Nâng cao giá trị protein củ sắn bằng phương pháp lên men nấm men cho lợn địa phương ở Lào

Luận án tiến sĩ nghiên cứu làm giàu protein củ sắn bằng cách lên men với nấm men làm thức ăn cho lợn địa phương ở lào, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề xuất

• Tác giả: Nouphone Manivanh
• Người hướng dẫn: Associate Professor Dr. Le Van An
• Trường học: Hue University
• Chuyên ngành: Animal Sciences
• Đề tài: Nâng cao giá trị protein củ sắn qua lên men nấm men cho lợn địa phương ở Lào
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hue

Mục lục chi tiết

• GUARANTEE
• DEDICATION
• ACKNOWLEDGEMENTS
• ABSTRACTS
• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF FIGURES
• LIST OF PHOTO
• LIST OF TABLES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• 1. CHAPTER 1: LITERATURE REVIEW
• 1.1. PIG PRODUCTION IN LAOS
• 1.2. ROLE OF PIG PRODUCTION
• 1.3. PIG PRODUCTION SYSTEM IN LAOS
• 1.3.1. Commercial pig production
• 1.3.2. Semi-commercial pig production
• 1.3.3. Smallholder pig production
• 1.3.4. Main problems in smallholder pig production systems
• 1.3.5. Important points to improve smallholder pig production system
• 1.4. LOCAL PIG BREEDS RAISED BY SMALLHOLDERS
• 1.4.1. Moo Chid, Moo Markadon or Moo Boua
• 1.4.2. Moo Nonghad or Moo Hmong
• 1.4.3. Moo Deng or Moo Berk
• 1.5. REQUIREMENT OF PROTEIN AND AMINO ACID FOR GROWING PIGS
• 1.6. FEED STUFFS FOR PIG IN LAOS
• 1.7. LOCAL FEED AVAILABLE FOR PIG
• 1.7.1. Banana pseudo (Musa sapientum Linn) stems
• 1.8. METHOD TO IMPROVE NUTRITIVE VALUE FOR FEED STUFF WITH LOW PROTEIN CONTENT
• 1.8.1. SOLID-STATE FERMENTATION (SSF)
• 1.8.1.1. Application of solid-state fermentation
• 1.8.1.2. Advantage solid-state fermentation
• 1.8.1.3. Factors influencing solid-state fermentation
• 1.8.1.4. Problem of solid-state fermentation
• 1.8.1.5. Conditions necessary for fermentation
• 1.9. UTILIZATION OF FORAGE-BASED DIET FOR PIGS
• 1.10. EFFECT OF TARO FOLIAGE AS PROTEIN SOURCE ON FEED INTAKE AND DIGESTIBILITY OF PIGS
• 1.11. EFFECT OF TARO FOLIAGE AS PROTEIN SOURCE ON GROWING PERFORMANCE OF PIGS
• 1.12. EFFECT OF TARO FOLIAGE REPLACING BANANA PSEUDO STEM ON GROWTH AND DIGESTIBILITY OF PIGS
• 1.13. EFFECT OF ENSILED TARO FOLIAGE REPLACED BY PROTEIN-ENRICHED CASSAVA ROOT ON GROWTH PERFORMANCE AND DIGESTIBILITY
• 2. REFERENCES
• 3. IMPROVING NUTRITIVE VALUE OF CASSAVA ROOTS
• 3.1. MATERIALS AND METHODS
• 3.2. RESULT AND DISCUSSION
• 3.2.1. Changes in the mass of substrate during fermentation
• 4. REPLACING TARO (Colocasia esculenta) SILAGE BY PROTEIN-ENRICHED CASSAVA ROOT IMPROVED THE NUTRITIVE VALUE OF A BANANA STEM (Musa sapientum Linn) BASED DIET AND SUPPORTED BETTER GROWTH IN MOO LATH PIG
• 4.1. MATERIALS AND METHODS
• 4.2. RESULTS AND DISCUSSION
• 5. APPARENT DIGESTIBILITY AND N RETENTION IN GROWING MOO LATH PIGS FED ENSILED TARO FOLIAGE (Colocasia esculenta) REPLACED BY PROTEIN-ENRICHED CASSAVA ROOT (Manihot esculenta Crantz)
• 5.1. MATERIAL AND METHODS
• 5.2. Measurements and data collection
• 5.3. RESULTS AND DISCUSSION
• 6. GENERAL DISCUSSION AND CONCLUSIONS
• 7. IMPROVING NUTRITIVE VALUE OF CASSAVA ROOT (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) BY FERMENTATION WITH YEAST (SACCHAROMYCES CEREVISIAE) UREA AND DI-AMMONIUM PHOSPHATE (DAP)
• 8. EFFECT OF THE USE OF PROTEIN ENRICHED OF CASSAVA ROOT (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) ON INTAKE, DIGESTIBILITY, N BALANCE AND GROWTH PERFORMANCE OF LOCAL PIG
• 9. IMPLICATION AND FURTHER RESEARCH

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc nâng cao giá trị dinh dưỡng của củ sắn thông qua quá trình lên men bằng nấm men. Mục tiêu chính là cải thiện hàm lượng protein trong củ sắn, từ đó sử dụng làm nguồn protein cho chế độ ăn của lợn địa phương ở Lào. Củ sắn, mặc dù là nguồn năng lượng chính, nhưng lại có hàm lượng protein thấp, chỉ khoảng 2-3%. Việc lên men củ sắn có thể làm tăng đáng kể hàm lượng protein và cải thiện giá trị dinh dưỡng tổng thể của thức ăn cho lợn. Theo nghiên cứu, quá trình lên men không chỉ làm tăng hàm lượng protein mà còn cải thiện khả năng tiêu hóa và hiệu suất tăng trưởng của lợn.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua bốn thí nghiệm chính. Hai thí nghiệm đầu tiên tập trung vào quá trình lên men củ sắn với nấm men, urea và di-ammonium phosphate (DAP). Mục tiêu là xác định mức độ chuyển đổi từ protein thô sang protein thật. Các thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp hoàn toàn ngẫu nhiên, với các biến thể khác nhau về xử lý củ sắn và tỷ lệ DAP. Kết quả cho thấy, việc lên men củ sắn trong 14 ngày đã làm tăng hàm lượng protein thật từ 2.97% lên 5.3% trong DM. Thí nghiệm thứ ba và thứ tư đánh giá hiệu quả của việc thay thế silage lá taro bằng củ sắn giàu protein trong chế độ ăn của lợn Moo Lath. Kết quả cho thấy việc thay thế này không chỉ cải thiện hàm lượng protein mà còn tăng cường hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy việc lên men củ sắn có tác động tích cực đến giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho lợn. Cụ thể, việc thay thế silage lá taro bằng củ sắn lên men đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong lượng thức ăn tiêu thụ, tăng trưởng trọng lượng và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn. Các chỉ số này cho thấy củ sắn lên men có giá trị dinh dưỡng cao hơn so với silage lá taro. Hơn nữa, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc sử dụng củ sắn lên men có thể giúp cải thiện sức khỏe và khả năng sinh trưởng của lợn, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi ở Lào.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các phương pháp chăn nuôi bền vững tại Lào. Việc nâng cao giá trị dinh dưỡng của củ sắn thông qua lên men không chỉ giúp cải thiện chế độ ăn cho lợn mà còn giảm thiểu chi phí thức ăn cho nông dân. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nguồn protein truyền thống như đậu nành và bột cá ngày càng khan hiếm và đắt đỏ. Hơn nữa, việc sử dụng củ sắn lên men có thể giúp tăng cường an ninh lương thực cho các hộ gia đình nông thôn, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tại Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, ngành chăn nuôi lợn nông hộ đóng vai trò then chốt trong bảo đảm an ninh lương thực và sinh kế vùng cao, với hơn 85,1% tổng đàn thuộc các giống lợn bản địa và khoảng 77% số hộ gia đình tham gia chăn nuôi. Tuy nhiên, chi phí thức ăn hiện chiếm từ 50% đến 60% tổng chi phí sản xuất, đặt ra rào cản tài chính rất lớn khi các nguồn thức ăn giàu đạm truyền thống như bột cá và khô dầu đậu nành đều phải nhập khẩu với giá thành cao. Thực trạng này khiến người chăn nuôi quy mô nhỏ phụ thuộc chủ yếu vào cám gạo nghèo dinh dưỡng hoặc phụ phẩm nông nghiệp chưa qua xử lý, dẫn đến tốc độ tăng trọng của lợn chỉ đạt mức thấp khoảng 100 đến 120 g/ngày.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là việc khai thác các nguồn nguyên liệu dồi dào tại chỗ chưa đạt hiệu quả sinh học cao. Củ sắn chứa hàm lượng tinh bột dồi dào từ 75% đến 85% chất hữu cơ hòa tan nhưng hàm lượng protein thô rất nghèo nàn, chỉ dao động từ 2% đến 3% tính theo vật chất khô (DM), cùng sự hiện diện của độc tố hydrocyanic acid (HCN). Bên cạnh đó, thân chuối chứa tới 92% đến 95% là nước và giàu chất xơ, còn lá khoai môn tuy giàu protein (15% đến 25% DM) nhưng lại chứa hàm lượng canxi oxalat gây kích ứng đường tiêu hóa.

Mục tiêu cụ thể của công trình nghiên cứu là cải thiện giá trị protein của củ sắn thông qua kỹ thuật lên men cơ chất rắn (Solid-State Fermentation - SSF) với nấm men Saccharomyces cerevisiae, urê và phụ gia di-ammonium phosphate (DAP); đồng thời xác định các yếu tố giới hạn động học sinh hóa và đánh giá hiệu quả sử dụng củ sắn giàu protein (PECR) thay thế ủ chua lá khoai môn (TS) trên nền khẩu phần thân chuối ủ chua (EBS) đối với lợn bản địa Moo Lath. Phạm vi nghiên cứu bao gồm chuỗi 4 thí nghiệm chuyên sâu được tiến hành tại Viện Nghiên cứu Nông Lâm nghiệp Quốc gia Lào (NAFRI), Đại học Souphanouvong phối hợp cùng Đại học Nông Lâm - Đại học Huế trong khuôn khổ mạng lưới MEKARN II giai đoạn 2015 - 2019. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật quan trọng khi mở ra giải pháp giảm 25% chi phí thức ăn công nghiệp, nâng cao hiệu quả giữ Nitơ và mở đường cho chiến lược chăn nuôi tuần hoàn bền vững tại khu vực tiểu vùng sông Mê Kông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của hai lý thuyết khoa học trụ cột: lý thuyết lên men sinh học cơ chất rắn (Solid-State Fermentation - SSF) và lý thuyết chuyển hóa dinh dưỡng Nitơ phi protein (NPN) ở động vật dạ dày đơn. Quá trình lên men SSF tạo môi trường tương đồng với sinh cảnh tự nhiên, cho phép chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae sử dụng nguồn carbon dồi dào từ tinh bột củ sắn và đồng hóa các nguồn nitơ vô cơ (urê) cùng phospho vô cơ (DAP) để tổng hợp nên sinh khối protein vi sinh vật giàu giá trị sinh học.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp mô hình nhu cầu dinh dưỡng cho lợn địa phương. Theo tiêu chuẩn của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ (NRC, 1998; 2012), lợn ngoại thương phẩm đòi hỏi mức protein thô từ 18% đến 21% trong giai đoạn sinh trưởng. Tuy nhiên, các dòng lợn bản địa nhiệt đới như giống Moo Lath có khả năng thích nghi cao với khẩu phần giàu xơ và chỉ yêu cầu hàm lượng protein thô tối ưu trong khoảng 12% đến 15% DM. Các khái niệm cốt lõi xuyên suốt luận văn bao gồm: Protein thực (True Protein - lượng protein cấu thành từ các chuỗi axit amin sau khi kết tủa bằng trichloracetic acid), Protein thô (Crude Protein - biểu thị qua tổng hàm lượng Nitơ nhân hệ số 6,25), Củ sắn giàu protein (PECR), Thân chuối ủ chua (EBS) và Silage lá khoai môn (TS).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết kế đồng bộ qua 4 thí nghiệm với phương pháp phân tích nghiêm ngặt:

Nguồn dữ liệu phòng thí nghiệm (In vitro - Thí nghiệm 1 và 2): Thí nghiệm 1 khảo sát quá trình lên men củ sắn theo mô hình giai thừa 2x3x4 trên thiết kế khối hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) gồm 2 phương pháp sơ chế (hấp chín và không hấp), 3 mức DAP (0%, 1% và 2% tính theo DM cơ chất) qua 4 mốc thời gian (0, 3, 7 và 14 ngày). Thí nghiệm 2 bố trí theo mô hình giai thừa 2x9 trong thiết kế CRD nhằm so sánh môi trường hiếu khí và kỵ khí trên cơ chất củ sắn bổ sung nấm men, urê và DAP, theo dõi tại 9 thời điểm (0 giờ, 3 giờ, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7 ngày). Cỡ mẫu mỗi nghiệm thức gồm 3 lần lặp lại độc lập.

Nguồn dữ liệu động vật sống (In vivo - Thí nghiệm 3 và 4): Thí nghiệm 3 đánh giá tăng trưởng trên 12 lợn Moo Lath (khối lượng ban đầu trung bình 14,89 kg) bố trí theo thiết kế CRD với 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại, thay thế TS bằng PECR ở các mức từ 0% đến 15% DM trên nền thân chuối ủ chua. Thí nghiệm 4 đánh giá độ tiêu hóa biểu kiến và cân bằng Nitơ trên 4 lợn đực Moo Lath thiến (khối lượng trung bình 15,0 kg) bố trí theo thiết kế ô vuông Latin 4x4 (4x4 Latin Square Design). Tỷ lệ PECR thay thế TS lần lượt là 0%, 25%, 50% và 75% kết hợp với 20% cố định thân chuối ủ chua.

Lý do lựa chọn thiết kế ô vuông Latin là nhằm triệt tiêu hoàn toàn sự sai biệt cá thể và ảnh hưởng của các giai đoạn sinh lý, đảm bảo độ chuẩn xác cao nhất khi đo lường độ tiêu hóa. Toàn bộ các chỉ tiêu chất khô (DM), chất hữu cơ (OM), protein thô (CP), protein thực (TP), amoniac, xơ NDF, xơ ADF và nồng độ pH được phân tích theo quy chuẩn của Hiệp hội Hóa học Phân tích Chính thức (AOAC). Dữ liệu thu thập được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai (ANOVA) qua phần mềm chuyên dụng, kiểm định sai biệt có ý nghĩa ở mức xác suất p < 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, quá trình lên men cơ chất rắn đã tạo ra bước nhảy vọt về hàm lượng protein thực trong củ sắn. Nồng độ protein thực (TP) gia tăng rõ rệt theo hàm phi tuyến tính ($R^2 = 0,87$) từ ngày 0 đến ngày 14 của chu kỳ lên men. Tỷ lệ chuyển hóa giữa protein thực và protein thô (TP/CP) tăng mạnh từ mức xuất phát điểm 24,7% lên các mức cao hơn sau thời gian ủ. Việc bổ sung 2% DAP vào cơ chất giúp nâng hàm lượng TP từ 2,97% lên mức 5,30% DM sau 14 ngày. Yếu tố hấp chín củ sắn trước khi ủ cho thấy xu hướng cải thiện nhẹ tỷ lệ chuyển hóa protein thực nhưng không mang ý nghĩa thống kê ($p = 0,67$).

Thứ hai, nghiên cứu đã nhận diện chính xác biến thiên pH là rào cản động học chính đối với quá trình thủy phân urê. Ngay sau khi phối trộn cơ chất, nồng độ pH giảm tuyến tính nhanh chóng từ 5,80 xuống 5,47 chỉ sau 3 giờ và chạm mức xấp xỉ 3,80 sau 7 ngày. Tổng hàm lượng protein thô duy trì ổn định ở mức 10,35% DM trong suốt 7 ngày, không có sự khác biệt đáng kể giữa điều kiện hiếu khí và kỵ khí ngoài việc pH trong môi trường kỵ khí giảm nhanh hơn ở 4 ngày đầu.

Thứ ba, sự kết hợp của củ sắn giàu protein đã cải thiện vượt trội năng suất tăng trọng của đàn lợn thí nghiệm. Việc tăng tỷ lệ PECR từ 0% lên 15% DM trong khẩu phần cơ bản từ thân chuối ủ chua tạo ra phản ứng đồng biến tích cực: lượng thu nhận vật chất khô (DM intake) tăng đều, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) được cải thiện rõ rệt và tốc độ tăng khối lượng sống hàng ngày (ADG) cao hơn hẳn so với nghiệm thức đối chứng không bổ sung PECR.

Thứ tư, xác lập được ngưỡng thay thế tối ưu của PECR đối với khả năng tiêu hóa và lưu giữ Nitơ. Trong mô hình ô vuông Latin, khi bổ sung PECR ở mức 25% DM (kết hợp với 55% TS và 20% EBS), lợn Moo Lath đạt mức thu nhận thức ăn cao nhất, độ tiêu hóa biểu kiến chất khô và protein thô đạt đỉnh, đồng thời lượng tích lũy Nitơ (N retention) đạt giá trị cực đại. Tuy nhiên, khi tiếp tục nâng tỷ lệ PECR lên các mức 50% và 75% DM, các chỉ số tiêu hóa dưỡng chất và tích lũy Nitơ suy giảm tuyến tính nghiêm trọng.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt trội ở mức phối chế 25% PECR xuất phát từ giá trị sinh học vượt trội của protein nấm men so với protein thực vật đơn thuần trong lá khoai môn. Sinh khối Saccharomyces cerevisiae chứa hàm lượng cân đối các axit amin thiết yếu, vitamin nhóm B và các hợp chất mannan-oligosaccharides giúp tối ưu hóa hệ vi sinh vật đường ruột của lợn bản địa. Việc kết hợp 25% PECR cung cấp nguồn năng lượng tinh bột hòa tan nhanh, tạo điều kiện cho vi sinh vật manh tràng phân giải tốt hơn nguồn xơ từ thân chuối và lá khoai môn.

Hiện tượng suy giảm tiêu hóa khi nâng tỷ lệ PECR lên 50% và 75% được giải thích bởi sự mất cân bằng giữa tỷ lệ xơ tiêu hóa và protein hòa tan, đồng thời lượng urê chưa chuyển hóa hết ở nồng độ cơ chất cao gây áp lực bài tiết lên thận. Về mặt sinh hóa, sự giảm mạnh của pH môi trường xuống dưới 4,0 đã ức chế hoạt tính enzyme urease nội tại, khiến quá trình cắt mạch urê thành amoniac bị đình trệ, hạn chế nguồn nitơ khả dụng cho nấm men nhân sinh khối ở giai đoạn sau ngày thứ 4.

Dữ liệu thực nghiệm của nghiên cứu có thể được mô hình hóa trực quan thông qua biểu đồ đường thể hiện mối tương quan giữa tỷ lệ tăng trưởng lợn với hàm lượng PECR, kết hợp bảng ma trận đối chiếu 4 cấp độ tiêu hóa dưỡng chất trong thiết kế Latin 4x4. Phát hiện này hoàn toàn tương đồng với các công bố của Sengxayalth và Preston (2017) khi nghiên cứu trên bã sắn lên men (tăng TP từ 2% lên 12% DM) và phù hợp với quy luật bổ sung enzyme vi sinh của Huu và Khammeng (2014).

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa và chuyển giao quy trình lên men cơ chất rắn củ sắn: Đề nghị các trạm khuyến nông hướng dẫn nông hộ áp dụng công thức phối trộn củ sắn tươi nghiền với 2% di-ammonium phosphate (DAP), urê và men giống Saccharomyces cerevisiae, ủ yếm khí hoặc thoáng khí có kiểm soát từ 7 đến 14 ngày. Mục tiêu kỹ thuật là đạt hàm lượng protein thực trên 5,3% DM, triển khai hoàn tất tài liệu kỹ thuật trong 6 tháng đầu năm.

Thứ hai, thiết lập tỷ lệ phối chế khẩu phần thức ăn chuẩn cho lợn bản địa: Khuyến cáo các cơ sở chăn nuôi lợn Moo Lath và lợn địa phương áp dụng nghiêm ngặt công thức phối trộn theo vật chất khô gồm: 25% củ sắn giàu protein (PECR), 55% lá khoai môn ủ chua (TS) và 20% thân chuối ủ chua (EBS). Mục tiêu hướng đến là nâng tốc độ tăng trọng bình quân của lợn thịt đạt 150 đến 180 g/ngày, thực hiện liên tục trong chu kỳ sản xuất 2026 - 2027.

Thứ ba, áp dụng công nghệ ủ chua yếm khí để triệt tiêu độc tố oxalat: Yêu cầu nông dân băm nhỏ lá và cuống khoai môn, phơi héo trong 24 giờ nhằm giảm ẩm, sau đó tiến hành ủ chua kín khí trong 14 đến 21 ngày với thân chuối hoặc rỉ mật. Quy trình này nhằm đạt chỉ tiêu giảm từ 37% đến 50% hàm lượng canxi oxalat hòa tan, ngăn chặn hoàn toàn nguy cơ gây ngứa và kích ứng đường ruột cho đàn lợn.

Thứ tư, xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển thức ăn bản địa: Cục Chăn nuôi và Thủy sản Lào (DLF) cùng Viện NAFRI cần chủ trì triển khai các dự án nhân rộng mô hình chế biến phụ phẩm nông nghiệp, tổ chức 50 lớp tập huấn thực địa cho hơn 1.500 hộ chăn nuôi tại các tỉnh Luang Prabang, Oudomxay và Champasack trong giai đoạn 2026 - 2028, hướng tới cắt giảm tối thiểu 20% chi phí nhập khẩu nguyên liệu thức ăn thô.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm 1: Các nhà nghiên cứu và học viên sau đại học chuyên ngành Chăn nuôi - Dinh dưỡng động vật. Luận văn cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về động học lên men SSF, cơ chế sinh hóa của quá trình đồng hóa NPN thành protein thực và các phương pháp thiết kế thí nghiệm nâng cao như mô hình ô vuông Latin 4x4.

Nhóm 2: Kỹ sư chăn nuôi, chuyên viên khuyến nông và cán bộ dự án phát triển nông thôn. Luận văn là tài liệu thực hành hoàn chỉnh, hướng dẫn chi tiết phương pháp chế biến phụ phẩm nông nghiệp sẵn có (thân chuối, lá khoai môn, củ sắn) thành nguồn thức ăn giàu đạm cân đối, dễ dàng chuyển giao cho nông dân vùng sâu vùng xa.

Nhóm 3: Các chủ trang trại, gia trại và hợp tác xã chăn nuôi lợn bản địa. Luận văn cung cấp giải pháp kỹ thuật trực tiếp giúp tự chủ nguồn thức ăn giàu protein, giảm thiểu sự phụ thuộc vào cám công nghiệp đắt đỏ, từ đó gia tăng biên lợi nhuận chăn nuôi từ 15% đến 25% trên mỗi lứa xuất chuồng.

Nhóm 4: Các cơ quan hoạch định chính sách nông nghiệp và tổ chức phi chính phủ (NGOs). Luận văn mang lại cơ sở khoa học vững chắc để xây dựng các chương trình an ninh sinh kế, phát triển mô hình kinh tế nông nghiệp tuần hoàn và bảo tồn các giống lợn bản địa quý hiếm tại khu vực Đông Nam Á.

Câu hỏi thường gặp

Quá trình lên men củ sắn bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae giúp gia tăng hàm lượng protein thực như thế nào? Quá trình lên men cơ chất rắn cho phép nấm men đồng hóa các nguồn Nitơ phi protein từ urê và phospho từ DAP để tổng hợp nên sinh khối tế bào chứa protein thực. Kết quả thực nghiệm chứng minh hàm lượng protein thực trong củ sắn tăng từ 2,97% lên 5,30% DM sau 14 ngày ủ khi bổ sung 2% DAP, nâng tỷ lệ protein thực trên protein thô đạt 24,7%.

Tại sao sự suy giảm pH lại được xem là yếu tố giới hạn chính trong quá trình lên men củ sắn? Trong quá trình lên men, các vi sinh vật chuyển hóa đường thành các axit hữu cơ khiến nồng độ pH của cơ chất giảm mạnh từ 5,80 xuống dưới 3,80 sau 7 ngày. Môi trường axit mạnh làm ức chế enzyme urease, ngăn cản sự phân giải urê thành amoniac, từ đó làm cạn kiệt nguồn Nitơ khả dụng cho sự tăng sinh khối của nấm men.

Độc tố canxi oxalat trong lá khoai môn được loại bỏ bằng phương pháp nào để an toàn cho lợn? Độc tố canxi oxalat dạng tinh thể gây bỏng rát niêm mạc được xử lý triệt để bằng phương pháp ủ chua yếm khí. Việc băm nhỏ, phơi héo 24 giờ và ủ chua lá khoai môn trong bao kín suốt 14 ngày giúp quá trình lên men lactic tự nhiên làm giảm từ 37% đến 50% hàm lượng oxalat hòa tan, biến phụ phẩm này thành nguồn đạm an toàn tuyệt đối.

Vì sao mức bổ sung củ sắn giàu protein ở tỷ lệ 25% lại cho hiệu quả tiêu hóa tốt nhất trên lợn Moo Lath? Mức phối chế 25% PECR kết hợp cùng 55% lá khoai môn ủ chua và 20% thân chuối ủ chua tạo ra sự cân bằng hoàn hảo giữa tỷ lệ năng lượng tinh bột dễ tiêu và protein chất lượng cao. Tại tỷ lệ này, lợn đạt lượng ăn vào, hệ số tiêu hóa biểu kiến chất khô và mức tích lũy Nitơ cao nhất so với các mức 50% hay 75%.

Có bắt buộc phải hấp chín củ sắn trước khi tiến hành lên men nấm men hay không? Kết quả kiểm định thống kê cho thấy việc hấp chín củ sắn chỉ làm tăng nhẹ hiệu suất chuyển hóa protein thực so với củ sắn tươi không hấp và sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê ($p = 0,67$). Do đó, các nông hộ hoàn toàn có thể ủ trực tiếp củ sắn tươi nghiền để tiết kiệm tối đa chất đốt và công lao động.

Kết luận

• Luận án đã làm chủ công nghệ lên men cơ chất rắn (SSF) củ sắn với Saccharomyces cerevisiae, urê và 2% DAP, nâng hàm lượng protein thực lên 5,30% DM.
• Xác định hiện tượng sụt giảm pH cơ chất xuống mức 3,80 là nguyên nhân sinh hóa cốt lõi giới hạn tốc độ thủy phân urê và sinh tổng hợp protein thực.
• Khẳng định công thức phối trộn 25% PECR, 55% TS và 20% EBS mang lại hiệu quả vượt trội nhất về lượng ăn vào, độ tiêu hóa dưỡng chất và tích lũy Nitơ ở giống lợn Moo Lath.
• Cung cấp giải pháp khoa học thực tiễn giúp tận dụng triệt để nguồn phụ phẩm nông nghiệp địa phương, thay thế hoàn toàn nguồn đạm nhập khẩu đắt tiền.
• Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho chiến lược phát triển chăn nuôi lợn bản địa bền vững và xóa đói giảm nghèo tại các vùng nông thôn miền núi.

Kế hoạch hành động tiếp theo trong giai đoạn 2026 - 2027 cần tập trung hoàn thiện chế phẩm men giống dạng bột khô đóng gói sẵn và triển khai các mô hình điểm tại các hợp tác xã chăn nuôi lợn bản địa. Hãy liên hệ ngay với các trung tâm khuyến nông địa phương để nhận tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và áp dụng công nghệ ủ sắn giàu protein vào chu kỳ sản xuất tiếp theo!

Trích đoạn nội dung tài liệu

HUE UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY NOUPHONE MANIVANH NUTRITIVE IMPROVEMENT OF CASSAVA ROOT AND ITS UTILISATION IN TARO FOLIAGE AND BANANA STEMS BASAL DIETS FOR LOCAL PIG PRODUCTION IN SMALLHOLDERS IN LAO PDR DOCTOR OF PHILOSOPHY IN ANIMAL SCIENCES HUE, 2019 luan an HUE UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY NOUPHONE MANIVANH NUTRITIVE IMPROVEMENT OF CASSAVA ROOT AND ITS UTILISATION IN TARO FOLIAGE AND BANANA STEMS BASAL DIETS FOR LOCAL PIG PRODUCTION IN SMALLHOLDERS IN LAO PDR SPECIALIZATION: ANIMAL SCIENCES CODE: 9620105 DOCTOR OF PHILOSOPHY IN ANIMAL SCIENCES SUPERVISORS 1: ASSOCIATE PROFESSOR DR. LE VAN AN 2: ASSOCIATE PROFESSOR DR. TRAN THI THU HONG HUE, 2019 luan an GUARANTEE I hereby guarantee that scientific work in this thesis is mine. All results described in this thesis are righteous and objective.

They have been published in Journal of Livestock Research for Rural Development (LRRD) http://www.org Hue University, 2019 Nouphone MANIVANH, PhD student i luan an DEDICATION To my parents, my husband (Phoneouthai Thiphavanh), my daughter (Southida Thiphavanh) and my son (Kanlaya Thiphavanh) ii luan an ACKNOWLEDGEMENTS The research in this PhD thesis was conducted four experiments with supported from Mekong Basin Animal Research Network (MEKARN II) project for funding this thesis research and the scholarship for the PhD study. I am grateful for the support from all of those people and institutions: I would like to express my sincere gratitude to the Mekong Basin Animal Research Network (MEKARN II) project for funding this theses research and the scholarship for the PhD study. I would like to thanks the Faculty of Agriculture and Forestry, Souphanouvong University, Luagprabang province, Laos, for allowing me study leave and helping me to carry out the experiments. I would like to express my cordial and faithful gratitude to my main supervisors, Associate Professor Dr.

Le Van An and co-supervisor, Associate Professor Dr. Tran Thi Thu Hong for their support, guidance, and valuable advice for writing paper. I would like to express deeply gratitude to Professor Dr. Thomas Reg Preston Director of the University of Tropical Agriculture (UTA) for his good discussion, valuable advice and useful guidance during my studies and research project.

My sincere thanks to Professor Dr. Ewadle, International Coordinator MEKARN II project; Dr. Vanthong Phengvichith, National Agriculture and Forestry Researcher Institute (NAFRI), Lao PDR; Dr. Kieu Borin, MEKARN II regional coordinator for their facilitation, help and support to the whole course.

Professors, lecturers and assistant lectures in Hue University of Agriculture and Forestry and MEKARN II program, for giving me care and useful knowledge; Dr. Vongpasith Chanthakhoun, Dean of Faculty of Agriculture and Forestry, Souphanouvong University for his help and encouragement. I am also grateful to my friends on the PhD course from Cambodia, Laos and Vietnam for their good friendship and sharing iii luan an Lastly I would like to express special thanks to my husband (Phone outhai Tiphavanh), my parents and all my brothers and sisters for their support, encouragements and patience. ABSTRACTS The study was aimed at improving protein content of cassava root (Manihot esculenta Crantz) by solid-state fermentation with yeast (Saccharomyces cerevisiae), urea and di-ammonium phosphate (DAP) additive and its utilization as protein source in the diets of Moo Lath Pig in Laos.

Four experiments were carried out with “two in cassava root fermentation experiments, two experiments were conducted with Moo Lath pig using taro silage (TS) replaced by protein-enriched cassava root (PECR) as protein sources on growing trial and digestibility. In chapter 2, experiment 1. Cassava root was fermented with yeast, urea and DAP in a solid-state fermentation to determine the degree of conversion of crude to true protein; and experiment 2 the limiting factor to the synthesis of true protein from crude protein in the fermentation of cassava root could be the decrease in pH in the fermentation substrate preventing the hydrolysis of urea to ammonia and thus decreasing the availability of nitrogen for growth of the yeast. The following experiment to determine the degree of conversion of crude to true protein, pH and ammonia.

The experiment was arranged as a 2*3*4 factorial in a completely randomized design (CRD). The treatments were: root processing (steamed and not steamed); DAP: 0, 1 and 2% of the substrate DM. The fermentation was over 14 days with samples taken for determination of true and crude protein (CP) at 0, 3, 7 and 14 days. A CRD was used with 2 treatments arranged as a 2*9 factorial.

The treatments were anaerobic and aerobic fermentation. The substrate was cassava root 93. True, crude protein, ammonia and pH were measured at 0 and 3h after preparing the substrates and every 24h until end of day 7 (0, 3h, 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 day). The true protein (TP) in cassava root increased with a curvilinear trend (R2 = 0.87% in DM as the fermentation time increased from zero to 14 days; the ratio of true to crude protein increased from 24.7 over the same period.

Increasing the proportion of DAP from zero to 2% of the iv luan an substrate DM increased the TP from 5.3% in DM after 14 days of fermentation. Steaming the cassava root prior to fermentation improved slightly (p=0.67) the conversion of crude to TP. The pH decreased with fermentation time, according to an almost linear trend, from 5.8 immediately after mixing the substrate, to 5.47in 3h and to 3. The level of CP after mixing the substrate and additives was 10.35% in DM and did not change over the 7 days of fermentation.

TP in the substrate increased from 2.97% in DM as the fermentation time increased from zero to 7 days. There were no differences in all these criteria as between the aerobic and anaerobic condition, other than a tendency for the pH to fall slightly more quickly in the first 4 days in the anaerobic condition followed by a slower rate of fall to reach almost the same final value after 7 days, as for the aerobic condition. A growth trial was conducted with 12 Moo Lath pigs with average 14.89 kg initial live weight in a CRD, with three replications of four treatments. The aim of the study was to determine the effect of replacing TS with PECR in a basal diet of ensiled banana stem (BS).

There were positive responses in dry matter (DM) intake, live weight gain, feed conversion ratio, as the percentage of PECR in the diet was increased (zero to 15% in DM ). It was concluded that the replacing of taro foliage silage with PECR improved the quality of the overall diet, which resulted in higher intake, growth rate, better feed conversion ratio and economical efficiency. Four castrated male Moo Lath pig, weighing on average 15 kg were allotted at random to 4 diets within a 4*4 Latin square design, to study effects on DM intake, digestibility and N retention of levels of protein-enriched cassava root (PECR) as 0, 25, 50 and 75% in combination with TS as 80, 55, 30 and 5% with constant levels of ensiled banana stem 20% (all on DM basis). PECR at 25% in a diet led to increases in feed intake, diet digestibility and N retention in native Moo Lath pigs and PECR could be the result of its superior biological value compared with the protein in the taro foliage.

These criteria declined linearly when the proportions of PECR were increased to 50 and 75% of the diet DM. Key words: banana pseudo-stem, di-ammonium phosphate, probiotic, solid- state fermentation, urea, yeast, crude protein, true protein, ammonia, pH, Moo Lath pig v luan an TABLE OF CONTENTS GUARANTEE.iv TABLE OF CONTENTS.vi LIST OF FIGURES.xi LIST OF PHOTO.xiii LIST OF TABLES.xiii LIST OF ABBREVIATIONS. SIGNIFICANCE/INNOVATION OF THE DISSERTATION.1 CHAPTER 1: LITERATURE REVIEW. PIG PRODUCTION IN LAOS.

ROLE OF PIG PRODUCTION. PIG PRODUCTION SYSTEM IN LAOS. Commercial pig production. Semi-commercial pig production.

Smallholder pig production. Main problems in smallholder pig production systems. Important points to improve smallholder pig production system.11 vi luan an 1. LOCAL PIG BREEDS RAISED BY SMALLHOLDERS.

Moo Chid, Moo Markadon or Moo Boua. Moo Nonghad or Moo Hmong. Moo Deng or Moo Berk. REQUIREMENT OF PROTEIN AND AMINO ACID FOR GROWING PIGS.

FEED STUFFS FOR PIG IN LAOS. LOCAL FEED AVAILABLE FOR PIG. Banana pseudo (Musa sapientum Linn) stems. METHOD TO IMPROVE NUTRITIVE VALUE FOR FEED STUFF WITH LOW PROTEIN CONTENT.

SOLID-STATE FERMENTATION (SSF). Application of solid-state fermentation. Advantage solid-state fermentation. Factors influencing solid-state fermentation.

Problem of solid-state fermentation. Conditions necessary for fermentation. UTILIZATION OF FORAGE-BASED DIET FOR PIGS. EFFECT OF TARO FOLIAGE AS PROTEIN SOURCE ON FEED INTAKE AND DIGESTIBILITY OF PIGS.

EFFECT OF TARO FOLIAGE AS PROTEIN SOURCE ON GROWING PERFORMANCE OF PIGS. EFFECT OF TARO FOLIAGE REPLACING BANANA PSEUDO STEM ON GROWTH AND DIGESTIBILITY OF PIGS. EFFECT OF ENSILED TARO FOLIAGE REPLACED BY PROTEIN- ENRICHED CASSAVA ROOT ON GROWTH PERFORMANCE AND DIGESTIBILITY.34 vii luan an REFERENCES.51 IMPROVING NUTRITIVE VALUE OF CASSAVA ROOTS.53 MATERIALS AND METHODS.55 RESULT AND DISCUSSION.56 Changes in the mass of substrate during fermentation.60 MATERIALS AND METHODS.61 RESULT AND DISCUSSION.69 REPLACING TARO (Colocasia esculenta) SILAGE BY PROTEIN-ENRICHED CASSAVA ROOT IMPROVED THE NUTRITIVE VALUE OF A BANANA STEM (Musa sapientum Linn) BASED DIET AND SUPPORTED BETTER GROWTH IN MOO LATH PIG.69 viii luan an MATERIALS AND METHODS.74 RESULTS AND DISCUSSION.82 APPARENT DIGESTIBILITY AND N RETENTION IN GROWING MOO LATH PIGS FED ENSILED TARO FOLIAGE (Colocasia esculenta) REPLACED BY PROTEIN-ENRICHED CASSAVA ROOT (Manihot esculenta Crantz).82 MATERIAL AND METHODS.84 Measurements and data collection.86 RESULTS AND DISCUSSION.92 GENERAL DISCUSSION AND CONCLUSIONS. IMPROVING NUTRITIVE VALUE OF CASSAVA ROOT (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) BY FERMENTATION WITH YEAST (SACCHAROMYCES CEREVISIAE) UREA AND DI-AMMONIUM PHOSPHATE (DAP).95 ix luan an 1.

EFFECT OF THE USE OF PROTEIN ENRICHED OF CASSAVA ROOT (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) ON INTAKE, DIGESTIBILITY, N BALANCE AND GROWTH PERFORMANCE OF LOCAL PIG. IMPLICATION AND FURTHER RESEARCH.111 x luan an LIST OF FIGURES CHAPTER 1. Number of pigs in Laos from 2010-2016. Characteristic of pig in northern, central and southern in 2005-2015.

The level of crude and true protein after fermented 14 days. Curvilinear response in the true and crude protein ratio with increasing length of fermentation. Effect of level of DAP on concentration of true protein after 14 days of fermentation. Changes in the mass of substrate during the fermentation.

Proportion of the original substrate fermented during different stages of the fermentation. Effect of fermentation time on pH of cassava root fermented with yeast, urea and DAP, under anaerobic and aerobic condition. Effect of fermentation on true and crude protein content of cassava root supplemented with urea, DAP and yeast. Distribution of the nitrogen as urea, ammonia and true protein at the beginning and after 7 days of fermentation.

Effect of supplementation with PECR on DM intake of pigs by replacing taro silage and ensiled banana stem as a basal diet. Relationship between live weight gain and PECR content of the diet76 Figure 3. Relationship between feed conversion ratio and PECR content of the diet.77 xi luan an CHAPTER 4. Mean values for DM intake by pigs fed diets in which taro silage was replaced by PECR.

Mean values for apparent digestibility of DM and crude protein in pigsfed diets in which taro silage was replaced by PECR.88 xii luan an LIST OF PHOT CHAPTER 1: LITERATURE REVIEW. Local pigs are allowed to scavenge freely all year round. Local pigs in pen. Feed stuffs available in farm condition.

Moo Chid, Moo Markadon or Moo Boua. Moo Nonghad or Moo Hmong. Moo Deng or Moo Berk. The steaming of the cassava root.

Aerobic fermentation of the cassava root. Wooden boards 30cm above the base of the barrel. The bamboo strips placed above the boards. The steaming of the.

Mixing cassava root with urea, di-ammonium phosphate (DAP) and yeast. The mixed substrate was put in bamboo baskets covered with plastic netting. The protein-enriched cassava root. Taro (Colocasia esculenta) were chopped by hand.

Taro (Colocasia esculenta) were wilted for 24h to reduce the moisture. Taro silage in the plastic bag.72 xiii luan an Photo 10.