Sử dụng hợp lý khoai mì trong thức ăn chăn nuôi (Phần 1)

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

Khoai mì có thể được sử dụng bằng cách luộc, nghiền, chiên,… và có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc từ khoai mì như bột năng (tinh bột khoai mì), một loại nguyên liệu thực phẩm phổ biến trên toàn thế giới; fufu (bột khoai mì luộc trong nước) và garri (khoai mì lát) là hai loại thực phẩm phổ biến cuối cùng ở Tây Phi và Trung Phi. Củ khoai mì cũng cung cấp tinh bột để sản xuất ethanol (Kuiper et al., 2007). Các sản phẩm từ khoai mì khác bao gồm phần lá có hình ngón tay, được sử dụng như rau hoặc như thức ăn gia súc (xem bảng thông tin của lá khoai mì), và các phụ phẩm khác (nhất là phần bột nhão và vỏ) của ngành công nghiệp chế biến khoai mì (chế biến tinh bột, ethanol và sản xuất thực phẩm…), cũng là nguồn thức ăn gia súc tiềm năng (xem thêm thông số kỹ thuật của phụ phẩm khoai mì). Tinh bột khoai mì không thích hợp cho con người cũng được tái sử dụng như thức ăn gia súc (Boscolo et al., 2002a).

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.