ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỆT TRÊN KHẢ NĂNG THOÁT QUA CỦA PROTEIN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP ĐẠM THỰC VẬT TRÊN BÒ SỮA

Thí nghiệm thứ hai, khảo sát khả năng phân giải vật chất khô, protein thô của các thực liệu đã xử lý tốt nhất ở nội dung 1 bằng phương pháp in sacco được mô tả bởi Orskov 1985 trong thờ

ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỆT TRÊN KHẢ NĂNG

THOÁT QUA CỦA PROTEIN NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP

Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

3 Phản biện 1: PGS TS LÊ ĐĂNG ĐẢNH

Hội Chăn nuôi

4 Phản biện 2: PGS TS BÙI XUÂN AN

Đại học Hoa Sen Tp HCM

5 Ủy viên: PGS TS DƯƠNG NGUYÊN KHANG

Đại học Nông Lâm Tp HCM

Từ 1998 tới nay làm việc tại Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam,

121 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Q1, TP Hồ Chí Minh

Tháng 9 năm 2007 theo học Cao học ngành Chăn nuôi tại đại học Nông-Lâm, Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

Tình trạng gia đình : Vợ Võ Thị Mộng Thu, năm kết hôn: 2004

Con : Nguyễn Võ Minh Quý, sinh năm 2005

Địa chỉ liên lạc : 229/2/2A, Lê Quang Định, P.7, Q Bình Thạnh, TP Hồ

Điện thoại : 090 3649924

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan những công bố trong luận văn này là trung thực và là một phần

trong đề tài cấp thành phố “Nghiên cứu công nghệ chế biến và sử dụng bypass protein cho chăn nuôi bò sữa” do PGS TS Lã Văn Kính làm chủ nhiệm Những số liệu trong

luận văn được phép công bố với sự đồng ý của chủ nhiệm đề tài

Nguyễn Văn Phú

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu, tôi thường xuyên nhận được sự động viên và giúp đỡ kịp thời về tinh thần cũng như vật chất của Trường Đại học Nông-Lâm TP Hồ Chí Minh; phòng Đào tạo sau đại học; khoa Chăn nuôi-Thú y; Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Khoa học Công nghệ Trường; Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam; Phòng Khoa học & Hợp tác quốc tế Viện; Phòng nghiên cứu Thức ăn Chăn nuôi Viện và Trại chăn nuôi bò sữa Thanh Bình, Củ Chi, TP HCM

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường; Phòng đào tạo sau đại học; Khoa Chăn nuôi-Thú y; Phòng Khoa học & Hợp tác quốc tế Viện; Phòng nghiên cứu Thức ăn Chăn nuôi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Lã Văn Kính, chủ nhiệm đề tài

cấp thành phố “Nghiên cứu công nghệ chế biến và sử dụng bypass protein cho chăn nuôi bò sữa” đã hỗ trợ kinh phí cho việc thực hiện đề tài cũng như tận tình hướng dẫn

và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài, đồng thời đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành luận án Xin cảm ơn Ban giám đốc, các cán bộ kỹ thuật và toàn thể anh chị em công nhân Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Khoa học Công nghệ, trường đại học Nông Lâm – TP HCM và Trại chăn nuôi bò sữa Thanh Bình, Củ Chi, TP HCM đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất và công sức để giúp đỡ chúng tôi trong qúa trình tiến hành triển khai thí nghiệm

PGS TS Dương Nguyên Khang, là người Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Tập thể cán bộ, nhân viên Phòng nghiên cứu Dinh dưỡng và Thức ăn Chăn nuôi đã gánh vác bớt phần việc, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi tham gia học tập và thực hiện đề tài

Các bạn học viên cao học Chăn nuôi và Thú y khóa 2007 đã giúp đỡ tôi trong suốt khóa học

Xin kính dâng thành quả học tập của con lên công ơn sinh thành và dạy dỗ của người Cha đáng kính và người Mẹ kính yêu là những người đã hy sinh nhiều nhất để nuôi nấng, dạy dỗ để con có được ngày hôm nay

Xin chân thành cảm ơn

Nguyễn Văn Phú

TÓM TẮT

Đề tài “Ảnh hưởng của phương pháp xử lý nhiệt trên khả năng thoát qua của protein nguyên liệu đạm thực vật trên bò sữa” được tiến hành tại Viện KHKT Nông nghiệp miền Nam, Trường Đại học Nông Lâm và Trại chăn nuôi bò sữa Thanh Bình,

Củ Chi, TP HCM từ tháng 01/2008 đến tháng 11/2009 nhằm xác định nhiệt độ và thời gian xử lý thích hợp để tăng tỷ lệ protein thoát qua dạ cỏ và ảnh hưởng của nguyên liệu xử lý trên năng suất và chất lượng sữa Đề tài có 3 thí nghiệm

Thí nghiệm thứ nhất, nghiên cứu ảnh hưởng của các mức nhiệt và thời gian xử

lý lên các thực liệu thực vật cung protein như đậu tương hạt, khô dầu đậu tương, khô dầu lạc, khô dầu bông vải và khô dầu dừa Nhiệt xử lý ở 110, 125, 140 và 1550C trong

30, 60, 90 và 120 phút Đồng thời khảo sát việc ép đùn đậu tương hạt ở 1400C, sau đó

ủ nóng 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 và 60 phút rồi làm nguội Chỉ tiêu phân tích là các tiểu phần protein và tỷ lệ protein tan trong KOH Kết quả cho thấy tốt nhất là: khô đậu tương 1250C trong 60 phút và 1400C trong 30 phút; khô dầu dừa 1100C trong 60 phút

và 1250C trong 30 phút; khô dầu lạc 1100C trong 120 phút, 1250C trong 30 phút và

1400C trong 30 phút; khô dầu bông 1100C trong 60 phút, 1250C trong 30 phút và

1400C trong 30 phút; đậu tương hạt 1250C trong 30 phút, 1250C trong 60 phút và

1400C trong 30 phút; đậu tương hạt ép đùn ủ sau 10, 20, 30 và 50 phút rồi làm nguội

Thí nghiệm thứ hai, khảo sát khả năng phân giải vật chất khô, protein thô của

các thực liệu đã xử lý tốt nhất ở nội dung 1 bằng phương pháp in sacco được mô tả bởi

Orskov (1985) trong thời gian ủ 12 và 24 giờ, lặp lại 2 lần cho mỗi mẫu thức ăn và cho từng thời gian ủ Kết quả cho thấy tốt nhất: khô dầu đậu tương 1250C trong 90 phút, khô dầu lạc 1250C trong 60 phút, khô dầu dừa 1100C trong 90 phút, khô dầu bông

1400C trong 30 phút, đậu tương hạt 1250C trong 90 phút, đậu tương hạt ép đùn ủ trong

50 phút rồi làm nguội

Thí nghiệm thứ ba, khảo sát ảnh hưởng của khẩu phần đậu tương ép đùn trong đậu tương hạt đã được xử lý trên năng suất và chất lượng sữa bò Thí nghiệm được tiến hành trên 04 bò sữa F2 HF ở lứa đẻ từ 3 – 4, tháng vắt sữa thứ 3; với 4 khẩu phần là ĐTH 1250C trong 90 phút, ĐTH 1400C trong 30 phút, ĐTEĐ ủ 30 và ĐTEĐ ủ 50 phút Thí nghiệm được bố trí theo kiểu ô vuông latin Kết quả cho thấy không có sự sai khác về năng suất cũng như chất lượng sữa giữa các loại nguyên liệu xử lý trong khẩu

Abstract

The study "Effects of heat treatment on bypass of protein materials for dairy cows" was conducted at the Institute of Agricultural Science for Southern Vietnam, Nong lam University and Thanh Binh dairy farm, Cu chi district, HCMC from January

2008 to November 2009 for determination of appropriate temperature and time of heat

treatment to increase rumen bypass protein for dairy cows and effect of protein materials on milk yield and quality There were 3 experiments

In the first experiment, study on effect of appropriate temperature and time of

heat treatment on protein materials such as soybeans, soybean meal, peanut cake, cottonseed cake and coconut cake Temperature treatments were 110, 125, 140 và

1550C in 30, 60, 90 và 120 minutes Moreover, soybeans were also extruded at 1400C and incubated in 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 and 60 minutes then cooling Parameters were protein fractions and KOH soluble protein fraction The best results were: Soybean meal at 1250C in 60 minutes and 1400C in 30 minutes; Coconut cake at

1100C in 60 minutes and 1250C in 30 minutes; Peanut cake at 1100C in 120 minutes,

1250C in 30 minutesand 1400C in 30 minutes; Cottonseed meal at 1100C in 60 minutes, 1250C in 30 minutes and 1400C in 30 minutes; Soybean at 1250C in 30 minutes, 1250C in 60 minutes and 1400C in 30 minutes; Extruded soybean incubated at

10, 20, 30 and 50 minutesand cooling

The second experiment, study on the digestibility of dry matter and crude

protein of the treated materials in the first experiment by in sacco method by described

procedure of Orskov (1985) with incubated time for 12 and 24h, 2 replicates for each samples and incubation time The best results showed: Soybean meal at 1250C in 90 minutes, Peanut cake at 1250C in 60 minutes, Coconut cake at 1100C in 90 minutes, Cottonseed meal at 1400C in 30 minutes, Soybean at 1250C in 90 minutes, Extruded soybean incubated at 50 minutes and cooling

In the third experiment, study on effect of extruded soybean and treated soybean in diets on milk yield and quality of dairy cows The experiment was conducted on 4 F2 HF dairy cows at calving 3rd – 4th, the 3rd milking month with four diets containing soybean treated at 1250C in 90 minutes, soybean treated at 1400C in

30 minutes, extruded soybean incubated in 30 and 50 minutes The 4 x 4 Latin square design was used for this experiment The results showed that no significant difference

MỤC LỤC

TRANG TỰA i

LÝ LỊCH CÁ NHÂN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT vi

MỤC LỤC viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG xi

DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ xiv

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Cơ chế tiêu hóa protein ở dạ cỏ 3

1.2 Khả năng tiêu hóa protein trong dạ cỏ 6

1.3 Lên men protein và tỷ lệ P/E (protein/energy) 7

1.4 Ý nghĩa của tỷ lệ P/E 7

1.5 Cân bằng các chất dinh dưỡng hấp thu được 8

1.6 Cân bằng tỷ lệ protein VSV và năng lượng a xít béo bay hơi (P/E) 9

1.7 Các yếu tố làm thay đổi tỷ lệ P/E 10

1.8 Khả năng tiêu hóa thức ăn trong dạ cỏ ở gia súc nhai lại 12

1.9 Cấu trúc của protein và sự biến tính protein 14

1.9.1 Cấu tạo protein 14

1.9.2 Cấu trúc của protein 14

1.9.3 Sự biến tính của protein 17

1.10 Các biện pháp xử lý nguyên liệu để tăng thoát qua dạ cỏ của protein 19

1.10.1 Xử lý nhiệt 19

1.10.2 Xử lý bằng formaldehyde 20

1.10.3 Sử dụng các chất bọc không hòa tan 20

1.10.4 Sử dụng chất bọc tannin 21

1.11 Các phương pháp nghiên cứu sự tiêu hóa của protein trong dạ cỏ 21

1.11.1 Phương pháp in vitro 21

1.11.2 Phương pháp sinh khí in vitro (in vitro gas production) 22

1.11.3 Phương pháp in sacco 22

1.11.4 Phương pháp in vivo 23

1.12 Nhu cầu dinh dưỡng của bò sữa 24

1.12.1 Nhu cầu năng lượng 24

1.12.2 Nhu cầu protein của bò sữa 27

1.14 Nguyên liệu cung cấp protein có nguồn gốc thực vật sử dụng cho bò sữa 30

1.15 Nghiên cứu về protein thoát qua 32

1.15.1 Trên thế giới 32

1.15.2 Trong nước 36

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 Nội dung nghiên cứu 37

2.2 Phương pháp nghiên cứu 37

2.2.1 Xử lý nhiệt độ các nguyên liệu thức ăn protein thực vật 37

2.2.2 Khả năng tiêu hoá vật chất khô, protein thô của các thực liệu đã xử lý tốt nhất 41 2.2.3 Ảnh hưởng của khẩu phần đậu tương ép đùn - đậu tương hạt đã được xử lý trên bò sữa 43

2.3 Phương pháp xử lý số liệu 45

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu các mức nhiệt, thời gian xử lý thích hợp của các thực liệu thực vật cung protein của đậu tương hạt, khô dầu đậu tương, khô dầu lạc, khô dầu bông vải và khô dầu dừa 46

3.1.1 Kết quả phân tích các tiểu phần nitơ theo mô hình CNCPS của khô dầu đậu tương 46

3.1.2 Kết quả phân tích các tiểu phần nitơ theo mô hình CNCPS của khô dầu dừa 52

3.1.3 Kết quả phân tích các tiểu phần nitơ theo mô hình CNCPS của khô dầu lạc 58

3.1.4 Kết quả phân tích các tiểu phần nitơ theo mô hình CNCPS của khô dầu bông 63 3.1.5 Kết quả phân tích các tiểu phần nitơ theo mô hình CNCPS của đậu tương hạt 69 3.1.6 Kết quả phân tích các tiểu phần nitơ theo mô hình CNCPS của đậu tương ép đùn 74 3.2 Nội dung 2: Kết quả thí nghiệm in sacco 77

3.2.1 Tỷ lệ phân giải in sacco của khô dầu đậu tương 77

3.2.2 Tỷ lệ phân giải in sacco của khô dầu lạc 79

3.2.3 Tỷ lệ phân giải in sacco của khô dầu dừa 80

3.2.4 Tỷ lệ phân giải in sacco của khô dầu bông 81

3.2.5 Tỷ lệ phân giải in sacco của đậu tương hạt 82

3.2.6 Tỷ lệ phân giải in sacco của đậu tương ép đùn 83

3.3 Ảnh hưởng của đậu tương hạt - đậu tương ép đùn được xử lý trên bò sữa 84

3.3.1 Năng suất sữa 84

3.3.2 Hàm lượng chất béo 86

3.3.3 Hàm lượng protein 86

3.3.4 Hàm lượng chất khô 87

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 88

KẾT LUẬN 88

ĐỀ NGHỊ 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADF Acid detergent fiber Xơ không tan trong dung dịch tẩy

axít ADIN Acid detergent insoluble

nitrogen Nitơ không tan trong dung dịch tẩy axít ADSN Acid detergent soluble nitrogen Nitơ tan trong dung dịch tẩy axít BSN (BSP) Buffer soluble nitrogen (protein) Nitơ (protein) hòa tan trong dung

dịch đệm CNCPS Cornell Net Carbohydrate and

Protein System

Hệ thống đánh giá protein và hydrate carbon của Đại học Cornell

DCP Digestibility crude protein Protein thô tiêu hóa

IN (IP) Insoluble nitrogen (protein) Nitơ (protein) không hòa tan trong

dung dịch đệm

NDF Neutral detergent fiber Xơ không tan trong dung dịch tẩy

trung tính NDIN Neutral detergent insoluble

nitrogen Nitơ không tan trong dung dịch tẩy trung tính NDSN Neutral detergent soluble

TN (TP) True nitrogen (protein) protein thực

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Mối quan hệ giữa protein VSV tạo ra với năng lượng axít béo bay hơi (P/E),

năng lượng tổng hợp glucose với protein VSV (G/P) trong dạ cỏ ở các hiệu suất sinh trưởng VSV khác nhau 9

Bảng 1.2 Ảnh hưởng của hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật khác nhau đến tỷ lệ P/E từ

dạ cỏ bò ăn 4 kg chất hữu cơ và được tiêu hóa hoàn toàn 10

Bảng 1.3 Nhu cầu dinh dưỡng chung cho bò cạn sữa và đang tiết sữa ở Mỹ 28 Bảng 1.4 Khối lượng sống và tỷ lệ thụ thai của bò thịt đang cho sữa chăn thả trên 32 Bảng 1.5 Ảnh hưởng của việc bổ sung protein được bảo vệ đến thay đổi khối lượng,

lượng ăn vào và chu vi bìu dái của bò đực nuôi bằng cỏ khô 33

Bảng 1.6 Ảnh hưởng của thức ăn protein thoát qua (PT) bổ sung vào khẩu phần cơ sở

có đủ nitơ lên men đến tốc độ sinh trưởng của bò và cừu 33

Bảng 2.1 Phân loại các tiểu phần protein theo hệ thống CNCPS 39 Bảng 3.1 Tỷ lệ nitơ phi protein so với nitơ tổng số của khô dầu đậu tương (%) 46 Bảng 3.2 Tỷ lệ nitơ hòa tan trong dung dịch đệm phosphate- borate (B1) so với nitơ tổng số của khô dầu đậu tương (%) 47

Bảng 3.3 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy trung tính so với nitơ tổng số của khô dầu

đậu tương (%) 49

Bảng 3.4 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy axít so với nitơ tổng số của khô dầu đậu tương (%) 50

Bảng 3.5 Tỷ lệ nitơ không tan trong dung dịch tẩy axít so với nitơ tổng số của khô

dầu đậu tương 51

Bảng 3.6 Tỷ lệ nitơ tan trong KOH so vớ nitơ tổng số của khô dầu đậu tương 52 Bảng 3.7 Tỷ lệ nitơ phi protein so với nitơ tổng số của khô dầu dừa 53 Bảng 3.8 Tỷ lệ nitơ hòa tan trong dung dịch đệm phosphate- borate so với nitơ tổng

số của khô dầu dừa 53

Bảng 3.9 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy trung tính so với nitơ tổng số của khô dầu

số của khô dầu lạc 59

Bảng 3.15 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy trung tính so với nitơ tổng số của khô

số của khô dầu bông 65

Bảng 3.21 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy trung tính so với nitơ tổng số của khô

số của đậu tương hạt 70

Bảng 3.27 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy trung tính so với nitơ tổng số của đậu

tương hạt 71

Bảng 3.28 Tỷ lệ nitơ tan trong dung dịch tẩy axít so với nitơ tổng số của đậu tương hạt 72

Bảng 3.29 Tỷ lệ nitơ không tan trong dung dịch tẩy axít so với nitơ tổng số của đậu tương hạt 73

Bảng 3.30 Tỷ lệ nitơ tan trong KOH so với nitơ tổng số của đậu tương hạt 73

Bảng 3.31 Tỷ lệ các tiểu phần A, B1 và B2 so với nitơ tổng số của đậu tương hạt ép đùn 74

Bảng 3.32 Tỷ lệ các tiểu phần B3, C và nitơ tan trong KOH so với nitơ tổng số của đậu tương hạt ép đùn 75

Bảng 3.33 Sản lượng sữa của bò thí nghiệm 85

Bảng 3.34 Hàm lượng chất béo trong sữa của bò thí nghiệm 86

Bảng 3.35 Hàm lượng protein trong sữa của bò thí nghiệm 87

Bảng 3.36 Hàm lượng vật chất khô trong sữa của bò thí nghiệm 87

DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ

Hình 1.1 Cấu trúc xoắn alpha của protein 15

Hình 1.2 Các kiểu xoắn trong cấu trúc bậc II của protein 16

Sơ đồ 1.1 Quá trình chuyển hóa nitơ ở bò 3

Sơ đồ 1.2 Nguồn gốc của trao đổi chất chủ yếu ở động vật nhai lại 8

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ phân bố các tiểu phần protein 39

Biểu đồ 1.1 Động thái phân giải thức ăn tinh ở dạ cỏ 14

Biểu đồ 3.1 Tỷ lệ VCK và Nitơ không phân giải trong dạ cỏ sau 12 và 24 giờ của khô dầu đậu tương 78

Biểu đồ 3.2 Tỷ lệ VCK và Nitơ không phân giải trong dạ cỏ sau 12 và 24 giờ của khô dầu lạc 79

Biểu đồ 3.3 Tỷ lệ VCK và Nitơ không phân giải trong dạ cỏ sau 12 và 24 giờ của khô dầu dừa 80

Biểu đồ 3.4 Tỷ lệ VCK và Nitơ không phân giải trong dạ cỏ sau 12 và 24 giờ của khô dầu bông 81

Biểu đồ 3.5 Tỷ lệ VCK và Nitơ không phân giải trong dạ cỏ sau 12 và 24 giờ của đậu tương hạt 83

Biểu đồ 3.6 Tỷ lệ VCK và nitơ không phân giải trong dạ cỏ sau 12 và 24 giờ của đậu tương ép đùn 84

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, chăn nuôi bò sữa ở nước ta đang phát triển nhanh cả về

số lượng lẫn chất lượng Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số lượng bò sữa của cả nước tăng từ 98.659 con (năm 2007) lên 115.518 con (năm 2009), trong đó vùng Đông Nam bộ chiếm 79.569 con, thành phố Hồ Chí Minh chiếm 73.328 con Với sản lượng sữa của cả nước tăng từ 234.438 tấn/năm (năm 2007) lên 278.190 tấn/năm (năm 2009), trong đó thành phố Hồ Chí Minh đạt 200.010 tấn/năm Đã có nhiều dự án nhập bò thuần từ Úc, New Zealand, Cuba,… về nuôi nhằm nâng cao sản lượng và chất lượng sữa Tuy nhiên, việc cung cấp đủ nhu cầu dinh dưỡng cho bò sữa cao sản kết hợp vệ sinh thú y chưa được đảm bảo đã làm sản lượng

và chất lượng sữa có khuynh hướng ngày càng giảm

Trong tiêu hóa biến dưỡng protein ở dạ dày trước của động vật nhai lại nói chung

và bò sữa nói riêng, đa số protein ăn vào sẽ bị vi sinh vật dạ cỏ lên men thành axít amin và cuối cùng thành ammonia Ammonia là nguồn nitơ chính cho vi sinh vật sử dụng để sinh tổng hợp protein của vi sinh vật Đây là nguồn protein quan trọng cung cấp cho vật chủ khi thức ăn được chuyển xuống dạ múi khế và ruột non Đối với bò trưởng thành, protein từ sinh khối vi sinh vật có thể cung cấp đủ cho nhu cầu duy trì và một phần nhu cầu sản xuất khi thức ăn được cung cấp đủ năng lượng và nitơ Tuy nhiên, với bò sữa cao sản chỉ nguồn protein vi sinh vật không thể cung cấp đủ cho nhu cầu cao của bò mà chúng ta phải cung cấp thêm protein thực trong khẩu phần Vấn đề đặt ra là làm sao tránh được sự lên men của vi sinh vật trong dạ cỏ đối với các protein thực để cung cấp cho nhu cầu cao của bò sữa cao sản, phần protein thức ăn tránh được

sự lên men của vi sinh vật trong dạ cỏ để được tiêu hóa trong dạ múi khế và ruột non

đó protein có nguồn gốc từ thực vật trong khẩu phần của bò thường có tỷ lệ phân giải trong dạ cỏ cao, nghĩa là protein thoát qua thấp Việc tăng tỷ lệ protein thoát qua trong

dạ cỏ sẽ giúp cung cấp protein từ khẩu phần nhiều hơn cho sự tiêu hóa ở dạ múi khế và ruột non, từ đó tăng lượng axít amin cần thiết cho nhu cầu tiết sữa Vì vậy, nghiên cứu các giải pháp làm tăng tỷ lệ protein thoát qua góp phần tăng hiệu quả sử dụng protein thức ăn là hết sức cần thiết

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Mục tiêu chung: xác định mức xử lý nhiệt (nhiệt độ và thời gian) thích hợp để

tăng tỷ lệ protein thoát qua dạ cỏ đồng thời không làm ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa của chúng ở dạ múi khế và ruột non phù hợp với từng loại nguyên liệu cho chăn nuôi bò sữa

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định nghiệm thức xử lý nhiệt để có tỷ lệ các tiểu phần protein thoát qua cao nhất theo mô hình Hệ thống đánh giá protein và carbohydrate của Đại học Cornell,

và có tỷ lệ protein tan trong KOH cao của từng loại nguyên liệu

- Xác định nghiệm thức xử lý có tỷ lệ protein thoát qua cao nhất trong các

nghiệm thức tốt nhất được chọn theo mô hình CNCPS bằng thí nghiệm in sacco

- Xác định ảnh hưởng của khẩu phần chứa nguyên liệu đậu tương hạt, đậu tương ép đùn đã được xử lý trên bò sữa đến năng suất và chất lượng sữa cũng như khả

năng sinh sản của bò sữa

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ chế tiêu hóa protein ở dạ cỏ

Các hợp chất chứa nitơ (N) trong thức ăn của gia súc nhai lại bao gồm protein thực và nitơ phi protein (NPN), được tính chung dưới dạng protein thô (N x 6,25) Protein thô của thức ăn một phần được lên men bởi vi sinh vật trong dạ cỏ hay ở ruột già, một phần được tiêu hoá bởi enzyme ở ruột, phần còn lại không được tiêu hoá sẽ được thải ra ngoài qua phân (Sơ đồ 1.1)

Miệng Protein NPN Urea Urea Nước bọt

Dạ dày

Trước

Protein NPN Urea lên men

peptit

0 lên men A.A (bypass) NH3

+ sườn C Protein VSV

Ruột già Protein không tiêu N nội sinh

hóa trong phân trong phân trong nước N nội sinh

tiểu

Thận

Sơ đồ 1.1 Quá trình chuyển hóa nitơ ở bò (Trần Thị Dân và Dương Nguyên Khang, 2006)

Trong dạ cỏ, protein thô có thể phân chia thành 3 thành phần gồm: protein hòa tan, protein có thể phân giải và protein không thể phân giải Protein hòa tan và protein

có thể phân giải trong dạ cỏ có khác nhau về động thái phân giải nhưng được xếp vào

một nhóm là protein phân giải được ở dạ cỏ Sau khi ăn vào NPN nhanh chóng được

phân giải thành ammonia còn một phần (nhiều hay ít tuỳ thuộc bản chất thức ăn và

khẩu phần) protein có thể phân giải được vi sinh vật thuỷ phân thành peptit và axít

amin Một số axít amin tiếp tục được lên men sinh ra axít hữu cơ, ammonia và khí carbonic Cả vi khuẩn, protozoa và nấm dạ cỏ đều tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ Tuy vậy, vi khuẩn dạ cỏ là thành phần quan trọng nhất trong quá trình này Khoảng 30 - 50% loài vi khuẩn được phân lập từ dạ cỏ là có khả năng phân giải protein và đóng góp hơn 50% hoạt động phân giải protein trong dạ cỏ

Tốc độ phân giải protein bởi vi sinh vật trong dạ cỏ thay đổi rất lớn và chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc ba chiều của phân tử protein, các mối liên kết nội phân tử và giữa các phân tử, các rào cản trơ như lignin trong vách tế bào và các nhân tố kháng dinh dưỡng Những yếu tố này phụ thuộc vào nguồn protein cũng như cách chế biến thức

ăn Cấu trúc protein ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của vi sinh vật, đó chính là yếu

tố quan trọng nhất quyết định tốc độ và tỷ lệ phân giải protein trong dạ cỏ Tuy nhiên, nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến khả năng phân giải hữu hiệu của protein, trong

đó có lượng thức ăn ăn vào, tỷ lệ thô/tinh của khẩu phần; nguồn, chất lượng và khối lượng carbohydrate và protein trong khẩu phần; pH dịch dạ cỏ; tác động phối hợp của các loại thức ăn; tần số cung cấp thức ăn; nguồn bổ sung các vi chất dinh dưỡng cũng như các yếu tố môi trường

Quá trình phân giải protein thô trong dạ cỏ sinh ra một hỗn hợp gồm peptit, axít amin, ammonia và các axít hữu cơ, trong đó có cả một số axít mạch nhánh sinh ra từ lên men các axít amin mạch nhánh Ammonia sinh ra cùng với các peptit mạch ngắn và axít amin tự do được vi sinh vật dạ cỏ sử dụng để tổng hợp nên protein của chúng

(protozoa không sử dụng được ammonia) Một số protein vi sinh vật bị phân giải ngay trong dạ cỏ và nguồn nitơ của chúng cũng được tái sử dụng bởi vi sinh vật dạ cỏ

Mặc dù ammonia có thể được vi khuẩn sử dụng để tổng hợp protein tế bào của chúng và vi khuẩn không hạn chế việc phân giải protein để tự cung cấp đủ ammonia cho mình Vi khuẩn phân giải càng nhiều protein khi chúng có nhiều thời gian thực hiện việc này Bởi vì sinh trưởng của vi khuẩn bị hạn chế bởi năng lượng có thể sử dụng được từ lên men carbohydrate trong điều kiện yếm khí, ammonia vượt quá nhu cầu của vi sinh vật sẽ không được sử dụng Lượng ammonia vượt quá nhu cầu sẽ được gia súc hấp thu vào máu về gan để tổng hợp thành urê rồi thải ra ngoài qua nước tiểu Ngược lại, thiếu ammonia làm giảm sự tăng sinh của vi sinh vật và vì thế mà giảm tốc

độ phân giải thức ăn trong dạ cỏ và lượng thức ăn ăn vào

Sinh khối protein vi sinh vật dạ cỏ sẽ theo dòng chất chứa dạ cỏ xuống dạ múi khế và ruột non Trong ruột, protein vi sinh vật cùng với phần protein của thức ăn không qua phân giải ở dạ cỏ (protein thoát qua) sẽ được tiêu hoá và hấp thu tương tự như đối với động vật dạ dày đơn Trong sinh khối protein vi sinh vật có khoảng 80% là protein thực có chứa đầy đủ các axít amin không thay thế với tỷ lệ cân bằng, phần còn lại chủ yếu là nitơ có trong axít nucleic Protein thực của vi sinh vật được tiêu hoá khoảng 80 – 85% ở ruột Một số axít amin có trong peptidoglycan của màng tế bào vi sinh vật không được vật chủ tiêu hoá

Nhờ có protein vi sinh vật dạ cỏ mà bò cũng như gia súc nhai lại nói chung ít phụ thuộc vào chất lượng protein thô của thức ăn hơn là động vật dạ dày đơn bởi vì chúng có khả năng biến đổi các hợp chất chứa nitơ đơn giản, như urê, thành protein có giá trị sinh học cao Bởi vậy, để thoả mãn nhu cầu duy trì bình thường và nhu cầu sản xuất ở mức vừa phải thì không nhất thiết phải cho bò ăn những nguồn protein có chất lượng cao Bởi vì hầu hết những protein này sẽ bị phân giải thành ammonia; thay vì ammonia có thể sinh ra từ những nguồn NPN và nguồn protein rẻ tiền hơn Khả năng này của vi sinh vật dạ cỏ có ý nghĩa kinh tế rất lớn đối với thức ăn chứa protein thực

đắt hơn nhiều so với các nguồn NPN Tuy nhiên, đối với gia súc cao sản thì phần protein thoát qua có vai trò rất quan trọng trong việc đáp ứng đầy đủ nhu cầu protein cho vật chủ vì lượng protein vi sinh vật là có giới hạn Mặt khác, vi sinh vật dạ cỏ cũng

có tác động xấu như phân giải các protein của thức ăn có chất lượng cao Bởi vậy, gần đây người ta đã tìm các phương pháp để bảo vệ các nguồn protein chất lượng cao tránh

sự phân giải của vi sinh vật ở dạ cỏ nhằm đưa thẳng xuống ruột cho vật chủ tiêu hoá bằng enzyme

1.2 Khả năng tiêu hóa protein trong dạ cỏ

Có tới 20 – 100% protein của khẩu phần từ các loại cỏ có nhiều protein, bột cá

và hạt là có thể hòa tan Trong thực tế người ta thừa nhận rằng độ hòa tan nitơ protein trong dung dịch đệm nói lên khả năng phân giải protein của một loại thức ăn nào đó trong dạ cỏ Tuy nhiên, các loại protein hòa tan như albumin trong huyết thanh, albumin của trứng, protein chiết xuất từ lục lạp và protein của bột đậu và hạt cải dầu có sức kháng rất khác nhau trong quá trình phân giải ở dạ cỏ (Mahadevan và ctv, 1980) Dạng hóa học của protein có cầu nối disulphide (-S-S-) và kể cả phenolic (tannin) có ảnh hưởng chính đến độ hòa tan protein trong dạ cỏ Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng, phân giải protein thành các peptit và axít amin bởi enzym protease và peptidase của vi khuẩn Nugent và Mangan (1981) cho biết sự phân hủy protein của lá trong dạ cỏ rất cao và bị ảnh hưởng bởi khẩu phần và những protein hòa tan này được hấp phụ nhanh chóng qua thành tế bào vi khuẩn trước khi bị phân hủy Những mẩu nhỏ như lục lạp thì bị protozoa “ngậm” trực tiếp sau đó phân giải từ từ

Những nhân tố ảnh hưởng đến mức phân giải trong dạ cỏ của các loại protein lên men kém trong khẩu phần thức ăn đã được nghiên cứu rất ít Lên men một loại protein nào đó phụ thuộc vào thời gian nó lưu lại trong dạ cỏ và những nhân tố như độ hòa tan và độ phân giải của nó qua sự lên men Bên cạnh những nhân tố hóa học ảnh hưởng đến tốc độ phân giải protein hòa tan (liên kết chéo, số vị trí thủy phân trên phân

tử protein nồng độ enzym và pH) thì tính chất vật lý của mẩu thức ăn cũng ảnh hưởng đến tính mẫn cảm của protein đối với hoạt động của enzym Diện tích bề mặt tiếp xúc với protease có thể bị giảm do hình thành protein sợi trong quá trình xử lý với formaldehyde; do lipid hoặc các chất khác không hòa tan trong nước đã bao bọc lấy vỏ protein Tốc độ phá hủy lớp vỏ bọc này là nhân tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phá vỡ các loại protein được bao bọc

1.3 Lên men protein và tỷ lệ P/E (protein/energy)

Protein lên men trong dạ cỏ rất lãng phí vì:

- Protein trong khẩu phần bị lên men và các axít amin không thay thế bị khử amin

- Lên men 1 g protein chỉ sản sinh ra lượng ATP bằng một nửa lên men 1 g carbohydrate Điều đó có nghĩa là chỉ có 30 – 60 g protein vi sinh vật cung cấp cho con vật tiêu hóa nếu như 1 kg protein trong khẩu phần bị lên men trong dạ cỏ

1.4 Ý nghĩa của tỷ lệ P/E

Đã từ lâu, người ta lưu ý rằng, liệu tỷ lệ P/E rất quan trọng trong thực tiễn chăn nuôi động vật nhai lại Chỉ trừ gia súc cày kéo còn hầu hết đều có lợi về mặt sinh học làm tăng tối đa lượng axít amin hấp thu liên quan tới năng lượng Cung cấp axít amin

có ảnh hưởng tới một số chức năng sinh trưởng ở động vật Rõ ràng rằng những sản phẩm có chứa protein để làm thức ăn thì số lượng protein hấp thu được liên quan đến năng lượng và sẽ liên quan tới năng suất thu được từ con vật Ví dụ sinh trưởng của lông, sản xuất sữa và sinh trưởng ở gia súc này sẽ đòi hỏi tăng tỷ lệ P/E Một số thí nghiệm gần đây cho rằng ở những động vật ăn khẩu phần nitơ thấp, bổ sung nitơ dễ lên men sẽ kích thích lượng ăn vào Ở nhiều khẩu phần protein thấp việc bổ sung protein thoát qua sẽ kích thích lượng thức ăn ăn vào Từ đó cho phép chúng ta đa dạng hóa khẩu phần từ các phụ phẩm nông nghiệp dựa trên khẩu phần cơ bản là tinh bột (bột mỳ) và đường (rỉ mật đường) Axít amin hấp thu từ đường tiêu hóa sẽ cung cấp những axít amin không thay thế cho tổng hợp mô và cung cấp cơ chất ban đầu cho các hợp

chất khác đòi hỏi cho sinh trưởng của mô Axít amin đồng thời cũng cung cấp một tỷ lệ

cơ chất tạo glucose cho con vật và bằng cách này sẽ có ảnh hưởng đến việc tiết hormon làm tăng khả năng sinh sản ở con vật

1.5 Cân bằng các chất dinh dưỡng hấp thu được

Các chất dinh dưỡng cho trao đổi chất bao gồm các sản phẩm lên men ở dạ cỏ, chất dinh dưỡng thoát qua và đã tiêu hóa, chất nội tiết và chất huy động từ các mô trong cơ thể (Sơ đồ 1.2) Nhu cầu về các chất dinh dưỡng thoát qua và mức độ cơ thể huy động các mô phụ thuộc vào bản chất của quá trình lên men trong dạ cỏ (nghĩa là

YATP và lượng axít béo bay hơi) và trạng thái sản xuất của con vật (như cày kéo khác với cho sữa) Vì vậy, cần phải biết (đặc biệt đối với thức ăn tiêu hóa chủ yếu ở dạ cỏ)

số lượng tương đối của các chất trao đổi quan trọng Vì những lẽ đó, mối quan hệ giữa các axít amin, năng lượng tổng hợp glucose và năng lượng từ axít béo bay hơi đã được tính toán ở các hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật khác nhau (YATP) và mô hình tạo axít bay hơi

- - - - -

Mỡ Protein C2 + C4 C3 VSV Protein Tinh bột

glycerol axít béo

axít béo năng lượng năng lượng axít amin nhiều carbon oxy hóa tổng hợp

C2 C3C6

Sơ đồ 1.2 Nguồn gốc của trao đổi chất chủ yếu ở động vật nhai lại

(Preston và Leng, 1987)

Bảng 1.1 đã cho thấy số liệu được tính toán cho 2 kiểu lên men trong dạ cỏ Kiểu 70:20:10 (LP: low protein) ở động vật nhai lại ăn phụ phẩm nhiều xơ được chăn thả ở đồng cỏ nhiệt đới; kiểu 60:30:10 (HP: high protein) ở loại khẩu phần có tỷ lệ thức

ăn tinh cao (40 – 60%) Đối với thức ăn nhiều đường cũng giống như thức ăn nhiều xơ

sẽ tạo ra cùng lượng propionate nhưng lại tạo ra nhiều lượng butyric Bảng 1.1 còn cho thấy khi hiệu suất sinh trưởng VSV tăng thì năng lượng tổng hợp glucose lấy từ propionate giảm xuống tương ứng với năng lượng lấy từ protein Tỷ lệ năng lượng tạo glucose so với cả năng lượng protein và tổng axít béo bay hơi tăng lên cùng với lượng lớn propionate trong axít béo bay hơi dạ cỏ

Bảng 1.1 Mối quan hệ giữa protein VSV tạo ra với năng lượng axít béo bay hơi (P/E),

năng lượng tổng hợp glucose với protein VSV (G/P) trong dạ cỏ ở các hiệu suất sinh trưởng VSV khác nhau (YATP) (Preston và Leng, 1987)

YATP Protein

VSV

(g/ngày)

Năng lượng axít béo bay hơi (MJ/ngày)

Năng lượng propionate (MJ/ngày)

Tỷ lệ P/E (g/MJ)

Tỷ lệ G/P (KJ/g)

Tỷ lệ G/E (%)

HP: Kiểu lên men có 60:30:10 đối với acetic:propionic:butyric

1.6 Cân bằng tỷ lệ protein VSV và năng lượng a xít béo bay hơi (P/E)

Bảng 1.1 cho thấy nếu YATP biến đổi từ 8 - 25 ở những con vật phụ thuộc vào lên men dạ cỏ thì protein cho tiêu hóa ở ruột non có quan hệ với năng lượng hấp thu từ axít béo bay hơi (tỷ lệ P/E) có thể thấp ở mức 9 g protein/MJ năng lượng từ axít béo

bay hơi hoặc có thể cao ở mức 34 g protein/MJ năng lượng từ axít béo bay hơi Điều này làm sáng tỏ những vấn đề trong tính toán về nhu cầu nitơ khi hiệu suất sinh trưởng

vi sinh vật không đổi (ở mức 30 g nitơ/kg chất hữu cơ tiêu hóa trong dạ cỏ)

Tóm lại nếu như chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng của vi sinh vật bị thiếu thì tỷ lệ P/E giảm tương ứng với chất thiếu đó (như NH3, S ) Tỷ lệ P/E ở sản phẩm hấp thu có ý nghĩa quan trọng Có thể làm thay đổi đáng kể tỷ lệ này bằng cách kết hợp protein thoát qua trong khẩu phần và cung cấp axít amin cho hấp thu Nếu mục đích của nuôi dưỡng là để lấy sữa, thịt, lông, len thì protein vi sinh vật lấy từ dạ cỏ nên

ở mức độ tối đa liên quan tới năng lượng trong axít béo bay hơi Càng nhiều protein vi sinh vật được sinh ra từ nguồn carbohydrate rẻ tiền thì sẽ cho thấy càng ít nhu cầu về protein thoát qua mà đây lại thường là loại thức ăn đắt tiền như bột cá, bột đậu tương, vv…

Bảng 1.2 Ảnh hưởng của hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật khác nhau đến tỷ lệ P/E từ

dạ cỏ bò ăn 4 kg chất hữu cơ và được tiêu hóa hoàn toàn (Preston và Leng, 1987)

YATP

8 14 19 25

1.7 Các yếu tố làm thay đổi tỷ lệ P/E

a) Hóa chất ức chế thủy phân protein hoặc khử amin

Một biện pháp làm tăng nguồn protein cho động vật nhai lại là giảm sự phân giải axít amin của khẩu phần trong dạ cỏ bằng cách sử dụng hóa chất như hợp chất diaryliodenuum (Chalupa, 1980) Một số hóa chất ức chế thủy phân protein hoặc khử amin hoặc cả hai Khi khẩu phần có nhiều protein thì loại hóa chất này sẽ làm tăng lượng axít amin đến ruột non, đồng thời tăng cả nồng độ axít amin trong dịch dạ cỏ Do

đó, hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật cũng tăng (Oldham, 1980) Cả hai ảnh hưởng trên

sẽ làm tăng hiệu suất sử dụng sản phẩm cuối cùng của quá trình tiêu hóa (Oldham, 1980; Gordon, 1980) Nói chung, hóa học không làm tăng khả năng sản xuất của con vật nhiều nhưng làm tăng đáng kể hiệu suất sử dụng thức ăn Thông thường, hóa chất làm giảm lên men dạ cỏ (phụ thuộc vào liều lượng) và cho phép phần lớn thức ăn chuyển xuống ruột non Điều này có lợi khi khẩu phần có tinh bột nhưng bất lợi khi khẩu phần chứa nhiều vỏ tế bào thực vật khó tiêu

b) Tỷ lệ pha loãng

Isaacson và ctv (1975) cho biết YATP đối với nuôi cấy liên tục vi khuẩn ở dạ cỏ

có thể biến động từ 8 đến 17 bằng cách tăng tỷ lệ pha loãng môi trường, dẫn đến tăng

tỷ lệ P/E từ 12 lên 27 g protein cho một MJ năng lượng axít béo bay hơi Điều đó chứng tỏ rằng, số lượng lớn vi sinh vật sinh trưởng ở tốc độ chậm thì sử dụng ATP kém hiệu quả hơn số lượng vi sinh vật ít hơn mà sinh trưởng nhanh Các số liệu này nhằm nêu ra giả thuyết, tốc độ luân chuyển thức ăn trong dạ cỏ làm tăng năng suất tổng hợp tế bào vi sinh vật và YATP, thí nghiệm cho ăn thêm muối hay dưa muối vào dạ cỏ

để tăng tốc độ luân chuyển thức ăn cũng cho kết quả tương tự Tuy nhiên, thay đổi tốc

độ luân chuyển thức ăn qua dạ cỏ bằng cách thay đổi lượng thức ăn thì không có ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất protein vi sinh vật trong dạ cỏ (Hagemeister và ctv, 1980)

Theo lý thuyết, nếu tăng tốc độ di chuyển của dịch dạ cỏ sẽ làm tăng năng suất

tế bào vi sinh vật và YATP có lẽ sẽ đơn giản bởi vì vi sinh vật phản ứng với tốc độ pha loãng chỉ khi nào chúng còn ở trong dịch dạ cỏ Đối với thức ăn nhiều xơ, loại vi sinh

vật duy nhất trong dịch dạ cỏ là loại đang di chuyển từ mẩu thức ăn này sang mẩu thức

ăn khác và nếu loại chúng khỏi dạ cỏ thì có thể mang lại hậu quả xấu

c) Protozoa và loại bỏ protozoa

Sự có mặt một số lượng lớn protozoa trong dạ cỏ đã làm thay đổi tỷ số P/E trong sản phẩm tiêu hóa Người ta thừa nhận rằng, protozoa đòi hỏi năng lượng duy trì cao

và chúng ăn mất số lớn vi khuẩn (Coleman, 1975) và làm tăng tuần hoàn nitơ trong dạ

cỏ (Nolan và Leng, 1972) thông qua nitơ ammonia đến nitơ vi sinh vật Từ đó dẫn đến

sử dụng ATP không có hiệu quả (nghĩa là làm giảm YATP và giảm P/E) Bird và Leng (1985) tổng kết các kết quả nghiên cứu gần đây về khả năng sản xuất của cừu có và không có protozoa các số liệu cho thấy, loại bỏ protozoa mang lại lợi ích thật sự, làm tăng tốc độ sinh trưởng và phát triển lông Tỷ số P/E ở cừu có nhiều protozoa thấp hơn cừu không có protozoa (Veira, 1986) Thí nghiệm so sánh về khả năng sản xuất ở bò có

và không có protozoa không nhiều Theo Bird và Leng (1978), bò ăn khẩu phần rỉ mật:urê có một ít protein thoát qua thì tốc độ sinh trưởng ở bò không có protozoa tăng 43% so với ở bò có protozoa Tốc độ sinh trưởng ở bò ăn cỏ thì thấp và bò không có protozoa có tốc độ sinh trưởng cao hơn bò có protozoa là 50%

Vì vậy, có thể kết luận rằng, giảm protozoa trong dạ cỏ có lợi cho chăn nuôi ở mức độ khẩu phần ít protein hoặc sẽ tăng sức sản xuất với khẩu phần ít protein Việc ứng dụng vấn đề này trong thực tế sản xuất còn phải có thêm phương pháp khống chế protozoa trong dạ cỏ

1.8 Khả năng tiêu hóa thức ăn trong dạ cỏ ở gia súc nhai lại

Thức ăn đi vào dạ cỏ dưới dạng các mẩu thức ăn có hình dạng và kích thước khác nhau sẽ lơ lửng trong dịch dạ cỏ Các phần dễ hòa tan của các mẩu thức ăn này nhanh chóng hòa tan vào nước và do đó nhanh chóng được lên men bởi vi sinh vật Vi sinh vật bám vào những phần không hòa tan và phân giải dần dần Ngoài hai phần này, phần còn lại thuộc vách tế bào thực vật bị gắn chặt với lignin hay silica nên không thể phân giải trong dạ cỏ Tiêu hóa dạ cỏ tối ưu đòi hỏi phần có tiềm năng phân giải phải

được lưu lại đủ lâu để được lên men Các sản phẩm lên men cùng với thức ăn không phân giải phải được giải phóng ra khỏi dạ dày bằng cách chuyển xuống ruột hoặc được hấp thu qua vách dạ cỏ Quá trình này phụ thuộc đặc tính vật lý của chất chứa dạ cỏ Chất lỏng của chất chứa dạ cỏ có thể được coi như là một cái thùng có dung tích cố định, cho nên khi thức ăn hay nước uống đưa vào dạ cỏ sẽ làm một lượng dịch lỏng có dung tích tương ứng chảy qua lỗ tổ ong-lá sách Dịch lỏng này mang theo một số thành phần hoà tan của thức ăn, vi sinh vật, các axít béo bay hơi chưa được hấp thu và cả phần thức ăn có kích thước nhỏ Những mẩu thức ăn lớn, hình dạng không bình thường (ví dụ như các mảnh thức ăn dài và mỏng) và những mẩu thức ăn có tỷ trọng thấp có

xu hướng chuyển dịch về phía trên dạ cỏ sẽ được lưu lại trong dạ cỏ Đây là điều cần thiết vì những mẩu thức ăn lớn chưa được tác động về mặt cơ học hay vi sinh vật học Khi những mẩu thức ăn này được làm giảm kích thước xuống nhỏ hơn nhờ nhai lại hoặc nhào trộn của dạ cỏ, hoặc do tấn công của vi sinh vật sẽ đi xuống phần chất lỏng phía dưới và có thể đưa xuống ruột

Đối với bò, kích thước tối đa của phần thức ăn mịn thoát ra khỏi dạ cỏ khoảng 3 – 4 mm Tuy nhiên, quá trình di chuyển các tiểu phần thức ăn ra khỏi dạ cỏ là rất phức tạp nên không thể giải thích bằng kích thước của chúng Lỗ tổ ong-lá sách không phải

là một cái sàng và có kích thước lớn để cho phép những mẩu thức ăn có kích thước lớn hơn đi qua Có lẽ chính khối dưỡng chấp gồm các mẩu thức ăn khác nhau hoạt động như một cái sàng theo cơ chế lọc qua, trong đó các mẩu thức ăn lớn hơn sẽ giữ những tiểu phần nhỏ hơn lại

Tốc độ chuyển dời các chất lỏng đi qua dạ cỏ nhanh hơn ở khẩu phần thức ăn thô so với khẩu phần chứa thức ăn tinh bởi vì gia súc nhai lại có thức ăn thô nhiều hơn nên có nhiều nước bọt đổ vào khối dưỡng chấp dạ cỏ hơn Cho thêm muối vào thức ăn làm cho bò uống nhiều nước hơn và do đó làm tăng dòng chảy của dịch dạ cỏ xuống ruột Tăng tốc độ chuyển qua của dịch dạ cỏ có thể “rửa trôi” vi khuẩn, do đó làm giảm phân giải xơ và tăng tỷ lệ axít propionic trong tổng số axít béo bay hơi sản sinh ra Nói

chung, tốc độ chuyển dời của dưỡng chấp ra khỏi dạ cỏ càng nhanh thì mức độ phân giải thức ăn trong dạ cỏ đối với thức ăn càng giảm do thời gian phân giải bị hạn chế Đối với khẩu phần thức ăn xơ là điều bất lợi, nhưng đối với protein và tinh bột thì có lợi bởi vì chúng sẽ được tiêu hoá hiệu quả hơn ở ruột

Biểu đồ 1.1 Động thái phân giải thức ăn tinh ở dạ cỏ (Orskov và McDonald, 1979)

1.9 Cấu trúc của protein và sự biến tính protein

1.9.1 Cấu tạo protein

Protein là một hợp chất đại phân tử được tạo thành từ rất nhiều các đơn phân là các axít amin Axít amin được cấu tạo bởi ba thành phần: một là nhóm amin (-NH2), hai là nhóm cacboxyl (-COOH) và cuối cùng là nguyên tử carbon trung tâm đính với 1 nguyên tử hydro và nhóm biến đổi R quyết định tính chất của axít amin

1.9.2 Cấu trúc của protein

Cho đến nay người ta xác định được phân tử protein có 4 bậc cấu trúc sau:

a) Cấu trúc bậc 1

Các axít amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptit Đầu mạch polypeptit là nhóm amin của axít amin thứ nhất và cuối mạch là nhóm cacboxyl của axít amin cuối cùng Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắp xếp của các axít amin trên chuỗi polypeptit Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các axít amin trên chuỗi polypeptit sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptit, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các axít amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein

b) Cấu trúc bậc 2

Hình 1.1 Cấu trúc xoắn alpha của protein A: mô hình giản lược, B: mô hình

phân tử, C: nhìn từ đỉnh, D: mô hình không gian ( info.net/vn/protein/structure.htm )

http://www.food-Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptit trong không gian Chuỗi polypeptit thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hydro giữa những axít amin ở gần nhau Các protein sợi

như keratin, collagen (có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn.

Hình 1.2 Các kiểu xoắn trong cấu trúc bậc II của protein

c) Cấu trúc bậc 3

Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptit Chẳng hạn nhóm -R của cystein

có khả năng tạo cầu disulfur (-S-S-), nhóm -R của prolin cản trở việc hình thành xoắn,

từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kỵ nước thì chui vào bên trong phân tử Các liên kết yếu hơn như liên kết hydro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu d) Cấu trúc bậc 4

Khi protein có nhiều chuỗi polypeptit phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc bốn của protein Các chuỗi polypeptit liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết hydro

1.9.3 Sự biến tính của protein

1.9.3.1 Khái niệm chung

Sau khi protein bị kết tủa, nếu loại bỏ các yếu tố gây kết tủa mà protein vẫn mất khả năng tạo thành dung dịch keo bền như trước và mất những tính chất ban đầu, chẳng hạn độ hoà tan giảm, tính chất sinh học bị mất gọi là sự biến tính protein Vì vậy, đối với việc bảo quản protein, người ta thường để dung dịch protein ở nhiệt độ thấp thường là 0 – 4 0C Song ở nhiệt độ này dung dịch protein dần dần cũng bị biến tính, biến tính càng nhanh khi dung dịch protein càng loãng Sự biến tính ở nhiệt độ thấp của dung dịch protein loãng được gọi là sự biến tính “bề mặt”: protein bị biến tính tạo nên một lớp mỏng trên bề mặt dung dịch, phần dưới lớp mỏng là những nhóm ưa nước nằm trong dung dịch, phần trên lớp mỏng là những gốc kỵ nước của axít amin kết hợp với nhau bởi lực Van der Waals Ở dung dịch đặc các phân tử protein kết hợp với nhau chặt chẽ hơn do đó làm giảm bớt và hạn chế sự biến tính bề mặt Để bảo quản tốt các chế phẩm protein như enzym, hormon, -globulin kháng độc tố v.v người ta tiến hành làm đông khô (làm bốc hơi nước của dung dịch protein ở áp suất và nhiệt độ thấp), bột thu được có thể bảo quản được ngay cả ở nhiệt độ phòng thí nghiệm trong các ống hàn kín

1.9.3.2 Các yếu tố gây biến tính

Có nhiều yếu tố tác động gây ra sự biến tính protein như: nhiệt độ cao, tia tử ngoại, sóng siêu âm, axít, kiềm, kim loại nặng Vì vậy, trong thực tế người ta rất chú ý ảnh hướng của các yếu tố có khả năng làm biến tính protein Ví dụ: khi chiết xuất và tinh chế protein, đặc biệt là các protein enzym, cũng như khi xác định hoạt độ của chúng, phải chú ý đề phòng biến tính Muốn vậy phải đảm bảo những điều kiện thích

hợp nhất cho qui trình kỹ thuật, như tiến hành thí nghiệm trong lạnh và đảm bảo pH thích hợp của các dung dịch sử dụng

1.9.3.3 Tính chất của protein biến tính

Những thay đổi dễ thấy nhất ở protein biến tính là thay đổi tính tan, khả năng phản ứng hoá học và hoạt tính sinh học như: hemoglobin bị biến tính không kết hợp với oxy được, trypsin khi bị biến tính không thuỷ phân được protein, kháng thể biến tính mất khả năng kết hợp với kháng nguyên v.v Nghiên cứu cấu trúc không gian cho thấy khi bị biến tính phân tử protein không còn cuộn chặt như trước mà thường duỗi ra hơn, kết quả là phá vỡ cấu hình không gian cần thiết để thực hiện hoạt tính sinh học

Sự biến tính không làm đứt liên kết peptit mà làm đứt các liên kết hydro, liên kết muối v.v nối các khúc của chuỗi polypeptit hoặc các chuỗi polypeptit với nhau, vì vậy cấu trúc của nhóm kỵ nước của protein bị đảo lộn, các nhóm kỵ nước quay ra phía ngoài và các nhóm ưa nước quay vào trong, sự hydrate hoá của protein giảm (protein mất lớp áo nước) các phân tử protein dễ kết hợp với nhau, độ tan giảm và có thể kết tủa Người ta phân biệt hai dạng biến tính: biến tính thuận nghịch (biến tính trở lại dạng ban đầu với tính chất và chức năng nguyên thuỷ của nó, đó là sự hoàn nguyên) và biến tính không thuận nghịch (protein không trở lại dạng ban đầu của nó) Lòng trắng trứng luộc là một

ví dụ điển hình về biến tính không thuận nghịch, còn về biến tính thuận nghịch ta có thể nêu trường hợp trypsin: đun nóng trypsin ở pH = 3 tới 90 0C, cấu trúc của phân tử trypsin bị biến đổi (biến tính) nhưng sau khi làm lạnh một thời gian nhất định, trypsin trở lại cấu trúc ban đầu và lại có hoạt tính enzym

Tóm lại protein khi bị biến tính có các tính chất sau:

 độ hòa tan giảm do để lộ các nhóm kỵ nước ra ngoài,

 khả năng giữ nước giảm,

 mất hoạt tính sinh học ban đầu,

 tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzym protease do làm xuất hiện các liên kết peptit ứng với trung tâm hoạt động của protease,

 tăng độ nhớt nội tại, và

 mất khả năng kết tinh

1.10 Các biện pháp xử lý nguyên liệu để tăng thoát qua dạ cỏ của protein

Có nhiều biện pháp làm tăng tỷ lệ thoát qua dạ cỏ của protein như: xử lý nhiệt hoặc hóa chất, ức chế hoạt động phân giải protein và sử dụng các protein được bảo vệ

tự nhiên (Ferguson, 1975) Khi sử dụng những biện pháp này đã gia tăng việc cung cấp các axít amin mà không làm tăng lượng ammonia, từ đó cải thiện sức sản xuất ở động vật (Koufman và Lupping, 1982)

1.10.1 Xử lý nhiệt

Ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt trong quá trình sản xuất hoặc sấy khô thức ăn trong việc giảm sự lên men của vi khuẩn là do độ hòa tan của protein giảm Trong những thí nghiệm cho ăn protein được xử lý nhiệt, nồng độ ammonia dạ cỏ thường thấp

và có cải thiện về cân bằng nitơ hoặc tăng trưởng tốt hơn đặc biệt ở cừu và ở bê (Kaufman và Lupping, 1982) Gia tăng trong năng suất sữa cũng đã được báo cáo bởi Dijk và ctv (1983) Tuy nhiên, cho đến nay chưa có sản phẩm thương mại nào được xử

lý nhiệt trong điều kiện tối ưu Xử lý nhiệt đã được sử dụng để tăng protein không phân giải của thức ăn được phổ biến ở đậu tương và ngũ cốc (McNiven và ctv, 1994; Robinson và McNiven, 1994; Prestlokken, 1999) Tuy nhiên, nhiệt độ cao và thời gian

xử lý dài đã làm tăng các tiểu phần nitơ không tan trong dung dịch tẩy axít bởi phản ứng Maillard giữa đường và axít amin (Satter, 1986; Broderic và ctv, 1991)… Các axít amin cũng hình thành liên kết peptit với asparagine và glutamine (Belitz và Grosch, 1987) Điều này dẫn tới tăng khả năng đề kháng với việc thủy phân của enzym Xử lý nhiệt quá mức có thể gây phá hủy các axít amin thiết yếu như lysin, methionin và cystin (Kung và Rode 1996) Mặc dù xử lý nhiệt vừa phải có thể làm tăng lượng protein đến ruột non, nhiệt quá mức có thể làm giảm số lượng của một số axít amin và làm giảm khả năng tiêu hóa của protein trong ruột non (McNiven và ctv, 2002) Ngoài

ra, nó cũng có thể làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng do hàm lượng nitơ ammonia trong dạ cỏ thấp

- Xử lý nhiệt bằng ép đùn: nguyên lý chung là nhiệt độ cao, thời gian ngắn Nói chung nhiệt độ có thể đạt tới 145 – 1500C, thời gian khoảng 20 giây nên chất có hại bị tiêu huỷ trong khi chất lượng dinh dưỡng sẽ được bảo tồn

1.10.2 Xử lý bằng formaldehyde

Xử lý protein với formaldehyde là biện pháp phổ biến rộng rãi hiện nay và nó đã được khai thác thương mại Xử lý nguồn protein chất lượng cao tạo thành các liên kết chéo với nhóm amin và làm cho protein kém nhạy cảm với sự tấn công của vi khuẩn (Czerkawski, 1986) Phương pháp xử lý những thức ăn giàu protein như vậy được cho

là để tăng protein tiêu hóa trong ruột non và duy trì nitơ Nồng độ axít amin trong huyết tương nói chung là tăng lên tùy theo nhu cầu của mô cơ thể và sự cân bằng của các axít amin bổ sung (Ferguson, 1975) Bảo vệ các protein dễ bị phân hủy bằng xử lý nhiệt hoặc formaldehyde có thể làm gia tăng hữu dụng của protein hoặc axít amin cho động vật, nhưng nó có thể làm giảm sự tổng hợp vật chất của vi sinh vật và từ đó làm giảm năng suất Thêm vào đó, nếu xử lý protein khẩu phần quá liều với formaldehyde

có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi đến giá trị dinh dưỡng của protein; kết quả làm giảm khả năng tiêu hóa và năng suất vật nuôi (Vallejo, 1996)

1.10.3 Sử dụng các chất bọc không hòa tan

Bọc nguyên liệu cung cấp protein với chất không hòa tan như bột máu (Orskov, 1992) hoặc chất béo (Sklan và Tinsky, 1993) đã được sử dụng Gần đây các nhà nghiên cứu quan tâm đến chất béo nhiều hơn, vì bên cạnh việc bảo vệ protein, nó còn là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho bò sữa cao sản trong giai đoạn đầu của chu kỳ tiết sữa Bọc khô dầu đậu tương với các chất béo (dầu cá, mỡ bò) là một biện pháp bảo vệ chống sự phân giải của vi sinh vật trong dạ cỏ Bọc protein với các chất béo đã làm

giảm sự phân giải ở dạ cỏ Hiệu quả của sự bảo vệ gia tăng khi tăng lượng chất bọc (Manterola và ctv, 2001)

1.10.4 Sử dụng chất bọc tannin

Tannin là tên gọi của nhóm hóa chất "polyphenol", gồm nhiều phenol họp lại, có mặt trong nhiều chủng cây cỏ Tác động của tannin tùy theo loại và số lượng, tannin có tính chống oxy hóa (antioxidant), có khả năng liên kết với các ion kim loại và tạo liên kết bền vững với protein và polysaccharid Ở động vật nhai lại tannin làm giảm khả năng phân giải của thức ăn ở dạ cỏ do tannin làm giảm khả năng bám dính của vi khuẩn vào những mẩu thức ăn (Makker và ctv, 1989) Nhưng nó có ảnh hưởng kháng dinh dưỡng là ở chỗ tannin kết hợp với protein của thức ăn và với cả enzym đường tiêu hoá Như vậy tannin trong thức ăn làm giảm tỷ lệ tiêu hoá protein thức ăn, giảm thu nhận thức ăn, giảm sinh trưởng, giảm sản lượng lông len (ở cừu) Tuy nhiên tannin có thể được phân giải ở ruột già trong điều kiện pH thấp

1.11 Các phương pháp nghiên cứu sự tiêu hóa của protein trong dạ cỏ

1.11.1 Phương pháp in vitro

Phương pháp này tiến hành trong phòng thí nghiệm bằng việc mô phỏng theo trình tự của quá trình tiêu hóa thức ăn trong dạ cỏ của gia súc nhai lại Người ta cho rằng quá trình tiêu hoá thức ăn ở gia súc nhai lại trải qua hai đoạn chính là sự tiêu hoá sinh học diễn ra ở dạ cỏ - tổ ong và sự tiêu hoá hoá học diễn ra ở dạ múi khế - ruột non, mặc dù có một phần tiêu hoá xảy ra ở ruột già nhưng không đáng kể (Omed và ctv,

2000) Vì vậy, kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hoá ở in vitro được chia ra làm 2 giai đoạn,

giai đoạn đầu là tiêu hoá với hệ vi sinh vật dạ cỏ bằng việc ủ mẫu với dịch dạ cỏ trong môi trường trung tính (Tilley và Terry, 1963; Goering và Soest, 1970) hoặc với hệ vi sinh vật trong phân (Omed và ctv, 2000; Nguyen Van Thu và Udén, 2003), và sau đó tiêu hoá với pepsin (Tilley và Terry, 1963) hoặc tẩy rửa bằng dung dịch tẩy trung tính (Goering và Soest, 1970)

Tuy phương pháp này dễ làm và có chí phí thấp, nhưng độ chính xác của kết quả vẫn còn hạn chế vì môi trường dạ cỏ nhân tạo không thể giống tuyệt đối với môi trường dạ cỏ trong cơ thể gia súc và sự tiêu hóa của thức ăn còn phụ thuộc vào tốc độ

đi qua đường tiêu hóa của thức ăn

1.11.2 Phương pháp sinh khí in vitro (in vitro gas production)

Phương pháp này để đánh giá tỷ lệ tiêu hóa thức ăn trong dạ cỏ người ta đo

lượng khí sinh ra trong quá trình tiêu hoá thức ăn in vitro gọi là kỹ thuật sinh khí in vitro do Menke và ctv đề xuất vào năm 1979 Makkar (2004) cho rằng phương pháp

này có khả năng loại bỏ được sai số do chất kháng dinh dưỡng có chứa trong thức ăn,

mà kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hoá in vitro thường hay mắc phải Do chất kháng dinh

dưỡng như tannin có khả năng hoà tan trong môi trường của vi sinh vật phát triển và trôi theo dòng nước khi chúng ta lọc rửa, mà thực tế tannin không có khả năng tiêu hoá

bởi vi sinh vật dạ cỏ nên dẫn đến giá trị tỷ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro hơi cao hơn thực

tế (Makkar, 2004)

1.11.3 Phương pháp in sacco

Phương pháp này sử dụng những túi nhỏ bằng sợi tổng hợp để chứa mẫu thức ăn

và được đặt vào dạ cỏ qua những ống thông lỗ dò, dịch tiêu hóa của dạ cỏ sẽ thấm vào mẫu thức ăn này và ủ tại đó với thời gian tùy thí nghiệm và loại thức ăn (từ 6 - 144 giờ) Sự tiêu hóa hay sự phân giải thức ăn được tính bằng sự khác nhau về khối lượng túi trước và sau khi đặt vào trong dạ cỏ Mather (1986) đã khuyến cáo rằng những yếu

tố ảnh hưởng đến sự tiêu hóa các chất dinh dưỡng trong dạ cỏ khi sử dụng phương

pháp in sacco là:

- Kích thước lỗ túi: kích thước lỗ túi ảnh hưởng tới sự thất thoát thức ăn chưa bị tiêu hóa, sự lưu chuyển dịch dạ cỏ và vi sinh vật thấm qua túi… Theo Manuel (1992), kích thước lỗ túi polyester nên từ 30 – 50 mµ Nếu kích thước lỗ nhỏ hơn 30 mµ sẽ ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn vào túi, làm giảm sự lên men Nếu lỗ lớn hơn, các

phân tử lignin có thể thấm qua túi đưa đến kết quả sai lệch Với kích thước lỗ từ 30 –

40 mµ được xem là phù hợp với nhiều lọai thức ăn tinh và thức ăn thô nhất

- Kích thước mẫu thức ăn: thức ăn được nghiền với kích thước khác nhau sẽ cho kết quả khác nhau, thường mẫu thức ăn nghiền qua mặt sàng 1 – 2 mm là được chấp nhận

- Khối lượng mẫu: lượng thức ăn trong túi cần đủ để được nhào trộn nhanh nhất với dịch dạ cỏ để tiến hành các quá trình lên men, tiêu hóa tiếp theo Để đảm bảo khối lượng mẫu sau khi ủ trong dạ cỏ cần thiết cho quá trình phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm thì khối lượng thức ăn thường dùng là 5 – 7 g/túi

- Vị trí của túi trong dạ cỏ: mỗi tầng của dạ cỏ sẽ có môi trường khác nhau, đưa đến khả năng phân giải thức ăn khác nhau; thông thường buộc túi vào một vị trí cố định trong dạ cỏ hoặc thả tự do nhờ nhu động của dạ cỏ sẽ làm túi ở các vị trí khác nhau tùy vào yêu cầu thí nghiệm

- Thời gian ủ dạ cỏ: thời gian ủ càng lâu thì tỷ lệ tiêu hóa càng cao và ngược lại

và nó tùy theo loại thức ăn thí nghiệm vì mỗi loại thức ăn khác nhau sẽ có thời gian tiêu hóa khác nhau Thường thức ăn tinh không được để lâu trong dạ cỏ bằng thức ăn thô; thời gian ủ mẫu thường là 2, 4, 8, 12, 16, 24, 48, 72, 96 giờ đôi khi thời gian ủ cũng có thể lên đến 296 giờ

- Kỹ thuật rửa túi sau khi ủ: khi lấy ra khỏi dạ cỏ, ngay lập tức các túi phải được nhúng ngập trong nước lạnh để ức chế hoàn toàn các họat động của vi sinh vật sau đó bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ - 5 đến - 200C

1.11.4 Phương pháp in vivo

Phương pháp xác định tỷ lệ tiêu hoá in vivo được áp dụng rộng rãi hiện nay là

ghi nhận lượng thức ăn ăn vào và thu gom toàn bộ lượng phân thải ra hàng ngày hoặc

sử dụng chất chỉ thị trộn vào thức ăn cho gia súc ăn sau đó xác định nồng độ chất chỉ

thị trong phân để tính tỷ lệ tiêu hoá Sử dụng kỹ thuật xác định tỷ lệ tiêu hoá ở in vivo

với chất chỉ thị sẽ gặp khó khăn hơn do cần các dụng cụ, hoá chất chuyên biệt để xác định nồng độ chất chỉ thị và gây ra tốn kém hơn Phương pháp này đòi hỏi có nhiều công lao động, thời gian và chi phí thức ăn và độ chính xác cũng không cao vì chưa xác định được các chất dinh dưỡng nội sinh

1.12 Nhu cầu dinh dưỡng của bò sữa

Nhu cầu dinh dưỡng cho gia súc tiết sữa nói chung, bò tiết sữa nói riêng bằng tổng nhu cầu duy trì (NCDT) và nhu cầu tạo sữa (NCTS)

1.12.1 Nhu cầu năng lượng

1.12.1.1 Nhu cầu năng lượng duy trì ở bò sữa

Nhu cầu năng lượng duy trì là số năng lượng cần thiết giữ cho gia súc có khối lượng và thành phần mô bào không đổi, không sản xuất sữa và không sinh sản Trong thực tế bò sữa hậu bị có thể vừa mang thai, vừa sinh trưởng; còn bò sữa trưởng thành đang tiết sữa lại vừa mang thai Như vậy, việc xác định năng lượng cần thiết cho duy trì là sự phân chia có tính lý thuyết từ tổng năng lượng cần thiết của bò sữa trong một khoảng thời gian xác định Nhu cầu năng lượng duy trì của bò sữa tỷ lệ với luỹ thừa 0,75 khối lượng cơ thể (W0,75) theo luật diện tích bề mặt, đồng thời chịu ảnh hưởng bởi

nhiều nhân tố, trong đó có mức hoạt động của bò sữa Nhu cầu cho duy trì được tính theo hệ thức sau:

1.12.1.2 Nhu cầu năng lượng cho sinh trưởng

Trong thực tế, trong suốt thời kỳ cho sữa, bò không thể ăn lượng thức ăn chính xác để chỉ cho sự sản xuất sữa tối đa mà còn cho sự tăng trọng hay giảm trọng tùy theo hàm lượng năng lượng của khẩu phần Theo lý thuyết giá trị năng lượng của tăng trọng

ở bò thay đổi từ 20 đến 30 MJ/kg tùy theo tình trạng cơ thể Người ta chấp nhận giá trị trung bình là 26 MJ/kg Tuy nhiên hiệu quả sử dụng của năng lượng trao đổi để tăng trọng là 0,84 Như vậy lượng năng lượng cần cho mỗi kg khối lượng tăng là: 26*0,84 = 21,8 MJ/kg khối lượng cơ thể Ngoài ra, nhu cầu năng lượng cho sinh trưởng tuỳ thuộc vào thành phần của phần tăng trọng tích luỹ của cơ thể; ở bò tơ khối lượng tăng trọng chứa nhiều protein, nước và các chất khoáng, tỷ lệ mỡ thấp; còn ở gia súc già, sự tăng trọng chứa nhiều mỡ, tỷ lệ nước, protein và khoáng thấp hơn Như vậy bò càng lớn nhu cầu năng lượng cho 1 đơn vị tăng trọng càng cao Cần tránh không để bò cái sữa quá béo, khó đáp ứng nhu cầu năng lượng sinh trưởng

1.12.1.3 Nhu cầu năng lượng cho mang thai

Trong những tháng đầu của thời kỳ mang thai, nhu cầu năng lượng ở bò cái rất thấp Sang giai đoạn 2 nhất là 2 tháng trước khi đẻ, thai, nhau thai và tử cung tăng rất nhanh Để cung cấp năng lượng cho bò sữa mang thai cần cung cấp cho bò cái trong thời gian mang thai 3 tháng đầu là 40 Kcal ME/ngày, từ tháng thứ 4 đến tháng thứ 6 là

235 Kcal ME/ngày, thời kỳ cuối nhu cầu tăng lên 1000 Kcal ME/ngày

1.12.1.4 Nhu cầu năng lượng cho tiết sữa

Phương pháp nhân tố: phương pháp này bao gồm tính trực tiếp từ mỡ sữa và từ năng lượng thô

Tính trực tiếp từ hàm lượng mỡ sữa:

Theo ARC (1980), phương trình tính giá trị năng lượng của sữa như sau:

EV1 (MJ/kg) = 1,509 + 0,0406F (1)

Trong đó EV1: giá trị năng lượng thô của sữa; F là hàm lượng mỡ sữa (g/kg) Ðể chính xác hơn, hàm lượng chất rắn không chứa mỡ (SNF) được đưa vào phương trình để tính:

EV1 (MJ/kg) = 0,0386F + 0,0206SNF - 0,2353 (2)

Tính từ năng lượng thô của sữa: căn cứ vào nhiệt lượng thô của sữa để tính nhu cầu nhiệt năng thuần (tích của năng lượng sữa và sản lượng sữa/ngày) tích lũy trong sữa Năng lượng thô của sữa (Bảng 1.1) của các giống bò rất ít biến động, có giá trị trung bình là 3,14 MJ/kg

Hiệu quả sử dụng năng lượng tạo sữa: hiệu năng sử dụng nhiệt năng trao đổi để sản xuất sữa (k1) là 0,7 hay 70% Hiện nay, giá trị này biến động 0,5 - 0,81 nhưng tập trung 0,6 - 0,65 Các nhà nghiên cứu đã giả thiết rằng hiệu quả sử dụng ME cho tạo sữa liên quan khả năng đồng hóa năng lượng khẩu phần (qm = ME/GE) Tương quan này trình bày trên các phương trình (Lê Đức Ngoan, 2002):

kl = 0,385 + 0,38 qm (Hà Lan)