Tìm kiếm sản phẩm: Tìm nâng cao

Quá trình tiêu hoá các thành phần của thức ăn

Đăng ngày: 25/01/2014 08:45
Quá trình tiêu hoá các thành phần của thức ăn
con trâu
Các loại gluxit cấu trúc vách tế bào (xơ), là phần dinh dưỡng quan trọng nhất trong các thức ăn cho gia súc nhai lại, là thành phần chính của các loại thức ăn như cỏ xanh, cỏ khô, thức ăn ủ chua, rơm và thân các loại cây thức ăn...

a.  Tiêu hoá gluxit (carbohydrate hay hydratcarbon)

Toàn bộ quá trình tiêu hoá gluxit ở bò có thể tóm tắt qua hình 3-4. Gluxit trong thức ăn có thể chia thành 2 nhóm: (1) gluxit phi cấu trúc (NSC) gồm tinh bột, đường (có trong chất chứa của tế bào thực vật) và pectin (keo thực vật) và (2) gluxit vách tế bào (CW) gồm xenluloza và hemixenluloza (gọi chung là xơ). Cả hai loại gluxit đều được VSV dạ cỏ lên men. Khoảng 60-90% gluxit của khẩu phần được lên men trong dạ cỏ. Phần không được lên men trong dạ cỏ được chuyển xuống ruột. Trong ruột non xơ (CW) không được tiêu hoá, còn tinh bột và đường sẽ được men tiêu hoá của đường ruột thuỷ phân thành glucoza hấp thu vào máu. Khi xuống ruột già tất cả các thành phần gluxit còn lại sẽ được VSV lên men lần thứ hai tương tự như quá trình lên men diễn ra trong dạ cỏ.

con trâu

Trong dạ cỏ quá trình phân giải các gluxit phức tạp đầu tiên sinh ra các đường đơn hexoza và pentoza (hình 3-5). Những phân tử đường này là các sản phẩm trung gian nhanh chóng được lên men tiếp bởi các VSV dạ cỏ. Quá trình lên men này sinh ra năng lượng dưới

dạng ATP và các axit béo bay hơi (AXBBH). Đó là các axit axetic, propionic và butyric theo một tỷ lệ tương đối khoảng 70:20:8 cùng với một lượng nhỏ izobutyric, izovaleric và valeric. Những axit này được hấp thu qua vách các dạ dày trước vào máu và trở thành nguồn năng lượng cho vật chủ (bò). Quá trình lên men ở dạ cỏ còn sinh ra khí cácbônic và hydro, hai khí này kết hợp với nhau tạo ra một phụ phẩm lên men là khí mêtan được định kỳ thải ra ngoài qua ợ hơi.

Một số đặc điểm lên men các thành phần gluxit khác nhau cần chú ý như sau:

-    Gluxit vách tế bào (xenluloza và hemixeluloza)

Các loại gluxit cấu trúc vách tế bào (xơ), là phần dinh dưỡng quan trọng nhất trong các thức ăn cho gia súc nhai lại, là thành phần chính của các loại thức ăn như cỏ xanh, cỏ khô, thức ăn ủ chua, rơm và thân các loại cây thức ăn... Tiêu hoá xơ là đặc thù của gia súc nhai lại và nhờ khả năng này mà gia súc nhai lại tồn tại vì chúng không cạnh tranh thức ăn với con người. Xơ có thể được tiêu hoá hoàn toàn mặc dù chúng không thể tiêu hoá nhanh như tinh bột và đường. Nguyên nhân làm cho xơ trong thức ăn thường có tỷ lệ tiêu hoá thấp là do trong vách tế bào thực vật có lignin. Lignin ngăn cản vi sinh vật xâm nhập vào thành phần xơ và cũng là chất tạo liên kết bền vững với các phân tử hemixeluloza và xenluloza. Xét theo quan điểm về dinh dưỡng, có ba khía cạnh về lên men xơ người chăn nuôi cần biết và hiểu rõ:

•   Như đã đề cập ở trên, vi sinh vật lên men xơ rất mẫn cảm với môi trường axit trong dạ cỏ. Độ pH tốt nhất cho quá trình lên men từ 6,4-7,0. Tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật lên men xơ giảm khi độ pH giảm xuống 6,2 và hoàn toàn dừng lại khi độ pH là 6 hoặc thấp hơn. Điều này rất quan trọng khi xem xét để phối hợp các loại thức ăn khác nhau trong khẩu phần một cách tốt nhất.

•   Các vi khuẩn lên men xơ sản sinh nhiều axit axetic. Việc tạo ra nhiều axit axetic khi lên men xơ là rất quan trọng trong sản xuất mỡ sữa.

•   Vi sinh vật lên men xơ rất mẫn cảm với mỡ. Nếu thức ăn cho ăn quá nhiều mỡ thì vi khuẩn lên men xơ có thể chết hoặc giảm sinh trưởng. Điều này rất quan trọng vì khi cho gia súc ăn quá nhiều mỡ lượng ăn vào của các thức ăn nhiều và tỷ lệ tiêu hoá chúng sẽ giảm.

-    Tinh bột

Tinh bột là thành phần chính trong các loại hạt ngũ cốc và các loại củ quả, được lên men với tốc độ khá nhanh trong dạ cỏ. Vi khuẩn lên men tinh bột khác với vi khuẩn len men xơ. Vi khuẩn len men tinh bột không mẫn cảm với môi trường axit. Vi khuẩn lên men tinh bột sản sinh ra chủ yếu là axit propionic. Một số vi khuẩn lên men tinh bột tạo axit lactic, trong khi đó có một số loại vi khuẩn khác lên men axit lactic để tạo ra axit propionic. Khi có quá nhiều propionic sẽ làm giảm mỡ sữa. Nếu không đủ số lượng vi khuẩn sủ dụng axit lactic, ví dụ khi cho gia súc ăn ngũ cốc mà không huấn luyện, thì axit lactic sẽ tích luỹ lại. Nếu một lượng lớn axit lactic được hấp thu thì gia súc sẽ bị rơi vào tình trạng nhiễm axit, gia súc có thể bị chết trong trường hợp cấp tính, trường hợp tốt nhất là gia súc sẽ bỏ ăn trong một vài ngày.

Một phần tinh bột của thức ăn có thể thoát qua sự phân giải và lên men ở dạ cỏ và đi xuống ruột non. Trong ruột non tinh bột sẽ được tiêu hoá bởi men của dịch ruột và dịch tuỵ để giải phóng glucoza và được hấp thu qua vách ruột. Tiêu hoá tinh bột ở ruột non đóng vai trò rất quan trong đối với gia súc cao sản, bởi vì lượng AXBBH sinh ra từ lên men VSV không thể đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng cao của những gia súc này mà cần phải được bổ sung bằng glucoza hấp thu từ ruột.

-    Đường hoặc các chất dinh dưỡng hoà tan trong nước

Đường sau khi ăn vào dạ cỏ gần như được lên men tức thì. Một số vi khuẩn lên men đường rất giống vi khuẩn lên men tinh bột. Thức ăn chứa nhiều đường là rỉ mật, ngọn mía,

nhưng cỏ xanh và cỏ khô cũng chứa một lượng đường đáng kể. Đường có trong cỏ và củ không được gia súc ăn nhanh như các thức ăn chứa tinh bột và vì thế ít khi có trường hợp bị nhiễm axit do đường. Rỉ mật thường cho gia súc liếm, đường trong thức ăn củ được gia súc ăn vào chậm vì thức ăn củ chứa tới 80-90% nước. Trong khi các vi khuẩn lên men đường chủ yếu tạo ra axit propionic, chúng cũng sản sinh ra một lượng lớn axit butyric là axit có tác dụng làm tăng tỷ lệ mỡ sữa.

b.  Quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ

Toàn bộ quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa N ở gia súc nhai lại có thể tóm tắt trong hình 3-6. Các hợp chất chứa ni tơ (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 VSV trong dạ cỏ hay ở ruột già, một phần được tiêu hoá bằng men ở ruột, phần còn lại không được tiêu hoá sẽ được thải ra ngoài qua phân.

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 thế 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

amôniac còn một phần (nhiều hay ít tuỳ thuôc bản chất thức ăn và khẩu phần) protein có thể phân giải được VSV thuỷ phân thành peptide và axit amin. Một số axit amin tiếp tục được lên men sinh ra axit hữu cơ, amôniac và khí cacbonic. 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 VSV 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 (kể cả với xơ), 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 VSV, 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 thu nhận thức ăn, tỷ lệ thô/tinh của khẩu phần; nguồn, chất lượng và khối lượng gluxit 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 peptide, axit amin, ammoniac và các axit hữu cơ, trong đó có cả một số axit mạch nhánh sinh ra từ lên men các axit amin mạch nhánh. Amôniac sinh ra cùng với các peptide mạch ngắn và axit amin tự do được VSV dạ cỏ sử dụng để tổng hợp nên protein của chúng (protozoa không sử dụng được amôniac). Một số protein VSV bị phân giải ngay trong dạ cỏ và nguồn nitơ của chúng cũng được tái sử dụng bởi VSV dạ cỏ.

Mặc dù ammoniac có thể được vi khuẩn sử dụng để tổng hợp protein tế bào của chúng, vi khuẩn không hạn chế việc phân giải protein để tự cung cấp đủ ammoniac 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 hydratcarbon trong điều kiện yếm khí, amôniac vượt quá nhu cầu của vi sinh vật sẽ không được sử dụng. Lượng ammoniac 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 amôniac 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 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 VSV có khoảng 80% là protein thật có chứa đầy đủ các axit amin không thay thế với tỷ lệ cân bằng, phần còn lại chủ yếu là N có trong axit nucleic. Protein thật của VSV được tiêu hoá khoảng 80-85% ở ruột. Một số axit amin có trong peptidoglycan của màng tế bào VSV không được vật chủ tiêu hoá.

Nhờ có protein VSV 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 bi ến đổi các hợp chất chứa N 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 amôniac; thay vào đó amôniac có thể sinh ra từ những nguồn NPN và rẻ tiền hơn. Khả năng này của VSV dạ cỏ có ý nghĩa kinh tế rất lớn đối vì thức ăn chứa protein thật đắt hơn nhiều so với các nguồn NPN. Tuy nhiên, đối với gia súc cao sản thì phần protein thoat

qua có vai trò rất quan trọng trong việc đáp ứng đầy đủ nhu cầu protein cho vật chủ vì lượng protein VSV là có giới hạn. Mặt khác, VSV dạ cỏ cũng có tác động xấu lên những protein của thức ăn có chất lượng cao do quá trình phân giải. 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 VSV ở dạ cỏ nhằm đưa thẳng xuống ruột cho vật chủ (gia súc cao sản) tiêu hoá bằng men (xem mục 2.6.2).

c.  Chuyển hoá lipid

Lipid trong thức ăn của gia súc nhai lại thường có hàm lượng thấp. Trong các loại cỏ và các loại hạt ngũ cốc hàm lượng lipid chỉ có khoảng 4-6%. Tuy nhiên, trong nhiều loại hạt chứa dầu cao làm thức ăn bổ sung cho gia súc nhai lại có chứa hàm lượng lipid có thể cao tới 36% (như hạt lanh). Các dạng lipid của thức ăn thường có là triaxylglycerol, galactolipid (thành phần chính lipid trong các loại thức ăn xơ) và phospholipid. Triaxylglycerol trong thức ăn của gia súc nhai lại thường chứa một tỷ lệ khá cao các axit béo không no C18 là axit linoleic và linolenic.

Quá trình chuyển hoá lipid ở gia súc nhai lại có thể tóm lược qua hình 3-7. Trong dạ cỏ có hai quá trình trao đổi lipit có liên quan với nhau: phân giải lipid của thức ăn và tổng hợp mới lipid của VSV. Triaxylglycerol và galactolipid của thức ăn được thuỷ phân bởi lipaza VSV. Glyexerol và galactoza được lên men ngay thành AXBBH. Khác với các axit béo bay hơi (mạch ngắn), các axit béo mạch dài không được hấp thu trực tiếp qua vách dạ cỏ mà được

chuyển xuống phí dưới của đường tiêu hoá. Vi sinh vật dạ cỏ cũng có khả năng tổng hợp lipid, kể cả một số axit có chứa các axit béo lạ (có mạch nhánh và mạch lẻ) và các axit này sẽ có mặt trong sữa và mỡ cơ thể của vật chủ. Như vậy, lipid của VSV dạ cỏ là kết quả của việc biến đổi lipid của thức ăn và lipid được tổng hợp mới.

Trong dạ cỏ còn xảy ra quá trình no hoá và đồng phân hoá các axit béo không no. Các axit béo không no mạch dài bị làm bão hoà (hydrogen hoá thành axit stearic) và sử dụng bởi một số vi khuẩn. Một số mạch nối đôi của các axit béo không no có thể không bị hydrogen hoá nhưng được chuyển từ dạng cis sang dạng trans bền vững hơn. Các axit béo có mạch nối đôi dạng trans này có điểm nóng chảy cao hơn và hấp thu (ở ruột non) và chuyển vào mô mỡ ở dạng như vậy nên làm cho mỡ của gia súc nhai lại có điểm nóng chảy cao.

Khả năng tiêu hoá lipid của VSV dạ cỏ rất hạn chế. Cho nên khẩu phần nhiều lipid sẽ cản trở tiêu hoá xơ và giảm thu nhận thức ăn do lipid bám vào VSV dạ cỏ và các tiểu phần thức ăn làm cản trở quá trình lên men. Tuy nhiên, đối với phụ phẩm xơ hàm lượng lipid trong đó rất thấp nên dinh dưỡng của gia súc nhai lại ít chịu ảnh hưởng của tiêu hoá lipid trong dạ cỏ.

d.  Tổng hợp vitamin

Vi sinh vật dạ cỏ có khả năng tổng hợp được tất cả các vitamin nhóm B và vitamin K. Nếu cho gia súc nhai lại ăn khẩu phần chứa nhiều vitamin nhóm B thì lượng vitamin tổng hợp bởi VSV dạ cỏ tương đối ít, nhưng sẽ tăng lên nếu lượng vitamin đó có ít trong thức ăn. Do vậy, trong điều kiện bình thường gia súc nhai lại trưởng thành ít phụ thuộc vào các nguồn vitamin này trong thức ăn. Tuy nhiên cũng cần nhấn mạnh rằng để VSV dạ cỏ tổng hợp được đầy đủ vitamin B12 thì cần có đủ coban ở trong thức ăn. Hơn nữa, đối với bò cao sản nếu xét theo yêu cầu tối ưu hoá sức khoẻ, năng suất và chất lượng sản phẩm thì sự tổng hợp vitamin nhóm B của vi khuẩn dạ cỏ không thể đáp ứng đủ cho những nhu cầu này.

| Chia sẻ |
THẢO LUẬN  
Chưa có thảo luận nào
Ý KIẾN CỦA BẠN  
  Hãy đăng nhập để thảo luận

Tin cùng loại cũ hơn