Luận án Tiến sĩ Khoa học nông nghiệp: Làm giàu protein củ sắn bằng cách lên men với nấm men làm thức ăn cho lợn địa phương ở Lào

Chia sẻ: Lang Liêu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích tổng thể của luận án này là cải thiện giá trị dinh dưỡng của củ sắn bằng cách lên men với nấm (Saccharomyces cerevisiae), phụ gia Urea và di-ammonium phosphate như là nguồn protein sử dụng trong khẩu phần của lợn Moo Lath.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học nông nghiệp: Làm giàu protein củ sắn bằng cách lên men với nấm men làm thức ăn cho lợn địa phương ở Lào

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NOUPHONE MANIVANH LÀM GIÀU PROTEIN CỦ SẮN BẰNG CÁCH LÊN MEN VỚI NẤM MEN LÀM THỨC ĂN CHO LỢN ĐỊA PHƯƠNG Ở LÀO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP HUẾ, 2019 1
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NOUPHONE MANIVANH LÀM GIÀU PROTEIN CỦ SẮN BẰNG CÁCH LÊN MEN VỚI NẤM MEN LÀM THỨC ĂN CHO LỢN ĐỊA PHƯƠNG Ở LÀO CHUYÊN NGÀNH: CHĂN NUÔI MÃ SỐ: 9620105 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1: PHÓ GIÁO SƯ, TIẾN SĨ LÊ VĂN AN 2: PHÓ GIÁO SƯ, TIẾN SĨ TRẦN THỊ THU HỒNG HUẾ, 2019 2
GIỚI THIỆU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Lợn là một trong những động vật quan trọng nhất đối với các hộ chăn nuôi quy mô nhỏ ở vùng cao của Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào vì nó có thể được bán khi cần tiền mặt để mua gạo và các thực phẩm khác, để trả học phí hoặc chi phí bệnh viện cho người trong gia đình bị ốm và thịt lợn được sử dụng trong các nghi lễ truyền thống của gia đình. Lợn có thể được nhốt trong một khu vực nhỏ, có thể thích ứng với nhiều phụ phẩm nông nghiệp, nhà bếp và mang lại lợi nhuận đầu tư nhanh chóng (Steinfeld, 1998). Khoảng 75% hộ gia đình ở vùng cao trong nước đang nuôi lợn (FAO, 2017). Nhìn chung, lợn bản địa chiếm khoảng 85,1% trong hệ thống chăn nuôi quy mô nhỏ (DLF, 2017), chúng rất khỏe mạnh và có thể kiếm thức ăn cho chúng trong điều kiện tự do, lợn bản địa được nuôi chủ yếu trong các hệ thống đầu tư thấp chủ yếu từ thức ăn tự nhiên (Kennard, 1996; FLSP, 2002). Ở hầu hết các vùng của Lào, phụ phẩm nông nghiệp, như cám gạo và cỏ tự nhiên là thức ăn chính cho lợn (ILRI 2002). Ở các vùng nông thôn Lào, nơi hầu hết nông dân đang trồng lúa để bán, thức ăn cho lợn là cám gạo cho ăn cùng với một lượng nhỏ thức ăn xanh. Do đó, cám gạo có sẵn ở hầu hết các hộ nông dân nhưng giá trị dinh dưỡng cám gạo không cao. (ILRI, 2002; FLSP, 2002). Do thức ăn chiếm khoảng 50-60% chi phí sản xuất, nên chất lượng thức ăn rất quan trọng đối với sự thành công của hoạt động chăn nuôi lợn. Các vấn đề chính có thể xảy ra do thức ăn chất lượng thấp dẫn đến kém ăn, tăng trưởng chậm, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn cao và tỷ lệ sống thấp do các vấn đề về chất lượng nguyên liệu, công thức thức ăn, công nghệ chế biến, lưu trữ và quản lý thức ăn. Vấn đề chính là việc cung cấp protein như đậu nành và bột cá nhưng lại không có sẵn ở các vùng nông thôn và đắt đỏ (Phengsavanh và Stür., 2006). Trồng sắn chủ yếu để lấy củ. Năng suất của củ sắn là khác nhau tùy thuộc vào độ phì nhiêu của đất, hệ thống quản lý và tưới tiêu. Năng suất củ sắn có thể từ 10 đến 15 tấn / ha mà không cần đầu tư trên đất bị xói mòn (Howeler, 1991). Ở Lào, sắn (Manihot esculenta Crantz) được gọi là ‘Man Ton’, hiện là cây trồng quan trọng thứ ba ở Lào, sau lúa và ngô cho nông dân sản xuất nhỏ ở vùng cao. Gần đây, cây sắn đã trở thành cây trồng quan trọng cho sử dụng trong nước hoặc xuất khẩu vì nó có thể được sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi cũng như chế biến công nghiệp thành tinh bột (Bộ Nông nghiệp và Lâm nghiệp, 2013). Sắn đã trở thành cây trồng chính ở Lào, chủ yếu là do xuất khẩu tinh bột được chiết xuất từ củ sắn. Có năm nhà máy tinh bột sắn có tổng diện tích trồng sắn là 60.475 ha, cho năng suất trung bình của củ tươi là 27 tấn / ha. Sản lượng hàng năm là 1,6 triệu tấn (Bộ Nông nghiệp và Lâm nghiệp, 2013). Các nông trại sắn không chỉ cần một nguồn thu nhập chính cho các hộ gia đình nông thôn mà còn được sử dụng trong các khẩu phần ăn của lợn làm nguồn năng lượng vì củ sắn có hàm lượng năng lượng cao (75 đến 85% carbohydrate hòa tan) nhưng protein thô thấp (2 đến 3% CP). Củ sắn bao gồm carbohydrate tiêu hóa cao ở dạng tinh bột với ít chất xơ (Kang và cs, 2015; Polyorach và cs, 2013). Lên men ở trạng thái rắn của củ sắn là một công nghệ đầy hứa hẹn vì nó có khả năng nâng hàm lượng protein lên mức cần thiết để cân bằng carbohydrate, do đó tạo ra thức ăn gần như hoàn chỉnh cho lợn (Boonnop và cs, 2009). Sengxayalth và Preston, (2017a) đã báo cáo sự gia tăng protein thực từ 2 đến 12% theo vật chất khô (VCK) của bột sắn. Vanhnasin và cộng sự, 1
(2016a) protein thực của củ sắn tăng từ 2 đến 7% trong chất khô (DM). Những phát hiện tương tự đã được báo cáo bởi Balagopalan và cộng sự, (1988), họ đã phát triển một quá trình lên men ở trạng thái rắn để làm giàu protein của bột sắn và chất thải của nhà máy tinh bột sắn bằng nấm Trichoderma pseudokonigii rifai. Lên men bằng nấm men, vi khuẩn đã được nghiên cứu để làm giảm các thành phần phi dinh dưỡng, làm tăng giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm phụ nông nghiệp (Okpako et al 2008; Aderemi et al 2007; Trần Thị Thu Hồng và Nguyễn Văn Ca, 2013). Phosphate bổ sung dẫn đến tăng sinh khối của nấm men và vi khuẩn (Papagianni et al 1999). Hữu và Khammeng, (2014) đã báo cáo rằng khi thay thế ngô bằng bột sắn lên men có chứa 13% protein thô ( theo VCK), tỷ lệ tiêu hóa và tồn dư Nito tương tự như khẩu phần đối chứng. Protein làm giàu từ củ sắn có thể cung cấp trong khẩu phần ăn của lợn tới 25 đến 28% protein trong khẩu phần ăn dựa trên bột sắn (hoặc củ sắn ủ), thay thế lá khoai môn ủ (Vanhnsin và Preston, 2016b) hoặc bột đậu nành (Sengxayalth và Preston, 2017b). Cũng tương tự như tăng trưởng ở lợn được báo cáo bởi Phương và cộng sự, (2013) đối với bột sắn được làm giàu từ 3 đến 5,5% protein thực khi sử dụng nấm Aspergillus niger để ủ. Thức ăn địa phương được sử dụng trong các hệ thống chăn nuôi nhỏ cho lợn bao gồm phụ phẩm gạo, thức ăn từ cây trồng và các nguyên liệu từ thực vật xanh khác nhau (ILRI 2002). Tuy nhiên, thức ăn địa phương có giá trị dinh dưỡng thấp. Phụ nữ thường là những người chủ chốt trong việc này, theo thông lệ truyền thống, họ dành 2 đến 3 giờ mỗi ngày để thu thập và chuẩn bị thức ăn cho lợn (Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Úc 2010). Nông dân có ít kiến thức về tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn thức ăn hiện có, tốc độ tăng trưởng của lợn chỉ 100 đến 120 g / ngày nếu phụ thuộc vào thức ăn địa phương. Trong thức ăn hoàn chỉnh thương mại, các nguồn protein phổ biến nhất là bột cá và bột đậu nành. Những thức ăn này cung cấp protein chất lượng cao cho lợn, nhưng chúng được nhập khẩu và đắt tiền. Do giá cao, các nguồn protein như vậy không thể được sử dụng bởi các hộ nông dân nghèo (Phengsavanh và cs, 2010). Vì vậy, cải thiện giá trị dinh dưỡng dồi dào của thức ăn địa phương trong vùng của họ, đặc biệt là ứng dụng lên men vi sinh vật, có thể cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn địa phương và sử dụng làm thức ăn cho lợn địa phương ở Lào, giúp giảm chi phí thức ăn và mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân ở vùng nông thôn. 2. MỤC TIÊU Mục đích tổng thể của luận án này là cải thiện giá trị dinh dưỡng của củ sắn bằng cách lên men với nấm (Saccharomyces cerevisiae), phụ gia Urea và di-ammonium phosphate như là nguồn protein sử dụng trong khẩu phần của lợn Moo Lath. Mục tiêu cụ thể là: • Nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của củ sắn bằng cách lên men với nấm (Saccharomyces cerevisiae), phụ gia Urê và Di-ammonium phosphate • Nghiên cứu yếu tố giới hạn trong quá trình tổng hợp protein thực từ protein thô trong quá trình lên men của củ sắn 2
• Đánh giá việc sử dụng củ sắn đã làm giàu protein như là một phần thay thế thân lá khoai môn ủ chua trong chế độ ăn có thân cây chuối – là khẩu phần cơ sở cho lợn Moo Lath. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Có những điểm chính sau: (i) Chăn nuôi lợn ở Lào; (ii) nhu cầu về protein và axit amin đối với lợn đang phát triển; (iii) thức ăn cho lợn ở Lào; (iv) phương pháp cải thiện giá trị cho thức ăn chăn nuôi có hàm lượng protein thấp; và (v) sử dụng thức ăn thô xanh cho lợn. 3
CHƯƠNG 2 CẢI THIỆN GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA CỦ SẮN (Manihot esculenta Crantz) ĐẶT VẤN ĐỀ Những vấn đề chính của chăn nuôi lợn quy mô nhỏ ở vùng cao của CHDCND Lào là tỷ lệ chết của lợn con cao và tốc độ sinh trưởng thấp. Hầu hết tất cả các giống lợn thuộc giống địa phương (Mou Lath), được quản lý trong các hệ thống bẩn và chịu sự bất cập về thức ăn cả chất lượng và số lượng. Theo khảo sát của Phonepaseuth và cs, (2010), hầu hết lợn con ở vùng cao có tốc độ sinh trưởng thấp (20-50 g / ngày) và tỷ lệ chết cao (30-50%). Lợn cai sữa cần từ 5 đến 8 tháng để đạt trọng lượng sống từ 20 đến 30 kg. Củ sắn bao gồm carbohydrate và do đó là nguồn năng lượng chủ yếu. Hàm lượng tinh bột thay đổi từ 32 đến 35% khối lượng của củ tươi và 80 đến 90% khối lượng củ khô (Montagnac et al., 2009). Hàm lượng protein là không đáng kể, từ 1 đến 3% chất khô (Buitrago, 1990). Một cách để cải thiện hàm lượng protein trong thức ăn giàu carbohydrate là lên men ở trạng thái rắn với nấm men (Araujo và cs, 2008; Hong và Ca, 2013). Quá trình lên men của bột sắn với S. cerevisiae đã tăng mức protein từ 4,4% lên 10,9% theo VCK và làm giảm hàm lượng xyanua (Oboh và Kindahunsi, 2005). Lên men trạng thái rắn của củ sắn bằng urê và di-ammonium phosphate (DAP) là một công nghệ đầy hứa hẹn vì nó có khả năng nâng hàm lượng protein lên mức cần thiết để cân bằng carbohydrate, do đó tạo ra khẩu phần thức ăn gần như hoàn chỉnh cho động vật như lợn và gia cầm (Boonnop và cs, 2009). Thực tế, trong các nghiên cứu được báo cáo cho đến nay là không phải tất cả các hợp chất nitơ được thêm vào (urê và DAP) đã được chuyển đổi thành protein thực, mức độ không bao giờ vượt quá 50 đến 70% protein thô trong các thí nghiệm với củ sắn lên men (Vanhnasin và Preston, 2016a) và bột củ sắn (Sengxayalth và cs, 2017a). Nấm men không thể trực tiếp sử dụng urê mà trước tiên phải được thủy phân thành amoniac bằng urease. Tuy nhiên, hoạt động của urease bị ức chế ở pH thấp (Kay và Reid, 1934), giảm nhanh khi củ sắn được lên men. THÍ NGHIỆM 1. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Địa diểm Thí nghiệm được thực hiện trong Phòng thí nghiệm của bộ môn Khoa học Động vật, Khoa Nông nghiệp và Tài nguyên Rừng, Đại học Souphanouvong. Địa điểm này 4
nằm cách thành phố Luông Pha Băng, CHDCND Lào 7 km. Nhiệt độ trung bình hàng ngày ở khu vực này tại thời điểm thí nghiệm là 27° C (khoảng 22-32 ° C). Thiết kế thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí như một 2 * 3 * 4 yếu tố trong một thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) với 4 lần lặp trong từng giai đoạn. Các nghiệm thức là: Xử lý củ sắn Hấp (ST) và không hấp (NST) Di-ammonium phosphate DAP: 0, 1 đến 2% củ sắn dạng tươi Quy trình Thời gian (ngày) Ngày 0, 3, 7 và 14 Hấp Củ sắn được gọt vỏ và băm nhỏ bằng tay thành những miếng nhỏ (1-2 cm). Một phần được hấp trong 30 phút trong một cái rổ tre đặt trên chảo chứa nước sôi. Thành phần của các khối ủ đã tăng tỷ lệ DAP từ 0 đến 2% và cân bằng Nito trong mỗi nghiệm thức bằng urê với lượng nấm men cố định là 3% để kiểm tra giá trị dinh dưỡng của củ sắn sau khi lên men. Củ sắn hấp được lấy ra khỏi rổ tre để nguội trong 15 phút. Củ sắn hấp và không hấp sau đó được trộn với urê, men (Saccharomyces cerevisiae) và DAP (bảng 1). Tỷ lệ urê được thay đổi tùy theo mức độ DAP sao cho các khối ủ là cân bằng nitơ. Các khối ủ sau đó được chuyển vào các rổ tre được phủ bằng lưới nhựa để cho phép không khí vào tự do (ảnh 2) và lên men trong 14 ngày. Bảng 1. Thành phần của khối ủ (theo VCK) Nghiệm Nấm men, Củ sắn, % DAP#, % Urea, % thức % DAP-0 95 3 0 2 DAP-1 94.3 3 1 1.7 DAP-2 93.6 3 2 1.4 #Phosphorus 20% Nấm men là saccharomyces cerevisiae đã được sử dụng trong thí nghiệm. Các tế bào S. cerevisiae có hình tròn hoặc hình trứng, đường kính 5-10 mm. Nó sinh sản bằng cách phân chia được gọi là đâm chồi (Feldmann và Horst, 2010). Di-ammonium phosphate (DAP) chứa 16% N và 20% phốt pho (P); Urê có 46% Nito (theo VCK); nấm men (S. cerevisiae) chứa 48,6% CP theo VCK. 5
Các chỉ tiêu theo dõi Vào các ngày 0, 3, 7 và 14 mẫu được lấy từ các nghiệm thức. Có bốn lần lặp lại trong mỗi giai đoạn của nghiệm thức (mẫu không lặp lại các phép đo trong từng giai đoạn) và mẫu được phân tích các chỉ tiêu: VCK, Nito, chất hữu cơ và protein thực. Trọng lượng tươi của khối ủ của mỗi nghiệm thức được cân tại mỗi khoảng thời gian để xác định VCK trong quá trình lên men. Phân tích hóa học VCK, Nito và khoáng được phân tích theo phương pháp AOAC, (1990). Để ước tính protein thực, 2 g mẫu tươi được cho vào bình Erlenmeyer 125ml với 50 ml nước cất, để yên trong 30 phút, sau đó 10ml TCA (axit trichloracetic) được thêm vào và để yên trong 20-30 phút nữa. Sau đó mẫu được lọc qua giấy Whatman # 4 bằng trọng lực. Dịch lọc được loại bỏ và giấy lọc còn lại và chất nền lơ lửng được chuyển sang bình kjeldahl để ước tính tổng lượng Nito. Chỉ tiêu protein thô và protein thực được thực hiện trên mẫu tươi. Phân tích thống kê Số liệu được phân tích bằng tùy chọn Mô hình tuyến tính chung (GLM) trong chương trình ANOVA của phần mềm Minitab, (2010) (phiên bản 16.0). Trong mô hình, các nguồn của biến thể là các nghiệm thức, tương quan nghiệm thức và sai số ngẫu nhiên. So sánh cặp Turkey được sử dụng để xác định sự khác biệt. Các mô hình thống kê được sử dụng là: Yijk = µ +ci +dj + tk + (c*d*t)ijk + eijk Yijk là các biến phụ thuộc; µ: trung bình quần thể; ci là ảnh hưởng của củ sắn, dj là ảnh hưởng của DAP; tk là ảnh hưởng của thời gian; (c*d*t)ijk là sự tương tác giữa ba yếu tố; eijk là sai số ngẫu nhiên. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hấp củ sắn trước khi lên men dường như có tác dụng (p = 0,67) đối với việc chuyển đổi protein thô thành protein thực (bảng 2). Việc tăng tỷ lệ DAP từ 0 đến 2% theo VCK đã làm tăng mức trung bình của protein thực của khối ủ từ 4,16 đến 5,85% theo VCK (bảng 2). Tỷ lệ protein thực trong khối ủ tăng theo xu hướng đường cong tuyến tính (R2 = 0,98) từ 2,3 đến 6,9% theo VCK khi thời gian lên men tăng từ 0 đến 14 ngày; protein thô là 10,5 theo VCK sau khi ủ và không thay đổi vào cuối thời gian lên men. Tỷ lệ protein thực so với protein thô tăng từ 24,6 lên 63,7 so với cùng thời gian (bảng 2; hình 1 và 2). Tuy nhiên, theo (Vanhnasin và Preston, 2016b) cho thấy VCK, protein thô (CP) và protein thực (TP) của củ sắn được lên men (14 ngày) mà không có cơ chất là VCK 29,5%, CP 3%, TP 1,5% nhưng hàm lượng của khoáng là cao (97%). Bảng 2. Giá trị trung bình của VCK, chất hữu cơ (OM), protein thô; protein thực và tỷ lệ TP / CP ở các giai đoạn khác nhau của quá trình lên men (% theo VCK) VCK OM CP TP TP/CP Hấp (ST) 6
ST 28.45 87.25 10.40 5.15 47.10 NST 30.34 87.58 10.37 4.90 48.09 SEM 0.344 0.929 0.068 0.039 1.540 p 0.008 0.812 0.806 0.004 0.665 DAP, % VCK 0 29.89 87.14 10.13b 4.16c 36.77b 1 29.52 87.78 10.53a 5.08b 50.05a 2 28.78 87.32 10.50a 5.85a 55.70a SEM 0.422 1.138 0.084 0.047 1.887 p 0.247 0.921 0.025
Bảng 4. Thay đổi khối lượng khối ủ tươi (FM) và vật chất khô (VCK) trong quá trình lên men Ngày FM, kg %VCK VCK, kg a b 0 1.00 29.6 0.29a 3 0.94a 24.7c 0.23b 7 0.79b 29.3b 0.23bc 14 0.62c 33.9a 0.21c SEM 0.013 0.708 0.006 p
Thiết kế thí nghiệm là sự sắp xếp 2 * 9 yếu tố trong một thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) với 2 nghiệm thức kết hợp và với 4 lần lặp lại mỗi giai đoạn. Khối ủ (theo VCK) bao gồm 93,6% củ sắn, 3% men, 1,4% urê và 2% di-ammonium phosphate (DAP) trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí, được lên men trong 9 ngày (giai đoạn) (0, 3h, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7 ngày). Quy trình Củ sắn được gọt vỏ và cắt thành miếng nhỏ (1-2 cm) và hấp trong 30 phút trong một cái rổ tre đặt trên chảo chứa nước sôi. Sau đó, nó được làm nguội trong 15 phút trước khi trộn với men (S. cerevisiae), urê và DAP (tất cả các thành phần này được sử dụng cùng loại như thí nghiệm 1). Một nửa khối ủ chuyển vào rổ tre được phủ lưới nhựa để cho không khí vào tự do và lên men trong 7 ngày (điều kiện hiếu khí). Phần còn lại của khối ủ được đóng gói chặt vào túi nhựa 0,5 lít, đóng kín (điều kiện yếm khí) và được bảo quản trong 7 ngày. Các chỉ tiêu theo dõi Mẫu được lấy từ mỗi nghiệm thức / lặp lại vào ngày 0 (3 giờ sau khi ủ), và sau đó cứ sau 24 giờ cho đến khi kết thúc quá trình lên men để xác định pH, protein thô, protein thực và amoniac. Phân tích hóa học pH của từng mẫu được đo bằng máy đo pH kỹ thuật số, phân tích amoniac bằng phương pháp chưng cất hơi nước sau khi bổ sung natri hydroxit (AOAC, 1990). Protein thô được phân tích bằng cách công phá kjeldahl bằng axit sulfuric sau đó chưng cất theo phương pháp AOAC, (1990). Để ước tính protein thực , 2 g mẫu tươi được cho vào bình Erlenmeyer 125ml với 50 ml nước cất, để yên trong 30 phút, sau đó 10ml TCA (axit trichloroacetic) được thêm vào và cho để yên trong 20-30 phút nữa. Mẫu được lọc qua giấy Whatman # 4 bằng trọng lực. Dịch lọc loại bỏ, giấy lọc còn lại và mẫu lọc được chuyển sang bình kjeldahl để ước tính tổng lượng Nito.N- Urea được ước tính bằng cách lấy protein-Nito thô trừ Nito-protein thực và Nito-ammonia. Các chỉ tiêu protein thô, protein thật và amoniac được thực hiện trên các mẫu tươi. Phân tích thống kê Số liệu được phân tích bằng tùy chọn Mô hình tuyến tính chung (GLM) trong chương trình ANOVA của phần mềm Minitab, (2010) (phiên bản 16.0). Trong mô hình, các nguồn của biến thể là các nghiệm thức, tương quan nghiệm thức và sai số ngẫu nhiên. So sánh cặp Turkey được sử dụng để xác định sự khác biệt; thời gian khi giá trị P của F kiểm tra P
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thành phần hóa học của khối ủ pH giảm theo thời gian lên men, theo xu hướng gần như tuyến tính, từ 5,8 ngay sau khi ủ, xuống 5,47 trong 3h và xuống 3,43 sau 7 ngày (bảng 1). Tỷ lệ protein thô sau khi trộn khối ủ với chất phụ gia là 10,35% theo VCK và không thay đổi trong 7 ngày lên men. Tỷ lệ protein thực trong khối tăng từ 2,37 đến 6,97% theo VCK khi thời gian lên men tăng từ 0 lên 7 ngày, do đó tỷ lệ giữa protein thực với protein thô tăng từ 22,95 lên 66,11 so với cùng thời gian (bảng 1). Không có sự khác biệt trong tất cả các chỉ tiêu này giữa điều kiện hiếu khí và kỵ khí, ngoài xu hướng pH giảm nhanh hơn một chút trong 4 ngày đầu tiên trong điều kiện yếm khí sau đó là tốc độ giảm chậm để đạt đến mức gần như giá trị cuối cùng sau 7 ngày với điều kiện hiếu khí. Bảng 1. Thay đổi độ pH, protein thô (CP), protein thực (TP) và amoniac trong củ sắn lên men với nấm men, urê và DAP trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí pH Ammonia CP TP TP/CP Điều kiện Kỵ khí 4.27 0.40 10.40 4.86 46.66 Hiếu khí 4.66 0.42 10.41 4.87 46.72 SEM 0.013 0.001 0.045 0.022 0.070 p
men?; và ii) tại sao urê không bị thủy phân hoàn toàn thành amoniac? Câu hỏi thứ hai có lẽ có thể được giải thích là kết quả của sự giảm nhanh chóng pH, cơ chất ức chế hoạt động của urease, hoạt động của nó bị giảm ở pH thấp (Kay và Reid, 1934). Biểu đồ 3. Phân phối nitơ dưới dạng urê, amoniac và protein thực khi bắt đầu và sau 7 ngày lên men THẢO LUẬN Sự gia tăng hàm lượng protein thực của củ sắn bằng cách lên men với nấm men, urê và DAP đã được báo cáo từ một số nhà nghiên cứu. Lên men vỏ sắn bằng nuôi cấy S. cerevisiae đã tăng hàm lượng protein từ 2,4% lên 14,1% ( Antai và Mbongo, (1994)). Oboh và Kindahunsi, (2005) báo cáo rằng quá trình lên men bột sắn với S. cerevisiae đã làm tăng mức protein từ 4,4% lên 10,9% theo VCK. Krisada và cs, (2009) đã thực hiện một quá trình lên men tương tự với củ sắn tươi sử dụng urê và men. Protein thô tăng từ 3,2 đến 21,1% theo VCK với 90% protein thô ở dạng protein thực. Phiny và cs, (2012) lên men gạo tấm trong một hệ thống yếm khí chính là mô hình sản xuất rượu gạo của nông dân. Sự khác biệt trong quy trình là bổ sung urê (1% của gạo) cũng như men và không cần chưng cất. Hàm lượng protein thô được tăng từ 7% theo VCK trong gạo lên 23% theo VCK sau khi lên men trong 3 ngày. Tỷ lệ protein thô và protein thực không được xác định nhưng tốc độ tăng trưởng của lợn tăng 37% khi gạo làm giàu protein được đưa vào khẩu phần ăn, cải thiện 16,5% về tốc độ sinh trưởng so với khẩu phần được bổ sung bằng bột cá, chỉ ra rằng phần lớn sự gia tăng của protein thô là protein thực sự. Manivanh và Preston, (2016) đã sử dụng củ sắn làm nguồn carbohydrate, với sự kết hợp của DAP như một nguồn phốt pho với men và urê. Hàm lượng protein thực của củ sắn đã tăng lên 14% trong theo VCK (từ 2,5% ở củ chưa lên men) và tốc độ tăng trưởng của lợn Moo Lath đã tăng 46% so với khẩu phần ăn đối chứng có protein từ lá, cuống lá môn được ủ). Phốt pho là cần thiết cho sự sinh trưởng của tất cả các cơ thể sinh học, bao gồm cả nấm men, do đó tăng 30% protein thực trong bột sắn lên men bằng cách tăng DAP (20% phốt pho) từ 0 đến 2% (theo VCK). Dường như không có nghiên cứu nào có thể 11
so sánh về tác động của hàm lượng phốt pho trong việc làm giàu protein của tinh bột với nấm men và urê. Không có các hợp chất nitơ bổ sung như (urê và DAP) được chuyển đổi thành protein thực, mức bổ sung không bao giờ vượt quá 50 đến 70% protein thô trong các thí nghiệm với củ sắn lên men (Vanhnasin và Preston , 2016a) và bột củ sắn (Sengxayalth và cs, 2017a). Khi giải quyết vấn đề này, từ thí nghiệm 1 đã tăng mức độ DAP lên 2% khối ủ, giảm lượng urê xuống còn 1,2%. Điều này có tác dụng làm tăng hàm lượng phốt pho trong khối ủ với sự tăng lên liên quan về tỷ lệ Nito được thêm vào dưới dạng amoniac, thay thế Nito-urê. Sự gia tăng tuyến tính trong tỷ lệ giữa protein thực với protein thô được cho là do hàm lượng phốt pho tăng lên, nhưng một giải thích khác có thể là sự thay đổi một phần trong nguồn gốc của NPN được thêm vào - từ urê thành amoniac. Nấm men không thể trực tiếp sử dụng urê mà trước tiên phải được thủy phân thành amoniac bằng urease. Tuy nhiên, hoạt động của urease bị ức chế ở pH thấp (Kay và Reid, 1934), giảm nhanh khi củ sắn được lên men. KẾT LUẬN  Protein thực trong củ sắn tăng theo xu hướng tuyến tính (R2 = 0,98) từ 2,3 đến 6,87% theo VCK khi thời gian lên men tăng từ 0 ngày lên 14 ngày, tỷ lệ protein thực từ protein thô tăng từ 24,6 lên 63,7 so với cùng thời điểm.  Tăng tỷ lệ DAP từ 0 đến 2% theo VCK, khối ủ đã tăng protein thực từ 5,6 lên 7,3 % sau 14 ngày lên men.  30% VCK ban đầu đã được lên men trong quá trình chuyển đổi một phần carbohydrate ban đầu thành protein thực sau 14 ngày lên men  Hấp củ sắn trước khi lên men có tác dụng tích cực trong việc chuyển đổi protein thô thành protein thật.  Độ pH giảm theo thời gian lên men, theo xu hướng gần như tuyến tính, từ 5,8 ngay sau khi ủ, xuống 5,4 trong 3 giờ và xuống còn 3,43 sau 7 ngày  Hàm lượng protein thô sau khi ủ với chất phụ gia là 10,35% theo VCK và không thay đổi trong 7 ngày lên men.  Không có sự khác biệt giữa điều kiện hiếu khí và kỵ khí, ngoại trừ xu hướng pH giảm nhanh hơn một chút trong 4 ngày đầu tiên trong điều kiện yếm khí sau đó là tốc độ giảm chậm để đạt gần như cùng giá trị cuối cùng sau 7 ngày với điều kiện hiếu khí.  Có một đề nghị rằng sự chuyển đổi không hoàn toàn của N-ure và N-amoniac thành protein nấm men là do sự thủy phân không hoàn toàn của urê thành amoniac do tác dụng của urease bị ức chế vì giảm pH trong quá trình lên men. CHƯƠNG 3 SỰ THAY THẾ CÂY MÔN (Colocasia esculenta) Ủ BẰNG CỦ SẮN ĐÃ ĐƯỢC NÂNG CAO GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG PROTEIN TRONG KHẨU PHẦN CƠ 12
BẢN CÓ CHỨA THÂN CÂY CHUỐI (Musa sapientum Linn) CHO LỢN Ở NÔNG HỘ NHỎ TẠI LÀO TÓM TẮT Một thí nghiệm sinh trưởng đã được thực hiện với 12 con lợn Moo Lath với trọng lượng ban đầu trung bình 14,8 ± 1,89 kg bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên vào 4 nghiệm thức với ba lần lặp lại. Mục đích của nghiên cứu là xác định hiệu quả của việc thay thế thân cây môn ủ chua (TS) bằng củ sắn đã được làm giàu protein (PECR) trong khẩu phần ăn cơ bản có chứa thân cây chuối (BS). Lên men củ sắn tươi với men, urê và di-ammonium phosphate (DAP) làm tăng hàm lượng protein thực trong củ sắn từ 2,5 đến 14,2% theo VCK. Có những kết quả tích cực về lượng ăn vào (theo VCK), tăng khối lượng, giảm hệ số chuyển hóa thức ăn, khi tỷ lệ PECR trong khẩu phần ăn đã tăng (từ 0 đến 15% theo VCK). Tóm lại việc thay thế ủ chua cây môn bằng PECR đã cải thiện chất lượng khẩu phần ăn nói chung, dẫn đến lượng ăn vào, tốc độ sinh trưởng cao hơn; hiệu quả sử dụng thức ăn, hiệu quả kinh tế tốt hơn. Từ khóa: DAP, nấm men, urê, chuyển hóa thức ăn, tăng khối lượng ĐẶT VẤN ĐỀ Hầu hết lợn ở khu vực nông thôn của CHDCND Lào được nuôi theo truyền thống, đầu vào thấp, theo phương thức tự do và bán tự do, lợn nhặt ăn tự do quanh năm hoặc sau khi các vụ mùa chính được thu hoạch (Phengsavanh và cs, 2010). Nguồn thức ăn chính là phụ phẩm nông nghiệp, rau và cỏ dại mọc trong rừng, dọc theo bờ suối và trong các khu vực trồng trọt. Những nguồn thức ăn này dễ bị hỏng do thay đổi thời tiết theo mùa và trong mùa khô thì thức ăn luôn thiếu. Do đó, một trong những hạn chế chính đối với chăn nuôi lợn trong các hệ thống sản xuất nhỏ này là thiếu thức ăn. Ngoài sự thiếu hụt thức ăn này, các bệnh truyền nhiễm cũng là một vấn đề làm hạn chế sức sản suất (Conlan và cs, 2008; Phengsavanh và Stur, 2006; Thorne, 2005). Ở Lào cũng như ở hầu hết các nước nhiệt đới, cây trồng được trồng rộng rãi nhất là nguồn carbohydrate chủ yếu (ví dụ: gạo, mía, sắn). Một số ít cây trồng là đặc biệt như là nguồn protein. Do đó, thức ăn giàu protein như bột đậu nành được nhập khẩu để tạo ra chế độ ăn cân bằng cho vật nuôi, đặc biệt là lợn và gia cầm. Một cách tiếp cận khác đã được một số tác giả nghiên cứu là lên men trạng thái rắn của các sản phẩm phụ giàu carbohydrate từ các loại cây trồng này bằng cách sử dụng kết hợp nấm và nấm men (Phiny và cs, 2012; Phong và cs, 2013; Khempaka và cs, 2011; Hong và Ca, 2015) để làm giàu hàm lượng protein. Mục đích của nghiên cứu được báo cáo trong bài báo này là áp dụng kỹ thuật làm giàu protein để nâng cao hàm lượng protein của củ sắn và đánh giá việc sử dụng sản phẩm này như là một phần thay thế của khoai môn ủ chua trong khẩu phần ăn cơ bản có thân cây chuối cho lợn Moo Lath VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đại điểm: 13
Thí nghiệm được thực hiện trong Phòng thí nghiệm của bộ môn Khoa học Động vật, Khoa Nông nghiệp và Tài nguyên Rừng, Đại học Souphanouvong. Địa điểm này nằm cách thành phố Luông Pha Băng, CHDCND Lào 7 km. Thiết kế thí nghiệm, nghiệm thức và quản lý Làm giàu protein củ sắn Củ sắn (60 kg) được gọt vỏ và băm nhỏ bằng tay thành những miếng nhỏ (1-2 cm), và hấp trong 30 phút. Dùng một thùng thép 20 lít để hấp. Cái này có một sàn giả bằng các dải tre được đỡ bằng những tấm gỗ 30cm cao hơn đế thùng. Không gian bên dưới dải tre chứa nước được duy trì ở điểm sôi bởi lửa cháy từ gỗ bên dưới thùng. Củ sắn hấp được lấy ra khỏi thùng và làm nguội trong 15 phút (94,2%) sau đó trộn với 0,8% urê, 3% di-ammonium phosphate (DAP) và men 2% (S. cerevisiae) theo VCK (tất cả các thành phần đã được sử dụng cùng loại như thí nghiệm 1 và 2). Khối ủ sau đó được chuyển vào các rổ tre được phủ bằng lưới nhựa để cho phép không khí vào tự do (ảnh 5). Trong mỗi 3 ngày liên tiếp, khối ủ trong rổ được xới để tất cả các chỗ của khối ủ được tiếp xúc với không khí. Sau bảy ngày, củ sắn giàu protein đã được cho lợn ăn. Ủ môn và thân cây chuối Lá và cuống lá môn (Colocasia esculenta) được thu thập từ các khu vực xung quanh trường Đại học và được cắt thành từng miếng nhỏ (dài 2-3 cm). Chúng được làm héo trong 24 giờ để giảm nước và sau đó được ủ trong túi nilon 50 lít không có phụ gia trong 14 ngày. Thân cây chuối được mua từ một ngôi làng gần đó. Chúng được cắt bằng tay thành từng miếng nhỏ và ủ trong các thùng nhựa PVC 200 lít trong 14 ngày. Thiết kế thí nghiệm Thí nghiệm được thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) với 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại. Các nghiệm thức riêng lẻ là các tỷ lệ củ sắn giàu protein (PECR) khác nhau (theo VCK) thay thế cho môn ủ chua (TS) với tỷ lệ không đổi của thân chuối (BS): • PECR0: 60% Môn ủ chua (TS) + 40% thân cây chuối (BS) • PECR5: 55% Môn ủ chua (TS) + 40% thân cây chuối (BS) + 5% củ sắn làm giàu protein (PECR) • PECR10: 50% TS + 40% BS + 10% PECR • PECR15: 45% TS +40% BS + 15% PECR 12 con lợn Moo Lath có trọng lượng cơ thể trung bình là 14,8 ± 1,89 kg (8 con đực; 4 con cái) được mua từ một trang trại lợn ở tỉnh Luông prabang. Lợn đã được tiêm vắc-xin phòng bệnh dịch tả và điều trị giun tròn bằng ivermectin (1ml / 20kg LW), trước khi bắt đầu thí nghiệm. Lợn được nhốt trong các ô chuồng riêng lẻ (chiều rộng 1m và chiều dài 1,2m) được làm từ vật liệu địa phương. Lợn được cung cấp nước và thích nghi với ô chuồng và thức ăn trong một tuần trước khi bắt đầu thí nghiệm. Thí nghiệm kéo dài 90 ngày. Các thành phần của khẩu ăn được trộn đều và cung cấp cho lợn hai lần mỗi 14
ngày vào lúc 6:30 sáng và 5:00 chiều, số lượng được cung cấp 40g VCK / kg trọng lượng sống. Thu thập số liệu Lợn được cân vào buổi sáng trước khi cho ăn, cứ sau 15 ngày cân 1 lần kể từ khi bắt đầu thử nghiệm. Tăng khối lượng được xác định hồi quy tuyến tính vào những ngày thí nghiệm. Thức ăn cung cấp và từ dư thừa được ghi chép hàng ngày, mẫu thức ăn được lưu trữ trong tủ lạnh ở 4 ° C trước khi phân tích DM, N và khoáng. Phân tích hóa học Các chỉ tiêu VCK, Nito và chất hữu cơ (OM) của mẫu thức ăn dư được xác định theo phương pháp AOAC (1990). Protein thực chỉ được phân tích cho mẫu PECR, nó được xác định bằng cách xử lý trước các mẫu bằng axit Trichlor-acetic (TCA) trước khi ước tính N. Phân tích thống kê Số liệu về thức ăn ăn vào, trọng lượng sống được phân tích bằng Mô hình tuyến tính chung (GLM) trong chương trình ANOVA của phần mềm Minitab (2010) (phiên bản 16.0). Nguồn của các biến thể là các nghiệm thức và sai số. Mô hình thống kê đã được sử dụng: Yij =  +  i + eij Yij là biến phụ thuộc; µ là giá trị trung bình;  i = ảnh hưởng của nghiệm thức (i=1-4); eij là sai số ngẫu nhiên KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thành phần hóa học Sau khi lên men 7 ngày, giá trị protein thô và protein thực là 16,7 và 14,2% (tính theo VCK). Mức độ protein thô trong thân chuối rất thấp (bảng1). Bảng 1. Thành phần hóa học của các thành phần thức ăn (% theo VCK, ngoại trừ VCK là theo dạng tươi) VCK N*6.25 OM Protein thực Môn ủ 26 15.8 81.9 - Thân cây chuối 7.5 4.6 92.8 - Củ sắn đã làm giàu protein 26.5 16.70 98.4 14.2 Lượng ăn vào, tốc độ sinh trưởng và hệ chuyển hóa thức ăn Lượng VCK tăng tuyến tính với sự gia tăng mức độ củ sắn giàu protein (Bảng 2). 15
Bảng 2. Giá trị trung bình của lượng ăn vào theoVCK (g / ngày) của lợn được cho ăn môn ủ chua (TS) và thân chuối (BT) bổ sung với củ sắn làm giàu protein (PECR) PECR0 PECR5 PECR10 PECR15 SEM p DM intake, g/day PECR 0 43 90 127 - - TS 431 435 388 383 - - BS 301 332 335 345 - - Total 732c 810 b 813b 854a 4.599
PECR0, mặc dù sự khác biệt giữa các khẩu phần ăn là nhỏ. Tuy nhiên, do hệ số chuyển hóa thức ăn của 2 nghiệm thức PECR15 và PECR10 là thấp nhất trong (tương ứng 4,7 và 4,9 kg VCK/ kg thức ăn), chi phí thức ăn/kg tăng trọng của các nghiệm thức PECR15 và PECR10 là thấp nhất (15,505 và 15,618 kip/kg khối lượng tăng) và cao nhất ở nghiệm thức PECR0 (tăng 16.426 kip/kg). Bảng 4. Chi phí cho thức ăn (LAK) Thức ăn Kip/kg thức ăn Kip/kg VCK Môn ủ 550 2,115 Thân cây chuối 250 3,333 Củ sắn 1,000 3,774 DAP 15,000 15,000 Urea 15,000 15,000 Nấm men 35,000 35,000 # PECR - 4,111 LAK = Lao Kip,: 8,569 = 1 USD; # PECR: Củ sắn làm giàu protein được tính giá bao gồm DAP, urê và nấm men Bảng 5. Hiệu quả kinh tế của nghiệm thức thí nghiệm (LAK) Chỉ tiêu PECR0 PECR5 PECR10 PECR15 SEM p Số ngày thí nghiệm 90 90 90 90 - - c b a a Tăng KL, kg 10.5 12.1 13.3 14.4 0.255
rằng quá trình lên men bột sắn với S. cerevisiae đã làm tăng mức protein từ 4,4% lên 10,9% theo VCK. Tăng tốc độ sinh trưởng (46%) bằng cách thay thế môn ủ chua bằng củ sắn giàu protein là tương đương với (32%) được báo cáo trong một thí nghiệm trước đó (Manivanh và Preston, 2015). Hệ số chuyển hóa thức ăn theo VCK trong thí nghiệm hiện tại (4.7) cũng tốt hơn so với hệ số chuyển hóa thức ăn theo VCK của Manivanh và Preston, (2016) là (5.7). Hang và cs, 2015 đã chỉ ra rằng cải thiện sinh trưởng cho lợn bằng cách thay thế môn ủ bằng củ sắn được làm giàu protein có thể là một phản ánh về giá trị năng lượng cao hơn (xơ thô theo VCK trong củ sắn là 3,7% so với 11% xơ thô trong môn ủ). Chi phí thức ăn ở khẩu phần ăn PECR15 là thấp nhất chứng tỏ rằng việc thay thế môn ủ chua (Colocasia esculenta) bằng củ sắn giàu protein là mang lại hiệu quả kinh tế nhất cho nông dân sản xuất quy mô nhỏ. KẾT LUẬN  Có tuyến tính tích cực về lượng ăn vào, tăng khối lượng, hệ số chuyển hóa thức ăn khi dùng củ sắn giàu protein thay thế một phần thức ăn môn ủ chua trong khẩu ăn cơ bản có thân cây chuối được dùng nuôi lợn Moo Lath.  Việc sử dụng các nguồn thức ăn rẻ tiền, sẵn có tại địa phương, chẳng hạn như củ sắn có thể cải thiện giá trị dinh dưỡng bằng cách lên men với nấm men, urê và di-ammonium phosphate (DAP) từ 2,5% đến 14,2%, có khả năng cải thiện hiệu quả kinh tế chăn nuôi lợn ở Lào. CHƯƠNG 4 TỶ LỆ TIÊU HÓA BIỂU KIẾN VÀ NITO DUY TRÌ Ở LỢN THỊT MOO LATH ĐƯỢC ĂN KHẨU PHẦN ĂN THAY THẾ MÔN Ủ (Colocasia esculenta) BẰNG CỦ SẮN (Manihot esculenta Crantz) LÀM GIÀU PROTEIN TÓM TẮT 4 con lợn đực đã thiến (lợn Moo Lath), nặng trung bình 15 kg được bố trí ngẫu nhiên với 4 khẩu phần trong thiết kế vuông 4 * 4 Latin, để nghiên cứu ảnh hưởng đến lượng ăn vào, khả năng tiêu hóa và nito duy trì, tỷ lệ của củ sắn giàu protein (PECR) là 0, 25, 50 và 75% kết hợp với môn ủ 80, 55, 30 và 5% với tỷ lện không đổi của thân chuối là 20% (Tất cả trên theo VCK) Làm giàu protein của củ sắn (PECR) bằng cách lên men bằng urê, diamonium phosphate và nấm men, PECR ở mức 25% trong khẩu phần ăn có củ sắn, lá môn ủ và thân cây chuối đã tăng lượng thức ăn ăn vào, tỷ lệ tiêu hóa và duy trì N ở lợn Moo Lath bản địa. Các chỉ tiêu này đã giảm tuyến tính khi tỷ lệ PECR là 50% và 75% trong khẩu phần ăn. (i) Lợi ích từ khẩu phần ăn 25% PECR có thể hàm lượng men sống của nó đáp ứng, khả năng khác có thể là việc cung cấp vitamin của phức hợp từ quá trình lên men 18