Với hệ thống này, chúng tôi chủ động thực hiện q trình thuỷ phân với các thơng số có đƣợc từ các thực nghiệm trƣớc đó. Mỗi mẻ lên men chúng tơi thu nhận đƣợc 12 lít dịch thuỷ phân với chất lƣợng đồng đều từ 5 kg trùn thịt với tỷ lệ cơ chất còn lại 4,32 ± 0.52 %
55
Bảng 3.7 Hiệu suất thủy phân trùn quế ở quy mô pilot
Ngà sản xuất Cơ chất còn lại (g) Cơ chất còn lại (%)
25/12/2018 200 4
27/12/2019 250 5
07/01/2019 186 3,72
09/01/2019 210 4,2
11/01/2019 235 4,7
3.4 Xác định các điều iện vật lý trong quá trình sấ phun tạo ch phẩm protein dạng ột ở qu mơ phịng thí nghiệm
Thực hiện phối trộn maltose dextrin với dịch thủy phân trùn quế để đạt tỷ lệ chất rắn hòa tan phù hợp. Mỗi nghiệm thức đƣợc thử nghiệm với 100ml dịch thủy phân trùn quế. Với mỗi tỷ lệ chất rắn hồ tan, chúng tơi tiến hành khảo sát với sự thay đổi đồng thời nhiệt độ đầu vào và tốc độ cấp dịch.
56
Bảng 3.8 Công thức khảo nghiệm điều kiện sấy phun dịch thuỷ phân trùn quế
Công thức Tỷ lệ chất rắn hò t n (%) Khối lƣợng maltose dextrin (g) Nhiệt độ uồng sấ (ᵒ C) Tốc độ cấp dịch (ml/phút) CT1 30 30 120 20 CT2 30 30 120 25 CT3 30 30 120 30 CT4 30 30 130 20 CT5 30 30 130 25 CT6 30 30 130 30 CT7 30 30 140 20 CT8 30 30 140 25 CT9 30 30 140 30 CT10 30 30 150 20 CT11 30 30 150 25 CT12 30 30 150 30 CT13 40 40 120 20 CT14 40 40 120 25 CT15 40 40 120 30 CT16 40 40 130 20 CT17 40 40 130 25 CT18 40 40 130 30 CT19 40 40 140 20 CT20 40 40 140 25 CT21 40 40 140 30 CT22 40 40 150 20 CT23 40 40 150 25 CT24 40 40 150 30
Nhiệt độ đầu vào và tốc độ cấp dịch tác động đến tốc độ sấy và hình thành cấu trúc cao trong q trình phun sấy. Do đó các yếu tố này ảnh hƣởng đến hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm. Khi cấp dịch với tốc độ ằng nhau, nhiệt độ đầu vào càng cao thì hàm ẩm càng giảm, nhƣng nếu t ng tốc độ cấp dịch thì hàm ẩm sẽ t ng do nhiệt độ đầu ra giảm. Bên cạnh đó, nếu nhiệt độ đầu vào quá cao, các hoạt chất có giá trị trong cao thu nhận đƣợc sẽ có nguy cơ ị ảnh hƣởng theo chiều hƣớng mất đi. Mục tiêu của chúng tôi là khảo nghiệm sơ ộ điều kiện sấy để áp dụng vào qui mô công nghiệp nhằm sản xuất khối lƣợng lớn cao phục vụ cho thí nghiệm trên đàn heo. Do đó, chúng tơi khơng tiến hành đo đạc các hàm mục tiêu về chất lƣợng cao thu nhận đƣợc từ các khảo nghiệm này. Chúng tôi c n cứ trên đánh giá cảm quan về
57
màu sắc của cao, độ ẩm của cao, hiệu suất thu hồi sơ ộ và khả n ng tái hoà tan của cao để chọn công thức sấy phù hợp nhất để tiến hành trên qui mô lớn. Từ thực nghiệm thu nhận đƣợc, công thức đƣợc chúng tôi chọn là công thức số 8.
Tiến hành khảo sát sơ ộ sản phẩm cao thu nhận từ công thức này, chúng tôi ghi nhận hàm ẩm của sản phẩm đạt 3.89% và hiệu suất thu hồi đạt 90%. Sản phẩm cao thu nhận đƣợc có mùi thơm của nguyên liệu an đầu, màu sắc nâu sáng ắt mắt, khả n ng hoà tan tốt, dịch tái hồ tan thơm và có màu tƣơng đồng với màu của dịch nguyên liệu trƣớc sấy.
Công thức số 8 đƣợc chúng tôi sử dụng cho qui mô pilot với hệ thống sấy phun qui mô 5.000ml/giờ tại Công ty Cổ phần BV pharma - Ấp 2, xã Tân Thạnh Tây, huyện Củ Chi, Tp. Hồ Chí Minh.
58
Hình 3.11 Dịch thuỷ phân trùn đang đƣợc nạp vào máy sấy phun
3.5 Định lƣợng amino acid trong ch phẩm protein thu đƣợc từ quá trình sấ phun ở qu mô công nghiệp
Dịch protein thu đƣợc từ quá trình thủy phân trùn quế ằng enzyme thƣơng mại ở quy mô pilot và chế phẩm protein sau khi sấy phun đƣợc gửi tới Trung tâm sắc ký Hải Đ ng kiểm nghiệm các chỉ tiêu về thành phần và hàm lƣợng amino acid, kết quả nhƣ phụ lục 6 và 7.
So sánh mẫu ột đạm với sản phẩm tƣơng tự trên thị trƣờng - NUTRI-T, cung cấp ởi công ty TNHH Thƣơng mại Đầu tƣ Rena eco, chúng tôi thấy rằng hàm lƣợng amino acid tổng trong mẫu của chúng tôi cao hơn gần 5 lần và thành phần amino acid thiết yếu cho heo cũng cao hơn. Đặc iệt hàm lƣợng threonin cao khoảng gấp 8 lần. Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng và cộng sự n m 2014, tiến hành thủy phân đầu và xƣơng cá chẽm ằng enzyme thƣơng mại Flavourzyme với tỉ lệ 0,5% nguyên liệu sau 6 giờ thu đƣợc hàm lƣợng amino acid tổng: 37,7 ± 0,28 g/
100g ột protein, cao hơn gấp 3 lần so với chế phẩm protein ột của chúng tôi[45]. iaset và cộng sự (2003) thực hiện thủy phân xƣơng cá hồi với enzyme thƣơng mại ProtamexTM của Novozymes với tỉ lệ 0,12% so với cơ chất, sau 60 phút thủy phân ở pH 6,5, 55ºC thu đƣợc 7,88 mg/g amino acid tổng trong dịch protein, thấp hơn gần 8 lần so với mẫu dịch đạm chúng tôi thủy phân đƣợc từ trùn quế [46]. Kechaou và cộng sự (2009) thực hiện thủy phân mực và cá mòi ằng enzyme Alcalase cung cấp
59
ởi công ty Novozyme với tỉ lệ 0,1% so với cơ chất, đồng nhất mẫu với nƣớc cất ở tỉ lệ 1:1, pH 8, 50ºC, 300 rpm trong 24 giờ cho hàm lƣợng amino acid tổng rất cao 3,508 mmol/mg (mực) và 2,751 mmol/mg (cá mịi) nhƣng khơng thu nhận đƣợc histidine - amino acid thiết yếu cho heo con [47].
Với thành phần và hàm lƣợng amino acid thiết yếu và khơng thiết yếu có trong mẫu ột đạm, chúng tôi nhận thấy rằng chế phẩm protein này hồn tồn phù hợp và có triển vọng trong việc sử dụng làm nguồn thức n ổ sung cho heo, đặc iệt là heo con giai đoạn đang cai sữa.
3.6 Bố trí thí nghiệm trên đàn heo con s u c i sữ
Heo đƣợc chia thành 4 lơ thí nghiệm. Mỗi lơ gồm 36 cá thể heo (26 ngày tuổi), trọng lƣợng khoảng 7±1 kg/cá thể. Mỗi lô đƣợc nuôi trong 4 ô chuồng nuôi riêng iệt, 2 ô chuồng n chung 1 máng và nuôi đến khi heo đƣợc xuất sang chuồng nuôi heo thịt (khoảng 4 tuần). Bố trí thí nghiệm nhƣ sau:
ơ thí nghiệm A: Đối chứng, chỉ cho n thức n của trại.
ơ thí nghiệm B: Bổ sung 10g chế phẩm ổ sung/kg thức n trộn chung với thức n của trại.
ơ thí nghiệm C: Bổ sung 20g chế phẩm ổ sung/kg thức n trộn chung với thức n của trại.
ơ thí nghiệm D: Bổ sung 30g chế phẩm ổ sung/kg thức n trộn chung với thức n của trại.
3.6.1 Đánh giá trọng lượng heo
Sử dụng lồng cân heo để cân cùng lúc 9 cá thể trong từng ơ chuồng, sau đó cộng chung kết quả của từng lơ thí nghiệm.
60
Bảng 3.9 Kết quả đánh giá sự t ng trọng của heo con khi cho n thức n có ổ sung chế phẩm Ngày Lô TN Tỉ lệ tăng trọng 7 14 21 28 A 118,387 ± 12,180 149,689 ± 17,923 181,104 ± 22,531 222,556 ± 24,788 B 120,395 ± 13,742 147,545 ± 18,571 180,453 ± 16,514 225,203 ± 20,828 C 117,367 ± 11,730 151,256 ± 9,877 192,404 ± 10,797 226,968 ± 11,681 D 117,976 ± 14,579 145,616 ± 17,885 187,559 ± 20,930 217,113 ± 21,024
Hình 3.12 Đồ thị đánh giá sự t ng trọng của heo con khi cho n thức n có ổ sung chế phẩm
3.6.2 Đánh giá tỷ lệ tiêu chảy
Heo đƣợc ghi nhận số lƣợt tiêu chảy theo từng máng n (2 ô chuồng/18 cá thể) trong suốt q trình ni và đƣợc chia làm 4 tuần. Sau 4 tuần cho heo con n thức
61
n có ổ sung chế phẩm, lơ C cho thấy tỉ lệ tiêu chảy ít nhất. Điều này thể hiện sản phẩm thức n ổ sung không ảnh hƣởng đến sức khỏe của heo con,
Bảng 3.10 Kết quả khảo sát tỷ lệ tiêu chảy
Lô thực
nghiệm Tuần thứ 1 Tuần thứ 2 Tuần thứ 3 Tuần thứ 4
Trong 4 tuần A 12,70% 17,86% 2,78% 0,00% 8,33% B 10,32% 14,29% 2,38% 0,00% 6,75% C 7,94% 15,08% 1,59% 0,00% 6,15% D 17,06% 21,83% 3,97% 0,00% 10,71%
3.6.3 Kết quả theo dõi sự thay đổi số lượng bạch cầu của máu heo con khi cho ăn thức ăn có bổ sung chế phẩm
Số lƣợng ạch cầu đƣợc xác định theo mục 2.2.4.6. Số liệu trung ình đƣợc trình ày trong ảng 3.11.
Bảng 3.11 Kết quả kiểm tra ạch cầu trong máu
STT Lơ thí nghiệm T ào (nghìn/mm3)
1 A 22,061 ± 2,215
2 B 25,807 ± 3,641
3 C 19,263 ± 4,581
62
Hình 3.13 Đồ thị đánh giá sự thay đổi số lƣợng ạch cầu trong máu heo con khi cho n thức n có ổ sung chế phẩm ở các tỉ lệ khác nhau
Từ kết quả thống kê ANOVA với hệ số ý ngh a α=0,05 cho thấy khơng có sự khác iệt về số lƣợng ạch cầu giữa các lơ thí nghiệm. Vì vậy việc cho heo con sau cai sữa n thức n có ổ sung thêm chế phẩm không ảnh hƣởng xấu đến sinh lý heo con.
3.6.4 Xác định hàm lượng Phospho trong phân heo con
Heo con đƣợc ố trí thành 4 lơ thí nghiệm nhƣ mục 2.2.4.1. Sau mỗi 7 ngày tiến hành thu nhận chất thải từ mỗi chuồng ni, tiến hành xử lý mẫu, tro hóa và xác định hàm lƣợng phospho phân theo mục 2.2.4.5. Số liệu trung ình đƣợc thể hiện ở ảng 3.13 cho thấy sau khi heo con sử dụng thức n có ổ sung chế phẩm hàm lƣợng Phospho trong phân có sự thay đổi. Đối với lơ D, thí nghiệm cho heo con n thức n có ổ sung chế phẩm nhiều nhất (30g chế phẩm/kg thức n), sau 21 ngày nuôi cho hàm lƣợng Phospho trong phân giảm nhiều nhất - 2,5 lần sau 14 ngày. Điều này chứng minh enzyme phytase vẫn hoạt động tốt trong chế phẩm, thực hiện
63
phản ứng cắt phytate từ nguồn giúp heo con hấp thu phospho vào cơ thể, hạn chế thải phospho theo phân ra ngồi gây ơ nhiễm môi trƣờng [37],[39].
Bảng 3.12 Kết quả định lƣợng phospho phân
Ngày Lô 7 14 21 A 1049,064 ± 158,643 848,854 ± 130,738 669,765 ± 74,771 B 972,599 ± 127,431 762,957 ± 209,570 585,363 ± 37,649 C 1050,903 ± 104,467 711,164 ± 68,914 670,733 ± 151,617 D 1087,314 ± 102,338 800,767 ± 43,310 437,151 ± 6,508
Hình 3.14 Đồ thị hàm lƣợng Phospho trong phân heo
Theo phân tích ANOVA với hệ số ý ngh a α=0,05 kết quả định lƣợng phospho phân có khơng sự khác iệt giữa các lơ thí nghiệm A,B,C,D.
Tuy nhiên, dựa vào các thí nghiệm đánh giá sự t ng trọng, đánh giá sự ảnh hƣởng của chế phẩm lên sức khỏe, hệ miễn dịch của heo con (đánh giá tỉ lệ tiêu chảy, đánh giá hàm lƣợng ạch cầu), chúng tơi nhận thấy kết quả thí nghiệm với lơ C ( ổ sung
64
20g chế phẩm/kg thức n) cho hiệu quả tốt nhất: heo t ng trọng 226,968 ± 11,681%, tỉ lệ tiêu chảy 6,15% trong 4 tuần ni.
3.7 Qu trình sản xuất ột ch phẩm ổ sung
Sau khi thực hiện khảo sát, đánh giá các nghiệm thức thí nghiệm, chúng tơi rút ra quy trình sản xuất ột chế phẩm ổ sung vào thức n ch n nuôi nhƣ sau:
65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. K t luận
Sau thời gian thực nghiệm, kết quả nghiên cứu của đề tài đã đƣợc những thành tựu nhƣ sau:
- Điều kiện thủy phân thịt trùn quế tốt nhất đƣợc ghi nhận là 37ºC, pH 7.0, 10% mật rỉ đƣờng, 5% NaCl và có ổ sung Ca2+
làm chất hỗ trợ hoạt động của enzyme.
- Hệ thống lên men án tự động vận hành tốt với các thông số kỹ thuật đƣợc thu nhận từ thực nghiệm.
- Dịch thủy phân đƣợc ổ sung chất mang (Maltose dextrin) để đạt đƣợc tỷ lệ chất rắn hoà tan ở mức 30% trƣớc khi thực hiện sấy phun sản xuất cao ở điều kiện nhiệt độ đầu vào 140ºC, tốc độ dòng vào 25ml/phút. Cao thu đƣợc đạt yêu cầu về cảm quan và hàm ẩm (3.89%).
- Thức n có ổ sung 20g ột dinh dƣỡng trên một kg thức n của trại có sự gia t ng trọng lƣợng hơn so với các đàn heo khác và đƣợc đánh giá tích cực nhất về ngoại hình.
- Các chỉ tiêu sinh lý thông thƣờng của đàn heo ổn định sau 4 tuần sử dụng ột dinh dƣỡng ổ sung.
- Enzyme phytase có hiệu quả trong việc hỗ trợ hấp thu phospho liên kết có trong thức n ch n nuôi.
2. Ki n nghị
- Trong điều kiện hạn chế về kinh phí và thời gian nghiên cứu, chúng tơi chƣa thật sự thiết kế đƣợc một hệ thống lên men tốt nhất. Chúng tơi mong muốn tiếp tục nghiên cứu hồn thiện hệ thống lên men để gia t ng hiệu suất và tiết kiệm chi phí.
66
- Các enzyme thƣơng mại đƣợc sử dụng hồn tồn có thể đƣợc sản xuất tại phịng thí nghiệm Cơng nghệ vi sinh của trƣờng Đại học Cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, chúng tơi rất mong muốn đƣợc nghiên cứu và sản xuất các chế phẩm enzyme này để phục vụ các nghiên cứu tiếp theo.
- Đề tài chỉ mới khảo nghiệm hiệu quả sử dụng trên đàn heo con sau cai sữa, chúng tôi đề nghị tiếp tục nghiên cứu đánh giá chế phẩm ổ sung ở heo tại các giai đoạn sinh trƣởng khác nhau để gia t ng hiệu quả ch n nuôi.
- Đồng thời chúng tôi kiến nghị đánh giá hiệu quả sử dụng chế phẩm ổ sung trên các đối tƣợng vật nuôi khác nhau.
67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] G. Wu. “Amino acids: Meta olism, functions, and nutrition,” Amino Acids.
Vol. 37, no. 1. pp. 1–17, 2009.
[2] S. W. Kim et al. “Dietary Arginine Supplementation Enhances the Growth of Milk-Fed Young Pigs,” J. Nutr. Vol. 134, no. 3, pp. 625–630, 2018.
[3] X. L. Li et al. “Impacts of amino acid nutrition on pregnancy outcome in
pigs: Mechanisms and implications for swine production1,2,” J. Anim. Sci.
Vol. 88, no. suppl_13, pp. E195–E204, 2009.
[4] G. Wu and C. J. Meininger. “ R Egulation of N Itric O Xide S Ynthesis By D Ietary F Actors,” Annual Review of Nutrition. Vol. 22, no. 1, pp. 61–86, 2002. [5] R. Rezaei et al. “Biochemical and physiological ases for utilization of
dietary amino acids y young Pigs,” Journal of animal science and biotechnology. Vol. 4, no. 7, pp. 1–12, 2013.
[6] B. Tan et al. “Amino acids and immune functions,” Nutr. Physiol. Funct. Amin. Acids Pigs. Vol. 9783709113, pp. 175–185, 2013.
[7] Heger. J. “Essential to non - essential amino acid ratios,” Amino Acids in Animal Nutrition. Vol. 156, pp. 103 - 204, 2003
[8] G. Wu. “Intestinal Mucosal Amino Acid Cata olism,” J. Nutr. Vol. 128, no.
8, pp. 1249–1252, 2018.
[9] G. Wu et al. “Synthesis of citrulline from glutamine in pig enterocytes,” Biochemical Journal. Vol. 299, no. 1. pp. 115–121, 2015.
[10] G. Wu et al. “Glutamine and glucose meta olism in enterocytes of the
neonatal pig,” Am. J. Physiol. Integr. Comp. Physiol. Vol. 268, no. 2, pp.
R334–R342, 2017.
68
the Gut,” J. Parenter. Enter. Nutr. Vol. 14, no. 4_suppl, pp. 109S-113S, 2009. [12] G. Wu. “Functional Amino Acids in Growth ,” Advances, Vol. 4, no. 4, pp.
31–37, 2010.
[13] G. Wu et al. “Arginine nutrition in neonatal pigs.,” J. Nutr. Vol. 134, no. 10 Suppl, pp. 2783S-2790S, 2004.
[14] N. E. Flynn et al. “The meta olic asis of arginine nutrition and
pharmacotherapy,” Biomedicine and Pharmacotherapy. Vol. 56, no. 9. pp.
427–438, 2002.
[15] J. A. Krenkel. “Immune-modulatory actions of arginine in the critically ill,”
Topics in Clinical Nutrition. Vol. 17, no. 4. pp. 85 - 90, 2013.
[16] R. O. Ball et al. “Proline as an essential amino acid for the young pig,” British Journal of Nutrition. Vol. 55, no. 03. pp 659 - 668, 2005.
[17] T. K. Chung and D. H. Baker. “Utilization of methionine isomers and analogs y the pig,” Can. J. Anim. Sci. Vol. 72, no. 1, pp. 185–188, 2010.
[18] P. D. Cranwell et al. “Gastric secretion and fermentation in the suckling pig,”