Một trong những phát triển đáng chú ý nhất về công nghệ trong dinh dưỡng cho bò sữa là việc sử dụng urea viên bọc giải phóng chậm trong thức ăn cho bò sữa để làm nguồn cung đạm an toàn, góp phần nâng cao sức khỏe đàn bò và tăng năng suất, chất lượng sữa bò.
Trước khi nói đến giải pháp mới này, cần nhắc lại một số hiểu biết căn bản về sự tiêu hóa của bò và các nguồn cung đạm thường sử dụng trong thức ăn cho bò, nhất là bò nuôi để khai thác sữa.
Sự tiêu hóa dưỡng chất trong thức ăn ở bò
Bò, trâu, dê, cừu được xếp vào nhóm thú đa vị (đa nghĩa là nhiều, vị là dạ dày), hay còn gọi là thú nhai lại do đặc thù của hệ thống cơ quan tiêu hóa của các loài này là dạ dày có 4 phần chứ không phải chỉ có một phần thông suốt như ở các loài dạ dày đơn khác. Điều quan trọng nhất là trong dạ cỏ của bò có chứa một số lượng khổng lồ các loài vi sinh vật.
Một ml chất dịch trong dạ cỏ của bò có thể chứa đến 100 tỷ tế bào vi khuẩn cùng với khoảng 10 triệu protozoa (nguyên sinh động vật) và vài ngàn tế bào nấm. Mặt khác, dung tích của dạ cỏ bò lên đến khoảng 120 lít (120.000ml).
Khi thức ăn vốn phần lớn là những vật liệu nhiều chất xơ, khó tiêu hóa vào miệng bò sẽ kích thích tuyến nước bọt tiết ra nước bọt để giúp làm mềm thức ăn.
Khối thức ăn khi đã được làm mềm sẽ đi xuống dạ cỏ để được vô vàn các vi khuẩn tại đây giúp phân cắt thức ăn, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ trong thức ăn thành những hợp chất đơn giản hơn rồi tích nạp trong tế bào của nhiều tỷ tỷ vi sinh vật này.
Các vi sinh vật có vòng đời rất ngắn, trung bình chỉ trong vài chục phút. Khi các vi sinh vật chết đi thì xác tế bào vi sinh vật sẽ được đẩy xuống dạ múi khế, được dịch dạ dày chứa HCl (acid chlorhydric) phân cắt rồi đưa xuống tiêu hóa ở ruột non.
Chuyển hóa protein thức ăn và nhu cầu protein ở bò sữa
Như đã liệt kê vắn tắt trong bảng 1, các hợp chất chứa nitrogen dù là ở dạng protein thực, acid amin tự do hay các hợp chất chứa nitrogen không phải protein (non-protein nitrogen - NPN) như urea, khi được bò ăn vào đến dạ cỏ thì dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn dạ cỏ tiết ra sẽ phân giải hầu hết các hợp chất này thành khí ammonia (NH3). Lượng NH3 này sẽ tiếp tục theo các hướng:
1. Được tế bào vi sinh vật dạ cỏ hấp thu và chuyển hóa thành acid amin, rồi tiếp tục liên kết các acid amin này thành những protein cần thiết cho vi sinh vật.
Sau đó khi tế bào vi sinh vật chết đi sẽ theo dòng dịch chuyển xuống dạ múi khế để được phân giải thành acid amin và xuống ruột non để được hấp thu qua vách ruột vào máu và đưa về các mô bào rồi được tế bào trong cơ thể bò tổng hợp thành protein của cơ thể bò.
Trong điều kiện tối ưu về mức độ nitrogen và năng lượng trong thức ăn vào dạ cỏ thì đây là hướng chuyển hóa chính của các hợp chất chứa nitrogen trong thức ăn.
2. Nếu lượng nitrogen vào dạ cỏ quá nhiều trong một thời gian ngắn mà vi sinh vật không kịp chuyến hóa ngay thì sẽ có một phần NH3 thấm trực tiếp qua vách dạ cỏ rồi theo hai hướng khác nhau:
- Một phần NH3 theo máu đưa đến tuyến nước bọt, nhất là cặp tuyến ở gần mang tai bò. Khi bò nhai thức ăn mới hoặc nhai lại thức ăn thì các NH3 này sẽ lại theo nước bọt vào dạ cỏ trở thành nguồn cung cấp nitrogen thêm cho vi sinh vật dạ cỏ sử dụng.
- Nếu phần NH3 dư thừa nhiều thì trong máu sẽ gây ngộ độc, có thể chết do máu có pH bị kiềm hóa sẽ không còn thực hiện được các chức năng sinh lý bình thường nữa. Khi đó gan sẽ phải làm việc nhiều chuyển hóa phần NH3 dư thừa này thành urea rồi thải ra thận để bài tiết ra ngoài theo nước tiểu.
Do đặc điểm này của sự chuyển hóa protein ở dạ cỏ bò nên khi xét đến nhu cầu protein cho bò sẽ không cần xét đến nhu cầu từng acid amin thiết yếu như với các động vật dạ dày đơn mà chỉ cần tính đến lượng protein tổng số là đủ.
Đồng thời lượng protein này có thể được cung cấp một phần chỉ bằng các nguồn nitrogen đơn giản như urea sẽ có chi phí rẻ hơn nhiều so với các nguồn cung cấp protein có trong nguyên liệu thức ăn truyền thống như khô dầu đậu nành hay các loại khô dầu khác.
Sử dụng urea cung cấp protein thô cho bò sữa
Trong thức ăn, hàm lượng protein được định nghĩa và được tính toán bằng công thức đơn giản: protein thô (%) = lượng nitrogen * 6,25
Hệ số 6,25 thực chất là kết quả của phép chia 100/16, vì trung bình trong các protein của nhiều loại nguyên liệu thức ăn có chứa 16% nitrogen.
Do đó, khi muốn xác định hàm lượng protein thô trong thức ăn thì các phương pháp phân tích thành phần hóa học thức ăn cần xác định được hàm lượng nitrogen có trong mẫu rồi lấy hàm lượng nitrogen * (100/16) hay nói cách khác là lấy lượng nitrogen * 6,25 sẽ có được kết quả về hàm lượng protein thô.
Dựa theo định nghĩa và cách tính như trên sẽ thấy:
Urea có công thức phân tử là CO(NH2)2 nên hàm lượng (%) nitrogen có trong urea tinh khiết sẽ là : [28/(12 + 16 + 28 + 4)] * 100 = (28/60)*100 = 46,67%.
Từ đây suy ra urea sẽ có hàm lượng protein thô tương ứng là: 46,67% * 6,25 = 291% (lấy số tròn).
So sánh với một số nguyên liệu cung protein truyền thống trong thức ăn chăn nuôi như khô dầu đậu nành chỉ chứa 47%; khô dầu cải chứa 33%; hay thậm chí bột lông vũ cũng chỉ chứa khoảng 79%; bột huyết chứa 89% protein thô thì rõ ràng urea là nguồn cung cấp protein thô có hàm lượng rất cao.
Tuy nhiên khi sử dụng urea thông thường làm nguồn cung protein trong thức ăn cho bò sữa hay các động vật nhai lại khác thường hay gặp các hạn chế sau:
- Đầu tiên là khả năng gây ngộ độc cao. Do urea dễ hòa tan nên khi được ăn vào, tiếp xúc với môi trường nước trong dạ cỏ là urea đã tan ra ngay, giải phóng một lượng lớn NH3. Một phần lớn lượng NH3 này không được vi sinh vật dạ cỏ chuyển hóa kịp sẽ thấm qua vách dạ cỏ vào máu gây độc và có thể gây chết gần như ngay lập tức hoặc gây chướng hơi dạ cỏ và sẽ làm chết bò trong vài ngày sau đó.
- Hiệu quả chuyển hóa nitrogen từ urea thành protein vi sinh vật là không cao nếu như cùng lúc cung cấp urea mà không kèm theo nguồn năng lượng dễ sử dụng để các vi sinh vật dạ cỏ có đủ năng lượng dùng cho việc chuyển hóa nitrogen thành acid amin và tiếp tục tổng hợp thành protein của tế bào vi sinh vật dạ cỏ.
- Dễ làm giảm độ ngon miệng của bò trong thời gian đầu sử dụng urea. Cũng do urea dễ hòa tan nhanh nên nếu sử dụng urea trộn trong TMR (total mixed ration - khẩu phần ăn toàn bộ) cho bò thì nước từ cỏ, bắp ủ đã làm hòa tan urea bắt đầu giải phóng NH3 tạo mùi khai.
Bò là động vật rất nhạy cảm với mùi lạ nên sẽ có thể từ chối không ăn hoặc giảm ăn nhiều, từ đó ảnh hưởng đến năng suất sữa hoặc sức tăng trưởng ở bò thịt.
Do vậy, cần có giải pháp khắc phục các hạn chế đã nêu thì mới có thể sử dụng urea làm nguồn cung protein thô trong thức ăn của bò, đem lại hiệu quả cả về kỹ thuật lẫn kinh tế.
Urea viên bọc giải phóng chậm
Sản phẩm có tên thương mại YOULISU® với tên gọi đầy đủ là “coated slow-release urea” (urea viên bọc giải phóng chậm) có thể là giải pháp cho các hạn chế đã nêu khi sử dụng urea thông thường trong thức ăn cho bò.
Nhìn qua hình vẽ cho thấy, sản phẩm urea viên bọc giải phóng chậm YOULISU® có dạng hạt màu trắng ngà. Mỗi hạt sản phẩm bên trong chứa các viên urea nhỏ được bọc bởi nhiều lớp chất béo.
Các lớp chất béo bọc ngoài viên urea có tác dụng ngăn không cho urea tiếp xúc với nước ở môi trường bên ngoài nên sẽ chỉ tan từ từ sau khi các lớp chất béo được phân giải dần dần ở bên trong dạ cỏ của bò.
Cấu trúc sản phẩm urea viên bọc giải phóng chậm
Một khi các lớp chất béo này được phân giải trong dạ cỏ của bò sẽ là nguồn năng lượng cho vi sinh vật sử dụng ngay vào việc chuyển hóa NH3 được giải phóng dần dần.
Công ty King Techina, đơn vị sở hữu bản quyền công nghệ và sản xuất sản phẩm urea viên bọc giải phóng chậm YOULISU® đã thực hiện nhiều thử nghiệm trên bò để chứng minh các đặc điểm ưu việt của việc sử dụng sản phẩm này cung cấp protein cho bò.
Trong bảng 2 là sơ đồ bố trí của một thí nghiệm đã thực hiện và công bố kết quả trên tạp chí khoa học “Journal of Animal Science and Biotechnology” năm 2022.
