăng mức nuôi dưỡng cho gia súc nhai lại làm giảm tỷ lệ tiêu hóa năng lượng, vì
vậy giảm giá trị năng lượng trao đổi. Nghiền mịn cỏ và trộn cỏ với thức ăn tinh là
giảm năng lượng trao đổi do làm tăng mức nuôi dưỡng.

8


Bảng 2.2 Giá trị năng lượng trao đổi của một số loại thức ăn (MJ/kg)
Thức ăn

Năng lượng

Năng lượng mất qua (MJ/kg)

Năng lượng trao đổi

thô (MJ/kg)

(MJ/kg)
Phân

Nước tiểu

Khí

Ngô

18,9

2,2

16,7

Mì

18,1

2,8

15,3

Ngô

18,9

1,6

0,4

16,9

Yến mạch

19,4

5,5

0,6

13,3

Lúa mạch

17,5

2,8

0,5

14,2

Khô dầu dừa

19,0

6,4

2,6

10,0

Ngô

18,9

2,8

0,8

1,3

14,0

Cám mì

19,0

6,0

1,0

1,4

10,6

(nguồn : (McDonald et al., 1995)
2.1.2.4 Năng lượng nhiệt hay sinh nhiệt (Heat Increment-HI)
Năng lượng nhiệt là lượng nhiệt tăng lên sau khi cho gia súc ăn. HI bao gồm
nhiệt lượng sản sinh ra do quá trình lên men, tiêu hóa, hấp thu, hình thành sản
phẩm, hình thành và bài tiết chất thải. Gia súc cần năng lượng do ôxy hóa dinh
dưỡng để đảm bảo các hoạt động ăn bao gồm: nhai, nuốt và tiết nước bọt; gia súc
nhai lại ăn nhiều xơ thì năng lượng tiêu tốn 3-6% năng lượng trao đổi ăn vào. Hoạt
động nhai lại cũng tạo ra nhiệt lượng do quá trình hoạt động của vi sinh vật dạ cỏ,
lượng nhiệt này khoảng 7-8% năng lựong trao đổi (National Research Council,
1998).
Nói chung, HI của thức ăn phụ thuộc vào bản chất của nó, loại gia súc và tiến
trình mà gia súc sử dụng. Năng lượng nhiệt còn phụ thuộc vào môi trường, thành
phần dinh dưỡng khẩu phần và thức ăn sinh lý của con vật. Con vật sống trong môi
trường lạnh (dưới nhiệt độ tới hạn), nhiệt sản xuất trong quá trình chuyển hóa phải
tăng lên để giữ ấm cho cơ thể (duy trì thân nhiệt ổn định).

9


Ở gia súc nhai lại, thay đổi thành phần khẩu phần làm thay đổi axit béo bay
hơi (VFA) trong dạ cỏ làm thay đổi HI. Những công trình của Holter và cộng sự
(1970) trên bò sữa xác nhận rằng HI của axêtat cao hơn của propionat và butyrat.
Hỗn hợp VFA cỏ tỷ lệ axetat thấp sẽ có HI thấp.
Bảng 2.3 Giá trị năng lượng nhiệt của thành phần thức ăn trên bò và cừu (MJ/kg)
Bò

Cừu

Axetat

40

41

Propionat

18

14

Butyrat

18

14

Hỗn hợp 52:31:17

32

-

Hỗn hợp 50:30:20

-

17
(nguồn : Holter và cộng sự, 1970)

Mức nuôi dưỡng cũng làm biến đổi HI. Ở mức duy trì, hiệu suất sử dụng năng
lượng trao đổi ở bò và cừu là 60%, còn nếu nuôi ở chế độ gấp 2 lần mức duy trì
hiệu suất sử dụng ME giảm còn 30% (do tăng HI), nguyên nhân là axetat tăng từ
40-70% trong hỗn hợp VFA. Nói chung, những khẩu phần làm tăng axetat thì cũng
làm tăng HI và làm giảm hiệu xuất sử dụng ME khẩu phần.
2.1.2.5 Năng lượng thuần (Net Energy - NE)
Năng lượng thuần (năng lượng tích lũy) là phần còn lại của năng lượng trao
đổi (ME) trừ đi năng lượng nhiệt (HI), NE = ME - HI. Năng lượng thuần bao gồm
năng lượng trao đổi dùng cho duy trì các chức năng của cơ thể (MEm) và năng
lượng tạo nên các sản phẩm (MEp) như thịt, trứng, sữa, lông, len… Năng lượng
thuần là phần năng lượng hữu ích cuối cùng trong quá trình chuyển hóa năng lượng
của thức ăn trong cơ thể gia súc (National Research Council, 1998).
2.1.2.6 Tổng sinh nhiệt (Total Heat Production - THP)
Tổng sinh nhiệt là năng lượng cơ thể thoát ra dưới dạng nhiệt. Đây là sự mất
mát năng lượng lớn nhất. HP có từ nhiều nguồn: trao đổi cơ bản- duy trì hoạt động
cần thiết như hô hấp, tuần hoàn, hoạt động của tế bào… tiêu hóa và hấp thu thức ăn;

10


lên men; hình thành và bài tiết chất thải; nhiệt sinh ra từ các hoạt động cơ học như
đi, đứng, nằm (National Research Council, 1998)
Bảng 2.4 Tiêu tốn năng lượng cho các hoạt động cơ học ở gia súc nhai lại
Hoạt động

Tiêu tốn năng
lượng/kg khối lượng

Đứng

2,39 kcal

Nằm xuống và đứng lên

0,06 kcal

Đi

0,62 kcal/km

Ăn

0,60 kcal/giờ
(nguồn : Holter và cộng sự, 1970)

2.1.3 Giới thiệu về hệ thống ước tính năng lượng và biểu thị giá trị năng lượng

Có hai bước quan trọng để lập một khẩu phần ăn cho gia súc: thứ nhất là xác
định nhu cầu dinh dưỡng và thứ hai là chọn lựa nguồn thức ăn. Cân đối giữa cầu và
cung được thiết lập đối với từng chất dinh dưỡng; mà chất dinh dưỡng đầu tiên
được quan tâm là năng lượng. Bởi vì hầu hết các chất có trong thức ăn đều chứa
năng lượng.Vì vậy, giá trị dinh dưỡng của một loại thức ăn cao hay thấp tùy thuộc
vào giá trị năng lượng của loại thức ăn đó. Tuy nhiên, sử dụng dạng năng lượng gì
để làm cơ sở so sánh giá trị của các loại thức ăn với nhau là điều cần đề cập. Đầu
thế kỷ XIX, Von Thaer (Đức) đã sử dụng đơn vị “cỏ khô” (năng lượng thô) đến đầu
thế kỷ XX Kellner (Đức) sử dụng năng lượng thuần (đơn vị tinh bột); năm 1965,
Schiemann và cộng sự phát triển hệ thống năng lượng trao đổi để đánh giá giá trị
dinh dưỡng của thức ăn. Sau đây là một số hệ thống ước tính giá trị năng lượng của
thức ăn đã và đang sử dụng trên thế giới.

11


2.1.3.1 Hệ thống tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa (Total Digestible Nutrients
-TDN)
TDN được xác định thông qua thí nghiệm tiêu hóa và là tổng của protein thô
tiêu hóa (DCP), xơ thô tiêu hóa (DCF), dẫn xuất không chứa nitơ tiêu hóa (DNFE)
và mỡ thô tiêu hóa (DEE) x 2,25.
TDN = DCP + DCF + DN FE + DEE x 2,25
Hệ số 2,25 là bội số năng lượng thô khi ôxy hóa axit béo cao hơn protein và
hyđrat cacbon.
Trong thực tế, TDN nằm giữa giá trị của DE và ME. TDN có thể chuyển đổi
sang DE bằng cách: 1 kg TDN = 18,4 MJ hay 4,4 Mcal DE. DE hoặc TDN có ưu
điểm là dễ đo lường nhưng lại không liên quan đến toàn bộ sự mất mát năng lượng
thức ăn.
Trong hệ thống này, người ta chấp nhận rằng năng lượng trao đổi được sử
dụng với hiệu suất 76% cho duy trì, 69% cho tiết sữa và 58% cho sinh trưởng và vỗ

béo (Forbes, 1963) cho dù thức ăn thuộc loại nào (tinh hay thô).
Ở hệ thống này, giá trị năng lượng thức ăn thô ước tính cao hơn thực tế, trước
hết đối với sinh trưởng và vỗ béo; trong khi đó, giá trị ước tính đối với thức ăn tinh
lại thấp hơn. Tuy nhiên, sai số sẽ không lớn lắm nếu khẩu phần nhiều thức ăn tinh
(điều này là bình thường ở Mỹ).
Nhược điểm cơ bản của TDN hay DE là ước tính giá trị năng lượng của thức
ăn nhiều xơ (rơm rạ, cỏ khô...) cao hơn thực tế so với thức ăn ít xơ và thức ăn hạt
đối với gia súc nhai lại (National Research Council, 1998).
2.1.3.2 Hệ thống đương lượng tinh bột (Starch Equivalent System – SES,
ĐLTB)
Hệ thống này do Kellner đưa ra từ 1905 dựa trên giá trị năng lượng thuần của
các chất dinh dưỡng tiêu hóa chứa trong thức ăn và trên số lượng mỡ tích lũy ở bò
đực thiến vỗ béo. Như vậy, giá trị năng lượng thức ăn được xác định theo dạng năng
lượng thuần (NE) theo công thức:

12


NE (kcal/kg) = 2,24 DCP + (4,5 - 5,70) DEE + 2,36 DCF + 2,36 DNFE
Các chất dinh dưỡng tiêu hóa tính bằng g/kg. Từ NE đổi ra ĐLTB theo công
thức: ĐLTB = NE/ 2360; 2360 là giá trị NE (kcal) của một kg tinh bột. Hay có thể
tính ĐLTB theo công thức: ĐLTB = 0,94 DCP + (1,92 - 2,41) DEE + DCF + DNFE
Kellner phải đưa ra giá trị hiệu chỉnh đối với những giá trị tính được với
những kết quả khảo sát thực nghiệm. Đối với thức ăn tinh, Kellner dùng hiệu số
chỉnh gọi là tỷ suất thực. Ví dụ, tỷ suất thực của hạt ngũ cốc là 0,95 và của tấm là
0,75. Đối với thức ăn thô, Kellner hiệu chỉnh theo hàm lượng xơ thô của thức ăn.
Hệ thống đương lượng tinh bột còn được sử dụng rộng rãi cho đến năm 1976 ở
Đức, Anh, Hà lan, Thụy Sỹ và một số nước Đông Âu.
2.1.3.3 Hệ thống EF của Đức
Hệ thống này do Schieman, Nerhing, Hoffman và Jentsch nghiên cứu từ 19671971 dựa trên cùng một ý tưởng như hệ thống đương lượng tinh bột của Kellner.

Năng lượng thuần của thức ăn được tính theo công thức:
NEF = 1,71 DCP + 7,52 DEE + 2,01 DCF + 2,01 DN FE + Δ
Trong đó, Δ (hiệu chỉnh) được xác định theo hàm lượng mono hay disaccarit và
theo tỷ lệ tiêu hóa của thức ăn hay khẩu phần (Δ = 1 nếu TLTH = 80 đến 67%, Δ =
0,82 nếu TLTH = 51 đến 50%). Giá trị năng lượng tiêu hóa biểu thị bằng đơn vị
thức ăn (1 đơn vị thức ăn = 2,5 kcal NEF).

2.1.3.4 Hệ thống đơn vị thức ăn của Pháp
Đơn vị thức ăn của Leroy
Leroy đề nghị xác định ME thức ăn theo TDN của thức ăn đó. Cứ 1g TDN có
giá trị ME là 3,65kcal (gia súc nhai lại) và 4,1kcal (heo).
ME = TDN x k (k = 3,65kcal (gia súc nhai lại) ; 4,1kcal (heo) )

13