Xem mẫu
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
TẬN DỤNG PHẾ PHẨM CÁ TRA VÀ VỎ DỨA ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN BÓN LÁ
*Võ Phùng Diễm Bằng; Trần Thị Mỹ Hằng; Nguyễn Thị Hai
Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM
Email: *diembang1808@gmail.com
TÓM TẮT
Mục tiêu của nghiên cứu này là sử dụng phụ phế phẩm dứa để thủy phân phế phẩm cá tra (đầu,
xương, da, nội tạng) tạo phân bón lá, nhằm tận dụng các nguồn phế liệu từ phế liệu này, giảm
nguồn chất thải ra môi trường thay thế phân hóa học trong sản xuất nông nghiệp. Kết quả nghiên
cứu cho thấy: Khả năng thủy phân của dịch ép từ vỏ dứa tương đương với enzyme bromelain
công nghiệp. Sử dụng enzyme có trong vỏ dứa để thủy phân cá tra theo tỷ lệ phế phẩm cá:vỏ dứa
là 1:5,6 (w/w) hay phụ phẩm cá:dịch ép từ vỏ dứa là 1:1,5 (w/v), tối ưu trong điều kiện pH 5,5,
nhiệt độ 50oC thời gian thủy phân là 150 phút. Sản phẩm phân bón sinh học từ các nguồn phụ phế
phẩm này cho hiệu quả kích thích sinh trưởng của cây trồng tương đương với phân bón lá hóa
học trên thị trường.
Từ khóa: phụ phẩm cá tra, vỏ dứa, bromelain, thủy phân, phân bón lá.
TỔNG QUAN
Sản xuất nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam. Trong sản xuất
nông nghiệp, phân bón là yếu tố góp phần tăng năng suất cây trồng. Hàng năm nước ta đã tốn
một khoản ngoại tệ lớn để nhập khẩu phân bón. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
(NN&PTNT), ước tính khối lượng nhập khẩu phân bón các loại 5 tháng đầu năm 2018 đạt 1,83
triệu tấn và 524 triệu USD (báo Công thương ngày 30/05/2018) chủ yếu là phân vô cơ. Tuy
nhiên, việc lạm dụng phân hóa học không chỉ làm lãng phí tiền của mà còn ảnh hưởng nghiêm
trọng đến môi trường và vấn đề an toàn thực phẩm.
Trong những năm gần đây xuất khẩu thủy hải sản đang trở thành ngành xuất khẩu mũi nhọn lớn
nhất trong kim ngạch toàn ngành của đất nước. Theo Tổng cục Thủy sản tính đến ngày
30/9/2017, cả nước có 104 cơ sở sản xuất giống cá tra và có 23 nhà máy chế biến cá tra được Bộ
Nông nghiệp Mỹ (USDA) công nhận đủ điều kiện xuất khẩu vào Mỹ. Sản lượng thu hoạch 11
tháng đầu năm 2017 đạt 1.207,5 ngàn tấn (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2017).
Trung bình sản xuất 1kg thành phần cá fillet đông lạnh cần khoảng 2,6kg cá nguyên liệu. Như
vậy, lượng phụ phẩm từ công nghiệp chế biến cá tra fillet đông lạnh khoảng 450.000-480.000 tấn
phụ phẩm/năm. Tuy nhiên, những phụ phẩm này chứa nhiều chất dinh dư�ng. Đặc biệt, phân bón
cá tự nhiên hoặc thủy phân cá có nhiều dinh dư�ng và chất kích thích sinh học chứa hơn 40
khoáng chất và nguyên tố vi lượng. Chất thải chế biến từ cá chưa được tận dụng là nguồn nguyên
liệu tốt cho sản xuất hoặc phân bón hữu cơ. Việc tận dụng phụ phế phẩm cá không chỉ giải quyết
370
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
các vấn đề môi trường về xử lý chất thải mà còn cải thiện kinh tế tổng thể của nuôi trồng thủy sản
thương mại một cách bền vững (Berge, 2007).
Bên cạnh đó, hằng năm ở nước ta, một lượng lớn phế phẩm dứa cũng được thải bỏ. Với 15 nhà
máy chuyên về sản xuất các sản phẩm từ dứa và sản lượng dứa hằng năm đạt khoảng 300 nghìn
tấn. Trong đó, lượng phế phẩm (lõi, chồi, vỏ và lá) chiếm đến 70% tổng khối lượng nguyên liệu
đầu vào đã trở thành một vấn đề đối với các nhà máy chế biến (Nguyễn Bá Mùi, 2002; Lại Thị
Ngọc Hà, 2009). Đặc biệt, enzyme bromelain có mặt trong toàn bộ quả dứa (Lại Thị Ngọc Hà,
2009). Liệu có thể sử dụng nguồn phế phẩm từ vỏ dứa thay cho enzyme công nghiệp để thủy
phân phụ phẩm cá tra sau fillet để tạo phân bón sinh học giảm lượng phân bón hóa học sử dụng
trong nông nghiệp. Đó cũng chính là câu hỏi nghiên cứu được giải quyết trong bài báo này.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Vật liệu và hóa chất
– Vỏ dứa: Vỏ dứa lấy từ chợ Tp. Hồ Chí Minh đem ép bằng máy ép trái cây để lấy dịch enzyme
thô.
– Phụ phế phẩm cá tra (nội tạng, thịt đỏ) lấy từ công ty cổ phần Gò Đàng GODACO –
SEAFOOD TP.Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang.
– Enzyme Broelain công nghiệp do Viện Sinh học Nhiệt đới cung cấp.
Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm thuộc Viện Khoa học ứng dụng, Đại học Công
nghệ Tp. Hồ Chí Minh.
Phương pháp nghiên cứu
Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào (phụ phế phẩm cá tra)
Phụ phẩm cá tra sau fillet lấy từ nhà máy GODACO–SEAFOOD được trộn đều và lấy ra 3 mẫu
(xem như 3 lần lặp lại). Mỗi mẫu lấy 100g đem đi xử lý sơ bộ để loại bỏ m�và các tạp chất, xay
nhuyễn, trộn đều và đem đi xác định N tổng số và protein thô.
Xác định hàm lượng enzyme bromelain có trong thành phần vỏ dứa bằng phương pháp Anson
cải tiến
Phương pháp dựa trên sự thủy phân protein casein bằng enzyme có trong dịch ép được ép bằng
máy ép trái cây lấy nước rồi tiếp đó làm vô hoạt enzyme và kết tủa protein chưa bị thủy phân
bằng dung dịch acid triloroacetic. Định lượng sản phẩm được tạo thành trong phản ứng màu với
thuốc thử folin. Dựa vào đồ thị chuẩn của tyrosin để tính lượng sản phẩm do enzyme xúc tác
tạo nên.
– Vỏ dứa ở chợ được đem đi ép bằng máy ép trái cây lấy nước, sau đó pha loãng 10 lần để xác
định hoạt tính enzyme theo phương pháp Anson cải tiến. Thí nghiệm lặp lại 3 lần, mỗi lần 2
kg vỏ dứa.
371
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
– Đối chứng là enzyme bromelain công nghiệp do Viện Sinh học Nhiệt đới cung cấp. Cân 10g
enzyme bromelain công nghiệp đem pha loãng 100 lần. Sau đó xác định hoạt tính enzyme
bằng phương pháp Anson cải tiến. Thí nghiệm lặp lại 3 lần.
Khảo sát hiệu quả thuỷ phân của enzyme bromelain công nghiệp và enzyme bromelain vỏ dứa
Dựa theo phương pháp của Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013). Nguyên liệu phụ phẩm cá
tra được xử lý sơ bộ để loại bỏ m�và các tạp chất, xay nhuyễn, cân vào bình tam giác 100g phụ
phẩm cá tra, cho thêm 150ml nước cất và bổ sung 1,4g enzyme bromelain công nghiệp có hoạt
tính 250 IU/g đối với NT1. Riêng đối với NT2 thì không bổ sung nước mà chỉ bổ sung 150ml
dịch enzyme thô. Tiến hành thuỷ phân ở điều kiện 500C và pH=5,5 trong thời gian 150 phút. Đến
thời gian cố định, kết thúc quá trình thuỷ phân, bất hoạt enzyme bằng cách đun cách thuỷ trong
15 phút, để nguội. Sau đó hút dịch lỏng để phân tích các chỉ tiêu.
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Nguyên liệu phụ phẩm cá tra được xử lý sơ bộ để loại bỏ m�và các tạp chất, xay nhuyễn, cân vào
bình tam giác 100g phụ phẩm cá tra, cho thêm 150ml dịch enzyme thô. Tiến hành thuỷ phân ở
điều kiện nhiệt độ 500C, pH=5,5, trong thời gian lần lượt là 90, 120, 150 và 180 phút. Đến thời
gian cố định, kết thúc quá trình thuỷ phân, bất hoạt enzyme bằng cách đun cách thuỷ trong 15
phút, để nguội. Sau đó hút dịch lỏng để phân tích các chỉ tiêu.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Nguyên liệu phụ phẩm cá tra được xử lý sơ bộ để loại bỏ m�và các tạp chất, xay nhuyễn, cân vào
bình tam giác 100g phụ phẩm cá tra, cho thêm 150ml dịch enzyme thô. Tiến hành thuỷ phân ở
điều kiện 40oC, 50 oC, 60 oC, 65 oC và 70 oC, pH=5,5 trong thời gian 150 phút. Đến thời gian cố
định, kết thúc quá trình thuỷ phân, bất hoạt enzyme bằng cách đun cách thuỷ trong 15 phút, để
nguội. Sau đó hút dịch lỏng để phân tích các chỉ tiêu.
Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Nguyên liệu phụ phẩm cá tra được xử lý sơ bộ để loại bỏ m�và các tạp chất, xay nhuyễn, cân vào
bình tam giác 100g phụ phẩm cá tra, cho thêm 150ml dịch enzyme thô. Xác định pH ban đầu và
điều chỉnh pH bằng hóa chất HCl 0,1N và NaOH 0,1N để được pH lần lượt là 5, 5,5, 6, và 6,5.
Tiến hành thuỷ phân ở điều kiện 500C trong thời gian 150 phút. Đến thời gian cố định, kết thúc
quá trình thuỷ phân, bất hoạt enzyme bằng cách đun cách thuỷ trong 15 phút, để nguội. Sau đó
hút dịch lỏng để phân tích các chỉ tiêu.
Ổn định dịch thủy phân bằng sorbic acid
Dung dịch sau thủy phân hoàn toàn được phối trộn với chất chống nấm (sorbic acid) có tỉ lệ lần
lượt: 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1 và 1,5. Sau 1 tháng tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu.
Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cây cải xanh ngoài đồng
Tiến hành trồng cải xanh trong các luống đất. Thời gian phun bắt đầu từ khi cây được 7 ngày tuổi
và phun lại 2 lần, mỗi lần cách nhau 7 ngày. Lượng nước phun là 500 lít/ha.
372
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cây đậu bắp trồng ngoài đồng
Tiến hành trồng đậu bắp trong các luống đất. Thời gian phun bắt đầu từ khi cây được 20 ngày
tuổi và phun lại 4 lần khi đậu bắp được 30, 40, 50 và 60 ngày tuổi. Lượng nước phun là 250 lít/ha
khi cây được 20–30 ngày tuổi và khi cây hơn 40 ngày tuổi thì phun với lượng 500 lít/ha.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào (phụ phế phẩm cá tra).
Bảng 3.1: Kết quả phân tích N tổng số và N formol của phụ phẩm cá đầu vào
Chỉ tiêu theo dõi Giá trị (%)
NTS 2,011 ± 0,006
Protein tổng số 12,567 ± 0,034
Kết quả ở bảng 3.1 cho thấy, nguồn phụ phẩm cá tra có hàm lượng dinh dư�ng cao. Lượng N
tổng số trong phế phẩm cá là 2% và lượng 12,567%. Hàm lượng protein thô trong phụ phẩm cá
tra ở nghiên cứu này tương đương với công bố của Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013) và
Chajana và cộng sự (2010). Theo các tác giả này thì hàm lượng protein trong phụ phẩm cá tra lần
lượt là 12,13% và 12,51% ± 10,5. Kết quả cho thấy, đây là nguồn nguyên liệu quý để sản xuất
phân bón lá, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ, hạn chế ô nhiễm môi trường và tiết kiệm
ngoại tệ nhập khẩu phân bón từ nước ngoài.
Xác định hàm lượng enzyme bromelain có trong thành phần vỏ dứa bằng phương
pháp Anson cải tiến
Bảng 3.2: Hoạt tính enzyme Bromelain có trong vỏ dứa và enzyme công nghiệp
Hoạt tính của dung dịch enzyme Hoạt tính của chế
Nguyên liệu
pha loãng (IU/ml) phẩm thô (IU/g)
Vỏ dứa 2,362 ± 0,185 0,626 ± 0,049
Enzyme bromelain công nghiệp 25 ± 1,574 250 ± 15,737
Số liệu ở bảng 3.2 cho thấy, vỏ dứa có hoạt tính enzyme bromelain khá cao. Trung bình 1ml dịch
ép từ vỏ dứa có khoảng 2,362IU và trong vỏ dứa thô có trung bình 0,626IU/g. Trong khi đó
enzyme của Viện Sinh học Nhiệt đới có hoạt tính rất cao (250IU). Theo Phạm Đình Dũng và
Trần Văn Lâm (2013), để thủy phân 10g phụ phẩm cá cần 35IU enzyme bromelain. Như vậy, để
thủy phân 10g phụ phẩm cá tra sẽ sử dụng một lượng vỏ dứa là 56g dứa (tương đương 35IU) hay
15ml dịch enzyme thô và lượng enzyme công nghiệp là 0,14g. Lượng dịch ép từ vỏ dứa tương
ứng này sẽ được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.
373
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
Khảo sát hiệu quả thuỷ phân của enzyme bromelain công nghiệp và enzyme
bromelain vỏ dứa
(enzy
me)
Hình 3.1: Hiệu quả thủy phân phụ phẩm cá tra của enzyme bromelain công nghiệp
và enzyme bromelain trong vỏ dứa
Kết quả từ hình 3.1 cho thấy với lượng N tổng như nhau nhưng hàm lượng N formol và tỷ lệ
N formol/NTS ở công thức sử dụng enzyme có trong dịch ép của vỏ dứa có sự chênh lệch ít so với
enzyme công nghiệp. Điều này cho thấy, với cùng hoạt độ thì khả năng thủy phân của enzyme
bromelain công nghiệp và enzyme có trong vỏ dứa sai khác nhau không đáng kể (N formol chỉ
chênh lệch nhau 0,09%). Vì vậy, có thể sử dụng enzyme bromelain từ vỏ dứa làm nguồn nguyên
liệu enzyme thay cho enzyme công nghiệp vừa tiết kiệm chi phí vừa giảm lượng vỏ dứa thải ra
gây ô nhiễm môi trường.
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Hình 3.2: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Trong thời gian ủ, hoạt lực của bromelain giảm theo thời gian nhưng mức giảm là khác nhau tùy
thuộc vào nhiệt độ ủ (Lại Thị Ngọc Hà, 2009). Kết quả ở hình 3.2 cho thấy ở 50oC, khả năng thủy
phân phụ phẩm cá của enzyme trong vỏ dứa tăng dần và đạt hiệu quả cao nhất sau 150 phút. Ở
thời điểm 150 phút sau thủy phân, lượng N formol đạt đến 0,387%, tỷ lệ N formol/NTS đạt đến
43,376%. Đến 180 phút, hàm lượng NTS và N formol cũng như tỷ lệ N formol/NTS không sai khác
374
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
so với thủy phân trong vòng 150 phút. Như vậy, thời gian tối ưu cho sự thủy phân phụ phẩm cá
tra bằng vỏ dứa là 150 phút ở 500C. Sử dụng enzyme Alcalase để thủy phân phụ phẩm cá tra ở
điều kiện 600C, Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013) cũng cho rằng, khi tăng thời gian thủy
phân thì lượng N tổng số và N formol cũng có xu hướng tăng dần và thời gian thủy phân tối ưu là
120 phút. Đánh giá vai trò của enzyme bromelain, Nguyễn Công Hà và cs (2015) cho biết,
enzyme bromelain thủy phân phụ phẩm cá tra thành dạng peptide phân tử lượng thấp cũng như
hỗn hợp các acid amin với hàm lượng cao. Sau 150 phút khả năng thủy phân của enzyme tăng
không đáng kể.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Nghiệm thức NTS (%) N formol (%) N formol/NTS (%)
40oC 0,734C 0,235B 31,990B
50oC 0,898A 0,387A 43,127A
60oC 0,869AB 0,383A 44,044A
65oC 0,861AB 0,201C 23,050C
70oC 0,827B 0,111D 12,989D
CV (%) 2,026 2,252 1,712
Ghi chú: Các giá trị trung bình trong cùng một cột có cùng ký tự không khác biệt có nghĩa ở mức
xác xuất p < 0,01. Số liệu tỷ lệ (%) được chuyển về arsin để tính
Nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến sự thủy phân phụ phẩm cá tra và enzyme bromelain trong vỏ
dứa. Kết quả ở bảng 3.3 cho thấy với khoảng nhiệt độ biến động từ 400C đến 700C thì N tổng số
biến động từ 0,734%-0,898%. Ở nhiệt độ 400C thì N tổng số đạt 0,734% và N fomol đạt 0,235%,
tỷ lệ N fomol/N tổng số là 31,990% nhưng khi tăng nhiệt độ lên đến 500C thì lượng N tổng số và
N fomol tăng lên hẳn với số liệu tương ứng là 0,898% đối với N tổng số và 0,387% đối với N
fomol. Số liệu ở bảng 3.3 cũng cho thấy không có sự khác nhau về N tổng số cũng như N fomol
và tỷ lệ N fomol/N tổng số giữa nhiệt độ 500C và 600C. Tuy nhiên khi tăng nhiệt độ lên 650C thì
N tổng số giảm còn 0,861% và N fomol giảm còn 0,201%. Tương tự như vậy, khi tăng ở 700C thì
N tổng số là 0,827% và N formol giảm rõ rệt còn 0,111%. Giải thích điều này thì tác giả Lê
Thanh Hải (2013), cho biết nhiệt độ cao làm biến tính phân tử protein–enzyme và làm vận tốc
phản ứng giảm, làm giảm lượng đạm amin được chuyển hóa. Nhiệt độ quá cao sẽ làm thay đổi
cấu trúc enzyme phá �� các liên kết trong phân tử enzyme bromelain, làm thay đổi cấu trúc
không gian của trung tâm hoạt động cysteine, làm vị trí không gian nhóm –SH bị biến đổi nên
không kết hợp được với cơ chất. Tốc độ phản ứng tăng đến một giới hạn nhiệt độ nhất định. Vượt
quá nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme bromelain sẽ giảm dần đến mức triệt tiêu (Lê Thanh
Hải, 2013). Như vậy, nhiệt độ tối ưu cho quá trình thủy phân phụ phẩm cá tra bằng enzyme
375
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
bromelain trong vỏ dứa là 50oC tới 60oC, nhưng xét về N tổng số và N fomol thì nhiệt độ tối ưu
là 50oC.
Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
Hình 3.3: Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
pH môi trường phản ứng ảnh hưởng lớn đến hoạt động xúc tác của enzyme vì nó ảnh hưởng đến
mức độ ion hóa cơ chất, mức độ ion hóa enzyme, do đó ảnh hưởng đến sự tạo phức hợp enzyme–
cơ chất. Ngoài ra, pH còn ảnh hưởng đến độ bền phân tử protein enzyme (Lê Thanh Hải, 2013).
Số liệu ở hình 3.3 cho thấy, khi tăng pH từ 5 đến 5,5 lượng N formol đã tăng lên đáng kể (từ
0,376% lên đến 0,410%). Tỷ lệ N formol/NTS tăng từ 43,504% lên đến 46,329%. Tuy nhiên, khi
tăng pH lên đến 6 và 6,5 thì khả năng thủy phân của enzyme giảm hẳn, thể hiện ở sự giảm rõ rệt
của hàm lượng N formol cũng như tỷ lệ N formol/NTS. Như vậy, ở điều kiện nhiệt độ 500C,
pH=5,5 là tối ưu cho sự thủy phân phụ phẩm cá tra của enzyme có trong vỏ dứa. Kết quả này
cũng phù hợp với công bố của Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013).
Kết quả định lượng các chất trong dịch thủy phân phụ phế phẩm các tra bằng enzyme
Bảng 3.4: Hàm lượng các chất trong dịch thủy phân trước phối trộn
STT Chỉ tiêu ĐVT Kết quả
1 N % 0,94
2 P2O5 % 0,37
3 K2O mg/Kg 3.198
Nguồn: Kết quả phân tích tại Trung tâm nghiên cứu và phát triển nông nghiệp công nghệ cao
Sản phẩm thủy phân từ phế phẩm cá tra bằng enzyme bromelain có trong vỏ dứa được gửi đến
Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao để phân tích hàm lượng N, P,
K. Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy, phế phẩm cá vỏ dứa có hàm lượng N, P, K khá cao tương ứng là
0,94%; 0,37% và 0,32%. Bên cạnh đó, trong dịch thủy phân còn chứa một lượng acid amin cao
376
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
mà cây trồng có thể hấp thụ trực tiếp (N fomol khoảng 0,4%). Hàm lượng P, K và amino acid
trong nghiên cứu này cao hơn so với nghiên cứu của Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013),
còn hàm lượng N là tương đương. Tuy nhiên, để đem lại hiệu quả kinh tế cho người sản xuất
phân bón và người sử dụng thì vẫn cần bổ sung thêm hàm lượng vào dịch thủy phân cá để tạo
thành chế phẩm.
Ổn định dịch thủy phân bằng sorbic acid
Dịch thủy phân từ phế phẩm cá tra chứa một lượng đáng kể amino acid và protein, đây là nguồn
thức ăn cho các vi sinh vật. Do vậy, chất lượng dịch thủy phân sẽ bị giảm trong quá trình bảo
quản. Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu chất bổ sung để ổn định dịch thủy phân sau thời gian bảo
quản (Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm, 2013).
Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ sorbic acid đến độ ổn định của dịch thủy phân
Kết quả ở hình 3.4 cho thấy, hàm lượng N tổng số và N formol trong dịch thủy phân giảm hẳn
(tương ứng là 57% và 72,6%) sau 1 tháng nếu không bổ sung chất bảo quản. Việc bổ sung sorbic
acid có tác dụng đáng kể đến ổn định của dịch thủy phân. Bổ sung sorbic acid 0,25% giúp làm
giảm sự thất thoát N tổng số và N fomol so với không bổ sung nhưng N tổng số và N formol vẫn
thấp hơn so với lúc ban đầu. Nếu bổ sung sorbic acid vào dịch thủy phân với nồng độ 0,5% thì
hàm lượng N tổng số không sai khác so với trước ổn định nhưng hàm lượng N formol thì giảm
rõ. Khi tăng nồng độ sorbic acid lên từ 0,75% đến 1,5% thì hàm lượng N tổng số và N formol
không có sự sai khác so với trước bảo quản. Tuy nhiên, các chỉ số N tổng số và N formol trong
dịch thủy phân bổ sung sorbic acid 0,75, 1, 1,5% lại không sai khác nhau. Điều này cho thấy, việc
bổ sung sorbic acid từ 0,75%-1,5% cho khả năng ổn định của dịch thủy phân cao. Mặt khác,
trong quá trình bảo quản thì mùi hôi ở công thức không sử dụng sorbic acid nặng hơn nhiều so
với khi sử dụng sorbic acid. Sở dĩ có kết quả này vì khi bổ sung sorbic acid vào dịch thủy phân
thì đã làm hạn chế sự hoạt động của các vi sinh vật nên lượng đạm mất đi ít và hạn chế sinh ra
377
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
các khí gây mùi như H2S… Tuy nhiên để tăng hiệu quả kinh tế, thì lựa chọn nồng độ sorbic acid
là 0,75% để ổn định dịch thủy phân cá.
Phối chế dung dịch thủy phân thành phân bón lá để dùng cho rau
Dựa theo nghiên cứu của Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013), lượng N tổng số trong phân
bón lá nên vào khoảng 2%. Với hàm lượng N trong dịch thủy phân là 0,94% nên nhóm nghiên
cứu đã bổ sung thêm hàm lượng N dưới dạng NaNO3 với liều lượng 61g/l tạo chế phẩm phân bón
có khoảng 2% hàm lượng N.
Chi phí sản xuất của chế phẩm phân bón lá từ dịch thủy phân cá tra bằng enzyme có
trong vỏ dứa
Do nguồn nguyên liệu để sản xuất phân bón lá trong nghiên cứu này là tận dụng từ các nguồn phế
phẩm bỏ đi cộng với quy trình sản xuất đơn giản nên giá thành cho sản phẩm khá thấp. Cứ 0,67kg
phụ phế phẩm cá tra và 3,8kg vỏ dứa sẽ cho ra 1,017L chế phẩm phân bón lá đậm đặc. Chi phí
cho 1 lít chế phẩm này chỉ vào khoảng 13.350 đồng/lít, chủ yếu là tiền công và chi phí khác như
điện, nước, bao bì. Trong khi đó, giá bán của các loại phân bón trên thị trường dao động từ
350.000–1.390.000 đồng/lít. Như vậy, khi sản xuất 1L phân bón lá sẽ làm giảm một lượng đáng
kể phế thải từ phụ phẩm cá và vỏ dứa. Việc tận dụng các nguồn phế liệu này không chỉ giúp làm
giảm chất thải, giảm ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm đáng kể lượng ngoại tệ để nhập khẩu
phân bón (vì phần lớn phân bón lá hiện nay đều nay đều được nhập khẩu từ nước ngoài).
Bảng 3.5: Chi phí sản xuất chế phẩm (1L) từ dịch thủy phân cá tra
Đơn giá
STT Vật tư ĐVT Số lượng Thành tiền
(đồng)
1 Phụ phẩm cá kg 0,67 5.000 3.350
2 Vỏ dứa kg 3,8 0 0
3 Hóa chất
3.1 NaNO3 g 61 13,7 835,7
4 Điện, nước 2.000
5 Chai bao bì cái 2 3.500 7.000
Tổng chi (đồng/lít) 13.185,7
Tổng thu (đồng/lít) 150.000
Lợi nhuận 149.814,3
Ghi chú: Chi phí chưa tính khâu hao thiết bị và công lao động
378
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cải xanh trồng ngoài đồng.
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá trên cải xanh trồng ngoài đồng
Chiều cao cây Số lá/cây ở
(cm) ở các các giai Khối lượng Năng suất lý Năng suất
Công thức giai đoạn đoạn (lá) trung bình thuyết thực thu
(g/cây) (kg/m2) (kg/m2)
Sau trồng 26 ngày (cm)
Phun nước 22,443 7,233 35,783 2,147 1,593
(ĐC) ±0,204E ±0,153C ±0,862D ±0,052D ±0,213D
Dịch thủy 27,297 8,267 50,267 3,016 2,390
phân 5% ±0,245D ±0,153B ±0,729C ±0,044C ±0,145C
Dịch thủy 28,500 9,000 64,950 3,887 2,897
phân 10% ±0,202C ±0,100A ±0,841B ±0,034B ±0,112B
29,217 9,000 65,333 3,947 2,957
Chế phẩm 5%
±0,130B ±0,100A ±1,178B ±0,082B ±0,093B
Chế phẩm 30,623 9,100 82,883 4,973 4,013
10% ±0,099A ±0,300A ±1,351A ±0,081A ±0,150 A
Phân bón lá 30,583 9,133 83,133 4,988± 4,067
Grow 6-6-6 ±0,031A ±0,153A ±1,284A 0,078A ±0,163A
CV (%) 0,599 2,009 1,676 1,687 5,054
Ghi chú: Các giá trị trung bình trong cùng một cột có cùng ký tự không khác biệt có nghĩa ở mức xác xuất
p < 0,05
Qua theo dõi chiều cao cây ở các thời kỳ được trình bày ở bảng 3.6 cho thấy sau trồng 26 ngày
chiều cao cây đã cao hơn rõ rệt khoảng từ 5-8cm so với phun bằng nước. Như vậy, với công thức
sử dụng chế phẩm có liều lượng 10% đạt hiệu quả cao nhất 30,623±0,099cm nhưng không có sự
khác biệt so với tưới bằng phân bón lá Grow 6-6-6.
Số lá của rau cải qua các giai đoạn trình bày ở bảng 3.6 cho thấy sau trồng 26 đã có sự khác biệt
rõ rệt. Việc phun bổ sung dịch thủy phân và chế phẩm đều cho số lá trên cây cao hơn đối chứng
phun nước, đối chứng và dịch thủy phân 5% ít hơn từ 1–3 lá so với các công thức khác. So sánh
giữa các công thức thì phun dịch thủy phân 10% và chế phẩm 5, 10% đều cho số lá/cây không sai
khác so với loại phân bón lá sử dụng trên thị trường.
Kết quả bảng 3.6 cho thấy, việc phun bổ sung dịch thủy phân hoặc chế phẩm đều là tăng trọng
lượng cây cải cũng như năng suất lý thuyết và năng suất thực thu so với phun bằng nước lã. Phun
dịch thủy phân 10% cho năng suất tương đương với phun chế phẩm 5% và thấp hơn so với phun
phân bón lá thương phẩm. Tuy nhiên, nếu phun chế phẩm 10% thì năng suất tương đương với
phun phân bón lá thương phẩm đang bán trên thị trường.
379
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho đậu bắp trồng ngoài đồng
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá trên cây đậu bắp trồng ngoài đồng
Số lượng
Ngày ra Ngày thu
Chiều quả Trọng lượng Năng suất cây
hoa đầu hoạch
Công thức cao cây trung trung bình quả đậu bắp
tiên đầu tiên
(cm) bình (g/quả) (kg/m2)
(ngày) (ngày)
(quả/cây)
Phun nước 62,330 69,053 63,333 5,943 24,307 0,289
(ĐC) ±0,500A ±0,254A ±3,819D ±0,196C ±1,339C ±0,021C
Dịch thủy 55,727 62,833 77,780 10,667 28,717 0,611
phân 5% ±2,103B ±2,184B ±3,154C ±0,726B ±1,170B ±0,016B
Dịch thủy 55,610 62,610 82,777 12,277 29,923 0,734
phân 10% ±1,018B ±1,018B ±6,473C ±1,845B ±0,154AB ±0,107B
Chế phẩm 48,390 55,557 115,557 19,610 30,120 1,181
5% ±0,256C ±0,196C ±6,354B ±2,262A ±0,344AB ±0,135A
Chế phẩm 47,667 54,667 128,333 20,890 30,497 1,274
10% ±0,335C ±0,335C ±8,698A ±2,178A ±0,232A ±0,138A
Phân bón 47,610 54,610 118,887 20,223 30,150 1,219
lá Grow 6-
6-6 ±0,629C ±0,629C ±4,193AB ±3,376A ±0,668A ±0,197A
CV (%) 1,935 1,727 5,907 13,729 2,750 13,701
Ghi chú: Các giá trị trung bình trong cùng một cột có cùng ký tự không khác biệt có nghĩa ở mức xác xuất
p < 0,05
Kết quả ở bảng 3.7 cho thấy, đậu bắp khi được phun dịch thủy phân và chế phẩm ra hoa sớm hơn
khi phun bằng nước từ 7–15 ngày. Ngoài ra, đậu bắp ở công thức phun chế phẩm 5, 10% không
sai khác so với phun bằng phân bón lá Grow 6-6-6 (khoảng 48 ngày). Tương tự ở ngày thu hoạch,
đậu bắp được phun dịch thủy phân thu hoạch sớm hơn 7 ngày (thu hoạch ở ngày thứ 69), còn
phun chế phẩm và phân bón thương mại thu hoạch đậu bắp sớm hơn nửa tháng (thu hoạch ở ngày
thứ 55 khi phun chế phẩm 5%, ngày thứ 54 ở chế phẩm 10% và phân bón thương mại). Sự chênh
lệch rõ rệt về số ngày ra hoa và ngày thu hoạch ở các công thức cho thấy với công thức sử dụng
chế phẩm lần lượt là 5% và 10% đạt hiệu quả cao nhất (sớm hơn đối chứng khoảng 15 ngày).
Qua theo dõi chiều cao cây ở bảng 3.7 cho thấy, chiều cao ở các công thức có sự khác biệt rõ rệt
khoảng từ 14–65cm so với phun bằng nước. Ngoài ra, đậu bắp ở công thức phun chế phẩm 5% có
chiều cao (115,557±6,354cm) không sai khác so với phun bằng phân bón lá Grow 6-6-6
(118,887±4,193cm), nhưng đạt hiệu quả cao nhất là ở công thức sử dụng chế phẩm có liều lượng
10% cho chiều cao cây đậu bắp là 128,333±6,354cm.
380
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
Kết quả ở bảng 3.7 cho thấy, số quả/cây và trọng lượng trung bình quả có sự khác biệt khi sử
dụng dịch thủy phân và chế phẩm phân bón ở các nồng độ khác nhau. Tuy nhiên, số lượng
quả/cây và trọng lượng trung bình quả không có sự khác biệt lớn khi phun bằng chế phẩm với
liều lượng 5% và 10% so với khi phun bằng phân bón thương mại. Trong đó, có hiệu quả tốt nhất
là khi sử dụng chế phẩm với nồng độ 10%.
Kết quả bảng 3.7 cho thấy khi tăng nồng độ sử dụng ở các công thức thì năng suất đậu bắp tăng
dần, đạt cao nhất ở công thức 4 và 5 (khoảng 1,2 kg/m2) và khác hơn hẳn so với đối chứng
(0,289 kg/m2).
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết luận
Có thể tận dụng vỏ dứa để thủy phân phụ phẩm cá tra thay thế cho enzyme bromelain công
nghiệp. Điều kiện tối ưu để thủy phân phụ phẩm cá tra bằng enzyme từ vỏ dứa theo tỷ lệ phế
phẩm cá : vỏ dứa là 1 : 5,6 (w/w) hay phụ phẩm cá : dịch ép từ vỏ dứa là 1 : 1,5 (w/v), nhiệt độ
500C, pH là 5,5, với thời gian thủy phân là 150 phút. Dịch thủy phân có thể ổn định bằng sorbic
acid với nồng độ là 0,75%. Phun chế phẩm phân bón lá từ phế phẩm cá tra và vỏ dứa với nồng độ
10% có khả năng làm tăng năng suất của cải bẹ xanh và đậu bắp tương đương với phân bón lá
thương mại trên thị trường.
Đề nghị
– Tạo phân bón lá từ dịch thủy phân phụ phẩm cá tra.
– Nghiên cứu ủ compost từ phế phẩm sau thủy phân.
– Nghiên cứu quá trình loại bỏ m�cá tra cho sản xuất ở dạng quy mô lớn.
– Thử nghiệm phân bón lá từ phụ phẩm cá tra trên một số loại cây trồng khác.
– Phân tích chỉ tiêu chế phẩm để đưa ra hàm lượng phối trộn phân bón hợp lý.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Berge JP. For a better use of marine by-products and wastes, FAO. Fisheries Report. 2007;
819:103-110.
[2] Nguyễn Bá Mùi (2002). Nghiên cứu phụ phẩm dứa ủ chua làm thức ăn gia súc, Luận án
tiến sĩ nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp, Hà Nội.
[3] Lại Thị Ngọc Hà (2009). Nghiên cứu tách và tạo chế phẩm bromelain từ phụ phế phẩm
dứa, Tạp chí khoa học và phát triển: tập 7, số 2: 203 – 211.
[4] Phạm Đình Dũng, Trần Văn Lâm (2013). Nghiên cứu ứng dụng dung dịch thủy phân từ phụ
phẩm cá bằng enzym làm phân bón cho một số loại rau trong nhà màng, Sở Khoa học và
Công nghệ TP.HCM.
381
- Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
[5] Nguyễn Công Hà, Lê Nguyễn Đoan Duy, Nguyễn Thị Thủy, Nguyễn Thị Bích Phượng
(2015). Khảo sát khả năng thủy phân ptrotein từ phụ phẩm cá tra (pangasius
hypophthalmus) bằng enzyme bromelain, Tạp chí Hội nghị khoa học chăn nuôi - Thú Y
toàn quốc, trang 437 – 422.
REUSING CATCH FISH AND PINEAPPLE BY-PRODUCT TO PRODUCE
FOLIAR FERTILIZER
ABSTRACT
The aime of this study was reusing bromelain from pineapple by-product for hydrolysating catch
fish waste (head, skin, bones, viscera) to produce foliar fertilizer, reduce environmental pollution
and replace chemical fertilizer in agriculture. The results showed that, the hydrolysis capability of
pineapple peel extract was equivalent to industrial bromelain. Using enzyme from pineapple
peel extract for hydrolysis of catch fish with the rate of catch fish : pineapple peels as 1 : 5,6
(w/w) or catch fish : pineapple peel extract as 1 : 1,5 (w/v), optimum activity at pH 5,5,
temperature of 50oC and hydrolysis time of 150 minutes. The effect on plant growth of biofoliar
fertilizer that produced from these by- product as good as commercial chemical fertilizer.
Keywords: catch fish waste, pineapple by-product, hydrolysis, biofoliar fertilizer.
382
nguon tai.lieu . vn
