Ứng dụng mô hình hóa xác định nhu cầu năng lượng và protein để phát triển thức ăn cho cá lóc (Channa striata)

TÓM TẮT Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng và ứng dụng mô hình năng lượng sinh học để xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá lóc Channa striata được thực hiện nhằm làm cơ sở xây dựng công thức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGÔ MINH DUNG

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HÓA XÁC ĐỊNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG VÀ

PROTEIN ĐỂ PHÁT TRIỂN THỨC ĂN CHO

CÁ LÓC (Channa striata)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Mã ngành 62 03 01

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGÔ MINH DUNG

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HÓA XÁC ĐỊNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG VÀ

PROTEIN ĐỂ PHÁT TRIỂN THỨC ĂN CHO

CÁ LÓC (Channa striata)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Mã ngành 9 62 03 01

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGs Ts TRẦN THỊ THANH HIỀN PGs.Ts BÙI MINH TÂM

LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ

Tôi xin cam kết luận án này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi (thuộc Dự án AquaFish Innovation Lab) Tất cả các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong thời gian trước đây bởi tác giả khác

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2018

TÁC GIẢ

NGÔ MINH DUNG

LỜI CẢM TẠ

Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Khoa Thủy sản trường Đại hoc Cần Thơ và Trung tâm Khảo nghiệm, Kiểm nghiệm, Kiểm định Nuôi trồng Thủy sản Vùng I đã tạo điều kiện cho tôi được thực hiện chương trình Nghiên cứu sinh trong những năm qua Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ban Chủ nhiệm Khoa Thủy sản; Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản, Khoa Thủy sản; Phòng Đào tạo và Phòng Quản lý Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ đã rất nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu Cám ơn

Dự án Aquafish Innovation Lab đã hỗ trợ kinh phí thực hiện nghiên cứu Tôi xin trân trọng và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô hướng dẫn PGs.Ts Trần Thị Thanh Hiền trong những năm qua đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành quyển Luận án này Xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn PGs.Ts Bùi Minh Tâm đã động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô Ths Trần Lê Cẩm Tú,

Ks Nguyễn Văn Khánh đã tận tình góp ý và hỗ trợ để giúp tôi hoàn thiện luận án; cùng tất cả quý Thầy Cô trong Khoa Thủy sản đã truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường

Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn Huỳnh Phan Tuyên, Nguyễn Thị Long Châu và các em sinh viên đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn các anh, chị và các bạn Nghiên cứu sinh các Khóa 2010

và 2011 đã cùng tôi gắn bó, giúp đỡ nhau trong suốt thời gian học tập tại Khoa Cuối cùng xin được biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và những người thân đã chia sẻ, giúp đỡ và động viên tinh thần để tôi có được kết quả ngày hôm nay

NGÔ MINH DUNG

ABSTRACT

The study on nutritional characteristics and application of bioenergetic

modelling to determine the nutritional requirement of snakehead fish (Channa

striata) was conducted as a basis to formulate diets for snakehead commercial

aquaculture

The first experiment was to describe the development of histomorphology, digestive enzymes and the efficient weaning methods from trash fish to formulated diet for early stage of snakehead larval development

The experiment was conducted with two treatments: (i) Moina sp and marine

trash fish; and (ii) trash fish was replaced by formulated diet from the 17th day The results showed that after three days of hatching, larvae did food uptake well, but the digestive tract was not differentiated The gastric gland appeared on the

12th day revealing that the digestive tract was functional Proteolytic enzymes were detected at low level as early as hatching and remained constant until the

12th day, except the trypsin which was significantly increased on the 21st day Feeding trash fish treatment significantly increased enzyme activities of pepsin

and trypsin (p<0.05) in comparison with formulated diet replacement, by

contrast, α – amylase activity significantly increased with feeding formulated

The application of bioenergetic modelling for determination of protein, energy, digestive methionine and lysine requirements in snakehead was carried out in three experiments: (i) analysis of chemical composition of snakehead collected in different culture systems and growth evaluation at farm level; (ii) fasting experiment to determine energy and protein exponents and (iii) determination of the maintenance and efficiency of protein, energy, methionine, lysine utilization of snakehead Snakehead growth in body weight was predicted

by the equation: y = 0.468 BW0.391 (y: weight gain, g.day-1; BW: body weight, g) The exponents of energy metabolism were 0.82 and 0.76 for protein The requirement of digestible energy and protein for maintenance was estimated at 43.7 KJ/BW (kg)0.82/day, and 0.41 g/ BW (kg)0.76/day Digestive energy and protein utilization efficiency were 58.2% and 47.6% The requirement for digestible

methionine for maintenance was 0.015 g/BW (kg)0.76/day and lysine was 0.036 g/BW (kg)0.76/day The efficiency of methionine utilization and lysine for growth was 60% and 64% Protein digestibility requirements for snakehead fish

at 16 MJ were 42% (fish size 5 g), 36% (50 g), 34% (100 g), 32% (200 g) and 30% (500 g), and digestible FCR was 1.22 Digestible protein/digestible energy (DP/DE) of snakehead determined at fish size of 5 g and 500 g was 26.4 and 18.6, respectively

The study on the protein, energy and amino acid digestibility of raw materials for snakehead was conducted in two experiments: (i) protein ingredients (fish meal, defatted soybean meal, meat bone meal, blood meal), and (ii) Carbohydrate ingredients (rice bran, defatted rice bran, cassava meal and palm meal) The results showed that fish meal indicated the highest digestibility (85.8%), soybean meal 69.7%, blood meal 69.0% and the lowest – 52.3% in meat bone meal In the second experiment, rice bran revealed the highest digestibility (70.7%) and the worst in palm meal (66.7%)

The on-farm experiment using formulated feed based on the fish requirements was set up in hapa (2x2x3m) placed in pond with initial fish weight of 9g After five months, the weight reached 455 g and FCR was 1.27; whereas, in the control diet (using commercial feed), the weight was 399 g and FCR was 1.50

In summary, the application of bioenergetic modelling to estimate the nutritional requirement of snakehead fish was effective and useful in producing commercial feed for snakehead culture

TÓM TẮT

Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng và ứng dụng mô hình năng lượng sinh

học để xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá lóc (Channa striata) được thực hiện

nhằm làm cơ sở xây dựng công thức thức ăn cho các giai đoạn nuôi cá lóc thương phẩm

Nghiên cứu sự phát triển về hình thái, cấu trúc và chức năng, cũng như ảnh hưởng của việc chuyển đổi từ thức ăn tươi sống sang thức ăn chế biến (TĂCB) lên enzyme tiêu hóa ở cá lóc tiến hành với 2 nghiệm thức: (i) Nghiệm

thức 1 sử dụng hoàn toàn thức ăn tươi sống là Moina và cá tạp (ii) nghiệm thức

2 cá tạp được thay thế dần bằng TĂCB từ ngày 17 trở đi Kết quả vào ngày thứ

3 sau khi nở, cá bắt đầu sử dụng thức ăn ngoài, ống tiêu hóa vẫn chưa phân hóa Tuyến dạ dày xuất hiện vào ngày thứ 12 cho thấy sự hoàn thiện về chức năng của ống tiêu hóa cả về mặt hình thái và mô học Enzyme tiêu hóa protein đều được phát hiện với mức thấp ở giai đoạn mới nở và duy trì liên tục cho đến ngày

12 ngoại trừ trypsin với mức tăng ý nghĩa ở ngày thứ 21 Đối với cá ăn thức ăn

cá tạp hoạt tính enzyme pepsin và trypsin cao, trong khi đó cá ăn TĂCB cho hàm lượng α – amylase cao hơn

Nghiên cứu phương pháp thu phân thích hợp áp dụng cho nghiên cứu độ

tiêu hóa ở cá lóc được thực hiện 2 thí nghiệm về (i) xác định thời điểm thu phân

bằng phương pháp lắng với nhịp thu phân mỗi 2 giờ một lần, bắt đầu thu phân tại thời điểm 2 giờ sau khi cho cá ăn và thu liên tục trong 24 giờ Kết quả đã xác

định thời điểm thu phân hiệu quả ở cá lóc là 8 giờ sau khi cho cá ăn; (ii) xác

định phương pháp thu phân thích hợp được so sánh với 3 phương pháp khác nhau là phương pháp lắng, mổ và vuốt Kết quả đã xác định thu phân bằng phương pháp lắng thích hợp nhất cho đối tượng cá lóc để xác định độ tiêu hóa, trong khi đó phương pháp mổ và vuốt thì không phù hợp để áp dụng thu phân Ứng dụng mô hình năng lượng sinh học nhằm xác định nhu cầu protein, năng lượng, methionine, lysine tiêu hóa ở cá lóc được thực hiện với 3 thí nghiệm: (i) Thu mẫu tăng trưởng và thành phần hóa học của cá lóc trong các hệ thống nuôi, (ii), thí nghiệm bỏ đói nhằm xác định số mũ trao đổi năng lượng và protein, (iii) thí nghiệm xác định nhu cầu duy trì và hiệu quả sử dụng protein, năng lượng, methionine, lysine tiêu hóa của cá lóc Kết quả cho thấy tăng trưởng tuyệt đối theo khối lượng của cá lóc được xác định bởi phương trình: y=0,468*BW(g)^0,391 (trong đó y = tăng trưởng tuyệt đối–g/ngày, BW = khối lượng cá–g) Số mũ trao đổi năng lượng ở cá lóc là 0,82 và protein là 0,76 Nhu cầu năng lượng tiêu hóa cho duy trì ở cá lóc là 43,7 KJ/khối lượng cá (kg)0,82/ngày, protein là 0,41 g/ khối lượng cá (kg)0,76/ngày Hiệu quả sử dụng năng lượng tiêu hóa là 47,6%, và protein tiêu hóa là 58,2% Nhu cầu methionine

duy trì của cá lóc là 0,015 g/ khối lượng cá (kg)0,76/ngày, lysine là 0,036 g/ khối lượng cá (kg)0,76/ngày Hiệu quả sử dụng methionine tiêu hóa là 60% và lysine tiêu hóa là 64%

Nhu cầu protein tiêu hóa ở cá lóc với mức năng lượng là 16 MJ lần lượt là 42% (cá 5 g), 36% (50 g), 34% (100 g), 32% (200 g) và 30% (cá 500 g), FCR tiêu hóa ước tính là 1,22 Tỉ lệ protein tiêu hóa/ năng lượng tiêu hóa (DP/DE) của cá lóc được xác định với các kích cỡ cá 5 g đến 500 g trong nuôi thương phẩm lần lượt là 26,4 và 18,6

Nghiên cứu xác định khả năng tiêu hóa protein, năng lượng, acid amin của nguyên liệu được thực hiện với 2 thí nghiệm: (i) nhóm cung cấp protein (bột cá, bột đậu nành ly trích dầu, bột thịt xương, bột huyết); (ii) nhóm cung cấp carbohydrate (cám gạo, cám ly trích dầu, cám mì, bột khoai mì lát, bột cọ) Kết quả cho thấy đối với nhóm protein, bột cá được cá lóc tiêu hóa tốt nhất (85,8%),

kế đến bột đậu nành ly trích dầu (69,7%), bột huyết (69,0%) và bột thịt xương (52,3%) Trong nhóm cung cấp carbohydrat cám gạo được tiêu hóa tốt nhất (70,7%) và kém nhất là bột cọ (66,7%)

Thí nghiệm nuôi thực nghiệm từ công thức thức ăn được phát triển dựa vào nhu cầu của cá được thực hiện trong vèo (2x2x3 m) đặt trong ao, sau năm tháng nuôi cá đạt khối lượng 455 g, FCR là 1,27, trong khi nghiệm thức đối chứng (thức ăn công nghiệp) cá đạt 399 g, FCR là 1,50

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy ứng dụng mô hình năng lượng sinh học

để ước tính nhu cầu dinh dưỡng của cá lóc là có hiệu quả và làm cơ sở tốt cho việc phát triển thức ăn cho nuôi cá lóc thương phẩm

MỤC LỤC

LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ i

LỜI CẢM TẠ ii

ABSTRACT iii

TÓM TẮT v

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH BẢNG xii

DANH SÁCH HÌNH xiv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xvi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Đặc điểm sinh học của cá lóc 4

2.1.1 Phân loại 4

2.1.2 Đặc điểm phân bố 4

2.1.3 Đặc điểm sinh trưởng 5

2.1.4 Đặc điểm sinh sản 5

2.1.5 Đặc điểm dinh dưỡng 5

2.2 Nghiên cứu sử dụng thức ăn chế biến nuôi cá lóc 6

2.3 Tình hình nuôi cá lóc thương phẩm ở Đồng bằng sông Cửu Long 8

2.4 Sự phát triển ống tiêu hóa của cá 9

2.5 Enzyme và sự phát triển enzyme 12

2.5.1 Enzyme 12

2.5.2 Enzyme tiêu hóa 12

2.5.3 Sự phát triển enzyme tiêu hóa ở cá 14

2.6 Phương pháp xác định độ tiêu hóa thức ăn 15

2.7 Nhu cầu dinh dưỡng của động vật thủy sản 17

2.7.1 Nhu cầu protein 17

2.7.2 Nhu cầu acid amin 20

2.7.3 Nhu cầu năng lượng 22

2.8 Ứng dụng mô hình năng lượng sinh học trong xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá 28

2.8.1 Các phương pháp xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá 28

2.8.2 Cách xác định một số nhân tố trong mô hình năng lượng sinh học 32

2.8.2.1 Tốc độ tăng trọng của cá 32

2.8.2.2 Nhu cầu trao đổi chất cơ sở 33

2.8.2.2 Nhu cầu protein, năng lượng duy trì 33

2.8.2.3 Hiệu quả sử dụng protein, năng lượng 34

2.8.3 Ứng dụng của mô hình năng lượng sinh học để xác định nhu cầu dinh dưỡng 35

2.9 Một số nguồn nguyên liệu phổ biến sử dụng trong chế biến thức ăn cá 38 2.9.1 Nguồn nguyên liệu protein 38

2.9.2 Nguồn nguyên liệu carbohydrate 43

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46

3.1 Đối tượng nghiên cứu 46

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 46

3.3 Phương pháp nghiên cứu 46

3.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm phát triển ống tiêu hóa của cá lóc giai đoạn bột đến 35 ngày tuổi khi sử dụng thức ăn chế biến 49

3.3.1.1 Nguồn cá lóc thí nghiệm 49

3.3.1.2 Thức ăn sử dụng trong thí nghiệm 49

3.3.1.3 Bố trí thí nghiệm 50

3.3.2 Nội dung 2: Xác định phương pháp thu phân thích hợp đánh giá độ tiêu hóa của cá lóc 52

3.3.2.1 Nguồn cá lóc thí nghiệm 52

3.3.2.2 Thức ăn thí nghiệm và hệ thống bể thí nghiệm 52

3.3.2.3 Bố trí thí nghiệm 53

3.3.3 Nội dung 3: Ứng dụng mô hình năng lượng sinh học xác định nhu cầu protein, năng lượng và acid amin của cá lóc 56

3.3.3.1 Khảo sát đặc điểm sinh trưởng và thành phần hóa học cá lóc nuôi thương phẩm 56

3.3.3.2 Thí nghiệm 4: Xác định protein và năng lượng tiêu hao ở cá lóc 57 3.3.3.3 Thí nghiệm 5: Khả năng tiêu hóa thức ăn và các dưỡng chất trong thức ăn của cá lóc 58

3.3.3.4 Thí nghiệm 6: Xác định nhu cầu duy trì và hiệu quả sử dụng protein, năng lượng và acid amin tiêu hóa của cá lóc 60

3.3.4 Nội dung 4: Khả năng tiêu hóa của cá lóc đối với một số nguyên liệu phổ biến làm thức ăn 62

3.3.4.1 Thí nghiệm 7: Khả năng tiêu hóa một số nguyên liệu protein 62

3.3.4.2 Thí nghiệm 8: Khả năng tiêu hóa một số nguồn nguyên liệu carbohydrate 64

3.3.5 Nội dung 5: Xây dựng công thức thức ăn nuôi cá lóc thương phẩm 66

3.3.6 Nuôi thử nghiệm 67

3.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu 68

3.4.1 Phương pháp xác định một số yếu tố môi trường 68

3.4.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh học 68

3.4.3 Phương pháp xác định các chỉ tiêu về độ tiêu hóa 69

3.4.5 Phương pháp xác định chỉ tiêu hóa học 69

3.6 Phương pháp xử lý số liệu 70

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 71

4.1 Đặc điểm phát triển ống tiêu hóa của cá lóc từ giai đoạn bột đến 35 ngày tuổi khi sử dụng thức ăn chế biến 71

4.1.1 Sự phát triển của cá bột 71

4.1.1.1 Kích thước và khối lượng 71

4.1.1.2 Sự phát triển hình thái 73

4.1.2 Cấu trúc ống tiêu hóa của cá lóc 75

4.1.2.1 Khoang miệng 75

4.1.2.2 Thực quản 76

4.1.2.3 Dạ dày 76

4.1.2.4 Ruột 79

4.1.3 Hoạt tính của enzyme 81

4.1.3.1 Hoạt tính của nhóm enzyme phân giải protein 82

4.1.3.2 Hoạt tính enzyme amylase 85

4.1.4 Mối liên hệ giữa hàm lượng enzyme và sự phát triển ống tiêu hóa 86 4.2 Phương pháp xác định độ tiêu hóa của cá lóc 88

4.2.1 Thời điểm thu phân 88

4.2.2 Phương pháp thu phân thích hợp 89

4.3 Ứng dụng mô hình năng lượng sinh học xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá lóc 91

4.3.1 Khảo sát đặc điểm sinh trưởng và thành phần hóa học cá lóc nuôi thương phẩm 91

4.3.1.1 Sinh trưởng của cá lóc nuôi thương phẩm 91

4.3.1.2 Thành phần hóa học của cá lóc nuôi thương phẩm 93

4.3.2 Protein, năng lượng và acid amin tiêu hao 95

4.3.2.1 Tỉ lệ sống và khối lượng cá trước và sau quá trình bỏ đói 95

4.3.2.2 Thành phần hóa học của cá lóc trước và sau quá trình bỏ đói 96 4.3.2.3 Protein tiêu hao sau 28 ngày bỏ đói 99

4.3.2.4 Năng lượng tiêu hao sau 28 ngày bỏ đói 100

4.3.3 Khả năng tiêu hóa thức ăn và các dưỡng chất trong thức ăn của cá lóc 102 4.3.4 Hiệu quả sử dụng protein, năng lượng và acid amin của cá lóc 104 4.3.4.1 Tỷ lệ sống 104

4.3.4.2 Tăng trưởng của cá lóc ở các mức cho ăn khác nhau 105

4.3.4.3 Thành phần hóa học của cá lóc 106

4.3.4.4 Hiệu quả sử dụng protein của cá lóc 108

4.3.4.5 Hiệu quả sử dụng năng lượng của cá lóc 110

4.3.4.5 Hiệu quả sử dụng acid amin của cá lóc 112

4.3.5 Xác định nhu cầu protein, năng lượng, methionine, lysine tiêu hóa của cá lóc 115

4.4 Khả năng tiêu hóa một số nguyên liệu phổ biến 122

4.4.1 Khả năng tiêu hóa một số nguyên liệu protein 122

4.4.1.1 Độ tiêu hóa thức ăn thí nghiệm 122

4.4.1.2 Độ tiêu hóa của nguyên liệu protein 124

4.4.2 Khả năng tiêu hóa một số nguyên liệu carbohydrate 127

4.4.2.1 Độ tiêu hóa thức ăn thí nghiệm 127

4.3.2.2 Độ tiêu hóa của nguyên liệu carbohydrate 129

4.5 Xây dựng công thức thức ăn cho cá lóc từng giai đoạn 130

4.6 Nuôi thử nghiệm thức ăn cá lóc 131

4.6.1 Điều kiện chất lượng môi trường nước ao nuôi thực nghiệm 131

4.6.2 Tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá lóc sau 5 tháng nuôi thực nghiệm 132

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 134

5.1 Kết luận 134

5.2 Kiến nghị 134

DANH MỤC TỔNG HỢP CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG

BỐ 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 PHỤ LỤC 158

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Enzyme, vị trí tiết và sản phẩm tiêu hóa của cá 13

Bảng 2.2: Giá trị pH tối ưu của pepsin ở các loài cá 13

Bảng 2.3: Nhu cầu acid amin đối với một số loài cá 21

Bảng 2.4: Nhu cầu về năng lượng, protein và khẩu phần ăn của một số loài cá được xác định trên mô hình năng lượng sinh học 36

Bảng 2.5: Tỷ lệ bột cá sử dụng trong thức ăn thủy sản 39

Bảng 2.6: Thành phần hóa học của một số lọai bột cá thành phẩm 39

Bảng 2.7: Thành phần dinh dưỡng của lúa mì và các phụ phẩm (%) 44

Bảng 3.1: Xuất xứ nguyên liệu sử dụng làm thức ăn trong các thí nghiệm 48

Bảng 3.2: Thành phần nguyên liệu của TĂCB 49

Bảng 3.3: Thành phần dinh dưỡng của các loại thức ăn sử dụng trong thí nghiệm 49

Bảng 3.4: Phương thức cho ăn của các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 50

Bảng 3.5: Công thức thức ăn và thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm 52 Bảng 3.6: Thời điểm thu phân 54

Bảng 3.7: Thành phần nguyên liệu của thức ăn thí nghiệm 5 59

Bảng 3.6: Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm 5 59

Bảng 3.7: Thành phần hóa học của nguyên liệu thí nghiệm 6 62

Bảng 3.8: Thành phần nguyên liệu của thức ăn thí nghiệm 6 63

Bảng 3.9: Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm 6 63

Bảng 3.10: Thành phần hóa học của nguyên liệu thí nghiệm 7 65

Bảng 3.11: Thành phần nguyên liệu của thức ăn thí nghiệm 7 65

Bảng 3.12: Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm 7 66

Bảng 3.13: Loại thức ăn và hàm lượng protein (%) sử dụng trong thời gian nuôi 67

Bảng 4.1: Chiều dài trung bình của cá lóc từ giai đoạn bột đến 35 ngày tuổi 71 Bảng 4.2: So sánh chiều dài và khối lượng cá lóc của hai nghiệm thức 73

Bảng 4.3: Hoạt tính enzyme pepsin (mU/mg protein) trên cá lóc giai đoạn 1-35 ngày tuổi 82

Bảng 4.4: Hoạt tính enzyme trypsin (mU/mg protein) trên cá lóc từ 1 đến 35 ngày tuổi 83

Bảng 4.5: Hoạt tính enzyme chymotrypsin (mU/mg protein) trên cá lóc thí nghiệm 85

Bảng 4.6: Hoạt tính enzyme α-amylase (mU/mg protein) trên cá lóc giai đoạn 1-35 ngày tuổi 86

Bảng 4.7: Độ tiêu hóa thức ăn ở cá lóc với 3 phương pháp thu phân khác nhau

90

Bảng 4.8 : Khối lượng và tỉ lệ sống của cá trước và sau thí nghiệm 95

Bảng 4.9: Thành phần hóa học của cá lóc trước và sau 28 ngày bỏ đói (tính theo khối lượng tươi của cá) 97 Bảng 4.10: Độ tiêu hóa thức ăn và dưỡng chất của thức ăn thí nghiệm 102 Bảng 4.11: Tỷ lệ sống, tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá lóc ở các mức cho ăn khác nhau 105 Bảng 4.12: Thành phần hóa học của cá lóc khi cho ăn với các mức khác nhau (tính theo khối lượng tươi của cá) 107 Bảng 4.12: Nhu cầu protein và năng lượng của cá lóc dựa trên sự tiêu hóa protein, năng lượng và acid amin trong thức ăn 117 Bảng 4.13: Độ tiêu hóa vật chất khô, protein, lipid và năng lượng của thức ăn 122 Bảng 4.14: Độ tiêu hóa của nguyên liệu protein 124 Bảng 4.15: Độ tiêu hóa vật chất khô, protein, lipid và năng lượng của thức ăn 127 Bảng 4.16: Độ tiêu hóa vật chất khô, protein, lipid và năng lượng của nguyên liệu 129 Bảng 4.17: Thành phần dinh dưỡng trong thức ăn cho cá lóc dựa trên độ tiêu hóa protein, năng lượng, methinine, lysine mức năng lượng 16MJ/kg thức ăn 130 Bảng 4.18: Công thức thức ăn nuôi cá lóc từng giai đoạn 131 Bảng 4.19: Tỉ lệ sống, tăng trưởng và hiệu quả sử dụng của cá lóc sau 5 tháng nuôi với 2 loại thức ăn 132

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Hình thái cá lóc (Channa striata) 4

Hình 2.2: Sơ đồ chuyển hóa năng lượng trong cơ thể động vật thủy sản 24

Hình 2.3: Sơ đồ tóm tắt quy trình ứng dụng mô hình tăng trưởng đa nhân tố xác định thành phần thức ăn của cá 32

Hình 2.4: Tương quan giữa tốc độ tăng trường và khối lượng cá 32

Hình 2.5: Nhu cầu duy trì và trao đổi chất cơ sở của cá (NRC, 2011) 34

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng và xây dựng công thức thức ăn cho cá lóc (Channa striata) 47

Hình 3.1: Hệ thống bể thí nghiệm thu phân (phương pháp thu phân lắng) 54

Hình 3.2: Phương pháp thu phân vuốt 55

Hình 3.3: Phương pháp thu phân mổ (thu phân từ ruột cá) 55

Hình 3.4: Bố trí thí nghiệm 4 57

Hình 3.5: Hệ thống thí nghiệm cho cá ăn các mức khác nhau 61

Hình 4.1: Tăng trưởng về chiều dài và khối lượng của cá lóc từ 1 đến 35 ngày tuổi 72

Hình 4.2: Sự phát triển hình thái của cá lóc (Channa striata) 74

Hình 4.3: Mặt cắt dọc của cá lóc một ngày tuổi (HE, 10x20) 75

Hình 4.4: Mặt cắt dọc khoang miệng của cá lóc ở ngày tuổi thứ 7 (HE, 10x20) 76

Hình 4.5: Mặt cắt dọc của thực quản ở cá lóc 7 ngày tuổi (HE, 10x40) 76

Hình 4.6: Mặt cắt dọc dạ dày cá lóc ngày tuổi thứ 3 (HE, 10x10) 77

Hình 4.7: Mặt cắt dọc dạ dày cá ở ngày thứ 12 (HE, 10x10) 77

Hình 4.8: Mặt cắt dọc dạ dày cá ở ngày thứ 18 (HE, 10x40) 78

Hình 4.9: Mặt cắt dọc dạ dày cá lóc ở ngày tuổi 12 (HE, 10x40) 78

Hình 4.10: Mặt cắt dọc dạ dày cá lóc ở ngày tuổi 30 (HE, 10x40) 79

Hình 4.11: Ruột cá lóc ở giai đoạn 7 ngày tuổi (HE; 10x10) 79

Hình 4.12: Ruột cá lóc ở giai đoạn 3 ngày tuổi (HE; 10x40) 80

Hình 4.13: Mặt cắt ngang của ruột cá lóc ngày thứ 18 (HE, 10x10) 80

Hình 4.14 Khối lượng phân và độ tiêu hóa thức ăn của cá lóc tại các thời điểm khác nhau 89

Hình 4.15: Mối tương quan giữa khối lượng cá và tăng trưởng tuyệt đối của cá lóc 91

Hình 4.16: Mối tương quan giữa thành phần hóa học và khối lượng cá 93

Hình 4.17: Mối tương quan giữa hàm lượng acid amin và khối lượng cá 94

Hình 4.18: Tương quan giữa protein tiêu hao và khối lượng cá lóc 99

Hình 4.19: Tương quan giữa năng lượng tiêu hao và khối lượng cá lóc 100

Hình 4.20: Tỷ lệ sống của cá lóc sau 28 ngày thí nghiệm 104

Hình 4.21: Tương quan giữa protein tiêu hoá và protein tăng trưởng của cá lóc

Hình 4.25: Tăng trưởng của cá lóc sau 5 tháng nuôi thử nghiệm với

2 loại thức ăn khác nhau (TA-A và TA-B) 132

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AB: Chiều dài hàm trên

ADC: Apparent digestibility coefficient (Độ tiêu hóa)

CMC: Carboxylmethyl Cellulose (Chất kết dính)

DAH: Day after hatching (Ngày sau khi nở)

DE: Digestibility Energy (Năng lượng tiêu hoá)

DP: Digestibility Protein (Protein tiêu hoá)

DWG: Daily Weight Gain (Tăng trưởng tuyệt đối trên ngày)

đ: Đồng

ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

FAO: Tổ chức nông lương thế giới

FCR: Feed Conversion Ratio (Hệ số thức ăn)

FI: Feed Intake (Lượng thức ăn ăn vào)

LG: Chiều dài ruột

NFE: Nitrogen free extract (Dẫn xuất không đạm)

NT: Nghiệm thức

PER: Protein Efficiency Ratio (Hiệu quả sử dụng protein)

PUFA: Poly Unsaturated Fatty Acids (A-xít béo không no cao phân tử) RGL: Raletive Gut Length (Tương quan chiều dài thân và chiều dài ruột) SGR: Specific Growth Rate (Tăng trưởng tương đối trên ngày)

TĂCB: Thức ăn chế biến

TĂTS: Thức ăn tươi sống

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu

Trong sản xuất thủy sản, thức ăn luôn đóng vai trò rất quan trọng vì chi phí thức ăn chiếm 60-70% chi phí sản xuất Bên cạnh vấn đề chi phí, chất lượng thức ăn còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khỏe và môi trường nuôi

Để làm cơ sở cho việc xây dựng công thức thức ăn cho thủy sản, phù hợp với đối tượng nuôi thì việc xác định nhu cầu dinh dưỡng, đặc điểm dinh dưỡng của thức ăn là rất cần thiết

Phương pháp xác định nhu cầu dinh dưỡng của động vật thủy sản thường được thực hiện ở một giai đoạn và chỉ thực hiện nghiên cứu trên một thông số

cụ thể như xác định nhu cầu dinh dưỡng cho tăng trưởng, tỉ lệ sống hoặc sinh sản Nhu cầu dinh dưỡng sẽ được định lượng dựa trên khả năng đáp ứng tối ưu của đối tượng (về tăng trưởng, tỉ lệ sống hoặc sinh sản, ) đối với các khẩu phần ăn có chứa các mức dinh dưỡng khác nhau (Lupatsch, 2003), mối liên hệ

sẽ được xác định bằng các mô hình đường thẳng, đường gẫy khúc (Broken-Line model), phương trình mũ (Exponenal model)… Vì vậy khi muốn xác định nhu cầu dinh dưỡng ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của đối tượng sẽ mất nhiều thời gian nghiên cứu

Mô hình năng lượng sinh học là mô hình hiệu quả được sử dụng để dự đoán tăng trưởng, tỷ lệ cho ăn, FCR và sản phẩm thải của cá với các thành phần dinh dưỡng của thức ăn và điều kiện nuôi khác nhau (Cho and Bureau, 1998;

Lupatsch and Kissil, 2005; Lupatsch et al., 2001a, 2003; Azevedo et al., 1998)

Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước đã áp dụng những kỹ thuật, phương pháp nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa thức ăn cho động vật thủy sản Hiện nay, ứng dụng mô hình năng lượng sinh học để xác định nhu cầu dinh dưỡng của loài cá đã được sử dụng phổ biến (NRC, 2011) Một số loài cá đã được các tác giả áp dụng mô hình này trong việc xác định nhu cầu dinh dưỡng như cá tráp

(Sparus aurata), cá vược Châu Âu (Dicentrarchus labrax) và cá mú trắng (Epinephelus aeneus) (Lupatsch et al., 2003; Lupatsch et al., 2010); cá cam (Seriola lalandi) (Mark et al., 2010); cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) (Glencross et al., 2010) và cá rô phi (Oreochromis niloticus) (Trung et al., 2011), cá kèo (Pseudapocryptes elongatus) (Trần Thị Bé, 2016) Mô hình năng

lượng sinh học với ưu điểm là xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá trong suốt chu kỳ nuôi thương phẩm, giúp tiết kiệm được thời gian và chi phí nghiên cứu Đặc biệt phương pháp này xác định nhu cầu dựa trên độ tiêu hóa các dưỡng chất trong thức ăn Ưu điểm của phương pháp này đã được ứng dụng để xác định

nhu cầu dinh dưỡng cho một số loài cá có giá trị kinh tế trên thế giới nói chung

và Việt Nam nói riêng

Cá lóc (Channa striata) là đối tượng nuôi phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu

Long (ĐBSCL) bởi chất lượng thịt ngon và giá cả hợp lý Mô hình nuôi cá lóc

đa dạng như nuôi ao, nuôi lồng, nuôi vèo, nuôi trong bể lót bạt (Lê Xuân Sinh

và Đỗ Minh Chung, 2010) Số liệu thống kê năm 2017 từ Chi cục Thủy sản của

5 tỉnh nuôi cá lóc chủ yếu ở ĐBSCL gồm An Giang, Đồng Tháp, Trà Vinh, Vĩnh Long và Cần Thơ cho thấy diện tích chủ yếu nuôi trong ao đất và sản lượng

cá lóc nuôi tăng mạnh trong thập niên 2006-2016 từ 132,2 ha tăng lên 552,9 ha

và từ 15,9 ngàn tấn tăng lên 85,6 ngàn tấn, điều này dẫn đến nhu cầu về sản lượng thức ăn công nghiệp cho cá lóc tăng theo từ 22,3 ngàn tấn tăng lên 119,9 ngàn tấn trong cùng thời gian Chi phí thức ăn cũng chiếm tỉ trọng lớn nhất trong tổng cơ cấu chi phí nuôi cá lóc, lên tới 88,4% năm 2015 (Ngô Thị Minh Thúy

và Trương Đông Lộc (2015), trên 81% ở mô hình nuôi cá lóc trong ao đất

(Huỳnh Văn Hiền và ctv, 2018)

Cá lóc là loài cá dữ, ăn động vật nên các nghiên cứu về sử dụng thức ăn chế biến trong nuôi cá lóc cũng được quan tâm nhằm tìm ra loại thức ăn chế biến phù hợp với đặc tính của loài, mang lại hiệu quả cao, chủ động được mùa

vụ và giảm ô nhiễm môi trường Một vài nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng của

cá lóc đã được thực hiện, chủ yếu trên giai đoạn cá bột và cá giống như nghiên cứu về nhu cầu protein, lipid của Mohanty and Samantaray (1996, 1997); tỉ lệ

protein/lipid (Aliyu-Paiko et al.,2010) hay khả năng sử dụng một nguồn protein thực vật thay thế cho bột cá (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2014) Tuy nhiên các

nghiên cứu còn ít và chưa hoàn chỉnh nhu cầu dinh dưỡng cho một chu kỳ nuôi,

vì vậy việc áp dụng áp dụng mô hình hóa để xác định nhu cầu dinh dưỡng cho

cá lóc làm cơ sở xây dựng công thức thức ăn phù hợp cho từng giai đoạn phát triển của cá lóc là cần thiết, góp phần hoàn thiện quy trình nuôi đối tượng này

Xuất phát từ tình hình thực tế trên “Ứng dụng mô hình hóa xác định nhu cầu

năng lượng và protein để phát triển thức ăn cho cá lóc (Channa striata)”

được thực hiện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định nhu cầu dinh dưỡng (năng lượng, protein, acid amin) của cá lóc

(Channa striata) và khả năng tiêu hóa một số nguồn nguyện liệu phổ biến nhằm

làm cơ sở xây dựng công thức thức ăn cho các giai đoạn nuôi cá lóc thương phẩm

1.3 Nội dung nghiên cứu

1) Nghiên cứu đặc điểm phát triển ống tiêu hóa của cá lóc giai đoạn bột đến

35 ngày tuổi khi sử dụng thức ăn chế biến

2) Xác định thời điểm thu phân và phương pháp thu phân thích hợp để xác định độ tiêu hóa thức ăn của cá lóc

3) Ứng dụng mô hình năng lượng sinh học xác định nhu cầu dinh dưỡng của cá lóc bao gồm nhu cầu protein, năng lượng; methionine, lysine 4) Đánh giá khả năng tiêu hóa một số nguồn nguyên liệu phổ biến làm thức

ăn cho cá

5) Xây dựng công thức thức ăn nuôi cá lóc thương phẩm dựa trên kết quả nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng cho từng giai đoạn

6) Nuôi thử nghiệm nhằm đánh giá hiệu quả của thức ăn nghiên cứu

1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cung cấp dẫn liệu khoa học về đặc điểm phát triển ống tiêu hóa, phương pháp xác định độ tiêu hóa, khả năng tiêu hóa một số nguồn nguyên liệu phổ biến cung cấp protein và carbohydrate Cung cấp dẫn liệu khoa học về nhu cầu dinh dưỡng của cá lóc bao gồm nhu cầu protein và năng lượng, hiệu quả sử dụng thức ăn, từ đó xây dựng được nhu cầu dinh dưỡng cho các giai đoạn nuôi cá lóc Kết quả nghiên cứu chính là cơ sở cần thiết cho các nhà sản xuất lựa chọn nguồn nguyên liệu phù hợp để phát triển công thức thức ăn cho

cá lóc hiệu quả Người nuôi lựa chọn thức ăn phù hợp với các mức năng lượng, protein và xác định tỷ lệ cho ăn hợp lý trong từng giai đoạn nuôi cá lóc thương phẩm

1.5 Điểm mới của luận án

Xác định được sự biến đổi về enzyme tiêu hóa khi cá chuyển từ thức ăn tươi sống sang thức ăn chế biến cho thấy khả năng sử dụng thức ăn chế biến của

cá lóc

Xác định được thời điểm thu phân và phương pháp thu phân thích hợp, làm cơ sở cho việc xác định độ tiêu hóa thức ăn và nguyên liệu đối với cá lóc Ứng dụng mô hình năng lượng sinh học để xác định nhu cầu năng lượng, protein và acid amin cho từng giai đoạn phát triển của cá lóc

Phát triển công thức thức ăn phù hợp để nuôi cá lóc thương phẩm cho từng giai đoạn khác nhau

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm sinh học của cá lóc

2.1.1 Phân loại

Kết quả nghiên cứu hình thái học hiện nay đã công bố có 30 loài cá lóc họ

Channidae, bao gồm 2 giống Channa và Parachanna, phân bố chủ yếu ở Châu

Á (27 loài) và Châu Phi (3 loài) (http://fishbase.org) Trong đó cá lóc (Channa

striata) được phân loại như sau:

Lớp: Osteichthyes

Bộ: Perciformes

Họ: Channidae

Giống: Channa

Loài: Channa striata (Block 1973)

Hình 2.1: Hình thái cá lóc (Channa striata)

có thể chịu đựng được ở nhiệt độ trên 30oC Cá thích ở nơi có rong đuôi chó, cỏ, đám bèo, vì ở nơi đây cá dễ ẩn mình rình mồi Vào mùa hè cá thường hoạt động

và bắt mồi ở tầng nước mặt Mùa đông cá hoạt động ở tầng nước sâu hơn (Dương Nhựt Long, 2004)

2.1.3 Đặc điểm sinh trưởng

Cá lóc có tốc độ sinh trưởng tương đối cao, giai đoạn còn nhỏ cá tăng chủ yếu về chiều dài Cá lóc càng lớn sự tăng trọng lượng càng nhanh Trong tự nhiên sức lớn của cá phụ thuộc vào thức ăn có sẵn trong thủy vực, do vậy tỉ lệ sống của cá trong tự nhiên khá thấp Trong điều kiện nuôi có thức ăn và chăm sóc tốt cá lóc có thể lớn từ 0,8-1 kg/con sau 5-6 tháng nuôi, đạt tỉ lệ sống cao và

ổn định Khi nhiệt độ trên 20oC cá lóc sinh trưởng nhanh, dưới 15oC cá lóc sinh trưởng chậm (Dương Nhựt Long, 2004)

2.1.4 Đặc điểm sinh sản

Cá lóc 1-2 tuổi bắt đầu đẻ trứng, mùa vụ sinh sản từ tháng 4-8, tập trung vào tháng 4-5 Cá thường đẻ vào lúc sáng sớm sau những trận mưa rào một hai ngày nơi yên tĩnh có nhiều thực vật thủy sinh Ở nhiệt độ 25-35oC sau 3 ngày trứng nở thành cá bột, khoảng 3 ngày sau cá tiêu hết noãn hoàng và bắt đầu ăn được thức ăn tự nhiên bên ngoài (Dương Nhựt Long, 2004)

2.1.5 Đặc điểm dinh dưỡng

Cá lóc là loài cá dữ, thân tròn dài Lược mang dạng hình núm Thực quản ngắn, vách dầy, bên trong thực quản có nhiều nếp nhăn Dạ dày to hình chữ

Y Đ â y là loài cá dữ, ăn động vật điển hình Quan sát ống tiêu hóa của cá

l ó c cho thấy cá chiếm 63,01%, tép 35,94%, ếch nhái 1,03% và 0,02% là bọ gạo, côn trùng và mùn bã hữu cơ (Dương Nhựt Long, 2004) Theo các nghiên cứu trước đây, cá lóc có sự lựa chọn thức ăn khác nhau ở từng giai đoạn phát triển, thức ăn của cá thay đổi khi kích cỡ cá tăng Cá mới nở còn sử dụng dinh dưỡng từ khối noãn hoàng Từ ngày thứ 4-5, khi noãn hoàng hết, cá bắt đầu ăn thức ăn bên ngoài Lúc này cá bột ăn được các loài động vật phù du vừa cỡ miệng chúng như luân trùng, trứng nước Khi cá dài cỡ 5-6 cm chúng đã có thể rượt bắt các loài tép và cá có kích cỡ nhỏ hơn chúng Khi cơ thể đạt chiều dài trên 10 cm, cá đã có tập tính ăn như cá trưởng thành (Phạm Văn Khánh, 2003) Theo Qin and Fast (1997), cá bột cá lóc có chiều dài 6-7 mm, độ mở của miệng

là 0,55 mm sẽ chọn thức ăn là ấu trùng Artermia và không ăn TĂCB, khi cá đạt

chiều dài 15-20 mm thì nhóm giáp xác râu ngành và giáp xác chân chèo chiếm 96% lượng thức ăn Cá dài 30-40 mm thức ăn là động vật nổi giảm đáng kể và tăng thức ăn là động vật đáy Cá có thể sử dụng TĂCB khi chiều dài thân 12 mm

và cỡ miệng rộng đến 1 mm

Ở cá lóc, tập tính ăn lẫn nhau là khá phổ biến trong quá trình ương nuôi, đây chính là một trong nhiều nguyên nhân làm giảm tỷ lệ sống trong nuôi cá lóc Sự khác biệt về kích thước cũng là một trong những nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng ăn nhau, càng khác nhau về kích cỡ thì tỉ lệ ăn nhau càng tăng

(Hecht and Pienaar, 1993; Quin and Fast, 1996, 1997) Cá lóc có tỉ lệ ăn nhau là 100% khi tỉ lệ chiều dài của cá nhỏ so với cá lớn là 0,35, tỉ lệ ăn nhau sẽ giảm tới 43% khi tỉ lệ chiều dài của cá nhỏ so với cá lớn tăng đến 0,64 Việc cho ăn cũng làm giảm sự ăn lẫn nhau, nếu không cho ăn thì cá lóc ăn nhau là 83% nhưng sẽ giảm đến 43% khi cho ăn với tỉ lệ 15% khối lượng thân, có thể giảm bớt ăn lẫn nhau bằng nhiều cách như phân cỡ và cho ăn theo nhu cầu (Quin and Fast, 1996)

2.2 Nghiên cứu sử dụng thức ăn chế biến nuôi cá lóc

Cá lóc là loài ăn động vật nên các nghiên cứu về sử dụng TĂCB trong nuôi

cá lóc cũng được quan tâm nhằm tìm ra loại TĂCB phù hợp với đặc tính của loài, mang lại hiệu quả cao, chủ động được mùa vụ và giảm ô nhiễm môi trường Việc cho cá lóc sử dụng TĂCB ngay từ giai đoạn bột cũng đã được nhiều tác giả nghiên cứu Tuy nhiên, theo một số tác giả, trong những ngày đầu ăn ngoài,

cá bột không có đủ men để tiêu hoá TĂCB nên các men bên ngoài được cung cấp từ thức ăn tự nhiên là cần thiết để giúp cho quá trình tiêu hoá ở giai đoạn này được dễ dàng hơn bởi vì TĂCB không chứa hệ men tự phân huỷ nên rất

khó được tiêu hoá (Munilla-Marán et al., 1990, Walford and Lam, 1993) Cá

lóc bột cho ăn hoàn toàn bằng TĂCB trong những ngày đầu ăn ngoài đã chết

100% sau khoảng 2 tuần thí nghiệm (Quin et al., 1997 ; Bui et al., 2004) Do

vậy, trong quá trình chuyển đổi từ thức ăn tự nhiên sang TĂCB, một vài nghiên cứu cho thấy khi sử dụng kết hợp TĂCB với thức ăn tự nhiên với mức độ thay thế dần dần thì hiệu quả sẽ tốt hơn là thay thế hoàn toàn bằng TĂCB ngay từ ban đầu Sinh trưởng và tỉ lệ sống của cá cũng được cải thiện hơn khi kết hợp 2

loại thức ăn này so với chỉ sử dụng TĂCB Qin et al (1997) thử nghiệm trên cá lóc bột (0,2 g) cho thấy việc sử dụng kết hợp TĂCB và Artermia sống cho tỉ lệ

sống cao nhất (82%) Nhóm tác giả này cũng chứng minh rằng có thể tập cho

cá ăn TĂCB theo phương pháp sau: (i) Cho cá ăn ấu trùng Artermia có bổ sung TĂCB trong 30 ngày, sau đó loại bỏ dần ấu trùng Artermia trong giai đoạn 7-

10 ngày; (ii) Chỉ cho cá ăn ấu trùng Artermia sống trong 30 ngày, 7-10 ngày tiếp theo cho ăn kết hợp giữa Artermia sống với TĂCB và sau cùng chuyển hoàn toàn sang TĂCB Trên cùng đối tượng cá lóc (Channa striata) bột, nghiên

cứu phương thức thay thế TĂCB trong ương cá lóc với các thời điểm tập ăn TĂCB khác nhau là 10, 17 và 24 ngày tuổi và phương thức tập ăn khác nhau (thay thế thức ăn tươi sống bằng TĂCB với tỉ lệ TĂCB tăng dần 10% hoặc 20% TĂCB/ngày), kết quả cho thấy tỉ lệ sống và tăng trưởng của cá đạt tốt nhất khi tập ăn ở 17 ngày tuổi với phương thức thay thế 10% TĂCB/ngày (Trần Thị

Thanh Hiền và ctv., 2011b) Tương tự ở cá lóc bông (Channa micropeltes), thức

ăn tươi sống cũng không thể thiếu ở những ngày đầu ăn ngoài và cá bột có thể

sử dụng hoàn toàn TĂCB ở thời điểm 7 ngày tuổi, bên cạnh đó ở giai đoạn cá hương TĂCB cũng cho tăng trưởng và tỉ lệ sống cao hơn so với các loại thức

ăn khác, đồng thời có hệ số thức ăn thấp nhất (Nguyễn Thị Ngọc Lan, 2004) Với đặc tính ăn của loài, TĂCB cho cá lóc có nhu cầu protein cao Theo nghiên cứu của Hashim (1994) trên cá lóc bột cho thấy tăng trưởng của cá lóc bột (0,58-0,95g) bị ảnh hưởng bởi hàm lượng protein trong thức ăn Thử nghiệm trên cá lóc bột cho ăn TĂCB có hàm lượng protein khác nhau (350-600 g protein/kg ), kết quả cho thấy cá tăng trưởng tốt nhất và hiệu quả sử dụng thức

ăn cao nhất ở thức ăn có hàm lượng protein 55% (nguồn protein là bột cá)

(Mohanty and Samantaray, 1996) Nghiên cứu tương tự của Long et al (2004)

với TĂCB có các mức protein khác nhau (30%, 40% và 50%) trên cá lóc bột từ 1,13 g-1,8 g, kết quả cho thấy cá tăng trưởng tối ưu ở thức ăn có 50% protein sau 45 ngày nuôi Trên cá lóc giống, thử nghiệm trên các mức protein (35%, 40%, 45% và 50%) và mức năng lượng khác nhau đã cho thấy nhu cầu protein tối ưu là 40%, với tỉ lệ P/E là 90,9 mg protein/kcal cho tăng trưởng tốt nhất, ngoài ra hiệu quả sử dụng protein của cá tăng khi mức năng lượng trong thức

ăn tăng từ 400-480 Kcal/100 g ở tất cả các mức protein (Mohanty and Samantaray, 1997) Đồng nghiên cứu về nhu cầu protein của cá lóc giống, Trieu

et al (2001) thử nghiệm trên 3 mức protein 30%, 40% và 50% đã kết luận thức

ăn chứa 50% protein cho tăng trưởng và tỉ lệ sống cao nhất Cũng trên đối tượng này, Qin and Fast (1996) đã cho cá giống ăn TĂCB (50% protein) ở nhiệt độ 24±1oC với 6 khẩu phần ăn hàng ngày là 0%, 5%, 10%, 15%, 20% và 30% trọng lượng cơ thể cá Sau 29 ngày ương, kết quả nghiên cứu cho rằng khẩu phần ăn 5% trọng lượng thân cho hiệu quả nhất với FCR 0,99 Quin and Fast (1998) tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, mật độ và kích cỡ lên tăng trưởng của

cá lóc giống khi sử dụng TĂCB có hàm lượng 47% protein, 16% lipid và khẩu phần ăn là 5%/trọng lượng thân, kết quả cho thấy với cá có chiều dài lần lượt là 22,9 g và 13,9 cm tăng trưởng tốt ở nhiệt độ 27oC với tỷ lệ sống hơn 80% Như vậy với cùng kích cỡ như nhau thì nhiệt độ cao sẽ làm cá chấp nhận TĂCB nhanh hơn vì cá bắt mồi ở nhiệt độ cao tốt hơn ở nhiệt độ thấp

Với nhu cầu lipid, cá lóc giống có thể sử dụng tốt thức ăn với lượng lipid 13% mà không ảnh hưởng đến tăng trưởng (Mohanty and Samantaray, 1997) Đối với cá lóc bột, thử nghiệm trên 3 mức protein (350, 400 và 450 g/kg) và 3 mức lipid (65, 90 và 115 g/kg) kết quả cho thấy cá có tỉ lệ sống cao ở nhóm thức

ăn có mức lipid 65 g/kg và với tỉ lệ lipid/protein là 65/450 g/kg cho tỉ lệ sống

và tăng trưởng tốt nhất, tuy nhiên hàm lượng lipid trong thức ăn lại không ảnh

hưởng đến hàm lượng lipid trong cơ thể cá (Aliyu-Paiko et al., 2010) Với nhu

cầu carbohydrate, tùy theo loài mà có khả năng sử dụng carbohydrate khác nhau,

nhóm cá ăn thực vật có enzyme tiêu hóa carbohydrate mạnh hơn so với cá ăn động vật (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009) Thử nghiệm trên

cá lóc giống với các mức carbohydrate khác nhau (8%, 12%, 17%, 21%, 25%, 30% và 34%) kết quả cho thấy thức ăn có hàm lượng 12% cho tăng trưởng tối

ưu, tuy nhiên tăng trưởng của cá sẽ giảm cùng với sự gia tăng hàm lượng

carbohydrate trong khẩu phần (Arockiaraj et al., 1999) Nghiên cứu về khả năng

sử dụng protein đậu nành ly trích dầu của cá lóc cho thấy với thức ăn cùng mức protein (45%) và năng lượng (4,2 Kcal/g), protein đậu nành ly trích dầu có thể thay thế protein bột cá ở mức 30% không có bổ sung phytase và 40% có bổ sung phytase trong thức ăn (Trần Thị Bé và Trần Thị Thanh Hiền, 2010)

Với các kết quả nghiên cứu trên cho thấy cá lóc tuy là loài ăn động vật nhưng vẫn có thể sử dụng tốt TĂCB nếu như ở giai đoạn tập ăn TĂCB được cho ăn kết hợp thức ăn tự nhiên (với phương thức tăng dần tỉ lệ TĂCB trong khẩu phần ăn) ở giai đoạn trước khi sử dụng hoàn toàn TĂCB Bên cạnh đó, TĂCB cho cá lóc cần có hàm lượng protein chất lượng cao để có thể đảm bảo sinh trưởng tốt nhất

2.3 Tình hình nuôi cá lóc thương phẩm ở Đồng bằng sông Cửu Long

Các mô hình nuôi cá lóc ở ĐBSCL phổ biến gồm nuôi trong ao đất, nuôi

bể bạt, nuôi vèo trong ao, vèo trên sông và nuôi cá lóc trong bè (Lê Xuân Sinh

và Đỗ Minh Chung, 2010) Theo Đỗ Minh Chung và Lê Xuân Sinh (2011) thì qui mô diện tích bình quân các ao nuôi ở ĐBSCL là 993,8-1.514,5 m2/hộ Trong

đó, mỗi hộ có từ 1-6 ao/hộ, những hộ có số lượng 1 ao/hộ là phổ biến nhất (68,7% số hộ) và thả nuôi phổ biến là 2 vụ/năm (52,2% số hộ) Mật độ cá giống thả nuôi bình quân là 21,4-69,9 con/m2 Đối với những hộ nuôi cá lóc bằng thức

ăn viên thả nuôi với mật độ khá cao hơn so với mật độ bình quân chung (91,5 con/m2) của mô hình nuôi cá lóc trong ao sử dụng thức ăn cá tạp (Huỳnh Văn

Hiền và ctv., 2012) Hệ số FCR sử dụng thức ăn viên bình quân là 1,32-1,33, trong khi đó sử dụng cá tạp thì hệ số FCR là 3,9-4,2 (Huỳnh Văn Hiền và ctv.,

2012) Trong năm 2012 thì có 53-65% số hộ sử dụng cá tạp để cho ăn bổ sung trong giai đoạn tập ăn trước khi chuyển sang hoàn toàn bằng thức ăn viên (tháng nuôi đầu tiên) Nhưng đến năm 2014 thì có 99% số hộ nuôi cá lóc trong ao tại

An Giang và Trà Vinh sử dụng thức ăn viên để nuôi cá lóc (Trần Hoàng Tuân

và ctv., 2014) Năng suất cá nuôi cá lóc trong ao đất bình quân là 161-193

tấn/ha/vụ, với kích cỡ thu hoạch bình quân 0,52-0,7 kg/con (Ngô Thị Minh Thúy

và Lê Xuân Sinh, 2015) Số liệu điều tra năm 2014 cho thấy chi phí nuôi cá lóc

là 5.716 triệu đồng/ha/vụ Trong đó, chi phí biến đổi chiếm tỷ trọng ngày càng cao (từ 96,5 đến 99% trong tổng chi phí), trong đó thức ăn cho cá lóc chiếm từ

88 đến 95% do giá cá tạp và thức ăn viên ngày càng tăng cao (Ngô Thị Minh

Thúy và Trương Đông Lộc, 2015) Kết quả nghiên cứu của Huỳnh Văn Hiền và

ctv., 2018 cho thấy trong tổng chi phí nuôi cá lóc thì chi phí thức ăn là quan

trọng và chiếm tỷ lệ cao nhất từ 78,4 đến 81,5% tùy theo qui mô Chi phí con giống chiếm tỉ trọng thứ hai 3,7- 4,2%, các khoản chi phí khác khoảng 5%, thuốc và hóa chất để phòng, trị bệnh và xử lý nước ao nuôi có tỉ lệ khá thấp 2,3% - 3,6% Trong tổng chi phí nuôi cá lóc thì chi phí khấu hao chiếm tỷ lệ từ 4,9-5,3% Ngoài ra, một số khoản chi phí như cải tạo ao và nhiên liệu chiếm tỷ

lệ khá thấp ở cả ba quy mô nuôi Từ đó cho thấy chi phí thức ăn chiếm tỉ lệ cao,

là khoản chi phí quan trọng ảnh hưởng tới giá thành nuôi cá lóc trong ao ở ĐBSCL Giá thành 26,8 ngàn đồng/kg, lợi nhuận thu được khá cao 3,696 tỷ

đồng/ha/vụ và có 81,4% hộ có lời (Hap et al., 2016)

Số liệu thống kê năm 2017 từ Chi cục Thủy sản của 5 tỉnh nuôi cá lóc chủ yếu ở ĐBSCL gồm An Giang, Đồng Tháp, Trà Vinh, Vĩnh Long và Cần Thơ cho thấy diện tích chủ yếu nuôi trong ao đất và sản lượng cá lóc nuôi tăng mạnh trong thập niên 2006-2016 từ 132,2 ha tăng lên 552,9 ha và từ 15,9 ngàn tấn tăng lên 85,6 ngàn tấn dẫn đến nhu cầu về sản lượng thức ăn công nghiệp cho

cá lóc tăng theo từ 22,3 ngàn tấn tăng lên 119,9 ngàn tấn trong cùng thời gian Kết quả này cho thấy sản lượng cá lóc trong những năm gần đây tăng nhanh Tuy nhiên tùy vào từng vụ mà người nuôi thu được lợi nhuận cao hoặc bị thua

lỗ, nguyên nhân là do giá cả thị trường hoặc kỹ thuật nuôi chưa tốt nên chi phí sản xuất cao Việc sử dụng thức ăn cá tạp hoặc thức ăn chưa đáp ứng nhu cầu

cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của người nuôi (Huỳnh Văn Hiền và ctv., 2018)

2.4 Sự phát triển ống tiêu hóa của cá

Nghiên cứu về hệ thống tiêu hóa bằng phương pháp mô học được nhiều

tác giả quan tâm nghiên cứu như trên cá trê phi (Clarias gariepinus) (Verreth et

al., 1992), cá bống tượng (Oxyeleotris marmoratus) (Phạm Thanh Liêm và ctv.,

2002), các nghiên cứu đều cho thấy cá bột sau khi nở có hệ thống tiêu hóa rất đơn giản, chỉ là một ống thẳng chưa phân hóa thành các phần khác nhau

Ở giai đoạn bắt đầu sử dụng thức ăn ngoài, cá bột của các loài cá xương

có ống tiêu hóa dạng thẳng hay dạng xoắn và có sự thay đổi nhanh chóng về hình thái giống với cấu trúc tiêu hóa của cá trưởng thành (đối với các loài không

có dạ dày) (Verreth et al., 1992) Nghiên cứu mô học về hệ thống tiêu hoá của

cá vược măng (Sander lucioperca) cho thấy sau khi ăn thức ăn ngoài thì ống

tiêu hóa có sự thay đổi như tăng tiết chất dịch, phân chia thành các vùng khác nhau, sau đó răng phát triển, dạ dày và manh tràng phát triển, ruột dài ra và cuộn lại (Stroband and Dabrowski, 1979) Trên một nghiên cứu khác, cá vược măng giống có thể tổng hợp và vận chuyển chất béo ở 12 ngày tuổi và thức ăn chế

biến chất lượng cao có thể được cá chấp nhận ở thời điểm này (Ostaszewska et

al., 2005) Một nghiên cứu khác lại chứng minh cá vược măng sử dụng hiệu quả

thức ăn chế biến ở 19 ngày tuổi (Kestemont et al., 2007)

Đối với cá da trơn Châu Âu (Silurus glanis) ống tiêu hóa bắt đầu phân biệt

khi cá từ 3 đến 5 ngày tuổi sau khi nở, noãn hoàng vẫn còn cho đến khi cá ở ngày tuổi thứ 5, đồng thời là sự xuất hiện của thực quản, ống tiêu hóa của cá

hoàn chỉnh ở ngày tuổi thứ 11 sau khi nở (Kozarić et al., 2008) Ở cá bơn, cá

bột ngày thứ 3 sau khi nở có ống tiêu hóa là đường thẳng, trong thời gian từ

3-7 ngày sau khi nở, hệ thống tiêu hóa phân biệt được 5 phần: miệng, xoang miệng, thực quản, dạ dày và ruột, đến ngày thứ 10 trực tràng có thể được nhận

ra từ ruột (Baglole et al., 1997) Mai et al., (2005) nghiên cứu sự phát triển ống tiêu hóa của cá lù đù vàng (Pseudoscianea crocea) cho thấy cá bắt đầu ăn thức

ăn ngoài ở ngày tuổi thứ 3, ống tiêu hóa của cá bao gồm hầu, thực quản và ruột chia làm 3 phần (ruột trước, ruột giữa và ruột sau) Cá sử dụng hỗn hợp thức ăn ngoài và noãn hoàng cho đến ngày thứ 6 sau khi nở, khi hết noãn hoàng, sự chuyển biến hình thái quan trọng xảy ra ở cuối giai đoạn bột chính là sự biến thái của cá Các tuyến dịch vị xuất hiện đầu tiên ở cá 21 ngày tuổi, dạ dày chia làm 3 phần (tâm vị, hạ vị và môn vị), đây cũng là thời điểm hệ tiêu hóa của cá phát triển hoàn chỉnh (giống với hệ tiêu hóa của cá trưởng thành)

Kết quả phân tích mô học của ruột cá thát lát còm (Chitala chitala) giai

đoạn bột cho thấy ở ngày tuổi thứ 3 sau khi nở, ống tiêu hóa bắt đầu phân hóa thành: khoang miệng, thực quản và ruột, đến ngày thứ 5 ống tiêu hóa được thành

4 phần: khoang miệng, thực quản, phần dạ dày và ruột Giai đoạn này, dạ dày của cá giống như một phần kéo về phía sau và phình to ra của thực quản, tuy nhiên dạ dày chỉ phát triển hoàn chỉnh chức năng cùng với sự xuất hiện của các tuyến dạ dày vào ngày thứ 8 sau khi nở chứng tỏ ở giai đoạn này dạ dày cá mới bắt đầu phát triển hoàn chỉnh về chức năng tiêu hoá thức ăn (Trần Thị Thanh

Hiền và ctv., 2007) Tuy nhiên đến ngày tuổi thứ 20 mới là thời điểm cá thát lát

còm sử dụng hiệu quả thức ăn chế biến (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Hương Thùy, 2008)

Nghiên cứu về mô học của hệ tiêu hóa trên cá tráp bột (Sparus aurata) (Sarasquete et al., 1994) cho thấy khi cho cá ăn thức ăn ngoài thì ống tiêu hóa

đã có sự phân chia làm 3 phần: phần trước bao gồm thực quản và một phần dạ dày nguyên thủy, phần giữa và phần cuối Trong giai đoạn này chức năng của

hệ tiêu hóa đã có, mặc dù dạ dày chưa phát triển hoàn thiện Glycogen và những hạt nhỏ zymogen được dự trữ ở gan và tuyến tụy theo thứ tự vào ngày thứ 4 và

thứ 6 sau khi nở Nghiên cứu trên cá tầm trắng (Acipenser transmontatus) trong

giai đoạn 11-36 ngày tuổi cho thấy là loài có khối noãn hoàng khá lớn, nó bắt

đầu sử dụng thức ăn ngoài từ ngày thứ 12, cá được cho ăn thức ăn công nghiệp trong vòng 24 ngày, kết quả nghiên cứu cho thấy có sự gia tăng rõ rệt của phosphatase, aminopeptidase M, dipeptidyl dipeptidase IV và γ – glutamyl transpeptidase ở vùng lông hút của nếp gấp ruột Chức năng của môn vị xuất hiện ở ngày thứ 4 và xảy ra đồng thời với sự gia tăng hoạt động của vùng lông

hút và enzyme trao đổi chất (Gawlicka et al., 1995)

Nghiên cứu ở cá bột Solea senegalesis (Ribeiro et al., 1999) đã chỉ ra rằng

sự phát triển của hệ tiêu hóa có sự khác nhau xảy ra trong giai đoạn sớm Ở giai đoạn bắt đầu ăn (2 ngày sau khi nở) cả miệng và hậu môn đã mở và hệ tiêu hóa

có sự phân chia thành từng phần khác nhau: khoang miệng – hầu, thực quản, dạ dày, phần trước và phần sau của ruột, tuyến tụy và gan cũng có sự khác biệt ở giai đoạn này Tuyến dạ dày cũng được quan sát trong vòng 27 ngày sau khi nở Cahu and Infante (2001) khi nghiên cứu về sự phát triển của ống tiêu hóa

ở 3 loài cá: Cá chẽm, cá bơn, cá trống đỏ cho rằng sự phát triển dạ dày sớm hay muộn tùy thuộc vào loài Về phương diện giải phẫu học sự phân chia giữa thực quản và dạ dày có thể quan sát được ở ngày thứ 7 ở cá chẽm bột, sự xuất hiện của tuyến dạ dày về mặt mô học được quan sát ở ngày thứ 25 Trong khi đó ở

cá bơn, dạ dày có thể phân biệt được ở ngày thứ 10 sau khi nở, vào ngày thứ 22 tuyến dạ dày đầu tiên được quan sát Về tuyến tụy ngoại tiết, ở cá chẽm bột có

sự khác biệt của tế bào ngoại tiết và sự xuất hiện của ống bài tiết được tìm thấy

ở ngày thứ 3 trước khi cá mở miệng

Nghiên cứu về sự phát triển của ống tiêu hóa ở cá Paralabrax

maculatofasciatus (Pẽna et al., 2002) thực hiện trong 30 ngày từ sau khi cá nở

với các loại thức ăn: Brachionus plicatilis từ ngày thứ 2 đến ngày 13, ấu trùng

Artemia ngày 12 đến 17, Artemia trưởng thành từ ngày 14 đến ngày 26 và thức

ăn nhân tạo từ ngày thứ 20 trở đi Khối noãn hoàng được duy trì từ sau khi nở cho đến ngày thứ 2, vào ngày thứ 5 ống tiêu hóa đã đầy đủ các bộ phận khác nhau: thực quản, dạ dày, ruột trước, ruột sau và trực tràng Tuyến dạ dày và môn

vị xuất hiện ở ngày thứ 16

Trên cá bống tượng (Oxyeleotris marmoratus), khoang miệng bao gồm

một lớp mỏng biểu mô phân tầng mà sau này bao gồm các tế bào niêm mạc và chồi vị giác xuất hiện vào ngày thứ 3 sau khi cá nở và thực quản xuất hiện ở ngày tuổi thứ 2, các lớp biểu mô và thực quản bắt đầu gấp nếp ở ngày tuổi thứ

3 Từ ngày 10-15 chỉ xác định được khối cơ tròn trong dạ dày, tuy nhiên đến ngày thứ 30 sau khi nở thì xuất hiện hai lớp cơ dọc Ruột cá bắt đầu phát triển

từ ngày tuổi thứ 1, lớp biểu mô ruột bắt đầu gấp nếp ở ngày tuổi thứ 2 và độ dày của lớp biểu mô gia tăng cùng với tuổi của cá, thể vùi protein xuất hiện ở trực

tràng vào ngày tuổi thứ 5, trong khi đó không bào lipid xuất hiện ở ngày tuổi thứ 7 (Phạm Thanh Liêm, 2002)

Trong khi đó, Khojasteh et al (2009) khi nghiên cứu trên cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) đã chỉ ra rằng thành ruột ở loài cá này gồm có lớp màng

nhầy, lớp dưới màng nhầy, lớp cơ, lớp màng huyết thanh Trên lớp màng nhầy của ruột có nhiều lông hút và biểu mô hình cột đơn giản kết hợp với các tế bào hình cốc và các tế bào lympho ở bên trong Tế bào bạch cầu được quan sát dọc theo ruột Phân tích mô học cũng chỉ ra rằng các tế bào hình cốc có chứa lớp nhầy acid và trung tính

2.5 Enzyme và sự phát triển enzyme

2.5.1 Enzyme

Enzyme là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein Chúng

là các protein xúc tác các phản ứng hóa học Trong các phản ứng này, các phân

tử lúc bắt đầu của quá trình được gọi là cơ chất (substrate), enzyme sẽ biến đổi chúng thành các phân tử khác nhau Tất cả các quá trình trong tế bào đều cần enzyme Enzyme có tính chọn lọc rất cao đối với cơ chất của nó Hầu hết phản ứng được xúc tác bởi enzyme đều có tốc độ cao hơn nhiều so với khi không được xúc tác Có trên 4000 phản ứng sinh hóa được xúc tác bởi enzyme (Nguyễn Văn Mùi, 2012) Enzyme có bản chất là protein nên có tất cả thuộc tính lý hóa của protein Đa số enzyme có dạng hình cầu và không đi qua màng bán thấm do

có kích thước lớn, tan trong nước và các dung môi hữu cơ phân cực khác, không tan trong eter và các dung môi không phân cực Không bền dưới tác dụng của nhiệt độ, nhiệt độ cao thì enzyme bị biến tính Môt trường axít hay bazơ cũng làm enzyme mất khả năng hoạt động Enzyme có tính lưỡng tính: tùy pH của môi trường mà tồn tại ở các dạng: cation, anion hay trung hòa điện Enzyme chia làm hai nhóm: enzyme một cấu tử (chỉ chứa protein) như pepsin, amylase

và các enzyme hai cấu tử (trong phân tử còn có nhóm không phải protein) Các

cơ chất kết hợp với trung tâm hoạt động tạo phức hợp enzyme-cơ chất (ES) (Nguyễn Văn Mùi, 2012)

2.5.2 Enzyme tiêu hóa

Tiêu hóa là quá trình qua đó thức ăn trong ống tiêu hóa được thủy phân thành các hợp chất đơn giản để được hấp thu ở ruột và đi vào hệ thống mao mạch Các enzyme tiêu hóa thực hiện sự phân cắt khi thức ăn đi qua ống tiêu hóa Enzyme tiêu hóa có hoạt tính thay đổi theo tuổi cá, trạng thái sinh lý, mùa

vụ và các yếu tố môi trường như nhiệt độ và pH dịch tiêu hóa (Đỗ Thị Thanh Hương và Nguyễn Văn Tư, 2010)

Bảng 2.1: Enzyme, vị trí tiết và sản phẩm tiêu hóa của cá

peptides

peptides

monoacylglycerols

Chitinase

Tụy và nhóm vi khuẩn ruột

Glucosamine

(Evans, 1995; trích dẫn bởi Đỗ Thị Thanh Hương và Nguyễn Văn Tư 2010)

Pepsin là một enzyme có tiền chất là pepsinogen được sản sinh bởi các tế

bào gốc trong dạ dày có tác dụng chuyển hóa các protein thành các peptid Đó

là enzyme đầu tiên được phát hiện và vào năm 1929 nó đã trở thành một trong

các enzyme đầu tiên được kết tinh bởi Northrop Pepsin là một protease tiêu

hóa, một enzyme thuộc nhóm protease aspartate (Nguyễn Văn Mùi, 2012)

Trong dạ dày, các tế bào gốc phóng thích ra tiền chất pepsinogen và nó được

kích hoạt bởi HCl được tiết ra từ thành tế bào tạo ra pepsin ở dạng hoạt động

Pepsin chỉ có ở những loài cá có dạ dày thực sự và pepsin ở cá có tính chuyên

biệt khác những động vật hữu nhũ và chim (Đỗ Thị Thanh Hương và Nguyễn

Văn Tư, 2010) pH thích hợp cho men pepsin thường khoảng từ 1,45-3; nhiệt

độ thích hợp khảng 30-50C Men pepsin có tác động lên những thành phần

protein nguyên trạng, biến đổi protein trong thức ăn thành dạng albumose và

peptose rồi sau đó những thành phần này sẽ đi xuống ruột để tiếp tục phân giải

Bảng 2.2: Giá trị pH tối ưu của pepsin ở các loài cá

Oreochromis niloticus 1,5 Moriarty (1973)

Tilapia rendalli 1,5 Caulton (1973)

Ictalurus sp 3-4 Smith (1980)

Salmo gairdneri 2,5-3,5 Kitamikado và Tachino (1960)

Clarias mossambicus 4 Lockson và Bourne (1972)

(Evans, 1995 trích dẫn bởi Đỗ Thị Thanh Hương và Nguyễn Văn Tư 2010)

Trypsin là một trong những enzyme thuộc nhóm thủy phân protein được

tìm thấy trong hệ thống tiêu hóa của nhiều loài động vật có xương sống Trypsin

được sản sinh ở tuyến tụy ở dạng tiền chất trypsinogen không hoạt động Dưới

sự xúc tác của enzyme enterokinase có trong dịch ruột trypsinogen sẽ chuyển hóa thành trypsin ở dạng hoạt động Sự biến đổi này sẽ nhanh hơn nếu có sự hiện diện của Ca2+ Khác với enzyme pepsin, trypsin chỉ hoạt động trong môi trường kiềm Cá không có dạ dày vẫn có enzyme phân giải protein là dịch tiêu hóa chứa trypsin Trypsin không có tác động lên protein nguyên trạng mà chỉ

có tác động ở protein biến tính để cho ra thành phần đơn giản hơn và tiếp tục tiêu hóa để cá có thể hấp thu được (Đỗ Thị Thanh Hương và Nguyễn Văn Tư, 2010)

Chymotrypsin là một endopeptidase serine sản xuất bởi tế bào acinar tuyến tụy Tiền chất của nó là chymotrypsinogen dưới tác dụng của trypsin thì chuyển hóa thành chymotrypsin ở dạng hoạt động Trong khi trypsin thủy phân ở lysine

và arginine thì chymotrypsin chọn lọc cắt các liên kết peptid được hình thành bởi các vòng hydrocarbon thơm (tyrosine, phenylalanine, tryptophan)

(Hedstrom et al., 1992) Có 2 dạng tồn tại của chymotrypsin là chymotrypsin A

và chymotrypsin B đều được tìm thấy với một lượng bằng nhau ở trong tuyến tụy của gia súc Chúng là những protein rất giống nhau (giống nhau khoảng 80%) nhưng có đặc điểm khác biệt đáng kể trong việc phân giải protein Chymotrypsin được kích hoạt thông qua việc phân cắt các mối liên kết giữa arginine và isoleucine (R15 và I16) của chymotrypsinogen bởi trypsin Chymotrypsin ưu tiên xúc tác thủy phân liên kết peptid liên quan đến đồng phân dạng L của tyrosine, phenylalanine và tryptophan (Nguyễn Văn Mùi, 2012) Sự tiêu hóa các carbohydrate lệ thuộc rất nhiều vào độ acid của dịch vị, nhưng các carbohydrase (bao gồm: amylase, chitinase, laminarinase, cellulase) đóng vai trò chính trong thủy phân các carbohydrate ở loài cá α-amylase là enzyme thủy phân tinh bột thành glucose, được tìm thấy hầu hết các loài cá ăn tạp và cá ăn

thực vật như: nhóm cá chép, cá rô phi và cá măng (Chanos chanos) Theo Guillaume et al (2001) thì amylase được tìm thấy trong tất cả các loài cá, ngay

loài cá biển ăn động vật mà thành phần thức ăn thiên nhiên rất ít carbohydrates Amylase thủy phân nối đôi α-1,4 của đường amylose, các nhánh thẳng của amylosepeptin hay của glycogen, nhưng amylase không thủy phân được các nối α-1,6 của các nhánh ngang So sánh hoạt tính amylase trên một số loài cá nuôi người ta thấy amylase ở cá ăn động vật thấp hơn

2.5.3 Sự phát triển enzyme tiêu hóa ở cá

Nhu cầu về dinh dưỡng của động vật nói chung luôn thay đổi theo các giai đoạn phát triển trong vòng đời của chúng Các thay đổi quan trọng về hình thái

và sinh lý của động vật thủy sinh từ lúc mới nở đến khi trưởng thành được thể hiện qua các nhu cầu về dinh dưỡng và tính ăn ở giai đoạn ấu trùng, con giống

và trưởng thành Sự thay đổi đó diễn ra ở các cơ quan tiêu hóa và trong tiến trình tiêu hóa (Silva and Anderson, 1995)

Golchinfar et al (2011) khi đánh giá về hoạt động của enzyme trong quá trình phát triển của cá hồi vân giống (Oncorhynchus mykiss) đã xác định rằng

enzyme có một vai trò đáng kể đối với quá trình tiêu hóa và hấp thu thức ăn Cũng trong nghiên cứu này, tác giả cho rằng các enzyme như pepsin, trypsin, chymotrysin, α – amylase và lipase có sẵn trong cơ thể ở ngày đầu tiên sau khi

nở nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê cho đến ngày thứ 12 (p>0,05) Kết quả này cũng phù hợp với các kết quả nghiên cứu trên cá chẽm sọc (Morene

saxatilis) (Baragi and Lovell, 1986), cá dẹp (Scophthalmus maximus L.) (Cousin

et al., 1987) Sự gia tăng hoạt động của enzyme từ trypsin, chymotrypsin, lipase

cho đến α – amylase được phát hiện ở giai đoạn sớm và trước khi mở miệng bởi

vì sự hiện diện của tuyến tụy (Ma et al., 2005) Sự hiện diện của một số enzyme

tiêu hóa chính ở giai đoạn sớm của cá bột cũng được phát hiện ở một số loài cá

như Acipenser fulvescens (Buddington, 1985)

Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có một sự gia tăng có ý nghĩa của các loại enzyme tiêu hóa ở pha 2 Nghiên cứu trên cá hồi vân giống cho thấy sự gia tăng

có ý nghĩa hoạt tính của enzyme tiêu hóa được thể hiện ở giai đoạn 12 -18 ngày

sau khi nở (p<0,05) (Golchinfar et al., 2011) Đối với loài cá nheo xanh (Mystus

nemunrus) hoạt tính của enzyme tăng chậm ở giai đoạn 1-25 ngày và tăng nhanh

có ý nghĩa ở giai đoạn 30-45 ngày (p<0,05), mức cao nhất của pepsin được ghi

nhận vào ngày thứ 45 sau khi nở (22,5±0,62 Unit/mg protein) và mức cao nhất của trypsin và chymotrypsin lần lượt là 566±29,1 và 79,1±0,03 mUnit/mg

protein vào ngày thứ 35 (Manee et al., 2012)

Manee et al (2012) khi nghiên cứu về hoạt động của enzyme tiêu hóa trong quá trình phát triển và ảnh hưởng của thức ăn tự nhiên trên cá chốt (Mystus

nemurus) bột mô tả sự phát triển của enzyme tiêu hóa protein (pepsin, trypsin,

chymotrypsin), carbohydrate (α – amylase), lipase và ảnh hưởng của thức ăn tự nhiên từ ngày 1-45 ngày tuổi đã chỉ ra rằng tất cả các enzyme được tìm thấy với nồng độ thấp ở giai đoạn đầu (cho đến ngày thứ 20), sự gia tăng có ý nghĩa hoạt động của các enzyme này được tìm ra ở ngày thứ 25-45 Có mối quan hệ giữa

sự gia tăng kích thước cơ thể với hàm lượng enzyme tiêu hóa Qua nghiên cứu

này cũng cho biết cá bột Mystus nemunrus có khả năng sử dụng tốt protein và

carbohydrate trong khi đó khả năng sử dụng lipid bị hạn chế

2.6 Phương pháp xác định độ tiêu hóa thức ăn

Phương pháp đo độ tiêu hóa gián tiếp thông qua việc sử dụng chất đánh dấu được sử dụng phổ biến Đặc điểm của chất đánh dấu là: (i) có tốc độ di

chuyển giống như dưỡng chất; (ii) không được tiêu hóa và tan trong nước; (iii) Không ảnh hưởng đến độ tiêu hóa và hấp thu các dưỡng chất Chất đánh dấu không được tiêu hóa và hấp thụ nên tỉ lệ nồng độ chất đánh dấu trong phân và trong thức ăn chính là độ tiêu hóa thức ăn Một số chất đánh dấu sử dụng trong nghiên cứu như: Cr2O3, HROM, HRA, Cs137, Cr51 trong đó Chrome oxide (Cr2O3) được sử dụng phổ biến nhất với tỉ lệ trộn vào thức ăn 0,5-1% (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009) Hiệu quả của việc sử dụng Cr2O3trong xác định độ tiêu hóa nguyên liệu trong thức ăn của cá hồi Đại Tây Dương

(Salmo salar) đã được chứng minh trên nhiều nghiên cứu (Austreng, 1978; Windell et al., 1978) Gần đây nhất, Cr2O3 cũng được sử dụng để xác định độ

tiêu hóa nguyên liệu trên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) (Hien et al., 2010), cá cam (Seriola lalandi) (Booth et al., 2010) và trên cá rô phi (Trung et

al., 2011)

Bên cạnh đó việc thu phân cá trong xác định đột tiêu hóa cũng rất quan trọng Theo Vanderberg and Noüe (2001) thì các phương pháp thu phân có thể chia ra thành 3 nhóm chính: (i) thu phân trước khi phân tiếp xúc với nước; (ii) thu phân từ nước bằng cột lắng; (iii) thu phân liên tục từ lỗ thoát nước bằng sàng

Ngoài ra, có thể chia thu phân ra làm 2 nhóm: (i) Phương pháp thu phân trực tiếp từ ống tiêu hóa: gây mê cá sau đó vuốt nhẹ phần phân từ ruột của cá hoặc dùng ống hút phân hoặc cắt phần ruột cuối để thu phân Các phương pháp trên có nhược điểm như lẫn phần thức ăn chưa được hấp thu, lẫn dịch tiêu hóa, nước tiểu, cá chết hoặc bị sốc, lượng phân thu được ít dẫn đến sai số số lớn khi tính toán độ tiêu hóa thức ăn; (ii) Phương pháp thu phân trong hệ thống nuôi:

để có thể xác định chính xác hơn độ tiêu hóa của thức ăn và hạn chế các nhược điểm của thu phân trực tiếp từ ống tiêu hóa, các nhà nghiên cứu áp dụng phương pháp thu phân bằng cách nuôi động vật thủy sản trong bể thí nghiệm Đối với các loài thải phân dạng sợi thì áp dụng phương pháp siphon hoặc dùng vợt để vớt các sợi phân Các loài khác có thể áp dụng hai phương pháp thu phân là

phương pháp thu phân tự lắng và phương pháp thu phân liên tục (Guillaume et

al., 2001)

Đã có nhiều nghiên cứu so sánh các phương pháp thu phân thông qua việc

xác định độ tiêu hóa (ADC) Allan et al (1999) so sánh giữa 2 phương pháp thu phân là lắng và mổ trên cá vược (Bidyanus bidyanus) dựa vào ADC, kết quả

cho thấy ADC từ phương pháp thu phân lắng cao hơn so với ADC từ phương pháp mổ, nghiên cứu cũng cho rằng thời điểm thu phân thích hợp nhất là thu phân sau khi cho ăn 18 giờ

Theo Amirkolaie et al (2005), kết quả của 2 phương pháp thu phân gián

tiếp là hệ thống thu phân của Choubert và thu phân lắng trên cá rô phi cho thấy thu phân bằng phương pháp lắng thì lượng phân thu hồi sẽ cao hơn Trên cá

tuyết (Gadus morhua), với phương pháp thu phân vuốt bụng và mổ thu phân từ

đoạn ruột cuối của cá cho thấy ADC không có sự khác biệt giữa 2 phương pháp

thu phân này (Hemre et al., 2003)

Nghiên cứu của Storebakken et al (1998) về độ tiêu hóa của cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar) bằng 3 phương pháp thu phân khác nhau: phương

pháp vuốt bụng để tống phân từ đoạn ruột cuối ra ngoài, phương pháp mổ cá cắt phần ruột cuối để thu phân và phương pháp thu phân qua sàng mắc lưới kim loại, kết thúc thí nghiệm cho thấy ADC của phương pháp thu phân qua sàng cao

hơn so với 2 phương pháp còn lại Glencross et al (2005) thí nghiệm so sánh

phương pháp thu phân lắng và thu phân vuốt bụng trên cá hồi vân

(Oncorhynchus mykiss) trên các nhóm nguyên liệu thức ăn khác nhau, kết quả

cho thấy thu phân bằng phương pháp vuốt bụng để lấy phân từ đoạn ruột cuối cho ADC cao hơn so với phương pháp thu phân lắng Gần đây nhất, trên cá tra khi so sánh 3 phương pháp thu phân: thu phân lắng, vuốt bụng và phương pháp

mổ, kết quả cho thấy phương pháp thu phân lắng thích hợp nhất đối với cá tra, nhóm tác giả cũng cho rằng loài cá này không thể áp dụng phương pháp vuốt

do cấu trúc ống tiêu hóa và lớp mỡ bụng quá dày (Hien et al., 2010)

Qua các nghiên cứu cho thấy, phương pháp thu phân tối ưu sẽ khác nhau tùy theo mỗi loài, tùy theo dạng phân cũng như cấu trúc cơ thể của loài

2.7 Nhu cầu dinh dưỡng của động vật thủy sản

2.7.1 Nhu cầu protein

Trong thực tiễn sản xuất nhu cầu protein của một loài cá là 35% Điều đó

có nghĩa là trong 100 g thức ăn có chứa 35 g protein Khái niệm này vẫn chưa

đủ vì chỉ nói lên tính chất thức ăn mà không đề cập đến tính chất của cá (Lê Thanh Hùng, 2008) Khi lượng thức ăn cho cá ăn khác nhau (cho ăn tối đa hay cho ăn giới hạn theo khẩu phần), thì lượng protein cá lấy vào sẽ khác nhau Vì những lý do trên người ta đưa ra khái niệm: (i) Nhu cầu protein tương đối là mức % protein có trong thức ăn Trong thực tiễn sản xuất người ta thường sử dụng giá trị protein tương đối để chế biến thức ăn; (ii) 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 (g protein trong thức ăn trên một kg động vật thủy sản) Nhu cầu protein tuyệt đối cũng được tính như là lượng protein cần thiết cho một đơn

vị thể trọng trong một thời gian (gam protein trong thức ăn/kg ĐVTS/ngày)

Ngoài nhu cầu protein tương đối và tuyệt đối, trong dinh dưỡng còn có khái niệm protein cho duy trì và tăng trưởng

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 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, 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 Nhu cầu protein của cá dao động trong khoảng từ 25-55%, trung bình 30%, giáp xác từ 30-60% (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009) Tương tự nghiên cứu ở một số loài cá rô phi của El-sayed and Teshima (1992) có nhu cầu protein trong khẩu phần dao động trong khoảng 20-56%

Nhu cầu protein ở các loài cá có tính ăn khác nhau sẽ khác nhau, những loài cá ăn động vật có nhu cầu protein cao hơn các loài cá ăn tạp hay ăn thực

vật Hung et al (2000) nghiên cứu trên cá basa, cá tra và cá hú cỡ 5-6g có nhu

cầu protein lần lượt là 27,8%; 32,2% và 26,6% Trong khi đó nhu cầu protein của cá tra và basa ở giai đoạn 2-3 g lần lượt là 38% và 35% (Trần Thị Thanh

Hiền và ctv., 2004) Cá da trơn Nam Mỹ (Silurus meridionalis) (6 – 18 g) cho tăng trưởng tối đa với thức ăn có hàm lượng protein 40% (Fu et al., 2006) Cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) (cỡ 14 g) có nhu cầu protein là 35% (Page and Andrew, 1973) Cá hú (5-6 g) có nhu cầu protein là 26,6% (Liem et al., 2000) Tương tự nghiên cứu ở một số loài cá rô phi (Oreochromis niloticus) của El-

sayed and Teshima (1992) có nhu cầu protein trong khẩu phần dao động trong khoảng 20-56% Trần Lê Cẩm Tú và Trần Thị Thanh Hiền (2006) thí nghiệm trên cá rô đồng giống (2-2,5 g/con) cho thấy hàm lượng protein thích hợp là

32% Đối với cá ông tiên (Pterophyllum scalare) có nhu cầu protein là 26% ở giai đoạn cá 2-3 g (Zuanon et al., 2007) Tuy nhiên, đối với các loài cá ăn động

vật thì nhu cầu protein trong thức ăn cũng cao hơn, cá mú chấm gai

(Epinephelus coioides) có nhu cầu protein là 48% (Luo et al., 2004) Nhu cầu protein của cá hồi nâu (Salmo trutta) là 53% (Arzel et al., 1995) Cá chốt (Mystus nemurus) có khối lượng 7-18 g thì nhu cầu protein giúp cá tăng trưởng tốt nhất là 42% (Khan et al., 1992) Cá bơn (Solea senegalensis) ở mức protein 45% cá tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn cao nhất (Lee, 2002) Nghiên

cứu trên cá bơn Đại Tây Dương (Hippoglossus hippoglossus) giai đoạn giống

cho thấy nhu cầu protein là 51% (Helland and Grisdale-Helland, 1998) Cá thát

lát còm (Chitala Chitala) giai đoạn giống (2,42 g/con) cần mức protein từ 45% trong công thức thức ăn (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2013)

40-Cá lóc là loài ăn động vật điển hình nên cũng có nhu cầu protein trong thức ăn chế biến cao Mohanty and Samantaray (1996) xác định cá lóc 0,55 g sau 8 tuần nuôi cho tăng trưởng tốt nhất ở thức ăn có hàm lượng protein 55% Tương tự, nghiên cứu trên cá lóc bột từ 1,13-1,8 g cũng cho tăng trưởng tối ưu

ở thức ăn có hàm lượng protein 50% (Long et al.,2004) Theo nghiên cứu của

Hashim (1994) trên cá lóc bột cho thấy tăng trưởng của cá lóc bột (0,58-0,95 g)

bị ảnh hưởng bởi hàm lượng protein trong thức ăn Trên cá lóc giống có khối lượng trung bình 12 g, được thử nghiệm trên các mức protein (35%, 40%, 45%

và 50%) và mức năng lượng khác nhau đã cho thấy nhu cầu protein tối ưu là 40%, với tỉ lệ P/E là 90,9 mg protein/kcal cho tăng trưởng tốt nhất, ngoài ra hiệu quả sử dụng protein của cá tăng khi mức năng lượng trong thức ăn tăng từ 400-

480 Kcal/100g ở tất cả các mức protein (Mohanty and Samantaray, 1997) Trieu

et al (2001) nghiên cứu về nhu cầu protein của cá lóc giống (4,3 g/con) đã kết

luận thức ăn chứa 50% protein cho tăng trưởng và tỉ lệ sống cao nhất Nghiên cứu tương tự trên cá lóc bột, kết quả cho thấy cá có tỉ lệ sống cao ở nhóm thức

ăn có mức lipid 65 g/kg và với tỉ lệ lipid/protein là 65/450 g/kg cho tỉ lệ sống

và tăng trưởng tốt nhất, tuy nhiên hàm lượng lipid trong thức ăn lại không ảnh

hưởng đến hàm lượng lipid trong cơ thể cá (Aliyu-Paiko et al., 2010)

Ở cá lóc Châu Phi (Parachanna obscura) giai đoạn giống (4,08 g), khi cá

được cho ăn 5 loại thức ăn có hàm lượng protein từ 30-60%; dựa vào kết quả tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá, nhóm tác giả kết luận nhu cầu

protein của cá lóc Châu Phi dao động từ 42,5-63,5% (Kpogue et al., 2013) Ở

cá Channa punctatus giai đoạn giống (4,58 g) khi được cho ăn theo nhu cầu

bằng 6 loại thức ăn có hàm lượng protein từ 300 đến 550 g/kg và có cùng mức năng lượng (18,39 KJ/g), kết quả được phân tích bằng phương trình đường cong bậc hai cho thấy tăng trọng cao nhất, FCR tốt nhất ở mức protein 462-476 g/kg Trong khi đó hàm lượng protein trong thức ăn (438-444 g/kg) thì hiệu quả sử dụng protein (PER), hiệu quả tích lũy protein và năng lượng (PRE và ERE) trong cơ có kết quả tối ưu (Zehra và Khan, 2012)

Mặt khác, nhu cầu protein của cá còn chịu ảnh hưởng của kích cỡ cá, cá nhỏ có nhu cầu protein cao hơn cá lớn, cá càng lớn nhu cầu protein sẽ càng giảm Nhu cầu protein của đa số các loài cá da trơn bột là 40%, cá hương 30-35%, cá 110 g trở lên là 25-30% (NRC, 1993) Theo nghiên cứu của Hardy

(1989), nhu cầu protein tối ưu cho cá hồi Coho (Oncorhynchus kisutch) giai

đoạn bột là 45 đến 50%, giai đoạn giống là 40%, cá được nuôi sau một năm thì

nhu cầu protein còn 35% Ở cá lóc (Channa striata) có khối lượng cá 0,552

g/con thì có nhu cầu protein trong thức ăn 55% (Mohanty and Samantaray,

1996), ở giai đoạn lớn hơn 4,3 g/con thì nhu cầu protein là 50% (Trieu et al., 2001) Đối với cá lóc bông (Channa micropeltes) giai đoạn cá nhỏ 2,6 g/con là

50,8% và giai đoạn cá giống lớn (6,07 g/con) là 46,5% (Trần Thị Thanh Hiền

và ctv., 2005) Tương tự, nhu cầu protein của cá basa (Pangasius bocourti) giai

đoạn cá giống nhỏ là 41,6% và cá giống lớn là 34,3% (Nguyễn Thanh Phương

và ctv., 1997) Cá rô phi (O niloticus) bột có nhu cầu protein là 40%, khi cá đạt

khối lượng 30 g thì nhu cầu protein là 35%, khi cá lớn hơn 110 g thì nhu cầu protein giảm còn 25-30% (Wilson, 1991), tác giả cho rằng cá nhỏ có nhu cầu protein cao là do cá nhỏ có sức tăng trưởng lớn hơn cá trưởng thành Tương tự nghiên cứu Al Hafedh (1999) đối với cá rô phi có khối lượng nhỏ hơn 1 g thì cần 35-50% protein trong khẩu phần, 1-5 g thì 30-40% và 5-25 g thì 25-35% Nhu cầu protein trên cá basa giống cỡ nhỏ là 41,6% và cá giống lớn là 34,3%

(Nguyễn Thanh Phương và ctv., 1997) Trên đối tượng cá hú với cỡ 6,5 g, Liem

et al (2000) cho biết cá hú tăng trưởng tối đa ở mức 37,9% protein trong thức

ăn, nhu cầu protein của cá hú giai đoạn 0,86 g là 48,5%, giai đoạn 2-3 g là 48%

Trần Lê Cẩm Tú và ctv (2014) xác định nhu cầu protein của cá kèo giống

(3,55g/con) ở hai mức năng lượng 18 KJ/g là 42,8% và 20 KJ/g là 35,4% Qua các nghiên cứu cho thấy những loài cá ăn tạp hay ăn thực vật có nhu cầu protein khoảng 25-35%, thấp hơn nhu cầu protein của các loài cá ăn động vật với nhu cầu khoảng 40-52% Nhu cầu protein của một loài cũng thay đổi tùy theo giai đoạn sinh trưởng, giai đoạn nhỏ nhu cầu protein sẽ cao hơn ở giai đoạn lớn

2.7.2 Nhu cầu acid amin

Nhu cầu protein của của động vật tương ứng với yêu cầu về acid amin Khi nói đến protein, người ta không chỉ quan tâm đến hàm lượng protein trong thức ăn mà còn chú ý đến các acid amin tham gia cấu tạo nên protein (đặc biệt

là thành phần và cấu tạo của các acid amin thiết yếu trong protein Khi xác định giá trị của protein người ta không chỉ xác định độ tiêu hóa mà còn xem xét thành phần acid amin (NRC, 2011) Ngoài nhiệm vụ chính là cấu tạo nên protein, acid amin có vai trò quan trọng cung cấp năng lượng cho tôm cá (Kaushik and Seiliez, 2010) Trong tự nhiên có 20 acid amin, AA thiết yếu là những AA mà

cơ thể sinh vật không tự tổng hợp được từ thức ăn: Arginine, Histidine, Isoleucine, Leucin, Lysine, Methionine, Phenyllalanine, Threonine, Tryptophan

và Valine (Halver and Hardy, 2002)

Bảng 2.3: Nhu cầu acid amin đối với một số loài cá (tính % vật chất khô) (Halver and Hardy, 2002)

a thức ăn không có Cystine; b thức ăn không có Tyrosine

Nhu cầu EAA của cá đã được nghiên cứu hơn 50 năm Các nghiên cứu ban đầu với cá hồi Chinook được tiến hành bởi Halver và các đồng nghiệp vào cuối những năm 1950, thông qua sự thay đổi hàm lượng acid amin trong thức

ăn Sau đó, các nghiên cứu dựa trên yêu cầu 10 EAA được nghiên cứu cùng một nhóm dựa vào mô hình cho các loài cá khác (Wilson, 1989)

Hiệu quả sử dụng protein trong thức ăn cho cá phụ thuộc rất lớn vào sự cân bằng giữa nhu cầu và thành phần các acid amin thiết yếu trong thức ăn Trong khẩu phần, nếu chỉ cần một acid amin thiết yếu không được cân đối so với nhu cầu thì công thức đó sẽ dẫn đến thiếu hụt acid amin và không hiệu quả trong việc sử dụng protein trong thức ăn đó Những nghiên cứu về nhu cầu acid amin thiết yếu cho rằng, trong nguồn nguyên liệu cung cấp thường thiếu methionin, lysine, threonine, tryptophan (Halver and Hardy, 2002)

Hầu hết các nghiên cứu về nhu cầu acid amin của động vật thủy sản đề tập trung nghiên cứu nhu cầu methionine và lysine Lysine là một trong những acid amin không thể thiếu trong khẩu phần ăn của cá Lysine thường xuất hiện giới hạn nhất trong amino acid của thức ăn thô, sử dụng thức ăn cho cá nước ấm

(Robinson et al 1980) Bên cạnh việc giảm tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn, thiếu lysine còn dẫn đến sức khỏe của cá (Guillaume et al, 1999)

Methionine rất cần cho sự tăng trưởng, chuyển hóa và thực hiện chức năng bình thường của cơ thể Methionine còn là thành phần sinh tổng hợp các chất choline,

creatine… (Mai et al 2006) Methionine có vai trò quan trọng trong chuyển hoá

protein, lipid và quá trình oxy hóa khử ở các mô trong cơ thể Methionine có tác dụng bảo vệ đặc hiệu tế bào gan, ngăn ngừa tế bào gan thoái hóa mỡ và chống nhiễm độc Thiếu methionine dẫn đến giảm tăng trưởng, như ở cá hồi vân

(Ghomi and Alizadehnajd, 2012) Đối với cá hồi (O.mykiss), sinh trưởng sẽ thỏa

mãn khi khẩu phần chứa methionine + cystine ít nhất là 13- 15 g/kg khẩu phần Thừa methionine cũng dẫn đến ức chế sinh trưởng (Corazon and B.Santiago, 1997)

Nhu cầu acid amin của các loài được xác định là bị ảnh hưởng do một số yếu tố bao gồm loài, tuổi, nguồn protein và mức protein trong thức ăn, acid amin tinh khiết hoặc bán tinh khiết và acid amin nguyên liệu, điều kiện môi trường

và hệ thống thí nghiệm (Murthy and Varghese, 1998) Nhu cầu lysine của một

số loài đã được xác định như: cá chốt (Mystus nemurus) là 31,4 g/kg protein (Tantikitti and Chimsung, 2001); cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idella) 59,6 g/kg protein (Wang et al., 2005); cá tra là 53,5 g/kg protein (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2009); Lin et al (2013) cho Myxocyprinus asiaticus là 55,2g/kg

protein

Nhu cầu methionine cho cá thường nằm trong khoảng từ 20-40 g

methionine/kg protein, khác nhau tùy theo loài (Wilson et al., 1991) Nhu cầu methionine của cá tra là 26 g/kg protein (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2009),

cá nục giống là 25 g/kg protein (Liao et al., 2014) và cá ăn tạp như cá diếc Phổ (Carassius auratus gibelio) là 23 g/kg protein (Wang et al., 2016),

Myxocyprinus asiaticus là 32 g/kg protein (Chu et al., 2014) và nhóm cá biển

như Sparus macrocephalus là 45,3 g/kg protein (Zhou et al., 2011)

2.7.3 Nhu cầu năng lượng

Các sinh vật sử dụng năng lượng sinh học để thực hiện các quá trình biến dưỡng cần cho sự sống Trong thức ăn cho thủy sản, năng lượng là một giá trị quan trọng để quyết định khẩu phần và thiết lập công thức thức ăn cho từng giống loài cá và giai đoạn phát triển Năng lượng từ thức ăn sẽ được động vật thuỷ sản sử dụng cho nhiều chức năng Sự phân chia năng lượng sử dụng cho từng chức năng phụ thuộc vào năng lượng ăn vào, khả năng tiêu hoá và sự hấp thu năng lượng của động vật thủy sản (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009) Nhu cầu năng lượng của động vật thuỷ sản bao gồm nhu cầu năng lượng duy trì và nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng Nhu cầu năng lượng duy trì và tăng trưởng của cá thay đổi tuỳ theo kích cỡ, môi trường sống và loại thức

ăn sử dụng (Lê Thanh Hùng, 2008) Năng lượng thô là nhiệt năng sinh ra trong quá trình đốt cháy thức ăn ở bên ngoài cơ thể sinh vật bằng máy đo hóa học Giá trị năng lượng thô phụ thuộc rất nhiều vào thành phần dinh dưỡng của thức

ăn như: protein, lipid, carbohydrat (Halver and Hardy, 2002) Năng lượng thô

có thể được đo trực tiếp bằng cách đốt cháy một lượng thức ăn trong calorie kế

và đo nhiệt lượng sinh ra Ngoài phương pháp đo trực tiếp năng lượng thô có thể đượctính toán dựa vào giá trị năng lượng của thành phần dinh dưỡng thức