Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

LỮ THỊ BÍCH THỦY

XỬ LÝ BÃ KHOAI MÌ LÀM THỨC ĂN
CHO GIA SÚC
Chuyên ngành : Công Nghệ Thực Phẩm
Mã số ngành : 2.11.00

Người hướng dẫn khoa học: TS.LẠI MAI HƯƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2005


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS.LẠI MAI HƯƠNG

Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS. TS. NGUYỄN ĐỨC LƯNG

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. TRẦN ĐÌNH YẾN

Luận văn thạc só được bảo vệ tại

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

Ngày 30 tháng 12 năm 2005

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thuûy

Trang 2


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

ĐỘC LẬP − TỰ DO – HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên : LỮ THỊ BÍCH THỦY

Phái : Nữ

Ngày, tháng, năm sinh : 16 – 04 – 1978

Nơi sinh : Tp.HCM

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

MSHV: 01103281

I. TÊN ĐỀ TÀI :
XỬ LÝ BÃ KHOAI MÌ LÀM THỨC ĂN CHO GIA SÚC
II.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

1. Tuyển chọn giống vi sinh vật sinh tổng hợp cellulase và amylase cao.
2. Nghiên cứu khả năng sử dụng bã khoai mì của hỗn hợp các chủng nấm với mục
đích làm tăng protein của bã khoai mì.
3. Tối ưu hóa thành phần dinh dưỡng môi trường nuôi vi sinh vật.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02 tháng 02 năm 2005
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 10 tháng 11 năm 2005
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :TS. LẠI MAI HƯƠNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.

Ngày ………..tháng………năm 2005
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Lời cảm ơn
Với lòng chân thành biết ơn và trân trọng, em xin gởi đến
tất cả Thầy Cô trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh
đã tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp
cao học này. Đặc biệt là các Thầy Cô trong Bộ môn Công nghệ
Thực phẩm đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức q báu trong
thời gian em học tập tại Trường.
Trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp, em may mắn được:

Sự hướng dẫn hết sức tận tình của Cô TS.LẠI MAI
HƯƠNG
Sự nhiệt tâm giúp đỡ của Cô LƯU THỊ NGỌC ANH,
Cô TÔN NỮ MINH NGUYỆT đã tạo điều kiện giúp đỡ
em trong thời gian thực hành tại phòng thí nghiệm.
Xin cảm ơn Ba, Mẹ, Chị, những người thân trong gia đình
và bạn bè đã động viên và giú p đỡ tôi trong suốt thời gian học
tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp cao học này.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 4


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Nghiên cứu thu nhận sinh khối vi sinh vật từ bã khoai mì

Quá trình chế biến tinh bột khoai mì tạo ra nhiều chất thải, trong đó

chất thải dạng xơ, chiếm khoảng 50% tổng lượng chất thải rắn vẫn còn hàm
lượng tinh bột và cellulose cao nhưng hàm lượng protein lại thấp.
Trong đề tài này, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu sử dụng hỗn hợp
nấm Aspergillus niger, Trichoderma viride và Saccharomyces cerevisiae bằng
quá trình lên men bề mặt để làm tăng hàm lượng protein của bã khoai mì
phục vụ cho chăn nuôi đồng thời góp phần giảm lượng chất thải.
Quá trình nghiên cứu gồm
− Khảo sát khả năng sử dụng bã khoai mì của một chủng vi sinh vật
trong môi trường nuôi riêng rẽ.
− Khảo sát sự tương tác giữa các vi sinh vật trong môi trường nuôi hỗn
hợp.
− nh hưởng của thời gian thêm một sinh vật vào môi trường đang nuôi
vi sinh vật khác.
Kết quả cho thấy hỗn hợp A.niger và S.cerevisiae là cách tốt nhất để cải
thiện giá trị dinh dưỡng bã khoai mì.
− Sau đó, chúng tôi tiến hành tối ưu hóa môi trường nuôi chúng với các
thông số độ ẩm và thành phần dinh dưỡng.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thuûy

Trang 5


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Sản phẩm bã khoai mì đã tăng hàm lượng protein từ 1.5% lên gần 19%.
Sản phẩm có thể cho gia súc ăn để thay thế một số nguồn thức ăn giàu
protein khác như cám gạo, cám mì, bột sắn... mà giá thành lại rẻ hơn. Hơn
thế nữa nghiên cứu cũng sử dụng kỹ thuật đơn giản vì vậy có thể áp dụng dễ
dàng cho những nông trại nhỏ.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 6


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia suùc

ABSTRACT
Research on receiving microorganism biomass from cassava pulp

Cassava pulp amounts to 50% of the total solid waste from cassava
starch processing plant. This pulp contains a high starch and cellulose content
but low protein content.
In this theme, we used mixed cultures of Aspergillus niger, Trichoderma
viride and Saccharomyces cerevisiae to upgrade protein content in cassava
pulp by solid state fermentation method for animal feed purpose as well as
solving an environmental problem with disposal.
Our research was carried out through:
− Investigating utilization of cassava pulp by monocultures of fungi.
− Investigating the interaction between microorganisms in mixed
cultures.
− Investigating the effect of adding time of one microorganism to
others.
Results show that solid state fermentation of mixed cultures including
A.niger vaø S.cerevisiae is an alternative way to improve nutritive value of
cassava pulp.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 7


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia suùc

− Then, we have performed the experiments to find out optimal
conditions of cassava pulp containing media with the main factors as
moisture content and nutritions rate.
Protein content of enriched cassava pulp product increased from 1,5% to
about 19% dry weight. This value is higher than from other researchs (9-13%
dry weight). More work is needed to be done in order to simplified the
technique so that it can be applied easily for smallholder farmers.

Hoïc viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 8


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

MỤC LỤC
Trang

PHẦN 1. LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................21
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.

Nguồn protein từ sinh khối vi sinh vật-protein đơn bào ...........................26

2.1.1.

Protein đơn bào .............................................................................................26

2.1.2.

Động lực và tình hình sản xuất protein đơn bào ...........................................26

2.1.3.

Những thuận lợi và bất lợi của việc sản xuất nguồn protein từ vi sinh vật ..28

2.1.3.1. Thuận lợi .......................................................................................................28
2.1.3.2. Bất lợi............................................................................................................30
2.1.4.

Vi sinh vật dùng trong sản xuất SCP ...........................................................31

2.1.5.

Giá trị dinh dưỡng của sinh khối nấm ...........................................................31

2.2.

Sơ lược về vi sinh vật dùng trong nghiên cứu ...........................................34

2.2.1.

Aspergillus niger ...........................................................................................34

2.2.2.

Trichoderma viride .......................................................................................36

2.2.3.

Saccharomyces cerevisiae ............................................................................37

2.3.

Hệ enzyme amylase và cellulase của nấm mốc .........................................38

2.3.1.

Hệ enzyme amylase .....................................................................................38

2.3.2.

Hệ enzyme cellulase ....................................................................................39

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 9


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

2.4.

Một số chỉ tiêu cần thiết chọn giống trong sản xuất SCP........................40

2.5.

Phương pháp lên men bề mặt-solid state fermentation (SSF).................41

2.5.1.

Những thuận lợi của SSF so sánh với LSF (liquid-state fermentation) .......41

2.5.2.

Những thuận lợi của nấm sợi trong SSF ......................................................42

2.5.3.

Một số yếu tố ảnh hưởng tới sự lên men tạo SCP trong sự lên men SSF ...44

2.5.3.1. Yếu tố môi trường.........................................................................................44
2.5.3.2. Độ ẩm và hoạt độ nước (Aw) .......................................................................45
2.5.3.3. Nhiệt độ và sự truyền nhiệt .........................................................................46
2.5.3.4. Sự kiểm soát của pH và rủi ro tạp nhiễm ....................................................47
2.5.3.5. Sự hấp thụ oxy .............................................................................................48
2.6.

Nguồn nguyên liệu - bã khoai mì ................................................................49

2.6.1.

Tình hình sản xuất khoai mì trên thế giới và ở Việt Nam............................49

2.6.2.

Thành phần hóa học của củ khoai mì ...........................................................51

2.6.3.

Bã khoai mì ..................................................................................................52

2.6.3.1. Đặc điểm tổng quát của chất thải .................................................................52
2.6.3.2. Chất thải của quá trình sản suất tinh bột sắn ................................................52
2.6.3.3. Tình hình sử dụng bã khoai mì......................................................................53

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 10


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Hai lý do chính để sử dụng vi sinh vật chuyển đổi các chất thải hữu cơ

2.7.

............................................................................................................................56
2.8.

Thử nghiệm bã khoai mì lên men làm thức ăn cho gia súc ......................56

PHẦN 3. NGUYÊN LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.

Nguyên liệu- thiết bị- dụng cụ ..................................................................59

3.1.1.

Nguyên liệu ................................................................................................59

3.1.1.1.

Đối tượng nghiên cứu .................................................................................59

3.1.1.2.

Vật liệu môi trường ....................................................................................59

3.1.2.

Hóa chất-Dụng cụ- Thiết bị .......................................................................60

3.2.

Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................65

3.2.1.

Phương pháp chọn giống vi sinh vật có hoạt lực amylase và cellulase
mạnh...........................................................................................................66

3.2.1.1.

Phương pháp lựa chọn sơ bộ bằng thạch đóa ..............................................66

3.2.1.1.1. Chọn chủng có hoạt lực amylase cao ........................................................66
3.2.1.1.2. Chủng có hoạt lực cellulase cao.................................................................66
3.2.1.2.

Phương pháp định lượng hoạt độ amylase và cellulase .............................67

3.2.2.

Phân tích hoá học .......................................................................................69

3.2.2.1.

Phương pháp định lượng nitơ tổng và protein thô bằng phương pháp
Micro-Kjelhdahl .........................................................................................69

3.2.2.2.

Phương pháp xác định nitơ amoniac...........................................................71

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 11


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

3.2.2.3.

Phương pháp định lượng đường khử theo Schaffer-Hartmann...................72

3.2.2.4.

Phương pháp định lượng tinh bột................................................................74

3.2.2.5.

Phương pháp định lượng cellulose .............................................................75

3.3.

Quy trình nghiên cứu .................................................................................76

3.3.1.

Chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính enzyme amylase và cellulase cao
nhất ............................................................................................................76

3.3.2.

Phương pháp nhân giống tạo sinh khối trong môi trường lên men lỏng....77

3.3.3.

Phương pháp nghiên cứu trong lên men bề mặt làm giàu đạm trên bã
khoai mì......................................................................................................79

3.3.3.1.

Khảo sát hàm lượng ẩm thích hợp của môi trường ....................................80

3.3.3.2.

Khảo sát khả năng sử dụng bã khoai mì của A.niger và T.viride trong
môi trường đơn giống bằng phương pháp lên men SSF .............................80

3.3.3.3.

Khảo sát sự ảnh hưởng của nấm men S.cerevisiae lên thành phần protein
của bã khoai mì ..........................................................................................81

3.3.3.4.

Khảo sát sự ảnh hưởng của hỗn hợp A.niger, T.viride, S.cerevisiae trong
sự làm giàu đạm của bã khoai mì ..............................................................81

3.3.3.5.

Khảo sát tối ưu hóa môi trường bã khoai mì..............................................85

PHẦN 4. KẾT QUẢ &BIỆN LUẬN
4.1.

Khảo sát thành phần bã khoai mì ............................................................85

4.2.

Kết qủa chọn lọc chủng có hoạt lực amylase và cellulase mạnh ..........85

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 12


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

4.2.1.

Kết quả lựa chọn sơ bộ bằng thạch đóa......................................................86

4.2.1.1.

Chọn lọc chủng có hoạt lực amylase cao...................................................86

4.2.1.2.

Chọn lọc chủng có hoạt lực cellulase cao..................................................89

4.2.2.

Phương pháp lên men định lượng hoạt độ enzyme ....................................94

4.2.2.1.

Kết quả định lượng hoạt tính amylase bằng phương pháp Hienkel..........94

4.2.2.2.

Kết quả định lượng hoạt tính cellulase dựa vào lượng đường khữ tạo
thành...........................................................................................................94

4.3.

Kết quả quan sát khẩn lạc của các chủng mốc.......................................98

4.4.

Xác định thời gian nhân giống cho hai chủng nấm mốc A.niger và
T.viride trên môi trường nhân giống PDB...............................................99

4.5.

Khảo sát hàm lượng ẩm của môi trường trong lên men bán rắn với
nấm mốc A.niger. .....................................................................................101

4.5.1.

Sự thay đổi ẩm độ của môi trường ...........................................................101

4.5.2.

Kết quả sự ảnh hưởng của độ ẩm lên hàm lượng protein thô được trình
bày trong bảng khi có bổ sung nước so với khi không bổ sung nước .......103

4.6.

Khảo sát sự tăng trưởng riêng của A.niger v T.viride trong môi
trường bã khoai mì ...................................................................................105

4.6.1.

Kết quả sửû dụng bã khoai mì của A.niger và T.viride trong môi trường
riêng lẻ dựa vào sự thay đổi hàm lượng protein của nguyên liệu ...........106

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 13


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

4.6.2.

Khảo sát sự thay đổi hàm lượng đường khử tạo thành trong quá trình lên
men riêng lẻ của A.niger và T.viride trong cơ chất rắn............................109

4.7.

Khảo sát sự ảnh hưởng của nấm men lên khả năng tăng lượng
protein của bã khoai mì ..............................................................................112

4.8.

Khảo sát sự ảnh hưởng của các chủng A.niger, T.viride, S.cerevisiae
trong môi trường hỗn hợp vi sinh vật trên bã khoai mì..........................115

4.9.

Khảo sát sự thay đổi hàm lượng tinh bột, cellulose, protein thô trong
trường hợp bổ sung và không bổ sung nấm men. .................................120

4.10.

Kết quả tối ưu hoá thành phần dinh dưỡng của môi trường nuôi của
hỗn hợp hai chủng A.niger và S.cerevisiae..............................................124

4.10.1

Chọn tỷ lệ thành phần chất dinh dưỡng nitơ ............................................124

4.10.1.1. Ure........................................................................................................... 124
4.10.1.2. Ammonium sulfate (SA)...........................................................................126
4.10.1.3. Kết quả khảo sát tỷ lệ tối ưu cho SA và ure ............................................127
4.10.2

Khảo sát thành phần của KH2PO4, MgSO4.7H2O ....................................128

4.11.

Kết quả đạt được khi nuôi trên nia (0,8 m)..............................................130

PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1.

Kết luận ....................................................................................................135

5.2.

Đề nghị .....................................................................................................137

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................138

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 14


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hoá học (% khối lượng) của SCP của các vi sinh vật so với
đậu tương ..................................................................................................... 33
Bảng 2.2: Hệ số tiêu hoá (% khối lượng) SCP ở heo ................................................. 33
Bảng 2.3: Sự tăng trưởng, sự chuyển hóa và hấp thụ thức ăn của heo với bã sắn
được và không được làm tăng protein khi thay thế cám gạo trong chế độ
ăn truyền thống ............................................................................................ 57
Bảng 4.1: Hoạt lực amylase của các chủng nấm mốc ................................................. 86
Bảng 4.2: Hoạt lực cellulase của các chủng ............................................................... 89
Bảng 4.3: Hoạt tính amylase của các chủng nấm mốc Aspergillus............................. 94
Bảng 4.4 Hoạt tính cellulase của các chủng bằng phương pháp định lượng ............... 95
Bảng 4.5: Hàm lượng sinh khối (khối lượng khô) (g) của A.niger và T.viride theo
thời gian (ngày) ............................................................................................ 99
Bảng 4.6: Sự thay đổi độ ẩm môi trường theo thời gian lên men.............................. 102
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của độ ẩm lên hàm lượng protein........................................... 103
Bảng 4.8: Hàm lượng protein thô (%khối lượng khô) của A.niger và T.viride theo
thời gian...................................................................................................... 107
Bảng 4.9: Hàm lượng đường khử (%khối lượng khô) theo thời gian trong môi
trường lên men rắn của A.niger và T.viride ............................................... 110
Bảng 4.10: nh hưởng của thời gian thêm nấm men vào sau sự lên men của
A.niger ........................................................................................................ 113

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thuûy

Trang 15


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Bảng 4.11: Sự tác động của các vi sinh vật trong môi trường hỗn hợp lên hàm
lượng protein ............................................................................................. 116
Bảng 4.12: Hàm lượng tinh bột, cellulose, protein thô trong môi trường hỗn hợp
giống........................................................................................................... 121
Bảng 4.13: Protein tổng và protein amon (%KLK) theo các tỷ lệ ure khác nhau .... 125
Bảng 4.14: Protein tổng và protein amon (%KLK) theo các tỷ lệ SA khác nhau ..... 126
Bảng 4.15: Protein tổng và protein amon (KLK) theo các tỷ lệ phối trộn SA : ure
khác nhau .................................................................................................. 127
Bảng 4.16: Hàm lượng nitơ tổng theo tỷ lệ KH2PO4 và MgSO4.7H2O khác nhau ... 129
Bảng 4.17: Hàm lượng tinh bột, cellulose, đường khử, protein thô và protein amon
của bã khoai mì sau 5 ngày nuôi cấy bằng hỗn hợp A.niger và S.cerevisiae
trên khay và nia ........................................................................................... 131

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 16


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ
Hình 3.1: Nguyên liệu bã khoai mì (dộ ẩm 7%) trước khi được dùng để nuôi vi

nấm
...................................................................................................................... 76
Hình3.2 : Nấm được nuôi trên các khay ..................................................................... 83
Hình 4.1: Hoạt tính amylase của A.niger A1............................................................... 87
Hình 4.2: Hoạt tính amylase của A.oryzae ................................................................. 87
Hình 4.3: Hoạt tính amylase của A.niger A2 ................................................................ 88
Hình 4.4: Hoạt tính cellulase của A.niger. ................................................................... 90
Hình 4.5: Hoạt tính cellulase của P.citrinum .............................................................. 90
Hình 4.6: Hoạt tính cellulase của T.koningii trước khi cho thuốc thử lugol ................ 91
Hình 4.7: Hoạt tính cellulase của T.koningii ............................................................... 91
Hình 4.8: Hoạt tính cellulase của T.viride trước khi cho thuốc thử lugol .................... 92
Hình 4.9: Hoạt tính cellulase của T.viride .................................................................. 92
Hình 4.10: Hoạt tính cellulase của T.harzianum ......................................................... 93
Hình 4.11: Hoạt tính amylase trong phương pháp định lượng hoạt độ enzyme ......... 96
Hình 4.12: Hoạt tính cellulase trong phương pháp định lượng hoạt độ enzyme.......... 96
Hình 4.13: Khuẩn lạc của T.viride trên môi trường PDA ........................................... 98
Hình 4.14: Khuẩn lạc của A.niger trên môi trường PDA ........................................... 98
Hình 4.15: Nấm A.niger được nhân giống sau 2 ngày ................................................ 99
Hình 4.16: Đường cong sinh trưởng của A.niger và T.viride trên môi trường PDB ... 100
Hình 4.17: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ............................................................ 102

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 17


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Hình 4.18: Sự phát triển A.niger sau 3 ngày nuôi trên bã khoai mì .......................... 104
Hình 4.19: nh hưởng độ ẩm lên hàm lượng protein thô khi có bổ sung nước và

khi không bổ sung nước .......................................................................... 104
Hình 4.20: Hàm lượng protein (%) theo thời gian ..................................................... 107
Hình 4.21: Hàm lượng đường khử theo thời gian ..................................................... .110
Hình 4.22: Protein thô theo thời gian bổ sung nấm men ........................................... 113
Hình 4.23: Hàm lượng protein trong hai trường hợp bổ sung nấm mốc theo thời
gian .......................................................................................................... 111
Hình 4.24: Bã khoai mì được làm tăng hàm lượng protein bằng hỗn hợp A.niger và
S.cerevisiae sau 5 ngày nuôi .................................................................... 117
Hình 4.25: Bã khoai mì được làm tăng hàm lượng protein bằng hỗn hợp A.niger,
T.viride và S.cerevisiae sau 5 ngày nuôi ................................................ 117
Hình 4.26: Hàm lượng tinh bột, cellulose, protein thô trong môi trường hỗn hợp
giống ........................................................................................................ 122
Hình 4.27: Nitơ tổng theo thành phần KH2PO4 / MgSO4.7H2O ............................... 129
Hình 4.28 : Hàm lượng tinh bột, cellulose, đường khử xót, protein thô và protein
amon trên khay và nia ............................................................................ 132
Hình 4.29: Bã khoai mì sau khi nuôi A.niger và S.cerevisiae trên nia tre sau 2 ngày
.................................................................................................................... 133

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 18


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VSV: vi sinh vật
A.niger: nấm mốc Aspergillus niger
A.oryzae: nấm mốc Aspergillus oryzae
T.viride: nấm mốc Trichoderma viride

S.cerevisiae: nấm men Saccharomyces cerevisiae
SCP: single cell protein-protein đơn bào
A.nucleic: acid nucleic
KLK: khối lượng khô
SSF: solid state fermentation-sự lên men bề mặt
LSF: liquid state fermentation- sự lên men chìm
Aw: hoạt độ nước
SA: ammonium sulfat
MT: môi trường
CMC: carboximetyl celloic
PDA: potato dextrose agar- môi trường khoai tây agar
PDB: potato dextrose broth-môi trường khoai tây lỏng

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 19


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Phần 1

LỜI MỞ ĐẦU

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thuûy

Trang 20


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Nước ta là một nước nông nghiệp với sự canh tác chủ yếu là cây lương
thực và các loại cây màu lấy củ. nhiều địa phương, người dân trồng khoai mì rất
nhiều với mục đích chính là lấy bột từ củ hoặc chế biến khoai mì xắt lát phơi khô
làm thức ăn cho gia súc, một phần cũng dùng làm lương thực. Sau khi lấy bột,
phần còn lại là bã khoai mì với thành phần dinh dưỡng rất thấp (chủ yếu là về
dinh dưỡng protein). Vì vậy dù đã được tận dụng làm thức ăn cho gia súc nhưng
chất lượng và hiệu quả kinh tế không cao. Do thấp về lượng protein nên khi làm
thức ăn cho gia súc cần phải bổ sung thêm các nguồn protein khác như bột cá,
bánh dầu, bột đậu tương vì vậy làm tăng giá thành của sản phẩm lên cao.
Hiện nay trên thị trường thế giới đang có xu hướng sử dụng nhiều hơn
nguồn nguyên liệu chế biến từ khoai mì, đặc biệt là tinh bột. Với kỹ thuật chế biến
như của ta hiện nay thì lượng bã thải từ quá trình chế biến tinh bột từ khoai mì
ngày càng nhiều. Tuy là bã của quá trình chế biến tinh bột nhưng tỷ lệ tinh bột còn
lại trong bã khá cao, cao hơn nhiều so với các thành phần khác. Nó sẽ gây ra một
vấn đề về môi trường khi được thải ra.
Ngày nay, những nghiên cứu về vi sinh vật mà được ứng dụng vào thực tế
sản xuất công nghiệp đã có những kết quả khả quan như sản xuất enzyme, acid
hữu cơ, kháng sinh, sinh khối vi sinh. Trong đó sản phẩm sinh khối vi sinh vật được
thu nhận với mục đích là cung cấp nguồn protein vi sinh vật hay protein đơn bào
ngày càng được phát triển theo cùng nhu cầu về protein ngày càng gia tăng như
hiện nay.
Việc dùng vi sinh vật như là thức ăn không phải là mới đây. Có thể ta
chưa biết được rằng một số sản phẩm truyền thống mà con người ăn thực sự là vi

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 21

Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

sinh vật. Những vi khuẩn xanh dạng sợi (thường gọi là tảo xanh hay vi khuẩn lam)
lấy từ hồ và sông, được người Aztec ở Mexico ăn và những người sống ở bờ biển
Lake Chad ở Châu Phi cũng ăn chúng. Vi nấm ăn được có ở những nơi hoang vu
trên khắp các nước. Trong suốt hai cuộc chiến tranh thế giới vừa qua, nấm men
được nuôi trên hai quy mô lớn ở Đức và cũng được dùng như là thức ăn cho người
và gia súc[45].
Một trong những thuận lợi của vi sinh vật để sản xuất protein là vi sinh vật
có thể sử dụng nhiều nguồn cơ chất khác nhau, các sản phẩm phụ hay chất thải từ
các quá trình công nông nghiệp. Có nhiều nghiên cứu cho thấy việc chuyển đổi cơ
chất carbonhydrate và các chất thải của nó thành sản phẩm chứa lượng lớn protein
bằng vi sinh vật có tính khả thi và đem lại giá trị dinh dưỡng. Công dụng của các
cơ chất carbonhydrate như khoai mì đối với việc sản xuất protein bằng VSV có ý
nghóa ở nhiều nước đang phát triển. Các nước này có lượng carbohydrate dư nhưng
lại thiếu hụt về nguồn protein.
Để làm tăng hàm lượng protein trong bã khoai mì, có thể dùng nấm men
hay nấm mốc nuôi trên môi trường chứa bã khoai mì và bằng phương pháp lên
men chìm hay bề mặt.
Nhằm có khả năng cạnh tranh về mặt kinh tế, việc sản xuất protein từ các
cơ chất này không nên được thực hiện bằng phương pháp lên men chìm mà được
tiến hành dưới điều kiện vô trùng, theo sau bởi sự tách sinh khối và làm khô. Hơn
thế nữa, trong những nước đang phát triển thì vấn đề thu thập, vận chuyển và tích
trữ lượng lớn vật liệu thô sẽ tạo ra những khó khăn chính.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 22

Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Vì những điều trên, phương pháp lên men bề mặt (lên men bán rắn) trên
những cơ chất phức tạp như khoai mì tuy tốn nhiều diện tích nhưng thiết bị và công
nghệ lên men đơn giản nhất và phù hợp với điều kiện ở các nước đang phát triển.
Việt Nam phương pháp này tỏ ra có nhiều triển vọng vì có thể triển khai trực
tiếp ở các địa phương có ưu thế cao về nguồn nguyên liệu lên men và nguồn nhân
lực. Điều này sẽ giúp tận dụng được nguồn nguyên liệu dồi dào, rẻ tiền trong
nước, giải quyết phần nào công ăn việc làm cho người dân.
Việt Nam, lâu nay phần bã khoai mì phần đông phơi khô và làm thức
ăn độn cho gia súc, một loại phế liệu rất nghèo đạm.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụng phối hợp bã khoai mì và bột
khoai mì là nguyên liệu lên men với những chủng nấm mốc và nấm men
Aspergilus niger, A.fumigatus, Rhizopus sp, trichoderma sp, các nấm chịu nhiệt
bằng phương pháp lên men bề mặt để sản xuất những chế phẩm giàu protein và
enzyme phục vụ cho chăn nuôi [59]. Những nấm này tạo ra enzyme ngoại bào
thủy phân các polymer thành đường đơn giản cho sự tăng trưởng của chúng. Tuy
nhiên, hệ enzyme này lại chịu sự điều hoà mạnh mẽ bởi cơ chế kìm hãm ngược do
sản phẩm cuối tạo ra. Vì vậy môi trường hỗn hợp các giống vi sinh vật sẽ rất có
ích để khắc phục sự điều hòa ngược bởi vì một vi sinh vật có thể tiêu thụ vật chất
được tạo ra bởi vi sinh vật khác. Trong quá trình Symba, tại Thụy Điển, một hỗn
hợp nuôi cấy có tính cộng sinh gồm Candida utilis và Endomycopisis fibuligera
được dùng để chuyển đổi cơ chất tinh bột thành SCP [45] Mặc khác, A.awamori và
S.cerevisiae được dùng trong cùng canh trường để tạo ethanol từ tinh bột sắn.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 23

Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Ngoài ra, bên cạnh tinh bột thì bã khoai mì cũng chứa lượng cellulose
đáng kể. Điều này dẫn đến khả năng sử dụng vi sinh vật phân cắt cellulose để
chuyển đổi bã khoai mì thành sinh khối vi sinh vật.
Xuất phát từ những nghiên cứu và từ tình hình thực tiễn được xem xét
trên, chúng tôi tiến hành đề tài này nhằm đánh giá khả năng sử dụng hỗn hợp vi
sinh vật A.niger, T.viride, S.cerevisiae trong việc làm giàu protein của bã khoai mì
nhờ vào sinh khối vi sinh vật cho mục đích làm thức ăn gia súc.

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thủy

Trang 24


Xử lý bã khoai mì làm thức ăn cho gia súc

Phần 2
TỔNG QUAN
TÀI LIỆU

Học viên thực hiện: Lữ Thị Bích Thuûy

Trang 25