Bài giảng Công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp - Chương 2: Nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp - Lê Việt Phương

TS. Lê Việt Phương Nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp CHƯƠNG 2 Nguồn gốc các nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi THỨC ĂN Thực vậtĐộng vật Vi sinh vậtKhoáng Tổng hợp hóa học v Nhóm nguyên liệu giàu tinh bột; v Nhóm nguyên liệu giàu protein; Ø Gốc động vật; Ø Gốc thực vật; v Nhóm nguyên liệu giàu chất xơ; v Nhóm nguyên liệu giàu chất khoáng; v Nhóm thức ăn bổ sung và chất bổ trợ; v Nhóm nguyên liệu đặc biệt (nguyên liệu lỏng); Phân loại nguyên, vật liệu Có 6 nhóm nguyên liệu: I. Nhóm nguyên liệu giàu năng lượng 1. Hạt hòa thảo v Là nguồn cung cấp chủ yếu năng lượng cho gia súc dạ dày đơn, gia cầm; v Chiếm tỷ lệ cao nhất trong thức ăn hỗn hợp (40- 70%), gồm các loại hạt như thóc, ngô, lúa mì, cao lương, đại mạch, tiểu mạch v Là loại thức ăn giàu tinh bột (70 - 80%), năng lượng cao (3200-3400 kcal ME/kg) và tỷ lệ xơ thấp (% xơ ở ngô là 1,5 - 3,5%; ở thóc bỏ trấu là 4 - 8%). v Hàm lượng protein thô khoảng 7-12%. 85-90% hợp chất chứa nitơ trong hạt là protein. Protein chứa nhiều trong phôi hạt và lớp vỏ ngoài bao bọc phần nội nhũ. v Hạt hòa thảo sau khi phơi / sấy khô thường có ẩm độ 10-15%. 1. 1. Ngô v Có nhiều giống ngô với màu sắc hạt vàng, đỏ, trắng. v Ngô chứa nhiều caroten và các sắc chất. v Hàm lượng tinh bột trong VCK ngô: 72-80%; v Hàm lượng xơ thấp; v Giá trị năng lượng cao (ở gia cầm và gia súc dạ dày đơn ME của ngô từ 3100 - 3400 kcal/kg) v Hàm lượng protein thô trong ngô từ 8-12%. v Tỷ lệ chất béo trong hạt ngô tương đối cao ( 4 - 6%), chủ yếu tập trung trong mầm ngô. v Bột ngô bảo quản khó hơn hạt vì chất béo dễ bị oxy hoá. v Là thức ăn dễ tiêu hóa (tỷ lệ tiêu hoá xấp xỉ 90%). v Nghèo các axit amin thiết yếu: Lysine, tryptophan, leucin. v Hàm lượng các nguyên tố khoáng thấp (Ca: 0,01%; K: 0,45%; Mn: 7,3 ppm; Cu: 5,4 ppm. 1. 2. Thóc v Hàm lượng protein trung bình của thóc là 6– 8,7%; xơ từ 9,0 – 12,0% (do thóc có 20% vỏ trấu). v Vỏ trấu giàu silic; các mảnh trấu sắc, nhọn dễ làm tổn thương thành ruột. v Gạo có giá trị dinh dưỡng cao hơn thóc; hàm lượng xơ thấp (0,5 – 1,15%) → gia súc tiêu hoá và hấp thu tốt hơn. v Hàm lượng lysine, acginin, tryptophan trong gạo cao hơn ngô. Nhưng hàm lượng các nguyên tố khoáng ở gạo lại thấp (Ca: 0,03 - 0,11%; Photpho: 0,05 – 0,2%). 1.3. Gạo Thành phần hóa học của một số loại hạt hòa thảo (VCN 2001) Tên thức ăn VCK (%) CP (%) Lipit thô (%) Xơ thô (%) DXKN (%) Khoáng TS (%) TDN (%) ME (kcal/ kg) Hạt cao lương 87.40 10.10 2.70 2.70 69.80 2.10 69.50 2514 Hạt đại mạch 88.70 10.80 2.30 2.90 70.90 1.80 70.20 2536 Hạt gạo tẻ 87.28 8.38 1.50 0.60 75.80 1.00 70.50 2550 Hạt kê cả vỏ 89.10 10.00 2.30 13.10 59.80 3.90 64.10 2316 Hạt mì 87.00 13.20 2.20 2.70 67.10 1.80 68.20 2467 Hạt ngô đỏ 88.10 9.28 4.21 3.05 70.06 1.50 71.50 2586 Hạt ngô trắng 86.70 8.88 4.20 2.32 69.99 1.31 70.90 2565 Hạt ngô vàng 87.30 8.90 4.40 2.70 69.90 1.40 71.30 2579 Hạt thóc tẻ 88.24 7.41 2.20 10.49 63.05 5.09 64.80 2344 1.3. Lúa mì v Năng lượng trao đổi 3240 kcal/kg v Hàm lượng protein thô khá cao: 13,2-14,5% nhưng lysine và threonine là hai axit amin hạn chế v Hàm lượng xơ dao động trong khoảng 2,4-2,7%; v DXKN khoảng 67% v Hàm lượng chất béo khá thấp – 2,2% v Khoáng tổng số thấp: 1,8% trong đó hàm lượng canxi rất thấp khoảng 0,04-0,16% . Hạt lúa mì 2. Bột sắn v Năng lượng trao đổi: 3000-3050 kcal/kg; v Nghèo protein và chất béo: lần lượt là 1,7-3,3% và 0,3%; v DXKN khoảng 78-80%; v Hàm lượng xơ thô: 2,78- 4,37%; v Khoáng TS: 2,1-2,7% trong đó canxi và photpho : 0,12-0,18% 3. Các phụ phẩm công nghiệp chế biến Cám gạo: v Gồm vỏ nội nhũ, mầm phôi của hạt và một phần từ tấm. v Hàm lượng protein trong vật chất khô từ 12- 14 %. v Hàm lượng chất béo khá cao: 14-18% nhưng chất béo rất dễ bị oxy hoá → không nên dự trữ lâu; v Có hàm lượng axit phytic cao (5,1%), với loài dạ đơn nên sử dụng men phytase trộn trong thức ăn để tăng khả năng sử dụng photpho. 4. Chất béo v Dầu thực vật và mỡ động vật có năng lượng cao (8000-9000 kcal ME/kg); v Chứa các axit béo quan trọng. Nguồn Lipit ME (kcal/kg) Dầu ngô 9220 Dầu hướng dương 8690 Dầu đỗ tương 9220 Mỡ động vật 8500 Mỡ lợn 8400 Mỡ gà 9000 Mỡ cá 9000 Giá trị năng lượng trao đổi (ME) của một số loại lipit trên gà Hàm lượng một số axit béo cơ bản trong một số loại lipit Nguồn chất béo Hàm lượng các axit béo (% trong VCK) Linolenic Linoleic Oleic Palmitic Stearic Mỡ lợn 0,5 11,3 44,5 22,2 13,3 Mỡ bò 0,5 2,2 32,9 27,4 22,6 Dầu hướng dương 0,2 58,8 28,4 7,7 4,5 Dầu đỗ tương 6,9 49,7 27,3 11,5 4,3 5. Rỉ mật đường v Chứa chủ yếu là đường dễ lên men, v Ngoài ra còn có 1 lượng đáng kể các hợp chất chứa N, vitamin và các hợp chất vô cơ và một số chất keo. v VCK chiếm khoảng 70-75%, trong đó đường tổng số khoảng 50%. Thành phần hóa học của rỉ mật đường Nguồn: Wolfrom và Binkley (1953) Chỉ tiêu Hàm lượng VCK (%) 73,5 Protein thô (%) 4,5 Lipit thô (%) 0 Xơ thô (%) 0 Đường 46,5 Khoáng TS (%) 10,7 Năng lượng (MJ/kg) DE (lợn) 9,8 NE (lợn) 6,3 ME gà thịt 6,6 ME gà đẻ 7,5 ME (GSNL) 9,0 Thành phần hóa học và giá trị DD của rỉ mật đường Nguồn: R & H Hall (1996) dẫn theo NX Trạch Rỉ mật đường II. Nguyên liệu giàu protein 1. Nguồn gốc thực vật - Hạt cây họ đậu: v Giàu protein và các axit amin thiết yếu (lysine) cho gia súc, gia cầm. v Là thức ăn dễ tiêu hoá và hấp thu, giá trị sinh học của protein đậu đỗ cao (đạt 72 - 75%). v Các nguyên tố khoáng như Ca, Mg, Zn, Mn, Cu trong đậu đỗ cao hơn so với hạt hoà thảo, nhưng nghèo phốt pho và kali hơn. v Phần lớn hạt đậu đỗ chứa độc tố hoặc các chất kháng tiêu hoá như chất kháng trypsin, kháng Chymotrypsin trong đỗ tương. Đặc điểm: 1.1. Đậu tương: v Là thức ăn thực vật có giá trị dinh dưỡng cao, giàu năng lượng (ME: 3300 - 3900 Kcal/kg), giàu protein (37- 38%), và giàu chất béo (16-18%). v Giá trị sinh học của protein đậu tương cao, gần với protein động vật.Hạt đậu tương v Đậu tương giàu axit amin không thay thế nhất là lysine, tryptophan là những axit amin thường bị thiếu trong thức ăn có nguồn gốc thực vật. v Khi sử dụng hạt đậu tương làm thức ăn gia súc cần phải xử lý nhiệt để khử các chất kháng dinh dưỡng, tăng giá trị sinh học của protein Hàm lượng các chất dinh dưỡng của một số giống đỗ tương (%) Giống đỗ tương VCK CP CL CF DXK N Tro thô Ca P Cúc Lục Ngạn 90.20 37.90 15.10 6.40 25.70 5.10 0.27 0.13 DH 84 86.44 32.06 16.26 10.20 22.93 4.98 0.29 0.46 DT 94 94.23 39.08 17.96 9.17 22.84 5.18 0.32 0.45 DH 4 91.30 37.20 18.30 9.40 21.30 5.10 0.43 0.57 MTĐ 10 92.40 37.30 16.70 9.30 24.40 4.70 0.31 0.36 MTĐ 13 91.30 33.70 18.90 8.00 26.00 4.70 0.45 0.36 V 74 88.80 39.00 15.00 5.90 23.90 5.00 0.19 0.15 Nguồn: VCN 2001 v Đậu tương được sử dụng để ép/chiết dầu, sản phẩm phụ là khô dầu - nguồn thức ăn giàu protein (41- 45%CP%). v Khi ép dầu đậu tương đã được xử lý nhiệt, hầu hết các chất kháng dinh dưỡng đã bị khử. Khô dầu đậu tương v Khô dầu chiết ly thường có hàm lượng protein cao hơn, hàm lượng chất béo thấp hơn so với loại ép cơ học. Khô dầu hướng dương Thành phần hóa học của một số loại khô dầu (%) Tên thức ăn VCK CP Béo thô Xơ thô DXKN Tro thô Khô cải dầu ép 90.40 30.50 8.70 14.60 29.00 7.60 Khô dầu đậu tương chiết ly 89.00 44.70 1.50 5.10 31.20 6.50 Khô dầu đậu tương ép máy 86.45 42.57 7.40 5.86 24.65 5.97 Khô dầu lạc nhân chiết ly 90.80 51.10 1.00 5.80 27.20 5.70 Khô dầu lạc nhân ép máy 90.19 45.54 6.96 5.25 26.70 5.74 Khô hướng dương chiết ly 90.90 39.40 1.50 19.60 24.20 6.20 Khô dầu hướng dương ép 90.30 34.90 5.00 15.60 28.50 6.30 Gluten ngô DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles) Các phụ phẩm từ ngô: gluten ngô, DDGS Thành phần dinh dưỡng một số phụ phẩm từ ngô (US Grains Council), %. Thành phần dinh dưỡng Các phụ phẩm Gluten ngô Bột gluten ngô DDGS Protein thô 21,00 60,00 27,00 Lipid 2,00 2,00 8,00 Xơ thô 10,00 2,50 8,50 Khoáng toàn phần 7,80 1,50 4,50 Calcium 0,20 0,02 0,35 Phospho tổng số 0,90 0,50 0,95 Phospho dễ tiêu 0,22 0,18 0,14 ME Kcal/kg 1.750 3.740 2.585 Acid linoleic 1,00 1,20 3,90 Xantophyll, ppm 30,00 275,00 10,00 2. Nguồn gốc động vật v Đặc điểm: Ø Giàu protein có chất lượng cao, đủ axit amin không thay thế, các nguyên tố khoáng cần thiết và một số vitamin quan trọng như B12, K, A, D, E... Ø Không chứa hoặc chứa ít xơ; Ø Chứa rất ít gluxit Ø Tỷ lệ tiêu hoá và hấp thu các chất dinh dưỡng trong thức ăn động vật rất cao. Bột cá: v Có giá trị dinh dưỡng cao nhất, được chế biến từ cá tươi hoặc từ sản phẩm phụ công nghiệp chế biến cá; chất lượng biến động lớn, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu. v Có đầy đủ axit amin không thay thế: Lysine 7,5%; methionin: 3%; izoleucine: 4,8%... v Bột cá sản xuất ở nước ta có hàm lượng Protein 35 - 60%; khoáng tổng số biến động từ 19,6% - 34,5% trong đó muối: 0,5 - 10%, canxi 5,5 - 8,7%; phốt pho 3,5 - 4,8%, v Tỷ lệ tiêu hoá và hấp thu các chất hữu cơ trong bột cá của gia súc, gia cầm cao: 85 - 90%. v Do giá thành bột cá cao, nên thường chỉ dùng với số lượng hạn chế trong khẩu phần cho gà, lợn sinh sản và lợn thịt. Thành phần hóa học của một số loại bột cá Loại bột cá Nước (%) % theo VCK CP Lipit thô Xơ thô DXKN Tro thô Bình Thuận 8,50 61,77 11,03 0,81 2,86 23,53 Cá con Kiên Giang 8,29 75,21 5,68 0,58 0,85 17,68 Cá con Nha Trang 9,23 66,18 6,74 0,66 0,04 26,38 Cá con Vũng Tàu 5,29 73,33 5,71 2,05 0,63 18,28 Kiên Giang 11,42 56,29 7,75 2,71 1,70 31,53 Nghệ An 9,94 58,64 9,99 0,78 4,21 26,38 Peru 9,95 67,70 6,90 0,91 7,40 17,15 Nguồn: Nguyễn Thị Mai và cs, 2008 Bột thịt – bột thịt xương v Được sản xuất từ xác súc vật, phụ phẩm lò mổ (phần không làm thực phẩm cho người); v Thành phần dinh dưỡng không ổn định (phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào); v Hàm lượng protein từ 30-50%, hàm lượng khoáng từ 12-35%, lipit từ 8-15%; v Giá trị sinh học của protein biến động lớn, phụ thuộc vào nguyên liệu. Nguyên liệu Hàm lượng (%) VCK CP CL CF DXKN Ash ME(kcal /kg) Bột thịt bạc nhạc lẫn xương 93,70 49,40 10,00 2,20 3,00 29,10 2331 Bột thịt xương tách mỡ 91,85 54,17 0,82 0,66 5,14 31,06 2631 Bột thịt xương Mông cổ 91,70 51,70 12,80 0 5,10 22,10 2660 Bột thịt xương Mỹ 95,68 48,42 10,30 0 4,44 32,52 3229 Bột thịt xương Úc 94,97 47,66 15,93 4,68 3,57 23,13 2737 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng một số loại bột thịt xương (VCN 2001) III. Nhóm nguyên liệu giàu xơ Bột cỏ v Là thân, lá các loại cỏ, cây thân gỗ, cây họ đậu, bèo, rong sấy khô, nghiền nhỏ. v Có hàm lượng xơ cao; v Nếu chế biến tốt khá giàu chứa caroten, sắc chất; v Hàm lượng protein thô khá cao; v Sử dụng tối đa 5% trong khẩu phần loài dạ dày đơn; Nguyên liệu DM CP EE CF NFE Ash Ca P ME Bột bèo dâu 84.60 15.50 3.30 16.10 29.50 20.20 1.22 0.40 1881 Bột cỏ Stylo 87.40 16.50 1.90 24.30 38.20 6.50 1.52 0.21 1745 Bột lá keo dậu 91.00 27.28 2.83 7.21 45.43 8.25 1.79 0.28 2487 Bột lá sắn 89.66 20.57 8.37 13.98 39.62 7.12 1.10 0.63 2349 Bột rong mơ 83.50 5.90 0.40 10.50 34.00 32.70 3.00 0.31 1233 Bột thân lá đậu tương 88.78 7.94 0.46 37.18 38.46 4.74 0.65 0.16 1879 Bột thân lá lạc 94.45 10.99 1.13 36.47 38.92 6.94 1.03 0.20 1803 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của một số loại bột cỏ Chỉ tiêu Bã sắn tươi Bã sắn khô CK (%) 14,35 85,30 Protein thô 2,02 2,29 Lipit thô 0,55 1,17 Xơ thô 10,52 9,37 NDF 18,60 15,94 KTS 1,88 2,07 Ca 0,27 0,37 P 0,06 0,07 Thành phần hóa học của bã sắn Nguồn: BQ Tuấn, MT Thơm VI. Bổ sung, phụ gia 1. Chất bổ sung mang tính chất chăn nuôiv Axit hữu cơ v Enzymes v Probiotic, prebiotic, synbiotic v Các chất hỗ trợ chức năng miễn dịch v Chất khử độc tố nấm mốc v Hormone và các chất thuộc nhóm β - Agonist 1.1. Các acid hữu cơ thường dùng v Acid formic: sát khuẩn mạnh v Acid lactic: hạ pH nhanh, ức chế vi khuẩn gây thối. v Acid propionic: ức chế nấm mốc phát triển trong TĂ v Acid butyric: sát khuẩn gram – và gram +, kích thích ăn nhiều, bảo vệ lớp nhung mao đường tiêu hóa. v Acid fumaric, a.malic, a.citric, a.succinic: thơm, ngon gây mùi hấp dẫn cho lợn. Duy trì cân bằng vi khuẩn đường ruột Vi khu n b nh b c ch ho t đ ng pH < 3,5ẩ ệ ị ứ ế ạ ộ ở Cơ chế tác động của axit hữu cơ đến hại khuẩn 1.2. Các enzyme thường dùng v Amylase phân giải tinh bột; v Maltase phân giải đường maltose; v Protease phân giải protein; v Cellulase, tăng cường phân giải cellulose; v β-glucanase: phân giải β-glucan; v β-mannanase: phân giải β-mannan v Xylanase phân giải xylan v Arabinoxylanase phân giải arabinoxylan v Phytase phân giải axit phytic và phytate làm tăng cường sử dụng photpho. Hàm lượng β-mannan trong một số nguyên liệu Nguồn: N.A. Dierick (1989) dẫn theo VD Giảng Hàm lượng NSP trong một số nguyên liệu Nguyên liệu Arabinoxylan β-glucan Trong toàn bộ hạt Trong phần hạt hoà tan trong nước Trong toàn bộ hạt Trong phần hạt hoà tan trong nước Đại mạch 56,9 4,8 43,6 28,9 Yến mạch 76,5 5,0 33,7 21,3 Mạch đen 84,9 26,0 18,9 6,8 Lúa mì 66,3 11,8 6,5 5,2 Ảnh hưởng tiêu cực của β-mannan đến tiêu hóa các chất dinh dưỡng Nguồn: Bayer Việtnam (dẫn theo VD Giảng, 2009) Loài dạ dày đơn, gia cầm sử dụng Phospho dưới dạng axit phytic rất thấp Công thức phân tử axit phytic Phytase phân giải axit phytic tạo ra 6 gốc (PO4)3+ 1.3. Probiotic v Là vi sinh vật sống, bổ sung vào thức ăn, tạo ảnh hưởng có lợi đối với động vật chủ bằng cách cải thiện sự cân bằng vi khuẩn đường tiêu hóa của vật chủ. v Thường sử dụng các vi khuẩn lactic (Lactobacillus acidophilus), Bacillus (Bacillus subtilis) Streptococcus faecium, và nấm men ( Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces boulardii) Một số tác động có lợi của probiotic: v Thay đổi hệ vi sinh vật trong đường ruột (giảm các VSV có hại như E.coli, Samonella); v Góp phần tổng hợp vitamin; v Tổng hợp axit hữu cơ → làm giảm pH ruột; v Khu trú trên niêm mạc ruột → cạnh tranh nơi cư trú với VSV có hại; v Giảm thiểu hình thành các chất có hại của hại khuẩn; v Kích thích miễn dịch và đáp ứng miễn dịch đường ruột . 1.4. Prebiotic v Là các oligosaccharide có tác dụng thay đổi cân bằng hệ VSV đường ruột (giảm hại khuẩn), kích thích hệ thống miễn dịch ruột → tăng cường sức khỏe ruột. v Bao gồm Fructooligosaccharide (FOS), mannanoligosaccharide (MOS), galactooligosaccharide (GOS). v Cung cấp năng lượng cho vi khuẩn có lợi như Bifidobacteria và Lactobacilli, tạo ưu thế cạnh tranh cho những vi khuẩn này với hại khuẩn v Can thiệp vào sự dính kết của vi khuẩn gây bệnh vào biểu mô vách ruột Tác động tích cực của prebiotic đối với sức khỏe đường ruột vật chủ theo 2 phương diện: 2. Chất bổ sung mang tính chất kĩ thuật và cải thiện tính chất cảm quan v Sắc chất v Các chất làm tăng khẩu vị v Chất nhũ hóa v Chất chống ôxi hóa v Chất kết dính, chất chống vón 2.1. Chất nhuộm màu: v Các chất nhuộm màu tổng hợp: ORG GLO, KEM GLO, β- Apo -8- carotenal. vSản phẩm nhộm màu tự nhiên như: Ø Caroten, cathaxantin, Ø Nhóm sắc chất Xanthophyll có nhiều trong rau cỏ, bột cỏ, tảo biển, bột cánh hoa cúc. 2.2. Chất chống oxy hóa (antioxidant): v Ethoxyquin v BHA (Butyl Hydroxy Anisol) v BHT (Butyl Hydroxy Toluen) 2.3. Chất tạo mùi, vị Để tăng tính thèm ăn sử dụng các chất gây ngọt như sucrose, sacharin, glucose; chất tạo mùi như hương sữa, hương tanh, vani 2.4. Chất kết dính v Có tác dụng làm tăng độ bền của viên thức ăn, giảm vỡ vụn, giảm bụi thức ăn → giảm sự thất thoát dinh dưỡng; v Bổ sung thêm dinh dưỡng cho thức ăn v Thực vật: agar (1-2%), Alginate, Carrgeenan, tinh bột (10-25%), Gure gum, Hemicellulose, Carboxymethyl Cellulose – CMC (1-3%), rỉ mật đường... v Động vật: gelatin, collagen, chitosan v Vô cơ: Bentonite (khoáng sét khai thác từ tự nhiên)  Thường sử dụng các chất có nguồn gốc: ü Bentonite còn có khả năng hấp phụ độc tố nấm mốc trong thức ăn → giảm tác động tiêu cực đến sức khỏe vật nuôi. ü Hấp phụ một số khí độc (H2S, NH3) sinh ra trong ruột già → giảm ô nhiễm chuồng nuôi. Phân loại nguyên, vật liệu Chưa qua chế biến Đã qua chế biến Nguyên, vật liệu Dạng rời (xá) Đóng bao Nguyên, vật liệu Nguyên, vật liệu thô Nguyên, vật liệu vi lượng Nguyên, vật liệu Dạng lỏng Dạng rắn