Rơm, cỏ, củ… đều chứa tinh bột và cellulose.

Tinh bột: cả con người và động vật đều tiêu hóa được. Nguyên nhân là vì cả hai đều có enzym amylase, có khả năng phá vỡ liên kết alpha-1,4 giữa các phân tử glucose trong tinh bột, biến tinh bột thành đường glucose, cơ thể hấp thụ được.
Cellulose: con người không tiêu hóa được vì cơ thể không có enzym cellulase, không thể phá vỡ liên kết beta-1,4 trong cellulose. Do đó, cellulose đi qua hệ tiêu hóa người mà không bị biến thành năng lượng.
Ngược lại, động vật ăn cỏ (như bò, dê, thỏ) có thể tiêu hóa cellulose. Nguyên nhân là trong dạ dày hoặc ruột già của chúng có vi khuẩn, nấm men và protozoa cộng sinh. Những vi sinh vật này sản sinh enzym cellulase, giúp phá liên kết beta-1,4 trong cellulose, biến cellulose thành glucose, cung cấp năng lượng cho cơ thể.

Tóm lại:

Người tiêu hóa tinh bột nhưng không tiêu hóa cellulose → thiếu enzym cellulase.
Động vật ăn cỏ tiêu hóa cả tinh bột và cellulose → nhờ vi sinh vật cộng sinh sinh cellulase.

Rơm, cỏ, củ… đều chứa tinh bột và cellulose.

Tinh bột: cả con người và động vật đều tiêu hóa được. Nguyên nhân là vì cả hai đều có enzym amylase, có khả năng phá vỡ liên kết alpha-1,4 giữa các phân tử glucose trong tinh bột, biến tinh bột thành đường glucose, cơ thể hấp thụ được.
Cellulose: con người không tiêu hóa được vì cơ thể không có enzym cellulase, không thể phá vỡ liên kết beta-1,4 trong cellulose. Do đó, cellulose đi qua hệ tiêu hóa người mà không bị biến thành năng lượng.
Ngược lại, động vật ăn cỏ (như bò, dê, thỏ) có thể tiêu hóa cellulose. Nguyên nhân là trong dạ dày hoặc ruột già của chúng có vi khuẩn, nấm men và protozoa cộng sinh. Những vi sinh vật này sản sinh enzym cellulase, giúp phá liên kết beta-1,4 trong cellulose, biến cellulose thành glucose, cung cấp năng lượng cho cơ thể.

Tóm lại:

Người tiêu hóa tinh bột nhưng không tiêu hóa cellulose → thiếu enzym cellulase.
Động vật ăn cỏ tiêu hóa cả tinh bột và cellulose → nhờ vi sinh vật cộng sinh sinh cellulase.

1. Sự khác biệt về cấu trúc: Tinh bột vs. Cellulose
Cả tinh bột và cellulose đều được cấu tạo từ các đơn phân là đường Glucose, nhưng cách chúng liên kết với nhau lại khác nhau hoàn toàn:

Tinh bột (Starch): Các phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết $\alpha$-glycoside. Cơ thể người có enzym Amylase (trong nước bọt và tuyến tụy) dễ dàng cắt đứt liên kết này để giải phóng năng lượng.
Cellulose: Các phân tử glucose liên kết bằng liên kết $\beta$-glycoside. Đây là một loại liên kết rất bền vững, tạo nên cấu trúc dai và cứng của thành tế bào thực vật.

2. Tại sao con người không tiêu hóa được Cellulose?
Con người không có gene để sản xuất ra enzym Cellulase – loại enzym duy nhất có khả năng cắt đứt liên kết $\beta$-glycoside trong cellulose.

Vì vậy, khi chúng ta ăn rau, cellulose đóng vai trò là chất xơ.
Nó đi qua hệ tiêu hóa mà không bị phân hủy, giúp làm tăng khối lượng phân và hỗ trợ nhu động ruột chứ không cung cấp năng lượng trực tiếp.

3. Tại sao động vật (như trâu, bò, ngựa) lại làm được?
Thực tế, bản thân các loài động vật này cũng không tự sản xuất được Cellulase. Tuy nhiên, chúng có một "vũ khí bí mật":

Cơ chế cộng sinh với vi sinh vật
Trong hệ tiêu hóa của động vật ăn cỏ (đặc biệt là động vật nhai lại như trâu, bò) có chứa hàng tỷ vi khuẩn, nấm và động vật nguyên sinh.

Các vi sinh vật này có khả năng tiết ra enzym Cellulase.
Chúng giúp vật chủ phân giải cellulose thành các axit béo dễ bay hơi, từ đó động vật hấp thụ để làm nguồn năng lượng chính.
Cấu tạo hệ tiêu hóa đặc biệt
Để tối ưu hóa việc này, động vật ăn cỏ có cấu tạo cơ thể khác biệt:

Dạ dày 4 túi (ở trâu, bò): Trong đó dạ cỏ là một "thùng lên men" khổng lồ chứa vi sinh vật.
Manh tràng (ruột tịt) rất phát triển: Ở những loài dạ dày đơn như ngựa hoặc thỏ, manh tràng là nơi cư trú chính của vi sinh vật để tiêu hóa cellulose.
Getty Images

Tóm tắt so sánh
Đặc điểm
Con người
Động vật ăn cỏ (Trâu, bò...)
Enzym tiêu hóa
Có Amylase, không có Cellulase.
Có Amylase và nhờ vi sinh vật tiết Cellulase.
Nguồn năng lượng
Chủ yếu từ tinh bột, đường, chất béo.
Chủ yếu từ việc phân giải cellulose.
Cơ quan hỗ trợ
Manh tràng rất nhỏ (ruột thừa).
Dạ cỏ hoặc manh tràng rất lớn.
Ghi chú: Dù không tiêu hóa được cellulose, nhưng bạn đừng quên ăn nhiều rau xanh nhé! Chất xơ (cellulose) cực kỳ quan trọng để làm sạch đường ruột và ngăn ngừa táo bón đấy.

Rơm, cỏ, củ… đều chứa tinh bột và cellulose.

Tinh bột: cả con người và động vật đều tiêu hóa được. Nguyên nhân là vì cả hai đều có enzym amylase, có khả năng phá vỡ liên kết alpha-1,4 giữa các phân tử glucose trong tinh bột, biến tinh bột thành đường glucose, cơ thể hấp thụ được.
Cellulose: con người không tiêu hóa được vì cơ thể không có enzym cellulase, không thể phá vỡ liên kết beta-1,4 trong cellulose. Do đó, cellulose đi qua hệ tiêu hóa người mà không bị biến thành năng lượng.
Ngược lại, động vật ăn cỏ (như bò, dê, thỏ) có thể tiêu hóa cellulose. Nguyên nhân là trong dạ dày hoặc ruột già của chúng có vi khuẩn, nấm men và protozoa cộng sinh. Những vi sinh vật này sản sinh enzym cellulase, giúp phá liên kết beta-1,4 trong cellulose, biến cellulose thành glucose, cung cấp năng lượng cho cơ thể.

Tóm lại:

Người tiêu hóa tinh bột nhưng không tiêu hóa cellulose → thiếu enzym cellulase.
Động vật ăn cỏ tiêu hóa cả tinh bột và cellulose → nhờ vi sinh vật cộng sinh sinh cellulase.