Năng lượng
Năng lượng là yếu tố quan trọng nhất trong khẩu phần của gia súc. Tất cả tiêu chuẩn ăn đều dựa vào nhu cầu năng lượng...
Năng lượng thô
- Năng lượng hóa học có trong thức ăn chuyển đổi thành nhiệt năng nhờ đốt cháy bởi có mặt ôxy. Nhiệt lượng sản sinh ra do đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng thức ăn gọi là năng lượng thô.
- Năng lượng thô được xác định bằng máy đo năng lượng (Bomb calorimeter). Giá trị năng lượng thô của một số chất dinh dưỡng và thức ăn như sau (MJ/kg chất khô):
- Xác định năng lượng thoo của các chất hữu cơ thông qua khả năng oxy hóa của chúng và biểu thị quan tỷ lệ cacbon + hydro so với ôxy. Tất cả hydrat cacbon có tỷ lệ này như nhau nên giá trị năng lượng thô xấp xỉ 17,5 MJ/kg. Mỡ trung tính có hàm lượng ôxy thấp rất nhiều so với cacbon và hydro nên giá trị năng lượng thô cao hơn nhiều (39 MJ/kg) so với hydrat cacbon. Ăng lượng thô của từng axit béo khác nhau do số chuỗi cacbon; chuỗi cacbon càng ngắn (các axit béo bay hơi) thì năng lượng thô càng thấp. Protein có giá trị năng lượng thô cao hơn hydrat cacbon vì có chứa yếu tố ôxy hóa, N và S. Mêtan có giá trị năng lượng thô cao vì chỉ có cacbon và hydro.
- Như vậy, thức ăn chứa nhiều mỡ và dầu thực vật thì năng lượng thô cao còn thức ăn chứa nhiều tinh bột thì thấp năng lượng. Hầu hết các loại thức ăn thông thường có giá trị năng lượng thô khoảng 18,5 MJ/kg (4.400 kcal).
Năng lượng tiêu hóa
- Năng lượng tiêu hóa là năng lượng của tổng các chất hữu cơ tiêu hóa. Năng lượng tiêu hóa cũng có thể tính bằng phần còn lại sau khi đem năng lượng thô của thức ăn ăn vào trừ đi năng lượng thô của phân thải ra. Năng lượng thô của phân (gọi tắt là năng lượng phân - Faecal Energy - FE) có thể chiếm 20-60% năng lượng thô ăn vào. Ví dụ, một con lợn ăn vào 1,67 kg thức ăn khô và 1kg chứa 18,5 MJ GE. Tổng năng lượng thô ăn vào là 30,9 MJ/ngày và thải 0,45 kg phân (18,5 MJ/kg) tương ứng với 8,3 MJ/ngày. Vậy, tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của khẩu phần là 73,1% {(30,9-8,3)/30,9}và năng lượng tiêu hóa của khẩu phần sẽ là 0,731 x 18,5 = 13,5 MJ/kg.
- Do cách tính toán trên mà giá trị năng lượng tiêu hóa thấp hơn giá trị thật vì trong phân có chứa các chất trao đổi khong có nguồn gốc từ thức ăn. Tuy nhiên, để xác định lượng chất trao đổi có trong phân là rất khó khăn.
- Năng lượng tiêu hóa phụ thuộc vào tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của gia súc tức là năng lượng mất qua phân. Mất năng lượng qua phân phụ thuộc gia súc, loại thức ăn... và nằm trong khoảng 10-80% hoặc cao hơn đối với thức ăn chất lượng thấp. Nói chung, nuôi gia súc với các khẩu phần truyền thống thì giá trị DE= 0,6 – 0,83, trung bình là 0,7GE (với gia súc dạ dày đơn), và 0,4-0,6GE, trung bình 0,5GE (với gia súc nhai lại).
Năng lượng trao đổi
- Gia súc mất dần chất dinh dưỡng ăn vào thông qua quá trình tiêu hóa và trao đổi chất. Mất mát qua nước tiểu và khí mêtan là phần mất do quá trình tiêu hóa và trao đổi chất. Năng lượng trao đổi là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng lượng tiêu hóa trừ đi năng lượng chứa trong nước tiểu (Urinary Energy-UE) và trong khi tiêu hóa (Methan), chiếm 40-70% năng lượng thô của khẩu phần, nó được dùng vào những phản ứng chuyển hóa của tế bào.
- Năng lượng nước tiểu chính là năng lượng của những hợp chất chứa nitơ của thức ăn mà không được ôxy hóa hoàn toàn như là urê, axit lippuric, creatinine, allantoin và trong các chất không chứa N như glucoronat và axit xitric. Thực tế năng lượng mất qua nước tiểu khoảng 3% năng lượng ăn vào hoặc 12-35 kcal/g N bài tiết ở nước tiểu gia súc nhai lại.
- Khí tiêu hóa là khí sinh ra trong quá trình lên men vi sinh vật trong đường tiêu hóa , đặc biệt trong dạ cỏ. Khí này gồm: CO2, CH4, O2, H2 và H2S. Metan (CH4) chiếm 40% tổng số khí. Năng lượng mất mát qua khí tiêu hóa ở dạ cỏ chủ yếu là khí mêtan. Mêtan liên quan chặt chẽ lượng ăn vào và ở mức nuôi duy trì năng lượng mất qua khí mêtan chiếm 7-9% năng lượng thô ăn vào (11-13% năng lượng tiêu hóa). Nuôi gia súc với các mức ăn cao hơn thì năng lượng mất qua khí giảm 6-7%. Ở lợn 0,3% năng lượng mất quan khí mêtan.
- Để xác định lượng khí mêtan sản sinh thì gia súc được nuôi trong cũi trao đổi (Metabolism cage) có thiết bị thu phân, nước tiểu và khí. Trong trường hợp không có thiết bị này thì năng lượng mất qua khí mêtan được tính khoảng 8% năng lượng thô ăn vào đối với gia súc nhai lại.
- Tính tổng thể lượng mất mát qua nước tiểu và khí mêtan ở gia súc nhai lại là 18% của năng lượng tiêu hóa và 5% đối với lợn. Vì vậy, năng lượng trao đổi có thể tính bằng ME = 0,82DE đối với gia súc nhai lại và ME = 0,95DE đối với lợn.
- Năng lượng hóa học có trong thức ăn chuyển đổi thành nhiệt năng nhờ đốt cháy bởi có mặt ôxy. Nhiệt lượng sản sinh ra do đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng thức ăn gọi là năng lượng thô.
- Năng lượng thô được xác định bằng máy đo năng lượng (Bomb calorimeter). Giá trị năng lượng thô của một số chất dinh dưỡng và thức ăn như sau (MJ/kg chất khô):
- Xác định năng lượng thoo của các chất hữu cơ thông qua khả năng oxy hóa của chúng và biểu thị quan tỷ lệ cacbon + hydro so với ôxy. Tất cả hydrat cacbon có tỷ lệ này như nhau nên giá trị năng lượng thô xấp xỉ 17,5 MJ/kg. Mỡ trung tính có hàm lượng ôxy thấp rất nhiều so với cacbon và hydro nên giá trị năng lượng thô cao hơn nhiều (39 MJ/kg) so với hydrat cacbon. Ăng lượng thô của từng axit béo khác nhau do số chuỗi cacbon; chuỗi cacbon càng ngắn (các axit béo bay hơi) thì năng lượng thô càng thấp. Protein có giá trị năng lượng thô cao hơn hydrat cacbon vì có chứa yếu tố ôxy hóa, N và S. Mêtan có giá trị năng lượng thô cao vì chỉ có cacbon và hydro.
- Như vậy, thức ăn chứa nhiều mỡ và dầu thực vật thì năng lượng thô cao còn thức ăn chứa nhiều tinh bột thì thấp năng lượng. Hầu hết các loại thức ăn thông thường có giá trị năng lượng thô khoảng 18,5 MJ/kg (4.400 kcal).
Năng lượng tiêu hóa
- Năng lượng tiêu hóa là năng lượng của tổng các chất hữu cơ tiêu hóa. Năng lượng tiêu hóa cũng có thể tính bằng phần còn lại sau khi đem năng lượng thô của thức ăn ăn vào trừ đi năng lượng thô của phân thải ra. Năng lượng thô của phân (gọi tắt là năng lượng phân - Faecal Energy - FE) có thể chiếm 20-60% năng lượng thô ăn vào. Ví dụ, một con lợn ăn vào 1,67 kg thức ăn khô và 1kg chứa 18,5 MJ GE. Tổng năng lượng thô ăn vào là 30,9 MJ/ngày và thải 0,45 kg phân (18,5 MJ/kg) tương ứng với 8,3 MJ/ngày. Vậy, tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của khẩu phần là 73,1% {(30,9-8,3)/30,9}và năng lượng tiêu hóa của khẩu phần sẽ là 0,731 x 18,5 = 13,5 MJ/kg.
- Do cách tính toán trên mà giá trị năng lượng tiêu hóa thấp hơn giá trị thật vì trong phân có chứa các chất trao đổi khong có nguồn gốc từ thức ăn. Tuy nhiên, để xác định lượng chất trao đổi có trong phân là rất khó khăn.
- Năng lượng tiêu hóa phụ thuộc vào tỷ lệ tiêu hóa năng lượng của gia súc tức là năng lượng mất qua phân. Mất năng lượng qua phân phụ thuộc gia súc, loại thức ăn... và nằm trong khoảng 10-80% hoặc cao hơn đối với thức ăn chất lượng thấp. Nói chung, nuôi gia súc với các khẩu phần truyền thống thì giá trị DE= 0,6 – 0,83, trung bình là 0,7GE (với gia súc dạ dày đơn), và 0,4-0,6GE, trung bình 0,5GE (với gia súc nhai lại).
Năng lượng trao đổi
- Gia súc mất dần chất dinh dưỡng ăn vào thông qua quá trình tiêu hóa và trao đổi chất. Mất mát qua nước tiểu và khí mêtan là phần mất do quá trình tiêu hóa và trao đổi chất. Năng lượng trao đổi là phần năng lượng còn lại sau khi lấy năng lượng tiêu hóa trừ đi năng lượng chứa trong nước tiểu (Urinary Energy-UE) và trong khi tiêu hóa (Methan), chiếm 40-70% năng lượng thô của khẩu phần, nó được dùng vào những phản ứng chuyển hóa của tế bào.
- Năng lượng nước tiểu chính là năng lượng của những hợp chất chứa nitơ của thức ăn mà không được ôxy hóa hoàn toàn như là urê, axit lippuric, creatinine, allantoin và trong các chất không chứa N như glucoronat và axit xitric. Thực tế năng lượng mất qua nước tiểu khoảng 3% năng lượng ăn vào hoặc 12-35 kcal/g N bài tiết ở nước tiểu gia súc nhai lại.
- Khí tiêu hóa là khí sinh ra trong quá trình lên men vi sinh vật trong đường tiêu hóa , đặc biệt trong dạ cỏ. Khí này gồm: CO2, CH4, O2, H2 và H2S. Metan (CH4) chiếm 40% tổng số khí. Năng lượng mất mát qua khí tiêu hóa ở dạ cỏ chủ yếu là khí mêtan. Mêtan liên quan chặt chẽ lượng ăn vào và ở mức nuôi duy trì năng lượng mất qua khí mêtan chiếm 7-9% năng lượng thô ăn vào (11-13% năng lượng tiêu hóa). Nuôi gia súc với các mức ăn cao hơn thì năng lượng mất qua khí giảm 6-7%. Ở lợn 0,3% năng lượng mất quan khí mêtan.
- Để xác định lượng khí mêtan sản sinh thì gia súc được nuôi trong cũi trao đổi (Metabolism cage) có thiết bị thu phân, nước tiểu và khí. Trong trường hợp không có thiết bị này thì năng lượng mất qua khí mêtan được tính khoảng 8% năng lượng thô ăn vào đối với gia súc nhai lại.
- Tính tổng thể lượng mất mát qua nước tiểu và khí mêtan ở gia súc nhai lại là 18% của năng lượng tiêu hóa và 5% đối với lợn. Vì vậy, năng lượng trao đổi có thể tính bằng ME = 0,82DE đối với gia súc nhai lại và ME = 0,95DE đối với lợn.
