BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

VÕ VĂN SONG TOÀN

PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VI KHUẨN
TRONG DẠ CỎ ĐỂ ỨNG DỤNG CHĂN NUÔI
GIA SÖC NHAI LẠI VÀ CUNG CẤP CHO
QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỒN TỪ BÃ MÍA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH VI SINH VẬT HỌC
MÃ NGÀNH: 62 42 01 07

Cần Thơ, 2015


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

VÕ VĂN SONG TOÀN

PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VI KHUẨN
TRONG DẠ CỎ ĐỂ ỨNG DỤNG CHĂN NUÔI
GIA SÚC NHAI LẠI VÀ CUNG CẤP CHO
QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỒN TỪ BÃ MÍA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH VI SINH VẬT HỌC
MÃ CHUYÊN NGÀNH: 62 42 01 07


thí nghiệm, hƣớng dẫn cách tiếp cận các kiến thức khoa học trong lĩnh vực
nghiên cứu từ đó giúp tôi hoàn thành luận án nghiên cứu sinh. Xin chân thành
cảm ơn và tri ân sâu sắc đến hai thầy.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Cần Thơ, Ban
Lãnh Đạo Viện Nghiên cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, Khoa Nông
nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Khoa Sau Đại Học, Phòng Quản Lý Khoa Học
và các phòng ban chức năng khác của Trƣờng, Viện đã tạo điều kiện thuận lợi
trong thực hiện các thủ tục, hỗ trợ kinh phí, trang thiết bị, … cho các nghiên
cứu của Luận án.
Chân thành cảm ơn quý thầy cô, các anh chị, các bạn đồng nghiệp thuộc
Viện Nghiên cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học đã giúp đỡ, động viên và
tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin cảm ơn thầy Nguyễn Văn Biện, anh Nguyễn Văn Hùng, anh Nguyễn
Văn Việt và em Võ Phƣơng Ghil đã hỗ trợ kỹ thuật, chuyên môn trong việc
chăm sóc, nuôi dƣỡng bò để triển khai các thí nghiệm in vitro và in vivo. Đồng
thời, tôi cũng chân thành gửi lời cảm ơn đến các em sinh viên đã cộng tác
trong suốt thời gian thực hiện luận án.
Sau cùng tôi xin đƣợc cảm ơn cha, mẹ, vợ, con và những ngƣời thân
trong gia đình đã luôn động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn.
VÕ VĂN SONG TOÀN


TÓM TẮT
Đề tài luận án “Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn trong dạ cỏ để ứng dụng
chăn nuôi gia súc nhai lại và cung cấp cho quá trình lên men cồn từ bã mía” đã
đƣợc thực hiện trong thời gian 3 năm 9 tháng (11/2010 - 8/2014), nhằm mục
tiêu i) Tuyển chọn tổ hợp vi khuẩn dạ cỏ (VKDC) ứng dụng trong chăn nuôi
gia súc nhai lại và ii) Tuyển chọn tổ hợp VKDC-nấm men để lên men ethanol


ABSTRACT
The thesis “Isolation and selection of rumen bacteria for applications in
raising ruminants and alcohol fermentation from bagasse” was carried out in 3
years and 9 months (11/2010 – 8/2014), with the aims of i) Isolating bacterial
consortium from rumen fluid for application in raising ruminants and ii)
Selecting of yeast and the rumen bacteria for alcoholic fermentation from
sugarcane bagasse.
In total of 121 bacterial strains were isolated from rumen fluid (RB); the
majority was short rod-shape bacteria, whereas the minority was dominated by
long rod-shape and cocci bacteria. After the selection, the bacterial consortium
included three strain of cow RB (BM13, BM21, BM49) and one strain of goat
RB (DD9). These strains were sequenced and the strain BM13 was determined
to be isomophic with Achromobacter xylosoxidans BL6 (China) at 91% and
included of characteristics: Short rod-shape, Gram negative and catalase
positive. While, The other strains including of BM21, BM49 and DD9 were
homologous with Bacillus subtilis strain S2O (Cameroon), Uncultured
Bacillus sp. Filt.171, and Bacillus subtilis RC24 respectively at 94% with
short rod-shape, Gram positive and catalase positive characteristics.
Simultaneously, endoglucanase purified from four these strain showed range
of molecular weight 72.8 – 34 kDa. While molecular weight of exoglucanase
purified from bacterium strain BM21 illustrated in a range from 81,28 – 71.69
kDa. Mixture of cow RB (BM13, BM21, BM49) and goat RB with ratio of
1:3, the results initially showed the consortium of RB was the potential for
effectively hydrolysis of sugarcane bagasse in vitro as well as positive
supporting for feed digestion of experimental cows in vivo, it was illustrated
by the rising of NH3 concentration, digested amount of dry matter (DM),
cellulose, hemicellulose, lignin, total protein; it also caused reducing of large
type feed and increasing of medium and small type feed after eating 4 to 6
hours and as a result, cows‟ weight increased 0.517 kg /day.

..................................................................................................
ABSTRACT
................................................................................................ ii
CAM KẾT KẾT QUẢ .................................................................................... iii
MỤC LỤC
............................................................................................... iv
DANH SÁCH BẢNG ..................................................................................... vii
DANH SÁCH HÌNH ....................................................................................... ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ xii
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU ............................................................................ 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................... 1
1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................... 3
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................3
1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu ...............................................................................................3
1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................... 3
1.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................... 3
1.5 Những đóng góp của luận án ....................................................................... 4
1.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án ..................................... 4
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................... 5
2.1 Tiêu hóa ở gia súc nhai lại ........................................................................... 5
2.1.1 Cấu tạo bộ máy tiêu hóa ..........................................................................................5
2.1.2 Tiêu hóa ở dạ cỏ ........................................................................................................6
2.1.3 Tiêu hóa ở dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ múi khế ..............................................13
2.1.4. Tiêu hóa ở ruột của gia súc nhai lai ..................................................................13
2.1.5 Thành phần dƣỡng chất trong dạ cỏ ...................................................................14
2.1.6 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng thức ăn .......................................................15
2.2 Bã mía và enzym cellulase ........................................................................ 18
2.2.1 Bã mía ........................................................................................................................18
2.2.2 Enzym cellulase .......................................................................................................20
2.2.3. Một số phƣơng pháp phân tích cellulase .........................................................22

4.2.1 Vi khuẩn dạ cỏ bò ...................................................................................................52
4.2.2 Vi khuẩn dạ cỏ trâu .................................................................................................68
4.2.3 Vi khuẩn dạ cỏ cừu .................................................................................................77
4.2.4 Vi khuẩn dạ cỏ dê....................................................................................................87
4.2.5 Phân tích quan hệ di truyền của VKDC ............................................................96
4.3 Tuyển chọn tổ hợp dịch VKDC phân giải xơ trong điều kiện in vitro và in
vivo 98
4.3.1 Ảnh hƣởng của các tổ hợp VKDC giữa các loài đến sự phân giải bã mía
trong điều kiện in vitro .....................................................................................................98
4.3.2 Ảnh hƣởng của VKDC bò và dê lên các chỉ tiêu khảo sát trong điều kiện
in vivo ..................................................................................................................................122
4.4 Tuyển chọn nấm men và VKDC để lên men ethanol từ bã mía .............. 134
4.4.1 Tổ hợp các dòng nấm men và các dòng VKDC đƣợc tuyển chọn ở bò .134
4.4.2 Tổ hợp dòng nấm men D11 với các dòng VKDC đƣợc tuyển chọn ở bò137
CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................ 147
5.1 KẾT LUẬN.............................................................................................. 147
5.2 ĐỀ XUẤT ................................................................................................ 147
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 148
v


PHỤ LỤC
............................................................................................ 167
PHỤ LỤC 1: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ............................................... 167
PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM ......................................................... 184
PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU THỐNG KÊ ............................................................. 210
PHỤ LỤC 4: HÓA CHẤT VÀ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM ........................ 261

vi


........................................................................................................................ 105
Bảng 4.18. Kết quả tủa phân đoạn endoglucanase bằng AS ......................... 110
Bảng 4.19. Kết quả phân tích phân đoạn của sắc ký đồ ................................ 113
Bảng 4.20. Tóm tắt quy trình tinh sạch ......................................................... 119
Bảng 4.21. Kết quả tủa phân đoạn endoglucanase của B. subtilis BM21 bằng
AS .................................................................................................................. 119
Bảng 4.22. Thành phần hóa học thực liệu sử dụng nuôi bò .......................... 124
Bảng 4.23. Trung bình lƣợng thực liệu ăn vào của bò thí nghiệm/ngày ....... 125
Bảng 4.24. Giá trị pH dịch dạ cỏ bò ở sau cho ăn ......................................... 125
vii


Bảng 4.25. Hàm lƣợng NH3 trong dịch dạ cỏ bò sau cho ăn ......................... 126
Bảng 4.26. Kích thƣớc thức ăn trong dạ cỏ bò (% VCK) .............................. 128
Bảng 4.27. Hàm lƣợng protein thô đƣợc tiêu hóa ......................................... 133
Bảng 4.28. Trung bình tăng trọng của bò/ngày ............................................. 133
Bảng 4.29. Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến thể tích khí sinh ra ................ 141
Bảng 4.30. Hàm lƣợng ethanol ...................................................................... 144

viii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Cấu tạo ống tiêu hóa của gia súc nhai lại........................................... 5
Hình 2.2. Đƣờng tiêu hóa thức ăn ở bò ............................................................. 6
Hình 2.3. Sơ đồ chuyển hóa glucid trong dạ cỏ ................................................. 8
Hình 2.4. Sơ đồ quá trình tiêu hóa và phân giải protein ở bò .......................... 11
Hình 2.5. Sơ đồ chuyển hóa NO3- thành NH3 .................................................. 11
Hình 2.6. Tƣơng quan về nồng độ của nitrate, nitrite và ammonia sau khi chích
NaNO3(25g) trên cừu sau 16 giờ sau khi cho ăn cỏ ........................................ 12



Hình 4.16. Đƣờng kính vòng halo phân giải CMC và bã mía của VKDC trâu
.......................................................................................................................... 70
Hình 4.17. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn TM11 ..................... 72
Hình 4.18. Mức độ đồng hình của vi khuẩn TM11 ......................................... 72
Hình 4.19. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn TM17 ..................... 73
Hình 4.20. Mức độ đồng hình của vi khuẩn TM17 ......................................... 73
Hình 4.21. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn TM27 ..................... 74
Hình 4.22. Mức độ đồng hình của vi khuẩn TM27 ......................................... 74
Hình 4.23. Đƣờng kính vòng halo phân giải bã mía của tổ hợp VKDC trâu .. 76
Hình 4.24. Đƣờng kính vòng halo phân giải CMC và bã mía của VKDC cừu80
Hình 4.25. Đƣờng kính vòng halo phân giải CMC và bã mía của VKDC cừu81
Hình 4.26. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn CD11 ..................... 81
Hình 4.27. Mức độ đồng hình của vi khuẩn CD11 .......................................... 81
Hình 4.28. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn CD15 ..................... 82
Hình 4.29. Mức độ đồng hình của vi khuẩn CD15 .......................................... 82
Hình 4.30. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn CD21 ..................... 83
Hình 4.31. Mức độ đồng hình của vi khuẩn CD21 .......................................... 83
Hình 4.32. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn CD43 ..................... 84
Hình 4.33. Mức độ đồng hình của vi khuẩn CD43 .......................................... 84
Hình 4.34. Đƣờng kính vòng halo phân giải bã mía của tổ hợp VKDC cừu .. 86
Hình 4.35. Đƣờng kính vòng halo phân giải CMC và bã mía của VKDC dê . 89
Hình 4.36. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn DD5 ....................... 90
Hình 4.37. Mức độ đồng hình của vi khuẩn DD5 ........................................... 91
Hình 4.38. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn DD7 ....................... 91
Hình 4.39. Mức độ đồng hình của vi khuẩn DD7 ........................................... 92
Hình 4.40. Trình tự DNA vùng 16S rDNA của vi khuẩn DD9 ....................... 92
Hình 4.41. Mức độ đồng hình của vi khuẩn DD9 ........................................... 93
Hình 4.42. Đƣờng kính vòng halo phân giải bã mía của tổ hợp VKDC dê..... 95

Hình 4.62. Hàm lƣợng VCK và xơ thô đƣợc phân giải sau 7 ngày lên men . 135
Hình 4.63. Thể tích khí sinh ra sau lên men .................................................. 136
Hình 4.64. Hàm lƣợng ethanol tạo ra sau 7 ngày lên men ........................... 136
Hình 4.65. Sản phẩm PCR khuếch đại bằng cặp mồi ITS 1-4 ...................... 137
Hình 4.66. Mức độ đồng hình của vi khuẩn D11 .......................................... 138
Hình 4.67. Hàm lƣợng VCK và xơ thô đƣợc phân giải sau lên men ............. 139
Hình 4.68. Thể tích khí đƣợc tạo ra của quá trình lên men ........................... 140
Hình 4.69. Hàm lƣợng ethanol tạo ra sau 7 ngày lên men ............................ 141
Hình 4.70. Đồ thị mặt đáp ứng thể hiện sự tƣơng quan giữa pH và nhiệt độ đến
thể tích khí sinh ra .......................................................................................... 142
Hình 4.71. Đồ thị đƣờng mức thể hiện sự tƣơng quan giữa pH và nhiệt độ đến
thể tích khí sinh ra .......................................................................................... 143
Hình 4.72. Đồ thị mặt đáp ứng thể hiện sự tƣơng quan giữa pH và nhiệt độ đến
lƣợng ethanol ................................................................................................. 145
Hình 4.73. Đồ thị đƣờng mức thể hiện sự tƣơng quan giữa nhiệt độ và pH đến
lƣợng ethanol ................................................................................................. 145

xi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
µm:
16rDNA:
ABBH:
ADF:
ADL:
ATP:
B:
BDBV:
BLAST:

Acid béo bay hơi
Acid detergent fiber (Chỉ số xơ acid)
Acid detergent lignin
Adenosine triphosphate
Bò
Bánh dầu bông vải
Basic Local Alignment Search Tool
Bò có chủng bổ sung vi khuẩn
Crude fiber
Colony forming unit
Carboxy methyl cellulose
Protein thô (crude protein)
Đồng bằng sông Cửu Long
Dịch dạ cỏ
Đƣờng kính vòng tròn
Dry matter
Deoxyribonucleic Acid
Eendoglucanase
Gram/Lít
Ggram
Goering và Van Soest
Iinternal transcribed spacer
Linoleic acid
Microbials Direct Fed
Milliliter
Millimeter
National Center for Biotechnology Information
Xơ trung tính (Neutral detergent fiber)
Nghiệm thức
Optical density

vai trò rất quan trọng đối với nhiều nền kinh tế (Hernandez-Cuevas and
Valenzuela, 2004; Hermann et al. 2007; Wohlgemuth, 2009) khi dân số thế
giới đang tiến gần đến mốc 9,3 tỷ ngƣời vào năm 2050 (UN, Population
Division Statistics, 2011). Thật vậy, giá trị thƣơng mại của Công nghệ sinh
học tại các nƣớc phát triển chiếm hơn 17% hàng năm, và khoảng 36% đối với
những nƣớc đang phát triển ở khu vực Châu Á (Tüsiad, 2006). Công nghệ sinh
học cung cấp cho những nền kinh tế đang phát triển những giải pháp về nhiều
vấn đề đã và đang phải đối mặt thƣờng xuyên trong sản xuất nông nghiệp,
lƣơng thực, dƣợc phẩm, năng lƣợng cũng nhƣ năng suất thấp và ô nhiễm môi
trƣờng.
Một trong những sản phẩm của công nghệ sinh học là dạng thức ăn bổ
sung probiotic. Ngày nay, mặc dù xu thế sử dụng dạng thức ăn này đã và đang
tăng lên qua đó cải thiện sức khỏe vật nuôi nhƣng những thông tin cần thiết về
sự ảnh hƣởng của thức ăn bổ sung probiotic cần đƣợc cập nhật và hoàn chỉnh
(Gaggìa et al. 2010). Bào tử của một số loài B. cereus, B. licheniformis, và B.
subtilis thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ thức ăn bổ sung probiotic để đƣa vào đƣờng
tiêu hóa (Sanders et al., 2003). Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra
rằng, nhiều loài Bacillus có khả năng sinh tổng hợp cellulase và đƣợc phân lập
từ dạ cỏ gia súc nhai lại khi đƣợc cho ăn bằng cỏ khô (Williams and Wither,
1983). Bacillus cùng với một số dòng vi sinh vật khác nhƣ P. eruginosa,
Streptococcus, Penicillin, Aspergillus, Mucor, Fusarium cũng đã đƣợc phân
lập đƣợc từ dạ cỏ động vật nhai lại bò, cừu, dê (Oyeleke and Okusanmi, 2008).
Việc cho ăn trực tiếp vi sinh vật (Microbials Direct-Fed, DFM) đã tác động tốt
đến môi trƣờng dạ cỏ nhƣ giảm khả năng nhiễm acid dạ cỏ, tiêu thụ thức ăn
hiệu quả với lƣợng ăn vào hàng ngày khoảng 2,5%, và tăng sản lƣợng sữa bò
hằng ngày 0,75-2,0 kg/ngày, đồng thời cải thiện sức khỏe và sự phát triển của
bê non (Krehbiel et al., 2003).
Bên cạnh đó, nguồn thức ăn xanh có nhiều xơ dùng cho gia súc chỉ có
nhiều vào mùa mƣa nhƣng thiếu trầm trọng vào mùa khô trong khi rơm và bã
mía là nguồn thức ăn thay thế dồi dào, nhƣng vật nuôi tăng trƣởng thấp do

- Tuyển chọn tổ hợp VKDC-nấm men để lên men ethanol từ bã mía.

2


1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu
- Tuyển chọn tổ hợp VKDC ứng dụng trong chăn nuôi gia súc nhai lại.
- Tuyển chọn tổ hợp VKDC-nấm men để lên men ethanol từ bã mía.
1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu chế phẩm vi sinh phân giải xơ để hỗ trợ phát triển nghề
nuôi gia súc nhai lại vùng đồng bằng sông Cửu Long.
- Tận dụng nguồn bã mía để lên men ethanol bằng tổ hợp VKDC-nấm
men.
1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu
- Vi khuẩn phân giải xơ có nguồn gốc từ dịch dạ cỏ bò, trâu, cừu dê.
- Các dòng nấm men bao gồm D3, D7, D9, D11, D16, H6, H13, ST1
và CM4 đƣợc lƣu trữ tại Bộ môn Công nghệ Sinh học Phân tử, Viện NC & PT
CNSH, Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Phạm vi nghiên cứu
Vi khuẩn và nấm men có hệ enzym endoglucanase và exoglucanase
phân giải xơ bã mía để ứng dụng trong chăn nuôi và lên men ethanol.
1.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu thực tế từ tháng 11/2010 đến tháng 8/2014 kèm
theo các quyết định:
- Quyết định số 2891/QĐ-ĐHCT ngày 23/11/2010 về việc cử cán bộ
làm nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại Trƣờng Đại Học Cần Thơ.
- Thời gian đào tạo hệ không tập trung là 4 năm (11/2010 đến
11/2014) theo quyết định số 3193/QĐ-ĐHCT ngày 06/12/2010 công nhận và

- Tổ hợp VKDC bò (BM13, BM21 và BM49) có thể phối trộn với
VKDC dê (DD9) theo tỷ lệ 1:3 cho thấy phân giải bã mía hiệu quả trong điều
kiện in vitro và hỗ trợ tích cực bò thí nghiệm tiêu hóa thực liệu giàu xơ trong
điều kiện in vivo; cũng nhƣ có thể phối hợp với nấm men D11 để lên men
ethanol từ nguồn nguyên liệu bã mía.
1.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
* Ý nghĩa khoa học
- Tổ hợp 04 dòng VKDC bao gồm BM13, BM21, BM49 và DD9 thích
hợp để để hỗ trợ bò tiêu hóa bã trong điều kiện in vitro và in vivo.
- Dòng nấm men D11 kết hợp với tổ hợp 3 dòng VKDC bò BM13,
BM21 và BM49 để lên men ethanol bằng nguồn nguyên liệu bã mía.
- Kết quả của đề tài mở ra hƣớng nghiên cứu chế phẩm vi sinh dùng
cho chăn nuôi gia súc nhai lai và lên men ehanol sinh học trong tƣơng lai và
bổ sung vào giáo trình giảng dạy.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Cung cấp nguồn nguyên liệu ban đầu (4 dòng VKDC có khả năng
phân giải xơ bã mía) cho các nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh dùng trong chăn
nuôi gia súc nhai lại.
- Đề tài đã cung cấp nguyên liệu ban đầu (3 dòng VKDC bò và 1 dòng
nấm men) cho các nghiên cứu sử dụng nguyên liệu lignocellulose để sản xuất
ethanol sinh học; đồng thời lƣu trữ nguồn gen quí của những vi sinh vật này
cho các nghiên cứu tạo giống vi sinh vật biến đổi gen trong tƣơng lai.
4


Chapter 2 :

CHƢƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tiêu hóa ở gia súc nhai lại

Dạ cỏ là túi lớn nhất, chiếm hầu hết nửa trái của xoang bụng, từ cơ
hoành đến xƣơng chậu. Dạ cỏ chiếm 85 - 90% dung tích dạ dày, 75% dung
tích đƣờng tiêu hóa (Nguyễn Xuân Trạch và ctv., 2004), có tác dụng tích trữ,
nhào trộn và lên men phân giải thức ăn, pH dạ cỏ khoảng 6,5, nhiệt độ dạ cỏ
38oC - 42oC (Trần Cừ, 1979).
Hệ vi sinh vật dạ cỏ rất phức tạp và phụ thuộc nhiều vào khẩu phần
thức ăn. Hệ vi sinh vật dạ cỏ gồm có 3 nhóm chính: Vi khuẩn (Bacteria) với số
lƣợng 1010 - 1011 tế bào/mL, động vật nguyên sinh (Protozoa) là 105 - 106 tế
bào/mL và nấm (Fungi) 103 - 104 tế bào/mL (Jouany and Ushida, 1999). Vi
khuẩn xuất hiện trong dạ cỏ gia súc nhai lại trong lứa tuổi còn non, mặc dù
chúng đƣợc nuôi cách biệt hoặc cùng với mẹ chúng và là tác nhân chính trong
quá trình tiêu hóa xơ. Có khoảng 60 loài vi khuẩn đã đƣợc xác định với mật số
khoảng 109 - 1010 tế bào/g chất chứa dạ cỏ (Hungate, 1957); trong đó khoảng
30% vi khuẩn ở thể tự do, số còn lại bám vào các mẫu thức ăn, trú ngụ ở các
nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa.
2.1.2.1 Tiêu hóa carbohydrate
Trong suốt 6 giờ đầu sau khi ăn, phần lớn những thành phần glucide dễ
hòa tan, protit và khoảng 28% chất xơ đƣợc lên men. Trong sáu giờ tiếp theo,
chất xơ đƣợc tiêu hóa mạnh nhất (30,8%) và chỉ có khoảng 3,6% chất xơ đƣợc
tiêu hóa trong 12 giờ tiếp theo (Hale et al., 1947). Bên cạnh đó, Lischenko
(1965) đã cho thấy hoạt tính hệ vi sinh vật và nồng độ H+ của chất chứa dạ cỏ
trong một ngày đêm biến động nhiều. Trong những giờ đầu sau khi cho ăn độ
acide của chất chứa tăng lên, mức độ sử dụng cellulose giảm đi. Qua 6-8 giờ
sau khi cho ăn, pH đƣợc trung hòa dần và sử dụng cellulose tăng lên. Khuynh
hƣớng tăng sử dụng cellulose đƣợc duy trì ở cừu cả sau bữa ăn cỏ khô buổi
chiều. Vào lúc động vật nghỉ (ban đêm), sự nhai lại thức ăn tăng lên và lúc này

6




Dựa theo phƣơng trình tóm tắt mô tả sự lên men glucose, sản phẩm trung
gian của quá trình phân giải các glucid phức tạp, để tạo các acid béo bay hơi
(ABBH) nhƣ sau:
Acid axetic
C6 H12O6 + 2 H2O ----> 2CH3COOH + 2CO2 + 4 H2
Acid propionic
C6 H12O6 + 2 H2 ------ > 2CH3CH2COOH + 2 H2O
Acid butyric
C6 H12O6 -------> CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2 H2
Khí mê tan
4 H2 + CO2 -------> CH4 + 2 H2O
Nhƣ vậy, sản phẩm cuối cùng của sự lên men carbohydrat thức ăn bởi vi
sinh vật dạ cỏ gồm: Các acid béo bay hơi, chủ yếu là acid acetic (C2), acid
propyonic (C3), acid butyric (C4) và một lƣợng nhỏ các acid khác (isobytyric,
valeric, isovaleric). Các ABBH có vai trò to lớn trong việc trao đổi năng lƣợng
của cơ thể và sự chuyển hóa, trao đổi chất của các loài nhai lai. Các ABBH
đƣợc tạo thành trong một ngày và đêm ở dạ cỏ bò là 8140-17.980 kcal (Balch,
1958) và đƣợc hấp thu qua vách dạ cỏ vào máu và là nguồn năng lƣợng chính
cho vật chủ. Các ABBH cung cấp khoảng 70 - 80% tổng số năng lƣợng đƣợc
gia súc nhai lại hấp thu (Hungate, 1966). Trong khi đó gia súc dạ dày đơn lấy
năng lƣợng chủ yếu từ glucose và lipit hấp thu ở ruột. Tỷ lệ giữa các ABBH
phụ thuộc vào bản chất của các loại glucid có trong khẩu phần.
8