DINH DƯỠNG và THỨC ăn THUỶ sản TS NGÔ hữu TOÀN

Dinh dưỡng học là gì? Bốn giai đoạn của quá trình dinh dưỡng: thu nhận thức ăn, tiêu hóa và hấp thụ, chuyển hóa, bài tiết. Dinh dưỡng học chỉ mới phát triển gần đây: đó là những nghiên cứu đầu tiên về nhu cầu dinh dưỡng TS thực hiên tai Mỹ, phát triển mạnh từ thập niên 1960. Thức ăn nhân tạo bắt đầu áp dụng từ thập niên 50 và cuối thập niên này thức ăn viên được dùng phổ biến tại Mỹ và Châu Âu.

DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN

THUỶ SẢN

TS NGÔ HỮU TOÀN

Mob 0913439601 Tel 0543 538331 HUẾ - 2009

• Kết quả đánh giá môn học dựa vào điểm thi hết môn, điểm chuyên đề, kiểm tra, thực hành

và điểm chuyên cần

SACH THAM KHẢO CHÍNH

1- LÊ ĐỨC NGOAN, VŨ DUY GIẢNG, NGÔ HỮU TOÀN,

2008 Giáo trình Dinh dưỡng và Thức ăn thủy sản

NXB Nông nghiệp, Hà Nội

2- LẠI VĂN HÙNG, 2004 Dinh dưỡng và thức ăn trong nuôi

trồng thủy sản NXB Nông nghiệp - HCM

3- Committee on Animal Nutrition, 1993 Nutrient

Requirements of Fish National Research Council National

Academy Press Washington D.C

4- Halver, J E., 2002 Fish Nutrition Academic press, Inc

California 92101, 3th Ed.

5- Patrick Lavens & Patrick Sorgeloos, 1996 Manual on

Production and Use of Live Food for Aquaculture FAO

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

8- 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

MỞ ĐẦU

I MỘT SỐ NÉT VỀ NGHỀ CÁ THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

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

CÁ THẾ GIỚI NĂM

2000: 130,4 TRIỆU TẤN

NUÔI TRỒNG (AQUACULTURE)

(35,6 TRIỆU TẤN – 27,3%)

NGÀNH NUÔI TRỒNG THUỶ SẢN CUNG CẤP 32% NHU

C ẦU TIÊU THỤ SẢN PHẨM TS CỦA NGƯỜI, PHẦN SP THUỶ SẢN CÒN LẠI LÀ DO ĐÁNH BẮT

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

4,582,132,45

46.5/53.5

117.4 109.2 125.6

SẢN LƯỢNG THỦY SẢN CỦA VN (triệu tấn)

6673 4132 4034 3851 3566 3487 2565 2484 2452

2403/3750*

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)

II DINH DƯỠNG HỌC ĐVTS

CHẤT DINH

DƯỠNG T.ĂN

CHẤT DINH DƯỠNG CƠ THỂ

HOẠT ĐỘNG SINH LÝ&HOÁ

HỌC

DINH DƯỠNG HỌC LÀ GÌ?

Môn học nghiên cứu các quá trình hóa học và sinh

lý chuyển các chất dinh dưỡng của thức ăn thành các mô và cơ quan trong cơ thể

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN DINH DƯỠNG HỌC ĐVTS

Dinh dưỡng học ĐVTS chỉ mới phát triển gần đây:

+ Những nghiên cứu đầu tiên về nhu cầu dinh dưỡng TS thực hiện tại Corland (Ohio, Mỹ): thập niên 1940, phát triển mạnh từ thập niên 1960

+ Thức ăn nhân tạo cho ĐVTS bắt đầu áp dụng từ thập

niên 50 và cuối thập niên này thức ăn viên được dùng phổ biến tại Mỹ và Châu Âu

+ Thức ăn sống được đưa vào sản xuất công nghiệp sau

1950 nhờ những thành công trong nghiên cứu nhóm thức

ăn này của Nhật

+ Số lượng các loài cá rất phong phú, nhưng hiện chỉ có khoảng 20 loài được nghiên cứu về dinh dưỡng và đại bộ phận tập trung vào những loài cá ôn đới

Ở Việt nam

1954 - 1975: nghiên cứu sử dụng nguồn thức ăn địa phương, thức ăn tự nhiên,

phân hữu cơ làm thức ăn

Sau 1975: sử dụng nguồn nguyên liệu địa phương, thức ăn công nghiệp

Từ 2000 đến nay: nghiên cứu dinh dưỡng

và thức ăn cho nhóm cá da trơn, cá đồng, tôm càng xanh và tôm biển Nghiên cứu

sử dụng thức ăn tươi sống, thức ăn chế biến ương nuôi ấu trùng, tôm cá bố mẹ

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM DINH DUỠNG ĐVTS

1/Nhu cầu dinh dưỡng bị mÔi trường chi phối

• ĐVTS là động vật biến nhiệt → nhậy cảm với stress

môi trường, đặc biệt là nhiệt độ

• Nhu cầu dinh dưỡng luôn luôn được xác định ở

nhiệt độ nước nhất định, gọi là SET (Standard

2/ Nhu cầu dinh dưỡng so với động vật trên cạn có

những điểm khác nhau như sau:

- Nhu cầu năng lượng thấp hơn vì:

• không tốn năng lượng để điều hòa thân nhiệt

• không tốn năng lượng để giữ thăng bằng cơ thể

• không tốn năng lượng để chuyển hóa protein (cá

thuộc nhóm ammonitelic, bài tiết amoniac)

- Nhu cầu vitamin cao hơn, đặc biệt vitamin C

- Nhu cầu khoáng thấp hơn do hấp thu trong nước

- Nhu cầu acid béo omega-3 cao hơn, đặc biệt là các loài cá sống ở vùng nước lạnh

- Giai đoạn ấu trùng phụ thuộc rất nhiều vào số

lượng và tỷ lệ cân đối các chất dinh dưỡng; →

thức ăn công nghiệp hầu như vẫn chưa thay thế

được TA tự nhiên ở giai đoạn này

3/Về hiệu suất lợi dụng thức ăn

ratio) của cá thấp hơn động vật trên cạn (FCR của

• lọc (strainers: cá mòi có thể lọc 6 gallons

nước/phút qua mang),

• hút (suckers: cá voi ),

• ký sinh (parasites như động vật bám )

Do đó thức ăn phải được chế biến và cho ăn theo phương thức lấy thức ăn của cá

III THỨC ĂN TRONG NTTS

 Thức ăn: là vật chất chứa đựng các chất dinh dưỡng mà động vật có thể ăn, tiêu hóa và hấp thu được các chất dinh dưỡng đó để:

 Duy trì các chức năng bình thường cho

hoạt động sống

 Sinh trưởng và phát triển

 Vai trò:

 Cung cấp các chất dinh dưỡng

 Cung cấp năng lượng

 Quyết định đến năng suất, sản lượng, hiệu

quả của nghề nuôi cá

SỬ DỤNG THỨC ĂN TRONG NTTS

Môi trường sống của các ĐTTS là nước -> hao hụt TĂ -> chế biến và sử dụng TĂ?

Quan hệ giữa lượng thức ăn với chất

lượng nước: thừa -> ô nhiễm nước -> cân đối khẩu phần hợp lý ?

Trong môi trường nước có thức ăn tự

nhiên -> giảm chi phí thức ăn?

Chế độ cho ăn thay đổi theo môi trường

Các hình thức nuôi thủy sản: quan hệ về mặt dinh dưỡng, thức ăn (cạnh tranh,

tương hỗ, hiền-dữ)

MẬT

ĐỘ NUÔI

THỨC ĂN CÔNG NGHIỆP

TA công nghiệp trong NTTS phụ thuộc vào các hình

thức nuôi và nguồn TA tự nhiên

QUẢNG CANH

BÁN THÂM CANH

THÂM CANH

Xin cám ơn

CHƯƠNG I

THÀNH PHẦN VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP PHÂN TÍCH THỨC ĂN

NỘI DUNG

1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THỨC ĂN

2 TÍNH CHẤT CỦA THỨC ĂN

3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨC ĂN

4 PHÂN LOẠI THỨC ĂN

Thành phần hóa học của một số loại ĐVTS (%)

II TÍNH CHẤT CỦA THỨC ĂN

 Nguồn thức ăn:

 Động vật

 Thực vật

 Khoáng

 TPHH của thức ăn ĐV tương tự TV (Nước,

Glucid, Protein, Lipid, Khoáng, Vitamin…) nhưng khác về hàm lượng và chất lượng các yếu tố

cấu tạo nên thức ăn

 Thực vật có khả năng quang hợp -> các chất

hữu cơ

 Động vật phải sử dụng các hợp chất hữu cơ có sẳn trong động vật hay thực vật khác

III CÁC PP PHÂN TÍCH THỨC ĂN

Protein thô Lipid thô Xơ thô DXKĐ

Chiết xuất với Ether

Kjeldahl

Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích TPHH của thức ăn

4 PHÂN LOẠI THỨC ĂN

 Dựa vào nguồn gốc:

 Thức ăn tự nhiên

 Thức ăn nhân tạo

 Dựa vào hàm lượng xơ và protein:

 Thức ăn thô

 Thức ăn tinh

 Dựa vào thành phần dinh dưỡng:

 Thức ăn giàu năng lượng

 Thức ăn giàu protein

 Thức ăn bổ sung (Khoáng, vitamin, )

 Nhìn chung, TĂ có 5 nhóm chính như sau:

+ Thức ăn thô xanh: bao gồm thức ăn xanh như rau cỏ xanh, thức ăn thô khô như cỏ khô, rơm, thân cây ngô …

Tỷ lệ xơ trong thức ăn thường lớn hơn 18%

+ Thức ăn giàu năng lượng: nhóm thức ăn có hàm

lượng protein nhỏ hơn 20% và xơ nhỏ hơn 18%.

+ Thức ăn giàu protein: nhóm thức ăn có hàm lượng

protein lớn hơn hoặc bằng 20%, đó là protein nguồn gốc động vật như bột thịt, bột cá, bột lông vũ thuỷ phân và protein nguồn gốc thực vật như khô dầu đỗ tương, khô dầu bông, gluten ngô …

+ Thức ăn bổ sung (feed additives): gồm thức ăn bổ

sung dinh dưỡng như vitamin, chất khoáng, axit amin, probiotic, prebiotic và thức ăn bổ sung phi dinh dưỡng như chất chống oxy hoá, sắc chất, các thuốc phòng

bệnh

+ Thức ăn tự nhiên: động thực vật phù du, tươi sống

XIN CÁM ƠN

CHƯƠNG 2

DINH DƯỠNG PROTEIN VÀ ACID AMIN

CHƯƠNG 2

DINH DƯỠNG PROTEIN VÀ ACID AMIN

1- Protein

1.1- Phân loại 1.2- Vai trò dinh dưỡng của protein 1.3- Tiêu hóa và hấp thu protein 1.4- Nhu cầu protein

1.5- Tỷ lệ protein/năng lượng khẩu phần 1.6- Chất lượng protein thức ăn

2- Acid amin

2.1- Các acid amin thiết yếu

1- Protein

1.1- Phân loại:

• Phân loại theo chức năng:

+/ Protein đơn giản:

- Protein dạng sợi: cấu tạo các mô liên kết như

collagen (giầu hydroxyprolin) , elastin (giầu alanine và glycine), keratin (giầu axit amin chứa S)

- Protein hình cầu: là các enzyme, antigen và hormone

Thành phần: albumine, histone, protamine, globuline.

+/ Protein phức tạp:

Loại protein này ngoài các acid amin còn có nhóm

không phải protein như glycoprotein, lipoprotein,

phospho protein và chromoprotein

• Phân loại theo dinh dưỡng

Protein thực (acid amin)

Protein thô (crude protein)

Ví dụ: Lúa mì: 5,83 Lúa gạo: 5,87 Cazeine sữa: 6,38.

Theo quy ước quốc tế: khi tính CP cho tất cả các loai thức ăn thì đều dùng hệ số 6,25

CẤU TRÚC PROTEIN

1.2 Vai trò

• Vai trò cấu trúc (nguyên liệu tạo các mô và các sản phẩm)

• Thành phần hoạt chất sinh học: enzyme,

hormone thực hiện các chức năng vận chuyển (hemoglobin), cơ giới (collagen), bảo vệ

(antibody), thông tin (protein thị giác)

• Cung cấp năng lượng:

Cá là loại Ammonitelic (tiết amoniac): 1g protein

cho 4,5 kcal năng lượng trao đổi

Động vật có vú là loại Ureotelic và chim (gia cầm)

là Uricotelic: 1g protein cho 4,0 kcal năng lượng trao đổi

1.3 Tiêu hóa và hấp thu protein

1.3.1 Quá trình tiêu hóa protein

 Men tiêu hóa protein chủ yếu: Pepsin, trypsin, erepsin

Pepsin

 Dạ dày: Protein polypeptid

Ở nhóm cá không có dạ dày không tiết ra men pepsin

Trypsin, chymotrypsin, erepsin

 Ruột: Polypeptid peptid, acid amin

Cá không có dạ dày (cá chép, mè trắng, rôhu ): trypsin là men chủ yếu phân giải protein

 Erepsin do tuyến ruột ở niêm mạc ruột tiết ra và tồn tại

trong dịch ruột

 Ở giáp xác: tiêu hóa protein tương tự như cá không có dạ dày

1.3.2 Khả năng tiêu hóa protein

N t.ăn – N phân – N n.sinh

 TLTH CP thực = x 100

N t.ăn

 Mối quan hệ giữa N t.ăn và N phân ở cá chép:

Y = 0,087 + 0,101X Y: N phân (g/100gVCK)

X: N thức ăn (g/100gVCK)

TLTH protein biểu kiến của một số loại thức ăn (%)

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến TLTH

Tuổi cá : cá con thấp hơn cá trưởng thành.

Thành phần thức ăn :

 Thức ăn nhiều protein và ít xơ làm tăng hoạt

tính của trypsin, pepsin và ngược lại.

 Thức ăn có chứa nhiều tinh bột làm giảm hoạt tính của một số men tiêu hoá protein.

Nhiệt độ môi trường: khi nhiệt độ tăng,

hoạt lực của các enzyme tăng lên.

…

1.3.4 Hấp thu và chuyển hóa acid amin

 Protein thức ăn sau khi tiêu hoá được hấp thu qua thành vách ruột đi vào máu dưới dạng acid amin và được chuyển hoá theo các hướng chủ yếu:

- Tổng hợp thành protein mới (sinh trưởng) /thay thế các mô già của cơ thể (duy trì)

- Tham gia tạo thành chất có hoạt tính sinh học cao như hormon, enzyme

- Tạo thành glycogen dự trữ trong cơ thể

- Phân giải giải phóng năng lượng

Quá trình chuyển hoá các amino acid

1.4- Nhu cầu protein của cá

Cá hồi 100g có nhu cầu protein duy trì là

hơn so với Pr không cân đối aa.

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

NHU CÂU PROTEIN CỦA MỘT SỐ LOÀI CÁ

(giai đoạn juvenile)

NHU CÂU PROTEIN CỦA MỘT SỐ LOÀI CÁ

Loài P (g) Nguồn protein Mức Protein

Bột cá trắng 35 Lin và ctv (1982) 0.9 Hỗn hợp 44 Shiau và ctv

Protein cua 33-35 D’Abramo (1988) 4.1 Bột cá + casein 40 Ashmore và ctv (1985)

NHU CÂU PROTEIN CỦA MỘT SỐ LOÀI GIÁP XÁC

Năng lượng khẩu phần (KJ/kg TĂ)

• Năng lượng khẩu phần: DE (digestible energy) hoặc ME

(metabolizable energy)

• Protein: CP (crude protein) hoặc DP (digestible protein)

Page&andrews,1973 Garling&Wilson, 1976 Mangalik, 1986

Mangalik, 1986 Li&Lovell, 1992

El Sayed, 1987 Takeuchi et al., 1979 Cho&Kaushik, 1985 Cho&Woodward, 1989 Machiels&Henken, 1985

Hung L.T, 1999 Hung L.T, 1999

22,7 22,5 23,2 20,5 19,3 24,6 25,8 22,0 25,1 21,5**

18,6**

14,4**

9,71 2,8 11,6 13,1 12,8 12,3 12,3 15,1 17,2 18,6*

22,2 28,8 27,0 27,0 24,4 30 31,5 33 42 40

32 28

526 34 10 266 600 50 20 90 94 -

15 20

DE (KJ/g)

DP (%)

Khối lượng (g) Giống loài

TỶ LỆ DP/DE CHO TĂNG TRƯỞNG TỐI ƯU CỦA MỘT

SỐ LOÀI CÁ (NRC, 1993)

Ý nghĩa tỷ lệ CP/Năng lượng

• Khẩu phần giầu protein, nghèo E: Pr được huy

động để giải phóng năng lượng -> lãng phí protein

• Khẩu phần giầu E, nghèo protein: cơ thể thiếu Pr

để tạo mô và sản phẩm, năng suất sản xuất giảm

• Khẩu phần giầu protein và giầu E: lãng phí thức

ăn, giảm hiệu quả kinh tế, ô nhiễm môi trường

• Nồng độ E khẩu phần chi phối lượng chất khô thu nhận

1.6- Chất lượng protein thức ăn

Protein của loại thức ăn khác nhau có chất lượng khác nhau

• Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng CP thức ăn:

(1) Giá trị sinh vật học (BV= biological value)

CP tích lũy CP ănvào – (CPphân + CPn.tiểu)

(2) Hiệu quả protein (PER: protein efficiency ratio)

PER = (Wf – Wo)/F x p

Wf: khối lượng cá cuối thí nghiệm

Wo: khối lượng cá đầu thí nghiệm

p: % protein TA

F: khối lượng thức ăn tiêu thụ trong thời gian TN

Ví dụ:

PER = (100-20)/130 x 32 = 1,923

(3) Chỉ số acid amin thiết yếu (EAAI = essential

amino acid index)

a1, a2,…an: % acid amin thiết yếu trong protein thức

ăn thí nghiệm

b1, b2,…bn: % acid amin thiết yếu trong protein trứng

n: số lượng acid amin

.

. .

(4) Thang giá trị hóa học (CS: chemical score)

 Là tỷ số giữa các AA trong CP thức ăn so với

AA tương ứng của chúng ở protein trứng trong cùng một lượng protein ngang nhau

Ví dụ: Thang giá trị hóa học của các AA trong lúa mì

ACID AMIN THIẾT YẾU

(INDISPENSABLE AMINO ACIDS)

ACID AMIN KHÔNG THIẾT YẾU (DISPENSABLE AMINO ACIDS)

CYSTINE TYROSINE SERINE

2.1- Các acid amin thiết yếu

10 axit amin được coi là thiết yếu đối với tôm và cá

Acid amin Chép Rô phi Chình

(Anguilla japonica)

Da trơn (Ictalurus puntatus)

Hồi vân (O myk iss )

2,5 b

1,5 0,3 1,4

1,18 0,48 0,87 0,95 1,43 0,75 c

1,05 d

1,05 0,28 0,78

1,7 0,8 1,5 2,0 2,0 1,2 a

2,2 b

1,5 0,4 1,5

1,0 0,4 0,6 0,8 1,2 0,6 1,2 e

0,5 0,12 0,71

1,4 0,64 0,96 1,76 2,12 0,72 f

1,24 1,36 0,3 1,24

2.2- NHU C U ACID AMIN ẦU ACID AMIN

Ghi chú: a : không có cystine; b : không có tyrosine, nếu có tyrosine chiếm 1% nhu cầu phenylalanine; c: có 0,15% cystine; d: có 0,5% tyrosine; e: có 0,3% tyrosine; f:

2.3- Một số nhận xét về vai trò và nhu cầu acid amin của cá

(1) Ở động vật có vú và ở gia cầm, cơ thể có thể tự đáp

ứng được một phần arginine nhưng cá thì không

Nhu cầu arginine của cá nước mặn thấp hơn cá nước ngọt

Không có sự đối kháng arginine - lysine ở cá.

GIẢI THÍCH VỀ ĐỐI KHÁNG LYSINE-ARGININE

Thừa lysine khẩu phần, hoạt tính arginase của thận tăng lên vài lần→ tăng sự phân

giải arginine → ornithine và ure.

Khẩu phần nhiều lysine phải tăng arginine

Bổ sung vào khẩu phần một số acid amin khác làm giảm hoạt tính arginase của thận, giảm phân giải arginine và giảm nhẹ đối

kháng lysine-arginine

(2) Nhu cầu isoleucine ở cá hồi 2 tuổi phụ thuộc vào leucine KP, tăng isoleucine phải tăng nhu cầu leucine.

Mối tương tác giữa isoleucine và leucine thấy ở cá

da trơn.

H3C

CH3- CH2-CH-CH-COOH CH-CH2-CH-COOH

CH3 NH2 H3C NH2 ISOLEUCINE LEUCINE

Như vậy có mối đối kháng isoleucine – leucine ở cá

(3) Nhu cầu histidine cho sinh trưởng của cá hồi giai đoạn 2 tuổi là 0,7%/CK (hay 1,6g/16gN).

Histidine → khử carboxyl → Histamine.

Histamine gây dị ứng + Histamine + lysine (NH2 ở vị trí C ) → to →

gizzerosine → loét mề (gia cầm), loét dạ dầy (cá

hồi)

(4) Lysine là một acid amin giới hạn trong thức ăn Khẩu

phần thiếu lysine cá sinh trưởng kém, thối loét vây và chết.

H2N-(CH2)4-CH-COOH

NH2

(5) Acid amin chứa S có nhiều trong thức ăn động vật Thiếu methionine (không thiếu cystine) → giảm sinh trưởng, viêm cata thuỷ tinh thể, đục thuỷ tinh thể.

Thừa methionine → giảm sinh trưởng.