BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------
----------
NGUYỄN THỊ LUYẾN
SỬ DỤNG MỘT SỐ CHẾ PHẨM SINH HỌC ðỂ Ủ CHUA
CỎ VOI VÀ THÂN LÁ NGÔ CHO BÒ SỮA HF
TẠI MỘC CHÂU
CHUYÊN NGÀNH: CHĂN NUÔI
MÃ SỐ
: 60.62.01.05
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRẦN QUỐC VIỆT
PGS.TS. BÙI QUANG TUẤN
HÀ NỘI, 2013
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng, ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng
ñược ai công bố, sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Các thông tin, tài liệu trích dẫn
trong luận văn này ñược ghi rõ nguồn gốc.
Tác giả
Nguyễn Thị Luyến
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
i
LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận ñược
sự giúp ñỡ quý báu, sự chỉ bảo tận tình của các thầy hướng dẫn PGS.TS. Bùi Quang
Tuấn và TS. Trần Quốc Việt trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Nhân dịp hoàn
thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñối với các thầy hướng dẫn.
Tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn chân thành ñối với sự quan tâm giúp ñỡ của các thầy cô
giáo Bộ môn dinh dưỡng và thức ăn – khoa Chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản ñã
ñộng viên giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn ñối với Ban lãnh ñạo, các cán bộ viên chức của các
ñơn vị và cá nhân: Nông trường bò sữa Mộc Châu – Sơn La, phòng phân tích –
Viện Chăn nuôi và gia ñình ông Bùi Duy Minh, khu vực 19/5, thị trấn nông trường
Mộc Châu, tỉnh Sơn La ñã tạo ñiều kiện thuận lợi, giúp ñỡ nhiệt tình cho tôi trong
quá trình thực hiện ñề tài.
Xin chân thành cảm ơn bạn bè, ñồng nghiệp, người thân ñã tạo ñiều kiện,
ñộng viên tôi giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, tháng 10 năm 2013
Tác giả
Nguyễn Thị Luyến
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
ii
MỤC LỤC
Lời cam ñoan
i
Lời cảm ơn
ii
Mục lục
iii
Danh mục các bảng
vi
Danh mục các chữ viết tắt
vi
MỞ ðẦU
1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
4
1.1
Các quá trình sinh hóa và vi sinh vật học diễn ra trong quá trình ủ
chua thức ăn
4
1.1.1
Tác ñộng của hô hấp hiếu khí
4
1.1.2
Tác ñộng của enzyme proteolysis
5
1.1.3
Tác ñộng của vi sinh vật
6
1.2
Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng thức ăn ủ chua
11
1.2.1
Chất lượng nguyên liệu ủ
11
1.2.2
Chất lượng lên men
11
1.3
Tổn thất dinh dưỡng trong quá trình ủ chua
13
1.3.1
Tổn thất ngoài ñồng ruộng
13
1.3.2
Tổn thất do ôxi hoá
14
1.3.3
Tổn thất do lên men
14
1.3.4
Tổn thất do rửa trôi
14
1.4
Phân loại ủ chua
15
1.4.1
Lên men tự nhiên
15
1.4.2
Xử lý bằng các chất bổ sung
18
1.5
Cấu trúc khẩu phần ăn của bò sữa
22
1.5.1
Tỷ lệ xơ trong khẩu phần
22
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iii
1.5.2
Tỷ lệ gluxit dễ tiêu hóa
23
1.5.3
Tỷ lệ mỡ trong khẩu phần
24
1.5.4
Tỷ lệ nitơ tiêu hóa/năng lượng trao ñổi trong khẩu phần
25
1.5.5
Tỷ lệ các chất dinh dưỡng thoát qua
26
1.5.6
Tỷ lệ của các chất khoáng
27
1.6
Nghiên cứu trong và ngoài nước về ủ chua thức ăn
27
1.6.1
Nghiên cứu ngoài nước về ủ chua thức ăn
27
1.6.2
Nghiên cứu trong nước về ủ chua thức ăn
30
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
32
2.1
ðối tượng và vật liệu nghiên cứu
32
2.2
Nội dung nghiên cứu
32
2.3
Phương pháp nghiên cứu
32
2.3.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng chế phẩm VSV và chế
phẩm ña enzyme như chất bổ trợ sinh học ñến chất lượng cỏ voi
và TLN ủ chua (nội dung 1)
2.3.2
32
Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng TLN ủ chua với chế
phẩm VSV và chế phẩm ña enzyme ñến năng suất sữa của bò HF
2.3.3
tại Mộc Châu (nội dung 2)
36
Xử lý số liệu
38
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1
39
Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng chế phẩm VSV và chế
phẩm ña enzyme như chất bổ trợ sinh học ñến chất lượng cỏ voi
và TLN ủ chua
3.1.1
Sử dụng chế phẩm VSV và chế phẩm ña enzyme như chất bổ trợ
sinh học trong ủ chua cỏ voi
3.1.2
39
39
Sử dụng chế phẩm VSV và chế phẩm ña enzyme như chất bổ trợ
sinh học trong ủ chua TLN
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
53
iv
3.1.3
Kết quả khảo sát tỷ lệ, tốc ñộ phân giải VCK và NDF in sacco
của cỏ voi và TLN ủ chua với chế phẩm VSV và ña enzyme
3.2
59
nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng tln ủ chua với chế phẩm
VSV và chế phẩm ña enzyme ñến năng suất sữa của bò HF tại
Mộc Châu
65
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ
68
1
Kết luận
68
2
ðề nghị
68
TÀI LIỆU THAM KHẢO
69
PHỤ LỤC
73
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ax
Axit axetic
BS
Bột sắn
Bu
Axit butyric
CTV
Cộng tác viên
DXKN
Dẫn xuất không nitơ
ðC
ðối chứng
ðVNL
ðộng vật nhai lại
KBS
Không bổ sung
KTS
Khoáng tổng số
Lac
Axit lactic
NLTð
Năng lượng trao ñổi
Pr
Protein thô
RM
Rỉ mật mía
SEM
Sai số tiêu chuẩn của giá trị trung bình
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TH1B
TH1 dạng bột
TH2B
TH2 dạng bột
TH!BEZ
TH1 dạng bột và chế phẩm ña enzyme
TH2BEZ
TH2 dạng bột và chế phẩm ña enzyme
TH1L
TH1 dạng lỏng
TH2L
TH2 dạng lỏng
TN
Lô thí nghiệm
TLN
Thân lá ngô
VSV
Vi sinh vật
VCK
Vật chất khô
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Tên bảng
Trang
1.1
Một số phương pháp lên men ñường trong quá trình ủ chua
7
1.2
Một số loài nấm mốc và mycotoxin của chúng trong thức ăn ủ chua
9
1.3
Thành phần hoá học của thức ăn ủ chua lên men tự nhiên, bảo quản tốt
16
1.4
Thành phần hoá học của thức ăn ủ chua lên men tự nhiên, bảo quản kém
18
1.5
Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của cỏ hoà thảo ủ chua
có/và không sử dụng chế phẩm vi sinh
1.6
19
Liều lượng hoá chất sử dụng trong bảo quản thức ăn xanh (cho 1 tấn
thức ăn xanh)
21
2.1
Sơ ñồ bố trí thí nghiệm và khẩu phần thức ăn cho bò thí nghiệm
37
2.2
Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm (% VCK)
37
3.1
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến sự thay ñổi
pH của cỏ voi trong quá trình bảo quản (n=3)
3.2
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến sự biến ñộng
của hàm lượng VCK và protein thô của cỏ voi (n=3)
3.3
54
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến sự biến ñộng
của hàm lượng VCK và protein thô của TLN ủ chua(n=3)
3.7
51
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến sự thay ñổi
pH của TLN trong quá trình bảo quản (n=3)
3.6
48
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến hàm lượng
các axit hữu cơ trong cỏ voi héo ủ chua (% VCK) (n=3)
3.5
46
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến hàm lượng
các xit hữu cơ trong cỏ voi tươi ủ chua (% VCK) (n=3)
3.4b
42
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến sự thay ñổi
hàm lượng N-NH3 của cỏ voi trong quá trình bảo quản (g/kg) (n=3)
3.4a
40
55
Ảnh hưởng của việc bổ sung các chất bổ trợ sinh học ñến hàm lượng
các axit hữu cơ trong TLN ủ chua (% VCK) (n=3)
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
57
vii
3.8
Thành phần hóa học của cỏ voi, TLN ủ chua bằng các phương pháp
khác nhau (n=3)
3.9
Tỷ lệ phân giải VCK của cỏ voi, TLN ủ chua bằng các phương pháp
khác nhau trong dạ cỏ của bò (n=3)
3.10
61
Tỷ lệ phân giải NDF của cỏ voi, TLN ủ chua bằng các phương pháp
khác nhau trong dạ cỏ của bò (n=3)
3.12
60
ðặc ñiểm phân giải VCK của cỏ voi, TLN ủ chua bằng các phương
pháp khác nhau trong dạ cỏ của bò (n=3)
3.11
59
63
ðặc ñiểm phân giải NDF của cỏ voi, TLN ủ chua bằng các phương
pháp khác nhau trong dạ cỏ của bò (n=3)
64
3.13
Lượng thức ăn thu nhận của bò sữa thí nghiệm (n=5)
65
3.14
Ảnh hưởng của việc sử dụng TLN ủ chua bằng các phương pháp khác nhau
ñến năng suất sữa và hiệu quả sử dụng thức ăn của bò thí nghiệm (n=5)
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
66
viii
MỞ ðẦU
1. ðặt vấn ñề
Một trong những thách thức lớn nhất ñối với ngành chăn nuôi gia súc ăn cỏ ở
nước ta là việc thỏa mãn ñủ nhu cầu nguồn thức ăn thô xanh chất lượng cao. Mặc
dù trong 3 năm gần ñây, số lượng ñàn trâu bò có xu hướng giảm từ 3,1 ñến 4,4% so
với năm 2010, tổng ñàn trâu bò ñạt xấp xỉ 8 triệu con (Cục Chăn nuôi, 2013), nhu
cầu thức ăn thô xanh cho ñàn gia súc nhai lại ở nước ta vẫn rất cao. Mặc dù là một
nước nông nghiệp, khí hậu nhiệt ñới, thảm thực vật khá ña dạng, nhưng do ñặc
trưng ñịa khí hậu, nên diện tích ñồng cỏ ở nước ta thấp và phân tán, năng suất cỏ
trồng thấp, nên ñể ñáp ứng nhu cầu thức ăn thô xanh, chỉ có thể dựa chủ yếu vào
nguồn các phụ phẩm nông nghiệp. Nhưng phần lớn các phụ phẩm nông nghiệp ở
nước ta là nguồn thức ăn thô chất lượng thấp và mang tính thời vụ cao, nên muốn
phát triển chăn nuôi các giống vật nuôi ăn cỏ, ñặc biệt là bò thịt và bò sữa năng suất
cao thì bên cạnh việc mở rộng diện tích, phát triển những giống cỏ trồng và cây
thức ăn xanh chất lượng cao thì việc nghiên cứu chế biến ñể nâng cao hiệu quả sử
dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp và thức ăn thô xanh là một nhu cầu cấp thiết.
ðối với thức ăn thô xanh và phụ phẩm nông nghiệp giàu chất xơ, một trong
những biện pháp kỹ thuật chế biến thường ñược sử dụng ở nước ta cũng như ở
nhiều nước trên thế giới là phương pháp ủ chua. Phương pháp này rất thiết thực và
ñược ứng dụng rất hiệu quả không chỉ ñối với các loại thức ăn xanh (cây cỏ từ nhiên
và cây cỏ trồng) mà còn ñược ứng dụng rất rộng rãi ñể chế biến các phụ phẩm nông
nghiệp như rơm lúa tươi (Nguyễn Xuân Trạch và ctv, 2006a; 2006b), thân lá ngô
(TLN) sau thu bắp (Bùi Quang Tuấn và ctv (2006), bã sắn (Nguyễn Thị Lộc, 2008;
Dư Thanh Hằng, 2008), thân lá lạc (ðoàn ðức Vũ và ctv, 2008), phụ phẩm dứa
(Nguyễn Bá Mùi, 2004). Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần ñây cho thấy, kỹ thuật
chế biến thức ăn thô xanh và phụ phẩm nông nghiệp (ñặc biệt ñối với các loại thức
ăn xanh và phụ phẩm nông nghiệp có hàm lượng carbohydrate dễ lên men thấp)
bằng phương pháp ủ chua truyền thống (dựa chủ yếu vào khả năng lên men của các
vi sinh vật sẵn có ở vật liệu ủ), trong rất nhiều trường hợp không ñem lại hiệu quả
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
1
như mong muốn. Lý do chủ yếu là sự cạnh tranh cơ chất lên men của các chủng vi
sinh vật (VSV) không mong muốn với vi khuẩn lên men lactic sẵn có trong vật liệu
ủ, ñặc biệt là các loài Clostridia, Enterobacteria, nấm men và nấm mốc. Sự hiện
diện của những loài này làm biến ñổi tính chất vật lý, hóa học và giá trị dinh dưỡng
của hỗn hợp ủ theo xu hướng không có lợi theo thời gian bảo quản và làm giảm
hiệu quả sử dụng thức ăn ở vật nuôi (Muck, 1988; Lin và ctv, 1992; Pahlow và ctv,
2003). ðể khắc phục tình trạng trên và duy trì chất lượng tốt, luôn ổn ñịnh của các
loại cây, cỏ ủ trong thời gian bảo quản, các chế phẩm VSV thường ñược khuyến cáo
sử dụng như các chất bổ trợ sinh học.
Trong ủ chua thức ăn, vi sinh vật lên men ñường ñể tạo ra axit hữu cơ, mà chủ
yếu là axit lactic. Các axit hữu cơ sẽ giúp hạ pH của khối thức ăn xuống 3,8-4,5.
Chỉ trong ñiều kiện môi trường pH này thì thức ăn mới ñược bảo quản tốt. Như vậy,
việc ủ chua thức ăn cần một lượng ñường nhất ñịnh ñủ ñể pH của khối thức ăn hạ
xuống 3,8-4,5. Sử dụng enzyme bổ sung vào nguyên liệu ủ chua sẽ giúp phân giải
tinh bột, một số thành phần của vách tế bào thực vật tạo ra các ñường ñơn, rồi sau
ñó là các axit hữu cơ, nâng cao chất lượng của thức ăn ủ chua.
Hiện nay, ngành chăn nuôi bò thịt và bò sữa thâm canh năng suất cao trên thế
giới cũng như ở nước ta (công ty sữa Mộc Châu, Công ty TH Milk…vv) dựa chủ
yếu vào việc dự trữ và cung cấp thức ăn thô xanh bằng phương pháp ủ chua, theo ñó
khẩu phần TMR ñược cung cấp quanh năm và trên 70% lượng vật chất khô của
khẩu phần là thức ăn thô xanh ủ chua. Những sơ xuất kỹ thuật ủ chua không chỉ gây
tổn thất nặng nề về kinh tế (do tỷ lệ thối hỏng cao), mà về khía cạnh dinh dưỡng còn
ảnh hưởng rất lớn ñến năng suất sinh trưởng, năng suất sữa và khả năng tái sản xuất
ñàn. ðể ñáp ứng với yêu cầu của thực tế sản xuất, hiện nay, nhiều nước trên thế giới
ñã nghiên cứu sản xuất và ñưa vào sử dụng các chế phẩm VSV (Inoculants) ñược
dùng như chất bổ trợ sinh học làm tăng tính ổn ñịnh và chất lượng của thức ăn ủ
chua. Ở Nhật Bản ñã có hơn 40 loại sản phẩm vi sinh thương mại ñược sử dụng cho
mục ñích này, doanh thu từ 3 ñến 5 tỷ yên/năm (Sadahiro OHMONO, 2002).
Nghiên cứu này ñược tiến hành nhằm ñánh giá hiệu quả của việc bổ sung chế
phẩm VSV và chế phẩm ña enzyme trong chế biến cỏ voi và TLN bằng phương
pháp ủ chua làm thức ăn cho bò sữa tại Mộc Châu.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
2
2. Mục tiêu của ñề tài
ðánh giá ñược hiệu quả của chế phẩm VSV và chế phẩm ña enzyme dùng
trong chế biến cỏ voi và TLN bằng phương pháp ủ chua ñể dự trữ thức ăn thô cho
ñàn bò sữa.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
3.1.Ý nghĩa khoa học
Kết quả thu ñược của ñề tài là cơ sở cho việc xây dựng phương pháp ủ chua
thức ăn xanh và phụ phẩm nông nghiệp có chất lượng cao ñể duy trì thức ăn thô cho
ñàn gia súc nhai lại ở Việt Nam.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Chế phẩm VSV và ña enzyme bổ sung vào thức ăn ủ chua sẽ giúp nâng cao
ñược chất lượng thức ăn ủ chua, tăng thu nhận thức ăn và năng suất của ñàn bò, sẽ
mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho người chăn nuôi.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
Thực tiễn sản xuất nông nghiệp cho thấy số lượng ñàn gia súc nhai lại phát
triển tương ñối ñều trong năm nhưng sản phẩm trồng trọt, nguồn cung cấp thức ăn
thô cho ñộng vật nhai lại, lại có sản lượng biến ñộng theo thời vụ. Trong mùa mưa
hay trong thời gian thu hoạch cây trồng thì nguồn thức ăn thô dư thừa, nhưng trong
mùa khô hay trước vụ thu hoạch thì thức ăn thô lại khan hiếm, ảnh hưởng xấu ñến
sản xuất chăn nuôi. Vì vậy cần phải dự trữ thức ăn thô quanh năm thì mới chủ ñộng
phát triển chăn nuôi theo ñúng kế hoạch ñã ñịnh hướng.
Cho ñến nay ñã phát triển nhiều phương pháp dự trữ thức ăn thô cho ñộng
vật nhai lại nhưng phương pháp phơi khô (hoặc sấy khô) và phương pháp ủ chua
nhờ lên men vi sinh vật (VSV) là 2 phương pháp kinh ñiển nhất vẫn còn ñược áp
dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới.
1.1. Các quá trình sinh hóa và vi sinh vật học diễn ra trong quá trình ủ chua
thức ăn
Ủ chua là một biện pháp sinh vật học ñể bảo quản thức ăn nhiều nước. Bản
chất của việc ủ chua là trong ñiều kiện yếm khí, khi nén chặt sinh khối thức ăn trong
tháp hoặc hố ủ sẽ xảy ra mạnh mẽ các quá trình sinh hóa và VSV học ñể lên men
ñường hình thành axit lactic, axit axetic và các axit hữu cơ khác dẫn ñến môi trường
axit. Môi trường axit sẽ ức chế sự phát triển của các nhóm VSV do vậy giá trị dinh
dưỡng của thức ăn ñược bảo quản.
Người ta phân biệt 3 tác ñộng chính trong quá trình ủ chua.
1.1.1. Tác ñộng của hô hấp hiếu khí
Sau khi cắt cỏ tế bào thực vật vẫn sống và thực hiện hô hấp hiếu khí. Thông
thường ñường hexose sẽ bị ôxi hoá cho ra CO2, H2O và nhiệt. Ở từng cây thức ăn
riêng rẽ thì nhiệt này nhanh chóng toả vào không khí, nhưng trong thiết bị ủ (túi, bể,
hào, hố ủ …) nhiệt toả ra sẽ làm tăng nhiệt ñộ của khối ủ. Nhiệt ñộ cao càng làm
tăng hô hấp hiếu khí. Chỉ vài giờ sau khi ủ nhiệt ñộ của khối ủ lên tới 60 - 700C.
Các sản phẩm của hô hấp hiếu khí không có ích cho ủ chua thức ăn. Ngược lại,
trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao nước bốc hơi rồi sau ñó nhỏ xuống lớp trên khối ủ, là
một trong những nguyên nhân làm cho lớp thức ăn này bị mốc.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
4
Hơn nữa, ở nhiệt ñộ khối ủ cao hơn 400C thì protein và các axit amin sẽ phản
ứng với ñường tạo thành các phức hợp bền vững (melanoid) mà gia súc không thể
tiêu hóa ñược. Trong trường hợp này thức ăn ủ chua có mùi thơm của táo, mùi mật
hay mùi bánh mì ñen và có màu nâu thẫm. Thức ăn ủ chua loại này gia súc rất thích
ăn, nhưng có tỷ lệ tiêu hoá rất thấp. Ví dụ, tiêu hoá protein thô của thức ăn loại này
chỉ khoảng 10 - 15%, trong khi ñó của thức ăn ủ chua bình thường là 62 - 68%.
Hô hấp hiếu khí càng mạnh, càng kéo dài thì chất lượng thức ăn ủ chua càng
kém. Hô hấp hiếu khí tiêu hao ñường hoà tan dự trữ trong cây cỏ mà ñường hoà tan
này rất cần thiết cho quá trình ủ chua, tạo các axit hữu cơ, giúp hạ pH của khối ủ.
Hô hấp hiếu khí kéo dài ñến chừng nào còn ôxi và ñường hoà tan trong khối ủ.
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 2822 Kj
Có một số yếu tố ảnh hưởng ñến hô hấp hiếu khí:
- Nhiệt ñộ khối ủ:
Nhiệt ñộ khối ủ càng cao thì hô hấp hiếu khí càng mạnh. Do vậy muốn hạn
chế hô hấp hiếu khí phải ủ cỏ nơi râm mát, tránh ánh nắng mặt trời. Khi cắt cỏ về
chưa ủ ngay ñược phải tãi cỏ thành lớp mỏng, tránh ñánh ñống, ñể toả nhiệt.
- Lượng ôxi trong khối ủ:
Lượng ôxi trong khối ủ càng nhiều thì hô hấp hiếu khí càng kéo dài. Ủ
nhanh, nén chặt, bịt kín túi, hào, hố, bể ủ sẽ hạn chế ñược hô hấp hiếu khí.
- Ẩm ñộ của nguyên liệu ủ:
Tỷ lệ nước trong nguyên liệu ủ càng cao thì hô hấp hiếu khí càng mạnh.
Nhược ñiểm này hạn chế bằng cách phơi héo thức ăn sau khi băm chặt hoặc trộn
thêm thức ăn thô khô như cỏ khô, rơm khô ñể hút bớt nước của khối ủ.
1.1.2. Tác ñộng của enzyme proteolysis
Trong thức ăn xanh tới 77 - 90% nitơ tổng số là nitơ protein. Sau khi cắt cỏ
hoạt ñộng phân giải protein bắt ñầu, chỉ sau vài ngày cỏ héo trên ñồng lượng protein
giảm tới 50%. Sản phẩm của sự phân giải protein là axit amin, peptides. Mức ñộ
phân giải protein biến ñộng phụ thuộc vào loài thực vật, hàm lượng chất khô và
nhiệt ñộ. Sự phân giải protein sẽ bị hạn chế khi pH của khối ủ giảm.
Dưới tác ñộng của enzyme thực vật các axit amin tiếp tục bị phân giải, tuy nhiên
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
5
mức ñộ phân giải bởi enzyme thực vật rất không ñáng kể so với sự phân giải bởi VSV.
1.1.3 Tác ñộng của vi sinh vật
Song song với các tác ñộng trên còn có tác ñộng mạnh mẽ của các VSV có
trong sinh khối ủ, chủ yếu là các loại vi khuẩn lên men lactic, axetic, butyric, các vi
khuẩn gây thối, các nấm, mốc. Các VSV này có sẵn trên bề mặt nguyên liệu ủ.
Nấm và vi khuẩn hiếu khí chiếm ưu thế trong thức ăn xanh, nhưng khi môi
trường yếm khí ñược thiết lập chúng nhanh chóng bị thay thế bởi nhóm VSV có khả
năng sống trong ñiều kiện không có ôxi. Nhóm này bao gồm: vi khuẩn lên men
lactic, clostridia và enterobacteria.
- Vi khuẩn lên men lactic:
Vi khuẩn lên men lactic là nhóm vi khuẩn yếm khí không bắt buộc (có khả
năng sinh trưởng trong ñiều kiện có/hoặc không có ôxi), thông thường có sẵn trên
cây thức ăn với số lượng nhỏ, nhưng sẽ tăng rất nhanh sau khi thu cắt, ñặc biệt cây
ñược băm chặt nhỏ hoặc làm dập nát. Nhóm vi khuẩn lên men lactic ñược chia thành
2 nhóm nhỏ: homofermentative (Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus
và Enterococcus faecalis) và heterofermentative (Lactobacillus brevis và
Leuconostoc mesenteroides). Khi ủ thức ăn xanh, vi khuẩn lên men lactic lên men
ñường hoà tan hình thành các axit hữu cơ, mà chủ yếu là axit lactic, nhanh chóng hạ
pH của khối ủ. Lên men ñường ñể tạo ra axit lactic bởi nhóm vi khuẩn
homofermentative sẽ hiệu quả hơn nhóm vi khuẩn heterofermentative. Trong quá
trình ủ chua hemicellulose cũng bị thuỷ phân giải phóng ñường pentose và ñường này
sẽ ñược lên men tiếp bởi nhóm vi khuẩn lên men lactic tạo ra axit lactic và axit axetic.
Theo một số tác giả, lên men ñường bằng nhóm vi khuẩn lên men lactic có
hiệu quả nhất. Tổn thất năng lượng cho lên men bởi nhóm vi khuẩn này chỉ khoảng
1,5 - 4%, còn lên men bởi nấm men tổn thất này khoảng 3 - 9%. Lên men butyric
gây tổn thất năng lượng rất lớn do các vi khuẩn này sử dụng ñường, axit lactic và
một số axit amin. Sự có mặt của axit butyric chứng tỏ ñiều kiện ủ chua không ñược
ñảm bảo, protein bị phân giải, sự hình thành một số sản phẩm ñộc cho sức khoẻ gia
súc. Sự phát triển của nhóm vi khuẩn lên men butyric sẽ bị hạn chế bằng cách hạ
nhanh pH của khối thức ăn xuống 4,2.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
6
- Clostridia:
Clostridia luôn có sẵn trong khối thức ăn xanh nhưng nguồn chính trong khối
thức ăn ủ chua là dây nhiễm từ ñất. Chúng tồn tại ở dạng nha bào và chỉ phát triển
trong ñiều kiện yếm khí hoàn toàn. Nhóm vi khuẩn clostridia ñược chia thành 2
nhóm nhỏ: saccharolytic clostridia và proteolytic clostridia. Saccharolytic clostridia
(Clostridium butyricum và Clostridium tyrobutyricum) lên men axit lactic và ñường
hoà tan tạo thành axit butyric, làm tăng pH của khối ủ. Proteolytic clostridia
(Clostridium bifermentans và Clostridium sporogenes) lên men các axit amin tạo ra
axit axetic, axit butyric, amines và amoniac.
Bảng 1.1. Một số phương pháp lên men ñường trong quá trình ủ chua
Vi khuẩn lên men lactic
Homofermentative:
Glucose → 2 Axit lactic
Fructose → 2Axit lactic
Pentose → Axit lactic + Axit axetic
Heterofermentative:
Glucose → Axit lactic + Ethanol + CO2
3 Fructose → Axit lactic + 2 Mannitol + Axit axetic + CO2
Pentose → Axit lactic + Axit axetic
Clostridia
Saccharolytic:
2 Axit lactic → Axit butyric + 2 CO2 + 2 H2
Proteolytic:
Khử amin
Axit glutamic → Axit axetic + Axit pyruvic + NH3
Lysine → Axit axetic + Axit butyric + 2 NH3
Khử carboxyl
Arginine → Putrescine + CO2
Axit glutamic → Axit γ - aminobutyric + CO2
Histidine → Histamine + CO2
Lysine → Cadarverine + CO2
Ôxi hoá/khử
Alanine + 2 Glycine → 3 Axit axetic + 3 NH3 + CO2
Enterobacteria
Glucose → Axit axetic + Ethanol + 2 CO2 + 2 H2
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
7
Clostridia phát triển tốt nhất khi pH từ 7,0 - 7,4. Chúng không chịu ñược môi
trường axit, pH hạ xuống 4,2 sẽ ức chế hoàn toàn sự phát triển của nhóm này.
Clostridia cũng rất nhạy cảm với ñộ ẩm của nguyên liệu thức ăn ñem ủ, chúng phát
triển rất mạnh trong ñiều kiện ẩm ñộ cao. Với những thức ăn có hàm lượng chất khô
thấp (dưới 15%) thì mặc dù pH có hạ xuống 4,0 cũng không ức chế ñược sự phát
triển của nhóm clostridia. Hàm lượng chất khô của thức ăn ñem ủ cao (30 - 40%) sẽ
hạn chế rõ rệt sự phát triển của nhóm clostridia.
Ngoài ảnh hưởng xấu ñến chất lượng thức ăn ủ chua, vi khuẩn clostridia dây
nhiễm trong thức ăn ủ chua còn gây hại cho sức khoẻ gia súc. ðã có nhiều thông
báo về bệnh ngộ ñộc thức ăn ở ngựa và bò khi ăn phải thức ăn ủ chua có nhiễm
Clostridium botulinum.
- Listeria:
Thức ăn ủ chua có hàm lượng chất khô thấp có thể chứa Listeria
monocytogenes khi dây nhiễm ñất, vi khuẩn mà người ta cho rằng là nguyên nhân
gây ra bệnh viêm não tuỷ, viêm nhau thai rồi dẫn ñến xẩy thai ở gia súc. Rất nhiều
trường hợp cừu bị chết do bệnh listeriosis, bệnh này ít gặp ở ngựa do ngựa ít khi ăn
thức ăn ủ chua.
Trong các mẫu thức ăn ủ chua có pH thấp dưới 4,7 không phát hiện thấy
Listeria monocytogenes.
- Enterobacteria:
Enterobacteria, còn gọi là vi khuẩn lên men axetic hay E. coli, có không
nhiều trong thức ăn xanh. Không giống như clostridia, chúng là vi khuẩn yếm khí
không bắt buộc, cạnh tranh rất mạnh với vi khuẩn lên men lactic về nguồn ñường
hoà tan. Enterobacteria lên men ñường tạo ra hỗn hợp sản phẩm bao gồm axit
axetic, ethanol và H2. Giống như clostridia, chúng có khả năng khử carboxyl và khử
amin các axit amin ñể tạo ra amoniac. pH thích hợp cho sự phát triển của nhóm vi
khuẩn này là 7,0 do vậy chúng chỉ hoạt ñộng ở giai ñoạn ñầu của ủ chua khi mà pH
của khối ủ chưa hạ thấp. Các loài thuộc nhóm này thường thấy trong thức ăn ủ chua
là Escherichia coli và Erwinia herbicola.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
8
- Vi khuẩn nhóm Bacillus:
Nhóm vi khuẩn này rất phổ biến trong thức ăn xanh, nhưng sẽ bị ức chế khi
axit lactic hình thành. Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này có nhiều trong thức ăn ủ chua
không kín khí. Nhiều trường hợp xẩy thai ở bò khi ăn phải thức ăn ủ chua nhiễm
Bacillus lichiniformis.
- Nấm mốc:
Nấm mốc có sẵn trong ñất trồng và trên cây thức ăn, phát triển dưới dạng
ñơn bào (nấm men) hoặc sợi ña bào (nấm mốc). Các loài nấm men trong thức ăn ủ
chua là Candida, Saccharomyces và Torulopsis. Chúng gây hỏng thức ăn ủ chua khi
không khí lọt ñược vào khối ủ.
ðại ña số nấm mốc là những loài ưa khí nghiêm ngặt nên chúng chỉ phát
triển trên bề mặt của thức ăn ủ chua. ðã phân lập ñược rất nhiều loài nấm mốc trên
các loại thức ăn ủ chua khác nhau, và phần lớn chúng ñều có khả năng sản sinh ra
ñộc tố mycotoxin (Bảng 1.2).
Bảng 1.2. Một số loài nấm mốc và mycotoxin của chúng trong thức ăn ủ chua
Nấm mốc
Penicillium roqueforti
Mycotoxin
Roquefortine A, B & C; PR toxin; Axit microfinolic; Axit
penicillic
Byssochlamys nivea
Patulin
Paecilomyces viriotii
Patulin
Aspergillus clavatus
Patulin; cytochanasin E; tryptoquinolins
Aspergillus fumigatus
Fumiclavines A & C; fumitoxins A, B & C; gliotoxin
Aspergillus flavus
Aflatoxins; Axit cyclopiazonic
Fusarium culmorum
Dioxynivalenol; T2 toxin; HT toxin; zearelenone
Fusarium
Zearelenone
crookwellense
Có ít trường hợp gia súc mắc bệnh ngộ ñộc mycotoxin cấp tính khi sử dụng
thức ăn ủ chua một phần do một số loại mycotoxin như zearelenone, ochratoxin và
một số trichothecenes ñã ñược vi khuẩn dạ cỏ phân giải. Nhưng các ảnh hưởng của
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
9
mycotoxin ñến tỷ lệ thụ thai, miễn dịch, hệ thần kinh của gia súc ñã ñược chứng
minh khi gia súc ăn thức ăn ủ chua ñã bị hỏng do tiếp xúc một thời gian dài với
không khí. Cũng cần tránh nguy cơ ñộc tố mycotoxin tiếp xúc với con người trong
công việc, sự dây nhiễm vào thức ăn của con người. Không nên cho gia súc ăn thức
ăn ủ chua ñã bị mốc, ñồng thời phải cẩn trọng khi tiếp xúc.
Nén chặt và bịt kín thiết bị ủ hạn chế tối ña thức ăn ủ chua tiếp xúc với
không khí sẽ ngăn chặn ñược nấm mốc. Chỉ cần một lỗ hở, lỗ thủng ñể không khí
lọt vào khối ủ sẽ gây ra một khoảng mốc lớn trong khối ủ.
Sau khi mở túi ủ, bể ủ ñể lấy thức ăn cho gia súc ăn thì có nguy cơ thức ăn sẽ
bị mốc do không khí tràn vào khối ủ. Trong trường hợp này phải tính toán diện tích
bề mặt mở lấy thức ăn, phương pháp lấy thức ăn, tốc ñộ sử dụng thức ăn ñể hạn chế
sự tiếp xúc của thức ăn với không khí. Hiện nay cũng thường sử dụng axit hữu cơ
và muối của chúng bổ sung khi tiến hành ủ chua ñể ức chế quá trình tái lên men.
Người ta phân biệt 3 giai ñoạn lên men thức ăn trong quá trình ủ chua:
- Giai ñoạn thứ nhất:
Giai ñoạn ñầu tiên của lên men thức ăn là giai ñoạn lên men hỗn hợp - bắt
ñầu từ ngay sau khi ñưa thức ăn vào ủ và kết thúc khi ñiều kiện yếm khí hoàn toàn
ñược thiết lập. ðặc trưng của giai ñoạn này là sự lên men thức ăn bởi hỗn hợp các
nhóm VSV có sẵn trong nguyên liệu thức ăn ban ñầu. Bên cạnh nhóm VSV kị khí
bắt buộc (vi khuẩn lên men lactic, nấm men) còn có nhóm VSV hiếu khí không
mong muốn phát triển (vi khuẩn gây thối, nấm mốc).
Thời gian ủ càng kéo dài và mức ñộ nén không tốt dẫn ñến giai ñoạn thứ nhất
càng kéo dài, làm tăng tổn thất giá trị dinh dưỡng và giảm chất lượng của cỏ ủ chua.
- Giai ñoạn thứ hai:
ðặc trưng của giai ñoạn này là ñiều kiện yếm khí ñược thiết lập và sự lên
men mạnh mẽ của nhóm vi khuẩn lên men lactic, mà kết quả là khối thức ăn bị chua
(giảm pH). Sự phát triển của nhóm VSV không mong muốn bị ức chế.
- Giai ñoạn thứ ba:
Giai ñoạn thứ ba gắn liền với việc kết thúc các quá trình sinh hoá và VSV
học trong khối thức ăn ủ chua. Các axit hữu cơ ñược hình thành và tích luỹ trong
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
10
khối thức ăn ủ chua làm hạ pH của khối thức ăn (3,8 - 4,2), làm cho các vi khuẩn
lên men lactic bị chết. Trong thức ăn ủ chua tốt, axit lactic chiếm ưu thế hơn so với
axit axetic (3 - 4/1). Ủ chua thức ăn có ñộ ẩm cao, thức ăn giàu protein nhưng nghèo
ñường hoà tan sẽ dẫn ñến quá trình lên men butyric không mong muốn, làm giảm
chất lượng thức ăn ủ chua.
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng thức ăn ủ chua
Có 2 nhóm yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng thức ăn ủ chua: (1) chất lượng
nguyên liệu ủ và (2) chất lượng lên men thức ăn.
1.2.1. Chất lượng nguyên liệu ủ
Chất lượng nguyên liệu ban ñầu sẽ quyết ñịnh chất lượng thức ăn ủ chua. Giá
trị dinh dưỡng của cỏ khi còn non sẽ cao và giảm nhanh chóng theo giai ñoạn sinh
trưởng. Tuy nhiên hàm lượng chất khô của cỏ sẽ tăng khi cỏ già. Do vậy thời ñiểm
thu hoạch cỏ cho ủ chua phải ñược tính toán sao cho hài hoà giữa năng suất chất
khô và giá trị dinh dưỡng của cỏ.
Việc sử dụng thêm chất bổ sung khi ủ chua một số loại phụ phẩm nông
nghiệp/hoặc chế biến nông sản có thành phần các chất dinh dưỡng tương ñối ñơn
ñiệu (không cân ñối) sẽ giúp nâng cao chất lượng thức ăn ủ chua.
1.2.2. Chất lượng lên men
Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng lên men bao gồm: hàm lượng ñường
hoà tan, nhiệt ñộ ủ, VSV, ñiều kiện yếm khí, ñộ ẩm của nguyên liệu ủ.
- Hàm lượng ñường hoà tan:
Thành công của việc ủ chua tùy thuộc vào hàm lượng ñường trong nguyên
liệu, chất này sẽ cung cấp cơ chất cho vi khuẩn lactic lên men thành axit lactic mà
nồng ñộ tích lũy của nó sẽ hạ pH của khối thức ăn xuống mức cần thiết (4,2). Người
ta ñưa ra khái niệm “hàm lượng ñường tối thiểu” khi ủ chua như sau: Hàm lượng
ñường tối thiểu là hàm lượng ñường cần thiết ñể hình thành nên axit hữu cơ trong
quá trình lên men thức ăn, mà axit hữu cơ này ñủ ñể hạ pH của khối thức ăn xuống
4,2. Hàm lượng ñường tối thiểu sẽ khác nhau ở các nguyên liệu thức ăn khác nhau
(do có hệ ñệm khác nhau).
Dựa vào tương quan giữa hàm lượng ñường thực tế và hàm lượng ñường tối
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
11
- Xem thêm -
.PDF 
83 
807 
105 
