Phân loại thức ăn và phụ gia - Chương 5: Thức ăn bổ sung và phụ gia
Khái niệm thức ăn bổ sung và chất phụ gia
Phân loại thức ăn bổ sung và chất phụ gia
Lợi ích của việc sử dụng thức ăn bổ sung và chất phụ gia
Thức ăn bổ sung và chất phụ gia và vấn đề ATTP, ô nhiễm
môi trường
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Phân loại thức ăn và phụ gia - Chương 5: Thức ăn bổ sung và phụ gia", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Phân loại thức ăn và phụ gia - Chương 5: Thức ăn bổ sung và phụ gia
Chương 5 THỨC ĂN BỔ SUNG VÀ PHỤ GIA Nội dung chương 5 Khái niệm thức ăn bổ sung và chất phụ gia Phân loại thức ăn bổ sung và chất phụ gia Lợi ích của việc sử dụng thức ăn bổ sung và chất phụ gia Thức ăn bổ sung và chất phụ gia và vấn đề ATTP, ô nhiễm môi trường Khái niệm TĂ bổ sung và phụ gia Thức ăn bổ sung (supplements) = Chất bổ trợ = Chất cho thêm = Phụ gia (additives) = Church (1998): Nguyên liệu có bản chất không dinh dưỡng/phi dinh dưỡng, có tác dụng nâng cao NS SX, FCR và có lợi cho sức khoẻ động vật. Chất phi dinh dưỡng: Kháng sinh, axit hữu cơ, probiotic, chất tạo màu, tạo mùi, chất hấp phụ độc tố nấm mốc Dominique Solner (1986): Chất vô cơ hoặc hữu cơ, nhưng không đồng thời mang năng lượng, protein hay chất khoáng và được sử dụng với liều rất nhỏ Khái niệm TĂ bổ sung và phụ gia Phân loại theo dinh dưỡng - Thức ăn bổ sung dinh dưỡng - Thức ăn bổ sung phi dinh dưỡng Phân loại theo thành phần hóa học - Thức ăn bổ sung protein - Thức ăn bổ sung khoáng - Thức ăn bổ sung vitamin - Các thức ăn bổ sung khác: kháng sinh, chất kích thích, chất tạo màu, tạo mùi Khái niệm TĂ bổ sung và phụ gia Những xu hướng sử dụng thức ăn bổ sung và phụ gia - Sử dụng chất axit hóa đường ruột (acidifier) - Sử dụng vi sinh vật hữu ích (probiotic) - Sử dụng prebiotic - Sử dụng enzyme tiêu hóa - Sử dụng chất chiết thảo dược: nâng cao đáp ứng miễn dịch, nâng cao cơ năng gan - Các chế phẩm giàu kháng thể - Các chất ức chế vi khuẩn sinh methane Khái niệm TĂ bổ sung và phụ gia Quyết định EC số 1831/2003: Chất được thêm vào TĂ hay nước uống để thực hiện những chức năng kĩ thuật, chức năng cảm giác, chức năng dinh dưỡng, chức năng chăn nuôi và chức năng phòng chống bệnh Phân loại TĂ bổ sung và chất phụ gia Phân loại (5 nhóm) - Chất phụ gia mang tính kĩ thuật/phụ gia công nghệ (Technological additives): + Chất bảo quản + Chất nhũ hoá + Chất kết dính + Chất điều hoà độ axit + Chất chống ôxi hoá + Chất làm bền + Chất keo + Chất chống vón Phân loại TĂ bổ sung và chất phụ gia - Chất phụ gia cải thiện tính chất cảm quan (Sensory additives): + Chất nhuộm màu: tăng hay phục hồi màu của TĂ, sản phẩm động vật, làm tươi màu + Hương liệu làm tăng mùi vị và độ ngon của TĂ Phân loại TĂ bổ sung và chất phụ gia - Chất phụ gia bổ sung dinh dưỡng (Nutritional additives): + Vitamin hay provitamin + Hợp chất chứa nguyên tố vi khoáng + Axit amin + Urê và những dẫn chất của urê Phân loại TĂ bổ sung và chất phụ gia - Chất phụ gia chăn nuôi/phụ gia chăn nuôi (Zootechnical additives): chất có ảnh hưởng tốt đến NS và sức khoẻ động vật, ảnh hưởng tốt đến môi trường + Nâng cao khả năng tiêu hoá: Axit hữu cơ, enzyme + Cân bằng VSV đường ruột: Axit hữu cơ, probiotic, prebiotic, chất chiết thảo dược có tác dụng diệt khuẩn, nấm mốc + Chế phẩm có tính miễn dịch: Sữa đầu, lòng đỏ trứng giàu kháng thể, hoặc các chất kích thích miễn dịch như probiotic, nucleotid chế tạo đặc biệt + Các chất khử mùi hôi trong phân (Deodurant), khử độc mycotoxin + Hormone, chất kích thích Phân loại TĂ bổ sung và chất phụ gia - Chất phòng chống protozoa: Coccidiostats và histomonostats là những chất phòng chống protozoa Lợi ích của việc sử dụng chất phụ gia ? 1. Bổ sung những thiếu hụt do TĂ và KP không cung cấp đủ các chất DD đáp ứng nhu cầu của vật nuôi Tăng tỉ lệ tiêu hóa, hấp thu các chất DD (nhóm các enzyme thức ăn; kháng sinh; probiotic; prebiotic; một số muối kim loại; các chất axit hóa ) Tăng cường sinh tổng hợp Pr, giảm TL mỡ nhờ đó tăng tốc độ sinh trưởng và NS sinh sản (nhóm β Agonist) 2. Làm tăng các chức năng sinh học, tăng năng suất chăn nuôi Chất dinh dưỡng có trong thức ăn nhưng vật nuôi không lợi dụng được Ca2+ Zn2+ Ca2+ Fe2+ Tinh bột - - Phytate ở dạng không tan Củng cố năng lực hoạt động của hệ thống miễn dịch, tăng hoạt tính của các tế bào limpho B và T Phòng các bệnh đường tiêu hóa, đường hô hấp và các bệnh khác 3. Tăng đáp ứng miễn dịch và phòng bệnh Dạ dày 10 l, ruột già 10 l Tăng khối lượng và màu sắc của trứng Tăng tỉ lệ nạc và màu sắc của thịt Tăng màu vàng của da và chân ở gà, tăng màu hồng ở thịt cá hồi 4. Cải thiện chất lượng sản phẩm Giảm thải chất dinh dưỡng Giảm thải các chất độc hại (NH3, H2S ) Giảm hiệu ứng nhà kính (CH4, CO2 ) 5. Giảm ô nhiễm môi trường Thức ăn truyền thống 100 Thức ăn tháp protein + axit amin 83 N thải tiết 61 N thải tiết 44 Ô nhiễm nước Ô nhiễm không khí Tích luỹ nitơ 39 Amonia thoát ra N vào đất Chống nấm mốc Chống ôxi hóa Chống đóng vón Tăng độ bền và độ bóng của viên thức ăn Tạo màu sắc và mùi vị của thức ăn 6. Hỗ trợ kĩ thuật chế biến và thương mại Lợi ích của việc sử dụng chất phụ gia Sản lượng axit amin của thế giới Axit amin 1983 2000 (tấn/năm) DL- Methionine 500.000-600.000 L- Lysine 70.000 500.000-600.000 L- Threonine 30.000 L- Tryptophan 1.000 Lợi ích của việc sử dụng chất phụ gia Nhu cầu lysine tiêu hoá của gà mái đẻ 1971 1981 1991 2000 Tiến triển trong 30 năm mg/ngày 650 720 760 800 + 23% % trong thức ăn 0.48 0.58 0.63 0.70 + 46% Animal welfair – Quyền lợi động vật Heo rừng ăn những gì mà chúng thích Heo nhà ăn những gì mà con người thích Chất tạo màu Các chất tạo mùi, vị Hương liệu: bao gồm các chất tạo mùi như vani, tinh dầu thảo dược, hương hoa quả, hương sữa, hương tanh, mùi bơ, mùi butyrine Vị tố: vị ngọt của đường, vị mặn của muối, vị chua của axit hữu cơ, vị umami, vị đắng Các chất tạo mùi, vị Ví dụ đối với heo con Độ ngon miệng của TĂ liên quan đến độ nhạy về màu, mùi, vị - Màu + Không nhạy về màu sắc (gần như mù màu, nhưng rất nhạy về độ sáng/tối) + Chất tạo màu TĂ dành cho người hay heo? - Mùi Các chất tạo mùi, vị Xếp hạng Đối tượng Biểu mô (cm2) Số lượng tế bào mùi (106) Không nhạy Cá voi 0 0 Ít nhạy Người 5 10-20 Rất nhạy Chó 75-100 125-225 Heo 200 300 - Độ nhạy về mùi giảm dần theo tuổi - Ảnh hưởng bởi yếu tố môi trường xung quanh (NH3) - Aldehydes trong đậu nành nấu chín quá Các chất tạo mùi, vị Chỉ tiêu Nồng độ NH3 (ppm) 0 10 20 40 Số lần đến máng ăn 46,2 37,1 21,7 17,5 Thời gian ở lại máng ăn (phút) 101,4 72,0 39,6 32,1 Nguồn: Jones et al, 1993 Các chất tạo mùi, vị Chỉ tiêu ĐC Butyrine + Lactones W cai sữa 28 ngày (kg) 8,3 8,2 W 63 ngày (kg) 26,4 29,1 Tiêu thụ TĂ từ 28-63 ngày (kg) 31,4 34,06 Nguồn: Laurence Pauchet, 2001 Các chất tạo mùi, vị Ví dụ đối với heo con Độ ngon miệng của TĂ liên quan đến độ nhạy về màu, mùi, vị - Vị + Ngọt-chua + Lợ (bột ngọt-glutamate/vị Umami) + Vị chua + Cảm nhận bình thường với vị mặn + Hoàn toàn không thích vị đắng (kháng sinh) → Vị ngọt có thể được tạo thành từ đường và các chất làm ngọt. Trong công thức TĂ của heo con đường chiếm 2-5% là đủ Các chất tạo mùi, vị Đường và sản phẩm Chỉ số đường Đường và sản phẩm Chỉ số đường Fructose 114 D-Galactose 63 Xylitol 102 D-Mannose 59 Saccharose 100 D-Sorbitol 51 Inverted Sugar 95 Maltose 46 D-Glucose 69 Lactitol 40 D-Mannitol 69 Lactose 22 D-Xylose 67 Raffinose 16 Các chất tạo mùi, vị Chất làm ngọt Chỉ số đường Tính chất Sử dụng Cyclamate 30 - Vị ngọt kéo dài lâu - Hậu vị đắng - Khá rẻ Thường sử dụng kết hợp với saccharine Acesulpham e - K 200 Có vị đắng nhẹ ở hậu vị - Thường sử dụng kết hợp với aspartame - Sử dụng trong các sản phẩm dược Alitame 2000 -Một dipeptide - Làm ngọt hiệu quả - Không có hậu vị Alitame không chứa phenylalanine, có thể sử dụng cho người phenylketonuria (bệnh phenylceton niệu - rối loạn di truyền gây mất chức năng chuyển hóa phenylalanine) Các chất tạo mùi, vị Chất làm ngọt Chỉ số đường Tính chất Sử dụng Aspartame 180 - Khó tan trong nước - Là methyl ester giữa aspartic axit và phenylalanine - Có thể sử dụng một mình hoặc kết hợp với các chất làm ngọt khác - Chất làm ngọt được sử dụng nhiều nhất trong dinh dưỡng cho người Saccharine 300 - Đắng, có hậu vị kim loại - Vị ngọt không kéo dài - Rất kinh tế Sử dụng kết hợp với các chất làm ngọt khác Các chất tạo mùi, vị Chất làm ngọt Chỉ số đường Tính chất Sử dụng Steviol glycoside 40 - 300 Bền với nhiệt, bền trong môi trường axit, và không lên men Là chất làm ngọt tự nhiên cho những người bị tiểu đường và những người ăn kiêng carbohydrate Sucralose 600 - Là chất làm ngọt nhân tạo bền với nhiệt - Sucralose lơ lửng trong các chất lỏng trong suốt tạo ra trạng thái lơ lửng Sucralose có mặt trong hơn 4500 thực phẩm đồ uống Các chất tạo mùi, vị Ví dụ đối với heo con Bảo quản độ tươi ngon của TĂ - Quá trình ôxi hóa → TĂ có mùi hôi - Sự ôi dầu/xà phòng hóa → TĂ có mùi xà phòng → Cần phải lưu ý khi bảo quản TĂ - Tránh nhiệt độ cao - Tránh độ ẩm cao - Tránh tiếp xúc với UV Các chất tạo mùi, vị Ví dụ đối với heo con Duy trì độ ngon miệng bằng cách chia thức ăn thành nhiều bữa - Tập ăn: 6 bữa - Sau cai sữa: 4 bữa - Heo choai: 4 bữa Chất phụ gia và vấn đề ATTP Hormone và chất kích thích dùng trong chăn nuôi - BST (Bovine Somatotropin) do thuỳ trước tuyến yên của bò tiết ra. US Food and Drug Administration (FDA) cho phép sử dụng từ 1994, Hội đồng Marketing Sữa của Anh cũng cho phép sử dụng Sữa tăng 16-41%, bò cái tơ tăng trọng cao hơn 10% - rBGH (recombinant Bovine Growth Hormone. FDA cho phép sử dụng, còn Canada và EU cấm - PST (Porcine Somatotropin) do thuỳ trước tuyến yên của lợn tiết ra. Tiêm PST làm lợn nái tiết nhiều sữa hơn, lợn con cai sữa nặng cân hơn, lợn vỗ béo lớn nhanh hơn Chất phụ gia và vấn đề ATTP - Ảnh hưởng xấu của các hormon này: + Gây ung thư tuyến vú, tiền liệt, buồng trứng, tử cung. Tỉ lệ ung thư vú giảm dần từ Bắc Mĩ→châu Âu→Trung và Nam Mĩ→châu Á→châu Phi + Suy giảm hệ thống miễn dịch + Phát dục sớm EU cấm nhập thịt bò xử lí hormone từ 1988. Hàng năm có khoảng 24 tr. bò thịt (2/3 số bò thịt ở Mĩ) được xử lí hormone. Chất phụ gia và vấn đề ATTP - Các hoá chất thuộc nhóm pheethanolamine như ractopamine, clenbuterol, sabutamol, cimaterol, zilpaterol cũng đã được sử dụng. + Nhóm này có tác dụng phân phối lại, hướng chất dd vào PT mô cơ mà không PT mô mỡ → + Người sử dụng: run rẩy, tim đập nhanh, đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, gây bệnh tim mạch, bệnh về cơ → số người chết vì bệnh tim mạch tăng cao + Nước ta và nhiều nước trên thế giới đã cấm Chất phụ gia và vấn đề ATTP Kết quả năm 2014 kiểm soát chất cấm trong TĂCN tại 6 tỉnh trọng điểm (Đồng Nai, Hà Nội, Hưng Yên, Thanh Hóa, Vĩnh Long và TP. Hồ Chí Minh): - Đối với mẫu thức ăn chăn nuôi: 13/250 mẫu dương tính với chất Salbutamol (5,2%) - Đối với mẫu nước tiểu lợn: 12/311 mẫu dương tính (2,8%) - Đối với mẫu thịt và mẫu gan: không có mẫu nào dương tính Chất phụ gia và vấn đề ATTP - Báo cáo kết quả kiểm tra (10 tháng đầu năm 2015) chất cấm trong TĂCN của 12 tỉnh, TP: An Giang, Bắc Giang, Đà Nẵng, Đăk Nông, Đồng Nai, Đồng Tháp, TP. HCM, Kiên Giang, Ninh Bình, Ninh Thuận, Quảng Bình, Tây Ninh, Tiền Giang: - Kết quả kiểm tra cơ sở sản xuất thức ăn chăn nuôi: 1/19 mẫu TĂ dương tính với chất Salbutamol (5,3%) - Kết quả kiểm tra tại cơ sở chăn nuôi lợn thịt: 1/28 mẫu TĂ dương tính với Salbutamol (3,6%), 29/263 mẫu nước tiểu dương tính với Salbutamol (11,0%) - Kết quả kiểm tra tại cơ sở giết mổ 106/587 mẫu nước tiểu dương tính với Salbutamol (18,1%) Chất phụ gia và vấn đề ATTP Kháng sinh bổ sung vào TĂ chăn nuôi - Những năm 50-60 của thế kỉ 20 bắt đầu sử dụng, tăng trọng đạt cao hơn 15-20% ở gà, sau này do kĩ thuật chăn nuôi PT, vệ sinh tốt, hiệu quả sử dụng kháng sinh giảm rõ rệt (chỉ còn 4-5% vượt trội). Hiện nay sản xuất thực phẩm dư thừa nên sức ép tăng năng suất gia súc giảm - Hiện nay tránh sử dụng những loại kháng sinh dùng cho người, EU đã cấm sử dụng vào năm 2006 Chất phụ gia và vấn đề ATTP - Có 3 tác hại chính: + Tồn dư kháng sinh trong sản phẩm động vật * Gây phản ứng dị ứng ở người nhạy cảm (penicillin) * Gây rối loạn cho sự phát triển của xương và răng của thai nhi và trẻ nhỏ (tetracillin) * Gây ung thư cho người (KS tổng hợp như olaquidox và carbadox, thuộc nhóm quinolon) Chất phụ gia và vấn đề ATTP + Kháng kháng sinh: * Đề kháng nhiễm sắc thể: vi khuẩn thay đổi cấu trúc gen để thích ứng với KS. Cơ chế này tiến hành tương đối chậm. * Đề kháng yếu tố R: vi khuẩn truyền thông tin qua plasmid, trước hết plasmid kháng thuốc nhân đôi, một plasmid giữ lại và một plasmid truyền sang vi khuẩn khác chưa có tính kháng thuốc qua 1 ống gọi là pilus. Do vi khuẩn có thể truyền cho cùng loài và khác loài mà sự kháng thuốc trở nên nhanh chóng * Cơ chế đề kháng chéo: Plasmid chứa nhiều đoạn gen kháng các loại KS khác nhau Chất phụ gia và vấn đề ATTP Kháng sinh Năm bắt đầu sử dụng Năm xuất hiện kháng thuốc Penicillin 1943 1946 Streptomycin 1945 1959 Tetracyclin 1948 1953 Erythromycin 1952 1988 Vancomycin 1956 1988 Methicillin 1960 1961 Ampicillin 1961 1973 Chất phụ gia và vấn đề ATTP - Vi khuẩn kháng kháng sinh sẽ PT rất mạnh dưới sự bảo vệ của kháng sinh - Các vi khuẩn bệnh như Salmonella, E. coli, Campilobacter, Clostridium perfingens thải ra nhiều trong phân, gây nguy cơ bùng phát dịch - Ở VN một số lô hàng thịt và thuỷ sản XK đã phải trả về vì tồn dư kháng sinh, mới đây nhất là thuỷ sản XK vào Nhật Chất phụ gia và vấn đề ATTP Phá vỡ hệ sinh thái vi khuẩn đất Làm rối loạn chu trình chuyển hóa vật chất Giảm độ phì của đất Tăng ô nhiễm môi trường Sự tồn tại và luân chuyển của nguồn gen kháng kháng sinh trong môi trường Sử dụng hạn chế, có kiểm soát Cấm hoàn toàn Các quan điểm về sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi Quan điểm của WHO và Quyết định của EU WHO đã cảnh báo những hiểm họa mà loài người có thể phải đối mặt do sự kháng kháng sinh của vi khuẩn gây bệnh gây ra WHO đang thúc đẩy một chương trình khuyến cáo tất cả các nước tiến tới cấm hoàn toàn việc sử dụng kháng sinh như chất kích thích sinh trưởng EU cấm sử dụng kháng sinh như chất kích thích sinh trưởng trong thức ăn chăn nuôi (01/01/2006) Cân nhắc giữa lợi và hại Căn cứ vào trình độ phát triển của ngành chăn nuôi Căn cứ vào những kết quả nghiên cứu & thực nghiệm Có cần không một lệnh cấm sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi? Những kinh nghiệm của Đan Mạch và Thụy Điển Năm 1986 Thụy Điển áp dụng lệnh cấm sử dụng kháng sinh như chất kích thích sinh trưởng trong thức ăn chăn nuôi Năm 1998 người chăn nuôi ở Đan Mạch đã tự nguyện không sử dụng tất cả các dạng kháng sinh như chất kích thích sinh trưởng Những kinh nghiệm của Đan Mạch và Thụy Điển Những trở ngại ban đầu: – Tỉ lệ chết ở gia súc, gia cầm, đặc biệt đối với gia súc non tăng – Chi phí điều trị và chi phí thức ăn tăng Những kết quả: – Nhanh chóng thích ứng – Năng suất chă ... – là một chuỗi glucose đa nhánh: liên kết α-1,4- glycozit ở đoạn mạch thẳng và liên kết α-1,6- glycozit ở đoạn mạch nhánh – Trọng lượng phân tử của amylopectin là hàng chục triệu, còn của amylose là 106 Chế biến TĂ giàu tinh bột - Mỗi hạt tinh bột có 1 rốn hạt (hilum), xung quanh rốn hạt là các vòng đồng tâm (vòng sinh trưởng). Các hạt tinh bột ngũ cốc thường có các vết nứt hình thành do sự mất nước nhanh trong quá trình thành thục. Hiện tượng này không có ở các hạt tinh bột của củ => tiêu hoá khác nhau - Tinh bột có cấu trúc tinh thể, dưới tác dụng của nhiệt hay axit, cấu trúc tinh thể bị phá vỡ Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Các phân tử tinh bột tồn tại trong thực vật dưới dạng hạt bán tinh thể Bên trong hạt tinh bột, amylose và amylopectin được sắp xếp đối xứng xuyên tâm Cấu trúc cắt ngang của một hạt tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Đối với mỗi loạt thực vật, kích thước và hình dạng của các hạt tinh bột lại khác nhau – có thể rất bé (2 µm như tinh bột gạo) – hoặc lớn (100 µm như tinh bột khoai tây) – hình cầu, hình elip, hình thấu kính hoặc có cạnh sắc Cấu trúc tinh thể của tinh bột (a) Hạt dẻ, (b) Ngô, (c) sắn Hạt tinh bột khoai tây Cấu trúc cắt ngang thân cây hoa lan chuông Màng tế bào màu đỏ, với các hạt tinh bột màu vàng và xanh Các hạt tinh bột không tan trong nước ở nhiệt độ< 50oC. Nước nóng hòa với tinh bột hoặc đun hỗn hợp tinh bột với nước đến nhiệt độ nhất định, hoặc khuấy mạnh hỗn hợp (sử dụng lực cơ học) Phá vỡ dạng tinh thể của tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Sự hồ hóa/làm chín tinh bột Bước 1: – Các phân tử nước xuyên qua tinh thể tinh bột, hydrat hóa hạt tinh bột từ ngoài vào trong – Liên kết hidro giữa các phân tử amylopectin và amylose bên trong hạt tinh bột giúp hạt tinh bột vẫn giữ được thể hình Hạt tinh bột phình to lên – Càng nhiều phân tử nước thâm nhập vào hạt tinh bột Hạt tinh bột càng phồng to hơn Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Bước 2: – Liên kết hidro bị phá vỡ – Các chuỗi amylose liền thoát ra khỏi tinh thể tinh bột – Các chuỗi amylopectin vẫn tiếp tục gắn kết bên trong tinh thể – Một số hạt tinh bột bị phá hủy cấu trúc Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Bước 3: – Các chuỗi amylose tự do cô đặc lại và đạt trạng thái ổn định với các phân tử nước bao quanh – Hỗn hợp có dạng đặc quánh và keo Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến TĂ giàu tinh bột Tinh bột khó tiêu (Resistant Starch): Tinh bột khó tiêu (Resistant Starch) bao gồm tinh bột và các sản phẩm từ quá trình phân hủy tinh bột không được hấp thu tại ruột non (Euresta, 1992) Chế biến TĂ giàu tinh bột Tinh bột khó tiêu có 3 loại chính: – Loại 1: Tinh bột khó tiêu do xử lí vật lí (ví dụ quá trình nghiền hạt) – Loại 2: Tinh bột khó tiêu dạng tinh thể (ví dụ các tinh thể tinh bột có trong khoai tây, chuối) – Loại 3: Tinh bột biến tính (tinh bột thoái hóa) Chế biến TĂ giàu tinh bột Các NSP có thể có mặt ở trong hoặc ngoài tế bào Ví dụ: fructans (polymer của fructose) và mannans có mặt trong tế bào Phần lớn các NSP là thành phần cấu tạo nên vách tế bào thực vật: – Ví dụ: arabinoxylan – chất đồng trùng hợp của 2 đường 5C – arabinose và xylose cellulose, Mannans – polymer của mannose. NSP – Non starch polysaccharides) Những phức hợp này thường khó bị phân hủy bởi enzyme, nhất là với loài dạ dày đơn NSP thường được lên men ở kết tràng, hình thành nên các axit béo tự do NSP – Non starch polysaccharides) NSP được phân loại dụa trên tính hòa tan của các hợp chất này trong môi trường dung môi: – Pectin: tan trong dung dịch của các chất tạo chelat (phức hợp) hoặc axit yếu ở nhịệt độ cao (Pectin là một chất được sử dụng để tạo gel) – Hemicellulose (arabinoxylan): tan trong môi trường kiềm – Cellulose: tan trong môi trường axit đặc NSP – Non starch polysaccharides) Hình 2.11 Cấu trúc thành tế bào thực vật 1.Thành tế bào cấu tạo bởi các sợi tế vi cellulose, hemicelluloses, pectin, lignin và các protein hòa tan 2.Các enzyme tổng hợp cellulose ở dạng phức hợp hình hoa thị bên trong màng sinh chất (màng tế bào) 3.C. Quá trình lignin hóa xảy ra ở các lớp S1, S2, và S3 của thành tế bào Các đặc tính của NSP: – Tính tan – Độ nhớt (viscosity) – Khả năng giữ nước (water-binding capacity) Các đặc tính của NSP phụ thuộc: – Cấu trúc NSP – Nguồn gốc (từ hoa quả hay từ ngũ cốc) – Các thành phần pectin và hemicelluloses NSP – Non starch polysaccharides) Khi áp dụng các phương pháp chế biến cơ nhiệt, một phần NSP có thể bị hòa tan Làm tăng độ nhớt của dưỡng chấp (arabinoxylan) Hoặc có thể làm giải phóng/mất đi một số chất dinh dương do cấu trúc màng tế bào bị phá vỡ NSP – Non starch polysaccharides) Chế biến TĂ giàu tinh bột Carbohydrate Protein Lipid Phản ứng Maillard Phản ứng Maillard Sự ôxi hóa (tự ôxi hóa) Phản ứng caramen hóa Sự tạo thành LAL/LAN (lysinoalanine/lanthioni ne) Sự hình thành các đồng phân cis/trans Sự hòa tan Phản ứng khử amid Sự trùng hợp (quá trình polymer hóa) Sự hình thành tinh bột dạng bền vững (resistant starch) hoặc tinh bột khó tiêu Sự tạo thành D-amino acid Sự tạo thành Iso- peptide Sự hình thành chất phản ứng Maillard Phương pháp chế biến Các phương pháp chế biến bao gồm: - Phương pháp vật lí - Phương pháp hoá học - Phương pháp ướt (Wet processes) - Phương pháp khô (Dry processes) Một loại TĂ/nguyên liệu có thể được áp dụng một hoặc nhiều phương pháp chế biến khác nhau hay một quy trình sản xuất – phụ thuộc đặc tính và mục đích sử dụng của loại TĂ/nguyên liệu đó Phương pháp chế biến Phương pháp chế biến khô Phương pháp chế biến ướt Phương pháp Năm Phương pháp Năm Nghiền (Grinding) 1840 Ngâm (Soaking) Ép vỡ (Cracking) 1930 Nấu Ép viên (Pilletting) 1957 Lăn hơi (lúa mạch) 1930 Ép đùn (Extrusion) 1966 Nổ hơi (Steam flaking) (ngô) 1950 Nổ (Popping) 1966 Ủ silô 1958 Vi sóng (Micronizing) 1970 Lăn nấu áp suất cao (Pressure cooker- roll) 1966 Rang 1975 Nổ bung (cao lương) 1972 Phương pháp chế biến Phương pháp biến đổi cơ học: - Bóc vỏ (Dehulling) - Ép đùn (Extrusion) - Nghiền (Grinding) - Nghiền lăn (Rolling) + Nghiền lăn khô: ép vỡ (Cracking), nghiền vỡ (Crushing) + Nghiền lăn ướt: ép khuôn (Crimping), ép hơi (Steam crimping) Phương pháp chế biến Ngô ép vỡ (cracked corn) Ngô nghiền vỡ (crushed corn) Phương pháp chế biến Phương pháp xử lí nhiệt - Xử lí nhiệt khô: + Vi sóng (Micronizing) + Nổ (popping) + Rang (Jet-sploding) - Xử lí nhiệt hơi: + Nấu + Nổ (Exploding) - Phương pháp nổ bung (Flaking): + Nổ bung bằng phương pháp hấp + Nổ bung bằng áp suất - Phương pháp ép viên: + Crumbling Phương pháp chế biến Phương pháp biển đổi độ ẩm: - Cám nấu trộn (bran mash) - Sấy khô - Thức ăn dạng lỏng (TĂ trộn với nước) Phương pháp chế biến Các phương pháp khác: - Phương pháp xử lí thoát qua dạ cỏ (Rumen by-pass treatments) - Lên men - Ủ mầm Phương pháp chế biến Việc chọn lựa phương pháp chế biến phụ thuộc vào đặc điểm của từng loại nguyên liệu và mục đích sử dụng Một phương pháp chế biến có thể thích hợp với loại nguyên liệu này, nhưng lại có thể làm giảm hiệu quả sử dụng với loại nguyên liệu khác Ví dụ: - Ngô có thể sử dụng không qua xử lí nhưng cao lương thì bắt buộc phải xử lí - Phương pháp xử lí bằng áp suất rất thích hợp với cao lương nhưng lại không phù hợp với lúa mì Nghiền búa Nghiền trục lăn Xử lí vi sóng Ép đùn Ép viên Chế biến TĂ giàu tinh bột Kĩ thuật chế biến thức ăn hạt - Phương pháp lí học + Nghiền nhỏ: giúp dịch TH thấm đều hơn, dễ trộn hơn (SX TĂ hỗn hợp) * Nghiền bằng búa: hạt được đập vỡ bằng hệ thống búa đập. Độ nhỏ của bột phụ thuộc vào loại hạt, độ ẩm của hạt, kích cỡ mắt sàng, tốc độ dòng hạt cung cấp * Nghiền bằng trục lăn: hạt bị làm vỡ, bị cán mỏng và nghiền nhỏ bởi các trục lăn trong máy nghiền. Độ nhỏ của bột phụ thuộc vào kích cỡ và cấu trúc, tốc độ vòng quay của con lăn Chế biến TĂ giàu tinh bột + Nổ bỏng (popping): đây là pp làm giãn nở và phá vỡ hạt bằng t0 (1500C) và áp suất cao. Khi xử lí, hạt bị biến đổi tính chất lí-hoá và sau đó hình thành nên “hạt nổi”. Trong thiết bị, hạt nghiền dưới tác động của áp suất và nhiệt ma sát cao biến thành 1 khối đồng nhất. Ở đầu ra của thiết bị áp suất giảm đột ngột nên gây ra hiện tượng “nổ”. Kết quả là khối đồng nhất phồng lên và hình thành sp có cấu trúc xốp + Vi sóng (micronizing): t0 tăng lên 140-1800C với thời gian vài chục giây. Tinh bột được hồ hóa/làm chín, vit. được bảo toàn Chế biến TĂ giàu tinh bột + Rang chín (roasting): hạt được quay trong 1 khoang kim loại chuyển động. Nhiệt độ của hạt đạt khoảng 1500C + Ép đùn (extruding): hạt được ép qua 1 xyranh trơn, bên trong là 1 trục có rãnh xoắn. Lực ma sát tạo ra t0 khoảng 950C. Tinh bột được hồ hóa/làm chín, vit. được bảo toàn + Hấp cán (steam rolling): trước hết hạt phải chịu tác động bởi hơi nước nóng trong khoảng thời gian 3-5 phút, sau đó hạt được nghiền bằng trục lăn Chế biến TĂ giàu tinh bột + Hấp chín áp suất cao (pressed cooking): hạt được hấp chín ở t0 khoảng 1400C và áp suất 3 kg/cm2. Sau khi hấp nguyên liệu được làm mát cho đến t0 900C, độ ẩm 20% trước khi cán và nghiền bằng trục lăn + Phương pháp làm giãn nở (exploding): hạt được hấp chín trong đ/k có hơi nước ở áp suất và t0 cao (15 kg/cm2, 2000C trong 20 giây). Dưới áp suất và t0 cao hạt bị trương phồng sau đó giãn nở tối đa Chế biến TĂ giàu tinh bột + Ép viên (pelleting): đưa hơi nước nóng vào khối nguyên liệu để đưa t0 lên khoảng 900C. Nhờ sức ép của trục lăn lên xyranh, viên TĂ được hình thành khi chui qua các rãnh của thành xyranh - Chế biến bằng phương pháp sinh học + Ủ mầm: nhằm tăng các hợp chất có đạm hoà tan, chuyển tinh bột thành đường đơn, tăng vit. nhóm B, vit. E. Hạt được ngâm vào nước ấm (50-600C) trong 24 giờ, vớt ra cho vào thùng ủ cho đến khi mầm xuất hiện. Thời điểm cho ăn là khi mầm dài bằng 1-1,5 lần hạt. Hạt nảy mầm có thể được phơi khô để dùng vào đường hoá hay cho vật nuôi ăn Chế biến TĂ giàu tinh bột + Đường hoá: biến tinh bột và đa đường thành đường đơn => dễ tiêu hoá, hấp thu và ngon miệng. TĂ hạt đã nghiền nhỏ cho vào thùng, thêm nước nóng 80-1000C theo tỉ lệ 1 kg tinh bột/2 l nước, khuấy đều và giữ ở nhiệt độ 55- 600C. Sử dụng 4-5% bột mầm thóc để tăng nhanh quá trình đường hoá. Quá trình đường hoá kéo dài 5-6 h. + Ủ men TĂ: làm giàu vit., nâng cao giá trị sinh học của pr. thực vật. Sử dụng theo hướng dẫn của các nhà SX Chế biến TĂ giàu tinh bột Cấu trúc của tinh bột Quá trình đường hóa Chế biến TĂ giàu tinh bột Thí nghiệm của Polyorach et al (2010): - Chuẩn bị bột sắn ủ men + Cân 20g men (Saccharomyces cerevisiae), thêm 20g đường, hòa tan trong 100ml nước rồi ủ 1h trong điều kiện nhiệt độ phòng (A) + Cân 24g rỉ mật, thêm 100ml nước và 48g urê, khuấy đều rồi dùng H2SO4 hiệu chỉnh để pH từ 3,5 – 5 (B) + Trộn A với B theo tỉ lệ 1 : 1, thổi không khí vào dung dịch trong thời gian 60h + Trộn dung dịch với bột sắn với tỉ lệ 1 : 2, phơi trong bóng râm 72h, sau đó phơi dưới ánh nắng mặt trời 48h trước khi cất trữ/hoặc sử dụng cho gia súc ăn Bảng: Công thức TĂ tinh T1 T2 T3 T4 Bột sắn 64,9 63,3 59,9 57,0 Cám gạo 8,5 8,5 8,2 8,1 BSLM 0,0 7,1 16,9 28,0 Đỗ tương 19,5 14,3 8,3 0,0 Rỉ mật 2,3 2,0 2,0 2,0 Urê 2,3 2,4 2,3 2,4 Premix 1,0 1,0 1,0 1,0 S 0,5 0,5 0,5 0,5 Muối ăn 1,0 1,0 1,0 1,0 (Nguồn: Polyorach et al, 2010) Bảng: Kết quả thí nghiệm T1 T2 T3 T4 NH3-N (mg%) 16 15,7 15,4 15,2 ABBH (mmol/l) 87 100,3 101,8 112 VK (109 CFU/ml) 5,8 6,8 7,7 8,7 Rơm ủ urê-vôi (kg/ng) 5,7 5,9 7,0 7,9 CK thu nhận (kg/ng) 11,2 11,7 12,8 13,9 Tỉ lệ tiêu hóa CK (%) 61,9 69,1 72,1 71,1 NS sữa (kg/ng) 13,5 14,0 14,5 15,0 Mỡ sữa (%) 4,0 4,1 4,5 4,7 Lợi nhuận (Baht) 173,6 181,1 191,6 200,9 (Nguồn: Polyorach et al, 2010) Chế biến TĂ giàu tinh bột Chế biến và các chất kháng dinh dưỡng trong thức ăn - Chất ức chế men trypsin và chymotrypsin trong đỗ tương - Lectin trong hạt đỗ tương - Gossipol trong hạt bông và khô dầu bông - Solanine trong vỏ và mầm khoai tây - Men linamarase phân giải linamarin trong hạt và khô dầu lanh thành HCN - Axit phytic: phytate trong đỗ tương rất bền với nhiệt, chỉ phá vỡ ở t0 cao (1150C). Nhưng ở t0 này làm mất nhiều a.a (phản ứng melanoidin). GP: bổ sung nấm, men phytase, D3, P vô cơ Chế biến/xử lí TĂ thô Mục đích Phương pháp chế biến/xử lí rơm - Các phương pháp vật lí - Các phương pháp hoá học - Các phương pháp sinh học Mục đích Ủ chua Năng suất cỏ xanh Nhu cầu cỏ của bò 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 tháng Mục đích DỰ TRỮ? Mục đích Trương xốp => mềm, ngon miệng Tăng tốc độ phân giải => tăng tiêu hoá => tăng thu nhận TĂ => tăng giá trị dd Nguyên lí: cắt đứt mối liên kết giữa lignin với các thành phần khác của vách trong tế bào rơm Các bó sợi cellulose liên kết với hemicellulose và lignin Phương pháp chế biến/xử lí rơm Các PP chế biến Vật lí Chiếu xạ Hơi nước nóng Nghiền Hoá học Axit mạnh Ôxi hoá Kiềm hoá Sinh vật học Nấm Men Phương pháp chế biến/xử lí rơm Kiềm hoá rơm Xút mạnh NaOH KOH Amoniac hoá Nước NH3 Urê Nước tiểu Hoá chất khác Ca(OH)2 CaO Phương pháp chế biến/xử lí rơm Xử lí rơm với NaOH - Phương pháp + Beckmann: 0,5%, 8 l/kg rơm, 2-3 ngày + Nửa ướt: 5%, 1-3 l/kg rơm, 1-2 ngày + Nửa khô: 12%, 0,4 l/kg rơm, 8 ngày - Ưu điểm + Tỉ lệ tiêu hoá cao + Tăng độ ngon miệng - Nhược điểm + Gây ô nhiễm môi trường + Nồng độ cao Na trong rơm xử lí + Phương tiện và thao tác phức tạp + NaOH đắt tiền và không sẵn có Phương pháp chế biến/xử lí rơm Xử lí rơm với urê - Nguyên lí CO(NH2)2 + H2O => 2NH3 + CO2 - Ưu điểm + Tăng tỉ lệ tiêu hoá + Bổ sung thêm nitơ (1/3 còn lại) + Ngon miệng + Chống mốc - Nhược điểm + Phải có men urease + Đòi hỏi t0 + Lãng phí nitơ + Có thể gây ngộ độc Bảng: Thành phần hoá học của một số giống rơm xử lí 4% urê Giống Pr. thô NDF ADF ADL CR 203 12,9 77,5 48,0 8,4 C 70 13,1 70,8 48,4 7,1 IR 64 13,9 75,8 48,0 8,7 P 6 12,1 73,2 47,3 9,8 HYT 77 11,8 75,3 46,0 8,5 (Nguồn: Phạm Kim Cương, 2008) Phương pháp chế biến/xử lí rơm Xử lí rơm với vôi - Phương pháp + Ngâm + Ủ - Ưu điểm + Tăng tỉ lệ tiêu hoá + Bổ sung Ca + Rẻ tiền, sẵn có - Nhược điểm + Dễ mốc + Ca tồn dư, vị đắng do Mg tồn dư cao 1. Cân rơm 2. Đong nước vào ozoa 3. Định lượng urê 4. Hoà urê vào nước 5. Tưới urê vào rơm 6. Nén chặt rơm từng lớp 7. Bịt kín các mép 8. Phủ kín bằng vải nhựa 9. Cho bò ăn sau 2-3 tuần và ủ hố tiếp theo Câu hỏi ôn tập Mục đích của chế biến thức ăn giàu tinh bột, thức ăn thô? Các phương pháp vật lí chế biến thức ăn giàu tinh bột? Các phương pháp sinh học chế biến thức ăn giàu tinh bột? Các phương pháp chế biến/xử lí rơm?
File đính kèm:
- chuong_5_thuc_an_bo_sung_va_phu_gia.pdf