Mô tả
Khoai mì (Manihot esculenta Crantz) là một loại cây trồng dạng bụi phát triển ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, cho rễ củ giàu tinh bột. Củ khoai mì, hay còn gọi là củ sắn, là nguồn thực phẩm chính cho hơn 800 triệu người trên thế giới (Ecocrop, 2011; Lebot, 2009).
Hình thái học
Khoai mì là loại cây bụi thân gỗ có chiều cao từ 2 – 4m. Củ khoai mì bao gồm lớp vỏ dày (lớp ngoài cùng, chiếm 0.5 – 2% củ, dễ dàng loại bỏ bằng cách cào nhẹ), vỏ trong (dày 1 – 2mm, chiếm khoảng 8 – 15% củ, chứa phần lớn chất độc cyanogenic glucoside) và nhu mô tinh bột (chiếm 83 – 92% củ) là phần ăn được và có vai trò quan trọng trong nông nghiệp (Lebot, 2009; Tewe, 1992). Mỗi cây có từ 5 – 20 củ bột thuôn dài. Mỗi củ có thể dài 20 – 80cm và đường kính 5 – 10cm. Trọng lượng củ trung bình khoảng từ 4 – 7kg, nhưng cũng có trường hợp ghi nhận củ nặng đến 40kg (Ecocrop, 2011). Số lượng và kích cỡ củ khác nhau giữa các giống và điều kiện phát triển (Ecocrop, 2011, Lebot, 2009). Hiện có hơn 7000 giống khoai mì khác nhau.Việc sử dụng
Hơn 1/3 sản lượng khoai mì được sử dụng cho chăn nuôi (FAO, 2011):
• Củ tươi, nguyên củ, nghiền hoặc cắt lát
• Khoai mì lát khô: khoai mì lát phơi khô hoặc sấy khô nhân tạo
• Bột khoai mì củ: chủ yếu là khoai mì lát nghiền
• Khoai mì ép viên, ép bánh: khoai mì lát ép bánh. Dạng viên cứng đặc biệt được kết hợp trong ép viên công nghiệp.Phân bố Bắt nguồn từ Nam Mỹ, giờ đây khoai mì đã trồng rộng rãi trên khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó có tiểu vùng Sahara châu Phi và Đông Nam Á. Các khu vực sản xuất chính nằm trong phạm vi 30° Bắc và 30° Nam, ở độ cao 2000m cách mực nước biển, tùy thuộc vào vĩ độ (Ecoport, 2009).
Điều kiện tăng trưởng tối ưu của khoai mì là nhiệt độ trung bình hàng ngày khoảng 18 – 20°C, lượng mưa hàng năm dao động từ 500mm – 3500mm, bức xạ mặt trời và ánh sáng cao, đất thoát nước tốt và có pH axít. Cây khoai mì có thể chịu được điều kiện sương giá nhẹ ở những vùng cao hơn và điều kiện mây râm ở những vùng đất ở vành đai xích đạo có khí hậu nóng ẩm. Là một loại cây trồng khỏe mạnh, khoai mì chịu được điều kiện đất đai nghèo dinh dưỡng, hạn hán và sâu bệnh (Vongsamphanh et al., 2004), nhưng không phát triển tốt trong môi trường đất sét, đá và sỏi. Khoai mì nhạy cảm với đất ngập úng, đất mặn và kiềm. Cây có thể chịu được mức P thấp nhưng không thể thiếu kẽm.
Sản lượng khoai mì củ đã tăng lên đều đặn kể từ những năm , và tăng mạnh từ năm 2000 (tăng 40% trong giai đoạn 1997 – 2007, từ 161 lên 224 triệu tấn). Việc sử dụng trong chăn nuôi cũng tăng từ 25% (1997) lên 34% (2007) (76 triệu tấn). Năm 2010, 52% sản lượng khoai mì được sản xuất ở châu Phi, 33% ở châu Á và 15% ở châu Mỹ Latinh (FAO, 2011).
Việc sản xuất khoai mì lát và khoai mì viên làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi bắt đầu ở Thái Lan vào những năm 1960, do nhu cầu của châu Âu tìm kiếm nguồn nguyên liệu cung năng lượng rẻ hơn ngũ cốc, nhu cầu này về sau rất cao ở Châu Âu. Chi phí vận chuyển và những lo ngại của châu Âu về vấn đề ô nhiễm bụi đã thúc đẩy sự chuyển đổi nhu cầu từ các loại khoai mì lát sang dạng ép bánh vào cuối những năm 1960, và với các loại khoai mì viên cứng vào đầu những năm 1980. Khoai mì xuất khẩu sang châu Âu tăng cao cho đến giữa những năm 1980 (Hà Lan nhập khẩu 45 – 50% khoai mì khô trên toàn thế giới), khi Châu Âu thiết lập hạn ngạch nhập khẩu (FAO, 2001a). Vào giữa những năm 2000, thị trường châu Âu dần dần bốc hơi và được thay thế bởi thị trường Trung Quốc, hiện đang nhập khẩu 85% khoai mì khô từ khắp nơi trên toàn thế giới. Hiện nay, Thái Lan vẫn là nước xuất khẩu khoai mì lớn nhất (80% năm 2009), vượt xa Việt Nam (14%) (FAO, 2011).
Quy trình xử lý Củ khoai mì tươi, đặc biệt là những loại củ chất lượng cao, rất dễ bị hư hỏng. Chúng bắt đầu hư hỏng trong vòng 2 – 3 ngày sau khi thu hoạch; do đó phải được xử lý nhanh chóng (Müller et al., 1975; Tewe, 1992).
Củ khoai mì dùng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp được thái lát và phơi khô, sau đó thường được nghiền hoặc ép bánh. Công nghệ được sử dụng trong các mô hình sản xuất khoai lát và ép bánh tương tự nhau, và khoai mì lát có thể được sản xuất dựa trên những thao tác kỹ thuật đơn giản ngay tại hộ gia đình hoặc làng xã, cũng như sản xuất với quy mô cơ giới lớn hơn. Việc lựa chọn công nghệ xử lý tùy thuộc vào lượng khoai được chế biến, nguồn nguyên liệu sẵn có và chi phí lao động, cũng như các nguồn năng lượng rẻ tiền sẵn có ở địa phương (Hahn et al., 1992).
Bước đầu tiên là rửa, tiếp theo là lột vỏ. Củ khoai mì được cắt lát bằng tay hoặc bằng máy. Các lát khoai có thể có kích cỡ và hình dạng khác nhau, hình chữ nhật, hình khối, độ dày lát khoai tùy theo phương pháp cắt và sấy. Khoai mì có thể được phơi khô tự nhiên hoặc sấy khô nhân tạo. Quá trình phơi khô khoai mì được thực hiện trên sàn bê tông hoặc trên khay. Phơi khô dưới ánh nắng mặt trời là phương pháp tốn kém nhiều công lao động, đòi hỏi khoảng 35 – 40 nhân công/ ha sàn phơi. Khoai mì lát phơi khô trên khay trông đẹp hơn và khô đều hơn so với phơi trên sàn bê tông. Phương pháp sấy khô nhân tạo được thực hiện bằng máy sấy tĩnh hoặc di động, hoặc máy sấy xoay. Khoai lát có thể được bán trực tiếp, nghiền thành bột, hoặc ép thành bánh. Trong quá trình ép bánh, các lát khoai được làm nóng và làm ẩm, sau đó được ép vào máy ép cố định liên tục. Quá trình ép bánh cho ra sản phẩm có độ dày hơn 25-40%, đồng nhất, bền hơn, ít bụi và dễ bảo quản (Hahn et al., 1992). Vì quá trình lột vỏ đòi hỏi cần có thời gian nên những phương pháp thay thế đã được phát triển để sản xuất khoai mì lát và khoai ép mà không cần bóc vỏ. Phương pháp như vậy bao gồm các bước như: nạo và cắt củ khoai nguyên vỏ, trộn với lá khoai mì theo tỷ lệ 4:1 và chuyển hỗn hợp qua máy ép viên (Tewe, 2004). Ở những nơi ẩm ướt không thể phơi khô dưới ánh nắng mặt trời, khoai mì có thể được ủ (củ khoai sạch + 0.5% muối) hoặc trộn với rơm rạ hoặc với lá khoai (Le Duc Ngoan et al., 2002; Premkumar et al., 2001; Kavana et al, 2005).
Quản lý nguyên liệu
Khoai mì thông thường được nhân giống bằng giâm cành. Tuy nhiên, trong điều kiện tự nhiên cũng như trong nhân giống cây trồng, việc nhân giống bằng hạt giống là phương pháp phổ biến, và người nông dân ở Châu Phi thường hay sử dụng cây con tự nhiên để trồng (Lokko et al., 2007). Sự tích lũy tinh bột bắt đầu trong khoảng 180 – 200 ngày sau khi trồng, rễ bắt đầu phình to và trữ một lượng lớn tinh bột. Vì củ già có hàm lượng tinh bột cao nhất, thời gian thu hoạch tốt nhất trong khoảng 9 – 24 tháng sau khi trồng. Khoai mì làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi thường được thu hoạch khoảng 9 – 12 tháng sau khi gieo trồng (Kuiper et al., 2007; Régnier, 2011; Gomez, 1991). Thu hoạch là giai đoạn tốn kém nhất trong quá trình sản xuất khoai mì. Để cải thiện việc bảo quản củ, cành và lá cây được cắt đi trước khi thu hoạch 2 tuần, chỉ chừa lại vài cm thân trên mặt đất. Việc nhổ củ phải được thực hiện một cách cẩn thận vì củ bị trầy xước rất dễ hư hỏng (Kuiper et al., 2007). Năm 2009, sản lượng khoai mì củ trung bình trên thế giới là 13 tấn/ ha (FAO, 2011).
Những đặc tính dinh dưỡng Củ khoai mì chứa một lượng lớn tinh bột, dao động từ 70 – 85% DM, hàm lượng tăng lên tùy theo giai đoạn thu hoạch (Régnier, 2011, Ly, 1998). Do đó khoai mì được xem là nguồn thực liệu cung cấp năng lượng. Tuy nhiên, hàm lượng đạm trong khoai mì (thường <3%) thấp hơn so với hạt ngũ cốc. Có thể sử dụng khoai mì thay thế cho các loại ngũ cốc trong khẩu phần ở mức cao, cho tất cả các loài gia súc, gia cầm, với điều kiện cần bổ sung thêm nguồn nitơ. Hàm lượng chất xơ trong khoai mì cũng rất thấp (NDF <10% DM), do đó khoai mì dễ tiêu hóa hơn đối với mọi loài vật nuôi. Hàm lượng HCN có thể hoặc không phải là vấn đề lớn, tùy thuộc vào giống cây trồng, quy trình xử lý và loài vật nuôi.
Những hạn chế tiềm ẩn
Cây khoai mì có chứa 2 loại glycoside, linamarin (chiếm 80% tổng lượng glycoside) và lotaustralin (chiếm 20%), được kích hoạt bởi enzyme tế bào giải phóng ra hydrogen cyanide (HCN), gây ngộ độc cho vật nuôi. Nồng độ HCN phụ thuộc vào giống cây, điều kiện môi trường, tuổi cây, số lượng thu hoạch (đối với lá) và về bộ phận cây được xem xét. Mặc dù có sự biến đổi liên tục hàm lượng HCN giữa các giống cây (Peroni et al., 2007), các giống khoai mì thường được chia thành 2 nhóm:
• Nhóm khoai mì đắng có rễ chứa khoảng 0.02 – 0.03% HCN (% DM cơ bản) và lá tươi chứa khoảng 0.2% HCN (DM cơ bản) (Murugesrawi et al., 2006). Hàm lượng này có thể đạt đến 0.22% DM trong củ tươi (Smith, 1988). Những giống này phải được xử lý trước khi sử dụng làm thức ăn cho động vật.
• Nhóm khoai mì ngọt có rể chứa dưới 0.01% HCN và lá tươi chứa khoảng 0.1% HCN (DM cơ bản) (Murugesrawi et al., 2006). Những giống này có thể được sử dụng làm thức ăn thô. Hầu hết các giống khoai mì thương mại thuộc nhóm này.Các giống khoai mì đắng thường có rễ dài và phình to hơn các giống khoai mì ngọt, nhưng không có phương pháp đơn giản và an toàn để đánh giá hàm lượng HCN. Sau khi loại bỏ cyanogenic glucoside, chúng ta có thể sử dụng khoai mì liên tục trong thức ăn chăn nuôi. Người ta thường giả định rằng nếu rễ chứa dưới 0.01% (100mg/ kg) HCN trong vật chất khô thì an toàn để bổ sung trong khẩu phần thức ăn của vật nuôi (Buitrago et al., 2002b). Các phương pháp xử lý đơn giản có thể dễ dàng phân hủy hydrogen cyanide và nhiều quy trình giải độc cũng đã được thử nghiệm. Phơi khô hoặc ủ chua khoai mì là các quá trình chính để giải độc và bảo quản (Gomez et al, 1988b; Tewe, 1992). Ở Nam Mỹ, khoai mì nghiền được cho vào trong túi lưới, sau đó rửa sạch và vắt cho đến khi loại bỏ hết chất độc. Những yếu tố độc hại cũng có thể được loại bỏ bằng đun nhiệt, hoặc phơi khô lát khoai trong khoảng hai tuần. Phơi khô dưới ánh nắng mặt trời dường như có hiệu quả hơn so với sấy khô trong lò (60°C) (Panigrahi et al., 1992; Tewe, 1992).
Sự có mặt của HCN giúp cho các sản phẩm khoai mì kháng được côn trùng và dễ bảo quản. Thêm 15% bột sắn vào thức ăn đậm đặc cũng nâng cao khả năng chống chịu côn trùng (Göhl, 1982).
Heo Do hàm lượng tinh bột cao, khoai mì là một nguồn thực liệu cung cấp năng lượng tuyệt vời cho heo và có thể được sử dụng ở dạng củ tươi, ủ chua hoặc sấy khô (Göhl, 1982). Giá trị năng lượng tiêu hóa của khoai mì khô cho heo dao động từ 14.5 – 16.5 MJ/ kg DM (Sauvant et al, 2004; Rostagno et al, 2005; Régnier, 2011). Giá trị năng lương dao động có thể là do sự khác biệt về thành phần hóa học, đặc biệt là trong thành phần tinh bột và chất xơ (Régnier, 2011). Vỏ khoai mì có hàm lượng xơ cao hơn hơn gấp 2 lần so với bột củ, việc lột vỏ cải thiện khả năng tiêu hóa và hàm lượng năng lượng.
Đối với heo choai – vỗ béo, có thể đưa tối đa 60% khoai mì khô vào trong khẩu phần dinh dưỡng. Tỷ lệ bổ sung phụ thuộc vào giai đoạn tăng trưởng của heo, cũng như về dạng bổ sung. Lượng khoai mì thu nhận tối đa khoảng 100g DM/ kg W0.60 đối với khoai mì khô nghiền (Gomez, 1991, Régnier, 2011). Bột khoai mì cũng là một loại nguyên liệu thơm ngon trong khẩu phần cho heo con (Göhl, 1982).
Mối quan tâm lớn trong việc nuôi dưỡng heo với khẩu phần có khoai mì là sự hiện diện của HCN, đặc biệt là ở những giống khoai mì đắng. Có sự tương quan tỷ lệ nghịch giữa hàm lượng HCN và lượng khoai mì thu nhận. (Régnier, 2011).
Gia cầm
Hàm lượng đạm của khoai mì khá thấp, điều này đòi hỏi phải điều chỉnh lại công thức khi thiết kế khẩu phần dinh dưỡng. Đặc biệt, cần cung cấp các axit amin chứa lưu huỳnh (methionine và cystine) với số lượng lớn vì chúng có thể bị mất đi trong quá trình chuyển hóa HCN. Giá trị năng lượng trao đổi của bột khoai mì rất tốt (72% tinh bột), tương đương với giá trị của bắp (Sauvant et al., 2004). Khoai mì chất lượng thấp (ít tinh bột, nhiều chất xơ) có giá trị ME thấp hơn, và ME của bột khoai mì không lột vỏ giảm xuống còn khoảng 85% so với bắp (Agwunobi et al., 2000).
Khoai mì củ cũng được sử dụng cùng với lá cây như là thức ăn thô. (Akinfala et al., 2002) (tham khảo thông tin kỹ thuật của khoai mì nguyên liệu).
Gà thịt
Trong những công thức được phối hợp tốt, khoai mì chất lượng cao có thể được sử dụng ở mức cao cho gà thịt mà không làm giảm hiệu suất (Chauynarong et al., 2009, Daghir, 2008). Ví dụ, bổ sung 50% khoai mì viên cho kết quả tương đương với khẩu phần bổ sung bắp (Stevenson et al., 1983). Với việc bổ sung hơn 30% bột khoai mì không lột vỏ trong thức ăn, một số tác giả đã cho thấy có sự sụt giảm lượng thức ăn thu nhận, giảm tăng trưởng không đáng kể nhưng vẫn duy trì được hiệu quả sử dụng thức ăn (Mafouo Ngandjou et al., 2011). Khoai mì nghiền mịn (<1mm) có thể làm giảm hiệu suất so với khoai mài thô (Mafouo Ngandjou et al., 2010). Lượng thức ăn tiêu thụ ở gà con có thể bị ảnh hưởng khi hàm lượng khoai mì bổ sung ở mức cao (50%), trong khi gà lớn hơn vẫn duy trì được hiệu suất (Brum et al., 1990). Các báo cáo ban đầu về tình trạng giảm tăng trưởng khi bổ sung khoai mì có thể là do nồng độ HCN cao hoặc do thiếu hụt protein / axit amin (Chauynarong et al., 2009).
Mặc dù không có giới hạn cụ thể đối với hàm lượng khoai mì chất lượng cao bổ sung vào khẩu phần thức ăn viên cho gà choai – vỗ béo, vì khoai mì có hàm lượng protein thấp, do đó lượng bổ sung nên ở mức 30 – 40% để đáp ứng được với các nhu cầu khác trong khẩu phần. Khi thức ăn cho gà ở dạng bột, việc bổ sung khoai mì không nên vượt quá 20 – 30%, đặc biệt đối với gà con (Buitrago et al., 2002a). Các sản phẩm khoai mì khác có chất lượng thấp hơn, ví dụ như có bụi, không lột vỏ hoặc khoai mì có hàm lượng HCN cao mà không được kiểm soát hoặc hạn chế kiểm tra chất lượng, nên được sử dụng cẩn thận hơn và tỷ lệ sử dụng không được vượt quá 20% trong khẩu phần.
Gà đẻ
Khẩu phần thức ăn của gà đẻ có thể được bổ sung bột khoai mì ở mức cao nếu hàm lượng HCN thấp và khẩu phần được cân bằng protein và amino axit (Buitrago, 1990). Lượng khoai mì bổ sung có thể lên đến 50% mà không làm giảm đáng kể sản lượng, hiệu quả thức ăn và trọng lượng cơ thể. Người ta quan sát thấy lượng nước gà tiêu thụ tăng lên khi được bổ sung khoai mì dạng bột vào thức ăn, trong khi hiện tượng không xảy ra nếu bổ sung khoai mì ép viên. Khối lượng trứng sản xuất cũng được tăng lên nhờ bổ sung khoai mì viên (Stevenson, 1984).Có thể bổ sung bột khoai mì không lột vỏ ở mức 30% cho gà đẻ, thay thế hoàn toàn bắp trong khẩu phần ăn mà không có ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng trứng (trọng lượng, vỏ, đơn vị Haugh,…) (Eruvbetine et al., 1997). Tuy nhiên, do khoai mì có hàm lượng carotenoid thấp nên cần phải bổ sung them các bột tạo màu có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp để duy trì màu sắc lòng đỏ trứng (Garcia et al., 1999).
Bột khoai mì chất lượng cao có thể được sử dụng tự do trong khẩu phần của gà đẻ, miễn là khẩu phần được cân bằng dưỡng chất hợp lý, đặc biệt là với các axit amin. Tương tự như ở gà thịt, khoai mì chất lượng thấp không được bổ sung vượt quá 20 – 30% trong khẩu phần.
Ngỗng
Khi bổ sung bột khoai mì ở mức cao (đến 45%) trong thức ăn cho ngỗng, lượng thức ăn thu nhận vẫn được duy trì, nhưng giảm hiệu suất và hiệu quả thức ăn (Sahle et al., 1992).Gà tây
Trong khi những nghiên cứu đầu tiên báo cáo các vấn đề khi bổ sung khoai mì trong khẩu phần thức ăn của gà tây (Göhl, 1982), không có bằng chứng cho thấy những ảnh hưởng tiêu cực khi gà tây được nuôi dưỡng bằng những khẩu phần được phối hợp chính xác và hợp lý.
Những chỉ tiêu dinh dưỡng chính
Khoáng chất
Sưu tầm và biên dịch: Acare VN Team