Dairy digestive system & Dairy feed by Assoc. Prof. Dr. Boonlom Cheva-Isarakul Dept. of Animal & Aquatic Science, Fac. of Agric, CMU ANS 356443 Dairy Production/2013

กระเพาะมีขนาดประมาณ ¾ ของช่องท้อง ( abdominal cavity) โดยอยู่ค่อนไปทางด้าน...........ของลำตัว

ชนิดของฟัน 1. H 2. C 3. C 4. D 5. H Cattle teeth: 3p 0I 3p 3p 8I 3 P Milk teeth (deciduous) = 3p 0I 3p 3p 8I 3 P Permanent teeth = 3M 3 P 0I 3P 3M 3 3 8 3 3 ชนิดของฟัน Incisor, canine, premolar, molar

Age estimation from teeth Under 2 years – no permanent teeth Years old 1 pair = 2 2 pairs = 3 3 pairs = 4 4 pairs = 5 Worn = over 5 years

Upper incisor ? Intake (consume)………. hours Cattle Upper incisor ? Intake (consume)………. hours Rumination (…. ……)…………. hours อาหารแต่ละก้อน (bolus) ที่ถูกขยอกออกมา จะถูกเคี้ยว 40-50 ครั้ง/ 1 นาที Saliva (…………มี pH 8.2) Salivation (..................)

(ยกเว้นตอนที่เป็นลูกโค) Ruminant saliva *Moistens & rubricates feed – help swallowing *Buffer: high HPO4-2 ( ), HCO3- ( ) maintain optimum pH – for microbes * Antifoaming prevent bloat *Urea + minerals – useful for microbes (recycle) ***แต่ไม่มีเอนไซม์เหมือนในสัตว์กระเพาะเดี่ยวบางชนิด (ยกเว้นตอนที่เป็นลูกโค)

Effect of ration on eating rate and saliva production (mature ruminants 70 - 120 l/d)  eating & ruminating time Feed Eating rate Saliva production (kg/min) (kg/kg feed) Pellet .36 0.68 Fresh grass .28 0.94 Silage .25 1.13 Dried grass .08 3.25 Hay .07 3.63

ผ้าขี้ริ้ว Rumen 80% (150 ลิตร) กระเพาะส่วนหน้า ความจุ Rumen 80% (150 ลิตร) กระเพาะส่วนหน้า Reticulum 5% (ใส่แม่เหล็ก) (fore stomach) Omasum 7% (90-190 แผ่น) มีจุลินทรีย์ช่วยย่อย Abomasum 8% มี HCl & proteolytic enzyme

Bacteria 109/ml, Protozoa 106/ml, fungi, yeast Fermentation vat Liquid + fine particle Bacteria 109/ml, Protozoa 106/ml, fungi, yeast 25% are in liquid phase, 70% are in solid phase 5% in rumen epithelium + protozoa

Example of rumen microbes Ruminococcus albus Protozoa Fungi Example of rumen microbes

เริ่มเข้าไปอยู่ตั้งแต่ยังเป็นลูกโค โดยเข้าไปกับ อาหาร น้ำ + Rumen microbes เริ่มเข้าไปอยู่ตั้งแต่ยังเป็นลูกโค โดยเข้าไปกับ อาหาร น้ำ + contact with older ruminants Bacteria (flora) rod, spiral, cocci 30 species – 107-9/ml Protozoa (fauna) Ciliate (มีขน) ส่วนใหญ่เป็นพวกนี้ Flagellate (มีหาง) Fungi ช่วย break down cell wall โดยใช้ rhizoid

Types of rumen microbes Amylolytic bacteria Sugar utilizing bacteria Cellulolytic bacteria Hemicellulolytic digesting bacteria Proteolytic & deaminative bacteria Lipolytic & Hydrogenating bacteria Methanogenic bacteria Ureolytic bacteria (urease activity) (Ammonia producing bacteria) Vitamin synthesizing microbes

ความสำคัญของจุลินทรีย์ในกระเพาะหมัก ช่วยย่อยอาหาร โดยเฉพาะเยื่อใย ทำให้สามารถใช้อาหารหยาบได้ ช่วยเปลี่ยนโปรตีนคุณภาพเลวให้เป็นดี & ช่วยสร้างโปรตีนจากสารประกอบไนโตรเจนที่ไม่ใช่โปรตีน (NPN) เช่น ยูเรีย (ทำให้ลดต้นทุน) ช่วยสร้างวิตามิน (......................&………..)

ดังนั้นต้องรักษาสภาพในรูเมนให้เหมาะสม *Optimum condition for rumen microbes Anaerobic Temperature = ? pH = ? Nutrient supply (feed the bugs, feed the cows)

จุลินทรีย์ไม่ชอบสภาพเป็นกรดจัด # ต้องจัดการให้อาหารอย่างถูกต้อง ~ อย่าให้อาหารข้นครั้งละมาก ๆ (ทำไม?) ................................. ~ ให้อาหารหยาบชิ้นยาวอย่างเพียงพอ (ทำไม?) * ถ้าจุลินทรีย์อยู่ไม่ได้ โคจะไม่สบาย  ตาย

สัดส่วนของกระเพาะในโคระยะต่างๆ

Esophagus Rumen Esophageal groove ลักษณะ esophageal groove ที่ปิดและเปิด Reticulum เป็นผนังของกระเพาะที่ห่อตัวเป็นท่อนำนมไหลผ่านจากหลอดคอไปยังกระเพาะแท้ ทำไมต้องมี ?

Young ruminants – no sucrase, less amylase  can’t digest sugar & starch  milk replacer ต้องมี glucose + lactose

Small intestine

Large intestine Fermentation of feed residues by microbial action indole, skatol, phenol, amine, H2S, NH3, CO2 , CH4 + VFA (อาจดูดซึมนำไปใช้ได้บ้าง) ได้ byproducts ? ……………….. Feces: น้ำ กากอาหารที่ย่อยไม่ได้ น้ำย่อย เยื่อบุผิวของทางเดินอาหาร จุลินทรีย์ inorganic salt และสารอื่นที่เกิดจากการสลายตัวของแบคทีเรีย

ข้อดีคือทำให้อาหารข้นถูกกินอย่างช้า ลดการเกิด rumen acidosis Concentrate Roughages Fiber low high Digestibility high low Nutrient concentration high low Price high low TMR (…………………………..) อาหารข้นและอาหารหยาบผสมกันในสัดส่วนที่ให้โภชนะเหมาะสมกับความต้องการของสัตว์ นิยมใช้ในโคที่ให้นมสูงซึ่งต้องให้อาหารข้นมาก ข้อดีคือทำให้อาหารข้นถูกกินอย่างช้า ลดการเกิด rumen acidosis

Total Mixed Rations (TMR) Concentrate mixed with roughages Nutrients meet the requirement of cows Every bite contains the same nutrient density Cows can not choose ingredients concentrate is consumed gradually (ลดการเกิด rumen acidosis) Rumen environment is more stable (เหมาะแก่การทำงานของจุลินทรีย์)

Water content in feed: fresh grass + silage 70-80% ช่วยปฏิกิริยาต่าง ๆ Nutrients ดำรงชีพ เติบโต สืบพันธุ์ ให้ผลผลิต Water content in feed: fresh grass + silage 70-80% Hay + concentrate 10%

Carbohydrates Concentrates: sugar + starch Roughages: fiber (cellulose, hemicelluloses, lignin แต่ lignin ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต why?).............. ในการวิเคราะห์แบบ Proximate analysis คาร์โบไฮเดรตแบ่งเป็น 1. Crude fiber (….) ย่อย...... มีมากใน................... 2. Nitrogen free extract (…….) ย่อย.........มีมากใน.............

Nitrogen free extract (…….) * Carbohydrates (CHO) Proximate analysis Nitrogen free extract (…….) Crude fiber (….) Detergent method Nonstructural CHO (NSC, NFC) Structural CHO (SC, NDF) Neutral detergent fiber = cell wall Acid detergent fiber = lignin + cellulose Acid detergent lignin = lignin NDF ADF ADL

Pectin Hemicellulose Cellulose Lignin Cell wall (NDF) Cell content Fiber Prot/EE/CHO Min/Vit ADF NDF = Neutral detergent fiber (เยื่อใยที่ไม่ละลายในสารซักล้างที่เป็นกลาง) ADF = Acid detergent fiber (เยื่อใยที่ไม่ละลายในสารซักล้างที่เป็นกรด) ADL = Acid detergent lignin NDF – ADF = Hemicellulose ADF – ADL = Cellulose

Starch α 1-4 + α 1-6 glycosidic linkage Amylose (α 1-4 glycosidic linkage) Starch α 1-4 + α 1-6 glycosidic linkage

แป้งชนิดต่างๆ

Animal starch

การย่อยต้องอาศัย.................. Cellulose = B 1-4 glycosidic linkage (เอนไซม์จากตัวสัตว์ย่อยไม่ได้) การย่อยต้องอาศัย..................

Carbohydrate fermentation in rumen

ถ้ากินอาหารหยาบมาก จะเกิดสัดส่วนของ C2 มาก นมมีไขมัน.... VFA (………………..) VFA ทั้ง 3 ชนิดนี้ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับจุลินทรีย์และตัวโค Acetic acid (acetate, CH3COOH, C2) มีมากที่สุดในรูเมน เป็นสารตั้งต้นในการสร้างไขมันนม ถ้ากินอาหารหยาบมาก จะเกิดสัดส่วนของ C2 มาก นมมีไขมัน.... Propionic acid (CH3CH2COOH, C3) มีมากเป็นอันดับ 2 เป็นสารตั้งต้นในการสร้างน้ำตาลในนม (milk ………….) Butyric acid (butyrate, CH3CH2CH2COOH, C4) มีน้อยที่สุด Gas (…..+….) ที่เกิดขึ้น มีประโยชน์ ต้องระบายออก มิฉะนั้นจะเกิด........

ความสำคัญของอาหารหยาบ กระตุ้นการเคี้ยวเอื้อง ขับน้ำลาย (buffer) Roughages Acetic acid Rumen acidity (เพิ่ม pH) ความสำคัญของอาหารหยาบ ความสำคัญของอาหารหยาบ Milk fat Digestion Microbial activity DMI Production & fertility

ผลของขนาดชิ้นอาหาร (particle size) Item ละเอียด ปานกลาง หยาบ กินอาหาร (นาที/24 ชม.) 195.3 204.4 204.7 เคี้ยวเอื้อง (นาที/24 ชม.) 374.4a 466.3b 530.7c เวลาเคี้ยวเอื้องทั้งหมด (นาที/24 ชม.) 569.7a 670.7b 735.4c pH 5.3a 5.9b 6.0b VFA, molar % Acetic acid 58.33c 61.24d 61.82d Propionic acid 22.34c 20.16c, d 19.46d Milk fat, % 3.0a 3.6b, c 3.8c

Types of feed resources from plant Roughages Grass Forages (พืชอาหารสัตว์) Crop residues (เศษเหลือในไร่นา) Agro-industrial by-products (เศษเหลือจากโรงงาน) Non-conventional feeds (อาหารแปลกใหม่) Legumes Fresh Hay Silage

องค์ประกอบทางเคมี (ร้อยละของวัตถุแห้ง) ของพืชที่ตัดอายุ 45 วัน DM CP Ash NDF Lignin Ca หญ้ากินีสีม่วง 21.98 8.68 10.25 70.32 3.55 0.32 หญ้าจัมโบ้ - 11.45 10.18 63.29 3.26 0.43 หญ้าเนเปียร์ 19.55 10.11 12.52 65.69 2.95 0.33 หญ้ารูซี่ 20.99 14.31 13.29 61.84 3.04 0.36 ถั่วคาวาลเคด 20.30 17.88 14.52 51.73 - 1.21 ถั่วเซนโตรซีมา 24.03 19.28 13.55 59.68 10.34 0.87 ถั่วท่าพระสไตไล 18.30 17.57 13.95 51.43 - 1.27 ถั่วฮามาต้า 19.95 17.85 11.76 50.37 7.08 1.36 ฟางข้าว 90.7 3.6 16.4 70.0 3.40 0.50 ฟางหมัก 57.8 12.2 15.4 68.2

ผลผลิตและองค์ประกอบทางเคมีของพืชที่อายุต่าง ๆ กัน ระยะตัด ผลผลิต/ไร่ DM CP NDF ADF Lignin (วัน) (กก.นน.แห้ง) (%) % ของวัตถุแห้ง หญ้าเนเปียร์ 30 1,674.6 21.4 12.0 64.0 36.5 2.65 40 1,747.8 22.3 11.2 64.4 37.4 2.80 50 1,628.0 23.5 9.4 65.9 38.4 2.97 หญ้ากินีสีม่วง 30 977.4 28.8 7.2 68.9 39.9 45 1,149.2 31.2 6.8 69.8 41.3 60 1,008.9 32.3 5.2 70.4 42.5 NDF = Neutral detergent fiber, ADF = Acid detergent fiber

คุณภาพของอาหารหยาบ คุณภาพ % CP % TDN % NDF DMI (% BW) ดี > 15 > 60 < 60 2 ปานกลาง 8-10 50-60 60-70 1.5 ต่ำ 2-5 < 50 > 70 1 TDN = total digestible nutrient, BW = body weight, NDF = neutral detergent fiber DMI = dry matter intake ดัดแปลงจาก: เมธาและฉลอง (2533)