Trong toàn bộ quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi, hệ thống ép viên có vai trò quan rất quan trọng, quyết định tính chất dinh dưỡng, hình dạng, độ bền, độ cứng, độ bụi của viên cám. Ngoài ra, nhiệt độ trong máy ép viên cũng có ảnh hưởng tới hoạt động của vi sinh vật, các chất dinh dưỡng, enzyme trong nguyên liệu, enzyme bổ sung thêm vào thức ăn chăn nuôi.
Chính vì vậy, trong quá trình ép viên khi nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng đến hàm lượng levan còn lại trong cám thành phẩm, gây hao hụt và mất chất dinh dưỡng. Trong nghiên cứu này sẽ giúp lựa chọn được nhiệt độ ép viên thích hợp để giữ được hàm lượng levan cao nhất sau khi ép viên.
Thí nghiệm nhiệt độ máy ép viên ở các mức 700C, 800C, 900C được thực hiện tại máy cám viên thuộc phòng sản xuất Công ty cổ phần chăn nuôi C.P Việt Nam, phân tích hàm lượng levan dựa trên xác định hàm lượng đường tổng số trong mẫu cám thành phẩm, phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng, chỉ tiêu cảm quan và các chỉ tiêu vi sinh cho kết quả theo các bảng dưới đây:
Bảng 3.4. Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng khi bổ sung chế phẩm levan
Chỉ tiêu (%)
Công thức đối chứng Công thức 1
700C 800C 900C 700C 800C 900C Đường tổng số 6,29 ± 0,01 6,28 ± 0,01 6,29 ± 0,01 6,35 ± 0,01 6,36 ± 0,01 6,36 ± 0,01 M 11,5 ± 0,05 11,0 ± 0,05 10,8 ± 0,05 11,5 ± 0,05 11,1 ± 0,05 10,8 ± 0,05 CP 21,8 ± 0,05 21,5 ± 0,05 20,9 ± 0,05 21,9 ± 0,05 21,5 ± 0,05 21,0 ± 0,05 Fat 4,8 ± 0,1 4,5 ± 0,1 4,3 ± 0,1 4,8 ± 0,1 4,6 ± 0,1 4,2 ± 0,1 Fib 2,3 ± 0,05 2,2 ± 0,05 2,0 ± 0,05 2,3 ± 0,05 2,1 ± 0,05 2,0 ± 0,05 GE (Kcal/kg) 3120 ± 2,5 3121 ± 2,5 3123 ± 2,5 3140 ± 2,5 3141 ± 2,5 3140 ± 2,5 Ca 0,71 ± 0,05 0,70 ± 0,05 0,69 ± 0,05 0,70 ± 0,05 0,70 ± 0,05 0,69 ± 0,05 P 0,77 ± 0,05 0,72 ± 0,05 0,70 ± 0,05 0,77 ± 0,05 0,72 ± 0,05 0,70 ± 0,05 Lysin 0,04 ± 0,001 0,03 ± 0,001 0,02 ± 0,001 0,04 ± 0,001 0,03 ± 0,001 0,02 ± 0,001
Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra cảm quan khi bổ sung chế phẩm levan trong công thức thức ăn chăn nuôi
Chỉ tiêu Công thức đối chứng Công thức 1
700C 800C 900C 700C 800C 900C
Độ bền (%) 98,0± 0,5 95,6± 0,6 94,3± 0,5 98,0± 0,6 95,6± 0,5 94,4± 0,5 Độ cứng (kg) 2,0± 0,1 2,2± 0,1 2,5± 0,1 2,0± 0,1 2,2± 0,1 2,5± 0,1 Độ bụi (%) 2,0± 0,1 4,6± 0,1 5,7± 0,1 2,0± 0,1 4,4± 0,1 5,6± 0,1
Bảng 3.6. Kết quả phân tích vi sinh khi bổ sung chế phẩm levan trong thức ăn chăn nuôi
Chỉ tiêu Công thức đối chứng Công thức 1
700C 800C 900C 700C 800C 900C Tổng vi khuẩn hiếu khí (CFU/g) 3.2x10 4 <103 <103 3x104 <103 <103 Tổng nấm men, nấm mốc (CFU/g) <102 <102 <102 <102 <102 <102 Samonella (CFU/25g) 0 0 0 0 0 0 E. coli (CFU/g) <101 <101 <101 <101 <101 <101 Aspergillus (CFU/1g) 0 0 0 0 0 0 Coliform (CFU/g) <101 <101 <101 <101 <101 <101
Ghi chú:Kết quả hiển thị <101CFU/g khi không có khuẩn lạc mọc trên đĩa.
Từ kết quả bảng 3.4 nhận thấy các thành phần dinh dưỡng cơ bản bao gồm: CP, Fat, Fib, GE, Ca, P, Lysin đều không có sự thay đổi. Tuy nhiên, do nhiệt độ ép viên tăng cao từ 70 - 900C làm cho độ ẩm cám bị giảm dần từ 11,5% (700C) xuống còn 10,8% (900C) nguyên nhân do tác dụng của nhiệt cao làm khô nguyên liệu đồng thời lượng nước bốc hơi nhanh qua tác động của khuôn ép. Hàm lượng đường tổng số của công thức đối chứng và công thức 1 đều không bị ở mức nhiệt độ 700C đến 900C. Ở cả 3 mức nhiệt vẫn đảm bảo giữ được hàm lượng đường tổng số trong mẫu cám là 6,35 - 6,36% và cao hơn so với cùng nhiệt độ này ở công thức đối chứng.
Kết quả ở bảng 3.5 cho thấy tiêu chuẩn cảm quan và tính chất vật lý, khi tăng nhiệt độ ép viên lên cao dần từ 800C đến 900C làm cho viên cám có màu sẫm hơn so với mức 700C, điều này có thể lý giải do mức nhiệt quá cao làm các chất trong
nguyên liệu như đường, tinh bột, cellulose… bị phá hủy và làm ảnh hưởng tới mùi vị của cám thành phẩm. Các chỉ tiêu về độ bền, độ cứng, độ bụi cũng cho thấy, khi tăng nhiệt độ lên cao làm cho viên cám bị mất dần độ ẩm, ở mức nhiệt độ 800C và 900C làm cho viên cám cứng lại nhưng lại dễ bị gãy do va đập, chính vì vậy không đạt tiêu chuẩn về độ bền và độ bụi cho phép. Vì vậy, ở mức nhiệt độ ép viên 700C đạt yêu cầu chất lượng về cảm quan và chất lượng sản phẩm.
Khi sản phẩm cám có bổ sung levan ép viên ở các nhiệt độ khác nhau (700C, 800C, 900C), kết quả bảng 3.6 nhận thấy các vi khuẩn E. coli, Coliform đều nằm trong giới hạn của TCVN (QCVN 01 - 190), tổng lượng vi khuẩn hiếu khí, tổng nấm men, nấm mốc nằm trong khoảng 103 đến 3,2x104 CFU/g và nằm trong TCVN cho phép (QCVN 01 - 190). Các vi khuẩn Salmonella và Aspergillus nhận thấy không có sự xuất hiện của khuẩn lạc mọc trên đĩa.
Vì vậy, nhiệt độ 700C đều cho kết quả đạt tiêu chuẩn theo quy định chất lượng cám ép viên, đồng thời khi bổ sung 0,1% levan trong công thức cũng không làm ảnh hưởng đến chỉ tiêu vi sinh trong loại cám này.
Vì vậy, mức nhiệt 700C là mức nhiệt an toàn để sản xuất thức ăn chăn nuôi khi bổ sung tỷ lệ levan 0,1%.
Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của tác giả Ward và cs (2020) khi đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến thành phần dinh dưỡng của cám ép viên, mức nhiệt được tác giả lựa chọn thích hợp mức 70 - 770C để tiêu diệt được hết các vi khuẩn có hại nhưng vẫn đảm bảo được hàm lượng amino acid, enzyme trong thành phẩm và mức nhiệt trên 850C được chứng minh là làm giảm khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng ở gà thịt (Boroojeni và cs, 2014).
Thêm vào đó, nhiệt độ trên 700C cũng làm giảm khả năng hoạt động của enzyme phytase có trong nguyên liệu và enzyme bổ sung vào cám thành phẩm (Jongbloed và cs, 1990) làm enzyme bị biến tính, có ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa của động vật (Gehring và cs, 2011).
Qua các nghiên cứu trên đã xác định được tỷ lệ levan phối trộn trong công thức cám là 0,1% và nhiệt độ ép viên thích hợp là 700C.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Qua quá trình nghiên cứu nghiên cứu các điều kiện thu nhận levan từ B. subtilis và bước đầu ứng dụng sản xuất thức ăn chăn nuôi cho gà cảnh giai đoạn 1- 14 ngày tuổi chúng tôi đưa ra một số các kết luận sau:
- Xác định được ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường và điều kiện nuôi cấy đến quá trình sinh tổng hợp và thu nhận levan từ B. subtilis: Nồng độ sucrose 80 g/l, pH 7, nguồn nito YE, nồng độ nito 2 g/l, tỷ lệ giống cấp 7,5%; tốc độ lắc 150 vòng/phút với hàm lượng levan thu được là 18,71 g/l;
- Xác định được điều kiện tối ưu hóa cho quá trình sinh tổng hợp levan của chủng B. subtilis: nồng độ sucrose 80 g/l, pH 8, nguồn nito YE, nồng độ nito 2,3 g/l, tỷ lệ giống cấp 7,5%; tốc độ lắc 120 vòng/phút cho hàm lượng thu được: 21,05 g/l;
- Đã xác định được dung môi hữu cơ kết tủa levan là ethanol 96o với tỷ lệ thể tích dịch levan và dung môi là 1:3, nhiệt độ kết tủa -5 oC trong thời gian 3 giờ;
- Xác định được tỷ lệ bổ sung levan trong thức ăn chăn nuôi cho gà cảnh giai đoạn 1 - 14 ngày tuổi là 0,1% và nhiệt độ ép viên cám thành phẩm 700C.
2. Kiến nghị
Đề tài đưa ra một số kiến nghị như sau:
-Xác định sự sinh trưởng của gà cảnh giai đoạn 1 - 14 ngày tuổi sử dụng thức ăn chứa 0,1% levan;
-Tinh sạch chế phẩm levan thu được để ứng dụng rộng hơn trong thực phẩm; -Nghiên cứu tính chất và xác định khối lượng phân tử của levan thu được.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Nguyễn Đức Duy Anh (2005), Phân lập và khảo sát một số đặc điểm của vi khuẩn
Latobacillus acidophilus và Bacillus subtilis, Khóa luận tốt nghiệp, đại học nông - lâm TP. HCM.
2. Tô Minh Châu (2000), Giáo trình vi sinh vật ứng dụng trong chăn nuôi.
3. Nguyễn Duy Khánh (2006), Khảo sát điều kiện nuôi cấy và sinh bào tử từ vi khuẩn Bacillus subtilis, Khóa luận tốt nghiệp, đại học nông - lâm TP. Hồ Chí Minh.
4. QCVN 01 - 190: 2020/BNNPTNT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thức ăn chăn nuôi - hàm lượng tối đa cho phép các chỉ tiêu an toàn trong thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu sản xuất thức ăn thủy sản.
5. Phạm Hồng Sơn (2006), Giáo trình kỹ thuật cơ bản trong sinh học phân tử, Nxb đại học Huế.
6. Vũ Thị Thứ (1996), Nghiên cứu đặc điểm sinh học và khả năng ứng ụng của một số chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus subtilis, Luận văn phó tiến sĩ khoa học sinh học, Viện sinh học nhiệt đới.
7. Nguyễn Thanh Thủy (2007), Nuôi cấy Bacillus subtilis thu nhận enzyme α - amylase và ứng dụng trong công nghiệp sản xuất Detrin, Khóa luận tốt nghiệp, đại học Nông - lâm TP. Hồ Chí Minh.
8. Nguyễn Thị Thúy (2012), Biểu hiện β - Galactosidase trong vi khuẩn Bacillus subtilis, Luận văn thạc sỹ sinh học, ĐH Khoa học tự nhiên - ĐHQGHN.
9. Trần Thanh Thủy (1998), Hướng dẫn thực hành vi sinh vật học, Nxb giáo dục.
10.Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4326:2001), Thức ăn chăn nuôi, xác định độ ẩm và hàm lượng chất bay hơi khác.
11.Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4594:1988), Đồ hộp - phương pháp xác định đường tổng số, đường khử và tinh bột.
12.Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 8128:2015), Vi sinh vật trong thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và nước - chuẩn bị, sản xuất, bảo quản và thử hiệu năng của môi trường nuôi cấy.
13.Nguyễn Minh Trí (2011), Điều kiện thích hợp nuôi cấy chủng Bacillus subtilis
CB15 sinh protease trên môi trường dịch ép đầu tôm.
14.Tống Ngọc Triêm (2010), Tổng quan về enzyme ngoại bào của Bacillus subtilis,
Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội - ĐHQGHN.
15.Đặng Ngọc Phương Uyên (2007), Phân lập vi khẩn Bacillus subtilis từ đất và khảo sát tính đối kháng với vi khuẩn E. coli gây bệnh tiêu chảy trên heo, Tạp chí khoa học đại học Nông - lâm TP. HCM.
16.Nguyễn Thị Bảo Uyên, Trần Thị Thu Hà, Nguyễn Thúy Hương, Trần Thị Hồng Châu, Lê Thị Hồng Ánh, Trần Chí Hải (2018), Khảo sát quá trình kết tủa protein từ dịch trích ly rong mền Chaetomorpha sp. bằng acid và cồn.
17.Hà Thị Thụy Vy, Trần Thanh Trúc và Nguyễn Văn Mười (2016), Ảnh hưởng của dung môi và thời gian kết tủa đến hiệu quả tinh sạch sơ bộ enzyme protease trích ly từ thịt đầu tôm, Tạp chí khoa học trường đại học Cần Thơ, Số chuyên đề: Nông nghiệp (Tập 1): 9-17.
Tài liệu tiếng anh
1. Abdel - Fattah, D. Mahmoud & M. Esawy (2005), Production of levansucrase from
Bacillus subtilis NRC 33 and enzymic synthesis of levan and fructo – oligosaccharides, Curr Microbiol, 51, 402 - 407.
2. Abdel - Fattaha, A. G. Eldeenb, W. A. Helmya & M. A. Esawy (2012), Antitumor and antioxidant activities of levan and its derivative from the isolate Bacillus subtilis NRC1aza, Carbohydrate Polymers, 89, 314 - 322.
3. Ammar, T. Matsubara, K. Ito, M. Izuka, T. Limpaseni, P. Pongsasdi & N. Minnamiura (2002), Characterion of a thermostable levansucrase from Bacillus sp TH4 - 2 capable of producing high molecular weight levan at high temperature, J Biotechnol, 99, 111 - 119.
4. Ankom technology method 10,12-06-06 (AOCS approved produre Ba 6a -05),
Crude Fiber in Feed by Filter Bag Technique.
5. Ankom technology method 2 01-30-09 (AOCS official produre Am5-04),Rapid Determination of Oil/Fat Utilizing High Temperature Solvent Extraction.
7. AOAC 927.02 (2016), Dertermination of calcium content.
8. AOAC 965.17 (2016), Phosphorus in animals feed and pet food.
9. Aridson, B. T. Rinehart, B. T. Rinehart & F. Cadala - Maria (2006), Concentraion regimes of solutions of levan polysaccharide from Bacillus spp, Carbohyd Polymes, 65, 144 - 149.
10.Arvidson S.A., Rinehart B.T., Gadala M.F (2006), Concentraion regimes of solutions of levan polysaccharide from Bacillus spp, Carbohyd Polymes, 65, 144 - 149.
11.Ashson acton (2012), Advances in halomonadaceae research and application. Scholarly editions, ISBN: 987-1-4816-3994-8.
12.Berte, D. Borsato, P. S. Sila, J. A. Rignoli & M. A. P. C. Celligoi (2013), Statistical optimization of levansucrase production from Bacillus subtilis ATCC 6633 using response surface methodology, African Journal of Microbiology Rseach, 7 (10), 898 - 905.
13.Bersaneti, G.T., Pan, N.C., Baldo, C., Celligoi, M.A.P.C. (2018), Co-production of fructooligosaccharides and levan by levansucrase from Bacillus subtilis natto with potential application in the food industry, Appl. Biochem. Biotechnol. 184 (3), 838–851. 14.Beste calimlioglu (2014), Purification and Characterization of Levansucrase by
Halomonas smyrnensis AAD6T.
15.Boroojeni F.G, Mader A., Knorr F., I. Ruhnke I., Röhe I., Hafeez A., Männer K., Zentek J. (2014), The effects of different thermal treatments and organic acid levels on nutrient digestibility in broilers Poult, Poult Sci, 93(5):1159-71. doi: 10.3382/ps.2013-03563.
16.Boroojeni, A. Mader, F. Knorr, I. Ruhnke, I. Röhe, A. Hafeez, K. Männer,
J. ZentekThe effects of different thermal treatments and organic acid levels on nutrient digestibility in broilers Poult. Sci, 93 (2014), pp. 1159-1171.
17.Bruna Caroline Marques Goncalves, Cristiani Baldo, Maria Antonia Pedrine Colabone Celligoi (2015), Levan And Levansucrase Mini Review.
18.Bruna Caroline Marques Gonçalves, Janaina Mantovan, Mara Lúcia Luis Ribeiro, Dionísio Borsato, Maria Antonia Pedrine Colabone Celligoi (2013), Optimization production of thermo active levansucrase from Bacillus subtilis Natto CCT 7712, Journal of Applied Biology & Biotechnology Vol. 1 (02), pp. 001-008, July - Aug. 2013.
19.Calazans, C. E. Lopez, R. M. O. C. Lima & F. P. Franca (1997), Antitumour activities of levans produced by Zymomonas mobilis strains. Biotechnology Letter,
19, 19 - 21.
20.Devi & A. Alamu (2013), Production of Biopolymer Levan by Bacillus subtilis
using Non-Ionic Surfactants, Asian J. Pharm. Tech, 3, 37 - 41.
21.El-Safty E., Ahmed E.F., Helmy W.A., Mansour N.M., El-Senousy W.M. (2012), Antiviral levans from Bacillus spp. isolated from honey, Intech DoI, 10: 5772 - 5248.
22.European directive 98/64EC, 2257/16, Watera acquiry UPLC H-class aminoacid analysis system guide, Revision A-2012.
23.Euzenat, A. Guilbert & D. Combes (1996), Production of fructo -oligosaccharides by levansucrease from Bacillus subtilis C4, Process Biochem, 32, 237-243.
24.Gabrielly T.B., Nicole C.P., Cristiani B., Maria A.P.C.C. (2017), Co-production of fructooligosaccharides and levan by levansucrase from Bacillus subtilis natto with potential application in the food industry, Appl Biochem Biotechnol, 184(3):838- 851. DOI 10.1007/s12010-017-2587-0.
25.Gehring C.K., Lilly K.G.S., Shires L.K., Beaman K.R., Loop S.A., Moritz J.S. (2011), Increasing mixer-added fat reduces the electrical energy required for pelleting and improves exogenous enzyme efficacy for broiler, J. Appl. Poult. Res, 20: 75-89.
26.Han, & A. M. Clarke (1990), Production and characterization of microbial levan, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 38, 393-396.
27.In Young Bae, Im-Kyung Oh, Suyong Lee, Sang-Ho Yoo, Hyeon Gyu Lee (2007), Rheolo gical Characterization of Levan Polysaccharides from Microbacterium Laevaniformans.
28.ISO 5983-2, AOAC 2011.11, Protein determanation in animals feed using colorimetric titration.
29.Jaecho C., Hee P.N., Jae Y.S., Ho L.T. (2001), Molecular and enzymatic characterization of levan fructotransferase from Microbacterium sp, AL - 210. J Biotechnol, 91: 49 - 61.
30.Jaecho, P. N. Hee, Y. S. Jae & L. T. Ho (2001), Molecular and enzymatic characterization of levan fructotransferase from Microbacterium sp, AL - 210. J Biotechnol, 91 49 - 61.
31.Jang, K. B. Song, C. H. Kim, B. H. Chung, S. A. Kang, U. H. Chun, R. W. Choue & S. K. Rhee (2001), Comparison of characteristics of levan produced by diferent preparations of levansucrase from Zymomonas mobilis, Biotechnology Letter, 23, 339 - 344.
32.Jongbloed A.W., Kemme P.A. (1990), Effect of pelleting mixed feeds on phytase activity and the apparent absorbability of phosphorus and calcium in pigs Anim,
Feed Sci. Technol, 28: 233-242.