Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung chế phẩm em (effective microorganisms) vào thức ắn tới khả năng sản xuất của gà broiler trong chuồng kín và hiệu quả môi trường

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------- BÙI PHƢƠNG THẢO NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG CHẾ PHẨM EM (EFFECTIVE MICROORGANISMS) VÀO THỨC ĂN TỚI KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CỦA GÀ BROILER NUÔI TRONG CHUỒNG KÍN VÀ HIỆU QUẢ MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------- BÙI PHƢƠNG THẢO NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG CHẾ PHẨM EM (EFFECTIVE MICROORGANISMS) VÀO THỨC ĂN TỚI KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CỦA GÀ BROILER NUÔI TRONG CHUỒNG KÍN VÀ HIỆU QUẢ MÔI TRƢỜNG Chuyên ngành: CHĂN NUÔI Mã số: 60.62.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN HUÊ VIÊN THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào. Mọi sự giúp đỡ trong việc thực hiện đề tài đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn đều được trích rõ nguồn gốc. Tác giả Bùi Phương Thảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và thực hiện đề tài tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các Thầy cô giáo Khoa sau đại học, Khoa Chăn nuôi thú y, Viện Khoa học sự sống trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Thƣờng trực Huyện uỷ, Uỷ ban nhân dân huyện Phú Lƣơng và sự động viên, giúp đỡ của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi đƣợc tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến PGS.TS. Trần Huê Viên - Phó Hiệu trƣởng trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã trực tiếp hƣớng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi hoàn thành tốt luận văn của mình. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới: Ban giám hiệu nhà trƣờng; TS. Lê Sỹ Trung - Trƣởng Khoa, cùng toàn thể các Thầy cô giáo khoa Sau đại học, Khoa Chăn nuôi Thú y. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Thƣờng trực Huyện uỷ, Uỷ ban nhân dân huyện Phú Lƣơng, bạn bè gia đình đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tôi xin trân trọng gửi tới tất cả các Thầy cô trong Hội đồng, các bạn, anh em đồng nghiệp sự biết ơn sâu sắc và lời chúc tốt đẹp nhất. Thái Nguyên, ngày tháng 10 năm 2011 Tác giả Bùi Phƣơng Thảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ........................................................................................................i Lời cảm ơn ......................................................................................................... ii Mục lục .............................................................................................................. iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt...............................................................v Danh mục bảng.................................................................................................. vi Danh mục các hình ........................................................................................... vii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 3 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ................................................................. 3 1.1.1. Khái niệm về công nghệ sinh học.............................................................. 3 1.1.2. Một số ứng dụng của công nghệ vi sinh vật .............................................. 6 1.1.3. Giới thiệu về chế phẩm EM ..................................................................... 15 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC .......................... 24 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .......................................................... 24 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ............................................................ 30 Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................... 38 2.1. ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ....................... 38 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu .............................................................................. 38 2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................... 38 2.2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 38 2.2.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 38 2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................... 38 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 44 3.1. TỶ LỆ NUÔI SỐNG CỦA GÀ THÍ NGHIỆM ............................................. 44 3.2. TÌNH HÌNH CẢM NHIỄM BỆNH ................................................................ 45 3.3. KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG ....................................................................... 46 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 3.3.1. Sinh trƣởng tích luỹ ................................................................................. 46 3.3.2. Sinh trƣởng tuyệt đối ............................................................................... 47 3.3.3. Sinh trƣởng tƣơng đối của gà thí nghiệm ................................................ 49 3.4. KHẢ NĂNG CHUYỂN HOÁ THỨC ĂN ..................................................... 50 3.4.1. Thu nhận thức ăn của gà thí nghiệm ....................................................... 50 3.4.2. Tiêu tốn thức ăn cho 1kg tăng khối lƣợng............................................... 51 3.4.3.Tiêu tốn Protein cho 1kg tăng khối lƣợng ................................................ 53 3.4.4.Tiêu tốn năng lƣợng trao đổi (ME) cho 1kg tăng khối lƣợng .................. 54 3.5. KHẢ NĂNG CHO THỊT VÀ CHẤT LƢỢNG THỊT.................................... 56 3.5.1.Năng suất thịt ............................................................................................ 56 3.5.2 Chất lƣợng thịt .......................................................................................... 58 3.6. ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ PHẨM EM ĐẾN SÔ LƢỢNG VI KHUẨN E.COLI VÀ SALMONELLA. ............................................................................... 60 3.6.1. Ảnh hƣởng của chế phẩm EM đến vi khuẩn Salmonella ........................ 60 3.6.2. Ảnh hƣởng của chế phẩm EM đến vi khuẩn E.coli ................................. 61 3.7. ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ PHẨM EM ĐẾN HÀM LƢỢNG KHÍ ĐỘC H2S, NH3 CỦA TIỂU KHÍ HẬU CHUỒNG NUÔI .............................................. 62 3.8. SƠ BỘ HOẠCH TOÁN THU CHI ĐÀN GÀ THÍ NGHỆM ........................ 63 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 67 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC KÝ HIÊU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam ME: Năng lƣợng trao đổi KPCS: Khẩu phần cơ sở TTTĂ: Tiêu tốn thức ăn CP: Protein thô TĂ: Thức ăn EM Effective Microorganisms TN: Thí nghiệm ĐC: Đối chứng TB: Trung bình GS.TS: Giáo sƣ, Tiến sỹ KHKT: Khoa học kỹ thuật KHCN: Khoa học công nghệ ĐHNL: Đại học Nông lâm KL: Khối lƣợng Nxb: Nhà xuất bản ĐVT: Đơn vị tính Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1: Giá trị dinh dƣỡng của thức ăn thí nghiệm ................................................ 39 Bảng 3.1. Tỷ lệ nuôi sống cộng dồn của gà thí nghiệm ............................................. 44 Bảng 3.2: Tình hình mắc một số bệnh ở gà thí nghiệm ............................................. 45 Bảng 3.3. Sinh trƣởng tích luỹ của gà thí nghiệm (g/con/ngày) ................................ 46 Bảng 3.4: Sinh trƣởng tuyệt đối của gà thí nghiệm (g/con/ngày) .............................. 48 Bảng 3.5: Sinh trƣởng tƣơng đối của gà thí nghiệm (%) ........................................... 49 Bảng 3.6: Thu nhận thức ăn của gà thí nghiệm (g/con/ngày) .................................... 50 Bảng 3.7: Tiêu tốn thức ăn cho 1 kg tăng khối lƣợng (kgTĂ/kg tăng KL) ................ 52 Bảng 3.8: Tiêu tốn Protein cho 1 kg tăng khối lƣợng gà thí nghiệm (g) ................... 54 Bảng 3.9: Tiêu tốn Năng lƣợng trao đổi cho 1 kg tăng khối lƣợng gà thí nghiệm (Kcal ME/kg) ............................................................................................. 55 Bảng 3.10: Kết quả mổ khảo sát của gà thí nghiệm ................................................... 57 Bảng 3.11: Thành Phần hoá học của thịt ................................................................... 59 Bảng 3.12: Số lƣợng vi khuẩn Salmonella có trong phân gà thí nghiệm (triệu/1g phân) .. 60 Bảng 3.13: Số lƣợng vi khuẩn E.coli có trong phân gà thí nghiệm (triệu/1g phân) .. 61 Bảng 3.14: Kết quả đo hàm lƣợng khí NH3, H2S trong chuồng gà thí nghiệm (mg/m3) ...... 62 Bảng 3.15: Sơ bộ hạch toán kinh tế của gà thí nghiệm .............................................. 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1: Đồ thị khả năng sinh trƣởng tích lũy ......................................................... 47 Hình 3.2: Biểu đồ sinh trƣởng tuyệt đối của gà thí nghiệm ....................................... 48 Hình 3.3: Biểu đồ sinh trƣởng tƣơng đối của gà thí nghiệm (%) .............................. 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sau hơn 20 năm đổi mới, nền nông nghiệp nƣớc ta đã đạt những thành tựu xuất sắc, trong đó ngành chăn nuôi cũng có những bƣớc phát triển đáng kể. Năm 1986 giá trị ngành chăn nuôi đạt 9.059,8 tỷ đồng, năm 2002 là 21.199,7 tỷ đồng và năm 2006 đạt 48.654,5 tỷ đồng, chiếm 24,7 % giá trị sản xuất nông nghiệp. Trong đó chăn nuôi gia cầm chiếm 19 % giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi. Chăn nuôi gia cầm chỉ đứng hàng thứ hai sau chăn nuôi lợn, giữ một vai trò quan trọng trong nông nghiệp và nông thôn ở nƣớc ta. Hiện nay chăn nuôi gà của nƣớc ta vẫn còn gặp nhiều khó khăn. Nguyên nhân do giá cả thị trƣờng không ổn định, giá thức ăn tăng cao, bệnh dịch thƣờng xuyên xảy ra, lƣợng chất thải chăn nuôi thải ra gây ô nhiễm nghiêm trọng. Để giải quyết tốt các vấn đề trên cần áp dụng các giải pháp khoa học kỹ thuật mới. Ngành công nghiệp vi sinh vật giải quyết các khó khăn kinh tế, xã hội của toàn thể nhân loại. Trong tƣơng lai vi sinh vật sẽ đƣợc sử dụng rộng rãi để khử độc môi trƣờng, để làm sạch nƣớc thải, các phế phụ phẩm công nghiệp và khai thác nguyên vật liệu. Quá trình vi sinh vật còn đƣợc mô phỏ ng trong nuôi trồng thực vật không cần đất hay là nguyên lý thuỷ canh trong nuôi cấy tế bào thực vật hoặc động vật để thu nhận các sản phẩm quý hiếm. Ngày nay ở nƣớc ta công nghệ vi sinh vật hữu hiệu (Effective Microorganismas) còn mới lạ, trong khi đó trên thế giới EM đã đƣợc coi nhƣ là một yêu cầu không thể thiếu đƣợc trong cuộc sống, công nghệ này đã đƣợc nghiên cứu thành công ở Nhật Bản từ những năm đầu của thập kỷ 80. Vi sinh vật hữu hiệu (EM) do GS.TS Teruo Higa trƣờng Đại học tổng hợp Ryukyus ở Okinawa của Nhật Bản đề xuất và thử nghiệm thành công năm 1982. Đến nay EM đã đƣợc thử nghiệm trên 85 nƣớc, đem lại hiệu quả ở nhiều lĩnh vực hoạt động khác nhau. Trong nông nghiệp và đời sống con ngƣời (xử lý phế thải, làm sạch môi trƣờng, tăng sức đề kháng bệnh, tăng năng suất cây trồng). Trong lĩnh vực chăn nuôi, dùng EM để khử mùi hôi chuồng trại (đặc biệt là trại gà công nghiệp), bên cạnh đó dùng EM bổ sung vào thức ăn, nƣớc uống, còn làm tăng sức đề kháng, giảm bệnh tật cho gia súc, gia cầm, tăng tỷ lệ protein tiêu hoá, giảm tiêu tốn thức ăn (TTTĂ). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Ở Việt Nam, công nghệ nghiên cứu vi sinh và việc sử dụng các loại chế phẩm vi sinh mới bắt đầu chƣa lâu, đặc biệt đối với EM. Năm 1997, trƣờng Đại học Nông nghiệp I tiến hành nghiên cứu trên lĩnh vực cây trồng nhƣ sử dụng EM trên lúa sinh trƣởng nhằm tăng năng suất giống lúa CR203, cây ngô và dƣa chuột bao tử vụ đông năm 1997. Kết quả nghiên cứu đã chứng minh EM có ảnh hƣởng tốt, cụ thể là làm tăng năng suất và giảm sâu hại. Trong lĩnh vực chăn nuôi PGS.TS. Nguyễn Quang Thạch đã thử nghiệm EM trong thức ăn chăn nuôi lợn năm 1998 cho thấy có kết quả tốt. Để đánh giá hiệu quả của EM trong lĩnh vực chăn nuôi, cụ thể là chăn nuôi gia cầm, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung chế phẩm EM (Effective Microorganisms) vào thức ăn tới khả năng sản xuất của gà Broiler nuôi trong chuồng kín và hiệu quả môi trường” 2. Mục tiêu của đề tài Xác định ảnh hƣởng của việc bổ sung chế phẩm EM vào thức ăn đến năng suất, chất lƣợng thịt và hiệu quả xử lý môi trƣờng. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Có cơ sở khoa học để làm sáng tỏ hiệu quả của chế phẩm EM cho động vật nói chung và gia cầm nói riêng, nhằm giảm lƣợng dinh dƣỡng, tăng sức đề kháng cơ thể, giảm thiểu ảnh hƣởng ô nhiễm môi trƣờng của tiểu khí hậu chuồng nuôi nâng cao năng suất và hiệu quả chăn nuôi gà broiler . - Kết quả của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo để phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của việc bổ sung chế phẩm EM trong khẩu phần tới hiệu quả sử dụng thức ăn, năng suất trong chăn nuôi. - Có cơ sở khoa học để khuyến cáo ngƣời chăn nuôi sử dụng EM trong sản xuất nhằm nâng cao năng suất, giảm giá thành chi phí thức ăn, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng, phát triển nông nghiệp bền vững. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1.1. Khái niệm về công nghệ sinh học Theo Đái Duy Ban và cs (1996) [2] thì công nghệ sinh học (Biotechnology) là một lĩnh vực rất rộng, bao hàm tất cả mọi ngành khoa học có ứng dụng vi sinh vật phục vụ đời sống của con ngƣời. Khác với các công nghệ khác, công nghệ sinh học không làm biến đổi về gen, tức là ở mức độ phân tử của đối tƣợng, mà chỉ tận dụng những đặc tính kiểu gen (genotype) và kiểu hình (phenotype) của đối tƣợng, để sử dụng và chọn lọc loại tối ƣu cho mình. Gần đây khái niệm mới về sinh học phân tử (Molecular Biotechnology) nhƣ sau: Có hai lĩnh vực đó là công nghệ sinh học phân tử cơ bản và công nghệ sinh học ứng dụng. - Công nghệ sinh học phân tử cơ bản: Bao gồm tất cả mọi công đoạn về DNA ở mức độ phân tử, tức là cắt, nối, ghép, chuyển nạp, dẫn truyền các loại gen ngoại lai có ích và các dòng tế bào chủ thích hợp để duy trì các loại gen đó. - Công nghệ sinh học ứng dụng: Là lĩnh vực chọn lọc nhân lên, sản xuất những dòng tế bào đã đƣợc tái tổ hợp để thu đƣợc những sản phẩm có ích cho con ngƣời. Hai khái niệm này chẳng qua là hai mặt chi phối lẫn nhau của một lĩnh vực công nghệ mới, đó là công nghệ sinh học phân tử. Công nghệ sinh học phân tử là một lĩnh vực tổng hợp có liên quan rất lớn đến các ngành di truyền học phân tử, tế bào học, vi sinh vật học, sinh hoá học và sinh hoá protein. Theo Lê Đức Phẩm (1998) [19] thì công nghệ vi sinh học hay là công nghệ lên men độc lập hiện đại, đứng trong đội hình chung của công nghệ sinh học tạo ra các sản phẩm phong phú, góp phần giải quyết những khó khăn kinh tế, xã hội của toàn thể nhân loại. Vậy lên men theo khái niệm hiện nay, không chỉ là quá trình kỵ khí với các sản phẩm lên men: Cồn, rƣợu, butanol,… Nhƣ vậy công nghệ lên men là quá trình nuôi cấy vi sinh vật (bao gồm cả lên men kỵ khí và lên men hiếu khí) ở quy mô công nghiệp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Tóm lại: Ngành công nghệ của các quá trình vi sinh vật đƣợc gọi là công nghệ vi sinh vật hoặc công nghệ lên men (đối với quá trình kỵ khí) và công nghệ sinh học tổng hợp (đối với quá trình hiếu khí), công nghệ vi sinh vật thay cho công nghệ lên men. Hai thuật ngữ này cùng một ý nghĩa. Chế phẩm vi sinh vật bao gồm tất cả các sản phẩm thu đƣợc từ việc nuôi cấy vi sinh vật đƣợc dùng làm thức ăn, chất tăng sinh trƣởng và tăng sức đề kháng trong chăm sóc và nuôi dƣỡng gia súc. Các sản phẩm này có thể là sản phẩm của quá trình trao đổi chất của vi sinh vật hoặc là chính bản thân chúng. Việc sử dụng vi sinh vật để thu nhận chế phẩm sinh học dựa vào các đặc tính của chúng, bao gồm: * Số lƣợng, chủng loại vi sinh vật trong tự nhiên rất lớn, tính chất đa dạng, giá trị dinh dƣỡng cao. * Tốc độ tăng trƣởng và phát triển của vi sinh vật rất nhanh, quá trình sinh học và tổng hợp các chất xảy ra mạnh. * Sử dụng chất dinh dƣỡng nuôi cấy là các chất phi thực phẩm. * Khả năng công nghiệp hoá trong sản xuất cao. 1.1.1.1. Ý nghĩa, vai trò, phạm vi và ứng dụng của công nghệ vi sinh vật Sản phẩm của công nghệ vi sinh vật vô cùng phong phú và đa dạng, chúng đƣợc sử dụng nhƣ các thực phẩm làm thức ăn, thức uống trực tiếp của loài ngƣời nhƣ: Rƣợu, bia, dấm, sữa chua, format… Nói chung xã hội loài ngƣời phát triển không thể không có các sản phẩm từ vi sinh vật, phạm vi ứng dụng của vi sinh vật và các sản phẩm của nó rất rộng. 1.1.1.2. Vai trò của vi sinh vật đối với việc phát triển ngành nông nghiệp Hiện tƣợng thiếu dinh dƣỡng do khẩu phần thiếu đạm ngày càng trở nên phổ biến ở nhiều nơi có ảnh hƣởng lớn đến sinh trƣởng, phát dục bình thƣờng của gia súc, gia cầm, làm cho con vật non phát triển kém, còi cọc, tỷ lệ nuôi sống thấp, con vật trƣởng thành thì sức khoẻ kém, sức sản xuất giảm sút. Để giải quyết khó khăn nói trên ngành công nghiệp nƣớc ta đã bắt đầu ứng dụng, chế biến một số loại thức ăn theo phƣơng pháp vi sinh vật. Đó là dùng vi sinh vật để cải thiện phẩm chất thức ăn, cung cấp thêm protein, axit amin, vitamin, Enzym…Theo Nguyễn Thị Liên và cs (2004) [13] thì vi sinh vật là loại sinh vật đơn giản nhất có khả năng phát triển Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 nhanh (phân bào hoặc bào tử), vi sinh vật có khả năng tổng hợp các chất đơn giản trong môi trƣờng thành chất hữu cơ phức tạp. Vi sinh vật chứa trong tế bào nhiều protein và lipit (50 % protein, 10 % lipit). Ngoài ra nhiều loại vi sinh vật dùng để chế biến thức ăn gia súc (men rƣợu, nấm mốc, tiểu cầu, …) có chứa nhiều axit amin nhƣ: Lizin, valin, methionin, triptophan và nhiêu vitamin (A, B1 B2, B6, B12, C, PP). Thêm vào đó vi sinh vật còn chứa nhiều Enzym và nhiều yếu tố quan trọng chƣa xác định đƣợc, trong đó có khả năng sản sinh ra kháng sinh tố. Thức ăn vi sinh vật có thể cung cấp một lƣợng nhiệt lƣợng rất lớn, có khoảng 5,7Kcal/1g bột rong tiểu cầu, trong khi đó ở lúa nếp là 3,5Kcal/1g, khoai lang là 1,2Kcal/1g. Các nhà khoa học đã tính toán rằng: Nếu lợi dụng vi sinh vật để chuyển hoá thành protein thì giá thành rẻ gấp 10 lần so với thịt bò cùng khối lƣợng. Theo Nguyễn Lân Dũng và cs (1979) [3] trong công nghiệp chúng ta có sáng kiến sử dụng rộng rãi men gia súc theo phƣơng pháp thủ công và chuẩn bị cho việc sản xuất ở quy mô công nghiệp nhằm cải thiện chất lƣợng dinh dƣỡng của thức ăn gia súc và hỗ trợ tích cực cho việc chuyển từ chế độ ăn thức ăn thô sang chế độ ăn các thức ăn hỗn hợp. Các nghiên cứu nhằm sản xuất và sử dụng các loại chế phẩm protein thô, vitamin thô, kháng sinh thô trong công nghiệp cũng đƣợc đẩy mạnh. Theo Đái Duy Ban và cs (1996) [2] thì Systin nhƣ một axit amin chứa nguyên tố lƣu huỳnh đƣợc tách chiết từ lông động vật và tóc của ngƣời. Ngƣời ta bƣớc đầu đang đƣa vào nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật trong phóng xạ, phòng chất độc hóa học và điều trị các vết loét ở động vật và ngƣời, phòng chống nhiễm khí các loại xăng, dầu. Ngoài ra các axit amin từ sản phẩm thủy phân đó cũng đƣợc đƣa vào chế biến thức ăn giàu đạm cho gia súc và gia cầm, dùng làm phân bón chứa axit amin và vi lƣợng qua lá, trong chăn nuôi làm thức ăn bổ sung đạm với tên gọi là polyaminivita. Nguyễn Khắc Tuấn (1996) [44] cho biết vi sinh vật cũng đã đƣợc sử dụng trong công tác bảo quản, chế biến thức ăn, cũng nhƣ các sản phẩm chăn nuôi nhƣ việc ủ xanh thức ăn, lên men rƣợu và đƣờng hóa các thức ăn giàu tinh bột bằng nấm men hoặc nấm mốc hay sử dụng biện pháp lên men bằng vi sinh vật làm giàu protein đối với thức ăn tinh bột và các phụ phẩm nông nghiệp. Hiện nay nhiều nƣớc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 vẫn tiếp tục triển khai công nghệ sản xuất sinh khối vi sinh vật - protein đơn bào (SCP) từ các nguyên liệu rẻ tiền phong phú là phụ phẩm ngành công, nông nghiệp nhƣ: Bã mía, rơm rạ, dịch kiềm sunphit, rỉ đƣờng, parafin, khí đốt...để làm nguồn thức ăn bổ sung đạm trong chăn nuôi. Một số chế phẩm sinh học từ vi sinh vật cũng đƣợc sản xuất để dùng trong phòng bệnh và kích thích sinh trƣởng nhƣ sữa chua biolactyl (từ các vi khuẩn lactic thuộc giống lactobacillus) subtilin (từ Bac. Subtilic), men tiêu hóa (từ Saccharomyces bouladii). Tốc độ tăng trƣởng và phát triển của vi sinh vật rất nhanh, quá trình sinh học và tổng hợp các chất xảy ra mạnh. 1.1.2. Một số ứng dụng của công nghệ vi sinh vật 1.1.2.1. Sản xuất sinh khối vi sinh vật Ngày nay việc sử dụng nhóm vi sinh vật có lợi trong công tác sản xuất chế phẩm sinh học và chế biến thức ăn đã trở nên phổ biến và rất đa dạng, mà sản xuất sinh khối vi sinh vật là một nhóm điển hình, vì vậy ngoài việc giải quyết thức ăn protein theo hƣớng truyền thống là trồng trọt, đánh bắt hải sản và chăn nuôi, từ nhiều năm nay ngƣời ta đã chú trọng đến hƣớng sản xuất các loại sinh khối giàu protein, các thuật ngữ protein đơn bào ( SCP - Single cell protein). Hoặc protein công nghiệp (IP - Industrial protein) ngày càng trở nên quen thuộc với chúng ta. Tảo là một ví dụ điển hình về loại sinh khối vi sinh vật giàu dinh dƣỡng. Tảo có giá trị dinh dƣỡng cao, tổng hợp các axit amin không thay thế có thể chiếm tới 42 %, đặc biệt lizin cao hơn nhiều so với lúa mạch. Hàm lƣợng protein chiếm 40 % - 55 %, hàm lƣợng vitamin A, vitamin B, vitamin K và nhiều yếu tố sinh trƣởng khác cao hơn nhiều so với phần lớn các loại thức ăn khác. Ở Việt Nam đƣa tảo Spirullina vào khẩu phần ăn cho quân đội (30g tảo khô/ngày) mà không có gì khác thƣờng. Tảo đã đƣợc sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi gà, có tác dụng làm tăng màu lòng đỏ trứng và làm cho thịt vàng, gà sinh trƣởng tốt và ít mắc bệnh. Kết quả thí nghiệm tại trại gà Cầu Diễn với tỷ lệ 1 % tảo bổ sung cho kết quả tốt. Ở Nhật Bản còn sử dụng tảo để nuôi lợn trong gia đình và tăng thu nhập 50 %. Ở nƣớc ta sử dụng tảo nuôi cá tăng tỷ lệ nuôi sống của cá bột trong điều kiện nuôi với mật độ cá dày. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Theo Nguyễn Vĩnh Phƣớc (1980) [20] các loại rong cloerlla ở Trung Quốc đã sử dụng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm. Ở Liên Xô ngƣời ta cũng chế biến rong làm thức ăn cho gia cầm và còn là nguồn dinh dƣỡng cho các nhà du hành vũ trụ. Ở Mỹ, Anh, Đức ngƣời ta chú trọng lấy rong làm nguyên liệu chế biến thuốc và chế biến lypit, sterin. Rong tiểu cầu chứa nhiều protit, lypit, axit amin (nhiều nhất là lyzin) và vitamin A, B1, B2, B6, C, PP. Ngoài ra còn chứa một số nguyên tố vi lƣợng và chất kháng sinh (clorenlin) có tác dụng kiềm chế vi khuẩn đƣờng ruột. Ở Việt Nam từ năm 1963 Viện khoa học nông nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu rong tiểu cầu dùng làm thức ăn cho gà và lợn con, bƣớc đầu đã thu đƣợc một số kết quả tốt. Theo Hoàng Nghĩa Sơn và cs (1999) [24] cho thấy tảo Spirulina là một loại thực vật rất giàu các thành phần dinh dƣỡng, hàm lƣợng protein trong tảo rất cao (trong tảo khô chiếm 64 - 66 %) và đầy đủ các axit amin đặc biệt là nguồn sinh tố A, các vitamin nhom B, K, E... và các vi khoáng. Nghiên cứu giá trị đích thực của nó khi dùng nó làm thức ăn bổ sung cho gà thịt thay cho các chất có nguồn gốc tổng hợp hoá học, tạo ra thịt sạch. Thí nghiện trên giống gà AA nuôi trên sàn tre mật độ 10 con/m2 với mức bổ sung 1 % tảo khô + 5 % tảo tƣơi hoặc 5 % tảo tƣơi + 0,5 % tảo khô sau 50 ngày tuổi khối lƣợng đạt 2308,30g, tiêu tốn thức ăn đạt 2,116kg/kg tăng khối lƣợng. Hồ Thị Kim Hoa và cs (1999) [9] cũng đƣa ra việc sử dụng tảo Spirulina vào trong khẩu phần gà thịt giống Hybro từ 2 tuần tuổi cho kết quả tốt, khối lƣợng lúc 9 tuần tuổi là 2051g so với đối chứng là 1950g (với P<0,05) khi thay đậu tƣơng trong thức ăn bằng 3 % tảo Spirulina. 1.1.2.2. Công nghệ sản xuất enzym và axit amin Các chủng vi sinh vật có khả năng sinh một hệ enzym rộng, phong phú nhƣ amilaza, xenlulaza, xylanaza, xyclodextrin, glucozyl, transperaza, và proteaza nhƣng hầu hết các loại enzym kiềm đƣợc đặc chƣng bởi pH tối ƣu, nghiêng về phía kiềm. Tuy nhiên trong nông nghiệp, từ lâu các enzym xenlulaza chịu kiềm, chịu nhiệt (nhƣ proteaza) đã đƣợc bổ sung vào các chế phẩm tẩy rửa và bảo vệ môi trƣờng sống. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 Theo Lê Gia Huy và cs (1999) [11] thì 2 chủng VT3-1 (vi khuẩn) có hoạt tính enzym xenlulaza mạnh đƣợc tuyển chọn từ những chủng vi sinh vật ƣa kiềm từ các mẫu rác thải, bùn, hoạt tính suối nƣớc nóng, đất... Trƣớc đây con ngƣời sản xuất chế phẩm enzym từ động, thực vật với khối lƣợng khá lớn, nhƣng không kinh tế mà còn không đáp ứng đƣợc nhu cầu tiêu dùng do lƣợng enzym trong cơ thể động vật, thực vật rất hạn chế. Do vậy mà vi sinh vật có thể tổng hợp đƣa một lƣợng enzym ngoại bào rất lớn, vƣợt xa nhu cầu bản thân do chúng có khả năng sinh enzym thích ứng. Theo Nguyễn Khắc Tuấn (1996) [44] trong rất nhiều enzym thì các enzym ngoại bào amylaza, proteaza và xitolaza đƣợc sử dụng nhiều trong công tác chăn nuôi. Enzym proteaza là nhóm enzym thủy phân có các liên kết peptid (- CO - NH ) trong phân tử protein hoặc polipeptid để cho axit amin, còn enzym xitolaza bao gồm: Celloza, hemicelluloza, pentozaza. Enzym xitolaza có nhiều trong tế bào vi sinh vật. Trong chăn nuôi, sử dụng enzym với mục đích làm tăng giá trị dinh dƣỡng, tăng hệ số tiêu hóa thức ăn, giảm giá thành sản phẩm...enzym đã đƣợc sử dụng ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ: Mỹ, Nhật, Pháp, Liên Xô, Tiệp Khắc... Theo Đái Duy Ban và cs (1996) [2] các enzym có thể chiết xuất từ thực vật nhƣ Papain từ đu đủ hoặc nấm mốc, glucoxydaza catalaza từ Aspergillus, từ động vật nhƣ lipaza từ tuyến nƣớc bọt của bò. Sử dụng Papain để làm mềm thịt, amilaza để thuỷ phân tinh bột thành các đƣờng đơn. 1.1.2.3. Vi sinh vật với việc tổng hợp kháng sinh dùng trong chăn nuôi Nguyễn Khắc Tuấn (1996) [44] cho biết một số kháng sinh dùng trong chăn nuôi đƣợc sản xuất từ các loại vi sinh vật sau: Penicillin từ nấm mốc Penicillium notatum và P.Chrysogenum Streptomycin từ xạ khuẩn Actinomyces aureofaciens. Neomyxin từ vi khuẩn Streptomyces fradiae. Tetraxyclin và oxytetraxyclin từ xạ khuẩn Actinomyces rimosus. Oleandimixin từ vi khuẩn Streptomyces erythreus. Spiramixin từ vi khuẩn Streptomyces ambofacius. Tilozin từ vi khuẩn Streptomyces tradiae. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 Baxirtaxin từ vi khuẩn Bacillus licheniformis. Subtilin từ vi khuẩn Bacillus subtilis. Đối với chăn nuôi gà, kháng sinh đƣợc sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi gà công nghiệp và đem lại hiệu quả rõ rệt. Hiện nay hầu nhƣ chất kháng sinh có mặt thƣờng xuyên trong thức ăn hỗn hợp nuôi gà. Nguyễn Khắc Tuấn (1996) [44] cho thấy Penicillin có tác dụng cho tăng trọng ở gà trống cao hơn gà mái (18 % so với 8 %), gà hƣớng trứng và kiêm dụng tăng trọng cao hơn so với gà thịt (13 - 23 % so với 6 - 8 %) khi sử dụng clotetraxylin và penicillin. Nguyễn Vĩnh Phƣớc (1980) [20] sử dụng vi sinh vật cung cấp kháng sinh tố phổ biến nhất là oreomycine và tetramycine với liều lƣợng: Gà 11 - 20 ngày tuổi: 0,2mg/kg thức ăn trong 10 ngày. Gà 21 - 30 ngày tuổi: 0,1 - 0,3mg/kg thức ăn trong 10 ngày. Kết quả tăng trọng cao hơn từ 10 - 16 % so với đối chứng. Đái Duy Ban và cs (1996) [2] hiện nay có một dòng Streptomyces đƣợc chọn lọc làm tế bào chủ sử dụng trong công nghệ sinh học phân tử là Streptomyces lividans. Trong đó loại đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất và tôt nhất hiện nay là Streptomyces lividans TK24, với đặc tính là sản xuất it men proteaza... và một số sản phẩm khác cũng đƣợc Streptomyces sản xuất cùng lúc với protein ngoại lai nhƣ lipit, đƣờng, khoáng, Insulin cũng đƣợc sản xuất nhờ công nghệ sinh học phân tử và nhờ nấm men Streptomyces do vậy đã đáp ứng đƣợc phần lơn nhu cầu của thế giới điều trị bệnh đái đƣờng. Mặt khác kháng sinh còn làm giảm nhu cầu về protein của gia cầm. Theo Machlin (trích theo Nguyễn Khắc Tuấn 1996) [44] đảm bảo tốc độ sinh trƣởng cao nhất của gà cần thức ăn có 21 % protein nhƣng nếu dùng kháng sinh thì chỉ cần 19 % protein. Common R.H cho biết Chlotetracilin làm tăng hấp thu riboflavin qua thành ruột gà, do đó tăng lƣợng vitamin này trong máu gà. Vaibel.P.E (trích theo Nguyễn Khắc Tuấn, 1996) [44] cho răng Penicilin, Chlotetracilin có thể đẩy mạnh khả năng tổng hợp Tiamin của khu hệ vi sinh vật ruột gà, do đó làm giảm nhu cầu của nó với vitamin này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Đái Duy Ban và cs (1996) [2] cho rằng strep đƣợc dùng làm thuật ngữ biểu thị là đã chọn thành công một dòng streptomyces mang một loại plasmid vector biểu thị, chứa một gen ngoại lai để sản xuất một thành phẩm protein nào đó. Một số thành phần đã đƣợc sản xuất và ứng dụng bằng công nghệ sinh học phân tử sử dụng streptomyces đó là: - Yếu tố hoại tử khối u (Tumour Necrosis Factor = TNF). - Interperon α-1 (IFNα-1 ) chống khối u ung thƣ. - Interleukin 1β (IL-1β): có tác dụng kích thích tế bào LymphoT. - Tiền chất Insulin (Froin Sulin) - Chất dụ côn trùng pheromone cAD1 - Interleukin 2 (IL-2): có tác dụng kích thích hệ miễn dịch hoạt động. - Receptor CD+4 hoà tan: gây miễn dịch phòng chống HIV/AIDS - Chất chống đông máu Hirudis. Tóm lại: Streptomyces có khả năng sản xuất các loại protein có phân tử lƣợng lớn 5000-30.000Kda (Kda= Kilodamton, đơn vị đo lƣờng protein). Tuy hàm lƣợng thu đƣợc không nhiều, nhƣng đã có một số protein quý đƣợc sản xuất theo phƣơng thức này. 1.1.2.4. Sử dụng vi sinh vật cung cấp vitamin Trong thực tế sản xuất, ngƣời ta đã dùng vi sinh vật để vitamin hóa thức ăn cho gia súc. Nguyễn Vĩnh Phƣớc (1980) [20] cho biết để sản xuất ra vitamin B12, sử dụng những vi khuẩn sau: Propionic bacterium Preudreichii, Propionic Bacterium shermanii, Bacillus megalherium, Bac.Methanicus. Ngoài ra còn làm men bã rƣợu bằng những vi khuẩn tổng hợp B12, Chế phẩm vi sinh vật cố định đạm azotobacterium cũng là nguồn cung cấp vitamin B12, quan trọng đƣợc chú ý trong chăn nuôi. Ngƣời ta sản xuất vitamin B2, dựa trên tác dụng lên men của vi khuẩn clostridium acetobutilicum (trong điều kiện yếm khí), nấm ascomycete eremothcuim ashbyii và ashbreagossypii (trong điều kiện hiếu khí). Đối với vitamin D thì nấm men là một trong những nguồn giàu tiền vitamin D3, và đƣợc tạo trong điều kiện hiếu khí. Ở Liên Xô ngƣời ta chiếu tia tử ngoại vào men để làm tăng hàm lƣợng vitamin D khi nuôi gia súc, gia cầm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 Đái Duy Ban và cs (1996) [2] trong quá trình tìm kiếm vi sinh vật mới tham gia vào quá trình chuyển đƣờng thành rƣợu, đó là nấm men saccharomyces, cho đến gần đây đƣợc coi là vi sinh vật duy nhất đƣợc sử dụng mà không có loại nào thay thế. Zymomonasbilis là loại vi khuần Gr - có dạng hình que, có khả năng lên men cùng một lúc nhiều loại đƣờng Fructose, Glucose. 1.1.2.5. Sử dụng vi sinh vật để sản xuất ra sinh khối nấm men Trong các nguồn protein sản xuất bằng con đƣờng vi sinh vật, nấm men là loại đƣợc nghiên cứu sớm nhất và cho đến ngày nay tác dụng và hiệu quả sử dụng vẫn đƣợc áp dụng trên thế giới và cả trong nƣớc Việt Nam. Trong chăn nuôi thì nấm men kích thích tính phàm ăn của động vật, tạo nhiều vitamin, enzym, kích tố. Đối với gia cầm nhờ tác dụng của vi sinh vật trong nấm men mà hạn chế nhiều bệnh đƣờng ruột và giảm mùi hôi trong phân. Nguyễn Khắc Tuấn (1996) [44] cho răng nấm men có nhiều protein (40 - 60 %) đặc biệt là thành phần axit amin không thay thế cao, gần giống protein động vật...Những chất này có ảnh hƣởng rất tốt đến quá trình trao đổi chất, nhƣng lại không gây độc cho cơ thể động vật và nấm men đƣợc sử dụng cho chăn nuôi gia súc dƣới dạng bột sinh khối men khô bổ sung vào khẩu phần ăn nhƣ sau: Gia cầm lớn 5g/ngày dùng 300 ngày/năm. Gà vịt con 2g/ngày dùng cho 350 ngày/năm. Theo Nguyễn Thị Liên và cs (2004) [13], đối với gà con, nghé, dê con men rƣợu bổ sung vào khẩu phần ăn hàng ngày cũng làm tăng trọng hơn hẳn những con vật không ăn men rƣợu, ở gà con mới nở đến 30 ngày khi cho ăn men rƣợu tăng 15 - 22 % so với đối chứng. Nguyễn Lân Dũng và cs (1979) [3] cho rằng: Nấm men sản sinh nhanh chóng, sinh khối của chúng lại giàu protein, vitamin. Vì vậy nấm men còn đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất thức ăn bổ sung cho ngƣời và gia súc, gần đây nấm men đƣợc sử dụng để sản xuất cả lipit. Nấm men (yeast, levure) là tên chung để chỉ nhóm nấm, thƣờng có cấu tạo đơn bào và thƣờng sinh sôi nẩy nở bằng lối nảy chồi (budding). Từ năm 1680, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn