dinh dưỡng và thức ăn thuỷ sản - 1,2

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM DINH DUỠNG CÁ1/Nhu cầu dinh d ỡng bị môi tr ờng chi phối • Cá: động vật biến nhiệt poikilotherms - động vật máu nóng gọi là homeotherms → Nhậy cảm với stress của môi tr

DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN

THUỶ SẢN

GS.TS VŨ DUY GIẢNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP 1

HÀ NỘI

CHƯƠNG MỞ ĐẦUNHỮNG ĐẶC ĐIỂM DINH DƯỠNG CÁ1/ MỘT SỐ SỐ LIỆU VỀ NGHỀ CÁ THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

ĐÁNH BẮT (CAPTURE FISHERY) SẢN LƯỢNG (94,4 TRIỆU TẤN – 72,4%)

(NGUỒN : LEONARD LOVSHIN, ĐẠI HỌC AUBURN, ALABANA)

SẢN LƯỢNG THUỶ SẢN NUÔI

TIÊU THỤ SEAFOOD BÌNH QUÂN/NHÂN KHẨU

- THẾ GIỚI: 15,4 KG/NĂM

- MỸ:7,0 KG/NĂM (TÔM

3,4 KG, CÁ HỒI 2,9 KG, CATFISH 1,16 KG)

CỦA THẾ GIỚI TRỊ GIÁ 100 TỶ USD.

- 2006 VI ỆT NAM XUẤT KHẨU THUỶ SẢN ĐẠT

2,5 TỶ USD

6673 4132 4034 3851 3566 3487 2565 2484 2452 2403 1812 1801

186 52 -4 19 51 60 151 90 71 397 54 0

CÁC NƯỚC XUẤT KHẨU THUỶ SẢN HÀNG ĐẦU THẾ GIỚI NĂM

2004 (TRIỆU USD)

(FAO – 2005)

MỘT SỐ LOÀI FINFISH VÀ SHELFISH ĐƯỢC NUÔI

CHẾ BIẾN

TILAPIA

DA TIALPIA

NUÔI TILAPIA TRONG NHÀ Ở MỸ

NUÔI TILAPIA

Ở INDONESIA

Grass carp

Common carp

Bighead carp Silver carp

SẢN LƯỢNG THUỶ

SẢN NUÔI TRỒNG

CỦA TRUNG QUỐC

ĐỨNG ĐẦU THẾ GIỚI

CHANNEL CATFISH (CÁ DA TRƠN MỸ)

MỸ 2001: 273 NGÀN TẤN ĐƯỢC CHẾ BIẾN

65% TRẠI NUÔI CHANNEL CATFISH CỦA MỸ Ở BANG MISSISSIPI

NUÔI ATLANTIC

SALMON TRÊN BIỂN

2001 THẾ GIỚI SẢN XUẤT 418,654 TẤN, CÁC NƯỚC ĐỨNG ĐẦU LÀ NAUY, PHÁP, ITALY VÀ

ĐAN MẠCH

CÁ HỒI NƯỚC NGỌT

(RAINBOW TROUT)

BỂ NUÔI RAINBOW TROUT

AO NUÔI RAINBOW TROUT

SẢN LƯỢNG TÔM NUÔI NĂM 1999 CỦA TOÀN THẾ GIỚI: 814.250 TẤN, CÁC NƯỚC ĐỨNG ĐẦU LÀ THÁI LAN, TRUNG QUỐC, INDONESIA

VÀ ẤN ĐỘ

TÔM BIỂN

HAI MẢNH VỎ

(OYSTER)

THẢM SÒ DƯỚI ĐÁY BIỂN

NHẬT LÀ NƯỚC SẢN XUẤT NGỌC TRAI NHIỀU NHẤT THẾ GIỚI

TRAI NGỌC

RED SWAMP

CRAWFISH

1988 THẾ GIỚI THU HOẠCH 16.409 TẤN, SẢN LƯỢNG CỦA MỸ CHIẾM 90%

FLORIDA NU ÔI

800 LOÀI CÁ NƯỚC NGỌT TRỊ GIÁ 43

TRIỆU USA THU V Ề

H ÀNG NĂM

CÁ CẢNH (ORNAMENTAL FISHES)

TẢO BIỂN: 2001 THẾ GIỚI SẢN XUẤT TRÊN 10 TRIỆU TẤN, TRUNG QUỐC CHIẾM 78%

BÁNH SUSHI BỌC

TẢO ĐEN

2/ NHỮNG ĐẶC ĐIỂM DINH DƯỠNG CÁ

• DINH DƯỠNG LÀ GÌ ?

CHẤT DINH DƯỠNG TA

CHẤT DINH DƯỠNG CƠ THỂ

HOẠT ĐỘNG SINH LÝ&HOÁ

HỌC

Tìm nguyên tắc và giải pháp giúp quá trình chuyển

những CDDTA thành CDDCT hiệu quả

HiÖu qu¶ nhÊt:

• søc khoÎ

• thµnh tÝch s¶n xuÊt (performance)

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN DINH DƯỠNG HỌC

THUY SAN

Dinh dưỡng học thuỷ sản chỉ mới phát triển gần đây:

+ Những nghiên cứu đầu tiên về nhu cầu dinh dưỡng TS thực hiện tại Coroland (Ohio, Mỹ) vào những năm 40 và chỉ phát triển mạnh

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM DINH DUỠNG CÁ

1/Nhu cầu dinh d ỡng bị môi tr ờng chi phối

• Cá: động vật biến nhiệt (poikilotherms - động vật máu

nóng gọi là homeotherms) → Nhậy cảm với stress của môi

tr ờng, đặc biệt là nhiệt độ n ớc

Nhu cầu dinh d ỡng đ ợc xác định ở nhiệt độ n ớc nhất định ( nhiệt độ môi tr ờng tiêu chuẩn, SET: Standard

2/Nhu cầu dinh d ỡng của động vật n ớc khác nhiều với động vật nuôi trên cạn

(1) Nhu cầu năng l ợng của động vật n ớc thấp hơn động vật trên cạn vì:

• không mất năng l ợng để điều hoà thân nhiệt,

• không tốn nhiều năng l ợng để vận động,

• không mất nhiều năng l ợng trong chuyển hoá protein (cá

đ ợc xếp vào nhóm ammoniotelic- bài tiết amoniac)

(2) Nhu cầu vitamin cao hơn động vật trên cạn, đặc biệt

vitamin C

(3) Nhu cầu chất khoáng thì thấp hơn vì cá có thể lấy chất khoáng từ môi tr ờng n ớc

(4) Hầu hết các loài cá có nhu cầu cao về axit béo họ 3 ω3

(hay n3), các nhóm động vật thuỷ sản khác nhau thì có nhu cầu axit béo này khác nhau

3/Về hiệu suất lợi dụng thức ăn

Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR: feed conversion ratio) của cá thấp hơn động vật trên cạn (FCR của cá trong

• ký sinh (parasites như sea lamprey )

Do đó thức ăn phải được chế biến và cho ăn theo

phương thức lấy thức ăn của cá

ĐỘ ĐÀN

THỨC

ĂN TỰ NHIÊN

THỨC

ĂN CÔNG NGHIỆP

VAI TRÒ CỦA THỨC ĂN CÔNG NGHIỆP

Vai trò TACN trong NTTS phụ thuộc vào phương thức chăn nuôi (quảng canh, bán thâm canh và thâm canh) và nguồn TA tự nhiên

EXTENSIVE SYSTEM

INTENSIVE

INTENSIVE

CHƯƠNG TRèNH MễN HỌC

• Môn học có 12 ch ơng, từ ch ơng1 đến ch ơng7 là phần nguyên lý dinh d ỡng, các ch ơng còn lại là phần thức ăn côngnghiệp.

• Một ngày thực tập ở trạm chế biến TATS hay tham

quan nhà máy thức ăn thuỷ sản.

• Kết quả học tập của sinh viên đ ợc đánh giá theo

điểm thi kết thúc môn học, điểm chuyên đề và

điểm t ờng trình tham quan thực tập.

Sach tham khao chinh

1- Vò Duy Gi¶ng, 2007 Dinh d ìng vµ thøc ¨n thuû s¶n (ch ¬ng

tr×nh Cao häc) NXB Nông nghiệp, H à Nội.

2- Committee on Animal Nutrition, 1993 Nutrient Requirements

of Fish National Research Council National Academy Press

Washington D.C

3- Halver, J E., 1989 Fish Nutrition Academic press, Inc

California 92101

4- Michael B New 1987 Feed and Feeding of Fish and Shrimp

( A manual on the preparation and presentation of compound feed for shrimp and fish in aquaculture ) - UNDP, FAO - Rome

5- Robert R Stickney, 2000 Encyclopedia of Aquacuture

JohnWiley&Sons,Inc.,NewYork/Chichester/Weinheim/Brisbane/Si ngapore/Toronto

6- Steffens, W., 1989 Principles of Fish Nutrition Ellis

Horwood Limited, England

7- Swift, D.R., 1985 Aquaculture Training Manual Fishing

New Books Ltd., England

Xin c¸m ¬n

Dinh d ìng vµ thøc ¨n thuû s¶n – GS.TS vò duy gi¶ng

CH¦¥NG 1: SINH Lý TI£U Ho¸ C¸

1- bé m¸y tiªu ho¸ c¸

2- sinh lý tiªu ho¸ vµ hÊp thu

2.1- dÞch d¹ dµy 2.2- dÞch tuþ

2.3- dÞch mËt 2.4- dÞch ruét 2.5- Sù tiªu ho¸

2.6- Sù tiªu ho¸ vi sinh vËt 2.7- Sù hÊp thu

3- tû lÖ tiªu ho¸

1- BỘ MÁY TIÊU HOÁ

+ Các bộ phận: ruột, gan, mật, tuỵ

+ Cấu tạo giải phẫu

1/ Ống tiêu hoá (ruột): có 4 phần:

• Ruột đầu: xoang miệng và mang

• Ruột trước: thực quản, dạ dày, pylorus

Một số loài cá không có dạ dày (cá chép): ruột trước gồm thực quản và đoạn ruột kéo đến cửa ống dẫn mật

• Ruột giữa: từ sau pylorus đến đầu đoạn ruột sau

Gần pylorus có pylorus caecae (cá chó có 5-8, cá hồi nước ngọt có 35-100 túi)

• Ruột sau: ruột kết và lỗ thải phân

2/ Đặc điểm chung của ống tiêu hoá:

• Cấu tạo giải phẫu biến đổi theo tập tính ăn.

• Ruột của loài ăn thực vật (herbivores) dài

hơn loài ăn động vật (carnivores).

Chiều dài ruột/dài thân của carnivores,

omnivores và herbovores lần lượt là 0,2-0,5/1 0,6-8,0/1 0,8-15/1.

• Loài cá không có dạ dày không có pha tiêu hoá axit.

+ Chức năng giải phẫu

- Miệng: cấu tạo khác nhau theo chức năng bắt, giữ, lọc, hút

- Thực quản: ngắn, rộng, gai vị giác nằm dọc theo tế bào tiết niêm dịch Thực quản cá chình (Anguilla) dài, hẹp, có tác dụng pha loãng nước biển trước khi vào dạ dày

- Dạ dày: có 4 dạng: thẳng (Esox), chữ U (Salmo,

Coregonus, Clupea), chữ Y (Alosa, Anguilla, cá moruy, cá perca) và không dạ dày (cyprinids, gobidis )

Dạ dày tiết HCl, enzyme pepsin và niêm dịch để bảo vệ

niêm mạc dạ dày

•Ruột giữa: chứa enzyme tuỵ, enzyme tế bào

vách ruột, dịch mật.

• Pylorus caecae có cấu tạo vi thể và enzyme

giống phần trên của ruột giữa.

Vai trò: tăng bề mặt hấp thu (đến nay vẫn chưa trả lời được câu hỏi làm thế nào thức ăn vào và ra khỏi các túi mù của pylorus caecae).

• Ruột sau: không có tế bào tiết enzyme trừ tế

bào tiết niêm dịch.

- Niêm mạc ruột là các

lông nhung, kích cỡ

lông nhung biến đổi

theo thời tiết và thức

Sơ đồ ống tiêu hoá 4 loài cá:

a/ Cá hồi (carnivores) b/ Ca da trơn (omnivores) c/ Cá chép (omnivores) c/ Milkfish (planktovores)

2- Sinh lý tiªu ho¸ vµ hÊp thu cña c¸

2.1- DÞch d¹ dµy (gastric secretion)

• Axit hydrochloric: tiÕt ra tõ d¹ dµy khi cã thøc ¨n,

pH dÞch d¹ dµy = 2

• Enzyme:

(i) Pepsin (pepsinogen → pepsin trong m«i tr êng axit) Pepsin ph©n gi¶i hÇu hÕt protein nh ng kh«ng ph©n gi¶i ® îc mucins, spongin,

keratin hay nh÷ng peptide ph©n tö l îng thÊp.

( ii) Mét sè enzyme non-proteolitic trong d¹ dµy c¸:

a/ Amylase - Clupea sp.

b/ Lipase - Tilapia sp.

c/ Esterases (pH = 5,3 - 8,0) - Salmo gardnerii

d/ Chitinase - Coryphaenoides sp (¨n crustaceans)

e/ Hyaluronidase - Scomber japonicus

f/ Cellulase - mét vµi loµi c¸ n íc ngät, cã nguån gèc vi sinh vËt.

2.2- Dịch tuỵ (pancreatic secretion)

* Bicarbonates: do tuỵ tiết ra để trung hoà axit HCl tiết ra từ dạ

dày.

* Enzymes

- Proteases:

a/ Trypsin: phân giải dây nối peptide có nhóm carboxyl đến từ

arginine hay lysine Hoạt động tối ưu ở pH=7.

b/ Chymotrypsin: phân giải dây nối peptide của nhóm carboxyl của axit amin mạch nhánh (tyrosine, tryptophan, phenylalanine).

c/ Elastase: phân giải dây nối peptide của elastin.

d/ Carboxypeptidases: thuỷ phân dây nối peptide cuối cùng của cơ chất.

- Amylase:

-Tuyến tuỵ là nguồn chủ yếu của amylase của cá, pH tối u cho hoạt động của nó là 6,7

-Chitinase:

Enzyme này hoặc sinh ra từ tuỵ (pH cho hoạt động tối u là

8-10) hoặc từ dạ dày (pH cho hoạt động tối u là 1,25-3,5), phân giải chitin

2.3- Dich ruét (intestial secretion)

C¸c enzymes:

a/ amino-di-tripeptidases

b/ alkali vµ axit nucleosidases (ph©n chia nucleosides);

c/ polynucleotidases (ph©n chia axit nucleic);

d/ lecithinase (ph©n chia phospholipides);

e/ lipase vµ nh÷ng esterases kh¸c (ph©n chia lipides);

f/ amylase, maltase, isomaltase, sucrase, lactase, trehalase vµ

laminarinase (tiªu ho¸ carbohydrates).

Ho¹t tÝnh amylase ruét c¸ chÐp cao h¬n ë c¸ håi (?).

Laminarinase ph©n gi¶i laminarin ( 1,3 glucan), cã trong nhãm t¶o β 1,3 glucan), cã trong nhãm t¶o Laminariaceae (laminarinase thÊy cã trong ruét c¸ Tilapia macrochira nu«i b»ng plankton vµ plant detritus).

2.4- DÞch mËt (bile)

Muèi mËt, cholesterol, phospholipides, s¾c chÊt mËt, anion h÷u c¬, glycoproteins vµ ion v« c¬.

Sơ đồ tóm tắt hoạt động của các enzymes tiêu hoá

Sự rãn nở dạ dày HCl → HCl → Pepsinogen → Pepsin

(Fat) Lipase

2.5- Sự tiêu hoá

Protein pepton & polypeptide peptide đơn giản → pepton & polypeptide → peptide đơn giản → → pepton & polypeptide → peptide đơn giản → → pepton & polypeptide → peptide đơn giản → amino acids

Hoạt tính enzyme tiêu hoá protein của cá phụ thuộc vào:

• Loài: hoạt tính proteolytic của loài ăn động vật

(carnivores)lớn hơn loài ăn thực vật (herbivores)

• Tuổi: hoạt tính enzyme peptic và tryptic tăng mạnh trong

20 ngày tuổi đầu, sau đó hoạt tính tryptic tăng mạnh hơn peptic (40 ngày tuổi hoạt tryptic tăng 10 lần còn hoạt tính peptic tăng 4 lần)

• Thành phần khẩu phần: Khẩu phần nhiều tinh bột và xơ

làm giảm hoạt tính proteolytic

• Nhiệt độ nước: enzyme proteolytic tiết nhiều và có

hoạt lực cao ở nhiệt độ cao (40-50oC), ở nhiệt độ từ

20oC đến 5oC, hoạt lực proteolytic giảm 30-40% giá trị ban đầu

• pH: đối với Clarias gariepirius, pH tối ưu cho pepsin

dạ dày là 3, cho trypsin và chimotrysin là 8,2 và 7,8; đối với Anguilla japonica những con số tương ứng là 2,5-3,3 đối với pepsin (nhiệt độ 40-50oC) và là 7,6 đối với

trypsin (nhiệt độ 46oC)

• Thời gian nuôi dưỡng: hoạt tính protease dịch ruột cá chép đạt tối đa sau khi ăn 5 giờ, hoạt tính amylase giảm sau khi ăn 1 gìơ, nhưng sau 5 - 6 giờ lại tăng

+ Carbohydrate: Enzyme tuỵ & ruột

↓

Carbohydrate hexose và pentose.→ pepton & polypeptide → peptide đơn giản →

Chitinase.

↓

Chitin N-acetylamin → pepton & polypeptide → peptide đơn giản →

Amylase, maltase v sacarase tiết chủ yếu ở đoạn ruột, à sacarase tiết chủ yếu ở đoạn ruột, tuy nhiên ở cá chép amylase tiết ra chủ yếu ở tuỵ và hầu

2.6- Sự tiêu hoá vi sinh vật

Vi sinh gồm vi khuẩn và protozoa có ở phần cuối ruột non tiếp giáp trực tràng, chúng tiết ra các enzyme proteolytic, amylolytic,

chitinase, lecithinase và cellulase.

Tuy nhiên vi khuẩn chỉ đóng một vai trò nhỏ trong qua trình tiêu hoá chitin và cellulose.

2.7- Sự hấp thu

+ Protein: amino acid được hấp thu theo gradient nồng độ sau khi

kết hợp với ion vô cơ, những peptide đơn giản được hấp thu bằng cơ chế pinocytosis (thực bào).

+ Lipide: những sản phẩm hoà tan của qu á trình t iêu hoá lipide được hấp thu chủ yếu ở niêm mạc ruột trước và cả ở pyloric caecae.

+ Carbohydrate: glucose được hấp thu ở niêm mạc ruột theo cơ chế

hấp thu tích cực và theo gradient nồng độ.

3- TỶ LỆ TIÊU HOÁ THỨC ĂN

• Hai công thức: tỷ lệ tiêu hoá biểu kiến (apparent

digestibility coefficient - ADC) và tỷ lệ tiêu hoá thật (true digestibility coefficient - TDC):

ADC = (q - p)/q x 100 (1)

q : chất dinh dưỡng ăn vào

p : chất dưỡng thải ra ở phân

TDC = (q - (p - p’)/q x 100 (2)

p’ : chấtdinh dưỡng nội sinh thải ra ở phân (tế bào

thành ruột, dịch tiêu hoá )

Trong dinh dưỡng động vật thuỷ sản người ta thường chỉ sử dụng ADC

Phương pháp xác định TLTHTA:

Phương pháp dùng chất đánh dấu oxit crom (Cr2O3)

Cr2O3 trộn vào thức ăn theo tỷ lệ 1-2% Sau khi cho ăn một thời gian, lấy mẫu phân của cá

Định lượng thành phần % của các chất dinh dưỡng trong phân và thức ăn và Cr2O3 trong phân và thức ăn

Cr2O3: không độc, hầu như không được tiêu hoá hấp thu,

dễ định lượng bằng phương pháp hoá học

Công thức tính tỷ lệ tiêu hoá (digestibility coeficient - DC):

DC = 100 - [ 100 % A x % B’ ]

% B % A’

DC = 100 - { 100 %Cr2O3TA x % CDD phân } %Cr2O3 phân % CDD TA

% A: %chất đánh dấu có trong thức ăn (theo chất khô)

% B: %chất đánh dấu có trong phân (theo chất khô)

% A’: %chất dinh d ỡng có trong thức ăn (theo chất khô)

% B’: % chất dinh d ỡng có trong phân (theo chất khô)

Xin c¸m

¬n

Dinh d ìng vµ thøc ¨n thuû s¶n – GS.TS vò duy gi¶ng

1.4- tû lÖ n¨ng l îng/protein khÈu phÇn 1.5- ChÊt l îng protein thøc ¨n

2- axit amin

2.1- c¸c axit amin thiÕt yÕu 2.2- nhu cÇu axit amin cña t«m & c¸

1- Protein

1.1- Phân loại:

• Phân loại theo chức năng:

• +/ Protein đơn giản:

- Protein sợi (fibrous protein): cấu tạo các mô liên kết như

collagen (giầu hydroxyprolin) , elastin (giầu alanine và

glycine), keratin (giầu axit amin chứa S, protein lông chứa 4% S)

- Protein hình cầu (globular protein): là các enzyme,

antigen và hoocmon Thành phần: albumin, histone,

• Phân loại theo dinh d ỡng:

Protein thuần

Protein thô (crude protein)

(N x 6,25)

Hợp chất N phi protein

(axit amin tự do, hoạt chất sinh học chứa N sản phẩm phân giải nh purin, pirimidin,

ure, nitrat, amonium …) )

Hệ số nhân quy ra protein:

Lạc: 5,47 Lúa mì: 5,83 Lúa gạo: 5,87 Cazein sữa: 6,38.

Theo quy ớc tất cả các loại thức ăn cho động vật nuôi và ng ời khi tính

CP đều lấy N x 6,25

• Cung cấp năng lượng:

Cá là loại Amoniotelic( tiết amoniac): 1g protein cho

4,5 kcal năng lượng trao đổi.

Động vật có vú là loại Ureotelic và chim là Uricotelic: 1g protein cho 4,0 kcal năng lượng trao đổi

1.3 -Nhu cầu protein của cá

• Nhu cầu duy trì:

Nhu cầu protein cho duy trì ở cá cao hơn động vật có vú

Ví dụ: cá Rainbow trout nặng 100g có nhu cầu protein duy trì hàng ngày là 52,1; 69,3 và 97,7 mg/ngày, tương ứng với nhiệt độ môi trường là 100C , 150C và 200C

• Nhu cầu protein sản xuất (tăng trưởng): cao hơn động vật

có vú 4 lần, gà 2 lần Nhu cầu protein phụ thuộc vào:

+ Mật độ đàn.

+ Mức độ hoạt động.

+ Yếu tố môi trường: nhiệt độ, ánh sáng, độ mặn, nồng

độ O2, chất độc hoặc chất chuyển hóa ( như NH3 hay nitrite).

+ Độ mặn: độ mặn cao thì yêu cầu về protein cũng cao + Chất lượng protein khẩu phần : protein có axit amin cân đối và có tỷ lệ tiêu hoá cao sẽ tạo cho nhu cầu

protein thấp hơn so với loại protein không cân đối axit amin.

+ Cân đối năng lượng: khẩu phần đủ năng lượng giảm nhu cầu protein