Luận văn về đặc tính sinh học của vi sinh vật trong lên men thức ăn thô xanh cho chăn nuôi lợn

Phân tích toàn diện vi sinh vật cho lên men thức ăn thô xanh phục vụ chăn nuôi lợn, đề xuất mô hình mới, nâng cao hiệu quả ứng dụng trong chuyên ngành

• Tác giả: Chúng Tôi
• Chuyên ngành: Chăn Nuôi
• Đề tài: Nghiên Cứu Vi Sinh Vật Cho Lên Men Thức Ăn Thô Xanh Phục Vụ Chăn Nuôi Lợn
• Loại tài liệu: Đề Tài Nghiên Cứu

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. THỨC ĂN THÔ XANH VÀ LÊN MEN THỨC ĂN THÔ XANH DẠNG LỎNG CHO CHĂN NUÔI LỢN
• 1.1.1. Nguồn thức ăn thô xanh phù hợp sử dụng lên men thức ăn cho lợn
• 1.1.2. Yêu cầu chung của một số nhóm vi sinh vật sử dụng trong lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng
• 1.1.3. Một số đặc điểm của thức ăn thô xanh lên men dạng lỏng
• 1.2. ĐẶC TÍNH SINH HỌC VÀ VAI TRÒ CỦA MỘT SỐ NHÓM VI SINH VẬT SỬ DỤNG LÊN MEN THỨC ĂN THÔ XANH DẠNG LỎNG
• 1.2.1. Vi sinh vật lên men lactic
• 1.2.2. Vi khuẩn sinh enzyme ngoại bào
• 1.2.3. Nấm men tích lũy protein đơn bào
• 1.2.4. Yêu cầu về an toàn đối với vi sinh vật sử dụng trong chăn nuôi
• 1.2.5. Một số đặc tính sinh học của nhóm vi sinh vật sử dụng trong lên men thức ăn chăn nuôi

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu về vi sinh vật cho lên men thức ăn thô xanh phục vụ chăn nuôi lợn là một lĩnh vực quan trọng trong ngành nông nghiệp hiện đại. Theo báo cáo của Cục Chăn nuôi, Việt Nam có đàn lợn lớn, nhưng ngành chăn nuôi đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là về chi phí thức ăn và chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng thức ăn thô xanh có thể giảm chi phí và nâng cao chất lượng dinh dưỡng cho lợn. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu tuyển chọn các vi sinh vật phù hợp cho việc lên men thức ăn thô xanh, từ đó tạo ra chế phẩm dinh dưỡng hiệu quả cho lợn.

1.1. Tình hình chăn nuôi lợn tại Việt Nam

Chăn nuôi lợn tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ với đàn lợn khoảng 29 triệu con. Tuy nhiên, ngành này gặp khó khăn do giá thành sản xuất cao và phụ thuộc vào thức ăn công nghiệp. Việc sử dụng thức ăn thô xanh có thể giúp giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy, lên men thức ăn thô xanh có thể cải thiện hàm lượng protein và tăng trưởng của lợn, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi.

II. Tổng quan tài liệu

Nghiên cứu về thức ăn thô xanh và lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng cho chăn nuôi lợn đã được thực hiện rộng rãi. Các loại vi sinh vật như nấm men và vi khuẩn lactic được sử dụng để cải thiện chất lượng thức ăn. Việc lên men giúp tăng cường hàm lượng protein và giảm pH, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng probiotics trong thức ăn chăn nuôi có thể cải thiện sức khỏe đường ruột của lợn và tăng cường khả năng tiêu hóa.

2.1. Nguồn thức ăn thô xanh

Việt Nam có nhiều nguồn thức ăn thô xanh phong phú như cỏ voi, bèo tây, và rau muống. Những loại thức ăn này không chỉ giàu dinh dưỡng mà còn dễ dàng thu hoạch và chế biến. Việc lên men các loại thức ăn này giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng và tăng cường khả năng tiêu hóa của lợn. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng thức ăn thô xanh trong chăn nuôi lợn có thể giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất.

III. Đặc tính sinh học của vi sinh vật

Các nhóm vi sinh vật như vi khuẩn lactic và nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men thức ăn thô xanh. Vi khuẩn lactic như Lactobacillus plantarum và Pediococcus spp. có khả năng sản sinh axit lactic, giúp ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh. Nấm men như Saccharomyces cerevisiae không chỉ cung cấp protein mà còn cải thiện chất lượng thức ăn. Việc nghiên cứu và ứng dụng các vi sinh vật này trong lên men thức ăn thô xanh có thể mang lại nhiều lợi ích cho ngành chăn nuôi.

3.1. Vai trò của vi sinh vật trong lên men

Vi sinh vật trong quá trình lên men có khả năng chuyển hóa các chất dinh dưỡng thành dạng dễ hấp thụ cho lợn. Vi khuẩn lactic giúp giảm pH và ức chế vi sinh vật gây bệnh, trong khi nấm men cung cấp protein và cải thiện khả năng tiêu hóa. Nghiên cứu cho thấy, việc bổ sung probiotics vào thức ăn có thể làm giảm tỷ lệ mắc bệnh và tăng trưởng của lợn, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Việc nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật cho lên men thức ăn thô xanh không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các chế phẩm vi sinh từ Bacillus spp. và nấm men có thể được sử dụng để cải thiện dinh dưỡng cho lợn. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho ngành chăn nuôi, giúp tăng cường sức khỏe và năng suất của đàn lợn, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

4.1. Lợi ích kinh tế và môi trường

Sử dụng thức ăn thô xanh và lên men không chỉ giúp giảm chi phí cho người chăn nuôi mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Việc giảm phụ thuộc vào thức ăn công nghiệp giúp giảm lượng khí thải và ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng công nghệ lên men có thể tạo ra sản phẩm dinh dưỡng chất lượng cao, từ đó nâng cao giá trị kinh tế cho ngành chăn nuôi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo báo cáo của Cục Chăn nuôi, Việt Nam hiện có đàn lợn khoảng 29 triệu con, đứng đầu ASEAN và thứ hai châu Á, thuộc nhóm 15 nước có đàn lợn lớn nhất thế giới. Tốc độ tăng trưởng đàn lợn giai đoạn 2007–2017 đạt trung bình 0,91%/năm. Năm 2016, sản lượng thịt lợn đạt 3,36 triệu tấn, tăng 5% so với năm trước, đứng thứ 7 thế giới. Tuy nhiên, xuất khẩu thịt lợn chưa tương xứng với năng lực sản xuất do giá thành cao, phụ thuộc thức ăn công nghiệp, chất lượng thịt không đảm bảo và dư lượng kháng sinh vượt ngưỡng. Năm 2017, ngành chăn nuôi gặp khó khăn khi xuất khẩu lợn hơi tiểu ngạch giảm mạnh, chi phí chăn nuôi cao hơn giá bán, nhiều chuồng trại bỏ trống.

Thức ăn chiếm tới 70% chi phí chăn nuôi, là yếu tố quyết định chất lượng và giá thành sản phẩm. Việt Nam nhập khẩu 1,5 triệu tấn thức ăn chăn nuôi thành phẩm và 16,3 triệu tấn nguyên liệu, trong khi nguồn nguyên liệu nội địa chỉ đáp ứng một phần. Việc sử dụng thức ăn thô xanh lên men dạng lỏng (Liquid Feed - LF) được xem là giải pháp tiềm năng nhằm giảm chi phí, nâng cao chất lượng thức ăn và tăng sức cạnh tranh cho ngành chăn nuôi lợn. Nghiên cứu tập trung tuyển chọn vi sinh vật phù hợp để lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng, nhằm cải thiện hàm lượng protein, giảm xơ, tăng khả năng tiêu hóa và bảo quản thức ăn.

Mục tiêu nghiên cứu là tuyển chọn các chủng vi sinh vật Bacillus spp. sinh cellulase và enzym ngoại bào cao, vi khuẩn lactic sinh axit lactic cao, nấm men tích lũy protein đơn bào, đánh giá đặc tính ức chế vi sinh vật gây bệnh, chịu muối mật, kháng kháng sinh, nghiên cứu lên men và ứng dụng chế phẩm vi sinh cho lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng phục vụ chăn nuôi lợn. Nghiên cứu thực hiện trên nguồn vi sinh vật phân lập từ phân lợn và thức ăn ủ chua phụ phẩm nông nghiệp tại tỉnh Phú Thọ, kết hợp với nguyên liệu thức ăn thô xanh như cỏ voi, rau muống tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

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

• Lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng (Liquid Feed - LF): Quá trình lên men sử dụng vi sinh vật lactic (Lactobacillus plantarum, Pediococcus spp.) và nấm men (Saccharomyces cerevisiae) để tạo ra thức ăn có pH thấp, giàu axit lactic, giúp bảo quản thức ăn và cải thiện tiêu hóa cho lợn.

• Vai trò vi sinh vật trong phân giải chất xơ: Vi khuẩn Bacillus spp. có khả năng sinh enzyme ngoại bào như cellulase, protease, amylase giúp phân giải cellulose, tinh bột, protein thành các hợp chất dễ hấp thu, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn.

• Đặc tính probiotic: Vi sinh vật có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh, chịu được pH axit và muối mật trong đường tiêu hóa, giúp cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường sức khỏe vật nuôi.

• Protein đơn bào (Single Cell Protein - SCP): Nấm men Saccharomyces cerevisiae tích lũy protein đơn bào cao, cung cấp nguồn protein bổ sung trong thức ăn chăn nuôi.

Các khái niệm chính bao gồm: lên men lactic, enzyme ngoại bào, probiotic, protein đơn bào, thức ăn thô xanh, thức ăn lên men dạng lỏng.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: 47 chủng vi khuẩn Bacillus, 24 chủng vi khuẩn lactic, 14 chủng nấm men phân lập từ phân lợn trưởng thành và thức ăn ủ chua phụ phẩm nông nghiệp tại tỉnh Phú Thọ. Nguyên liệu thức ăn thô xanh gồm cỏ voi, rau muống trồng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

• Phương pháp phân tích: Xác định hoạt tính enzyme ngoại bào (cellulase, protease, xylanase) bằng phương pháp cấy chấm điểm trên môi trường đặc biệt; định lượng axit lactic bằng phương pháp quang phổ; xác định sinh khối và hàm lượng protein thô của nấm men; đánh giá khả năng kháng vi sinh vật gây bệnh, kháng kháng sinh, chịu pH axit và muối mật; phân loại vi sinh vật bằng phương pháp sinh học phân tử (khuếch đại và giải trình tự gen 16S rDNA và ITS rDNA).

• Lên men và tạo chế phẩm: Nhân giống vi sinh vật trên môi trường lỏng, lên men quy mô 5 lít, thu hồi sinh khối, phối trộn chế phẩm vi sinh với thức ăn thô xanh theo tỷ lệ 0,5-1,5% vật chất khô, ủ lên men yếm khí trong 120 giờ.

• Phân tích dinh dưỡng: Xác định các chỉ tiêu chất khô, protein thô, mỡ thô, xơ thô, xơ trung tính, xơ axit, khoáng tổng số, pH và năng lượng trao đổi (ME) theo tiêu chuẩn Việt Nam và NRC (1998).

• Timeline nghiên cứu: Từ tuyển chọn chủng vi sinh vật, đánh giá đặc tính sinh học, lên men quy mô phòng thí nghiệm đến thử nghiệm phối trộn và phân tích dinh dưỡng trong khoảng thời gian nghiên cứu kéo dài nhiều tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tuyển chọn vi sinh vật sinh enzyme ngoại bào cao: Trong 47 chủng Bacillus, 38 chủng (80,85%) sinh ít nhất một loại enzyme cellulase, protease hoặc xylanase. 17 chủng (36,17%) sinh cả ba loại enzyme với đường kính vòng phân giải lên đến 45 mm. Hoạt độ cellulase của 26 chủng được xác định dao động từ 17,21 đến 630,67 U/mL, trong đó các chủng VTX16, VTX18 có hoạt độ cao nhất (khoảng 590-630 U/mL).

2. Vi khuẩn lactic sinh axit lactic cao: 15/24 chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh axit tổng số và axit lactic với hàm lượng từ 0,48 đến 24,74 mg/mL. Chủng LTX31 sinh axit lactic cao nhất (24,74 mg/mL). Các chủng này có khả năng kháng nhiều loại kháng sinh phổ biến và ức chế vi sinh vật gây bệnh.

3. Nấm men tích lũy protein đơn bào: 14 chủng nấm men được khảo sát, trong đó chủng MTX14 có sinh khối cao nhất (18,62 g/L) và hàm lượng protein thô đạt 36,5% khối lượng khô, phù hợp làm nguồn protein bổ sung trong thức ăn.

4. Đặc điểm sinh học và phân loại: Chủng VTX16 và VTX18 được xác định là Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis; LTX28 là Lactobacillus plantarum; MTX14 là Saccharomyces cerevisiae. Các chủng này có khả năng chịu pH axit đến 2,0 và muối mật 0,3-3% với tỷ lệ sống sót trên 70-80%, đảm bảo tồn tại trong đường tiêu hóa lợn.

5. Ứng dụng lên men thức ăn thô xanh: Sau 120 giờ lên men với tỷ lệ chế phẩm vi sinh 1% vật chất khô, năng lượng trao đổi (ME) tăng từ 2800 lên 2972 kcal/kg DM, protein thô tăng từ 14% lên 15,32%, mỡ thô tăng nhẹ, trong khi các chỉ tiêu xơ thô giảm đáng kể (xơ trung tính giảm từ 44,32% xuống 28,73%). pH thức ăn giảm từ 6,5 xuống 5,8, giúp bảo quản và cải thiện tiêu hóa.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc tuyển chọn và sử dụng các chủng vi sinh vật có hoạt tính enzyme ngoại bào cao, khả năng sinh axit lactic và protein đơn bào phù hợp giúp cải thiện chất lượng thức ăn thô xanh lên men dạng lỏng. Hoạt tính cellulase cao của Bacillus spp. giúp phân giải cellulose, giảm hàm lượng xơ khó tiêu, tăng khả năng tiêu hóa thức ăn. Vi khuẩn lactic với khả năng sinh axit lactic cao làm giảm pH, ức chế vi sinh vật gây bệnh, tăng tính ổn định của thức ăn lên men. Nấm men Saccharomyces cerevisiae cung cấp protein đơn bào, bổ sung dinh dưỡng cho vật nuôi.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, hàm lượng axit lactic và hoạt tính enzyme của các chủng tuyển chọn trong nghiên cứu này tương đương hoặc cao hơn, chứng tỏ hiệu quả tuyển chọn chủng vi sinh vật phù hợp. Việc giảm hàm lượng xơ và tăng năng lượng trao đổi sau lên men phù hợp với mục tiêu nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm chi phí chăn nuôi.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hoạt độ cellulase của các chủng Bacillus, biểu đồ hàm lượng axit lactic của vi khuẩn lactic, bảng so sánh thành phần dinh dưỡng trước và sau lên men, biểu đồ tỷ lệ sống sót của vi sinh vật ở các điều kiện pH và muối mật.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh: Tối ưu hóa quy trình lên men, thu hồi sinh khối và phối trộn chế phẩm vi sinh với thức ăn thô xanh theo tỷ lệ 1% vật chất khô để đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể: Viện nghiên cứu, doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi.

2. Ứng dụng thức ăn thô xanh lên men dạng lỏng trong chăn nuôi lợn: Thay thế một phần thức ăn công nghiệp bằng thức ăn lên men dạng lỏng để giảm chi phí, nâng cao chất lượng thịt và sức khỏe vật nuôi. Thời gian thử nghiệm: 12-18 tháng. Chủ thể: Doanh nghiệp chăn nuôi, hộ nông dân.

3. Đào tạo và chuyển giao công nghệ: Tổ chức các khóa đào tạo, hội thảo về kỹ thuật lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng và sử dụng chế phẩm vi sinh cho cán bộ kỹ thuật, nông dân và doanh nghiệp. Thời gian: 6 tháng. Chủ thể: Viện nghiên cứu, các trường đại học, cơ quan quản lý.

4. Nghiên cứu mở rộng và hoàn thiện: Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện chế phẩm vi sinh, đánh giá hiệu quả kinh tế, môi trường và sức khỏe vật nuôi khi sử dụng thức ăn lên men dạng lỏng trên quy mô lớn. Thời gian: 2-3 năm. Chủ thể: Viện nghiên cứu, các tổ chức khoa học công nghệ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành chăn nuôi, công nghệ sinh học: Nghiên cứu về vi sinh vật ứng dụng trong chăn nuôi, lên men thức ăn, phát triển chế phẩm vi sinh.

2. Doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi: Áp dụng công nghệ lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng, phát triển sản phẩm mới, giảm chi phí sản xuất.

3. Hộ chăn nuôi lợn quy mô nhỏ và vừa: Nâng cao hiệu quả chăn nuôi, giảm chi phí thức ăn, cải thiện chất lượng sản phẩm.

4. Cơ quan quản lý và chính sách nông nghiệp: Xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển công nghệ sinh học trong chăn nuôi, thúc đẩy sản xuất thức ăn nội địa, giảm nhập khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng có lợi ích gì so với thức ăn công nghiệp?
   Lên men thức ăn thô xanh giúp giảm chi phí thức ăn, tăng hàm lượng protein, giảm xơ khó tiêu, cải thiện tiêu hóa và sức khỏe đường ruột, đồng thời giảm sử dụng kháng sinh và chất bảo quản độc hại.

2. Các chủng vi sinh vật nào được sử dụng trong nghiên cứu?
   Bao gồm Bacillus subtilis VTX16, Bacillus licheniformis VTX18 có hoạt tính enzyme ngoại bào cao; Lactobacillus plantarum LTX28 sinh axit lactic cao; Saccharomyces cerevisiae MTX14 tích lũy protein đơn bào.

3. Làm thế nào để đảm bảo vi sinh vật tồn tại trong đường tiêu hóa lợn?
   Các chủng được tuyển chọn có khả năng chịu pH axit đến 2,0 và muối mật 0,3-3% với tỷ lệ sống sót trên 70-80%, giúp chúng tồn tại và phát huy tác dụng probiotic trong ruột lợn.

4. Tỷ lệ phối trộn chế phẩm vi sinh với thức ăn thô xanh là bao nhiêu?
   Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ 1% vật chất khô chế phẩm vi sinh phối trộn với thức ăn thô xanh là tối ưu, cải thiện đáng kể các chỉ tiêu dinh dưỡng và pH thức ăn.

5. Ứng dụng thực tế của thức ăn lên men dạng lỏng trong chăn nuôi lợn như thế nào?
   Thức ăn lên men dạng lỏng giúp tăng trọng nhanh, giảm tỷ lệ tiêu chảy, cải thiện chất lượng thịt, giảm mùi hôi chất thải và giảm chi phí thức ăn, phù hợp với các mô hình chăn nuôi hữu cơ và thâm canh.

Kết luận

• Đã tuyển chọn thành công 4 chủng vi sinh vật phù hợp cho lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng gồm Bacillus subtilis VTX16, Bacillus licheniformis VTX18, Lactobacillus plantarum LTX28 và Saccharomyces cerevisiae MTX14.
• Các chủng có hoạt tính enzyme ngoại bào cao, khả năng sinh axit lactic và protein đơn bào, đồng thời chịu được điều kiện pH axit và muối mật trong đường tiêu hóa.
• Quy trình lên men thức ăn thô xanh với tỷ lệ chế phẩm vi sinh 1% đã cải thiện đáng kể năng lượng trao đổi, protein thô, giảm hàm lượng xơ và pH thức ăn.
• Kết quả nghiên cứu mở ra hướng phát triển thức ăn chăn nuôi nội địa, giảm phụ thuộc thức ăn công nghiệp và nâng cao hiệu quả chăn nuôi lợn.
• Đề xuất tiếp tục hoàn thiện chế phẩm, mở rộng ứng dụng và đánh giá hiệu quả kinh tế, môi trường trong thực tế chăn nuôi.

Khuyến khích các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp triển khai ứng dụng công nghệ lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng, đào tạo kỹ thuật và phát triển sản phẩm chế phẩm vi sinh phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Theo báo cáo của Cục Chăn nuôi, nước ta hiện có đàn lợn khoảng 29 triệu con, đứng đầu ASEAN, đứng thứ 2 ở châu Á và nằm trong nhóm 15 nước có đàn lợn lớn nhất thế giới. Tốc độ tăng trưởng đàn lợn trong giai đoạn 2007 – 2017 đạt trung bình 0,91%/năm. Sản lượng thịt lợn trong năm 2016 đạt mức kỷ lục 3,36 tấn, tăng 5% so với năm 2015 và đứng thứ 7 trên thế giới sau Trung Quốc, Mỹ, Đức, Tây Ban Nha, Brazil và Nga. Lợn thịt xẻ chính ngạch mới được xuất sang thị trường Hong Kong và Malaysia khoảng 15-20 ngàn tấn (tương đương 200.000 con) trong giai đoạn từ năm 2013 - 2016.

Các số liệu thống kê trên cho thấy, tình hình xuất khẩu thịt lợn Việt Nam hoàn toàn không tương xứng với năng lực sản xuất trong nước. Nguyên nhân chính thịt lợn Việt Nam không thể cạnh tranh với thịt lợn xuất khẩu của các nước do giá thành sản xuất cao, phụ thuộc vào thức ăn công nghiệp, chất lượng thịt không bảo đảm, dư lượng kháng sinh vượt ngưỡng cho phép. Năm 2017 đặc biệt khó khăn với ngành chăn nuôi Việt Nam khi việc xuất lợn hơi theo đường tiểu ngạch giảm mạnh do nhu cầu thịt lợn của Trung Quốc sụt giảm, chi phí chăn nuôi lợn cao hơn giá bán, nguồn cung cao hơn cầu dẫn tới nhiều chuồng trại chăn nuôi lợn bỏ trống. Trong chăn nuôi lợn, thức ăn chiếm tới 70% chi phí và là yếu tố chính quyết định chất lượng, giá thành sản phẩm.

Năm 2017, Việt Nam nhập khẩu 1,5 triệu tấn thức ăn chăn nuôi thành phẩm từ nước ngoài, và nhập khẩu 16,3 triệu tấn nguyên liệu làm thức ăn chăn nuôi trong khi nguồn nguyên liệu nội địa chỉ đáp ứng 16,3 triệu tấn. Như vậy ngành chăn nuôi trong nước thực tế đang mang lợi nhuận chủ yếu cho các công ty sản xuất thức ăn. Đây cũng là lý do giá thịt lợn sản xuất trong nước cao và dự kiến hạn chế lợi thế cạnh tranh với sản phẩm nhập khẩu khi Hiệp định Đối tác xuyên Thái Bình Dương (TPP) được thực hiện. Ở các nước nhiệt đới, việc sử dụng thức ăn thô xanh trong chăn nuôi lợn ngày càng phát triển so với hệ thống chăn nuôi thâm canh do giảm chi phí đầu vào.

Một số nghiên cứu công bố lên men thức ăn thô xanh sẽ nâng cao được hàm lượng protein của thức ăn giàu xơ nhờ tăng sinh khối nấm men. Manivanh và Preston (2015) công bố lên men thân cây chuối và dọc khoai nước đã cải thiện được lượng protein thu nhận được và tốc độ tăng trọng ở lợn. Để nâng cao được dinh dưỡng của các loại thức ăn thô xanh đáp ứng nhu cầu phát triển chăn nuôi thâm canh, cần thiết phải áp dụng đồng thời công nghệ 2 chế biến và lên men thích hợp. Để hạ giá thành thức ăn chăn nuôi, tăng tỷ lệ chất xơ cần sử dụng, một số nghiên cứu đã sử dụng vật liệu thô xanh như bã sắn, bã rong riềng, thân/vỏ chuối, bèo tây, cỏ voi… để thay thế một phần ngũ cốc.

Theo một số nghiên cứu, trong các mẻ lên men thì hỗn hợp thức ăn có thành phần dinh dưỡng cân đối kết hợp với nước sẽ tạo ra hỗn hợp thức ăn lỏng (Liquid Feed, LF) cho lợn và không cần sử dụng thêm các loại thức ăn bổ sung (Scholten et al. Ưu điểm của quá trình lên men thức ăn này là dễ dàng kiểm soát và giúp cho thức ăn không bị hỏng nhờ quá trình lên men lactic, thời gian lên men không dài và tạo ra loại LF có chất lượng tốt. Nhóm vi sinh vật (VSV) chủ yếu sử dụng trong công nghệ trên gồm nấm men Saccharomyces cerevisiae, Bacillus spp. Chất lượng của thức ăn được lên men tự nhiên có thể được cải thiện bằng cách bổ sung các loại vi khuẩn lactic (Lactobacillus plantarum và Pediococcus spp.), nấm men và vi sinh vật khác vào môi trường lên men đồng thời giúp giảm pH của thức ăn, tăng lượng axit lactic giúp bảo quản thức ăn (Scholten et al.

Do tầm quan trọng và tiềm năng sử dụng vi sinh vật cho lên men thức ăn thô xanh cho chăn nuôi lợn, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc tính sinh học của các vi sinh vật phù hợp cho lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng phục vụ chăn nuôi lợn” với mục tiêu tuyển chọn các VSV phù hợp cho việc tạo chế phẩm để lên men chế biến thức ăn thô xanh (TATX) dạng lỏng cho chăn nuôi lợn, với các nội dung chính sau đây: 1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn Bacillus spp. sinh celllase và các enzym ngoại bào cao; 2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic sinh axit lactic cao; 3.

Tuyển chọn các chủng nấm men tích lũy protein đơn bào cao; 4. Đánh giá đặc tính ức chế vi sinh vật gây bệnh, chịu muối mật, kháng kháng sinh của các chủng tuyển chọn; 5. Nghiên cứu lên men, thu hồi sinh khối VSV và tạo chế phẩm vi sinh; 6. Bước đầu ứng dụng chế phẩm vi sinh cho lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. THỨC ĂN THÔ XANH VÀ LÊN MEN THỨC ĂN THÔ XANH DẠNG LỎNG CHO CHĂN NUÔI LỢN 1. Nguồn thức ăn thô xanh phù hợp sử dụng lên men thức ăn cho lợn Thức ăn thô xanh ở nước ta rất đa dạng và phong phú, bao gồm thân lá của cây, cỏ trồng hoặc mọc tự nhiên, sinh trưởng trên cạn hoặc dưới nước, đây là nguồn cung cấp thức ăn quan trọng cho gia súc ở nước ta. Thức ăn thô xanh chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho vật nuôi, phần lớn giàu protein, các vitamin, khoáng đa lượng, vi lượng cần thiết.

Cỏ Voi được sử dụng làm thức ăn thô xanh do năng suất thu hoạch cỏ cao, năng suất từ 100-300 tấn/ha/năm và có thể lên đến 500 tấn/ha/năm. Sau khi trồng 3 tháng có thể thu lứa đầu, sau đó 40-45 ngày thì cắt lần tiếp theo. Ở Việt Nam thời điểm cắt tốt nhất là 80 ngày (cao 80-100 cm). Giá trị dinh dưỡng của cỏ voi bao gồm 20% vật chất khô, trong đó có 9% protein thô, 28,6% xơ thô, 14,8% khoáng, 1,1% NN và 46,5% NFE so với vật chất khô (Gohl 1975).

Tại các vùng nông thôn bèo tây từ lâu đã được tận dụng làm thức ăn để chăn nuôi lợn. Bèo tây tồn tại tự nhiên ở các mặt nước ao, hồ, đầm. Bèo tây có hàm lượng chất khô thấp (6 – 7%) nhiều xơ (trên 200 g/kg chất khô), giàu khoáng 180 – 190 g/kg chất khô và giá trị năng lượng thấp (1800 – 1900 Kcal/kg chất khô; hay 7,6 – 8,0 MJ/kg chất khô). Cây rau muống là thực vật có tốc độ sinh trưởng nhanh trong mùa mưa, kém chịu lạnh, được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi lợn.

Hàm lượng chất khô ở rau muống trung bình 100 g/kg rau tươi. Trong 1 kg chất khô có 2450 – 2500 kcal (10,3 – 10,5 MJ) năng lượng trao đổi là 170 – 250 g protein thô, 130 – 200 g đường, 100 – 115 g khoáng tổng số. Rau muống dùng làm thức ăn xanh cho lợn rất tốt, thích hợp với các mô hình chăn nuôi nông hộ. Cây khoai lang ngoài mục đích trồng để lấy củ là chính còn có mục đích trồng để cung cấp thức ăn thô xanh cho vật nuôi.

Khoai lang nếu được chăm sóc tốt có khả năng tái sinh nhanh, thu cắt được nhiều lần trong năm và cho năng suất cao. Giá trị dinh dưỡng của thân lá khoai lang khi thu hoạch non sẽ đạt mức khá. Protein trong thân lá đạt trung bình khoảng 15 – 16% vật chất khô, xơ thô khoảng 16 – 17%, đây là nguồn thức ăn rất tốt cho gia súc dạ dày đơn (Điền Văn Hưng 1975). Với ưu thế là một nước nhiệt đới quanh năm cây trái xanh tốt, ngành chăn nuôi Việt Nam luôn sẵn có nguồn nguyên liệu phong phú.

Song song với nguồn 4 thức ăn xanh phong phú và đa dạng là nguồn phụ phẩm công, nông nghiệp cũng rất dồi dào như: bã bia (vật chất khô (92,5-93%), protein thô (23,5-27%), lipit (6,2-6,5%), xơ thô (14,0-15,5%), khoáng (3,7-4%)), bã sắn (hàm lượng tinh bột từ 8%, xơ chiếm khoảng 15 - 20%), rất phù hợp làm nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc nhưng lại nghèo chất đạm) và bã dong riềng (hàm lượng protein thô của bã dong riềng ướt là 0,9%, bã dong riềng khô là 3,45%, hàm lượng lipid thô là 0,1% ở bã dong riềng ướt, 1% ở bã dong riềng khô và tỉ lệ xơ trong bã ướt và bã khô lần lượt là 2,7% và 8,28%) (Điền Văn Hưng 1975). Yêu cầu chung của một số nhóm vi sinh vật sử dụng trong lên men thức ăn thô xanh dạng lỏng Mật độ VSV trong thức ăn lên men dạng lỏng (Fermented Liquid Feed, FLF) thông thường đạt 106 - 107 CFU/ml (Royer et al. Lên men thức ăn cho lợn hoàn chỉnh thường thông qua 3 pha: Pha 1 là trộn nguyên liệu với nước pH > 6, thời điểm này cho phép sự tăng nhanh của trực khuẩn đường ruột; Pha 2 là sau lên men thức ăn, pH xuống ~ 4.0 giúp hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn thuộc chi Enterobacteriaceae và các vi khuẩn gây bệnh đường ruột khác; Pha 3 quần thể LAB giúp ổn định pH, mật độ nấm men trong thức ăn tiếp tục tăng nhờ sử dụng các nguồn protein trong nguyên liệu thô xanh giúp thức ăn ổn định và tăng cường hàm lượng protein nấm men đơn bào trong thức ăn (Odunfa, Oyeyiola 1985, Russell et al. Năm 2010, đã tìm thấy 146 chủng vi khuẩn có khả năng kiểm soát Salmonella có trong FLF.

Vi khuẩn LAB thường được sử dụng trong sản xuất FLF là Lactobacillus plantarum và Pediococcus spp. (Missotten et al. Đa dạng nấm men trong FLF khá cao và đã được công bố trong một số nghiên cứu. Tại Châu Âu, khi lên men sản xuất FLF từ ngũ cốc, phế phụ phẩm nông nghiệp các loài nấm men chủ yếu được phân lập và bổ sung vào mẻ lên men sau chủ yếu gồm các loài Pichia galeiformis, P.

Trong một vài nghiên cứu khác, nấm men chủ yếu sử dụng là P. Tuy nhiên, một số nghiên cứu tại Châu Á sản xuất FLF từ nguyên liệu thức ăn thô xanh sử dụng chủ yếu Candida milleri (60%), Kazachstania bulderi (20%), Saccharomyces cerevisiae (20%). Đối với vi sinh vật phân giải chất xơ, vi khuẩn thuộc chi Bacillus, chủ yếu là Bacillus subtilis, B. amyloliquefaciens được sử dụng.

Nhóm vi khuẩn này vừa có 5 hoạt tính phân giải chất xơ, giàu enzyme thủy phân và có hoạt tính probiotic (Gori et al., 2011) Năm 2002 sử dụng hai chế phẩm: chất A có L. plantarum và Enterococcus faccium và chất B là L.