Một trong những yếu tố quan trọng gây hạn chế sử dụng các sản phẩm từ củ
và lá sắn làm lương thực cho con người và thức ăn cho gia súc là trong sắn có chứa cyanogenic glucosides. Đó là linamarin (linamarosid) và lotaustralin (lotostraloside) (Nartey, 1978 [153]). Linamarin tồn tại trong không bào của tế bào sắn (Mcmahon và cs, 1995 [144]). Quá trình tổng hợp linamarin từ valin còn lotaustralin ñược tổng hợp từ izoleuxin. Hai chất này khi thuỷ phân ñều tạo ra acetone và axit cyanhydric nhờ men nội sinh linamarase xuất hiện khi tế bào sắn bị phá hủy (Bruijn 1973 [87], Nartey, 1978 [153]). Chính vì vậy, axit cyanhydric tự do hầu như không có trong mô thực vật, mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất liên kết giữa acetone và axit cyanhydric. Cũng vì thế mà các heteroside nói trên còn gọi là glucoside hydroxinitrile.
* Công thức cấu tạo:
Theo Nambisan (1985) [151], thì linamaroside có tên hoá học là 2 hydroxyl-2 methylpropan-nitrilaglucoside, có công thức C10H17O6N. Còn chất lotostraloside có công thức hóa học là C11H18O6N (Trần Ngọc Ngoạn, 2007 [49]). Trong ñó, linamaroside chiếm từ 93-96 % còn lotostraloside chiếm 4-7 % (Lê Đức Ngoan và cs, 2005 [48]). Nhưng Gomez (1991) [113] cho biết: Ở sắn, chất linamaroside chiếm từ 89-96 %, còn lotostraloside chiếm từ 4-11 %.
Axit cyanhydric có cấu tạo tinh thể, hình kim, không màu, không hòa tan trong cồn, ete, tan ít trong acetone nhưng dễ bay hơi và dễ hòa tan trong nước.
Lượng ñộc tố trong sắn rất khác nhau tùy thuộc vào giống sắn. Trong cùng một giống sắn thì ở phần củ sắn, lượng HCN cao nhất ở phần vỏ thịt, sau ñó là 2
ñầu củ và lõi sắn; ở lá thì HCN ở lá non nhiều hơn lá già; ở thân thì thân già nhiều hơn thân non. Ở mỗi phần của cây sắn hàm lượng HCN có tỷ lệ rất khác nhau, HCN
ñược tập trung chủ yếu ở phần củ sắn. Căn cứ vào hàm lượng ñộc tố HCN trong củ
sắn mà phân chia làm 2 loại: Sắn ngọt (ngọt và không ñắng) và sắn ñắng (ñắng và rất ñắng). Theo Trần Ngọc Ngoạn (2007) [49] thì giống sắn ngọt có từ 30-80 ppm HCN trong chất tươi, giống sắn ñắng có từ 80-400 ppm HCN trong chất tươi. Theo Sinha và Nair (1968) (Trích Silvestre và Arraudeau, 1990 [53]) thì sắn ngọt là những giống sắn có tỷ lệ HCN nhỏ hơn 80 ppm trong chất tươi, nhóm sắn ñắng là những giống sắn có tỷ lệ HCN lớn hơn 80 ppm.
Trong cây sắn, sự phân bố HCN trong các bộ phận khác nhau là rất khác nhau. Theo Phạm Sỹ Tiệp (1999) [58] thì phân bố HCN ñược chia ra như sau: Các bộ
phận trên mặt ñất có 29,3 %; trong ñó chủ yếu ñộc tố nằm ở thân là 27,2 % còn lại ở
lá chỉ có 2,1 %. Lượng ñộc tốở các bộ phận dưới mặt ñất chiếm 70,7 % tổng lượng
ñộc tố trong cây. Trong ñó gốc già dưới ñất có 8,9 % và rễ củ chiếm 61,8 %, tập trung chủ yếu ở vỏ và hai ñầu củ sắn.
Theo Oke (1969) [158] thì ởñộng vật thường gặp 2 triệu chứng ngộñộc HCN
ñó là ngộñộc cấp tính làm cho con vật chết rất nhanh và ngộñộc mãn tính thì thường không có biểu hiện rõ ràng. Theo Lê Đức Ngoan và cs (2005) [48] gia súc thường xuất hiện dấu hiệu ngộ ñộc khi ñược cho ăn liên tiếp những lượng nhỏ axit cyanhydric và thường xuyên, nhưng gan vẫn có khả năng giải ñộc HCN nhờ vào lưu huỳnh trong amino acid ñể tạo ra chất thiociannat ít ñộc hơn HCN. Maner (1987) [140] cho biết quá trình sử dụng lưu huỳnh ñể giải ñộc làm giảm hấp thu và sử dụng các amino acid chứa lưu huỳnh (methionine, cystine) và các chất dinh dưỡng khác lấy từ thức ăn như sulfure, vitamin B12, sắt, ñồng và iode,... sự thiếu hụt này xảy ra ngay cả khi khẩu phần thức ăn có ñầy ñủ các thành phần dinh dưỡng trên. Silvestre và Araudeau (1990) [53] ñã cho biết: Lượng ñộc tố HCN có thể gây chết ñộng vật khoảng 2,5 mg/kg khối lượng cơ thể. Theo Humphreys (1988) (dẫn theo Lê Đức Ngoan và cs, 2005 [48]) thì liều ngộñộc tối thiểu là 2-2,3 mg/kg khối lượng cơ thể,
còn theo Butler (1973) là 4,4 và Tewe (1995) là 3,5 mg/kg khối lượng cơ thể, nhưng theo Du Thanh Hang và Preston (2005) [101] thì ở mức 6-15 mg/kg khối lượng cơ
thể vẫn không thấy ngộ ñộc. Tuy nhiên, theo các tác giả trên thì mức ñộ gây ngộ ñộc còn tùy thuộc vào dạng glucoside có trong thức ăn.
* Cơ chế gây ñộc:
Khi gia súc, gia cầm ăn nhiều thức ăn có chứa HCN, gốc CN- khi vào cơ
thể sẽ liên kết chặt chẽ với hemoglobin, ức chế quá trình vận chuyển oxy làm cho cơ thể thiếu oxy dẫn ñến gia súc ngạt thở, niêm mạc, da tím bầm và chết nhanh. Việc bắt giữ CN- của Hb là phản ứng tự vệ của cơ thể nhằm ngăn chặn ion CN- lọt vào bên trong các tế bào và liên kết chặt chẽ với nhân Fe++ và Cu++ trong hệ thống enzym hô hấp cytochrom, giữ cho hệ thống này vẫn thực hiện ñược chức năng vận chuyển ñiện tử trong chuỗi phản ứng hô hấp tế bào. Nhưng chính phản ứng tự vệ
này ñã làm cho Hb mất khả năng vận chuyển oxy và làm cho con vật bị ngộ ñộc (Lê Đức Ngoan và cs, 2005 [48]).
Mặt khác, axit cyanhydric cũng có dạng kết hợp với ion Cu2+, ion này ñược giải phóng do sự oxy hóa các tế bào crome, dạng kết hợp này ñóng vai trò như một chất oxy hóa các enzyme và ức chế vận chuyển các electron trong tế bào, gây ra sự
thiếu hụt oxy trong toàn bộ các mô bào của cơ thểñộng vật. Những tác nhân trên ñã gây suy nhược thần kinh ở các trung tâm tủy sống, từñó dẫn ñến tê liệt toàn bộ hệ
thống thần kinh và làm cho ñộng vật bị chết. Khi ñộng vật ăn liên tục trong một thời gian dài thức ăn có chứa axit cyanhydric với hàm lượng quá giới hạn cho phép của
ñộng vật thì nó sẽ ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng, hiệu quả chuyển hóa thức ăn, lâu dài sẽ dẫn ñến tử vong (Maner và cs, 1987 [140]).
* Nguyên lý cơ bản về việc loại bỏñộc tố trong các sản phẩm sắn
Các phương pháp chế biến loại bỏ ñộc tố trong các sản phẩm sắn dựa trên 3 nguyên lý cơ bản sau:
Loại bỏ trực tiếp cyanogen glucocid bằng cách hòa tan trong nước. Vì cyanogen glucocide sản sinh ra HCN, chất này bị loại bỏ thì HCN cũng bị loại bỏ.
Làm phân giải cyanogen glucocide thành aceton và HCN, sau ñó dùng nhiệt làm bốc hơi HCN hoặc dùng nước làm rửa trôi HCN.
Làm phá hủy hoặc ức chế enzyme linamariaza và glucocidaza. Các enzyme này không hoạt ñộng thì cyanogen glucocid không thể phân giải thành aceton và HCN.
* Nhận xét chung: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bột củ sắn có năng lượng trao ñổi cao từ 3087 ñến 3196 kcal/kg VCK, nhưng tỷ
lệ protein thấp từ 1,47 ñến 5,18 %. Bột lá sắn có năng lượng trao ñổi thấp chỉ từ 2194
ñến 2549 kcal/kg VCK; nhưng tỷ lệ protein cao từ 23-32 % trong VCK, các amino acid tương ñối ñầy ñủ và cân ñối. Cả củ và lá sắn ñều chứa ñộc tố HCN, ñó là một yếu tố
hạn chế cho việc sử dụng củ và lá sắn làm thức ăn chăn nuôi. Hàm lượng HCN trong củ sắn tươi từ 30 ñến 400 ppm, còn trong lá sắn tươi từ 323 ñến 1270 ppm. Lượng ñộc tố có thể gây ñộc cho vật nuôi là từ 2-15 mg/kg khối lượng cơ thể.
1.3. Ảnh hưởng của một số cách thức chế biến ñến thành phần hóa học của củ và lá sắn
1.3.1. Một số cách thức chế biến củ sắn
1.3.1.1. Các cách thức chế biến sắn dựa vào làm khô trực tiếp: - Chế biến và bảo quản sắn lát phơi khô hoặc sấy khô:
Sắn sau khi thu hoạch ñược rửa sạch, bóc vỏ hoặc không. Thái lát thủ công bằng tay hoặc bằng máy. Sau ñó sắn ñược phơi trên sàn, nong, nia, cót,... hoặc trên sân xi măng. Sau khi phơi khô, sắn phải ñược ñể nguội rồi mới ñem cất trữ.
- Chế biến sắn khô-nghiền bột
Người ta ñể cả củ hay thái lát rồi phơi khô hoặc sấy khô trong các lò sấy thủ
công hay lò sấy ñiện. Sau khi sắn khô thì nghiền thành bột và cất trữ.
- Chế biến sắn viên
Sắn ñược rửa sạch rồi nghiền nhỏ sau ñó ñược ép ñùn qua hệ thống trục ngang. Trong quá trình ép sắn bị mất nước và ñược ép thành các viên dài từ 1-2 cm, sau ñó sấy khô và bảo quản khi ñộẩm nguyên liệu là 13 %.
1.3.1.2. Các cách thức chế biến sử dụng nước:
- Phương pháp ngâm củ sắn tươi ñể chế biến bột sắn:
Ở những nơi sẵn nguồn nước, có thể chế biến bột sắn bằng cách ngâm củ sắn tươi dưới nước 10-15 ngày ñến khi củ sắn mềm. Sau ñó, vớt củ ñem phơi khô và bảo quản nơi khô ráo. Khi sử dụng thì bóc vỏ, lấy bột bên trong.
- Chế biến tinh bột từ sắn khô:
Củ sắn khô ñược cắt thành miếng và ñược nghiền sơ bởi lực ép liên tục sao cho các miếng sắn không bị nghiền quá kỹ. Sau ñó khối sắn ñược ngâm trong nước
ñể xử lý tách tinh bột.
- Sản xuất tinh bột sắn ướt
Củ sắn phải ñược thu hoạch và chế biến ngay trong 24 giờ sau thu hoạch ñể
sản xuất ñược tinh bột sắn có chất lượng cao nhất. Sắn ñược bóc vỏ, mài xát sắn thành bột nhão, lọc bột ñể tách bã sắn khỏi bột sắn, lắng ñọng nước lọc ñể thu hồi tinh bột, phơi hoặc sấy tinh bột (có ñộ ẩm dưới 13 %), bảo quản tinh bột trong chum, vại có nắp ñậy kín hoặc túi nilon.
- Chế biến sắn thành dạng hạt sắn
Từ sắn khô ñược loại ñi cát bụi... và ñược nghiền thành bột sau ñó phun nước
ñể sản phẩm có ñộẩm khoảng 18 %. Hạt sắn ñược chế biến bằng cách ép trong các rá sắt có lỗ và làm tăng nhiệt ñộ lên 820C, nhờñó sắn ñược hồ hóa và tạo ra các hạt có khả năng kết dính tốt. Tiếp theo là ñược thổi gió qua hạt sắn ñể giảm ñộẩm ñi 3- 4 % rồi ñưa vào bao gói.
1.3.1.3. Các cách thức chế biến dựa vào lên men sản phẩm - Ủ chua củ sắn:
Sắn củ sau khi thu hoạch ñược rửa sạch sau ñó nghiền nhỏ và trộn thêm các loại thức ăn khác. Theo Nguyen Thi Hoa Ly và Nguyen Thi Loc (2000) [155] thì cứ
100 kg củ sắn ủ chua với 10 kg cám gạo và 0,5 kg muối ăn. hoặc 70 kg củ sắn ủ với 30 kg dây lá khoai lang và 0,5 kg muối ñem trộn ñều sau ñó cho vào dụng cụủ (túi
polietylen hoặc chum vại,...). Khối ủ ñược nén chặt, ñậy kín ñể tạo ñiều kiện yếm khí cho sự lên men.
- Làm giàu protein cho nguyên liệu sắn: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sắn khô ñược cắt nhỏ có ñường kính từ 2-4 mm, làm ẩm ñến 45 % và hấp. Sau khi hấp ñể nguội nguyên liệu xuống 400C, sắn ñược trộn với dung dịch Rhizopus oryzae MUCL 28627 và 3,4 g ure; 1,5 g KH2PO4; 0,8 g MgSO4.7H2O và 22,7 g acid citric tính trên 100 g chất khô. Tạo cho môi trường có ñộẩm 60 %, pH là 3,5 và ñược trải ñều trên các khay có ñục lỗ, ñặt trong phòng kín và lên men trong 65 giờ.
1.3.2. Một số cách thức chế biến lá sắn
1.3.2.1. Ủ chua ngọn lá sắn:
Theo Bùi Văn Chính và cs (1995) [8]; Nguyễn Xuân Trạch (2005) [68] thì quy trình ủ chua ngọn và thân lá sắn như sau: Ngọn lá sắn thu về cần phải ñập dập phần thân cây và băm nhỏ 3-4 cm. Cứ 100 kg ngọn lá sắn cần bổ sung 5-6 kg bột sắn hay cám gạo, cám ngô và 0,5 kg muối ăn, sau ñó ñưa vào ủ yếm khí trong chum, vại hoặc hầm hốủ.
1.3.2.2. Chế biến bột lá sắn:
Theo Duong Thanh Liem và cs (1998) [103] thì bột lá sắn ñược chế biến như
sau: Lá sắn ñược thu gom, loại bỏ hết cuống lá, phơi héo tại ruộng trong một ngày cho giảm bớt nước. Sau ñó lá sắn ñược tiếp tục phơi nắng trên sân hoặc ñưa vào hệ
thống sấy ở nhiệt ñộ 60-1000C cho khô giòn. Lá sau khi khô giòn ñược nghiền thành bột, trải mỏng bột lá cho bay hơi nước và HCN. Cho bột lá sắn vào bao nhưng ñể hở miệng túi sau 2 tuần mới ñóng gói ñể trong thời gian này HCN tiếp tục thoát ra ngoài.
1.3.2.3. Chế biến cao lá sắn:
Lá sắn ñược nghiền nhỏ sau ñó lọc bỏ bã và ñun nước dịch lá sắn ở nhiệt ñộ
800C, khi thấy có váng nổi lên thì vớt lấy và loại bỏ nước, có thể cho 10-20 g acid citric/100 lít dịch lá thì sẽ thu ñược sản phẩm triệt ñể hơn. Sản phẩm thu ñược có thể sử dụng trực tiếp cho gia súc gia cầm hoặc sấy khô nghiền bột ñể trộn vào thức
ăn hỗn hợp.
1.3.2.4. Phơi khô thân, lá sắn non:
Sắn trồng dầy với mục ñích ñể thu lá, sau trồng 3-3,5 tháng thu cắt lứa ñầu, sau ñó cứ khoảng 1,5-2 tháng thu cắt một lần. Thân cây sắn còn non, phơi cả thân, lá sắn (ñể nguyên cả cây hoặc băm nhỏ trước khi phơi) khi khô thì ñánh ñống hoặc nghiền thành bột ñể dự trữ.
1.3.3. Ảnh hưởng của các cách thức chế biến ñến thành phần hóa học của củ sắn
Theo Nguyen Thi Hoa Ly và Nguyen Thi Loc (2000) [155] thì khi chế biến củ
sắn và bã sắn bằng phương pháp ủ sẽ làm giảm tỷ lệ ñộc tố của củ và bã sắn. Ở củ
sắn lượng HCN ban ñầu là 131,1 mg/kg, sau 28 ngày chỉ còn 25,6 mg/kg, sau 100 ngày chỉ còn 11,5 mg/kg. Đối với bã sắn, hàm lượng HCN ban ñầu là 74,6 mg/kg, sau 28 ngày chỉ còn 23,2 mg/kg và ở 100 ngày là 8,7 mg/kg. Hàm lượng protein sau khi ủ có xu hướng giảm từ 0,85 % xuống 0,70 % ñối với củ sắn và từ 0,48 % xuống 0,35 % (bã sắn) do sự phân giải của vi sinh vật, tuy nhiên không có sự sai khác thống kê về protein trước và sau khi ủ. Riêng tỷ lệ xơ thì giảm có ý nghĩa thống kê với p < 0,05. Tỷ lệ xơ giảm từ 0,98 % xuống 0,86 % ở củ sắn và từ 1,89 % xuống 1,64 % ở bã sắn khi ủ yếm khí. Điều này cho thấy ủ yếm khí không làm giảm giá trị
dinh dưỡng của sắn.
Theo Hoài Vũ (1980) [74] củ sắn tươi có khoảng 9,72 mg/100g HCN, dùng phương pháp thái sợi và phơi khô thì tỷ lệ HCN chỉ còn 2,16 mg/100g. Nếu chế
biến thành bột sắn thì tỷ lệ HCN giảm thấp nhất, chỉ còn 1,08 mg/100g. Dùng các phương pháp ngâm nước, tỷ lệ HCN giảm không ñáng kể, ñặc biệt nếu sắn không
ñược bóc vỏ.
Theo Nguyen Thi Loc và cs (2001) [156], củ sắn ủ sau 30 ngày, tỷ lệ VCK tăng từ 37,5 % lên 37,8 % nhưng sau ñó giảm dần, ñến 120 ngày là 37,3 %. Khi ủ ñến 60 ngày thì pH khối ủ giảm xuống và ổn ñịnh ở mức 3,8. Tỷ lệ HCN giảm dần từ 112 mg/kg khi mới thu hoạch, ñến 120 ngày ủ chỉ còn 44 mg/kg.
Theo Gomez và cs (1985) [112] thì củ sắn tươi có 35-40 % VCK; 1-2 % protein thô; 1,5-2 % xơ thô; 0,2-0,5 mỡ và 30-36 % DXKN; Ca là 0,05 %; P là 0,07 % sau khi
ñược chế biến thành bột sắn thì tỷ lệ VCK là 90 %; protein là 3,1 %; xơ là 3,4 %; lipit là 1,3 % và dẫn xuất không ñạm tăng lên ñáng kể, chiếm 80 % trong VCK; Ca là 0,12 % và P là 0,16 %.
1.3.4. Ảnh hưởng của các cách thức chế biến ñến thành phần hóa học của lá sắn
* Ảnh hưởng của phương pháp ủ lá sắn:
Theo Nguyen Thi Hoa Ly và Nguyen Thi Loc (2000) [155] thì tỷ lệ HCN trong lá sắn tươi từ 323-340 mg/kg, nhưng sau 28 ngày ủ chỉ còn 68,2-88,4 mg/kg tương ứng 21,1-27,3 % so với tỷ lệ ban ñầu. Khi ủ lá sắn với 0,5 % muối ăn, thì sau 28 ngày tỷ lệ VCK có xu hướng tăng dần từ 25,1 % lên 26,8 %, còn tỷ lệ protein và xơ có xu hướng giảm dần từ 6,84 xuống 6,82 % và 4,69 % xuống 4,08 %. Nếu ủ lá sắn kết hợp với 5 % cám hoặc 5 % bột củ sắn thì tỷ lệ VCK ñều có xu hướng tăng,
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});