Nghiên Cứu Phát Triển Chủng Nấm Sợi và Tối Ưu Điều Kiện Lên Men Sản Xuất Đa Enzyme Ứng Dụng Trong Chế Biến Thức Ăn Chăn Nuôi

• Tác giả: Dương Thu Hương
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Văn Hạnh
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Chăn nuôi
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Chủng Nấm Sợi và Tối Ưu Điều Kiện Lên Men Sản Xuất Đa Enzyme Ứng Dụng Trong Chế Biến Thức Ăn Chăn Nuôi
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.1.1. Mục tiêu chung
• 1.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.2.2. Địa điểm nghiên cứu
• 1.2.3. Thời gian nghiên cứu
• 1.3. Những đóng góp mới của đề tài
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3.1.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.1.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quát về enzyme amylase và cellulase
• 2.2. Nguồn thu nhận enzyme
• 2.3. Tổng quan về nấm sợi Aspergillus niger
• 2.4. Cải tiến chủng vi sinh vật và lên men sản xuất enzyme
• 2.4.1. Sự cần thiết phải cải tiến các chủng vi sinh vật
• 2.4.2. Phương pháp cải tiến chủng vi sinh vật để tăng sản xuất enzyme
• 2.4.3. Lên men sản xuất enzyme
• 2.5. Sự cần thiết phải tối ưu môi trường lên men
• 2.6. Thành tựu về cải tiến chủng và tối ưu môi trường lên men sản xuất amylase và cellulase
• 2.7. Tình hình sản xuất và sử dụng enzyme trong chăn nuôi
• 2.7.1. Nghiên cứu và sử dụng enzyme trong chăn nuôi trên thế giới
• 2.7.2. Nghiên cứu và sử dụng enzyme trong chăn nuôi ở Việt Nam
• 2.8. Sử dụng thức ăn lên men trong chăn nuôi
• 2.8.1. Đặc tính và vai trò của các vi sinh vật sử dụng trong lên men thức ăn chăn nuôi
• 2.8.2. Các vi sinh vật sử dụng trong lên men thức ăn
• 2.8.3. Hiệu quả của sử dụng thức ăn lên men trong chăn nuôi
• 2.9. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bã sắn trong chăn nuôi
• 3. PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nội dung nghiên cứu
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Gây đột biến chủng Aspergillus niger A45.1 và tối ưu điều kiện lên men chủng nấm sợi đột biến chọn lọc để sinh tổng hợp đa enzyme (α-amylase, glucoamylase và cellulase) cao
• 3.2.2. Xử lý bã sắn thành thức ăn chăn nuôi bằng bằng công nghệ đường hóa và lên men đồng thời
• 3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng bã sắn lên men trong khẩu phần ăn đến năng suất chăn nuôi lợn thịt
• 3.2.4. Xử lý số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Gây đột biến chủng Aspergillus niger a45.1 và tối ưu điều kiện lên men chủng đột biến chọn lọc cho sinh tổng hợp đa enzyme (α-amylase, glucoamylase và cellulase) cao
• 4.2. Ảnh hưởng của tia UV và NTG đến khả năng sống sót của chủng nấm sợi Aspergillus niger A45. Hoạt tính enzyme của các các chủng đột biến
• 4.3. Tính ổn định của các chủng đột biến chọn lọc
• 4.4. Tối ưu điều kiện lên men xốp chủng nấm đột biến chọn lọc cho sinh tổng hợp đa enzyme (glucoamylase, α-amylase, cellulase)
• 4.5. Xử lý bã sắn thành thức ăn chăn nuôi bằng đường hóa và lên men đồng thời
• 4.5.1. Thành phần hóa học của bã sắn tươi
• 4.5.2. Tối ưu thời gian đường hóa bã sắn
• 4.5.3. Đường hóa và lên men đồng thời bã sắn bằng enzyme và vi sinh vật
• 4.5.4. Đánh giá chất lượng của bã sắn sau lên men
• 4.6. Ảnh hưởng của bã sắn lên men trong chăn nuôi lợn thịt
• 4.6.1. Ảnh hưởng của bã sắn lên men đến khả năng sinh trưởng và chuyển hóa thức ăn của lợn F1 (Landrace x Yorkshire)
• 4.6.2. Ảnh hưởng của tương tác giữa khẩu phần ăn và tính biệt đến khả năng sinh trưởng của lợn F1 (LandracexYorkshire)
• 4.6.3. Ảnh hưởng của mức sử dụng BSLM đến năng suất thân thịt của lợn thịt F1 (Landrace x Yorkshire)
• 4.6.4. Ảnh hưởng của mức sử dụng BSLM đến chất lượng thịt và thành phần hóa học của thịt lợn F1 (Landrace x Yorkshire)
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Kiến nghị
• Danh mục các công trình công bố liên quan đến luận án
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

I. Tổng quan về nghiên cứu phát triển chủng nấm sợi và enzyme

Nghiên cứu phát triển chủng nấm sợi và tối ưu điều kiện lên men sản xuất đa enzyme là một lĩnh vực quan trọng trong chế biến thức ăn chăn nuôi. Chủng nấm sợi, đặc biệt là Aspergillus niger, đã được chứng minh có khả năng sản xuất các enzyme như α-amylase, glucoamylase và cellulase. Những enzyme này đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng của động vật. Việc tối ưu hóa điều kiện lên men không chỉ giúp tăng năng suất enzyme mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của thức ăn chăn nuôi.

1.1. Tầm quan trọng của enzyme trong chế biến thức ăn chăn nuôi

Enzyme như α-amylase và cellulase giúp phân giải tinh bột và xơ, từ đó cải thiện khả năng tiêu hóa của động vật. Việc sử dụng enzyme trong thức ăn chăn nuôi không chỉ tăng cường sức khỏe mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất.

1.2. Các loại nấm sợi và ứng dụng của chúng

Nấm sợi như Aspergillus niger được sử dụng rộng rãi trong sản xuất enzyme. Chúng có khả năng sinh trưởng nhanh và sản xuất enzyme với hoạt tính cao, giúp tối ưu hóa quy trình chế biến thức ăn.

II. Vấn đề và thách thức trong sản xuất enzyme từ nấm sợi

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc sản xuất enzyme từ nấm sợi vẫn gặp phải một số thách thức. Các yếu tố như điều kiện môi trường, loại cơ chất và thời gian lên men đều ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu quả cao nhất trong sản xuất enzyme.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme

Nhiệt độ, pH và độ ẩm là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme. Việc điều chỉnh các yếu tố này có thể giúp tăng cường sản xuất enzyme từ nấm sợi.

2.2. Thách thức trong việc tối ưu hóa quy trình lên men

Quá trình tối ưu hóa quy trình lên men thường gặp khó khăn do sự biến đổi của các yếu tố môi trường. Cần có các nghiên cứu sâu hơn để tìm ra phương pháp tối ưu nhất cho từng loại nấm và cơ chất.

III. Phương pháp tối ưu hóa điều kiện lên men sản xuất enzyme

Để tối ưu hóa điều kiện lên men, các nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Việc sử dụng các công nghệ hiện đại như lên men xốp và lên men chìm giúp tăng cường hiệu quả sản xuất enzyme. Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng việc kết hợp các loại cơ chất khác nhau có thể nâng cao hoạt tính enzyme.

3.1. Công nghệ lên men xốp và ứng dụng

Lên men xốp là một phương pháp hiệu quả để sản xuất enzyme từ nấm sợi. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt các yếu tố môi trường, từ đó tối ưu hóa hoạt tính enzyme.

3.2. Kết hợp các loại cơ chất trong lên men

Việc sử dụng hỗn hợp cơ chất như cám mì và bã sắn có thể tạo ra môi trường tối ưu cho sự phát triển của nấm và sản xuất enzyme. Nghiên cứu cho thấy sự kết hợp này giúp tăng cường hoạt tính enzyme đáng kể.

IV. Ứng dụng thực tiễn của enzyme trong chế biến thức ăn chăn nuôi

Enzyme sản xuất từ nấm sợi đã được ứng dụng rộng rãi trong chế biến thức ăn chăn nuôi. Việc sử dụng enzyme không chỉ cải thiện chất lượng thức ăn mà còn nâng cao hiệu quả chăn nuôi. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung enzyme vào khẩu phần ăn giúp tăng trưởng nhanh hơn và giảm chi phí thức ăn.

4.1. Tác động của enzyme đến hiệu suất chăn nuôi

Sử dụng enzyme trong khẩu phần ăn đã chứng minh làm tăng tốc độ sinh trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn. Các nghiên cứu cho thấy lợn được cho ăn thức ăn có bổ sung enzyme có trọng lượng cao hơn so với nhóm đối chứng.

4.2. Cải thiện chất lượng thức ăn chăn nuôi

Enzyme giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn, từ đó nâng cao sức khỏe và khả năng sinh sản của động vật. Việc sử dụng enzyme trong chế biến thức ăn chăn nuôi đã trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành chăn nuôi hiện đại.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu phát triển chủng nấm sợi và tối ưu hóa điều kiện lên men sản xuất enzyme là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa quy trình sản xuất enzyme có thể mang lại nhiều lợi ích cho ngành chăn nuôi. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong việc cải thiện chất lượng thức ăn chăn nuôi.

5.1. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu có thể mở rộng sang các loại nấm khác và các phương pháp sản xuất enzyme mới. Việc áp dụng công nghệ sinh học hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất enzyme.

5.2. Ứng dụng enzyme trong các lĩnh vực khác

Ngoài chăn nuôi, enzyme còn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như thực phẩm và dược phẩm. Việc nghiên cứu và phát triển enzyme sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho ngành nông nghiệp.