PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA BỘT XƯƠNG THỊT VÀ BỘT HUYẾT ĐỂ LÀM CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO MÁY NIRS 5000

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y **************** PHAN CHÍ HIẾU PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA BỘT XƯƠNG THỊT

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CHĂN NUÔI - THÚ Y

*****************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA

BỘT XƯƠNG THỊT VÀ BỘT HUYẾT ĐỂ LÀM

CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO MÁY NIRS 5000

Sinh viên thực hiện: PHAN CHÍ HIẾU Lớp: DH08TA

Ngành: Chăn nuôi Niên khóa: 2008 - 2012

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y

****************

PHAN CHÍ HIẾU

PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA

BỘT XƯƠNG THỊT VÀ BỘT HUYẾT ĐỂ LÀM

CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO MÁY NIRS 5000

Khoá luận được đệ trình đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư Chăn Nuôi chuyên ngành

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Giáo viên hướng dẫn

TS NGÔ HỒNG PHƯỢNG

Tháng 08/2012

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ tên sinh viên thực hiện: Phan Chí Hiếu

Tên đề tài: “Phân tích các thành phần hóa học cơ bản của bột xương thịt và bột huyết để làm cơ sở dữ liệu cho máy NIRS 5000”

Đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp theo yêu cầu của giáo viên hướng dẫn và ý kiến nhận xét góp ý của hội đồng chấm thi tốt nghiệp khóa ngày 16-17/08/12

Giáo viên hướng dẫn

TS NGÔ HỒNG PHƯỢNG

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

Ban chủ nhiệm khoa Chăn Nuôi Thú Y

Bộ môn Dinh Dưỡng Gia Súc

Cùng toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

Đã tận tình dạy dỗ và giúp đỡ tôi suốt bốn năm theo học tại trường

Xin được tỏ lòng thành kính biết ơn đến:

TS Ngô Hồng Phượng, Ths Nguyễn Thụy Đoan Trang

Cô Trần Thị Phương Dung, cô Nguyễn Thị Lộc

Đã hết lòng giúp đỡ tôi suốt thời gian làm đề tài và hoàn thành luận văn

Con xin cảm ơn gia đình đã chăm lo cho con được ăn học nên người

Xin chân thành cảm ơn sâu sắc nhất đến những tình yêu to lớn trong cuộc đời tôi, đó là những người bạn thân yêu, luôn bên cạnh tôi mỗi lúc buồn vui thất vọng, luôn sát cánh bên tôi trong suốt thời gian làm khóa luận, xin cảm ơn tập thể lớp DH08TA đã cho tôi sống trong những khoảnh khắc sinh viên đáng nhớ

Xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày….tháng 8 năm 2012 Người thực hiện

Phan Chí Hiếu

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài nghiên cứu “Phân tích các thành phần hóa học cơ bản của bột xương thịt

và bột huyết để làm cơ sở dữ liệu cho máy NIRS 5000” Thí nghiệm được tiến

hành từ 07/12/2011 đến 30/06/2012 tại Bộ môn Dinh Dưỡng Gia Súc, khoa Chăn Nuôi – Thú Y, trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM

Phân tích các thành phần hóa học vật chất khô, protein thô, lipid thô, khoáng tổng số, canxi và phospho theo tiêu chuẩn AOAC, 1998 Kết quả thu được như sau:

- Bột xương thịt (122 mẫu): vật chất khô (93,80 %), protein thô (46,90 %), lipid thô (9,87 %), khoáng tổng số (33,54 %), canxi (12,15 %), phospho (3,85 %)

- Bột huyết (110 mẫu): vật chất khô (91,91 %), protein thô (88,00 %), khoáng tổng số (2,17 %), canxi (0,28 %), phospho (0,11 %)

Kết quả xây dựng đường chuẩn như sau: Xây dựng được đường chuẩn của bột xương thịt dựa trên kết quả của hơn 110 mẫu phân tích, xây dựng được đường chuẩn của bột huyết dựa trên kết quả hơn 100 mẫu phân tích

Đối với bột xương thịt: Có thể sử dụng đường chuẩn để dự đoán nhanh chỉ tiêu vật chất khô, protein thô, béo thô, khoáng tổng số, canxi và phospho

Đối với bột huyết: Có thể sử dụng đường chuẩn để dự đoán nhanh chỉ tiêu vật chất khô

MỤC LỤC

Trang

TRANG TỰA i

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CẬN HỒNG NGOẠI (NIRS) 3

2.1.1 Lịch sử phát triển 3

2.1.2 Định nghĩa quang phổ cận hồng ngoại 3

2.1.3 Cấu tạo máy NIRS 4

2.1.3 Nguyên lý hoạt động 5

2.1.4 Phương trình đường chuẩn của máy NIRS 6

2.1.5 Xây dựng đường chuẩn 6

2.1.6 Ưu điểm và nhược điểm của máy NIRS 7

2.1.7 Ứng dụng của máy NIRS 8

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH 8

2.2.1 Vật chất khô ( DM – Dry Matter) 8

2.2.2 Protein thô (CP – Crude Protein) 9

2.2.3 Lipid thô (EE – Ether Extract) 10

2.3.4 Khoáng tổng số (Ash- Total Ash) 11

2.3.5 Canxi (Ca – Calcium) 11

2.3.6 Phospho (P) 12

2.3 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU THÍ NGHIỆM 12

2.3.1 Bột xương thịt – Meat and Bone Meal (MBM) 12

2.3.2 Bột huyết (Blood Meal) 15

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 19

3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM 19

3.2 ĐỐI TƯỢNG THÍ NGHIỆM 19

3.3 CHỈ TIÊU KHẢO SÁT 19

3.4 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 19

3.4.1 Phương pháp lấy mẫu 19

3.4.2 Phương pháp phân tích mẫu 21

3.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 21

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

4.1 BỘT XƯƠNG THỊT 22

4.1.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học của bột xương thịt 22

4.1.2 Phổ hấp phụ của bột xương thịt trên máy NIRS 5000 23

4.1.3 Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần hóa học của bột xương thịt 24

4.2 BỘT HUYẾT 29

4.2.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học của bột huyết 29

4.2.2 Phổ hấp phụ của bột huyết trên máy NIRS 5000 29

4.2.3 Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần hóa học của bột huyết 30

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 34

5.1 KẾT LUẬN 35

5.2 ĐỀ NGHỊ 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC Official Methods of Analysis of

Association of Offical Agricultural Chemist

Hiệp hội phân tích hóa học các sản phẩm nông nghiệp

NIRS Near Infrared Reflectance Spectroscopy Quang phổ cận hồng

ngoại

đường chuẩn

SECV Standard error of cross validation Sai số dự đoán

đoán

SEP Standard error of cross validation Sai số chuẩn của kết quả

NIRS

kết quả hóa học và kết quả NIRS

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Thành phần và giá trị dinh dưỡng của bột xương thịt 13

Bảng 2.2: Thành phần acid amin tiêu biểu của bột xương thịt 14

Bảng 2.3: Thành phần và giá trị dinh dưỡng của bột huyết 16

Bảng 2.4: Thành phần acid amin tiêu biểu của bột huyết 17

Bảng 4.1: Kết quả phân tích thành phần hóa học của bột xương thịt 22

Bảng 4.2: Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần hóa học của bột xương thịt 25

Bảng 4.3: So sánh kết quả NIRS và kết quả hóa học của bột xương thịt 26

Bảng 4.4: Kết quả phân tích thành phần hóa học (% trên mẫu) của bột huyết 29

Bảng 4.5: Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần hóa học của bột huyết 31

Bảng 4.6: So sánh kết quả NIRS và kết quả phân tích hóa học của bột huyết 33

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Vị trí vùng quang phổ cận hồng ngoại 4

Hình 2.2: Máy NIRS 5000 4

Hình 2.3: Sự hấp phụ ánh sáng của NIRS 6

Hình 2.4: Bột xương thịt 13

Hình 2.5: Bột huyết 16

Hình 4.1: Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của bột xương thịt trên máy NIRS 5000 24

Hình 4.2: Mối tương quan giữa kết quả phân tích và kết quả dự đoán NIRS của bột xương thịt đối với các chỉ tiêu DM (hình a), CP (hình b), EE (hình c), Ca (hình d), Ash (hình e), P (hình f) 28

Hình 4.3: Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của bột huyết trên máy NIRS 5000 30

Hình 4.4: Mối tương quan giữa kết quả phân tích và kết quả dự đoán NIRS của bột huyết đối với các chỉ tiêu vật DM (hình a), CP (hình b), P (hình c), Ca (hình d), Ash (hình e) 32

Từ trước tới nay chúng ta thường sử dụng phương pháp phân tích hóa học để phân tích các thành phần hóa học của nguyên liệu thức ăn, đây là phương pháp khá chính xác nhưng tốn nhiều thời gian, chi phí phân tích cao, sử dụng nhiều hóa chất

và khó có thể đáp ứng nhu cầu phân tích nguyên liệu với số lượng lớn và đa dạng

Do đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu ra một phương pháp mới dần được áp dụng phổ biến là phương pháp NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy – Quang phổ cận hồng ngoại) nhằm giải quyết nhu cầu phân tích nguyên liệu ngày càng nhiều, cho kết quả nhanh, độ chính xác cao, không tốn nhiều công lao động, không làm biến đổi cấu trúc hay đặc tính của mẫu phân tích và không gây ô nhiễm môi trường vì không dùng hóa chất độc hại Tuy nhiên, để áp dụng phương pháp phân tích NIRS, cần thiết lập một đường chuẩn cho hệ thống này

Các nguyên liệu như bột xương thịt và bột huyết là nguồn cung protein trong thức ăn gia súc ở nhiều nước trên thế giới Những nguyên liệu này có nguồn gốc đa dạng từ trong nước và ngoài nước Cho nên, việc xác định thành phần hóa học các nguyên liệu này là rất cần thiết và phương pháp phân tích nhanh NIRS là rất phù hợp

Để có cái nhìn khái quát về thành phần hóa học của một số nguyên liệu thức

ăn chăn nuôi và có cơ sở dữ liệu cho phương pháp mới (phương pháp NIRS),cùng với sự đồng ý của bộ môn Dinh Dưỡng Gia Súc, khoa Chăn Nuôi – Thú Y, trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM dưới sự hướng dẫn của TS Ngô Hồng Phượng chúng

tôi tiến hành đề tài: “PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA BỘT XƯƠNG THỊT VÀ BỘT HUYẾT ĐỂ LÀM CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO MÁY NIRS 5000”

Quét mẫu nguyên liệu bột xương thịt và bột huyết trên máy NIRS 5000 để ghi nhận phổ và thành lập đường chuẩn

Xây dựng đường chuẩn cho bột xương thịt và bột huyết

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CẬN HỒNG NGOẠI (NIRS)

2.1.1 Lịch sử phát triển

Kỹ thuật phân tích NIRS cung cấp khả năng phân tích nhanh các thành phần dinh dưỡng với giá thành thấp bảo đảm hiệu quả sử dụng các nguồn thức ăn phục

vụ cho ngành chăn nuôi

Năm 1977, Shenk và cộng sự đã sử dụng kỹ thuật NIRS kết hợp với hệ thống máy tính để phân tích chất lượng của cỏ làm thức ăn cho gia súc Nghiên cứu của Shenk và cộng sự đã đặt nền móng cho việc ra đời của các hệ thống máy NIRS và phần mềm phân tích được cung cấp bởi các công ty thương mại Đến năm 1986, hệ thống máy NIRS và phần mềm phân tích chính thức được xuất hiện đầu tiên, kể từ

đó đến nay kỹ thuật NIRS không ngừng được nghiên cứu và phát triển nhằm cung cấp cho việc đánh giá chất lượng sản phẩm nông nghiệp một kỹ thuật phân tích nhanh hoàn chỉnh

Việc phát hiện ra vùng câ ̣n hồng ngoại được cho là do Norris – một nhà khoa học Mỹ, là người đầu tiên ứng dụng NIRS vào công nghệ thực phẩm, nông nghiệp bắt đầu vào khoảng năm 1960 Trong những năm 1980 việc ứng dụng, nghiên cứu

về NIRS còn ít, NIRS chỉ sử dụng hạn chế trong phân tích thức ăn, thực phẩm Đến những năm 1990 kỹ thuật NIRS mới thật sự phát triển, việc áp dụng NIRS đã được tập trung hơn vào phân tích hóa học

2.1.2 Định nghĩa quang phổ cận hồng ngoại

Ánh sáng cận hồng ngoại được định nghĩa là vùng ánh sáng có bước sóng trong khoảng từ 730 đến 2500 nm, nằm giữa vùng ánh sáng thấy được có bước sóng ngắn hơn và vùng hồng ngoại có bước sóng dài hơn Khi chiếu ánh sáng vào vật

chất (phân tử), ánh sáng được hấp thu chọn lọc tùy theo tần số dao động đặc trưng của phân tử cấu tạo nên vật chất đó và tạo ra quang phổ (D I Givens et al, 1997)

Bức xạ cận hồng ngoại nằm trong vùng từ phổ có bước sóng từ 750 – 2500

Cấu tạo gồm có 5 thành phần chính:

- Nguồn sáng (đèn Tungsten – halogen)

- Bộ phận lọc và tách ánh sáng

- Bộ phận đựng mẫu

- Detector (bộ phận dò, bộ phận thu nhận ánh sáng phản xạ từ mẫu)

- Bộ phận đọc (nằm trong máy) và phân tích dữ liệu (máy vi tính)

2.1.3 Nguyên lý hoạt động

Mỗi nguyên liệu có đặc điểm riêng về thành phần hóa học, tính chất vật lý, thể hiện qua mô hình quang phổ Khi kết hợp các nguyên liệu này trong khẩu phần thì quang phổ của hỗn hợp không những chịu ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đa dạng mà còn có sự kết hợp, tương tác giữa các thành phần hóa học trong các nguyên liệu cấu thành (Givens và cs, 1997)

Những sai khác về tính chất vật lý của mẫu, dụng cụ, môi trường, có thể làm thay đổi quang phổ của mẫu và sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác khi tạo đường chuẩn Do đó phải luôn luôn đảm bảo điều kiện phân tích mẫu giống nhau để tránh sai số có thể xảy ra đối với quang phổ của những mẫu phân tích sau này so với đường chuẩn sau này

Máy NIRS hoạt động dựa vào độ hấp thụ ánh sáng của phân tử trong mẫu

được đo:

1) Khi có một chùm sáng tới chiếu qua các mẫu nguyên liệu thức ăn, nếu ánh sáng cùng tần số dao động với tần số dao động của các liên kết trong phân tử cấu tạo nên nguyên liệu đó thì ánh sáng sẽ được hấp thụ và dao động được tăng cường 2) Ngược lại, khi ánh sáng chạm đến các liên kết phân tử đang dao động, ánh sáng sẽ phản xạ trở lại nếu ánh sáng không cùng tần số dao động với tần số dao động của các liên kết trong phân tử cấu tạo nên nguyên liệu đó

3) Đo phổ ánh sáng phản xạ từ các mẫu ta có được các thông tin về thành phần hóa học của mẫu đó

Hình 2.3: Sự hấp phụ ánh sáng của NIRS 2.1.4 Phương trình đường chuẩn của máy NIRS

Là một phương trình đa tuyến tính nói lên mối quan hệ giữa kết quả phân tích hóa học và kết quả quét phổ trên máy NIRS

Y = b0 + b1x1 + b2x2 +…+ bixi + bnxn

Trong đó Y là kết quả phân tích phòng thí nghiệm của một chất A nào đó; x

là kết quả chẩn đoán với máy NIRS; a, b là hệ số

Sau khi lập được đường chuẩn cho mẫu nguyên liệu nào thì có thể dựa vào đường chuẩn này ta có thể quét trên máy NIRS và cho ra kết quả phân tích của mẫu nguyên liệu đó

Càng nhiều số liệu được phân tích hóa học và quét phổ thì đường chuẩn càng đáng tin cậy và kết quả quét mẫu càng chính xác

2.1.5 Xây dựng đường chuẩn

Bước 1: Phân tích hóa học theo phương pháp AOAC để xác định các chı̉ tiêu vật

chất khô, protein thô, béo thô, khoáng tổng số, canxi, phospho của các loại nguyên liệu cần xác định như bột xương thịt, bột huyết v.v…

Bước 2: Các mẫu nguyên liệu được quét trên máy NIRS 5000 để ghi nhận phổ và

thành lập đường chuẩn

Bước 3: Dùng phần mềm chuyên dụng (ISI Scan và WINISI 4.0) để xây dựng

đường chuẩn

Bước 4: Sau đó kiểm tra độ tin cậy, độ lập lại của đường chuẩn

Bước 5:Ứng dụng vào máy NIRS và tiếp tục nhập dữ liệu (nếu đươ ̣c) để tăng độ

chính xác

2.1.6 Ưu điểm và nhược điểm của máy NIRS

Ưu điểm:

- Đa năng: đo lường cùng một lúc nhiều chỉ tiêu trên một mẫu

- Không làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của các nguyên liệu cần phân tích

- Nhanh chóng: kết quả đo lường hiển thị sau vài giây

- Kinh tế: giảm thiểu các phí tổn không cần thiết

- Thích hợp cho môi trường: không sử dụng hóa chất để xử lý mẫu

- An toàn: không có phản ứng hóa học

- Hiệu quả: khởi động một lần duy nhất trong ngày

Nhược điểm:

- Giá thành cao, chi phí đầu tư nhiều

- Hiệu chuẩn ít chính xác hơn so với phân tích bằng phương pháp hóa học

- Không thực hiện được mẫu lạ chưa có đường chuẩn

- NIRS chỉ áp dụng tốt nhất cho các nguyên liệu ở dạng khô

- Độ chính xác của kết quả phân tích dựa trên số lượng mẫu làm dữ liệu cho đường chuẩn

- Thao tác bỏ mẫu vào khay, cốc phải thật cẩn thận vì ảnh hưởng đến kết quả phân tích

- Máy NIRS có nhiều bộ phận phức tạp, trước khi máy phân tích cần phải kiểm tra lại các bộ phận của máy

2.1.7 Ứng dụng của máy NIRS

NIRS là kỹ thuật đã được biết đến từ lâu và hiện nay đã được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực NIRS được dùng để xác định lượng nước trong ngũ cốc và các loại hạt (Norris và cộng sự, 2001), dùng để dự đoán thành phần hóa học và tỷ lệ tiêu hóa của cỏ khô, các thức ăn thô khô (Barton và cộng sự, 1998), thức ăn ủ chua,

cỏ tươi (Norris và cộng sự) Người ta cũng đã thành công trong việc dùng NIRS để xác định thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của các thức ăn hạt cốc cho gia súc nhai lại (Arminda và cộng sự., 1998)

Sử dụng kỹ thuật NIRS để xác định tinh bột và đường polysaccharides không phải tinh bột, mỡ và dầu, năng lượng trao đổi, tồn dư thuốc bảo vệ thực vật và độc

tố trong ngũ cốc, chất khô ở các loại cỏ làm thức ăn gia súc, kiểm tra các loại thực phẩm Ngoài ra NIRS còn được sử dụng rộng rãi trong chế biến thức ăn gia súc thủy sản, hóa học, dược phẩm, dệt may và nhiều ngành công nghiệp khác

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH

2.2.1 Vật chất khô ( DM – Dry Matter)

Phương pháp xác định vật chất khô được tiến hành theo AOAC 934.01

Mẫu được sấy khô ở 100 – 105 o

C, lượng nước sẽ mất hết, phần còn lại là vật chất khô hoàn toàn của mẫu

Xác định độ ẩm của thức ăn quan trọng đối với viê ̣c bảo quản mẫu Thức ăn hỗn hợp và thức ăn nguyên liệu đươ ̣c trữ ở trạng thái khô, yêu cầu độ ẩm tối đa

khoảng 13-14% Qui định quốc tế thì độ ẩm là khoảng 13% (Dương Thanh Liêm và

cs, 2002)

Ta sẽ tính được các chỉ tiêu khác quan trọng dựa trên vật chất khô tuyệt đối Giá thành nguyên liệu cũng phụ thuộc vào vật chất khô vı̀ khi nó quá cao thì hàm lượng các chỉ tiêu khác thấp và ta cần phải sấy nguyên liệu lại hay phải trộn

thêm chất bảo quản nên giá thành nguyên liệu có thể bị hạ thấp xuống

2.2.2 Protein thô (CP – Crude Protein)

Phương pháp xác định hàm lượng protein thô theo AOAC 984.13

™ Định nghĩa

Tất cả các chất chứa N trong thức ăn được gọi chung là protein thô (Crude Protein), bao gồm protein thuần hay còn gọi là protein thực (True Protein) và chất chứa N không phải là protein (Non Protein Nitrogen- NPN)

™ Nguyên tắc

Khi cho mẫu thức ăn tác dụng với acid sulfuric (H2SO4) đậm đặc và đun nóng, Nitơ trong protein sẽ bị phân giải thành NH3, nhờ có H2SO4 còn dư nên NH3biến thành sulfat amon (NH4)2SO4 Sau khi để nguội và hòa loãng với nước, mẫu được kiềm hóa với base mạnh sodium hydroxyd (NaOH) NH3 lại thoát ra khỏi dung dịch và được giữ lại bằng acid boric (H3BO3)

Đem định phân bằng acid HCl 0.1N, căn cứ lượng acid đã tiêu hao để trung hòa NH3 ta sẽ tính được NH3, từ đó tính Nitơ tổng số và suy ra lượng protein tổng

số

Nitơ tổng số x 6,25 = protein thô

Trong đó: 6,25 là vì đạm thô chứa trung bình 16% nitơ (100/16 = 6,25)

Là chỉ tiêu quan trọng nhưng phân tích bằng phương pháp Kjeldahl nó cũng

có nhiều khuyết điểm cần khắc phục:

- Chỉ xác định được protien thô mà không xác định được protein hữu dụng

và chất chứa Nitơ không phải protein

- Không xác định được từng loại acid amin cụ thể đây mới là điều quan tâm nhất khi phân tích protein

2.2.3 Lipid thô (EE – Ether Extract)

Phương pháp xác định hàm lượng béo thô theo AOAC 920.39

™ Định nghĩa

Chất béo thô là hợp chất hữu cơ đa chức, gồm các lipid chứa glycerid và các lipid không chứa glycerid Chất béo có độ nhớt cao, không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ như ether, chloroform, benzene, rượu nóng Các lipid được tạo nên từ C, H và O nhưng chúng có thể chứa các nguyên tố khác như P và N Chất béo được phân tích theo phương pháp Soxhlet

™ Nguyên tắc

Chất béo là một este do sự hóa hợp của acid béo và glycerin mà thành Tính chất chung của chất béo là có thể hòa tan trong các dung môi hữu cơ như: ether, phenol, acetol… Khi xác định chất béo người ta thường sử dụng ether làm dung môi hòa tan, vì ether có nhiệt độ sôi thấp (35 o

Bất lợi của việc phân tích béo bằng phương pháp Soxhlet:

- Chỉ phân tích được béo thô chứ không phân loại được chất béo chứa glycerid và chất béo không chứa glycerid

- Không phân tích được từng loại chất béo cụ thể đặc biệt là 3 acid béo thiết yếu là acid linoleic, acid linolenic, acid arachidonic

2.3.4 Khoáng tổng số (Ash- Total Ash)

Phương pháp xác định hàm lượng khoáng tổng số theo AOAC 942.05

™ Định nghĩa

Là khi đốt mẫu thức ăn ở 500 – 550 o

C trong 3 – 4 giờ thì thu được tro hay

còn gọi là chất khoáng Tùy theo loại nguyên liệu mà tỉ lệ khoáng có thể bị thay đổi

2.3.5 Canxi (Ca – Calcium)

Phương pháp xác định hàm lượng canxi theo AOAC 972.07

™ Nguyên tắc

Thức ăn sau khi đốt thành tro, canxi trong thức ăn sẽ chuyển thành oxide

canxi (CaO) như sau:

CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O Dùng ammonium oxalate để kết tủa Ca

CaCl2 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4 + 2NH4Cl Như vậy tách được Ca ra khỏi dung dịch Nếu hòa tan kết tủa oxalate canxi bằng acid sulfuric sẽ được acid oxalic

CaC2O4 + H2SO4 → H2C2O4 + CaSO4

Lượng acid oxalic sẽ tỷ lệ với oxalate canxi Dùng thuốc tím chuẩn độ acid, từ đó ta tính được lượng canxi

2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 10CO2

Canxi cũng là một chỉ tiêu quan trọng nên việc phân tích sẽ giúp chúng ta xác định hàm lượng canxi trong từng nguyên liệu từ đó làm cơ sở cho việc tính toán hàm lượng canxi cho thức ăn hỗn hợp

giá thành tương đối cao

2.3 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU THÍ NGHIỆM

Bột xương thịt, bột huyết là những loại nguyên liệu bổ sung protein chính trong sản xuất thức ăn chăn nuôi nhưng mức giá của chúng luôn cao và hầu như nước ta phải nhập khẩu rất nhiều chúng rất thường bị pha tạp để tăng độ đạm Bằng phương pháp phân tích hóa học chúng ta không thể phát hiện mẫu có pha tạp hay không pha tạp Chính vì vậy, việc phân tích các thành phần hóa học của các nguyên liệu này rất quan trọng và có ý nghĩa to lớn trong việc cân đối khẩu phần thức ăn của thú và giảm chi phí chăn nuôi

2.3.1 Bột xương thịt – Meat and Bone Meal (MBM)

Theo hiệp hội kiểm soát thức ăn chăn nuôi của Mỹ AAFCO (Association of American Feed Control Officials) thì mỗi năm ở Mỹ sản xuất hàng triệu tấn phế phẩm động vật Do đó việc tận dụng các phế phẩm này trong công nghiệp chế biến

thức ăn cho vật nuôi sẽ vừa cải thiện được môi trường lại vừa tiết kiệm chi phí thức

ăn cho vật nuôi

Bột xương thịt (MBM – Meat and Bone Meal) được AAFCO (1996) định nghĩa là những sản phẩm từ các mô của động vật hữu nhũ gồm xương, thịt, không chứa huyết, lông, móng, sừng, da, phân, dạ dày của động vật Bột có màu vàng đến nâu nhạt, thoảng nhẹ mùi thịt

Hình 2.4: Bột xương thịt Bảng 2.1: Thành phần và giá trị dinh dưỡng của bột xương thịt

(Nguồn: Viện Chăn Nuôi, 1995)

Do giá trị dinh dưỡng cao và giá thành tương đối chấp nhận được nên bột xương thịt thường được sử dụng làm nguồn nguyên liệu bổ sung bột cá trong công nghiệp chế biến thức ăn gia súc, gia cầm và thủy sản Trong những năm qua nhiều nghiên cứu đã được tiến hành nhằm đánh giá khả năng sử dụng bột xương thịt trong

thức ăn của một số động vật thủy sản như tôm, cá chình, cá chép, cá hồi Bột xương thịt có thể sử dụng như một nguồn cung cấp acid amin trong việc xây dựng công thức thức ăn cho gia cầm, heo, một số loài cá và các con thú kiểng, nhưng không sử dụng bột xương thịt có chứa protein của các động vật nhai lại cho các động vật nhai lại ăn Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu bột xương thịt đặc biệt

là protein và acid amin Lysine và methionine có khả năng tham gia quá trình trao đổi chất cao nhưng một lượng đáng kể cystine lại không có tính khả dụng về mặt sinh học (bioavailability) Điều này rất quan trọng bởi vì tryptophan và tổng lượng acid amin chứa lưu huỳnh (TSAA) trong bột xương thịt là thấp nhất, kế đến là threonine, isoleusine, phenylalanine + tyrosine, vv Xương là một cấu thành của bột xương thịt nó cung cấp nguồn canxi và phospho tuyệt vời (P>4%) Lưu ý rằng việc bổ sung bột xương thịt trong thức ăn chăn nuôi phải được kiểm soát để đảm bảo hàm lượng phospho không cao tới mức có thể ảnh hưởng tới môi trường

Bảng 2.2: Thành phần acid amin tiêu biểu của bột xương thịt

Arginine Glycine Histidine Serine Tryptophan Tyrosine Valine Proline

5,4 8,4 2,5 4,2

- 2,8 4,5 5,9 (Nguồn: Viện Chăn Nuôi, 1995)

Thành phần của nguyên liệu sử dụng để tạo ra bột xương thịt ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sau cùng Thành phần hỗn hợp của nguyên liệu thô có thể thay đổi theo vùng địa lý, theo xưởng chế biến.Hàm lượng protein biến động từ 30% đến trên 50% tùy theo bột xương thịt hay là bột thịt Bột xương thịt tuy có ít protein nhưng là nguồn cung cấp tốt các chất khoáng 12-35%, mỡ 8-15%, canxi 7-

10% và phospho hữu dụng 3,8-5% Thành phần dinh dưỡng của bột xương thịt ngày càng được cải thiện và thay đổi tùy vào nguồn nguyên liệu chế biến

Hiện nay bột xương thịt chủ yếu được sử dụng trong ngành chăn nuôi, nó được phối trộn vào thức ăn gia súc, gia cầm Bột xương thịt là nguồn cung cấp thức

ăn chứa nhiều dinh dưỡng cho vật nuôi, hầu hết thức ăn động vật có protein chất lượng cao, có các aicd amin thiết yếu, các nguyên tố khoáng và một số vitamin A,

D, E, K, B12 tỷ lệ tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng trong thức ăn động vật cao hay thấp phụ thuộc vào cách chế biến, làm thức ăn bổ sung protein quan trọng trong khẩu phần của gia súc gia cầm

Điểm cần lưu ý đối với bột xương thịt cũng như các sản phẩm chế biến từ động vật là cần phải xử lý nhiệt kỹ lưỡng để tránh các mầm bệnh còn hiện diện

2.3.2 Bột huyết (Blood Meal)

Bột huyết là sản phẩm chế biến từ máu của gia súc như bò, heo khỏe mạnh lấy từ các lò mổ có sự kiểm tra chặt chẽ về bệnh Tổng số lượng máu trong cơ thể thú là 7-10% trọng lượng cơ thể Bột huyết có chứa 20% chất rắn Do đó để có bột huyết cuối cùng 12% độ ẩm rõ ràng phải làm bay hơi một lượng nước đáng kể Tuy nhiên trong suốt những năm 60 và 70 việc sử dụng bột huyết rất hạn chế vì nó được cho là không có tính ngon miệng Hơn nữa, có những khó khăn trong chế biến, chủ yếu là do phương pháp sấy khô không hoàn hảo

Bột huyết có hàm lượng protein cao, nhưng thấp canxi và phospho Bột huyết loại phẩm chất tốt có thể chứa 85% protein, không có chất béo, xơ Ẩm độ và protein là hai chỉ tiêu đánh giá phẩm chất bột huyết, để dự trữ tốt ẩm độ của bột huyết nên khoảng 10-12%, nếu ẩm độ lớn hơn bột huyết sẽ bị đóng cục và có thể lên men trong quá trình dự trữ Nếu độ ẩm quá thấp bột huyết có màu đen vì màu đỏ

bị hư

là nguồn thức ăn giàu lysine

Bảng 2.3: Thành phần và giá trị dinh dưỡng của bột huyết