ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƢỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP
GIÁO TRÌNH
(Ban hành theo Quyết định số
/QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày tháng
năm 2017
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)
MÔN HỌC/MÔ ĐUN: CÔNG NGHỆ CH BI N THỨC ĂN TH Y S N
NGÀNH/NGHỀ: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Đồng Tháp, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Thức ăn thủy sản đã và đang phát triển mạnh ở nhiều nước trên thế giới,
trong đó có Việt Nam, kim ngạch xuất khẩu thủy sản nước ta hằng năm tăng
khơng ngừng với tỷ lệ cao.
Bên cạnh đó thị trường thức ăn thủy sản ngày càng đòi hỏi khắt khe, đặc biệt
là vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm do đó địi hỏi nhà chế biến phải đổi mới cơng
nghệ để có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các nước nhập khẩu. Vì thế
đẩy mạnh và phát triển nghề Chế biến và bảo quản thủy sản là góp phần tạo ra các
sản phẩm có giá trị cao, đáp ứng nhu cầu của các nước nhập khẩu.
Trong quá trình biên soạn giáo trình này, chúng tôi đã khảo sát thực tế ở
nhiều địa phương, nhiều nhà máy chế biến thủy sản. Ngồi ra cịn cập nhật những
Qui chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn Quốc tế. Đối tượng học là học sinh vừa tốt
nghiệp THCS với khả năng nhận thức và tư duy chậm nên cách viết ngắn gọn, dễ
dàng tiếp thu, sử dụng cân xứng giữa lý thuyết và kỹ năng thực hành.
Giáo trình là cơ sở cho các giáo viên soạn bài giảng để giảng dạy, là tài liệu
nghiên cứu và học tập của học sinh học nghề “Công nghệ thực phẩmChế biến và
bảo quản thủy sản” Tuy nhiên thực tế sản xuất luôn biến động, những quy trình
cơng nghệ thì liên tục thay đổi vì vậy khi biên soạn chúng tơi gặp phải những khó
khăn nhất định. Xong tập thể biên soạn cũng đã cố gắng để biên soạn giáo trình
này bám
Chúng tơi xin chân thành cám ơn các Cơ quan, đơn vị và cá nhân đã tạo
điều kiện giúp đỡ chúng tơi hồn thành giáo trình này.
GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN
Tên mơn học: Cơng nghệ ch
i n thức ăn thủ sản
Mã môn học: CN417
Thời gian thực hiện môn học: 39 giờ; (Lý thuyết: 19 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo
luận, bài tập: 18 giờ; Kiểm tra 2 giờ)
I. Vị trí, tính chất của mơn học
- Vị trí: mơn học chun mơn.
- Tính chất: mơn học này là tự chọn trong hệ thống đào tạo bậc Cao đẳng Công nghệ
thực phẩm. Nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về thức ăn thủy sản và
cách chế biến thức ăn thủy sản. Sinh viên biết cách vận dụng kiến thức học được vào
thực tế để chế biến và sử dụng thức ăn thủy sản.
II. Mục tiêu môn học:
- Về kiến thức:
+ Nêu được kiến thức cơ bản về thức ăn thuỷ sản, nhu cầu dinh dưỡng của động vật
thủy sản
+ Nêu được các nguồn nguyên liệu sản xuất thức ăn thủy sản
+ Biết thiết lập công thức thức ăn cho động vật thủy sản (phương pháp tính tốn đơn
giản) và phương pháp chế biến thức ăn thủy sản.
- Về kỹ năng: vận dụng kiến thức học được để thiết lập khẩu phần thức ăn đơn giản và
chế biến thức ăn thủy sản
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Thực hiện đúng các thao tác chế biến cho từng cơng đoạn trong quy trình chế biến
thức ăn thủy sản và có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất;
+ Tuân thủ, cẩn thận, thực hiện đúng nội quy, quy trình, quy phạm trong quá trình chế
biến thức ăn thủy sản
III. Nội dung mơn học:
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ DINH DƢỠNG VÀ THỨC ĂN THUỶ SẢN
1. KHÁI NIỆM VỀ DINH DƢỠNG THỨC ĂN
1.1. Dinh dƣỡng:
Dinh dưỡng là sự chuyển hóa vật chất của thức ăn thành những yếu tố cấu
tạo nên cơ th ể thơng qua các q trình sinh lý, hóa họ c. Quá trình dinh dưỡng
được thực hiện trong cơ thể. Thức ăn là cơ sở để cung cấp chất dinh dưỡng và
năng lượng cho quá trình dinh dưỡng.
Ngày nay, 3 chất này (bột đường , mỡ và đạm) đã được thống nhất gọi theo
dạng quốc tế là: Glucid, Lipid và Protein.
1.2. Thức ăn:
Thức ăn là vật chất chứa đựng chất dinh dưỡng mà động vật có thể ăn, tiêu
hóa và hấp thu được các chất dinh dưỡng đó để duy trì sự sống, xây dựng cấu trúc
cơ thể.
Trong tự nhiên, một loại vật chất có th ể là thức ăn của loài cá này, giai
đoạn phát triển cơ thể này nhưng chưa hẳn đã là thức ăn của loài cá khác, giai
đoạn phát triển cơ thể khác. Sự khác biệt đó hoặc là do đặc điểm dinh dưỡng khác
nhau theo loài, mà nguyên nhân chính là khả năng tiếp nhận và tiêu hóa các loại
thức ăn khác nhau theo lồi hoặc do sự khác biệt về mức độ hoàn thiện bộ máy
tiêu hóa khác nhau theo giai đoạn phát triển cơ thể. Đó cũng thể hiện đặc tính
lồi.
* Một số khái niệm về loại thức ăn
Thức ăn tự nhiên (Live food, natural food): như các loài rong tảo và các
sinh vật phù du động vật là những cơ thể sinh vật sống và phát triển trong hệ
thống nuôi (natural food) hoặc sinh vật được ni (live food) có thể dùng làm
thức ăn cho động vật thuỷ sản.
Thức ăn nhân tạo (Commercial feed, Pellet feed) : còn được gọ i là thức ăn
khô hay thức ăn viên. Trong thức ăn công nghiệp cịn đượ c chia ra: thức ăn viên
chìm (rinking food) sử dụng chủ yếu nuôi giáp xác và thức ăn nổi (floating food)
sử dụng nuôi cá.
Thức ăn tự chế (home-made feed): Thức ăn do ngườ i nuôi tự phối chế chủ
y ếu từ các nguồn nguyên liệu địa phương, qui trình chế biến đơn giản, thức ăn d
ạng ẩm. Hiện nay, nhiều ngườ i nuôi cá sử dụng cả nguồn nguyên liệu tinh như
bột cá, bột đậu nành làm thức ăn nuôi cá.
Thức ăn tươi sống (fresh feed): Là các loại động vật tươi làm thức ăn cho cá
như :tôm cá tạp, ốc, cua…
Hình 1.1 Một số loại thức ăn ni thủy sản
2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH DINH DƢỠNG HỌC THUỶ
SẢN:
Antoine Lavoisier (1743-1794), nhà hoá h ọc lớn người Pháp được xem nh
ư là người có cơng gây dựng nên ngành khoa học Dinh Dưỡng. Tiếp theo các
nghiên cứ u đầu tiên về dinh dưỡng học, quá trình phát triển của ngành này rất
chậm ở thế kỷ 19. Kiến thức về dinh dưỡng được phát triển mạnh vào khoảng
thập niên 1920 khi một vài vitamin đầu tiên được phát hiện ra. Thời gian đó có rất
nhiều khám phá về vai trò của vitamin, các acid amin, acid béo thiết yếu, các chất
khoáng đại lượng và vi lượng, sự trao đổi năng lượng, nhu cầu dưỡng chất..
Tuy nhiên, dinh dưỡng học thuỷ sản chỉ mới phát triển gần đây. Những
nghiên cứu đầu tiên về nhu cầu dinh dưỡ ng được thực hiện tại Corlan (Ohio, M
ỹ) vào nhũng năm 40 và bắt đầu từ thập niên 60 các nghiên cứu về dinh dưỡng
thuỷ sản phát triển rất nhanh.
Thức ăn nhân tạo thuỷ sản đầu tiên do sự phối trộn các thành phần nguyên
liệu chỉ bắt đầu từ th ập niên 50. Cuối thập niên 50 loại thức ăn viên được dùng
phổ biến tại Mỹ và Châu Âu.
Ở
Việt nam vào thời kỳ 1954- 1975 các nhà khoa học tập trung
nghiên cứu sử dụng nguồn thức ăn sẵn có, rẻ tiền phù hợp với từng địa
phương nhằm tận dụng tối đa nguồn phụ phẩm trong nông nghiệp. Các
nghiên cứu về sử dụng và gây nuôi thức ăn tự nhiên, nghiên cứu sử dụng
phân hữu cơ ứng với các giai đoạn phát triển của cá trong ao nuôi cũng
được quan tâm.
Từ sau năm 1975, để nâng cao hiệu qu ả của nghề ni cá nước ngọt việc
khuyến khích người ni sử dụng nguồn nguyên liệu địa phương, sẵn có, rẻ tiền
để nuôi cá vẫn được tiếp tục phát triển. Tuy nhiên, trong mơ hình ni thâm canh
thì việc sử d ụng thức ăn cơng nghiệp đã được khuyến khích người nuôi. Nếu
những năm 90, thức ăn công nghiệp chủ yếu được nhập từ nước ngồi, hoặc do
các cơng ty nướ c ngoài đầu tư và sản xuất ở Việt Nam thì đến nay nhiều cơng ty
sản xuất thức ăn trong cả nước đã được xây dựng, góp phần vào việc giảm giá
thành thức ăn tăng hiệu quả của người nuôi. Tính đến năm 2000 cả n ước có 64
cơ sở sản xuất thức ăn nuôi trồng thủy sản với công xuất 64.000 tấn/năm, nhập
thêm khoảng 40.000 tấn từ Thái Lan, Hồ ng Kông, Đài Loan (Bộ Thuỷ sản,
2000). Nhiều công trình nghiên cứu về dinh dưỡng và thức ăn cho thủ y sản được
quan tâm nghiên cứu, trong đó tập trung vào nghiên cứu dinh dưỡng và thức ăn
cho nhóm cá da trơn, cá đồng, tôm càng xanh và tôm biển. Ngồi thức ăn ni thịt
nghiên cứu sử dụng thức ăn tươi sống (live food), thức ăn chế biến ương nuôi ấu
trùng, tôm cá bố mẹ cũng được các nhà khoa học nghiên cứu. Nhiều cơng trình
nghiên cứu đã được ứng dụng thực tế sản xuất. Tính đến năm 2003 s ản lượng
thức ăn sản xuất trong nước đạt khoảng 250.000 tấn cho tôm và 100.000 tấn cho
cá/ năm.
Một trong những mục đích kỹ thuật của ni thuỷ sản là nâng cao sức sản
xuất một cách có hiệu quả kinh tế trong một thời gian ng ắn. Sức sản xuất liên
quan đến tỉ lệ đầu tư vào (ví dụ như đất, nước, lao động, con giống và thức ăn...)
và sản phẩm thu được (cá, tôm, nhuyễn th ể). Một trong những giới hạn chính để
nâng cao sản lượng là chi phí của thức ăn (chiếm 50- 75 % trong tổng chi phí lưu
động). Giảm chi phí thức ăn thường phụ thuộc vào hiệu quả sử dụng các dưỡ ng
chất của độ ng v ật nuôi. Điều này rất quan trọng trong việc phát triển bền vững
trong nghề nuôi thuỷ sản.
Hoạt động liên quan đến chuẩn bị hệ thống nuôi bao gồm ch ọn vi trí ni
thích hợp, xây dựng và thiết kế hệ thống nuôi (ao, bè, hệ thống nuôi nước chảy..)
và chuẩn bị
điều kiện cần thiết trước khi thả giống. Hoạt động liên quan đến quản lý và ch
ăm sóc đối tượng ni bao gồm mật độ ni, kích cỡ, thu hoạch. Hoạt động liên
quan đến đầu tư như phân bón, thức ăn tươi sống, cách cho ăn, ch ế biến thức ăn,
chế độ cho ăn, chất lượng nước, chăm sóc và quản lý sức khoẻ đối tượng ni....
4. VAI TRÕ CỦA THỨC ĂN ĐỐI VỚI NGHỀ NI THỦY SẢN:
Thức ăn là cơ sở để cung cấp ch ất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất
của độ ng vật thủy sản. Nếu khơng có thức ăn thì khơng có trao đổi chất. Khi đó
động vật sẽ chết.Thức ăn có vai trị quyết định đến năng suất, sản lượng, hiệu
quả của nghề nuôi cá.Tùy theo điều kiện nuôi mà có mức độ đầu tư khác nha.
Trong các đ iều kiện ni cá nói chung, thức ăn chiếm tỷ lệ cao trong tổng
chi phí chung (50 - 80%). Đây là vấn đề cần được quan tâm, sử dụng hợp lý cho
nghề nuôi cá. Sử dụng và chế biến thức ăn cho cá cần được kết hợp với nhiều
nghề khác như chăn nuôi, ch ế biến bột cá, chế biến phụ phẩm nông nghiệp, chế
biến thực phẩm... Đồ ng thời khi cho cá ăn, cần đủ lượng và chất mới nâng cao
được năng suất cá nuôi, mới giảm được giá thành sản phẩm.
Trong cùng điều kiện nuôi (môi trường, đối tượng ni, các biện pháp kỹ
thuật được áp dụng...) thì thức ăn có vai trị quyết định đến tốc độ tăng trưởng,
đến năng suất và hiệu quả kinh tế. Ở chừng mự c nh ất định, thì “ nh hưởng của
thức ăn và chế độ ni dưỡng cịn mạnh hơn giống và tổ tiên con vật”.
4. ĐẶC ĐIỂM DINH DƢỠNG CƠ BẢN CỦA ĐỘNG VẬT THUỶ SẢN
Thuỷ sản bao gồm các lồi các xương và giáp xác, có những đặc điểm dinh
dưỡng rất chuyên biệt và rất khác so với các động vật trên cạn:
• Có nhiều thay đổi trong cấu trúc ống tiêu hoá và đa số động vật thuỷ
sản trong chu kỳ sống trải qua giai đoạn ấu trùng. Trong giai đoạn
này nhu cầu dinh dưỡng ấu trùng thay đổi rất lớn nên nghiên cứu
dinh dưỡng sẽ khó khăn hơn so với động vật trên cạn.
• Là động vật biến nhiệt nên nhu cầu năng lượng thấp hơn và lệ thuộc
vào nhiệt độ môi trường sinh sống nên tỉ lệ giữa năng lượng và
protein hay tỉ lệ năng lượng và các thành phần dinh dưỡng thức ăn
cũng thay đổi rất nhiều.
• Thuỷ sản là sinh vật ài tiết ammonia rất khác với sinh vật trên cạn bài
tiết urea hay uric acid. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến giá trị sử
dụng protein.
• Động vật thuỷ sản có một số nhu cầu dưỡng chất khác với động vật
trên cạn như cá có nhu cầu các acid béo họ n-3 chứa nhiều nối đôi
như 20:5n-3, 226: n-3 hay tôm và giáp xác có nhu cầu sterol.
• Động vật thuỷ sản có khả năng hấp thụ các muối khoáng trong nước
nên nhu cầu các muối khoáng rất khác so với động vật trên cạn.
• Khả năng tổng hợp một số vitamin của động vật thuỷ sản có giới hạn
nên chúng lệ thuộc rất nhiều vào nguồn cung cấp từ thức ăn.
•
Mơi trường sống của động vật thuỷ sản rất khác động vật trên cạn. Do đó
độngvật thuỷ sản phải có những kiểu thích nghi như khả năng biến dưỡng ở đ iều
kiện oxy th ấp, tiêu hao năng lượng thấp hơn, giảm khối lượng bộ xương và
khung chống đỡ cơ thể.
5. VẤN ĐỀ SỬ DỤNG THỨC ĂN TRONG NI THỦY SẢN:
5.1 Mơi trƣờng sống của các đối tƣợng nuôi thủy sản là nƣớc:
Khi sử dụng thứ c ăn nhân tạo, mức độ hao hụt cao (do có sự tan rã trong
nước). Đây là điểm khác biệt so với việc sử dụng thức ăn trong ngành chăn ni
gia súc, gia cầmtrên cạn. Cũng vì vậy cần có những biện pháp thích hợp trong chế
biến thức ăn, sử dụng thức ăn để hạn chế hao hụt (sử dụng chất kết dính, thức ăn
viên, chế biến thức ăn, cho cá ăn theo giờ và địa điểm cố định trong ao...)
5.2. Quan hệ giữa lƣợng thức ăn với chất lƣợng nƣớc:
Do một phần thức ăn nhân tạo (nhất là thức ăn dạng rời) bị tan rã trong nước
mà không được cá ăn nên đã ảnh hưởng đến chất lượ ng nước. Phần này sẽ phân
hủy, tiêu hao O2, sinh ra nhiều loại chất độc H2S, NH3... làm h ại cá. Điều này địi
hỏi người ni cá phải linh hoạt cân đố i khẩu phần ăn theo loài cá, giai đoạn phát
triển cơ thể, điều kiện môi trường... cho phù hợp.
5.3. Trong mơi trƣờng nƣớc có thức ăn tự nhiên:
Nguồn thức ăn tự nhiên đã chiếm vai trò quan trọng trong nuôi cá. Các đối
tượng cá nuôi điều sử dụng thức ăn tự nhiên. Nhờ đó mà giúp người ni cá giảm
được chi phí về thức ăn. Đây là lợi điểm của nghề ni cá, góp phần cho nghề nuôi
cá thu lợi cao.
5.4. Ch độ cho ăn:
Khẩu ph ần ăn cho cá nuôi, loại thức ăn... thay đổi theo điều kiện môi trườ ng
(nhiệt độ nước, hàm lượng Oxy hòa tan, mức độ nhiểm bẩn môi trường nước, thức
ăn tự nhiên trong nước...)
5.5. Các hình thức ni thủy sản:
Ở
qui mơ nhỏ thường áp dụng ni ghép nhiều lồi trong
cùng thủy vực. Cá có những quan hệ khác lồi về mặt dinh dưỡng,
thức ăn (cạnh tranh khác loài, tương hổ khác loài, quan hệ hiền dữ...). Vì vậy việc sử dụng thức ăn ni cá cũng có những riêng biệt,
đặc biệt là quan hệ hổ trợ khác lồi. Đối với ni cơng nghiệp thì
hồn tồn phụ thuộc vào thức ăn cung cấp.
7. VẤN ĐỀ SỬ DỤNG THỨC ĂN HIỆN NAY Ở ĐBSCL
Đ BSCL là đồng bằng trẻ, trũng, có nhiều dạng hình thủy vực có tổng diện
tích rộng lớn rất thuận lợi cho nuôi thủy sản. Thiên nhiên đã ưu đãi ĐBSCL trong
việc phát triển sản xuất nông nghiệp và thủy sản. Từ chế độ đất đai thổ nhưỡng đến
chế độ khí tượng thủy văn đều thuận lợi cho nuôi thủy sản.
7.1. Nguồn thức ăn nhân tạo
Thế mạnh củ a ĐBSCL là sản xuất nông nghiệp, là trung tâm lớ n nhất của cả
n ước trong sản xu ất lúa. Nguồn phụ phẩm nơng nghiệp dồi dào có thể dùng cho
ni cá. So với các khu vực khác trong cả nước thì ĐBSCL có nguồn thức ăn tốt
phục vụ cho ni trồng thủy sản.
7.2. Vấn đề thức ăn tự nhiên
Thức ăn tự nhiên ở ĐBSCL rất phong phú. Các nhóm thức ăn tự nhiên đều
phong phú từ tảo, động vật nổi, động vật đáy, vi khuẩn, đến các chất hữu cơ.
Hàng năm vào thời gian đầu mùa mưa (tháng 5) thường có sự phát triển bùng nổ
của các sinh vật thứ c ăn trong nước. S ự phát triển của thức ăn tự nhiên đã góp
phần tích cực nâng cao n ăng suất cá ni, giảm chi phí thứ c ăn cho cá. Tuy
nhiên tiềm năng thức ăn tự nhiên của ĐBSCL chỉ mới được khai thác ở mức thấp.
Trong nuôi cá, chưa tận dụng tốt thức ăn tự nhiên (nhất là động vật n ổi) để
dùng làm thức ă n cho cá bột mà địa vị của chúng trong rất nhiều trường hợp đã bị
thay thế bằng trứng gà, bột đậu nành, bột sữa... là những thức ăn có giá trị.
C ũng từ việc coi nhẹ hoặc chư a thấy hết vai trị của thức ăn tự nhiên mà
nhóm thức ăn này nhìn chung chưa đượ c chú ý phát triển (k ể cả trong các cơ sở
quốc doanh, tập thể, tư nhân...). Vấn đề sử dụng phân bón thúc đẩy sự phát triển
của thức ăn tự nhiên chưa được coi trọng ở ĐBSCL.
7.3. Nhận thức về vị trí của thức ăn trong ni thủy sản:
Do nh ận thức ngày càng rõ về vai trò của nghề nuôi th ủy sản trong sự phát
triển kinh tế khu vực, kinh tế gia đình nên vị trí thức ăn ngày càng được đánh giá
đúng mức. Những quan niệm nuôi cá khơng cần cho ăn hoặc cho ăn ít đã dần
được thay đổi. Hiện nay đứng về toàn cụ c ở ĐBSCL, thì việc cho cá ăn đã được
quan tâm, nhất là đối với hình ni cá trong ao, bè ở các tỉnh An Giang, Đồng
Tháp. Tuy v ậy, nhiều trường hợp nuôi cá chưa đầu tư thức ăn đúng mức (hình
thức ni cá ao, mương vườn...).
7.4. Vấn đề ch bi n thức ăn:
Tiến bộ về khoa học kỹ thuật trong việc chế biến thức ăn cho cá chư a được
áp dụng rộng rãi. Chế biến thức ăn chủ yếu mới tập trung ở các hình thức ni cá
trong bè, ao thâm canh. Còn lại nhiều địa phương, nhiều cơ sở (quốc doanh, tập
thể, tư nhân...) chưa áp dụng các biện pháp kỹ thu ật trong chế biến sử dụng thức
ăn (thức ăn viên, vật liệu kết dính...). Một số sử dụng thức ăn tinh hiện nay là
dùng thức ăn khô (bột cá, bột đậu nành, bột bắp, cám...) rãi trên mặt nước ao. Như
vậy thức ăn sẽ bị lãng phí nhiều, làm giảm hiệu quả cho ăn, rất dể dàng gây ô
nhiểm môi trường nước.
7.5. Vấn đề sử dụng thức ăn trong các hình thức ni:
Hiện nay tuỳ theo đối tượng nuôi và mức độ thâm canh mà người nuôi sử
dụng các dạng thức ăn khác nhau để nuôi thủy sản.
Trong các mơ hình VAC, VACR, hoặc ni ao hồ nhỏ, thức ăn chủ yếu là
sẵn có từ nơng hộ, mứ c đầu tư th ấp. Trong khi nuôi cá, mơ hình ni cá tra bè và
ni ao thâm canh, hơn 70% là sử dụng th ức ăn công nghiệp. Một số đối tượng
cá đồng như cá lóc đen, lóc bơng người dân sử dụng 100% là thức ăn cá tạp.
Trong nuôi tôm hiện 80% là các hộ nuôi sử dụng thứ c ăn cơng nghiệp.
Đối với mơ hình quảng canh thì gần như người ni dựa hồn tồn vào thức ăn tự
nhiên.
CHƢƠNG 2: VAI TRÕ VÀ NHU CẦU CÁC CHẤT DINH DƢỠNG
ĐỐI VỚI ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
1. VAI TRÕ CỦA NĂNG LƢỢNG
Năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động cần thiết của sinh vật. Động vật khơng có
kh ả năng sử dụng năng lượng từ mặt trời như thực v ật mà chúng phải sử dụng năng
lượng từ th ức ăn. Thức ăn sau khi được tiêu hóa sẽ được hấp thu vào cơ thể và thơng
qua q trình oxy các chất này sẽ sinh ra năng lượng cho cơ thể động vật hoạt động và
phát triển.
Mọi q trình tiêu hóa, trao đổi chất x ảy ra bên trong cơ th ể động vật đều liên hệ
đến thay đổi năng lượng. Khả năng cung cấp năng lượng của một loại thức ăn là chức
năng rất quan trọng để xác định giá trị dinh dưỡng của thức ăn đó, vì vậy cung cấp năng
lượng là một chức năng quan trọng bậc nhất của thức ăn.
Đối với động v ật thủ y sản quá trình trao đổi năng lượ ng cũng tương tự như động
vật trên cạn, tuy nhiên động vật thủy sản sống dước nước nên khơng phải tốn chi phí
cho q trình điều hịa thân nhiệt và khả năng thải trực tiếp NH3 ra mơi trường ngồi
nên cá ít phải chi phí năng lượng hơn.
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ NĂNG LƢỢNG SINH HỌC:
Calorie (cal) số lượng nhiệt năng cần thiết để làm 1 gam nước nóng lên 1oC, tương
đương với 4,184 Joul (J).
Joule (J) là đơn vị năng lượng được sử dụng rộng rãi trên thế giới, dùng để diễn tả
năng lượng hóa học, cơ học và điện tử cũng như khái niệm về nhiệt.
Trong dinh dưỡng học, đơn vị năng lượng thường dùng là calorie g(cal) hay joule (J)
hoặc Kcal, KJ.
1 Kcal= 4.19 KJ hay 1KJ = 0.24 Kcal
1 Kcal = 1000 cal; 1 kJ = 1000 J
a. Năng lƣợng thơ (Gross ennerg -GE)
Năng lượng hóa học trong thức ăn được đo bằng phương pháp trực tiếp khi đố t cháy
một lượng thức ăn trong calorie kế, nhiệt lượng sinh ra do sự đốt cháy thức ăn này gọi
là năng lượng thô. Năng lượng thô tùy thuộ c vào thành phần dinh dưỡng trong thức ăn
và có th ể được tính dựa vào năng lượng của protein, lipid và carbohydrate. Các thành
phần khác như vitamin và khống thì cung cấp một lượng năng lượng không đáng kể.
1 g protein ⇒ 5,65 Kcal
1 g lipid ⇒ 9,45 Kcal
1
1 g carbohydrate ⇒ 4,2 Kcal
b. Năng lƣợng thức ăn ăn vào : (Intake of food energ – IE)
Khi cho động vật thuỷ sản ăn, một ph ần thứ c ăn không được cá ăn vào mà bị mất
đi vào mơi trường. Do đó năng lượng thứ c ăn ăn vào (IE) là năng lượng thô của thức
ăn được động vật thực sự ăn vào dạ dày. Tại đây một số chất nội sinh như: emzime, tế
bào chết, chất nhầy sẽ được thêm vào. Các chất này cùng với một phần thức ăn khơng
được tiêu hóa bị thải ra ngồ
c. Năng lƣợng tiêu hóa (Digesti le energy- DE)
Là phần năng lượng của thức ăn thự c sự đượ c động vật tiêu hóa. Do đó năng lượng
tiêu hóa sẽ bằng năng lượng thức ăn ăn vào (IE) khi trừ đi phần năng lượng thải ra qua
phân (FE)
DE=IE –FE
Phần trăm n ăng lượng tiêu hóa được tính (DE: IE) được gọi là tỉ lệ tiêu hóa năng
lượng (Apparent digectibility –AD)
d. Năng lƣợng trao đổi (Metabolizable energy - ME )
Năng lượng trao đổi là phần năng lượng tiêu hóa trừ đi một phần năng lượng mất đi
do sự bài tiết qua nước tiểu và mang (Waste energy – WE). Năng lượng trao đổ i chất
chiếm khoảng 8% năng lượng thô và thay đổi tùy theo chất lượ ng của thức ăn. N ăng
lượng trao đổi một phần sử dụng cho năng lượng duy trì (MEm) và mộ t phần sử dụng
cho năng lượng sản xu ất (MEp). Năng lượng duy trì được sử dụng cho duy trì trao đổi
chất cơ sở, hoạt động, các phản ứng sinh hóa… và kết quả mất nhiệt cho quá trình duy
trì (Hm). Một phần của (MEp) sử dụng cho quá trình phân giải protein và lipid (Hp).
Như v ậy, tổng lượng nhiệt mất đ i (n ăng lượng tỏa nhiệt - HE) bao gồm: (i) Năng
lượng mất đi do quá trình duy trì (Hm); (ii) năng lượng mất đi do quá trình sản xuất
(Hp).
ME=IE–(FE–WE)
d. Năng lƣợng sinh trƣởng (Retained energy- RE)
Là phần n ăng lượng thực sự được tích lũy trong cơ thể như protein hoặc lipid.
Năng lượng sinh trưởng sau cùng được phân chia thành năng lượng sinh trưởng ở dạng
protein (Rep) và năng lượng sinh trưởng ở dạng lipid (Ref).
1.3. SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƢỢNG TRONG CƠ THỂ ĐVTS
2
Năng lượng từ thức ăn động vật thủy sản ăn vào sẽ được sử dụng cho nhiều quá
trình yêu cầu n ăng lượng. Sự phân chia năng lượng sử dụng cho từng chức năng phụ
thuộc vào năng lượng ăn vào và khả năng tiêu hóa và hiệu quả sử dụng năng lượng của
động vật thuỷ sản.
S ự biến đổi n ăng lượng trong cơ th ể cá đượ c Smith (1976) phác họ a qua sơ đồ
3.1. Mức độ cho ăn tăng dần từ trái sang phải, từ 0 đến mứ c ăn tốt đa. Đường thẳng
đứng đứt khúc là giới hạn mức cho ăn duy trì. Phía bên trái của đường này th ể hiện
năng lượng lấy vào nhỏ hơ n yêu cầu duy trì và và trọng lượng của cá b ị giảm. Phía
bên ph ải của đường này là mức năng lượng lấy vào cho cá có khả n ăng sinh trưởng.
Xa ra khỏ i khu vực sinh trưởng, nghĩa là lượng cho ăn quá mức thì sinh trưởng của cá
sinh trưởng của cũng sẽ cá bị giảm.
Như vậy với động vật thủy sản, 1/3 năng lượng mất đi do quá trình bài tiết (trong phân,
những phần khơng tiêu hóa được, nước tiểu và bài tiết qua mang), 1/3 năng lượng dùng
cho các hoạt động của cơ thể và 1/3 còn lại dành cho sự sinh trưởng. Các giá trị này thay
đổi tùy thuộc mức độ cho ăn và khả năng tiêu hóa thức ăn của cá (Smith, 1989). Như
vậy, năng lượng trao đổi chất cơ sở càng thấp thì năng lượng tích lũy cho sinh trưởng
càng cao. Đối với năng lượng tỏa nhiệt gồm: trao đổi chất cơ sở (duy trì các hoạt động
của động vật TS), duy trì cho sự vận động, phản ứng tổng hợp hay phân giải, lột xác, …
đo đó chi phí năng lượng cho quá trình này khác nhau tùy theo lồi. Trong một phạm vi
nào đó, để hạn chế mất năng lượng nên đảm bảo điều kiện mơi trường thích hợp và hạn
chế stress hoặc những hoạt động quá mạnh đối với cá.
4. NHU CẦU NĂNG LƢỢNG CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
Cũng như các động vật khác, động vật thủy sản cần năng lượng để duy trì hoạt động
sống của cơ thể. Năng lượng này dự trữ trong các liên kết hóa học của các chất lấy từ
thức ăn và chúng được giải phóng bởi q trình oxy hóa. Con đường oxy hóa các chất
3
trong thức ăn giải phóng năng lượng ở động vật thủy sản cũng tương tự như động vật
trên cạn. Năng lượng sinh ra từ thức ăn sẽ được cơ thể dự trữ lại một phần ở dạng
adenosine triphosphate (ATP).
Động vật thủy sản là một trong những động vật chuyển hóa năng lượng từ thức
ăn để xây dựng cơ thể hiệu quả nhất. Động vật thủy sản sử dụng hiệu quả năng
lượng từ thức ăn là do:
-
ĐVTS có khả năng thải trực tiếp amonia ra mơi trường ngồi (85% tổng số N2
thải ra), nên không phải tốn năng lượng để chuyển hóa amonia thành ure hay
acid uric.
-
Chi phí năng lượng cho thực hiện q trình tiêu hóa và hấp thu chỉ chiếm 3-5%
(ME) của năng lượng trao đổi, trong khi ở động vật hữu nhũ là 30%.
-
Do ĐVTS sống trong môi trường nước có lực đẩy lớn và độ nhớt nên tơm cá ít
tiêu hao năng lượng cho sự duy trì thăng bằng cho cơ thể và vận động, vì thế
nhu cầu duy trì thấp.
-
Động vật thuỷ sản là động vật biến nhiệt nên không tiêu tốn nhiều năng lượng
để duy trì thân nhiệt.
-
Năng lượng cho phí cho trao đổi chất cơ sở thấp hơn so với động vật hữu nhũ
và chim
Nhu cầu năng lượng (thô) trong thức ăn cho tôm sú là khoảng 3100-4000
kcal/kg, cá trơn là 2750-3100 kcal/kg, cá rơ phi 2500- 3400 Kcal/kg, cá chép:
2700-3100 kcal/kg, nhóm cá biển: 2700-3700 kcal/kg.
1.5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN NHU CẦU NĂNG LƢỢNG:
1.5.1. Hàm lƣợng protein trong thức ăn
Trên thực tế, rất khó xác định nhu cầu năng lượng thực sự của cá mà người
ta dựa vào tỉ lệ năng lượng và protein tối ưu. Tỉ lệ tối ưu này rất quan trọng bởi vì
nếu thức ăn vượt quá nhu cầu năng lượng sẽ giảm sự bắt mồi của; ngược lại, nếu
thức ăn thiếu năng lượng thì protein trước tiên sẽ được dùng để cung cấp năng
lượng thỏa mãn nhu cầu của cơ thể.
Hầu hết các kết quả nghiên cứu trên cá nheo Mỹ cỡ từ 3-266 g, cho ăn thức
ăn nguyên chất và chế biến ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau cho thấy nhu cầu
Protein/năng lượng (P/E) thích hợp là 26-30 mg protein/KJ hay 8-9 kcal/g protein
(Wilson, 1996). Tỉ lệ P/E của một số loài cá trơn khác cũng tương đương với cá
nheo Mỹ, từ 20-30 mg protein/KJ. Đối với tôm sú tỉ lệ P/E 28 mg protein/KJ
4
15.2. Nhiệt độ:
Khi nhiệt độ môi trường giảm thấp quá mức cá phải tăng cường quá trình trao
đổi chất để cung cấp năng lượng cho quá trình duy trì thân nhiệt. hầu hết cá nước ngọt
thì khơng phải sử dụng năng lượng cho quá trình duy trì này vì khi nhiệt độ mơi
trường giảm thì nhiệt độ cơ thể giảm và quá trình trao đổi chất cũng giảm. Quá trình
trao đổi chất giảm làm cho cá có khả năng sống một thời gian dài trong mùa đơng.
Phần lớn các lồi khi nhiệt độ mơi trường tăng q trình trao đổi chất tăng và cá cũng
ăn một lượng thức ăn lớn hơn do đó sinh trưởng của cá cũng tăng lên. Tuy nhiên nếu
nhiệt độ tăng quá cao cá sẽ giảm ăn và sinh trưởng sẽ chậm lại.
1.5.3. Dòng chả :
Tốc độ dòng chảy quá mạnh sẽ làm cho cá phải chi phí một lượng năng lượng
rất lớn cho q trình chống lải dòng nước. Tuy nhiên nếu dòng chảy quá yếu sẽ làm
cho chất thải khó được giải thốt. Do đó trong ni cá bè thường FCR cao hơn trong
ni cá ao, do cá tốn một năng lượng khá lớn cho q trình chống lại dịng chảy.
1.5.4. Mức độ cho ăn:
Mức độ cho ăn có ảnh hưởng đến chi phí năng lượng của động vật thuỷ sản. Khi
mức độ cho ăn tăng, ngoài trao đổi chất cơ sở các chi phí cho mọi hoạt động khác đều
tăng nhanh do đó năng lượng cũng mất đi nhiều. Tuy nhiên nguồn năng lượng dự trữ
cũng được tích lũy nhiều hơn, nghĩa là sinh trưởng của động vật thuỷ sản sẽ tăng.
1.5.5. Kích thƣớc cơ thể:
Động vật thuỷ sản nhỏ cần nhiều năng lượng hơn cỡ lớn tính trên một đơn vị trọng
lượng do giai đoạn nhỏ là giai đoạn sinh trưởng nhanh. Vì vậy cá nhỏ nên được cho ăn
một lượng thức ăn nhiều hơn (%BW) cá lớn.
Một vài yếu tố khác cũng ảnh hưởng tới việc sử dụng năng lượng của động vật thuỷ
sản như: mật độ nuôi, oxy thấp, lắng đọng chất thải….
2. VAI TRÕ CỦA PROTEIN
Protein là thành phần chất hữu cơ chính của cơ thể ĐVTS, chiếm khoảng 60-75%
trọng lượng khơ của cơ thể (Halver, 1988). Protein có cấu trúc rất phức tạp. Trong thành
phần hóa học của protein có chứa: carbon (50-55%); oxy (22-26%); nitơ (12-19%); hydro
(6-8%); và lưu huỳnh (0-2%). Mặc dù chúng rất khác nhau về cấu trúc, chức năng, thành
phần hóa học, kích thước...nhưng khi bị thủy phân chúng đều phân hũy thành các axit
amin.
Nhiệm vụ chính của protein là xây dựng nên cấu trúc của cơ thể. Protein trong thức
ăn cung cấp các amino acid nhờ q trình tiêu hóa và thủy phân. Trong ống tiêu hóa, các
5
amino acid được hấp thu vào máu và đi đến các mơ, cơ quan, tham gia vào q trình sinh
tổng hợp protein của cơ thể, phục vụ cho quá trình sinh trưởng, sinh sản và duy trì cơ thể.
Do đó, nếu thức ăn không cung cấp đủ nhu cầu protein cho cá sẽ dẫn đến cá chậm lớn,
hoặc ngừng tăng trưởng, thậm chí có thể giảm trọng lượng. Mặt khác, nếu lượng protein
trong thức ăn vượt quá nhu cầu thì chỉ một phần được sử dụng để tạo protein mới, phần
còn lại sẽ được chuyển sang dạng năng lượng, điều này sẽ làm tăng giá thành thức ăn
không cần thiết. Chính vì vậy, các nhà khoa học rất chú ý và đã nghiên cứu nhu cầu
protein và amino acid của cá, bắt đầu từ những năm 50, đến nay, phần lớn các đối tượng
nuôi quan trọng và phân bố rộng trên toàn thế giới đã được nghiên cứu về lĩnh vực này.
2.1. VAI TRÕ CỦA PROTEIN
- Là thành phần chủ yếu tham gia cấu tạo cơ thể, thay tổ chức cũ xây dựng tổ
chức mới.
- Các acid amin (AA) sẽ tham gia vào các sản phẩm protein đặc biệt có hoạt tính
sinh học cao (hormon, enzyme).
- AA sẽ tham gia quá trình tạo thành năng lượng ở dạng trực tiếp hay tích lũy ở
dạng glucogen hay lipid.
Với những chức năng quan trọng trên, khơng có vật chất nào có khả năng thay thế
protein trong cơ thể. Khi thức ăn thiếu protein thì động vật chậm sinh trưởng, chậm phát
dục, sức sinh sản giảm. Do đó, protein là chất dinh dưỡng được đặc biệt chú ý trong thức
ăn. Mục đích của nuôi động vật thủy sản là biến đổi protein từ thức ăn (tự nhiên và nhân
tạo) thành protein cấu tạo cơ thể động vật thủy sản có chất lượng cao.
2.2. NHU CẦU PROTEIN CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
2.2.1. Định nghĩa
Nhu cầu protein là lượng protein tối thiểu có trong thức ăn nhằm thoả mãn yêu cầu
các amino acid để đạt tăng trưởng tối đa ( NRC, 1993)
Nhu cầu protein tương đối: Tính theo mức protein trong thức ăn
Nhu cầu protein tuyệt đối là lượng protein động vật thủy sản lấy từ thức ăn trên
một đơn vị thể trọng của động vật thủy sản (tính theo gam protein trong thức ăn trên một
kg ĐVTS)
2.2.2. Nhu cầu protein
Nhu cầu protein của động vật thủy sản thường lớn hơn động vật trên cạn. Nhu cầu
protein của cá dao động trong khoảng từ 25 đến 55%, trung bình 30%, giáp xác từ
3060%. Nhu cầu protein tối ưu của một lồi nào đó phụ thuộc nguồn nguyên liệu làm
thức ăn (tỉ lệ protein và năng lượng, thành phần amino acid và độ tiêu hóa protein), giai
6
đoạn phát triển của cơ thể, các yếu tố bên ngoài khác. Khi động vật thủy sản sử dụng
thức ăn khơng có protein thì cơ thể giảm khối lượng, bởi vì chúng sẽ sử dụng protein của
cơ thể để duy trì các chức năng hoạt động tối thiểu của cơ thể để tồn tại. Trái lại nếu thức
ăn được cung cấp q nhiều protein thì protein dư khơng được cơ thể hấp thu để tổng
protein mới mà sử dụng để chuyển hóa thành năng lượng hoặc thải ra ngồi. Thêm vào
đó cơ thể cịn phải tốn năng lượng cho q trình tiêu hóa protein dư thừa, vì thế sinh
trưởng của cơ thể giảm.
2.5 . NHU CẦU VỀ ACID AMIN
Khi nói đến protein, người ta không chỉ quan tâm đến hàm lượng của nó trong thức
ăn mà cịn chú ý đến các acid amin tham gia cấu tạo nên protein (đặc biệt là thành phần
và tỷ lệ các acid amin thiết yếu trong protein). Nhu cầu protein nói một cách chính xác
hơn đó chính là nhu cầu amino acid. Ngồi nhiệm vụ chính là cấu tạo nên protein, chúng
cịn là tiền chất của một số sản phẩm trao đổi chất khác. Có hai loại amino acid: thiết yếu
và khơng thiết yếu.
2.2.5.1 Acid amin không thi t
u
AA không thiết yếu là những AA mà cơ thể sinh vật tự tổng hợp được từ thức ăn.
Chúng bao gồm: Alanin, Glycin, Serin, Tyrosin, Polin, Cystein, Cystin.
2.5.2 Acid amin thi t
u
Nhu cầu về amino acid thiết yếu được nghiên cứu nhiều bởi vì cá khơng thể tổng
hợp được chúng mà phải lấy từ thức ăn. Cũng như động vật bậc cao, các loài động vật
thủy sản nói chung cần 10 loại amino acid, gồm: arginin, histidin, isoleucin, leucin, lysin,
methionin, phenillalanin, threonin, tryptophan và valin (Halver, 1989).
Trong 10 amino acid kể trên có methionine và pheninlalanine có quan hệ mật thiết
với amino acid khơng thiết yếu tương ứng là cystine và tyrosine. Khi có mặt cystine và
tyrosine trong thức ăn thì nhu cầu methionine và pheninlalanine sẽ giảm.
Cystin có thể thay 1/ 2 nhu cầu Methionin (Cystin và Methionin là 2 acid amin cùng
có S). Chẳng hạn một khẩu phần có 0.5% Cystin và 0.2% Methionin mà nhu cầu của một
lồi nào đó là 0.8%, như vậy khẩu phần còn thiếu 0.6% Methionin (0.8-0.2). Ở đây
Cystin có 0.5% mà Cystin có khả năng thay thế cho 1/2 nhu cầu Methionin (tức 0.4%)
như vậy trong trường hợp này nhu cầu 0.8% về Methionin đã được đáp ứng 0.6% chỉ cịn
thiếu 0.2%. Ở cá nheo Mỹ, cystine có thể thay thế 60% methionin.
Tyrosin có khả năng thay thế cho 30% nhu cầu của Phenylalanin (2 acid amin này
cùng có gốc phynyl).
7
2.6. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN NHU CẦU PROTEIN
2.6.1. Năng lƣợng của thức ăn:
Do động vật thuỷ sản có khả năng sử dụng năng lượng biến dưỡng từ nguồn protein
trong thức ăn nên nhu cầu protein của chúng có khả năng giảm khi mức năng lượng trong
thức ăn tăng lên. Nhưng nếu thức ăn quá giàu năng lượng thì sẽ hạn chế sự tiêu thụ thức
ăn của động vật thủy sản vì chúng sẽ ngưng bắt mồi khi thỏa mãn nhu cầu năng lượng
(Lee và Putnam, 1973; Page và Andrew, 1973). Do đó hàm lượng protein tối ưu cho
ĐVTS chịu ảnh hưởng bởi tỷ lệ tối ưu giữa protein và năng lượng.
Protein trong thức ăn (mg hoặc g)
Tỷ lệ protein/năng lượng (P/E) = ------------------------------------------------Năng lượng trong thức ăn (KJ/Kcal)
Tỷ lệ P/E tối ưu cho động vật thuỷ sản có sự thay đổi tuỳ theo loài, tuy nhiên
thường lớn hơn 20 mg/kJ cao hơn nhiều so với động vật trên cạn., do nhu cầu protein của
ĐVTS cao. Tỉ lệ P/E thay đổi theo yếu tố mơi trường như dịng chảy, nhiệt độ, thành
phần thức ăn…
Bảng 5.4: Tỉ lệ P/E cho tăng trƣởng tối ƣu của một số lồi tơm cá:
Lồi
% Protein
P/E (mg/kj)
Tác giả
Tôm sú
37
28
Aquacop, 1977
Tôm thẻ
37
26.5
Segweck, 1979
37
19.1
Cousin, 1992
30
21.5
Dokken, 1987
He Nhật bản
37
21.5 – 28.6
Koshio, 1992
Cá nheo Mỹ
22.2 – 28.8
19.3 – 23.2
Page, 1973
Cá rô phi
30
24.6
El Sayed (1987)
Cá chép
31.5
25.8
Takeuchi (1979)
Cá trê phi
40
18.6
Machiel (1985)
Thẻ chân trắng
8
2.6.2. Chất lƣợng và loại thức ăn sử dụng:
Nhu cầu protein tối ưu của cá chịu ảnh hưởng các yếu tố của thức ăn thí nghiệm
như thành phần amino acid, khả năng tiêu hóa protein và tỉ lệ các nguồn cung cấp năng
lượng khác như lipid và carbohydrate. Tùy theo loài mà khả năng chia sẻ năng lượng của
lipid và carbohydrat với protein khác nhau.
2.6.3. Giai đoạn phát triển:
Động vật thuỷ sản còn nhỏ, tốc độ tăng trưởng nhanh nên cần mức protein cao hơn
so với cá lớn. Đối với cá rô phi, giai đoạn 1-5 gam nhu cầu protein là 30-40%, giai đoạn
5-25 g: 25-30% và lơn hơn 25 g là 20-25% protein trong thức ăn .Ở giai đoạn sinh sản,
nhu cầu protein của động vật thuỷ sản cao hơn so với giai đoạn sinh trưởng, vì giai đoạn
này chúng cần một lượng protein cao để phát triển tuyến sinh dục. Ví dụ: nhu cầu dinh
dưỡng của tơm càng xanh ở giai đoạn sinh trưởng khoảng 25-28% protein trong thức ăn,
nhưng ở giai đoạn thành thục sinh dục, nhu cầu này phải tăng lên hơn 40%.
Bảng 5.5. Nhu cầu protein của cá Tra theo giai đoạn phát triển
Cỡ cá (%)
Hàm lượng protein (%)
5- 50 g
34 - 36
50 - 100
32 - 34
100 - 300
30 - 32
300- 500
28 - 30
>500
24 – 26
2.6.4. Môi trƣờng nuôi dƣỡng:
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ mặn cũng có ảnh hưởng đến nhu cầu protein
của động vật thủy sản. Khi nhiệt độ tăng, sự sinh trưởng của cá cũng tăng lên dẫn đến
nhu cầu protein cũng tăng theo. Ngoài ra, nhu cầu protein của cá tăng cịn có thể do sự
bài tiết nitơ trong q trình dị hóa nitơ của cơ thể tăng lên. Đối với những loài cá rộng
muối, khi độ mặn gia tăng, nhu cầu protein cũng tăng độ tổng hợp và biến dưỡng các
9
amino acid sẽ tăng cao ở môi trường ưu trương so với môi trường nhược trương
(Steffens, 1989).
2.6.5. Lƣợng thức ăn cho ăn:
Mức độ cho ăn cũng là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến nhu cầu protein của
cá. Khi cho cá ăn ở mức độ giới hạn (tính theo trọng lượng thân) có thể làm tăng nhu cầu
protein. Nếu mức cho ăn thấp gần bằng mức cần thiết để duy trì cơ thể sẽ dẫn đến hệ số
chuyển hóa thức ăn cao và tăng trưởng rất chậm hoặc bị ngừng lại. Ngược lại, nếu dư
thừa lượng thức ăn cũng cho kết quả hiệu quả chuyển hóa thức ăn kém do thức ăn bị hao
hụt và sự tiêu hóa thức ăn giảm đi.
6.6. Y u tố di tru ền:
Cùng một lồi nhưng khác nhau về di truyền sẽ có nhu cầu protein khác nhau. Khi
nghiên cứu ảnh hưởng của các mức protein khác nhau lên các nhóm cá hồi, Austreng và
Refstie (1979) nhận thấy chúng có sự sai khác về tăng trưởng, khả năng tiêu hóa protein
và thành hóa học của cơ thể .
3. VAI TRÕ CỦA LIPID
Lipid là một trong những thành phần sinh hóa cơ bản của động thực vật. Các
thành phần của thức ăn thường được tập trung nghiên cứu là protein, lipid, glucid và một
số vitamin. Trong đó lipid đóng vai trị quan trọng như là nguồn cung cấp năng lượng (89
kcal/gam) và các acid béo cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật
thủy sản. Lipid trong thức ăn cũng đóng vai trò như là chất vận chuyển vitamin tan trong
dầu và sterols. Ngồi ra trong thành phần của lipid có phosphollipid và sterol ester tham
gia vào quá trình sinh tổng hợp màng tế bào
Với vai trò của lipid quan trọng như vậy, nên lipid hiện nay là một vấn đề đang
được quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng thức ăn cho ĐVTS, Nhiều kết quả
nghiên cứu về nhu cầu các acid béo của ĐVTS đã được công bố và ứng dụng vào thực tế
sản xuất đem lại hiệu qủa cao. Nhiều nghiên cứu cho thấy lipid có ảnh hưởng rất lớn đến
sinh trưởng của ĐVTS, đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng và giống. Ở giai đoạn nuôi vỗ
thành thục thức ăn được bổ sung nguồn lipid thích hợp sẽ nâng cao sức sinh sản của
ĐVTS cũng như chất lượng của giống
3.1. CHỨC NĂNG CỦA CÁC LIPID
3.1.1. Cung cấp năng lƣợng
Lipid là nguồn dinh dưỡng cung cấp năng lượng tốt nhất cho ĐVTS, sự chia sẻ
năng lượng từ protein của lipid được chứng minh trên nhiều loài ĐVTS. Việc bổ sung
lượng lipid thích hợp sẽ giảm nhu cầu protein. Triglyceride là thành phần chính và chủ
10
yếu cung cấp ngun liệu cho q trình oxy hóa tạo năng lượng ở ĐVTS. Năng lượng
thức ăn không được sử dụng ngay mà thường được dự trữ dưới dạng glycogen và mỡ.
Động vật thủy sản dự trữ lipid với lượng rất lớn ở gan, cơ, giáp xác ở gan tụy. Ngoài ra
một số loài cá dự trữ mỡ dưới dạng mô mỡ bao quanh ruột như cá chép, rô phi, tạo thành
lá mỡ như ở basa.
3.1.2. Hoạt hóa và cấu thành enz me
Lipid, đặc biệt là phospholipid có khả năng hoạt hóa enzyme. Ví dụ phosphattidyl
choline có khả năng hoạt hóa enzyme glucose 6 phosphatase, Adenogentriphosphatase
(ATPase). Lipid là thành phần chính của nhiều hormon là steroid. Ngồi ra một số PUFA
acid béo cao phân tử không no (PUFA) là tiền thân của prostaglandin ở tôm cá,
prostaglandin là họ acid béo 5 mạch vòng, số lượng rất nhỏ, hoạt động giống như
hormone.
3.1.3. Tham gia cấu trúc màng t
ào
Lipid phân cực hay phospholipid có một vai trị rất quan trọng trong dinh
dưỡng vì nó tham gia vào cấu trúc của tất cả các màng tế bào. Cấu trúc cơ bản của các
màng tế bào này là hai lớp của những phân tử phosphoglyceride trong đó đi khơng
phân cực xếp đối diện và chồng với đuôi kỵ nước của một phospholipids và chúng xếp ở
giữa màng cơ bản, trong khi hai chiều ưa nước xếp ở mặt ngoài tạo nên hai bề mặt trong
và ngoài của màng cơ bản. Trong màng cơ bản những đại phân tử protein sắp xếp xuyên
qua màng cơ bản và liên quan đến khả năng vận chuyển những vật liệu qua màng.
3.1.4. Hỗ trợ hấp thụ các lipid khác
Phospholipid giữ vai trò quan trọng trong sự vận chuyển và hấp thụ lipid và
tham gia vào các quá trình biến dưỡng trung gian trong cơ thể sinh vật. Phospholipid
đóng vai trị như chất nhũ tương hóa giúp các acid béo, muối mật và các chất hòa tan
trong chất béo gắn vào các hạt micelle nhỏ li ti. Nhờ đặc tính có hai đầu phân cực: kỵ
nước và hiếu nước, nên các phospholipid nằm bên ngoài các hạt micelle gắn các sản
phẩm thủy phân của lipid vào. Sự vận chuyển các hạt micelle qua màng tế bào nhờ liên
kết của các hạt micelle với hai lớp phospholipid của các màng cơ bản nên các sản phẩm
thủy phân của lipid được đưa qua màng tế bào và hấp thụ vào hệ bạch huyết. Như vậy,
phospholipd có một vai trị quan trọng trong sự hấp thu chất béo.
3.1.5. Vận chu ển các vitamin và một số chất khác
Lipid là dung môi hòa tan các vitamin tan trong trong dầu như A, D, E, K và
hydrocarbon. Do đó trong khi hấp thu và vận chuyển trong cơ thể lipid cũng mang theo
các chất hòa tan trong lipid.
11
4. VAI TRÕ CỦA CARBOHYDRATE
Carbohydrat được xem là nguồn nguyên liệu cung cấp năng lượng rẻ tiền nhất cho
ĐVTS. Sự tiêu hóa carbohydrat biến động rất lớn giữa các lồi và phụ thuộc vào thành
phần của carbohydrat trong nguyên liệu. Năng lượng trao đổi (ME) carbohydrat của
ĐVTS dao động lớn từ 0 kcal/g (cellulose) đến 3.8 kcalo/g (đường đơn). Carbohydrat
chiếm tỉ lệ trên 75 % ở thực vật, trong khi ở động vật hiện diện với số lượng nhỏ và tồn
tại chủ yếu dưới dạng glycogen.
Carbohydrate (Glucid) chứa Carbon, Hydrogen và Oxygen. Công thức tổng quát
của (CH2O)n hay Cx(H2O)y. Carbohydrat có nhiều trong thực vật. Carbohydrate được
chia làm hai nhóm chính: nhóm đường và nhóm khơng đường:
Nhóm đường bao gồm monosaccharide (đường đơn): như glucose, galactose,
mannose, fructose và oligosaccharide (đường đa): Sucrose, lactose, maltose... Nhóm này
khơng phải là thành phần quan trọng trong thức ăn của động vật thủy sản.
Nhóm không đường gồm homoglycan: tinh bột, dextrin, glycogen, cellulose và
heteroglycans: pectin, hemicellulose...trong đó tinh bột vai trị quan trọng trong thức ăn
thủy sản.
Dựa trên giá trị dinh dưỡng người ta chia carbohydrat thành 2 nhóm chính. Đó là
dẫn xuất khơng đạm (NFE: Nitrogen Free Extracts) và chất xơ thô (CF: Crude Fiber).
NFE phần lớn là tinh bột và đường , chúng dễ tiêu hóa và hấp thu trong đường tiêu hố
của tơm cá. Chất xơ thì khó tiêu hố bởi vì cơ thể khơng có enzim thuỷ phân chúng.
4.1. CHỨC NĂNG CỦA CARBOHYRATE TRONG THỨC ĂN CHO ĐỘNG
VẬT
THỦY SẢN
•
Carbohydrat là nguồn năng lượng chủ yếu cho toàn bộ hoạt động sống cơ
thể.
1gr carbohydrat (oxy hóa) = 4,19 Kcal
•
Trong khẩu phần thức ăn khi carbohydrat tăng lên thì sự phân giải lipid và
protein trong cơ thể sẽ giảm đi, thì năng lượng chủ yếu do carbohydrat cung
cấp. Do đó carbohydrat được xem là nguồn chia sẻ việc cung cấp năng lượng
cho protein và lipid.
•
Q trình dự trữ năng lượng ở dạng glycogen và chuyển hóa thành lipid dự
trữ trong cơ thể ĐVTS.
•
Carbohydrat là một trong những thành phần cấu tạo tổ chức cơ thể như
glucoprotein có trong màng tế bào.
12
•
Trong cơng nghệ chế biến, carbohydrat là đóng vai trị là chất kết dính quan
trọng.
4.2. SỰ TIÊU HĨA VÀ BIẾN DƢỠNG CARBOHYDRAT
4.2. Tiêu hóa car ohydrat ở ĐVTS
Trong thành phần của carbohydrat, tinh bột được xem như là nguồn nguyên liệu
chính cung cấp năng lượng cho ĐVTS.
@ Sự tiêu hóa tinh bột
Enzim tiêu hóa carbohydrat của động vật thủy sản thì kém hơn so với động vật trên
cạn, nên khả năng tiêu hố carbohydrat của động vật thuỷ sản thì biến động và ít hiệu quả
hơn so với động vật trên cạn, đặc biệt đối với các loại đường phức tạp. Khả năng tiêu
hóa carbohydrat thì thay đổi tùy theo lồi, tính chất của ngun liệu carbohydrat và một
số yếu tố khác.
Khả năng tiêu hóa carbohydart của động vật thủy sản thấp hơn so với protein và
lipid. Nguồn cung cấp năng lượng cho q trình trao đổi chất của tơm cá là protein và
lipid thích hợp hơn là carbohydrat.
Wilder (1994) cho biết cá nước ngọt và cá vùng nước ấm có khả năng tiêu hóa tinh
bột tốt hơn cá biển và cá vùng nước lạnh. Sự khác nhau này có liên quan đến hoạt lực của
enzyme amylase của loài. Hoạt lực của enzym tiêu hóa carbohydrat của cá chép cao hơn
80 lần so với cá đuôi vàng và 10-30 lần so với cá hồi. Nhóm cá ăn thực vật có enzym tiêu
hóa carbohydrat mạnh hơn so với cá ăn động vật.
Khả năng tiêu hóa carbohydrate phụ thuộc rất nhiều vào trọng lượng phân tử và cấu
tạo các nối của carbohydrate. Các loại đường đơn dễ tiêu hóa hơn các loại đường đa và
nhóm khơng đường như tinh bột, dextrin. Đường đơn có thể hấp thu trực tiếp qua thành
ruột trong khi các nhóm khác phải qua q trình tiêu hóa, đặc biệt là quá trình này xảy ra
chậm ở ĐVTS. Khi thủy phân các loại tinh bột dẫn đến làm gia tăng độ tiêu hóa của tinh
bột, vì vậy, việc nấu chín hay hồ tinh bột đều giúp cải thiện độ tiêu hóa thức ăn tinh bột.
Cá và hầu hết động vật thuỷ sản khơng có enzym thủy phân nối β-1,4 nên việc tiêu
hóa các cellulose hầu như khơng đáng kể. Một số báo cáo cho rằng hệ vi khuẩn đường
ruột của một số lồi cá có khả năng thủy phân cellulose trong chất xơ. Tuy nhiên cấu trúc
ống tiêu hóa các lồi cá trên cho thấy các vi khuẩn trên có nguồn gốc ngoại sinh.
Chitin được xem là chất dinh dưỡng quan trọng của một số loài cá ăn động vật, đặc
biệt ở giai đoạn cá bột và cá hương, nguồn cung cấp này từ thức ăn tự nhiên là Artemia
và Dapnhia hay giáp xác khác. Enzyme Endogenous chitinase có khả năng tiêu hóa chitin
13
được tìm thấy, do đó có thể xem rằng chitin có thể được tiêu hóa ở một số lồi cá này.
Khả năng tiêu hóa chitin cũng được tìm thấy trên các lồi giáp xác
Độ tiêu hóa carbohydrate phụ thuộc rất nhiều vào lượng thức ăn hàng ngày và tỉ lệ
cellulose trong thức ăn. Cùng một lượng thức ăn, khi tăng lượng cho ăn hàng ngày, động
vật thuỷ sản có khuynh hướng giảm độ tiêu hóa do khi tăng lượng thức ăn, tốc độ thức ăn
qua ống tiêu hóa nhanh và nhiều nên khả năng tiêu hóa thức ăn giảm.
3.2. Hiệu quả sử dụng các nguồn car oh drat của động vật thủ sản
Hiệu quả sử dụng các nguồn carbohydrat khác nhau phụ thuộc vào mức độ và
loài. Đối với cá hồi cho thấy, độ tiêu hóa giảm dần theo thứ tự glucose, maltose,
dextrin, tinh bột chín, tinh bột khoai tây. Tốc độ tăng trưởng của cá giảm khi trọng
lượng phân tử carbohydrat tăng. Trái lại đối với cá nheo Mỹ, hiệu quả sử dụng thức
ăn tinh bột, dextrin cao hơn là đường đôi và đường đơn. Kết quả này cũng được ghi
nhận ở cá chép, trong 3 nguồn carbohydrat: glucose, tinh bột và dextrin thì tinh bột
được sử dụng tốt nhất, sau đó đến dextrin và glucose sử dụng ít hiệu quả nhất. Một
số lồi cá khơng có sự khác nhau về khả năng tiêu hoá giữa các nguồn tinh bột
khác nhau. Đối với giáp xác, khả năng sử dụng đương đơn kém hơn đường đa. Ở
tôm sú khả năng sử dụng tinh bột hiệu quả hơn glucose (Shiau,1992). Kết quả này
cũng được khẳng định bởi Alava (1987) khi sử dụng các nguồn carbohydrat từ:
trehalose, succrose và glucose làm thức ăn cho tôm.
Hiệu quả sử dụng carbohydrate không phải bao giờ cũng tỉ lệ thuận với độ tiêu hóa
carbohydrate. Động vật thủy sản có khả năng tiêu hóa tốt glucose nhưng khả năng sử
dụng glucose rất kém do khả năng biến dưỡng của chúng có giới hạn. Hiệu quả sử dụng
carbohydrat của của ĐVTS kém được giải thích là do sự tích lũy cao và quá lâu của
glucose trong máu. Vấn đề này được dự đoán là kết quả của việc thiếu insulin cho quá
trình trao đối chất bình thường của cá (tương tự như động vật hữu nhũ bị bệnh tiểu đường
do thiếu insulin). Ngoài ra khi cá sử dụng một lượng carbohydrat cao thì dẫn đến hàm
lượng glucose trong máu tăng, giảm sinh trưởng.
14