Nghiên cứu gíá trị dinh dưỡng của thức ăn bổ sung dạng khô từ phụ phẩm tôm lên men cho gia súc nhai lại

Bảng Nội dung TrangBảng 1.1: Tỷ lệ phụ phẩm thuỷ hải sản so với nguyên liệu % 16Bảng 1.2: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một số loại thức ăn có nguồn gốc thuỷ hải sản % VCK 17 Bảng

đại học thái nguyên trường đại học nông lâm

đoàn cảnh hữu

nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của thức ăn bổ sunng dạng khô từ phụ phẩm tôm

lên men cho gia súc nhai lại

luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và ch−a từng sử dụng và công bố trong bất cứ tài liệu nào

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đ−ợc chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả

Đoàn Cảnh Hữu

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy: TS Trần Tố - Phó trưởng Khoa Sau đại học - Trường Đại Học Nông lâm - Thái Nguyên; TS Vũ Chí Cương - Phó viện trưởng - Viện chăn nuôi Tôi xin mãi mãi biết ơn sâu sắc sự dạy bảo này

Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Lê Văn Liễn, TS Đinh Văn Tuyền, KS Phạm Bảo Duy, KS Nguyễn Thiện Trường Giang và các cán bộ khoa học trong bộ môn Nghiên Cứu Bò, Trạm nghiên cứu và thử nghiệm thức ăn gia súc, Phòng phân tích thức

ăn và sản phẩm chăn nuôi - Viện chăn nuôi đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh đạo Trường Đại Học Nông lâm - Thái Nguyên, Khoa Sau Đại Học và toàn thể các thầy, cô giáo đã giúp đỡ và dạy bảo tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp luôn ở bên tôi, luôn giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại Học Nông lâm Thái Nguyên và thời gian thực tập tại Viện Chăn nuôi!

Thái Nguyên, ngày 8 tháng 02 năm 2007

Học Viên

Đoàn Cảnh Hữu

Mục Nội dung Trang

1.1.1 Khu hệ vi sinh vật dạ cỏ và vai trò của chúng 3 1.1.2 Đặc điểm tiêu hoá ở dạ cỏ của gia súc nhai lại 7 1.1.2.1 Chuyển hoá Protein và Nitơ - phi protein trong dạ cỏ 7 1.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ phân giải protein 11 1.1.2.3 Phân giải và chuyển hoá Hydratcacbon trong dạ cỏ 13 1.1.3 Phụ phẩm thuỷ hải sản và đặc điểm dinh dưỡng của nó 15 1.1.3.1 Tiềm năng nguồn phụ phẩm thuỷ hải sản 15 1.1.3.2 Thành phần dinh dưỡng trong phụ phẩm thuỷ hải sản 17 1.1.3.3 Thành phần chitin trong phụ phẩm tôm và đặc điểm cấu tạo 19 1.1.3.4 Lên men phụ phẩm thuỷ hải sản làm thức ăn chăn nuôi 20 1.1.4 Một số phương pháp nghiên cứu đánh giá giá trị dinh dưỡng

thức ăn cho gia súc nhai lại

1.1.4.3 Độ hoà tan nitơ in vitro (in vitro nitrogen solubility) 27

1.1.4.4 Phương pháp sinh khí in vitro (in vitro gas production

technique)

28

(Protein tiêu hoá ở ruột) đánh giá giá trị protein của thức ăn cho gia súc áp dụng ở Việt Nam

1.2 Tình hình nghiên cứu đánh giá và sử dụng các nguồn

phụ phẩm làm thức ăn chăn nuôi ở trong và ngoài nước

3.1 Kết quả thí nghiệm chế biến thức ăn bổ sung dạng khô

cho gia súc nhai lại từ phụ phẩm đầu tôm lên men

43

3.1.1 Thí nghiệm 1: ảnh hưởng của tỷ lệ bột sắn và nhiệt độ

không khí tới thời gian phơi khô thức ăn

43

3.2 KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc cña thøc ¨n chÕ

biÕn tõ ®Çu t«m lªn men

kh« tõ ®Çu t«m b»ng ph−¬ng ph¸p in vivo

59

3.4.1 Tû lÖ tiªu ho¸ in vivo cña thøc ¨n Cá Voi - TSLB

2 B trªn cõu 60 3.4.2 Tû lÖ tiªu ho¸ in vivo cña thøc ¨n D©y Lang - §TRSL trªn cõu 61 3.4.3 Gi¸ trÞ n¨ng l−îng −íc tÝnh cña thøc ¨n chÕ biÕn d¹ng kh«

Bảng Nội dung Trang

Bảng 1.1: Tỷ lệ phụ phẩm thuỷ hải sản so với nguyên liệu (%) 16Bảng 1.2: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một số loại thức ăn có

nguồn gốc thuỷ hải sản (% VCK)

17

Bảng 1.3: Hàm lượng axít amin trong một số loại phụ phẩm thuỷ hải

sản sử dụng làm thức ăn chăn nuôi (g/kg thức ăn ở dạng sử dụng)

với bột sắn theo tỷ lệ pha trộn, thời gian và nhiệt độ phơi (g)

43

Bảng 3.2: Sự biến đổi khối lượng thức ăn chế biến từ đầu tôm lên men

với sắn lát theo tỷ lệ pha trộn, thời gian và nhiệt độ phơi (g)

45

Bảng 3.3: Thành phần hoá học thức ăn chế biến từ đầu tôm lên men

(%VCK)

48

Bảng 3.4: Tỷ lệ phân giải VCK của thức ăn chế biến có đầu tôm sau

các khoảng thời gian lưu mẫu dạ cỏ (%)

Danh mục các sơ đồ, đồ thị

Tên Nội dung Trang

Sơ đồ 1.1: Tiêu hoá và trao đổi nitơ trong dạ cỏ 8 Sơ đồ 1.2: Tóm tắt quá trình chuyển hoá hydratcacbon trong dạ cỏ 14

Đồ thị 3.1: Tỷ lệ phân giải VCK của thức ăn chế biến có đầu tôm 49

Đồ thị 3.2: Tỷ lệ phân giải protein của thức ăn chế biến có đầu tôm 53

Đồ thị 3.3: Tỷ lệ phân giải chitin của thức ăn chế biến có đầu tôm 57

CP Crude protein (Protein thô)

DE Digestible Energy (Năng l−ợng tiêu hoá)

DM Dry matter ( Vật chất khô)

ME Metabolisable Energy (Năng l−ợng trao đổi)

NDF Neutral Detergent Fibre (Xơ trung tính)

NE Net Energy (Năng l−ợng thuần)

NHB

3 B Amoniac

NPN Nitơ - phi protein

OM Organic matter (Chất hữu cơ)

®−îc tiªu ho¸ ë ruét)

PDIE ProtÐines digestibles dans iP

’

activitÐ des microorganismes du rumen (Protein tiªu ho¸ ë ruét khi n¨ng l−îng lµ yÕu tè h¹n chÕ sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt d¹ cá)

PDIN ProtÐines digestibles dans iP

mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành chăn nuôi nước ta trong những năm gần đây đã có những bước phát triển mạnh, xu hướng chăn nuôi trâu bò thịt ngày càng tăng và việc đáp ứng đủ thức ăn về số lượng và chất lượng cho vật nuôi là yếu tố quan trọng hàng đầu góp phần phát triển chăn nuôi nói chung và chăn nuôi gia súc nhai lại nói riêng Năng suất vật nuôi có thể nâng cao nhờ sử dụng có hiệu quả các nguồn phụ phẩm nông nghiệp (Lê Văn Liễn, Nguyễn Hữu Tào, 2004) [15] Vì vậy, để có nền chăn nuôi bền vững thì việc sử dụng công nghệ chế biến phụ phẩm nông nghiệp và thuỷ hải sản nhằm nâng cao giá trị sử dụng là hết sức quan trọng Công nghệ chế biến bảo quản còn là biện pháp tận thu phế phụ phẩm nông nghiệp và thuỷ hải sản cũng như hạn chế ô nhiễm môi trường do

sự phân huỷ tự do của chúng (Lê Văn Liễn, Nguyễn Hữu Tào, 2004) [15]

Nghiên cứu, chế biến và sử dụng phụ phẩm thuỷ hải sản như: đầu, vỏ tôm, xương, vây, ruột cá nhỏ… làm thức ăn cho gia súc nhai lại đã được các tác giả ở nhiều nước quan tâm vào những năm gần đây (Kjos, 1994 [63]; Evers và Caroll,

1998 [45]; Cobos và cộng sự, 2005 [38]) Hướng nghiên cứu của các tác giả này

là tập trung vào đánh giá khả năng tiêu hoá thức ăn chứa phụ phẩm thuỷ hải sản

đã lên men (cua, cá) trong dạ dày gia súc nhai lại, đồng thời xác định ảnh hưởng của loại thức ăn này đến năng suất thịt, sữa của bò, cừu Kết quả nghiên cứu đã cho thấy phụ phẩm thuỷ hải sản chứa nhiều chitin (trong tôm, cua) là nguồn thức

ăn protein quan trọng thích hợp với gia súc nhai lại

ở nước ta, các phụ phẩm động vật và thuỷ hải sản đã được nghiên cứu và

bổ sung cho vật nuôi đạt được kết quả cao như các loại bột xương, bột máu, bột cá, bột đầu tôm… Tuy nhiên, ở loài gia súc nhai lại thì việc nghiên cứu bổ sung phụ phẩm giàu protein trong khẩu phần còn hạn chế, đặc biệt là các phụ phẩm thuỷ hải sản (chủ yếu là: cá, tôm…) đặc biệt trong phụ phẩm tôm có chitin - một chất đa đường có chứa nitơ, chất này chiếm khoảng 14 - 19% vật

chất khô (Watkins và cộng sư, 1982 [115]; Nicholson và cộng sự, 1996 [79]; Ngoan L D và cộng sự, 2000 [78]) ở gia súc nhai lại, nhờ có hệ vi sinh vật phong phú trong dạ cỏ có thể tiêu hoá chitin, biến chitin thành nguồn nitơ và năng lượng cho chúng

Phụ phẩm tôm bao gồm phần đầu, càng, vỏ và phần tôm vụn nát còn lại sau khi tôm được chế biến Nước ta có bờ biển dài, nhiều sông ngòi, đầm, hồ nên hàng năm sản lượng tôm khai thác và nuôi trồng được là rất lớn, dẫn đến lượng phụ phẩm tôm có thể dùng cho nhăn nuôi ngày một tăng cao Phụ phẩm tôm có hàm lượng protein cao (33 - 35%), ẩm ướt và dễ bị phân huỷ tự do gây

ô nhiễm môi trường và làm lãng phí nguồn phụ phẩm này trong chăn nuôi

Như vậy, việc nghiên cứu khả năng sử dụng phụ phẩm thuỷ hải sản cho loài nhai lại là cần thiết, nên chúng tôi tiến hành đề tài :

" Nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của thức ăn bổ sung dạng khô từ phụ phẩm tôm lên men cho gia súc nhai lại "

2 Mục đích của đề tài

- Tìm phương pháp chế biến phụ phẩm đầu tôm lên men làm thức ăn cho gia súc có hiệu quả

- Đánh giá khẳ năng phân giải, xác định tỷ lệ tiêu hoá thức ăn chế biến

Chương 1 tổng quan tài liệu

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1 Khu hệ vi sinh vật dạ cỏ và vai trò của chúng

Đặc điểm nổi bật của bộ máy tiêu hoá ở gia súc nhai lại là có những xoang phình lớn, tại đây có các điều kiện môi trường thuận lợi cho hệ vi sinh vật (VSV) phát triển lên men phân giải hydratcacbon, các dạng nitơ

đơn giản và các hợp chất hữu cơ khác Sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men tại đây là các axít béo bay hơi (VFA) như: axít axetic, axít propionic, axít butyric…), mêtan (CHB 4 B), cacbonic (COB 2 B), amoniac (NHB 3 B) và các Adenozin Triphotphat (ATP) - là chất mang năng lượng cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của VSV

Gia súc nhai lại có thể tiêu hoá một khối lượng lớn xenluloza, hemixenluloza và các dạng nitơ đơn giản nhờ cấu tạo đặc biệt của cơ quan tiêu hoá Dạ dày của gia súc nhai lại gồm 3 túi ở phía trước: dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách - chúng được gọi là dạ dày trước và một túi nằm ở phía sau là dạ múi khế

- chức năng tiêu hoá của phần này giống như ở động vật dạ dày đơn Phần dạ dày trước thường chiếm khoảng 70 - 75% tổng dung tích của cơ quan tiêu hoá (Theodorou và France, 1996) [110]

Phần dạ dày trước, dạ cỏ là phần có dung tích lớn nhất (khoảng 100 lít ở

bò trưởng thành có khối lượng từ 500 - 600 kg), chiếm hơn 90% dung tích dạ dày trước (Theodorou và France, 1996) [110] Quá trình lên men phân giải thức ăn xảy ra ở dạ cỏ và dạ tổ ong Dạ cỏ có các điều kiện thuận lợi cho hoạt

động của quần thể VSV yếm khí phát triển, các điều kiện này gồm: độ pH dạ

cỏ gần như trung tính (pH = 6 - 7) và tương đối ổn định nhờ tác dụng đệm của muối photphat và bicacbonat của nước bọt (Theodorou và France, 1996) [110], nhiệt độ trong dạ cỏ khá ổn định từ 38 - 420C, môi trường yếm khí

(nồng độ OB

2 B<1%) và nồng độ COB

2 B tới 50 - 70% Thức ăn vào dạ cỏ trở thành nguồn cung cấp chất dinh dưỡng một cách đều đặn để cho VSV phát triển, dịch dạ cỏ có khoảng 85 - 90% nước, thuận lợi cho quá trình lên men VSV, sự nhu động dạ cỏ yếu nên thức ăn lưu lại lâu, các sản phẩm của quá trình lên men luôn được trao đổi qua thành vách dạ cỏ đã tạo ra nồng độ cơ chất thích hợp cho quá trình lên men VSV (Barcroft và cộng sự, 1944) [29] Có tới khoảng 50 - 80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men trong dạ cỏ, phần lớn axít béo bay hơi được hấp thu qua vách dạ cỏ và trở thành nguồn năng lượng chính cho gia súc nhai lại (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22]

Từ các điều kiện thuận lợi trên, VSV dạ cỏ phát triển mạnh về số lượng,

đa dạng về chủng loại Tính từ 1941 là năm Hungate công bố những công trình nghiên cứu đầu tiên về VSV dạ cỏ, đến nay đã có hơn 200 loài VSV dạ

cỏ được mô tả (Theodorou và France, 1996) [110] Hệ VSV dạ cỏ bao gồm 3 nhóm chính: vi khuẩn, nấm, protozoa, ngoài ra còn có mycoplasma, các loại virut và thể thực khuẩn Mycoplasma, virut và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong tiêu hoá xơ Số lượng loài hoặc giống VSV dạ cỏ thường xuyên thay đổi, nó phụ thuộc vào thành phần thức ăn Sự tiêu hoá trong dạ cỏ dựa vào hoạt động phân giải của các loài VSV này

Hydratcacbon vách tế bào thực vật, chúng bao gồm: Ruminococcus

flavefaciens, Ruminococcus albus, Bacteroides succinogenes và một số lượng

ít hơn là Butyrivibro fibrisolvens (Baldwin và Allison, 1983) [28] Trong số

những loài vi khuẩn phân giải protein và sinh NHB 3 B thì Peptostreptococus và

Clostridium có khả năng lớn nhất (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22] Sự phân

giải protein và axít amin để sản sinh ra NHB

3 B dạ cỏ, số l−ợng vi khuẩn trong dạ cỏ của những gia súc

ăn rơm xử lý amoniac lớn hơn những gia súc ăn rơm không xử lý (Silva và Orskov, 1984) [103]

Nấm ( Fungi )

Nấm có mặt trong dạ cỏ của hầu hết các loài gia súc nhai lại và thuộc nhóm hoạt động yếm khí Các nấm kỵ khí mới chỉ đ−ợc phân lập từ dịch dạ cỏ gần đây, mặc dù số l−ợng ít 10P

Neocallimastix frontalis, Piramonas communis và Sphaeromonas communis

(Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22] Mặc dù khả năng xâm nhập vào tế bào thực vật của chúng không bằng vi khuẩn nh−ng nấm lại đóng vai trò quan trọng trong hoạt động tiêu hoá xơ của VSV (Bauchop, 1981) [31]

Nấm là VSV đầu tiên xâm nhập và tiêu hoá thành phần cấu trúc thực vật, làm giảm độ bền chắc của cấu trúc này, do vậy làm tăng sự phá vỡ các mảng thức ăn trong quá trình nhai lại Nấm cũng tiết ra các loại men tiêu hoá xơ, phức hợp men tiêu hoá xơ của nấm dễ hoà tan hơn so với men của vi khuẩn Chính vì thế nấm có khả năng tấn công các tiểu phần thức ăn cứng hơn

và lên men chúng với tốc độ nhanh hơn vi khuẩn (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22] Sự công phá thức ăn của nấm cho phép vi khuẩn bám chắc vào cấu trúc

tế bào và tiếp tục phân giải xenluloza Với khẩu phần nhiều xơ, sinh khối nấm men có thể lên tới 10% tổng sinh khối VSV dạ cỏ

Động vật nguyên sinh (Protozoa)

Số lượng protozoa có thể đạt tới trên 10P

6

con/ml dịch dạ cỏ ở gia súc ăn nhiều xơ và có thể chiếm tới 40% tổng sinh khối VSV trong dịch dạ cỏ Trái lại, khẩu phần có nhiều tinh bột và đường thì mật độ chỉ đạt 400.000 con/ml dịch dạ cỏ Tuy nhiên, vì sao số lượng protozoa thường nhiều hơn yêu cầu cho hoạt động bình thường của dạ cỏ vẫn còn là điều bí ẩn (Van Soest, 1984) [112] Một số loại protozoa cũng có men phân giải xenluloza, nhưng số lượng không nhiều (Coleman, 1988) [40]

Phần chất hữu cơ của xác chết protozoa được tiêu hoá trong dạ cỏ Tuy nhiên, phần đóng góp của chúng vào protein VSV đi xuống dạ múi khế rất nhỏ (Weller và Pilgrim, 1974) [116] Người ta đã biết là: Protzoa ăn vi khuẩn theo phương thức thực bào (Coleman, 1964) [39] và do đó đã làm giảm sinh khối vi khuẩn Nguồn nitơ đáp ứng nhu cầu của chúng là những mảnh protein thức ăn và vi khuẩn, mỗi protozoa có thể thực bào 600 - 700 vi khuẩn trong một giờ ở mật độ vi khuẩn 10P

9

tế bào/ml dịch dạ cỏ (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22] Nếu gia súc ăn khẩu phần nhiều xơ thì có thể cả nấm cũng bị protozoa ăn, do đó tỷ lệ tiêu hoá những khẩu phần này giảm như đã được Romulo (1986) [99] quan sát thấy trên cừu ăn rơm lúa mì không xử lý và rơm lúa mì xử lý amoniac Hơn nữa, việc protozoa ăn vi khuẩn đã làm giảm lượng protein VSV trôi xuống ruột, nên khi loại bỏ protozoa trong dạ cỏ có thể làm tăng khả năng sản xuất của gia súc nhai lại khi cho ăn rơm (Bird và Leng, 1985) [33] Việc loại bỏ protozoa khỏi dạ cỏ làm tăng số lượng vi khuẩn trong dạ cỏ, thí nghiệm cho thấy tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô (VCK) trên cừu tăng lên 18% khi không có protozoa trong dạ cỏ (Preston and Leng, 1987) [96]

Thực ra cho tới nay tác dụng của protozoa đối với tiêu hoá còn chưa rõ, protozoa không có khả năng sử dụng NH3 như vi khuẩn, chúng có mặt tích cực

là xúc tiến tiêu hoá chất xơ và tiêu hoá rất nhanh tinh bột nên góp phần ổn

định dạ cỏ, nhưng chúng cũng có mặt tiêu cực là ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn, do đó làm giảm hiệu quả sử dụng protein nói chung

1.1.2 Đặc điểm tiêu hoá ở dạ cỏ của gia súc nhai lại

Quá trình tiêu hoá ở gia súc nhai lại là sự lên men phân giải thức ăn từ những chất phức tạp, khó hấp thu thành những chất đơn giản và dễ hấp thu nhờ bộ máy tiêu hoá và VSV Khác với động vật dạ dày đơn, loài nhai lại có quá trình tiêu hoá VSV dạ cỏ, nhờ hệ VSV sống cộng sinh trong dạ cỏ mà gia súc nhai lại có khả năng phân giải và tiêu hoá các nguồn thức ăn đa dạng hơn Tiêu hoá thức ăn trong dạ cỏ là một quá trình phức tạp và liên quan đến tác

động qua lại của các quá trình sinh học, lý học và hoá học, chúng phụ thuộc vào vật chủ, loại thức ăn và khu hệ VSV dạ cỏ Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men thức ăn bao gồm: các axít béo bay hơi (VFA), COB

3 B,

COB

2 B, các vitamin…) Chất dinh dưỡng cung cấp cho những gia súc ăn khẩu phần có xơ là các axít béo bay hơi và các thành phần có thể tiêu hoá được của các tế bào VSV

Đặc điểm của tiêu hoá trong dạ cỏ là tiêu hoá yếm khí và tuân theo những quy luật nghiêm ngặt của các phản ứng hoá học, sự thay đổi về nồng độ của bất cứ sản phẩm lên men nào cũng sẽ làm thay đổi cân bằng các sản phẩm khác Tăng tổng hợp tế bào VSV do ảnh hưởng những chất hữu cơ nào đó sẽ làm giảm các sản phẩm khác như các axít béo bay hơi, COB

2 B, CHB

4 B và nhiệt (Blaxter, 1967 [34]; Leng, 1982 [66].)

1.1.2.1 Chuyển hoá Protein và Nitơ - phi protein trong dạ cỏ

Nhờ có sự sống cộng sinh của hệ VSV, ở dạ dày trước của động vật nhai lại không chỉ có quá trình phân giải protein và các hợp chất chứa nitơ để

Protein Protein Peptit

Sơ đồ 1.1: Tiêu hoá và trao đổi nitơ trong dạ cỏ

(Nguồn: Beever, 1996 [32]; Nolan, 1996 [81])

Ghi chú:U Vòng ovan: tế bào vi sinh vật; 1: Thuỷ phân protein do men proteaza của vi khuẩn, protozoa và nấm; 2: Pepit đ−ợc vận chuyển chủ động qua thành tế bào; 3: Phân giải peptit; 4: Khử amin; 5: Tổng hợp protein trong tế bào; 6: Đồng hoá, bài tiết hoặc cân bằng axit amin, amoniac của vi sinh vật; 7: Protein thoát qua; 8: protein vi sinh vật; 9: Dòng peptit, axit amin ngoài tế bào; 10: Dòng amoniac ngoài tế bào; 11: Hấp thu amoniac qua vách dạ cỏ; 12: Dòng urê nội sinh đi qua thành dạ cỏ; 13: Các chất chứa nitơ do tế bào bài tiết và các mảnh tế bào vỡ ra; 14: Protozoa thực bào các protein vi khuẩn

Protein thức ăn đầu tiên được biến đổi thành các peptít, sau đó thành các axít amin và NHB

3 B trong dạ cỏ bởi men proteaza và peptidaza của VSV trong dạ cỏ (Leng và Nolan, 1984) [67] Bằng cách này axít amin được giải phóng vào trong môi trường dạ cỏ và ở đây hầu hết chúng được khử trong các

tế bào VSV thành các α- xetoaxit, amoniac, các axít béo bay hơi mạch ngắn (VFA), COB

2 B, CHB

4 B (Preston và Leng, 1987) [96] Một số sản phẩm của quá trình này sau đó được VSV dạ cỏ sử dụng để tổng hợp các thành phần hữu cơ khác, gồm protein và các axít nucleic, các thành phần cần thiết cho sự sinh trưởng của cơ thể chúng (Tamminga, 1981) [108] Tuy nhiên, không phải tất cả protein của khẩu phần đều bị lên men trong dạ cỏ Một phần protein không

bị phân huỷ gọi là protein thoát qua đi xuống ruột, tá tràng sau đó được tiêu hoá bởi các men tiêu hoá của gia súc Các protein có nguồn gốc động vật có tỷ

lệ protein thoát qua cao hơn các nguồn protein khác (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22] Orskov (1982) [87] cho biết tỷ lệ thoát qua của bột cá là 7,0%/h

Protein sau khi bị thuỷ phân ở bề mặt tế bào vi khuẩn, các chuỗi polypeptit, peptit và các axít amin được hấp thu vào tế bào vi khuẩn, nơi mà các peptit tiếp tục bị phân giải thành các axít amin Các axít amin sau đó sẽ

được tổng hợp thành protein của VSV hoặc sẽ tiếp tục bị phân giải thành các axit béo bay hơi, NHB

3 B, COB

2 B (Nugent và Mangan, 1981) [83] Ngược lại, protein và các tế bào VSV lại bị protozoa phân giải dưới tác dụng của các enzyme riêng của chúng, các sản phẩm của quá trình tiêu hoá này hầu hết

được sử dụng trong quá trình tổng hợp tế bào protozoa và chỉ một lượng rất ít tiếp tục bị phân giải thành COB

2 B, axít béo bay hơi, NHB

3 B Trong khi hoạt động phân giải protein của VSV dạ cỏ đạt cao nhất, thì hoạt động này của protozoa lại khá yếu Tuy nhiên, protozoa lại “nuốt” và tiêu hoá các mảng protein và VSV, quá trình tiêu hoá này giải phóng NHB

3 B và axít béo bay hơi vào môi trường dạ cỏ Các hoạt động kiểu này của protozoa giải thích tại sao sự có mặt

protozoa làm giảm lượng axít amin trôi xuống ruột từ dịch dạ cỏ (Ivan và cộng

Thời gian protein của thức ăn lưu lại trong dạ cỏ cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mức độ phân giải protein (Leng và Nolan, 1984) [67] Thức ăn lưu lại càng lâu trong dạ cỏ thì càng nhiều VSV bị protozoa thực bào, nhưng nếu thức ăn lưu lại càng ngắn trong dạ cỏ thì nồng độ enzyme thuỷ phân protein càng thấp (Hogan và Hemsley, 1976) [52] Do đó, phân giải protein trong dạ cỏ ở cùng tỷ lệ sẽ diễn ra lâu hơn trong trường hợp thức ăn lưu lại trong dạ cỏ ngắn bởi vì nồng độ enzyme phân giải protein thấp hơn Tỷ

lệ phân giải protein còn phụ thuộc vào tốc độ lưu chuyển của dịch dạ cỏ (Kempton, 1980) [62] Tốc độ và tỷ lệ hình thành các phức hợp enzyme-cơ chất phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố như: khả năng đến được với protein của thức ăn của VSV dạ cỏ (Hogan và Hemsley, 1976) [52], cấu trúc hoá học của protein (Leng và Nolan, 1984) [67] và các tính chất lý học của các mảng thức ăn (Russell và Hespell, 1981) [100]

1.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ phân giải protein

Số lượng protein của khẩu phần bị phân giải trong dạ cỏ phụ thuộc vào một số yếu tố và khái quát nhất các yếu tố này gồm hai nhóm lớn: các yếu tố thuộc về gia súc và các yếu tố thuộc về khẩu phần ăn (Tamminga, 1979) [107]

Các yếu tố bản thân gia súc:

Tỷ lệ phân giải protein của khẩu phần ở dạ cỏ có thể giảm đi khi tốc độ

di chuyển của protein ăn vào qua dạ cỏ tăng lên (Egan, 1965) [44] Như vậy thời gian lưu lại của protein thức ăn trong dạ cỏ như đã nói ở phần trên có ảnh hưởng đến tỷ lệ phân giải của chúng trong dạ cỏ (Leng và Nolan, 1984 [67]; Preston và Leng, 1987 [96]) Tỷ lệ phân giải protein của khẩu phần trong dạ

cỏ cũng chịu ảnh hưởng của tốc độ lưu chuyển của dịch dạ cỏ (Kempton, 1980) [62] Tốc độ lưu chuyển của dịch dạ cỏ, về phần mình lại một phần chịu

ảnh hưởng của lượng thức ăn ăn vào và tăng lượng thức ăn ăn vào có thể là một biện pháp hữu hiệu làm giảm phân giải protein của khẩu phần ở dạ cỏ (Tamminga, 1979) [107] Lượng thức ăn ăn vào cao thì tốc độ lưu chuyển của dịch dạ cỏ cũng cao hơn Kết quả là khi tốc độ lưu chuyển của dịch dạ cỏ tăng lên, thời gian thức ăn lưu lại dạ cỏ giảm đi thì số lượng protein “ thoát qua” tăng lên (Tamminga, 1979) [107]

Lượng thức ăn ăn vào, đặc biệt là trong trường hợp của các khẩu phần thức ăn tinh có thể ảnh hưởng đến phân giải protein thông qua việc làm thay

đổi độ pH của dạ cỏ Tăng lượng thức ăn ăn vào luôn đi kèm với giảm pH dịch dạ cỏ, pH giảm sẽ làm giảm số lượng vi sinh vật dạ cỏ và do đó giảm hoạt

động phân giải protein Giảm độ pH của dịch dạ cỏ cũng ảnh hưởng đến khả năng hoà tan của các protein thức ăn, các protein này thường có điểm đẳng

điện bình thường: 6,5 - 6,8 trong pH của môi trường dạ cỏ (Satter, 1986) [101] Như vậy, lượng thức ăn ăn vào có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ và tốc độ

phân giải protein của khẩu phần một cách gián tiếp thông qua các ảnh hưởng của nó đến thời gian thức ăn lưu lại trong dạ cỏ và pH dạ cỏ Độ pH của dung dịch dạ cỏ cũng ảnh hưởng đến các điều kiện cần thiết cho quá trình phân giải xenluloza và protein (Bartley và cộng sự, 1985) [30] Dường như pH dạ cỏ trong khoảng 6 - 7 là tối ưu cho phân giải protein vì ở trong khoảng pH này hoạt lực của cả hai enzyme thuỷ phân protein và enzyme khử amin đều cao nhất Điều này giải thích vì sao ở khẩu phần có tỷ lệ thức ăn thô cao, protein thức ăn lại bị vi sinh vật dạ cỏ phân giải nhiều hơn so với khẩu phần thức ăn tinh là khẩu phần thường tạo ra pH dạ cỏ thấp (Owens và Bergen, 1983 [89];

Owens và cộng sự, 1984 [90]; Bartley và cộng sự, 1985 [30])

Các yếu tố dinh dưỡng của khẩu phần:

Các protein của thức ăn trong dạ cỏ được phân giải ở các tốc độ và tỷ lệ khác nhau: 20 - 90% đối với protein của thức ăn tinh và 70 - 90% đối với protein của thức ăn thô (Hvelplund và Madsen, 1995) [56] Sự khác nhau về mức độ phân giải protein trong dạ cỏ chủ yếu là do sự sai khác về độ hoà tan

của protein (Kempton và cộng sự, 1978 [61]; Zinn và cộng sự, 1981 [121])

Độ hoà tan của protein trong một loại thức ăn và giữa các loại thức ăn trong các dung môi khác nhau thường rất biến động và đó chính là một nguyên nhân dẫn đến các kiểu phân giải protein khác nhau (Zinn và cộng sự, 1981 [121]; Moreira và cộng sự, 1996 [77]) Trong các protein thức ăn, các tiểu phần protein khác nhau hoà tan ở các tỷ lệ khác nhau, albumin và glolulin hoà tan nhiều hơn glutalin và prolamin (Wohlt và cộng sự, 1973) [120] Tuy nhiên, độ hoà tan của protein không phải là yếu tố duy nhất xác định khả năng phân giải protein (Wallace và Kopecny, 1983) [114] Khả năng phân giải protein còn phụ thuộc vào các tính chất hoá học của protein như

sự có mặt của các mối liên kết chéo disulfit hay các cấu trúc tinh thể, bản chất và độ mạnh của cầu nối disulfit chứ không phải là số lượng các cầu nối này đóng vai trò quan trọng trong điều khiển tỷ lệ phân giải protein

(Wallace và Kopecny, 1983) [114] Tính chất lý học của các mảnh thức ăn dường như cũng có một số ảnh hưởng đến phân giải protein, bởi vì kích thước của các mảnh thức ăn xác định diện tích bề mặt mà các enzyme có thể tấn công vào protein thức ăn Các mảnh nhỏ hơn có tỷ lệ diện tích bề mặt lớn hơn so với khối lượng của nó và như vậy sẽ có nhiều cơ hội hơn để enzyme tiếp xúc và phân giải protein (Russell và Hespell, 1981) [100]

Như vậy, bản chất của khẩu phần cơ sở có thể ảnh hưởng đến sự phân giải protein thông qua ảnh hưởng của nó đến độ pH của dịch dạ cỏ, pH dịch dạ cỏ đến lượt mình lại ảnh hưởng đến hoạt lực của enzyme phân giải protein

và chủng loại, số lượng các vi khuẩn có trong dạ cỏ (Tamminga, 1981) [108]

1.1.2.3 Phân giải và chuyển hoá Hydratcacbon trong dạ cỏ

Nguồn Hydratcacbon (bao gồm các monosaccarit, disaccarit, trisaccarit, polysaccarit) chiếm phần lớn trong khẩu phần của loài nhai lại và chủ yếu là chất xơ Nhờ hệ VSV, trong dạ cỏ luôn có quá trình lên men phân giải liên tục

mà sản phẩm cuối cùng là các axít béo bay hơi (axít axetic, propionic, butyric), COB

2 B và CHB

4 B ( sơ đồ 1.2) Theo Van Soest (1982) [111], nguồn dinh dưỡng có thể thu nhận được từ nguồn thức ăn thô xơ gồm các chất hữu cơ hoà tan, xơ không tan trong môi trường axít (ADF) và xơ không tan trong môi trường trung tính (NDF) Trong quá trình lên men tiêu hoá thì VSV sẽ phân giải các chất tiềm tàng có trong thức ăn thô để tạo ra các sản phẩm dinh dưỡng Hầu hết VSV tiêu hoá chất xơ bằng cách bám vào các mẩu thức ăn, song cũng có một số loài vi khuẩn tiết enzyme ra ngoài môi trường để tiêu hoá xơ (Từ Quang Hiển và Phan Đình Thắm, 2002) [9] VSV bám vào các tiểu phần thức ăn thô xơ rồi thuỷ phân từng phần xenluloza và hemixenluloza nhờ các enzyme của chúng, quá trình thuỷ phân này sinh ra các loại đường đơn (glucoza, xyloza…), đường đơn sau đó lại tiếp tục lên men để tạo ra năng lượng dưới dạng ATP và các axít béo bay hơi Đó là các axít axetic, propionic,

butyric theo một tỷ lệ tương đối khoảng 70:20:8% cùng với một lượng nhỏ izobutyric, izovaleric, và valeric (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22] Tuy nhiên, trong những khẩu phần khác nhau thì lượng axít béo sinh ra cũng khác nhau, khi sử dụng khẩu phần cỏ khô thì tỷ lệ các axít béo như: axít axetic, axít propionic, axít butyric là 65:20:12%, còn lại là axít valeric, izovaleric, izobutyric và khi khẩu phần có tới 70% là thức ăn hạt thì tỷ lệ của các axit sinh ra là 40% axetat, 30% propionat, còn lại là axít butyrat, axít valeric…(Vũ Duy Giảng và cộng sự, 1999) [8]

Sơ đồ 1.2: Tóm tắt quá trình chuyển hoá hydratcacbon trong dạ cỏ

(Nguồn: Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [22]

Tỷ lệ các axit béo sinh ra còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như thành phần các nhóm VSV, loại thức ăn thu nhận được, cách chế biến thức ăn

Với thức ăn chế biến thô, con vật ăn và nhai lại tiết nhiều nước bọt làm tốc độ sinh axit béo bay hơi chậm nên pH dạ cỏ cao và sản phẩm phân giải hoàn toàn ngược lại với thức ăn đã chế biến kỹ Chenost và Kayouli (1997) [36] giải thích rằng quá trình phân giải chất xơ của khẩu phần diễn ra trong dạ cỏ có hiệu quả cao nhất khi pH dịch dạ cỏ > 6,2, ngược lại quá trình phân giải tinh bột trong dạ cỏ có hiệu quả cao nhất khi pH < 6,0

Toàn bộ hydratcacbon sau khi lên men phân giải đều được chuyển thành glucoza, nhưng glucoza chỉ xuất hiện tạm thời, sau đó nhanh chóng chuyển sang con đường pyruvic hình thành các axit béo bay hơi Các phản ứng hoá học của quá trình lên men đường glucoza để hình thành các axit béo bay hơi được mô tả như sau:

3 BCOOH (Axit axetic)

CB 6 BHB 12 BOB 6 B +2HB 2 BO → 2HB 2 BO + 2CB 2 BHB 5 BCOOH (Axit propionic)

1.1.3 Phụ phẩm thuỷ hải sản và đặc điểm dinh dưỡng của nó

1.1.3.1 Tiềm năng nguồn phụ phẩm thuỷ hải sản

Nước ta có bờ biển dài trên 3000 km, nhiều sông ngòi, ao, hồ nên việc nuôi trồng, khai thác sản lượng thuỷ hải sản là rất lớn Diện tích nuôi trồng thuỷ sản đều tăng qua các năm Từ 1981 tới nay, diện tích nuôi trồng thuỷ sản tăng từ 230 nghìn ha lên 384,6 nghìn ha năm 1986 và năm 2005 đã có hơn 1 triệu ha (Thuỷ sản Việt Nam, 2005) [21] Tổng sản lượng thuỷ hải sản liên tục

tăng, năm 2000 cả nước đạt 2,3 triệu tấn, năm 2002 đạt 2,6 triệu tấn và năm

2005 tổng sản lượng thuỷ sản nước ta đạt 3,432 triệu tấn (Thuỷ sản Việt Nam, 2005) [21] Như vậy, với khả năng khai thác và phát triển nuôi trồng thuỷ hải sản nước ta đã mở ra triển vọng lớn về cung cấp thực phẩm cho nhu cầu tiêu dùng trong nước, cho xuất khẩu và cho ngành chăn nuôi

Bảng 1.1: Tỷ lệ phụ phẩm thuỷ hải sản so với nguyên liệu (%)

52,6 48,8 63,0 51,8 58,8 47,0 51,6 53,37

37,5 37,5 37,5

(Nguồn: Lê Văn Liễn, Nguyễn Hữu Tào, 2002) [15]

Phụ phẩm là các bộ phận còn lại trong quá trình chế biến, sản xuất các sản phẩm thuỷ hải sản (chủ yếu là cá, tôm…) mà không sử dụng làm thức ăn cho người Trong chế biến tôm, phần không sử dụng làm thức ăn cho người (bao gồm: phần đầu, vỏ, chân, đuôi và những tôm gấy nát) chiếm khoảng 50 - 60% Trong chế biến cá, lượng phụ phẩm chiếm khoảng 46 - 48% so với nguyên liệu (bao gồm: phần đầu, bộ xương và ruột cá chế biến phi lê, đầu và ruột cá chế biến đông lạnh, cá tạp), hàng năm nước ta dùng khoảng 1,5 triệu

tấn loại phụ phẩm này trong chăn nuôi (Lê Văn Liễn, Phạm Thị Thoa và cộng

sự, 2002) [13] Đây sẽ là nguồn protein rất lớn cung cấp cho ngành chăn nuôi

đang thiếu trầm trọng loại thức ăn này Ngoài cá, tôm thì còn có một số loại phụ phẩm khác như: mực, cua, sò, ốc…( Bảng 1.1 )

Như vậy, nguồn phụ phẩm thuỷ hải sản nước ta rất lớn, sự nhanh chóng hư thối của các chủng loại phụ phẩm này chẳng những gây thiệt hại về kinh tế

mà còn làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Việc tìm kiếm các biện pháp

xử lý để bảo quản, chế biến chúng ngay sau khi đánh bắt hoặc giết mổ làm thức ăn chăn nuôi là rất cần thiết, góp phần làm tăng các sản phẩm chăn nuôi

và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

1.1.3.2 Thành phần dinh dưỡng trong phụ phẩm thuỷ hải sản

Thành phần dinh dưỡng trong thuỷ hải sản cũng gần tương tự như trong thịt của các loại vật nuôi khác Nó cũng đủ các chất dinh dưỡng như protein, lipit, khoáng và vitamin, hàm lượng các chất phụ thuộc vào nguồn sản phẩm

và phương pháp chế biến ( Bảng 1.2 và bảng 1.3 ):

Bảng 1.2: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một số loại thức ăn có

nguồn gốc thuỷ hải sản (% VCK)

Thức ăn VCK

(DM)

Protein thô (CP)

Nguồn: Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng thức ăn

gia súc - gia cầm Việt Nam (2005) [24]

Protein của thuỷ hải sản cũng chứa đầy đủ các loại axít amin thay thế và

không thay thế, đáp ứng nhu cầu cho sự phát triển của cơ thể gia súc và được

thể hiện trong bảng 1.3:

Bảng 1.3: Hàm lượng axít amin trong một số loại phụ phẩm thuỷ hải sản

sử dụng làm thức ăn chăn nuôi (g/kg thức ăn ở dạng sử dụng)

Axít amin Bột cá tạp Bột cá Hạ Long Bột đầu tôm

Mỡ cá không màu hoặc có màu vàng nhạt, một số ít có mầu đỏ vì có

nhiều caroten Mỡ cá và các động vật sống dưới nước có thành phần tương tự

như mỡ động vật trên cạn Chúng chứa chủ yếu là Glyxerin, thành phần axít

béo của mỡ cá khác xa với mỡ động vật trên cạn, tỷ lệ axít béo không no cao,

do đó dầu cá dễ bị oxy hoá gây hỏng, sản sinh ra nhiều loại andehyt và xeton

Trong dầu mỡ cá có chứa các sterol và các vitamin đặc biệt là nhóm A, D, vì

vậy dầu cá rất có giá trị trong dược phẩm, là nguồn thực phẩm có giá trị năng

lượng và giá trị sinh học cao

Hàm lượng khoáng trong các loại thuỷ hải sản khác nhau cũng khác

nhau Nói chung cá có mầu đỏ sẫm thì giàu nguyên tố vi lượng và kim loại

hơn cá có mầu trắng Trong cá biển có hàm lượng Fe nhiều hơn cá nước

ngọt, hàm lượng Iốt ở cá lớn hơn từ 10 - 15 lần động vật máu nóng (5 -

10mg/kg cá), cá càng béo thì hàm lượng Iốt càng cao (Lê Văn Liễn,

Nguyễn Hữu Tào, 2004) [15]

Như vậy, phụ phẩm thuỷ hải sản là một nguồn cung cấp protein khá lớn

cho ngành chăn nuôi Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của các loại phụ phẩm

này là sự nhanh chóng bị hư thối gây lãng phí nguồn protein và làm ô nhiễm

môi trường Việc áp dụng các biện pháp bảo quản, chế biến và sử dụng nguồn

phụ phẩm này phục vụ cho chăn nuôi là rất cần thiết

1.1.3.3 Thành phần chitin trong phụ phẩm tôm và đặc điểm cấu tạo

Thực chất xơ trong loài giáp xác như tôm, cua, châu chấu,

gián…chính là chitin Hàm lượng chitin trong phụ phẩm đầu tôm thường

biến động từ 14 - 19% (Watkins, 1982 [115]; Nicholson và cộng sự, 1996

NH H

H H

H O O

O=C-CH B 3 B

NH

CH B 2 B -OH H

OH

H

H H H

O

OH H

OH H

H H

H O O

CH B 2 B -OH H

OH H H

H

CH B 2 B -OH

H OH

Về bản chất hoá học cũng như thành phần cấu trúc của chitin gần giống xenluloza cũng là cấu trúc chuối polysaccarit, tuy nhiên chỉ khác về vị trí nguyên tử cacbon thứ 2 (CB

2 B-) đính với nhóm chức có chứa nitơ (-NH-), do đó chitin có chứa nitơ trong thành phần cấu tạo (White A và cộng sự, 1968) [117] Hàm lượng nitơ có trong chitin chiếm từ 11 - 14% tổng lượng nitơ của phụ phẩm tôm (Watkins và cộng sự, 1982) [115]

1.1.3.4 Lên men phụ phẩm thuỷ hải sản làm thức ăn chăn nuôi

Phương pháp axít hoá phụ phẩm thuỷ hải sản để bảo quản thường chi phí cao và ít phù hợp với tập quán của người chăn nuôi, vì vậy phương pháp lên men lactic đã được nghiên cứu Phương pháp này được tiến hành trong

điều kiện yếm khí Vi khuẩn lactic làm biến đổi đường thành axít lactic, làm giảm pH tới mức mà ở đó sự hư hỏng của nguyên liệu ủ chua bị ngăn chặn (Silva, 1998) [104] Vi khuẩn lên men tạo axít lactic gồm 2 loại: thứ nhất là loại vi khuẩn ưa nhiệt hoạt động ở nhiệt độ từ 30 - 60P

kiện yếm khí và hiếu khí), thứ hai là loại vi khuẩn không ưa nhiệt: đại diện là

Streptococcus lactics; Streptococcus pyogenes; Streptococcus viridans; Streptococcus enterococcus hoạt động trong điều kiện yếm khí với nhiệt độ 15

- 30P

0

C (Lê Văn Liễn, Nguyễn Hữu Tào, 2004) [15]

Vi khuẩn thường có sẵn ở trong các nguyên liệu và tồn tại ở dạng các bào tử, tuy số lượng vi khuẩn lactic ban đầu thấp nhưng sẽ được tăng lên nhanh chóng do sử dụng lượng cacbonhydrat hoà tan như một sự trợ giúp (Pahlow, 1991) [91] và sự tăng các sản phẩm axít hữu cơ, chủ yếu là axít lactic đã làm giảm giá trị pH Các phân tử axít này có thể thấm qua màng tế bào của nhiều loài VSV và là nguyên nhân gây ức chế sự hoạt động của vi khuẩn (Lindgren, 1991) [70] Hàm lượng axít lactic càng tăng, nồng độ ion

Để tăng khả năng lên men nhanh, có thể bổ sung vào nguyên liệu một

số yếu tố thúc đẩy quá trình lên men Nhóm yếu tố thứ nhất làm tăng khả năng lên men của vi khuẩn lactic, thông thường là nguồn cacbonhydrat như: rỉ mật, ngũ cốc, sắn, khoai tây Nhóm yếu tố thứ hai có khả năng điều khiển sự lên men do ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nhóm này bao gồm như: axit formic, axit axetic, axit benzoic, formaldehyde, kháng sinh Nhóm yếu tố thứ

ba có tác dụng hạn chế sự ô nhiễm không khí do các chất khí sản sinh trong quá trình ủ chua, bao gồm: axit propionic, axit sorbic, amoniac Nhóm yếu tố thứ tư có tác dụng bổ sung dinh dưỡng cho sản phẩm ủ chua, như: các chất khoáng, nitơ phi protein (McDonald, 1981) [72] Ngoài ra, muối còn được bổ sung vào ủ chua để ức chế sự hoạt động của các loại vi khuẩn ở nồng độ muối 2 - 3%, nhiều loài VSV đã sinh sản yếu, nồng độ muối 7 - 10% thì bị ức chế hoàn toàn (Lê Văn Liễn, Nguyễn Hữu Tào, 2004) [15], nhưng vi khuẩn lactic vẫn hoạt động bình thường ở nồng độ muối 2 - 3%

Quá trình lên men lactic là quá trình phân giải đường thành axít lactic trong điều kiện yếm khí nhờ các enzyme có trong vi khuẩn lactic Thực ra, sự lên men lactic không phải chỉ tạo ra một sản phẩm duy nhất là axít lactic mà còn có nhiều sản phẩm khác nữa với tỷ lệ khác nhau Theo Lê Văn Liễn và Nguyễn Hữu Tào (2004) [15], lên men lactic cùng loại VSV đồng hình thì chỉ tạo ra sản phẩm cuối cùng là axít lactic theo phản ứng:

Lên men lactic khác loại của VSV dị hình là quá trình lên men không chỉ tạo ra axít lactic mà còn sinh ra các sản phẩm phụ khác như rượu, axít axetic, COB

CHB 3 BCHO + HB 2 BO → CHB 3 BCOOH + COB 2 B (Axít Axetic)

CHB 3 BCHO + HB 2 B → CHB 3 BCHB 2 BOH (Rượu Etilic) Tuy nhiên, trong quá trình lên men luôn sản sinh ra axít lactic để làm giảm pH, khi pH giảm xuống dưới 3 thì chính vi khuẩn lactic cũng bị ức chế Lúc này, điều kiện môi trường lại phù hợp với sự phát triển của nấm mốc và nấm men Hai đối tượng này hoạt động mạnh, phân huỷ axít lactic thành COB 2 B

và HB

2 BO làm chất lượng sản phẩm bị giảm, sản phẩm có thể bị biến màu, mất mùi thơm Nhìn chung, quá trình ủ chua không làm thay đổi nhiều về giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Phụ phẩm tôm ủ chua có bổ sung rỉ mật theo tỷ lệ 4:1 (Ngoan L D và cộng sự, 2000) [78] cho thấy hàm lượng protein thô sau khi lên men là 26,9% Do đó, đây là một phương pháp tốt cần được sử dụng để bảo quản, chế biến các nguồn thức ăn cho gia súc nhai lại

Trong quá trình tích trữ, protein phụ phẩm thuỷ hải sản ủ chua bị phân giải do enzyme VSV thành các peptit và axít amin trong hỗn dịch ủ chua, phân giải triglyxerids nên cần có những biện pháp ngăn chặn sự hoạt động của VSV Sự hoạt động của enzyme thuỷ phân các nguyên liệu phụ phẩm thuỷ hải sản có thể bị dừng lại do nhiệt độ ở 85P

0

C trong 2 phút sẽ làm cho enzyme VSV không hoạt động, sản phẩm ủ chua sẽ bảo quản được thời gian dài hơn (Arasson, 1968) [25] Tatterton and Windsor (1974) [109] chỉ ra rằng ở 23P

and Raa, 1977) [48] Hàm lượng các axít amin có trong phụ phẩm tôm sau khi

lên men được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 1.4: Thành phần axít amin trong phụ phẩm tôm lên men (g/ 16g N)

Dầu của các loại phụ phẩm hải sản thường thấp 0,5 - 3% có thể bị thoát

ra khỏi phụ phẩm ủ chua, thời gian tích trữ càng lâu thì lượng dầu thoát ra

càng tăng Ví dụ khi ủ chua cá Thu, trong 12 ngày đầu tích trữ đã có 12,8%

dầu cá thoát ra và nếu nhiệt độ tăng lên 70P

0

C còn có thể thu được thêm 1,8%

nữa trong 12 ngày đầu tích trữ (Reece, 1981) [98]

1.1.4 Một số phương pháp nghiên cứu đánh giá giá trị dinh dưỡng thức

ăn cho gia súc nhai lại

1.1.4.1 Phương pháp in vivo

Đây là phương pháp nghiên cứu truyền thống, được sử dụng lâu đời để

nghiên cứu tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn Phương pháp này được tiến hành trực

tiếp trên gia súc nhai lại và có độ chính xác cao Thông thường, phương pháp

in vivo được tiến hành trực tiếp trên bò nhưng quá trình tiến hành gặp nhiều

khó khăn, chi phí lớn Để khắc phục những khó khăn khi tiến hành trên gia súc lớn, người ta đã sử dụng cừu trong các thí nghiệm xác định tỷ lệ tiêu hoá

thức ăn (in vivo) cho loài nhai lại Mặc dù tiêu hoá thức ăn giữa cừu và bò có

sự khác biệt nhưng là rất nhỏ và chấp nhận được (INRA, 1989 [58]; NRC,

1989 [82]) Một số kết quả nghiên cứu so sánh tỷ lệ tiêu hoá giữa cừu và bò (O’Mara P F và cộng sự, 1999) [84] từ các loại thức ăn cỏ khô, lúa mì, tấm gạo, đỗ tương cho thấy tỷ lệ tiêu hoá các chất: OM, CP, NDF của cừu và bò không có sự sai khác (P > 0,05) Vì vậy, cừu là đối tượng thích hợp và đang

được dùng phổ biến trong các thí nghiệm in vivo hiện nay

1.1.4.2 Phương pháp túi nylon (in sacco, in situ hay nylon bag technique)

Phương pháp túi nylon được tiến hành bằng cách đặt các túi đựng mẫu thức ăn có khối lượng nhất định và biết trước thành phần hoá học vào trong dạ

cỏ Các mẫu thức ăn được đựng trong các túi nhỏ (túi xốp, có các lỗ nhỏ li ti

và không bị các enzyme VSV phá huỷ, túi được kết bằng sợi nylon đặc biệt (Dacron), sau khi ủ trong dạ cỏ túi được lấy ra để định lượng các chất dinh dưỡng mất đi sau các khoảng thời gian khác nhau Phương pháp túi nylon còn

được gọi là phương pháp in sacco hay in situ là kỹ thuật đã được sử dụng một

cách phổ biến nhất để ước tính tỷ lệ tiêu hoá VCK, protein thô và các chất dinh dưỡng khác trong dạ cỏ

Phân giải protein của bất kỳ một loại thức ăn nào trong dạ cỏ được biểu thị bằng tỷ lệ nitơ trong thức ăn protein đó bị mất đi từ túi nylon sau một khoảng thời gian nhất định ủ trong dạ cỏ Tuy nhiên, có một vài yếu tố

ảnh hưởng đến kết quả thu được khi đánh giá khả năng phân giải thức ăn bằng kỹ thuật túi nylon, các yếu tố này bao gồm việc chuẩn bị mẫu, kích thước của các lỗ nhỏ trên túi, kích thước của các mẫu thức ăn, khối lượng mẫu, tỷ lệ giữa khối lượng mẫu với diện tích bề mặt của túi, khẩu phần ăn của gia súc, tần số các bữa ăn, số lượng VSV bám vào túi và loài gia súc (Lindberg, 1985 [68]; Nocek, 1988 [80]) Để giảm bớt sai số có liên quan

tới các yếu tố trên, các thủ tục tiến hành phương pháp này cần phải được chuẩn hoá (Lindberg, 1987) [69]

Tốc độ dòng chảy của các hạt thức ăn từ trong các túi vào môi trường dạ cỏ và tốc độ dòng chảy của các VSV xung quanh túi vào trong túi rất phụ thuộc vào kích thước các lỗ trên bề mặt túi, vì thế kích thước của các lỗ trên

bề mặt túi có thể ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phân giải (Orskov và cộng

sự, 1980) [86] ảnh hưởng này sẽ được giảm thiểu nếu túi được làm bằng vải

dù, nylon hay sợi tổng hợp (Crawford và cộng sự, 1978 [41]; Kempton, 1980 [62]), nên kích thước lỗ túi ở vào khoảng 35 - 50àm (Feeding Standards for Australian Livestock- Ruminants, 1990) [46] Các biện pháp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của sự sai khác do kích thước lỗ túi bao gồm: sử dụng cùng một chất liệu nylon cho các thí nghiệm cùng loại, rửa túi thường xuyên và kiểm tra định kỳ dưới kính hiển vi để phát hiện các lỗ bị tắc hay các lỗ quá

to (Orskov và cộng sự, 1980) [86]

Kích thước của mẫu cũng là nguyên nhân gây ra sai khác về kết quả (Mehrez và Orskov, 1977) [73] Khối lượng và mật độ của mẫu phải đủ nhỏ để dịch dạ cỏ dễ dàng ngấm vào và trộn lẫn với mẫu dễ dàng (Orskov và cộng sự, 1980) [86] Khối lượng mẫu cho vào túi phụ thuộc vào tỷ lệ phân giải của thức

ăn protein nghiên cứu, thời gian ủ mẫu trong dạ cỏ, lượng mẫu cần phải đủ cho các phân tích hoá học sau khi mẫu được lấy ra khỏi dạ cỏ (Nocek, 1988) [80] Theo Kempton (1980) [62], khối lượng mẫu thích hợp nên là 3g cho các nguyên liệu thô, 5g đối với bột protein và ngũ cốc cho một túi nylon chuẩn

Việc chuẩn bị các mẫu thức ăn là một khâu quan trọng trong việc xác

định tỷ lệ phân giải bằng kỹ thuật túi nylon, vì độ lớn của các hạt thức ăn có

ảnh hưởng lớn đến tiêu hoá thức ăn ở trong túi nylon Ví dụ: khi nghiền 2mm,

tỷ lệ phân giải protein của bột đậu tương rang tương tự như tỷ lệ này của bột

đậu tương sống, trong khi nghiền đến 6mm thì tỷ lệ phân giải protein của bột

đậu tương rang và bột đậu tương sống giảm lần lượt là 17% và 41,5% (Stern

và cộng sự, 1997) [106] ảnh hưởng của kích thước hạt thức ăn dường như lại phụ thuộc vào loại thức ăn (Michalet-Doreau và Cerneau, 1991) [76] Như vậy, việc chuẩn bị mẫu cần phải đạt được mục đích tạo ra các mẫu thức ăn

đồng nhất về kích thước hạt (kích thước này 1 - 2mm là phù hợp) (Kempton, 1980) [62] Nếu như mẫu không được nghiền thì cần có thông tin về sự phân

bố kích thước hạt của mẫu thức ăn nguyên thuỷ, việc này giúp cho các phòng thí nghiệm khác nhau có thể so sánh kết quả (Nocek, 1988) [80]

Cũng như ảnh hưởng của túi nylon, kích thước hạt thức ăn, tỷ lệ phân

giải của cùng một loại protein ước tính bằng phương pháp in sacco biến động

và phụ thuộc vào loài động vật thí nghiệm, tính chất vật lý của khẩu phần và chế độ nuôi dưỡng, quản lý (Lindberg, 1987 [69]; Nocek, 1988 [80]) Loại hình gia súc sử dụng (bò sữa, bò thịt, cừu…) có ảnh hưởng rất ít đến phân giải protein (Huntington và Givens, 1997) [55] Tuy nhiên bò là đối tượng nghiên cứu được sử dụng nhiều hơn vì cùng một lúc có thể đặt được nhiều túi hơn (30 -

50 túi) trong dạ cỏ của bò, như vậy có thể tăng tần số lặp lại trong cùng thời gian và không gian, do đó tăng độ chính xác (Feeding Standards for Australian Livestock - Ruminants, 1990) [46] Sự biến động về kết quả cũng quan sát được giữa các gia súc và giữa các ngày ủ mẫu Những sai khác này có thể khắc phục

được một phần bằng cách tăng số gia súc thí nghiệm, ít nhất phải có từ 3 gia súc trở lên (Mehrez và Orskov, 1977 [73]; Kempton, 1980 [62])

Tỷ lệ phân giải của các mẫu cũng chịu ảnh hưởng của một số yếu tố của khẩu phần như: loại protein, mức protein và mật độ năng lượng của khẩu phần cơ sở của gia súc đặt lỗ dò (Loerch và cộng sự, 1983) [71], bởi vì các yếu tố này có thể làm thay đổi độ pH của dạ cỏ, loại hình, số lượng VSV dạ cỏ và tốc

độ dịch chuyển của dịch dạ cỏ Khẩu phần cơ sở nên gồm chủ yếu là cỏ hoặc

cỏ khô với tỷ lệ tinh/thô: 50/50 và tỷ lệ protein thô khoảng 10 - 12%

(Wilkerrson và cộng sự, 1995) [118] hay 130g protein thô/kg chất khô của khẩu phần (Feeding Standards for Australian Livestock - Ruminants, 1990) [46] Tuy nhiên, khẩu phần chọn để sử dụng phụ thuộc vào mục đích của các thí nghiệm cụ thể (Kempton, 1980) [62]

1.1.4.3 Độ hoà tan nitơ in vitro ( in vitro nitrogen solubility)

Độ hoà tan nitơ in vitro của các protein thức ăn được định nghĩa là phần nitơ trong tổng số nitơ của nguồn protein được hoà tan trong một dung môi, sau khi ủ trong những điều kiện tiêu chuẩn về thời gian, nhiệt độ và độ pH Độ hoà tan nitơ in vitro được dùng để dự đoán tiềm năng phân giải của nguồn protein đó trong dạ cỏ (Waldo và Goering, 1979) [113] Protein hoà tan được trong một dung môi nào đó có thể hoặc không thể hoà tan được trong dạ cỏ hoặc các dịch tiêu hoá, vì vậy lựa chọn dung môi là vấn đề quan trọng cơ bản của phương pháp Độ hoà tan nitơ in vitro của protein chịu ảnh hưởng của một

số yếu tố như: loại dung môi sử dụng, độ pH và hàm lượng protein của thức ăn (Waldo và Goering, 1979) [113]

Độ hoà tan nitơ in vitro của protein biến động giữa các loại thức ăn

và chịu ảnh hưởng của các dung môi sử dụng (Zinn và cộng sự., 1981) [121] Kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy độ hoà tan nitơ in vitro của cùng một loại thức ăn thay đổi tuỳ theo dung môi sử dụng (Crawdford và cộng sự, 1978) [41] Thành phần hoá học của dung môi, độ pH của chúng,

độ mạnh ion, cấu trúc lý học và loại nitơ có trong thức ăn (vô cơ, hữu cơ )

là những nhân tố chủ yếu tạo nên sự khác nhau về độ hoà tan nitơ in vitro (Krishnamoorthy và cộng sự., 1982) [65]

Sự tương tác giữa pH và nguồn protein cũng có ảnh hưởng đến độ hoà tan nitơ in vitro của protein thức ăn Mức pH tối ưu cho việc xác định độ hoà tan nitơ khoảng từ 6 - 7, gần tương ứng với mức pH bình thường trong dạ cỏ

Độ mạnh ion của dung môi có thể cũng có ảnh hưởng đến độ hoà tan nitơ in

vitro của protein (Wohlt và cộng sự., 1973) [120] Độ hoà tan nitơ in vitro có thể thay đổi khi thay đổi hàm lượng nitơ của mẫu thức ăn cho vào dung môi

sử dụng Nồng độ nitơ dao động trong khoảng 25 - 400 mg nitơ/100 ml là nồng độ thích hợp để xác định độ hoà tan nitơ in vitro của thức ăn protein (Djajanegara, 1979) [42]

Gần đây, các kết quả nghiên cứu cho thấy bất kỳ một protein hoà tan nào cũng có thể bị phân giải hoặc nhanh hoặc chậm trong dạ cỏ và chính vì vậy, độ hoà tan nitơ in vitro không thể được coi là một chỉ tiêu có độ tin cậy cao để chẩn đoán phân giải protein (Stern và cộng sự., 1997) [106] Theo Stern

và Hoover (1979) [105], mối tương quan rất thấp (0,26) giữa độ hoà tan nitơ in vitro và phân giải protein in vivo của 34 khẩu phần chứa các nguồn protein khác nhau Các tác giả này cũng không thấy có tương quan giữa (r=0,02) độ hoà tan nitơ in vitro và nitơ phi amoniac được đi tới tá tràng

Tóm lại, độ hoà tan nitơ in vitro nên sử dụng như là một công cụ để

đánh giá phân giải protein của các mẫu thức ăn khác nhau trong cùng một loại thức ăn hơn là công cụ để đánh giá phân giải protein của các loại thức

production) do Menke và Steingass (1988) [74] Nguyên tắc của phương pháp

sinh khí in vitro (in vitro gas production) là khi lên men yếm khí

hydrat-cacbon và thức ăn trong dạ cỏ bởi vi sinh vật sẽ tạo ra axit béo bay hơi (VFA),