Nghiên cứu thu nhận levan từ (bacillus subtilis) và bước đầu ứng dụng sản xuât thức ăn chăn nuôi cho gà cảnh giai đoạn 1 14 ngày tuổi​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ANH TÚ NGHIÊN CỨU THU NHẬN LEVAN TỪ (Bacillus subtilis) VÀ BƯỚC ĐẦU ỨNG DỤNG SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI CHO GÀ CẢNH GIAI ĐOẠN 1-14 NGÀY TUỔI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ NGÀNH: 8420201 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ KIM DUNG Hà Nội, 2020 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn TS Vũ Kim Dung Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, có nguồn gốc rõ ràng trích dẫn đầy đủ theo quy định Cơng trình chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2020 Người cam đoan Lê Anh Tú ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện Trường Đại học Lâm nghiệp, biết ơn kính trọng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo nhiệt tình hướng dẫn, giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện đề tài nghiên cứu Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Kim Dung - Bộ môn Công nghệ Vi sinh - Hóa sinh, Viện Cơng nghệ sinh học Lâm nghiệp, Đại học Lâm nghiệp, người thầy trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn sinh viên phịng Cơng nghệ Vi sinh - Hóa sinh, Viện Cơng nghệ sinh học Lâm nghiệp, Đại học Lâm nghiệp Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo phận Feed Technology - Công ty Cổ phần Chăn nuôi CP Việt Nam, chi nhánh Xuân Mai, Hà Nội tạo điều kiện cho tham gia học tập, nghiên cứu năm học giúp đỡ việc thực phần ứng dụng đề tài nghiên cứu Một lần xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Tuy nhiên điều kiện lực thân hạn chế, luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn tơi hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2020 Học viên Lê Anh Tú iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1 Tổng quan levan 1.1.1 Giới thiệu levan 1.1.2 Tính chất 1.1.3 Nguồn thu nhận levan 1.1.4 Một số mơi trường ni cấy kích thích B subtilis sinh levan 1.1.5 Ứng dụng levan 10 1.2 Thức ăn chăn nuôi gà cảnh 12 1.2.1 Giới thiệu số giống gà cảnh 12 1.2.2 Quy trình sản xuất thức ăn chăn ni gà giai đoạn - 14 ngày tuổi 15 Chương MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 22 2.2 Nội dung nghiên cứu 22 2.3 Vật liệu nghiên cứu 22 2.3.1 Vi sinh vật 22 2.3.2 Môi trường 22 2.3.3 Hóa chất 23 2.3.4 Thiết bị dụng cụ 23 2.4 Phương pháp nghiên cứu 23 2.4.1 Ảnh hưởng số yếu tố đến trình sinh tổng hợp levan (Jothi cs, 2019) 23 iv 2.4.2 Phương pháp tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến q trình sinh tổng hợp levan theo quy hoạch bậc hai Box-Behnken (Bruna cs, 2013) 24 2.4.3 Phương pháp nghiên cứu điều kiện thu nhận levan 25 2.4.4 Phương pháp xây dựng quy trình sản xuất cám gà cảnh bổ sung levan (giai đoạn 1-14 ngày tuổi) 26 2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 30 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Kết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp levan 31 3.1.1 Ảnh hưởng nồng độ sucrose 31 3.1.2 Ảnh hưởng pH ban đầu 32 3.1.3 Ảnh hưởng nguồn nito 33 3.1.4 Ảnh hưởng nồng độ nito 34 3.1.5 Ảnh hưởng tỷ lệ giống cấp 36 3.1.6 Ảnh hưởng tốc độ lắc 36 3.2 Tối ưu điều kiện sinh tổng hợp levan 38 3.3 Nghiên cứu điều kiện thu nhận levan 41 3.3.1 Ảnh hưởng loại dung môi đến hàm lượng levan thu .41 3.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ thể tích dịch chiết levan dung môi đến hàm lượng levan thu 43 3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ kết tủa đến hàm lượng levan thu 44 3.3.4 Ảnh hưởng thời gian kết tủa đến hàm lượng levan thu 45 3.4 Nghiên cứu quy trình sản xuất cám gà cảnh từ chế phẩm levan (giai đoạn 14 ngày tuổi) 46 3.4.1 Xác định tỷ lệ levan phối trộn 46 3.4.2 Nghiên cứu xác định nhiệt độ ép viên 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt B subtilis Ca CP CS Fat FOS Fib GE GP M MTCB P QC&Lab TCVN TGA vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Độ kết dính số polymer tự nhiên Bảng 2.1 Bảng xác định biến ảnh hưởng, mức khoảng thay đổi biến số 25 Bảng 2.2 Thành phần nguyên liệu công thức cám gà giai đoạn - 14 ngày tuổi 26 Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng sau bổ sung levan theo tỷ lệ .27 Bảng 2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ ép viên đến chất lượng cám viên 27 Bảng 2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ ép viên đến tiêu vi sinh 28 Bảng 3.1 Ma trận thực nghiệm Box-Behnken ba yếu tố hàm lượng levan thu điều kiện nuôi cấy khác 39 Bảng 3.2 Kết phân tích phương sai mơ hình tối ưu phần mềm DX11 41 Bảng 3.3 Kết phân tích dinh dưỡng cám cơng thức 47 Bảng 3.4 Kết phân tích thành phần dinh dưỡng 48 bổ sung chế phẩm levan 48 Bảng 3.5 Kết kiểm tra cảm quan bổ sung chế phẩm levan công thức thức ăn chăn nuôi 49 Bảng 3.6 Kết phân tích vi sinh bổ sung chế phẩm levan thức ăn chăn nuôi 49 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc hóa học levan Hình 1.2 Sản phẩm dưỡng da mặt với Proteolea® Hình 1.3 Sản phẩm dưỡng thể với Slimexir® Hình 1.4 Các sản phẩm levan thị trường (www.realbio.com) Hình 1.5 Gà rừng đỏ miền Trung Tây Nguyên 13 Hình 1.6 Giống gà Quý phi 13 Hình 1.7 Giống gà lai cá 14 Hình 1.8 Giống gà lông xù 14 Hình 1.9 Giống gà Serama 15 Hình 1.10 Quy trình cơng nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi gà 16 Hình 1.11 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi gà giai đoạn - 14 ngày tuổi 18 Hình 1.12 Lấy mẫu nguyên liệu đầu vào 18 Hình 1.13 Kiểm tra chất lượng nguyên liệu máy DS2500F 18 Hình 1.14.Kiểm tra nguyên liệu trước lưu silo 19 Hình 1.15 Hệ thống bồn chứa nguyên liệu 19 Hình 1.16 Máy móc hệ thống sản xuất 20 Hình 1.17 Hình ảnh bao cám gà 21 Hình 1.18 Hình ảnh cám gà 21 Hình 3.1 Kết ảnh hưởng nồng độ sucrose đến khả sinh tổng hợp levan 31 Hình 3.2 Canh trường sau nuôi cấy chủng B subtilis với nồng độ sucrose khác 31 Hình 3.3 Kết ảnh hưởng pH ban đầu đến khả sinh tổng hợp levan 32 Hình 3.4 Canh trường sau nuôi cấy chủng B subtilis với nồng độ pH khác 33 Hình 3.5 Kết ảnh hưởng nguồn nito đến khả sinh tổng hợp levan 34 Hình 3.6 Canh trường sau nuôi cấy chủng B subtilis với nguồn nito khác 34 Hình 3.7 Kết ảnh hưởng nồng độ nito đến khả sinh tổng hợp levan .35 viii Hình 3.8 Canh trường sau nuôi cấy chủng B subtilis với nồng độ nito khác 35 Hình 3.9 Kết ảnh hưởng tỷ lệ giống cấp đến khả sinh tổng hợp levan 36 Hình 3.10 Kết ảnh hưởng tốc độ lắc đến khả sinh tổng hợp levan 37 Hình 3.11 Canh trường sau nuôi cấy chủng B subtilis với tốc độ lắc khác 37 Hình 3.12 Hàm kỳ vọng điều kiện tối ưu sinh tổng hợp levan 40 Hình 3.13 Ảnh hưởng yếu tố đến sinh tổng hợp levan .40 Hình 3.14 Kết ảnh hưởng loại dung mơi đến hàm lượng levan thu 42 Hình 3.15 Ảnh hưởng tỷ lệ thể tích dịch chiết levan dung môi đến hàm lượng levan thu 43 Hình 3.16 Canh trường sau ni cấy chủng B subtilis với tỷ lệ thể tích levan dung môi khác 43 Hình 3.17 Kết ảnh hưởng nhiệt độ kết tủa đến hàm lượng levan thu 44 Hình 3.18 Kết ảnh hưởng thời gian kết tủa đến hàm lượng levan thu 45 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ sinh học, nguyên liệu sinh học an toàn dần sử dụng để thay cho nguyên liệu hóa học Chúng sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác sống Các nguyên liệu có khả đáp ứng nhu cầu cần thiết đảm bảo an tồn mục đích sử dụng Vì thế, nhà khoa học tiến hành nghiên cứu thu nhận hợp chất có nhiều tính vượt trội từ vi sinh vật phục vụ cho đời sống người Levan hợp chất polymer sinh học tổng hợp từ vi khuẩn mơi trường có thành phần sucrose Đây polymer fructose tạo liên kết β - (2 - 6) fructo - furanosidic, có mặt nhiều loại thực vật sản phẩm từ vi sinh vật Levan cung cấp nguyên liệu cho hàng loạt ngành công nghiệp nhiều lĩnh vực khác như: y dược, thực phẩm mỹ phẩm Ứng dụng tiềm levan để làm chất nhũ hóa dùng sữa, chất ổn định, chất làm đặc đặc biệt khả phục hồi sức khỏe có giá trị liệu pháp điều trị ung thư Levan polymer fructose sản xuất thực vật, nấm men, nấm vi khuẩn (Jang cs, 2001) Levan tổng hợp từ nguồn vi sinh vật như: Bacillus circulans, Bacillus polymyxa, Erwinia amylovora, Erwinia herbicola, Seraria sp (Oseguera cs, 1996), Rahnella aquatilis (Kim cs, 2000), Acetobacter xylinum NCI 1005 (Tajima cs, 1998) B subtilis (Shin cs, 2005) Trong chủng B subtilis Natto có khả sinh tổng hợp levan cao với hiệu suất 40,4 g/l mơi trường có chứa 200g/l sucrose (Shin cs, 2005) Nhưng nhìn chung, hiệu suất thu levan từ nguồn vi sinh vật chưa cao Vì vậy, nhà khoa học khơng ngừng tìm kiếm nguồn thu nhận có khả thu hàm lượng levan cao Ở Việt Nam, phong trào chơi gà cảnh ngày phát triển Một gà cảnh có trọng lượng 500 g lượng thức ăn tiêu tốn 1/3 gà cơng nghiệp, giá trị đem lại cao gấp vài chục lần, chí hàng trăm lần gà công nghiệp ... levan 1. 1.5 Ứng dụng levan 10 1. 2 Thức ăn chăn nuôi gà cảnh 12 1. 2 .1 Giới thiệu số giống gà cảnh 12 1. 2.2 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi gà giai đoạn - 14 ngày. .. gà lơng xù 14 Hình 1. 9 Giống gà Serama 15 Hình 1. 10 Quy trình cơng nghệ sản xuất thức ăn chăn ni gà 16 Hình 1. 11 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi gà giai đoạn - 14 ... ngày sản xuất Hình 1. 11 giới thiệu số cơng đoạn quy trình sản xuất thức ăn chăn ni gà giai đoạn 1- 14 ngày tuổi Công ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam, chi nhánh Xuân Mai, Hà Nội 18 Hình 1. 11