BÁO cáo THU HOẠCH đề tài ứng dụng của enzyme trong công nghệ chế biến thức ăn gia súc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (987.09 KB, 17 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHÊ HÓA
BÁO CÁO THU HOẠCH
ĐỀ TÀI
Ứng dụng của Enzyme trong công nghệ chế biến thức ăn gia súc
GVHD: Vũ Thị Cương
Nhóm thực hiện: Nhóm 07 – CNTP03 – K15
Lại Thúy Hiền
Hồng Trung Hiếu
Đào Thị Mai Hiên
Nguyễn Thị Khánh Hịa
Mai Thị Thu Hoài
Đặng Thị Huệ
Hà Nội, 11/2022
MỤC LỤC
I . Enzyme trong công nghệ thực phẩm .............................................................0
1.1 Khái niệm...................................................................................................0
1.2 Vai trị của enzyme....................................................................................0
1.3 Tiêu chí lựa chọn enzyme ..........................................................................1
1.4. Các enzyme được phép sử dụng..............................................................1
II. Ứng dụng của enzyme trong chế biến thức ăn chăn nuôi ...........................4
2.1 Tổng quan................................................................................................... 4
2.2 Chức năng và lợi ích cơ bản của enzyme .................................................5
2.3 Các phương thức hoạt động của enzyme .................................................5
2.3.1 Phytase.................................................................................................. 5
2.3.2 Carbohydrase.......................................................................................6
2.3.3 Protease................................................................................................6
2.3.4 Chất xơ .................................................................................................7
2.3.5. môi trường ...........................................................................................8
2.4 Quy trình sản xuất enzyme .....................................................................10
2.5. Hệ thống Enzyme áp dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi .............12
I . Enzyme trong công nghệ thực phẩm
1.1 Khái niệm
Enzyme cấu trúc bởi các phân tử protein, có tác dụng làm tăng tốc độ phản
ứng hóa học trong cơ thể. Chúng liên kết và biến đổi cấu trúc của các phân
tử nhằm phục vụ cho nhiều hoạt động khác nhau như hơ hấp, tiêu hóa, chức
năng cơ và thần kinh, trong đó tiêu biểu là:
Hệ tiêu hóa: Enzym giúp cơ thể phá vỡ các phân tử phức tạp thành các
phân tử đơn giản hơn như glucose, để sử dụng làm năng lượng.
Sao chép DNA: Mỗi tế bào trong cơ thể đều chứa DNA. Mỗi lần tế bào
phân chia, DNA cần được sao chép. Enzyme trợ giúp trong quá trình này
bằng cách tháo cuộn DNA và sao chép thông tin.
Men gan: Gan phân hủy các chất độc trong cơ thể. Để làm điều này, nó cần
sự hỗ trợ của nhiều loại enzym khác nhau.
1.2 Vai trò của enzyme
Cơ chế tác động của Enzym
- Enzym liên kết với cơ chất → enzym-cơ chất → enzym tương tác với cơ
chất → enzym biến đổi cấu hình cho phù hợp với cơ chất→ giải phóng
enzym và tạo cơ chất mới.
- Do cấu trúc của trung tâm hoạt động của enzym mỗi loại enzym chỉ tác
động lên 1 loại cơ chất nhất định → Tính đặc thù của enzym.
Trong đó có 5 loại enzym tiêu hóa chính có chức năng thực hiện nhiệm vụ
tiêu hóa thức ăn, hỗ trợ chuyển hóa chất và đào thải thức ăn ra bên ngoài
gồm enzym Protease, Amylase, Lactase, Cellulase, Lipase.
Vai trị của enzyme trong cơng nghệ chế biến thực phẩm
1
- Enzyme khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu: Các sản phẩm
nơng sản có chất lượng về dinh dưỡng, thành phần hóa học, tính chất cảm
quan phụ thuộc nhiều vào: giống, loại nông sản, điều kiện canh tác, điều
kiện thu hái và vận chuyển, điều kiện bảo quản.
- Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu: Trong thực tế có
rất nhiều các ngun liệu nơng sản có giá trị thương phẩm thấp. Sau khi
được chuyển hóa bởi tác dụng của enzyme thì giá trị thương phẩm cao hơn
rất nhiều,
- Enzyme là cơng cụ trong q trình chuyển hóa cơng nghệ: Trong các nhà
máy chế biến thực phẩm thì enzyme được sử dụng như một cơng cụ của
tồn bộ q trình chuyển hóa hoặc là tồn bộ q trình chuyển hóa trong
dây chuyền chế biến. Nếu thiếu sự có mặt của nó thì q trình chế biến
khơng thành cơng.
- Enzyme tăng tính chất cảm quan của sản phẩm: Trong chế biến thực
phẩm sau khi xảy ra các giai đoạn chuyển hóa chính, thơng thường các sản
phảm thực phẩm chưa hẳn đã đạt chất lượng cảm quan tối ưu. Vì thế chúng
có các giai đoạn hồn thiện sản phẩm , trong giai đoạn này hoặc là tạo nên
những điều kiên mới cho các enzyme bản thể có lợi phát huy tác dụng có
lợi hoặc bổ sung các enzyme từ ngoài vào để làm tăng chất lượng cảm quan
của sản phẩm như cải thiện mùi và vị của sản phẩm.
1.3 Tiêu chí lựa chọn enzyme
1.4. Các enzyme được phép sử dụng
Các loại enzyme phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm:
a) Protease (peptit-hidrolase)
- Là tên gọi chung cho nhóm enzyme xúc tác quá trình thủy phân liên kết
peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối
cùng là các axit amin. Ngồi ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân
liên kết este và vận chuyển axit amin.
- Được sử dụng nhiều trong 1 số ngành sản xuất: chế biến thực phẩm (đông
tụ sữa làm pho mát, làm mềm thịt, bổ sung để làm tăng chất lượng sản
phẩm trong sản xuất bia, xử lý phế phụ phẩm trong chế biến thực phẩm,
…), sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da, y tế, nông nghiệp,…
- Việc sử dụng trong chế biến làm mềm thịt là ứng dụng có tính truyền
thống. Ngoài khả năng phân giải để làm mềm thịt, tạo thức ăn dễ tiêu hóa,
2
công nghệ sản xuất các loại dịch thủy phân giàu protein đã được áo dụng 1
cách có hiệu quả tính năng của protease.
- Protease là một công cụ để chế biến các phế liệu của công nghiệp thực
phẩm thành thức ăn cho người và vật ni, khai thác tính đơng tụ như của
renin, pepsin vào công nghiệp thực phẩm như trong sản xuất pho mát.
- Protease phân bổ ở thực vật, động vật và vi sinh vật. Tuy nhiên nguồn
enzyme ở vi sinh vật là phong phú nhất, có hầu hết ở các vi snh vật nhu vi
khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn… có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu
thích hợp nhất để sản xuất enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghệ và
đời sống.
b) Pectinase
- Là một nhóm enzyme xúc tác cho sự thủy phân pectin, đang được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, nhất là trong
công nghiệp sản xuất các loại nước ép trái cây. Đặc biêt, dạng enzyme cố
định được sử dụng rất hiệu quả vì có nhiều ưu điểm hơn hẳn dạng enzyme
thơng thường (enzyme hịa tan). Pectinase đã được dùng trong một số
ngành công nghiệp thực phẩm sau:
+ Sản xuất rượu vang
+ Sản xuất nước quả và nước uống khơng có cồn
+ Mứt
+ Nước giải khát
+ Cà phê
- Chế phẩm pectinase được dùng trong sản xuất nước quả từ các nguyên
liệu quả nghiền hay để làm trong nước quả ép. Bởi vì khi có pectin thì khối
quả nghiền sẽ có trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả khơng thối ra được.
Nhờ pectinase mà nước quả trong suốt, dễ lọc, hiệu suất tăng. Pextinase
cịn góp phần chiết rút các chất màu, tanin và các chất hịa tan khác, do đó
làm tăng chất lượng của thành phẩm. Những nghiên cứu cho thấy khi ép
nho có xử lý bằng pectinase không những làm tăng hiệu suất mà còn làm
tăng màu sắc.
c) Cellulase
- Cellulose là thành phần cơ bản của tế bào thực vật, vì vậy nó có mặt trong
mọi loại rau quả cũng như trong các nguyên liệu, phế liệu của các ngành
trồng trọt và lâm nghiệp. Nhưng người và động vật khơng có khả năng
phân giải cellulose. Cellulase là enzyme xúc tác cho quá trình chuyển hóa
3
cellulose thành các sản phẩm hịa tan. Nó chỉ có giá trị làm tăng tiêu hóa,
nhưng với lượng lớn nó trở nên vơ ích hay cản trở tiêu hóa.
- Chế phẩm cellulase thường dùng để:
+ Tăng chất lượng thực phẩm và thức ăn gia súc
+ Tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật
- Ứng dụng trước tiên của cellulase đối với chế biến thực phẩm là dùng nó
để tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm nhiều loại thực
phẩm thực vật. Đặc biệt là đối với thức ăn cho trẻ con và nói chung chất
lượng thực phẩm được tăng lên.
- Một số nước đã dùng cellulase để xử lý các loại rau quả như bắp cải,
hành, cà rốt, khoai tây, táo và lương thực như gạo. người ta còn xử lý cả
chè, các loại tảo biển,…
- Trong sản xuất bia, dưới tác dụng của cellulase sẽ làm tăng chất lượng
agar-agar hơn so với phương pháp dùng acid để phá vỡ thành tế bào. Đặc
biệt là việc sử dụng chế phẩm cellulase để tận thu các phế liệu thực vật đem
thủy phân, dùng làm thức ăn gia súc và công nghệ lên men. Những ứng
dụng của cellulase trong công nghiệp thực phẩm đã có kết quả rất tốt. Tuy
nhiên hạn chế lớn nhất là rất khó thu được phế phẩm có cellulase hoạt độ
cao.
d) Amylase
- Là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này
thuộc nhóm enzyme thủy phân, xác tác phân giải liên kết nội phân tử trong
nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước, thường được sử dụng để
thủy phân tinh bột.
- Enzyme amylase được phát hiện đã góp phần quan trọng cho nhiều ngành
cơng nghiệp chế biến thực phẩm. Chế phẩm amylase đã được dùng phổ
biến trong một số lãnh vực của công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh
mì, glucose, rượu, bia,…
- Trong sản xuất bánh mì, chế phẩm amylase đã làm thay đổi hồn tồn
chất lượng của bánh mì về hương vị, màu sắc, độ xốp,… chế phẩm amylase
sạch cho chất lượng bánh mì tốt hơn ở dạng phức hợp với protease.
- Trong sản xuất bánh kẹo, maltose là sản phẩm thủy phân tinh bột bằng
amylase và glucose bằng glucoamylase. Chính glucoamylase là yếu tố làm
tăng hiệu suất alpha amylase.
- Trong sản xuất rượu, bia việc sử dụng amylase có trong các hạt nẩy mầm
thay thế malt đã góp phần đáng kể trong việc giảm giá thành.
4
- Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ
thực vật động vật, mầm thóc, mầm đại mạch (malt), hạt bắm nảy mầm hay
từ nấm mốc,… nguyên liệu cho sản xuất là gạo, bắp, khoai mì… đây là
những ngun liệu dễ tìm, rẻ có thể dễ dàng tìm thấy ở Việt Nam. Do đó,
đây là một lợi thế và là hướng phát triển mạnh làm cơ sở cho nhiều ngành
khác phát triển.
II. Ứng dụng của enzyme trong chế biến thức ăn chăn nuôi
2.1 Tổng quan
Sự hiểu biết nhiều hơn về việc sử dụng enzyme trong khẩu phần ăn xuất
hiện vào thời điểm khi nhu cầu protein chất lượng cao tiếp tục tăng trên
khắp Bắc Mỹ và toàn cầu. Với những tiến bộ trong quản lý và công nghệ
chăn nuôi, và hiện nay động vật được ni trong khoảng thời gian tương
đối ngắn. Do đó người chăn ni cần tối đa hóa thời gian đó một cách hiệu
quả để đáp ứng nhu cầu protein tăng lên, bao gồm cả việc tận dụng tối đa
lượng thức ăn.
Các nhà sản xuất cần khéo léo hơn
trong việc tối ưu hóa chăn ni theo
cách bền vững – và enzyme mang lại cơ
hội để làm điều đó.
Kết hợp sử dụng các nguyên liệu khó
tiêu
Khẩu phần ăn cho gia cầm và heo
thường bao gồm các nguyên liệu cơ bản
dễ tiêu hóa như ngơ và khơ đậu nành.
Một khẩu phần ngơ-khơ đậu có tỉ lệ tiêu
hóa là khoảng 85%, cịn lại 15% chưa
được tiêu hóa. Ở động vật non, tỷ lệ
thức ăn khó tiêu sẽ tăng lên do cơ thể chúng chưa sản xuất đủ lượng
enzyme nội sinh để phân giải.
Những nguyên liệu đắt tiền này không những không được tận dụng hết mà
còn gây ra những tác động bất lợi cho đường ruột. Các chất dinh dưỡng
khơng được tiêu hóa gây ra kích ứng ruột và tiêu chảy, ảnh hưởng tới sự
hấp thu chất dinh dưỡng. Đây là một vấn đề mà các enzyme có thể hỗ trợ
để xử lý.
Ngồi ra, các chuyên gia dinh dưỡng ở Bắc Mỹ đang tìm thấy nhiều
nguyên liệu có thể thay thế trong thời điểm biến động giá nguyên liệu thô.
5
Điều này cũng tạo ra một thách thức vì những nguyên liệu này có tỷ lệ tiêu
hóa thấp và chứa nhiều các yếu tố kháng dưỡng.
Ba loại enzyme phytases, carbohydrases, và protease sẽ được thảo luận
trong bài viết này về vai trò và tác dụng cụ thể đối với động vật và những
lợi ích cho người chăn ni.
2.2 Chức năng và lợi ích cơ bản của enzyme
Mặc dù tất cả các enzyme có chức năng tương tự nhau khi bổ sung vào
thức ăn – đều cải thiện khả năng tiêu hóa của động vật với các ngun liệu
thơ, tuy nhiên các chuyên gia dinh dưỡng có thể sử dụng chúng qua theo
nhiều cách tiếp cận khác nhau. Mỗi enzyme có các đặc điểm khác nhau và
điều đó ảnh hưởng đến tỉ lệ bổ sung trong khẩu phần ăn: sự cần thiết của
lớp vi bọc, vị trí hoạt động trong ruột động vật và hiệu quả tổng thể của
chúng.
Một trong những yếu tố thú vị và quan trọng của enzyme là mỗi loại đều có
vai trị cụ thể trong cơ thể động vật, Mỗi loại enzyme hoạt động trên một cơ
chất nhất định để bắt đầu các phản ứng hóa học trong cơ thể. Tuy nhiên,
một loại enzyme nhất định chỉ phù hợp với một loại cơ chất nhất định –
tương tự như cơ chế ổ khóa-chìa khóa.
Lợi ích của việc bổ sung enzyme có thể thấy qua những mặt sau:
- Giảm giá thành thức ăn khi sử dụng ma trận
- Tăng trưởng hoặc hiệu quả sử dụng thức ăn có thể được cải thiện do giải
phóng chất dinh dưỡng, dẫn đến giảm chi phí cho mỗi kg thịt
- Enzyme cũng có thể đóng một vai trị nào đó trong việc quản lý sức khỏe
đường ruột. Khẩu phần ăn nhiều chất xơ không tan làm tăng độ nhớt của
ruột và quá trình lên men và có thể gây chết ở động vật. Vi khuẩn gây bệnh
cũng có thể phát triển mạnh ở khẩu phần ăn dư thừa nitơ.
-Trong khi enzyme phytases và carbonhydrases được sử dụng từ lâu thì
protease gần đây mới được thêm vào danh mục enzyme bổ sung trong khẩu
phần ăn. Điều quan trọng là mỗi enzyme phân giải cho một cơ chất cụ thể.
Và không phải tất cả các enzyme đều giống nhau về cấu trúc và cơ chế hoạt
động của chúng.
2.3 Các phương thức hoạt động của enzyme
Dưới đây là đánh giá về cách mà các chuyên gia dinh dưỡng có thể sử dụng
ba loại enzyme để mang lại lợi ích cho vật ni và nhà chăn nuôi.
6
2.3.1 Phytase
Cơ chất của phytase là acid phytic, đây là dạng mà phốt pho bị lưu trữ
trong các mô thực vật. Acid phytic gây bất lợi cho vật ni vì nó liên kết
với các khống chất và acid amin khiến chúng khơng cịn khả dụng cho
động vật. Điều này dẫn tới việc các chất dinh dưỡng có lợi bị đào thải ra
ngồi mơi trường khiến năng suất giảm sút.
Enzyme phytase đã được bổ sung vào khẩu phần của động vật trong hơn
một thập kỷ. Như đã nêu, mục tiêu và cơ chế hoạt động chính của phytase
là giảm bài tiết phốt pho, việc sử dụng này sẽ tiết kiệm chi phí trong khẩu
phần ăn. Ban đầu, việc tiết kiệm này liên quan đến việc giảm chi phí phốt
pho trong khẩu phần, nhưng các chuyên gia dinh dưỡng cũng có thể linh
hoạt để giảm lượng khô đậu nành nhờ việc cải thiện khả năng tiêu hóa acid
amin.
2.3.2 Carbohydrase
Enzyme carbonhydrase gồm các enzyme: xylanases, glucanases và
amylases. Chúng hoạt động trong dạ dày để phân giải các carbohydrate như
chất xơ, tinh bột và NSP thành đường đơn, để cung cấp năng lượng cho cơ
thể động vật sử dụng.
Các nguồn ngũ cốc như ngô, lúa mạch và lúa mì có lớp vỏ cám bên ngoài.
Phần lớn lớp vỏ này bị phá vỡ vật lý trong q trình sản xuất thức ăn,
nhưng khơng hết hồn tồn. Động vật khơng thể tiêu hóa được phần xơ của
thành tế bào hạt và tỷ lệ này chiếm 10-20%. Carbohydrase sẽ phá hủy và
phân giải các phân tử giàu tinh bột này.
Một trong những loại carbonhydrase phổ biến nhất là xylanase. Xylanase
phá hủy cấu trúc arabinoxylan của ngô hoặc lúa mì, cho phép động vật hấp
thụ các thành phần này như một nguồn năng lượng. Điều này hạn chế việc
bổ sung chất béo hoặc năng lượng ở khẩu phần ăn vỗ béo.
7
2.3.3 Protease
Enzyme protease là công nghệ mới nhất – so với các loại enzyme khác, với
protein động vật và thực vật là cơ chất của chúng. Chúng phân giải các yếu
tố kháng dinh dưỡng liên quan đến các protein khác nhau. Protease cải
thiện q trình tiêu hóa protein và tăng tính khả dụng của acid amin, giúp
giải phóng các chất dinh dưỡng có giá trị. Kết quả là cải thiện sự tăng
trưởng và năng suất của động vật, giảm thiểu các ảnh hưởng bất lợi do của
lượng protein không tiêu hóa được ở phần ruột sau.
Các ngun liệu thơ có tỷ lệ tiêu hóa acid amin thấp bị ảnh hưởng mạnh mẽ
nhất bởi các enzyme protease ngoại sinh, đó là lý do tại sao việc sử dụng
enzyme protease hiệu quả nhất là khi các nguyên liệu thay thế được sử
dụng trong khẩu phần. Protease giúp người chăn nuôi quản lý rủi ro dinh
dưỡng liên quan đến chất lượng thức ăn chăn nuôi và cho phép họ sử dụng
tốt nhất tất cả các ngun liệu thức ăn sẵn có.
Protease khơng bị giới hạn trong khẩu phần ăn với các thành phần thay thế.
Động vật ăn khẩu phần cơ bản ngô-khô đậu khơng thể sử dụng hồn tồn
100% protein. Do đó, việc bổ sung enzyme protease vào khẩu phần ngôkhô đậu sẽ giúp tăng cường khả năng tiêu hóa acid amin và năng suất vật
ni
2.3.4 Chất xơ
Việc sử dụng các enzyme có tác dụng trên chất xơ (NSP), giúp vật ni
tiêu hóa tốt hơn thức ăn; vừa hạn chế các tác hại của bản thân những NSP
gây ra, vừa giải phóng được một phần năng lượng, protein và các axít amin
thặng dư. Enzyme tạo điều kiện phóng thích các axít amin, cải thiện khả
năng tiêu hóa từng loại axít amin từ 1,7 - 7,9 đơn vị phần trăm (mức cải
thiện cao nhất của methionine là 7,9%), giúp tiết kiệm được các axít amin
khi bổ sung vào khẩu phần ăn của gia súc, giảm giá thành sản xuất. Sử
dụng enzyme giúp cải thiện thành tích của vật ni. Các cải thiện này có
được là do sự phối hợp của nhiều yếu tố khác nhau:
Sự cải thiện môi trường ruột.
Sự cải thiện khả năng tiêu hố và đặc tính chất độn chuồng.
Sử dụng các thực liệu kinh tế hơn.
8
Các yếu tố khác nhau này là do các biểu hiện khác nhau về hoạt động căn
bản của enzyme trong thức ăn. Các hoạt động bao gồm sự giảm độ nhờn
trong dưỡng chất ở ruột, giải phóng năng lượng thặng dư từ các thành phần
thức ăn khó tiêu hóa như các NSP, giải phóng các dưỡng chất kết dính bên
trong vách tế bào... làm tăng giá trị hữu dụng của dưỡng chất. Các yếu tố
kháng dinh dưỡng cũng có thể được phân giải. Nhiều kết quả thí nghiệm
cho thấy enzyme có thể được xem như là một chất bổ sung, là một nguồn
năng lượng.
Đối với hệ vi sinh vật đường ruột, men tiêu hóa có tác dụng làm gia tăng
khả năng tiêu hóa thức ăn ở ruột non, do vậy làm giảm quá trình lên men vi
sinh ở ruột già, duy trì quá trình thẩm thấu khi heo con tiêu chảy. Ngồi ra
men tiêu hóa bổ sung cịn cho thấy có tác dụng làm giảm độ chênh lệch
trọng lượng giữa các vật ni trong đàn. Men tiêu hóa cho phép thay thế
ngũ cốc chín bằng ngũ cốc sống mà khơng làm ảnh hưởng đến năng suất
vật nuôi. ảnh hưởng của enzyme đã làm tăng khả năng tiêu hóa và hấp thụ
các chất dinh dưỡng ở bề mặt ruột nhờ vào sự giảm chất nhầy và khả năng
giữ nước trong đường tiêu hóa. Điều này có ảnh hưởng tích cực đến lượng
ăn vào cũng như sự tăng nhanh lượng vi khuẩn đường ruột.
2.3.5. môi trường
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã và đang nổ lực tìm cách
làm giảm ô nhiễm từ các chất thải ra trong chăn nuôi. Trong quá trình
nghiên cứu, các nhà khoa học đã xác định được rằng cần cải thiện khả năng
sử dụng các dưỡng chất trong khẩu phần của vật nuôi để hạn chế tối đa
lượng phân thải ra. Trước đây, do ít quan tâm đến lượng chất dinh dưỡng bị
thải ra ngoài nên hậu quả của việc cho ăn quá nhiều chất dinh dưỡng nhằm
9
tối đa hóa năng suất đã dẫn đến hậu quả là lượng chất dinh dưỡng thải ra
quá nhiều qua phân và nước tiểu (chủ yếu là hàm lượng protein, phốt pho
và canxi). Qua nhiều nghiên cứu cho thấy việc bổ sung enzyme tỏ ra có
hiệu quả trong việc cải thiện các hạn chế trên.
ở các khẩu phần có bổ sung men tiêu hóa thì lượng nitơ thải ra giảm một
cách đáng kể và lượng nitơ tích lũy tăng 5 - 15%. Khi bổ sung men tiêu hóa
phù hợp vào thức ăn có thể giảm lượng nitơ thải ra trên một con heo từ 10 15%, tương đương với 200g. Như vậy, một con heo nuôi từ lúc sinh ra đến
lúc giết thịt 100kg thì lượng vật chất khơ thải ra trong phân sẽ ít hơn 5kg
hoặc lượng phân ít hơn 15 - 20kg/heo. Enzyme đã có vai trị trong việc cải
thiện khả năng sử dụng thức ăn nên giảm được lượng chất thải. Khi tăng
khả năng tiêu hóa từ 85% lên 90% thì lượng vật chất khơ trong phân giảm
33%. Tương tự như vậy, ta có thể ước lượng khả nặng ô nhiễm môi trường
tiềm tàng của các thành phần khác trong khẩu phần, ví dụ như nitơ và phốt
pho. Một trong những lợi ích mà enzyme mang lại là hàm lượng dinh
dưỡng trong phân giảm đáng kể. Sự giảm lượng dinh dưỡng bài tiết qua
phân nhờ bổ sung enzyme trong khẩu phần đặc biệt quan trọng vì phân thải
vào đất và nước làm ô nhiễm môi trường. Tác động thực sự của enzyme
trên heo là làm giảm lượng phân sản xuất và độ ẩm của phân do sự phá vỡ
cân bằng nước trong đường ruột. Việc bổ sung xylanase có hiệu quả làm
giảm độ nhờn đường tiêu hóa và những rối loạn tiêu hóa kèm theo nó, điều
này làm gia tăng độ khô của phân và cải thiện lượng phân sản xuất.
Ngày nay ở Việt Nam đang xây dựng các trang trại chăn nuôi tập trung, sẽ
tăng lượng phân, nước giải thải ra trên đơn vị diện tích hẹp làm cho nước
mặt và mạch nước ngầm bị ô nhiễm, tích tụ khống trong đất...Để thoả mãn
nhu cầu phốt pho của động vật cần thiết phải bổ sung phốt pho vô cơ như:
Dicalcium (DCP) hoặc Monocalcium phốt phát (MCP), tiêu hố khơng hết
bài tiết 30 - 50% phốt pho vào trong phân thải làm ô nhiễm môi trường.
Phân giải Phytate có nghĩa bổ sung ít phốt pho vào khẩu phần ăn để lượng
phốt pho thải ra ít hơn. Điều này thực hiện bằng enzyme phytase. Ngũ cốc
phần lớn phốt pho bị liên kết dưới dạng phytate rất khó tiêu thường bị thải
ra ngoài. Bổ sung phytase vi sinh vào khẩu phần sẽ giải phóng một số mạch
liên kết phốt pho, giúp tiêu hoá dễ dàng. Đây là những vấn đề sơ giải các
nhà sản xuất cần tìm hiểu sâu qua các chương trình tập huấn để ứng dụng
trong sản xuất.
Tóm lại, cải thiện khả năng tiêu hóa trên heo là điều khơng dễ dàng, thậm
chí trong nền chăn ni cơng nghiệp hiện đại và con giống mang tính di
truyền cao như hiện nay. Chúng ta cần phải xác định nguồn gây ô nhiễm và
sử dụng các nguồn cải thiện bằng các biện pháp có thể được. Chất thải
trong chăn ni có thể được hạn chế thơng qua chương trình quản lý dinh
dưỡng phối hợp hài hòa trên cơ sở vừa cải thiện khả năng tiêu hóa, vừa hạn
10
chế lượng dư thừa gây ảnh hưởng bất lợi đối với môi trường. Trong tương
lai, phối hợp khẩu phần cần được xem là một bộ phận trong toàn bộ hệ
thống sản xuất với việc quản lý dinh dưỡng và quản lý chất thải là những
khâu chính.
Việc sử dụng trong tương lai
Lợi ích về việc sử dụng enzyme ngày càng trở nên rõ ràng hơn khi nhiều
nghiên cứu được thực hiện. Đối với động vật, các enzyme giúp tối ưu hóa
sức khỏe đường ruột, tạo ta sự phát triển đồng đều và tăng cường sức khỏe
tổng thể. Đối với nhà chăn ni, họ giảm được chi phí thức ăn và cải thiện
về lợi nhuận.
Mỗi loại enzyme đều có chức năng cụ thể riêng biệt và do đó khơng gây trở
ngại lẫn nhau.Điểm mấu chốt là việc sử dụng enzyme sẽ tiếp tục phát triển
khi chúng ta tìm hiểu thêm về từng cơng nghệ sản xuất.
Vai trị của Enzyme trong thức ăn chăn ni
2.4 Quy trình sản xuất enzyme
Hầu hết các enzyme được sản xuất bằng cách lên men chìm bằng cách sử
dụng nuôi cấy công nghiệp các vi sinh vật biến đổi gen. Tuy nhiên, có
những enzyme được chiết xuất từ mơ động vật hoặc thực vật. Quy trình sản
xuất enzyme hiện tại yêu cầu các bước sau đây.
Lựa chọn enzyme.
Lựa chọn chủng sản xuất.
Xây dựng một chủng biến đổi gen.
Tối ưu hóa mơi trường ni cấy.
Tối ưu hóa các q trình phục hồi và thanh lọc.
Và xây dựng một sản phẩm cuối cùng ổn định.
Trong thức ăn chăn nuôi, chúng phải chịu nhiệt để tồn tại trong điều kiện
sản xuất thức ăn và có hiệu quả nhất trong điều kiện tiêu hóa của vật ni
đích.
Các chủng sản xuất phải có chứng nhận GRAS (được cơng nhận là an tồn)
ở Hoa Kỳ và QPS (tiêu chuẩn đủ an toàn) ở Châu Âu. Chúng phải an tồn
cho cả vật ni, người tiêu dùng và môi trường.
Các sinh vật được chọn lọc phải có khả năng sản xuất một khối lượng lớn
enzyme và nó đạt mức 50 gram mỗi lít protein ngoại bào.
11
Hầu hết các enzyme được sản xuất bởi các loại nấm
như Aspergillus, Trichoderma, Penicillium hoặc
bởi
các
vikhuẩn
như Streptomyces, Bacillus Subtilis hoặc Bacillus licheniformis. Hiện nay,
các quy trình sản xuất dựa trên việc sử dụng các vi sinh vật biến đổi gen.Là
chất tăng cường khả năng tiêu hóa, chúng ta có các enzyme có khả năng
thủy phân các polysaccharide khơng tinh bột có trong ngũ cốc, như βglucanase, xylanase, arabino xylanase, cellulase, vv.
Trong trường hợp của phytase, các enzyme có khả năng thủy phân photpho
của phytic có trong ngũ cốc, có thể được xem xét cả trong nhóm các chất
cải thiện khả năng tiêu hóa và trong phân nhóm chức năng của các chất cải
thiện môi trường.
Việc áp dụng enzyme trong chăn ni đã cho phép cải thiện tính khả dụng
dinh dưỡng của thức ăn một cách rất đáng chú ý.
Nhìn chung, ngày nay chúng ta có thể chỉ ra rằng việc kết hợp các enzyme
có thể cải thiện năng suất chăn nuôi với các tỷ lệ kinh tế rất thỏa đáng. Các
enzyme ngoại sinh cũng là các protein tự nhiên, được sản xuất bằng quá
trình lên men vi sinh có kiểm sốt và hoạt động theo các ngun tắc giống
như các enzyme nội sinh. Giống như các đối tác nội sinh của chúng, chúng
cũng yêu cầu chất nền đầy đủ và điều kiện pH chính xác để phát huy hết tác
dụng của chúng. Ngồi ra, có một vài yêu cầu khác đối với enzyme ngoại
sinh là chúng phải ổn định trong các điều kiện bảo quản và chế biến thức
ăn khác nhau, chúng phải an toàn cho người vận hành, và tất nhiên, việc sử
dụng chúng sẽ cải thiện lợi nhuận cho người chăn nuôi.
Ngày nay, chúng ta có thể dễ dàng mong đợi sự cải thiện 10% về khả năng
tiêu hóa phospho bằng một phytase hiện đại. Tương tự, enzyme glucanase,
xylanase hoặc amylase có thể cải thiện năng lượng chuyển hóa trong khẩu
phần thêm 50 kcal/kg, hoặc thậm chí nhiều hơn (lên đến 150 kcal/kg, rất
hợp lý ở những ngũ cốc chất lượng thấp). Cuối cùng, một protease cải thiện
khả năng tiêu hóa của protein khoảng 2-5% tùy thuộc vào loại các thành
phần được sử dụng. Trong ngành chăn nuôi nơi mà tỷ suất lợi nhuận rất
nhỏ, những cải thiện như vậy được tạo ra bởi các enzyme ngoại sinh là thực
sự đáng kể.
Các enzyme là tự nhiên, an toàn và quan trọng đối với động vật. Việc bổ
sung trong thức ăn giúp cải thiện quá trình tiêu hóa và làm giảm lượng chất
dinh dưỡng bị bài tiết qua phân. Điều này, nói cách khác, cải thiện được
năng suất vật nuôi, lợi nhuận và giảm ô nhiễm môi trường.
12
Hầu hết các enzyme thương mại là phytase, xylanase, beta-glucanase và
mannanase, mặc dù amylase và protease đang được sử dụng thường xuyên
và thành công hơn.
Các enzyme thương mại :
Xylanase: Cải thiện tiêu hóa arabinoxylans.
Beta-glucanase: Cải thiện tiêu hóa beta-glucans.
Alfa-amylase: Cải thiện tiêu hóa tinh bột.
Protease hoặc peptidase: Cải thiện tiêu hóa protein và các acid
amin.
Phytase: Cải thiện tiêu hóa phytates.
Lipase: Cải thiện tiêu hóa lipid.
2.5. Hệ thống Enzyme áp dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi
Để đáp ứng mọi nhu cầu dinh dưỡng ngày một khắt khe đối với vật nuôi,
việc áp dụng các biện pháp bổ sung chất dinh dưỡng vào thức ăn là cần
thiết. Hệ thống enzyme, giải pháp tối ưu nâng cao chất lượng dinh dưỡng
trong thức ăn chăn nuôi. Hiện nay, việc bổ sung Enzyme trong thức ăn
chăn nuôi gia súc đã nâng cao việc tiêu hóa thức ăn thơ của động vật lên
gấp nhiều lần, góp phần làm tăng chất lượng và giảm tối đa nguy cơ mầm
bệnh trên vật nuôi.
13
Đặc biệt trong thời đại 4.0 như hiện nay, những phương pháp phun chất
lỏng đặc biệt là phun enzyme trong thức ăn chăn nuôi đã đáp ứng được các
yêu cầu khắt khe về công suất, hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
Thấu hiểu được điều này, IAS đã đem đến GIẢI PHÁP PHUN ENZYME
với đội ngũ sản xuất nhiều năm kinh nghiệm và thế mạnh đáp ứng các giải
pháp về hệ thống thiết bị trong ngành thức ăn chăn nuôi. Giải pháp đáp ứng
được với nhiều khả năng nổi trội:
Tránh được hiện tượng vón cục.
Định lượng chính xác thành phần tỷ lệ phun.
Đảm bảo chất lượng và tỷ trọng cám đầu ra.
Tích hợp hệ thống giám sát, báo cáo nguyên liệu sử dụng.
14
Tài liệu tham khảo:
/> /> />#Tac_Dung_Than_Ky_Cua_Enzyme_Trong_Chan_Nuoi
15
