Ảnh hưởng của bột lá bạch đàn tới lên men phân giải thức ăn và sản sinh khí methane ở động vật nhai lại trong điều kiện in vitro

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm làm giảm quá trình sản sinh khí methane trong dạ cỏ bằng việc sử dụng các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi như những hợp chất mang ion, các axit béo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

- -

NGUYỄN THỊ THÚY

ẢNH HƯỞNG CỦA BỘT LÁ BẠCH ĐÀN TỚI LÊN MEN PHÂN GIẢI THỨC ĂN VÀ SẢN SINH KHÍ METHANE Ở ĐỘNG VẬT NHAI LẠI TRONG ĐIỀU

KIỆN IN VITRO

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : CHĂN NUÔI

Mã số : 60.62.01.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS VŨ CHÍ CƯƠNG

PGS.TS BÙI QUANG TUẤN

HÀ NỘI - 2013

LỜI CAM ĐOAN

Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2013

Tác giả Luận văn

Nguyễn Thị Thúy

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã luôn nhận được, sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và người thân trong suốt thời gian học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Do vậy, nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Chí Cương, Phó viện trưởng Viện Chăn nuôi, PGS.TS Bùi Quang Tuấn, giảng viên trường đại học Nông nghiệp Hà nội, đã luôn tạo điều kiện, giúp đỡ, dạy dỗ và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện đề tài tốt nghiệp này

Bên cạnh đó, tôi cũng gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc tới các cô chú, anh chị và bạn bè đồng nghiệp hiện công tác tại Bộ môn Dinh dưỡng - Thức ăn chăn nuôi, phòng Phân tích thức ăn, Trung tâm Thực nghiệm và Bảo tồn vật nuôi, Viện Chăn nuôi, cùng các thầy cô giáo đang công tác tại khoa Chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, đã luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi, sẵn lòng giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành của mình tới những người thân trong gia đình đã luôn cổ vũ, động viên, tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tận tình để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2013

Nguyễn Thị Thúy

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng v

Danh mục hình vi

Danh mục viết tắt vii

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu 2

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆUU 3

2.1 Đặc điểm tiêu hóa của động vật nhai lại 3

2.1.1 Môi trường dạ cỏ 3

2.1.2 Khu hệ vi sinh vật dạ cỏ 3

2.1.3 Tác động tương hỗ của vi sinh vật trong dạ cỏ 6

2.1.4 Sơ lược quá trình tiêu hóa thức ăn liên quan đến sản sinh khí methane (CH4) trong dạ cỏ 7

2.2 Đặc điểm sinh lý của cây Bạch đàn 11

2.2.1 Phân bố, tên khoa học 11

2.2.2 Đặc điểm sinh thái 12

2.2.3 Tinh dầu Bạch đàn 12

2.3 Ảnh hưởng của tinh dầu Bạch đàn đến lên men dạ cỏ 15

2.4 Những biện pháp làm giảm CH4 trong dạ cỏ 18

2.5 Kỹ thuật nghiên cứu tỷ lệ tiêu hóa thức ăn 19

2.5.1 Xác định tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo) 20

2.5.2 Xác định tỷ lệ tiêu hoá in vitro 20

2.6 Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả sinh khí trong thí nghiệm in vitro 22

2.6.1 Ảnh hưởng của mẫu thức ăn 22

2.6.2 Ảnh hưởng của dịch ủ 23

2.6.3 Một số yếu tố ảnh hưởng khác 25

2.7 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 25

2.7.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 25

2.7.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 26

3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUU 32

3.1 Đối tượng nghiên cứu 32

3.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 32

3.3 Nội dung nghiên cứu 32

3.4 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 33

3.4.1 Vật liệu nghiên cứu 33

3.4.2 Bố trí thí nghiệm 33

3.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 34

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42

4.1 Thành phần hóa học của thức ăn 42

4.2 Động thái sinh khí 44

4.3 Tiêu hóa vật chất khô (VCK) và chất hữu cơ (CHC) in vitro 50

4.4 Lượng khí methane (CH4) sản sinh 53

4.5 Lượng axit béo bay hơi (ABBH) và sinh khối vi sinh vật 60

5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 68

5.1 Kết luận 68

5.2 Đề nghị 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 84

DANH MỤC BẢNG

STT TÊN BẢNG TRANG

Bảng 2.1: Thành phần tinh dầu chính chiết xuất từ các giống Bạch đàn 14

Bảng 3.1: Bảng pha chế các dung dịch đệm 1, dung dịch khoáng đa lượng,

dung dịch khoáng vi lượng cần thiết và dung dịch Resazurin 36

Bảng 3.2: Bảng pha chế dung dịch đệm 2 37

Bảng 4.1: Thành phần nguyên liệu của thức ăn hỗn hợp và thành phần

hóa học của thức ăn thí nghiệm 42

DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ

STT TÊN ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ TRANG

Sơ đồ 2.1: Quá trình lên men dạ cỏ và sự tạo khí methane 10

in vitro tại các thời điểm ủ ấm 49

Đồ thị 4.2: Hồi quy giữa phương pháp xác định lượng khí methane sản

sinh bằng phương pháp sử dụng hóa chất NaOH và phương pháp GC 60

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADF Xơ còn lại sau khi hòa tan bằng môi trường axít

CHC Chất hữu cơ

Cs Cộng sự

CT1-CT6 Công thức thí nghiệm 1 đến công thức thí nghiệm 6

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Đặt vấn đề

Methane (CH4) là một trong những sản phẩm khí của quá trình lên men thức ăn trong dạ cỏ Tuy nhiên CH4 lại không thể được sử dụng làm nguyên liệu cho các hoạt động sống của vật chủ mà nó được thải ra ngoài môi trường Theo nhiều nghiên cứu, CH4 mất đi mang theo khoảng 6 – 10% năng lượng của vật chủ, đó là một sự lãng phí Mặt khác chính nó còn là loại khí đóng góp đáng kể vào sự nóng lên của toàn cầu (Moss và cộng sự, 2000) Do đó giảm lượng CH4 sản sinh là một mục đích quan trọng của ngành dinh dưỡng gia súc nhai lại

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm làm giảm quá trình sản sinh khí methane trong dạ cỏ bằng việc sử dụng các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi như những hợp chất mang ion, các axit béo chưa bão hòa và axit hữu cơ Thêm vào đó, một số loài thực vật có các hợp chất thứ cấp được sử dụng như nguồn phụ gia thức ăn chăn nuôi tự nhiên, có khả năng cải thiện hoạt động lên men trong dạ cỏ như tăng trao đổi protein, giảm sản sinh CH4 (McIntosh và cộng sự, 2003)

Gần đây, đã có nhiều công bố về một số loại chất chiết xuất từ cây trồng như saponin, tannin và tinh dầu được dùng để bổ sung vào dạ cỏ của động vật nhai lại mang lại hiệu quả (Calsamiglia và cộng sự, 2007) Nhiều loại tinh dầu

có nguồn gốc thực vật có thể làm tăng hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng, tăng sức chống chịu với môi trường ở động vật nhai lại (Benchaar và cộng sự, 2008) Một trong số những loài cây có lượng tinh dầu lớn phải kể đến cây

Bạch đàn (Eucalyptus), lượng dầu của chúng chiếm đến 25,36% (Akin và cộng sự, 2010) Mặt khác, nhiều nghiên cứu in vitro đã chứng minh rằng,

những thành phần chính của tinh dầu chiết xuất từ lá cây Bạch đàn có khả năng thúc đẩy quá trình lên men phân giải trong dạ cỏ tốt hơn (Busquet và cộng sự, 2006)

Bạch đàn đỏ (Eucaluptus Camaldulensis) là loại cây trồng sẵn có ở hầu

hết các vùng sinh thái của Việt Nam Nguồn lá Bạch đàn lớn, dễ thu gom để

sản xuất thành bột lá Giống Bạch đàn đỏ phân bố chủ yếu ở vùng đồng bằng,

chúng được biết đến là một loại cây sử dụng làm thuốc và có mùi thơm Bạch

đàn đỏ là loại cây lâu năm, thân thẳng và lớn, kích thước trung bình đến cao,

cây cao 30m (Bren và Gibbs, 1986) Tuy nhiên theo Boland và cộng sự

(1984), Brooker và cộng sự (2002) cây có thể cao đến 45m Chúng là loại cây

trồng quan trọng và phổ biến trên thế giới Tinh dầu của chúng được sử dụng làm thuốc chữa bệnh và dược phẩm (Leung và Foster, 1996)

Ở Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về tác dụng của tinh dầu chiết xuất

từ lá cây Bạch đàn trong lĩnh vực y học, tuy nhiên trong lĩnh vực chăn nuôi nói chung và chăn nuôi gia súc nhai lại nói riêng thì các nghiên cứu còn rất ít

Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh

hưởng của bột lá Bạch đàn tới lên men phân giải thức ăn và sản sinh khí methane ở động vật nhai lại trong điều kiện in vitro”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định mức bổ sung bột lá Bạch đàn vào khẩu phần (40% rơm:

60% thức ăn hỗn hợp có protein thô 14%) phù hợp nhằm làm giảm lượng khí methane sản sinh mà không ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hóa của động vật chủ

trong điều kiện in vitro

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

- Nghiên cứu giải pháp dinh dưỡng nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính (CH4) từ gia súc nhai lại có ý nghĩa quan trọng của ngành chăn nuôi thế giới và trong nước

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm tiêu hóa của động vật nhai lại

Đặc điểm nổi bật của bộ máy tiêu hoá ở gia súc nhai lại là những khoang phình lớn, tại đây có các điều kiện môi trường thuận lợi cho vi sinh vật lên men carbohydrate và các chất hữu cơ khác Các sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men tại đây là các axit béo bay hơi (ABBH), khí methane (CH4), khí cacbonic (CO2) và adenosin triphotphat (ATP) - chất mang năng lượng cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật

2.1.1 Môi trường dạ cỏ

Dạ cỏ của gia súc nhai lại được ví như một thùng lên men lý tưởng, môi trường trong đó rất thuận lợi cho các vi sinh vật yếm khí phát triển: pH = 5,5 - 7,4 khá ổn định nhờ tác dụng đệm của muối bicacbonat và photphat của nước bọt, nhiệt độ trong dạ cỏ khá ổn định từ 38 - 420C, yếm khí (nồng độ O2dưới 1%), dịch dạ cỏ có khoảng 85 - 90% nước thuận lợi cho quá trình lên men của vi sinh vật (Theodorou và France, 1996) Các sản phẩm của quá trình lên men luôn được trao đổi qua thành dạ cỏ vì thế chênh lệch nồng độ cơ chất

luôn thích hợp cho quá trình lên men (Barcroft và cộng sự, 1944)

2.1.2 Khu hệ vi sinh vật dạ cỏ

Do điều kiện môi trường thuận lợi và khẩu phần thức ăn cho gia súc nhai lại khá đa dạng, nên hệ vi sinh vật dạ cỏ phát triển mạnh cả về số lượng,

đa dạng về chủng loại Tính đến nay đã có khoảng hơn 200 loài vi sinh vật dạ

cỏ được tìm thấy (Theodorou và France, 1996)

Tuy nhiên, hệ vi sinh vật dạ cỏ luôn luôn biến động và phụ thuộc vào cấu trúc khẩu phần ăn của gia súc nhai lại Nhờ hệ vi sinh vật phong phú mà gia súc nhai lại có khả năng sử dụng được các nguồn thức ăn nhiều xơ và cả nguồn nitơ phi protein

Hệ vi sinh vật dạ cỏ gồm ba nhóm chính: vi khuẩn, nấm và protozoa Ngoài ra còn có các loại virut, mycoplasma và thể thực khuẩn không đóng vai

trò quan trọng trong tiêu hóa xơ

- Vi khuẩn (Bacteria)

Số lượng và thành phần vi khuẩn trong dạ cỏ có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình lên men, tiêu hoá trong dạ cỏ Số lượng vi khuẩn trong dạ cỏ có thể đạt tới 109- 1011 vi khuẩn/1g chất chứa dạ cỏ, 60% sinh khối vi sinh vật trong dạ cỏ, là những vi sinh vật tiêu hoá chủ yếu carbohydrate Vi khuẩn trong dạ cỏ thường ở các dạng sống tự do trong dịch dạ cỏ, bám vào các mảnh thức ăn trong dịch dạ cỏ khoảng 75% số còn lại trú ngụ ở các nếp gấp biểu

mô và bám vào protozoa Vi khuẩn được chia thành các nhóm khác nhau tùy theo đặc điểm phân giải thức ăn của chúng:

+ Vi khuẩn phân giải Xenluloza

+ Vi khuẩn phân giải Hemixenluloza

+ Vi khuẩn phân giải tinh bột

+ Vi khuẩn phân giải đường

+ Vi khuẩn phân giải protein

phức tạp sử dụng NH3 làm nguồn Nitơ (N) duy nhất để tổng hợp protein của chúng trong khi nhóm vi khuẩn phân giải đường có cấu trúc phân tử đơn giản thường sử dụng cả NH3 và axit amin làm nguồn N cho quá trình sinh trưởng phát triển của chúng

Trong dạ cỏ, một phần nhỏ vi khuẩn bị thực bào bởi protozoa Phần lớn

vi khuẩn di chuyển khỏi dạ cỏ xuống dạ múi khế cùng với dịch dạ cỏ và các tiểu phần thức ăn Mật độ vi sinh vật, tốc độ phân chia và khối lượng vi khuẩn rời khỏi dạ cỏ tăng tỷ lệ thuận với thành phần dễ tiêu trong khẩu phần và năng lượng cần thiết cho quá trình lên men

- Động vật nguyên sinh (Protozoa)

Protozoa có mặt ở dạ dày trước, xuất hiện khi gia súc bắt đầu ăn thức

ăn thực vật thô Sau khi đẻ và trong thời gian bú sữa dạ dày trước không có protozoa Protozoa không thích ứng với môi trường bên ngoài dạ cỏ và vì thế thường bị chết rất nhanh khi được lấy ra ngoài không khí Số lượng protozoa

có thể đạt 105-106 tế bào/1g chất chứa dạ cỏ và có thể chiếm trên 40% tổng lượng sinh khối vi sinh vật trong dịch dạ cỏ khi gia súc ăn khẩu phần nhiều xơ (Czerkawski, 1986) Cũng theo Czerkawski (1986) có khoảng hơn 120 loài protozoa trong dạ cỏ, ít hơn rất nhiều số loài vi khuẩn và dường như số loài

protozoa phụ thuộc vào loài gia súc Protozoa trong dạ cỏ thuộc lớp Ciliata có hai lớp phụ là Entodiniomorphidia và Holotrica Phần lớn protozoa trong dạ

cỏ thuộc nhóm Holotrica có đặc điểm là đường xoắn gần miệng có tiêm mao,

còn tất cả chỗ còn lại của cơ thể có rất ít tiêm mao

- Nấm (Fungi)

Các nấm kỵ khí mới được phân lập gần đây mặc dù số lượng ít 103-105 tế bào/1g chất chứa dạ cỏ (Theodorou và France, 1996), nhưng chúng có khả năng xâm nhập và tiêu hoá thành phần cấu trúc thực vật bắt đầu từ bên trong Chúng mọc chồi và phá vỡ cấu trúc thành tế bào thực vật, làm giảm độ bền chặt của cấu trúc này, góp phần làm tăng sự phá vỡ các mảnh thức ăn trong

quá trình nhai lại Do đó tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để tiêu hoá xơ (Nguyễn Xuân Trạch và cộng sự, 2006)

2.1.3 Tác động tương hỗ của vi sinh vật trong dạ cỏ

Trong môi trường dạ cỏ, các vi sinh vật có các mối quan hệ tương hỗ vì lợi ích qua lại giữa chúng Các mối quan hệ thường gặp giữa các vi sinh vật trong dạ cỏ bao gồm: tác động tương hỗ giữa vi khuẩn với vi khuẩn tác động tương hỗ giữa protozoa và vi khuẩn và tác động tương hỗ giữa vi khuẩn - nấm

- protozoa

* Tác động tương hỗ giữa vi khuẩn với vi khuẩn

Đây là kiểu tương tác hai bên cùng có lợi Một số giống vi khuẩn thực hiện công đoạn đầu của quá trình lên men, khai thác một số năng lượng và dinh dưỡng cho riêng chúng Đồng thời tạo ra các sản phẩm lên men bán thành phẩm có giá trị như cơ chất của công đoạn lên men tiếp theo do một số

vi khuẩn khác thực hiện (Nguyễn Xuân Bả và cộng sự, 2003)

* Tác động tương hỗ giữa protozoa và vi khuẩn

Mối quan hệ giữa protozoa và vi khuẩn trong dạ cỏ là mối quan hệ cạnh tranh Protozoa ăn và tiêu hoá vi khuẩn làm giảm số lượng vi khuẩn bám vào các mẩu thức ăn trong dạ cỏ Đối với những thức ăn dễ tiêu hoá thì điều này không có ý nghĩa lớn, song đối với những thức ăn khó tiêu hoá, thức ăn nhiều xơ thì tác động này sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng thức

ăn (Bùi Quang Tuấn, 2000)

Tuy nhiên trong phân giải xơ, giữa vi khuẩn và protozoa cũng có mối tương tác tích cực Tiêu hoá xenluloza mạnh nếu có mặt của cả vi khuẩn và protozoa Vì protozoa có tác dụng phá vỡ các vách tế bào thực vật tạo điều kiện cho vi khuẩn phân giải xơ Theo một số tác giả thì trên 1/3 lượng đường vật chủ ăn vào được biến thành amylopectin của protozoa Do đó, hạn chế sự lên men lactic và làm giảm biến động pH Một số loài protozoa còn hấp thu oxy từ dịch dạ cỏ làm cho môi trường dạ cỏ yếm khí chặt chẽ hơn Những hoạt động

này giúp đảm bảo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật dạ cỏ phát triển

* Tác động tương hỗ giữa vi khuẩn - nấm và protozoa

Eadie và Gill (1971) thấy rằng nấm tăng lên khi loại bỏ protozoa ra khỏi dạ cỏ Như vậy nghĩa là protozoa trong dạ cỏ hoặc cạnh tranh dinh dưỡng với nấm, hoặc làm giảm sinh trưởng của nấm Loại bỏ protozoa trong

dạ cỏ làm tăng số lượng vi khuẩn, tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô tăng 18% khi không có protozoa (Soetanto, 1986) Loại bỏ protozoa trong dịch dạ cỏ có thể làm tăng hiệu suất sử dụng thức ăn thô ở động vật nhai lại

2.1.4 Sơ lược quá trình tiêu hóa thức ăn liên quan đến sản sinh khí methane (CH 4 ) trong dạ cỏ

Quá trình tiêu hóa 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 hóa của gia súc Khác với động vật dạ dày đơn, loài gia súc nhai lại có quá trình tiêu hóa nhờ vào vi sinh vật (VSV) dạ cỏ Nhờ hệ VSV sống cộng sinh trong dạ cỏ mà loài gia súc nhai lại có khả năng phân giải và tiêu hóa các nguồn thức ăn đa dạng hơn Có tới 50-80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men ở dạ cỏ (Nguyễn Xuân Trạch và cộng sự, 2001) Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men thức ăn bao gồm: các ABBH, CO2, CH4, NH3, và ATP ATP tạo ra trong quá trình lên men bị thủy phân, cung cấp năng lượng cho quá trình tổng hợp tế bào VSV từ các chất trao đổi trung gian và từ các cơ chất có trong dịch dạ cỏ (như các ABBH, axit amin, NH3, CO2, các vitamin…) Chất dinh dưỡng cung cấp cho gia súc ăn khẩu phần có xơ là các ABBH và các thành phần có thể tiêu hóa được của các tế bào VSV

2.1.4.1 Quá trình phân giải carbohydrate

Carbohydrate là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho vi sinh vật dạ

cỏ và vật chủ Carbohydrate chiếm khoảng 75% lượng vật chất khô (VCK) trong thức ăn tùy thuộc vào thời gian thu hoạch, yếu tố địa lý và loài thực vật

Có thể chia carbohydrate trong thức ăn của gia súc nhai lại thành hai loại là:

loại có cấu trúc và loại không có cấu trúc (Tamminga, 1981)

Đặc điểm quan trọng của loại carbohydrate có cấu trúc là không có khả năng hoà tan Xenluloza và hemixenluloza có mạch liên kết β- glucozit giữa các đơn vị cấu trúc, mạch liên kết này chỉ có thể thuỷ phân nhờ enzym của VSV Còn carbohydrate không có cấu trúc chứa liên kết α- glucozit dễ dàng

bị phân giải bởi men tiêu hoá của người và gia súc dạ dày đơn Toàn bộ

carbohydrate trong khẩu phần sau quá trình tiêu hoá đều được chuyển thành glucoza Nhưng glucoza chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển qua con đường pyruvate để hình thành các ABBH Vi khuẩn sinh khí methane

đã sử dụng axit formic, H2 và CO2 để sản sinh khí methane

Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men carbohydrate thức ăn bởi VSV trong dạ cỏ gồm có chủ yếu là các ABBH và một lượng khí thể bao gồm: 56%

CO2, 32% CH4, 8,5% H2 VSV lên men xơ rất mẫn cảm với môi trường axit trong dạ cỏ, tốc độ sinh trưởng của sinh vật lên men xơ giảm khi pH ≤ 6 và hoàn toàn dừng lại khi pH = 2 Điều này rất quan trọng khi xem xét để phối hợp các loại thức ăn khác nhau trong khẩu phần một cách tốt nhất

- Tiêu hoá xenluloza và hemixenluloza

Xenluloza và hemixenluloza là thành phần chủ yếu trong thức ăn của gia súc nhai lại, hàm lượng của nó trong thức ăn thực vật chiếm 40 - 50%, vi khuẩn có thể phân giải 80% xenluloza ăn vào dạ cỏ

- Tiêu hoá tinh bột đường

Tinh bột được vi khuẩn và protozoa phân giải trong môi trường dạ cỏ protozoa nuốt tinh bột từ thức ăn ăn vào, vi khuẩn tác dụng lên bề mặt tinh bột bằng enzym amylaza

Tuy nhiên đường đơn (glucoza, xyloza…) chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển qua con đường pyruvic thành các ABBH Khí CO2 và H2

lại được VSV tổng hợp khí methane

Như vậy sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men carbohydrate thức ăn bởi

vi sinh vật trong dạ cỏ gồm có:

- Các ABBH: chủ yếu là các axit axetic (C2); axit propionic (C3), axit butyric (C4) và một lượng nhỏ các axit khác (isobutyric, valenic, isovaleric) Các ABBH được hấp thu qua vách tế bào dạ cỏ vào máu và là nguồn cung cấp năng lượng cho vật chủ Chúng cung cấp khoảng 70% - 80% tổng số năng lượng được gia súc nhai lại hấp thu Tỷ lệ các ABBH phụ thuộc vào bản chất các loại gluxit trong khẩu phần

Trong các khẩu phần khác nhau thì tỷ lệ các ABBH khác nhau Khẩu phần cỏ khô tạo ra 65% axit axetic, 20% axit propionic, 12% axit butyric còn lại là các axit valeic, isovaleric và isobutyric Khi thức ăn hạt chiếm 70% khẩu phần sẽ tạo ra 40% axit axetic và 30% propionic còn lại là butyric

- Ngoài các ABBH, quá trình lên men trong dạ cỏ còn tạo ra một lượng lớn các khí bao gồm: 56% CO2, 32% CH4, 8,5% H2…Khí CH4 được giải phóng qua phản xạ ợ hơi, gây lãng phí khoảng 6 - 10% tổng số năng lượng trong thức ăn thu nhận Các ABBH chưa no trong thức ăn có thể giảm thấp sự sinh khí CH4 trong dạ cỏ Sự giảm thấp CH4 thường thấy ở khẩu phần ăn nhiều đường và tinh bột

2.1.4.4 Quá trình sản sinh khí CH 4 trong dạ cỏ

Trong quá trình lên men dạ cỏ, ngoài các sản phẩm chính là axit béo bay hơi gồm acetate, propionate và butyrate ra thì một sản phẩm không mong muốn CH4 cũng đồng thời được tạo thành (phương trình 1, 2, 3, 4) Quá trình lên men thức ăn cùng sự sản sinh khí methane được trình bày ở sơ đồ 2.1

Sơ đồ 2.1: Quá trình lên men dạ cỏ và sự tạo khí methane

methanogenic trong dạ cỏ của động vật nhai lại là Methanobrevibacter

ruminantium, Methanosarcina barkeri, Methanosarcina mazei, Methanobacterium formicicum và Methanomicrobium mobile trong đó 2 loài

đầu là phổ biến nhất Vi khuẩn methanogenic có thể sống tự do trong dạ cỏ hoặc chúng sống cộng sinh trên bề mặt của protozoa

Quá trình sản sinh CH4 từ CO2 và H2 bắt buộc phải sử dụng năng lượng của cơ thể động vật Như vậy, CH4 là một khí không mong muốn được tạo ra trong quá trình lên men thức ăn dạ cỏ, vì ngoài việc chúng tạo ra hiệu ứng nhà kính, thì chúng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến sức sản xuất của gia súc nhai lại

Vì vậy, để tăng năng suất chăn nuôi, giảm ô nhiễm môi trường thì việc làm giảm CH4 sản sinh ra trong chăn nuôi gia súc nhai lại là một vấn đề hết sức quan trọng, và đặt ra những hướng nghiên cứu mới cho các nhà khoa học

2.2 Đặc điểm sinh lý của cây Bạch đàn

2.2.1 Phân bố, tên khoa học

Cây Bạch đàn hay còn gọi là cây Khuynh diệp, có tên khoa học là

Eucalyptus spp Thuộc họ thực vật Sim (Myrtaceae) Chi Eucalyptus (tức

chi Bạch đàn) có ít nhất hơn 70 loài mọc từ các vùng đồng bằng có độ cao ngang mực nước biển cho đến các vùng bình nguyên, cao nguyên, từ các thung lũng đến đèo núi cao Ở Việt nam chỉ du nhập khoảng 9 loại Bạch đàn như:

- Bạch đàn đỏ: Eucalyptus Camaldulensis thích hợp vùng đồng bằng.

- Bạch đàn trắng: Eucalyptus Alba thích hợp vùng gần biển.

- Bạch đàn lá nhỏ: Eucalyptus Tereticornis thích hợp vùng đồi Thừa Thiên

- Huế

- Bạch đàn liễu: Eucalyptus Exserta, thích hợp vùng cao miền Bắc VN

- Bạch đàn chanh: Eucalyptus Citriodora, thích hợp vùng thấp, lá có chứa tinh dầu

mùi sả

- Bạch đàn lá bầu: Eucalyptus Globules, thích hợp vùng cao nguyên.

- Bạch đàn to: Eucalyptus Grandis, thích hợp vùng đất phù sa.

- Bạch đàn ướt: Eucalyptus Saligna, thích hợp vùng cao nguyên Ðà Lạt.

- Bạch đàn mai đen: Eucalyptus Maidenii, thích hợp vùng cao như Lâm

Đồng ( nghiep-khac/560-nhung-dieu-biet-them-ve-cay-bach-dan.html)

http://sonongnghiepbinhdinh.gov.vn/tai-lieu-ki-thuat/95-tu-lieu-lam-2.2.2 Đặc điểm sinh thái

Cây Bạch đàn thuộc loài đại mộc Lá thường thon dài cong cong có màu xanh hơi mốc trắng hoặc xanh đậm chứa chất dầu Eucalyptone thơm mùi dầu Tràm Hoa có cuống ngắn, mọc ở nách lá, quả hình bông bên trong chứa nhiều hạt nhỏ màu nâu sậm.Cành non có 4 cạnh, lá mọc đối, không cuống, phiến lá hình trứng có túi tiết tinh dầu, màu lục như phủ sáp Cây cao từ 15 -20m Lá hình mũi giáo hay hình lưỡi liềm, cuống ngắn và hơi vặn, phiến lá

dài và hẹp (ở loài E.Exserta) giòn và rộng hơn (ở loài E.Camaldulensis), rộng

1 - 5cm, dài 8 - 18cm Hai mặt lá đều có màu xanh ve ít vàng nhạt, lác đác có nhiều chấm nhỏ màu vàng Khi soi lá trước ánh sáng thấy rất nhiều túi tiết tinh dầu nhỏ li ti Gân cấp hai tỏa ra từ gân giữa, gặp nhau ở mép lá Khi vò lá có mùi

thơm mạnh đặc biệt, mùi dịu ở loài E.Camaldulensis Vị thơm nóng, hơi đắng,

chát, sau có cảm giác mát và dễ chịu (agriviet.com, 2004)

2.2.3 Tinh dầu Bạch đàn

Tinh dầu Bạch đàn có ở nhiều bộ phận của cây như lá, thân, vỏ, quả,…tùy thuộc vào loài nhưng tập chung nhiều nhất ở lá Tùy vào các loài khác nhau mà lá Bạch đàn chứa từ 0,1 đến 0,7% lượng tinh dầu của cây Tinh dầu trong cây có rất nhiều loại, nhưng có 3 nhóm chính được quan tâm nhất đó là:

* Nhóm giàuCineol (có hàm lượng Cineol trong tinh dầu> 55%) cho tinh dầu

được gọi là Oleum Eucalypti

Ðại diện cho nhóm này là Eucalyptus globulus Lab với những ưu điểm nổi bật: Hàm lượng tinh dầu và hàm lượng Cineol khá cao, có thể đến 80 - 85%

- Lá chứa tinh dầu: 1,3 - 2,25% (E.camaldulensis) và 1,40 - 2,60% (E.exserta) Hàm lượng tinh dầu qui định không dưới 1,2% theo Dược điển Việt

Nam (DĐVN) III (2002)

- Thành phần tinh dầu: Thành phần chính là Cineol Loài E.camalduleusis có thể đạt 60 - 70% Loài E.exserta thấp hơn 30-50% DÐVN II (1994) quy định hàm lượng Cineol không dưới 60% Cũng như tinh dầu Tràm, tinh dầu Bạch đàn trước

khi sử dụng cần được tinh chế và làm giàu Cineol

* Nhóm giàuCitronelal: cho tinh dầu Oleum Eucalipti Citriodorae

Ðại diện là E.citriodora Hook.f với hàm lượng Citronelal trên 70% Lá

có chứa một hàm lượng lớn tinh dầu (3,3 - 4,8%) Thành phần chính của tinh

dầu là Citronelal (trên 70%) ngoài ra còn có Citronelol (5,6%)

* Nhóm giàu Piperiton: Ðại diện là E piperita Sm với hàm lượng Piperiton

là thành phần chính của tinh dầu là monoterpenoid và sesquiterpenoids (Calsamiglia và cộng sự, 2007) Phenylpropanoids có 1 chuỗi 3 carbon bên cạnh vòng thơm C6 (Calsamiglia và cộng sự, 2007)

Các thành phần chính của tinh dầu được chiết xuất từ các loài Bạch đàn khác nhau được trình bày trong Bảng 2.1

Bảng 2.1: Thành phần tinh dầu chính chiết xuất từ các giống Bạch đàn

p-Terpinene: 4,57 %

Akin và cộng sự (2010)

E Camaldulensis α-pinene: 12,13 %

p-cymene: 14,59 % γ-terpinene: 14,80 % 1,8-cineole: 51,12 %

Pierre (2008)

E Tereticornis α –pinene: 28,53 %

β-pinene: 5,33 % γ-terpinene: 6,58 % 1,8-cineole: 19,48 %

α -eudesmol: 8,43 % β-eudesmol: 10,22 %

Harminder và cộng sự (2009)

E Dives α –Phellandrene: 17,4 %

para-cymene: 8,5 % Terpin-4-ol: 4,7 % Piperitone: 40,5 %

Gilles và cộng sự (2010)

E Raligna p-Pinene (trong hoa)

p-cymene (trong cây)

Ceferino và cộng sự (2006)

E Saligna α-pinene: 32,34 %

p-cymene: 12,47 % 1,8-cineole: 28,94 %

Pierre (2008)

Nguồn: Bakkali và cộng sự (2008)

2.3 Ảnh hưởng của tinh dầu Bạch đàn đến lên men dạ cỏ

Tinh dầu là những hợp chất dễ bay hơi thơm chiết xuất từ toàn bộ cây

và có đặc tính kháng khuẩn, có thể có hiệu quả chống lại các vi sinh vật dạ cỏ không mong muốn Vì vậy, gần đây nó đã được khai thác và sử dụng là phụ gia thức ăn tự nhiên để cải thiện quá trình lên men dạ cỏ, chẳng hạn như sản xuất axit béo dễ bay hơi, ức chế nhóm vi khuẩn sản sinh khí methane trong dạ

cỏ, cải thiện quá trình trao đổi chất protein và hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng axit linoleic liên hợp động vật nhai lại có nguồn gốc thực phẩm Ảnh hưởng của tinh dầu đến sự lên men dạ cỏ, hệ vi sinh vật dạ cỏ của động vật nhai lại phụ thuộc vào liều dùng, cấu trúc hóa học của tinh dầu, thành phần thức ăn chăn nuôi và sinh lý học động vật

Tinh dầu Bạch đàn ức chế sản sinh CH4 đến 58% khi bổ sung 1,66ml/l (Kumar và cộng sự, 2009) và 90,3% khi bổ sung 2ml/l (Salam và cộng sự, 2009), 70% khi bổ sung 0,33g cyclodextrin, thành phần tinh dầu chiết xuất từ Bạch đàn (Tatsouka và cộng sự, 2009) Những thành phần như cineole, terpinenol, α-pinene, p-cymene, aromadendrene và phellandrene trong tinh dầu Bạch đàn được chứng minh có tác dụng giảm thiểu CH4 (Bhatti và cộng

sự, 2007) Thành phần p-cymene của dầu Bạch đàn làm giảm sản sinh methane đến 29% khi bổ sung ở nồng độ 2mg/l (Chaves và cộng sự, 2008), tuy nhiên α-cyclodextrin cineole lại không ảnh hưởng đến lượng methane sản sinh khi bổ sung ở nồng độ dưới 0,33g/l (Tatsouka và cộng sự, 2008)

Tinh dầu có thể ngăn chặn nhiều loại vi khuẩn sản xuất Amoniac (Hyper-Ammonia Producing-HAP) trong dạ cỏ, tác động đến quá trình khử amin dẫn đến giảm axit amin (Wallace, 2004; Patra và Saxena, 2009) McInotch và cộng sự, (2003) quan sát thấy rằng một hỗn hợp của tinh dầu ức

chế sự tăng trưởng của một số vi khuẩn HAP như Clostridium sticklandii và

anaerobius peptostreptococcus, nhưng các HAP khác như Clostridium aminophilus lại ít nhạy cảm với tinh dầu Tác dụng ức chế của tinh dầu trên vi

khuẩn HAP có thể phụ thuộc vào chế độ ăn uống Wallace (2004) báo cáo rằng số lượng vi khuẩn HAP giảm tới 77% ở cừu khi có một chế độ ăn với hàm lượng protein thấp và bổ sung tinh dầu với 100mg/l, nhưng tinh dầu đó không có tác dụng trên vi khuẩn HAP khi cừu được cho ăn với chế độ ăn uống giàu protein Các vi khuẩn HAP có một khả năng cao để tạo ra amoniac

từ các axit amin (Wallace và cộng sự, 2002) Ở liều thấp, tinh dầu có thể ức chế các vi khuẩn HAP, nhưng tất cả các vi sinh vật bị ảnh hưởng ở nồng độ cao hơn Tinh dầu có thể ngăn chặn hoặc tiêu hóa dễ dàng các chất nền phân hủy bởi vi khuẩn phân giải tinh bột và thủy phân protein mà không ảnh hưởng đến tiêu hóa chất xơ (Wallace và cộng sự, 2002)

Nồng độ các ABBH tổng số trong dạ cỏ thường ít bị ảnh hưởng (Chaves và cộng sự, 2008; Patra và cộng sự, 2010) Hoặc giảm (Macheboeuf

và cộng sự, 2008; Kumar và cộng sự, 2009), đặc biệt là khi bổ sung tinh dầu ở nồng độ cao

Trong những thập kỷ gần đây, một số nghiên cứu đã được tiến hành để khai thác tinh dầu làm chất phụ gia thức ăn chăn nuôi để tăng hiệu quả sản xuất của động vật nhai lại Chắc chắn, một số thành phần tinh dầu có tác động đến quá trình lên men dạ cỏ ở động vật nhai lại, cần phải xác định liều lượng

bổ sung tối ưu tùy thuộc vào từng trạng thái sinh lý và hệ thống cho ăn cụ thể Tinh dầu có khả năng ức chế vi khuẩn HAP, vi khuẩn sản sinh khí methane và một số loài vi khuẩn không mong muốn khác, đồng thời có thể điều chỉnh sự lên men dạ cỏ theo hướng tích cực như tăng nồng độ của ABBH trong dạ cỏ,

ức chế khí methane Hầu hết các kết quả được dựa trên các nghiên cứu in

vitro Một số rất ít nghiên cứu đã được tiến hành trong điều kiện in vivo và

những kết quả này thường khác nhau vì thành phần và liều lượng tinh dầu thử nghiệm là khác nhau

Một vài nghiên cứu xác định ảnh hưởng của tinh dầu đến hệ vi sinh vật

và lên men dạ cỏ được tổng hợp ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Ảnh hưởng của tinh dầu, tinh dầu cây trồng đến lên men dạ cỏ

A/P không bị ảnh hưởng

A/P tăng Macheboeuf và cs., (2008)Tinh dầu cây

không bị ảnh hưởng Chaves và cs., (2008)

Tinh dầu Bạc hà 0,33–2 mL/L

Tiêu hóa và ABBH giảm;

Soliva và cs., (2008)

A/P tăng Macheboeuf và cs., (2008)

Bị ảnh hưởng Chaves và cs., (2008)

A/P tăng Macheboeuf và cs., (2008)Thymol 0,1; 0,2 và 0,4 g/L

với 10 g glucose/L

ABBH giảm, A/P tăng Evans and Martin (2000)

ABBH: axit béo bay hơi

A/P: tỷ lệ acetate /propionate

2.4 Những biện pháp làm giảm CH 4 trong dạ cỏ

Quá trình sản sinh CH4 trong dạ cỏ không chỉ làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng của gia súc nhai lại mà còn ảnh hưởng xấu đến môi trường khi góp phần gây nên hiệu ứng nhà kính Đã có nhiều nghiên cứu trước đây nhằm giảm thải khí CH4 từ chăn nuôi bò thịt và bò sữa Đa phần, các nghiên cứu này tập trung vào các giải pháp dinh dưỡng và nghiên cứu tập trung đặc biệt cho những đối tượng bò sữa chăn thả

Leng và cộng sự (2008) đã đưa ra kết luận là sự hiện diện của các muối nitrat trong dạ cỏ sẽ hoạt động như là một bể chứa đối với hydro được sản xuất từ sự lên men carbohydrate từ đó nó được chuyển đổi thành amoniac hơn

là chuyển sang methane Nhiều kết quả nghiên cứu hiện nay ở Úc và Hà Lan được công bố chỉ ra rằng khí methane trong dạ cỏ của gia súc có thể giảm tới 50% bằng việc cho ăn muối nitrat thay vì bổ sung urê như là nguồn nitơ phi protein đối với các khẩu phần nghèo protein dựa trên rơm và mía Guo và cộng sự (2009) đã chỉ ra rằng tỷ lệ CH4/CO2 đã giảm trong thí nghiệm in vitro

mà muối sodium nitrat được sử dụng thay urê như là nguồn nitơ duy nhất, với

tinh bột và xelluloza như các nguồn carbohydrate

Một số loại khẩu phần có thể làm giảm CH4 bao gồm việc bổ sung thêm

nhiều thức ăn tinh vào khẩu phần (Lovett và cộng sự, 2005), khẩu phần bổ

sung thêm mỡ, có khả năng giảm sản sinh CH4 ở dạ cỏ từ 12 - 37% Điều này xảy ra thông qua quá trình thủy phân sinh học các axít béo không no, làm tăng

sự sản sinh axít propionic qua đó ức chế protozoa Tuy nhiên ảnh hưởng của

khẩu phần mỡ rất khác nhau và khả năng gây độc của mỡ đối với vi sinh vật

dạ cỏ cũng là một vấn đề phải xem xét Chiến lược này có thể ảnh hưởng xấu đến đến thành phần sữa và làm giảm lợi nhuận của người sản xuất Theo Takahashi và cộng sự (2005) thì việc sử dụng probiotic và prebiotic trong khẩu phần ăn của gia súc nhai lại cũng đã được tiến hành để thay đổi môi trường dạ cỏ như bổ sung chất ion hóa, cải tiến hiệu quả thu nhận VCK và

ngăn chặn sản sinh acetate, kết quả là làm giảm lượng hydro được giải phóng Trong một số công trình nghiên cứu đã xuất bản, CH4 đã giảm khoảng 10%, tuy nhiên ảnh hưởng của chất ion hóa có tuổi thọ ngắn Những chiến lược nuôi dưỡng làm giảm CH4 thông qua sự vận động của quá trình lên men dạ

cỏ, theo hướng ức chế hoạt động của protozoa qua đó giảm hình thành CH4

Nhiều tài liệu nghiên cứu đã chỉ ra rằng tinh dầu có thể làm giảm khoảng 30% lượng khí methane phát thải bằng cách kết hợp các loại dầu thực vật chứa

nhiều axit béo không bão hòa trong chế độ ăn của bò sữa

Một hướng nghiên cứu khác cũng được triển khai là bổ sung thêm các chất kháng sinh sinh học (thuốc kháng vi sinh vật có nguồn gốc VSV), axít hữu

cơ, các chất chiết từ thực vật (trong đó có tannin, saponin và tinh dầu) vào khẩu phần ăn của gia súc nhai lại để hạn chế lượng khí CH4 thải từ dạ cỏ

Việc nghiền và đóng viên thức ăn có thể giảm phát thải khí CH4 tới 40% tuy nhiên chi phí liên quan đến quá trình này có thể quá cao nên không khả thi

Có một vài cách tiếp cận mới để làm giảm CH4 nhưng không thực tế lắm Thí dụ như loại bỏ protozoa dạ cỏ có thể làm giảm CH4 tới 20% Cũng

có thể phát triển các chiến lược kích thích sự phát triển của các dòng vi khuẩn

acetic để chúng có thể khử hydro của CH4 và chuyển hóa thành axit acetic Chúng biến đổi CO2 và H2 thành acetate mà con vật có thể sử dụng như một nguồn năng lượng

Hiện nay đang có một nghiên cứu phát triển một loại vacxin mà nó kích

thích tạo kháng thể trong động vật mà khi nó ở trong dạ cỏ, nó sẽ hoạt hóa chống lại các chủng vi khuẩn sinh khí methane

2.5 Kỹ thuật nghiên cứu tỷ lệ tiêu hóa thức ăn

Xác định tỷ lệ tiêu hoá để đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn hay còn gọi là phương pháp thử mức tiêu hoá Phương pháp này được sử dụng để

xác định, tính toán phần có khả năng tiêu hoá được của thức ăn trong cơ thể

vật chủ, kết hợp với phương pháp phân tích thành phần hoá học của thức ăn

giúp ta xác định giá trị dinh dưỡng của thức ăn khá chính xác Có hai phương pháp xác định tỷ lệ tiêu hoá như sau:

2.5.1 Xác định tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo)

Theo phương pháp này cần chọn những gia súc khoẻ mạnh có sức sản xuất đại diện chung cho đàn, để đưa vào thí nghiệm Thời gian thí nghiệm bao gồm thời gian chuẩn bị cho gia súc ăn thức ăn sẽ thí nghiệm để làm quen với thức ăn (khoảng 7- 15 ngày tuỳ từng loại gia súc) Thời gian thí nghiệm chính kéo dài 6 - 7 ngày đối với gia cầm và lợn, 10 - 12 ngày đối với đại gia súc

Trong thời gian thí nghiệm cần tính toán lượng thức ăn ăn vào và lượng thải ra (phân, nước tiểu) sau đó xác định tỷ lệ tiêu hoá dựa vào công thức:

Tỷ lệ tiêu hóa Chất dinh dưỡng A ăn vào - chất dinh dưỡng A ở phân

2.5.2 Xác định tỷ lệ tiêu hoá in vitro

Phương pháp này thường được áp dụng để tính toán khả năng tiêu hoá của thức ăn thô xanh, thức ăn giàu xơ trong điều kiện phòng thí nghiệm

Nguyên tắc của phương pháp này là khi lên men yếm khí carbohydrate

và thức ăn trong dạ cỏ bởi vi sinh vật sẽ tạo ra các ABBH, CO2, CH4,

H2…đồng thời các ABBH sẽ lại phản ứng với đệm Bicacbonat (từ nước bọt hoặc môi trường dung dịch đệm) để giải phóng ra khí CO2, CH4, H2… Quá trình sinh khí xảy ra đồng thời, song hành với quá trình phân giải xơ (Schofield

và cộng sự, 1994) Lượng khí sinh ra từ quá trình trên có tương quan chặt chẽ với tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của thức ăn Do đó có thể áp dụng để dự đoán tỷ lệ tiêu hoá và giá trị dinh dưỡng của thức ăn

- Phương pháp sử dụng túi nilon (in situ hay in sacco)

Kỹ thuật in situ hay in sacco hay còn gọi là kỹ thuật túi nilon (Orskov

và cộng sự, 1980) Theo phương pháp này các loại túi được sử dụng có đặc tính không tiêu hoá, bền trong môi trường dạ cỏ Thường dùng túi có cấu tạo bằng sợi hoặc nilon Các mắt lưới của túi rộng khoảng 30-60 micromet để cho

dịch dạ cỏ có thể xâm nhập vào bên trong túi cũng như chất dinh dưỡng dễ dàng thoát qua bề mặt túi

- Phương pháp hai giai đoạn ( two- stage method)

Nguyên tắc của phương pháp là sau khi đem ủ với dịch dạ cỏ khoảng 48 giờ, đem thuỷ phân bằng enzym hoặc xử lý bằng nước rửa trung tính Sau đó các chất dinh dưỡng trong thức ăn được chuyển qua một bộ phân lọc Sau khi lọc xong các chất dinh dưỡng này đã được coi như tiêu hoá (Tilley và Terry, 1963)

Phương pháp này tính được khả năng tiêu hoá biểu kiến của thức ăn Tuy nhiên chất cặn bã có thể gồm cả chất cặn bã của vi sinh vật và những chất không hoà tan trong men pepsin do đó ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng

- Phương pháp Gas production (Kỹ thuật sinh khí in vitro):

Kỹ thuật sinh khí sinh khí in vitro hay còn gọi là phương pháp Gas production

(Menke và Steigass, 1988) Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong việc đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn, do ưu điểm nổi bật so với hai

phương pháp thử mức tiêu hoá bằng túi nilon (in sacco hay in situ) và phương pháp hai giai đoạn (two- stage technique) do hai phương pháp đánh giá giá trị

dinh dưỡng của thức ăn này còn một số hạn chế về độ chính xác của kết quả

Kỹ thuật sinh khí in vitro có hiệu quả hơn so với kỹ thuật in sacco trong việc

đánh giá ảnh hưởng của tannin hay một số các nhân tố kháng dinh dưỡng khác

(Makkar và cộng sự, 1995) Trong phương pháp in sacco có yếu tố không bị

phân giải trong dạ cỏ có thể được thoát ra khỏi túi nilon và không được lên men nhưng vẫn được coi như là phần chất hữu cơ bị tiêu hoá Thêm vào đó kỹ thuật

sinh khí in vitro có thể theo dõi được các ảnh hưởng của chất dinh dưỡng, chất kháng dinh dưỡng (Makkar và cộng sự, 1995) Kỹ thuật sinh khí in vitro còn cho

phép xác định sinh khối vi sinh vật được tạo ra từ quá trình tiêu hoá thức ăn và nghiên cứu động thái lên men của các loại thức ăn trong dạ cỏ, từ đó xây dựng

khẩu phần ăn hợp lý cho con vật Do vậy phương pháp sinh khí in vitro khá

thích hợp cho việc ước tính, xác định tỷ lệ tiêu hoá cũng như giá trị năng

lượng của thức ăn so với các phương pháp khác Phương pháp này khá phù hợp với các nước đang phát triển vì không đòi hỏi nhiều lao động, trang thiết

bị và khá rẻ tiền Đặc biệt khi kết hợp với phương pháp in vivo có thể mang

lại kết quả cao hơn trong việc dự đoán giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại

2.6 Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả sinh khí trong thí nghiệm in vitro

2.6.1 Ảnh hưởng của mẫu thức ăn

2.6.1.1 Kích thước mẫu thức ăn

Menke và Steingass (1988) đã chỉ ra rằng kích thước của mẫu có ảnh hưởng đến tốc độ sinh khí trong thời gian ủ Các mẫu được nghiền nhỏ có khả năng lên men nhanh hơn các mẫu không được nghiền Đối với các thức ăn dễ hoà tan, thức ăn tinh thì ảnh hưởng này là không đáng kể, nhưng đối với thức

ăn khó hoà tan, thức ăn có hàm lượng xơ cao, phân giải chậm thì tốc độ sinh khí tăng lên khi mẫu được nghiền nhỏ Các ông cũng chỉ ra rằng độ nghiền nhỏ của của hạt thức ăn thí nghiệm tốt nhất là không lớn hơn 1mm Điều này được Menke và Steingass (1988) giải thích rằng việc nghiền nhỏ mẫu làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt các mảnh thức ăn và vi sinh vật trong môi trường ủ

2.6.1.2 Khối lượng mẫu thức ăn

Theo Theodorou và cộng sự (1994) thì khi tăng khối lượng mẫu (chất nền) sẽ làm thể tích khí tăng lên, nhưng tốc độ sinh khí không bị ảnh hưởng Tuy nhiên, khối lượng mẫu đem ủ chỉ khoảng từ 200 - 300mg tuỳ từng loại thức ăn Đối với các loại thức ăn dễ lên men, tiêu hoá khối lượng mẫu nên là 200mg, với các thức ăn lên men chậm thì khối lượng mẫu nên là 300mg để đảm bảo rằng lượng khí sinh ra khi ủ mẫu không lớn hơn 100ml (Menke và Steingass, 1988)

2.6.1.3 Chuẩn bị mẫu thức ăn

Trong quá trình chuẩn bị mẫu yếu tố lớn nhất ảnh hưởng đến kết quả

trong thí nghiệm sinh khí in vitro là việc sấy mẫu Theo Tilley và Terry

(1963), khi sấy mẫu ở nhiệt độ cao trong thời gian quá dài có thể làm biến tính một số cấu trúc hoá học trong thành phần hoá học của thức ăn Nên làm lạnh - khô mẫu và sấy mẫu bằng lò sấy không làm thay đổi lượng khí sinh ra

trong quá trình ủ Mặt khác, tốc độ lên men của mẫu ủ trong điều kiện in vitro

nếu sử dụng các mẫu đã được sấy khô và nghiền nhỏ độ chính xác sẽ cao hơn

so với các mẫu chưa qua xử lý (Menke và Steingass, 1988)

2.6.2 Ảnh hưởng của dịch ủ

Dịch ủ trong thí nghiệm sinh khí in vitro bao gồm dung dịch đệm và

dịch dạ cỏ (lấy từ bò mổ lỗ dò) được trộn lại với nhau theo một tỷ lệ nhất định Như vậy, cả hai nguồn dịch này đều làm ảnh hưởng đến kết quả sinh khí

trong thí nghiệm sinh khí sinh khí in vitro

2.6.2.1 Ảnh hưởng của dịch dạ cỏ

Rymer và cộng sự (1999) cho rằng tốc độ sinh khí trong thí nghiệm sinh

khí in vitro có mối quan hệ với nồng độ dịch dạ cỏ trong dung dịch ủ Dịch ủ

càng đậm (tức là nồng độ dịch dạ cỏ cao) thì tốc độ sinh khí càng nhanh

Thời gian lấy dịch dạ cỏ cũng ảnh hưởng đến kết quả sinh khí Nên lấy dịch dạ cỏ trước khi cho gia súc ăn sáng và lấy cách nhau ba ngày để hạn chế ảnh hưởng của hoạt lực của vi sinh vật đến kết quả thí nghiệm của thức ăn trong quá trình ủ (Menke và Steingass, 1988) Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của dịch ủ đến khả năng sinh khí, Menke và Steingass (1988) còn cho rằng nguồn dịch dạ cỏ lấy từ các loài gia súc khác nhau là khác nhau Do đó, trong

các thí nghiệm sinh khí in vitro cần chú ý đến nguồn lấy dịch dạ cỏ để có thể

hiệu chỉnh cho phù hợp

Khẩu phần ăn cho gia súc cũng có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả sinh khí thông qua việc ảnh hưởng đến thành phần dịch dạ cỏ và khu hệ vi sinh vật

dạ cỏ Negadi và cộng sự (2002) cho rằng sử dụng khẩu phần 400-600g thức

ăn tinh/kgVCK khẩu phần đảm bảo cho VSV dạ cỏ phát triển tốt cũng như

việc lấy dịch dạ cỏ từ các gia súc ăn khẩu phần này sẽ gặp ít ảnh hưởng do hoạt

lực của vi sinh vật đến khả năng sinh khí trong thí nghiệm sinh khí in vitro

2.6.2.2 Ảnh hưởng của thành phần dung dịch đệm

Dung dịch đệm trong các thí nghiệm sinh khí in vitro thường gồm các

dung dịch sau: dung dịch đệm 1, dung dịch khoáng đa lượng, dung dịch khoáng vi lượng và dung dịch khử Resazurin Các dung dịch trên được hoà trộn theo tỷ lệ nhất định để tạo thành dung dịch đệm 2 sau đó pha với dịch dạ

cỏ để tạo thành dịch ủ Do đó, thành phần các dung dịch đệm có ảnh hưởng

đến kết quả sinh khí in vitro

Carbohydrate trong tầng đệm có ảnh hưởng đến kết quả sinh khí in

vitro Trong dung dịch ủ nó gián tiếp tạo ra một lượng khí qua phản ứng

giữa các ion bicarbonate và các axit lên men Carbohydrate là thành phần

quan trọng của hệ thống chất đệm trong thí nghiệm sinh khí in vitro góp phần tạo ra môi trường gần giống với môi trường dạ cỏ in vivo Nếu

carbohydrate đặc trưng cho phương pháp sinh khí thì khi kết hợp với Nitơ

(N) để đánh giá kết quả sinh khí trong thí nghiệm sinh khí in vitro càng cho kết

quả chính xác hơn Tuy nhiên, trong dung dịch đệm nếu carbohydrate dư thừa lại kết hợp với N dư thừa trong môi trường thì sau đó vi sinh vật sẽ thừa năng lượng (Russell và Strobel, 1991) Do đó trong quá trình chuẩn bị dung dịch đệm cần chú ý tính toán để N không bị dư thừa trong dung dịch đệm

Như vậy, nhu cầu về N trong chất đệm phụ thuộc vào lượng carbohydrate bổ sung Khi carbohydrate được bổ sung nhiều hơn thì quá trình lên men diễn ra nhanh hơn và cần nhiều N hơn để phù hợp với sự phát triển của vi sinh vật Khi tiến hành pha dung dịch đệm cần chú ý đến việc bổ sung hàm lượng N cho thích hợp vào trong chất nền để đảm bảo lượng cacbohydrate từ chất nền không bị dư thừa Nếu không đủ hàm lượng N trong dung dịch đệm có thể làm ảnh hưởng tới kết quả lên men sinh khí

2.6.3 Một số yếu tố ảnh hưởng khác

Ngoài những ảnh hưởng ở trên trong thí nghiệm sinh khí in vitro còn có

một số các ảnh hưởng khác như: ảnh hưởng của việc sử dụng mẫu trắng (mẫu Blank), ảnh hưởng của trang thiết bị sử dụng trong phòng thí nghiệm, ảnh hưởng của các phòng thí nghiệm khác nhau Nếu không có những biện pháp hiệu chỉnh cho phù hợp thì những yếu tố ảnh hưởng này có thể làm sai lệch

kết quả khi tính toán trong thí nghiệm sinh khí in vitro

2.7 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.7.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Kỹ thuật sinh khí in vitro để ước tính tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ và giá

trị năng lượng trao đổi của thức ăn tỏ ra khá phù hợp đối với các nước nghèo

và các nước đang phát triển, vì chỉ đòi hỏi trang thiết bị đơn giản, giá thành không cao và có độ chính xác cao Ở Việt nam từ năm 1997, một số nhà nghiên cứu nước ngoài kết hợp với Nguyễn Văn Lai đã bắt đầu nghiên cứu sử

dụng phương pháp này kết hợp với phương pháp in sacco để đánh giá giá trị

dinh dưỡng của một số loại cây thức ăn dùng cho gia súc nhai lại (Ly và cộng

sự, 1997) Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng 20 loại cây thức ăn nhiệt đới khác nhau và 3 loại phụ phẩm nông nghiệp (rơm khô, bã mía, và thân, lá cây chuối) thường được dùng cho chăn nuôi gia súc nhai lại ở vùng nhiệt đới

Tính toán lượng vật chất khô bị mất đi từ thí nghiệm in sacco và lượng khí sinh ra trong thí nghiệm sinh khí in vitro để đánh giá giá trị dinh dưỡng của

các cây thức ăn này Giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn được đánh giá

bằng cả hai cách in sacco và sinh khí in vitro là tương tự nhau khi thức ăn được

ủ trong 24 giờ hoặc 48 giờ Ngoại trừ các mẫu ủ là bã mía (ép thủ công từ cây mía, loại được khoảng 2/3 nước trong đó) cho lượng khí sinh ra cao hơn nhưng

có tỷ lệ tiêu hoá in sacco thấp hơn so với các thức so với các mẫu là lá sắn, cỏ

Gliricidia và I.teysamii Tiềm năng phân giải của thức ăn thí nghiệm trong dạ

cỏ được xác định dựa vào phương trình của Orskov và Mc Donal (1979)

Tác giả chỉ ra rằng phương pháp sinh khí in vitro đối với việc xác định

giá trị dinh dưỡng của các mẫu thức ăn là phụ phẩm có hàm lượng đường cao

thì không cho kết quả chính xác Kỹ thuật sinh khí in vitro khá phù hợp cho

việc ước tính tiềm năng giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại Tuy nhiên chỉ đối với các thức ăn chứa đường có độ hoà tan 10 - 20% thì kỹ thuật sinh khí có thể cho kết quả cao hơn

Vũ Chí Cương và cộng sự (2006) tiến hành các nghiên cứu ước tính tỷ

lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của 20 loại thức ăn dùng cho gia súc nhai lại gồm các nhóm thức ăn thô xanh (cỏ tự nhiên, cỏ voi 60 ngày tuổi, cỏ ghine), nhóm thức ăn thô khô (rơm khô, cỏ khô Alfalfa, cỏ khô pangola), nhóm thức

ăn tinh (bột ngô tẻ đỏ, cám gạo, bột sắn), nhóm thức ăn hỗn hợp (cám C40, cám BS18), nhóm thức ăn giàu protein (hạt bông, bã bia, cám đậm đặc GYO

68) và một số loại thức ăn khác Nghiên cứu tiến hành với hai thí nghiệm in

vivo trên cừu và sinh khí in vitro tại Viện Chăn nuôi Tỷ lệ tiêu hoá chất hữu

cơ và giá trị năng lượng trao đổi (ME) của các loại thức ăn nghiên cứu được ước tính dựa vào các phương trình của (Menke và Steingass, 1988) và xây dựng được một số phương trình hồi quy giữa tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ, năng lượng trao đổi với lượng khí sinh ra và thành phần hóa học của thức ăn

2.7.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Nguồn gốc của việc xác định tiềm năng lên men tiêu hoá thức ăn ở dạ

cỏ bằng phương pháp ước tính lượng khí sinh ra từ môi trường ủ đã được nghiên cứu từ lâu

Menken và Steingass (1988) đã cải tiến kỹ thuật này xa hơn bằng cách

sử dụng các xylanh chuyên dụng bằng thuỷ tinh có định mức 100ml để tiến

hành các thí nghiệm sinh khí in vitro đặt trong bể nước ấm trong suốt quá

trình thí nghiệm Blummel và Orskov (1993), sau đó đã cải tiến kỹ thuật không đặt xylanh trong bồn nước mà đặt trong tủ ấm

Kỹ thuật sinh khí in vitro được Menke và công sự (1979), cải tiến từ

các nghiên cứu trước đó về khả năng sinh khí khi lên men tiêu hoá thức ăn nghiên cứu trong môi trường dạ cỏ nhân tạo khi đánh giá hoạt động của vi sinh vật dạ cỏ để ước tính tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của các thức ăn thường dùng cho gia súc nhai lại Sau đó Menke và Steingass (1988), đã tiến hành những nghiên cứu sâu hơn và đưa ra quy trình tiến hành thí nghiệm sinh

khí in vitro một cách đầy đủ hơn Đồng thời từ các nghiên cứu này rút ra các

phương trình để chẩn đoán tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của các loại thức ăn dựa vào kết quả sinh khí khi ủ các mẫu thức ăn thí nghiệm trong điều

kiện in vitro và thành phần hoá học của chúng Trong đó kết quả sinh khí ở

thời điểm 24 giờ sau ủ, là một thông số quan trọng kết hợp với các giá trị protein thô, xơ thô, mỡ thô, khoáng tổng số của mẫu thức ăn phân tích để ước tính tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của các mẫu thức ăn thí nghiệm

Từ những thí nghiệm cơ bản của Menke và Steingass (1988) đến nay đã

có khá nhiều các nghiên cứu về kỹ thuật sinh khí in vitro để đánh giá giá trị dinh

dưỡng của nhiều loại thức ăn khác nhau ở các vùng khác nhau Các nghiên cứu

về kỹ thuật tiến hành các thí nghiệm sinh khí in vitro cũng được nhiều tác giả

tiến hành để làm cho phương pháp này ngày càng trở lên tối ưu hơn

Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để xác định ảnh hưởng của tinh dầu đến tiêu hóa thức ăn của động vật nhai lại, chẳng hạn như các thuộc tính kháng khuẩn của tinh dầu ức chế một số vi khuẩn và nấm men để kiểm soát khí lên men, ABBH, chất thải chăn nuôi, mùi hôi và vi khuẩn gây bệnh của

con người như Escherichia coli 0157: H7, Enterococcus faecalis và

Salmonella sp trong các thí nghiệm in vitro cũng như in vivo (Broudiscou và

cộng sự, 2000; Wallace và cộng sự, 2002)

Ảnh hưởng của tinh dầu đến hệ vi sinh vật dạ cỏ đã được nghiên cứu nhiều năm trở lại đây, chủ yếu nghiên cứu về đặc tính làm giảm vị ngon của một số loại cây thức ăn (Oh và cộng sự, 1968) Bản thân tinh dầu có nhiều thành phần có tính kháng khuẩn cao, do vậy nhiều nghiên cứu nhằm mục đích

sử dụng chúng như nguồn thức ăn bổ sung để thay thế kháng sinh kích thích sinh trưởng ở các nước phát triển cũng đã được thực hiện

Đối với vi khuẩn dạ cỏ, tinh dầu có khả năng ức chế những loại vi

khuẩn sản sinh ammoniac trong dạ cỏ, kết quả là chúng làm giảm sự khử axit amin (Wallace, 2004; Patra và Saxena, 2009) McInotch và cộng sự (2003) báo cáo rằng tinh dầu có khả năng kìm hãm sự phát triển của một số loài vi

khuẩn sinh ammoniac trong dạ cỏ như Clostridium sticklandii và

Peptostreptococcus anaerobius nhưng Clostridium aminophilus thì ít nhạy

cảm với tinh dầu Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng của tinh dầu đến các loại vi khuẩn này có thể bị ảnh hưởng bởi chất lượng khẩu phần ăn của con vật Số lượng vi khuẩn sản sinh amoniac có thể giảm đến 77% ở cừu nếu chúng được

ăn khẩu phần nghèo protein và được bổ sung tinh dầu ở mức 100mg/ngày, nhưng sẽ không ảnh hưởng đến số lượng các loại vi khuẩn này nếu cừu được

ăn khẩu phần giàu protein (Wallace, 2004) Tinh dầu có thể ức chế vi khuẩn phân giải tinh bột và protein nhưng không ảnh hưởng đến vi khuẩn phân giải

xơ (Wallace và cộng sự, 2002) Đối với protozoa dạ cỏ Có nhiều báo cáo về

ảnh hưởng của tinh dầu đến protozoa dạ cỏ McInotch và cộng sự (2003) báo cáo rằng hoạt động tiêu diệt vi khuẩn của protozoa dạ cỏ bò sữa không bị ảnh

hưởng khi bổ sung tinh dầu ở mức 1g/ngày

Tác dụng chính của tinh dầu là ảnh hưởng trực tiếp lên hoạt động của

hệ vi sinh vật dạ cỏ, đặc biệt là một số loài vi khuẩn từ đó làm giảm quá trình tiêu hóa tinh bột, protein và kìm hãm quá trình khử amino axit (Hart và cộng

sự, 2008) Thứ nhất, tinh dầu cạnh tranh môi trường sống của vi khuẩn đặc biệt khi khẩu phần giàu tinh bột Thứ hai, chúng tham gia vào quá trình kìm hãm hoạt động của nhiều loại vi khuẩn sản sinh ammoniac trong dạ cỏ, do đó các vi khuẩn ngừng khử amino axit

Quá trình tiêu hóa thức ăn không bị ảnh hưởng khi bổ sung tinh dầu ở một vài báo cáo (Meyer và cộng sự, 2009; Santos và cộng sự, 2010) Yang và

cộng sự (2007) báo cáo rằng tỷ lệ tiêu hóa VCK trong dạ cỏ tăng 13% khi bổ sung tinh dầu ở mức 2g/ngày so với mức đối chứng ở khẩu phần 60% thức ăn tinh, 40% thức ăn thô ở bò HF Bổ sung liều cao tinh dầu làm tăng tiêu hóa VCK cũng như tiêu hóa xơ trong dạ cỏ (Beauchemin và McGinn, 2006)

Ngoài ra tinh dầu còn ảnh hưởng đến các sản phẩm của quá trình tiêu hóa như lượng ABBH và CH4 sinh ra Cụ thể, tổng ABBH thường không bị ảnh hưởng (Chaves và cộng sự, 2008; Patra và cộng sự, 2010) hoặc tăng (Machebouef và cộng sự, 2008; Kumar và cộng sự, 2009) đặc biệt khi bổ sung liều cao tinh dầu Một số nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lượng ABBH tăng khi bổ sung tinh dầu quế ở mức 0,2g/kg VCK ăn vào (Chaves và cộng sự, 2008) và tinh dầu chiết xuất từ cây Kinh giới là 0,25g/kg VCK ăn vào (Wang

và cộng sự, 2009) Khi bổ sung 0,75g/ngày cho bò sữa thì tổng lượng ABBH không bị ảnh hưởng khi chúng ăn khẩu phần chỉ có cỏ alfalfa và tăng khi chúng ăn khẩu phần có bổ sung thêm ngô ngoài cỏ (Benchaar và cộng sự, 2007) Tỷ lệ acetate và propionate tăng (Benchaar và cộng sự, 2007) hoặc không tăng ở một số nghiên cứu (Wang và cộng sự, 2009; Kumar và cộng sự, 2009) Sự ức chế quá trình sản sinh CH4 thường đi kèm với tăng tỷ lệ acetate

và propionate Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng việc tăng tỷ lệ acetate và priopionate cùng với quá trình kìm hãm sản sinh CH4 bởi tinh dầu lại cản trở việc sử dụng năng lượng của vật chủ Ngoài ra, ảnh hưởng của tinh dầu còn phụ thuộc vào pH dạ cỏ Theo Caradoz và cộng sự (2005) một số tinh dầu nguyên chất có ảnh hưởng lớn đến tính chất của ABBH ở điều kiện pH dạ cỏ thấp Tương tự, tinh dầu làm thay đổi sản phẩm của quá trình lên men dạ cỏ, đặc biệt là làm thay đổi tỷ lệ acetate trên tổng lượng ABBH cũng như tỷ lệ acetate và propionate trong điều kiện pH dạ cỏ thấp (Spanghero và cộng sự, 2008)

Một số thành phần của tinh dầu có khả năng làm giảm lượng CH4 sản sinh trong dạ cỏ Theo Evans và Martin (2000), khi bổ sung thymol, thành phần chính của dẫn xuất tinh dầu thymus từ cây Bách lý hương và Kinh giới

với lượng 0,4g/l dịch dạ cỏ có ảnh hưởng lớn lượng CH4 sản sinh trong điều

kiện in vitro, tuy nhiên nồng độ acetate và propionate lại tăng Một nghiên

cứu khác lại chỉ ra rằng, tinh dầu từ cây Kinh giới và thành phần chính của

nó, thymol có thể giảm lượng CH4 sinh ra tới 99% khi bổ sung với nồng độ 6mM (Macheboeuf và cộng sự, 2008)

Có nhiều nghiên cứu in vitro chỉ ra khả năng ức chế sản sinh CH4 trong

dạ cỏ của tinh dầu hỗn hợp và chiết xuất dẫn xuất từ cây nhiều loại cây hương liệu và cây trồng Tinh dầu từ quả cây Bách xù (tròn) và dầu Quế (Chaves và cộng sự, 2008), dầu Bạc hà (Tatsouka và cộng sự, 2008; Agarwal và cộng sự, 2009) chỉ ra khả năng ức chế mạnh mẽ CH4 Thành phần hoạt động chính của dầu Quế như cinnamaldehyde làm giảm lượng methane đến 94% ở nồng độ 5mM (Macheboeuf và cộng sự, 2008) Dầu Bạc hà được biết đến có chứa methol và methyl acetate có khả năng kháng khuẩn (Mckay và Blumberg, 2006) Methanol và ethanol chiết xuất từ hạt cây Thì là và chồi của câyĐinh

hương cũng kìm hãm sản sinh methane trong điều kiện in vitro (Patra và cộng

sự, 2010) Tinh dầu Bạch đàn ức chế sản sinh CH4 đến 58% khi bổ sung 1,66ml/l (Kumar và cộng sự, 2009) và 90,3% khi bổ sung 2ml/l (Salam và cộng sự, 2009), 70% khi bổ sung 0,33g cyclodextrin, thành phần tinh dầu chiết xuất từ Bạch đàn (Tatsouka và cộng sự, 2009) Những thành phần như cineole, terpinenol, α-pinene, p-cymene, aromadendrene và phellandrene trong tinh dầu Bạch đàn được chứng minh có tác dụng giảm thiểu CH4 (Bhatti

và cộng sự, 2007) Thành phần p-cymene của dầu Bạch đàn làm giảm sản sinh methane đến 29% khi bổ sung ở nồng độ 2mg/l (Chaves và cộng sự, 2008), tuy nhiên α-cyclodextrin cineole lại không ảnh hưởng đến lượng methane sản sinh khi bổ sung ở nồng độ dưới 0,33g/l (Tatsouka và cộng sự,

2008) Nghiên cứu in vivo của Wang và cộng sự (2009) chỉ ra rằng, khi bổ

sung tinh dầu hỗn hợp chiết xuất từ cây Kinh giới ở mức 0,25g/ngày vào khẩu phần ăn cho cừu trong 15 ngày sẽ làm giảm thấp lượng methane sinh ra Ảnh

hưởng ức chế sản sinh methane của tinh dầu phụ thuộc vào từng loại tinh dầu Macheboeuf và cộng sự (2008) đã nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng khác nhau của tinh dầu đến hàm lượng CH4 và ABBH sản sinh Khi bổ sung tinh dầu hỗn hợp chiết xuất từ cây Thì là (32% limonene) cho kết quả tỷ lệ thuận với sự giảm CH4 sản sinh Theo Soltan và cộng sự (2009) khi bổ sung tinh dầu ở mức 16, 32 và 48mg/l nước uống cho bò sữa sẽ làm tăng trọng lượng cơ thể, giảm đơn vị thức ăn để tạo ra 1 lít sữa, và tỷ lệ này giảm 7,4; 3,8 và 4,4%

so với khi không bổ sung Bổ sung tinh dầu hỗn hợp không có ảnh hưởng đến

pH dạ cỏ và tăng ABBH tổng số lần lượt 2,5; 2,9 và 0,7% so với mức đối chứng không bổ sung tinh dầu Tuy nhiên bổ sung tinh dầu hỗn hợp (16 hoặc

32 mg/l nước uống) làm giảm tỷ lệ acetate trong khi làm tăng tỷ lệ propionate

so với mức đối chứng và mức bổ sung cao (48mg/l nước uống) đến bò Mặt khác tinh dầu hỗn hợp bổ sung không ảnh hưởng đến tổng số vi khuẩn cũng như số lượng vi khuẩn phân giải xơ Tuy nhiên số lượng protozoa giảm khi bổ sung tinh dầu Khi bổ sung tinh dầu hỗn hợp, tiêu hóa VCK,CHC và protein thô tốt hơn (P<0,05) so với mức đối chứng

3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Bột lá cây Bạch đàn đỏ (Eucalyptus camaldulensis)

3.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu:

+ Bộ môn Dinh dưỡng - Thức ăn chăn nuôi, Viện Chăn nuôi

+ Trung tâm Thực nghiệm và Bảo tồn vật nuôi, Viện Chăn nuôi

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 3/2012– 3/2013

3.3 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Thành phần hóa học của các nguyên liệu thức ăn thí nghiệm

Tất cả các nguyên liệu thức ăn thí nghiệm được phân tích các chỉ tiêu: Vật chất khô (VCK), chất hữu cơ (CHC), protein thô, khoáng tổng số (KTS),

xơ còn lại sau khi hòa tan bằng môi trường trung tính (NDF), xơ còn lại sau khi hòa tan bằng môi trường axít (ADF) theo TCVN tại phòng phân tích thức

ăn, Viện Chăn nuôi

Nội dung 2: Ảnh hưởng của BLBĐ đến lượng khí tích lũy và động thái sinh

khí in vitro

Các chỉ tiêu nghiên cứu của nội dung 2 bao gồm:

+ Thể tích khí sinh ra ở thời điểm theo dõi t (ml)

+ Tốc tộ sinh khí (% VCK/giờ)

Nội dung 3: Ảnh hưởng của BLBĐ đến tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng

Các chỉ tiêu nghiên cứu của nội dung 3 bao gồm:

- Tỷ lệ tiêu hóa in vitro vật chất khô ở các mức bổ sung BLBĐ khác nhau tại

các thời điểm 12, 24 và 48 giờ ủ

- Tỷ lệ tiêu hóa in vitro chất hữu cơ ở các mức bổ sung BLBĐ khác nhau tại

các thời điểm 12, 24 và 48 giờ ủ