KHẢO SÁT THÀNH PHẦN ACID AMIN TRÊN NGUYÊN LIỆU BỘT CÁ THƯỜNG, BỘT CÁ TRA VÀ CÁM GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ CẬN HỒNG NGOẠI (NIRS)

B Ộ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CHĂN NUÔI - THÚ Y **************** KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN ACID AMIN TRÊN NGUYÊN LIỆU BỘT CÁ

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

KHOA CHĂN NUÔI - THÚ Y

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN ACID AMIN TRÊN NGUYÊN LIỆU BỘT CÁ THƯỜNG, BỘT CÁ TRA VÀ CÁM GẠO BẰNG

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ

HUỲNH THỊ KIM NGÂN

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN ACID AMIN TRÊN NGUYÊN LIỆU BỘT CÁ THƯỜNG, BỘT CÁ TRA VÀ CÁM GẠO BẰNG

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ

CẬN HỒNG NGOẠI (NIRS)

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư chăn nuôi

Giáo viên hướng dẫn:

TS NGÔ HỒNG PHƯỢNG

ThS NGUYỄN THỤY ĐOAN TRANG

Tháng 08/2013

ii

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ KIM NGÂN

Tên luận văn: “Khảo sát thành phần acid amin trên nguyên liệu bột cá

thường, bột cá tra và cám gạo bằng phương pháp phân tích quang phổ cận hồng ngoại (NIRS)”

Đã hoàn thành luận văn theo yêu cầu của giáo viên hướng dẫn và ý kiến đóng góp của hội đồng chấm thi tốt nghiệp khoa ngày…

iii

LỜI CẢM ƠN

Kính dâng lên cô Nguyễn Thụy Đoan Trang cùng cô Ngô Hồng Phượng lời cảm ơn chân thành và sâu sắc vì đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài, đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, các thầy cô khoa Chăn nuôi – Thú y và đặc biệt các thầy cô trong Bộ môn Dinh Dưỡng đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để em thực hiện đề tài này

Cảm ơn tập thể lớp DH09TA đã cho tôi sống những khoảnh khắc sinh viên đáng nhớ, cảm ơn bạn bè và người thân đã giúp đỡ, ủng hộ động viên tôi trong suốt thời gian qua

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày…… tháng…….năm 2013

Sinh viên

Huỳnh Thị Kim Ngân

iv

TÓM TẮT

Đề tài “KHẢO SÁT THÀNH PHẦN ACID AMIN TRÊN NGUYÊN

LIỆU BỘT CÁ THƯỜNG, BỘT CÁ TRA VÀ CÁM GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ CẬN HỒNG NGOẠI (NIRS)” được tiến

sở dữ liệu cho phương pháp phân tích bằng quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) đối với 03 nguyên liệu bột cá thường , bột cá tra và cám gạo Từ đó xây dựng đường

nhanh thành phần acid amin của các loại thực liệu này bằng máy NIRS 5000 và là tiền đề để xây dựng đường chuẩn cho các nguyên liệu khác

gạo đã có được kết quả như sau:

Thành phần protein và acid amin trung bình của 149 mẫu bột cá thường là đạm thô 58,35%, lysine 3,92 %; methionine 1,49%; cystine 0,50%; met.+cys 2,00%; threonine 2,31%; tryptophan 056%; arginine 3,36%; isoleucine 2,20%; leucine 3,90%; valine 2,68%; histidine 1,28%; và phenylalanine 2,20%

Thành phần protein và acid amin trung bình của 63 mẫu bột cá tra bao gồm đạm thô 58,54%, lysine 4,06%; methionine 1,48%; cystine 0,53 %; met.+cys 2,00%; threonine 2,35%; tryptophan 0,57%; arginine 3,43%; isoleucine 2,20%; leucine 3,95%; valine 2,64%; histidine 1,26%; và phenylalanine 2,20%

Thành phần protein và acid amin trung bình của 169 mẫu cám gạo bao gồm đạm thô 12,23%, lysine 0,54%; methionine 0,24%; cystine 0,26%; met.+cys 0,49%; threonine 0,44%; tryptophan 0,16%; arginine 0,95%; isoleucine 0,42%; leucine 0,84%; valine 0,65%; histidine 0,33%; và phenylalanine 0,53%

v

lập được đường chuẩn cho acid amin với mức chi phí thấp để ứng dụng kỹ thuật NIRS trong phân tích nhanh thành phần acid amin của nguyên liệu thức ăn chăn

nuôi

vi

MỤC LỤC

Trang

TRANG TỰA i

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và yêu cầu 2

1.1.1 Mục tiêu 2

1.2.2 Yêu cầu 2

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về phương pháp phân tích quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại (NIRS) 3

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về phương pháp phân tích quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) 3

2.1.2 Cấu tạo của máy NIRS 4

2.1.3 Giới thiệu về máy NIRS 5000 5

2.1.4 Nguyên lý hoạt động của máy NIRS 7

2.1.5 Ứng dụng của phương pháp phân tích cận hồng ngoại NIRS 8

2.1.6 Đường chuẩn máy NIRS 10

2.1.7 Ưu nhược điểm của phương pháp NIRS: 11

2.1.7.1 Ưu điểm 11

2.1.7.2 Nhược điểm 11

vii

2.2 Tổng quan về nguyên liệu thí nghiệm 12

2.2.1 Bột cá thường 12

2.2.1.1 Ưu điểm 13

2.2.1.2 Nhược điểm 13

2.2.1.3 Sản phẩm bột cá 14

2.1.2.4 Phương pháp sản xuất 16

2.2.2 Bột cá tra 17

2.2.2.1 Ưu điểm 18

2.2.2.2 Nhược điểm 18

2.2.3 Cám gạo 18

2.3 Tổng quan về acid amin 22

2.3.1 Định nghĩa 22

2.3.2 Phân loại 22

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 25

3.1 Thời gian và địa điểm 25

3.2 Đối tượng nghiên cứu 25

3.3 Nội dung thực hiện 25

3.4 Phương pháp tiến hành 26

3.4.1 Phương pháp lấy mẫu 26

3.4.2 Xử lý mẫu 27

3.4.3 Chuẩn bị mẫu trước khi phân tích quang phổ 27

3.4.4 Phân tích quang phổ 27

3.4.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu (đường chuẩn) cho phương pháp NIRS 27

3.4.6 Phương pháp đánh giá 28

3.5 Xử lý số liệu 28

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu để phân tích nhanh thành phần acid amin của bột cá thông thường 29

4.1.1 Thành phần acid amin của bột cá thường 29

viii

4.1.2 Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của bột cá thường trên máy NIRS 5000 30

4.1.3 Đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần thành phần acid amin của bột cá thường 31

4.2 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu để phân tích nhanh thành phần acid amin của bột cá tra 33

4.2.1 Thành phần acid amin của bột cá tra 33

4.2.2 Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của bột cá tra trên máy NIRS 5000 34

4.2.3 Đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần acid amin của bột cá tra 35

4.3 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu để phân tích nhanh thành phần hóa học của cám gạo 36

4.3.2 Thành phần acid amin của cám gạo 36

4.3.2 Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của cám gạo trên máy NIR 5000 37

4.4.3 Đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần acid amin của cám gạo 37

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 40

5.1 Kết luận 40

5.2 Đề nghị 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC 44

x

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Tương tác của các vùng ánh sáng với vật chất 3

Bảng 2.2 Một số thông số kỹ thuật của máy NIRS 5000 5

Bảng 2.3 Phạm vi phân tích của phương pháp NIRS 10

Bảng 2.4 Thành phần acid amin của một số loại nguyên liệu thức ăn 15

Bảng 2.6 Thành phần xơ và giá trị dinh dưỡng của các nguyên liệu 20

Bảng 2.7 Thành phần acid amin của cám gạo (mg/g) 21

Bảng 2.8 Các acid amin thiết yếu của một số loài động vật 24

Bảng 4.1 Thành phần acid amin của 149 mẫu bột cá thông thường 29

Bảng 4.2 Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần acid amin của bột cá thường 31

Bảng 4.3 So sánh kết quả xác định acid amin của bột cá từ đườ ng chuẩn máy NIRS mới thiết lập với kết quả của Evonik (n=29 mẫu) 32

Bảng 4.4 Thành phần acid amin của bột cá tra 33

Bảng 4.5 Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần acid amin của bột cá tra 35

Bảng 4.6 So sánh kết quả xác định acid amin của bột cá tra từ đường chuẩn máy NIRS mới thiết lập với kết quả của Evonik (n=30 mẫu) 36

Bảng 4.7 Thành phần acid amin của cám gạo 37

Bảng 4.8 Các tham số của đường chuẩn dự đoán nhanh thành phần acid amin của cám gạo (từ 169 mẫu) 38

Bảng 4.9 So sánh kết quả xác định acid amin của cám gạo từ đường chuẩn máy NIRS mới thiết lập với kết quả của Evonik (n=30 mẫu) 39

xi

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Vùng sáng cận hồng ngoại 4

Hình 2.2 Cấu tạo của máy NIRS 5

Hình 2.3 Một số vị trí hấp thụ quang phổ cận hồng ngoại 6

Hình 2.4 Máy NIR 5000 7

Hình 2.5 Sự hấp phụ ánh sáng của liên kết phân tử 8

Hình 2.6 Bột cá thường 12

Hình 2.7 Bột cá tra 17

Hình 2.8 Cám gạo 18

Hình 2.9 Sơ đồ vị trí phân bố phần cám trong hạt gạo 19

Hình 4.1 Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của các chỉ tiêu đạm và acid amin của bột cá thường trên máy NIRS 5000 30

Hình 4.2 Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của các chỉ tiêu acid amin của bột cá tra trên máy NIRS 5000 34

Hình 4.3 Phổ hấp phụ cận hồng ngoại của các chỉ tiêu acid amin của cám gạo trên máy NIRS 5000 37

Xuất phát từ những nhu cầu trên, vấn đề dinh dưỡng trong ngành thức ăn chăn nuôi đã và đang được tập trung nghiên cứu mạnh mẽ Muốn có một chế độ dinh dưỡng hợp lý, phải hiểu biết về thành phần và giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn khi tổ hợp khẩu phần Khẩu phần thức ăn ảnh hưởng trực tiếp lên sự tăng trưởng, sức khỏe của vật nuôi, do đó một khẩu phần thức ăn tốt cần đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi và phải cân đối tất cả các thành phần: protein, năng lượng, khoáng, vitamin, v.v Một trong các thành phần cần phải đặc biệt quan tâm đến sự cân đối là thành phần acid amin

Hiện nay có nhiều phương pháp được ứng dụng để xác định thành phần acid amin trong nguyên liệu thức ăn, phổ biến nhất là phương pháp phân tích hóa học nhưng phương pháp này khá phức tạp, tốn nhiều hóa chất, mất nhiều thời gian, công sức Do đó, một phương pháp phân tích thay thế đã được nghiên cứu và ngày càng được ứng dụng rộng rãi là phương pháp sử dụng quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại

phương pháp phòng thí nghiệm có độ chính xác cao, có nhiều ưu điểm nổi bật so với các phương pháp truyền thống khác

2

Nhằm có một cái nhìn khái quát về thành phần acid amin có trong nguyên liệu thức ăn để xây dựng cơ sở dữ liệu cho phương pháp NIRS, với sự đồng ý của

bộ môn Dinh Dưỡng, khoa Chăn Nuôi – Thú Y, trường đại học Nông Lâm

Hồng Phượng cùng các thầy cô trong bộ môn Dinh Dưỡng, chúng tôi đã tiến thành

đề tài: “Khảo sát thành phần acid amin trên nguyên liệu bột cá và cám gạo

bằng phương pháp phân tích quang phổ cận hồng ngoại (NIRS)”.

1.2 Mục tiêu và yêu cầu

1.1.1 Mục tiêu

(nguyên liệu cung đạm) và cám gạo (nguyên liệu cung năng lượng)

03 nguyên liệu trên

phục vụ cho việc phân tích nhanh thành phần acid amin của các loại thực liệu này bằng máy NIRS 5000

1.2.2 Yêu cầu

met.+cys., threonine, tryptophan, arginine, isoleucine, leucine, valine, histidine, và

tích nhanh từ đường chuẩn gốc của công ty Evonik

NIRS 5000

phổ của mẫu nguyên liệu để xây dựng đường chuẩn cho máy NIRS 5000

kết quả dự đoán thành phần acid amin bằng đường chuẩn trên máy NIRS 5000 và kết quả phân tích hóa học

3

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về phương pháp phân tích quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại (NIRS)

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về phương pháp phân tích quang phổ cận hồng ngoại (NIRS)

Phổ điện từ là dải tất cả các tần số có thể có của bức xạ điện từ Phổ điện từ của một đối tượng là phân bố đặc trưng của bức xạ điện từ phát ra hoặc hấp thụ bởi một đối tượng cụ thể Phổ điện từ được nghiên cứu rất nhiều dùng cho kính quang phổ để phân tích vật chất

Bảng 2.1 Tương tác của các vùng ánh sáng với vật chất

chất lớn (dao động plasma) Một ví dụ là dao động của các điện tử trong một anten

Vi sóng tới hồng ngoại xa Dao động plasma, quay phân tử

(chỉ trong kim loại)

Ánh sáng nhìn thấy Kích thích phân tử electron (gồm cả các

của người, dao động plasma (chỉ trong kim loại)

tử và phân tử (hiệu ứng quang điện)

nguyên tử ra ngoài, hiệu ứng Compton (đối với hạ nguyên tử)

Tia gamma Phóng năng lượng của các electron lõi

4

nguyên tử nặng, hiệu ứng Compton (đối với tất cả các nguyên tử), kích thích hạt nhân nguyên tử, phân ly hạt nhân

Tia gamma năng lượng cao Tạo ra cặp hạt – phản hạt Ở mức năng

lượng rất cao có thể tạo ra một cơn mưa hạt và phản hạt năng lượng cao khi tương tác với vật chất

Phần hồng ngoại của phổ điện từ nằm trong khoảng 750nm đến 1mm, có thể được chia thành ba phần nhỏ:

trong khoảng 10 µm đến 1mm Bức xạ này thường bị hấp thụ bởi chế độ quay của các phân tử khí, chuyển động của các phân tử trong chất lỏng và bởi phonon trong chất rắn

- Vùng hồng ngoại (IR – Infrared Reflectance) có phổ điện từ nằm trong khoảng 10µm đến 2,5µm Bức xạ này bị hấp thụ bởi các dao động phân tử

- Vùng cận hổng ngoại( NIR – Near Infrared Reflectance) có phổ điện từ nằm trong khoảng 800nm đến 2500nm NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy) là phương pháp quang phổ sử dụng khu vực gần hồng ngoại của quang phổ điện từ ( khoảng từ 800nm đến 2500nm)

Hình 2.1 Vùng sáng cận hồng

5

2.1.2 Cấu tạo của máy NIRS

cách tử nhiễu xạ, có nhiệm vụ phân tích ánh sáng đa sắc thành ánh sáng đơn sắc

- Bộ phận dò (Detector): thường được làm bằng chì hoặc silicon, dùng để chuyển năng lượng ánh sáng thành tín hiệu điện

Hình 2.2 Cấu tạo của máy NIRS

2.1.3 Giới thiệu về máy NIRS 5000

Bảng 2.2 Một số thông số kỹ thuật của máy NIRS 5000

tích 6×5 cm

kiềm (NaCl hoặc AgCl )

dễ bị hơi ẩm tác dụng, dễ bị bám bụi, dầu

Hình 2.3 Một số vị trí hấp thụ quang phổ cận hồng ngoại

7

Hình 2.4 Máy NIR 5000

2.1.4 N guyên lý hoạt động của máy NIRS

Khi ánh sáng quang phổ đập vào một ma trận các phân tử của mẫu phân tích, một phần ánh sáng đi vào mẫu được bộ phận dò thu nhận lại Nếu các phân tử

mát do phát tán, khúc xạ, phản xạ và hấp thu) Nếu năng lượng ánh sáng trùng với năng lượng dao động của phân tử sẽ bị hấp thụ không phản xạ trở lại Nếu năng lượng ánh sáng không trùng với tần số dao động của phân tử sẽ bị phản xạ trở lại

Theo Vũ Chí Cương và cộng sự (2007), nguyên lý hoạt động của máy NIRS được mô tả như sau:

mẫu nguyên liệu, ánh sáng này được các cầu nối C-H, N-H, O-H là các thành

tố cơ bản cấu tạo nên chất hữu cơ hấp thụ

phổ hấp phụ của mẫu đó

8

kết quả phân tích hóa học của mẫu

Hình 2.5 Sự hấp phụ ánh sáng của liên kết phân tử

2.1.5 Ứng dụng của phương pháp phân tích cận hồng ngoại NIRS

Herschel phát hiện ra năng lượng cận hồng ngoại vào thế kỷ 19, nhưng nó được ứng dụng trong công nghiệp lần đầu tiên vào những năm 1950 Trong các ứng dụng đầu tiên, NIR chỉ sử dụng như là một phần của các thiết bị quang học

khác sử dụng các bước sóng như tia cực tím (UV), ánh sáng có thể nhìn thấy (Vis), hoặc giữa hồng ngoại (MIR)

Với việc ra đời sợi quang ánh sáng vào giữa năm 1980 và ứng dụng ánh sáng đơn sắc, vào đầu những năm 1990 phương pháp NIR đã trở thành một công

cụ mạnh mẽ cho nghiên cứu khoa học

Vùng bước sóng cận hồng ngoại được chia thành hai khu vực: 780-1100 nm

tiềm năng của nó chỉ được khai thác khoảng 30 năm gần đây, để phân tích chất

• Atoms in molecules vibrate with a frequency specific to the molecular bond

• When light hits this vibrating molecular bond, it is reflected when it does not match the frequency of the vibration

• When light hits this vibrating molecular bond with a matching frequency, then this light is absorbed and the vibration intensifies

– Organic bonds absorb NIR light!

Absorption linked to molecular composition

Sự hấp phụ năng lượng ánh sáng phụ thuộc vào cấu

tạo phân tử

Các nguyên tử trong một phân tử dao động với tần số đặc trưng cho liên kết

phân tử Khi ánh sáng chiếu vào liên kết phân

tử đang dao động, nếu không có cùng tần số dao động với liên kết phân tử, ánh sáng sẽ được phản chiếu Nếu ánh sáng chiếu vào có cùng tần số với liên kết phân tử đang dao động, ánh sáng sẽ được hấp phụ và phân tử dao

động mạnh hơn

- Liên kết hữu cơ hấp phụ ánh sáng cận

hồng ngoại (NIR)

9

lượng của các mẫu rắn, quang phổ NIR được đo bằng cách phản xạ Phổ thường phức tạp với nhiều đỉnh chồng chéo Việc phát hiện ra vùng cậ 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

sự phát triển, việc áp dụng NIRS đã được tập trung hơn vào phân tích hóa học (Hoeil Chung, 2007)

Phương pháp NIRS được AOAC chính thức công nhận để ước tính:

- Protein thô, ADF (AOAC 989.03)

lượng trao đổi, tồn dư thuốc bảo vệ thực vật, độc tố trong ngũ cốc (Wrigley,1999)

gia trộn trong nguyên liệu (Givens và Deaville, 1999)

định lượng đường và đo oxy trong máu), thực phẩm và kiểm soát chất lượng nông hoá, nghiên cứu quá trình đốt cháy, cũng như khoa học nghiên cứu thần kinh nhận thức

10

Bảng 2.3 Phạm vi phân tích của phương pháp NIRS

Thức ăn thô xanh và phụ phẩm, kể cả

những loại được xử lý hoá học hoặc vật lý

Vật chât khô; tổng protein thô (CP), ADF, NDF; protein bị phá huỷ bởi nhiệt, xơ; tỷ lệ tiêu hoá; lignin; năng lượng (thuần và năng lượng khác); lượng ăn vào; Alkaloids; nhiễm mốc (chitin và glucosamine); chất đánh dấu dysprosium; khoáng; các chất xác định thành phần thực vật

Khẩu phần hỗn hợp và các chất nguyên

liệu thức ăn gồm thức ăn gia cầm và lợn

năng tiêu hoá; lysine và thức ăn lợn nái; dầu thực vật; tinh bột;

đường; sulphur

Thức ăn ủ chua

vật chất khô thật; axit béo bay hơi; ảnh hưởng của nhiễm đất đến phân tích NIR; đặc trưng lên men

Tuy nhiên, đối với hầu hết các mẫu thực phẩm, thông tin hóa chất bị che khuất bởi những thay đổi trong quang phổ do tính chất vật lý như kích thước hạt Quang phổ cận hồng ngoại được dựa trên sự kết hợp và rung động phân tử Khác với phổ hồng ngoại, phổ cận hồng ngoại xuyên tương đối dễ dàng qua nước và các

mô

Phương pháp NIRS còn được sử dụng để lập đường chuẩn

2.1.6 Đường chuẩn máy NIRS

11

Theo Vũ Chí Cương và cộng sự, đường chuẩn được xây dựng bằng cách sử dụng máy NIRS là một phương trình hồi quy đa tuyến tính biểu thị mối liên hệ giữa kết quả phân tích hóa học và kết quả của phổ hấp phụ đo được bằng máy NIRS: Y= a + b1x1 +b2x2 + +bnxn

Trong đó:

Y là kết quả phân tích hóa học của một mẫu bất kỳ

a là hệ số tự do

b là hệ số hồi quy

x là kết quả phân tích trên máy NIRS

tích loại nguyên liệu đó

thì độ chính xác của đường chuẩn càng đáng tin cậy

2.1.7 Ưu nhược điểm của phương pháp NIRS:

2.1.7.1 Ưu điểm

- Quá trình chuẩn bị mẫu đơn giản (sấy khô và nghiền nhỏ, hoặc để mẫu tươi)

tạp, không tốn hóa chất

2.1.7.2 Nhược điểm

12

lập đường chuẩn

học ban đầu, nghĩa là dựa trên số mẫu có trong cơ sở dữ liệu của đường chuẩn

độ, ẩm độ)

chùi mặt kính của cốc đựng mẫu không kỹ, trộn mẫu không đều trước khi đưa vào máy quét

2.2 Tổng quan về nguyên liệu thí nghiệm

2.2.1 Bột cá thường

Bột cá là một loại sản phẩm được chế biến từ thịt cá, cá tạp, cá nguyên con, các loại cá thứ phẩm của nhà máy chế biến thủy sản cho người (đầu cá, xương cá) hay các phụ phẩm khác từ quá trình chế biến cá Những loại cá thường được dùng để sản xuất bột cá là cá trích, cá mòi, cá cơm

Hình 2.6 Bột cá thường

Tùy theo nguồn nguyên liệu chế biến, chẳng hạn với các phế liệu từ cá,

cá kém chất lượng chúng ta thu được bột cá chăn nuôi; với cá có giá trị ta được bột cá thực phẩm Từ bột cá có thể chế biến thành các sản phẩm cao cấp khác

không thay thế và có tỉ lệ cân đối với các acid amin so với các loại thực liệu khác (sử dụng trong khẩu phần của heo, gà cần nhiều protein chất lượng cao)

có nhiều acid amin tự do nên có mùi đặc trưng, khi sử dụng nhiều trong trong thức ăn heo, gà trong giai đoạn sắp xuất thịt sẽ tạo mùi cá)

của thú nhất là thú non

- Giá cao

14

2.2.1.3 Sản phẩm bột cá

Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến thực phẩm thuỷ sản, công nghệ sản xuất bột cá chăn nuôi ngày càng phát triển Bởi lẽ: từ công nghệ chế biến thuỷ sản tạo ra nguồn phế liệu khá dồi dào, sản lượng cá tạm ngày càng tăng cao, chiếm 2/3 tổng sản lượng chung Các nước phát triển công nghiệp đòi hỏi tiêu thụ một lượng lớn về bột cá chăn nuôi, đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho các nhà máy thức ăn

Việc sản xuất bột cá chăn nuôi có ý nghĩa kinh tế rất lớn, bởi vì công nghệ này đã tận dụng được nguồn phế liệu và thuỷ sản kém giá trị tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp lượng đạm dễ tiêu hoá cho động vật nhằm phát triển chăn nuôi

Bột cá là sản phẩm giàu đạm, chứa từ 47% - 85% là đạm tổng số, trong

đó đạm tiêu hoá và hấp thu là 80 - 95% tuỳ thuộc vào phương pháp chế biến và nguyên liệu ban đầu Trong khi đó đạm tiêu hoá của bột thực vật chỉ đạt từ 30 - 40% đạm tổng số

Protein của bột cá là protein hoàn hảo, vì chúng chứa đủ các acid amin không thay thế và có tỉ lệ cân đối với các acid amin Hàm lượng một số acid amin trong bột cá chăn nuôi so với các chế phẩm chăn nuôi khác được thể hiện như sau:

15

Bảng 2.4 Thành phần acid amin của một số loại nguyên liệu thức ăn

chăn nuôi

Hàm lượng axit amin (g/kg)

vi lượng: Fe, Cu, Co,

Bột cá có hệ số tiêu hoá cao bởi lẽ chứa nhiều đạm dễ hoà tan và hấp thu Bột cá ở dạng khô nên còn là nguồn thức ăn dự trữ cho động vật nuôi trong năm

Bột cá là thành phần quan trọng không thể thiếu trong thức ăn chăn nuôi gia súc và nuôi thủy sản Lượng thức ăn cho chăn nuôi gia súc và nuôi thủy sản

ở nước ta cần khoảng 300.000 tấn/năm, trong đó bột cá sản xuất công nghiệp chỉ đáp ứng 1/10 nhu cầu, do vậy phải nhập khẩu (Viện nghiên cứu nuôi trồng

nếu nấu chưa đủ độ chín thì dung dịch từ cá không thể được ép hết ra ngoài, còn nếu nấu quá chín làm cho cá quá mềm để ép Không sấy trong giai đoạn nấu

nguyên liệu và các chất rắn còn lại được gọi là bánh ép Hàm lượng nước sau khi ép giảm từ 70% xuống khoảng 50% và dầu giảm xuống còn 4%

Nếu chưa khô, nấm mốc hoặc vi khuẩn có thể phát triển Nếu quá khô, nguyên liệu có thể bị cháy và điều này làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

17

dẫn qua các nguyên liệu sau đó được giảm nhanh chóng Đây là phương pháp nhanh hơn, nhưng thiệt hại do nhiệt có thể xảy ra nếu quá trình này không được kiểm soát cẩn thận

nguyên liệu thành bột

2.2.2 Bột cá tra

Hình 2.7 Bột cá tra Trong hơn 5 năm qua, Việt Nam nổi lên trên thị t rường thuỷ sản thế giới , nhất là mặt hàng cá da trơn (chủ yếu là cá tra ) Trong quá trình chế biến cá tra nguyên liệu, ngoài sản phẩm thu được là phi lê cá dùng để xuất khẩu thì một lượng phụ phẩm thải ra gồm đầu, da, mỡ, bụng, nội tạng, thịt vụn và máu cá là lượng đáng

kể để sản xuất bột cá tra dùng trong thức ăn chăn nuôi

Với mỗi kg cá tươi có thể để lại đến 0,3 – 0,4 kg phụ phẩm thì với sản lượng một năm trên 2 triệu tấn cá tra thu hoạch được sẽ cung ứn g cho thị trường không dưới 800.000 tấn phụ phẩm dạng tươi và nếu tất cả được chế biến thành bột cá thì sẽ

có được khoảng 300.000 tấn bột cá tra

18

2.2.2.1 Ưu điểm

có đủ các axit amin cần thiết trong đó có lysine, tryptophan, cystine, methionine cao hơn thịt, dễ tiêu hóa, dễ hấp thu hơn so với thịt

-Có đầy đủ năng lượng, chất khoáng, vitamin, acid béo thiết yếu, ít cholesterol

(Dương Duy Đồng, 2013)

2.2.2.2 Nhược điểm

riêng để sản xuất mỡ cá, cũng dùng trong thức ăn chăn nuôi)

sản xuất từ nguồn cá biển

từ biển nên trong bột cá hàm lượng muối (NaCl) rất thấp, ảnh hưởng phần nào đến khả năng bảo quản lâu dài

nên thời gian bảo quản tự nhiên ngắn

(Dương Duy Đồng, 2013)

2.2.3 Cám gạo

Hình 2.8 Cám gạo

19

Hình 2.9 Sơ đồ vị trí phân bố phần cám trong hạt gạo

Cám gạo là phụ phẩm chính thu được từ lúa sau khi xay xát và thường chiếm khoảng 10% trọng lượng lúa Cám gạo được hình thành từ lớp vỏ nội nhũ, mầm phôi của hạt, cũng như một phần từ tấm Cám gạo có màu sáng và mùi thơm đặc trưng Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cám gạo biến động rất lớn, phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật xay xát gạo

Phân loại: cám loại I và cám loại II (tùy theo lượng trấu còn lẫn trong cám gạo sau khi xay), cám lau (phụ phẩm lau bóng gạo để xuất khẩu, độ ẩm cao, dễ bị ôi do lượng dầu cao, dễ bị đóng vón)

Tỷ lệ vỏ trấu sau khi xay xát ảnh hưởng nhiều tới hàm lượng protein, béo và xơ của cám gạo thành phẩm Tỷ lệ protein trong cám gạo mịn có thể đạt

12 - 14% Lượng protein thô ở cám gạo cao hơn so với ở bắp hạt (chỉ đạt 8,3%) Hàm lượng chất béo, xơ trong khoảng 13 - 14% và 7 - 8% Tuy nhiên, theo kết quả phân tích đã công bố cho thấy các chỉ tiêu này biến động rất lớn

Cụ thể, hàm lượng béo thô khoảng 110 - 180g/kg vật chất khô (VCK) và lượng

xơ biến động trong khoảng 90 - 120g/kg VCK Theo báo cáo của Gene và cộng

sự (2002) và Creswell (1987) qua phân tích nhiều mẫu cám gạo được thu thập

20

từ các nước Đông Nam Á cho thấy thành phần dinh dưỡng của chúng rất biến động Hàm lượng chất béo có trong các mẫu cám gạo nói trên biến động từ 12 - 19% từ đó ảnh hưởng tới mức năng lượng của cám gạo Trong khi đó hàm lượng xơ thô biến động từ 7,5 - 13% và làm giảm năng lượng của cám Cám có hàm lượng béo cao nhưng mức năng lượng trao đổi (ME) thấp khoảng 2.850 Kcal/kg (NRC 1994, 1999) là do hàm lượng xơ thô cao Chất lượng cám gạo biến đổi nhiều tùy thuộc vào tỷ lệ vỏ trấu còn lại sau khi xay xát

Bảng 2.6 Thành phần xơ và giá trị dinh dưỡng của các nguyên liệu

( Viện chăn nuôi quốc gia, 1995)

Arabinoxylan là những thành phần chủ yếu có trong cấu thành của xơ ở

đường đa do những đường đơn arabinose và xylose tạo nên nhờ các liên kết 1-

Cám gạo cũng như các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật khác thường chứa hàm lượng phospho khá cao ở dạng phytate Mặc khác, gốc phosphate từ phytate thường tạo liên kết với các chất như acid amin và chất khoáng làm giảm sự tiêu hóa các dưỡng chất này khi bổ sung vào khẩu phần Phytate làm giảm khả năng tiêu hóa protein, tinh bột và lipid vì phytate tạo phức với protein làm protein kém tan và kháng lại được sự phân giải protein Ở pH thấp acid phytic có điện tích âm mạnh vì các nhóm phosphate phân ly không hoàn toàn Dưới điều kiện

nguyên liệu thô được sử dụng làm thức ăn gia súc, hiện diện dưới dạng phytate Cám gạo có lượng phospho khá cao nhưng trên 50% là ở dạng phytate Động vật có dạ dày đơn khó tiêu hóa chất này do không sản xuất đủ lượng enzyme phytase nội sinh cần thiết (Viện chăn nuôi quốc gia, 1995)

Bảng 2.7 Thành phần acid amin của cám gạo (mg/g)

22

2.3 Tổng quan về acid amin

2.3.1 Định nghĩa

quát:

R – CH – COOH

NH2

từ mRNA là một phần của sự tổng hợp protein

Acid amin tồn tại trong cơ thể động vật ở hai dạng tự do và kết hợp câú thành protein Acid amin tự do có nguồn gốc từ phân giải protein cung cấp từ thức

ăn, tự tổng hợp trong cơ thể hay chuyển hóa qua lại giữa các acid amin Chúng có thể được sử dụng để tổng hợp protein cho cơ thể hay các hợp chất nitơ khác như acid nucleic, amin, peptid, hormone…, cung cấp nguồn carbon cho các biến dưỡng trung gian hay được oxy hóa cung cấp năng lượng

2.3.2 Phân loại

Có 20 loại acid amin được mã hóa bởi mã di truyền chuẩn và được gọi là

thiết yếu cho việc cấu thành cơ thể người

Các loại acid amin khác chứa trong protein thường được tạo thành bởi bằng cách biến đổi sau khi dịch mã Việc biến đổi này thường rất cần thiết cho chức năng của protein

Ngoài việc tổng hợp protein, các amino acid còn có các vai trò sinh học quan

trọng khác Glycine và glutamate vai trò quan trọng trong dẫn truyền thần kinh Nhiều amino acid được dùng để tổng hợp các phân tử khác, ví dụ như:

23

Phân loại acid amin theo cấu trúc hóa học:

Phân loại acid amin theo giá trị sinh học:

thế: là acid amin không thể được tổng hợp trong cơ thể, hoặc cơ thể tổng hợp không đáp ứng đủ nhu cầu, và do đó phải được lấy từ thức ăn Chúng bao gồm: alanine, glycine, serine, tyrosine, proline, cysteine, cystine…

lệ thấp nhất so với nhu cầu, thường hay thiếu hụt trong thức ăn Các acid amin này quyết định mức độ tổng hợp protein trong cơ thể Muốn nâng cao khả năng tổng hợp protein của cơ thể nhất thiết phải nâng cao mức acid amin có giới hạn

hợp được trong cơ thể, nhưng phải có đầy đủ acid amin tương ứng với nó

- Acid amin không thiết yếu (non – essential amino acids) hoặc acid amin không thay thế được: là acid amin mà cơ thể có khả năng tổng hợp đủ nhu cầu, không cần cung cấp từ thức ăn (Dương Thanh Liêm và cộng sự, 2002)

Trong acid amino thiết yếu có methionine và phenynlalanine có quan hệ mật thiết với acid amin không thiết yếu tương ứng là cystine và tyrosine Khi có mặt cystine và tyrosine trong thức ăn thì nhu cầu methionine và phenynlalanine sẽ giảm.Cystine có thể thay 1/ 2 nhu cầu methionine (cystine và methionine là 2 acid amin cùng có S)

Tyrosine có khả năng thay thế cho 30% nhu cầu của phenylalanin (2 acid amin này cùng có gốc phenyl)

Nếu như có một acid amin nào đó chưa được dùng ngay để tổng hợp protein thì sẽ được chuyển thành acid amin khác hoặc cung cấp năng lượng Trường hợp