Bài viết này nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến bột huyết qua khảo sát ảnh hưởng của pH, hàm lượng muối để chống đông... Đặc biệt, sản phẩm bột huyết từ quy trình chế biến theo có hàm lượng sắt lớn.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ TẬP 1, SỐ (2014) NGHIÊN CỨU THU NHẬN BỘT HUYẾT TỪ PHẾ PHẨM HUYẾT HEO ðỂ ỨNG DỤNG LÀM THỨC ĂN GIA SÚC Lê Nhất Tâm*, Lê Văn Nhất Hồi Trường ðại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh *Email: tamnhatle@yahoo.com TĨM TẮT Huyết heo phụ phẩm trình giết mổ, chứa khoảng 17% protein có hàm lượng lysine cao, nguồn nitơ tự nhiên cao tận dụng làm thức ăn bổ sung chăn nuôi gia súc Tận dụng nguồn phụ phẩm góp phần nâng cao giá trị thương phẩm ngành chăn ni, ngồi cịn giảm tải cho việc xử lý môi trường Từ kết nghiên cứu chúng tơi thu số thơng số tối ưu cho q trình như: lượng NaCl 4% để chống ñông huyết, pH 6,5 thời gian ñun 45 phút ñể kết tủa protein Thể tích ñệm citrate cho vào 10% ñể tạo phức với sắt, nhiệt ñộ sấy 45oC thời gian 15h cho bột huyết thu có chất lượng tin cậy Ngồi ra, thí nghiệm cận lâm sàng chuột cho thấy tác dụng tích cực bột huyết thu so với bột huyết thị trường qua khả tăng trọng chuột Từ khóa: Bột huyết, thức ăn gia súc, huyết heo MỞ ðẦU Việt Nam nước nơng nghiệp có tỷ trọng ngành chăn ni so với ngành khác lớn; đó, ngành công nghiệp giết mổ sản xuất thịt gia súc có tỷ trọng lớn nhất, chiếm 74% (Vũ Duy Giảng, 2012).Tuy nhiên, hiệu sử dụng sản phẩm ngành giết mổ gia súc, gia cầm khiêm tốn Tại nước phát triển, ngành công nghệ chế biến phụ phẩm sau giết mổ ñặc biệt ñược quan tâm với sản phẩm tương ứng bột thịt xương, bột lông vũ, bột huyết v.v [1] Lượng phế thải từ công nghiệp giết mổ gia súc chiếm ñến khoảng 50% so với nguồn ngun liệu đầu vào, gây nhiễm mơi trường làm giảm hiệu kinh tế Trong số phụ phẩm này, bột huyết sản phẩm giàu chất dinh dưỡng ñã ñược ñề cập [1] Ở Việt Nam, Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn ban hành “Quy trình chế biến bột máu làm thức ăn chăn nuôi” vào năm 2006 [2] để tận dụng nguồn phụ phẩm Chúng tơi tiếp tục nghiên cứu để hồn thiện quy trình chế biến bột huyết qua khảo sát ảnh hưởng pH, hàm lượng muối để chống đơng ðặc biệt, sản phẩm bột huyết từ quy trình chế biến theo [2] có hàm lượng sắt lớn Chúng tơi khắc phục ñược nhược ñiểm ñã tách ñược 60% lượng sắt ban ñầu khỏi huyết, làm giảm vị sản phẩm, quan trọng giảm ñược nguy gây bệnh lượng sắt dư thể [3] Từ đó, tăng lượng bột huyết bổ sung vào thức ăn gia súc hạn chế khoảng 4% nghiên cứu trước ñây [1] 31 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ TẬP 1, SỐ (2014) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu Nguyên liệu huyết heo ñược lấy từ sở sản xuất chế biến thủy sản, súc sản Nam Phong, ñường Nơ Trang Long, quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh Heo sở chủ yếu thu mua từ tỉnh Tây ðơng Nam Bộ Heo giết mổ đạt tiêu TCVN 6162-1996 Mẫu huyết thu từ q trình giết mổ cần ñược bổ sung NaCl 4%, lắc ñều (theo kết nghiên cứu 3.1) ñược bảo quản 40C 2.2 Phương pháp nghiên cứu Huyết sau chống đơng tụ NaCl tiếp tục ñược chỉnh pH phù hợp ñể kết tủa huyết Loại sắt hai phương pháp: tạo phức với ñệm citrate dung dịch ñệm phosphate [4,5] Tiếp theo, dịch huyết ñược ñun cách thuỷ, lọc sấy ñể thu bột huyết Thành phẩm bột huyết ñược ñáng giá tiêu chuẩn hóa lý vi sinh: hàm lượng protein, hàm lượng sắt, hàm lượng carbohydrate, tổng vi sinh vật, nấm mốc v.v… thực phịng thí nghiệm trường ðại Học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn ðo lường Chất lượng (QUATEST III) Sản phẩm bột huyết có loại sắt tiến hành bổ sung vào thức ăn gia súc ñánh giá mức tăng trọng chuột sử dụng loại thức ăn Q trình thử nghiệm tiến hành theo [6] dựa quy trình ni viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh, chuột nhắt trắng, chủng Swiss mạnh khỏe, tuần tuổi ñược lấy từ viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh Chuột nhốt riêng chuồng (1 chuồng/ con), ñiều kiện nhiệt độ chuồng ni từ 25-350C, độ ẩm mơi trường khoảng 60-80%, ngày thay trấu lần Chuột ñược cho ăn cám viên thường lần vào lúc sáng ngày, lượng thức ăn 3g/ chuột Sau ngày, chuột ñã quen với ñiều kiện nuôi ổn ñịnh, số lượng chuột 45 chia làm lơ, lơ 15 Lơ ni cám viên thường, lơ ni cám viên có bổ sung bột huyết QUATEST cung cấp, lô nuôi cám viên có bổ sung bột huyết từ kết nghiên cứu Lô lô lại chia làm nhóm, nhóm ni riêng rẽ cám viên với lượng bột huyết bổ sung tương ứng 5%, 7%, 10% Thí nghiệm tiến hành tuần, cuối tuần kiểm tra khối lượng chuột 2.3 Các phương pháp phân tích 2.3.1 Xác định thời gian chống đơng tụ huyết Tiến hành mẫu, mẫu 300 mL huyết tươi, cho vào ống ñong 500 mL, cho NaCl vào ống ñể ñạt nồng ñộ NaCl khác nhau, khuấy ñều, ñể yên nhiệt ñộ phòng Cách phút nghiêng nhẹ góc 30o, đến huyết đơng đặc thành khối, khơng vỡ ghi lại khoảng thời gian đơng tụ huyết 32 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ TẬP 1, SỐ (2014) 2.3.2 Xác ñịnh pH pH dịch huyết ñược xác ñịnh máy ño pH THERMO ORION, Model: Orion 3-Star .2.3.3 Xác ñịnh hàm lượng sắt huyết Hàm lượng sắt có huyết trước sau loại sắt ñược xác ñịnh cách xử lý mẫu với phương pháp khơ – ướt kết hợp Sau hịa tan, ñưa Fe3+, xác ñịnh phương pháp chuẩn ñộ tạo phức với EDTA, thị axit sulfosalicylic, thực pH 1-2 2.3.4 Xác ñịnh lượng kết tủa huyết Huyết sau ñược bổ sung lượng NaCl ñể ñạt nồng ñộ theo nghiên cứu 3.1, ñiều chỉnh pH thích hợp (theo kết nghiên cứu trình bày mục 3.2), bổ sung ñệm citrate (theo nghiên cứu 3.3), ñun cách thuỷ bếp ñiện 70 0C thời gian 60 phút Sấy kết tủa thu đến khối lượng khơng đổi, cân tính kết 2.3.5 Xác ñịnh hàm ẩm Hàm ẩm bột huyết ñược xác ñịnh phương pháp sấy 105 0C ñến khối lượng khơng đổi tủ sấy đa SHELLAB, Model: CE3F-2 (TCVN 4326:2001) 2.3 Phương pháp xử lý số liệu Các thí nghiệm lặp lại lần Kết ñược xử lý phần mềm STATGRAPHICS Centurion Sự khác biệt mặt thống kê giá trị P-value < 0,05 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng nồng độ NaCl đến thời gian chống đơng tụ huyết Hình biểu diễn ảnh hưởng nồng ñộ phần % NaCl mẫu huyết ñến thời gian chống đơng tụ huyết Khi tăng nồng độ NaCl đưa vào từ ñến 3% (g/100ml dịch huyết), thời gian chống đơng tụ tăng, sau khơng có khác biệt mức 3%, 4% 5% Khi nồng độ NaCl tăng, độ phân cực dung mơi tăng, tương tác nhóm phân cực protein dung mơi tăng nên protein làm bền hóa Kết nghiên cứu chúng tơi phù hợp với công bố Ming Che-Wang cộng sự, cho dung dịch NaCl 0,9% làm giảm tạo gel (đơng vón) fibrin huyết tương [7] Từ kết trên, chọn nồng độ NaCl 4% cho q trình chống đơng tụ huyết 33 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ Hình Ảnh hưởng nồng độ NaCl đến thời gian chống đơng tụ huyết TẬP 1, SỐ (2014) Hình Ảnh hưởng pH đến lượng tủa huyết thu nhận ñược 3.2 Ảnh hưởng pH đến lượng tủa huyết thu nhận Hình cho thấy pH ảnh hưởng lớn ñến lượng tủa huyết thu Ứng với loại protein có giá trị điểm đẳng điện (pI) tương ứng, pH mơi trường pI protein protein điện tích, dẫn tới đơng tụ [8] Thành phần protein chủ yếu huyết gồm ba protein là: Albumin, Globulin, Hemoglobin có giá trị pI tương ứng 4.9, 5.4 6.8 [9], chúng tơi khảo sát khoảng pH từ ñến Ở pH = 4,5, lượng tủa thu ñược cao; pH = 5,5 thấp hơn, pH 6,5 lượng tủa thu lớn nhất, sau giảm hẳn pH =7,5 Giá trị pH 4,5 gần với ñiểm ñẳng ñiện albumin, nên kết tủa huyết pH = 4,5 chủ yếu albumin Albumin chiếm khoảng 60% tổng protein huyết tương, huyết tương lại chiếm 60% huyết nên lượng tủa thu ñược cao Tại pH = 5,5 gần ñiểm ñẳng ñiện globulin nên khối lượng tủa ñây chủ yếu tủa globulin Globulin chiếm khoảng 35% tổng protein huyết tương, ñó, khối lượng tủa thấp Tại pH = 6,5 gần ñiểm ñẳng ñiện hemoglobin, khối lượng tủa ñây chủ yếu hemoglobin Hemoglobin chiếm 96% chất hữu hình, chất hữu hình chiếm 40% huyết, nên pH =6,5 khối lượng tủa lớn Tại pH 7,5 cách xa ñiểm ñẳng ñiện protein huyết nên khối lượng tủa thấp Từ kết trên, nhận thấy giá trị pH= 6,5 phù hợp để thu nhận sản phẩm huyết đơng tụ 3.3 Ảnh hưởng trình tạo phức ñệm citrate ñệm phosphate ñến lượng sắt lại bột huyết 3.3.1 Ảnh hưởng tạo phức sắt ñệm citrate ðệm citrate ñược pha từ hỗn hợp hai dung dịch disodiumcitrate 0,2 M monosodiumcitrate 0,2 M giá trị pH= 6,5 Kết nghiên cứu cho thấy hàm lượng sắt lại bột huyết thấp lượng ñệm citrate bổ sung vào dịch huyết 10:90 theo thể tích (tức 10% theo thể tích) Hình cho thấy khơng bổ sung đệm citrate lượng sắt bột huyết thu ñược cao (0,14%), lượng ñệm citrate 10% lượng sắt cịn lại bột huyết cịn 0,057% Lượng sắt giảm đáng kể hình thành phức tan sắt ion citrate, loại khâu lọc kết tủa Lý thuyết ñã ñược Silva cộng (2009) 34 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ TẬP 1, SỐ (2014) khẳng ñịnh họ cho citrate có khả liên kết với Fe (II) vị trí hoạt động aconitase tạo nên dạng cytosolic iron có phân tử lượng thấp [4] Tuy nhiên, chế tạo phức Fe (III) citrate phức tạp chưa thống tài liệu, hầu hết nghiên cứu ñều cho pH thấp tỷ lệ mol Fe (III) citrate lớn 1: Tuy nhiên, hàm lượng citrate tăng từ 10 đến 12% khơng khác biệt có ý nghĩa thống kê mẫu (P-value >0,05) Qua kết nghiên cứu này, chọn hàm lượng đệm citrate 10% cho q trình loại sắt khỏi huyết Hình Ảnh hưởng lượng ñệm citrate ñến lượng sắt lại bột huyết Hình Ảnh hưởng lượng đệm phosphate đến lượng sắt cịn lại bột huyết Hình Ảnh hưởng thời gian ñun cách thủy ñến khối lượng tủa huyết thu ñược 3.3.2 Ảnh hưởng tạo phức sắt với đệm phosphate đến hàm lượng sắt cịn lại bột huyết Mục đích q trình nghiên cứu xem xét khả tạo phức sắt với đệm phosphate, từ so sánh với kết tạo phức với ñệm citrate ðệm phosphate ñược pha có pH= 6,5 Hình cho thấy đệm phosphate có tác dụng tạo phức tan với sắt, ion phosphate tạo phức với ion Fe2+ Fe3+, sau loại bỏ q trình lọc thu kết tủa huyết Kết cho thấy hàm lượng sắt lại thấp 0,083% ứng với hàm lượng đệm 14%, khơng có khác biệt có ý nghĩa nồng độ phosphate 12 hay 13 14% Từ kết nghiên cứu trên, chúng tơi chọn phương pháp loại sắt đệm citrate do: - Dùng hàm lượng ñệm citrate 10% loại sắt khỏi huyết heo có hiệu (cịn lại 0,057%, nhỏ so với 0,083% ứng với hàm lượng ñệm phosphate 12%) - Citrate chất bảo quản, ức chế trình hư hỏng bột huyết nên lượng dư ñệm sau tạo phức, tốt cho q trình bảo quản sau 35 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ TẬP 1, SỐ (2014) 3.4 Ảnh hưởng thời gian ñun cách thủy ñến khối lượng tủa huyết thu ñược Từ hình 5, thấy khối lượng tủa tăng dần theo thời gian ñun ñến thời gian 45 60 phút, khối lượng tủa tăng (khối lượng chênh lệch thấp), cụ thể lượng tủa ñạt ñược 23,49 24,75 g ñược thực 300ml huyết heo (d = 1,05g/ml) Kết thử dịch lọc TCA (tricloacetic) cho thấy protein huyết kết tủa gần hoàn toàn (màu nước dịch thử TCA mẫu gần nhau) Khi tăng thời gian đun lượng tủa thu nhiều nhiệt ñộ phá vỡ lớp hydrate bao bọc xung quanh phân tử protein ðộ bền tương tác kỵ nước cao nhiệt ñộ 60-70 0C [8] Vì vậy, đun nóng kéo dài 700C làm protein bị biến tính vón cục Từ kết trên, chúng tơi chọn thời gian đun 45 phút Bảng Ảnh hưởng nhiệt ñộ thời gian sấy lên hàm ẩm bột huyết Thời gian (giờ) 10 15 35 46,37 ± 1,08 36,02 ± 1,13 29,17 ± 1,94 Nhiệt ñộ (oC) 40 40,70 ± 1,47 30,32 ± 2,51 25,14 ± 1,96 45 35,42 ± 1,67 24,51 ± 1,76 18,73 ± 0,74 3.5 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt ñộ thời gian sấy ñến hàm ẩm bột huyết Bảng cho thấy cho thấy nhiệt ñộ thời gian sấy tỷ lệ nghịch với Khi sấy nhiệt độ thấp thời gian ngun liệu tiếp xúc với khơng khí lâu hơn, sấy nhiệt ñộ khoảng 35-40oC thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, bất lợi, gây tác ñộng xấu ñến chất lượng bột huyết thành phẩm Ngoài ra, sấy bột huyết khoảng nhiệt ñộ từ ñến 45oC, protein chưa bị biến tính, cịn khoảng nhiệt độ từ 45 đến 75oC đa số protein tính keo bị biến tính khơng thuận nghịch, đặc biệt nhiệt độ 65oC q trình biến tính làm cho protein bị giảm tính tan [8] Những lý cho thấy nhiệt độ sấy 450C thích hợp thời gian sấy 15 thu ñược bột huyết ñạt ñến ñộ ẩm 18% 3.6 Thử nghiệm bột huyết ñược tách sắt chuột so với thức ăn khơng bổ sung bột huyết thực ăn bổ sung bột huyết sở sản xuất khác Nhìn chung, chuột ăn đủ lượng thức ăn cần thiết nên có biểu tăng trọng, nhiên khác thành phần thức ăn nên mức ñộ tăng trọng khác Bảng cho thấy, mức tăng trọng chuột tất mẫu thí nghiệm ln cao lơ đối chứng âm nồng độ lơ thí nghiệm cao lơ đối chúng dương Chuột sử dụng thức ăn có bổ sung bột huyết tách sắt cung cấp thêm lượng protein ñồng thời ñã bớt mùi sắt nên chuột thích ăn hơn, hấp thụ tốt Giải nhược ñiểm mà [1] ñã ñề cập Ở nồng ñộ bột huyết bổ sung 5% chuột có mức tăng trọng cao 11,23g ðiều cho thấy nồng ñộ bột huyết bổ sung tốt 5% Từ lý cho thấy thức ăn có bổ sung bột huyết có loại sắt hồn tồn tốt khơng bổ sung bột huyết tốt so với bổ sung bột huyết không loại sắt,và hàm lượng bổ sung bột huyết loại sắt thích hợp 5% 36 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾ TẬP 1, SỐ (2014) 3.7 ðánh giá giá trị lượng tiêu vi sinh sản phẩm Qua bảng so sánh hàm lượng tiêu có nhận xét sau: Hàm lượng carbohydrat ngưỡng phát ñường bị loại khâu lọc kết tủa protein Hàm lượng protein mẫu bột huyết hàm lượng lipid 78,3% 0,4% Hàm lượng protein cao thích hợp để bổ sung vào thức ăn gia súc nhằm tăng lượng ñạm cho thức ăn Bảng Kết ñánh giá thức ăn bổ sung bột huyết thử nghiệm bột huyết thị trường Lơ đối chứng âm (-) Lơ thí nghiệm (TN) Nồng ñộ khảo sát % 10 Lô ñối chứng dương (+) 7,57 ± 0,47 11,23 ± 1,50 10,82 ± 1,32 9,28 ± 0,30 9,12 ± 1,07 10 8,87 ± 0,30 7,07 ± 0,33 Lơ thí nghiệm Mức tăng khối lượng (g) Bảng Kết kiểm tra tiêu mẫu bột huyết (*) Chỉ tiêu kiểm tra Carbohydrate (g/100 g) Protein (g/100 g) Lipid (g/100 g) E.coli (cfu/g) Samonella(/25g) Sắt (mg/kg) Kết Không phát 78,3 0,4