Bài giảng Công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp - Chương 3: Chế biến nguyên liệu thức ăn chăn nuôi

CHẾ BIẾN NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN 
CHĂN NUÔI
Chương 3
I. Các phương pháp chế biến nguyên 
liệu thức ăn
1. Mục đích
Giảm độ thô cứng;
Tăng độ ngon miệng;
Tăng tiêu hoá, hấp thu chất dinh dưỡng của 
TĂ;
Loại trừ các chất kháng dinh dưỡng (ANF) và 
các tác nhân có hại trong thức ăn;
Tăng giá trị sinh học của protein;
Cân đối các chất dinh dưỡng.
2. Phân loại 
Có 3 phương pháp cơ bản thường để chế 
biến nguyên liệu thức ăn chăn nuôi:
 Phương pháp biến đổi cơ học;
 Phương pháp xử lý nhiệt;
 Phương pháp biển đổi độ ẩm.
Phương pháp chế biến
Phương pháp chế biến khô Phương pháp chế biến ướt
Phương pháp Năm Phương pháp Năm
Nghiền (Grinding) 1840 Ngâm (Soaking)
Ép vỡ (Cracking) 1930 Nấu
Ép viên (Pelletting) 1957 Lăn hơi (lúa mạch) 1930
Ép đùn (Extrusion) 1966 Nổ hơi (Steam flaking) 1950
Nổ (Popping) 1966 Ủ silô 1958
Vi sóng (Micronizing) 1970 Lăn nấu áp suất cao 
(Pressure cooker-roll)
1966
Rang 1975 Nổ bung (cao lương) 1972
2.1. Phương pháp biến đổi cơ học
2.1.1. Bóc vỏ (dehulling)
 Loại bỏ phần có giá trị dinh dưỡng thấp (vỏ 
trấu) → tăng giá trị dinh dưỡng của nguyên 
liệu TĂ;
 Giảm hoặc loại bỏ làm các phần, hợp chất 
không có lợi, chất kháng dinh dưỡng (ANF);
 Tăng tính ngon miệng, tăng khả năng tiêu hóa , 
hấp thu chất dinh dưỡng ở động vật.
Thành phần hóa học của một số nguyên 
liệu TĂCN (VCN 2001)
Thành phần hóa 
học
Nguyên liệu TACN
Thóc tẻ Gạo lức Gạo tẻ
Protein thô (%) 7,41 8,61 8,38
Lipit thô (%) 2,2 2,3 1,5
Xơ thô (%) 10,49 0,6 0,6
DXKN (%) 63,04 73,57 75,81
Khoáng TS (%) 5,09 1,30 1,00
Năng lượng (kcal 
ME/kg) 2687 3271 3283
Cấu trúc vỏ hạt cải dầu
Thành phần
Loại nguyên liệu
Hạt Nhân Vỏ KD nguyên vỏ KD nhân
VCK, % 91.9 93.4 14.3 93.3 93.5
Dầu (%/DM) 47.7 53.3 12.0 1.0 1.0
Protein thô 
(%/DM) 21.8 24.5 15.2 40.7 44.2
Xơ thô (%/DM) 8.1 2.7 32.3 15.2 6.4
Khoáng TS 4.7 4.7 6.6 8.5 9.7
NDF (%/DM) 14.9 5.27 50.7 30 11.2
ADF (%/DM) 11.2 3.3 41.8 22.5 6.7
ADL (%/DM) 5.9 0.3 23.1 11.1 0.9
Thành phần hóa học của hạt cải dầu và khô dầu
Nguồn: CETIOM CREOL / N29 (INRA seeds “temoin”, Feedbase) 
Nhân hạt : 87% - Vỏ: 13 %
Thành phần
Loại hạt
Hạt Nhân Vỏ KD nguyên vỏ KD nhân
VCK, % 92.8 90.5 88.8 90.5
Dầu (%/VCK) 48 61.25 2.5 2.2 1.2
Protein thô 
(%VCK) 16.7 20.6 6.2 31.9 52.6
Xơ thô (%VCK) 17.3 2.4 57.6 28.1 6.2
Khoáng TS 
(%/VCK) 3.5 3.6 3.2 7.05 9.24
NDF (%/VCK) 26.6 5.4 83.9 45.1 13.7
ADF (%/VCK) 19.5 2.7 64.9 32 7
ADL (%/VCK) 6.3 0.4 22.3 10.5 0.9
Thành phần hóa học của hạt hướng dương và khô dầu
Nhân hạt : 75% - Vỏ: 25 %
Cấu trúc vỏ hạt hướng dương
Hàm lượng độc tố trong vỏ và thịt củ
Nguồn: Phạm Sỹ Tiệp, 1998.
Phần củ khoai tây Hàm lượng Solanine (mg/100g)
Vỏ củ 20 - 100
Thịt củ 0,1 – 4,5
Thiết bị bóc vỏ
1. Máy bóc vỏ kiểu CETIOM
 Máy có một cánh quạt ly tâm, 
 Hạt được cung cấp ở trung tâm;
 Trên một đĩa quay có các kênh tỏa về phía rìa đĩa
 Bằng lực ly tâm, hạt bị văng đập vào thành của thiết 
bị làm cho vỡ vỏ.
 Do khối lượng của nhân và vỏ khác nhau nên bị thổi 
tách ra
Sơ đồ cấu trúc máy kiểu CETIOM 
2. Máy bóc vỏ trục cuốn
 Hạt cần bóc được đưa nhanh qua 2 trục cuốn, 
quay đồng thời nhưng với hướng ngược nhau; 
 Khoảng cách giữa 2 trục được điều chỉnh phù hợp 
với kích thước hạt thường được điều chỉnh khoảng 
0,6 mm ;
 Hạt cần được phân loại đồng đều kích thước ;
 Hạt cần được sấy khô để dễ tróc vỏ;
3. Máy bóc vỏ kiểu mài
 Thường để làm trắng gạo;
 Thóc được mài trong thiết bị quay có mặt nhám; 
 Trấu bị loại bỏ bằng cách mài mòn; 
 Có thể điều chỉnh tỷ lệ cám bị bóc bằng cách điều 
chỉnh tốc độ quay tốc độ cấp nguyên liệu.
Đĩa mài
Cấu tạo máy bóc vỏ kiểu mài
Chi tiết máy bóc vỏ 
kiểu mài
Hiệu quả bóc vỏ 
của máy bóc vỏ 
kiểu mài
Cao lương trong 4 phút
Lúa mì trong 6 phút
R.D. Reichert và cs., 1986
4. Thiết bị bóc vỏ kiểu va đập 
 Sử dụng phổ biến nhất để bóc vỏ hạt hướng 
dương
 Gồm Rotro gắn các lưỡi dao quay, lực ly tâm 
làm bắn hạt vào vách buồng bóc hạt của máy. 
Sự va đập làm tróc vỏ hạt;
 Do khối lượng vỏ và nhân hạt khác nhau nên 
bị gió thổi ra theo hai cửa khác nhau.
Máy bóc vỏ kiểu va đập
Rotro
Stator gợn 
sóng
5. Sử dụng hồng ngoại hoặc vi sóng
 Sử dụng bức xạ làm bay hơi nhanh chóng 
nước ở bề mặt của nhân hạt → vỏ dễ bong
 Dùng dòng khí nén (áp lực cao) để tách vỏ và 
hạt. 
 Được dùng để bóc vỏ quả óc chó, hạt dẻ và 
hạnh nhân.
2.1.2. Ép đùn (Extrusion)
Ép đùn là một quá trình chế biến nguyên liệu thức 
ăn dưới áp suất, độ ẩm và nhiệt độ cao.
 Sử dụng máy ép với trục vít, dưới áp suất cao và 
lực ma sát, nguyên liệu nóng lên trong thời gian 
15-20 giây.
 Nghiền nhỏ (làm vỡ hạt nguyên liệu), 
 Phá vỡ, cắt ngắn kết cấu xơ,
 Trộn đều, 
 Hydrat hóa, 
 Xử lý nhiệt → phá hủy một số hợp chất độc hại 
(ANF, độc tố nấm mốc, glycinin và β-conglycinin);
 Hồ hóa → tinh bột dễ tiêu hóa, 
 Biến tính protein, 
Tác động của ép đùn đến nguyên liệu:
 Diệt các vi sinh vật,
 Tạo hình, 
 Làm giãn nở nguyên liệu, 
 Thay đổi kết cấu của thức ăn (tinh bột), 
 Làm khô nguyên liệu (bay hơi một phần nước)
 Ép đùn đỗ tương ở nhiệt độ 154oC cho tỷ lệ tiêu hoá 
cao nhất ở gia cầm
Tế bào đỗ tương sống
Vách tế bào đỗ tương ép đùn
PP chế biến 
ME biểu kiến
N tích lũy
%MJ/kg Kcal/kg
Sống * 13.5 3227 30
Ép đùn ướt * 17.9 4278 54
Ép đùn khô * 17.4 4159 59
Sấy cận hồng ngoại * 15.4 3680 48
Rang * 14.7 3513 61
* Toasted 15.6 3728 57
Xử lý nhiệt ** 13.8 3300 -
Nguồn: *Wiseman, 1994; **NRC Poultry, 1994
ME biểu kiến và tích lũy nitơ ở gà 2,5 tuần tuổi ăn đậu nành 
chế biến bằng các phương pháp
Nguồn: Mian N. Riaz, 2009
Ảnh hưởng của nhiệt độ ép đùn đến hàm 
lượng Fumonisin B
T
reatment
R
ang
S
ấy 
k
hô
É
p đùn
S
ống 
Số gà thí nghiệm (con)
1
20 120
1
20
1
20
Tỷ lệ đẻ (%)
7
7.29b
7
7.82ab
8
0.14a
5
3.84c
Khối lượng trứng, g
6
0.75b
6
2.30a
6
1.21b
5
8.10c
Đơn vị Haugh
7
1.04b
7
0.51b
7
1.31b
7
8.66a
Thức ăn thu nhận, g/ngày
1
04.4a
1
02.7a
9
8.9b
8
7.0c
Chi phí thức ăn (g/ trứng)
1
35.2b
1
32.5b
1
23.5a
1
64.0c
Ảnh hưởng của chế biến đỗ tương đến năng suất 
gà đẻ
Nguồn: Waldroup and Hazen (1978)
Sơ đồ quy trình ép đùn nguyên liệu
Chuyển động của nguyên liệu trong máy ép đùn
Đầu thoát sản phẩm với dao cắt
Đỗ tương ép ướt nguyên dầu
Hệ thống ép đùn
2.1.3. Nghiền (Grinding):
 Dễ trộn đều các thành phần của hỗn hợp 
thức ăn; 
 Phá vỡ cấu trúc hạt → giúp dịch tiêu hóa 
thấm đều hơn vào các thành phần → tăng tỷ 
lệ tiêu hóa thức ăn.
Mục đích:
 Thường được dùng để nghiền nguyên liệu có độ 
ẩm và hàm lượng dầu thấp (ngô, thóc, gạo, cao 
lương, lúa mì, mạch)
 Trục động cơ được gắn với các thanh gá búa
 Búa với đầu bằng hoặc hình răng cưa được nối 
linh động với thanh gá.
Nghiền búa
 Sự sắp xếp, kích thước, độ sắc và số lượng búa 
trên một trục xoay, tốc độ quay của trục phụ thuộc 
vào yêu cầu độ mịn của sản phẩm. 
 Nguyên liệu bị đập vỡ bằng hệ thống búa đập. Độ 
mịn của sản phẩm còn phụ thuộc vào loại hạt, độ 
ẩm của hạt, kích cỡ mắt sàng, tốc độ dòng hạt 
cung cấp
Máy nghiền búa
Ngô nghiền
 Thường dùng để nghiền các hạt có độ ẩm và 
hàm lượng lipit thấp;
 Hạt bị làm vỡ, bị cán mỏng và nghiền nhỏ bởi 
các trục lăn trong máy nghiền. 
 Trục lăn có thể ở dạng phẳng hoặc khía rãnh;
 Độ nhỏ của sản phẩm phụ thuộc vào kích cỡ, 
cấu trúc nguyên liệu và tốc độ vòng quay của 
trục lăn.
Nghiền trục lăn:
Sơ đồ cấu trúc máy nghiền trục lăn
Máy nghiền trục lăn
Ngô ép vỡ (cracked corn)
2.2. Phương pháp xử lý nhiệt
2.2.1. Xử lí nhiệt khô:
 Sấy cận hồng ngoại (Micronizing)
 Nguyên liệu được đặt thành lớp trên băng tải 
chạy liên tục dưới một nguồn bức xạ có bước 
sóng từ 1,8 – 3,4 µm.
 Bức xạ cận hồng ngoại làm các phân tử trong 
nguyên liệu dao động mạnh với tần số 80-170 triệu 
beet /giây → nguyên liệu nóng lên nhanh → nước 
bay hơi nhanh chóng.
 Tác động của sấy cận hồng ngoại đến nguyên 
liệu:
 Giảm độ ẩm trong nguyên liệu;
 Tăng hàm lượng protein thô trong nguyên liệu sau 
xử lý;
 Suy giảm hàm lượng axit amin thiết yếu;
Ảnh hưởng của sấy cận hồng ngoại đến nguyên liệu
Nguồn: LUNG-CHINTSAI, 1972
Ảnh hưởng của sấy cận hồng ngoại đến hạt cao lương
Nguồn: LUNG-CHINTSAI, 1972
 Rang chín
 Thường được áp dụng với hạt cây họ đậu;
 Hạt được quay trong 1 khoang kim loại chuyển 
động và được cung cấp nhiệt từ than hoặc gas. 
 Nhiệt độ của hạt đạt khoảng 130-150oC trong 
khoảng 2-3 phút.
 Do nhiệt độ xử lý cao, chất kháng dinh dưỡng như 
Kunitz, Bowman Brick, lectin bị phá hủy.
 Tăng tỷ lệ tiêu hóa, hấp thu chất dinh dưỡng;
C
hỉ tiêu
Đỗ tương
S
ống 
R
ang
Số gà thí nghiệm (con)
1
20
1
20
Tỷ lệ đẻ (%)
5
3.84c
7
7.29b
Khối lượng trứng, g
5
8.10c
6
0.75b
Đơn vị Haugh
7
8.66a
7
1.04b
Thức ăn thu nhận, g/ngày
8
7.0c
1
04.4a
Chi phí thức ăn (g/ trứng)
1
64.0c
1
35.2b
Ảnh hưởng của rang đỗ tương đến năng 
suất gà đẻ
Nguồn: Waldroup and Hazen (1978)
 Là phương pháp làm giãn nở và phá vỡ hạt bằng 
nhiệt độ cao (150oC) và áp suất cao. 
 Khi xử lí, hạt bị biến đổi tính chất lí-hoá và sau đó 
hình thành nên “hạt nổi”. 
 Trong thiết bị, hạt nghiền dưới tác động của áp suất 
và nhiệt ma sát cao biến thành 1 khối đồng nhất. 
 Ở đầu ra của thiết bị, áp suất giảm đột ngột gây ra 
hiện tượng “nổ”. Kết quả là khối đồng nhất phồng 
lên và hình thành sản phẩm có cấu trúc xốp.
Nổ bỏng (popping):
2.2.2. Xử lí nhiệt hơi
 Nguyên liệu được xử lý bằng áp suất và nhiệt độ 
cao;
 Là phương pháp có hiệu quả làm tăng tỷ lệ hấp 
thu tinh bột;
 Với hạt cây họ đậu thì hấp trong nồi áp suất (với 
áp suất cao) có hiệu quả hơn khi nấu (tăng sinh 
trưởng, giảm hoạt lực các chất kháng dinh 
dưỡng, chất có hại).
 Hạt phải chịu tác động của hơi nước nóng trong 
khoảng thời gian 3-5 phút, 
 Sau đó hạt được nghiền bằng trục lăn;
 Sản phẩm tạo ra ít bụi hơn so với nghiền;
 Phương pháp này cho sản phẩm dễ tiêu hóa, 
hấp thu hơn.
Hấp cán (steam rolling):
Hấp chín áp suất cao (pressed cooking)
 Đầu tiên, hạt được hấp chín ở nhiệt độ khoảng 
140oC và áp suất 3 kg/cm2.
 Sau đó, nguyên liệu được làm mát cho đến nhiệt độ 
90oC, độ ẩm 20% 
 Cuối cùng, nguyên liệu có thể được cán và nghiền 
bằng trục lăn.
Phương pháp chế biến
Giống đỗ tương
Giza 21 Giza 35
 - Đỗ tương sống (đối chứng) 0.625 0.463
 - Ngâm 6 giờ 0.535 0.452
 12 giờ 0.520 0.450
 18 giờ 0.500 0.435
 - Nẩy mầm 40 giờ 0.485 0.420
 60 giờ 0.470 0.415
 - Nấu thông thường: Không ngâm 0.465 0.382
 Có ngâm 0.460 0.373
 - Hấp trong nồi áp suất Không ngâm 0.435 0.350
 Có ngâm 0.423 0.335
Ảnh hưởng của các phương pháp chế biến đến 
hàm lượng axit phytic (%) trong đỗ tương
Nguồn: Ramadan E. A., 2012
 Hạt được hấp chín trong điều kiện có hơi nước ở 
áp suất và nhiệt độ cao (15 kg/cm2, 200oC trong 20 
giây). 
 Dưới áp suất và nhiệt độ cao hạt bị trương phồng 
sau đó giãn nở tối đa
Phương pháp làm giãn nở (exploding)
Ép viên (pelleting)
 Thường dùng ép viên nhiều loại nguyên liệu, thức ăn 
ở dạng bột như cám, bột sắn, bột cỏ (alfalfa);
 Nguyên liệu được phun hơi nước nóng để đưa nhiệt 
độ và độ ẩm lên cao.
 Nhờ sức ép của trục vít lên xyranh, viên TĂ được 
hình thành và được cắt thành viên khi chui qua 
khuôn.
Ảnh hưởng của công nghệ chế biến đến 
năng lượng tiêu hóa (DE) của thức ăn
Nguồn: INRA data
Nguyên liệu, thức ăn Số mẫu
Công nghệ
P
Nghiền Ép viên
Khẩu phần SBM-lúa mì 2 88.6 89.2 *
Khẩu phần SBM- Ngô 3 88.4 90.3 **
Ngô 5 87 90 **
Hạt cải nguyên dầu - 35 83 **
Hạt lanh (ép đùn) - 51 84 **
 Lựa chọn phương pháp chế biến phụ thuộc vào:
Lựa chọn phương pháp chế biến
 Mục đích sử dụng nguyên liệu;
 Đặc điểm của từng loại nguyên liệu (phương pháp 
chế biến có thể thích hợp với loại nguyên liệu này, 
nhưng lại có thể làm giảm hiệu quả sử dụng với loại 
nguyên liệu khác); 
 Ngô có thể sử dụng không qua xử lí nhưng cao 
lương thì bắt buộc phải xử lí
 Phương pháp xử lý bằng áp suất rất thích hợp với 
cao lương nhưng lại không phù hợp với lúa mì
Ví dụ:
 Một loại nguyên liệu có thể được áp dụng một hoặc 
nhiều phương pháp chế biến khác nhau;
II. Các phản ứng xảy ra trong quá trình chế 
biến nguyên liệu
2.1. Quá trình gelatin hóa (hồ hóa)
 Xảy ra trong môi trường độ ẩm và nhiệt độ cao 
(60-80oC) các hạt tinh bột bị trương phồng và 
không trở lại hình dạng ban đầu; 
 Hạt tinh bột mất đi cấu trúc tinh thể, liên kết hydro 
giữa amylose và amylopectin bị phá vỡ; 
 Là quá trình hồ hóa/làm chín tinh bột.
2.2. Phản ứng Maillard 
 Khi chế biến nguyên liệu bằng nhiệt độ cao, có thể 
xảy ra phản ứng Maillard giữa các chất dinh 
dưỡng: 
 Hydrat cacbon (glucose) liên kết với axit amin tự 
do (lysine, arginine, histidine, tryptophan với 
glucose tạo thành hợp chất màu nâu bền vững,
 Hậu quả: giảm giá trị dinh dưỡng, mất hương vị, 
giảm tính ngon miệng, giảm tiêu hóa.
 Xảy ra trong quá trình bảo quản, chế biến các 
nguyên liệu nhiều dầu mỡ đã qua sơ chế (ngô 
nghiền, cám gạo...) 
 Các nguyên liệu này chứa các axit béo chưa bão 
hòa rất dễ bị oxy hóa làm thay đổi chất lượng, 
mùi, vị, giảm giá trị dinh dưỡng, mất tính ngon 
miệng (dầu mỡ bị ôi).
2.3.1. Hậu quả của quá trinh oxi hóa lipid
2.3. Sự oxi hóa và phân hủy nhiệt lipid
 Ánh sáng: thường là tác nhân đầu tiên gây ra sự 
tạo gốc tự do trong sản phẩm. 
 Các kim loại: cũng là tác nhân tạo ra gốc tự do.
 Oxy
 Các enzyme: lipase, lipoxygenasa;
2.3.2. Điều kiện xảy ra quá trình oxi hóa lipid
 Ánh sáng gây ra sự tạo gốc tự do trong sản phẩm, 
các gốc tự do tiếp tục hoạt động tạo các sản 
phẩm thứ cấp 
 Oxy trong môi trường gây ra oxy hóa rất nhanh, 
phá hủy các liên kết trong phân tử axit béo, sinh 
ra những chất như hydroperoxit... 
 Hydroperoxit không có mùi vị nên không ảnh 
hưởng đến chất lượng sản phẩm,
2.3.3. Quá trình tự oxi hóa (autooxidation)
 Khi hydroperoxit phân hủy tạo ra các sản phẩm 
thứ cấp thì chất lượng dầu, mỡ sẽ bị ảnh hưởng.
 Lipoxygenasa tác động chủ yếu tới vị trí 
pentadien của axit béo chưa no tạo ra các gốc tự 
do.
 Lipase có trong vỏ thực vật, khi có nước sẽ xảy ra 
quá trình thủy phân, tạo ra monoglyceride, 
diglyceride và các axit béo tự do → thay đổi tính 
chất, chất lượng.
Sự oxy hóa chất béo trong quá trình bảo 
quản chất béo
 Là những biến đổi về hình thể của protein nhưng 
không làm đứt gãy liên kết peptide.
 Các tác nhân gây biến tính protein:
2.4. Quá trình biến tính của protein
 Tác nhân vật lý: nhiệt độ, cơ học, áp suất, bức xạ;
 Tác nhân hóa học: pH, các yếu tố là biến đổi điểm 
đẳng điện, lực ion, các dung môi hữu cơ;
Dextrin hoá là quá trình cắt phân đoạn các cấu tử 
amylose và amylopectin bằng nhiệt độ và độ ẩm, 
vi sóng, nổ bỏng. 
Tỉ lệ tiêu hoá tăng rõ rệt.
Dextrin hoá
 Chế biến thức ăn hạt
Carbohydrate Protein Lipid
Phản ứng Maillard Phản ứng Maillard Sự ôxi hóa (tự ôxi hóa)
Phản ứng caramen hóa Sự tạo thành LAL/LAN (lysinoalanine/lanthionine)
Sự hình thành các 
đồng phân cis/trans
Sự hòa tan Phản ứng khử amid Sự trùng hợp (quá trình polymer hóa)
Sự hình thành tinh bột 
dạng bền vững (resistant 
starch) hoặc tinh bột khó 
tiêu
Sự tạo thành D-amino acid
Sự tạo thành Iso-peptide
Sự hình thành chất 
phản ứng Maillard