4 Luận Án Nghiên Cứu Sử Dụng Vỏ Chanh Leo Passiflora Edulis Làm Thức Ăn Cho Bò Sữa Ở Sơn La

Khám phá 4 luận án nghiên cứu sử dụng vỏ quả chanh leo Passiflora edulis làm thức ăn cho bò sữa tại Sơn La, ứng dụng hiệu quả trong chăn nuôi.

• Tác giả: Lê Văn Hà
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Xuân Trạch
• Trường học: Viện Chăn Nuôi
• Chuyên ngành: Dinh Dưỡng Và Thức Ăn Chăn Nuôi
• Đề tài: Sử Dụng Vỏ Quả Chanh Leo (Passiflora Edulis) Làm Thức Ăn Cho Bò Sữa Tại Sơn La
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU. MỞ ĐẦU
• MỞ ĐẦU.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• MỞ ĐẦU.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• MỞ ĐẦU.3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• MỞ ĐẦU.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• MỞ ĐẦU.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• MỞ ĐẦU.6. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• MỞ ĐẦU.6.1. SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP LÀM THỨC ĂN CHO GIA SÚC NHAI LẠI
• MỞ ĐẦU.6.1.1. Khả năng sử dụng phụ phẩm của gia súc nhai lại
• MỞ ĐẦU.6.1.2. Đặc điểm tiêu hoá của gia súc nhai lại
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Xác định khối lượng, thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của phụ phẩm quả chanh leo
• 2.4.2. Nghiên cứu công thức ủ chua vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò
• 2.4.3. Nghiên cứu khẩu phần ăn có sử dụng vỏ quả chanh leo nuôi bò sữa
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. TIỀM NĂNG CỦA PHỤ PHẨM QUẢ CHANH LEO TẠI TỈNH SƠN LA
• 3.1.1. Khối lượng phụ phẩm quả chanh leo. Thành phần hóa học và giá trị năng lượng của phụ phẩm quả chanh leo
• 3.2. Ủ CHUA VỎ QUẢ CHANH LEO LÀM THỨC ĂN CHO BÒ SỮA
• 3.2.1. Ủ chua vỏ quả chanh leo trong phòng thí nghiệm
• 3.2.2. Ủ chua vỏ quả chanh leo ngoài thực địa
• 3.3. NGHIÊN CỨU KHẨU PHẦN ĂN CÓ SỬ DỤNG VỎ QUẢ CHANH LEO NUÔI BÒ SỮA
• 3.3.1. Nghiên cứu khẩu phần ăn có sử dụng vỏ quả chanh leo nuôi bê cái
• 3.3.2. Nghiên cứu khẩu phần ăn có sử dụng vỏ quả chanh leo ủ chua nuôi bò đang khai thác sữa
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về vỏ chanh leo và ứng dụng trong chăn nuôi bò sữa

Vỏ chanh leo (Passiflora edulis) là một nguồn phụ phẩm nông nghiệp có tiềm năng lớn trong việc làm thức ăn cho bò sữa tại Sơn La. Tỉnh Sơn La, với diện tích rộng lớn và điều kiện khí hậu thuận lợi, đã phát triển mạnh mẽ cây chanh leo. Tuy nhiên, sau khi chế biến, lượng vỏ chanh leo thải ra môi trường rất lớn, gây ô nhiễm. Việc sử dụng vỏ chanh leo làm thức ăn cho bò sữa không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn thức ăn giá rẻ cho gia súc nhai lại. Nghiên cứu cho thấy vỏ chanh leo có hàm lượng xơ cao, có thể cải thiện hiệu quả tiêu hóa của bò sữa nếu được chế biến và sử dụng đúng cách. Theo các nghiên cứu trước đây, vỏ chanh leo có thể thay thế một phần thức ăn thô trong khẩu phần ăn của bò sữa, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sữa.

1.1. Tình hình chăn nuôi bò sữa tại Sơn La

Sơn La là một trong những tỉnh có tiềm năng lớn trong việc phát triển chăn nuôi bò sữa. Đến năm 2020, tỉnh đã có hơn 21.000 con bò sữa, với nhu cầu thức ăn ngày càng tăng. Tuy nhiên, nguồn thức ăn thô tại địa phương đang thiếu hụt, đặc biệt vào mùa đông. Việc tận dụng vỏ chanh leo làm thức ăn cho bò sữa sẽ giúp giải quyết vấn đề này. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng vỏ chanh leo không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn giúp giảm chi phí cho người chăn nuôi. Điều này có thể tạo ra lợi ích kinh tế cho các hộ chăn nuôi tại Sơn La.

II. Giá trị dinh dưỡng của vỏ chanh leo

Vỏ chanh leo chứa nhiều chất xơ và nước, nhưng hàm lượng protein lại thấp. Điều này khiến vỏ chanh leo trở thành một nguồn thức ăn bổ sung cho bò sữa, giúp cải thiện tiêu hóa và tăng cường sức khỏe cho gia súc. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nếu vỏ chanh leo được chế biến đúng cách, nó có thể cung cấp năng lượng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho bò sữa. Việc ủ chua vỏ chanh leo cũng giúp tăng cường giá trị dinh dưỡng, làm cho thức ăn dễ tiêu hóa hơn. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng, việc sử dụng vỏ chanh leo trong khẩu phần ăn có thể thay thế một phần thức ăn thô truyền thống mà vẫn đảm bảo năng suất sữa.

2.1. Phân tích thành phần hóa học của vỏ chanh leo

Thành phần hóa học của vỏ chanh leo cho thấy hàm lượng xơ cao, khoảng 30-40%, cùng với các vitamin và khoáng chất cần thiết cho sự phát triển của bò sữa. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, vỏ chanh leo có thể cung cấp một lượng lớn axit béo bay hơi, giúp cải thiện quá trình tiêu hóa. Việc sử dụng vỏ chanh leo trong khẩu phần ăn không chỉ giúp tăng cường sức khỏe cho bò mà còn nâng cao chất lượng sữa. Điều này cho thấy, vỏ chanh leo có thể trở thành một nguồn thức ăn tiềm năng cho ngành chăn nuôi bò sữa tại Sơn La.

III. Phương pháp chế biến và sử dụng vỏ chanh leo

Để sử dụng vỏ chanh leo làm thức ăn cho bò sữa, cần có các phương pháp chế biến hợp lý. Việc ủ chua vỏ chanh leo là một trong những phương pháp hiệu quả nhất. Quá trình này không chỉ giúp bảo quản vỏ chanh leo mà còn làm tăng giá trị dinh dưỡng của nó. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, vỏ chanh leo ủ chua có thể thay thế một phần đáng kể thức ăn thô trong khẩu phần ăn của bò sữa. Các công thức ủ chua khác nhau đã được thử nghiệm và cho thấy hiệu quả cao trong việc cải thiện tiêu hóa và tăng năng suất sữa.

3.1. Quy trình ủ chua vỏ chanh leo

Quy trình ủ chua vỏ chanh leo bao gồm các bước như thu hoạch, rửa sạch, cắt nhỏ và ủ với các phụ phẩm khác như bã mía hoặc lõi ngô. Việc ủ chua giúp tăng cường hương vị và giá trị dinh dưỡng của vỏ chanh leo, đồng thời giảm thiểu mùi hôi và tăng khả năng tiêu hóa cho bò. Nghiên cứu cho thấy, bò sữa được cho ăn khẩu phần có chứa vỏ chanh leo ủ chua có năng suất sữa cao hơn so với bò ăn khẩu phần truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng, vỏ chanh leo có thể trở thành một phần quan trọng trong khẩu phần ăn của bò sữa tại Sơn La.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Việc sử dụng vỏ chanh leo (Passiflora edulis) làm thức ăn cho bò sữa tại Sơn La không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn thức ăn giá rẻ cho người chăn nuôi. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, vỏ chanh leo có thể cải thiện hiệu quả tiêu hóa và tăng năng suất sữa. Để phát huy tối đa tiềm năng của vỏ chanh leo, cần có các nghiên cứu sâu hơn về các phương pháp chế biến và sử dụng. Khuyến nghị các cơ sở nghiên cứu và các hộ chăn nuôi nên áp dụng các phương pháp chế biến vỏ chanh leo để nâng cao hiệu quả chăn nuôi và bảo vệ môi trường.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần thực hiện các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá tác động lâu dài của việc sử dụng vỏ chanh leo trong khẩu phần ăn của bò sữa. Các nghiên cứu này nên tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế biến và xác định tỷ lệ sử dụng vỏ chanh leo trong khẩu phần ăn. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả chăn nuôi và đảm bảo sự phát triển bền vững cho ngành chăn nuôi bò sữa tại Sơn La.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu Sử dụng vỏ quả chanh leo (Passiflora edulis) làm thức ăn cho bò sữa tại Sơn La do nghiên cứu sinh Lê Văn Hà thực hiện tại Viện Chăn nuôi (thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và Bộ Giáo dục và Đào tạo), dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Nguyễn Xuân Trạch và TS. Nguyễn Văn Quang, thuộc chuyên ngành Dinh dưỡng và Thức ăn chăn nuôi (mã số: 9.62.01.07), hoàn thành năm 2022.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu: Tỉnh Sơn La có diện tích 1,4 triệu ha với dân số 1.252,7 nghìn người, mật độ 89 người/km² (Tổng cục Thống kê, 2020), sở hữu tiềm năng phát triển đàn gia súc ăn cỏ. Quy mô đàn bò sữa của tỉnh tăng trưởng liên tục, riêng Công ty Cổ phần Giống bò sữa Mộc Châu quản lý đàn bò trên 21.000 con với tốc độ tăng đàn khoảng 3.000 con/năm. Việc đảm bảo nguồn thức ăn thô xanh ổn định quanh năm là yêu cầu then chốt. Tuy nhiên, nguồn thức ăn thô tại địa phương thường xuyên thiếu hụt, đặc biệt trong mùa đông, trong khi diện tích đất trồng cỏ ngày càng bị thu hẹp.

Bên cạnh đó, cây chanh leo (Passiflora edulis) phát triển nhanh tại Sơn La để cung cấp nguyên liệu cho nhà máy chế biến của Tập đoàn Nafood Tây Bắc. Năm 2020, diện tích trồng chanh leo toàn tỉnh đạt 1.900 ha với năng suất 30–50 tấn/ha. Quá trình chế biến dịch quả xuất khẩu để lại phần vỏ chiếm gần một nửa khối lượng quả tươi, phát sinh khoảng 38.000 tấn vỏ quả mỗi năm. Lượng phụ phẩm này chủ yếu bị thải bỏ ra môi trường, gây lãng phí sinh khối hữu cơ và phát sinh nguy cơ ô nhiễm. Về mặt dinh dưỡng, vỏ quả chanh leo có hàm lượng nước cao (vật chất khô khoảng 16,40%), hàm lượng protein thô ở mức trung bình đến khá (khoảng 14,11% theo vật chất khô) và giàu carbohydrate hòa tan. Nếu sử dụng tươi không qua xử lý hoặc phối trộn không đúng tỷ lệ sẽ gây rối loạn môi trường dạ cỏ. Trước khi luận án được thực hiện, tại Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu nào khảo sát bài bản về trữ lượng, giá trị dinh dưỡng, công nghệ ủ chua và tỷ lệ sử dụng vỏ quả chanh leo trong khẩu phần bò sữa.

Mục tiêu nghiên cứu:

• Mục tiêu chung: Sử dụng vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa nhằm góp phần phát triển chăn nuôi bò sữa bền vững ở Sơn La.
• Mục tiêu cụ thể:
  1. Xác định được khối lượng, thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa.
  2. Xác định được các công thức ủ chua để bảo quản vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho gia súc nhai lại.
  3. Xác định mức độ sử dụng vỏ quả chanh leo ủ chua phù hợp trong khẩu phần ăn của bê cái và bò vắt sữa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Vỏ quả chanh leo phối hợp với một số phụ phẩm nông nghiệp và chế biến có sẵn khác (thân ngô, bã mía, rơm rạ, cám gạo, bột sắn, rỉ mật) làm thức ăn cho bò sữa.
• Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Khoa Chăn nuôi – Học viện Nông nghiệp Việt Nam; Phòng thí nghiệm Bộ môn Dinh dưỡng và Thức ăn chăn nuôi – Viện Chăn nuôi; các hộ chăn nuôi bò sữa tại huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La.
• Phạm vi thời gian: Nghiên cứu triển khai từ tháng 01/2017 đến tháng 09/2021. Đề tài kế thừa một phần số liệu từ đề tài khoa học cấp tỉnh mã số KN-07-2017 do PGS.TS Trần Hiệp làm chủ nhiệm.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tác giả tổng thuật hệ thống nghiên cứu trong và ngoài nước theo bốn nhóm nội dung chính:

1. Sinh lý tiêu hóa và vi sinh vật dạ cỏ gia súc nhai lại: Dạ cỏ hoạt động như một hệ sinh thái cộng sinh giữa động vật chủ và vi sinh vật yếm khí (Brockman, 1993; Nguyễn Xuân Trạch và cs.). Môi trường dạ cỏ duy trì nhiệt độ 38–42°C, pH được đệm nhờ nước bọt và quá trình hấp thu các axit béo bay hơi (AXBBH). Hệ vi sinh vật dạ cỏ có hơn 200 loài (Theodorou và France, 2000), gồm vi khuẩn (10⁹–10¹⁰ tế bào/ml), protozoa (10⁵–10⁶ tế bào/ml) và nấm (10³–10⁵ tế bào/ml). Tế bào vi sinh vật chứa 32–42% protein thực, 10% phân tử chứa nitơ nhỏ, 8% axit nucleic, 11–15% lipid, 17% polysaccharide và 13% khoáng. Nhờ enzyme phân giải liên kết β-1,4-glucoside, gia súc nhai lại có thể tiêu hóa xơ và sử dụng nitơ phi protein (NPN) để tổng hợp protein vi sinh vật (Orskov, 1992).

2. Tiềm năng và phương pháp xử lý phụ phẩm nông nghiệp: Theo Tổng cục Thống kê (2019), tổng khối lượng phụ phẩm nông nghiệp chính tại Việt Nam đạt 47,19 triệu tấn vật chất khô (VCK)/năm (Vũ Duy Giảng và cs.; Nguyễn Nhựt Xuân Dung và cs.).

Tên phụ phẩm nông nghiệp	Diện tích gieo trồng (triệu ha/năm)	Sản lượng chính (triệu tấn/năm)	Khối lượng phụ phẩm (triệu tấn VCK/năm)
Rơm lúa	7,47	43,50	33,50
Cây ngô sau thu hoạch	0,99	4,80	4,90
Lõi ngô	-	-	0,72
Dây lạc	0,25	0,63	0,50
Ngọn, lá sắn	0,52	14,30	2,95
Dây khoai lang	0,12	1,43	1,15
Lá mía	0,29	6,60	3,00
Rỉ mật	-	-	0,45
Hạt bông	0,025	0,50	0,02
Tổng cộng	-	-	47,19

Bùi Văn Chính và cs. (2001) công bố thành phần dinh dưỡng của rơm lúa (92,05% VCK, 37,47% xơ, 5,81% CP, ME 1.549 Kcal/kg VCK) và hạt bông (89,80% VCK, 25,95% xơ, 21,38% CP, ME 2.645 Kcal/kg VCK). Các công trình trong nước đã xử lý rơm lúa bằng urê 3–5% kết hợp vôi giúp tăng protein và khả năng thu nhận 50–66% (Nguyễn Trọng Tiến, 1993; Đặng Thái Hải và Nguyễn Trọng Tiến, 1995; Nguyễn Xuân Trạch và Trần Thị Uyên, 1997; Cù Xuân Dần và Nguyễn Xuân Trạch, 1999a, b; Phạm Kim Cương và cs., 2001; Phạm Kim Cương, 2008). Thân ngô ủ chua kết hợp bột sắn, cám gạo hoặc rỉ mật bảo quản được 2–3 tháng (Nguyễn Văn Hải và cs., 2003; Bùi Quang Tuấn, 2000, 2005); lõi ngô phối trộn 10–20% trong khẩu phần bò thịt (Lại Thị Nhài, 2005; Trương La, 2010; Vũ Chí Cương, 2007). Thân lá lạc được ủ chua với bột sắn (Bùi Quang Tuấn, 2007; Đỗ Thị Thanh Vân và cs., 2016); ngọn lá sắn chứa HCN cao (930 mg/kg VCK) cần phơi hoặc ủ để khử độc (Nguyễn Hữu Văn và cs.); bã mía kiềm hóa bằng 3–6% urê nâng protein thô từ 1,5% lên 28% (Bùi Văn Chính và cs., 1999; Nguyễn Văn Hải, 2009; Nguyễn Nhựt Xuân Dung và cs., 2006). Trên thế giới, các phương pháp kiềm hóa bã mía bằng NaOH, làm bánh dinh dưỡng urê - rỉ mật và ủ rơm được áp dụng phổ biến (Preston, 1987; Chenost và Kayuli, 1997; Dolberg và Finlaysin, 1995; Lê Viết Ly, 1995; Preston và Leng, 1991; Leng, 2003).

3. Cơ chế và kỹ thuật ủ chua thức ăn: Ủ chua là phương pháp nén chặt nguyên liệu trong điều kiện kín khí để bảo quản nhờ quá trình lên men lactic yếm khí, hạ pH xuống 3,7–4,5 (Vũ Duy Giảng và cs.; Bùi Quang Tuấn và cs., 2012; Lê Đức Ngoan và Dư Thanh Hằng).

• Vi khuẩn lactic đồng chất (Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus, Enterococcus faecalis) chuyển 1 mol Glucose thành 2 mol Axit Lactic; 2 mol Fructose thành 2 mol Axit Lactic; 1 mol Pentose thành 1 mol Axit Lactic + 1 mol Axit Axetic (McDonald và cs., 1995).
• Vi khuẩn lactic dị chất (Lactobacillus brevis, Leuconostoc mesenteroides) lên men tạo Axit Lactic, Axit Axetic, Etanol và CO₂.
• Vi khuẩn gây hại Clostridia (C. butyricum, C. tyrobutyricum, C. sporogenes) phân giải axit lactic và protein thành axit butyric và amoniac khi thức ăn quá ẩm (VCK <15%). Vi khuẩn Enterobacteria hoạt động giai đoạn đầu tạo axit axetic, etanol và hydro.

4. Cây chanh leo và tình hình nghiên cứu vỏ chanh leo: Chanh leo gồm hai dạng chính: chanh leo tím (Passiflora edulis) thích hợp vùng cao mát (Đà Lạt, Sơn La, Tây Nguyên) và chanh leo vàng (Passiflora edulis f. flavicarpa) thích hợp vùng thấp nóng (Brucker và Picano, 2001; Knight và Sauls, 1994; Xu và cs., 2016; Cục Trồng trọt, 2015; Nafood, 2017, 2019; Sở NN&PTNT Gia Lai, 2020; Sở NN&PTNT Sơn La, 2021). Hàm lượng protein thô của vỏ chanh leo theo các tác giả dao động từ 6,80–8,64% VCK (Janaina và cs., 2015; Oliveira và cs., 2016), 10,2% VCK (Alves và cs., 2015; Almeida và cs., 2018), 13,4% VCK (Cruz và cs., 2011) đến 15,29% VCK (Silva và cs., 2015). Alves và cs. (2015) thay thế 22% vỏ bã dứa bằng vỏ chanh leo khô cho bò sữa đạt sản lượng 39,7 kg sữa/con/ngày (so với đối chứng 38,0 kg/con/ngày); vỗ béo bò đực ăn vỏ chanh leo đạt tăng khối lượng 1,3 kg/ngày so với 0,14 kg/ngày ở lô ăn cao lương ủ. Sena và cs. (2015) và Cristiane và cs. (2020) thay thế cỏ bằng vỏ chanh leo trong khẩu phần cừu; Carlota và cs. (2018) và Bussolo và cs. (2018) ghi nhận khẩu phần có vỏ chanh leo có 80% glucose tiêu hóa được hấp thu chậm.

Vị trí của luận án: Luận án định vị là công trình đầu tiên tại Việt Nam giải quyết đồng bộ từ việc xác định trữ lượng, phân tích thành phần hóa học, xây dựng công thức ủ chua phối hợp phụ phẩm, chế biến thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR) đến đánh giá in vitro và in vivo trên bò sữa tại Sơn La.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích: Luận án dựa trên:

• Cơ chế sinh lý lên men vi sinh vật dạ cỏ ở gia súc nhai lại.
• Nguyên lý lên men yếm khí và động thái chuyển hóa axit hữu cơ trong kỹ thuật ủ chua phụ phẩm.
• Khái niệm thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR - Fermented Total Mixed Ration).
• Khung phân tích thành phần hóa học Weende và hệ thống phân tích xơ Van Soest: Vật chất khô (VCK), protein thô (CP), chất béo (EE), khoáng tổng số (KTS), xơ không tan trong chất tẩy trung tính (NDF), xơ không tan trong chất tẩy axit (ADF), lignin không tan trong axit (ADL), tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD), năng lượng trao đổi (ME), axit béo mạch ngắn (SCFA).

Phương pháp nghiên cứu thực tế: Luận án sử dụng phương pháp thực nghiệm định lượng kết hợp phân tích phòng thí nghiệm và thử nghiệm nuôi dưỡng trên vật nuôi:

1. Xác định khối lượng và thành phần hóa học:

• Lấy mẫu quả chanh leo tại vùng trồng và nhà máy Công ty Nafood Tây Bắc ở Sơn La.
• Đo khối lượng các phần: dịch quả, hạt, vỏ quả tươi và vỏ khô. Thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính ước tính khối lượng vỏ tươi, vỏ khô và hạt từ khối lượng quả tươi.
• Phân tích thành phần hóa học và giá trị năng lượng (GE, ME, DE, NE, UFL) theo phương pháp tiêu chuẩn.

2. Nghiên cứu công thức ủ chua vỏ quả chanh leo:

• Bố trí thí nghiệm ủ chua vỏ chanh leo đơn lẻ và ủ phối hợp phụ phẩm (thân ngô, rơm lúa, bã mía, cám gạo, bột sắn, rỉ mật) cùng công thức FTMR ở quy mô phòng thí nghiệm và thực địa.
• Đánh giá cảm quan (màu sắc, mùi, độ cứng) theo Bùi Quang Tuấn và cs. (2012).
• Đo pH theo thời gian bảo quản bằng máy đo điện tử; phân tích axit lactic, axit axetic, axit butyric và nitơ amoniac (NH₃-N).
• Phân tích thành phần dinh dưỡng sau ủ và đo lượng thu nhận thức ăn của bò trong 60 phút (kg/con/60 phút).

3. Nghiên cứu khẩu phần ăn in vitro và in vivo trên bò sữa:

• Phương pháp in vitro gas production: Ủ mẫu thức ăn với dịch dạ cỏ, đo lượng khí sinh ra để tính toán OMD, ME và SCFA.
• Thí nghiệm in vivo trên bê cái: Khảo sát các mức thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ chanh leo ủ chua; theo dõi lượng vật chất khô ăn vào (DMI), tăng khối lượng bình quân ngày (ADG) và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR).
• Thí nghiệm in vivo trên bò đang khai thác sữa: Khảo sát các tỷ lệ thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ chanh leo ủ chua; theo dõi DMI, năng suất sữa thực tế (MY), năng suất sữa hiệu chỉnh 4% mỡ (FCMY), tỷ lệ mỡ sữa, protein, lactose, VCK sữa, biến động thể trọng (TT), điểm thể trạng (BCS) và FCR.

Nguồn dữ liệu: Dữ liệu phân tích hóa sinh thu thập tại Phòng thí nghiệm Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Viện Chăn nuôi. Dữ liệu nuôi dưỡng thực nghiệm được thu thập trực tiếp tại đàn bò sữa Mộc Châu, tỉnh Sơn La.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng quan cơ sở lý luận về cấu tạo và sinh lý dạ cỏ gia súc nhai lại, hệ vi sinh vật và cơ chế phân giải carbohydrate, tổng hợp protein vi sinh vật. Tác giả tổng hợp nguồn phụ phẩm nông nghiệp Việt Nam với 47,19 triệu tấn VCK/năm và các phương pháp chế biến (ủ urê, kiềm hóa, ủ chua). Chương 1 cũng trình bày chi tiết về nguyên lý lên men vi khuẩn lactic đồng chất, dị chất, cơ chế gây hỏng của vi khuẩn Clostridia và Enterobacteria; phân tích đặc tính sinh học của chanh leo tím (P. edulis) và vàng (P. edulis f. flavicarpa), quy trình công nghệ chế biến tách dịch quả tại Công ty Nafood Tây Bắc và các công trình quốc tế sử dụng vỏ chanh leo làm thức ăn cho động vật nhai lại.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết nguồn vật liệu nghiên cứu gồm vỏ chanh leo thu từ Công ty Nafood Tây Bắc, các phụ phẩm phối hợp (thân ngô, rơm lúa, bã mía, bột sắn, cám gạo, rỉ mật), bê cái và bò sữa đang khai thác tại Mộc Châu trong giai đoạn từ tháng 01/2017 đến tháng 09/2021. Chương 2 trình bày chi tiết thiết kế thí nghiệm xác định tỷ lệ các phần quả và phương trình hồi quy; thí nghiệm ủ chua vỏ chanh leo đơn và phối hợp, ủ FTMR ở phòng thí nghiệm và thực địa; phương pháp đo cảm quan, đo pH, phân tích axit hữu cơ, NH₃-N, đo lượng ăn vào 60 phút; phương pháp lên men in vitro sinh khí đo OMD, ME, SCFA; và thiết kế phân lô thí nghiệm nuôi dưỡng in vivo trên bê cái và bò vắt sữa.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm và thảo luận khoa học:

1. Tiềm năng và thành phần phụ phẩm chanh leo tại Sơn La:

• Diện tích trồng chanh leo tại Sơn La năm 2020 đạt 1.900 ha với sản lượng vỏ ước tính 38.000 tấn/năm.
• Thiết lập các phương trình hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa khối lượng quả tươi và khối lượng vỏ tươi, vỏ khô, hạt tươi.
• Xác định thành phần hóa học của vỏ chanh leo Sơn La: VCK thấp (~16,40%), protein thô đạt 14,11% theo VCK, giàu xơ NDF, ADF và carbohydrate hòa tan, giá trị năng lượng ME đáp ứng tốt nhu cầu dinh dưỡng của gia súc nhai lại.

2. Kết quả ủ chua vỏ quả chanh leo và thức ăn FTMR:

• Đánh giá cảm quan ở phòng thí nghiệm và thực địa: Thức ăn ủ chua đơn lẻ, ủ phối hợp phụ phẩm (thân ngô, bã mía, rơm) và thức ăn FTMR đều có màu vàng sáng đến vàng lục, mùi thơm chua lên men đặc trưng, cấu trúc sợi đồng nhất, không bị nhớt nhão hay mốc thối.
• Động thái pH: Giá trị pH giảm nhanh sau 3–7 ngày và duy trì ổn định ở mức 3,8–4,2 trong suốt thời gian bảo quản.
• Thành phần axit hữu cơ và NH₃-N: Axit lactic chiếm ưu thế tuyệt đối, axit axetic ở mức an toàn (<30% tổng axit béo bay hơi), axit butyric không đáng kể, tỷ lệ NH₃-N thấp, chứng minh quá trình lên men yếm khí đạt yêu cầu và ức chế hoàn toàn vi khuẩn Clostridia.
• Khả năng thu nhận: Bò sữa thu nhận tốt thức ăn ủ chua và FTMR chứa vỏ chanh leo trong thử nghiệm đo lượng ăn vào 60 phút.

3. Hiệu quả sử dụng vỏ quả chanh leo ủ chua trong khẩu phần bò sữa:

• Thí nghiệm in vitro: Lượng khí sinh ra, tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD), ME và tổng axit béo mạch ngắn (SCFA) của các khẩu phần chứa vỏ chanh leo ủ chua tương đương với khẩu phần đối chứng dùng cây ngô ủ.
• Thí nghiệm trên bê cái: Khẩu phần thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ chanh leo ủ chua không làm suy giảm lượng thu nhận thức ăn (DMI), tăng khối lượng bình quân ngày (ADG) và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR), đảm bảo sự sinh trưởng bình thường của bê cái hậu bị.
• Thí nghiệm trên bò vắt sữa: Khẩu phần thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ chanh leo ủ chua duy trì ổn định lượng vật chất khô ăn vào (DMI); năng suất sữa hàng ngày (MY) và năng suất sữa tiêu chuẩn 4% mỡ (FCMY) tương đương hoặc có xu hướng tăng so với đối chứng; chất lượng sữa (tỷ lệ mỡ sữa, protein, lactose, VCK) ổn định; khối lượng cơ thể và điểm thể trạng (BCS) của bò được duy trì tốt trong suốt chu kỳ khai thác.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về lý luận và khoa học:

• Là công trình khoa học đầu tiên tại Việt Nam đánh giá hệ thống tiềm năng, xác định thành phần hóa học và tư liệu hóa giá trị dinh dưỡng của vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa.
• Xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính ước tính trữ lượng phụ phẩm vỏ quả chanh leo từ khối lượng quả tươi.
• Xác lập cơ sở khoa học và công thức ủ chua vỏ chanh leo đơn lẻ, ủ phối hợp phụ phẩm (thân ngô, bã mía, rơm rạ, cám gạo, bột sắn, rỉ mật) và sản xuất thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR) đạt tiêu chuẩn chất lượng lên men yếm khí.
• Xác định tỷ lệ phối trộn thích hợp của vỏ quả chanh leo ủ chua thay thế cây ngô ủ chua trong khẩu phần ăn của bê cái hậu bị và bò sữa đang khai thác mà không làm ảnh hưởng đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng sữa.

Ý nghĩa thực tiễn và kiến nghị:

• Tận dụng nguồn phụ phẩm vỏ chanh leo sẵn có tại Sơn La (~38.000 tấn/năm), giải quyết tình trạng thiếu hụt thức ăn thô xanh trong mùa đông tại cao nguyên Mộc Châu.
• Cung cấp nguồn thức ăn thô giá rẻ, góp phần hạ giá thành sản xuất, tăng thu nhập cho người chăn nuôi bò sữa.
• Giảm chi phí xử lý môi trường và giảm thiểu ô nhiễm do rác thải vỏ chanh leo gây ra tại các nhà máy chế biến quả chanh leo.
• Kiến nghị chuyển giao các công thức ủ chua vỏ chanh leo phối hợp phụ phẩm và quy trình chế biến FTMR vào thực tiễn chăn nuôi bò sữa tại Sơn La và các địa phương có vùng nguyên liệu chanh leo.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Nguồn phụ phẩm nghiên cứu chủ yếu là vỏ chanh leo tím (Passiflora edulis) thu gom từ Công ty Nafood Tây Bắc tại tỉnh Sơn La.
• Thử nghiệm nuôi dưỡng in vivo được giới hạn trên đàn bê cái và bò sữa tại huyện Mộc Châu trong giai đoạn 2017–2021.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Mở rộng thử nghiệm sử dụng vỏ chanh leo ủ chua trên các đối tượng gia súc nhai lại khác (bò thịt, trâu, dê, cừu) và tại các vùng sinh thái trồng chanh leo khác như Tây Nguyên, Nghệ An.
• Nghiên cứu các phương pháp bảo quản khác (như phơi sấy, ép viên) và khảo sát ảnh hưởng của các hợp chất có hoạt tính sinh học trong vỏ chanh leo đến sức khỏe đường tiêu hóa và phẩm chất sản phẩm chăn nuôi.

Giá trị tham khảo

Đối tượng thụ hưởng:

• Nghiên cứu sinh, học viên, giảng viên: Chuyên ngành Dinh dưỡng và Thức ăn chăn nuôi, Chăn nuôi, Thú y tại các trường đại học, viện nghiên cứu làm tài liệu tham khảo giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu.
• Cán bộ quản lý và khuyến nông: Các cơ quan quản lý nông nghiệp tại Sơn La, Tây Nguyên, Nghệ An tham khảo để xây dựng mô hình kinh tế tuần hoàn nông nghiệp.
• Doanh nghiệp và cơ sở chăn nuôi: Các nhà máy chế biến hoa quả (Tập đoàn Nafoods), Công ty Cổ phần Giống bò sữa Mộc Châu và các trang trại, hộ chăn nuôi gia súc ăn cỏ ứng dụng trực tiếp quy trình chế biến vào sản xuất.

Nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu:

• Số liệu thành phần hóa sinh và giá trị năng lượng của vỏ chanh leo.
• Quy trình kỹ thuật ủ chua vỏ chanh leo phối hợp phụ phẩm và công thức phối chế thức ăn FTMR.
• Phương trình hồi quy ước tính khối lượng phụ phẩm chanh leo từ sản lượng quả tươi.

Câu hỏi thường gặp

1. Trữ lượng phụ phẩm vỏ quả chanh leo hàng năm tại tỉnh Sơn La được ước tính là bao nhiêu? Theo Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Sơn La (2021), diện tích trồng chanh leo năm 2020 của tỉnh là 1.900 ha với năng suất 30–50 tấn/ha. Với tỷ lệ cùi vỏ chiếm gần một nửa khối lượng quả, hàng năm tại Sơn La phát sinh khoảng 38.000 tấn vỏ quả chanh leo từ hoạt động chế biến dịch quả.

2. Vì sao vỏ quả chanh leo tươi không nên cho gia súc ăn trực tiếp với số lượng lớn mà cần ủ chua? Vỏ quả chanh leo tươi có hàm lượng nước cao (vật chất khô khoảng 16,40%), tỷ lệ đường hòa tan cao nhưng nghèo protein và dễ thối hỏng. Nếu cho ăn tươi với tỷ lệ không hợp lý sẽ làm rối loạn môi trường dạ cỏ và giảm tiêu hóa chất xơ. Quá trình ủ chua giúp lên men lactic hạ pH xuống 3,8–4,2, ức chế vi sinh vật gây hại, bảo quản lâu dài và tăng tính ăn ngon cho gia súc.

3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng thức ăn ủ chua vỏ chanh leo gồm những chỉ tiêu hóa sinh nào? Chất lượng thức ăn ủ chua được đánh giá qua: độ pH đạt từ 3,8 đến 4,2; hàm lượng axit lactic chiếm ưu thế (30–80 g/kg chất khô); axit axetic dưới 30% tổng axit béo bay hơi; axit butyric không đáng kể; hàm lượng nitơ amoniac (NH₃-N) thấp ở mức 0,01–0,05%; cảm quan có màu vàng sáng đến vàng lục và mùi thơm chua lên men đặc trưng.

4. Khẩu phần sử dụng vỏ chanh leo ủ chua thay thế cây ngô ủ tác động như thế nào đến năng suất sữa của bò? Kết quả thử nghiệm in vivo trên bò sữa đang khai thác tại Mộc Châu cho thấy việc thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ chanh leo ủ chua duy trì ổn định lượng vật chất khô ăn vào (DMI), năng suất sữa thực tế (MY), năng suất sữa hiệu chỉnh 4% mỡ (FCMY), chất lượng sữa (tỷ lệ mỡ, protein, lactose, VCK) cũng như thể trọng và điểm thể trạng của bò tương đương hoặc có xu hướng thuận lợi so với đối chứng.

5. Đề tài luận án của tác giả Lê Văn Hà gắn liền với đề tài nghiên cứu khoa học nào? Luận án kế thừa một phần số liệu và kết quả nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu ứng dụng chế biến lõi ngô, bã mía và vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa tại Sơn La", mã số KN-07-2017, do PGS.TS Trần Hiệp làm chủ nhiệm đề tài và tác giả là thành viên thực hiện.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Văn Hà đã giải quyết vấn đề chế biến và sử dụng vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa tại tỉnh Sơn La. Công trình đã xác định chính xác thành phần dinh dưỡng, thiết lập phương trình hồi quy trữ lượng phụ phẩm, hoàn thiện các công thức ủ chua phối hợp và thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR). Kết quả thử nghiệm khẳng định việc thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ chanh leo ủ chua trong khẩu phần duy trì tốt sinh trưởng của bê cái hậu bị và năng suất, phẩm chất sữa của bò vắt sữa, góp phần hạ giá thành thức ăn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Sơn La là một tỉnh miền núi Tây Bắc Việt Nam, có diện tích rộng (1,4 triệu ha) và mật độ dân số thấp; toàn tỉnh có 1.252,7 nghìn người với mật độ 89 người/km2 (Tổng Cục thống kê, 2020). Sơn La được coi là một tỉnh có tiềm năng phát triển gia súc ăn cỏ. Thực tế, hàng năm số lượng đàn trâu bò của tỉnh không ngừng tăng lên.

Tính đến năm 2020, tỉnh Sơn La có 25. Chỉ tính riêng tại Công ty cổ phần giống bò sữa Mộc Châu, đàn bò sữa hiện có trên 21.000 và tăng đàn lên 3. Để đáp ứng sự phát triển đàn gia súc nhai lại (GSNL) thì việc giải quyết đủ nguồn thức ăn thô ổn định quanh năm là một vấn đề sống còn. Tuy nhiên, hiện tại nguồn thức ăn thô tại Sơn La đang bị thiếu hụt, đặc biệt vào mùa đông, trong bối cảnh diện tích đất trồng cỏ đang bị thu hẹp dần do nhu cầu sử dụng đất vào các mục tiêu khác có lợi hơn.

Do vậy, giải pháp tận dụng các nguồn phụ phẩm nông nghiệp sẵn có làm thức ăn chăn nuôi đang được lãnh đạo tỉnh Sơn La và các nhà khoa học quan tâm. Ở nhiều nước đang phát triển có điều kiện tương tự như nước ta (đất đai hạn chế, dân số tăng nhanh), người ta hết sức quan tâm đến vấn đề nghiên cứu sử dụng nguồn thức ăn sẵn có ở địa phương và phụ phẩm để tăng nguồn thức ăn giá rẻ cho gia súc nhai lại. Một trong những nguồn phụ phẩm đang còn ít được quan tâm nghiên cứu là vỏ quả chanh leo. Sau khi khai thác dịch quả chế biến đồ uống phần vỏ còn lại có lượng lớn đang thải ra môi trường mà chưa được sử dụng.

Cây chanh leo (Passiflora edulis) gần đây được trồng ở nhiều nơi ở Việt Nam, trong đó có tỉnh Sơn La, với tốc độ phát triển rất nhanh nhờ có thị trường xuất khẩu tốt. Tuy nhiên, việc chế biến quả chanh leo xuất khẩu đã để lại lượng phụ phẩm lớn và có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất cao. Tại Sơn La, sự phát triển và mở rộng quy mô trồng chanh leo của tập đoàn Nafood Tây Bắc đã tạo ra một nguồn phụ phẩm vỏ quả ngày càng lớn. Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Sơn La (2021), diện tích trồng chanh leo năm 2020 của tỉnh là 1.900 ha 1 với năng suất quả đạt 30-50 tấn/ha với gần 1/2 là cùi vỏ.

Như vậy, hàng năm tại Sơn La sẽ có khoảng 38.000 tấn vỏ quả chanh leo. Một số nghiên cứu đã cho thấy vỏ quả chanh leo có thể làm thức ăn tốt cho bò. Alves và cs. (2015) đã ủ chua vỏ quả chanh leo, bột ngô, urê và khô đậu nành thay thế khẩu phần lúa mỳ cho vỗ béo bò thịt tại Brazil.

Sena và cs. (2015) đã sử dụng vỏ quả chanh leo phơi khô thay thế cỏ Tifton 85 trong khẩu phần ăn của cừu nuôi thịt. Ở Việt Nam cho đến nay vẫn chưa có một nghiên cứu nào chế biến sử dụng vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho gia súc. Do vậy, nếu chế biến được nguồn phụ phẩm này làm thức ăn chăn nuôi ở Sơn La thì đó sẽ là cho lợi ích kép: vừa tạo được một nguồn thức ăn tại chỗ cho gia súc nhai lại vừa giảm thiểu được ô nhiêm môi trường do chế biến quả chanh leo gây ra.

Vỏ quả chanh leo có hàm lượng xơ và nước cao trong khi đó hàm lượng protein thấp (He và cs.