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

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA BẮP,
KHOAI MÌ, CÁM GẠO ĐỂ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
CHO HỆ THỐNG NIRS

Họ và tên sinh viên: Trần Văn Có
Ngành: Dược Thú Y
Niên khoá: 2004 – 2009

Tp. Hồ Chí Minh
09/2009


 
 
 

XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA BẮP,
KHOAI MÌ, CÁM GẠO ĐỂ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO
HỆ THỐNG NIRS

Tác giả
TRẦN VĂN CÓ

Khoá luận được đệ trình đáp ứng yêu cầu cấp bằng Bác sĩ Thú Y chuyên ngành Dược
Thú Y

Giáo viên hướng dẫn


 
 
 

LỜI CẢM TẠ

Chân thành cảm ơn
Thầy Dương Duy Đồng đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành luận văn
tốt nghiệp.
Các thầy, cô bộ môn Dinh Dưỡng, khoa Chăn Nuôi – Thú Y, trường Đại học
Nông Lâm, Tp. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ em trong giai làm đề tài.
Tất cả những người thân và bạn bè đã giúp tôi vượt qua những khó khăn trong
thời gian thực tập tốt nghiệp.

Trần Văn Có

 

ii   

 


 
 
 

TÓM TẮT LUẬN VĂN
“Xác định thành phần hoá học cơ bản của bắp, khoai mì, cám gạo để xây dựng cơ



 
 
 

MỤC LỤC
Chương 1MỞ ĐẦU .........................................................................................................1
1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ...........................................................................................................1
1.2.MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM .............................................................2
1.2.1. Mục đích .........................................................................................................2
1.2.2.

Yêu cầu ...........................................................................................................2

Chương 2 TỒNG QUAN ................................................................................................3
2.1.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU THÍ NGHIỆM ................................................3
2.1.1. Bắp..................................................................................................................3
2.1.2.

Khoai mì .........................................................................................................4

2.1.3.

Cám gạo..........................................................................................................6

2.2.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH..................................................8
2.2.1. Vật chất khô (VCK, DM – Dry Matter) .........................................................8
2.2.3.


3.3.1. Phương pháp thu thập mẫu ...........................................................................13

 

3.3.2.

Phương pháp xử lý mẫu................................................................................14

3.3.3.

Phương pháp phân tích .................................................................................14

3.3.3.1.

Phân tích tỷ lệ vật chất khô....................................................................14

3.3.3.2.

Phân tích tỷ lệ khoáng tổng số...............................................................15

3.3.3.3.

Phân tích tỷ lệ protein thô......................................................................15

3.3.3.4.

Phân tích tỷ lệ lipid thô ..........................................................................16

3.3.3.5.


5.1.1. Bắp ...................................................................................................................39
5.1.2. Khoai mì...........................................................................................................39
5.1.3. Cám gạo ...........................................................................................................39
5.2. ĐỀ NGHỊ................................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................40

 

v   

 


 
 
 

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của bắp theo Viện chăn nuôi .........................................4
Bảng 2.2 Thành phần hoá học của khoai mì theo Viện chăn nuôi..................................6
Bảng 2.3. Thành phần hoá học cám gạo theo Viện Chăn nuôi .......................................7
Bảng 4.1. Thành phần hoá học của bắp, khoai mì, cám gạo .........................................19
Bảng 4.2. Thành phần hoá học của bắp phân theo nguồn gốc ......................................24
Bảng 4.3. Thành phần hoá học của bắp phân theo thời gian lấy mẫu.........................268
Bảng 4.4. Thành phần hoá học của khoai mì phân theo nguồn gốc mẫu....................300
Bảng 4.5 Thành phần hoá học của khoai mì phân theo thời gian lấy mẫu..................320
Bảng 4.6: Thành phần hoá học của cám gạo phân theo nguồn gốc mẫu ....................364
Bảng 4.7 Thành phần hoá học của cám gạo phân theo thời gian lấy mẫu ..................386

 

 

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng việt

Tiếng Anh

Ash

Khoáng tổng số

Total Ash

BR-VT

Bà Rịa – Vũng Tàu

-

Ca

Canxi

Calcium

CF

Xơ thô

Nghiệp Liên Hiệp Quốc

Food ang Agriculture
Organization

NIRS

Quang phổ cận hồng ngoại

Near Infrared Spectroscopy

P

Phốt pho

Phosphor

TP.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

-

 

 

viii  

 

hợp ngày càng nhiều, cộng với việc thời gian phân tích cũng phải nhanh chóng mà các
nhà khoa học đã nghiên cứu ra một phương pháp mới dần được áp dụng phổ biến là
phương pháp NIRS (Near Infrared Spectroscopy – Quang phổ cận hồng ngoại) vì
NIRS giải quyết được vấn đề thời gian có được kết quả cho người có nhu cầu phân
tích. Tuy nhiên để hoạt động hệ thống phân tích NIRS ta cần thiết lập một đường
chuẩn, một kho hay một thư viện dữ liệu cho hệ thống này.
Nhằm có một cái nhìn khái quát về thành phần hóa học của một số nguyên liệu
thức ăn trong chăn nuôi và làm cơ sở dữ liệu cho phương pháp mới (phương pháp
 

1   

 


 
 
 

NIRS), cùng với sự đồng ý của bộ môn Dinh Dưỡng, khoa Chăn Nuôi – Thú Y, trường
đại học Nông Lâm TP.HCM dưới sự hướng dẫn của TS. Dương Duy Đồng chúng tôi
tiến hành đề tài: “XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA BẮP,
KHOAI MÌ, CÁM GẠO ĐỂ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO HỆ THỐNG
NIRS”.

1.2.

MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM

1.2.1. Mục đích

Bộ (ordo): Poales

-

Họ (familia): Poaceae

-

Chi (genus): Zea

-

Loài (species): Z. mays

-

Danh pháp khoa học: Zea mays L.
Bắp (Zea mays L.), còn gọi là ngô, là một loại cây lương thực được thuần

dưỡng tại khu vực Trung Mỹ và sau đó lan tỏa ra khắp châu Mỹ. Bắp lan tỏa ra phần
còn lại của thế giới sau khi có tiếp xúc giữa người châu Âu với người châu Mỹ vào
cuối thế kỷ 15, đầu thế kỷ 16 ( />Các hạt bắp là các dạng quả thóc với vỏ quả hợp nhất với lớp áo hạt, là kiểu quả
thông thường ở họ Hòa thảo (Poaceae). Cây bắp thích nghi rộng về mặt khí hậu và
môi trường. Bắp là loại hạt quan trọng nhất dùng trong thực phẩm chăn nuôi do các
nguyên nhân liên quan đến đặc điểm thực vật và giá trị dinh dưỡng. Bắp cung cấp
năng lượng nhiều nhất và thường được dùng làm thức ăn chuẩn về năng lượng để so
sánh với các hạt cốc khác (Dương Thanh Liêm, Bùi Huy Như Phúc và Dương Duy
Đồng, 2002).
Tổng sản lượng bắp chung của thế giới năm 2005 là 692 triệu tấn, so với năm
2003 (600 triệu tấn), trong đó Mỹ là nước sản xuất gần một nữa sản lượng (280 triệu


Vật chất
khô
(DM)

Protein
thô
(CP)

Lipid thô
(EE)

Xơ thô

Khoáng
tổng số
(Ash)

(CF)

Phospho

(Ca)

(P)

1983

87,50


-

Giới (regnum): Plantae

-

Bộ (ordo): Malpighiales

-

Họ (familia): Euphorbiaceae

-

Chi (genus): Manihot

-

Loài (species): M. esculenta

 

Canxi

4   

 


 

không thuận lợi, người trồng khoai mì có thể kéo dài thời gian trồng mà năng suất củ
không bị giảm, nhưng thời gian trồng quá lâu thì củ sẽ hóa xơ và không có giá trị dinh
dưỡng (Dương Thanh Liêm, Bùi Huy Như Phúc và Dương Duy Đồng, 2002).

 

5   

 


 
 
 

Dựa vào nồng độ acid Cyanhydric (HCN) trong khoai mì mà các nhà khoa học
đã chia khoai mì ra làm hai nhóm chính: nhóm khoai mì ngọt có hàm lượng HCN ít
(dưới 0,01%), nhóm khoai mì đắng có hàm lượng HCN nhiều hơn (trên 0,02%)
( HCN gây độc cho gia súc, nếu acid có hàm lượng
thấp sẽ làm cho gia súc chậm lớn, kém sinh sản. Nếu acid này có hàm lượng cao sẽ
làm cho gia súc chết đột ngột (Viện Chăn nuôi, 1995). Nếu sử dụng khoai mì quá
nhiều trong khẩu phần của heo thịt thời kỳ cuối dễ dẫn đến có nhiều mỡ trong quày thịt
và quày thịt có màu đỏ nhạt dẫn đến làm giảm giá trị thương phẩm của heo (Dương
Thanh Liêm, Bùi Huy Như Phúc và Dương Duy Đồng, 2002).
Bảng 2.2 Thành phần hoá học của khoai mì theo Viện chăn nuôi
 

Thành phần hóa học (%)
Viện chăn
nuôi


0,07

0,06

1995

87,41

2,87

1,68

2,95

2,18

0,23

0,15

(năm)

2.1.3. Cám gạo
Phân loại khoa học lúa gạo:
-

Giới (regnum): Plantae

-

g/kg. Lúa gạo tách trấu có giá trị dinh dưỡng cao hơn, gia súc tiêu hoá và hấp thụ tốt
hơn. Trấu chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa. Trấu rất giàu silic (trên 210 g/kg vật
chất khô) các mảnh trấu sắc, nhọn dễ làm tổn thương thành ruột. Do đó khi dùng lúa
làm thức ăn gia súc cần phải loại bỏ trấu. Gạo có hàm lượng xơ 40-80 g/kg và protein
là 70-87 g/kg. Hàm lượng lysine, arginine, tryptophan trong protein của gạo cao hơn
bắp. Nhưng hàm lượng các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng ở gạo lại rất thấp so
với nhu cầu của gia súc, gia cầm (Viện Chăn nuôi, 1995).
Cám gạo là sản phẩm phụ của công nghiệp xay xát. Lượng cám thu được bình
quân là 10 % khối lượng lúa. Cám gạo được hình thành từ lớp vỏ nội nhũ, mầm phôi
của hạt, cũng như một phần từ tấm. Do đó hàm lượng protein trong cám gạo cao: 120140g/kg chất khô. Hàm lượng chất béo trong cám gạo cũng rất cao (11 – 18%). Chất
béo trong cám gạo rất dễ bị oxy hoá, không nên dự trữ lâu (Viện Chăn nuôi, 1995).
Tùy theo lượng trấu còn lẫn trong cám ít hay nhiều mà cám được phân làm cám loại I
và loại II. Ngoài ra còn có cám lau là phụ phẩm của việc lau bóng gạo trong xuất khẩu.
Cám lau khó sử dụng trong thức ăn công nghiệp do độ ẩm cao, rất mau đóng vón, ôi và
làm hư hỏng các dưỡng chất khác trong thức ăn (Dương Thanh Liêm, Bùi Huy Như
Phúc và Dương Duy Đồng, 2002).
Tuy cám gạo có hàm lượng chất béo khá cao, nhưng do hàm lượng xơ thô cũng
cao nên có hàm lượng năng lượng trao đổi thấp hơn bắp, 2650 kcal/kg, mặt dù đạm thô
cao hơn. Cám gạo thường được dùng trong thức ăn cho heo, bò. Không nên sử dụng
quá 30% trong khẩu phần vì lượng phospho dưới dạng phytin cao sẽ ức chế tiêu hóa
các dưỡng chất như protein, acid amin và một số loại khoáng như kẽm (Zn),…vv
(Dương Thanh Liêm, Bùi Huy Như Phúc và Dương Duy Đồng, 2002). Cám gạo là
nguồn vitamin B1 phong phú, ngoài ra còn có cả vitamin B6 và biotin, 1kg cám gạo có
khoảng 22 mg vitamin B1, 13 mg vitamin B6 và 0,43 mg biotin. Cám gạo là loại thức
ăn hấp dẫn cho tất cả các đối tượng gia súc (Lê Đức Ngoan, 2002).
Bảng 2.3. Thành phần hoá học cám gạo theo Viện Chăn nuôi
Tên thức ăn

 


Cám gạo tẻ xát
máy loại 2

1983

86,00 12,90 13,60

8,60

9,20

0,08 1,08

1995

87,57 13,00 12,03

7,77

8,37

0,17 1,56

1983

90,50

7,70

8,50


nitơ trong protein sẽ bị phân giải thành NH3, nhờ có H2SO4 còn dư nên NH3 biến thành
sulfat amon (NH4)2SO4. Sau khi để nguội và hòa loãng với nước, mẫu được kiềm hóa
với base mạnh sodium hydroxyde (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 lượng 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: vì trong đạm thô chứa trung bình 16% nitơ (100/16 = 6,25).
 

8   

 


 
 
 

Hệ số 6,25 được chấp nhận cho tất cả các mẫu.
2.2.3. Khoáng tổng số (Ash – Total Ash)
Phương pháp xác định hàm lượng khống tổng số theo AOAC 942.05
™

Nguyên tắc
Mẫu thức ăn sau khi đốt ở nhiệt độ cao (500 – 550oC), chất hữu cơ sẽ bị phân


™
 

Nguyên tắc
9   

 


 
 
 

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 tính được lượng canxi.
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 10CO2
2.2.7. Phospho (P)
Phương pháp xác định hàm lượng phospho theo: AOAC 965.17
™

Nguyên tắc
Ion orthophosphate phản ứng với ammonium molybdate để tạo thành hợp chất

 

10  

 


 
 
 

nồng độ của những liên kết này và thu được một dãy rộng những thông tin về thành
phần cấu tạo hóa học của vật chất sinh học đó ().
™

Tương tác giữa bức xạ NIRS với vật chất

-

Khi chúng ta có ánh sáng từ một máy quang phổ đập vào một ma trận các phân

tử của mẫu phân tích. Nếu các phân tử không tương tác với ánh sáng, ánh sáng sẽ vượt
qua ma trận mà không có sự tương tác nào xảy ra (không tính đến sự mất mát do phát
tán, khúc xạ, phản xạ và hấp thu). Nếu các phân tử tương tác với ánh sáng một cách rất
đặc trưng ta gọi đó là hoạt động hồng ngoại. Trường hợp đối với NIRS là sự kéo căng
hay uốn cong các liên kết X-H như: CH, NH và OH.
-

Khi sự tương tác xảy ra, người ta dùng phương trình hồi qui đã có sẵn để dự


 

11  

 


 
 
 

™

Ứng dụng NIRS
Xác định lượng nước trong ngũ cốc và các loại hạt (Nooris và Hart, 1965). 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). Tồn dư nấm mốc và các chất phụ gia trong nguyên
liệu thức ăn (Givens và Deaille, 1999). Xác định thành phần hoá học và giá trị dinh
dưỡng của các thức ăn hạt cốc cho heo (Van Barneveld và cộng sự, 1999)…vv
().

 

12  

 


 

-

Protein thô

-

Lipid thô

-

Xơ thô

-

Khoáng tổng số

-

Canxi

-

Phosphor

3.3.

PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

3.3.1. Phương pháp thu thập mẫu
Các nguyên liệu bắp, khoai mì, cám gạo là những nguyên liệu tồn tại ở dạng hạt

đem xử lý để tiến hành phân tích, phần còn lại làm mẫu lưu để khi cần đem ra xét
nghiệm trọng tài.
™

Bắp
Tất cả các loại bắp hạt sẽ được say nhuyễn bằng máy, bắp đã được say sẵn thì

tùy theo mức độ to nhỏ của hạt mà được xử lý lại cho thật mịn.
™

Khoai mì
Đối với khoai mì lát chúng tôi tiến hành dập nhỏ và say lại bằng máy. Bột khoai

mì thì được tiến hành phân tích trược tiếp.
™

Cám gạo
Hầu hết cám gạo khi lấy về đều ở dạng mịn nên chúng tôi tiến hành phân tích

trực tiếp. Tuy nhiên với những mẫu có lẫn nhiều tấm hay trấu thì được say lại bằng
máy.
3.3.3. Phương pháp phân tích
3.3.3.1. Phân tích tỷ lệ vật chất khô
™

Cách tiến hành

-

Chén sứ được sấy ở 100-105oC, ít nhất 1 giờ.

L2: trọng lượng (chén sứ + mẫu) sau khi sấy (g),
P: trọng lượng mẫu cân (g).

3.3.3.2. Phân tích tỷ lệ khoáng tổng số
™
Cách tiến hành
-

Cho chén sứ sạch vào tủ sấy ở 105°C trong khoảng 30 phút sau đó dùng kẹp gắp

ra cho vào bình hút ẩm. Cân trọng lượng chén (P).
-

Cân chính xác khoảng 3g mẫu (P1).

-

Cho chén sứ vào lò đốt ở 550-600°C trong 4 giờ. Sau khi mẫu trong chén sứ

biến thành tro xốp màu trắng hay xám xanh là được, lấy chén sứ ra để nguội trong bình
hút ẩm tiến hành cân trọng lượng (P2).
™

Tính
kết quả:
% Ash = ( P2 – P) / P1 × 100
Trong đó:
P: trọng lượng chén sứ (g)
P1: trọng lượng mẫu (g)
P2: trọng lượng (chén sứ + mẫu) (g).