Nghiên cứu công nghệ sử dụng bã ép dứa làm thức ăn bổ sung cho lợn

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH THỊ MINH HƯƠNG

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG BÃ ÉP
DỨA LÀM THỨC ĂN BỔ SUNG CHO LN

CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÃ SỐ NGÀNH

: 2. 11. 00

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 naêm 2003


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:
GS.TSKH NGUYỄN VĂN THOA

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

Cán bộ chấm nhận xét 2:
TS TỐNG VĂN HẰNG

Luận văn thạc só được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày

tháng 9 năm 2003


Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Huỳnh Thị Minh Hương
Ngày, tháng, năm sinh: 22-09-1968
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Phái: Nữ
Nơi sinh: Sài Gòn

I – TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG BÃ ÉP DỨA LÀM

THỨC ĂN BỔ SUNG CHO LN.
II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1. Nghiên cứu sử dụng bã ép dứa làm thức ăn bổ sung cho lợn.

2. Thử nghiệm bổ sung chế phẩm vào thức ăn cho lợn để đánh giá hiệu quả của

chế phẩm.
III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bảo vệ đề cương): 16-11-2002
IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ (Ngày bảo vệ luận án tốt nghiệp):
V – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TSKH Nguyễn Văn Thoa
VI – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS.TS Nguyễn Đức Lượng
VII – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS Tống Văn Hằng
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CÁN BỘ NHẬN XÉT 1

GS.TSKH Nguyễn Văn Thoa

PGS.TS Nguyễn Đức Lượng

CÁN BỘ NHẬN XÉT 2

TS. Tống Văn Hằng

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành
thông qua.
TRƯỞNG PHÒNG QLKH-SĐH

Ngày
tháng 09 năm 2003
CHỦ NHIỆM NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhiều
đơn vị, quý Thầy, Cô, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Chúng tôi xin chân thành

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến:
1. Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh.
2. Quý Thầy, Cô Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Bách Khoa
Tp. Hồ Chí Minh.
3. Phòng Đào tạo sau Đại học, Trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh .
4. Lãnh đạo và cán bộ Công ty Sinh hóa Nông nghiệp và Thương mại Thiên
Sinh.
5. Lãnh đạo và cán bộ Xí nghiệp Chăn nuôi heo Phú Sơn.
6. Phòng phân tích thức ăn gia súc, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp
Miền Nam.
7. Trung tâm Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3.
8. Trung tâm dịch vụ phân tích và thí nghiệm – Sở Khoa học Công nghệ Tp.
Hồ Chí Minh.
9. GS.TSKH Nguyễn Văn Thoa
10. TS Trần Thị Dân, Trưởng Bộ môn Sinh lý Sinh hóa, Khoa Chăn nuôi Thú y,
Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh..
11. PGS.TS Nguyễn Đức Lượng, Trưởng Bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường
Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh.


12. Vô cùng biết ơn GS.TSKH Nguyễn Văn Thoa đã rất tận tình hướng dẫn
trong suốt quá trình thực hiện đề tài và viết luận án.
13. Xin chân thành cám ơn Ban Lãnh đạo Trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ
Chí Minh đã tạo mọi điều kiện trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
14. Gia đình và bè bạn gần xa.


TÓM TẮT LUẬN ÁN
Nghiên cứu công nghệ sử dụng bã ép dứa
làm thức ăn bổ sung cho lợn

Bã ép dứa là phụ phẩm của các nhà máy chế biến nước dứa, với số lượng thải
ra 96.000 tấn/năm. Đã có một vài nghiên cứu sử dụng bã dứa ủ chua làm thức ăn cho
gia súc, nhưng đây chỉ là các nghiên cứu ủ chua bã dứa ở dạng tươi bổ sung chủ yếu
vào thức ăn cho bò sữa. Do vậy, những nghiên cứu trong luận án này, nhằm tận dụng
bã ép dứa sản xuất một loại thức ăn cho lợn. Chúng tôi đã thu được những kết quả
như sau:
Bã dứa được ủ chua với 13% cám gạo có bổ sung chế phẩm Zymplex (phức
hợp enzym) cải thiện thành phần dinh dưỡng bã dứa ủ chua.
Sau quá trình làm khô, sấy, nghiền thu được cám dứa ủ chua chiếm tỷ lệ 27%
so với bã dứa ủ chua, có các chỉ tiêu cảm quan, thành phần hóa học và chỉ tiêu vi
sinh phù hợp tiêu chuẩn thức ăn cho lợn.
Cám dứa ủ chua bổ sung vào thức ăn cho lợn con cai sữa từ 28 – 60 ngày tuổi
làm giảm chi phí thức ăn từ 511 - 938 đồng/kg lợn; không gây ra sự xáo trộn nào về
sinh lý đối với lợn con; làm tăng khả năng tăng trọng 2,5 – 4,5% so với đối chứng
không có bổ sung cám dứa ủ chua.


ABSTRACT
STUDY ON TECHNOLOGY USING PINEAPPLE PULPS TO PROCESS
SUPPLEMENTARY FOOD FOR PIGS

Pineapple pulps are by-product from factories processing pineapple juice,
with the quantity of about 96.000 tons per year. Some studies using the fermented
pineapple pulps to process food for the cattle have been carried out, but there are
silage in fresh form for feeding dairy cattle. Therefore, the studies in this thesis is to
use pineapple pulps in order to process food for pigs and get the following results:
™

The pineapple pulps are fermented with 13 percentages of rice’s mash and

supplement Zymplex (enzyme compound) to improve the nutrition of the fermented
pineapple pulps.
™

After the drying and grinding process, it will obtain 27 percentages the

fermented pineapple bran in the silage pineapple pulps, which include the adapted
perceptible standards, chemical compositions and microorganism standards to
process the food for pigs.
™

The silage pineapple bran supplement in the food for piglets being weaned

from 28 to 60 days of age, reduces the expenses of the food from 511 to 938
VNÑ/kg; does not make any the physiology disorder for piglets; and increases the
capability of gaining weight from 2,5 to 4,5 percentages from the diet without silage
pineapple bran.


DANH SÁCH CÁC BẢNG
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của dứa Cayen
Bảng 2.6.3: Tiêu chuẩn khoáng cho lợn và tỷ lệ Ca/P
Bảng 2.6.4.1: Khuyến cáo cơ cấu nguyên liệu trong thức ăn hỗn hợp
Bảng 2.6.4.2: Tiêu chuẩn thức ăn hỗn hợp cho lợn
Bảng 2.7.1.1: Thành phần hóa học của phụ phẩm dứa
Bảng 2.7.1.2: Sản xuất sinh khối protein từ nấm mốc
Bảng 2.7.2: Thành phần hóa học của bột bã dứa và bột bã dứa khô
Bảng 4.1.1: Thành phần hóa học của bã ép dứa
Bảng 4.1.2: Thành phần hóa học của cám gạo

Bảng 4.2.1: nh hưởng của tỷ lệ cám gạo đến quá trình ủ chua
Bảng 4.2.3: nh hưởng của chế phẩm Zymplex đến quá trình ủ chua
Bảng 4.3.1: Xác định các yếu tố và mức biến thiên
Bảng 4.3.2: Phương án thí nghiệm
Bảng 4.3.5: Quy hoạch leo dốc
Bảng 4.3.6: Kết quả thí nghiệm theo hướng tối ưu
Bảng 4.4.1: Sự hao hụt khối lượng trong quá trình ủ chua
Bảng 4.4.2: Thành phần hóa học của bã dứa trước và sau khi ủ chua
Bảng 4.6.1: Thành phần hóa học của cám dứa ủ chua
Bảng 4.6.2: Chỉ tiêu vi sinh vật của cám dứa ủ chua
Bảng 4.6.3: Thành phần dinh dưỡng của một số loại nguyên liệu
thức ăn gia súc ở Việt Nam
Bảng 4.7: Tính toán sơ bộ giá thành cám dứa ủ chua
Bảng 4.8: nh hưởng của cám dứa ủ chua đến năng suất của lợn con

DANH SÁCH BIỂU

Đồ thị 3.3: Nhiệt độ và ẩm độ trung bình tại Tp. Hồ Chí Minh
Đồ thị 4.1.1: nh hưởng của sự trì hoãn quá trình ủ chua đến sự giảm
hàm lượng đường trong bã ép dứa
Đồ thị 4.1.2: nh hưởng của sự trì hoãn quá trình ủ chua đến sự hao
hụt chất khô trong bã éùp dứa
Đồ thị 4.2.1: Sự thay đổi độ ẩm và hàm lượng đường theo các tỷ lệ
cám khác nhau
Đồ thị 4.2.2: Sự thay đổi pH trong quá trình ủ chua
Đồ thị 4.5: Sự giảm khối lượng theo thời gian làm khô

Trang
4
21

25
26
28
30
32
44
47
50
53
54
54
56
56
57
58
61
62
62
64
65
40
45
46
49
51
59


MỤC LỤC
Trang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

01

1.1.

Tình hình sản xuất, chế biến dứa

01

1.2.

Mục đích và nội dung của đề tài nghiên cứu

02

1.2.1 Mục đích

02

1.2.2 Nội dung nghiên cứu

02

1.3

03

Giới hạn đề tài

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

04

2.1.

Giá trị kinh tế của dứa

04

2.2.

Các qui trình sản xuất các sản phẩm từ dứa

05

2.3.

Thức ăn gia súc ủ chua

06

2.4.

Kỹ thuật ủ chua

07

2.5.

Hệ vi sinh vật trong quá trình ủ chua

10

2.5.1 Vi sinh vật hữu ích

10

2.5.1.1 Vi khuẩn Lactic

10

2.5.2 Vi sinh vật vô ích

11

2.5.2.1 Nấm men

11

2.5.2.2 Enterobacteria

12

2.5.2.3 Clotridia

12

2.5.2.4 Vi khuẩn axetic

14

2.5.2.5 Bacilli

14

2.5.2.6 Nấm mốc

15

2.5.2.7 Listeria

16

2.6.

16

Tình hình sản xuất và tiêu thụ lợn


2.6.1 Chăn nuôi lợn trên thế giới

16

2.6.2 Tình hình chăn nuôi lợn của Việt Nam

17

2.6.3 Thức ăn cho lợn

17

2.6.3.1 Protein

18

2.6.3.2 Chất bột đường

19

2.6.3.3 Chất béo

19

2.6.3.4 Chất xơ

20

2.6.3.5 Chất khoáng

21

2.6.3.6 Vitamin

22

2.6.3.7 Chất bổ sung

24

2.6.4 Xây dựng công thức thức ăn hỗn hợp

24

2.7.

26

Tình hình sử dụng phụ phẩm dứa

2.7.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước

26

2.7.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

31

PHẦN 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

35

A. NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÃ DỨA LÀM THỨC ĂN
CHO GIA SÚC

35

3.1 Nguyên liệu

35

3.1.1 Nguyên liệu chính

35

3.1.2 Nguyên liệu phụ

35

3.2 Sơ đồ qui trình công nghệ

36

3.3 Phương pháp nghiên cứu

38

3.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm

40

3.5 Phương pháp phân tích

41

B. THỬ NGHIỆM CÁM DỨA Ủ CHUA TRONG CHĂN NUÔI LN

42

3.6 Bố trí thí nghiệm

42

3.6.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm

42

3.6.2 Đối tượng thí nghiệm

42

3.6.3 Bố trí thí nghiệm

42

3.6.4 Chỉ tiêu theo dõi

42

3.7 Xử lý số liệu nghiên cứu

43

PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

44

A. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN BÃ DỨA LÀM THỨC ĂN

CHO GIA SÚC

44

4û.1 Kiểm tra nguyên liệu dùng trong nghiên cứu

44

4.1.1 Nguyên liệu chính

44

4.1.2 Nguyên liệu phụ

47

4.2. Đánh giá khả năng tạo axit hữu cơ và khả năng tăng sinh khối
của vi khuẩn lactic trong quá trình ủ chua

48

4.2.1 Nghiên cứu tỷ lệ cám gạo thích hợp cho quá trình ủ chua

48

4.2.2 Theo dõi sự thay đổi pH và nhiệt độ trong quá trình ủ chua

51

4.2.3 nh hưởng của nồng độ chế phẩm Zymplex đến quá trình ủ chua

52

4.3 Tối ưu hóa quá trình ủ chua

53

4.4 Xác định sự hao hụt khối lượng trong quá trình ủ chua

56

4.5 Nghiên cứu quá trình làm khô bã dứa sau khi ủ chua

58

4.6 Đánh giá chất lượng cám dứa ủ chua

60

4.7 Tính toán giá thành sản phẩm

63

B. THỬ NGHIỆM CÁM DỨA Ủ CHUA TRONG CHĂN NUÔI LN

64

PHẦN 5: KẾT LUẬN

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO

69


PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1 Tình hình sản xuất, chế biến dứa
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, rất thích hợp cho cây dứa phát triển.
Dứa thuộc họ Bromeliaceae là một trong những loại quả hàng đầu rất được ưa
chuộng ở phương tây và là loại quả đặc sản được xem là có tiềm năng lớn của Việt
Nam, và đang phát triển với tốc độ khá nhanh trong mấy năm gần đây. Đến nay diện
tích dứa cả nước đạt 37.800 ha, sản lượng đạt 292.000 tấn (tăng gấp 2 lần cả về diện
tích và sản lượng so với năm 1976 và tăng gấp 1,5 lần so với năm 1998) [1]. Tuy
nhiên, so với các nước trong khu vực ASEAN, sản lượng dứa của ta còn rất thấp:
Thái Lan là 1,9 triệu tấn, Philippin 1,7 triệu tấn.
Các tỉnh trồng nhiều dứa là Kiên Giang (7.710ha), Tiền Giang (6.830 ha), Quảng
Nam (2.320 ha), Thanh Hoá (1.600 ha) và Ninh Bình (1.572 ha). Hiện có 3 giống
dứa: Queen, Spanish và Cayen; trong đó chủ yếu là dứa Queen và Spanish 34.200
ha và dứa Cayen chỉ có 3.600 ha. Dứa Queen cho năng suất thấp, bình quân chỉ đạt
10-12 tấn/ha, quả nhỏ, có mùi thơm và độ ngọt cao, phù hợp cho ăn tươi, hiệu suất
thu hồi khi chế biến thấp. Dứa Cayen có năng suất khá cao gấp 4 - 5 lần so với dứa
Queen, quả to, vị chua, nhiều nước, mắt nông phù hợp cho chế biến nước dứa cô
đặc, diện tích dự kiến phát triển vùng nguyên liệu phục vụ chế biến lên tới 20.000
ha trên phạm vi cả nước.
Kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm dứa tăng từ 4,8 triệu USD năm 1997 lên 7,5
triệu USD năm 2001. Nếu dự kiến năm 2003, để sản xuất 26.000 tấn sản phẩm nước

1

dứa cô đặc thì phải cần 210.000 – 240.000 tấn dứa nguyên liệu, khi đó lượng bã thải
ra sẽ khoảng 96.000 tấn. Đã có một số nơi sử dụng phụ phẩm dứa làm thức ăn cho
gia súc, hoặc sấy khô để xuất bán cho nước ngoài, nhưng số này không nhiều và
chưa phổ biến. Một số Nhà máy chế biến dứa hàng ngày phải thải bỏ một lượng bã
dứa khá lớn gây ra ô nhiễm môi trường và rất lảng phí.
Trong khi đó việc nghiên cứu và chế biến sử dụng phụ phẩm công, nông nghiệp
làm tăng thêm nguồn thức ăn cho gia súc là vấn đề mà tổ chức FAO và các nước
phát triển đang hết sức quan tâm, được xem như là vấn đề chiến lược để phát triển
chăn nuôi bền vững và để sản xuất sạch hơn trong các nhà máy chế biến thực phẩm
có phế thải.
Nhằm đáp ứng cho việc giải quyết bã dứa trở nên hữu ích trong sản xuất nông
nghiệp, giúp giải quyết vấn đề môi trường, làm dồi dào thêm lượng thức ăn cung cấp
cho chăn nuôi và nâng cao hiệu quả trong sản xuất, vấn đề: ”Nghiên cứu công nghệ
sử dụng bã ép dứa làm thức ăn bổ sung cho lợn” là một vấn đề bức xúc hiện nay có
tầm quan trọng đặc biệt.
1.2 Mục đích và nội dung của đề tài nghiên cứu
1.2.1 Mục đích
-

Nghiên cứu sử dụng bã ép dứa làm thức ăn bổ sung cho lợn.

-

Thử nghiệm bổ sung chế phẩm vào thức ăn cho lợn để đánh giá hiệu quả của
chế phẩm.

1.2.2 Nội dung nghiên cứu
-

Nghiên cứu thành phần hóa học trong bã ép dứa, cám gạo;

-

Nghiên cứu sử dụng bã ép dứa sản xuất chế phẩm thức ăn bổ sung cho lợn,
trong đó:

2


. Tiến hành xác định các tỷ lệ phối trộn cám gạo và bã ép dứa tạo được độ
ẩm thích hợp cho quá trình ủ chua.
. Tối ưu hóa quá trình ủ chua.
. Nghiên cứu quá trình làm khô và sấy.
-

Phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm:
. Cảm quan;
. Vi sinh;
. Hàm lượng các chất dinh dưỡng như : xơ thô, protein thô, béo thô, đường
tổng, axit hữu cơ tổng, một số vitamin.

-

Tính toán giá thành sản phẩm.

-

Thử nghiệm ảnh hưởng của sản phẩm đến năng suất, chi phí thức ăn và khả

năng phòng bệnh tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa từ 28-60 ngày tuổi.

1.3 Giới h ạn của đ ề t ài
Đề tài nghiên cứu sử dụng bã ép dứa làm thức ăn bổ sung cho lợn có những
giới hạn sau đây:
- Chỉ sử dụng một phần trong các phế thải từ sản xuất nước dứa là bã ép dứa.
- Đây chỉ là thức ăn bổ sung, chưa nghiên cứu để sản xuất thức ăn hoàn chỉnh.
- Do thời gian thực hiện đề tài có hạn, chỉ tập trung nghiên cứu hiệu quả của sản
phẩm trên lợn con từ 28 đến 60 ngày tuổi.

3


PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giá trị kinh tế của dứa
Dứa là một loại quả q ở vùng nhiệt đới có giá trị kinh tế cao. Về mặt dinh
dưỡng, quả dứa có màu sắc đẹp kể cả bên ngoài và bên trong quả, hương vị thơm
ngon, và giàu các chất dinh dưỡng. Thành phần hoá học của quả dứa Cayen như ở
bảng 2.1.
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của dứa Cayen
STT

Thành phần

Hàm lượng

Đơn vị
tính

Thái Lan *

Hawai**

1

Nước

%

85,5

2

Đường tổng số

%

11 – 15

%

0,6

(Saccaroza,

glucoza,

fructoza)
3

Axit hữu cơ
(axit citric, axit malic)

4

Protein

%

0,4

0,4

5

Lipit

%

0,1

0,2

6

Cacbohydrat

%

14,7

13,7

7

Chất xơ

%

1,2

0,4

8

Vitamin A

IU

-

130

4


9

Vitamin B1

mg/100g

0,09

0,08

10

Vitamin B2

mg/100g

0,04

0,02

11

Ca

ppm

11

160

12

P

ppm

9

110

13

Fe

ppm

15

3,0

14

Cu

ppm

2

0,7

* Thai Food Composition Table (1999)
** Wooster vaø Blank (1950) (trích dẫn bởi Trần Thế Tục, 2000)[18].
Trong quả dứa có chứa nhiều đường nên có lượng calo khá cao và có nhiều

loại vitamin. Đặc biệt trong quả dứa có men bromelin giúp cho việc tiêu hóa rất tốt.
Người ta đã chiết và sản xuất bromelin dùng trong công nghiệp thực phẩm, thuộc da,
vật liệu làm phim.
2.2 Các qui trình sản xuất các sản phẩm từ dứa
Hiện nay, dựa vào nhu cầu thị trường, trong các nhà máy chế biến dứa thường
bố trí đồng thời các dây chuyền dứa nước đường, dây chuyền nước quả, dây chuyền
nước dứa cô đặc và dây chuyền IQF để đa dạng hóa sản phẩm và tổng hợp tận dụng
hết quả dứa.
Qui trình công nghệ sản xuất dứa nước đường
Nguyên liệu dứa tươi Ỉ bẻ hoa cuống Ỉ gọt vỏ, chặt 2 đầu Ỉ đột lõiỈ sửa
mắt Ỉ cắt khoanh, thái miếng Ỉ chần Ỉ xếp hộp Ỉ rót nước đường Ỉ ghép mí Ỉ
thanh trùng Ỉ làm nguội Ỉ sản phẩm lưu kho, bảo ôn.

5


Qui trình công nghệ sản xuất dứa đông lạnh
Nguyên liệu dứa tươi Ỉ bẻ hoa cuống Ỉ chặt 2 đầu Ỉ rửa Ỉ cắt khoanh Ỉ
đột lõi Ỉ gọt vỏ Ỉ xoáy mắt Ỉ xếp khay, vô bao bì cấp ủoõng - 320C ữ - 400C ặ
baỷo quaỷn kho laùnh.
Qui trình công nghệ sản xuất nước dứa cô đặc
Nguyên liệu dứa tươi Ỉ bẻ hoa cuống Ỉ chặt 2 đầu Ỉ xay nhỏ Ỉ ép nước Ỉ
gạn lọc loại bỏ thịt quả Ỉ thanh trùng Ỉ cô đặc Ỉ bài khí Ỉ tiệt trùng Ỉ chiết rót
Ỉ sản phẩm.
Tỷ lệ phụ phẩm của quá trình chế biến dứa đóng hộp: chồi 18%, cắt hai đầu:
8%, gọt vỏ: 11%, xoáy mắt: 15%, đột lõi: 4%, và nguyên liệu qua sơ chế không đạt:
19%, như vậy tổng số 75% loại thải.
Tỷ lệ phụ phẩm của quá trình ép nước: Bã dứa loại ra sau khi ép lấy nước để
chế biến nước dứa là 40% so với khối lượng quả. Những phần loại ra trong quá trình
chế biến dứa đóng hộp như vỏ, mắt tách, lõi và nguyên liệu đã qua sơ chế không đạt

đều được đưa vào ép nước, sản xuất nước dứa cô đặc.
Nếu hàng năm chúng ta dùng 240.000 tấn dứa quả để sản xuất 26.000 tấn
nước dứa thì sẽ có lượng phế liệu bã ép thải ra là 96.000 tấn.
2.3 Thức ăn gia súc ủ chua
Thức ăn gia súc ủ chua có giá trị cao là thực phẩm cho gia súc. Những loại
thực vật dùng làm thức ăn gia súc dạng tươi chẳng hạn như cây ngô, sắn, cỏ, cây họ
đậu, lúa mì có thể bảo quản bằng cách ủ chua. Ở những quốc gia như Netherlands,
Đức, Đan Mạch hơn 90% thức ăn gia súc trong vùng được dự trữ ở dạng ủ chua.
Thậm chí ở những quốc gia có điều kiện khí hậu tốt cho sự dỡ cỏ phơi khô như Pháp
và Ý có khoảng 50% thức ăn gia súc được ủ chua (Stefanie et al. 2000)[35].

6


Nhiều nước nhiệt đới đang hết sức quan tâm đến việc sử dụng các cây cỏ có
sẵn ở nước mình và các phụ phẩm công nông nghiệp để tăng nguồn thức ăn cho gia
súc. Brazil, Đài Loan đang nghiên cứu trồng đậu tương xen với cây nông nghiệp
khác, thu thân lá chế biến làm thức ăn ủ chua cho gia súc.
Việc ủ chua thức ăn cho phép người chăn nuôi có nguồn thức ăn thô ổn định
quanh năm, khắc phục được tình trạng thiếu thức ăn thô trong thời kỳ khô hạn kéo
dài, trong mùa đông và khi bị úng ngập. Khi ủ chua thức ăn được bảo quản lâu
nhưng tổn thất rất ít chất dinh dưỡng. Việc ủ chua cho phép tận thu nhiều nguồn phụ
phẩm khác nhau sau khi thu hoạch chính phẩm để làm thức ăn dự trữ cho gia súc.
Điều này cho phép góp phần khai thác bền vững các nguồn tài nguyên tại chỗ để
phát triển chăn nuôi và bảo vệ môi trường.
Thật là cần thiết có một quá trình lên men vi sinh phù hợp để tạo ra thức ăn
gia súc ủ chua có chất lượng tốt. Quá trình lên men tốt là không chỉ tùy thuộc vào
loại và chất lượng của cây trồng, mà còn tùy thuộc vào kỹ thuật thu hoạch và ủ chua.
2.4 Kỹ thuật ủ chua
Ủ chua là một phương pháp bảo quản thức ăn gia súc dựa trên sự lên men axit

lactic trong điều kiện kị khí. Vi khuẩn lactic biểu sinh lên men cacbohydrat hòa tan
trong nước (WSC) có trong thực vật tạo thành axit lactic và một lượng giới hạn axit
axetic, và các axit hữu cơ khác. Do sản sinh ra axit mà pH của khối ủ giảm xuống ở
mức 3,4 –4,5, và vi sinh vật gây hư hỏng và các enzym của thực vật đều bị ức chế,
do vậy thức ăn ủ chua có thể bảo quản được trong thời gian dài. Quá trình ủ chua
được chia thành 4 giai đoạn:
Giai đoạn 1- giai đoạn hiếu khí: giai đoạn này thông thường chỉ mất một vài
giờ trong đó lượng oxy hiện diện trong khối ủ giảm, là do có sự hô hấp của những tế

7


bào thực vật còn sống và vi sinh vật hiếu khí và hiếu khí tùy tiện như nấm men và
enterobacteria. Hơn nữa, các enzyme của thực vật như proteaza và cacbohydraza
hoạt động trong suốt giai đoạn này, làm cho pH vẫn còn giữ nguyên trong phạm vi
bình thường như thức ăn gia súc dạng tươi (pH = 6,5 - 6,0). Giai đoạn này kéo dài
hay ngắn tùy thuộc vào sự có mặt của oxy trong khối ủ. Thức ăn bị tổn thất về chất
dinh dưỡng chủ yếu là cacbohydrat do quá trình hô hấp này. Vì vậy khi ủ chua càng
nén ép kỹ (để loại bỏ không khí trong khối ủ) thì càng tốt. Sản phẩm cuối cùng của
quá trình này là CO2, nước, nhiệt. Nếu ủ đúng kỹ thuật thì giai đoạn này sẽ ngắn,
nhiệt độ sẽ dưới 380C. Nếu ủ chậm, nén không chặt, để không khí lọt vào thì giai
đoạn này sẽ kéo dài, mất nhiều chất dinh dưỡng, nhiệt sinh ra nhiều làm nóng và
hỏng thức ăn.
Giai đoạn 2- giai đoạn lên men: giai đoạn này bắt đầu khi khối ủ trở nên yếm
khí, và nó diễn ra từ vài ngày cho đến vài tuần, tùy thuộc vào nguyên liệu sử dụng ủ
chua và điều kiện ủ chua. Nếu quá trình có hiệu quả thì vi khuẩn lactic phát triển và
trở nên chiếm ưu thế trong giai đoạn này. Do sản sinh ra axit lactic và những axit
hữu cơ khác mà pH giảm xuống 3,6 –4,5.
Giai đoạn 3 - giai đoạn ổn định: với điều kiện ngăn cản không khí đi vào
trong khối ủ, nếu có thì rất ítû. Hầu hết các vi sinh vật của giai đoạn 2 giảm dần về số

lượng. Một vài vi sinh vật chịu được axit còn sống sót trong giai đoạn này hầu như là
ở trạng thái không hoạt động, những vi sinh vật khác như clostridia và bacilli tồn tại
ở dạng bào tử. Chỉ có một vài proteaza và cacbohydraza chịu được axit và một vài vi
sinh vật thích ứng như Lactobacillus buchneri tiếp tục hoạt động ở mức thaáp.

8


Giai đoạn 4 - giai đoạn hư hỏng hiếu khí: giai đoạn này xảy ra là do khối ủ
không được bọc phủ kín (bởi những loài gặm nhấm hay loài chim). Quá trình hư
hỏng có thể chia làm 2 giai đoạn:
- Sự bắt đầu hư hỏng là do nấm men và đôi khi là vi khuẩn axetic sử dụng và
làm giảm những axit hữu cơ. Điều này sẽ làm cho pH tăng, có liên quan đến việc
tăng nhiệt độ, và sự hoạt động của những vi sinh vật gây hỏng như bacilli, và do đó
giai đoạn hư hỏng thứ 2 bắt đầu.
- Giai đoạn sau cùng này cũng có sự hoạt động của những vi sinh vật hiếu khí
(tùy tiện) khác như nấm mốc và enterobacteria. Sự hư hỏng hiếu khí có thể xảy ra
trong hầu hết tất cả khối ủ mà tiếp xúc với không khí. Tuy nhiên tỷ lệ hư hỏng là cao
còn tùy thuộc vào số lượng và hoạt tính vi sinh vật trong khối ủ. Sự hao hụt do hư
hỏng 1,5 –4,5% chất khô/ngày có thể nhìn thấy được ở những nơi bị ảnh hưởng. Sự
hao hụt này ở mức tương đương sự hao hụt mà có thể xảy ra trong những silo kín hơi
trong vài tháng dự trữ.
Để tránh sự hư hỏng điều quan trọng là phải kiểm soát và khống chế mỗi giai
đoạn của quá trình ủ chua. Trong giai đoạn 1 kỹ thuật nén ép tốt sẽ giúp loại bỏ
lượng oxy hiện diện trong khối ủ. Kỹ thuật nén và ép trong silo sẽ làm giảm sự hao
hụt WSC do sự hô hấp hiếu khí, và lần lượt sẽ để lại nhiều WSC hữu hiệu cho quá
trình lên men lactic trong giai đoạn 2. Phương pháp để khống chế giai đoạn 2 và 3 là
dựa trên việc sử dụng những chất phụ gia trong lúc ủ như vi khuẩn lactic, mật rỉ, các
enzym, muối... Giai đoạn 4 sẽ bắt đầu ngay khi có mặt oxy. Để làm giảm sự hao hụt
do hư hỏng trong khi dự trữ đòi hỏi phải có silo kín khí, và thiết bị bao phủ bị hư

hỏng phải được sửa chửa ngay lập tức. Ngoài ra, trong quá trình ủ chua có thể sử
dụng những phụ gia để làm giảm sự mất mát do hư hỏng.

9


2.5 Hệ vi sinh vật trong quá trình ủ chua
Vi sinh vật ủ chua đóng vai trò là chìa khóa trong sự thành công của quá trình
bảo quản. Vi sinh vật về cơ bản được chia thành 2 nhóm là vi sinh vật hữu ích và vô
ích. Vi sinh vật hữu ích là vi khuẩn lactic. Vi sinh vật vô ích là sinh vật có thể gây ra
sự hư hỏng yếm khí (như clotridia và enterobacteria) hay hư hỏng hiếu khí (như nấm
men, bacilli, listeria và nấm mốc). Nhiều loại sinh vật gây hư hỏng này không chỉ
làm giảm giá trị của thức ăn, mà còn ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe của vật nuôi và
chất lượng của sữa (như bacilli, listeria, clostridia và nấm mốc).
2.5.1 Vi sinh vật hữu ích
2.5.1.1 Vi khuẩn lactic (LAB)
Vi khuẩn lactic thường gặp chủ yếu ở thực vật. Thường mật độ LAB về cơ
bản là tăng từ lúc thu hoạch cho đến khi ủ chua. Điều này chủ yếu làø do sự hoạt hóa
lại của những tế bào không được nuôi cấy ở trạng thái ngưng hoạt động, và không
phải do bị nhiễm vào từ những công cụ thu hoạch hay sự phát triển của vi sinh vật
bản xứ. Những tính chất của cây trồng như hàm lượng đường, hàm lượng chất khô,
và thành phần đường, có liên quan đến tính chất vi khuẩn lactic chẳng hạn như việc
sử dụng chất nền và axit và chất thẩm thấu sẽ ảnh hưởng đến sự cạnh tranh của vi
khuẩn lactic trong quá trình lên men ủ chua.
Vi khuẩn lactic mà có liên quan đến quá trình ủ chua là thuộc loài
Lactobacillus,

Pediococcus,

Leuconostoc,

Enterococcus,

lactococcus

và

Streptococcus…, chúng có thể phát triển ở nhiệt độ từ 5 – 500C, với nhiệt độ tối thích
từ 25-400C. Chúng có thể làm giảm pH của khối ủ xuống còn pH = 4 - 5, tùy theo
dạng nguyên liệu ủ. Tất cả vi khuẩn lactic là hiếu khí tùy tiện, nhưng một số lại
thích hợp với điều kiện yếm khí. Dựa trên sự chuyển hóa đường của chúng, vi khuẩn

10


lactic có thể được phân loại thành vi khuẩn lên men đồng hình bắt buộc, lên men dị
hình tùy tiện, lên men dị hình bắt buộc. Lên men đồng hình bắt buộc tạo thành hơn
85% axit lactic từ đường C-6 như glucose, nhưng không thể lên men được đường C-5
như xyloza. Lên men lactic dị hình tùy tiện cũng cho sản phẩm chủ yếu là axit lactic
từ đường C-6, ngoài ra chúng còn chuyển hóa một ít đường C-5 thành axit lactic, axit
axetic và ethanol. Lên men dị hình bắt buộc chuyển hóa cả đường C-6 và C-5,
nhưng không giống như lên men đồng hình chúng chuyển hóa đường C-6 thành đồng
phân của axit lactic, CO2 và axit axetic và ethanol. Vi khuẩn lên men đồng hình bắt
buộc thuộc loài Pediococcus damnosus vaø Lactobacillus plantarum, Lactobacillus
pentosus, Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentosaceus, và entorococcus
faecium. Đối với vi khuẩn lên men dị hình bắt buộc thuộc loài Leuconostoc, và một
vài loại Lactobacillus sp. như Lactobacillus brevis và Lactobacillus buchneri.
2.5.2 Vi sinh vật vô ích
2.5.2.1

Nấm men
Nấm men là loại vi sinh vật dị dưỡng đơn bào, kị khí bắt buộc. Trong quá

trình ủ hoạt tính nấm men yếm khí cũng như là hiếu khí được xem như là điều không
mong muốn. Trong điều kiện ủ yếm khí nấm men lên men đường thành ethanol và
và CO2. Ethanol không chỉ làm giảm lượng đường cho quá trình lên men lactic mà
còn ảnh hưởng bất lợi đến vị của sữa của gia súc. Trong điều kiện hiếu khí nhiều
loài nấm men chuyển axit lactic thành CO2 và H2O. Sự giảm axit lactic là nguyên
nhân làm tăng pH của khối ủ, mà lần lượt dẫn đến sự phát triển của nhiều sinh vật
gây bệnh khác (Stefanie et al. 2000)[35].
Mật độ của nấm men có thể đạt đến 107 CFU/g trong suốt tuần đầu tiên, quá
trình dự trữ kéo dài sẽ dẫn đến giảm dần số lượng nấm men (Driehuis vaø Van

11


Wikselaar 1996)[28]. Những yếu tố mà ảnh hưởng đến sự tồn tại của nấm men trong
quá trình dự trữ đó là mức độ yếm khí, và nồng độ của axit hữu cơ. Sự hiện diện oxy
tăng khả năng tồn tại và phát triển của nấm men trong khi dự trữ (Donald et
al.1995)[27], ngược lại hàm lượng cao của axit formic hay axit axetic làm giảm khả
năng tồn tại của nấm men trong khi dự trữ (Driehuis và Van wikselaar 1996)[28]. Sự
hoạt động của nấm men trong nguyên liệu lúc đầu hình như là tăng ở mức pH ban
đầu thấp (< 5), do sự bổ sung thêm phụ gia axit, và hàm lượng đường trong nguyên
liệu là cao, như khoai tây, vỏ cam hay củ cải đøng. Những loại nguyên liệu này
thường cho kết quả là hàm lượng ethanol cao và axit lactic thấp (Ashbell et al.
1987)[21].
2.5.2.2

Enterobacteria
Enterobacteria là loại yếm khí tùy tiện. Hầu hết enterobacteria được xem như

là không phải vi khuẩn phát sinh bệnh. Tuy nhiên, sự phát triển của chúng là điều
không mong muốn bởi vì chúng cạnh tranh đường với vi khuẩn lactic, thêm vào đó
chúng còn làm giảm protein. Sự làm giảm protein không chỉ làm giảm giá trị thức
ăn, mà còn dẫn đến việc sản sinh ra các chất độc như hợp chất amin sinh học và axit
béo mạch nhánh. Hợp chất amin này ảnh hưởng bất lợi đến vị của thức ăn ủ chua.
Hơn nữa, NH3 tạo thành khi phân hủy protein làm tăng khả năng đệm của khối ủ
chua, vì vậy đưa pH về trung tính.
Enterobacteria sẽ không phát triển ở pH thấp. Phương pháp ủ chua mà có sự
giảm nhanh về pH sẽ hạn chế sự phát triển enterobacteria.
2.5.2.3

Clotridia
Clostridia là vi khuẩn yếm khí hình thành nội bào tử. Có nhiều clotridia lên

men cacbohydrat cũng như là protein, đây là những nguyên nhân làm giảm giá trị

12


thức ăn và sản sinh ra các hợp chất amin sinh học, cũng giống như enterobacteria.
Ngoài ra, clostridia hiện diện trong thức ăn ủ chua làm giảm phẩm chất sữa. Điều
này là do các bào tử của clostridia còn sống sót đi qua các đường tiêu hóa của con bò
sữa, theo đường phân và nhiễm vào vú động vật. Clostridia tyrobutyricum chịu được
axit là loài có liên quan nhiều nhất đến công nghệ bơ sữa. Cùng với sự lên men
cacbohydrat Clostridia tyrobutyricum có thể chuyển axit lactic thành axit butyric, H2
và CO2 theo phản ứng tổng quát sau:
2 axit lactic

1 axit butyric + 2H2 + 2 CO2

Một số vi khuẩn clostridia ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người và vật
nuôi. Loài Clostridia sp. rất độc là Clostridia botulinum, nó có thể làm ngộ độc thịt,
mà cũng có thể làm chết gia súc, Clostridia botulinum chịu được axit ở nồng độ giới
hạn, và không phát triển ở thức ăn ủ chua được lên men tốt. Tỷ lệ mắc phải bệnh
ngộ độc thịt gây ra do thức ăn ủ chua bị nhiễm Clostridia botulinum có thể gần như
là do có xác chết động vật trong khi ủ chua (như chim, chuột…).
Thức ăn ủ chua có nhiễm clostridia được nhận biết khi có hàm lượng axit
butyric cao >5 g/kg chất khô, ở mức pH cao (pH >5 trong những thức ăn ủ chua có
hàm lượng chất khô thấp), và hàm lượng NH3 và amin cao. Phương pháp ủ chua có
sự giảm nhanh về pH sẽ giúp cho việc ức chế sự phát triển của clostridia, bởi vì
tương tự như enterobacteria, clostridia bị ức chế ở pH thấp. Hơn nữa, clostridia có
thể chịu đựng được hoạt độ nước (aw) thấp hơn là vi khuẩn lactic. Để làm giảm aw
của nguyên liệu ủ chua ta có thể làm héo để nâng hàm lượng chất khô, và có thể ức
chế clostridia một cách có chọn loïc.

13


2.5.2.4

Vi khuẩn axetic
Vi khuẩn axetic là vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, chịu được axit. Do đó tất cả vi

khuẩn axetic được phân lập từ thức ăn ủ chua thuộc loại Acetobacter (Spoelstra et
al.1988). Sự hoạt động của Acetobacter sp. trong thức ăn ủ chua là điều không mong
muốn bởi vì chúng có thể khởi đầu cho sự hư hỏng hiếu khí, là do những yếu tố như
chúng có thể oxy hóa lactat và axetat thành CO2 và H2O. Nói chung, nấm men là
yếu tố chính của sự hư hỏng hiếu khí, và không có sự tham gia vi khuẩn axetic, hay
nó chỉ đóng vai trò nhỏ. Tuy nhiên, đối với thức ăn ủ chua hoàn toàn từ cây ngũ cốc

có dấu hiệu là chỉ có vi khuẩn axetic gây ra sự hư hỏng hiếu khí.
2.5.2.5

Bacilli
Bacilli giống với clostridia là vi khuẩn hình que tạo thành nội bào tử, chúng

dễ dàng phân biệt với clostridia bằng các yếu tố là chúng hiếu khí, còn tất cả
clostridia là yếm khí bắt buộc (Claus và Berkeley 1986)[26]. Bacilli hiếu khí tùy
tiện lên men trong phạm vi rộng các cacbohydrat tạo thành các chất như axit hữu cơ
(axetat, lactat và butyrat) hay ethanol, 2,3-butanediol, và glycerol. Một số Bacillus
sp. riêng biệt có thể sản sinh ra những chất kháng nấm, và được sử dụng để ức chế
sự hư hỏng hiếu khí của thức ăn ủ chua. Ngoại trừ những loài riêng biệt này, sự phát
triển của bacilli trong thức ăn ủ chua nhìn chung là điều không mong muốn. Không
những bacilli ít có hiệu quả sản sinh ra axit lactic và axetic hơn vi khuẩn lactic,
chúng có thể làm tăng sự hư hỏng hiếu khí (ở giai đoạn sau cùng). Ngoài ra, nhiều
bào tử trong sữa chưa xử lý có liên quan đến số lượng bào tử có trong phân tươi của
con bò. Điều này có vẻ hợp lý vì bào tử bacillus đi vào trong sữa và vào đường phân
tương tự như bào tử clostridia. Số lượng của bào tử Bacillus cereur (ưa lạnh) được tìm
thấy trong thức ăn ủ chua là raát cao (Stefanie et al. 2000)[35].

14