Tài liệu Luận văn sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm nông nghiệp​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- ĐẶNG ĐĂNG KHOA SẢN XUẤT PHÂN BÓN LÁ TỪ PHỤ PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số ngành: 60420201 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- ĐẶNG ĐĂNG KHOA SẢN XUẤT PHÂN BÓN LÁ TỪ PHỤ PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số ngành: 60420201 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THỊ HAI TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Nguyễn Thị Hai Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT 1 2 3 4 5 Họ và tên GS.TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn TS. Nguyễn Hoài Hương TS. Phạm Hữu Nhượng PGS.TS. Lê Quang Hưng TS. Hồ Viết Thế Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện 1 Phản biện 2 Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đặng Đăng Khoa Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 14/07/1991 Nơi sinh: Cà Mau Chuyên ngành: Công nghệ sinh học MSHV: 1541880004 I- Tên đề tài: Sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm nông nghiệp. II- Nhiệm vụ và nội dung: - Định lượng N tổng số và protein tổng số của phụ phế phẩm cá tra. - Xác định hoạt tính enzyme bromelain có trong các thành phần của quả dứa. - Đánh giá tỷ lệ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa phù hợp để sản xuất phân bón - Đánh giá ảnh hưởng của lượng nước bổ sung phù hợp. - Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình phân hủy phụ phế phẩm cá tra lá. bằng vỏ dứa. - Xác định thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng vỏ dứa. - Đánh giá hiệu quả đối với cây rau cải của dịch thủy phân và sản phẩm phân bón tạo từ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa. III- Ngày giao nhiệm vụ: 15/02/2017. IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/08/2017 V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hai CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và các cộng sự. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác ngoài Luận văn Đại học của Đỗ Thành Kỳ và Phạm Thị Yến Loan (2017). Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận Văn ii LỜI CẢM ƠN Con xin tri ân Bố - Mẹ đã nuôi nấng dạy dỗ con trong suốt những năm qua và đã khuyến khích động viên con rất nhiều trong suốt thời gian con thực hiện Luận văn này. Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô TS. Nguyễn Thị Hai người đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành tốt Luận văn này. Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô trong khoa Công nghệ Sinh học và Viện Đào tạo sau đại học trường Đại học công nghệ Tp.HCM nói chung và phòng thí nghiệm trường Đại học Công nghệ Tp.HCM nói riêng đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề tài Luận văn. Cuối cùng, tôi xin chân thành cám ơn đến các anh chị và các em sinh viên đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện đề tài Luận văn Thạc sĩ một cách hoàn chỉnh. Tôi xin chân thành cám ơn! iii TÓM TẮT Đề tài “Sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm nông nghiệp” đã được tiến hành từ tháng 02/2017 đến tháng 08/2017. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài xây dựng quy trình sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa. Đồng thời tiến hành khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá trên cây cải xanh trồng ngoài đồng. Đề tài tập trung vào các nội dung sau: - Định lượng N tổng số và protein tổng số của phụ phế phẩm cá tra. - Xác định hoạt tính enzyme bromelain có trong các thành phần của quả dứa. - Đánh giá tỷ lệ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa phù hợp để sản xuất phân bón - Đánh giá ảnh hưởng của lượng nước bổ sung phù hợp. - Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình phân hủy phụ phế phẩm cá tra lá. bằng vỏ dứa. - Xác định thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng vỏ dứa. - Đánh giá hiệu quả đối với cây rau cải của dịch thủy phân và sản phẩm phân bón tạo từ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa. Kết quả nghiên cứu cho thấy, phụ phế phẩm cá tra có N tổng số cao (2,34%) là nguồn nguyên liệu quý để sản xuất phân bón cho cây trồng. Bên cạnh đó, thành phần phần trăm khối lượng của một quả dứa Cayenna là: thịt dứa (30,02%), lõi dứa (6,14%), vỏ dứa (48,53%), chồi ngọn (15,31%), phế phẩm của cây dứa chiếm hơn 70% khối lượng dứa và phần vỏ chiếm khối lượng lớn và có hoạt tính enzyme cao. Sử dụng enzyme thu từ dịch chiết có trong phế phẩm dứa để thủy phân phụ phế phẩm cá tra tối ưu trong điều kiện pH= 6, thời gian thủy phân tốt nhất là 12 ngày và tỷ lệ vỏ dứa: phụ phế phẩm cá tra phù hợp là 0,75: 1, lượng nước bổ sung: vỏ dứa + phụ phế phẩm cá tra phù hợp là 1: 1. Kết quả khảo nghiệm cho thấy, sản phẩm phân bón lá này có hiệu quả cho sự phát triển cây trồng cao như phân bón trên thị trường. iv ABSTRACT The topic of “Producing foliar fertilizer from catfish by-products (Pangasius hypophthalmus) and pineapple peel” has been carried out from February to August 2017. This study focuses on: - Determining total nitrogen in Kjeldahl and total protein from catfish byproducts. - Evaluating the bromelain activity of composions of pineapple fruit. - Evaluating the effect of the ration between pineapple peel and catfish byproducts on total nitrogen and formol nitrogen of fertilizer production. - Determining the volume of water that was supplied to convert catfish byproducts to fertilizer. - Evaluating the effect of pH on enzyme activity. - Determining the optimum time to hydrolyze catfish by-products by using pineapple peel. - Determinating the efficiency of foliar fertilizer from catfish by-products on the crops. The study result showed that the catfish by-products had a highly total nitrogen (2.34%) that was a valuable resource to produce fertilizer. Besides, weight percent composition of a Cayena pineapple was: Pulp (30,02%), core (6,14%), peel (48.53%) and crown (15,31%). The waste of Pineapple represents about 70% of pineapple weight and peels had the high weight and high enzyme activity. Using the bromelain from pineapple peeles to hydrolyze catfish by - products has been carried out. The optimum pH for the enzyme activity was 6 and the suitable time for the hydrolyzation was 12 days and optimal ratio of pineapple peel and catfish byproducts was 0.75: 1. The optimal ratio between water and substrate was 1: 1. The field experiment showed that this foliar fertilizer has efficiency on crop development as high as commercial fertilizer. v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................... viii DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ ix DANH MỤC CÁC HÌNH ...........................................................................................x MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1.Đặt vấn đề ................................................................................................................1 2.Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................2 3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................... 2 3.1.Đối tượng: ............................................................................................................... 2 3.2.Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 2 4.Kết quả đạt được ....................................................................................................... 3 5.Ý nghĩa đề tài ............................................................................................................. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4 1.1.Giới thiệu về cá tra ................................................................................................ 4 1.1.1.Các đặc điểm sinh học cá tra ........................................................................ 4 1.1.2.Các đặc điểm hóa học của cá ........................................................................ 5 1.1.3.Tình hình nuôi cá tra trong nước.................................................................. 8 1.2.Giới thiệu enzyme bromelain ............................................................................... 9 1.2.1.Đặc điểm nguồn thu nguyên liệu ................................................................. 9 1.2.2.Enzyme bromelain ....................................................................................... 11 1.2.2.1.Cấu tạo hóa học..............................................................................11 1.2.2.2.Hoạt tính của enzyme bromelain ...................................................12 1.2.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme bromelain .........12 1.3.Nghiên cứu trong và ngoài nước trong việc sử dụng enzyme protease thủy phân protein cá ............................................................................................................ 13 1.3.1.Nghiên cứu ngoài nước ............................................................................... 13 vi 1.3.2.Nghiên cứu trong nước................................................................................ 15 1.4.Quá trình thủy phân cá ........................................................................................ 18 1.4.1.Các hệ enzyme tham gia phân giải ............................................................ 19 1.4.2.Sự tham gia của vi sinh vật trong quá trình thủy phân ............................ 19 1.4.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá ................................... 20 1.5.Tình hình sản xuất rau quả ở việt nam .............................................................. 21 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................24 2.1.Vật liệu .................................................................................................................. 24 2.1.1.Dụng cụ ......................................................................................................... 24 2.1.2.Thiết bị .......................................................................................................... 24 2.1.3.Hóa chất ........................................................................................................ 24 2.2.Phương pháp ......................................................................................................... 25 2.2.1.Xác định đạm tổng số bằng phương pháp Kjeldahl ................................ 25 2.2.2.Xác định đạm formol bằng phương pháp Sorensen ................................ 26 2.2.3.Xác định hoạt tính enzyme bromelain bằng phương pháp anson cải tiến .................................................................................................................................. 26 2.3.Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 29 2.3.1.Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào (phụ phế phẩm cá tra) ......... 29 2.3.2.Xác định hoạt tính enzyme bromelain có trong các thành phần của dứa . .................................................................................................................................. 29 2.3.3.Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ dứa đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra. ............................................................................................................ 30 2.3.4.Khảo sát ảnh hưởng lượng nước bổ sung đến quá trình thủy phân. ...... 31 2.3.5.Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra. ............................................................................................................................ 32 2.3.6.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng enzyme bromelain trong vỏ dứa. ......................................................................... 32 2.3.7.Ổn định dung dịch thủy phân bằng rỉ đường ............................................ 33 vii 2.3.8.Phối chế dịch thủy phân thành chế phẩm phân bón lá để dùng cho rau ăn lá ......................................................................................................................... 34 2.3.9.Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cây cải xanh trồng ngoài đồng. .................................................................................................................................. 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN..............................................................35 3.1.Kết quả đánh giá chất lượng của nguyên liệu đầu vào (phụ phế phẩm cá tra) ...................................................................................................................................... 35 3.2.Xác định hoạt tính enzyme bromelain có trong các thành phần của quả dứa .. ...................................................................................................................................... 35 3.3.Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ dứa/phụ phẩm cá tra đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra .......................................................................................... 36 3.4.Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước bổ sung đến quá trình thủy phân ........ 41 3.5.Khảo sát ảnh hưởng của ph đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra. . 43 3.6.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng enzyme bromelain trong phế phẩm dứa .................................................................. 47 3.7.Đánh giá chất lượng phân bón thô tạo ra từ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa48 3.8.Ổn định dung dịch thủy phân bằng rỉ đường .................................................... 49 3.9.Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá từ phụ phế phẩm cá tra cho rau cải ngoài đồng. .................................................................................................................. 52 3.9.1.Chiều cao cây ............................................................................................... 52 3.9.2 Số lá trên cây ................................................................................................ 53 3.9.3 Năng suất và trọng lượng trung bình cây .................................................. 54 KẾT LUẬN ...............................................................................................................59 KIẾN NGHỊ ....................................................................................................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................60 PHỤ LỤC viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT NT: Nghiệm thức ĐC: Đối chứng TN: Thí nghiệm ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long TCHQ: Tổng cục hải quan VS, VSV: Vi sinh, vi sinh vật NC: Nước CP: Chế phẩm DC: Dịch chiết PB: Phân bón ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong cá tra (trên trọng lượng khô) ......................7 Bảng 1.2: Tình hình xuất khẩu rau quả của Việt Nam ..............................................22 Bảng 2.1: Các bước dựng đường chuẩn Tyrosin ......................................................27 Bảng 2.2: Các bước chuẩn bị mẫu enzyme để đo hoạt tính ......................................27 Bảng 3.1: Kết quả phân tích nguyên liệu đầu vào ....................................................35 Bảng 3.2: Hoạt tính enzyme bromelain có trong các thành phần của quả dứa .........35 Bảng 3.3: Lượng N tổng số có trong dịch thủy phân ở các tỷ lệ qua 3,5 và 7 ngày ủ: ...................................................................................................................................37 Bảng 3.4: Diễn biến pH ở các nghiệm thức qua các ngày ủ: ....................................37 Bảng 3.5: Lượng N formol có trong dịch thủy phân ở các tỷ lệ dứa/cá qua 3,5 và 7 ngày ủ ........................................................................................................................38 Bảng 3.6: Hiệu suất thủy phân protein của cá bằng enzyme bromelain ở các tỷ lệ dứa/ cá qua 3,5 và 7 ngày ủ: ......................................................................................40 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của lượng nước bổ sung đến hàm lượng N tổng số ...............41 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của lượng nước bổ sung đến hàm lượng N formol ...............42 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của lượng nước bổ sung đến tỷ lệ N formol/ N tổng số ........43 Bảng 3.10: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng N tổng số (g/lít) trong dịch thủy phân ...................................................................................................................................43 Bảng 3.11: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng N Formol (g/lít) ..............................45 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của pH đến tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức ...................................................................................................................................46 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân protein cá Tra. .........47 Bảng 3.14: Đánh giá chất lượng phân bón thô ..........................................................48 Bảng 3.15: Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường bổ sung. ............................................49 Bảng 3.16: Ảnh hưởng của phân bón lá đến chiều cao của cây cải ..........................52 Bảng 3.17 : Ảnh hưởng của phân bón lá đến số lá rau cải ........................................54 Bảng 3.18: Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến năng suất ............................54 x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cách sắp xếp các amino acid trong phân tử bromelain ............................12 Hình 1.2: Quá trình đẩy mạnh phản ứng thủy phân của enzyme bromelain ............12 Hình 2.1: Nội dung và phương pháp .........................................................................29 Hình 3.1: Lượng N tổng số có trong dịch thủy phân ở các tỷ lệ dứa/cá qua 3,5 và 7 ngày ủ ........................................................................................................................38 Hình 3.2: Lượng N formol có trong dịch thủy phân ở các tỷ lệ dứa/cá qua 3,5 và 7 ngày ủ ........................................................................................................................39 Hình 3.3: Lượng N formol trên gam phụ phế phẩm cá ở các nghiệm thức ..............42 Hình 3.4: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng N tổng số ..........................................44 Hình 3.5: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng N Formol (g/lít) ................................45 Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thủy phân ở ngày 9 ..............................46 Hình 3.7: Hàm lượng N tổng số chuyển hóa thành N formol ở các ngày ủ .............48 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường bổ sung đến lượng N tổng số ..............49 Hình 3.9: Sơ đồ quy trình thủy phân phụ phẩm cá ...................................................51 Hình 3.10: Chiều cao cây cải ở các nghiệm thức ......................................................53 Hình 3.11: Số lá/ cây ở các nghiệm thức ..................................................................54 Hình 3.12: Khối lượng trung bình của cây cải ở các nghiệm thức ...........................55 Hình 3.13: Năng suất thực thu của cây cải ở các nghiệm thức .................................55 Hình 3.14: Cây cải được 10 ngày tuổi (A: phun nước; B: phun dịch chiết thô 2%; C: phun chế phẩm 2%; D: phun phân bón Sen Trắng 2%) ............................................56 Hình 3.15: Cây cải được 17 ngày tuổi (A: phun nước; B: phun dịch chiết thô 2%; C: phun chế phẩm 2%; D: phun phân bón Sen Trắng 2%) ............................................57 Hình 3.16: Cây cải được 30 ngày tuổi (A: phun nước; B: phun dịch chiết thô 2%; C: phun chế phẩm 2%; D: phun phân bón Sen Trắng 2%) ............................................58 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Phân bón là yếu tố quan trọng góp phần tăng năng suất cây trồng trong thời đại ngày nay. Vì vậy, hàng năm nước ta đã tốn một khoản ngoại tệ lớn để nhập khẩu phân bón. Chỉ tính riêng quý 1 năm 2017, cả nước đã chi 338 triệu USD để nhập 1,22 triệu tấn phân bón, chủ yếu là phân vô cơ. Việc lạm dụng phân vô cơ có nguy cơ làm tăng hàm lượng NO3 trong nông sản, nguy hại đến sức khỏe con người. Sử dụng phân vô cơ lâu ngày sẽ làm thoái hóa môi trường đất và ô nhiễm môi trường. Do vậy, nền sản xuất nông nghiệp thế giới đang quay trở lại con đường sản xuất nông nghiệp hữu cơ, trong đó, phân bón vô cơ được thay bằng phân bón hữu cơ. Bên cạnh sản xuất nông nghiệp, ngành nuôi trồng thủy hải sản cũng đóng góp quan trọng cho nền kinh tế của Việt Nam. Theo thống kê của Hiệp hội thủy sản Việt Nam (VASEP), năm 2016, khu vực ĐBSCL chiếm khoảng 5.050 ha diện tích nuôi cá tra với sản lượng là 1,15 triệu tấn, cung cấp cho hơn 70 nhà máy chế biến mặt hàng phi lê cá tra đông lạnh. Theo ước tính, phần phụ phế phẩm cá tra trong chế biến phi lê chiếm đến từ 65 – 70% trong lượng thân cá. Điều này đồng nghĩa với việc phát sinh một lượng phụ phế phẩm rất lớn khoảng 700.000 – 800.000 tấn bao gồm đầu, xương, ruột, vi cá,…(Phạm Đình Dũng, Trần Văn Lâm, 2013). Phần phế phẩm này thường được bán với giá rất rẻ hoặc bỏ đi và gây ô nhiễm môi trường (Cao Thị Huỳnh Châu, 2007). Trong khi những phần phụ phẩm đó chứa nhiều protein và acid béo không sinh cholesterol, cộng với khoáng chất và các nguyên tố vi lượng, enzyme, kích thích tố, chất màu và chất tạo hương (Ngọc Diệp, 2010) có thể sản xuất thành phân bón chứa acid amin nhờ sự thủy phân của enzyme. Ở Việt Nam, dứa được trồng ở khắp nơi, chỉ tính riêng ở huyện Tiên Phước, tỉnh Tiền Giang diện tích dứa với hơn 15.000 ha, sản lượng khoảng 250.000 tấn/năm. Lượng phế phẩm của dứa chiếm hơn 70% trọng lượng trái dứa (Lại Thị Ngọc Hà, 2009). Khảo sát 2 giống dứa trồng phổ biến ở Việt Nam là giống Queen và giống Cayenne, Nguyễn Thị Cẩm Vi, 2011, cho biết enzyme bromelain một loại 2 enzyme protease có mặt ở hầu hết các bộ phận của trái dứa như: vỏ, lá, chồi, cuống, lõi và thịt quả. Như vậy, khi sử dụng trái dứa để chế biến và ăn tươi, chúng ta đã bỏ phí một lượng rất lớn enzyme bromelain. Nếu sử dụng lượng enzyme này để thuỷ phân phụ phế phẩm từ ngành chế biến cá tra không những giúp làm giảm ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra được một lượng phân hữu cơ quý giá phục vụ cho nền sản xuất nông nghiệp sạch của nước nhà. Xuất phát từ tình hình trên, tác giả tiến hành thực hiện đề tài ”Sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm nông nghiệp”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu của đề tài nghiên cứu này bao gồm: - Xác định N tổng số và protein tổng số của phụ phế phẩm cá tra. - Xác định hoạt tính enzyme bromelain có trong các thành phần của quả dứa. - Xác định tỷ lệ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa phù hợp để sản xuất phân bón lá. - Xác định lượng nước bổ sung tối ưu cho quá trình thủy phan. - Xác định pH tối ưu cho quá trình thủy phân. - Xác định thời gian tối ưu cho quá trình thủy phân. - Đánh giá hiệu quả của dịch thủy phân và sản phẩm phân bón lá tạo ra từ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa đến sự phát triển của cây rau cải. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng: Phụ phế phẩm cá tra lấy từ các nhà máy chế biến phile tỉnh An Giang và từ chợ Tp.HCM. Phế phẩm dứa lấy từ các nhà máy chế biến đóng hộp tỉnh Tiền Giang và từ chợ Tp.HCM. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Phụ phế phẩm cá tra và phế phẩm dứa thu từ các nhà máy chế biến và chợ. Sử dụng enzyme có trong phế phẩm dứa để thủy phân phụ phế phẩm cá tra 3 tối ưu trong điều kiện pH, khoảng thời gian và tỷ lệ dứa và cá tra trong nhiệt độ phòng thí nghiệm. Bảo quản dịch thủy phân bằng cách bổ sung rỉ đường. Khảo nghiệm dịch sau khi thủy phân phụ phế phẩm cá tra tạo thành chế phẩm sau đó tiến hành khảo nghiệm trên cải xanh và so sánh với nước, dịch chiết và phân bón lá đang sử dụng trên thị trường. 4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Kết quả nghiên cứu cho thấy, phụ phế phẩm cá tra có N tổng số cao (2,34%) là nguồn nguyên liệu để sản xuất phân bón cho cây trồng. Bên cạnh đó, thành phần phần trăm khối lượng của một quả dứa Cayenna là: thịt dứa (30,02%), lõi dứa (6,14%), vỏ dứa (48,53%), chồi ngọn (15,31%), phế phẩm của cây dứa chiếm hơn 70% khối lượng dứa và phần vỏ chiếm khối lượng lớn và có hoạt tính enzyme cao. Sử dụng enzyme thu từ dịch chiết có trong phế phẩm dứa để thủy phân phụ phế phẩm cá tra tối ưu trong điều kiện pH= 6, thời gian thủy phân tốt nhất là 12 ngày và tỷ lệ vỏ dứa: phụ phế phẩm cá tra phù hợp là 0,75: 1, lượng nước bổ sung: vỏ dứa + phụ phế phẩm cá tra phù hợp là 1: 1. Kết quả khảo nghiệm cho thấy, sản phẩm phân bón lá này có hiệu quả cho sự phát triển cây trồng cao như phân bón Sen trắng trên thị trường. 5. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy: Sử dụng enzyme có trong phế phẩm dứa để thủy phân phụ phế phẩm cá tra tối ưu trong điều kiện pH= 6, nhiệt độ bình thường phòng thí nghiệm, khoảng thời gian là 12 ngày và tỷ lệ dứa và cá tra là 0,75 : 1. Ý nghĩa thực tiễn: Việc tận dụng phụ phế phẩm cá tra và phế phẩm dứa để tạo chế phẩm phân bón lá giúp làm giảm nguồn gây ô nhiễm môi trường. Đồng thời cung cấp phân bón sạch cho nền nông nghiệp hữu cơ, giảm chi phí cho việc nhập phân bón từ nước ngoài. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÁ TRA Cá tra có tên khoa học là Pangasianodon hypophthalmus trước đây còn có tên là P.micronemus, là một loài cá nuôi truyền thống trong ao của nông dân các tỉnh ĐBSCL. Ngoài tự nhiên cá sống ở lưu vực sông Mê Kông (Thái Lan, Lào, Cam-pu-chia và Việt Nam) (Nguyễn Văn Thường và ctv, 2000). Cá tra có đặc điểm phân loại như sau: - Bộ cá nheo Silurformes. - Họ cá tra Pangasiidae - Giống cá tra dầu Pangasianodon. - Loài cá tra Pangasianodon hypophthalmus. 1.1.1. Các đặc điểm sinh học cá tra Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê Kông bao gồm các nước: Lào, Việt Nam, Cam-pu-chia, và Thái Lan. Ở Thái Lan còn gặp cá tra ở lưu vực sông Mê Kông và ở sông Chao Praya. Ở nước ta những năm trước đây khi chưa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và cá giống tra được vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trưởng thành chỉ thấy trong ao nuôi, rất ít gặp trong tự nhiên địa phận Việt Nam, do cá có tập tính di cư ngược dòng sông Mê Kông để sinh sống và tìm nơi sinh sản tự nhiên. Khảo sát chu kỳ di cư của cá tra ở địa phận Cam-pu-chia cho thấy cá ngược dòng từ tháng 10 đến tháng 5 và di cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm (Nguyễn Chung, 2007). Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, có hai đôi râu dài. Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước hơi lợ (nồng độ muối 7 – 10), có thể chịu được nước phèn với pH > 5, dễ chết ở nhiệt độ thấp dưới 150C, nhưng chịu nóng tới 390C. (Nguyễn Chung, 2007). Cá tra khi hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tươi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau ngay trong bể ấp và chúng vẫn tiếp tục ăn nhau nếu cá ương không được cho 5 ăn đầy đủ, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá bột. Ngoài ra khi khảo sát cá bột vớt trên sông, còn thấy trong dạ dày của chúng có rất nhiều phần cơ thể và mắt cá con loài khác. Dạ dày của cá phình to hình chữ U và co giãn được, ruột cá tra ngắn, không gấp khúc lên nhau mà dính vào màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục. Dạ dày to và ruột ngắn là đặc điểm của cá thiên về ăn thịt. Khi cá lớn thể hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăn tạp thiên về động vật nhưng dễ chuyển đổi loại thức ăn bắt buộc khác như mùn bã hữu cơ, thức ăn có nguồn gốc động vật. Trong ao nuôi cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn khác nhau như cám, rau, động vật đáy (Nguyễn Chung, 2007). Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài. Cá ương trong ao sau 2 tháng đạt chiều dài 10-12 cm. Từ khoảng 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng lượng nhanh hơn so với tăng chiều dài cơ thể. Cỡ cá trên 10 tuổi tự nhiên (ở Cam-pu-chia) tăng trọng rất ít. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm hoặc có mẫu cá dài tới 1,8m. Độ béo Fulton của cá tăng dần theo trọng lượng và nhanh nhất ở những năm đầu, cá đực thường có độ béo cao hơn cá cái và độ béo thường giảm đi khi vào mùa sinh sản (Nguyễn Chung, 2007). 1.1.2. Các đặc điểm hóa học của cá Thành phần hóa học của cá phụ thuộc vào vùng đánh bắt vào thời gian trong năm và độ lớn của cá. Thành phần hóa học của cơ thịt cá gồm có nước, protein, lipid, glucid, muối vô cơ, vitamin, enzyme, hormone.  Nước Chiếm trung bình từ 55-83%. Nó đóng vai trò và chức năng quan trọng trong đời sống và chất lượng của cá. Nước tham gia vào phản ứng sinh hóa, vào các quá trình khuếch tán trong cá, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, ngoài ra liên kết với các chất protein.  Protein Protein trong cá có thể chia làm ba nhóm cơ bản: nhóm hòa tan trong nước (albumin); nhóm hòa tan trong dịch muối (globulin); nhóm hòa tan trong nước và dịch muối (miostromin). 6 - Nhóm albumin gồm có miozin (actomiozin, tropomiozin, nucleomiozin). Trong thịt cá tươi lượng albumin 17-21%, globumin 78-80% và miotromin gần 3% so với lượng protein chung. - Nitơ không protit ở trong thịt cá hòa tan được trong nước và bao gồm những nhóm hợp chất: axit amin (arginin, histindin, lizin, alamin, …), amit axit (creatin, creatinin, uric) và gốc nitơ (ancerin, carnizon, trimetylamin oxyt, gốc bay hơi –amoni mono-, di- và trimetylamin). - Trimetylamin có hàm lượng nitơ không protit ở trong thịt cá gồm 9 đến 18% lượng đạm toàn phần. Trong thịt cá cũng chứa một lượng men nhưng rất ít, đặc biệt nhiều ở trong ruột cá. - Ở trong thịt cá, men thủy phân được chia làm ba nhóm: proteaza, lipaza và amilaza.  Vitamin Trong cá có các vitamin A, vitamin nhóm B và D. Vitamin A ở trong gan cá dao động 30 - 4800 đơn vị/g. Một lượng lớn vitamin B thường chứa trong gan, mắt và các bộ phận bên trong.  Trứng cá Protit chiếm từ 20-30%, lipit có từ 1 - 22%, nước có từ 60 - 70% và muối vô cơ có từ 1 - 2%. Trứng cá có vitamin A, C, D1, B1, B12 và H. Trong trứng cá có một số axit tự do, trong đó axit lactic có từ 0,2 - 0,5%, axit glycogen vầ glucoza. Trong muối vô cơ trứng cs còn có nhiều phospho, phần lớn tồn tại ở dạng hữu cơ.  Xương cá Có thể chia làm hai loại: loại xương cứng và loại xương sụn. Xương sụn: thành phần chủ yếu là protein phức tạp, keo và albumin; chất vô cơ nhiều nhất là Na, Ca, K, Mg, Fe…Các axit amin cấu tạo thành protein trong xương sụn chủ yếu là acid amin tính bazơ như arginin, histidin, lysin…Xương cứng: lượng chất hữu cơ và vô cơ tương đương, muối vô cơ chủ yếu là Ca3(PO4)2 ngoài ra còn có CaCO3, Ca(OH)2,… (Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm, 2013).