Công nghệ lên men trong sản xuất thức ăn chăn nuôi: Lợi ích và ứng dụng

  14/09/2025

1. Thức ăn lên men là gì?

Định nghĩa khoa học và cơ chế hoạt động

Thức ăn lên men là nguyên liệu thức ăn được xử lý bằng vi sinh vật có lợi như nấm men, vi khuẩn lactic và các enzyme tự nhiên nhằm cải thiện giá trị dinh dưỡng, khả năng tiêu hóa và giảm các chất độc hại. Quá trình lên men tạo ra các hợp chất sinh học có giá trị như axit lactic, axit acetic, vitamin nhóm B và các peptide sinh học, đồng thời phân giải các chất chống dinh dưỡng như tannin và phytic acid.

Cơ chế hoạt động của quá trình lên men diễn ra qua hai giai đoạn chính: giai đoạn phân giải (hydrolysis) và giai đoạn tổng hợp (synthesis). Trong giai đoạn đầu, các enzyme từ vi sinh vật phân giải các polymer phức tạp thành các phân tử đơn giản hơn. Giai đoạn thứ hai, vi sinh vật sử dụng các chất này để tạo ra các sản phẩm chuyển hóa có giá trị.

Vai trò của vi sinh vật lên men

Lactobacillus đóng vai trò then chốt trong việc sản xuất axit lactic, giúp hạ pH môi trường và ức chế vi khuẩn có hại. Chủng vi khuẩn này còn sản xuất bacteriocin – một loại kháng sinh tự nhiên có khả năng tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh.

Bacillus subtilis có khả năng sản xuất các enzyme protease và amylase, giúp phân giải protein và tinh bột thành các phân tử nhỏ hơn, dễ hấp thu. Đồng thời, chúng tạo ra các vitamin nhóm B, đặc biệt là B12 và folate.

Saccharomyces cerevisiae (nấm men bia) chuyển hóa đường thành ethanol và CO2, đồng thời tổng hợp các amino acid thiết yếu và vitamin. Quá trình này cũng tạo ra các hương vị đặc trưng, cải thiện độ ngon miệng của thức ăn.

Sự khác biệt giữa thức ăn lên men và thức ăn thông thường

Thức ăn lên men có hàm lượng protein tiêu hóa tăng đáng kể so với thức ăn thông thường nhờ quá trình thủy phân protein. Hàm lượng axit amin thiết yếu như lysine và methionine cũng tăng đáng kể. Đặc biệt, quá trình lên men giảm hàm lượng các chất chống dinh dưỡng như tannin và phytate.

2. Tại sao thức ăn lên men quan trọng trong chăn nuôi hiện đại?

Cải thiện tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng

Quá trình lên men tạo ra môi trường axit tự nhiên trong đường tiêu hóa, thúc đẩy hoạt động của các enzyme tiêu hóa. Hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) có thể cải thiện khi sử dụng thức ăn lên men so với thức ăn thông thường.

Các oligosaccharide được tạo ra trong quá trình lên men hoạt động như prebiotic, nuôi dưỡng vi khuẩn có lợi trong ruột. Điều này giúp duy trì cân bằng hệ vi sinh đường ruột, tăng cường khả năng hấp thu các khoáng chất quan trọng như canxi, phốt pho và kẽm.

Tăng cường hệ miễn dịch và sức đề kháng

Thức ăn lên men chứa các metabolite sinh học như β-glucan và mannan-oligosaccharide, có tác dụng kích thích hệ miễn dịch tự nhiên. Các hợp chất này hoạt động như immunomodulator, giúp vật nuôi tăng cường khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh.

Axit lactic và các axit hữu cơ khác tạo ra trong quá trình lên men có tác dụng kháng khuẩn mạnh, giúp giảm tỷ lệ mắc các bệnh đường ruột phổ biến như tiêu chảy và viêm ruột.

Giảm kháng sinh và hóa chất trong chăn nuôi

Xu hướng chăn nuôi hiện đại đang chuyển hướng sang giảm sử dụng kháng sinh theo khuyến cáo của WHO về vấn đề kháng thuốc. Thức ăn lên men cung cấp giải pháp thay thế tự nhiên và hiệu quả.

Các chất kháng khuẩn tự nhiên từ quá trình lên men như nisin, pediocin và các bacteriocin khác có khả năng ức chế vi khuẩn có hại mà không gây ra tình trạng kháng thuốc. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các quy định về an toàn thực phẩm ngày càng nghiêm ngặt.

Tiết kiệm chi phí thức ăn và tăng hiệu quả kinh tế

Thức ăn lên men cho phép sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp như bã bia, bã đậu nành, và thậm chí cả rơm rạ đã qua xử lý. Điều này giúp giảm chi phí thức ăn trong tổng chi phí sản xuất.

Hiệu quả kinh tế còn thể hiện qua việc tăng tỷ lệ sống, giảm chi phí điều trị bệnh và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối. Đầu tư công nghệ lên men thường mang lại hiệu quả kinh tế tích cực trong dài hạn.

3. Quy trình sản xuất thức ăn lên men chi tiết

Giai đoạn 1 – Chuẩn bị và xử lý nguyên liệu

Lựa chọn nguyên liệu

Các loại nguyên liệu khác nhau
Các loại nguyên liệu khác nhau

Nguyên liệu chính bao gồm ngũ cốc (ngô, lúa mì, gạo), đậu tương, bã đậu nành và các phụ phẩm nông nghiệp. Tỷ lệ phối trộn tối ưu thường là ngũ cốc chiếm tỷ lệ cao nhất, kết hợp với protein thực vật và các phụ phẩm nông nghiệp.

Tiêu chí lựa chọn nguyên liệu gồm: độ ẩm thấp (dưới 14%), hàm lượng mycotoxin trong giới hạn an toàn theo quy định (aflatoxin <20 ppb), không có dấu hiệu nấm mốc và côn trùng. Đặc biệt chú trọng nguồn gốc nguyên liệu để đảm bảo truy xuất nguồn gốc.

Xử lý sơ bộ

Nguyên liệu được nghiền với độ mịn phù hợp (2-3mm) để tối ưu diện tích tiếp xúc với vi sinh vật. Quá trình trộn đều đảm bảo phân bố đồng nhất các thành phần. Điều chỉnh độ ẩm về mức thích hợp (35-45%) bằng cách bổ sung nước tinh khiết hoặc dịch men khởi đầu.

Giai đoạn 2 – Cấy chủng vi sinh vật

Chọn chủng men phù hợp

Đối với nguyên liệu giàu carbohydrate, ưu tiên sử dụng Lactobacillus plantarum và L. fermentum với mật độ phù hợp. Với nguyên liệu giàu protein, kết hợp Bacillus subtilis và Aspergillus oryzae để tối ưu phân giải protein.

Nhiệt độ cấy chủng duy trì ở 28-32°C, pH ban đầu từ 5.5-6.5. Thời gian hoạt hóa chủng giống từ 2-4 giờ trước khi trộn vào nguyên liệu chính.

Mật độ cấy và điều kiện tiền xử lý

Tỷ lệ cấy chủng tối ưu thường từ 2-5% tổng khối lượng nguyên liệu. Quá trình tiền xử lý bao gồm khử trùng bằng hơi nước ở 80-85°C trong 15-20 phút, sau đó làm nguội xuống nhiệt độ cấy chủng.

Giai đoạn 3 – Kiểm soát điều kiện lên men

Nhiệt độ, pH và thời gian lên men tối ưu

Giai đoạn khởi động (0-12h): nhiệt độ 30-35°C, pH từ 6.0 giảm xuống 5.0 Giai đoạn ổn định (12-48h): nhiệt độ 25-30°C, pH duy trì 4.2-4.8 Giai đoạn hoàn thiện (48-72h): nhiệt độ 20-25°C, pH ổn định 4.0-4.5

Thời gian lên men tổng thể từ 48-96 giờ tùy thuộc vào loại nguyên liệu và mục tiêu sản phẩm. Kiểm tra pH định kỳ để đảm bảo quá trình diễn ra bình thường.

Quản lý oxy và độ ẩm

Giai đoạn đầu cần môi trường kỵ khí để thúc đẩy lên men lactic. Sử dụng màng nhựa PE hoặc bạt phủ kín để tạo môi trường yếm khí. Độ ẩm duy trì 40-50%, bổ sung nước nếu cần thiết.

Giai đoạn 4 – Hoàn thiện và bảo quản sản phẩm

Kết thúc quá trình lên men

Dấu hiệu lên men hoàn thành: pH ổn định dưới 4.5, mùi chua đặc trưng, không có dấu hiệu nấm mốc, nhiệt độ khối lên men trở về nhiệt độ môi trường.

Sấy khô, đóng gói và bảo quản

Sấy ở nhiệt độ 60-70°C cho đến khi độ ẩm giảm xuống 10-12%. Đóng gói trong bao bì kín khí, bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát. Thời hạn sử dụng có thể kéo dài từ 6-12 tháng tùy điều kiện bảo quản.

4. So sánh phương pháp lên men SSF và SmF

Lên men thể rắn (Solid State Fermentation – SSF)

Ưu điểm:

  • Chi phí đầu tư thấp, phù hợp quy mô trang trại
  • Năng suất cao với nguyên liệu có độ ẩm thấp
  • Ít tiêu tốn năng lượng và nước
  • Sản phẩm giữ được cấu trúc vật lý tự nhiên

Nhược điểm:

  • Khó kiểm soát đồng nhất nhiệt độ và pH
  • Thời gian lên men dài hơn (3-7 ngày)
  • Rủi ro nấm mốc cao nếu không kiểm soát tốt

Ứng dụng: Phù hợp với bã đậu nành, ngô dập, các phụ phẩm nông nghiệp có cấu trúc xốp.

Lên men thể lỏng (Submerged Fermentation – SmF)

Đặc điểm:

  • Kiểm soát chính xác các thông số lên men
  • Thời gian lên men ngắn (12-48 giờ)
  • Chất lượng sản phẩm đồng nhất cao
  • Dễ dàng scale-up quy mô công nghiệp

Chi phí và hiệu quả:

  • Đầu tư ban đầu cao hơn SSF
  • Chi phí vận hành và năng lượng cao hơn
  • Năng suất cao và ổn định
  • Phù hợp sản xuất quy mô lớn
Tiêu chí SSF SmF
Đầu tư ban đầu Thấp Cao
Thời gian lên men 3-7 ngày 1-2 ngày
Kiểm soát chất lượng Trung bình Cao
Quy mô phù hợp Nhỏ – vừa Lớn

5. Ứng dụng thức ăn lên men theo từng đối tượng vật nuôi

Thức ăn lên men cho heo

Công thức và tỷ lệ phối trộn:

  • Heo con (15-30kg): có thể sử dụng 20-30% thức ăn lên men trong khẩu phần
  • Heo thịt (30-90kg): có thể tăng lên 30-40% thức ăn lên men
  • Heo nái: thường sử dụng 15-25% thức ăn lên men

Thành phần tối ưu cho heo thường bao gồm ngô lên men, bã đậu nành lên men, cám gạo lên men, cùng premix và khoáng chất cần thiết.

Hiệu quả: Thức ăn lên men có thể cải thiện FCR, giảm tỷ lệ tiêu chảy và tăng tốc độ tăng trọng. Đặc biệt hiệu quả với heo con cai sữa, giúp giảm stress và thích nghi nhanh với thức ăn khô.

Thức ăn lên men cho gia cầm

Ứng dụng cụ thể:

  • Gà thịt: 15-25% trong khẩu phần, tập trung giai đoạn sau 7 ngày tuổi
  • Gà đẻ: 20-30% trong khẩu phần, có thể cải thiện chất lượng vỏ trứng
  • Vịt, ngan: 25-35% trong khẩu phần

Cải thiện chất lượng: Có thể tăng trọng lượng trứng, cải thiện màu lòng đỏ, giảm tỷ lệ vỡ trứng. Hàm lượng omega-3 trong trứng có xu hướng tăng khi sử dụng thức ăn lên men.

Thức ăn lên men cho gia súc nhai lại

Hỗ trợ tiêu hóa: Gia súc nhai lại có khả năng tiêu hóa cellulose tốt nhờ hệ vi sinh dạ cỏ. Thức ăn lên men bổ sung thêm enzyme cellulase và hemicellulase, nâng cao hiệu quả phân giải thức ăn thô.

Hiệu quả: Có thể tăng năng suất sữa, cải thiện tỷ lệ protein và chất béo trong sữa. Bò thịt có xu hướng tăng trọng nhanh hơn, chất lượng thịt cải thiện với độ mềm và hương vị tốt hơn.

6. Kiểm soát rủi ro và đảm bảo an toàn thực phẩm

Nguy cơ nấm mốc và mycotoxin

Các loại nấm độc hại như Aspergillus flavus và Fusarium có thể phát triển trong điều kiện không thuận lợi. Aflatoxin B1 là mối quan tâm chính với ngưỡng an toàn theo quy định: <20 ppb cho thức ăn gia súc, <10 ppb cho gia cầm.

Biện pháp phòng ngừa

Kiểm soát nguyên liệu đầu vào:

  • Kiểm tra độ ẩm, nhiệt độ bảo quản
  • Test mycotoxin bằng kit thương mại hoặc phòng thí nghiệm
  • Từ chối nguyên liệu có dấu hiệu bất thường

Giám sát quá trình lên men:

  • Duy trì pH <4.5 để ức chế nấm mốc
  • Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm chặt chẽ
  • Sử dụng chất bảo quản tự nhiên như axit propionic

7. Câu hỏi thường gặp về thức ăn lên men

Question Mark on Speech Bubble 3d rendering of question mark on speech bubble. Brainstorming, business concept. faq stock pictures, royalty-free photos & images

Thức ăn lên men có an toàn cho vật nuôi không?

Thức ăn lên men hoàn toàn an toàn khi được sản xuất đúng quy trình. Các vi sinh vật sử dụng trong lên men đều là chủng có lợi, đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm và chăn nuôi.

Bao lâu thì hoàn thành quy trình lên men?

Thời gian lên men phụ thuộc vào phương pháp và nguyên liệu. Lên men thể rắn (SSF) thường mất 3-7 ngày, trong khi lên men thể lỏng (SmF) chỉ cần 1-2 ngày.

Chi phí đầu tư thiết bị lên men là bao nhiêu ?

Chi phí đầu tư phụ thuộc vào quy mô và công nghệ. Hệ thống SSF quy mô nhỏ có thể bắt đầu từ vài chục triệu đồng, trong khi hệ thống SmF công nghiệp có thể cần đầu tư hàng trăm triệu đồng.

Làm sao biết thức ăn lên men đã hoàn thành?

Các dấu hiệu: pH ổn định dưới 4.5, mùi chua đặc trưng, không có dấu hiệu nấm mốc, nhiệt độ khối lên men trở về nhiệt độ môi trường.

Thức ăn lên men có thể bảo quản được bao lâu?

Khi đóng gói và bảo quản đúng cách, thức ăn lên men có thể giữ chất lượng từ 6-12 tháng. Điều kiện bảo quản lý tưởng là nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp.

Có cần xin phép gì khi sản xuất thức ăn lên men không?

Sản xuất thức ăn chăn nuôi cần tuân thủ các quy định của Bộ NN&PTNT. Đối với sản xuất quy mô thương mại, cần có giấy phép và đăng ký cơ sở sản xuất theo quy định.

8. Xu hướng và công nghệ lên men mới trong chăn nuôi

Công nghệ lên men tự động hóa

Hệ thống điều khiển PLC tích hợp cảm biến nhiệt độ, pH, độ ẩm giúp tự động điều chỉnh các thông số lên men. Công nghệ này giảm thời gian giám sát thủ công và đảm bảo chất lượng ổn định hơn.

Ứng dụng AI trong kiểm soát quy trình

Machine learning được ứng dụng để dự đoán thời điểm tối ưu kết thúc quá trình lên men dựa trên dữ liệu lịch sử. AI cũng giúp tối ưu hóa công thức phối trộn nguyên liệu theo từng mục tiêu cụ thể.

Xu hướng lên men bền vững

Sử dụng năng lượng tái tạo (solar, biogas) cho hệ thống lên men. Ứng dụng nguyên tắc kinh tế tuần hoàn: sử dụng phụ phẩm của quá trình này làm đầu vào cho quá trình khác. Giảm phát thải CO2 thông qua tối ưu hóa quy trình.

Định hướng phát triển ngành chăn nuôi Việt Nam qua ứng dụng công nghệ lên men

Ngành chăn nuôi Việt Nam đang trải qua giai đoạn chuyển đổi mạnh mẽ với mục tiêu phát triển bền vững và hiệu quả kinh tế cao. Trong 10 năm qua, ngành này đã duy trì tốc độ tăng trưởng ổn định 5-7%/năm với những thành tựu ấn tượng.

Để duy trì đà tăng trưởng này, việc ứng dụng công nghệ lên men không chỉ là lựa chọn mà đã trở thành yêu cầu cấp thiết. Tầm nhìn 10 năm tới của ngành tập trung vào mô hình kinh tế tuần hoàn, nông nghiệp xanh, chăn nuôi an toàn sinh học và ứng dụng công nghệ cao gắn với chuyển đổi số.

Trong bối cảnh này, VIETSTOCK 2025 – Triển Lãm Quốc Tế Chuyên Ngành Chăn Nuôi, Thức Ăn Chăn Nuôi & Chế Biến Thịt Tại Việt Nam sẽ là điểm hội tụ lý tưởng cho các chuyên gia, doanh nghiệp và hộ chăn nuôi quan tâm đến công nghệ lên men và các giải pháp tiên tiến khác.

Tham gia VIETSTOCK 2025 để khám phá công nghệ lên men tiên tiến

Với dự kiến quy mô triển lãm 13.000 m², hơn 300 đơn vị trưng bày và 13.000 khách tham quan từ 40 quốc gia, VIETSTOCK 2025 là cơ hội vàng để:

  • Khám phá các công nghệ mới nhất trong chăn nuôi
  • Kết nối với chuyên gia hàng đầu
  • Gặp gỡ nhà cung cấp thiết bị, chủng giống và dịch vụ tư vấn

Thời gian: 08 – 10 Tháng 10, 2025 (thứ Tư – thứ Sáu)

  • Thứ Tư ngày 08 tháng 10, 09:00 – 17:00
  • Thứ Năm ngày 09 tháng 10, 09:00 – 17:00
  • Thứ Sáu ngày 10 tháng 10, 09:00 – 16:00

Địa điểm: Trung tâm Hội chợ và Triển Lãm Sài Gòn (SECC), 799 Nguyễn Văn Linh, TP. HCM, Việt Nam

Đăng ký ngay để không bỏ lỡ cơ hội tiếp cận công nghệ lên men và các xu hướng mới trong chăn nuôi hiện đại:

Liên hệ Ban tổ chức:

Chia sẻ:
×

FanPage

Vietstock Vietnam