ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG ĐÌNH THÂN

ẢNH HƯỞNG CỦA TANNIN CHIẾT XUẤT
TỪ THÂN VÀ LÁ CHÈ KẾT HỢP VỚI BIOCHAR
BỔ SUNG VÀO KHẨU PHẦN CƠ SỞ ĐẾN
TIÊU HÓA DẠ CỎ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHĂN NUÔI

THÁI NGUYÊN - 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG ĐÌNH THÂN

ẢNH HƯỞNG CỦA TANNIN CHIẾT XUẤT
TỪ THÂN VÀ LÁ CHÈ KẾT HỢP VỚI BIOCHAR
BỔ SUNG VÀO KHẨU PHẦN CƠ SỞ ĐẾN
TIÊU HÓA DẠ CỎ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
Chuyên ngành: Chăn nuôi
Mã số: 60.62.01.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHĂN NUÔI
Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Mai Anh Khoa
2. PGS. TS. Từ Trung Kiên


viên chức Trung tâm nghiên cứu và phát triển chăn nuôi miền núi - Viện
chăn nuôi giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực
hiện đề tài.
Ban Lãnh đạo và toàn thể cán bộ nơi tôi công tác
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được gửi lời cảm ơn sâu
sắc tới gia đình, người thân cùng bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi vượt qua
mọi khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, thực hiện đề tài.
Một lần nữa tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn, cảm ơn chân thành tới những
tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học tập.
Thái Nguyên, ngày 11 tháng 9 năm 2016
Tác giả luận văn

Hoàng Đình Thân


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................................................v
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................2
2.1. Mục tiêu chung của đề tài ....................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể .....................................................................................................2

3.1.2. Tốc độ và động thái sinh khí in vitro của các loại thức ăn .............................33
3.1.3. Ảnh hưởng của hàm lượng tannin đến năng lượng trao đổi (ME), các axit
béo mạch ngắn (SCFA), tỷ lệ tiêu hóa của các khẩu phần trong điều kiện in
vitro...................................................................................................................40
3.1.4. Ảnh hưởng của tannin và biochar đến tỷ lệ tiêu hóa vật chất khô ..................48
3.2. Nội dung 2: Xác định ảnh hưởng của các mức tannin chiết xuất từ thân, lá
chè và biochar khác nhau với ure bổ sung vào làm chất nền đến một số chỉ
tiêu của dung dịch dạ cỏ. ..................................................................................50
3.2.1. Ảnh hưởng của các mức tannin và biochar khác nhau đến chỉ tiêu pH của
dung dịch dạ cỏ .................................................................................................50
3.2.2. Ảnh hưởng của các mức tannin và biochar khác nhau đến vi sinh vật của
dung dịch dạ cỏ .................................................................................................53
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................57
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ABBH

: Axit béo bay hơi

ADF

: Xơ tan trong môi trường axit

Ash


: Giờ

HT

: Tannin dễ hòa tan

ME
N

: Năng lượng trao đổi
: Nitơ

NDF

: Xơ tan trong môi trường trung tính

SEM

: Sai số tiêu chuẩn của các số trung

TN

: Tannin tinh khiết

V1, V2

: Thể tích

VCK


vật của dung dịch dạ cỏ ................................................................ 54


vii

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 3.1:

Lượng khí sinh ra trong 96 giờ ................................................... 35

Hình 3.2:

Đồ thị giá trị năng lượng trao đổi (ME) của các khẩu phần ....... 41

Hình 3.3:

Đồ thị các axit béo mạch ngắn (SCFA) của các khẩu phần ....... 43

Hình 3.4:

Đồ thị ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của các khẩu phần (%) ..... 47

Hình 3.5:

Đồ thị ảnh hưởng của các mức tannin và biochar khác nhau đến chỉ
tiêu pH của dung dịch dạ cỏ ở thời điểm 0, 3 và 6 giờ ........................ 52

Hình 3.6:




2

2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung của đề tài
Xác định được ảnh hưởng của việc bổ sung tannin chiết xuất từ thân, lá
chè và biochar vào khẩu phần ăn đến khả năng tiêu hóa VCK và chất hữu cơ
của bò trong điều kiện in vitro.
2.2. Mục tiêu cụ thể
Xác định ảnh hưởng của các mức tannin và biochar khác nhau khi có
ure bổ sung làm chất nền ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hóa dạ cỏ trong điều kiện
in vitro.
Xây dựng được khẩu phần bổ sung tannin và biochar hợp lý cho bò
nhằm nâng cao tỷ lệ tiêu hóa các chất trong dạ cỏ, giảm thiểu sự phân giải các
chất hữu cơ có giá trị sinh học cao như protein trong dạ cỏ nhằm nâng cao
hiệu quả sử dụng protein ở bò.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học
- Kết quả của đề tài sẽ góp phần làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu về
khả năng tiêu hóa ở dạ cỏ của một số phụ gia bổ sung.
- Kết quả của đề tài được ứng dụng trong chăn nuôi bò như là một biện
pháp nhằm năng cao hiệu quả sử dụng của thức ăn.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Tận dụng được nguồn phế phụ phẩm rẻ tiền từ ngành sản xuất chè để
chế biến thành chất phụ gia bổ sung vào thức ăn cho gia súc nhai lại nhằm
nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn.


3


4

có nhiệm vụ chính là nghiền nát các tiểu phần thức ăn, hấp thu nước cùng các
ion Na+, K+…, hấp thu các axit béo bay hơi trong dưỡng chất đi qua.
- Dạ múi khế có hệ thống tuyến phát triển mạnh và có chức năng

tương tự như dạ dày của gia súc dạ dày đơn, tức là tiêu hóa thức ăn bằng dịch
vị (chứa HCl và men pepsin).
1.1.1.2. Hệ sinh thái dạ cỏ
a. Môi trường sinh thái dạ cỏ
Chất chứa dạ cỏ là một hỗn hợp gồm thức ăn ăn vào, vi sinh vật dạ cỏ,
các sản phẩm trao đổi trung gian, nước bọt và các chất chế tiết vào qua vách
dạ cỏ. Đây là một hệ sinh thái rất phức hợp trong đó liên tục có sự tương tác
giữa thức ăn, hệ vi sinh vật và vật chủ. Dạ cỏ có môi trường thuận lợi cho
vi sinh vật (VSV) yếm khí sống và phát triển. Đáp lại, VSV dạ cỏ đóng góp
vai trò rất quan trọng vào quá trình tiêu hoá thức ăn của vật chủ, đặc biệt là
nhờ chúng có các enzyme phân giải liên kết β-glucosid của xơ trong vách
tế bào thực vật của thức ăn và có khả năng tổng hợp đại phân tử protein từ
ammonia (NH3).
Ngoài dinh dưỡng môi trường dạ cỏ có những đặc điểm thiết yếu cho
sự lên men của vi sinh vật cộng sinh như sau: độ ẩm cao (85-90%), pH trong
khoảng 6,4-7,0; nhiệt độ khá ổn định (38 - 42oC), áp suất thẩm thẩu ổn định
và là môi trường yếm khí (nồng độ oxy
+ Bảo tồn mạch nối đôi các axit béo không no.
Tuy nhiên có vài ý kiến cho rằng protozoa trong dạ cỏ có một số tác hại
nhất định:


6

+ Protozoa không có khả năng sử dụng NH3 như vi khuẩn. Nguồn nitơ
đáp ứng nhu cầu của chúng là những mảnh protein thức ăn và vi khuẩn. Nhiều
nghiên cứu cho thấy protozoa không thể xây dựng protein bản thân từ các axit
amin được. Khi mật độ protozoa trong dạ cỏ cao thì một lượng lớn vi khuẩn bị
thực bào bởi protozoa. Mỗi protozoa có thể thực bào 600 - 700 vi khuẩn trong
một giờ ở mật độ vi khuẩn 109/ml dịch dạ cỏ. Protozoa cũng góp phần làm
tăng nồng độ NH3 trong dạ cỏ do sự phân giải protein của chúng.
+ Protozoa không tổng hợp được vitamin mà sử dụng vitamin từ thức
ăn hay do vi khuẩn tạo nên nên làm giảm rất nhiều vitamin của vật chủ.
- Nấm (Fungi)
Chức năng của nấm trong dạ cỏ là :
+ Mọc chồi phá vỡ cấu trúc thành tế bào thực vật, làm giảm độ bền chặt
của cấu trúc này, góp phần phá vỡ các mảnh thức ăn trong quá trình nhai lại,
sự phá vỡ này tạo điều kiện cho Bacteria bám vào cấu trúc tế bào và tiếp tục
phân giải xơ.
+ Mặt khác, bản thân nấm cũng tiết ra các loại men phân giải gluxit.
Phức hợp men tiêu hóa xơ của nấm dễ dàng hòa tan hơn của men vi khuẩn.
Chính vì thế nấm có khả năng tấn công các tiểu phần thức ăn cứng hơn và lên
men chúng với tốc độ nhanh hơn so với vi khuẩn.
Như vậy, sự có mặt của nấm làm tăng tốc độ tiêu hóa xơ. Điều này đặc
biệt có ý nghĩa đối với việc tiêu hóa thức ăn thô xơ bị lignin hóa.
1.1.1.3. Quá trình tiêu hóa thức ăn
- Phân giải gluxit

Trạch, 2003) [13].
1.2. Đặc điểm của các loại thức ăn thí nghiệm
1.2.1. Một số đặc điểm và tính chất của chè xanh
Cây chè tên khoa học là Camellia sinensis thuộc họ Theaceae. Sinh
trưởng và phát triển trong điều kiện tự nhiên có đặc tính sinh học tiêu biểu là


8

chống oxy hóa và khả năng kháng khuẩn. Trong quá trình sản xuất, hàng
năm, có một lượng lớn thân và lá chè già được đốn chặt để tạo búp mầm mới,
đây là nguồn nguyên liệu quan trọng để có thể chiết xuất tannin bằng phương
pháp thủ công, đơn giản và rẻ tiền nhất.
Thành phần sinh hóa của chè biến động rất phức tạp nó phụ thuộc vào
giống, tuổi chè, điều kiện đất đai, địa hình, kỹ thuật canh tác, mùa thu hoạch...
Những thành phần sinh hóa chủ yếu trong búp chè gồm có:
a.Tannin:
Tannin là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến phẩm
chất chè. Tannin còn gọi chung là hợp chất phenol, trong đó 90% là các dạng
catechin. Tỷ lệ các chất trong thành phần hỗn hợp của tannin chè không giống
nhau và tùy theo từng giống chè mà thay đổi. Những hợp chất này dựa vào
tính chất của chúng có thể phân thành:
- Dạng tan được trong este: phân tử lượng 320 - 360.
- Dạng tan trong nước hoặc xeton: phân tử lượng 420 - 450.
- Dạng kết hợp với protein (chỉ sau khi dùng dung dịch NaOH 0,5% để
xử lý, mới có thể hòa tan trong dung dịch).
Tannin giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh lý của cây, nó tham
gia vào quá trình oxy hóa khử trong cây. Các dạng catechin như epicatechin
galat, epigalocatechin galat tham gia vào quá trình sinh trưởng của cây.
Về mặt phẩm chất chè, tannin giữ vai trò chủ yếu trong việc tạo

amin này sau đó sẽ được hấp thụ vào máu gia súc.
Nhưng dùng ure làm thức ăn cho gia súc rất dễ gặp rủi ro, nếu người
dùng không có hiểu biết đầy đủ về cách sử dụng và những hạn chế.


10

1.2.3. Biochar
Biocarbon hay Biochar là than sinh học, có hạt mịn được sản xuất bằng
phương pháp nhiệt phân từ nguyên liệu có nguồn gốc sinh khối thực vật (rơm,
rạ, cây cối, bã mía, xơ dừa) và rác thải. Nhiệt phân là sự phân hủy hóa học của
vật liệu hữu cơ bằng cách đun nóng không có oxy.
Phương pháp nhiệt phân có thể sản xuất bằng lò thủ công hoặc sản xuất
trong các nhà máy lớn, cũng có thể bằng Biochar Reactor kéo đi lưu động.
Chẳng hạn ở Indonesia có công ty sản xuất ở quy mô công nghiệp với công
suất tới 200 tấn biocarbon/ngày.
Biocarbon được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như để hấp
thụ CO2 góp phần làm giảm khí nhà kính, làm chậm sự biến đổi khí hậu hoặc
để sản xuất biofilter dùng lọc nước uống trong các gia đình, hoặc dùng xử lý
nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt
1.3. Ảnh hưởng của tannin đến thu nhận thức ăn, tiêu hóa và sự lên men
Tannin là một hợp chất ester giữa đường glucose và một nhóm chất
khác, thường là một phức hợp của axit phenolic hoặc axit oxyphenolic. Nếu
đem thủy phân ra ta thu được đường glucose và các axit gallic và m - digallic,
gọi là "gallotannins". Ngoài ra, người ta còn biết có một loại tannin khác gọi
là "ellagitannins" nếu cắt liên kết ra ta thu được chất axit ellagic. Tannin
trong thực vật được chia làm 2 loại: một loại tannin có khả năng thủy phân
gọi là tannin dễ hòa tan (HTs) và một loại không có khả năng thủy phân gọi là
tannin ngưng tụ (CTs).
Tannin đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng động vật nói chung và

nhận thức ăn của động vật nhai lại. Ở tỷ lệ tannin cao sẽ làm giảm tính ngon
miệng của khẩu phần, giảm tỷ lệ tiêu hóa trong dạ cỏ và phát triển các cảm
giác có điều kiện (Mueller Harvey, 2006) [45]. Tannin ức chế hoạt động của
vi sinh vật trong dạ cỏ, từ đó có thể gây ảnh hưởng xấu đến sự lên men trong
dạ cỏ và sự tiêu hóa thức ăn. Một số lượng lớn các nghiên cứu đă chỉ ra rằng
chiết suất của tannin hoặc các thực vật có chứa tannin làm giảm khả năng tiêu


12

hóa thức ăn trong cả môi trường in vitro (Patra và cs, 2006 [54]; Bhatta và cs,
2009) [16] và in vivo (Grainger và cs, 2009) [29]. Thường các kết quả cho
rằng tỷ lệ tannin cao hơn 5% trong khẩu phần có ảnh hưởng xấu đến khả năng
sử dụng dinh dưỡng và sức sản xuất của động vật, nhưng ảnh hưởng này còn
phụ thuộc vào loại tannin (Waghorn, 2008) [68]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra
rằng khả năng tiêu hóa không bị ảnh hưởng bởi tannin ví dụ như ethanol chiết
xuất từ Terminalia belerica (Patra và cs, 2006) [54], nhưng khí methan sinh ra
bị giảm đi. Việc giảm khả năng phân giải protein trong dạ cỏ gây ra là do
phức hợp tannin- protein ngăn cản protein được phân giải bởi vi sinh vật dạ
cỏ. Một ảnh hưởng có lợi khác của tannin được báo cáo đó là do sự bảo vệ
protein khỏi sự phân giải trong dạ cỏ nên đã làm tăng nguồn protein
metaboliza đưa đến tá tràng, ngăn chặn hiện tượng chướng hơi dạ cỏ và làm
tăng nồng độ axit linoleic liên hợp trong sản phẩm của động vật nhai lại
(Waghorn, 2008[68]; Mueller Harver, 2006) [45].
Tannin ở nồng độ cao có thể ảnh hưởng đến thu nhận thức ăn và sự lên
men ở dạ cỏ. Do đó, xem xét để đưa ra một tỷ lệ tannin thích hợp là rất quan
trọng, để có thể không ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất của dạ cỏ.
Nghiên cứu của Makkar và cs, (1995) [36] cho thấy khi gia súc ăn khẩu
phần có chứa tannin của cây mẻ rìu thì tổng số protozoa trong dạ cỏ giảm đi
đáng kể. Các loài cây nhiệt đới chứa nhiều tannin như Lotus pedunculatus khi

cụ sử dụng trong thí nghiệm. Theo Theodorou và cs (1994) [66] tăng khối
lượng mẫu (chất nền) sẽ làm thể tích khí tăng lên, nhưng tốc độ sinh khí
không bị ảnh hưởng. Khối lượng phù hợp với các thức ăn dễ lên men nên là
200mg, với các thức ăn lên men chậm khối lượng nên là 300mg để đảm bảo
rằng lượng khí sinh ra khi ủ mẫu không lớn hơn 100ml (Menke và Steingass,
1988) [42]. Kích thước mẫu có ảnh hưởng đến tốc độ sinh khí trong thời gian
ủ. Các mẫu được nghiền nhỏ có khả năng lên men nhanh hơn các mẫu không
được nghiền (Menke và Steingass, 1988) [42] giải thích rằng: Nghiền nhỏ
mẫu đã làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt của các mảnh thức ăn với vi sinh
vật trong môi trường ủ. Dehority và Johnson (1961) [26] chỉ ra rằng độ nghiền


14

nhỏ của hạt thức ăn thí nghiệm tốt nhất là không lớn hơn 1mm. Menke và
Steingass (1988) [42] thấy lượng khí sinh ra trong cả hai trường hợp mẫu
được làm lạnh - khô và sấy khô bằng tủ sấy ở 600 C trong 48 giờ là như nhau.
Cone và Van Gender (1998) [24] cũng chỉ ra rằng làm lạnh - khô mẫu và sấy
mẫu bằng lò sấy không làm thay đổi lượng khí sinh ra trong quá trình ủ. Tuy
nhiên, khi ủ mẫu cỏ tươi thì lượng khí sinh ra khác so với các mẫu đã được
làm khô (Cone và Van 12 Gender, 1998) [24]. Theo Sanderson và cs (1997) [61],
tốc độ lên men của mẫu ủ trong điều kiện in vitro chính xác hơn so với các
mẫu chưa qua xử lý. Lowman và cs (2002) giải thích rằng ở các mẫu được sấy
khô, vi sinh vật có thể tấn công sớm và mãnh liệt hơn so với các mẫu tươi, vì
vậy, quá trình lên men phân giải diễn ra nhanh hơn. Nồng độ của dịch ủ cao
làm tăng thể tích khí sinh ra khi ủ cùng một khối lượng mẫu với thời gian ủ
như nhau. Theo Rymer và cs (2005) [59], tốc độ sinh khí trong thí nghiệm in
vitro có mối quan hệ với nồng độ dịch dạ cỏ trong dung dịch ủ. Pell và
Schofield (1993) [55] đề nghị nên dùng dung dịch ủ với thức ăn thí nghiệm có
nồng độ dịch dạ cỏ/dung dịch ủ tối thiểu là 20ml/100ml (tỷ lệ 1/5). Thời gian

bị của Theodorou và cs (1994) [66] với thiết bị của Cone và cs (1996) [23]
cũng có kết luận tương tự. Như vậy, khi sử dụng các dụng cụ khác nhau phải
lưu ý để hiệu chỉnh cho phù hợp trong việc tính toán kết quả sinh khí của các
mẫu thức ăn thí nghiệm.
1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Từ trước đến nay, trong lĩnh vực thức ăn chăn nuôi chúng ta có hai
quan điểm trái chiều nhau về vai trò cũng như tác dụng của tannin. Một số
nhà khoa học cho rằng tannin là một hợp chất kháng dinh dưỡng vì tannin kết
hợp với protein của thức ăn và với cả enzyme đường tiêu hoá làm giảm tỷ lệ
tiêu hoá protein thức ăn, giảm thu nhận thức ăn, giảm sinh trưởng, giảm sản
lượng của vật nuôi và cần phải khắc phục ảnh hưởng có hại của tannin bằng


16

cách xử lý kiềm (bổ sung ure) hoặc phối hợp thức ăn chứa tannin với sunphat
sắt hoặc polyethilene glycol - 4000 (PEG-4000) (Vũ Duy Giảng, 2001) [5].
Ngược lại, theo Nguyễn Xuân Trạch (2003) [13] lại cho rằng bổ sung tannin
vào khẩu phần ăn của gia súc nhai lại ở mức thấp (20-40 g/kg vật chất khô
thức ăn) sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng protein của gia súc. Để đạt được hai
mục tiêu giảm thiểu methan và duy trì được tỷ lệ tiêu hóa của khẩu phần,
chúng ta cần phải xác định được nguồn tannin cũng như tỷ lệ bổ sung thích
hợp vào khẩu phần ăn của gia súc nhai lại.
Trong cây, ở các bộ phận càng được tiếp xúc nhiều với ánh sáng mặt
trời thì hàm lượng tannin càng cao. Trong khi đó, Việt Nam là nước nằm
trong khu vực nhiệt đới, thời gian chiếu sáng hằng năm lớn. Hầu hết các loài
thực vật đều chứa một hàm lượng tannin nhất định. Đặc biệt các loài thực vật
có vị chát thì hàm lượng tannin khá cao. Ví dụ như tannin của lá chè chiếm
12,68% vật chất khô (Lê Tự Hải, 2010) [9], trong cây keo lá tràm (Acacia