HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
HÀ VĂN HUY
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM PHỨC
KIM LOẠI (SẮT, ĐỒNG, KẼM, SELEN) ĐẾN KHẢ NĂNG
SẢN XUẤT CỦA GÀ THƯƠNG PHẨM
Ngành:
Dinh dưỡng và thức ăn chăn nuôi
Mã số:
9.62.01.07
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2020
Công trình hoàn thành tại:
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Ngƣời hƣớng dẫn: 1. TS. NGUYỄN HỮU CƢỜNG
2. PGS.TS. NGUYỄN BÁ MÙI
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Huy Đạt
Hội Chăn nuôi
Phản biện 2: TS. Nguyễn Văn Trọng
sắt dẫn tới thiếu máu, giảm kích thước và số lượng hồng cầu. Thiếu đồng dẫn tới thiếu
máu; xương có thể bị biến dạng. Thiếu đồng còn làm cho tim của gia cầm sưng to hơn
mức bình thường. Thiếu kẽm gây giảm sinh trưởng và phát triển lông, giảm hoàn thiện
xương, khớp sưng, phôi gà chậm phát triển, tỷ lệ nở thấp. Ngoài ra còn tác động tới xương
ức và xương chân gây biến dạng. Thiếu selen làm giảm tốc độ sinh trưởng, giảm đẻ, giảm
tỷ lệ phôi và ấp nở, hạn chế thành thục sinh dục, gà trống đạp mái kém.
Để bù đắp lượng khoáng thiếu hụt trong thức ăn của vật nuôi người ta thường bổ
sung bằng một số muối vô cơ, hữu cơ của các kim loại như sắt, đồng, kẽm và selen…
với hàm lượng cần thiết để duy trì sự phát triển của vật nuôi. Tuy nhiên, do khả năng
hấp thu các muối vô cơ của gia cầm nói riêng và của động vật nói chung không cao
(chỉ hấp thu tối đa 20%) nên phần lớn các muối này bị thải ra ngoài theo chất thải, gây
lãng phí và làm ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, phức khoáng siêu phân tán được
hấp thu cao đạt 80-90% do kích thước rất nhỏ, có khả năng gắn kết với các hợp chất
hữu cơ nên các hạt kim loại rất dễ được vật nuôi hấp thu và có thể điều chỉnh thời
gian hấp thu chúng trong quá trình tiêu hoá, nhờ vậy, lượng khoáng thải ra môi trường
ít, từ đó giảm ô nhiễm môi trường (Petrovic et al., 2006).
Hàm lượng các nguyên tố vi lượng như Fe, Cu, Zn và Se trong các nguyên liệu
thức ăn có nguồn gốc thực vật và động vật là hoàn toàn đủ để đáp ứng nhu cầu của gia
cầm (NRC, 1994). Tuy nhiên, do mức độ sinh khả dụng của chúng thấp (vì tồn tại ở
dạng các liên kết phức tạp với các phân tử khác) và quan hệ tương tác theo chiều
hướng tiêu cực (kìm hãm sự tiêu hoá và hấp thu), nên mặc dù hàm lượng của các
nguyên tố vi lượng trong thức ăn là khá cao nhưng khả năng đáp ứng nhu cầu của vật
nuôi lại rất thấp. Ngoài ra, trong môi trường dạ dày với độ pH thấp, một số nguyên tố
vi lượng có xu hướng bị phân ly mạnh để tạo thành các ion, liên kết với một số yếu tố
kháng dinh dưỡng, tạo thành phức không hòa tan, không hấp thu (Suttle, 2010). Bởi
vậy, để tăng hiệu quả hấp thu, tránh những tương tác theo chiều hướng tiêu cực, xu
hướng hiện nay, thay vì sử dụng các nguyên tố khoáng vi lượng ở dạng vô cơ thì các
nhà dinh dưỡng đã sử dụng ở dạng hữu cơ hoặc dạng siêu phân tán. Hiện nay việc
nghiên cứu chế tạo phức kim loại từ các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán để
ứng dụng trong chăn nuôi tại Việt Nam chưa được thực hiện. Tuy nhiên nhu cầu sử
- Đánh giá các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa máu tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh lý
miễn dịch, Trường Đại học Y Hà Nội từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 2 năm 2015.
- Đánh giá sự đào thải kim loại qua chất thải của gà; tồn dư kim loại trong thịt, nội
tạng tại Phòng Phân tích Thức ăn và Sản phẩm chăn nuôi - Viện Chăn nuôi từ tháng 10
năm 2014 đến tháng 6 năm 2015.
- Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm,
selen) đến khả năng sản xuất của gà LV thương phẩm tại Trạm Nghiên cứu Chăn nuôi
gà Phổ Yên, xã Đắc Sơn, huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên, thuộc Trung tâm Nghiên
cứu Gia cầm Thụy Phương từ năm 2014 đến năm 2015.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Chế tạo được các hạt kim loại, oxit kim loại siêu phân tán để sử dụng làm thức ăn
chăn nuôi phù hợp với trình độ và khả năng công nghệ của Việt Nam. Đây là công trình
đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu về chế tạo phức kim loại siêu phân tán sử dụng làm
thức ăn chăn nuôi phù hợp công nghệ và trình độ của Việt Nam.
- Xác định được mức phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) trong khẩu phần thức ăn phù
hợp với gà LV thương phẩm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế chăn nuôi.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác định được các tham số tối ưu hóa trong chế tạo một số phức kim loại (Fe,
Cu, Zn, Se) dạng siêu phân tán có kích thước nano sử dụng làm phụ gia bổ sung vi
khoáng cho gà thay thế cho khoáng ở dạng muối vô cơ, nâng cao được sinh khả dụng
của vi khoáng, cải thiện thành tích chăn nuôi và góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường.
- Kết quả đề tài cung cấp phương pháp khoa học chế tạo các kim loại, oxit kim
loại để sản xuất chế phẩm phức kim loại bổ sung vào thức ăn chăn nuôi phù hợp với
công nghệ và trình độ chăn nuôi ở Việt Nam, xác định được mức sử dụng chế phẩm
2
phức kim loại vào khẩu phần thức ăn chăn nuôi gà thương phẩm nhằm nâng cao năng
suất và hiệu quả chăn nuôi.
phương pháp khử KBH4; phương pháp khử hydrazin (N2H4); phương pháp khử
(NaBH4). Qiu-li et al. (2010) chế tạo hạt đồng siêu phân tán bằng phương pháp khử
hóa học sử dụng chất khử KBH4. Kết quả chỉ ra rằng, điều kiện tối ưu của quá trình
tổng hợp hạt đồng siêu phân tán như sau: tỷ lệ mol của KBH4/CuSO4 là 0,75, nồng độ
của CuSO4: 0,4 mol/l, nhiệt độ phản ứng là 300C và chất ổn định là butanol. Kích thước
hạt đồng siêu phân tán trung bình thu được phần lớn dạng hình cầu khoảng 100 nm.
Hassan et al. (2011) nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng như nhiệt độ phản ứng, tỷ lệ
giữa nồng độ chất khử và tiền chất đến hình thái và kích thước hạt nano thông qua hai
phương pháp khử hóa học và điện hóa. Xiangling et al. (2005) đã chế tạo hạt đồng siêu
phân tán bằng phương pháp khử hóa học sử dụng hydrazin (N2H4) làm chất khử.
Abdulla-Al-Mamun et al. (2009) đã chế tạo thành công hạt đồng siêu phân tán bằng
cách khử muối đồng nitrat (Cu(NO3)2) bằng borohydride (NaBH4) trong hỗn hợp dung
môi nước/CH3CN, trong điều kiện sục khí argon. Các hạt đồng siêu phân tán, lần đầu
tiên đã được tổng hợp với quy mô lớn với sự có mặt của acetonitrile (CH3CN) trong
3
nước để tránh sự oxy hóa. Những tính chất đặc trưng của hạt đồng siêu phân tán được
xác định bằng phổ hấp phụ nguyên tử Uv-Vis, kính hiển vi điện tử truyền qua TEM,
phổ X- quang điện tử (XPS), phổ nhiễu xạ tia X (XRD). Phương pháp chế tạo hạt đồng
siêu phân tán bằng khử (NaBH4) cho thấy sự ổn định tuyệt vời của hạt đồng siêu phân
tán so với sự bảo vệ hạt đồng siêu phân tán bằng citrate. Chúng tôi sử dụng phương
pháp này để nghiên cứu chế tạo hạt Cu siêu phân tán.
Chế tạo hạt oxit kẽm siêu phân tán được thực hiện bằng một số phương pháp
như: phương pháp nhũ tương hóa, tổng hợp pha dung dịch (Solution-phase synthesis),
CVD, lắng đọng xung laser (pulsed-laser deposition), phương pháp EBL (electronbeam lithography) kết hợp với CVD hay phương pháp dung dịch... Mỗi phương pháp
đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, quan trọng hơn là tùy vào mục đích sử dụng
khác nhau, người ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phù hợp nhất. Trong nghiên cứu
này, chúng tôi tổng hợp oxit kẽm siêu phân tán theo phương pháp thủy nhiệt theo các
nhiệt độ phản ứng khác nhau.
hữu cơ hoặc nano selen trong thức ăn của gà thịt đến sinh lý, miễn dịch của gà thịt (gà
4
Arbor Acres) cho thấy: khi sử dụng selen dạng vô cơ (NaSe) với mức 0,15 và 0,3 ppm
thì hàm lượng hemoglobin của gà Arbor Acres lần lượt là 13,66 và 13,46 g/dl; sử dụng
selen dạng hữu cơ (Se-yeast) với mức 0,15 và 0,3 ppm thì hàm lượng hemoglobin của
gà Arbor Acres lần lượt là 13,90 và 13,94 g/dl. Tuy nhiên khi sử dụng nano selen dạng
bột với mức 0,15 và 0,3 ppm thì hàm lượng hemoglobin của gà Arbor Acres là 13,97
và 14,07 g/dl. Khi sử dụng nano selen dạng dung dịch với mức 0,15 và 0,3 ppm thì
hàm lượng hemoglobin của gà là 13,93 và 13,86 g/dl.
Theo Samanta et al. (2011), khi sử dụng đồng (CuSO4.5H2O) ở các mức 75, 150,
250 mg/kg thức ăn đã làm tăng số lượng hồng cầu và hàm lượng hemoglobin của đàn gà
thương phẩm so với đối chứng. Mức bổ sung (150 mg CuSO4.5H2O/kg thức ăn) đàn gà
có số lượng hồng cầu là 4,19 triệu/mm3 và hàm lượng Hb là 10,44 g/dl đều cao hơn ở
mức bổ sung (75 mg CuSO4.5H2O/kg thức ăn) số lượng hồng cầu (3,30 triệu/mm3), Hb
(10,26 g/dl).
Nghiên cứu của Nollet et al. (2007) đã cho thấy mức thải Zn theo chất thải của gà
broiler ở nhóm được ăn khẩu phần có bổ sung Zn ở dạng vô cơ là 277 ppm, cao hơn
57,4% so với nhóm gà được ăn khẩu phần có bổ sung Zn ở dạng hữu cơ (176 ppm).
Kết quả ở nghiên cứu này cũng cho thấy, khi bổ sung Zn ở dạng siêu phân tán, mức
thải Zn theo chất thải ở gà LV thương phẩm giảm rất rõ rệt so với lô được ăn khẩu
phần có bổ sung Zn vô cơ (ZnSO4.7 H2O) theo liều khuyến cáo của NRC (1994).
Nghiên cứu của Falandysz (1991) khi tác giả phân tích thịt cơ của gà thấy hàm
lượng sắt dao động từ 10 đến 35 ppm, đồng dao động 0,52 – 7,3 ppm và kẽm dao động
5,7 - 40 ppm.
Theo Sawosz et al. (2018) khi nghiên cứu ảnh hưởng của hạt nano đồng đến hàm
lượng khoáng chất của các mô và sự tăng trưởng của gà Ross 308. Lô đối chứng sử
dụng 7,5 mg Cu/kg thức ăn (CuS04 vô cơ), trong khi đó lô thí nghiệm sử dụng phức
hợp nano đồng có kích thước 45nm, bổ sung với mức 25; 50; 70 và 100 % so với lô
14,3-15,5 mg/kg và hàm lượng Zn từ 108-137 mg/kg.
PHẦN 3. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.1.1. Nghiên cứu chế tạo chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm và selen)
- Nghiên cứu chế tạo các hạt oxit sắt siêu phân tán;
- Nghiên cứu chế tạo các hạt kim loại đồng siêu phân tán;
- Nghiên cứu chế tạo các hạt oxit kẽm siêu phân tán;
- Nghiên cứu chế tạo các hạt selen siêu phân tán;
- Nghiên cứu tạo vỏ bọc các hạt kim loại siêu phân tán.
3.1.2. Nghiên cứu chuyển dạng huyền ph (o it sắt, đồng, o it kẽm và selen siêu
ph n tán) sang dạng bột làm thức ăn chăn nuôi gia cầm
Chuyển dạng huyền phù sắt, đồng, kẽm và selen siêu phân tán thành dạng bột:
Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ, thời gian li tâm và số lần rửa siêu âm với từng loại
huyền phù để đạt hiệu quả thu hồi cao.
3.1.3. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm phức kim loại (Fe, Cu, Zn, Se) bổ sung vào
thức ăn nuôi gà LV thƣơng phẩm
Ảnh hưởng của các mức chế phẩm phức kim loại đến các chỉ tiêu: một số chỉ tiêu
sinh lý sinh hóa máu; sự tồn dư kim loại trong thịt, nội tạng; sự đào thải qua chất thải
của gà và khả năng sản xuất thịt cũng như chất lượng thịt.
3.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.1. Nghiên cứu chế tạo chế phẩm phức kim loại (sắt, đồng, kẽm và selen)
- Phương pháp chế tạo hạt oxit sắt, oxit kẽm siêu phân tán bằng phương pháp
thủy nhiệt (nghiên cứu, xác định điều kiện tối ưu về pH phản ứng, nhiệt độ phản ứng
và thời gian phản ứng để chế tạo được hạt oxit sắt, oxit kẽm siêu phân tán có kích
thước nhỏ nhất). Xác định kích thước hạt của các hạt oxit sắt và oxit kẽm siêu phân tán
được thực hiện bằng phương pháp SEM.
- Phương pháp chế tạo chế tạo hạt đồng siêu phân tán bằng phương pháp khử,
sử dụng chất khử NaBH4 (xác điều kiện tối ưu về tỷ lệ nồng độ [Na3C6H5O7]/[CuSO4],
pH phản ứng, nhiệt độ phản ứng để chế tạo được hạt đồng siêu phân tán có kích thước
ba lần).
Lô I (ĐC1): Gà được ăn khẩu phần cơ sở (KPCS) và được trộn với các nguyên tố
khoáng vi lượng (Fe: 80 mg/kg, Cu: 8 mg/kg, Zn: 40 mg/kg và Selen: 0,15 mg/kg) ở
dạng muối vô cơ với liều lượng từng nguyên tố theo khuyến cáo NRC (1994) cho các
giai đoạn sinh trưởng và phát triển của gà LV nuôi thịt.
Lô II (ĐC2): Gà được ăn KPCS và được trộn với các nguyên tố khoáng vi lượng
(Fe: 70 mg/kg, Cu: 12 mg/kg, Zn: 30 mg/kg và Se: 0,18 mg/kg) ở dạng vô cơ theo liều
khuyến cáo của hãng Bayer.
Bốn lô thí nghiệm còn lại (lô III, lô IV, lô V, lô VI) ăn KPCS được trộn với hỗn
hợp phức kim loại (Fe, Cu, Zn và Se) theo liều tăng dần tương ứng với liều lượng (Fe,
Cu, Zn và Se) bằng 15, 20, 25 và 30% so với công thức lô I (ĐC1).
Để đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm phức kim loại đến khả năng sản xuất của
gà LV thương phẩm, chúng tôi đánh giá các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa; khả năng sản
xuất của gà LV thương phẩm theo phương pháp thường dùng trong đánh giá sản xuất
gia cầm; các phương pháp xác định đào thải kim loại qua chất thải của gà, xác định
hàm lượng các kim loại trong thịt, một số cơ quan nội tạng, xác định thành phần hóa
học của thịt gà tại Phòng Phân tích thức ăn và sản phẩm chăn nuôi, Viện Chăn nuôi
(các phép thử đã được cơ quan có thẩm quyền quy định).
3.3. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
Đối với tất cả các chỉ tiêu theo dõi được, tính các tham số thống kê bằng phần mềm
SAS phiên bản 9.1. Sử dụng mô hình MIXED để xử lý số liệu theo mô hình thống kê.
7
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHẾ PHẨM PHỨC KIM LOẠI CHỨA SẮT,
ĐỒNG, KẼM VÀ SELEN
4.1.1. Kết quả nghiên cứu chế tạo các hạt o it sắt siêu ph n tán
4.1.1.1. Xác định pH thích hợp để tạo hạt oxit sắt siêu phân tán
Sau khi đã khảo sát trước, chúng tôi cố định nhiệt độ phản ứng là 1800C trong
t ắt siêu phân tán
Sau khi xác định được pH phản ứng thích hợp (pH=10), nhiệt độ phản ứng thích
hợp (180oC), chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình
hình thành hạt oxit sắt siêu phân tán. Thời gian phản ứng được khảo sát từ 1; 2; 3; 5 và
7 giờ. Mẫu oxit sắt được chế tạo với điều kiện pH = 10 và nhiệt độ phản ứng là 180 oC
được giữ cố định. Các mẫu oxit sắt chế tạo được chụp SEM để xác định kích thước
hạt. Từ các ảnh SEM của hạt oxit sắt siêu phân tán có thể xác định được kích thước
trung bình của các hạt oxit sắt siêu phân tán, cụ thể: thời gian 1; 2; 3; 5 và 7 giờ kích
thước hạt oxit sắt trung bình lần lượt là 135± 1,30; 140 ± 1,55; 140 ± 1,70; 135 ± 1,41
8
và 90± 1,64 nm.
Như vậy kích thước của các hạt oxit sắt được chế tạo trong điều kiện thời gian
phản ứng là 7 giờ, pH = 10 và nhiệt độ phản ứng là 180oC, hạt oxit sắt có kích thước
nhỏ nhất, trung bình đạt 90 ± 1,64 nm. Điều này có thể giải thích là khi tăng thời gian
của phản ứng làm cho sự phân tán các hạt oxit sắt tốt hơn nên kích thước oxit sắt sẽ
nhỏ hơn. Thời gian phản ứng là 7 giờ đã chế tạo được hạt oxit sắt có kích thước nano
(90±1,64 nm), nên chúng tôi lựa chọn thời gian phản ứng là 7 giờ.
4.
t ả t t lập đ ều kiện thích hợp của quá trình ch tạo các hạt oxit sắt
siêu phân tán bằng p ương p áp t ủy nhiệt
Từ các kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ và thời gian phản ứng, vật
liệu Fe2O3 được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt theo những điều kiện thích hợp
sau: pH = 10; nhiệt độ phản ứng: 180oC; thời gian phản ứng: 7 giờ; kích thước hạt oxit
sắt siêu phân tán thu được là nhỏ nhất trung bình 90 nm. Với kích thước hạt oxit sắt
siêu phân tán đã thu được chúng tôi có thể khẳng định rằng: bằng phương pháp thủy
nhiệt với điều kiện trên sẽ chế tạo được hạt nano oxit sắt (kích thước trung bình là 90
nm).
4.1.2. Nghiên cứu chế tạo các hạt kim loại đồng siêu ph n tán sử dụng NaBH4 làm
bố (Larry, 2006; Church, 1989) kích thước hạt đồng siêu phán tán thu được dao động từ
10 nm đến 90 nm. Về cơ bản, tốc độ phản ứng khử ion Cu2+ tăng khi nhiệt độ phản ứng
tăng, do đó tốc độ của phản ứng tổng hợp tăng nhanh nên khó kiểm soát sự hình thành
kích thước hạt. Khi chất khử được thêm vào hỗn hợp phản ứng tại nhiệt độ 30oC, tốc độ
hình thành hạt kim loại siêu phân tán và kết tụ tăng lên. Những kết quả này dẫn đến hình
thành các hạt kim loại siêu phân tán với kích thước trung bình cao hơn. Với nhiệt độ
phản ứng là 30oC, kích thước hạt đồng siêu phân tán nhỏ nhất, đồng đều nhất (20 ± 1,07
nm). Do đã chế tạo được hạt đồng có kích thước nano ở nhiệt độ 30oC nên chúng tôi lựa
chọn nhiệt độ phản ứng là 30oC để thực hiện các nghiên cứu tiếp theo.
4.1.2.3. Xác định tỷ lệ nồng độ mol [Na3C6H5O7]/[CuSO4] thích hợp để tạo hạt đồng
siêu phân tán
Tỷ lệ nồng độ mol [Na3C6H5O7(Citratrat)]/[CuSO4(Cu2+)] từ 0,6; 1,2; 1,8; 2,4 và
3,0 ảnh hưởng đến quá trình hình thành hạt đồng siêu phân tán đã được khảo sát.
Kết quả chụp SEM của hạt đồng siêu phân tán cho thấy, kích thước hạt đồng siêu
phân tán khi tỷ lệ nồng độ mol [Na3C6H5O7(Citratrat)]/[CuSO4(Cu2+)] là 0,6; 1,2; 1,8;
2,4 và 3,0 lần lượt là 30 ±1,83; 25 ±1,29; 20 ± 1,16; 20 ± 0,84 và 30 ± 1,43 nm. Có thể
thấy với tỷ lệ [Citrat]/[Cu2+] = 1,8 và tỷ lệ [Citrat]/[Cu2+] = 2,4 cho kết quả hạt đồng siêu
phân tán tốt nhất; kích thước hạt đồng siêu phân tán nhỏ nhất. Điều này có thể được giải
thích như sau: trong quá trình phản ứng, do các ion Cu2+ đã được gắn lên trên các
polyme nên không thể lớn lên một cách tự do. Hơn nữa các hạt khi vừa hình thành đã
được ngăn cách với nhau bởi lớp vỏ polyme lớn và không thể kết tụ được với nhau.
Điều này đã khống chế cả quá trình lớn lên và tập hợp của các hạt đồng siêu phân tán,
do đó dễ tạo hạt đồng đều. Tuy nhiên, khi nồng độ natri citrat trong dung dịch cao,
([Citrat]/[Cu2+] = 3,0), kích thước trung bình của hạt đồng siêu phân tán sẽ lớn hơn. Khi
tỷ lệ [Citrat]/[Cu2+] quá thấp, các hạt đồng siêu phân tán mới hình thành không được bảo
vệ và do vậy chúng dễ dàng tập hợp với nhau thành hạt lớn hơn. Với kết quả nghiên cứu
trên, chúng tôi chọn tỷ lệ [Citrat]/[Cu2+] = 1,8 để chế tạo hạt đồng siêu phân tán.
t ả t t lập các đ ều kiện thích hợp để tạo hạt đồng siêu phân tán, sử
dụng chất khử NaBH4
Như vậy, các hạt đồng siêu phân tán đã được chế tạo thành công bằng phương
ảnh hưởng đến hình thái và kích thước của các hạt oxit kẽm. Kích thước của các hạt
oxit kẽm được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ phản ứng 180 oC có kích thước nhỏ
nhất, trung bình đạt 70 ± 1,73 nm. Như vậy khi tăng nhiệt độ của phản ứng, làm cho
phản ứng trong bình Teflon diễn ra mãnh liệt hơn và tạo ra sự xáo trộn mạnh hơn dẫn
đến sự phân tán các hạt oxit kẽm tốt hơn.
Nhiệt độ của dung dịch phản ứng là 180 oC đã chế tạo được hạt oxit kẽm có kích
thước nano (70 ± 1,73 nm), trên cơ sở đó chúng tôi lựa chọn nhiệt độ phản ứng là
180oC để thực hiện các nghiên cứu tiếp theo.
4.1.3.3. Xác định thời gian phản ứng thích hợp để tạo hạt
t ẽ
p n tán
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình hình thành
hạt oxit kẽm siêu phân tán được khảo sát: 1; 2; 3; 5 và 7 giờ. Mẫu được chế tạo với pH
phản ứng là 10 và nhiệt độ phản ứng là 180oC giữ cố định.
Qua hình ảnh SEM cho thấy thấy sự thay đổi của thời gian phản ứng có ảnh
hưởng đến hình thái và kích thước của các hạt oxit kẽm siêu phân tán. Kích thước hạt
oxit kẽm siêu phân tán được chế tạo trong điều kiện thời gian phản ứng là 7 giờ có
kích thước nhỏ nhất, trung bình đạt 60 ± 1,30 nm. Khi tăng thời gian của phản ứng đã
làm cho sự phân tán các hạt oxit kẽm tốt hơn nên kích thước oxit kẽm sẽ nhỏ hơn.
Thời gian phản ứng 7 giờ đã chế tạo được hạt oxit kẽm có kích thước nano (60
± 1,03 nm), do vậy chúng tôi lựa chọn thời gian phản ứng là 7 giờ.
4.1.3
t ả t t lập đ ều kiện thích hợp của quá trình ch tạo các hạt oxit kẽm
siêu phân tán bằng p ương p áp t ủy nhiệt
Qua kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ và thời gian phản ứng đến kích
thước hạt oxit kẽm siêu phân tán, cho thấy bằng phương pháp thủy nhiệt, hạt oxit kẽm được
chế tạo với điều kiện pH = 10, nhiệt độ phản ứng là 180oC, thời gian phản ứng là 7 giờ sẽ
cho kích thước hạt oxit kẽm siêu phân tán thu được là nhỏ nhất trung bình từ 60-70 nm.
Với kích thước hạt oxit kẽm siêu phân tán đã thu được có thể khẳng định rằng:
bằng phương pháp thủy nhiệt với điều kiện pH = 10, nhiệt độ phản ứng là 180oC, thời
600 ppm, 700 ppm. Kết quả chụp ảnh TEM mẫu đại diện để đánh giá hình thái và kích
thước của các hạt selen thu được sau 24 giờ điều chế.
Kích thước của các hạt selen trong các mẫu khảo sát có nồng độ chitosan từ 300
ppm đến 700 ppm cho kích thước hạt từ 55-70 nm. Tuy nhiên, khi nồng độ chitosan
cao thì độ nhớt trong dung dịch tăng cũng ảnh hưởng đến quá trình phản ứng, làm phản
ứng xảy ra chậm các hạt selen tạo thành có điều kiện để co cụm với nhau dẫn đến kích
thước các hạt tăng. Vậy nồng độ chitosan tối ưu cho quá trình điều chế dung dịch selen
siêu phân tán được chọn là 500 ppm, kích thước trung bình là 55 ± 1,79 nm.
4.1.4.3. Xác định pH thích hợp để tạo hạt selen siêu phân tán
Amoni hydroxyl (NH4OH) và axit axetic (CH3COOH) được sử dụng như môi
trường đệm để duy trì sự ổn định pH của dung dịch. Để khảo sát ảnh hưởng của pH
đến quá trình hình thành dung dịch selen siêu phân tán, chúng tôi tiến hành khảo sát
với dung dịch selen với nồng độ 100 ppm, nồng độ chitosan trong dung dịch là 500
ppm, tỷ lệ [L-Ascorbic]/[Se4+] = 4,0. Phản ứng được duy trì ở nhiệt độ phòng thí
nghiệm. Khi pH =7,0 và 8,0: dung dịch selen siêu phân tán bị tủa ngay sau điều chế.
Chúng tôi tiến hành đo TEM ba mẫu đại diện dung dịch selen 200 ppm với pH = 4, pH
= 5 và pH = 6 cho kích thước hạt selen lần lượt là 65 ± 2,39; 80 ± 1,55 và 70 ± 1,71nm.
Kết quả đo TEM cho thấy kích thước hạt selen thu được khá đồng đều và nhỏ
nhất ở pH = 4 (với kích thước là 65 ± 2,39 nm). Tuy nhiên, khi pH tăng lên các hạt
12
selen tạo thành có xu hướng kết tụ lại với nhau, dẫn đến độ ổn định của dung dịch
selen siêu phân tán giảm. Chúng tôi chọn pH = 4 để thực hiện nghiên cứu tiếp theo.
4.1.4.4. Xác định nồng độ selen thích hợp để tạo hạt selen siêu phân tán
Sau khi chọn được các điều kiện thích hợp: nồng độ chất khử, giá trị pH, nồng
độ chất ổn định chitosan trong dung dịch. Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của
nồng độ Se4+ đến hình thái và kích thước của hạt selen siêu phân tán.
Nồng độ selen khảo sát là 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm và 500 ppm.
Kết quả đo TEM cho thấy mẫu dung dịch selen có nồng độ 100 ppm đến 500 ppm hạt
Hạt nano oxit sắt
Hạt nano đồng
Hạt nano oxit kẽm
Hạt nano selen
Kích thƣớc hạt (nm)
Mean ± SE
90 ± 1,20
25 ± 1,03
70 ± 1,28
70 ± 1,55
13
Cv (%)
4,22
13,06
5,79
7,03
4.2. KẾT QUẢ CHUYỂN ĐỔI CÁC DUNG DỊCH HUYỀN PHÙ CỦA HẠT
SIÊU PHÂN TÁN THÀNH DẠNG BỘT
4.2.1. Ảnh hƣởng của tốc độ ly t m đến hiệu suất thu hồi các hạt kim loại, oxit
kim loại siêu phân tán
4.2.1.1. Ản ưởng của tốc độ ly t
đ n hiệu suất thu hồi các hạt oxit sắt siêu
phân tán
Với cùng lượng Fe2O3 ban đầu là 135 mg, sau khi sử dụng tốc độ ly tâm khác nhau
(từ 1.000 vòng/phút; 3.000 vòng/phút; 5.000 vòng/phút và 7.000 vòng/phút) lượng Fe2O3
thu được có sự khác nhau. Tại tốc độ ly tâm 1.000 vòng/phút và 3.000 vòng/phút, hiệu
ưởng của tốc độ ly t
đ n hiệu suất thu hồi các hạt selen siêu phân tán
Với cùng lượng selen ban đầu là 135 mg, sau khi sử dụng tốc độ ly tâm 3.000
vòng/phút; 5.000 vòng/phút; 7.000 vòng/phút và 9.000 vòng/phút thì hiệu suất thu hồi
hạt selen siêu phân tán lần lượt là 38,86; 65,47; 79,94 và 90,28 %. Tốc độ ly tâm 9.000
vòng/phút hiệu suất thu hồi hạt selen siêu phân tán là cao nhất đạt 90,28 % (có 90,28 hạt
selen siêu phân tán đã được tách khỏi dạng huyền phù); thấp nhất là tốc độ ly tâm 3.000
vòng/phút, hiệu suất thu hồi các hạt selen siêu phân tán là 38,86 % (chỉ có 38,86% hạt
selen siêu phân tán đã được tách khỏi dạng huyền phù).
14
4.2.2. Ảnh hƣởng của thời gian ly t m đến hiệu suất thu hồi các hạt kim loại, o it
kim loại siêu ph n tán
4.2.2.1. Ản ưởng của thờ g an ly t
đ n hiệu suất thu hồi các hạt oxit sắt siêu
phân tán
Tốc độ ly tâm sử dụng khảo sát ảnh hưởng của thời gian ly tâm đến hiệu suất thu
hồi các hạt oxit sắt siêu phân tán là 7.000 vòng/phút (tốc độ ly tâm đạt được hiệu suất thu
các hạt sắt siêu phân tán cao là 99,21%). Thời gian ly tâm khảo sát là (3 phút, 6 phút, 9
phút, 12 phút và 15 phút). Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất thu hồi các hạt oxit sắt
siêu phân tán gần như hoàn toàn khi thời gian ly tâm bằng 15 phút (đạt 99,71%), thấp
nhất là 64,72% ở thời gian ly tâm là 3 phút.
4.2.2.2. Ản ưởng của thờ g an ly t
đ n hiệu suất thu hồi các hạt đồng siêu
phân tán
Tốc độ ly tâm sử dụng khảo sát khảo sát ảnh hưởng của thời gian ly tâm đến hiệu
thu hồi các hạt selen siêu phân tán thấp nhất là 68,96 % tại thời gian ly tâm là 10 phút.
15
4.2.3. Ảnh hƣởng của số lần rửa đến độ sạch của các hạt kim loại, o it kim loại
siêu phân tán
Để loại bỏ tạp chất thì số lần rửa là yếu tố quan trọng ảnh hưởng lớn đến độ sạch
của các hạt siêu phân tán, trong nghiên cứu này chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của số lần
rửa (1 lần, 3 lần, 5 lần và 7 lần) đến độ sạch của hạt siêu phân tán. Độ sạch của hạt siêu
phân tán được đánh giá thông qua phổ EDX. Dựa vào phổ EDX chúng ta sẽ biết được
hàm lượng của các hạt siêu phân tán, thành phần tạp chất còn lại có mặt trong mẫu đó.
4.2.3.1. Ản ưởng của số lần rửa đ n độ sạch các hạt oxit sắt siêu phân tán
Độ sạch của hạt oxit sắt siêu phân tán phụ thuộc rất lớn vào số lần rửa siêu âm. Khi
số lần rửa siêu âm tăng lên, thành phần phần trăm về khối lượng trung bình của các tạp
chất (Na, S, Al, Cu) trong mẫu Fe2O3 đều giảm đi. Khi mẫu Fe2O3 được rửa siêu âm 5 lần
và 7 lần thành phần phần trăm về khối lượng trung bình của các tạp chất thay đổi không
đáng kể. Do đó để tiết kiệm chi phí sản xuất, nhóm nghiên cứu lựa số lần rửa siêu âm là 5
lần (nguyên tố Fe là 66,12 ± 0,03 %; Nguyên tố O là 23,52± 0,02 %).
4.2.3.2. Ản ưởng của số lần rửa đ n độ sạch các hạt đồng siêu phân tán
Độ sạch của hạt đồng siêu phân tán phụ thuộc vào số lần rửa siêu âm. Khi số lần
rửa siêu âm tăng lên, thành phần phần trăm về khối lượng trung bình của các tạp chất
(S, Al, Fe) trong mẫu đồng đều giảm đi. Khi mẫu đồng được rửa siêu âm 7 lần, thành
phần phần trăm trung bình các tạp chất trong mẫu đo không đáng kể, do đó chúng tôi
lựa số lần rửa siêu âm là 7 lần (nguyên tố Cu là 86,32 ± 0,03 %).
4.2.3.3. Ản ưởng của số lần rửa đ n độ sạch các hạt kẽm oxit siêu phân tán
Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi số lần rửa siêu âm tăng lên, thành phần phần
trăm về khối lượng trung bình của các tạp chất (Na, S, Al, Cu) trong mẫu ZnO đều
giảm đi. Khi mẫu ZnO được rửa siêu âm 5 lần và 7 lần, thành phần phần trăm về khối
lượng trung bình của các tạp chất thay đổi không đáng kể. Để tiết kiệm chi phí sản
xuất, nhóm nghiên cứu đã chọn số lần rửa siêu âm là 5 lần (nguyên tố Zn là 49,63 ±
các chỉ tiêu vế sinh lý, sinh hoá máu của gà LV thương phẩm (P>0,05).
4.3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế phẩm phức kim loại (Fe, Cu, Zn và Se) đến
khả năng sản uất của gà LV thƣơng phẩm
4.3.2.1
ả năng n trưởng
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phức kim loại đến khả năng tăng khối lượng
cơ thể và tốc độ sinh trưởng tuyệt đối của gà LV thương phẩm qua các tuần tuổi được
trình bày tại bảng 2.
* Khối lượng gà LV thương phẩm qua các tuần tuổi
Kết quả tại bảng 2 cho thấy đến 8 tuần tuổi khối lượng gà LV thương phẩm ở lô
VI đạt cao nhất là 1.565,56 g/con, cao hơn so với lô I (ĐC1) là 106,14 g/con, lô II
(ĐC2) là 54,59 g/con, sự sai khác giữa lô VI so với lô I và lô II là có ý nghĩa thống kê
(P
887,47
877,22b
856,62d
846,77d 866,70c 867,56bc 2,11
5-8
2184,35ab 2194,89ab 2165,69ab 2132,03b 2151,64b 2221,09a 13,19
9-12
2937,27b 2986,01a 2864,09c 2932,13b 2826,42c 2910,88b 8,16
1-12
6009,09a 6058,12a 5886,40b 5910,93b 5844,76b 5999,53a 14,79
Tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lƣợng (kg)
c
1-4
1,60
1,66a
1,65ab
1,61bc
1,65ab
1,58c
0,01
5-8
2,42a
2,34ab
2,36ab
2,31b
2,31b
2,28b
0,02
a
b
2,72 (P0,05). Kết quả trung bình cả các lần khảo sát cũng cho
thấy hàm lượng Fe thải ra qua chất thải của gà LV thương phẩm có xu hướng tăng khi
tăng hàm lượng nguyên tố vi lượng Fe trong thức ăn. Tuy nhiên sự sai khác giữa các lô
không sử dụng chế phẩm phức kim loại và các lô có sử dụng chế phẩm phức kim loại
không có ý nghĩa thống kê (P>0,05).
4.3.3.2. Ản ưởng của việc bổ ng đồng ở dạng vô cơ và dạng
p n tán đ n
à lượng đồng thải ra theo chất thải của gà LV t ương p ẩm
Tính trung bình các lần khảo sát, cho thấy hàm lượng Cu thải ra theo chất thải
của gà LV thương phẩm tại lô I là cao nhất (10,92 ppm), cao hơn các lô có sử dụng
19
nghĩa thống kê (P0,05). So sánh giữa các lô có sử dụng chế phẩm phức kim loại thấy rằng sự
đào thải kẽm qua chất thải của gà LV thương phẩm có xu hướng tăng dần từ lô III lên lô
VI khi tăng hàm lượng nguyên tố Zn trong khẩu phần thức ăn; giữa lô III và các lô còn lại
có sử dụng chế phẩm phức kim loại thì sự sai khác có ý nghĩa thống kê (P0,05).
Theo Ewa Sawosz et al. (2018), kết quả hàm lượng Zn thải qua chất thải của gà
Ross 308 tại lô đối chứng là 298 mg/kg (sử dụng 7,5 mg Cu/kg thức ăn dạng CuS04 vô
cơ); các lô có sử dụng hàm lượng nano đồng kích thước 45 nm với các mức 25; 50; 75
và 100% so với lô đối chứng thì hàm lượng Zn thải ra lần lượt là 307; 339; 297 và 303
mg/kg; sự sai khác giữa lô đối chứng và lô sử dụng nano Cu không có ý nghĩa thống
kê. So với kết quả nghiên cứu của chúng tôi thì hàm lượng Zn thải ra theo nghiên cứu
của Ewa Sawosz và cộng sự là cao hơn kết quả nghiên cứu của chúng tôi.
4.3.3 Ản ưởng của v ệc bổ ng selen ở dạng vô cơ và dạng
p n tán đ n
à lượng elen t ả ra t e c ất t ả của gà LV t ương p ẩ
Tính trung bình các lần khảo sát cho thấy hàm lượng selen thải qua chất thải gà
LV thương phẩm ở lô I (0,50 ppm) là cao nhất, cao hơn các lô có sử dụng chế phẩm
20
phức kim loại từ 0,02-0,08 ppm (tương ứng từ 4-16%); hàm lượng selen thải qua chất
thải của gà LV thương phẩm ở lô II (0,49 ppm) cao hơn các lô có sử dụng chế phẩm
phức kim loại từ 0,01-0,07 ppm (tương ứng từ 2,04 - 14,28%). Tuy nhiên sự sai khác
không có ý nghĩa thống kê (P>0,05). Hàm lượng Se thải ra qua chất thải của gà LV
thương phẩm có xu hướng tăng khi tăng hàm lượng nguyên tố vi lượng Se trong khẩu
phần thức ăn.
4.3.4. Nghiên cứu ác định hàm lƣợng các kim loại Fe, Cu, Zn và Se trong thịt và
cơ quan nội tạng gà LV thƣơng phẩm sau khi sử dụng chế phẩm phức kim loại
4.3.4.1
lườn gà LV thương phẩm cho thấy: khi kết thúc nuôi thịt (12 tuần tuổi) hàm lượng các
nguyên tố vi lượng Fe, Cu, Zn và Se trong thịt lườn gà LV ở các lô thí nghiệm như
sau: Hàm lượng Fe trong thịt lườn gà LV tại các lô thí nghiệm dao động từ 8,953 12,148 ppm, cao nhất là lô III, thấp nhất lô IV. Hàm lượng Cu trong thịt lườn của gà
LV tại các lô thí nghiệm dao động từ 0,923 -1,972 ppm, cao nhất là lô II, thấp nhất là
lô III. Giữa các lô có sử dụng chế phẩm phức kim loại với các mức khác nhau, hàm
21
lượng Cu tại lô V (1,582 ppm) là cao nhất, tiếp theo là lô IV (1,482 ppm), lô V (1,142
ppm) và thấp nhất là lô III (0,923 ppm), tuy nhiên sự sai khác không có ý nghĩa thống
kê (P>0,05). Hàm lượng Zn trong thịt lườn gà LV tại các lô thí nghiệm dao động từ
6,707 - 8,375 ppm, cao nhất lô VI, thấp nhất lô V. Kết quả phân tích kẽm trong thịt
lườn của chúng tôi tương đương với kết quả nghiên cứu của Gerber et al. (2009) khi
tác giả nghiên cứu phân tích thịt lườn của gà thấy hàm lượng kẽm là 7 ppm.
Hàm lượng Se dao động từ 0,047 - 0,177 ppm, cao nhất lô IV, thấp nhất lô III (so
với công bố của Nguyễn Công Khẩn và cs., 2007) thì hàm lượng Se trong thịt gà LV
tại các lô I, lô II, lô III, lô V và lô VI thấp hơn từ 0,09-0,097 ppm; hàm lượng Se tại lô
IV cao hơn là 0,033 ppm. Sự sai khác về hàm lượng Fe, Cu, Zn và Se giữa các lô đối
chứng và lô có sử dụng chế phẩm phức kim loại không có ý nghĩa thống kê (P>0,05).
4.3.4.4 Hà lượng các nguyên tố v lượng Fe, Cu, Zn và Se trong nội tạng (tim,
gan, thận) của gà LV t ương p ẩm
Kết quả nghiên cứu hàm lượng từng nguyên tố Fe, Cu, Zn và Se có trong nội
tạng (gan, tim, thận), cho thấy có sự sai khác về hàm lượng sắt, đồng, kẽm và selen
trong tim gà LV giữa các lô đối chứng và lô sử dụng phức kim loại, tuy nhiên sự sai
khác nhau không có ý nghĩa thống kê (P>0,05).
Ở gan hàm lượng Fe đạt từ 185,170 - 240,872 ppm, cao nhất lô I, thấp nhất lô V.
Hàm lượng Cu đạt từ 4,393 - 7,762 ppm, cao nhất lô II, thấp nhất lô III; hàm lượng Zn
đạt từ 35,945 - 40,778 ppm, cao nhất lô IV, thấp nhất lô II và hàm lượng Se đạt từ
0,051-0,071 ppm, cao nhất ở lô II, thấp nhất ở lô I và lô VI, kết quả nghiên cứu của
chúng tôi tương đương với kết quả đã công bố của Falandysz (1991).
nuôi gà LV thương phẩm qua chỉ số sản xuất (PN – Production number) và chỉ số kinh
tế (EN - Economic number) là những đại lượng biểu thị mối quan hệ tổng hợp giữa khối
lượng cơ thể, tỷ lệ nuôi sống, tiêu tốn thức ăn, chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng và thời
gian nuôi. Kết quả về chỉ số sản xuất và chỉ số kinh tế được trình bày tại bảng 4.4.
Bảng 4.4. Chỉ số sản xuất và chỉ số kinh tế của gà LV thƣơng phẩm
Tuần tuổi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Lô I
PN EN
73,31 0,40
74,36 0,44
76,76 0,43
81,25 0,43
85,71 0,45
90,86 0,47
91,84 0,45
93,45 0,45
92,35 0,43
PN
EN
74,78 0,42
78,05 0,48
78,58 0,44
86,32 0,47
88,98 0,47
90,42 0,45
99,67 0,51
126,49 0,75
80,90 0,31
70,70 0,24
68,08 0,23
66,66 0,22
* C ỉ ố ản ất
Qua kết quả ở bảng 4.4 cho thấy: Đến 8 tuần tuổi, chỉ số sản xuất của gà LV ở các
lô thí nghiệm dao động từ 93,45 - 126,49, cao nhất là lô VI (126,49), tiếp theo là lô V
(103,47), lô IV (103,37), lô II (103,04) và lô III (100,76), thấp nhất là lô I (93,45). Giữa
các lô có sử dụng phức kim loại với các mức khác nhau thì chỉ số sản xuất của gà LV ở
lô VI là cao nhất, cao hơn các lô có sử dụng phức kim loại còn lại từ 23,02 đến 27,73.
Kết thúc thí nghiệm lúc 12 tuần tuổi chỉ số sản xuất của gà LV ở lô VI cao nhất, cao hơn
lô I (ĐC1) và lô II (ĐC2) lần lượt là 21,55 và 11,25. So sánh giữa các lô thí nghiệm có
sử dụng chế phẩm phức kim loại với các mức khác nhau cho thấy lô VI (66,66) là cao
nhất và thấp nhất là lô III (45,25). Diễn biến về chỉ số sản xuất của gà LV ở các lô thí
nghiệm phù hợp với khả năng sinh trưởng và khả năng sử dụng thức ăn của gà LV.
Qua kết quả chỉ số sản xuất của gà LV tại bảng 4.4 cũng cho chúng ta thấy gà
giết mổ ở 8 tuần tuổi là kinh tế hơn cả. Nhưng trong thực tế hiệu quả kinh tế trong
chăn nuôi còn phụ thuộc rất lớn vào nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng (gà đạt khối
lượng mong muốn), phụ thuộc vào giá cả thị trường. Gà nuôi xuất bán mang lại hiệu