Luận án tiến sĩ: Làm giàu protein củ sắn bằng lên men nấm men cho lợn địa phương ở Lào

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NOUPHONE MANIVANH LÀM GIÀU PROTEIN CỦ SẮN BẰNG CÁCH LÊN MEN VỚI NẤM MEN LÀM THỨC ĂN CHO LỢN ĐỊA PHƯƠNG Ở LÀO Luận văn thạc sĩ khoa học LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP HUẾ, 2019 1 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NOUPHONE MANIVANH LÀM GIÀU PROTEIN CỦ SẮN BẰNG CÁCH LÊN MEN VỚI NẤM MEN LÀM THỨC ĂN CHO LỢN ĐỊA PHƯƠNG Ở LÀO CHUYÊN NGÀNH: CHĂN NUÔI MÃ SỐ: 9620105 Luận văn LUẬN ÁN thạc TIẾN SĨ KHOA sĩ HỌCkhoa học NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1: PHÓ GIÁO SƯ, TIẾN SĨ LÊ VĂN AN 2: PHÓ GIÁO SƯ, TIẾN SĨ TRẦN THỊ THU HỒNG HUẾ, 2019 2 GIỚI THIỆU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Lợn là một trong những động vật quan trọng nhất đối với các hộ chăn nuôi quy mô nhỏ ở vùng cao của Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào vì nó có thể được bán khi cần tiền mặt để mua gạo và các thực phẩm khác, để trả học phí hoặc chi phí bệnh viện cho người trong gia đình bị ốm và thịt lợn được sử dụng trong các nghi lễ truyền thống của gia đình. Lợn có thể được nhốt trong một khu vực nhỏ, có thể thích ứng với nhiều phụ phẩm nông nghiệp, nhà bếp và mang lại lợi nhuận đầu tư nhanh chóng (Steinfeld, 1998). Khoảng 75% hộ gia đình ở vùng cao trong nước đang nuôi lợn (FAO, 2017).

Nhìn chung, lợn bản địa chiếm khoảng 85,1% trong hệ thống chăn nuôi quy mô nhỏ (DLF, 2017), chúng rất khỏe mạnh và có thể kiếm thức ăn cho chúng trong điều kiện tự do, lợn bản địa được nuôi chủ yếu trong các hệ thống đầu tư thấp chủ yếu từ thức ăn tự nhiên (Kennard, 1996; FLSP, 2002). Ở hầu hết các vùng của Lào, phụ phẩm nông nghiệp, như cám gạo và cỏ tự nhiên là thức ăn chính cho lợn (ILRI 2002). Ở các vùng nông thôn Lào, nơi hầu hết nông dân đang trồng lúa để bán, thức ăn cho lợn là cám gạo cho ăn cùng với một lượng nhỏ thức ăn xanh. Do đó, cám gạo có sẵn ở hầu hết các hộ nông dân nhưng giá trị dinh dưỡng cám gạo không cao.

Do thức ăn chiếm khoảng 50-60% chi phí sản xuất, nên chất lượng thức ăn rất quan trọng đối với sự thành công của hoạt động chăn nuôi lợn. Các vấn đề chính có thể xảy ra do thức ăn chất lượng thấp dẫn đến kém ăn, tăng trưởng chậm, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn cao và tỷ lệ sống thấp do các vấn đề về chất lượng nguyên liệu, công thức thức ăn, công nghệ chế biến, lưu trữ và quản lý thức ăn. Vấn đề chính là việc cung cấp protein như Luận văn thạc sĩ khoa học đậu nành và bột cá nhưng lại không có sẵn ở các vùng nông thôn và đắt đỏ (Phengsavanh và Stür. Trồng sắn chủ yếu để lấy củ.

Năng suất của củ sắn là khác nhau tùy thuộc vào độ phì nhiêu của đất, hệ thống quản lý và tưới tiêu. Năng suất củ sắn có thể từ 10 đến 15 tấn / ha mà không cần đầu tư trên đất bị xói mòn (Howeler, 1991). Ở Lào, sắn (Manihot esculenta Crantz) được gọi là ‘Man Ton’, hiện là cây trồng quan trọng thứ ba ở Lào, sau lúa và ngô cho nông dân sản xuất nhỏ ở vùng cao. Gần đây, cây sắn đã trở thành cây trồng quan trọng cho sử dụng trong nước hoặc xuất khẩu vì nó có thể được sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi cũng như chế biến công nghiệp thành tinh bột (Bộ Nông nghiệp và Lâm nghiệp, 2013).

Sắn đã trở thành cây trồng chính ở Lào, chủ yếu là do xuất khẩu tinh bột được chiết xuất từ củ sắn. Có năm nhà máy tinh bột sắn có tổng diện tích trồng sắn là 60.475 ha, cho năng suất trung bình của củ tươi là 27 tấn / ha. Sản lượng hàng năm là 1,6 triệu tấn (Bộ Nông nghiệp và Lâm nghiệp, 2013). Các nông trại sắn không chỉ cần một nguồn thu nhập chính cho các hộ gia đình nông thôn mà còn được sử dụng trong các khẩu phần ăn của lợn làm nguồn năng lượng vì củ sắn có hàm lượng năng lượng cao (75 đến 85% carbohydrate hòa tan) nhưng protein thô thấp (2 đến 3% CP).

Củ sắn bao gồm carbohydrate tiêu hóa cao ở dạng tinh bột với ít chất xơ (Kang và cs, 2015; Polyorach và cs, 2013). Lên men ở trạng thái rắn của củ sắn là một công nghệ đầy hứa hẹn vì nó có khả năng nâng hàm lượng protein lên mức cần thiết để cân bằng carbohydrate, do đó tạo ra thức ăn gần như hoàn chỉnh cho lợn (Boonnop và cs, 2009). Sengxayalth và Preston, (2017a) đã báo cáo sự gia tăng protein thực từ 2 đến 12% theo vật chất khô (VCK) của bột sắn. Vanhnasin và cộng sự, 1 (2016a) protein thực của củ sắn tăng từ 2 đến 7% trong chất khô (DM).

Những phát hiện tương tự đã được báo cáo bởi Balagopalan và cộng sự, (1988), họ đã phát triển một quá trình lên men ở trạng thái rắn để làm giàu protein của bột sắn và chất thải của nhà máy tinh bột sắn bằng nấm Trichoderma pseudokonigii rifai. Lên men bằng nấm men, vi khuẩn đã được nghiên cứu để làm giảm các thành phần phi dinh dưỡng, làm tăng giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm phụ nông nghiệp (Okpako et al 2008; Aderemi et al 2007; Trần Thị Thu Hồng và Nguyễn Văn Ca, 2013). Phosphate bổ sung dẫn đến tăng sinh khối của nấm men và vi khuẩn (Papagianni et al 1999). Hữu và Khammeng, (2014) đã báo cáo rằng khi thay thế ngô bằng bột sắn lên men có chứa 13% protein thô ( theo VCK), tỷ lệ tiêu hóa và tồn dư Nito tương tự như khẩu phần đối chứng.

Protein làm giàu từ củ sắn có thể cung cấp trong khẩu phần ăn của lợn tới 25 đến 28% protein trong khẩu phần ăn dựa trên bột sắn (hoặc củ sắn ủ), thay thế lá khoai môn ủ (Vanhnsin và Preston, 2016b) hoặc bột đậu nành (Sengxayalth và Preston, 2017b). Cũng tương tự như tăng trưởng ở lợn được báo cáo bởi Phương và cộng sự, (2013) đối với bột sắn được làm giàu từ 3 đến 5,5% protein thực khi sử dụng nấm Aspergillus niger để ủ. Thức ăn địa phương được sử dụng trong các hệ thống chăn nuôi nhỏ cho lợn bao gồm phụ phẩm gạo, thức ăn từ cây trồng và các nguyên liệu từ thực vật xanh khác nhau (ILRI 2002). Tuy nhiên, thức ăn địa phương có giá trị dinh dưỡng thấp.

Phụ nữ thường là những người chủ chốt trong việc này, theo thông lệ truyền thống, họ dành 2 đến 3 giờ mỗi ngày để thu thập và chuẩn bị thức ăn cho lợn (Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Úc 2010). Nông dân có ít kiến thức về tối ưu hóa việc sử dụng Luận văn thạc sĩ khoa học các nguồn thức ăn hiện có, tốc độ tăng trưởng của lợn chỉ 100 đến 120 g / ngày nếu phụ thuộc vào thức ăn địa phương. Trong thức ăn hoàn chỉnh thương mại, các nguồn protein phổ biến nhất là bột cá và bột đậu nành. Những thức ăn này cung cấp protein chất lượng cao cho lợn, nhưng chúng được nhập khẩu và đắt tiền.

Do giá cao, các nguồn protein như vậy không thể được sử dụng bởi các hộ nông dân nghèo (Phengsavanh và cs, 2010). Vì vậy, cải thiện giá trị dinh dưỡng dồi dào của thức ăn địa phương trong vùng của họ, đặc biệt là ứng dụng lên men vi sinh vật, có thể cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn địa phương và sử dụng làm thức ăn cho lợn địa phương ở Lào, giúp giảm chi phí thức ăn và mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân ở vùng nông thôn. MỤC TIÊU Mục đích tổng thể của luận án này là cải thiện giá trị dinh dưỡng của củ sắn bằng cách lên men với nấm (Saccharomyces cerevisiae), phụ gia Urea và di-ammonium phosphate như là nguồn protein sử dụng trong khẩu phần của lợn Moo Lath. Mục tiêu cụ thể là: • Nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của củ sắn bằng cách lên men với nấm (Saccharomyces cerevisiae), phụ gia Urê và Di-ammonium phosphate • Nghiên cứu yếu tố giới hạn trong quá trình tổng hợp protein thực từ protein thô trong quá trình lên men của củ sắn 2 • Đánh giá việc sử dụng củ sắn đã làm giàu protein như là một phần thay thế thân lá khoai môn ủ chua trong chế độ ăn có thân cây chuối – là khẩu phần cơ sở cho lợn Moo Lath.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Có những điểm chính sau: (i) Chăn nuôi lợn ở Lào; (ii) nhu cầu về protein và axit amin đối với lợn đang phát triển; (iii) thức ăn cho lợn ở Lào; (iv) phương pháp cải thiện giá trị cho thức ăn chăn nuôi có hàm lượng protein thấp; và (v) sử dụng thức ăn thô xanh cho lợn. Luận văn thạc sĩ khoa học 3 CHƯƠNG 2 CẢI THIỆN GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA CỦ SẮN (Manihot esculenta Crantz) ĐẶT VẤN ĐỀ Những vấn đề chính của chăn nuôi lợn quy mô nhỏ ở vùng cao của CHDCND Lào là tỷ lệ chết của lợn con cao và tốc độ sinh trưởng thấp. Hầu hết tất cả các giống lợn thuộc giống địa phương (Mou Lath), được quản lý trong các hệ thống bẩn và chịu sự bất cập về thức ăn cả chất lượng và số lượng. Theo khảo sát của Phonepaseuth và cs, (2010), hầu hết lợn con ở vùng cao có tốc độ sinh trưởng thấp (20-50 g / ngày) và tỷ lệ chết cao (30-50%).

Lợn cai sữa cần từ 5 đến 8 tháng để đạt trọng lượng sống từ 20 đến 30 kg. Củ sắn bao gồm carbohydrate và do đó là nguồn năng lượng chủ yếu. Hàm lượng tinh bột thay đổi từ 32 đến 35% khối lượng của củ tươi và 80 đến 90% khối lượng củ khô (Montagnac et al. Hàm lượng protein là không đáng kể, từ 1 đến 3% chất khô (Buitrago, 1990).

Một cách để cải thiện hàm lượng protein trong thức ăn giàu carbohydrate là lên men ở trạng thái rắn với nấm men (Araujo và cs, 2008; Hong và Ca, 2013). Quá trình lên men của bột sắn với S. cerevisiae đã tăng mức protein từ 4,4% lên 10,9% theo VCK và làm giảm hàm lượng xyanua (Oboh và Kindahunsi, 2005). Luận văn thạc sĩ khoa học Lên men trạng thái rắn của củ sắn bằng urê và di-ammonium phosphate (DAP) là một công nghệ đầy hứa hẹn vì nó có khả năng nâng hàm lượng protein lên mức cần thiết để cân bằng carbohydrate, do đó tạo ra khẩu phần thức ăn gần như hoàn chỉnh cho động vật như lợn và gia cầm (Boonnop và cs, 2009).