3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.4. TỔNG QUAN VỀ RAU XÀ LÁCH
1.4.1. Giới thiệu chung về rau xà lách
1.4.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Rau xà láchcòn gọi là cải bèo có tên khoa học là Lactura sativa L., tên tiếng Anh: Lettuce(Phạm Hoàng Hộ, 1999).
Trần Khắc Thi và cs (2005), vùng tiểu Á Trung Đông được xem là quê hương của xà lách. Hiện nay loại rau này đã được sử dụng và gieo trồng rộng rãi khắp các nước trên thế giới.
Nguyễn Mạnh Chinh và cs (2007), xà lách chủ yếu dùng ăn sống, cùng với các loại rau gia vị, là món ăn phổ biến ở nước ta và nhiều nước khác. Trong xà lách có nhiều khoáng chất và vitamin, đặc biệt là vitamin E và C. Ngoài ra còn có chất lactucarium là một chất có hoạt tính sinh hoạt cao, có tác động đến thần kinh, làm giảm đau và gây ngủ. Xà lách còn có tác dụng giải nhiệt, kích thích tiêu hóa, lợi sữa, trị ho, suy nhược tâm thần, táo bón, thấp khớp. Từ cây xà lách và rau diếp có thể chiết ra một loại dịch như nhựa, chế thành siro hoặc để khô làm thành viên thuốc chữa bệnh. Ở nước ta, cây xà lách trồng được ở các vùng từ Bắc đến Nam, như trong điều kiện lạnh và đủ ấm cây mới cuốn, vì vậy ở miền Bắc và vùng Đà Lạt trồng nhiều hơn.
Xà lách lá thực vật thượng đẳng có đơn vị phân loại như sau: Ngành hạt kín: Angiospermatophyta
Lớp hai lá mầm: Dicotyledoneae
Bộ cúc: Asterales
Chi: Lactuca
Giống xà lách: Lactuca saviva .L
Có giống xà lách lá trắng, cuộn chặt (gọi là xà lách trứng). Có giống lá xanh, mép lá hơi xoăn, không cuộn (gọi là xà lách xoăn).
Hình 1.3. Rau xà lách 1.4.1.2. Giá trịdinh dưỡng và sử dụng
Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của rau xà lách
(Nguyễn Công Khẩn và cs, 2007)
Thành phần dinh dưỡng Đơn vị tính Hàm lượng
Hàm lượng nước g 95,0
Vitamin C mg 15,0 Đường khử (g/100g) g - Canxi mg 77,0 Sắt mg 0,9 Magie mg 18,0 1.4.2. Đặc điểm thực vật học
Nguyễn Mạnh Chinh và cs (2007), xà lách là cây thân thảo sống hàng năm. Thân thẳng, hình trụ và có thể phân cành, rễ chùm khá phát triển.
Lá mọc quanh thân, các lá phía gốc mọc chụm với nhau, có cuống, còn các lá phía trên không cuống, có 2 tai lá. Phiến lá hình hơi tròn, nhăn nheo, quăn ở mép. Trong thân và cuống lá có mủ trắng.
Chùm hoa ở đầu thân, dạng chùy kéo dài, mang nhiều hoa nhỏ màu vàng, hình môi.
Quả bế có lông trắng, trong chứa nhiều hạt nhỏ.
1.4.3. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh
Xà lách thích hợp trong khoảng nhiệt độ 15 - 20oC vào ban ngày và đêm lạnh. Nhiệt độ trên 25oC bắp hình thành không chặt. Quá trình tạo bắp sẽ không diễn ra khi nhiệt độ trên 28oC. Xà lách xoăn khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn xà lách cuốn. Bộ rễ của xà lách rất yếu, vì vậy cần trồng trên đất giàu dinh dưỡng, khả năng giữ nước tốt, đất pha cát hơi kiềm. Xà lách không chịu được hạn và đất chua (pH<6) (Trần Khắc Thi và cs, 2005).
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ĐẾN ĐỀ TÀI
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Việc sản xuất chế phẩm amylase và protease từ nấm mốc A. oryzae được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong thực phẩm như: Một nhóm tác giả chọn tỷ lệ nấm mốc bổ sung là 0,2% khi nghiên cứu điều kiện sản xuất koji tương từ A. oryzae (Oyashiki và cs, 1989). Năm 1996, Carlsen và cs đã nghiên cứu động học hoạt tính của α - amylase từ A. oryzae. Fujita và cs (2003), sản xuất hai loại phytase từ A. oryzae trong việc tạo ra koji công nghiệp. Ngoài ra, Wang và cs (2005), đã nghiên cứu sản xuất chế phẩm protease từ A. oryzae trong quá trình lên men bột.
dịch đạm thủy phân ví dụ như tại Pháp, Guerard (2002), đã ứng dụng công nghệ enzyme trong sản xuất dịch đạm thủy phân từ phế thải của nhà máy sản xuất cá hộp, từ đó tận dụng được nguồn phế liệu và giảm thiểu các chi phí xử lý môi trường.
Năm 2013, Wan và cs đã nghiên cứu sự phát triển của nước tương từ đậu nành hữu cơ so với đậu nành không hữu cơ, lên men nước tương với chế phẩm A. oryzae. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng acid béo không no trong nước tương lên men bằng đậu nành hữu cơ cao hơn mẫu đối chứng.
Năm 2016, Sun và cs đã nghiên cứu bổ sung chế phẩm (từ A. oryzae) giúp giảm thời gian lên men, làm tăng hàm lượng amino acid, đạm amino, chất chống oxy hóa, màu sắc cân bằng và mùi vị có thể chấp nhận hơn, ít xuất hiện các mùi vị không mong muốn. Phương pháp lên men nhanh này hiệu quả trong việc sản xuất nước mắm có chất lượng cao.
Phân bón hữu cơ dạng lỏng là một sản phẩm từ quá trình lên men sinh học rau quả, chất thải động vật và vi sinh vật hữu ích. Những vi khuẩn này giúp phân hủy chất dinh dưỡng trong thực vật làm cho chúng trở thành một chất dinh dưỡng có giá trị tiềm năng - nguồn phân hữu cơ phong phú. Khi nguyên liệu được xử lý bởi vi khuẩn, chất chuyển hóa, chẳng hạn như protein, amino acid, acid hữu cơ kích thích tố tăng trưởng, vitamin và enzyme được giải phóng, rất hữu ích cho sự phát triển hiệu quả của thực vật (Pangnakorn và cs, 2009).
Năm 2017, Busato và cs đã tiến hành nghiên cứu sản xuất phân bón từ hỗn hợp cá phế thải và cỏ nghiền nhỏ theo tỷ lệ 3:1, khảo sát chất lượng phân ủ và sử dụng phân ủ làm nguồn axit humic (HA) kích thích sự phát triển của rau diếp.
Năm 2015, Fahlivi đã tiến hành nghiên cứu sản xuất phân bón lỏng từ nội tạng cá bằng ba phương pháp: sử dụng NaOH 1M, dùng enzyme tự nhiên; dùng enzyme alcalase. Kết quả phân tích chất lượng cho thấy, phân bón xử lý alcalase có hàm lượng dinh dưỡng cao như 2,11% nitơ, 0,22% phospho và 0,25% kali. So sánh phân bón từ nội tạng cá với phân bón công nghiệp (Maxicrop) khi ứng dụng trồng trên hành tây và tỏi cho thấy tỷ lệ tăng trưởng cao nhất (92,60% đối với hành tây và 105,55% đối với tỏi) và chiều cao cây (38,50 cm đối với hành tây và 50,13 cm đối với tỏi). Phân bón xử lý xử lý alcalase rất hiệu quả để được sử dụng làm phân bón để trồng hành và tỏi sản xuất tổng tỷ lệ và năng suất cao hơn so với phân bón công nghiệp (Maxicrop).
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Năm 2006, Đặng Thị Mộng Quyên và cs tiến hành thủy phân cá phèn và cá ngân phế liệu bằng phương pháp thủy phân kết hợp enzyme protease và acid. Kết quả với điều kiện thủy phân bằng enzyme: tỷ lệ muối 3%, tỷ lệ dịch chiết enzyme 20%, nhiệt độ thủy phân 50oC, điều kiện thủy phân bằng acid: tỷ lệ muối 3%, nhiệt độ thủy
phân 90oC, thể tích HCl 7N 20%, trung hòa bằng Na2CO3 20%. Dịch thủy phân có hàm lượng đạm tổng số 39 g/L, đạm amin 21,6 g/L, đạm amoniac 3,95 g/L.
Năm 2006, Lê Văn Việt Mẫn và cs đã khảo sát một số tính chất của chế phẩm protease từ A. oryzae trên canh trường nuôi cấy bề mặt và ứng dụng enzyme trong sản xuất nước mắm, nhóm tác giả đã chứng minh được nấm mốc A. oryzae có thể sản sinh ra được loại protease có khả năng chịu được nồng độ muối cao do đó có thể rút ngắn được thời gian thủy phân protein cá trong quá trình chượp.
Nguyễn Thị Mỹ Hương (2012), sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme protamex 0,5% ở nhiệt độ 45oC và pH tự nhiên trong thời gian 6 giờ, tỷ lệ nước với nguyên liệu là 1:1. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ thủy phân và tỷ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thủy phân tăng lên cùng sự tăng thời gian thủy phân. Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đã đạt được 30,1% và tỷ lệ thu hồi nitơ là 85,1%. Sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng có hàm lượng protein 88,2%, lipid 1,4% và tro 8,3%. Sản phẩm thủy phân protein này có hàm lượng amino acid không thay thế cao và có thể được sử dụng trong sản xuất thức ăn cho người và động vật. Dầu đầu cá ngừ thu được từ sự thủy phân giàu acid béo omega 3, đặc biệt là acid docosahexaenoic (DHA) và acid eicosapentaenoic (EPA). Các acid béo có hàm lượng cao trong dầu đầu cá ngừ là acid palmitic, acid stearic, acid oleic, DHA và EPA. Năm 2014, Nguyễn Thị Mỹ Hương đã nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của các sản phẩm thủy phân từ đầu và xương cá chẽm bằng enzyme flavourzyme. Kết quả nghiên cứu cho thấy bột thủy phân protein có hàm lượng protein cao (81,5%), hàm lượng lipid thấp (1,8%). Các sản phẩm được tạo ra từ sự thủy phân đầu và xương cá chẽm có thể được ứng dụng vào trong thực phẩm cho con người hoặc thức ăn cho nuôi trồng thủy sản. Phạm Đình Dũng và cs (2013), đã sử dụng enzyme alcalase thủy phân phụ phẩm cá tra tối ưu trong điều kiện pH 8, nhiệt độ 65oC và thời gian là 120 phút. Để bảo quản dịch thủy phân thì bổ sung 0,5% natribenzoat cho hiệu quả, dịch sau khi thủy phân phụ phẩm cá tra có hàm lượng các chất: 1,2% N; 0,11% P2O5; 0,12% K2O; 18 ppm Fe; 11 ppm Zn; 3,4 ppm Mn; 1 ppm Cu; 17 ppm Bo.
Năm 2013, Nguyễn Hiền Trang và cs đã sản xuất chế phẩm koji có hoạt độ protease ngoại bào cao từ chủng A. oryzae N2 nuôi cấy trên môi trường bán rắn gồm 74% cám gạo, 6% bột mì, 20% trấu, độ ẩm ban đầu của cơ chất là 55% và tỷ lệ nấm mốc bổ sung vào là 0,3%. Với các điều kiện trên, thời gian thu nhận chế phẩm thích hợp là sau 72 giờ lên men.
Trần Thanh Dũng (2009), nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn B. subtilis thủy phân phụ phẩm cá tra (Panagasius hypophthalmus) tạo ra dịch đạm cao làm phân bón sinh học hữu cơ phục vụ sản xuất rau sạch và an toàn là mục tiêu chính của đề tài nghiên cứu. Thí nghiệm được bố trí theo thừa số 3 nhân tố, mỗi nhân tố có 3
mức độ đối với chế phẩm vi khuẩn, muối và pH để có dịch đạm thủy phân đạt hàm lượng đạm amin cao và đạm amoniac thấp. Sử dụng dịch đạm thủy phân làm phân bón lá và phân bón viên bón cho cây hẹ (Allium tuberosum), đánh giá năng suất và hàm lượng nitrate so với kiểu bón phân của nông dân và một số phân bón khác. Kết quả tỷ lệ tối ưu giữa các thành phần bổ sung chế phẩm vi khuẩn B. subtilis là 1,4%, muối 7% và pH 5,2 cho thấy mật độ vi khuẩn thủy phân protein cao và hàm lượng đạm amin đạt cao nhất (49,88 g.kg-1 chất khô), đạm amoniac thấp nhất (5,0 g.kg-1 chất khô) vào ngày thủy phân thứ 10. Dịch đạm thủy phân này phù hợp để làm phân bón. Cây hẹ đạt năng suất cao (2,61 kg rau tươi 1,0 m-2) và hàm lượng nitrate thấp (281,95 mg.kg-1 rau tươi) ở nghiệm thức phân bón lá của dịch đạm thủy phân, (2,54 kg rau tươi 1,0 m-2) và hàm lượng nitrate (268,36 mg.kg-1 rau tươi) ở nghiệm thức phân bón viên của dịch đạm thủy phân, đạt tiêu chuẩn rau an toàn (hàm lượng nitrate < 300 mg.kg-1 rau tươi).
Trần Thị Tường Linh và cs (2017), đã sử dụng chế phẩm phân bón lá NACEN – Trùn quế (Hydrolysis earthworm) do Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại thành phố Hồ Chí Minh sản xuất theo công nghệ thủy phân thịt Trùn quế bằng dung dịch kiềm (NaOH) và men protease, bổ sung khoáng chất để bón trực tiếp qua lá cho rau cải ngọt và cây cà chua thu được kết quả: với liều lượng 10, 20 và 30 mL/8L trên cây cải ngọt giúp tăng năng suất 14 - 39% so với đối chứng, với liều lượng 15, 30 và 45 mL/8L trên cây cà chua cải thiện sự sinh trưởng của cây, năng suất quả tăng 10 - 27%. Lê Công Toàn (2007), đã phối trộn chế phẩm cá và mùn cưa theo các tỷ lệ 4:1, 3:1, 9:4 sau đó phun chế phẩm vào các mẫu đã phối trộn với liều lượng 1 L/m3 và đem ủ kị khí. Trong quá trình ủ có đảo trộn và phun định kỳ. Kết quả cho thấy các mẫu phân phối rộng theo tỷ lệ 3:1, 9:4 đều đạt tiêu chuẩn quy định trong sản xuất phân bón về hàm lượng chất hữu cơ và axit humic. Tuy nhiên cũng có một vài chất không đạt như hàm lượng kali vì vậy các tác giả khuyến cáo cần bổ sung thêm chất này trong quá trình ủ phân.
Nguyễn Thị Quỳnh Trang và cs (2017), đã thử nghiệm việc lên men bã đậu nành bằng chế phẩm vi sinh EM tác động đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua (Solanum lycopersicum L) được trồng trên cát kết quả thu được rất tích cực. Đặc biệt, lượng nitrat thu được trong quá trình trồng nằm trong ngưỡng an toàn đối với người tiêu dùng.
Từ những tham khảo các tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu trong nước và ngoài nước, chúng tôi nhận thấy, các nghiên cứu chủ yếu tập trung việc sử dụng chế phẩm A. oryzae để thủy phân các phế phụ phẩm tạo các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao để ứng dụng trong một số ngành như: thực phẩm, thức ăn chăn nuôi,... Tuy nhiên, việc sử dụng chế phẩm A. oryzae để thủy phân hỗn hợp phụ phẩm giàu đạm (cá phế thải, khô dầu lạc,...) để ứng dụng và nông nghiệp vẫn chưa được thực hiện. Vì vậy,
chúng tôi tiến hành nghiên cứu sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ các phụ phẩm bằng chế phẩm A. oryzae N2 và bước đầu ứng dụng trong nông nghiệp nhằm khảo sát một số yếu tố dinh dưỡng làm tiền đề cho những nghiên cứu tiếp theo.
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2.1.1 Phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Phạm vi nghiên cứu
- Thời gian: Đề tài được thực hiện từ tháng 11/2018 đến tháng 5/2019.
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm khoa Cơ khí - Công Nghệ, khoa Chăn nuôi Thú y, Viện Nghiên cứu và Phát triển (trại Tứ Hạ) trực thuộc Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế.
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu
- Khô dầu lạc với bán kính khoảng 20 cm, loại khô dầu lạc sử dụng là loại bã sau khi ép dầu 01 ngày và được mua tại các cơ sở sản xuất dầu lạc trên địa bàn phường Hương Văn, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Cá phế thải (các loại cá chất lượng kém, đã có hiện tượng hư hỏng) được mua từ các chợ trên địa bàn thành phố Huế (Đông Ba và Tây Lộc).
- Chế phẩm A. oryzae N2 được sản xuất tại khoa Cơ khí - Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế. Chế phẩm A. oryzae N2 có độ ẩm 6,3% với hoạt độ protease đạt 802 (U/g) (Nguyễn Hiền Trang và cs, 2013).
- Rau xà lách: Sử dụng giống rau xà lách xoăn - Tango TN 518 do Công ty TNHH - TM Trang nông phân phối, được trồng tại Viện Nghiên cứu và Phát triển trực thuộc Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.2.1. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá phế thải bằng chế phẩm A. oryzae N2 chế phẩm A. oryzae N2
- Xác định hàm lượng đạm tổng số ban đầu của cá phế thải.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A. oryzae N2 đến quá trình thủy phân cá phế thải.
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân cá phế thải. - Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân cá phế thải.
- Đề xuất quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ cá phế thải bằng chế phẩm A. oryzae N2.
2.2.2. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân khô dầu lạc bằng chế phẩm A. oryzae N2 chế phẩm A. oryzae N2
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến khả năng thủy phân khô dầu lạc.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A. oryzae N2 đến quá trình thủy phân khô dầu lạc.
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân khô dầu lạc.