Nghiên cứu tạo chế phẩm đạm hòa tan từ trùn quế (perionyx excavatus)

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Nhiều nghiên cứu cho thấy hiếm có lồi động vật nào có giá trị hấp dẫn như trùn quế
(Perionyx excavatus). Trùn quế có tỉ trọng nước chiếm khoảng 80 – 85 %, chất khô khoảng
15 – 20 % trọng lượng cơ thể. Hàm lượng các chất tính trên trọng lượng chất khơ cao nhất là
protein, chiếm khoảng 68 –70 %, đường chiếm khoảng 12 –14 %, lipid chiếm khoảng 7 – 8
% và hàm lượng tro chiếm 11 – 12 % [1]. Do có hàm lượng protein cao, giàu vitamin, các acid
amin và acid béo thiết yếu nên trùn quế được xem là nguồn dinh dưỡng bổ sung quý giá cho
các loại gia súc, gia cầm, thủy hải sản giúp các loại vật nuôi tăng trưởng nhanh, kháng bệnh,
tăng năng suất… Trùn quế được sử dụng trực tiếp hoặc phối trộn để làm thức ăn cao cấp
nuôi gia súc, gia cầm và thủy sản[18,23,24]. Phân trùn quế là loại phân hữu cơ sinh học, có hàm
lượng dinh dưỡng cao, thích hợp cho nhiều loại cây trồng và là nguồn phân thích hợp cho
việc sản xuất rau sạch, dịch trùn quế còn được sử dụng rất phổ biến trong trồng trọt như một
loại phân bón lá giúp cây trồng phát triển tốt hơn. Bên cạnh đó, trùn quế còn được làm
nguyên liệu trong y dược để sản xuất ra các loại thuốc hoặc sản xuất thực phẩm chức năng,
mỹ phẩm phục vụ đời sống con người. Ngoài ra, trùn quế còn phân hủy rác hữu cơ, bảo vệ
môi trường[1,8,10].Hơn nữa, hiện nay nông dân ở nhiều nơi xây dựng mơ hình chăn ni sạch,
khép kín từ ni bị lấy phân ni trùn quế làm thức ăn cho tôm, kết hợp trồng vườn, vừa
cung cấp thức ăn cho gia cầm, thủy sản, vừa bảo vệ được môi trường do tận dụng lượng chất
thải trong chăn nuôi[8,10].
Trùn quế thuộc nhóm trùn ăn phân, thường sống trong mơi trường có nhiều chất hữu cơ
đang phân hủy. Nhiều nghiên cứu cho thấy trùn quế phát triển tốt trên bã trồng nấm linh chi,
rác thải sinh hoạt sau hoai mục và đặc biệt là phân bị [8,10]. Do đó, hiện nay các mơ hình ni
trùn phát triển rộng khắp cả nước, đặc biệt phát triển mạnh xung quanh các trại bò sữa. Điển
hình có thể kể đến các địa phương có diện tích ni trùn quế lớn như Hà Nội, Khánh Hịa,
Trà Vinh, TP. Hồ Chí Minh…
Mặc dù trùn quế tươi có hàm lượng dinh dưỡng cao nhưng việc sử dụng trùn quế tươi
lại gây nhiều khó khăn trong q trình bảo quản, sử dụng và thương mại hóa. Vì vậy, để
khắc phục những vấn đề trên, nhiều cơ sở nuôi trùn đã thủy phân trùn quế thành dịch. Dịch
1

trùn quế có ưu điểm là dễ dàng sử dụng khi phun lên thức ăn vật ni, hịa vào nước làm
thức ăn cho thủy sản hay phun lên cây trồng. Tuy nhiên, việc sản xuất dịch trùn hiện nay gặp
trở ngại do thời gian thủy phân trùn quế quá dài và trùn quế chưa được thủy phân hồn tồn,
khơng thu được hết lượng đạm có trong trùn quế. Chính vì những thực tế trên chúng tôi đề
xuất đề tài: Nghiên cứu tạo chế phẩm đạm hòa tan từ trùn quế (Perionyx excavatus).
2. Mục tiêu đề tài
- Xây dựng được quy trình thu nhận dịch đạm từ trùn quế.
- Nghiên cứu tạo chế phẩm dịch đạm từ trùn quế.
3. Đối tượng nghiên cứu:
- Trùn quế (Perionyx excavatus)
- Enzyme protease được thu nhận từ môi trường nuôi cấy bán rắn chủng Bacillus
subtilis, do phịng thí nghiệm Vi sinh ứng dụng trường ĐH Thủ Dầu Một cung cấp.
4. Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu xây dựng quy trình thu nhận dịch đạm hịa tan từ trùn quế ở quy mơ thí
nghiệm.
- Nghiên cứu các điều kiện chế tạo và bảo quản chế phẩm ở quy mô pilot.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu về trùn quế
1.1.1. Đặc điểm sinh học[1,8]
Tên khoa học: Perionyx excavatus.
Chi: Pheretima.
Họ: Megascocidae.
Ngành: Coelenterata.
Trùn quế hay còn gọi là giun đỏ hay giun mồi câu. Chúng có hàm lượng đạm rất cao.
Theo nhiều tài liệu, trong cơ thể chúng, đạm chiếm tới 70% trọng lượng khơ. Có lẽ vì vậy
mà chúng trở thành loại mồi câu hấp dẫn. Chúng thường ẩn nấp dưới các hòn gạch, hòn đá,

các miếng gỗ hay ngay dưới các lớp phân, rãnh nước cạnh các chuồng heo, trâu bị. Chúng
có thân hình nhỏ, dài khoảng 10 – 15 cm, thân mảnh như que đan len và có màu nâu tím, ánh
bạc. Chúng rất năng động, chui luồn rất nhanh. Hai đầu nhọn, thân hơi dẹp. Phía gần đầu có
một cái đai từ đốt thứ 18 đến 22. Tồn thân trùn quế có 120 đốt. Đem trùn quế ra ngồi ánh
sáng thì cơ thể phát dạ quang màu xanh tím (Fluorescence). Trùn quế có thể sống thích hợp
trong điều kiện nhiệt độ từ 20oC – 27oC, là loài ăn phân, có thể dùng nó để phân giải chất
hữu cơ (Vermicompost) từ chất thải.
Trùn quế là loài giun đất ăn phân. Chúng có thể sống hồn tồn trong phân mà khơng
cần một tí đất nào. Những nghiên cứu của nhóm tác giả Nguyễn Lân Hùng cho thấy trùn quế
ni hồn tồn trong mơi trường phân là tốt nhất. Chúng thích ăn nhất là phân của các lồi
đại gia súc như trâu, bị, ngựa. Trùn quế cũng có thể sử dụng phân heo, nhưng không tốt
bằng các loại phân trên. Phân gà cơng nghiệp cũng có thể sử dụng để ni trùn quế nhưng
phân gà thả vườn thì khơng nên do hàm lượng lân trong phân gà quá cao. Ngoài ra, các loại
phế phụ liệu nông nghiệp như thân lá các lồi cây khơng độc, khơng có tinh dầu cũng có thể
ủ để cho trùn ăn. Trùn quế là lồi ăn tạp. Tuy nhiên, thức ăn chính của trùn quế vẫn là phân
gia súc.


Cơ thể trùn quế như một cái ống có hai lớp: lớp ngoài là thanh cơ, lớp trong là ruột.
Giữa hai lớp chứa một dịch lỏng gọi là thể xoang. Lớp cơ được chia làm hai lớp: cơ vòng và
cơ dọc. Hai lớp cơ này hoạt động nhịp nhàng, giúp trùn bị rất nhanh. Lớp bên trong của trùn
hồn tồn là ống tiêu hóa. Thức ăn sẽ qua miệng, hầu rồi xuống thực quản, xuống ruột rồi
cuối cúng đẩy ra hậu môn. Cả cơ thể trùn là một ống tiêu hóa. Trong ống tiêu hóa này chứa
đầy các hệ vi sinh vật cần thiết. Bản thân trùn không đủ sức chuyển hóa trực tiếp các chất
hữu cơ thành năng lượng. Chính các vi sinh vật có trong ống tiêu hóa của chúng đảm nhận
cơng việc này.
Trùn quế khơng có phổi, chúng hô hấp qua da. Nếu da bị khô, trùn quế sẽ chết. Ví vậy,
trùn quế ln sống ở nơi ẩm ướt. Nếu di chuyển trên mặt đất thì chúng phải chờ đến quá nửa
đêm, khi sương xuống mới bò lên. Vào những hôm mưa rào, chúng ta thấy trùn quế bò lên
mặt đất do bùn nhão bám chặt quanh cơ thể của chúng, cản trở sự hơ hấp. Vì vậy, khi nuôi

trùn quế tránh để mưa xối vào luống nuôi.
Hệ thần kinh của trùn quế chưa phát triển nhiều. Tuy nhiên, các tế bào thụ cảm cũng
giúp chúng nhận biết được ánh sáng, nhiệt độ, áp suất khí quyển và những dấu hiệu của thời
tiết. Trùn quế khơng có mắt, mũi, tai nên các tế bào thụ cảm nằm rải rác khắp cơ thể phải
làm thay. Trùn quế dự báo thời tiết rất tốt. Khi sắp có mưa bão, trùn quế thường ngoi lên mặt
đất bỏ chạy toán loạn. Trùn quế có thể phân biệt được các loại thức ăn khác nhau. Trong một
luống ni, trùn quế có thể tìm đến những chỗ có thức ăn tốt hơn. Thí nghiệm của nhóm tác
giả Nguyễn Lân Hùng đã cho thấy chỉ cần 4 giờ, trùn quế sẽ tập kết đến những chỗ có thức
ăn mà chúng cho là ngon nhất.
Trùn quế là lồi lưỡng tính, trên cơ thể có cả bộ phân sinh dục đực và cái. Tuy nhiên,
trùn quế khơng thể tự giao phối được. Do đó, muốn sinh sản, trùn quế phải quấn vào nhau.
Khi đó, yếu tố đực của con này sẽ chuyển cho yếu tố cái của con kia và nguộc lại. Chúng ta
quan sát sẽ thấy từ đốt thứ 18 đến đốt thứ 22 của trùn quế có một cái đai, gọi là đai sinh dục.
Đai sinh dục có màu nhạt hơn màu cơ thể, được hình thành khi trùn quế trưởng thành. Ở các
đốt thứ 6, thứ 7 và thứ 8 có ba đơi lỗ nhận tinh mở ra ở mặt bụng. Đốt thứ 18 có hai lỗ đực.
Các bộ phận sinh sản này đều nằm ở phần đầu của cơ thể. Các tế bào đực được hình thành


trong hai cặp tinh hồn hình bầu dục, màu vàng nhạt và thông với túi chứa tinh. Sau khi
thành thục, tế bào đực sẽ đi qua phễu dẫn tinh để tới hai lỗ đực.
Trong tự nhiên, chờ khi đêm xuống, trùn quế bị lên mặt đất để đi tìm nhau. Chúng tiến
sát đến nhau theo hướng ngược chiều, con này gối lên con kia, bụng áp sát nhau. Lúc này, cả
hai đều tiết dịch nhầy đễ hỗ trợ cho quá trình giao phối. Con nào cũng hoạt động như một
con đực. Chúng co cơ để tiết tinh dịch và đẩy tinh dịch vào túi nhận tinh của con kia. Tinh
trùng sẽ nằm trong túi nhận tinh mà không được thụ tinh ngay, do trứng chín chậm hơn vài
ngày so với sự thành thục của tinh trùng. Dịch nhầy tiết ra tạo thành một cái vịng. Khi vịng
nhầy bong ra, nó sẽ tuột lên phía trước. Lúc đi qua lỗ cái, nó sẽ nhận một ít trứng chín. Khi
đi qua cặp túi nhận tinh, vòng nhầy sẽ nhận tinh trùng mà con đực đã gởi lại trước đó. Sự thụ
tinh sẽ xảy ra ngay trên vòng nhầy. Vòng nhầy tiếp tục tuột lên phía trước và rơi ra ngồi.
Lúc này, hai đầu vòng nhầy tự thắt lại tạo thành một cái kén. Kén có màu nâu và chuyển dần

thành màu nâu sẫm. Khi sắp nở, kén lại chuyển thành màu xám đen có hình oval. Mỗi kén
chứa trung bình 7 trứng. Phôi phát triển trong kén không qua giai đoạn ấu trùng. Sau 2 – 3
tuần, trùn quế non tự cắn thủng kén để ra ngoài. Chiều dài giun non khoảng 6 - 10 mm.
Chúng hoạt động ngay và ăn rất khỏe. Sau khoảng 2 tháng, đai sinh dục bắt đầu hình thành.
Trùn quế chỉ thực sự thành thục sau 3 – 4 tháng. Khi trùn quế đạt tới chiều dài tối đa của lồi
thì được gọi là trùn thành thục. Trong điều kiện nuôi bảo đảm đủ độ ẩm, đầy đủ thức ăn, một
con trùn quế thành thục có thể sinh sản từ 800 – 1200 con/năm.
Trùn quế sinh sản rất nhanh. Thông thường, mỗi tuần trùn quế đẻ một lần. Sau 3 tuần
kén nở, 3 tháng sau thành trùn trưởng thành. Trùn quế mẹ sống tới 12 năm vẫn có thể sinh
sản. Đây cũng là tính ưu việt của trùn quế. Nhờ đặc điểm này mà từ phân trâu, phân bị, phân
gia súc chúng ta có thể tạo ra vô vàn trùn quế, nguồn đạm động vật quý giá để cung cấp cho
các loại vật ni trong gia đình.


Hình 1. Trùn quế trong mơi trường ni và cấu tạo giải phẫu của trùn quế. (Nguồn
hình ảnh: /> />
Sau đó, cùng với thời gian, đai sinh dục thối hóa cho thấy trùn đã già. Trong tự nhiên,
vào mùa thu và mùa xuân, trùn tăng trưởng nhanh, vào mùa đông và mùa hè, trùn tăng
trưởng chậm hơn.
Trong tự nhiên, trùn quế có thể sử dụng nhiều chất hữu cơ làm thức ăn. Nhưng trong
điều kiện bất lợi, trùn vẫn có thể lấy dinh dưỡng trong đất. Theo Evans và Guild (1948),
nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn trên sự đẻ kén của trùn và thấy rằng trùn chỉ ăn thức ăn
có phân động vật sẽ đẻ nhiều kén hơn khi ăn thức ăn chỉ có chất hữu cơ là thực vật.
Thức ăn của trùn chủ yếu là các chất hữu cơ khơng có độc tố, có độ pH thích hợp, có
độ muối khoáng cao và đã được vi sinh vật phân giải như các loại phân gia súc, gia cầm,
chất thải của nhà máy chế biến thực phẩm, các loại phế thải của nông sản, các cành lá mục,
rau cải bỏ,…Tuy nhiên, các loại cây gia vị (rau húng, rau quế…), lá các loại cây có tinh dầu
(lá chanh, lá cam, lá tràm bơng vàng,…) đều có thể giết chết trùn hoặc làm trùn di cư đến
nơi khác.
1.1.2. Thành phần hóa học của trùn quế

Trùn quế có hàm lượng dinh dưỡng rất cao, thích hợp làm thức ăn cho gia súc, gia cầm,
thủy cầm và là nguồn phân bón cao cấp cho cây trồng. Theo Nguyễn Văn Bảy (2002), thành


phần dinh dưỡng trong trùn tươi bao gồm: nước (80,18%), protein thô (11,76%), béo thô
(1,32%), xơ thô (0,11%), Canxi (0,09%), Phospho (0,14%), tro thô (0,32%), cát sạn
(0,59%). Trong các loại thức ăn cho gia súc, gia cầm được sản xuất từ trùn quế thì hàm
lượng đạm chiếm 53,5 – 65%, glucide chiếm 11 – 17%, hàm lượng khoáng và lipid khá cao
từ 7 – 32%[1].
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng, trùn quế chứa hàm lượng dinh dưỡng và acid amin
rất cao (Bảng 1). Trong dân gian, cũng như nghiên cứu khoa học, trùn quế có nhiều giá trị
và được ứng dụng vào cuộc sống như y dược học, chăn ni, trồng trọt, làm thức ăn cho
tơm,… Trùn quế cịn là nhà máy xử lý chất thải nông nghiệp và cơng nghiệp góp phần bảo
vệ mơi trường sinh thái. Q trình xử lý chất thải đó đã tạo ra một loại phân hữu cơ vi sinh
giàu đạm thích hợp cho nhiều loại cây trồng, đặc biệt là cây cảnh và sản xuất rau sạch.
Ngày nay, người ta còn sử dụng phân trùn để xử lý ao tôm, cá.
Trong y học cổ truyền Việt Nam, trùn vẫn được dùng trong một số bài thuốc chữa
sốt rét, sốt nóng, suy nhược cơ thể, cao huyết áp, tai biến mạch máu não… Trùn quế cịn
chứa enzyme có thể thuỷ phân đặc hiệu sỏi fibrin với hoạt tính xúc tác rất cao, có triển
vọng khai thác để làm thuốc điều trị những căn bệnh đột quỵ, tim mạch. Một số nơi còn sử
dụng trùn quế làm thực phẩm, mỹ phẩm và thuốc tây. Điều đó chứng tỏ vai trị to lớn và
quan trọng của trùn quế hiện nay[1,8].
Bảng 1. Hàm lượng acid amin trong bột trùn quế
chưa thủy phân sấy khô và bột trùn quế tự phân[12]
Amino acid

Bột trùn quế

Bột trùn

Amino acid

Bột trùn quế

Bột trùn

thiết yếu

chưa thủy

quế tự

không thiết

chưa thủy

quế tự

phân (%)

phân (%)

yếu

phân (%)

phân (%)

Valine

3,24

2,49

Alanine

3,31

1,64

Leucine

5,29

3,79

Glycine

3,12

1,5

Isoleusine

3,14

3,27

Serine

2,48

2,38

Threonine

2,81

2,14

Proline

3,00

2,47

Methionine

0,98

1,00

Aspartic acid

5,82

2,43

Phenylalanine

3,5

2,34

Glutamic acid

8,39

2,68


Lysine

4,92

1,39

Tyrosine

2,23

0,95

Histidine

1,78

1,23

Cystine

0,33

0,51

-

0,88

Tryptophan

1.1.3. Quy trình ni trùn quế[8,10]
Mơ hình ni trùn quế hiện nay được xem là mơ hình mang lại nhiều lợi ích cho người
ni và đặc biệt là phù hợp với điều kiện của rất nhiều hộ gia đình nơng thơn. Việc ứng dụng
thành cơng các mơ hình sẽ giúp người nông dân: tận dụng được nguồn thức ăn cũng như
ngun vật liệu có sẵn trong gia đình; bổ sung và chủ động thêm nguồn thức ăn giàu dinh
dưỡng cung cấp cho gia súc và gia cầm như heo, bò gà, vịt, cá, tơm… ; phân trùn quế được
bón cho các loại cây trồng và dịch trùn quế có thể phun lên cây trồng; mơ hình ni trùn quế
góp phần làm xanh, sạch mơi trường, giảm phát thải khí ơ nhiễm từ phân tươi chưa được xử
lý vì thức ăn chủ yếu của trùn quế là phân trâu, phân bò, phân ngựa… Kỹ thuật nuôi trùn quế
bao gồm các công đoạn chính sau:

Chuẩn bị chuồng ni:
Thành luống: có thể dung gạch, gỗ tấm, thân cây chuối quay lại tạo thành luống để
phân khỏi tràn ra ngồi.
Mái che: có thể sử dụng rơm rạ, lá cây, nylon, tôn. Mái che nên cách mặt luống từ 1 m
trở lên, để thuận tiện cho việc chăm sóc, thu hoạch và tránh nước mưa tạt vào.
Thành chuồng: sử dụng lưới quay quanh chuồng nuôi để tránh các loài sinh vật gây hại
cho trùn quế như cóc, nhái.
Chuồng ni được dựng nơi cao ráo, thống mát, khơng bị ngập úng vào mùa mưa,

thốt nước và thốt nhiệt tốt.
Luống ni trùn có chiều cao 25 – 30 cm để tạo độ ẩm thích hợp cho trùn quế, chiều
rộng khoảng 1 m, chiều dài khoảng 3 – 5 m.
Chuẩn bị chất nền


Chất nền tốt nhất là phân chuồng trộn với rơm rạ, lá cây, bèo, lục bình được băm nhỏ
và ủ cho hoai mục. Rải chất nền vào chuồng thành một lớp dày từ 10 – 20 cm. Tưới ẩm cho
toàn bộ luống, xới đều rồi san bằng. Chất nền nuôi trùn quế phải đảm bảo đủ độ ẩm. Kiểm
tra độ ẩm bằng cách nắm chặt một lượng chất nền trong lịng bàn tay, sau đó thả ra, nếu thấy
chất nền giữ nguyên và tay chỉ ướt là đảm bảo độ ẩm; nếu thấy nước rỉ ra từ kẽ tay là chất
nền quá ướt; nếu chất nền vỡ ra là quá khô.
Thả trùn quế giống
Nên sử dụng trùn quế ở dạng sinh khối, bao gồm cả trùn bố mẹ, trùn con, kén trùn và
cơ chất mà trùn đang sinh sống. Thả trùn quế vào buổi sáng. Mật độ thích hợp khoảng 10 –
12 kg sinh khối/ m2. Rải trùn quế vào chất nền theo một đường thẳng giữa luống hặc rải
thành từng cụm trên mặt luống. Sau 5 – 7 phút, trùn sẽ chui xuống hết chất nền. Quan sát
mặt luống và loại bỏ những con khơng có khả năng di chuyển xuống lớp chất nền. Khi nhiệt
độ môi trường từ 34oC trở lên, tưới nước nhiều lần để giảm nhiệt.

Che phủ luống giun
Sau khi thả trùn giống, lấy bao tải, bạt… phủ lên bề mặt luống, chuồng trùn quế để tạo
bóng tối cho trùn nhanh chóng quen với nơi ở mới. Trùn quế thường có tập tính sống trong
mơi trường tối. Hễ gặp ánh sáng, trùn quế sẽ rút xuống dưới luống. Ngồi ra chúng cịn ăn,
giao phối sinh sản ở bề mặt luống. Do đó, việc che phủ luống khơng chỉ có tác dụng giữ ẩm
cho trùn quế mà cịn tạo mơi trường sống thích hợp cho trùn quế sinh trưởng và phát triển.
Chuẩn bị thức ăn cho trùn quế.
Thức ăn thích hợp cho trùn quế là phân trâu, phân bị. Đối với phân trâu, bị có thể cho
trùn ăn phân tươi hoặc hòa vào nước theo tỷ lệ 1:1. Đối với phân heo, phân gà nên ủ khoảng
10 – 15 ngày. Đối với rác thải hữu cơ như bèo, rau củ nên băm nhỏ rồi ủ với phân gia súc,

phân gia cầm với tỷ lệ 1:1 về thể tích trong khoảng 20 ngày trước khi cho ăn.


Chăm sóc trùn quế
Sau khi thả trùn giống khoảng 1 – 2 ngày thi nên cho trùn ăn. Thức ăn rải trên mặt
luống thành vệt dài hoặc thành từng cụm mỏng cách đều nhau. Mỗi ngày trùn quế tiêu thụ
một lượng thức ăn tương đương với trọng lượng cơ thể của chúng. Tuy nhiên, lượng thức ăn
cũng thay đổi thùy thuộc vào sức tiêu thụ của từng luống nuôi và tùy theo mùa.
Vào mùa hè: từ 1 – 2 ngày cho trùn ăn một lần và lượng thức ăn bón trên bề mặt luống
dày từ 2 – 3 cm.
Vào mùa đông: từ 2 – 3 ngày cho ăn một lần và lượng thức ăn cho ăn nhiều hơn, dày 5
cm bón phủ trên mặt luống.
Thu hoạch trùn quế
Thu hoạch trùn quế tươi sống đầu tiên sau 1,5 – 2 tháng kể từ khi ni để đàm bảo trùn
đã thích nghi với mơi trường mới và sinh sản trở lại bình thường. Những lần thu hoạch sau
thì có thể thu hoạch hằng ngày, hàng tuần hay hàng tháng tùy theo nhu cầu của nông hộ, số
lượng trùn và điều kiện chăm sóc. Có ba cách để thu hoạch trùn quế: thu hoạch bằng tay; thu
hoạch bằng phương pháp mồi nhử và thu hoạch bằng phương pháp đe dọa.

Hình 2. Trùn quế được nuôi trong các trại lợp lá hoặc nuôi trong các lơ cao su có che bạt
(Nguồn hình ảnh: />Articles04/146223/a979f_traitrunque.jpg)
1.1.4. Ứng dụng và giá trị kinh tế của trùn quế
Ứng dụng trong chăn nuôi[13,14,24,23]


Trùn quế được dùng làm thức ăn giàu đạm cho gia súc, gia cầm, vật nuôi thủy sản. Sử
dụng trùn quế làm thức ăn giúp cho vật nuôi tăng trưởng nhanh, kháng những bệnh thông
thường, mẫu mã đẹp, thịt thơm ngon, phát triển đồng đều. Trùn quế còn làm nguyên liệu bào
chế thành các loại thực phẩm giàu đạm có tính dược cao, giúp người bệnh mau phục sức
khỏe.

Với hàm lượng protein thô chiếm 70% trọn lượng khô, hàm lượng đạm của trùn quế
tương đương với bột cá, thường được dùng trong thức ăn chăn ni. Trùn quế cịn hội đủ 12
loại acid amine, nhiều loại vitamin, chất khoáng cần thiết cho gia súc, gia cầm và thủy sản.
Đặc biệt trùn quế cịn có các loại kích thích tố sinh trưởng tự nhiên mà trong bột cá khơng
có. Thức ăn chăn ni có bột trùn quế sẽ khơng có mùi tanh và khét của cá và dầu cá, hấp
dẫn vật ni, lại bảo quản được lâu hơn thức ăn có dùng bột cá. Trùn quế tươi là thức ăn lý
tưởng để nuôi thủy sản, nhất là sản xuất con giống ba ba, rùa, lươn, tơm, cá Chình, đặc biệt
là ni cá tầm, một loại cá quý để ăn và sản xuất món trứng cá muối đắt tiền. Nếu cho chúng
ăn trùn quế tươi hàng ngày bằng 10 – 15% trọng lượng cơ thể sẽ tốt hơn bất cứ loại thức ăn
nào khác, tốc độ sinh trưởng sẽ tăng từ 15 - 40%, năng suất trứng tăng lên 10%. Điều này rất
có ý nghĩa khi thức ăn chăn ni đắt đỏ như hiện nay. Hiệp hội nuôi gà của Mỹ cho rằng:
trùn quế là phương án hàng đầu cung cấp protein chất lượng cao, rẻ nhất, dễ nhất cho vật
nuôi, đặc biệt là gà. Thức ăn trộn 2 - 3% bột trùn để ni lợn, tốc độ tăng trọng trên 74,2%.
Vì vậy ngày càng có nhiều cơng ty sản xuất thức ăn công nghiệp quan tâm đưa bột trùn quế
trộn vào thức ăn chăn nuôi để tạo sự khác biệt so với thức ăn thông thường, nâng cao khả
năng cạnh tranh sản phẩm trên thị trường.
Trong thực tế, trùn quế thường được thủy phân thành dịch và phối trộn thêm các chủng
vi sinh vật có lợi để sử dụng cho chăn nuôi và trồng trọt. Chế phẩm BIO-T của công ty Sinh
học Phương Nam có mùi trùn, giàu đạm, enzym tiêu hóa, vi khuẩn hữu ích, các chất kháng
sinh và acid lactic, có khả năng cạnh tranh với các vi khuẩn có hại như E. coli, Vibrio sp..
Kết quả thử nghiệm trên tôm sú, cá tra, gà Lương Phượng và vịt xiêm cho thấy, chế phẩm
BIO-T có tác dụng kích thích sự thèm ăn, tăng trọng nhanh, giảm tiêu hao thức ăn, giảm tỷ
lệ chết cũng như giảm chi phí sản xuất. Đối với heo, gà, cá, chỉ cần sử dụng 2 kg BIO-T/1
tấn thức ăn; với tôm sú, sử dụng 1 kg BIO-T/100 kg thức ăn. Chế phẩm BIO-PT (sử dụng


phân trùn được ủ lên men), có mùi thơm, độ ẩm 40%, đạm tổng 2%, giàu chất hữu cơ, acid
lactic, kháng sinh và các vi khuẩn hữu ích, nấm men, nấm mốc và vi khuẩn quang dưỡng. Sử
dụng từ 20 - 30 kg BIO-PT/1.000 m2 sẽ có tác dụng gây màu và xử lý nước ao nuôi tôm[26].
Ứng dụng trong trồng trọt

Trùn quế có khả năng sử lý tồn bộ phân tươi trong chăn ni (heo, bị, gà, dê,…) tạo
ra một lượng phân trùn tương ứng phục vụ ngành trồng trọt. Phân trùn có màu nâu sẫm,
dạng đất mùn, có lẫn trứng và ấu trùng. Theo các nhà nghiên cứu, phân trùn là loại phân hữu
cơ tự nhiên duy nhất hiện nay có chứa tương đối đầy đủ hàm lượng các chất cần thiết cho
mọi loại cây trồng, đặc biệt hữu ích cho các loại cây ngắn ngày như: đậu, bắp. Do đó, trong
các chương trình sản xuất sản phẩm sinh thái, người ta sử dụng phân trùn làm nguồn phân
hữu cơ chính yếu. Thức ăn chủ yếu của trùn quế là phân trâu bò, ngựa, dê, cừu, thỏ, lợn, gà;
phế thải, rau của quả, cây thân thảo và các loại rác hữu cơ hoai mục… sau khi được trùn tiêu
hóa sẽ trở thành phân trùn, chứa hơn 50% chất mùn. Do đó phân trùn khơng chỉ kích thích
tăng trưởng cây trồng, mà còn tăng khả năng cải tạo đất. Phân trùn cịn chứa các khống chất
được cây trồng hấp thụ một cách trực tiếp, không như các loại phân hữu cơ khác phải được
phân hủy trong đất trước khi cây hấp thụ. Hàm lượng N-P-K, Ca và các chất khoáng vi
lượng trong phân giun, cao gấp 2 - 3 lần phân trâu bò, phân ngựa; gấp 1,5 - 2 lần phân lợn và
phân dê. Hơn nữa, phân giun khơng có mùi hôi thối như các loại phân gia súc, gia cầm, lại
có thể để lưu giữ lâu ngày trong túi nilon mà không sợ bị mốc, rất thuận lợi cho việc bảo
quản và vận chuyển. IAA (Indol Acetic Aicd) có trong phân trùn là một trong những chất
kích thích hữu hiệu, giúp cây trồng tăng trưởng tốt. Phân trùn có thể giúp chống sự xói mịn
và tăng khả năng giữ nước trong đất. Phân trùn quế có tác dụng điều hịa mơi trường đất rất
tốt, giúp cây phát triển ngay cả khi nồng độ pH trong đất quá cao hoặc thấp. Việc ni trùn
quế lấy phân, chính là việc áp dụng công nghệ xử lý rác thải hữu cơ bằng con trùn quế, một
trong những công nghệ rẻ tiền nhất. Dùng làm phân bón lót cho cây rau quả, tạo ra sản phẩm
có chất lượng và năng suất cao; Dùng làm phân bón lá hảo hạng cho cây trồng. Vì vậy, phân
giun là loại phân sạch thiên nhiên quý giá để bón cho hoa, cây cảnh, rau quả trong nơng
nghiệp sạch, được thị trường rất ưa chuộng.
Kết quả thử nghiệm chế phẩm BIO-BL của công ty BioPhuong Nam trên cây trà
Oolong cho thấy, BIO-BL có tác dụng nâng cao chất lượng trà búp tươi, cải thiện màu sắc và
hương thơm trà thành phẩm cũng như hương thơm nước trà. Sử dụng 10 g chế phẩm BIOBL pha trong 10 lít nước, phun cho cây hoa màu, cây kiểng, cây công nghiệp sẽ giúp cây
phát triển nhanh, các chủng vi sinh vật hữu ích như Trichoderma sp., Streptomyces sp.,

Bacillus sp., và Azotobacter sp. khi rơi xuống xung quanh gốc cây trồng sẽ có tác dụng cạnh
13


tranh và đối kháng với vi sinh vật gây bệnh có trong đất, phân giải chất hữu cơ, cố định đạm
và hòa tan lân, về lâu dài sẽ giúp đất sạch bệnh và cải thiện độ màu mỡ của đất[26].
Trùn quế giảm ơ nhiễm mơi trường
Trùn quế có sức tiêu hóa lớn. Tác dụng phân giải hữu cơ của trùn chỉ đứng sau các vi
sinh vật. Một tấn trùn có thể tiêu hủy được 70 – 80 tấn rác hữu cơ, hoặc 50 tấn phân gia súc
trong 03 tháng. Các nước trên thế giới đã tận dụng cơ năng đặc thù này của trùn quế để xử lý
chất thải sinh hoạt hoặc rác thải hữu cơ, làm sạch môi trường, có hiệu quả tốt. Một cơng ty ở
California (Mỹ) đã nuôi 500 triệu trùn quế, hàng ngày xử lý khoảng 2.000 tấn rác. Ở Nhật
Bản, những nhà máy hằng năm sản xuất được 10.000 tấn giấy, với 45.000 tấn phế thải, đã sử
dụng trùn để xử lý chất thải, đồng thời sản xuất được 2.000 tấn trùn khô, 15.000 tấn phân
trùn. Cơ sở ni trùn quế của ơng Đồn Văn Vượng ở huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội
đã sử dụng bã củ đót, chất thải hữu cơ từ các cơ sở sản xuất miến dong, phối trộn với phân
chuồng làm nguồn thức ăn chính của trùn quế. Ơng cho biết, ni giun quế góp phần vào
việc giảm lượng chất thải vào môi trường và cải thiện chất lượng đất trồng trọt [27,33]. Ngoài
ra, trùn quế sống trong đất sẽ làm tăng độ phì nhiêu của đất. Phân giun góp phần làm giảm
mức sử dụng phân hóa học, giúp cây trồng phát triển tốt, tăng khả năng chống sâu bệnh,
giảm bớt việc sử dụng thuốc trừ sâu, nhờ đó bảo vệ được môi trường. Với những khu vực ô
nhiễm, nếu nuôi trùn cũng làm sạch được môi trường nước. Hơn nữa, trùn quế có thể xử lý
chất thải hữu cơ, phân gà, phân lợn, phân bị và chuyển hóa phân bón hữu cơ có chất lượng
cao, và bằng cách đó cải thiện môi trường sinh thái các vùng nông thôn. Ni trùn quế trong
gia đình, vừa xử lý được rác thải, vừa có phân trùn bón cho hoa, cây cảnh. Một số nước đã
làm các khay nuôi trùn đặt tại bếp ăn của các gia đình, thậm chí cả ở các khách sạn năm sao.
Trùn quế là đối tượng dễ ni, vốn đầu tư ban đầu ít, tận dụng được nguồn phân sẵn có
lại giảm thiểu được các yếu tố gây ơ nhiễm mơi trường. Chính vì thế, các mơ hình ni trùn
quế rất thích hợp cho mục tiêu xóa đói giảm nghèo, đặc biệt là tại các khu vực miền núi và
các khu vực của đồng bào dân tộc thiểu số. Thực tế đã ghi nhận các mơ hình nuôi trùn quế

với quy mô nhỏ, khoảng vài trăm mét vuông, tại khắp các tỉnh thành trong cả nước. Nhiều
bạn trẻ, có trình độ học vấn cũng nhận ra giá trị của trùn quế, rời bỏ công việc tại các đo thị,
trở về vùng nông thôn và khởi nghiệp với các mơ hình ni trùn quế. Điển hình là mơ hình
14


trại nuôi trùn quế của anh Võ Văn Trúc tại huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam với diện tích
300 m2, thu nhập hằng tháng thu được từ 20 – 30 triệu đồng [27]. Anh nông dân trẻ Trịnh
Thanh Hiền với trang trại trùn quế 300 m 2 tại Sóc trăng là tấm gương khởi nghiệp điển hình
cho các thanh niên tại địa phương[38]. Trại nuôi

trùn quế

của ông

Phạm Văn

Thức, Giám đốc HTX Thương mại - dịch vụ Đức Vinh (huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa –
Vũng Tàu) với quy mô 300 m2, sau khi trừ chi phí, ơng Thức đã thu lợi nhuận là 150 triệu
đồng. Trong 10 tháng đầu năm 2014, ông Thức đã bán được 180 triệu đồng từ trùn thịt và
104 triệu đồng tiền trùn giống và phân trùn. Sau khi khấu trừ chi phí mua phân bị cho trùn
ăn, nhân công, vận chuyển…, lợi nhuận mà ông Thức thu được là 170 triệu đồng [31]. Trang
trại trùn quế của anh Hồ Văn Tây tại huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh Hịa, với tổng diện tích
1.000 m2, kết hợp với ni 50 con bị, lợi nhuận thu được từ trùn quế hàng trăm triệu đồng
mỗi năm[37]. Tuy nhiên, hầu hết các trang trại nhỏ hoặc quy mô hộ gia đình chưa tìm được
đầu ra cho sản phẩm. Trùn quế tươi chủ yếu sử dụng cho vật ni của chính hộ gia đình hoặc
cung cấp trùn giống cho các trang trại khác. Để có thể thương mại được sản phẩm, trùn quế
phải được sấy khô, giữ đông lạnh hoặc bán ở dạng bột khơ. Q trình này địi hỏi các cơ sở
phải có sự đầu tư về máy móc và thiết bị.
Hiện nay, hấu hết các trang trại có quy mơ hàng ngàn mét vng đều có đầu tư thiết bị

máy móc để đa dạng hóa sản phẩm. Nhiều cơ sở cũng đầu tư nghiên cứu quy trình thủy phân
dịch đạm từ trùn quế. Các trang trại nuôi trùn quy mơ lớn trải dài khắp cả nước. Tiêu biểu có
thể kể đến trại trùn quế của ơng Đồn Văn Vượng tại huyện Hồi Đức, tp. Hà Nội với diện
tích 4.000 m2[33]; trang trại trùn quế NTC tại quận Nam Từ Liêm, tp. Hà Nội với quy mô lên
đến 50.000 m2[32], đây cũng được xem là trại trùn quế quy mô lớn nhất cả nước; trang trại
trùn quế Bảo Ngọc tại huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An với diện tích 1.200 m 2[35], trại trùn
quế của anh Lê Minh Vương tại huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận với quy mô 10.000 m 2[36],
trang trại trùn quế Đặng Gia Trang tại huyện Củ Chi, tp. Hồ Chí Minh với quy mơ 40.000
m2[34]; trại trùn quế Phước Hiệp, huyện Củ Chi, tp. Hồ Chí Minh với quy mơ 30.000 m 2[29].
Sản lượng hằng tháng 4 tấn trùn thịt; trại trùn quế HSCB, huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai với
quy mô 2.000 m2[30].
1.1.5. Các sản phẩm từ trùn quế[8]


Đối với gà, vịt, ngan, ngỗng, chim cảnh… nên cho ăn trùn sống, không nên cho ăn một
lúc quá nhiều. Tùy trong lượng cơ thể từng con nên cho ăn từ 15 – 20 con trùn mỗi ngày.
Đối với gà đẻ, vịt đẻ thì trùn quế là thức ăn cần thiết.
Heo cũng thích ăn trùn. Tuy nhiên, nhiều tài liệu khuyến cáo nên nấu chín trùn hoặc
chế biến thành mắm để cho heo ăn. Biện pháp tốt nhất là sấy khô để giữ trùn cho heo ăn dần.
Việc sấy khô trùn khơng khó, trước hết, trùn quế được rửa bằng nước sạch vài lần. Sau đó,
để ráo bớt nước rồi đổ chúng vào thùng đựng cám. Trùn quế gặp cám khơ sẽ quằn quại,
vùng vẫy, cám sẽ bám dính cơ thể chúng. Vài phút sau, trùn quế sẽ chết vì ngạt, khi đó sàng
cho cám rơi bớt ra rồi sấy khơ. Khi được trùn quế khơ, chúng ta có thể để nguyên hoặc giã ra
thành bột. Trùn quế khô được bảo quản trong hũ sành, hũ thủy tinh hoặc bao nylon. Trùn
quế khô được dung để bổ sung vào thức ăn cho vật ni.

b

a

c

d

Hình 3. Các sản phẩm trùn quế thương phẩm. a) trùn quế tươi đông lạnh; b) trùn quế sấy
khô; c) bột trùn quế sấy khô; d) sản phẩm dịch trùn quế thủy phân của trại trùn quế Phước
Hiệp. (Nguồn: />

an-cao-cap-cho-gia-suc-gia-cam.jpg; />2016/04/powder1.jpg; />e.vn/wp-content/uploads/2015/09/22.jpg)
Trùn quế tươi có giá trị dinh dưỡng rất cao, tuy nhiên rất khó bảo quản và thương mại
hóa. Phương án trùn đông lạnh cũng được các nhà sản xuất tính đến. Trùn quế sau khi thu
hoạch được cho vào các túi nylon, trọng lượng khoảng 1 kg rồi giữ trong các tủ đơng lạnh.
Khi sử dụng thì rã đơng từ 4 – 6 tiếng. Sản phẩm trùn đông lạnh mặc dù dễ thực hiện nhưng
lại tốn kém chi phí và thiết bị bảo quản đắt tiền. Thêm vào đó, trùn quế còn nguyên con
thường chỉ phù hợp cho gia cầm, khó sử dụng cho các loại đối tượng khác như trâu, bị, heo,
tơm, cá… Trùn quế tươi cũng khơng sử dụng để phun cho cây trồng được. Chính vì thế,
nhiều trang trại nuôi trùn quế đã phối hợp với các cơ sở nghiên cứu cho ra đời sản phẩm dịch
trùn quế thủy phân. Trùn quế tươi sau khi thu hoạch được ủ trong các bồn kín, bổ sung các
chế phẩm sinh học để thúc đẩy quá trình thủy phân. Dịch trùn quế sau q trình thủy phân có
hàm lượng đạm cao, chứa đầy đủ các acid amin, vitamin và các chất khống khác. Dịch trùn
quế thủy phân có thể được bổ sung vào thức ăn cho gia súc, gia cầm, thủy sản hoặc phối trộn
thành các chế phẩm phân bón lá cao cấp dung cho các loại cây trồng. Nếu có phương án bảo
quản tốt, dịch trùn quế thủy phân có thể sử dụng trong nhiều lãnh vực khác nhau và có khả
năng thương mại hóa cao hơn hẳn trùn quế tươi.
1.1.6. Quy trình sản xuất dịch trùn quế thủy phân[26,28]
Quy trình xử dụng chế phẩm EM2
Nguyên liệu: trùn quế tươi
Bước 1: Cho khoảng 100 kg trùn quế vào thùng bằng nhựa, hoặc bằng gốm sứ. Khối
lượng nhiều hay ít tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng.
Bước 2: Dùng sản phẩm EM (effective microorganism) cho vào thùng có chứa giun với

liều lượng: 0,5 lít sản phẩm EM/100 kg trùn quế. Sau khi đổ EM 3 – 4 ngày, giun quế sẽ bị
thủy phân hồn tồn thành nước và khơng có mùi hơi thối.
Bước 3: Dùng men protease để phân phủy các hợp chất proteine cao năng thành các
hợp chất dễ tiêu. Tuy nhiên, ở điều kiện bình thường men khơng hoạt động. Vì vậy cần kích
hoạt men bằng nhiệt độ. Lấy 200 g protease cho vào 15 kg dung dịch trùn đã ngâm EM, đun


nóng ở nhiệt độ 52oC, trong 10 – 15 phút, dùng nhiệt kế để duy trì nhiệt độ 52oC. Sau 10 –
15 phút đun nóng, cho tồn bộ dung dịch này vào thùng dung dịch giun (đã sử dụng EM).
Thời gian ủ là 5 - 6 ngày, đến khi không cịn mùi hơi thì đem sử dụng. Q trình ủ cần tránh
ánh nắng mặt trời chiếu vào, giữ vệ sinh sạch sẽ khu vực đang ủ tránh ruồi nhặng bay vào.
Bước 4: Sau khi thực hiện xong từ bước 1 đến bước 3, đậy kín nắp thùng và tiếp tục ủ
khoảng 30 – 40 ngày thì đem ra sử dụng.
Bước 5: Pha loãng dịch để phun (tưới) cho cây trồng. Dùng 1 lít dung dịch giun hịa tan
vào 300 lít nước sạch để phun hoặc tưới vào gốc cho cây trồng sẽ giúp cây phát triển nhanh,
năng suất cao, nhất là cây mai ghép, phong lan và kiểng bonsai. Tuy nhiên, khi pha loãng
dịch trùn, cần dùng phễu lưới để loại bỏ tạp chất, tránh trường hợp ngẹt đầu béc bình phun).
Sản phẩm EM sử dụng là E.M thứ cấp hay còn gọi là E.M 2. Cách làm E.M thứ cấp
như sau:1 lít E.M Gốc (E.M 1) + 18 – 20 lít nước sạch + 1,2 kg mật rỉ đường. Sau khi pha
E.M với tỷ lệ như trên cho hết hỗn hợp pha vào can chứa, đậy kín nắp và để trong mát từ 7 10 ngày, tránh ánh nắng, ánh sáng mặt trời trực tiếp của mặt trời.
Quy trình sử dụng chế phẩm E.M 5
Trộn đều 30 lít E.M 5 vào 100 kg trùn quế tươi. Sau 15 ngày, trùn phân hủy và mùi hôi
giảm mạnh. Sau khoảng 45 ngày, q trình ủ giun hồn tất và có thể sử dụng.


Hình 4. Xay nhuyễn trùn quế trước khi thủy phân
(Nguồn: sinh-hoc-tu-trun-que-3732.html)
1.2. Giới thiệu về enzyme protease
Nhóm enzyme protease xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptid -CO-NH- trong
phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm cuối cùng là các amino acid. Ngồi ra, nhiều

protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển amino acid.
1.2.1. Đặc điểm của enzyme protease[4,5,19]

Các cơng trình nghiên cứu protease vi sinh vật ngày càng nhiều. Các kết quả nghiên
cứu cho thấy ngay cả các protease của cùng một loài vi sinh vật cũng có thể khác nhau về
nhiều tính chất. Căn cứ vào cơ chất phản ứng, pH hoạt động thích hợp,…các nhà khoa học
đã phân loại các protease vi sinh vật thành 4 nhóm sau: protease serine, protease thiol,
protease kim loại và protease acid.
Một số tác giả khác chia protease ra 3 nhóm, dựa vào hoạt động pH của chúng bao
gồm: protease acid, protease trung tính, protease kiềm.
Trong 4 protease kể trên, các protease serine và protease – thiol có khả năng phân giải
liên kết este và liên kết amide của các dẫn xuất acid của amino acid. Ngược lại, các protease
kim loại, protease acid thường khơng có hoạt tính esterase của các dẫn xuất của amino acid.
Nhiều protease ngoại bào của vi sinh vật đã được nghiên cứa tương đối kỹ về cấu tạo phân
tử, một số tính chất hóa lý và cơ chế tác dụng. Kết quả nghiên cứu cho thấy trọng lượng
phân tử của các enzyme này tương đối bé, nhất là các protease serine.
Các protease serine có trọng lượng phân tử thấp vào khoảng 20.000 – 27.000 dalton.
Tuy nhiên, cũng có một số protease serine có trọng lượng phân tử lớn hơn như các enzyme
từ Pelicillium cyoneo-fulvum (44.000), Aspergillus (52.000),… Trọng lượng phân tử của các
protease kim loại lớn hơn so với protease serine (vào khoảng 33.800 – 48.400). Protease
thiol và nhiều protease acid cũng có trọng lượng phân tử vào khoảng 30.000 – 40.000 dalton.
1.2.2. Cơ chế xúc tác của enzyme protease[4,5,25]

Trong trung tâm hoạt động của protease vi sinh vật, ngoài gốc amino acid đặc trưng
cho từng nhóm cịn có một số gốc amino acid khác. Các kết quả nghiên cứu chung về trung


tâm hoạt động của một số protease vi sinh vật cho phép rút ra một số nhận xét chung như
sau:
Trung tâm hoạt động của protease đủ lớn và bao gồm một số gốc amino acid và trong

một số trường hợp cịn có cả các cofactor kim loại.
Các protease kim loại có trung tâm hoạt động lớn hơn vào khoảng 21A o , có thể phân
biệt thành 6 phần dưới trung tâm hoạt động, mỗi phần dưới trung tâm hoạt động tương ứng
với mỗi gốc acid amin trong phân tử cơ chất.
Đối với các protease acid, theo nhiều nghiên cứu cấu trúc trung tâm hoạt động của các
tinh thể protease acid của Phizopus chinenis và Endothia đã cho thấy phân tử các phân tử
protease này có 2 hạt, giữa chúng có khe hở vào khoảng 20A o. Khe hở này là phần xúc tác
của các enzyme, với các gốc asp-35 và asp-215 xếp đối diện nhau.
Đối với các protease không chứa cysteine, trung tâm hoạt động của chúng có tính mềm
dẻo hơn vì cấu trúc khơng gian của chúng khơng được giữ vững bởi các cầu nối disulphur.
Mặc dù trung tâm hoạt động của các protease vi sinh vật có khác nhau nhưng các
enzyme này đều xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết peptid theo cùng một cơ chế chung
như sau:
E + S → enzyme – S → enzyme – S + P1 → enzyme + P2
Trong đó:
E: Enzyme
S: Cơ chất
Enzyme – S: phức chất enzyme – cơ chất
P1, P2: sản phẩm đầu tiên và thứ 2 của phản ứng
1.2.3. Protease nội sinh từ trùn quế

Hệ protease từ trùn quế ni cơng nghiệp cũng có khả năng thủy phân mạnh fibrin,
chịu nhiệt và bền với pH kiềm. Đặc biệt, chúng có khả năng thủy phân chính protein trùn tạo
ra sản phẩm giàu đạm amin. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về cấu tạo, đặc điểm xúc
tác và ứng dụng của hệ protease từ trùn đất nói chung và trùn quế nói riêng, đặc biệt là khả
năng thủy phân fibrin, ngăn ngừa các căn bệnh liên quan đến tim mạch, đột quỵ.


Một nghiên cứu của Phan Thị Bích Trâm và cộng sự vào năm 2007 đã cho thấy hệ
enzyme protease của trùn quế hầu hết thuộc nhóm serine. Q trình tinh sạch đã cho ra 6

phân đoạn khác nhau: FI, FII, FIII-1, FIII-2, FIII-3 và FIV. Các phân đoạn protease nhận
được có tính đặc hiệu cơ chất khác nhau. Trên cơ chất fibrin, hoạt tính enzyme dao động
trong khoảng 44.1 – 830.7 đơn vị flasmin/mg protein với mức độ hoạt tính FIII-3 > FII-2 >
FI > FIII-1 > FIV > FII. Trong khi đó, trên cơ chất casein, hoạt tính protease yếu hơn, dao
động trong khoảng từ 0.87 đến 1.81 đơn vị tyrosine/mg protein theo mức độ hoạt tính FI >
FIII-3 > FII > FIII-1 > FIII-2 > FIV. Điện di SDS-PAGE và sắc kí lọc gel cho thấy khối
lượng phân tử của các protease này nằm trong khoảng 28 đến 35 kDa. Các phân đoạn FI,
FII, FIII-2 và FIII-3 có nhiệt độ xúc tác tối ưu là 65 oC, riêng hai phân đoạn FIII-1 và FIV có
nhiệt độ tối ưu thấp hơn (60oC). Nhiệt độ trên 50oC có ảnh hưởng đến độ bền hoạt tính của
tất cả các phân đoạn. Tất cả các enzyme đếu hoạt động tốt nhất ở pH 11, độ bền hoạt tính
nằm trong khoảng pH khá rộng từ 4 – 12[16].

1.2.4. Ứng dụng của enzyme protease[4,5,18]

Protease được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp thực
phẩm, công nghiệp nhẹ, công nghiệp dược phẩm và nông nghiệp…
Trong chế biến nước mắm
Nước mắm là hỗn hợp các acid amin. Các acid amin này được tạo thành do sự thủy
phân của protease, các protease này do các vi sinh vật tổng hợp nên. Hiện nay quy trình sản
xuất nước mắm ngắn ngày đã được hồn thiện trong đó sử dụng chế phẩm enzyme thực vật
(bromelain và papain) và vi sinh vật để rút ngắn thời gian làm và cải thiện hương vị của
nước mắm.
Trong công nghiệp chế biến thịt
Enzyme protease như papain, bromelin, ficin… được dùng làm mềm thịt nhờ sự thủy
phân một phần protein trong thịt, kết quả làm cho thịt có một độ mềm thích hợp và có vị tốt
hơn. Tẩm hỗn hợp làm mềm thịt (enzyme, muối, bột ngọt). Tiêm dung dịch enzyme vào thịt
hoặc con vật trước khi giết mổ. Sử dụng protease để sản xuất dịch đạm từ Streptomyces


fradiae tách được chế phẩm keratinesa thuỷ phân được keratin rất có giá trị để sản xuất dịch

đạm từ da, lông vũ. Để thuỷ phân sâu sắc và triệt để protein (trong nghiên cứu, chế tạo dịch
truyền đạm y tế) người ta thường dùng phối hợp cả 3 loại protease của 3 loài: vi khuẩn, nấm
mốc, thực vật với tỷ lệ tổng cộng 1 - 2% khối lượng protein cần thuỷ phân. Ưu điểm là bảo
tồn được vitamin của nguyên liệu, không tạo ra các sản phẩm phụ, không làm sẫm màu dịch
thuỷ phân.
Trong công nghiệp sữa
Trong công nghiệp sữa, protease được dùng trong sản xuất phomat nhờ hoạt tính làm
đông tụ sữa của chúng. Người ta chỉ sử dụng các protease của vi sinh vật có tính chất tương
tự renin hoặc chỉ thay thế 25 - 50% renin. Protease từ một số vi sinh vật như A. candidus, P.
roquerti, B. mesentericus,… được dùng trong sản xuất phomat. Trong công nghiệp sản xuất
bánh mì, bánh quy... protease làm giảm thời gian trộn, tăng độ dẻo và làm nhuyễn bột, tạo độ
xốp và nở tốt hơn.
Trong sản xuất bia
Trong sản xuất bia, chế phẩm protease có ý nghĩa quan trọng trong việc làm tăng độ
bền của bia và rút ngắn thời gian lọc. Protease của A. oryzae được dùng để thủy phân protein
trong hạt ngũ cốc, tạo điều kiện xử lý bia tốt hơn.
Trong công nghiệp da
Các loại enzyme được dùng trong chế biến da động vật như: protease acid, protease
trung tính, protease kiềm của vi khuẩn, protease nấm sợi, papain từ đu dủ, bromelin từ trái
thơm. Enzyme protease được sử dụng làm mềm da nhờ sự thủy phân một phần protein của
da, chủ yếu là collagen, thành phần chính làm cho da bị cứng. Protease được dùng để làm
mềm, làm sạch và tẩy lơng da, tăng tính đàn hồi, cải thiện điều kiện làm việc, trách ô nhiễm
môi trường.
Trong công nghệ sản xuất chất tẩy rửa
Protease phân hủy chất bẩn dạng protein trên vải, có tác dụng loại bỏ các vết bẩn như
máu, lòng đỏ trứng, thức ăn… và chỉ có hoạt tính trong dung dịch giặt.
Trong sản xuất tơ tằm


Quá trình làm sạch sợi tơ tự nhiên tương đối phức tạp và khó khăn. Sợi sau khi kéo kén

thường có 30% xerixin, muốn tách xerixin phải nấu trong dung dịch xà phòng nhưng một
lượng nhỏ xerixin vẫn nằm lại trên lụa và làm giảm độ đàn hồi của lụa. Để tách lượng
xerixin còn lại người ta thường dùng các chế phẩm protease.
Trong sản xuất mỹ phẩm
Hiện nay có nhiều nghiên cứu và ứng dụng enzyme protease vào mỹ phẩm. Enzyme có
trong mỹ phẩm sẽ giúp tẩy các tế bào chết và mang lại hiệu quả làm đẹp cho làn da.
Trong y học
Protease được sử dụng để sản xuất các mơi trường dinh dưỡng hỗn hợp có protein dùng
trong ni cấy vi khuẩn và các vi sinh vật khác.
Dùng các chế phẩm protease để cô đặc và tinh chế các huyết thanh kháng độc vì
protease sẽ tiêu hủy các protein đệm mà không gây ảnh hưởng đến các chất kháng độc.
Ứng dụng chữa một số bệnh về đường tiêu hoá. Hơn nữa, một số protease có khả năng
thủy phân fibrin, từ đó có thể ứng dụng vào trong điều trị các bệnh liên quan đến tim mạch
như tắc nghẽn mạch máu do fibrin bị đóng cục, tai biến mạch máu não…
1.3. Những nghiên cứu gần đây liên quan tới đề tài
Vai trò của trùn quế đã được các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu và ứng
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ngành chăn nuôi, trồng trọt, nuôi cấy vi sinh vật, y
học…
Bột trùn quế đã được nhiều nhà nghiên cứu bổ sung vào khẩu phần của gia cầm như là
một nguồn protein chính. Kết quả cho tăng trưởng tương đương hoặc tốt hơn khi cho gia
cầm ăn thức ăn truyền thống giàu protein[9,14,15].
Harwood (1976), Mekada và cộng sự (1979) cho rằng, gà được cho ăn trùn quế đã cải
thiện mức tiêu tốn thức ăn tốt hơn đối chứng, nghĩa là gà ở lơ thí nghiệm có cùng tăng trọng
với lơ đối chứng nhưng lại tiêu thụ ít thức ăn hơn[20] .
Mekada và cộng sự (1979) dùng 5% bột trùn quế trong khẩu phần của gà và khơng
thấy có sự tăng trọng rõ rệt nhưng có xu hướng giảm tiêu hao thức ăn. Họ cũng thành cơng
trong những thí nghiệm trên gà đẻ với khẩu phần thức ăn có bổ sung trùn tươi[22].


Một số thí nghiệm ở Ấn Độ (Kale và cộng sự, 1982) và Philippines (Guerro, 1983) cho

rằng trùn quế Perionyx excavatus sử dụng tốt phân gia súc, tạo ra nguồn nguyên liệu protein
bổ sung vào thức ăn cho gia súc[21].
Những nghiên cứu cũng cho thấy, bổ sung trùn quế tươi vào khẩu phần thức ăn của gà
cho tác dụng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển, khả năng thu nhận và hấp thu chất dinh
dưỡng từ thức ăn, tăng tỷ lệ ni sống. Từ đó, giúp tăng trọng nhanh, cải thiện hệ số chuyển
hóa thức ăn.
Nguyễn Xuân Trúc (2008), bổ sung 5% trùn quế tươi vào khẩu phần ăn của gà Lương
Phượng; Hoàng Thị Mai và cộng sự (2014), bổ sung 3% trùn quế vào khẩu phần thức ăn của
giống gà ri lai thì trọng lượng tăng và hệ số tiêu tốn thức ăn giảm ở lơ thí nghiệm so với lơ
đối chứng [9].
Trùn quế cịn được nghiên cứu và sản xuất thành các chế phẩm sinh học phục vụ cho
nông nghiệp, nuôi cấy vi sinh vật, bổ sung vào khẩu phần dinh dưỡng cho các loại tôm, cá
vừa qua giai đoạn ấu trùng hoặc khôi phục sức khỏe vật nuôi sau bệnh
Võ Thị Hạnh và cộng sự (2009) đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các sản phẩm
được chiết xuất từ trùn quế và các loại vi sinh vật hữu ích vào chăn ni và trồng trọt. Kết
quả cho thấy các chế phẩm trùn quế sử dụng trong chăn ni có tác dụng kích thích sự thèm
ăn, tăng trọng nhanh, giảm tiêu hao thức ăn, giảm tỷ lệ chết cũng như giảm chi phí sản xuất.
Các chế phẩm dùng trong trồng trọt dưới dạng phân bón qua lá hoặc bổ sung qua đất có tác
dụng cạnh tranh và đối kháng với vi sinh vật gây bệnh có trong đất, phân giải chất hữu cơ,
cố định đạm và hòa tan lân. Khi sử dụng các chế phẩm này về lâu dài sẽ giúp đất sạch bệnh
và cải thiện độ màu mỡ của đất[26].
Năm 2009, Nguyễn Thị Xuân Thanh đã sử dụng đạm thủy phân trùn quế để nuôi vi
sinh vật, kết quả cho thấy có thể thay thế đạm pepton hoàn toàn bằng đạm thủy phân từ trùn
quế dùng nuôi cấy nấm men Saccharomyces cerevisiae, sự tăng trưởng của nấm tốt hơn khi
nuôi cấy bằng đạm pepton Hà Lan. Đồng thời, giá thành khi nuôi cấy bằng đạm trùn quế
thấp hơn ½ lần so với khi ni bằng đạm pepton Hà Lan.


Những nghiên cứu của Phan Thị Quỳnh Trâm (2008), Phan Thị Bích Trâm (2010) cho
thấy, khi bổ sung bột đạm thủy phân vào thức ăn của ấu trùng tôm sú cho kết quả rất khả

quan, kết quả tăng trưởng chiều dài tốt hơn bột đạm trùn quế chưa thủy phân, tỷ lệ nuôi sống
cao hơn và giá thành của sản phẩm giảm[17].
Ngồi ra, các sản phẩm từ q trình thủy phân trùn quế còn được sử dụng trong y dược
học, phòng và chữa tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim, chứng tắc nghẽn mạch máu...
Phan Thị Bích Trâm và cộng sự (2007) đã nghiên cứu một số serine protease có khả
năng thủy phân fibrin từ trùn quế. Từ đó, có thể ứng dụng vào trong điều trị các bệnh liên
quan đến tim mạch như tắc nghẽn mạch máu do fibrin bị đóng cục. Năm 2009, các nhà khoa
học thuộc Viện Sinh học nhiệt đới đã chứng minh rằng enzyme fibrinolytic trong giun
quế có khả năng thủy phân mạnh mẽ, làm đứt các sợi fibrin gây tắc thành mạch máu gồ ghề,
xơ vữa của bệnh nhân tim mạch hoặc mỡ máu[17].