Tạp nhiễm nấm mốc trong tiến trình sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp và phương thức phòng ngừa

1.ĐẶT VẤN ĐỀ

Một trong những thách thức nghiêm trọng và phổ biến nhất mà các nhà máy sản xuất TACN phải đối mặt hiện nay là sự tạp nhiễm của nấm mốc và các độc tố của chúng (mycotoxins).

Tạp nhiễm nấm mốc không chỉ xảy ra ở một giai đoạn đơn lẻ mà là một chuỗi nguy cơ kéo dài từ đồng ruộng, quá trình thu hoạch, bảo quản nguyên liệu thô, cho đến toàn bộ dây chuyền công nghệ chế biến tại nhà máy và lưu kho thành phẩm. Sự phát triển của nấm mốc làm tiêu hao các dưỡng chất thiết yếu như protein, lipid, vitamin và carbohydrate trong thức ăn, làm giảm tính ngon miệng và nghiêm trọng hơn là sản sinh ra các độc tố thứ cấp có độc lực cao. Khi động vật ăn phải thức ăn nhiễm độc tố nấm mốc, chúng sẽ đối mặt với các hội chứng bệnh lý cấp tính hoặc mạn tính: tổn thương gan, thận, suy giảm miễn dịch, giảm tỷ lệ nuôi sống và suy giảm khả năng sinh sản. Ở gia cầm, nó gây ra tình trạng kém hấp thu, giảm tỷ lệ đẻ và chất lượng vỏ trứng. Ở lợn, độc tố nấm mốc gây sẩy thai, chết lưu, hoại tử đuôi, tai và viêm phổi cấp.

Ô nhiễm độc tố nấm mốc trong thức ăn chăn nuôi vẫn là một thách thức lớn, đòi hỏi giải pháp quản lý hiệu quả để bảo vệ sức khỏe vật nuôi.

Bên cạnh thiệt hại trực tiếp về chăn nuôi, tồn dư độc tố nấm mốc trong thịt, trứng, sữa còn nguy cơ chuyển tiếp sang chuỗi thực phẩm của con người, gây ra các mối lo ngại lớn về an toàn sức khỏe cộng đồng. Do đó, việc kiểm soát và ngăn ngừa tạp nhiễm nấm mốc trong tiến trình sản xuất TACN công nghiệp đòi hỏi một cách tiếp cận hệ thống, toàn diện dựa trên cơ sở khoa học, áp dụng nghiêm ngặt các nguyên tắc HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến khi sản phẩm xuất xưởng.

2. CÁC CHỦNG NẤM MỐC VÀ ĐỘC TỐ CHÍNH TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Nấm mốc tạp nhiễm trong TACN thường được chia thành hai nhóm chính dựa trên môi trường sinh thái sinh trưởng: Nấm mốc đồng ruộng (Field fungi) và Nấm mốc kho bảo quản (Storage fungi).

2.1. Nấm mốc đồng ruộng (Field fungi)

Nhóm này xâm nhiễm vào nông sản (bắp, lúa mì, đậu nành…) ngay khi cây trồng còn ở trên đồng ruộng, trước hoặc trong quá trình thu hoạch. Chúng đòi hỏi độ ẩm hạt tương đối cao (>18%-20%) và độ ẩm không khí cao để phát triển. Chi nấm mốc điển hình nhất trong nhóm này là Fusarium.

• Fusarium: Các loài phổ biến bao gồm Fusarium graminearum, Fusarium verticillioides, và Fusarium oxysporum. Chúng sản sinh ra các độc tố nguy hiểm như:
  • Deoxynivalenol (DON / Vomitoxin): gây kích ứng mạnh hệ tiêu hóa, ức chế tổng hợp protein, khiến lợn nôn mửa và bỏ ăn hàng loạt.

• Zearalenone (ZEN): Gây ra các hội chứng rối loạn sinh sản nghiêm trọng ở lợn (lên giống giả, sưng âm hộ, teo tinh hoàn, sẩy thai).
• Fumonisins (FB1, FB2): Gây ra hội chứng phù phổi cấp ở lợn (Porcine Pulmonary Edema – PPE) .

2.2. Nấm mốc kho bảo quản (Storage fungi)

Nhóm này xâm nhiễm và phát triển mạnh sau khi thu hoạch, trong quá trình vận chuyển, lưu kho nguyên liệu và thành phẩm. Chúng có khả năng phát triển ở độ ẩm hạt thấp hơn (13%-15%). Hai chi phổ biến nhất là Aspergillus và Penicillium.

• Aspergillus spp.: Phát triển mạnh ở điều kiện nhiệt độ cao và ẩm độ vừa phải (rất phổ biến tại các nước nhiệt đới như Việt Nam). Loài điển hình là Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus.
  • Aflatoxins (AFB1, AFB2, AFG1, AFG2): Trong đó Aflatoxin B1 (AFB1) là chất gây ung thư sinh học mạnh nhất được biết đến. AFB1 tấn công trực tiếp vào tế bào gan, gây xơ gan, hoại tử gan, suy giảm miễn dịch nghiêm trọng ở gia súc, gia cầm. Tồn dư AFB1 chuyển hóa thành Aflatoxin M1 trong sữa bò.
• Penicillium spp.: Thường xuất hiện ở vùng khí hậu mát mẻ hơn hoặc trong các kho lạnh. Loài điển hình là Penicillium verrucosumvới độc tố Ochratoxin A (OTA): Có độc tính cực cao trên thận (nephrotoxic). OTA gây suy thận mạn tính, hủy hoại ống thận, giảm khả năng tăng trọng và tăng tỷ lệ chết ở lợn và gia cầm.

Bảng 1: Tóm tắt đặc tính các chủng nấm mốc và độc tố chính trong TACN

3. ĐƯỜNG LÂY NHIỄM VÀ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Tiến trình sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp là một chuỗi các công đoạn cơ học, nhiệt học liên tục. Nấm mốc có thể thâm nhập và bùng phát tại bất kỳ mắt xích nào nếu gặp điều kiện thuận lợi.

[Nguyên liệu thô] → [Tiếp nhận & Sàng lọc] → [Nghiền] → [Phối trộn]

|

[Thành phẩm xuất kho] ← [Đóng gói] ← [Sàng & Làm nguội] ← [Ép viên/Đùn ép]

  Hình 1. Sơ đồ Các đường lây nhiễm và yếu tố ảnh hưởng trong dây chuyền sản xuất

3.1. Giai đoạn tiếp nhận và bảo quản nguyên liệu thô

Đây là cửa ngõ đầu tiên và lớn nhất đưa nấm mốc vào nhà máy. Bắp, cám gạo, bã đậu nành, khoai mì lát… thường mang sẵn lượng bào tử nấm mốc rất lớn từ đồng ruộng hoặc từ quá trình vận chuyển đường biển dài ngày (vận chuyển sà lan, tàu biển viễn dương).

• Hiện tượng ngưng tụ ẩm (Moisture migration): Khi silo lưu trữ nguyên liệu chịu sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa ngày và đêm, hơi nước trong khối hạt sẽ bốc hơi lên đỉnh silo, ngưng tụ thành giọt bám vào thành vách và rơi ngược trở lại, tạo ra các “túi ẩm” (hotspots). Tại các vị trí này, độ ẩm cục bộ vượt mức 15%, kích hoạt bào tử nấm mốc nảy mầm và sinh sản sinh khối nhanh chóng.

3.2. Giai đoạn nghiền và phối trộn

• Quá trình nghiền (Grinding): Làm phá vỡ cấu trúc màng hạt (vỏ cám, vỏ lụa), . Điều này vô tình tạo ra một môi trường giàu dinh dưỡng, diện tích tiếp xúc bề mặt tăng gấp hàng chục lần, khiến các bào tử nấm mốc dễ dàng tiếp cận và phát triển nếu bột nghiền không được chuyển sang công đoạn tiếp theo kịp thời.
• Hệ thống đường ống và cân định lượng: Bụi mịn nguyên liệu giàu dinh dưỡng bám vào thành ống, cánh vít tải, bên trong thùng cân phối trộn. Dưới tác động của độ ẩm không khí, lớp bụi này ẩm mốc, kết bánh vững chắc thành ổ chứa bào tử nấm mốc, liên tục “gieo rắc” tạp nhiễm vào các mẻ phối trộn kế tiếp.

3.3. Giai đoạn ép viên (Pelleting) và Đùn ép (Extrusion)

Quá trình ép viên với nhiệt độ hơi nước đạt 80^oC đến 90^oC ,

• Nhiệt độ này có thể tiêu diệt phần lớn sinh khối nấm mốc (sợi nấm) và một phần bào tử, nhưng hoàn toàn không phá hủy được cấu trúc của các độc tố nấm mốc (mycotoxins) vì chúng rất bền nhiệt (AFB1 chỉ bị phân hủy ở nhiệt độ trên 260^o
• Nếu quá trình cấp hơi nước (conditioning) không đồng đều, lượng nước ngưng tụ cao trong buồng ép viên sẽ tạo điều kiện cho nấm mốc tái phát triển cực mạnh ở các công đoạn sau.

3.4. Giai đoạn làm nguội (Cooling) và Sàng phân loại

Đây là một trong những Điểm kiểm soát tới hạn (CCP) lớn nhất đối với tạp nhiễm nấm mốc sau gia nhiệt.

• Không khí được hút từ môi trường bên ngoài vào tháp giải nhiệt để làm mát viên thức ăn nóng. Nếu không khí này chứa mật độ bào tử nấm cao hoặc hệ thống lọc khí không sạch, viên thức ăn sẽ bị tái nhiễm bề mặt ngay lập tức.
• Nếu tháp làm nguội vận hành sai thông số (thời gian quá ngắn, lưu lượng gió không đủ), nhiệt độ tâm viên thức ăn vẫn cao hơn nhiệt độ môi trường $>2^\circ\text{C}$, dẫn đến hiện tượng thoát ẩm ngược khi đóng bao, làm ẩm bề mặt bao bì và kích hoạt nấm mốc phát triển.

3.5. Giai đoạn đóng gói và lưu kho thành phẩm

• Thức ăn thành phẩm sau khi đóng bao được xếp trên pallet. Nếu nhà kho không thông thoáng, mái kho bị dột, hoặc nền đất bị ẩm hắt lên, bao bì (đặc biệt là bao PP dệt hoặc bao giấy) sẽ hấp thụ ẩm.
• Sự phát triển của côn trùng (mọt, mối), chuột gián trong kho không chỉ phá hoại cấu trúc bao bì mà còn giải phóng độ ẩm bài tiết và cơ học, tạo điều kiện cho nấm mốc cơ hội phát triển.

4. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG VÀ HẬU QUẢ CỦA TẠP NHIỄM NẤM MỐC

Sự gây hại của nấm mốc trong TACN diễn ra qua hai con đường song song: Suy giảm giá trị dinh dưỡng của thức ăn (sự phá hủy cơ học và sinh hóa của nấm mốc) và Độc tính sinh học của mycotoxins lên vật nuôi.

4.1. Sự hủy hoại cơ chất dinh dưỡng

Nấm mốc là sinh vật dị dưỡng, chúng tiết ra các enzyme ngoại bào mạnh mẽ như lipase, protease, amylase để thủy phân các thành phần dinh dưỡng của thức ăn thành dạng mạch ngắn dễ hấp thu cho chính chúng:

• Hao hụt năng lượng (Metabolizable Energy – ME): Nấm mốc oxy hóa carbohydrate và lipid trong thức ăn để giải phóng năng lượng cho hoạt động sống, làm sụt giảm nghiêm trọng giá trị năng lượng trao đổi của khẩu phần.
• Thủy phân chất béo: Sự hoạt động của enzyme lipase do nấm tiết ra làm tăng nhanh chỉ số axit béo tự do (FFA), gây ra hiện tượng ôi khét lipid, phá hủy các vitamin tan trong dầu (A, D, E, K).
• Hao hụt Protein: Các liên kết peptide của axit amin bị cắt đứt, làm giảm tỷ lệ tiêu hóa protein thực tế của vật nuôi.

4.2. Cơ chế độc tính sinh học của Mycotoxins lên vật nuôi

Khi độc tố nấm mốc đi vào đường tiêu hóa của vật nuôi, chúng nhanh chóng được hấp thu qua niêm mạc ruột và gây ra hàng loạt các tổn thương ở cấp độ tế bào và phân tử.

4.2.1. Phá hủy hàng rào niêm mạc ruột và ức chế tổng hợp protein

Độc tố nhóm Trichothecenes (DON, T-2 toxin) liên kết đặc hiệu với peptidyl transferase trên ribosome của tế bào sinh vật nhân thực, ức chế trực tiếp quá trình dịch mã và tổng hợp chuỗi polypeptide.

• Điều này dẫn đến sự chết rụng tế bào (apoptosis) của các tế bào biểu mô ruột có tốc độ đổi mới nhanh.
• Hậu quả là các nhung mao ruột bị teo, cùn, làm giảm diện tích hấp thu dinh dưỡng, gây ra hội chứng rò rỉ ruột (leaky gut), cho phép vi khuẩn nấm men và độc tố nội sinh xâm nhập thẳng vào hệ tuần hoàn máu.

4.2.2. Gây độc cho gan (Hepatotoxicity) và độc cho thận (Nephrotoxicity)

• Aflatoxin B1 (AFB1) được chuyển hóa tại gan bởi enzyme Cytochrome P450 thành dạng hoạt động ngoại lai độc tính cực cao: Aflatoxin-8,9-epoxide. Hợp chất này gây ra các đột biến gen cấu trúc, ức chế quá trình phiên mã ARN, dẫn đến hoại tử tế bào gan trung tâm tiểu thùy, làm giảm tổng hợp albumin, yếu tố đông máu và suy giảm chức năng mật.
• Ochratoxin A (OTA) : Sự tích tụ OTA ở thận gây tổn thương ty thể, stress oxy hóa mạnh, dẫn đến suy thoái và xơ hóa cấu trúc ống lượn gần.

4.2.3. Suy giảm miễn dịch (Immunosuppression)

Hầu hết các độc tố nấm mốc, đặc biệt là AFB1, DON, và Ochratoxin A, đều ức chế chức năng của các cơ quan lympho (tủy xương, tuyến ức, túi Fabricius ở gia cầm, hạch lympho).

Hậu quả lâm sàng là: Vật nuôi phản ứng miễn dịch kém với các loại vắc xin thiết yếu (vắc xin dịch tả lợn, tai xanh, Newcastle, Gumboro…), làm bùng phát các ổ dịch thứ phát do vi khuẩn hoặc virus cơ hội (như E. coli, Salmonella, Streptococcus, APP).

4.2.4. Rối loạn chức năng sinh sản (Reproductive Disorders)

• Zearalenone (ZEN) có cấu trúc hóa học tương tự như 17beta-estradiol. Nhờ đó, nó liên kết chặt chẽ với các thụ thể estrogen (ER) nội sinh trong cơ thể động vật cái.
• Sự liên kết này đánh lừa hệ thống trục Hạ đồi – Tuyến yên – Tuyến sinh dục, gây ra tình trạng tăng tiết estrogen giả tạo. Ở lợn hậu bị và lợn thịt cái, hiện tượng sưng đỏ, phù nề âm hộ, vú phát triển sớm xảy ra rõ rệt. Ở nái sinh sản, gây ra tình trạng chậm lên giống, vô sinh, chết phôi sớm, tăng tỷ lệ thai chết lưu hoặc đẻ ra lượn con có hội chứng xoạc chân (splay-leg). Ở đực giống, ZEN gây teo tinh hoàn và giảm chất lượng tinh trùng.

5. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ GIÁM SÁT TẠP NHIỄM NẤM MỐC

Để kiểm soát hiệu quả, nhà máy cần thiết lập một quy trình giám sát chặt chẽ từ định lượng sinh khối nấm mốc đến định lượng chính xác nồng độ độc tố.

5.1. Phương pháp lấy mẫu (Sampling) – Chìa khóa mang tính quyết định

Sai số trong phân tích độc tố nấm mốc có tới 80% – 90% xuất phát từ khâu lấy mẫu, do độc tố nấm mốc không phân bố đồng đều mà tồn tại tập trung ở các “hotspots” trong khối hạt lớn.

• Quy trình lấy mẫu chuẩn (GAFTA / ISO 24333): Phải lấy mẫu ở nhiều điểm, nhiều tầng khác nhau của xe tải hoặc silo bằng cây xăm mẫu tự động hoặc thủ công. Lượng mẫu ban đầu (gộp từ nhiều điểm lấy mẫu) phải đạt ít nhất 5-10 kg đối với một lô hàng 20 tấn. Sau đó, tiến hành chia mẫu theo sơ đồ hình chữ thập hoặc sử dụng máy chia mẫu cơ học để thu về mẫu phân tích đại diện khoảng 1 kg. Mẫu phải được nghiền mịn hoàn toàn trước khi tiến hành chiết tách.

5.2. Các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm

5.2.1. Phương pháp kiểm tra nhanh (Khảo sát tại nhà máy)

Được áp dụng tại khu vực tiếp nhận nguyên liệu để quyết định chấp nhận hoặc từ chối lô hàng ngay lập tức.

• Sắc ký miễn dịch dòng chảy ngang (Lateral Flow Device – LFD / Test nhanh dải thấm): Dựa trên phản ứng miễn dịch cạnh tranh giữa độc tố tự do trong mẫu với kháng thể gắn hạt keo vàng. Thời gian phân tích ngắn (5-10 phút), thao tác đơn giản, có thể định lượng tương đối bằng máy đọc cầm tay.
• Phương pháp ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): Dựa trên phản ứng kháng nguyên – kháng thể trong các đĩa vi phiến 96 giếng. Phương pháp này cho phép phân tích đồng thời nhiều mẫu, thời gian khoảng 1-2 giờ, độ chính xác tương đối cao, thích hợp cho việc kiểm soát chất lượng (QC) hàng ngày tại nhà máy.

5.2.2. Phương pháp khẳng định chuẩn thức (Phòng thí nghiệm trung tâm)

• Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) kết hợp đầu dò huỳnh quang (FLD) hoặc đầu dò mảng Diode (DAD): Cho độ chính xác cao, giới hạn phát hiện thấp (ppb). Yêu cầu phải qua bước làm sạch mẫu bằng cột miễn dịch ái lực (Immunoaffinity Column – IAC).
• Sắc ký lỏng ghép khối phổ chuỗi (LC-MS/MS): Đây là tiêu chuẩn vàng trong phân tích mycotoxins. Phương pháp này cho phép phát hiện và định lượng đồng thời hàng chục loại độc tố nấm mốc khác nhau (bao gồm cả các độc tố dạng liên kết/che giấu – masked mycotoxins như DON-3-glucoside mà phương pháp thông thường bỏ sót) trong một lần chạy mẫu duy nhất với độ nhạy tối đa.

6. PHƯƠNG THỨC PHÒNG NGỪA VÀ KIỂM SOÁT TOÀN DIỆN (BIỆN PHÁP CHỦ CHỐT)

Kiểm soát tạp nhiễm nấm mốc không thể dựa vào một giải pháp đơn lẻ, mà bắt buộc phải áp dụng một chiến lược tích hợp đa tầng, kiểm soát từ gốc đến ngọn.

6.1. Kiểm soát nguyên liệu đầu vào và quản lý lưu kho

6.1.1. Tiêu chuẩn khắt khe khi tiếp nhận

Nhà máy phải xây dựng bộ tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt cho từng loại nguyên liệu.

• Khống chế ẩm độ (H_2O): Bắp hạt nhập kho phải có độ ẩm 14,0%; cám gạo 13,0%, bã đậu nành 13,5%. Bất kỳ lô hàng nào có độ ẩm vượt mức quy định đều phải từ chối hoặc đưa vào hệ thống sấy lại ngay lập tức.
• Kiểm tra tạp chất và hạt vỡ: Hạt vỡ, hạt lép, bụi bẩn là nơi cư trú lý tưởng của nấm mốc. Tỷ lệ hạt vỡ không được vượt quá 3-5%. Hệ thống sàng làm sạch (Pre-cleaner) tại cửa tiếp nhận phải hoạt động liên tục để loại bỏ bụi mạt, cùi bắp, mảnh vỡ trước khi đưa vào silo lưu trữ.

6.1.2. Kỹ thuật quản lý kho và Silo tiên tiến

• Nguyên tắc FIFO (First In, First Out – Vào trước, Ra trước): Đảm bảo nguyên liệu cũ được giải phóng trước, tránh tồn đọng tạo ổ mốc đáy silo hoặc góc kho.
• Hệ thống thông khí cưỡng bức (Aeration System) và kiểm soát nhiệt độ: Các silo chứa trục đứng phải được trang bị các đầu dò nhiệt độ đa điểm dọc theo thân silo. Khi phát hiện nhiệt độ ở một vùng tăng bất thường (dấu hiệu của “hotspots” do nấm mốc hoặc côn trùng hoạt động), hệ thống quạt công suất lớn phải được kích hoạt để thổi khí khô mát qua khối hạt, làm hạ nhiệt và đồng đều ẩm độ.
• Vệ sinh định kỳ định ngạch: Định kỳ (mỗi tháng hoặc sau khi xả trống silo), phải tiến hành cạo sạch mảng bám dính thành vách, phun khử trùng tiêu độc bằng các hợp chất ammoniac bậc 4 hoặc các axit hữu cơ thể khí.

6.2. Kiểm soát điều kiện công nghệ trong dây chuyền sản xuất

6.2.1. Quản lý bụi mịn và mảng bám bẩn

Bụi thức ăn là dung môi dẫn đường cho nấm mốc. Hệ thống hút bụi cục bộ (Dust collection system) bằng các bộ lọc túi vải (Bag filter) phải được thiết kế tại tất cả các điểm rơi tự do của nguyên liệu: cửa đổ xả, đầu ra của máy nghiền, thùng cân tổng, cửa vào máy ép viên. Vít tải và gầu nâng phải được kiểm tra và xả đáy cuối ngày làm việc để tránh cám ẩm tích tụ qua đêm.

6.2.2. Tối ưu hóa công đoạn gia nhiệt và làm nguội viên

• Kiểm soát hơi nước cấp vào (Conditioning): Sử dụng hơi nước khô, áp suất bảo hòa ổn định (2-4\text) để đảm bảo nhiệt độ đồng đều, tránh hiện tượng đọng nước cục bộ trong máng trộn konditioner.
• Tối ưu hóa tháp làm nguội (Cooler): Tháp làm nguội phải được hiệu chuẩn định kỳ về lưu lượng gió hút và thời gian lưu giữ viên thức ăn. Mục tiêu bắt buộc: Nhiệt độ viên thành phẩm ra khỏi tháp không được cao hơn nhiệt độ môi trường quá 2^OC, và ẩm độ tổng thể của viên thức ăn thành phẩm phải ổn định ở mức 13,0%.

6.3. Giải pháp sử dụng chất bảo quản chống nấm mốc (Mold Inhibitors)

Trong điều kiện thời tiết khí hậu nóng ẩm, việc sử dụng các chất chống mốc hóa học trong quá trình phối trộn là bắt buộc để kéo dài thời gian bảo quản của thức ăn.

• Các axit hữu cơ và muối của chúng: Là những chất chống mốc hiệu quả nhất.
  • Axit Propionic: Chất diệt và ức chế nấm mốc mạnh nhất nhờ khả năng thâm nhập qua màng tế bào nấm mốc ở dạng không phân ly, làm rối loạn độ pH nội bào, ức chế các enzyme chuyển hóa carbohydrate, khiến nấm mốc chết năng lượng.
  • Axit Sorbic, Axit Acetic, Axit Formic: Thường được phối hợp chung để mở rộng phổ kháng nấm.
• Công nghệ chất chống mốc dạng lỏng sinh học kết hợp dạng muối: Thay vì dùng axit nguyên chất có tính ăn mòn thiết bị cực cao và dễ bay hơi, các nhà máy hiện đại ưu tiên sử dụng muối Propionate (Ammonium propionate, Calcium propionate) phối trộn với chất hoạt động bề mặt (Surfactants). Công nghệ này giúp chất chống mốc phân tán đều khắp bề mặt viên thức ăn, thấm sâu vào lõi hạt, kéo dài hiệu lực bảo quản lên đến 3 – 6 tháng mà không ăn mòn máy móc.

6.4. Giải pháp sử dụng chất hấp phụ độc tố nấm mốc (Mycotoxin Binders)

Khi độc tố nấm mốc đã hiện hữu trong nguyên liệu, giải pháp tối ưu là bổ sung các chất hấp phụ/biến đổi sinh học vào công thức thức ăn để ngăn ngừa sự hấp thu của chúng tại ruột vật nuôi.

6.4.1. Chất hấp phụ vô cơ (Inorganic adsorbents)

• Aluminosilicates (Bentonite, Zeolite, HSCAS – Hydrated Sodium Calcium Aluminosilicate): Có cấu trúc không gian ba chiều dạng lưới chứa các cation tự do. Cơ chế hoạt động dựa trên ái lực tĩnh điện, bẫy các phân tử độc tố có cực vào bên trong cấu trúc xốp.
  • Ưu điểm: Hiệu quả hấp phụ cực cao (>90%) đối với Aflatoxin. Giá thành tương đối rẻ, tính bền nhiệt cao trong quá trình ép viên.
  • Nhược điểm: Hiệu quả rất kém hoặc gần như không phản ứng đối với các độc tố ít cực hoặc không cực như Zearalenone (ZEN), DON, và Fumonisins. Nếu dùng liều lượng quá cao có thể hấp phụ không chọn lọc các vitamin và khoáng chất vi lượng trong thức ăn.

6.4.2. Chất hấp phụ hữu cơ (Organic adsorbents)

• Esterified Glucomannan (EGM) chiết xuất từ thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae: Thành tế bào nấm men chứa mạng lưới phức tạp gồm các polyme beta-D-glucan và mannan-oligosaccharides (MOS). Cơ chế hấp phụ dựa trên các liên kết hydro và tương tác Van der Waals để liên kết vật lý với độc tố.
  • Ưu điểm: Phổ hấp phụ rộng hơn rất nhiều so với chất vô cơ, liên kết hiệu quả với cả Aflatoxin, Ochratoxin, và có tác dụng nhất định với ZEN, DON. Liều lượng sử dụng thấp (0,5 – 2,0 kg/tấn), không hấp phụ vitamin, khoáng chất. Ngoài ra, thành phần MOS còn giúp kích thích miễn dịch đường ruột, liên kết vi khuẩn có hại bám dính ( coli, Salmonella) để thải ra ngoài.

6.4.3. Biện pháp giải độc sinh học (Biotransformation / Bioremediation)

Đối với các độc tố khó hấp phụ vật lý như DON (Trichothecenes) hay Zearalenone, các nhà khoa học sử dụng các enzyme đặc hiệu hoặc các chủng vi sinh vật sống để bẻ gãy các vòng chức năng gây độc:

• Enzyme Epoxide reductase (chiết xuất từ vi khuẩn Eubacterium BBSH 797): Cắt đứt vòng epoxide độc lực của nhóm Trichothecenes (DON), biến đổi chúng thành các chất chuyển hóa không còn độc tính đối với tế bào ruột.
• Enzyme Zearalenone hydrolase / Vi khuẩn Lactobacillus: Phân hủy vòng lactone của Zearalenone, loại bỏ hoàn toàn đặc tính bắt chước estrogen của độc tố này.

PGS.TS. Nguyễn Bá Hiên

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam. (2018). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-183:2016/BNNPTNT về Quy định giới hạn tối đa cho phép hàm lượng độc tố nấm mốc, kim loại nặng và vi sinh vật trong thức ăn chăn nuôi. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Việt Nam. (2020). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thức ăn chăn nuôi – Hàm lượng tối đa cho phép các chỉ tiêu an toàn trong thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi (QCVN 01-190:2020/BNNPTNT). Hà Nội: Nhà xuất bản Nông nghiệp.

Bùi Thị Việt Hà, Nguyễn Văn Thanh. (2018). Vi sinh vật học ứng dụng trong công nghệ biến thức ăn chăn nuôi . Hà Nội: Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

Đặng Văn Chính. (2021). nghiên cứu tăng cường nhiễm vi nấm và nghiên cứu độc tố Aflatoxin B1 trên các lô ngô hạt nhập khẩu làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi tại các lối đi phía Nam. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Chăn nuôi , 264(3), 45-52.

Nguyễn Bá Hiên , Đặng Hữu Anh, Vũ Thị Ngọc , Cao thị Phượng ( 2022) Giáo trình Nấm học Thú y – NXB Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Nguyễn Thị Hiền, Phan Thanh Kim, Nguyễn Thị Hoà, Le thị Lan Chi (2009)  VI SINH VẬT NHIỄM TẠP TRONG LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM – NXB Bách Khoa, Hà Nội

Đới Văn Quản, & Nguyễn Xuân Trạch. (2020). Quản lý chất lượng và an toàn thức ăn chăn nuôi công nghiệp. Nhà xuất bản Đại học Nông nghiệp.

Binder, E. M., Tan, L. M., Chin, L. J., Handl, J., & Richard, J. (2007). Worldwide occurrence of mycotoxins in commodities, feeds and feed ingredients. Animal Feed Science and Technology, 137(3-4), 265-282. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.06.005

Devreese, M., De Baere, S., De Backer, P., & Croubels, S. (2013). Quantitative determination of several mycotoxins in feed and its impact on monogastric animal health. World Mycotoxin Journal, 6(3), 225-236. https://doi.org/10.3920/WMJ2013.1557

Hussein, H. S., & Brasel, J. M. (2001). Toxicity, metabolism, and impact of mycotoxins on domestic animals. Toxicology, 167(2), 101-134. https://doi.org/10.1016/S0300-483X(01)00469-2

Huwig, A., Freimund, S., Käppeli, O., & Dutler, H. (2001). Mycotoxin detoxication of animal feed by different adsorbents. Toxicology Letters, 122(2), 179-188. https://doi.org/10.1016/S0378-4274(01)00360-5

Marroquín-Cardona, A. G., Johnson, N. M., Phillips, T. D., & Hayes, A. W. (2014). Mycotoxins in a changing global environment—Management and mitigation strategies. Chemical and Biological Interactions, 215, 12-19. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2014.03.002

Munkvold, G. P. (2003). Cultural and genetic approaches to managing mycotoxins in maize. Annu. Rev. Phytopathol., 41(1), 99-116. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.41.052002.095510

Richard, J. L. (2007). Some major mycotoxins and their mycotoxicoses—An overview. International Journal of Food Microbiology, 119(1-2), 3-10. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2007.07.019

Schmale, D. G., & Munkvold, G. P. (2009). Mycotoxins in crops: A threat to human and domestic animal health. The Plant Health Instructor. https://doi.org/10.1094/PHI-I-2009-0715-01

Vila-Donat, P., Marín, S., Sanchis, V., & Ramos, A. J. (2018). A review of the mycotoxin adsorbing agents, with an emphasis on their multi-binding capacity, for animal feed decontamination. Food and Chemical Toxicology, 114, 296-311. https://doi.org/10.1016/j.fct.2018.02.044