PHẦN 1: MỞ ĐẦU
Cây sắn (khoai mì) có tên khoa học Manihot esculenta Crantz, thuộc
họ Đại kích (Euphorbiaceae) là cây lương thực được trồng phổ biến ở các
nước nhiệt đới trên thế giới. Ở Việt Nam, cây sắn được trồng khắp các tỉnh
trung du, miền núi phía Bắc và cao nguyên Nam Bộ.
Quá trình chế biến sắn thu tinh bột đã tạo ra một lượng lớn bã sắn
phế thải. Ở nước ta, một phần nhỏ bã sắn được tái sử dụng cho chăn nuôi
lợn, phần lớn vứt bỏ thành phõn, rỏc gõy ô nhiễm môi trường. Với mục đích xử
lý triệt để và có hiệu quả hơn lượng bã sắn phế thải trước và sau lên men
enzyme, giải quyết nạn ô nhiễm môi trường là sử dụng làm nguyên liệu
trồng nấm ăn và nấm dược liệu. Hướng nghiên cứu này cũng đã và đang
được thử nghiệm ở phòng Công nghệ sinh học – Vi sinh, của trường
ĐHSP Hà Nội và đã thu được những kết quả bước đầu. Năm 2007,
Nguyễn Văn Quyết đã nghiên cứu được một số điều kiện nuôi trồng nấm
ăn và nấm dược liệu trên loại cơ chất này. Để tiếp nối và giải quyết một số
vấn đề còn lại của đề tài Nguyễn Văn Quyết nhằm ứng dụng trong thực
tiễn, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sử dụng
bã sắn trước và sau lên men thu enzyme để nuôi trồng nấm ăn và nấm
dược liệu”
Nội dung nghiên cứu của đề tài :
Phân tích thành phần các chất dinh dưỡng (đường tổng số, protein
tổng số, tinh bột, cellulose), các chất khoáng, các enzyme (amylase,
cellulase, protease, xylanase) có trong bã sắn trước khi lên men, sau
khi lên men và sau khi trồng nấm.
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình trồng nấm Sò và nấm linh Chi trên
cơ chất là bã sắn trước và sau khi lên men thu enzyme ở quy mô 10
kg -100 kg/mẻ.
Nghiên cứu khả năng ứng dụng bã sinh khối sợi nấm sau khi thu
hoạch quả thể làm thức ăn cho gà.
1
PHẦN II. NỘI DUNG
SO
4
, sau 24 ngày
hàm lượng protein thô đạt 6,18%.
2
M. Raimbault và C.Ramires Tora, 1997 đó dùng Rhizopus có khả
năng phân giải tinh bột sống cấy lờn bó sắn đã được khử trùng bằng hơi
nước.
Nguyễn Thị Xuõn Sõm, 1995 dùng hỗn hợp hai giống
Phanerochaete chrysosporium và Endomycopsis fibuligera để lên men
trong môi trường 70% bã sắn, 30% chất dinh dưỡng đã thu được chế phẩm
có hàm lượng protein 15-17%, không chứa độc tố và đã được thử nghiệm
làm thức ăn cho gia súc có hiệu quả.
Nguyễn Thạc Hoà, 1999 cũng sử dụng hai chủng trên để lên men trên
môi trường gồm bã sắn 75-80%, cám gạo 15-20% và các muối vô cơ bổ
sung làm thức ăn gia súc.
Đặng Văn Lợi, 2000 cũng đã sử dụng chủng A.niger phân lập được
từ bã sắn của nhà máy sản xuất tinh bột để lên men bã sắn làm thức ăn cho
gia súc. Sau 21 giờ lên men hàm lượng protein thô đạt 10,1% chất khô,
trong quá trình lên men bã sắn bởi A.niger, xianua bị thuỷ phân hoàn toàn,
sản phẩm không chứa độc tố aflatoxin.
Đoàn Văn Thược, 2005, tuyển chọn được chủng B.subtilis V37 sinh
amylase và protease trên cơ chất bã sắn.
Ngô Thanh Xuân, 2006, thu chế phẩm dạng thô enzym phytase từ lên
men bã sắn ứng dụng thử nghiệm trên lợn thu được kết quả tốt.
Nguyễn Văn Quyết, 2007, sử dụng cơ chất là bã sắn sau lên men
chiết xuất enzyme đã nuôi trồng thành công nấm ăn (nấm sò) và nấm dược
liệu (nấm linh chi) với năng suất tương ứng là 82,8% và 10,8%.
1.2 Công nghệ trồng nấm ăn, nấm dược liệu từ các phế phụ phẩm
nông nghiệp
drate %
Tro
%
Năng lượng
(Calo)
Trứng 74 13 11 1 0 156
Nấm mỡ 89 24 8 60 8 381
Nấm hương 92 13 5 78 7 392
Nấm sò 91 30 2 58 9 345
Nấm rơm 90 21 10 59 11 369
Bảng 1-3. Hàm lượng vitamin và chất khoáng trong nấm
(Đơn vị tính : mg/100g chất khô)
Axit
nicotinic
Riboflav
in
Thiam
ine
Axit
ascorbic
Sắt Canxi Phosp
ho
Trứng 0,1 0,31 0,4 0 2,5 50 210
Nấm mỡ 42,5 3,7 8,9 26,5 8,8 71 912
Nấm hương 54,9 4,9 7,8 0 4,5 12 171
Nấm sò 108,7 4,7 4,8 0 15,2 33 1348
Nấm rơm 91,9 3,3 1,2 20,2 172 71 677
4
Bảng 1-4. Thành phần acid amin không thay thế có trong nấm
(Đơn vị tính: mg trong 100g chất khô)
vitamin, các tripecpen. Trong đó thành phần có hoạt tính sinh học là các
polysaccharide, các tritecpen, sterol, lectin và protein. Hoạt tính sinh học
của một số hợp chất trong nấm linh chi được tổng kết như sau:
1) Hoạt tính kháng virut, kháng khuẩn
2) Hoạt tính kháng u, chống ung thư
3) Hoạt tính giảm đường huyết
4) Hoạt tính giảm cholesterol
5) Ảnh hưởng lên sự ngưng kết các tiểu cầu
6) Bảo vệ gan
7) Chống oxy hoá
1.2.3 Đặc điểm sinh học của nấm Sò
Nấm sò ( nấm tai lệch, nấm xoè, nấm bào ngư, nấm bèo) có tên khoa
học chung là Pleurotus spp, thuộc chi Pleurotus họ Pleurotaceae, bộ
Agaricales, lớp Hymenomycetes, ngành phụ Basidiomycotina, ngành nấm
thật – Eumycota, giới Nấm – Fungi. Trong đó có 39 loài khác nhau về màu
sắc, hình dạng, khả năng thích nghi với các điều kiện nhiệt độ chúng là
những loài nấm sò tím (P. ostreatus), nấm sò trắng (P. pulmonarius), nấm
sò nâu (P. sajo-caju)
Nấm có dạng hình phễu lệch, mọc thành cụm tập chung, mỗi cánh
nấm gồm 3 phần: mũ, phiến, cuống
Mũ nấm hình phễu nông, lệch, hỡnh sò đến hỡnh thỡa. Kích thước 3
-8 (15) cm.
Cuống nấm ngắn màu trắng có khi có sắc thái vàng bẩn, hơi phủ lông
mịn ở gốc và mọc dính vào với cuống nấm khác thành cụm. Kích thước
0,2 -2 (5) ì 0,2 -1 cm.
Phiến nấm màu trắng, xếp xít nhau, men dần xuống cuống. Khi già
hay khụ cú sắc thái vàng. Giá dạng chuỳ, không màu, kích thước 13,5 -19 ì
6,5 -7,5 àm.
Bào tử hình elip dài gần đến hình trụ, không màu, màng nhẵn, kích
thước 3,5 -4 ì 8,5 -9,5 àm.
7
2.2.2.2 Xác định hoạt độ cacboxymethylcellulase và amylase
2.2.2.3 Xác định hoạt độ xylanase
2.2.2.4 Hoạt tính Protease
2.2.2.5 Xác định hoạt tính kháng sinh
2.2.2.6 Phương pháp xác định Protein tổng số
2.2.2.7 Phương pháp xác định lượng đường tổng số
2.2.2.8 Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột
2.2.2.9 Phương pháp xác định hàm lượng Cellulose
2.2.2.10 Xác định hàm lượng các chất khoáng còn lại sau lên men
2.2.3 Phương pháp trồng nấm
2.2.3.1 Phương pháp trồng nấm Sò (Pleurotus pulmonarius).
2.2.3.2 Phương pháp trồng nấm Linh chi (Ganoderma Lucidum)
2.2.4 Phương pháp thí nghiệm bã nấm trên gà
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1. Phân tích thành phần hoá học của bã sắn trước và sau khi lên
men thu enzyme
Bã sắn trước và sau khi lên men thu enzym bằng chủng Asperillus
oryzae NM1 được sấy khô ở 100
0
C đến trọng lượng không đổi rồi đem
phân tích theo như trình bày trong phần phương pháp. Kết quả phân tích
hàm lượng các chất được thể hiện trong bảng 3-1 (n>3).
Bảng 3-1. Hàm lượng các chất có trong bã sắn trước và sau khi lên
men thu enzyme
STT Các chỉ tiêu phân tích Đơn vị
Bã sắn trước khi
lên men
Bã sắn sau khi
lên men
Đối với rơm rạ: chặt ngắn 10 - 15cm, ngâm trong nước vôi 15 - 20
phút vớt ra để ráo nước, ủ lại 1 - 2 ngày, sao cho độ ẩm đạt khoảng 65%,
khi đó rơm rạ có màu vàng tươi là được.
3.2.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng rơm rạ bổ sung lên sự sinh
trưởng và phát triển của nấm sò.
Nuôi cấy nấm sò trờn cơ chất bã sắn sau lên men thu enzyme
Thí nghiệm được bố trí làm 7 lô.
Lô 1: 100% cơ chất là bã sắn sau lên men
Lô 2: 5% rơm rạ và 95% bã sắn sau lên men
Lô 3: 10% rơm rạ và 90% bã sắn sau lên men
Lô 4: 15% rơm rạ và 85% bã sắn sau lên men
Lô 5: 20% rơm rạ và 80% bã sắn sau lên men
Lô 6: 25% rơm rạ và 75% bã sắn sau lên men
Lô 7: 100% cơ chất là rơm rạ
Kết quả thí nghiệm được tóm tắt trong bảng 3-2 và hình 3-1.
9
Bảng 3-2. Ảnh hưởng của hàm lượng rơm rạ bổ sung vào bã sắn sau
lên men tới sự sinh trưởng và phát triển của nấm sò
Lô TN
Sự sinh trưởng và phát triển của nấm sò qua
những khoảng thời gian nuôi trồng (ngày)
Số lượng quả thể trong
một vết rạch bịch
5 10 15
1
Hệ sợi lên
chậm,
Sợi nấm ăn theo
tia đồng đều, đám
sợi có màu trắng
bắt đầu ra quả thể
Số lượng quả thể bình
quân 10- 15 quả thể,
nhưng chỉ có 5- 8 quả thể
trưởng thành (hình: 3-1C)
4
Hệ sợi lên
đều, thưa
Hệ sợi ăn theo tia
đồng đều, ăn sâu
gần tới đáy bịch
Sợi ăn kín bịch,
bắt đầu ra quả thể
Số lượng quả thể bình
quân 10- 15 quả thể, có 7-
10 quả thể trưởng thành
(hình: 3-1D)
5
Hệ sợi lên
đều, thưa
Hệ sợi màu trắng
đồng nhất và ăn
theo tia đồng đều,
ăn kín bịch, tiến
hành rạch bịch
Quả thể nấm trên
các vết rạch bịch
xuất hiện
Số lượng quả thể nhiều,
bình quân 18-20 quả thể,
lần nhiều, nhưng các bịch
teo đi rất nhanh.
Từ kết quả thí nghiệm ở bảng 3-2 chúng tôi thấy rằng: Ở lô 5 và 6 hệ
sợi sinh trưởng nhanh hơn, hệ sợi mọc thưa hơn, sợi ăn theo tia đồng đều,
do đó thời gian ăn kín bịch của 2 lô này cũng nhanh hơn cỏc lụ khỏc, chỉ
khoảng 7 - 8 ngày hệ sợi đã ăn kín bịch khi đó có thể rạch bịch và chuyển
bịch sang nhà chăm sóc. Cũn lụ 1 và lô 2 thời gian để hệ sợi ăn kín bịch
phải mất 10- 13 ngày, lô 7 phải mất 20-25 ngày, khi đó mới có thể rạch
bịch và chuyển bịch sang khu chăm sóc. Ở cỏc lụ 3 và lô 4 hệ sợi cũng có
10
thời gian sinh trưởng nhanh, hệ sợi tương đối khoẻ và đẹp, thời gian để hệ
sợi ăn kín bịch chỉ khoảng 8- 12 ngày.
Chúng tôi tiến hành chăm sóc, thu hái nấm trong 65 ngày kể cả
thời gian nuôi sợi, tổng cộng khối lượng nấm tươi thu được trờn cỏc lụ
ghi lại ở bảng 3- 3.
Bảng 3-3. Hiệu suất nấm sò trồng trên cơ chất bã sắn sau lên men
Lô TN
Khối lượng nấm (g/bịch) sau
các khoảng thời gian thu hái
Sản lượng nấm
(nguyên liệu đã
tạo ẩm)
Sản lượng nấm
(nguyên liệu khô)
Lần 1 25 25 Tổng
Kg
nấm/kg
Hệu
suất
(%)
(x1000đ/tấn
nguyên liệu)
Rơm rạ 2.160.000 500 5.000.000 2.840.000
Mùn cưa 2.360.000 600 6.000.000 3.640.000
Bã sắn 3.060.000 828 8.280.000 5.220.000
Bã sắn + Rơm rạ 3.120.000 880 8.880.000 5.760.000
Như vậy, bổ sung rơm rạ vào bã sắn làm cơ chất trồng nấm vừa
nâng cao năng suất, vừa tiết kiệm chi phí hơn cho nguồn nguyên liệu.
11
Nồng độ bổ sung chúng tôi chọn ở đây là 25% vì hiệu suất thu hồi nấm cao
và giá thành lại rẻ hơn.
Nuôi cấy nấm sò trờn cơ chất bã sắn chưa lên men
Đối với bã sắn trước khi lên men chúng tôi cũng bố trí thí nghiệm
tương tự như cơ chất là bã sắn sau lên men thu enzyme. Thí nghiệm được
chia làm 7 lô như sau:
Chúng tôi cũng tiến hành theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của hệ
sợi nấm qua các khoảng thời gian khác nhau, kết quả được ghi lại ở bảng 3-5.
Bảng 3-5. Ảnh hưởng của lượng rơm rạ bổ sung với nguyên liệu bã
sắn trước lên men tới sự sinh trưởng và phát triển của nấm sò
Lô
TN
Sự sinh trưởng và phát triển của nấm Sò qua
những khoảng thời gian nuôi trồng (ngày)
Số lượng quả thể trong một
vết rạch bịch
5 10 15
1
Hệ sợi lên
chậm,
Sợi nấm ăn theo tia
quả thể
Số lượng quả thể bình quân 10-
12 quả thể, nhưng chỉ có 5- 7
quả thể trưởng thành (hình: 3-
3B)
4
Hệ sợi lên
đều, thưa
Hệ sợi ăn theo tia
đồng đều, ăn sâu gần
1/2 bịch
Sợi ăn kín
bịch, bắt đầu ra
quả thể
Số lượng quả thể bình quân
10- 15 quả thể, có 5- 10 quả
thể trưởng thành (hình: 3-3C)
5
Hệ sợi lên
đều, thưa
Hệ sợi ăn theo tia
đồng đều, ăn sâu 2/3
bịch
Sợi ăn kín
bịch, bắt đầu ra
quả thể
Số lượng quả thể nhiều, bình
quân 15-20 quả thể, có tới 7- 12
quả thể trưởng thành (hình: 3-
3D)
Bảng 3-6. Hiệu suất nấm sò trồng trên cơ chất bã sắn trước lên men
Lô TN
Khối lượng nấm (g/bịch)
sau các khoảng thời gian
thu hái
Sản lượng nấm
(nguyên liệu đã
tạo ẩm)
Sản lượng nấm
(nguyên liệu khô)
Lần
1
25
ngày
25
ngày
Tổng
Kg
nấm/kg
Hệu
suất
(%)
Kg
nấm/kg
Hiệu suất
(%)
1 250 345 220 815 0,62 62,6 1,2 120,0
2 230 450 220 900 0,69 69,2 1,34 134,0
3 285 400 275 960 0,73 73,8 1,43 143,0
4 320 415 265 1000 0,77 77,0 1,49 149,0
, 7,5g KCl, 12,5kg nước cho
10kg nguyên liệu.
Bảng 3-7. Sự sinh trưởng và phát triển của nấm linh chi qua các
khoảng thời gian (ngày)
Lô
TN
Nguyên
liệu
Sự sinh trưởng và phát triển của nấm linh chi qua
các khoảng thời gian (ngày)
10 20 30 40 50
1
Bã sắn
trước lên
men
Hệ sợi lên
chậm, ăn kín
bề mặt bịch
Hệ sợi ăn kín
1/3 bịch, bắt
đầu có sự hình
thành quả thể
ở miệng nút
bông
Ra quả
thể
Quả thể không
phân biệt cuống
nấm và mũ nấm
Quả thể
2
Bã sắn
trước lên
men
Hệ sợi lên
nhanh hơn, ăn
sâu 1/3 bịch,
sơi ăn theo tia
đồng đều
Hệ sợi ăn sâu
1/2 bịch, có sự
hình thành
quả thể ở
miệng nút
bông
Ra quả
thể, định
hình
cuống
nấm và
mũ nấm
rất rõ
Trên miệng nút
bông hình thành
2- 3 quả thể,
hình dạng đặc
trưng, kích
thước nhỏ
(hình: 3-5C)
Ra quả thể
đạt 10,3%.
14
3.3. Hoàn thiện nghiên cứu sử dụng hệ sợi của nấm sò, nấm linh chi
trồng trên cơ chất bã sắn trước và sau lên men cho chăn nuôi gà
3.3.1. Thành phần dinh dưỡng của hệ sợi nấm sò và nấm linh chi
trồng trên cơ chất là bã sắn sau lên men thu enzyme
Khi phân tích thành phần các chất dinh dưỡng trên hệ sợi nấm sò và
nấm linh chi tươi thu được kết quả như bảng 3-8.
Bảng 3-8. Thành phần dinh dưỡng của hệ sợi nấm nuụi trờn bó sắn
sau lên men
STT Hàm lượng các chất Đơn vị
Sau khi trồng
nấm sò
Sau khi trồng
nấm linh chi
1 Protein mg/g 1.46 0.89
2 Tinh bột % 0,2 0,02
3 Cellulose % 5,0 3,8
4 Đường khử tự do % 0,005 0,002
5 Nitơ tổng mg/g 1,47 1,84
6 PO
4
3-
mg/g 0,58 0,73
7 SO
4
2-
mg/g 9,2 15,0
8 Cl
-
Mẫu tươi 31,4 39,9
Mẫu hút ẩm 38,4 45,8
Mẫu sấy 50
0
C 26,8 31,9
3 Protease
Mẫu tươi 1,5 1,9
Mẫu hút ẩm 1,5 1,5
Mẫu sấy 50
0
C 1,5 1,3
4 Xylanase
Mẫu tươi 16,4 23,0
Mẫu hút ẩm 21,2 26,5
Mẫu sấy 50
0
C 14,8 19,1
Chúng tôi cũng đã tiến hành kiểm tra khả năng đối kháng của dịch
trích ly từ hệ sợi nấm sò và nấm linh chi đối với các vi sinh vật. Kết quả
trình bày ở bảng 3-11.
Bảng 3-11. Hoạt tính đối kháng của dịch trích ly từ hệ sợi nấm nuụi trờn
bó sắn sau lên men với vi sinh vật kiểm định (hình: 3-7A, B, C, D)
STT Vi sinh vật kiểm định Hoạt tính kháng sinh (D-d, mm)
Bã nấm sò Bã nấm linh chi
1 B.subtilis + 10
2 E.coli - -
3 S.enteritidis - -
4 S.typhymurium - -
5 Staphyllococcus - 5
6 S. aureus 7YB - 9
mg/g 0,03 0,03
10 CaCO
3
mg/g 12,5 47,2
Bảng3-13. Hoạt tính của các enzyme thuỷ phân ngoại bào trong bã
nấm nuụi trờn cơ chất bã sắn trước lên men (hình: 3-6A, B, C, D)
STT Loại bã nấm
Hoạt tính enzyme (D-d) mm
Amylase Cellulase Protease Chitinase
1 Nấm sò 8 11 6 12
2 Nấm linh chi 9,3 15 7 13
17
Bảng 3-14. Hoạt độ của các enzyme thuỷ phân ngoại bào trong bã nấm
nuụi trờn cơ chất bã sắn trước lên men
STT Hoạt độ enzyme (IU/g) Bã nấm sò Bã nấm linh chi
1 Amylase
Mẫu tươi 19,4 28,6
Mẫu hút ẩm 30,6 30,0
Mẫu sấy 50
0
C 16, 24,6
2 Cellulase
Mẫu tươi 10,1 12,8
Mẫu hút ẩm 13,1 14,9
Mẫu sấy 50
0
C 8,4 10,7
3 Protease
Mẫu tươi 0,8 1,0
Mẫu hút ẩm 0,7 0,9
trồng nấm sò.
Lô 4: 35% cám đậm đặc (ProConco), 45% bột ngô, 20% bột bã sau
trồng nấm sò.
Lô 5: 35% cám đậm đặc (ProConco), 40% bột ngô, 25% bột bã sau
trồng nấm sò.
Lô 6: 35% cám đậm đặc (ProConco), 55% bột ngô, 10% bột bã sau
trồng nấm linh chi.
Lô 7: 35% cám đậm đặc (ProConco), 50% bột ngô, 15% bột bã sau
trồng nấm linh chi
Lô 8: 35% cám đậm đặc (ProConco), 45% bột ngô, 20% bột bã sau
trồng nấm linh chi.
Lô 9: 35% cám đậm đặc (ProConco), 40% bột ngô, 25% bột bã sau
trồng nấm linh chi.
Theo dõi và ghi nhận kết quả: Cân gà vào 7 giờ tối, sau 10 ngày cân
gà một lần. Kết quả sau 60 ngày theo dõi thí nghiệm được ghi lại ở bảng 3-
16.
Bảng 3-16. Sự tăng trưởng khối lượng gà ở cỏc lụ thí nghiệm trong các
khoảng thời gian khác nhau
Lô
TN
Khối lượng gà (kg/con) sau các khoảng thời gian (ngày) Lượng
thức ăn
chi
phí/kg
tăng
trọng
Tỷ lệ
sống
sót
(con)
4 1,24 22.000 17.800
5 1,17 21.300 18.200
6 1,39 23.900 17.000
7 1,26 22.500 17.900
8 1,15 21.300 18.500
9 1,10 21.000 18.800
20