nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp cho cá mú chấm cam (epinephelus coioides) nuôi thương phẩm

Kết hợp tác vụ nghiên cứu các đặc điểm sinh học, các đặc điểm dinh dưỡng của cá mú chấm cam, các đặc tính lý hóa của nguyên liệu với tác vụ xây dựng, giải quyết bài toán tối ưu đa mục ti

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-\[ -

NGUYỄN VĂN NGUYỆN

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN

CÔNG NGHIỆP CHO CÁ MÚ CHẤM CAM (Epinephelus

coioides) NUÔI THƯƠNG PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2011

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

Nguyễn Văn Nguyện

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN

CÔNG NGHIỆP CHO CÁ MÚ CHẤM CAM (Epinephelus

coioides) NUÔI THƯƠNG PHẨM

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm đại cương Mã số: 2.11.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TSKH LÊ XUÂN HẢI

2 TS NGUYỄN VĂN HẢO

CÁN BỘ PHẢN BIỆN ĐỘC LẬP

1 GS.TS HOÀNG ĐÌNH HÒA

2 GS.TS TRẦN THỊ LUYẾN Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2011

Trang 3

Bách Khoa Tp HCM, Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy sản II, Khoa Công

Nghệ Hóa Học, Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm và phòng quản lý KH & SĐH

của Trường ĐHBK TpHCM sự kính trọng và tự hào đã được học tập, nghiên cứu

tại trường ĐHBK và Viện NCNT TS 2 trong những năm qua

Xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy PGS.TSKH Lê Xuân Hải, TS

Nguyễn Văn Hảo đã tận tình hướng dẫn, động viên, khích lệ và đưa ra những chỉ

dẫn quí báu trong suốt thời gian làm luận án, giúp tôi hoàn thành tốt công trình

nghiên cứu

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo công tác tại bộ môn Công

Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Đặc biệt Thầy Lê Văn

Việt Mẫn, Côâ Đống Thị Anh Đào đã hết lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình

nghiên cứu đề tài

Xin cảm ơn sự giúp đỡ chân thành của tất cả các anh chị em thuộc Trung Tâm

Công Nghệ STH, đặc biệt Thầy Lê Đức Trung, anh Nguyễn Tiến Lực, chị Bạch

Thị Quỳnh Mai, những người đã hết lòng giúp đỡ, hỗ trợ, chia sẻ các kinh nghiệm

quí giá và là những cộng sự tuyệt vời nhất mà tôi may mắn được học hỏi và làm

việc

Xin cảm ơn tập thể cán bộ thuộc bộ môn cá biển của Trung Tâm Quốc Gia Giống

Hải Sản Nam Bộ tại Vũng Tàu, nơi đã giúp tôi nghiên cứu thành công nuôi in

vivo đánh giá hiệu quả thức ăn

Tác giả luận án

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2011 Tác giả luận án

Trang 5

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Mục lục ii

Chữ viết tắt vi

Các ký hiệu cơ bản viii

Danh mục các bảng ix

Danh mục các hình vẽ và đồ thị xi

Mở đầu 1

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Đặc điểm dinh dưỡng và khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam 5

1.1.1 Thức ăn, thói quen và tập tính ăn của cá mú 6

1.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam 7

1.1.2.1 Nhu cầu protein 7

1.1.2.2 Nhu cầu carbohydrate 9

1.1.2.3 Nhu cầu lipid 10

1.1.2.4 Nhu cầu vitamin và khoáng chất 11

1.1.2.5 Nhu cầu năng lượng và cân bằng năng lượng 12

1.1.3 Khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam 14

1.2 Đặc tính lý, hóa của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn nuôi thủy sản 16

1.2.1 Đặc tính của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn nuôi thủy sản 16

1.2.1.1 Bột cá 16

1.2.1.2 Bã nành 17

1.2.1.3 Bột mì và gluten bột mì 17

1.2.1.4 Dầu thủy sản 18

1.3 Công thức thức ăn vật nuôi thủy sản 20

1.4 Công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp nuôi thủy sản 24

1.4.1 Hiện trạng thức ăn nuôi cá mú trong và ngoài nước 24

1.4.2 Qui trình công nghệ sản xuất thức ăn thủy sản 25

1.4.3 Tạo viên bằng phương pháp ép đùn 27

1.4.4 Kỹ thuật ép đùn khô 28

1.4.5 Sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình chế biến và bảo quản 29

1.4.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép đùn 31

1.5 Một số đặc tính vật lý của thức ăn ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng thức ăn trong nuôi trồng thủy sản 33

Trang 6

1.5.1 Dung trọng 34

1.5.2 Kích thước và hình dạng 35

1.5.3 Độ bền trong nước .35

Chương 2 - VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 38

2 1 Đối tượng, vật liệu và thiết bị nghiên cứu .38

2.1.1 Cá mú giống chấm cam 38

2.1.2 Một số nguyên liệu chính dùng trong nghiên cứu 38

2.1.3 Thiết bị nghiên cứu 39

2.1.3.1 Thiết bị ép đùn một trục vít 39

2.1.3.2 Hệ thống thiết bị nghiên cứu tiêu hóa in vivo 40

2.2 Phương pháp nghiên cứu 40

2.2.1 Phương pháp luận tiếp cận hệ thống 40

2.2.2 Phương pháp phân tích, xác định đặc điểm sinh hóa và khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam 42

2.2.2.1 Xác định các thành phần khối lượng của cá .42

2.2.2.2 Xác định enzyme tiêu hóa 42

2.2.2.3 Điện di SDS-PAGE phát hiện hoạt tính enzym 42

2.2.2.4 Xác định hoạt độ pepsin .43

2.2.2.5 Xác định hoạt độ amylase (I.S.E, 2003) 43

2.2.2.6 Xác định hoạt độ chymotrypsin 43

2.2.2.7 Xác định hoạt độ trypsin 43

2.2.2.8 Xác định tỉ lệ acid amin thiết yếu trong thức ăn 43

2.2.2.9 Phương pháp đánh giá khả năng tiêu hóa in vivo 44

2.2.3 Phương pháp phân tích, xác định các đặc tính lý, hóa của nguyên liệu 47

2.2.4 Phương pháp nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 47

2.2.4.1 Phương pháp đo và xác định các thông số công nghệ 47

2.2.4.2 Phương pháp thống kê thực nghiệm 49

2.2.4.3 Tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp vùng cấm 49

2.3 Phương pháp nuôi đánh giá hiệu quả thức ăn 51

2.3.1 Bố trí thí nghiệm .51

2.3.2 Đánh giá hiệu quả thức ăn 52

2.4 Phương pháp mô tả, phân tích, xử lý số liệu 52

Trang 7

Chương 3 – KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN

3.1 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁ MÚ CHẤM CAM VÀ ĐẶC TÍNH LÝ, HÓA CỦA NGUYÊN LIỆU LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG CÔNG THỨC

THỨC ĂN . 53

3.1.1 Đặc điểm sinh học của cá mú chấm cam 53

3.1.1.1 Đặc điểm về thành phần khối lượng 53

3.1.1.2 Thành phần hóa học 53

3.1.1.3 Thành phần acid amin của cá giống nguyên con 54

3.1.1.4 Thành phần acid amin thiết yếu của cá giống 55

3.1.1.5 Thành phần acid béo của cá 57

3.1.1.6 Đặc điểm cấu tạo hệ tiêu hóa chính của cá mú chấm cam 58

3.1.1.7 Điện di phát hiện hoạt tính enzym tiêu hóa 59

3.1.1.8 Hoạt tính enzyme ở các cơ quan tiêu hóa 60

3.1.2 Nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản 62

3.1.2.1 Mô hình nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản 62

3.1.2.2 Nguyên liệu cung cấp protein 64

3.1.2.3 Nguyên liệu cung cấp carbohydrate 69

3.1.3 Khả năng tiêu hoá biểu kiến của cá mú chấm cam 70

3.2 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG THỨC THỨC ĂN NUÔI CÁ MÚ CHẤM CAM 73

3.2.1 Lựa chọn nguyên liệu 73

3.2.2 Thiết lập hàm mục tiêu cho bài toán tối ưu hóa CTTA 75

3.2.3 Tỉ lệ và vai trò của nguyên liệu trong xây dựng CTTA 77

3.2.4 Tối ưu hóa đa mục tiêu trong bài toán xây dựng CTTA 79

3.3 NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH VÀ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN NUÔI CÁ MÚ CHẤM CAM 86

3.3.1 Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam.86 3.3.2 Nghiên cứu quá trình tạo viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam 87

3.3.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ép đùn đến dung trọng của viên thức ăn .87

3.3.2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ép đùn đến độ bền trong nước của viên thức ăn 94

3.3.2.3 Tối ưu hóa đa mục tiêu quá trình ép đùn tạo viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam bằng phương pháp vùng cấm 94

3.3.3 Qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 103

Trang 8

3.4 NUÔI KHẢO NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỨC ĂN 106

3.4.1 Thành phần lý, hóa của thức ăn 106

3.4.2 Phân tích, đánh giá chỉ tiêu môi trường nước nuôi 109

3.4.3 Đánh giá tăng trưởng của cá nuôi 111

3.4.4 Tỷ lệ sống của cá thí nghiệm 113

3.4.5 Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá thí nghiệm 114

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

Kết luận .115

Kiến nghị .116

DANH MỤC CÔNG TRÌNH 117

TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

Trang 9

CHỮ VIẾT TẮT

AOAC Hiệp hội phân tích (Association of Analytical communities) ANOVA Phân tích phương sai (Analysis Of Variance)

ADMD Tiêu hóa chất khô biểu kiến (Apparent Dry Matter

Digestibility)

ACPD Tiêu hóa protein thô biểu kiến (Apparent Crude Protein Digestibility)

ADCP Chương trình liên kết và phát triển thủy sản (Aquaculture

Development & Coordination Program)

APHA American Public Health Association

BTTƯ Bài toán tối ưu

CP Protein thô (Crude protein)

CTTA Công thức thức ăn

DE Năng lượng tiêu hóa (Digestible energy)

EFAs Các acid béo thiết yếu (Essential Fatty Acids)

EAAs Các acid amin thiết yếu (Essential Amino Acids)

E.coioides Epinephelus coioides

FCR Hệ số chuyển đổi thức ăn (Feed conversion ratio)

GE Năng lượng tổng (Gross energy)

HPLC Sắc ký lỏng cao áp (High pressure liquid chromatography)

Trang 10

HUFA Acid béo cao không no (High unsaturated fatty acids)

HTST Nhiệt độ cao thời gian ngắn (High temperature short time)

L-AA Vitamin C (L-acid ascorbic)

LP Qui hoạch tuyến tính (Linear Programming)

ME Năng lượng biến dưỡng (Metabolizable energy)

NCNT TS2 Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản 2

NFE Dẫn xuất không đạm (Nitrogen Free Extract)

NRC Hội đồng nghiên cứu quốc gia (National Research Council) PUFA Acid béo cao không no (Polyunsaturated fatty acid)

RSM Bề mặt đáp ứng (Response Suface Methodology)

S-SDS-PAGE Điện di cơ chất SDS-PAGE (Substrate Sodium Dodecylsulfate

SFS Các loài ăn chậm (Slow Feeding Species)

SGR Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (Specific Growth Rate)

TTQGGHSNB Trung Tâm Quốc Gia Giống Hải Sản Nam Bộ

UPC Phương pháp tạo viên kết hợp (Universal Pellet Cooking)

WS Độ bền trong nước (Water Stability)

Trang 11

CÁC KÝ HIỆU CƠ BẢN

Ai Giá trị mật độ quang (OD) tại các ống đo

ai (%) Tỉ lệ a.a thiết yếu thứ i

Ci Giá trị tạo thành vùng cấm

F (g/ph) Tốc độ cấp liệu

h Giờ

m Tổng lượng premix (vitamin, khoáng) và chất bổ sung

P/E Tỉ lệ protein / năng lượng

ri Hàm mục tiêu thành phần thứ i

R (ZR) Nghiệm Pareto tối ưu

T (t0C) Nhiệt độ vùng ép

Xi Tỉ lệ thành phần của nguyên liệu thứ i trong CTTA

Trang 12

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số thiết bị ép đùn một trục vít 39

Bảng 2.2 Thành phần nguyên liệu của 05 NT thí nghiệm 45

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của phi lê cơ thịt cá thương phẩm 53

Bảng 3.2 Thành phần các acid amin của cá giống cỡ 50 g 54

Bảng 3.3 Thành phần các EAAs của cá giống cỡ 50 g 55

Bảng 3.4 Thành phần EAAs (%) và tyrosine, cystine trong cơ thể cá 56

Bảng 3.5 Thành phần acid béo (% tổng acid béo) 57

Bảng 3.6 Hoạt tính enzyme trong các cơ quan tiêu hóa 61

Bảng 3.7 Đặc tính vật lý của bột cá 64

Bảng 3.8 Thành phần hóa học của một số loại bột cá 65

Bảng 3.9 Đặc tính cảm quan của một số bột cá 66

Bảng 3.10 Đặc tính vật lý của bã nành 67

Bảng 3.11 Đặc tính cảm quan của bã nành 68

Bảng 3.12 Thành phần hóa học của 05 NT thí nghiệm 70

Bảng 3.13 Tiêu hóa ACPD và ADMD (%) 70

Bảng 3.14 Thành phần và dạng nguyên liệu trong CTTA 75

Bảng 3.15 Các biến của hàm mục tiêu 77

Bảng 3.16 Vai trò và giới hạn tỉ lệ sử dụng các loại nguyên liệu trong CTTA 78

Bảng 3.17 Các hàm mục tiêu thành phần 79

Bảng 3.18 Các giá trị Ijmin, Xi, Yi cho từng HMT 82

Bảng 3.19 Các giá trị Ij, rj và Rj ứng với Ijmin của các BTTƯ một mục tiêu 83

Bảng 3.20 Giá trị HMT tương ứng với nghiệm tối ưu 84

Bảng 3.21 CTTA nuôi cá mú chấm cam 85

Bảng 3.22 Số liệu thực nghiệm tạo viên theo phương án tối ưu hóa D 88

Trang 13

Bảng 3.23 Đặc tính vật lý của thức ăn FON và UP 106

Bảng 3.24 Thành phần hóa học của thức ăn FON và UP 106

Bảng 3.25 Kết quả kiểm tra vi sinh 107

Bảng 3.26 Nhu cầu EAAs, cystine, tyrosine của cá (% trong 100g mẫu) 107

Bảng 3.27 Thành phần acid béo của cá và FON (% tổng acid béo) 108

Bảng 3.28 Hàm lượng TAN (mg/l), pH trong các bể nuôi 110

Bảng 3.29 Tăng trưởng chiều dài của cá (cm) theo thời gian nuôi 111

Bảng 3.30 Tăng trưởng theo chiều dài (cm) của cá lúc thu hoạch 112

Bảng 3.31 Tăng trưởng khối lượng của cá (g) theo thời gian nuôi 112

Bảng 3.32 Tăng trọng của cá lúc thu hoạch (g/con) 113

Bảng 3.33 Tỉ lệ sống (%) của cá thí nghiệm 113

Bảng 3.34 Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá thí nghiệm 114

Trang 14

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cá mú chấm cam (Epinephelus coioides) 6

Hình 1.2 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi thủy sản 26

Hình 1.3 Ảnh hưởng của các yếu tố tác động đến quá trình tạo viên 32

Hình 2.1 Sơ đồ thiết bị ép đùn một trục vít 39

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống nghiên cứu tiêu hóa in vivo 40

Hình 2.3 Lược đồ nghiên cứu hệ thống công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú 41

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống nuôi in vivo 51

Hình 3.1 Cấu tạo hệ tiêu hóa cá mú 58

Hình 3.2 Điện di manh tràng 60

Hình 3.3 Mô hình nguyên liệu dùng trong sản xuất thức ăn vật nuôi 63

Hình 3.4 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 86

Hình 3.5 Không gian hàm mục tiêu của bài toán tối ưu hai mục tiêu 102

Hình 3.6 Sơđồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 104

Đồ thị 3.1 Thành phần hóa học của một số bã nành 67

Đồ thị 3.2 Thành phần hóa học của một số nguyên liệu cung cấp carbohydrate 69

Đồ thị 3.3.Ảnh hưởng của độ ẩm và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 89

Đồ thị 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 90

Đồ thị 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến dung trọng 90

Đồ thị 3.6 Ảnh hưởng của chiều cao viên và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 90

Đồ thị 3.7 Ảnh hưởng của độ ẩm và tốc độ cấp liệu đến độ bền trong nước 95

Đồ thị 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ cấp liệu đến độ bền trong nước 95

Đồ thị 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến độ bền trong nước 95

Đồ thị 3.10 Ảnh hưởng của chiều cao viên, độ ẩm vật liệu đến độ bền trong nước 96 Đồ thị 3.11 Quan hệ giữa dung trọng và tốc độ chìm 99

Đồ thị 3.12 Biến động nhiệt độ trong bể nuôi 109

Đồ thị 3.13 Biến động độ mặn trong bể nuôi 109

Trang 15

MỞ ĐẦU

Ngành thủy sản nước ta đã có những bước tiến vượt bậc và gặt hái được nhiều thành tựu trong những năm gần đây Để đạt được những thành quảû to lớn trong việc đa dạng hóa đối tượng nuôi, nâng cao hiệu quả nuôi, cần có một chiến lược phát triển và lộ trình hợp lý với sự nỗ lực, kết hợp và tác động của nhiều ngành nghề, hệ thống quản lý Tuy nhiên thực tế cho thấy rằng một trong những yếu tố quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến việc nâng cao sản lượng, chất lượng của thủy sản nuôi chính là vấn đề thức ăn

Việc chủ động nguồn thức ăn, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho vật nuôi, kiểm soát và hạn chế ô nhiễm môi trường nuôi là chìa khóa then chốt cho việc mở rộng và nâng cao hiệu quả trong nuôi thủy sản Trong những năm qua các sản phẩm nuôi trồng của nước ta chủ yếu tập trung vào các đối tượng nuôi như tôm sú, cá tra và cá ba sa Ngoài ra còn có một số sản phẩm khác như tôm hùm, tôm càng xanh và cá biển Nghề nuôi cá biển đã có nhiều biến chuyển và cơ hội để phát triển nhờ vào đặc điểm địa lý, thổ nhưỡng và điều kiện tự nhiên Các đối tượng cá biển đã được nuôi như cá chẽm, cá giò, cá mú chấm cam, mú cọp tại các vùng như Khánh Hòa, Phú Yên, Vũng Tàu, Bạc Liêu, Cà Mau Một trong những loài cá biển giàu tiềm năng và có giá trị đã và đang là mặt hàng được ưa chuộng trên thị trường cá sống thế giới ở Hong Kong, Nhật Bản, Đài Loan là cá

mú chấm cam (E.coioides) Đây là loài cá mú được ưa thích nhờ vào đặc điểm về

hình thái, thịt cá trắng, thơm, ngon, bổ dưỡng và dễ chế biến

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng mạnh của thị trường tiêu thụ, các phương tiện đánh bắt đã được sử dụng triệt để nhằm khai thác cá mú bố mẹ và cá giống tự nhiên để nuôi Dưới áp lực của qui luật cung cầu, tình trạng khai thác quá mức dẫn đến hiện trạng sản lượng cá mú tự nhiên ngày càng khan hiếm Do đó,

Trang 16

các nước như Úc, Philippine, Thái Lan, Đài Loan và các tổ chức như NACA, SEAFDEC, FAO đã tiến hành nghiên cứu sản xuất giống, kỹ thuật nuôi nhằm bảo tồn và hạn chế việc khai thác Cho đến nay nhiều nước thuộc Đông Nam Aù đã nuôi và phát triển loài cá này với phương thức nuôi phổ biến là nuôi bè hoặc nuôi

ao Thực tế cho thấy hầu như thức ăn chủ yếu để nuôi cá mú là cá tạp tươi sống

Do không chủ động và kiểm soát được nguồn thức ăn là cá tạp tươi nên việc nuôi cá đã phát sinh nhiều hệ lụy như dịch bệnh, ô nhiễm môi trường và tỉ lệ sống

thấp Vì vậy, nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp cho cá mú chấm cam ở Việt Nam phù hợp với thực trạng, qui mô và xu thế phát triển theo hướng hiệu quả- bền vững là vấn đề tiên quyết đặt ra cho các nhà khoa học và đây cũng chính là mục tiêu của đề tài luận văn

Mục tiêu cơ bản của công trình nghiên cứu bao gồm:

Xây dựng được công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam phù hợp với thực trạng, qui mô và điều kiện của Việt Nam

Tạo được viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam đảm bảo cá phát triển tốt, tỉ lệ sống cao và hệ số tiêu tốn thức ăn thấp

Để thực hiện mục tiêu đề ra, đề tài đã tiến hành thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:

1 Nghiên cứu đặc điểm sinh học của cá mú chấm cam và đặc tính lý, hóa của nguyên liệu làm cơ sở xây dựng công thức thức ăn

2 Nghiên cứu xây dựng công thức thức ăn nuôi cá mú chấm cam

3 Nghiên cứu qui trình và chế độ công nghệ tạo viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam

4 Nuôi khảo nghiệm, đánh giá hiệu quả thức ăn

Trang 17

Các điểm mới của luận án

1 Đã chuyển bài toán xây dựng công thức thức ăn với một mục tiêu giá thành sang bài toán bốn mục tiêu bao gồm giá thành, hàm lượng protein, lipid và NFE Về mặt toán học đã đề xuất phương pháp chuyển các giới hạn ràng buộc về thành phần dinh dưỡng thành các hàm mục tiêu bổ sung Đã ứng dụng phương pháp vùng cấm để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong xây dựng công thức thức ăn và xây dựng được công thức thức ăn nuôi cá mú chấm cam có nguồn gốc tại Việt Nam đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và có giá thành hợp lý

2 Nghiên cứu tối ưu hóa chế độ công nghệ tạo viên thức ăn đã xác định được chế độ công nghệ ép đùn tối ưu cho phép tạo được viên thức ăn có tốc độ chìm chậm, độ bền trong nước phù hợp với tập tính, thói quen ăn của cá

Ý nghĩa khoa học

1 Kết hợp tác vụ nghiên cứu các đặc điểm sinh học, các đặc điểm dinh dưỡng của cá mú chấm cam, các đặc tính lý hóa của nguyên liệu với tác vụ xây dựng, giải quyết bài toán tối ưu đa mục tiêu một cách chuẩn xác, chặt chẽ về phương diện toán học, cho phép thiết lập cơ sở khoa học về sinh học cũng như về toán học, đảm bảo phát triển thành công việc xây dựng phần mềm thiết lập công thức thức ăn nuôi cá mú chấm cam nói riêng và vật nuôi thủy sản nói chung

2 Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của chế độ công nghệ ép đùn đến dung trọng và độ bền trong nước của viên thức ăn đã được xử lý, khai thác một cách khoa học trên cơ sở vận dụng triệt để phương pháp mô hình hóa toán học, phương pháp mô phỏng, phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu với chuẩn tối ưu tổ hợp R đã tạo thành một phương thức nhất quán, có độ tin cậy cao trong việc nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú

Trang 18

chấm cam và các loại thủy sản khác, cho phép kiểm soát và nâng cao chất

lượng viên thức ăn nuôi cá

Ý nghĩa thực tiễn

1 Xây dựng được công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam phù hợp với thực trạng, qui mô và điều kiện phát triển nuôi cá mú ở nước ta

2 Chủ động hoàn toàn trong việc xây dựng công thức thức ăn và tạo được thức ăn công nghiệp dạng viên phù hợp với sự phát triển của cá mú chấm cam Đồng thời có thể mở rộng việc áp dụng kết quả nghiên cứu cho các đối tượng cá biển nuôi khác

Luận án được trình bày trong 116 trang và chia làm 03 chương bao gồm: Mở đầu- 04 trang, Chương 1- Tổng quan tài liệu gồm 33 trang; Chương 2- Vật liệu và phương pháp nghiên cứu gồm 15 trang; Chương 3 - Kết quả và thảo luận với tổng cộng 62 trang, Kết luận và kiến nghị gồm có 02 trang Ngoài ra còn có danh mục các công trình, tài liệu tham khảo tiếng Việt, Anh, Nga gồm 14 trang và các phụ lục

Trang 19

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 ĐẶC ĐIỂM DINH DƯỠNG VÀ KHẢ NĂNG TIÊU HÓA CỦA CÁ MÚ

CHẤM CAM (E.coioides)

Ơû Việt Nam cá mú được nuôi tập trung tại các vùng duyên hải và cửa sông dọc theo các tỉnh ven biển từ Bắc đến Nam Đặc biệt các tỉnh miền Trung và Nam Bộ như Phú Yên, Khánh Hoà, Bà Rịa -Vũng Tàu Các phương thức nuôi là tận dụng ao nuôi tôm hoặc nuôi bè Lê Đình Bửu & Clausen (2004) đã khảo sát về hiện trạng và tiềm năng của nghề nuôi cá mú tại Khánh Hòa cho rằng cá mú được nuôi chủ yếu trong ao đất với mật độ thấp (1-2 con/m2) và tập trung nhiều ở Cam Ranh, thức ăn chủ yếu cho cá là cá tạp

Nghề nuôi cá mú trên thế giới (chủ yếu tập trung ở các nước châu Á) ngày càng được chú trọng, tuy nhiên thực tế cho thấy rằng loài cá này vẫn chưa được phát triển mạnh do một số các nguyên nhân như chưa chủ động hoàn toàn được nguồn giống nuôi, kiểm soát môi trường, dịch bệnh, thị trường tiêu thụ và đặc biệt là thức ăn công nghiệp cho cá [2, 10, 16, 88] Hiện nay, các nhà phân loại học đã xác định có trên 503 loài cá mú, trong đó 332 loài có mặt tại các vùng biển thuộc Ấn Độ Dương và nhiều loài chưa xác định được tên Cá mú có thể sống đượcđở môi trường nước lợ hoặc nước mặn với độ mặn từ 5 - 45‰ [52, 102]

Một trong những loài cá mú có giá trị được nuôi nhiều ở các nước thuộc

Tây nam châu Á là cá mú chấm cam, thuộc họ Serranidae, họ phụ Epinephelus, tên khoa học là Epinephelus coioides (Hamilton, 1882), tên tiếng Anh: Orange-

spotted grouper Về hình thái bên ngoài (hình 1.1) cá có màu nâu vàng nhẹ trên lưng, màu trắng hai bên hông và bụng, nhiều chấm cam nâu và vàng nâu có kích thước không đồng đều trên đầu, thân và các vây Cằm, vùng bụng có màu kem hoặc màu trắng sữa và không có chấm cam [2, 88, 93]

Trang 20

Hình 1.1 Cá mú chấm cam (E.coioides)

1.1.1 Thức ăn, thói quen và tập tính ăn của cá mú

Nhìn chung cá mú là loài ăn thịt và có phổ thức ăn rất rộng, hầu hết ăn cá tạp tươi sống Thói quen ăn của cá hầu như suốt cả ngày nhưng chủ yếu tập trung vào lúc bình minh hoặc hoàng hôn, đây là thời điểm con mồi thường bất cẩn ít tự vệ và dễ dàng bị tấn công nhất Nghiên cứu của Toledo (2001) cho rằng cá mú ở giai đoạn cá bột và giống có đặc tính ăn thịt đồng loại và đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến tỉ lệ sống thấp Vì vậy để hạn chế hiện tượng này trong quá trình ương nuôi cần cho cá ăn từ 4 đến 6 lần trong một ngày tương đương với khoảng cách giữa các lần cho ăn từ 1,5 -2 giờ Sim & Phillips (2005) đã đưa ra số lần cho ăn đối với cá mú chấm cam nuôi phụ thuộc vào kích cỡ cá ở các giai đoạn phát triển Đối với cá giống thì số lần cho ăn từ 2 - 5 lần/ngày, giai đoạn từ 20-100 g là 02 lần/ngày và giai đoạn cá có khối lượng cá thể lớn hơn 100 g thì chỉ nên cho ăn 1- 2 lần/ngày, giai đoạn lớn hơn 200 g/con thì số lần cho ăn là 01 lần/ngày với tỉ lệ thức ăn cho ăn thay đổi theo hướng giảm dần khi cá càng lớn (4 -1%) so với khối lượng thân cá [2, 20, 57, 58, 63, 88, 93, 102]

Thói quen và tập tính ăn của cá là những yếu tố góp phần thể hiện khả năng tiêu hóa của cá, mức độ tiêu tốn thức ăn và những tác động đến môi trường nước nuôi Số lần cho ăn, tỉ lệ sử dụng thức ăn, độ bền trong nước của thức ăn ảnh

Trang 21

hưởng đến hiệu quả sử dụng thức ăn và rõ ràng liên quan mật thiết với hiệu quả nuôi cá Do vậy việc xác định thói quen, thời gian ăn, số lần cho ăn là những cơ sở quan trọng trong việc nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá

1.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam

Việc nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng cho các đối tượng nuôi thủy sản là khá phức tạp và hầu hết các nhà dinh dưỡng đều cho rằng nhu cầu dinh dưỡng của cá là một lĩnh vực nghiên cứu không hề đơn giản, tốn nhiều thời gian, công sức và thậm chí nhiều công trình, dự án nghiên cứu phải mất hàng thập kỷ mới có thể tìm hiểu và đánh giá được nhu cầu dinh dưỡng của đối tượng thủy sản Trong ngành dinh dưỡng học, những vấn đề luôn được đặt ra đối với vật nuôi như nhu cầu về protein, lipid, carbohydrate, acid amin, acid béo thiết yếu, tỉ lệ giữa protein và năng lượng … [2, 8, 10, 13, 41, 44, 55, 99, 108, 112]

1.1.2.1 Nhu cầu protein

Để thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng của cá, thành phần các acid amin trong thức ăn phải được cân đối để protein khẩu phần được sử dụng triệt để Việc bổ sung hàm lượng acid amin khẩu phần vượt quá mức qui định không những tốn kém mà còn tiêu hao năng lượng để đào thải Nhu cầu về hàm lượng, tỉ lệ các acid amin thiết yếu (EAAs) trong khẩu phần thay đổi ở các loài khác nhau [55, 79] Wilson & Cowey (1985) cho rằng thành phần a.a của cơ thịt cá về cơ bản không thay đổi nhiều trong cùng một loài cá Ngoài ra Meyer & Fracalossi (2005) cũng cho rằng tỉ lệ hàm lượng a.a của toàn bộ cơ thể cá hầu như không thay đổi theo kích thước của cá Hàm lượng EAAs trong mỗi loại nguyên liệu dùng trong sản xuất thức ăn là khác nhau, do vậy thức ăn được cấu thành từ nhiều nguồn nguyên liệu sẽ hiệu qủa hơn thức ăn chỉ được cấu thành từ một loại nguyên liệu nhằm tránh hiện tượng thức ăn có quá nhiều hoặc quá ít một số các EAAs nào đó Một khẩu phần không cân bằng protein là khẩu phần thiếu hụt các

Trang 22

EAAs, trong trường hợp này thì việc nâng cao hàm lượng protein trong khẩu phần là không cần thiết mà cần phải bổ sung phần EAAs bị thiếu hụt New (1987) cho rằng một cách lý tưởng thì hàm lượng mỗi EAAs trong khẩu phần thức ăn đúng bằng mức nhu cầu của thủy sản nuôi Khái niệm protein lý tưởng dựa vào ý tưởng cho rằng có mối tương quan giữa kiểu a.a trong cơ thể của một đối tượng thủy sản và nhu cầu a.a của đối tượng thủy sản đó và lysine thường được xem là a.a đầu tiên qui định giới hạn trong hầu hết các loại thức ăn vật nuôi và nhu cầu của các a.a thiết yếu khác được nhấn mạnh bởi quan hệ với nhu cầu lysine Bởi vậy, nếu biết nhu cầu của lysine trong khẩu phần thức ăn và thành phần a.a của cơ thể của một đối tượng vật nuôi thì có thể ước lượng được nhu cầu của các EAAs còn lại trong khẩu phần thức ăn tương quan với nhu cầu lysine (Wilson, 1985) Methionine, phenylalanine là những a.a có thể dư hoặc có thể được thay thế bằng các a.a như cystine và tyrosine với tỉ lệ thay thế đến 50% trong khẩu phần Methionine và lysine thường là 2 a.a cần thiết đầu tiên trong số các EAAs trong khẩu phần [8, 10, 35, 38, 41, 55, 75, 100, 103, 106, 112, 115]

Nhu cầu protein của cá phụ thuộc vào loài, tuổi và nhiệt độ môi trường nước Một số loài cá nuôi ở vùng nhiệt đới có nhu cầu protein khẩu phần thấp hơn (25 – 30%) so với khi nuôi ở vùng ôn đới (30 - 40%) [56] Boonyaratpalin (1993), Chen & Tsai (1994) cho rằng các loài cá mú có nhu cầu protein khác nhau và thay đổi trong khoảng 40 - 50% Rimmer & McBride (2004) cho rằng đối với cá mú giống nhu cầu protein khoảng 45% và lipid 9% Giri & cộng sự (1998) cho rằng nhu cầu protein của cá mú là khá cao và vào khoảng 47,8 - 60% Ngoài ra, Giri & cộng sự (2004) còn đưa ra nhu cầu protein và lipid tối ưu cho cá mú cọp

giống (E fuscoguttatus) lần lượt là 47% và 9%, ở giai đoạn cá lớn (>250 g) nhu

cầu protein tối ưu là 38% Nghiên cứu của Rachmansyah & cộng sự (2000) từ phân tích đường cong tăng trưởng đã xác định được nhu cầu protein tối ưu của cá

Trang 23

mú lưng gù (Cromileptes altivelis) giống là 45,23% Đối với cá mú điểm gai (E.mabalaricus), Cheng & Tsai (1994) cho rằng nhu cầu protein của cá mú giống

(3,8 g) là 47,8%, Shiau & Lan (1996) đưa ra nhu cầu protein trong khoảng 50%, Lê Anh Tuấn (2005) cho rằng nhu cầu protein và lipid của cá giống (16,94

44-± 1,32 g) lần lượt là 49,7% và 11%, năng lượng tổng (GE) là 3,39 kcal/g thức ăn, Lê Anh Tuấn (2007) còn cho rằng nhu cầu của cá mú điểm gai (17 ± 1,3) là 55% protein, 12% lipid và tỉ lệ protein thô/ năng lượng (CP/GE) là 28 (g/MJ)

Đối với cá mú chấm cam, nghiên cứu của Toledo (2002) đối với giai đoạn (50 -100 g/con) cho thấy cá phát triển tốt, tỉ lệ sống cao và hệ số chuyển đổi thức ăn thấp (1,5 ± 0,05) ở protein tối ưu 44% Eusebio & cộng sự (2003) cho rằng cá mú chấm cam (2-5 g/con) có nhu cầu protein từ 44 - 48% Millamena & Toledo (2004) khi nghiên cứu thay thế bột cá bằng phụ phẩm động vật với khẩu phần protein thay đổi từ 43 - 68% và cho rằng nhu cầu protein tối ưu là 44,8% và có thể thay thế 80% bột cá bằng bột thịt xương mà vẫn đảm bảo cá phát triển tốt Nghiên cứu của Luo & cộng sự (2005) đã đưa ra nhu cầu protein tối ưu cho cá mú chấm cam giống là 48% Huang & cộng sự (2005) cho rằng đối cá mú chấm cam giống, khẩu phần protein tối ưu là 45,5% và năng lượng (GE) là 14,22 KJ/g thức ăn [41, 55, 59, 67, 69, 73, 83, 97, 100]

1.1.2.2 Nhu cầu Carbohydrate

Xét về đặc tính vật lý thì thành phần carbohydrate với một lượng nhất định trong khẩu phần sẽ giúp tạo nên kết cấu bền, ổn định trong môi trường nước của viên thức ăn Các loài cá ăn thịt và đặc biệt cá biển có khả năng biến dưỡng carbohydrate không cao Một số loài cá không có enzyme cellulase để tiêu hóa cellulose và vì vậy chất xơ thường được xem như là nguồn năng lượng thừa, tuy nhiên chất xơ tham gia vào việc tạo cấu trúc viên thức ăn và các hoạt động sinh lý của cá [97, 102, 110, 115] Eusebio & cộng sự (2004) cho rằng nhu cầu dẫn

Trang 24

xuất không đạm (NFE) của cá mú chấm cam giai đoạn 5 - 20 g khoảng 16 - 28% Nghiên cứu của Shiau & Lin (2001) thì nhu cầu carbohydrate trong khẩu phần thức ăn cá mú giống từ 14,3 - 24,6% sẽ đáp ứng các chỉ tiêu phát triển như tăng trọng và tỉ lệ sống [45, 67, 97]

1.1.2.3 Nhu cầu lipid

Lipid đóng vai trò cung cấp năng lượng, các acid béo thiết yếu (EFAs), ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và tỉ lệ sống của vật nuôi Ngoài ra các acid béo còn làm tăng độ ngon, tính hấp dẫn của thức ăn và còn có ý nghĩa như là hợp chất

“bôi trơn” cho việc vận chuyển và hỗ trợ hấp thu các vitamin hòa tan trong dầu [56] New (1987) cho rằng nhu cầu EFAs của thủy sản thay đổi theo loài, giai đoạn phát triển của cá và hàm lượng lipid trong khẩu phần thức ăn.Sự thiếu hụt các acid béo thiết yếu (EFAs) thường xảy ra đối với các loài cá nước mặn hơn là nước ngọt, do độ mặn ảnh hưởng đến nhu cầu EFAs của cá Cá biển có nhu cầu về các acid béo cao không no (HUFA) cao hơn cá nước ngọt, tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào chứng minh thời điểm và giai đoạn cá sử dụng nhóm các acid béo (n-6) hay nhóm các acid béo (n-3) Các loài cá sống ở vùng nước lạnh có nhu cầu các acid béo nhóm (n-3) cao hơn các loài cá sống ở vùng nước ấm Chất béo với hàm lượng các acid béo không no cao, đặc biệt là các acid béo cao không no (PUFA) rất dễ bị oxi hóa làm ảnh hưởng tới các thành phần dinh dưỡng khác và sức khỏe vật nuôi Dạng thường được sử dụng trong thức ăn nuôi thủy sản là các acid béo cao không no (HUFA) có mạch carbon ≥ 20 và có nhiều hơn 3 nối đôi trong phân tử Nhu cầu sử dụng các acid béo thiết yếu thay đổi từ 0,5 - 1,5% khẩu phần tùy theo loài cá, môi trường nuôi và giai đoạn phát triển của cá Tỉ lệ nhóm các acid béo n-3 và n-6 không cân đối trong khẩu phần sẽ dẫn đến các triệu chứng bệnh lý và phát triển ở cá [41, 79, 80, 114] Alava & Priolo (2002) cho rằng cá biển không có khả năng chuyển 18:3(n-3)

Trang 25

thành 20:5(n-3) (EPA) do khả năng chuyển đổi về dạng EPA thấp hoặc không đáng kể Ngoài ra, khả năng chuyển các acid béo 20:n-3 thành DHA rất nhỏ và không có khả năng chuyển 18:2(n-6) thành 20:4(n-6) (ARA) Khả năng chuyển đổi các acid béo C18 sang HUFA rất cao ở cá nước ngọt nhưng lại rất hạn chế ở cá biển, do vậy việc sử dụng các nguồn chất béo như dầu cá biển là yêu cầu bắt buộc khi sản xuất thức ăn cho cá biển Cá biển có nhu cầu n-3 HUFA cao, đặc biệt là EPA và DHA [56, 92, 98, 110] Nhu cầu DHA cho cá biển ở giai đoạn cá giống là 1,6 - 3,7% (NRC, 1993) và có sự liên hệ giữa tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ

sống với thành phần acid béo của ấu trùng E.coioides (Alava & cộng sự, 2004)

Aáu trùng có hàm lượng DHA hoặc EPA cao sẽ tăng trưởng nhanh và có tỉ lệ sống cao hơn loại có hàm lượng HUFA thấp hơn [30, 56, 71, 80]

New (1987) cho rằng nhu cầu lipid của cá mú khoảng 14%, nghiên cứu của Giri & cộng sự (2004) thì nhu cầu lipid của cá mú chấm cam (5 - 6 g) từ 8- 10% và tỉ lệ hàm lượng HUFA n-3 tối ưu là 1% Milamena & cộng sự (2004) đưa

ra nhu cầu lipid của mú chấm cam giống (3-8 g) khoảng 7-10% trong thức ăn Shiau & Lin (2003) thì cho rằng nhu cầu chất béo cho cá mú chấm cam giống (5 – 20 g) là xấp xỉ 9% [74, 79, 97] Nhu cầu acid béo thiết yếu của một số loài cá biển được nêu ra ở phụ lục 1, bảng 1.1

1.1.2.4 Nhu cầu vitamin và khoáng chất

Vitamin là dưỡng chất hữu cơ thiết yếu đối với vật nuôi nói chung và có vai trò hết sức quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển và hoạt động của cá Nhiều triệu chứng thiếu vitamin xảy ra đối với cá mà phổ biến nhất là thiếu vitamin B1 Vitamin E có đặc tính chống oxy hóa do vậy có thể đưa vào thành phần thức ăn với hàm lượng cao, đặc biệt những thức ăn chứa nhiều hàm lượng các acid béo không no PUFA Vitamin C được xem là có vai trò thiết yếu đối với vật nuôi thủy sản Trong số các vitamin hòa tan trong nước cần bổ sung vào trong

Trang 26

sản xuất thức ăn, đặc biệt vitamin C có thể bị phá hủy trong quá trình chế biến và bảo quản Bởi vậy chỉ nên sử dụng vitamin C ở dạng bền nhiệt trong sản xuất thức ăn Boonyaratpalin (1993) cho rằng nhu cầu vitamin C (L ascorbyl-2-monophosphate-Mg) đối với cá mú giống chấm cam là ≥ 20mg/kg thức ăn Nghiên cứu của Laining & Palinggi (2001) cho thấy nhu cầu vitamin C (L ascorbyl-2-monophosphate-sodium-calcium) của cá mú lưng gù giai đoạn (10-20 g) khoảng 150 mg/kg thức ăn [32, 41, 55, 70, 80, 91]

Khoáng chất có vai trò quan trọng trong các hoạt động sinh lý và chức năng của cơ và có ý nghĩa thiết yếu đối với nhiều loài vật nuôi Sự thiếu hụt các nguyên tố khoáng sẽ gây ra một số triệu chứng và bệnh lý của cá [34, 80] Thành phần khoáng, vitamin trong premix khoáng-vitamin đã được Boonyaratpalin

(1993) sử dụng để làm thức ăn nuôi cá mú giống (E tauvina) Thành phần premix

khoáng, premix vitamin cho cá mú (Tacon, 1989), premix khoáng - vitamin cho thức ăn viên ẩm nuôi cá mú chấm cam (Sim & cộng sự, 2005), premix khoáng - vitamin cho cá mú (Halver & Hardy, 2002), được mô tả ở phụ lục 2 Thức ăn là nguồn cung cấp phosphate chính do trong nước có hàm lượng phosphate rất thấp [32, 80, 93, 106] Để cung cấp nguồn calcium và phospho cho cá, di-calcium phosphate thường được sử dụng do có giá trị hữu dụng cao (Ogino, 1980) Tỉ lệ sử dụng di-calcium phosphate trong khẩu phần thức ăn cho tôm từ 1- 2%, cho cá rô

phi (T.nilotica) với tỉ lệ 2% [80]

1.1.2.5 Nhu cầu năng lượng và cân bằng năng lượng

Giá trị năng lượng tổng (GE) của một hợp chất phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó Năng lượng tiêu hóa (DE) và năng lượng biến dưỡng (ME) là thước đo xác định giá trị năng lượng của thức ăn Việc xác định năng lượng biến dưỡng đối với thủy sản rất phức tạp và không phải lúc nào cũng đo được một cách chính xác Nhu cầu năng lượng tiêu hóa của cá mú vào khoảng 2,7 -3,7 kcal/g

Trang 27

thức ăn Eusebio & cộng sự (2004) cho rằng nhu cầu năng lượng biến dưỡng (ME) đối với cá mú chấm cam từ 3,70 - 4,1 (kcal/g) Chen & Tsai (1994) cho rằng tỉ lệ P/E của thức ăn cho cá mú mè giống là 125-134 (mg/kcal) Shiau & Lan (1996) đưa ra nhu cầu năng lượng(GE) là 3,4 -3,75 kcal/g thức ăn, tỉ lệ P/E là 117 - 129 (mg/kcal) Năng lượng biến dưỡng được tính dựa vào các chuẩn sinh lý của cá là 4,5 kcal/g protein; 3,3 kcal/g carbohydrate và 8,0 kcal/g chất béo [32, 45, 76, 84, 100]

Cân bằng dưỡng chất là phương pháp được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu xây dựng công thức thức ăn thủy sản Để xác định cân bằng dưỡng chất, tiến hành xác định tổng lượng dưỡng chất đưa vào cơ thể và lượng dưỡng chất mất đi từ các hoạt động khác nhau Một cân bằng dương được thiết lập khi mà lượng thức ăn được hấp thu lớn hơn lượng mất và cân bằng âm là ngược lại Trong cơ thể động vật thì thành phần dưỡng chất chứa năng lượng cơ bản là protein và lipid, carbohydrate hầu như chứa trong cơ thể ở dạng glucose hoặc glycogen và được xem là phần nhỏ chứa năng lượng Để tăng cường protein cho cơ thể thì điều quan trọng là phần chứa năng lượng hữu dụng ngoài protein phải cao Thức ăn lý tưởng cho một số loài cá hồi được xây dựng với hàm lượng lipid rất cao để làm giảm thiểu việc sử dụng protein khẩu phần như là nguồn năng lượng Mục tiêu của các nhà dinh dưỡng là nghiên cứu xây dựng công thức thức ăn với khẩu phần phải thỏa mãn tỉ lệ tối ưu về protein/năng lượng (P/E) hoặc tỉ lệ thích hợp của protein tiêu hóa (DP) đối với năng lượng biến dưỡng (ME) để đạt được hiệu quả nuôi Aûnh hưởng của tỉ lệ P/E đối với tốc độ phát triển và hiệu quả sử dụng thức ăn tối ưu về thực chất bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ nước, mức độ bơi, nguồn cung cấp năng lượng [41, 56, 67, 79, 80]

Các nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam đã đưa ra nhiều dữ liệu quan trọng về nhu cầu protein, carbohydrate, lipid tối ưu và nhu

Trang 28

cầu vitamin, khoáng chất, năng lượng Ngoài ra, hầu như các nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng của cá thường được thực hiện ở giai đoạn cá giống, do sự phát triển và chất lượng cá giống quyết định đến hiệu quả nuôi, đồng thời đây là giai đoạn cá tăng trưởng nhanh, đáp ứng rõ ràng nhất ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng của thức ăn và môi trường Mặc dù các kết quả nghiên cứu về dinh dưỡng khá nhiều và tương đối đa dạng, tuy nhiên hầu hết các thành tựu nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam ở giai đoạn cá giống đều cho thấy nhu cầu protein của cá từ 44% - 47%, nhu cầu dẫn xuất không đạm (NFE) từ 16% -28% và nhu cầu lipid từ 8% -10% Sự thay đổi thành phần dưỡng chất trong thức ăn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng thức ăn, năng lượng tiêu hóa, giá thành sản phẩm và chế độ công nghệ sản xuất thức ăn Do vậy, một trong những tác vụ quan trọng trong nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn là tiến hành thiết lập khẩu phần thức ăn đáp ứng nhu cầu protein, lipid, carbohydrate, khoáng, vitamin và năng lượng của cá, đảm bảo các tiêu chí về nuôi cá như tốc độ phát triển, hệ số tiêu tốn thức ăn, tỉ lệ sống, giảm thiểu ô nhiễm môi trường

1.1.3 Khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam

Khả năng tiêu hóa của cá đối với một số các nguyên liệu hoặc thức ăn là đại lượng đo để xác định mức độ hấp thu, tiêu hóa của cá đối với thức ăn và dưỡng chất Tổng chất khô của nguyên liệu hay thức ăn được vật nuôi tiêu hóa thể hiện khả năng tiêu hóa của vật nuôi đối với loại thức ăn hay nguyên liệu đó Độ tiêu hóa của từng nguyên liệu được xác định để làm cơ sở cho việc đánh giá, lựa chọn nguyên liệu phù hợp việc xây dựng công thức thức ăn, ngoài ra còn có ý nghĩa trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và hạn chế ô nhiễm môi trường nuôi [41, 45, 55, 75, 79, 80, 111] Khả năng tiêu hóa dưỡng chất là mức độ tiêu hóa của các thành phần như protein, lipid, amino acid hoặc carbohydrate trong thức ăn hoặc nguyên liệu Chỉ có một phần thức ăn được tiêu hóa và hấp

Trang 29

thu, phần còn lại thải ra ngoài ở dạng phân, ngoài ra lượng chất thải ra có thể có lẫn một lượng nhỏ các enzyme nội sinh và các màng nhầy ruột và thậm chí còn có một số sản phẩm nitơ từ bài tiết Một loại thức ăn hiệu quả đối với vật nuôi không chỉ đáp ứng về nhu cầu dinh dưỡng mà còn phải dễ tiêu hóa và sử dụng Khả năng tiêu hóa của vật nuôi đối với một loại thức ăn phụ thuộc vào các yếu tố như loại nguyên liệu, các đặc tính vật lý như độ cứng, mùi, vị, độ bền trong nước của sản phẩm Vì vậy khi xây dựng công thức thức ăn thì cần thiết phải có các thông tin về khả năng tiêu hóa của vật nuôi đối với từng loại nguyên liệu và sản phẩm Do đó, việc nghiên cứu tiêu hóa là một phần quan trọng, làm cơ sở cho việc xây dựng khẩu phần thức ăn vật nuôi [40, 41, 80, 116]

Khả năng tiêu hóa in vivo của cá mú đã được các nhà khoa học nghiên cứu

đối với một số loại nguyên liệu và thức ăn Eusebio & cộng sự (2004) đã thay thế từng phần đến toàn bộ hàm lượng bột cá trong khẩu phần thức ăn nuôi cá mú chấm cam giống (2-5 g) bằng các loại nguyên liệu có nguồn gốc protein khác nhau và cho rằng khả năng tiêu hóa chất khô và protein biểu kiến (ADMD; ACPD) của cá mú chấm cam đối với một số loại nguyên liệu như bột xương thịt, bột huyết khá thấp (30-60%) Nguyên nhân là do chất lượng các nguyên liệu này

bị giảm bởi phương pháp chế biến và nhiệt độ trong quá trình chế biến đã phá hủy cấu trúc acid amin, làm mất đi tính hữu dụng của chúng Một số nguyên liệu cho kết quả tiêu hóa ACPD, ADMD cao như bột cá Peru, Chile (98,03% & 83,56%); bã nành tách béo (96,03% & 75,68%), bột mì (82,86% & 72,75%), bột mực (83,56% & 94,21%) Các chỉ số ADMD và ACPD được sử dụng như là hệ số chỉ thị để xác định giá trị dinh dưỡng của các thành phần thức ăn Khả năng tiêu hóa protein biểu kiến (ACPD) của cá mú giống tăng khi tăng hàm lượng protein và cơ cấu các nguyên liệu dễ tiêu hóa trong khẩu phần De Silva & Anderson

Trang 30

(1995) cho rằng khi hàm lượng chất xơ thô trong thức ăn tăng sẽ làm cho hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng của cá mú giảm thông qua biểu hiện chỉ số tiêu hóa ADMD thấp Giá trị ACPD tăng ở một số loại thức ăn có hàm lượng protein cao là do có sự liên hệ giữa hoạt tính protease trong hệ tiêu hóa của cá đối với hàm lượng protein trong thức ăn [80] Millamena (2002) cho rằng có thể thay thế 80%

tỉ lệ bột cá trong khẩu phần thức ăn nuôi cá mú giống (5 g) bằng hỗn hợp bột phụ phẩm động vật và bột huyết mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng, tỉ lệ sống và hệ số chuyển đổi thức ăn [41, 45, 51, 75]

Khả năng tiêu hóa của cá phụ thuộc rất lớn vào loại, chất lượng nguyên liệu, chất lượng thức ăn Các nghiên cứu về tiêu hóa dường như tập trung nhiều vào việc đánh giá khả năng tiêu hóa biểu kiến của cá đối với một số loại nguyên liệu dùng làm thức ăn như bột cá, bột xương thịt, bã nành, cám gạo, bột mì, bột huyết và các loại bột họ đậu… làm cơ sở cho việc lựa chọn nguyên liệu và thay thế nguyên liệu bột cá, bã nành trong sản xuất thức ăn Ngoài ra, khả năng tiêu hóa của vật nuôi còn phụ thuộc vào nguồn gốc con giống và đặc biệt là điều kiện

môi trường nơi vật nuôi sống Do vậy việc nghiên cứu khả năng tiêu hóa in vivo của cá mú chấm cam đối với một số nguyên liệu và thức ăn là rất cần thiết và

làm cơ sở cho việc đánh giá, lựa chọn, xác định loại, tỉ lệ nguyên liệu thích hợp trong nghiên cứu xây dựng công thức thức ăn

1.2 ĐẶC TÍNH LÝ, HÓA CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN NUÔI THỦY SẢN

1.2.1 Đặc tính của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn nuôi thủy sản

1.2.1.1 Bột cá

Bột cá được xem là nguồn nguyên liệu tuyệt hảo chứa đầy đủ thành phần các a.a thiết yếu, cung cấp phospholipid dồi dào, đồng thời còn có vai trò như là

Trang 31

chất hấp dẫn vì chứa hàm lượng acid glutamit cao Đây là một trong những nguyên nhân hấp dẫn vật nuôi bắt mồi Tỉ lệ sử dụng bột cá trong khẩu phần đối với loài cá ăn thịt cho phép đến 50%, ăn tạp khoảng 25% và các loài khác khoảng 20% [8, 10, 20, 25, 55, 56]

1.2.1.2 Bã nành

Bã nành là phụ phẩm của quá trình tách dầu đậu nành, được sử dụng rộng rãi do có hàm lượng protein cao, giá rẻ, số lượng lớn và dễ sử dụng Bã nành được chia thành các loại với hàm lượng protein khác nhau bao gồm bã nành chưa tách vỏ khoảng 40 - 47%; bã nành bóc vỏ 45- 48%; bã nành nguyên hạt nhiều béo 36% Bã nành là một trong những bã hạt thực vật có dầu chứa đủ các a.a thiết yếu Tuy nhiên, một số các a.a trong bã nành có hàm lượng hạn chế như methionine, lysine và cystine, nhưng lại rất giàu hàm lượng arginine và phenylalanine Thành phần carbohydrate của đậu nành khác với các loại ngũ cốc, trong khoảng 30% hàm lượng carbohydrate có trong đậu nành thì hàm lượng carbohydrate hòa tan và oligosaccharide chiếm khoảng 10%ø, 20% còn lại là carbohydrate không hòa tan và polysaccharide Năng lượng tiêu hóa (DE) của bã đậu nành ở tất cả các loại cá từ 2,57-3,34 Kcal/g Hàm lượng bã nành cao trong khẩu phần làm giảm khả năng tạo viên của thức ăn Khi sử dụng bã đậu nành với hàm lượng 30% hoặc cao hơn thì sẽ làm giảm độ bền trong nước của viên thức ăn một cách đáng kể, tỉ lệ bã nành thích hợp cho phép sử dụng trong khẩu phần thức ăn của cá biển thông thường với mức tối đa là 20% [11, 41, 55, 56, 79, 80]

1.2.1.3 Bột mì và gluten bột mì

Bột mì là nguồn cung cấp carbohydrate thường được sử dụng trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản, có hàm lượng dẫn xuất không đạm (NFE) chiếm trên 70% và độ tiêu hóa carbohydrate khá cao đối với nhiều loại tôm, cá (>80%) Trong bột mì thông thường chứa hàm lượng protein từ 10-14,5%, vì vậy ngoài

Trang 32

việc cung cấp thành phần carbohydrate dễ tiêu hóa còn là nguồn protein chất lượng, đồng thời góp phần làm tăng thêm độ bền trong nước của viên thức ăn Gluten bột mì là phụ phẩm tạo thành khi chế biến tinh bột mì và là một phức hợp protein không hoà tan trong nước có thành phần gồm glutenin và gliadine, đây là những thành phần có đặc tính dính và dẻo Do vậy, gluten bột mì thường được sử dụng trong sản xuất thức ăn thủy sản với vai trò như là chất kết dính Tỉ lệ hàm lượng gluten bột mì và bột mì được sử dụng trong khẩu phần thức ăn cho cá biển thường chiếm tối đa tương ứng là 10% và 24% [2, 8, 10, 26, 55, 56, 80, 85, 97]

1.2.1.4 Dầu thủy sản

Đây là nguồn cung cấp nhu cầu lipid cho vật nuôi và được chia thành các loại gồm dầu cá, dầu gan cá và dầu của các động vật thân mềm như mực, bạch tuộc …[56, 80] Đặc tính cơ bản của dầu cá là chứa hàm lượng các acid béo không

no cao PUFA, HUFA, trong đó dầu cá biển và nhuyễn thể là nguồn nguyên liệu giàu EPA và DHA, bột cá cũng là nguồn cung cấp quan trọng hai EFAs này [10] Phụ thuộc vào cấu trúc mà có thể chia các acid béo thành các nhóm như acid béo n-3, acid béo n-6 và acid béo n-9 Các loài cá nhiều dầu đặc biệt chứa nhiều hàm lượng acid béo n-3 Thông thường hàm lượng acid béo n-3 nhiều hơn loại n-6 trong dầu cá Hàm lượng linolenic acid (C18:3) trong dầu cá tương đối thấp nhưng hàm lượng C22:3 và C22:5 khá cao Các acid béo omega-3, đặc biệt là thành phần acid eicosapentanoic (EPA, 20:5(n-3)) và acid docosahexaenoic (DHA, 22:6(n-3)) rất có lợi cho sức khỏe của cá [41, 55, 56, 80] Khi cung cấp quá nhiều hàm lượng n-3 hoặc một tỉ lệ ngang bằng về n-3/n-6 trong khẩu phần ăn của một số loài cá cho thấy cá có biểu hiện từ chối thức ăn Hàm lượng dầu quá nhiều trong khẩu phần sẽ ảnh hưởng đến quá trình tạo viên và vấn đề bảo quản sản phẩm thức ăn Nhiều nghiên cứu và thực nghiệm cho thấy hàm lượng béo trong thức ăn nuôi thủy sản thích hợp trong khoảng từ 4 - 14% tùy thuộc vào

Trang 33

từng loại cá Một số nghiên cứu của SEAFDEC (2002), Hertrampf & Pascual (2000) cho rằng tỉ lệ sử dụng dầu cá, dầu gan mực trong khẩu phần thức ăn nuôi cá mú chấm cam thường chiếm tỉ lệ tối đa là 4% và lecithin thường được dùng với

tỉ lệ tối đa là 3% [30, 55, 56, 67, 79, 80, 81]

Tóm lại từ việc tổng hợp các dữ liệu về đặc tính lý, hóa của nguyên liệu có thể thấy rằng nguyên liệu là nền tảng đầu tiên để tạo dựng nên sản phẩm thức ăn vật nuôi Chất lượng nguyên liệu là thành tố đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn Các nghiên cứu gần đây về lựa chọn, thay thế nguyên liệu bột cá bằng bột lá keo ipil-ipil, bột đậu trắng, bột xương thịt, bột huyết trong khẩu phần thức ăn nuôi cá mú chấm cam Nghiên cứu sử dụng các dạng carbohydrate khác nhau (glucose, sucrose, dextrin, tinh bột) làm thức ăn cho cá mú cọp Thay thế bột cá bằng bột phụ phẩm động vật trong khẩu phần thức ăn nuôi cá mú chấm cam giống và nghiên cứu sử dụng bột đầu vỏ tôm để thay thế một phần bột cá …

Nguồn nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản khá phong phú và đa dạng, việc nghiên cứu khai thác, sử dụng hiệu quả các nguồn nguyên liệu, thay thế các nguyên liệu như bột cá, bã nành… bằng các nguyên liệu giá rẻ, sẵn có nhằm tăng hiệu quả nuôi, giảm thiểu khai thác cạn kiệt nguồn cá tự nhiên luôn là vấn đề bức thiết đặt ra cho hầu hết các nhà quản lý, doanh nghiệp và nghiên cứu Ngoài ra, trong sản xuất thức ăn vật nuôi, vấn đề luôn được đặt ra là sử dụng loại, tỉ lệ nguyên liệu, tính năng và chất lượng nguyên liệu để tổ hợp công thức thức ăn là những vấn đề cần thiết Do vậy, việc xây dựng mô hình khái quát hóa nguồn nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi sẽ góp phần vào việc mô tả và biểu đạt các dạng, loại nguyên liệu và là cơ sở cho việc lựa chọn nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản

Trang 34

1.3 CÔNG THỨC THỨC ĂN VẬT NUÔI THỦY SẢN

Xây dựng công thức thức ăn (CTTA) là thiết lập khẩu phần cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho vật nuôi, có giá thành hợp lý và thân thiện với môi trường

Do vậy việc xây dựng CTTA không chỉ chú trọng vào thành phần hóa học của thức ăn mà còn phải chú ý đến các đặc tính lý học, cảm quan, chi phí của thức ăn CTTA cho nuôi thủy sản ở qui mô công nghiệp cần được thiết lập trên cơ sở nhu cầu dinh dưỡng của cá như nhu cầu protein tối ưu, mức năng lượng, acid amin và acid béo thiết yếu, vitamin và khoáng chất [41, 72, 112] Vấn đề cơ bản trong việc thiết lập CTTA cho vật nuôi thủy sản là xác định các thành phần nguyên vật liệu sao cho đạt được cân bằng dưỡng chất nhằm nâng cao mức tăng trọng, sinh sản, sức khỏe vật nuôi ở một mức chi phí chấp nhận được [34, 41] New (1987) đưa ra ba tiêu chí cơ bản trong việc lựa chọn nguyên liệu xây dựng CTTA là:

Loại và chất lượng nguyên liệu phải phù hợp cho đối tượng nuôi

Nguyên liệu sẵn có và dễ kiếm

Giá thành rẻ

Wilson (1994) cho rằng khi có đủ các thông tin về nhu cầu dinh dưỡng của đối tượng nuôi thì CTTA có thể được xây dựng trên cơ sở giá thành thấp nhất De Silva & Anderson (1995) cho rằng việc thành lập CTTA không hề đơn giản, đây là quá trình lựa chọn các nguyên liệu thích hợp, phối trộn để tạo ra thức ăn đáp ứng nhu cầu dưỡng chất thiết yếu Không thể chỉ dùng một loại nguyên liệu để sản xuất ra một loại thức ăn thỏa mãn các tiêu chí về dinh dưỡng của vật nuôi Do vậy tổ hợp khẩu phần thức ăn là lựa chọn các loại nguyên liệu khác nhau theo một tỉ lệ thích hợp sao cho đạt được các mục tiêu về cân bằng dưỡng chất, có khả năng tạo viên, ngon, dễ bảo quản và giá thành phù hợp Nhìn chung việc thiết lập CTTA dựa vào một số các tiêu chí sau [41, 115]:

Thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng

Trang 35

Phù hợp với tập tính ăn của đối tượng nuôi

Nguyên liệu sẵn có, giá thành rẻ và thành phần dưỡng chất của nguyên liệu phù hợp cho việc thiết lập khẩu phần thức ăn

Khả năng tiêu hóa của vật nuôi đối với nguyên liệu làm thức ăn

Nguồn thức ăn tự nhiên mà đối tượng nuôi có thể sử dụng

Mức độ chấp nhận của thị trường tiêu thụ

Yêu cầu về phụ gia thức ăn

Các dạng, loại thức ăn cần chế biến

Việc xây dựng CTTA có ý nghĩa quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn, hiệu quả nuôi và tác động tới môi trường nuôi Do vậy xây dựng được CTTA tối ưu sẽ góp phần trong việc tạo ra thức ăn đạt chất lượng và nâng cao hiệu quả nuôi Một số các phương pháp được sử dụng trong việc thiết lập CTTA cho vật nuôi như sau [10, 28, 37, 41, 44, 55, 64]:

-Phương pháp hình vuông Pearson: Hay còn gọi là phương pháp đường

chéo, đây là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và thuận lợi cho việc cân bằng nhu cầu protein trong khẩu phần Tuy nhiên phương pháp này có một số hạn chế như chỉ áp dụng cho hai loại nguyên liệu trong khẩu phần và ít quan tâm đến các thành phần dưỡng chất khác như vitamin, khoáng

- Phương pháp Pearson mở rộng: Phương pháp này sử dụng phương trình

đại số đơn giản để cân bằng protein, năng lượng và có thể áp dụng với nhiều hơn hai loại nguyên liệu trong CTTA

- Phương pháp thử và sai: Đây là phương pháp phổ biến và thường được sử

dụng trong sản xuất thức ăn gia cầm Người sử dụng có thể dùng các phần mềm như Excel, Lotus 123, Quatro pro để tính toán, thử nghiệm cho đến khi đạt được các nhu cầu về dinh dưỡng Phương pháp này có thuận lợi là người sử dụng có thể điều chỉnh các tỉ lệ nguyên liệu để đạt được các yêu cầu về dưỡng chất Tuy

Trang 36

nhiên nhược điểm cố hữu của phương pháp này là tốn nhiều công sức, thời gian để thiết lập được CTTA thỏa mãn các tiêu chí đề ra

- Phương pháp qui hoạch tuyến tính: Phương pháp qui hoạch tuyến tính

(LP) thường được sử dụng trong việc thiết lập CTTA với giá thành nhỏ nhất dựa trên cơ sở sử dụng hệ các phương trình đại số tuyến tính Mô hình tuyến tính chuẩn ở dạng ma trận của LP có thể được mô tả như sau:

n j

CjXj

j , 1 , 2 , 3

min 1

C: Chi phí nguyên liệu trong công thức thức ăn

Cj: Đơn giá hoặc chi phí tính cho một đơn vị nguyên liệu thứ j,

Xj : Số lượng nguyên liệu thứ j trong công thức thức ăn

aij: Hàm lượng dưỡng chất thứ i của nguyên liệu thứ j

bi : Nhu cầu dưỡng chất thứ i trong khẩu phần

Với phương pháp LP, có thể giới hạn số lượng sử dụng của từng nguyên liệu ở các mức lớn nhất và nhỏ nhất trong việc tổ hợp CTTA và có thể thiết lập được CTTA có giá thành rẻ nhất, tuy nhiên nếu chỉ xét về vấn đề giá thành thì mặt hạn chế là chỉ tập trung vào khía cạnh giá thành của các loại nguyên liệu và không quan tâm đến đặc tính chức năng của từng nguyên liệu trong CTTA Ngoài

ra, việc sử dụng CTTA có giá thành rẻ nhất thường chỉ phù hợp với những các cơ sở sản xuất lớn với nhiều sự lựa chọn của nguyên liệu

- Sử dụng các phần mềm chuyên dụng: CTTA được viết trên các phần mềm

khác nhau, trong đó phương pháp qui hoạch tuyến tính (LP) nhìn chung được sử dụng ở các mức độ tinh xảo khác nhau và hiện có rất nhiều phần mềm thương mại sử dụng phương pháp này để xây dựng CTTA và cung cấp trên thị trường

Trang 37

Vấn đề lựa chọn phần mềm thích hợp để sử dụng phụ thuộc vào tính năng có thể bổ sung hoặc thay thế các dữ liệu cũng như các tham số về dinh dưỡng và công nghệ Việc phát triển theo hướng phân tích bề mặt bậc hai kết hợp với các đường cong đáp ứng dưỡng chất được xem là phương án tốt hơn là sử dụng phương án

LP chỉ dựa vào thành phần dưỡng chất của nguyên liệu để xây dựng CTTA Các phần mềm xây dựng CTTA rất tiện lợi, tiết kiệm công sức, thời gian và thường được các nhà sản xuất lựa chọn do phải xây dựng CTTA trên cơ sở nhiều loại nguyên liệu, tạo được thức ăn có giá thành rẻ nhất, hạn chế sai sót của con người trong việc tính toán và thực hiện Tuy nhiên, Kausik (2000), Afolayan & cộng sự (2008) cho rằng sẽ dễ gây ra nhầm lẫn và làm giảm hiệu quả, chất lượng của thức ăn nếu người sử dụng các phần mềm để tổ hợp CTTA không có kiến thức về dinh dưỡng, công nghệ sản xuất thức ăn cho đối tượng vật nuôi

Nhìn chung CTTA vật nuôi thủy sản thường được thiết lập trên cơ sở kinh nghiệm, tính toán thành phần, tỉ lệ nguyên liệu theo phương pháp Pearson, “thử và sai” hoặc sử dụng các phần mềm tin học chuyên dụng trên cơ sở phương pháp qui hoạch tuyến tính Ơû nước ta hiện nay việc thiết lập CTTA thường được xây dựng trên cơ sở “thử và sai” và một số các công ty sử dụng các phần mềm xây dựng CTTA vật nuôi ngoại nhập Các phần mềm được bán cho các nhà sản xuất thức ăn, các nhà nghiên cứu dinh dưỡng vật nuôi hoặc bán kèm theo thiết bị, công nghệ với giá thành rất cao, tốn kém và phải chịu chi phí bảo trì, thời hạn sử dụng Về bản chất xây dựng CTTA là giải bài toán tối ưu đa mục tiêu Do vậy, việc xây dựng CTTA theo kinh nghiệm hoặc tính toán thô không giải quyết được bài toán

đa mục tiêu trong việc xây dựng CTTA Các phần mềm CTTA được thiết lập trên

cơ sở giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong đó HMT giá thành là thấp nhất, các mục tiêu còn lại thường chỉ là các giá trị ràng buộc

Trang 38

1.4 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN CÔNG NGHIỆP NUÔI THỦY SẢN

1.4.1 Hiện trạng thức ăn nuôi cá mú trong và ngoài nước

Công nghệ và thiết bị sản xuất thức ăn thủy sản trên thế giới liên tục phát triển trong những năm qua và đạt được những tiến bộ đáng kể ở các nước như Mỹ, Đức, Nauy Đối với thức ăn nuôi cá mú chấm cam, một số nghiên cứu tạo thức ăn công nghiệp dạng viên như Millamena & Toledo (2004) với sản phẩm thức ăn công nghiệp SEAFDEC, loại thức ăn này khi nuôi cá mú chấm cam giống

(50 -100 g/con), thử nghiệm in vivo sau 60 ngày nuôi cho kết quả khá thấp với

SGR (1,88%), tỉ lệ sống (73%) và FCR khá cao (1,5), kích thước cá thu hoạch trung bình khoảng 165 (g/con)

Ở Việt Nam, công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm, cá da trơn đã được nghiên cứu tại một số Viện, Trung Tâm nghiên cứu và trường Đại Học Công nghệ sản xuất thức ăn hiện nay hầu hết tập trung vào hai loại là thức ăn chìm (cho tôm) và thức ăn viên nổi (cho cá da trơn, có vảy) Một thực tế là những công

ty đã và đang cung cấp thức ăn nuôi thủy sản chủ yếu ở thị trường Việt Nam hiện nay đều sử dụng dây chuyền thiết bị công nghệ nhập từ các nước phát triển Những năm gần đây một số cơ sở trong nước đã sản xuất và chuyển giao thiết bị sản xuất thức ăn viên nổi Các nghiên cứu về công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm sú như cải tiến, nâng cao chất lượng thức ăn nuôi tôm sú [9, 23], nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn nuôi một số đối tượng thủy sản có giá trị kinh tế cao như tôm sú, cá tra, cá giò và cá mú, nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm sú qui mô nông hộ và điều khiển các quá trình sản xuất [9, 12, 23, 90] Công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp cho cá mú

ở trong nước hầu như chưa được đề cập và chỉ có một số công ty của Đài Loan đã

Trang 39

sản xuất thức ăn cá mú và bước đầu đang có chương trình tiếp thị, phổ biến loại thức ăn này với giá bán sản phẩm thức ăn cá mú 46% protein vào thời điểm tháng

2 năm 2007 là 25.000 đ/kg Thức ăn cá mú đã được tập đoàn Uni-president Đài Loan sản xuất với 07 loại thức ăn (M501 ÷ M507) tương ứng với các giai đoạn phát triển của cá và có hàm lượng protein thô từ 43- 46%, béo thô tối thiểu 10%, tro tối đa 15%, xơ thô tối đa 1%, ẩm tối đa 11% và kích cỡ viên thức ăn từ 2.0- 2.2 x L 2.5 (M501) đến cỡ viên lớn nhất 15.8- 16.2 x L 6.0 (M507)

1.4.2 Qui trình công nghệ sản xuất thức ăn thủy sản

Qui trình sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản bao gồm một số các thiết bị để sản xuất nhiều loại thức ăn khác nhau bao gồm các thiết bị cơ bản như máy nghiền nguyên liệu, thiết bị trộn, thiết bị chuyển tải (gàu tải, băng chuyền), tạo viên, sấy hoặc làm nguội, phun dầu, máy cắt viên và lò hơi Tùy theo từng loại thức ăn mà quá trình chế biến sẽ được điều chỉnh với chế độ công nghệ thích hợp sao cho sản phẩm đạt chất lượng và phù hợp với từng đối tượng nuôi [96] Thức ăn thủy sản được sản xuất gồm nhiều loại và kích cỡ khác nhau tương ứng với các giai đoạn phát triển của cá như giai đoạn cá bột, cá giống, giai đoạn cá thịt và thành thục Đối với giai đoạn cá bột, thức ăn cho giai đoạn này thường có hàm lượng protein và năng lượng cao, dễ tiêu hóa, kích thước phù hợp và ở dạng bột mịn Đối với giai đoạn cá giống, loại thức ăn sẽ thay đổi từ dạng mảnh sang dạng viên phụ thuộc vào loài nuôi và kích cỡ của chúng Ở giai đoạn này, thức ăn thường có hàm lượng protein và năng lượng ít hơn giai đoạn cá bột Đối với giai đoạn cá thịt, khẩu phần và năng lượng dùng cho giai đoạn này chủ yếu là cho tăng trưởng và không tập trung cho các hoạt động chuyển hóa [33, 41, 55, 80, 94, 96]

Trang 40

Thức ăn thủy sản có thể có rất nhiều loại, tuy nhiên về cơ bản được chia

thành hai loại chính là thức ăn khô và ẩm Thức ăn khô là loại thức ăn được sản

xuất từ thành phần nguyên liệu khô hoặc là hỗn hợp của các nguyên liệu khô và

nguyên liệu ẩm Ngoài ra thức ăn khô còn có khái niệm là thức ăn có độ ẩm từ

6-10% phụ thuộc vào điều kiện môi trường, bảo quản đóng gói và có thể ở dạng

bột, mảnh hoặc dạng viên Tùy thuộc vào công nghệ, thiết bị chế biến, thành

phần nguyên vật liệu mà thức ăn được chế biến có thể ở dạng nổi, chìm hoặc

chìm chậm Thức ăn ẩm là loại thức ăn được chế biến từ các thành phần nguyên

liệu ở dạng ẩm, như cá tạp, phụ phẩm từ nhà máy chế biến thực phẩm…, các

nguyên liệu này thường có độ ẩm từ 45 -70% Ngoài ra, thức ăn ẩm còn được sản

xuất từ hỗn hợp các nguyên liệu khô và ẩm hoặc từ các nguyên liệu khô được bổ