Thành Tựu Về Cải Tiến Chủng Và Tối Ưu Môi Trường Lên Men Sản Xuất Amylase

nào đó bị xử lý thì không thể xử lý cục bộ được, đa phần phải hủy bỏ cả quá trình lên men, gây tốn kém lớn. Phế liệu của quá trình lên men thải ra phải kèm theo công nghệ xử lý chống ô nhiễm môi trường.

b. Vi sinh vật sử dụng trong lên men chìm

Phương pháp này dùng cho cả vi sinh vật kị khí và hiếu khí. Đối với nuôi vi sinh vật kị khí trong quá trình nuôi không cần sục khí chỉ thỉnh thoảng khuấy trộn còn với vi sinh vật hiếu khí thì phải sục khí liên tục. Đây là phương pháp hiện đại đã được dùng trong khoảng nửa cuối thế kỉ XX và cho kết quả rất to lớn đối với công nghệ vi sinh.

c. Cơ chất sử dụng trong lên men chìm

Một số cơ chất phổ biến được sử dụng trong quá trình lên men chìm là các loại đường hòa tan, rỉ mật, các loại môi trường lỏng, nước ép trái cây, rau quả, và nước thải

d. Các yếu tố ảnh hưởng đên lên men chìm

Nuôi cấy chìm hay nuôi cấy bề sâu dùng môi trường dịch thể. Chủng vi sinh vật cấy vào môi trường được phân tán khắp mọi điểm và chung quanh bề mặt tế bào được tiếp xúc với dịch dinh dưỡng. Đặc điểm này đòi hỏi trong suốt quá trình nuôi cấy phải khuấy và cung cấp ôxy bằng cách sục khí liên tục.

Ngày nay phương pháp nuôi cấy chìm được dùng phổ biến trong công nghệ vi sinh để sản xuất men bánh mì, protein đơn bào, các chế phẩm vi sinh làm phân bón, thuốc trừ sâu, các enzyme, các acid amin, vitamin, các chất kháng sinh, các chất kích thích sinh học v.v...

Lên men xốp được đánh giá là con đường tốt nhất để sản xuất enzyme và các sản phẩm bền nhiệt khác. Lên men xốp ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cũng như trong nghiên cứu vì những ứng dụng mang tính thực tiễn và kinh tế của nó. Lên men xốp được dùng trong công nghiệp chế biến và sản xuất thực phẩm chủ yếu là lĩnh vực sản xuất các loại hương liệu, sản xuất enzyme (a- amylase, fructosyl transferase, lipase, pectinase, xylanase), các acid hữu cơ (acid lactic, acid citric) và các loại kẹo cao su. Trước đây, trong sản xuất enzyme người ta thường sử dụng kỹ thuật lên men dịch thể. Tuy nhiên, khi tiến hành so sánh hiệu quả của các loại hình lên men, người ta thấy hàm lượng enzyme vi sinh vật có thể sinh ra trong lên men xốp cao hơn nhiều lần so với trong lên men dịch thể khi sử dụng cùng một chủng vi sinh vật trong cùng điều kiện lên men (Zambare, 2010).

2.2.4. Sự cần thiết phải tối ưu môi trường lên men

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 197 trang tài liệu này.

Để quá trình lên men vận hành ổn định, đạt hiệu quả, năng suất cao, chất lượng tốt, chi phí thấp, cần phải đáp ứng các yêu cầu sau: (1) Chủng vi sinh vật dùng trong lên men phải có hoạt tính mạnh, ổn định. Thông thường đó là các vi sinh vật đã được tuyển chọn, thuần hóa, và cải biến để phù hợp với điều kiện sản xuất. (2) Vi sinh vật cần được cung cấp đầy đủ các dưỡng chất cho sự sinh sản, phát triển và hoạt động. Các dưỡng chất này gồm các nguồn cung cấp carbon, nitơ, vitamin, khoáng cũng như các nguyên tố vi lượng khác. (3) Môi trường lên men cần được duy trì thường xuyên ở điều kiện tối ưu. Các thông số như nhiệt độ, áp suất, pH, lượng oxy phải được thường xuyên theo dõi và khống chế ở giá trị tối ưu. (4) Cần phải có những biện pháp để có sự đồng nhất trong toàn bộ môi trường lên men. Điều này đặc biệt quan trọng khi thùng lên men có kích thước lớn, các thành phần của môi trường lên men có khối lượng riêng chênh lệch đáng kể. (5) Cần hạn chế sự nhiễm tạp đến mức thấp nhất. Môi trường lên men, thùng lên men, các thiết bị phụ trợ, không khí cần được tiệt trùng một cách nghiêm ngặt (Singh & cs., 2017)

Trong quá trình sản xuất enzyme công nghiệp, việc tối ưu môi trường lên men luôn được tiến hành để tăng sản lượng của sản phẩm mong muốn. Hiện tại, còn có ít nghiên cứu về vai trò của các yếu tố, nồng độ của chúng trong việc kiểm soát sản xuất các chất trao đổi bởi các chủng vi sinh vật khác nhau, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng cho sự sản xuất các chất trao đổi thứ cấp và nhu cầu dinh dưỡng là rất khác nhau giữa các chủng. Số lượng và chất lượng của các chất dinh dưỡng và khả năng đồng hóa thành công là những yếu tố quyết định chính đến sức sống và hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật. Do đó, trong suốt quá trình tối ưu môi trường, phải cân nhắc đến nhu cầu sinh trưởng tối thiểu của vi sinh vật có thể sản xuất được tối đa sản phẩm mong muốn (Singh & cs., 2017).

2.2.5. Thành tựu về cải tiến chủng và tối ưu môi trường lên men sản xuất amylase và cellulase

Bên cạnh việc sàng lọc các chủng vi sinh vật tự nhiên có khả năng sinh enzyme cao, việc cải tiến chủng và tối ưu môi trường lên men đã tạo ra những chủng vi sinh vật có khả năng sản sinh enzyme cao trong điều kiện và môi trường lên men thích hợp, làm tăng hiệu suất sản sinh enzyme lên gấp nhiều lần so với chủng dại ở điều kiện thông thường.

Raju & cs. (2012) đã nghiên cứu sự cải tiến của A.niger cho sản xuất glucoamylase bằng tác nhân vật lý (UV) và hóa học (Ethyl methyl sulphonate và

ethidium bromide) và báo cáo rằng các chủng đột biến của A.niger có khả năng sản xuất glucoamylase tốt hơn. Vu & cs. (2010) đã nghiên cứu việc sản xuất cao sản enzyme phân hủy tinh bột sống (RSDE) bằng việc gây đột biến chủng lặp lại chủng nấm sợiAspergillus niger và nhận thấy rằng sự sản sinh RSDE được cải thiện cao hơn 2 lần so với chủng dại. Sự kết hợp đa dạng các nhân tố đột biến như tia γ (Co 60), UV và NTG được kết trong việc đã cho hiệu quả cao hơn trong việc gây đột biến các chủng nấm sợi để lám tăng khả năng sản xuất RSDE. Và lên men xốp ở điều kiện tối ưu đã làm tăng hiệu quả sản xuất RSDE cao gấp 19,23 lần so với kiểu dại ở cùng điều kiên. Raju & cs. (2012) nghiên cứu tác nhân đột biến UV đối với A.niger cho sản xuất enzyme bằng lên men chìm. Zhao & cs. (2014) nghiên cứu sự kết hợp của tia UV và 60 Co-γ-ray trong gây đột biến A.niger để tăng cường hoạt độ của glucoamylase. Svensson & Søgaard (1993) đã nghiên cứu ảnh hưởng của đột biến đến cấu trúc và chức năng của glucoamylase và các enzyme liên quan. Tiếp theo là những phương pháp đột biến để tăng cường sự sản sinh α- amylase của vi sinh vật. Một số chiến lược gây đột biến đã được sử dụng để cải thiện sự sản xuất các enzyme này và các nhân tố gây đột biến truyền thống là công cụ quan trọng để tạo ra các chủng đột biến sản xuất cao hơn (Ghani & cs., 2013).

Fawzi & Hamdy (2011) tiến hành gây đột biến chủng nấm Chaetomium cellulolyticum NRRL 18756 bằng tia gamma tạo ra chủng đột biến có khả năng sản sinh CMCase gấp 1,6 lần so với chủng dại. Tối ưu hóa điều kiện sản xuất CMCase bởi chủng đột biến sử dụng lên men xốp đã làm tăng sản lượng CMCase hơn 4 lần so với chủng dại ở môi trường cơ bản. Vu & cs. (2011) cải tiến chủng nấm sợi Aspergillus niger SU14 bằng tia Co60, UV và N-methyl-N’-nitro-N- nitrosoguanidine (NTG) đã lựa chọn được một chủng đột biến có khả năng sản sinh cellulase tăng gấp 2,2 lần so với chủng dại. Khi tối ưu điều kiện sản xuất cellulase của chủng đột biến, sản lượng enzyme tăng 8,5 lần so với chủng dại ở môi trường cơ bản.

2.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG ENZYME TRONG CHĂN NUÔI

2.3.1. Nghiên cứu và sử dụng enzyme trong chăn nuôi trên thế giới

Trong số tất cả các chất phụ gia trong thức ăn chăn nuôi, enzyme là những sản phẩm được nghiên cứu nhiều nhất, đặc biệt trong thức ăn của lợn và gia cầm. Việc sử dụng enzyme trong khẩu phần ăn của động vật bắt đầu từ những năm 1980 và bùng nổ vào những năm 1990. Thị trường enzyme thức ăn chăn nuôi toàn cầu được dự đoán sẽ đạt tỷ lệ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR - Compounded Annual Growth rate) là 7,3% trong giai đoạn 2021 - 2026. Enzyme có thể được sử dụng

trong công thức thức ăn của động vật để nâng cao khả năng tiêu hóa chất xơ, suy giảm các thành phần có hại hoặc không có giá trị dinh dưỡng trong thức ăn. Ngoài ra, giá trị protein cho động vật cũng có thể được nâng cao nhờ việc bổ sung các enzyme vào khẩu phần ăn. Nhận thức và nhu cầu về dinh dưỡng của động vật ngày càng cao cùng với việc cấm sử dụng kháng sinh ở nhiều khu vực trên thế giới đã thúc đẩy ngành chăn nuôi và các nhà máy sản xuất thịt sử dụng chất dinh dưỡng bổ sung trong chăn nuôi. An toàn thực phẩm đã trở thành vấn đề tối quan trọng đối với chính phủ nhiều nươc trên thế giới, đặc biệt là các nước ở Bắc Mỹ và Châu Âu. Châu Á - Thái Bình Dương nổi lên như một trong những thị trường phát triển nhất về thức ăn chăn nuôi và chủ yếu là cho gia súc lớn. Enzyme trong chăn nuôi được đánh giá là chiến lược bổ sung thích hợp để duy trì chức năng đường ruột của vật nuôi, là phụ gia thức ăn được sản xuất thương mại. Khi được cho ăn với tỷ lệ thích hợp sẽ cải thiện một số đặc tính như trọng lượng, chuyển hóa thức ăn và thu nhận thức ăn (Chapman & cs., 2018; Fasim & cs., 2021)

Enzyme được sử dụng trong chăn nuôi để giúp vật nuôi tiêu hóa tốt hơn và đảm bảo cho động vật có chế độ dinh dưỡng đầy đủ. Nhu cầu về protein động vật ngày càng cao, đặc biệt là các sản phẩm từ sữa như sữa, pho mát, sữa chua và các sản phẩm khác. Liên minh Châu Âu là một trong những thị trường tiêu thụ sữa lớn nhất. Vì vậy sản lượng thức ăn chăn nuôi bò sữa tăng trung bình 2% ở khu vực Châu Âu. Hoa Kỳ, Trung Quốc và Ấn Độ là những nhà sản xuất thức ăn cho gia súc nhai lại lớn nhất do có số lượng lớn gia súc nhai lại và nhu cầu cao về sữa và thịt. Theo Alltech Feed Survey, Hoa Kỳ đã sản xuất 19 triệu tấn thức ăn hỗn hợp cho bò sữa và 21 triệu tấn cho bò thịt vào năm 2018 và trở thành thị trường chính về enzyme thức ăn cho bò sữa và bò thịt (Fasim & cs., 2021).

Thị trường Châu Á - Thái Bình Dương dự kiến sẽ đạt CAGR cao trong giai đoạn tới. Trung Quốc và Ấn Độ là thị trường lớn ở khu vực Châu Á, dân số lớn là một trong những yếu tố giúp châu Á - Thái Bình Dương tiếp tục là thị trường lớn nhất trên thế giới. Trung Quốc và Ấn Độ ước tính có khoảng 7,200 nhà máy thức ăn chăn nuôi, sản xuất gần 227 triệu tấn thức ăn hỗn hợp. Trung Quốc đóng góp gần 18% sản lượng thức ăn hỗn hợp toàn cầu. Nhu cầu và sản xuất thức ăn hỗn hợp cao ở các nước này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy thị trường enzym thức ăn chăn nuôi ở khu vực Châu Á - Thái Bình Dương.

Các enzyme thức ăn chủ yếu được sử dụng cho gia cầm là phytase, protease, α-galactosidases, glucanases, xylanases, α-amylases và polygalacturonases (Adrio & Demain, 2014). Phytase, phân đoạn enzyme lớn nhất trong ngành công nghiệp

thức ăn chăn nuôi, được sử dụng để tận dụng phốt pho tự nhiên liên kết với axit phytic trong thức ăn làm từ ngũ cốc (Lei & Stahl, 2000; Bhat, 2000). Động vật dạ dày đơn không thể tiêu hóa thức ăn từ thực vật có chứa nhiều cellulose và hemicellulose. Xylanase và β-glucanase được thêm vào thức ăn của chúng khi các enzym này phân giải hoàn toàn và tiêu hóa lượng tinh bột cao (Bhat, 2000). Protein cũng được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi để khắc phục các yếu tố kháng dinh dưỡng bằng cách phân giải protein thành các axit amin cấu thành của chúng. Ngoài việc cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn để động vật chuyển hóa thức ăn tốt hơn, các enzym thức ăn này đang trở nên quan trọng vì vai trò của chúng trong việc giảm chi phí thức ăn và cải thiện chất lượng thịt (Lei & Stahl, 2000; Adrio & Demain, 2014). Thị trường enzyme chăn nuôi trên thế giới tăng trưởng đều đặn để đáp ứng nhu cầu về sữa và thịt của con người.

Hầu hết các enzyme được sản xuất bởi các loại nấm như: Aspergillus, Trichoderma, Penicillium hoặc bởi các vi khuẩn như Streptomyces, Bacillus Subtilis hoặc Bacillus licheniformis. Hiện nay, các quy trình sản xuất dựa trên việc sử dụng các vi sinh vật biến đổi gen.

Hiện nay, bã thải từ các cơ sở chế biến tinh bột từ nguyên liệu (ngô, sắn, củ rong) chứa hàm lượng cao tinh bột (30-50%), chất xơ (cellulose, hemicellulose), đây là nguồn cơ chất tốt để sản xuất enzyme phân hủy tinh bột sống (α-amylase, glucoamylase), enzyme phân hủy chất xơ (cellulase…), đồng thời tạo ra một số enzyme quan trọng khác (proteinase, phytase…), các enzyme này rất quan trọng trong chế biến thức ăn chăn nuôi (TACN). Việc sản xuất TACN cho động vật sử dụng nguyên liệu sắn lát, bã sắn/cám mì, rỉ đường được bổ sung các chủng vi sinh vật có lợi để lên men tạo sản phẩm giàu protein, enzyme, axit amin, axit hữu cơ và các hoạt chất sinh học. Sau khi qua một quá trình tiền xử lý, cơ chất được cải thiện bởi các chủng vi khuẩn. Công nghệ lên men rắn là phương pháp hợp lý, cho chuyển hóa sinh học và làm tăng giá trị của cơ chất (sắn lát, cám, hạt cốc, rỉ đường).

Enzyme amylase và celulase là những enzyme phổ biến, chiếm một lượng lớn trên thị trường enzyme thế giới. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghệ thực phẩm, dệt may, công nghệ thuộc da, sản xuất giấy, dược phẩm, y học, chế biến thức ăn chăn nuôi, các ngành công nghiệp lên men...(Varalakshmi & cs., 2009; Ciloci & cs., 2012). Trong chăn nuôi, ứng dụng của enzyme amylase và celullase là đáng chú ý vì hiệu quả của nó trong việc cải thiện giá trị của thức ăn chăn nuôi và năng suất của vật nuôi.

Trong chăn nuôi, enzyme có thể được thêm vào thức ăn theo một trong hai

cách. Lựa chọn thứ nhất là xây dựng lại công thức thức ăn để giảm chi phí chăn nuôi và giúp động vật duy trì được khả năng sinh trưởng, năng suất trứng và chuyển hóa thức ăn ở mức tối thiểu; ví dụ, thay thế một số lúa mì, lúa mạch, ngô với giá thấp hơn, phụ phẩm xơ cao hơn và/hoặc giảm sự bổ sung chất béo trong chế độ ăn. Lựa chọn thứ hai là bổ sung enzyme vào thức ăn công thức chuẩn để cải thiện sinh trưởng, sản xuất trứng và chuyển hóa thức ăn để tăng hiệu quả sản xuất bằng cách cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn (Bedford & Partridge, 2001).

Việc sử dụng enzyme ngoại sinh tổng hợp gồm xylanase, cellulase, alpha- amylase, protease, pectinase, phytase, β-glucanase…vào trong khẩu phần chứa chất xơ khó tiêu có tác dụng đáng kể trong việc cải thiện khả năng tiêu hóa, tăng trọng, giúp vật nuôi phát triển đạt độ đồng đều, ngăn cản các tác hại của các chất kháng dinh dưỡng có trong khẩu phần, giảm chi phí thức ăn, nâng cao tỷ lệ tiêu hóa năng lượng, protein và axít amin trong khẩu phần, đồng thời giảm thiểu các chất dinh dưỡng dư thừa bài thải ra môi trường so với khẩu phần không bổ sung (Colombatto & cs., 2004; Arvidsson & cs., 2009; Kuhad & cs., 2011)

Việc tiền xử lý thức ăn ủ chua và ngũ cốc bằng cellulase hoặc xylanases có thể cải thiện giá trị dinh dưỡng của nó. Các enzym cũng có thể loại bỏ các yếu tố kháng dinh dưỡng có trong các hạt ngũ cốc, phân hủy các thành phần thức ăn nhất định để cải thiện giá trị dinh dưỡng, và cung cấp các enzyme tiêu hóa bổ sung như protease, amylases và glucanases. Ví dụ, chất xơ bao gồm polysaccharides không phải tinh bột như arabinoxylans, cellulose và nhiều thành phần thực vật khác bao gồm các dextrin, inulin, lignin, sáp, chitin, pectin, β-glucan và oligosaccharides, có thể hoạt động như yếu tố kháng dinh dưỡng cho một số loài động vật như lợn. Trong trường hợp này, cellulases có hiệu quả thủy phân yếu tố kháng dinh dưỡng là cellulose trong nguyên liệu thức ăn thành các thành phần dễ hấp thụ do đó cải thiện sức khỏe và năng suất của vật nuôi (Kuhad & cs., 2011).

β-glucanases và xylanases đã được sử dụng trong chăn nuôi động vật dạ dày đơn, để thủy phân polysaccharides không phải tinh bột như β-glucans và arabinoxylans. Cellulases được sử dụng như phụ gia thức ăn một cách độc lập hoặc cùng với protease, có thể cải thiện đáng kể chất lượng của thịt lợn. Glucanases và xylanases làm giảm độ nhớt của thức ăn giàu chất xơ như lúa mạch đen và lúa mạch ở gia cầm và lợn. Các enzyme này cũng có thể làm tăng trọng ở lợn và gia cầm bởi việc cải thiện tiêu hóa và hấp thu thức ăn (Bhat, 2000; Karmakar & Ray, 2011; Shrivastava & cs., 2011).

Hầu hết các loại thức ăn có chất lượng thấp chứa hàm lượng cao cellulose,

ít protein và chất béo, cùng hàm lượng cao các chất khoáng khi so sánh với thức ăn chăn nuôi giá trị cao. Cellulases có thể được sử dụng để cải thiện việc sản xuất thức ăn ủ chua cho trâu bò để tăng cường khả năng tiêu hóa cỏ. Thức ăn cho động vật nhai lại chứa hàm lượng lớn cellulose, hemicellulose, pectin và lignin phức tạp hơn so với chế độ ăn của gà và lợn. Chế phẩm enzyme có chứa hàm lượng cao cellulase, hemicellulase, và pectinase đã được sử dụng để cải thiện chất lượng dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại (Graham & Balnavel, 2008).

Cellulases và hemicellulases chịu trách nhiệm thủy phân lignocellulosic, khử vỏ hạt ngũ cốc, thủy phân của β-glucans, làm mềm và nhũ hóa thức ăn tốt hơn, kết quả làm cải thiện chất lượng dinh dưỡng của thức ăn chăn nuôi. Hơn nữa, những enzyme này có thể gây ra thủy phân một phần thành tế bào thực vật trong quá trình ủ chua và bảo quản thức ăn (Kuhad & cs., 2011).

Trong quá trình tiêu hóa các sản phảm có nguồn gốc tinh bột ở động vật, khả năng tiêu hóa thấp của một số loại tinh bột thúc đẩy sự xuất hiện của một số bệnh đường tiêu hóa bởi vì tinh bột không phân hủy và hấp thu ở ruột già có thể hoạt động như cơ chất cho sự lên men của các vi khuẩn trong đó có nhiều vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm. Cellulases có tác động tích cực lên quá trình lên men bằng cách tăng sản xuất axit propionic, hoạt động như một chất kìm hãm vi khuẩn do đó có thể làm giảm số lương quần thể vi khuẩn gây bệnh (Pazarlioğlu & cs., 2005).

Chế phẩm amylase được sử dụng riêng rẽ hay phối hợp với các enzym khác như protease, cellulase, pectinase... để sản xuất các loại thức ăn dễ tiêu hóa, dễ hấp thu cho gia súc, gia cầm đặc biệt là động vật còn non, giúp vật nuôi tăng trọng nhanh, sinh sản tốt, sức đề kháng cao...

Việc sử dụng các enzym trong chăn nuôi ngày càng đóng vai trò quan trọng khi kháng sinh và hoocmon bị cấm sử dụng như chất kích thích sinh trưởng trong chăn nuôi ở nhiều quốc gia, đây có thể được coi là một trong những lựa chọn thích hợp để thay thế kháng sinh và hoocmon sinh trưởng để đem lại sản phẩm chăn nuôi an toàn.

2.3.2. Nghiên cứu và sử dụng enzyme trong chăn nuôi ở Việt Nam

Theo Quyết định số 01/2006-QĐ-BNN ra ngày 06/01/2006 của Bộ Nông nghiệp & Phát Triển Nông thôn, trên thị trường Việt Nam được phép buôn bán các chế phẩm có chứa các loại enzyme tiêu hóa do các công ty lớn trên thế giới sản xuất như Novozymes A/S (Đan Mạch, chế phẩm Ronozyme chứa glucanase, xylanase, protease, phytase), Finnfeeds International Ltd; Danisco Animal

Nutrition Finland hoặc England (các chế phẩm Avizyme, Phyzyme, Porzyme), Chemtech (Hàn Quốc). Ngoài các công ty lớn ra còn một số công ty khác trên thế giới cũng đã và đang chào bán các chế phẩm chứa enzyme bổ sung TACN trên thị trường Việt Nam, họ đến từ Đức, Hà Lan, Bỉ, Canada, Pháp, Spain, Mỹ, Brazil, Trung Quốc, Singapore, Malaysia, Philippine. Chế phẩm của Trung Quốc chưa có thương hiệu nhưng lại có nhiều công ty tham gia thị trường. Mặc dù trên thị trường đã có nhiều sản phẩm thương mại của các công ty ngoại quốc, nhưng chúng ta vẫn nên tự sản xuất nhằm tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động, chủ động cung cấp.

Hiện nay, trên thị trường Việt Nam đã bán các sản phẩm enzyme sử dụng bổ sung vào thức ăn chăn nuôi (TACN) cho các đối tượng bò, lợn, gà, vịt; nhưng chưa thấy bán nhiều chế phẩm sinh học thủy phân các nguồn nguyên liệu giàu cellulose và tinh bột làm TACN. Những sản phẩm này đều được sản xuất ở nước ngoài. Nếu các cơ sở sản xuất trong nước có khả năng sản xuất được các chế phẩm enzyme tương tự, thì sẽ tạo công ăn việc làm cho nhiều người lao động. Đặc biệt nếu các chế phẩm enzyme được sản xuất tận dụng các phế thải nông nghiệp và công nghiệp chế biến thực phẩm thì giá thành sẽ rẻ hơn, có sức cạnh tranh hơn.

Enzyme ứng dụng trong TACN đòi hỏi phải có những đặc tính phù hợp với điều kiện sản xuất như có hoạt tính cao, chịu nhiệt độ cao của quá trình ép viên, hoạt động tốt trong môi trường axit của dịch dạ dày. Nhiều enzyme từ nấm mốc có tiềm năng ứng dụng trong chăn nuôi. Tuy nhiên, việc sử dụng các chủng tự nhiên trong sản xuất enzyme gặp một số khó khăn như lượng enzyme tạo ra thấp và có thể chứa các thành phần không mong muốn, tế bào nấm sợi dễ bị đứt gãy khi khuấy đảo, sinh khối có thể gây tắc đường ống…Sản xuất enzyme tái tổ hợp sử dụng hệ biểu hiện Pichia pastoris được coi là lựa chọn thích hợp do mức độ biểu hiện cao, chủng tái tổ hợp ổn định về di truyền mà không cần duy trì bằng kháng sinh, thành phần môi trường nuôi cấy rẻ tiền, sinh sản dạng đơn bào và phù hợp với lên men công nghiệp (Krainer & cs., 2012).

Bổ sung enzyme vào TACN sẽ giải quyết được hai thách thức quan trọng trong dinh dưỡng vật nuôi: giảm chi phí thức ăn và nâng cao hiệu quả sản xuất. Với mục đích đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lượng thịt do bùng nổ dân số, đồng thời giảm tác động môi trường của quá trình chăn nuôi, việc sử dụng enzyme có thể cho phép các nhà sản xuất giảm tổn thất và sử dụng hiệu quả hơn các chất dinh dưỡng.