Chương 3: Chế biến nguyên liệu thức ăn chăn nuôi trong Bài giảng Công nghệ sản suất thức ăn công nghiệp gồm có 2 phần: Các phương pháp chế biến nguyên liệu thức ăn và các phản ứng xảy ra trong quá trình chế biến nguyên liệu. Qua đó giúp người học nắm được những kiến thức cơ bản và tổng quan nội dung chương 3 trong bài giảng. Mời các bạn cùng tham khảo.
Chương CHẾ BIẾN NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN CHĂN NUÔI I Các phương pháp chế biến nguyên liệu thức ăn Mục đích Giảm độ thơ cứng; Tăng độ ngon miệng; Tăng tiêu hoá, hấp thu chất dinh dưỡng TĂ; Loại trừ chất kháng dinh dưỡng (ANF) tác nhân có hại thức ăn; Tăng giá trị sinh học protein; Phân loại Có phương pháp thường để chế biến nguyên liệu thức ăn chăn nuôi: Phương pháp biến đổi học; Phương pháp xử lý nhiệt; Phương pháp biển đổi độ ẩm Phương pháp chế biến Phương pháp chế biến khô Phương pháp Phương pháp chế biến ướt Năm Phương pháp Năm Nghiền (Grinding) 1840 Ngâm (Soaking) Ép vỡ (Cracking) 1930 Nấu Ép viên (Pelletting) 1957 Lăn (lúa mạch) 1930 Ép đùn (Extrusion) 1966 Nổ (Steam flaking) 1950 Nổ (Popping) 1966 Ủ silô 1958 Vi sóng (Micronizing) 1970 Lăn nấu áp suất cao (Pressure cooker-roll) 1966 Rang 1975 Nổ bung (cao lương) 1972 2.1 Phương pháp biến đổi học 2.1.1 Bóc vỏ (dehulling) Loại bỏ phần có giá trị dinh dưỡng thấp (vỏ trấu…) → tăng giá trị dinh dưỡng nguyên liệu TĂ; Giảm loại bỏ làm phần, hợp chất khơng có lợi, chất kháng dinh dưỡng (ANF); Tăng tính ngon miệng, tăng khả tiêu hóa , hấp thu chất dinh dưỡng động vật Thành phần hóa học số nguyên liệu TĂCN (VCN 2001) Thành phần hóa học Nguyên liệu TACN Thóc tẻ Gạo lức Gạo tẻ Protein thô (%) 7,41 8,61 8,38 Lipit thô (%) 2,2 2,3 1,5 Xơ thô (%) 10,49 0,6 0,6 DXKN (%) 63,04 73,57 75,81 Khoáng TS (%) 5,09 1,30 1,00 Năng lượng (kcal ME/kg) 2687 3271 3283 Cấu trúc vỏ hạt cải dầu Thành phần hóa học hạt cải dầu khô dầu Loại nguyên liệu Thành phần KD nguyên KD nhân vỏ 93.3 93.5 Hạt Nhân Vỏ VCK, % 91.9 93.4 14.3 Dầu (%/DM) 47.7 53.3 12.0 1.0 1.0 21.8 24.5 15.2 40.7 44.2 8.1 2.7 32.3 15.2 6.4 Khoáng TS 4.7 4.7 6.6 8.5 9.7 NDF (%/DM) 14.9 5.27 50.7 30 11.2 ADF (%/DM) 11.2 3.3 41.8 22.5 6.7 ADL (%/DM) 5.9 0.3 23.1 11.1 0.9 Protein thô (%/DM) Xơ thô (%/DM) Nhân hạt : 87% - Vỏ: 13 % Nguồn: CETIOM CREOL / N29 (INRA seeds “temoin”, Feedbase ) Thành phần hóa học hạt hướng dương khô dầu Loại hạt Thành phần VCK, % Hạt Nhân 92.8 90.5 48 61.25 16.7 Vỏ KD KD nhân nguyên vỏ 88.8 90.5 2.5 2.2 1.2 20.6 6.2 31.9 52.6 17.3 2.4 57.6 28.1 6.2 3.5 3.6 3.2 7.05 9.24 NDF (%/VCK) 26.6 5.4 83.9 45.1 13.7 ADF (%/VCK) 19.5 2.7 64.9 32 ADL (%/VCK) 6.3 0.4 22.3 10.5 0.9 Dầu (%/VCK) Protein thô (%VCK) Xơ thơ (%VCK) Khống TS (%/VCK) Nhân hạt : 75% - Vỏ: 25 % Cấu trúc vỏ hạt hướng dương Phương pháp làm giãn nở (exploding) Hạt hấp chín điều kiện có nước áp suất nhiệt độ cao (15 kg/cm2, 200oC 20 giây) Dưới áp suất nhiệt độ cao hạt bị trương phồng sau giãn nở tối đa Ép viên (pelleting) Thường dùng ép viên nhiều loại nguyên liệu, thức ăn dạng bột cám, bột sắn, bột cỏ (alfalfa)…; Nguyên liệu phun nước nóng để đưa nhiệt độ độ ẩm lên cao Nhờ sức ép trục vít lên xyranh, viên TĂ hình thành cắt thành viên chui qua khuôn Ảnh hưởng công nghệ chế biến đến lượng tiêu hóa (DE) thức ăn Công nghệ Số mẫu Nghiền Ép viên Khẩu phần SBM-lúa mì 88.6 89.2 * Khẩu phần SBM- Ngơ 88.4 90.3 ** Ngô 87 90 ** Hạt cải nguyên dầu - 35 83 ** Hạt lanh (ép đùn) - 51 84 ** Nguyên liệu, thức ăn P Nguồn: INRA data Lựa chọn phương pháp chế biến Lựa chọn phương pháp chế biến phụ thuộc vào: Mục đích sử dụng nguyên liệu; Đặc điểm loại ngun liệu (phương pháp chế biến thích hợp với loại nguyên liệu này, lại làm giảm hiệu sử dụng với loại nguyên liệu khác); Ví dụ: Ngơ sử dụng khơng qua xử lí cao lương bắt buộc phải xử lí Phương pháp xử lý áp suất thích hợp với cao lương lại khơng phù hợp với lúa mì Một loại ngun liệu áp dụng nhiều phương pháp chế biến khác nhau; II Các phản ứng xảy trình chế biến nguyên liệu 2.1 Quá trình gelatin hóa (hồ hóa) Xảy mơi trường độ ẩm nhiệt độ cao (60-80oC) hạt tinh bột bị trương phồng khơng trở lại hình dạng ban đầu; Hạt tinh bột cấu trúc tinh thể, liên kết hydro amylose amylopectin bị phá vỡ; Là q trình hồ hóa/làm chín tinh bột 2.2 Phản ứng Maillard Khi chế biến nguyên liệu nhiệt độ cao, xảy phản ứng Maillard chất dinh dưỡng: Hydrat cacbon (glucose) liên kết với axit amin tự (lysine, arginine, histidine, tryptophan với glucose tạo thành hợp chất màu nâu bền vững, Hậu quả: giảm giá trị dinh dưỡng, hương vị, giảm tính ngon miệng, giảm tiêu hóa 2.3 Sự oxi hóa phân hủy nhiệt lipid 2.3.1 Hậu trinh oxi hóa lipid Xảy trình bảo quản, chế biến nguyên liệu nhiều dầu mỡ qua sơ chế (ngô nghiền, cám gạo ) Các nguyên liệu chứa axit béo chưa bão hòa dễ bị oxy hóa làm thay đổi chất lượng, mùi, vị, giảm giá trị dinh dưỡng, tính ngon miệng (dầu mỡ bị ôi) 2.3.2 Điều kiện xảy trình oxi hóa lipid Ánh sáng: thường tác nhân gây tạo gốc tự sản phẩm Các kim loại: tác nhân tạo gốc tự Oxy Các enzyme: lipase, lipoxygenasa; 2.3.3 Q trình tự oxi hóa (autooxidation) Ánh sáng gây tạo gốc tự sản phẩm, gốc tự tiếp tục hoạt động tạo sản phẩm thứ cấp Oxy môi trường gây oxy hóa nhanh, phá hủy liên kết phân tử axit béo, sinh chất hydroperoxit Hydroperoxit khơng có mùi vị nên không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, Khi hydroperoxit phân hủy tạo sản phẩm thứ cấp chất lượng dầu, mỡ bị ảnh hưởng Lipoxygenasa tác động chủ yếu tới vị trí pentadien axit béo chưa no tạo gốc tự Lipase có vỏ thực vật, có nước xảy trình thủy phân, tạo monoglyceride, diglyceride axit béo tự → thay đổi tính chất, chất lượng Sự oxy hóa chất béo trình bảo quản chất béo 2.4 Quá trình biến tính protein Là biến đổi hình thể protein khơng làm đứt gãy liên kết peptide Các tác nhân gây biến tính protein: Tác nhân vật lý: nhiệt độ, học, áp suất, xạ; Tác nhân hóa học: pH, yếu tố biến đổi điểm đẳng điện, lực ion, dung mơi hữu cơ; Dextrin hố Dextrin hố trình cắt phân đoạn cấu tử amylose amylopectin nhiệt độ độ ẩm, vi sóng, nổ bỏng Tỉ lệ tiêu hoá tăng rõ rệt Chế biến thức ăn hạt Carbohydrate Protein Lipid Phản ứng Maillard Phản ứng Maillard Sự ơxi hóa (tự ơxi hóa) Phản ứng caramen hóa Sự tạo thành LAL/LAN (lysinoalanine/lanthionine) Sự hình thành đồng phân cis/trans Phản ứng khử amid Sự trùng hợp (q trình polymer hóa) Sự hịa tan Sự hình thành tinh bột dạng bền vững (resistant Sự tạo thành D-amino acid Sự hình thành chất starch) tinh bột khó Sự tạo thành Iso-peptide phản ứng Maillard tiêu ... nhân vỏ 93. 3 93. 5 Hạt Nhân Vỏ VCK, % 91.9 93. 4 14 .3 Dầu (%/DM) 47.7 53. 3 12.0 1.0 1.0 21.8 24.5 15.2 40.7 44.2 8.1 2.7 32 .3 15.2 6.4 Khoáng TS 4.7 4.7 6.6 8.5 9.7 NDF (%/DM) 14.9 5.27 50.7 30 11.2... 90.5 2.5 2.2 1.2 20.6 6.2 31 .9 52.6 17 .3 2.4 57.6 28.1 6.2 3. 5 3. 6 3. 2 7.05 9.24 NDF (%/VCK) 26.6 5.4 83. 9 45.1 13. 7 ADF (%/VCK) 19.5 2.7 64.9 32 ADL (%/VCK) 6 .3 0.4 22 .3 10.5 0.9 Dầu (%/VCK) Protein... có hại thức ăn; Tăng giá trị sinh học protein; Phân loại Có phương pháp thường để chế biến nguyên liệu thức ăn chăn nuôi: Phương pháp biến đổi học; Phương pháp xử lý nhiệt; Phương pháp