Đánh giá chất lượng và sự biến đổi của hệ vi sinh vật trong cỏ voi và cây ngô ủ chua

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HUẾ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA HỆ VI SINH VẬT TRONG CỎ VOI VÀ CÂY NGÔ Ủ CHUA LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HUẾ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA HỆ VI SINH VẬT TRONG CỎ VOI VÀ CÂY NGÔ Ủ CHUA Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 60.62.01.05 Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Tuyết Lê HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan: số liệu kết theo dõi sử dụng luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Tôi xin cam đoan: giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn thơng tin trích dẫn rõ nguồn gốc Hà Nội, Ngày … tháng…… năm 2015 Tác giả luận văn Trần Thị Huế i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, ngồi nỗ lực thân, tơi ln nhận giúp đỡ quý báu, bảo nhiệt tình thầy cô giáo, bạn bè người thân Nhân dịp này, tơi muốn bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu Nhà trường tập thể thầy cô giáo Khoa Chăn nuôi – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt thầy cô môn Dinh dưỡng Thức ăn chăn nuôi Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Tuyết Lê - Bộ môn Dinh dưỡng Thức ăn chăn nuôi - Khoa Chăn nuôi, Học viên Nông nghiệp Việt Nam, người tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Chăn nuôi Thầy Cô giáo giúp đỡ q trình thực tập trường Cuối tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực tốt đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội ngày ……tháng ……năm 2015 Học viên Trần Thị Huế ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục từ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii Trích yếu luận văn viii Thesis Abstract ix Phần Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích – yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Ủ chua thức ăn xanh 2.1.1 Nguyên lý 2.1.2 Điều kiện để ủ chua 2.2 Các q trình sinh hố vi sinh vật học diễn trình ủ chua thức ăn .6 2.2.1 Hơ hấp hiếu khí 2.2.2 Hơ hấp yếm khí 2.2.3 Phân giải protein 2.2.4 Lên men VSV 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn ủ chua 12 2.3.1 Chất lượng nguyên liệu ủ 12 2.3.2 Chất lượng lên men 13 2.4 Các tiêu đánh giá chất lượng thức ăn ủ chua 15 2.4.1 Nguyên lý đánh giá chất lượng thức ăn ủ chua 15 2.4.2 Quá trình chua thức ăn 16 2.4.3 Phương pháp đánh giá chất lượng thức ăn ủ chua 20 2.4.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc nhai lại 21 iii Phần Vật liệu phương pháp nghiên cứu 24 3.1 Đối tương, địa điểm thời gian nghiên cứu 24 3.2 Nội dung nghiên cứu 24 3.2.1 Xác định thành phần hóa học cỏ voi ngơ bắp giai đoạn chín sáp: 24 3.2.2 Đánh giá chất lượng cỏ voi ngô ủ chua: 24 3.2.3 Đánh giá biến đổi nhóm vi sinh vật cỏ voi ngô ủ chua 24 3.3 Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.1 Nguyên vật liệu 24 3.3.2 Bố trí thí nghiệm: 25 3.3.3 Phương pháp phân tích thành phần hóa học cỏ voi ngơ bắp giai đoạn chín sáp: 26 3.3.4 Phương pháp xác định tiêu theo dõi 26 3.4 Xử lý số liệu 28 Phần Kết thảo luận 29 4.1 Xác định thành phần hoá học cỏ voi ngơ chín sáp trước ủ chua .29 4.2 Kết đánh giá chất lượng cỏ voi ngô ủ chua 30 4.2.1 Đánh giá cảm quan 30 4.2.2 Biến động hàm lượng VCK, pH, protein thô nito amoniac (N-NH3) công thức ủ chua 30 4.2.3 Đánh giá biến động hàm lượng axit hữu công thức cỏ voi ngô ủ chua 43 4.3 Kết đánh giá biến động nhóm vi sinh vật cỏ voi ngô ủ chua 49 4.3.1 Kết xác định thành phần nhóm VSV có mặt cỏ voi ủ chua 49 Phần Kết luận kiến nghị 58 5.1 Kết luận 58 5.1.1 Đánh giá chất lượng thức ăn ủ chua 58 5.1.2 Kết xác định thành phần nhóm VSV cỏ voi ngô ủ chua 59 5.2 Kiến nghị 59 Tài liệu tham khảo 60 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt C Nghĩa tiếng Việt Độ Celsius CĐC Cỏ đối chứng CMA Cỏ rỉ mật CMU Cỏ muối CRM Cỏ rỉ mật muối CT Công thức Cs Cộng NĐC Ngô đối chứng NMA Ngô rỉ mật NMU Ngô muối NRM Ngô rỉ mật muối G Gam Pr Protein TB Tế bào TN Thí nghiệm VSV Vi sinh vật VSVHKTS Vi sinh vật hiếu khí tổng số VSVYKTS Vi sinh vật yếm khí tổng số N Dung lượng mẫu X Trung bình SD Standard deviation (độ lệch chuẩn) VK Vi Khuẩn v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các nhóm VSV phổ biến thực vật trước ủ chua Bảng 3.1 Các cơng thức thí nghiệm 25 Bảng 4.1 Kết xác định thành phần hóa học cỏ voi ngô trước ủ chua 29 Bảng 4.2 Chất lượng cỏ voi ủ chua thời gian bảo quản 90 ngày (n =3) 31 Bảng 4.3 Chất lượng ngô ủ chua thời gian bảo quản 90 ngày (n=3) 33 Bảng 4.4 Biến động hàm lượng VCK, pH, protein thô N-NH3 cỏ voi ủ chua (n=3) 37 Bảng 4.5 Hàm lượng VCK, protein thô N-NH3 ngô ủ chua (n=3) 39 Bảng 4.6 Biến động hàm lượng axit hữu cỏ voi ủ chua 44 Bảng 4.7 Biến động hàm lượng axit hữu ngô ủ chua 46 Bảng 4.8 Thành phần nhóm VSV cỏ voi ủ chua(n=3) 50 Bảng 4.9 Thành phần nhóm vi sinh vật có mặt ngô ủ chua (n=3) 54 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Nhiệt độ tối ưu loại vi sinh vật lên men thức ăn ủ Hình 2.2 Lên men hiếu khí yếm khí VSV trình ủ chua Hình 2.3 Tương quan hàm lượng VCK độ ẩm nguyên liệu ủ 13 Hình 3.1 Phản ứng Catalase 28 Hình 4.1 Một số hình ảnh đánh giá cảm quan cỏ voi ủ chua 32 Hình 4.2 Một số hình ảnh đánh giá cảm quan ngơ ủ chua 35 Hình 4.3 Hàm lượng VCK, protein thô N-NH3 cỏ voi ủ chua 38 Hình 4.4 Hàm lượng VCK, protein thô N-NH3 ngô ủ chua 41 Hình 4.5 Hàm lượng axit hữu công thức cỏ ủ chua 45 Hình 4.6 Hàm lượng axit hữu công thức ngô ủ chua 47 Hình 4.7 Thành phần nhóm vi sinh vật có mặt cỏ voi ủ chua 30 ngày .51 Hình 4.8 Thành phần nhóm VSV có mặt cỏ voi ủ chua 90 ngày 52 Hình 4.9 Kết phân lập VSV cỏ voi ủ chua Bổ sung thêm hình 52 Hình 4.10 Thành phần nhóm vi sinh vật có mặt ngô ủ chua 30 ngày 55 Hình 4.11 Thành phần nhóm vi sinh vật có mặt ngô ủ chua 90 ngày 55 Hình 4.12 Một số hình thái nhóm vi sinh vật mẫu cỏ voi ngô ủ chua 57 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Ủ chua biện pháp phổ biến sử dụng rộng rãi sử dụng để bảo quản, chế biến thức ăn thô xanh Chất lượng thức ăn ủ chua phụ thuộc nhiều yếu tố; Đánh giá chất lượng thức ăn ủ thí nghiệm bố trí tủ cỏ voi tái sinh 40 ngày tuổi ngô bắp giai đoạn chín sáp Phòng thí nghiệm Bộ mơn dinh dưỡng thức ăn Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Chất lượng ủ tốt công thức ủ rỉ mật CMA, NMA, CRM, NRM: nguyên liệu có màu vàng nâu sẫm khơng ướt dính không mốc, mùi chua axit thơm mùi rỉ mậ Giá trị pH dao động từ 3,78-4,28; tỷ lệ VCK công thức ủ rỉ mật CMA, CRM, NMA, NRM ln có hao hụt thấp nhất, dao động từ 1,15% đến 4,65%; Protein thô thấp dao động từ 0,35% đến 1,79%; hàm lượng N-NH3 công thức ủ rỉ mật 5,11% đến 7,03%; hàm lượng axit lactic(%) công thức ủ rỉ mật đạt cao nhất, dao động từ 1,30% đến 1,58%; hàm lượng axit acetic(%): đạt cao công thức ủ muối dao động 0,21% đến 0,52% thấp công thức ủ rỉ mật dao động từ 0,04% đến 0,26% Vi khuẩn lactic chiếm số lượng cao công thức ủ rỉ mật, dao động từ 194,17.106 TB/g đến 361,33.106 TB/g; viii mẫu ủ xen tạp Động thái hình thành axit hữu theo thời gian cho thấy hàm lượng axit lactic tăng nhanh vòng từ 30 đến 60 ngày đầu, sau chững lại thời điểm 90 ngày sau ủ Ở công thức CĐC, CMU, NĐC, NMU hàm lượng axit lactic có xu hướng giảm giai đoạn 90 ngày ủ Trong cơng thức ủ với rỉ mật trì giá trị pH mong muốn hàm lượng axit lactic tăng giai đoạn Như vậy, với công thức ủ này, thức ăn ủ chua bảo quản lâu mà đảm bảo chất lượng thức ăn Sự biến động hàm lượng axit lactic theo xu hướng tăng đến đỉnh cao giảm Đặc điểm đặc trưng cho trình ủ chua thức ăn xanh Theo Weinberg et al., (1996), sau thời kỳ hơ hấp hiếu khí (kéo dài vài vài ngày) thời kỳ lên men lactic (đặc trưng tăng axit lactic) Vào cuối thời kỳ này, hoạt động lên men vi khuẩn lactic giảm, biểu chững lại (không tăng) hàm lượng axit lactic, hỗn hợp ủ yếm khí tốt bước vào thời kỳ ổn định Ở thời kỳ này, vi khuẩn sống mơi trường pH thấp hoạt động Rất nhiều lồi vi khuẩn lên men lactic dị hình thuộc loại này, sản phẩm lên men chúng không axit lactic mà có axit axetic, ethanol khí CO2 (Muck, 2008) Kết axit lactic giảm kể từ thời điểm sau 90 ngày ủ, axit axetic tiếp tục tăng Có nhiều quan điểm khác đánh giá chất lượng cây, cỏ ủ thông qua hàm lượng axit hữu cơ, quan điểm nhiều nhà khoa học trí loại thức ăn xanh ủ chua có chất lượng tốt phải có hàm lượng cao axit lactic axetic (Mc Donald, 1991; Kung et al., (2002) Axit lactic axetic axit hữu có giá trị, chúng gia súc nhai lại sử dụng nguồn lượng cho sinh trưởng tạo sữa, diện chúng hỗn hợp ủ làm tăng nồng độ H+, giảm pH mơi trường, kìm hãm vi khuẩn gây thối, axit axetic có khả kháng loại nấm (nấm men nấm mốc) hiệu (Muck and Kung, 1988) Qua bảng số liệu ta nhận định bổ sung rỉ mật cải thiện chất lượng cỏ voi ngô ủ với hàm lượng axit lactic cao đáng kể so 48 với với đối chứng ủ bổ sung muối có hàm lượng axit hữa hữu ích thấp hàm lượng axit butyric cao 4.3 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỘNG CÁC NHÓM VI SINH VẬT TRONG CỎ VOI VÀ CÂY NGÔ Ủ CHUA 4.3.1 Kết xác định thành phần nhóm VSV có mặt cỏ voi ủ chua Kết đánh giá sơ thành phần hệ VSV hiếu khí có mặt cỏ voi ủ chua trình bày bảng 3.8 Hệ VSV có mặt cỏ voi ủ chua thí nghiệm gồm chủng loại: vi khuẩn lactic, trực khuẩn Bacillus, Clostridium, nấm men nấm mốc Trong số đó, số lượng vi khuẩn lactic chiếm đa số tất cơng thức ủ Kết hồn tồn phù hợp với kết đánh giá chất lượng cỏ voi ủ chua Số lượng vi khuẩn lactic đạt >108TB/g, đảm bảo cho trình lên men công thức ủ.Tuy nhiên, so sánh công thức ủ thấy rằng, cơng thức ủ với rỉ mật CMA CRM có số lượng vi khuẩn lactic cao rõ rệt so với công thức CĐC, CMU tất thời điểm lấy mẫu Sự sai khác có ý nghĩa thống kê với p