Tổng quan nghiên cứu

Chăn nuôi lợn là hoạt động kinh tế quan trọng đối với các hộ nông dân quy mô nhỏ ở vùng cao Lào, chiếm khoảng 75% hộ gia đình tham gia (FAO, 2017). Lợn bản địa chiếm tới 85,1% trong hệ thống chăn nuôi quy mô nhỏ, được nuôi chủ yếu bằng thức ăn tự nhiên như cám gạo và cỏ (DLF, 2017). Tuy nhiên, thức ăn địa phương có giá trị dinh dưỡng thấp, đặc biệt là hàm lượng protein chỉ khoảng 2-3% trong củ sắn – nguồn năng lượng chính trong khẩu phần (Buitrago, 1990). Do đó, tốc độ tăng trưởng của lợn thường thấp (20-50 g/ngày) và tỷ lệ chết cao (30-50%) (Phonepaseuth và cs, 2010).

Mục tiêu nghiên cứu là cải thiện giá trị dinh dưỡng của củ sắn bằng phương pháp lên men với nấm men Saccharomyces cerevisiae, urê và di-ammonium phosphate (DAP) nhằm tăng hàm lượng protein thực, từ đó sử dụng làm thức ăn cho lợn Moo Lath địa phương. Nghiên cứu được thực hiện tại Đại học Souphanouvong, tỉnh Luông Pha Băng, Lào, trong điều kiện nhiệt độ trung bình 27°C, kéo dài trong các giai đoạn lên men từ 0 đến 14 ngày và thí nghiệm cho lợn kéo dài 90 ngày.

Việc làm giàu protein củ sắn không chỉ giúp tăng tốc độ sinh trưởng lợn lên đến 46%, mà còn giảm chi phí thức ăn và nâng cao hiệu quả kinh tế cho các hộ nông dân nhỏ lẻ. Đây là giải pháp thiết thực, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, phù hợp với điều kiện chăn nuôi truyền thống ở vùng cao Lào.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết lên men trạng thái rắn (Solid State Fermentation - SSF): Sử dụng nấm men và vi sinh vật để chuyển hóa nguyên liệu giàu carbohydrate thành sản phẩm có hàm lượng protein cao hơn (Boonnop và cs, 2009).
  • Mô hình cân bằng dinh dưỡng cho lợn: Tối ưu hóa tỷ lệ protein và carbohydrate trong khẩu phần để tăng hiệu quả sử dụng thức ăn và tốc độ tăng trưởng (Phengsavanh và Stür, 2010).
  • Khái niệm protein thô và protein thực: Protein thô bao gồm tổng lượng nitơ trong thức ăn, trong khi protein thực là phần protein có thể tiêu hóa và hấp thu được, phản ánh giá trị dinh dưỡng thực tế (Vanhnasin và Preston, 2016a).
  • Ảnh hưởng của pH và urease trong quá trình lên men: pH giảm nhanh làm ức chế hoạt động urease, ảnh hưởng đến sự thủy phân urê thành amoniac và quá trình tổng hợp protein thực (Kay và Reid, 1934).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thí nghiệm lên men củ sắn với các tỷ lệ DAP (0-2%), urê và nấm men Saccharomyces cerevisiae, theo dõi các chỉ tiêu dinh dưỡng qua các ngày 0, 3, 7, 14. Thí nghiệm cho lợn Moo Lath với 12 con, trọng lượng ban đầu 14,8 ± 1,89 kg, được cho ăn khẩu phần có tỷ lệ thay thế củ sắn làm giàu protein (PECR) khác nhau.
  • Phương pháp phân tích: Phân tích vật chất khô (VCK), protein thô (CP), protein thực (TP), pH, amoniac theo tiêu chuẩn AOAC (1990). Sử dụng phương pháp trichloroacetic acid (TCA) để phân biệt protein thực. Phân tích thống kê bằng mô hình tuyến tính chung (GLM) trong phần mềm Minitab 16 và SAS, với thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) và Latin Square.
  • Timeline nghiên cứu: Lên men củ sắn trong 14 ngày, thí nghiệm cho lợn kéo dài 90 ngày, thu thập dữ liệu cân nặng, lượng ăn vào, tiêu hóa và duy trì nitơ trong các giai đoạn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Gia tăng protein thực trong củ sắn lên men: Protein thực tăng từ 2,3% lên 6,9% theo VCK sau 14 ngày lên men, tỷ lệ protein thực trên protein thô tăng từ 24,6% lên 63,7% (R²=0,98). Tăng tỷ lệ DAP từ 0 đến 2% làm protein thực tăng từ 5,6% lên 7,3% (p<0,05).

  2. Ảnh hưởng của điều kiện lên men: Không có sự khác biệt đáng kể giữa điều kiện hiếu khí và yếm khí về protein thực, chỉ khác biệt về tốc độ giảm pH nhanh hơn trong 4 ngày đầu ở điều kiện yếm khí.

  3. Hiệu quả sử dụng PECR trong khẩu phần lợn: Thay thế 0-15% củ sắn làm giàu protein trong khẩu phần có thân cây chuối và môn ủ chua làm tăng lượng ăn vào (từ 732g lên 854g VCK/ngày), tăng trọng lượng lợn lên 46% (từ 125g lên 183g/ngày), giảm hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) từ 5,0 xuống 4,7 (p<0,05).

  4. Tiêu hóa và duy trì nitơ: Ở mức 25% PECR, lượng ăn vào, tỷ lệ tiêu hóa và nitơ duy trì đạt tối đa, sau đó giảm khi tỷ lệ PECR tăng lên 50% và 75%. Tỷ lệ protein thực chiếm 53% protein thô trong PECR.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng protein thực trong củ sắn lên men phù hợp với các nghiên cứu trước đây (Oboh và Kindahunsi, 2005; Krisada và cs, 2009). Việc bổ sung DAP giúp tăng sinh khối nấm men và tăng hàm lượng protein thực, do phốt pho là yếu tố thiết yếu cho sự phát triển vi sinh vật (Papagianni et al., 1999).

Tuy nhiên, không phải toàn bộ nitơ từ urê và DAP được chuyển thành protein thực do urease bị ức chế bởi pH giảm nhanh trong quá trình lên men, dẫn đến tồn dư nitơ phi protein (NPN) khoảng 30-40%. Lợn có thể sử dụng một phần NPN này thông qua quá trình tái chế nitơ tại ruột non, giúp tổng hợp axit amin vi sinh (Colombiaus và cs, 2014).

Việc thay thế môn ủ chua bằng PECR cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng trưởng lợn, đồng thời giảm chi phí thức ăn/kg tăng trọng, mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt cho nông dân. Tuy nhiên, khi tỷ lệ PECR vượt quá 25%, hiệu quả giảm do tác dụng độc hại của amoniac và giảm lượng ăn vào.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng lợn theo tỷ lệ PECR, bảng so sánh hàm lượng protein thực và thô qua các ngày lên men, cũng như bảng phân tích chi phí thức ăn và hiệu quả kinh tế.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng công nghệ lên men củ sắn với nấm men, urê và DAP: Để làm giàu protein thực trong thức ăn chăn nuôi lợn, tăng hàm lượng protein từ 2,3% lên trên 6% trong 14 ngày, giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng lợn. Thời gian thực hiện: 14 ngày; chủ thể: các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi địa phương.

  2. Khuyến khích sử dụng PECR thay thế một phần môn ủ chua trong khẩu phần lợn Moo Lath: Tỷ lệ thay thế tối ưu là 25% theo VCK để đạt hiệu quả dinh dưỡng và kinh tế cao nhất. Thời gian áp dụng: ngay lập tức; chủ thể: nông dân chăn nuôi nhỏ lẻ.

  3. Đào tạo kỹ thuật lên men và quản lý thức ăn: Tăng cường kiến thức cho nông dân về quy trình lên men, bảo quản và phối trộn thức ăn nhằm tối ưu hóa giá trị dinh dưỡng và giảm thất thoát. Thời gian: 6 tháng; chủ thể: các tổ chức nông nghiệp và đào tạo.

  4. Nghiên cứu bổ sung về tác động của NPN và vi sinh vật đường ruột: Để hiểu rõ hơn cơ chế hấp thu nitơ phi protein và tối ưu hóa khẩu phần ăn, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu nông nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân chăn nuôi nhỏ lẻ vùng cao Lào: Nhận biết và áp dụng kỹ thuật lên men củ sắn để cải thiện thức ăn, tăng năng suất lợn và giảm chi phí.

  2. Chuyên gia dinh dưỡng vật nuôi và kỹ thuật viên chăn nuôi: Tham khảo phương pháp lên men và đánh giá hiệu quả dinh dưỡng, hỗ trợ tư vấn kỹ thuật cho nông dân.

  3. Nhà quản lý và hoạch định chính sách nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chương trình hỗ trợ phát triển chăn nuôi bền vững, giảm nhập khẩu thức ăn.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành chăn nuôi, công nghệ sinh học: Là tài liệu tham khảo về ứng dụng lên men vi sinh trong cải thiện giá trị thức ăn chăn nuôi.

Câu hỏi thường gặp

  1. Lên men củ sắn có tác dụng gì trong chăn nuôi lợn?
    Lên men củ sắn giúp tăng hàm lượng protein thực từ khoảng 2-3% lên 6-7%, cải thiện giá trị dinh dưỡng, giúp lợn tăng trưởng nhanh hơn và giảm chi phí thức ăn.

  2. Tỷ lệ thay thế củ sắn làm giàu protein trong khẩu phần lợn là bao nhiêu?
    Tỷ lệ tối ưu là khoảng 25% theo vật chất khô, giúp tăng lượng ăn vào, tiêu hóa và duy trì nitơ, đồng thời cải thiện tốc độ tăng trưởng và hiệu quả kinh tế.

  3. Tại sao không phải toàn bộ nitơ từ urê và DAP được chuyển thành protein thực?
    Do pH giảm nhanh trong quá trình lên men ức chế hoạt động của urease, làm hạn chế thủy phân urê thành amoniac, dẫn đến tồn dư nitơ phi protein khoảng 30-40%.

  4. Điều kiện lên men hiếu khí và yếm khí khác nhau thế nào?
    Không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng protein thực, chỉ khác biệt về tốc độ giảm pH nhanh hơn trong 4 ngày đầu ở điều kiện yếm khí.

  5. Làm thế nào để áp dụng công nghệ này cho nông dân vùng cao?
    Cần tổ chức đào tạo kỹ thuật lên men, cung cấp nguyên liệu và hỗ trợ kỹ thuật, đồng thời xây dựng mô hình mẫu để nhân rộng hiệu quả.

Kết luận

  • Protein thực trong củ sắn tăng từ 2,3% lên 6,9% theo VCK sau 14 ngày lên men, tỷ lệ protein thực trên protein thô tăng từ 24,6% lên 63,7%.
  • Tăng tỷ lệ DAP từ 0 đến 2% làm protein thực tăng từ 5,6% lên 7,3%, đồng thời 30% vật chất khô ban đầu được chuyển hóa trong quá trình lên men.
  • Thay thế 25% môn ủ chua bằng củ sắn làm giàu protein trong khẩu phần lợn Moo Lath cải thiện lượng ăn vào, tiêu hóa, duy trì nitơ và tăng tốc độ tăng trưởng lên 46%.
  • Không có sự khác biệt lớn giữa điều kiện lên men hiếu khí và yếm khí về hàm lượng protein thực, nhưng pH giảm nhanh hơn trong điều kiện yếm khí.
  • Khuyến nghị áp dụng công nghệ lên men củ sắn làm giàu protein để nâng cao hiệu quả chăn nuôi lợn quy mô nhỏ ở Lào, đồng thời tiếp tục nghiên cứu về vai trò của nitơ phi protein và vi sinh vật đường ruột.

Hành động tiếp theo: Các cơ sở nghiên cứu và đào tạo cần phối hợp triển khai chuyển giao công nghệ lên men củ sắn, đồng thời hỗ trợ nông dân áp dụng trong thực tế nhằm nâng cao năng suất và thu nhập.