Giáo trình Công nghệ chế biến thức ăn thủy sản (Nghề: Công nghệ thực phẩm - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng cộng đồng Đồng Tháp

Giáo trình Công nghệ chế biến thức ăn thủy sản 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. Mời các bạn cùng tham khảo!

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG 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: CÔNG 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 thông 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 không 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 đòi hỏi nhà chế biến phải đổi mới công 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 Ngoài ra còn 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 công nghệ thì liên tục thay đổi vì vậy khi biên soạn chúng tôi gặp phải những khó khăn nhất định Xong tập thể biên soạn cũng đã cố gắng để biên soạn giáo trình này bám

Chúng tôi xin chân thành cám ơn các Cơ quan, đơn vị và cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng tôi hoàn thành giáo trình này

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên môn học: Công 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 môn học

- Vị trí: môn học chuyên môn

- Tính chất: môn 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 toán 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 công 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 môn học:

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN THUỶ SẢN

1 KHÁI NIỆM VỀ DINH DƯỠNG THỨC ĂN

1.1 Dinh dưỡng:

Dinh dưỡng là sự chuyển hóa vật chất của thức ăn thành những yếu tố cấu tạo nên cơ th ể thông qua các quá 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

* 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 nuôi (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 còn 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 nuôi 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 công 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 nuôi cá nước ngọt việc khuyến khích người nuôi sử dụng nguồn nguyên liệu địa phương, sẵn có, rẻ tiền

để nuôi cá vẫn được tiếp tục phát triển Tuy nhiên, trong mô hình nuôi thâm canh thì việc sử d ụng thức ăn công nghiệp đã được khuyến khích người nuôi Nếu những năm 90, thức ăn công nghiệp chủ yếu được nhập từ nước ngoài, hoặc do các công ty nướ c ngoài đầu tư và sản xuất ở Việt Nam thì đến nay nhiều công 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 Ngoài thức ăn nuôi 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 công 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 nuôi 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 nuôi 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 nuôi bao gồm mật độ nuôi, 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 nuôi

4 VAI TRÕ CỦA THỨC ĂN ĐỐI VỚI NGHỀ NUÔI 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 không có thức ăn thì không có trao đổi chất Khi đó động vật sẽ chết.Thức ăn có vai trò 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 nuôi 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 nuôi, các biện pháp kỹ thuật được áp dụng ) thì thức ăn có vai trò 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 nuôi dưỡng còn 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 loài 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

• Môi 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 NUÔI THỦY SẢN:

5.1 Môi trường sống của các đối tượng nuôi thủy sản là nước:

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 nuôi 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 lượng thức ăn với chất lượng nước:

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 đòi hỏi người nuôi 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 môi trường nước 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 nuôi cá giảm được chi phí về thức ăn Đây là lợi điểm của nghề nuôi cá, góp phần cho nghề nuôi

cá thu lợi cao

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 nông nghiệp dồi dào có thể dùng cho nuôi cá So với các khu vực khác trong cả nước thì ĐBSCL có nguồn thức ăn tốt phục vụ cho nuôi 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 nuôi, 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 trò 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 nuôi 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 không 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 nuôi 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 nuôi 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 nuôi 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 nuôi:

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 mô hình VAC, VACR, hoặc nuôi ao hồ nhỏ, thức ăn chủ yếu là sẵn có từ nông hộ, mứ c đầu tư th ấp Trong khi nuôi cá, mô hình nuôi cá tra bè và nuôi ao thâm canh, hơn 70% là sử dụng th ức ăn công nghiệp Một số đối tượng

cá đồng như cá lóc đen, lóc bông người dân sử dụng 100% là thức ăn cá tạp

Trong nuôi tôm hiện 80% là các hộ nuôi sử dụng thứ c ăn công nghiệp Đối với mô hình quảng canh thì gần như người nuôi dựa hoàn toàn vào thức ăn tự nhiên

CHƯƠNG 2: VAI TRÕ VÀ NHU CẦU CÁC CHẤT DINH DƯỠNG

ĐỐI VỚI ĐỘNG VẬT THỦY SẢN

1 VAI TRÕ CỦA NĂNG LƯỢNG

Năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động cần thiết của sinh vật Động vật không 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 thông qua quá trình oxy các chất này sẽ sinh ra năng lượng cho cơ thể động vật hoạt động và phát triển

Mọi quá 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 không phải tốn chi phí cho quá trình điều hòa thân nhiệt và khả năng thải trực tiếp NH3 ra môi trường ngoài nên cá ít phải chi phí năng lượng hơn

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ NĂNG LƯỢNG 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 lượng thô (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 khoáng thì cung cấp một lượng năng lượng không đáng kể

1 g protein ⇒ 5,65 Kcal

1 g lipid ⇒ 9,45 Kcal

1 g carbohydrate ⇒ 4,2 Kcal

b Năng lượng 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 môi 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 không được tiêu hóa bị thải ra ngoà

c Năng lượng 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 lượng 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 lượng sinh trưởng (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 LƯỢNG TRONG CƠ THỂ ĐVTS

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 không 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 loài Trong một phạm vi nào đó, để hạn chế mất năng lượng nên đảm bảo điều kiện môi 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 quá trình oxy hóa Con đường oxy hóa các chất

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 môi trường ngoài (85% tổng số N2thải ra), nên không phải tốn năng lượng để chuyển hóa amonia thành ure hay acid uric

- Chi phí năng lượng cho thực hiện quá 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 tôm 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 rô phi 2500- 3400 Kcal/kg, cá chép: 2700-3100 kcal/kg, nhóm cá biển: 2700-3700 kcal/kg

1.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHU CẦU NĂNG LƯỢNG:

1.5.1 Hàm lượng 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

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 không phải sử dụng năng lượng cho quá trình duy trì này vì khi nhiệt độ môi 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 đông Phần lớn các loài khi nhiệt độ môi trường tăng quá 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 quá trình chống lải dòng nước Tuy nhiên nếu dòng chảy quá yếu sẽ làm cho chất thải khó được giải thoát Do đó trong nuôi cá bè thường FCR cao hơn trong nuôi cá ao, do cá tốn một năng lượng khá lớn cho quá trình chống lại dòng 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 thước 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 khô 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 quá trình tiêu hóa và thủy phân Trong ống tiêu hóa, các

amino acid được hấp thu vào máu và đi đến các mô, cơ quan, tham gia vào quá 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, không 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 loài 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

đoạn phát triển của cơ thể, các yếu tố bên ngoài khác Khi động vật thủy sản sử dụng thức ăn không 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 quá nhiều protein thì protein dư không được cơ thể hấp thu để tổng protein mới mà sử dụng để chuyển hóa thành năng lượng hoặc thải ra ngoài Thêm vào

đó cơ thể còn phải tốn năng lượng cho quá 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 còn 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 Ngoài nhiệm vụ chính là cấu tạo nên protein, chúng còn là tiền chất của một số sản phẩm trao đổi chất khác Có hai loại amino acid: thiết yếu

và không 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 không 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 không 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 loài 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 còn 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)

2.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHU CẦU PROTEIN

2.6.1 Năng lượng 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

Tỷ lệ protein/năng lượng (P/E) = -

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 môi trường như dòng chảy, nhiệt độ, thành phần thức ăn…

Bảng 5.4: Tỉ lệ P/E cho tăng trưởng tối ưu của một số loài tôm cá:

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 tôm 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

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 loài 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 trò 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 Ngoài 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

yếu cung cấp nguyên liệu cho quá 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 Ngoài 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 trò 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 đuôi không 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 trò 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 trò 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

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 loài 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 không đường:

Nhóm đường bao gồm monosaccharide (đường đơn): như glucose, galactose, mannose, fructose và oligosaccharide (đường đa): Sucrose, lactose, maltose Nhóm này không 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 trò 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 không 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 hoá của tôm cá Chất xơ thì khó tiêu hoá bởi vì cơ thể không 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

• Quá 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

• Trong công nghệ chế biến, carbohydrat là đóng vai trò là chất kết dính quan trọng

4.2 SỰ TIÊU HÓA 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 hoá 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 loài, tính chất của nguyên 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 quá trình trao đổi chất của tôm 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 không đường như tinh bột, dextrin Đường đơn có thể hấp thu trực tiếp qua thành ruột trong khi các nhóm khác phải qua quá 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 không có enzym thủy phân nối β-1,4 nên việc tiêu hóa các cellulose hầu như không đáng kể Một số báo cáo cho rằng hệ vi khuẩn đường ruột của một số loài cá có khả năng thủy phân cellulose trong chất xơ Tuy nhiên cấu trúc ống tiêu hóa các loài 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

được tìm thấy, do đó có thể xem rằng chitin có thể được tiêu hóa ở một số loài cá này Khả năng tiêu hóa chitin cũng được tìm thấy trên các loài 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 loài cá không 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

5 CHẤT XƠ TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN

Chất xơ là thành phần phổ biến trong thức ăn thực vật Hiện nay, thức ăn chế biến thường sử dụng một lượng lớn nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thực vật nên tỉ lệ xơ trong thức ăn cao Chất xơ có thể chia làm 2 nhóm: nhóm tan trong nước và nhóm không tan trong nước Nhóm tan trong nước là gum và pepsin Trong thực tế các chất này thường được sử dụng làm chất kết dính trong thức ăn, nhiều nhất là carboxymethylcellulose (CMC) Thí nghiệm trên cá rô phi cho thấy việc tăng hàm lượng CMC trong thức ăn làm tăng hệ số thức ăn, giảm sinh trưởng, tuy nhiên hệ số tiêu hóa thức ăn thì không ảnh hưởng lớn Tuy nhiên ở cá tráp thì ngược lại sinh trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn tăng khi mức CMC tăng từ 0 lên 12%

Nhóm chất xơ không tan trong nước điển hình là cellulose Hàm lượng cellulose cao trong thức ăn sẽ làm giảm độ tiêu hóa thức ăn, ĐVTS sinh trưởng chậm Tuy nhiên ở tôm thẻ chân trắng thì không có sự ảnh hưởng này Sinh trưởng của tôm càng xanh không bị ảnh hưởng khi hàm lượng cellulose lên đến trên 30%

Thông thường đối với thức ăn cá có tỉ lệ chất xơ trong thức ăn được đề nghị không quá 10%, riêng đối với thức ăn tôm tỉ lệ này thường không quá 4% Một vài điểm cần lưu

ý đối với chất xơ trong thức ăn:

• Chất xơ kích thích nhu động co bóp của ống tiêu hoá làm cho thức ăn

di chuyển dễ dàng để tống cặn bã, độc hại ra ngoài Chất xơ có tác dụng làm gia tăng tốc độ thức ăn đi qua đường tiêu hóa nên nó tác dụng làm tăng lượng thức ăn ĐVTS ăn vào

• Chất xơ trong thức ăn có tác dụng như chất pha loãng thức ăn và được

sử dụng trong các thử nghiệm thức ăn để cân bằng năng lượng hay dưỡng chất của các công thức

• Hàm lượng chất xơ cao sẽ làm giảm hoạt động của một số Enzyme Đặc biệt là lignin liên kết với protein làm giảm khả năng tiêu hoá protein một cách có ý nghĩa

• Sự gia tăng chất xơ đến một mức sẽ làm giảm khả năng tiêu hóa thức

ăn và người ta ghi nhận một tương quan ngược giữa hàm lượng chất

xơ và năng lượng thức ăn Chất làm giảm tỉ lệ tiêu hoá thức ăn bằng cách ngăn giữ dưỡng chất bên trong các tế bào, thay vì chúng phải được tiếp xúc trực tiếp với các men tiêu hoá của đường ruột

• Khi chất xơ quá nhiều thì hàm lượng các dưỡng chất khác thấp, làm cho động vật phải ăn nhiều lên để đủ chất dinh dưỡng, điều này dẫn tới lượng phân thải ra nhiều (tăng COD trong ao nuôi)

• Chất xơ trong thức ăn sẽ làm giảm khả năng kết dính khi ép viên thức

Trong sản xuất thức ăn cho động vật người ta thường phân chia theo khối lượng và mục đích sử dụng Trong công thức thức ăn, các nguồn nguyên liệu được phân chia như sau:

• Nhóm cung cấp đạm: bột cá, bột tôm, bột đậu nành …

• Nhóm cung cấp năng lượng: cám, tấm, bột mì…

• Nhóm cung cấp chất khoáng: bột xương, bột sò, premix khoáng

• Nhóm cung cấp vitamin: bao gồm nhiều loại vitamin có thể có trong nguyên liệu hoặc premix vitamin

• Nhóm chất bổ sung: nhóm chất hỗ trợ dinh dưỡng, nhóm chất bảo quản và duy trì giá trị dinh dưỡng, nhóm chất hỗ trợ tiêu hóa, tăng trưởng…

2 NHÓM NGUYÊN LIỆU CUNG CẤP PROTEIN

Nhu cầu protein của động vật thủy sản khoảng 25-55%, cao hơn nhiều so với gia súc và gia cầm Chính vì vậy trong chế biến thức ăn thủy sản, nguồn nguyên liệu cung cấp protein luôn là yếu tố được quan tâm đầu tiên

Nguyên liệu cung cấp protein có hàm lượng protein lớn hơn 30%, được chia làm hai nhóm phụ thuộc vào nguồn gốc: protein động vật và protein thực vật

2.1 Nhóm protein động vật

Nguồn protein động vật có hàm lượng protein từ 50% trở lên và thường được động vật thủy sản sử dụng hiệu quả hơn nguồn protein thực vật Các nguồn protein động vật thường được sử dụng trong thức ăn thủy sản là: Bột cá, bột đầu tôm, bột huyết, bột mực, bột nhuyễn thể…., trong đó bột cá được xem là nguồn protein thích hợp nhất cho tất cả các loài tôm cá nuôi

Tuy nhiên một vấn đề gặp phải ở bột cá trong chế biến thức ăn là: trong một số bột

cá có thể chứa chất kháng vitamin B1 (thiaminase), giá thành cao và nguồn nguyên liệu rất biến động

Bột cá được chia làm hai loại: bột cá nhạt (độ mặn dưới 5%, protein >50%) và bột

cá mặn Trong chế biến thức ăn cho động vật thủy sản chỉ sử dụng bột cá nhạt Bột cá thường được làm từ cá trích, cá mòi và cá cơm Chất lượng bột cá phụ thuộc vào loài, độ tươi của nguyên liệu tươi, phương thức chế biến và bảo quản