Nghiên cứu đặc điển dinh dưỡng và hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm sú

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Ni trồng thủy sản năm qua có bước phát triển mạnh Đối tƣợng nội dung nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Tôm sú (Penaeus monodon) giai đoạn từ PL15 đến tôm nuôi thương phẩm Tơm sú sống dùng thí nghiệm từ tơm giống loại quy mô, suất, chất lượng kim ngạch xuất Trong tơm sú 0,01-0,2gram/con đến tơm trưởng thành loại 25-30 gram/con đối tượng Để phát triển thủy sản bền vững phải đổi phương thức Nội dung nghiên cứu nuôi theo hướng thâm canh, tăng suất, không ngừng nâng cao chất lượng - Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng, tiêu hóa tôm sú điều kiện ảnh thức ăn, hạ giá thành sản phẩm, đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm hưởng tới khả tiêu hóa tôm sú (Penaeus monodon) Thức ăn yếu tố quan trọng phát triển đồng nghề nuôi - Khảo sát nguồn nguyên liệu dùng sản xuất thức ăn Đánh giá thành phần hóa tơm, đảm bảo tính bền vững hiệu ni Bởi vì, tỷ trọng thức ăn giá học giá trị dinh dưỡng nguyên liệu, làm sở cho việc xây dựng thành sản phẩm nuôi tôm chiếm khoảng 50 - 60% Nếu chất lượng thức ăn phần thức ăn dẫn đến lãng phí lớn, tơm chậm phát triển, gây ô nhiễm môi trường nước - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn giải pháp nâng nuôi nguyên nhân gây bệnh cho tôm cao chất lượng thức ăn nuôi tôm Thực trạng nuôi tôm năm qua cho thấy người ni ln đối mặt với tình trạng tơm chết, dịch bệnh chậm lớn Trong có thức ăn ni tơm chất lượng chưa cao, hệ số tiêu hóa thấp Để nâng cao chất lượng thức ăn cần nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng nghiên cứu hệ enzyme tiêu hố tơm sú làm sở khoa học xây dựng phần thức ăn giải pháp nâng cao chất lượng thức ăn, giảm tổn thất chế biến, tăng ñộ bền nước, giảm hệ số thức ăn Đáp ứng yêu cầu chất lượng thức ăn công nghiệp nuôi tôm nhằm phát triển nghề nuôi bền vững hiệu Vì “Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn ni tôm sú (Penaeus monodon)” cần thiết cấp bách Mục tiêu luận án Nghiên cứu đặc điểm tiêu hóa tơm sú điều kiện tối thích cho enzyme hoạt động nhằm xác định khả tiêu hóa tơm sú Đồng thời tìm giải pháp tối ưu chế biến để nâng cao hiệu việc sử dụng thức ăn, hồn thiện cơng nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm điều kiện Việt Nam, đáp ứng yêu cầu thức ăn nuôi thủy sản - Nghiên cứu công nghệ tạo viên tối ưu hóa q trình tạo viên - Đánh giá chất lượng thức ăn ứng dụng kết nghiên cứu vào sản xuất Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, kết hợp nghiên cứu hóa sinh có hỗ trợ cơng cụ tốn học thuật tốn tối ưu để phát tính chất mối quan hệ đại lượng, xử lý thống kê với hỗ trợ phần mềm Microsot Excel, lập trình Matlab V.7.01 kiểm chứng thực tế 5.Đóng góp mặt khoa học luận án Lần đầu Việt Nam tiến hành nghieân cứu enzyme xoang tiêu hóa nhằm đánh giá khả tiêu hóa tơm sú Những kết tiền đề sở khoa học cho phép xây dựng phương pháp nghiên cứu để xác định nhu cầu dinh dưỡng vật nuôi thủy sản Đã phát thấy xoang tiêu hóa tơm sú Việt Nam enzyme amilase enzyme thuộc nhóm protease trypsin, chymotrypsin Xác đònh ảnh hưởng tỷ lệ lysine arginine tới khả tiêu hóa làm sở khoa học cho việc hồn thiện chế độ dinh dưỡng tôm sú 3 Sử dụng phương pháp in vitro để đánh giá khả tiêu hóa nguyên liệu, thức ăn giúp chọn loại nguyên liệu, thức ăn thích hợp Phương pháp cho phép rút ngắn q trình thử nghiệm thức ăn, khơng phải bố trí q nhiều thí nghiệm động vật ni Đã nghiên cứu ứng dụng số biện pháp công nghệ để nâng cao chất lượng nguyên liệu sử dụng sản xuất thức ăn tôm xử lý đậu nành nhiệt để chống chất kháng dinh dưỡng trypsin nâng cao độ thủy phân protein từ 13,68% lên 27,85% Sử dụng protease để thủy phân cá tạp vào thức ăn, làm tăng khả tiêu hóa độ bắt mồi tơm sú Tối ưu hóa thành phần dinh dưỡng để xây dựng phần thức ăn nuôi tôm, đảm bảo cân đối nhu cầu dinh dưỡng với giá thành thấp Đồng thời sử dụng tối ưu hóa đa mục tiêu (phương pháp vùng cấm) công nghệ tạo viên nhằm lựa chọn phương án công nghệ giảm tổn thất chế biến, nâng cao chất lượng thức ăn Ý nghĩa thực tiễn - Đã xác định thành phần hóa học tôm sú, axit amin thiết yếu tôm sú khả tiêu hóa thức ăn tơm Kết nghiên cứu sở khoa học cho việc hoàn thiện chế độ dinh dưỡng tôm sú - Xác định chế độ cơng nghệ, kết hợp mô hình toán học nghiên cứu thực nghiệm để giảm tổn thất chế biến, nâng cao chất lượng thức ăn - Hoàn thiện công nghệ, sản xuất loại thức ăn nuôi tôm ni thực nghiệm cho kết tốt Góp phần chủ động nguồn thức ăn có chất lượng cao phục vụ nghề ni tơm sú cơng nghiệp - Xây dựng mô hình thiết bò sản xuất thức ăn nuôi tôm sú quy mô 1.000kg/h phù hợp với điều kiện sản xuất Việt Nam Bố cục luận án Luận án trình bày 147 trang nội dung luận án thể chương: Chương Tổng quan tài liệu; Chương Đối tượng phương pháp nghiên cứu; Chương Kết nghiên cứu thảo luận; Phần cuối: Kết luận đề xuất Ngồi luận án có phụ lục 63 trang 156 tài liệu tham khảo CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TÔM SÚ (Penaeus monodon) Tơm sú có giá trị kinh tế, phát triển nhiều địa phương nước Nhu cầu thức ăn công nghiệp chất lượng cao để phát triển nuôi tôm sú quan trọng cần thiết Tơm sú thuộc nhóm động vật giáp xác, xếp theo hệ thống phân loại Holthuis (1980) Barnes (1987) Vai trò chất dinh dƣỡng tơm sú a) Vai trò protein axit amin Protein thành phần đóng vai trò trung tâm cấu trúc thể sống Nhu cầu protein thức ăn nuôi tôm nhìn chung cao nhiều so với loại gia súc, gia cầm thủy sản nước khác Tuy nhiên nhu cầu sử dụng protein phụ thuộc giống, loài giai đoạn phát triển Tốc độ tăng trưởng tôm không phụ thuộc vào hàm lượng protein mà phụ thuộc vào tính chất tỷ lệ axit amin có loại protein Nhu cầu protein tôm biển khoảng 35 - 50% tôm nước khoảng 20 - 35% b) Vai trò lipid Lipid nguồn lượng quan trọng cho hoạt động sống tôm cần cho tăng trưởng thường ngày tôm Lipid phương tiện cho thẩm thấu vitamin tan chất béo sterol Lipid đặc biệt photpholipids ester sterol đóng vai trò quan trọng cấu trúc hợp chất sinh học mức độ tế bào lẫn tế bào c) Vai trò vitamin Ở tơm vitamin tham gia q trình đồng hóa chất dinh dưỡng, trình lột xác lớn lên Phần lớn vitamin không tổng hợp thể mà phải lấy từ thức ăn d) Vai trò chất khoáng Chất khoáng cần cho phát triển tơm, việc bổ sung khống thành phần thức ăn ni tơm phải tính đến hàm lượng chất khống có thức ăn 1.2 Những kết nghiên cứu dinh dƣỡng Nghiên cứu ngồi nước Các cơng trình nghiên cứu đặc điểm, thành phần hoạt tính enzyme tiêu hoá tiến hành nhiều đối tượng thủy sản như: Tôm P.vannamei LeMoullac G; Muramoto, K; Ezquerra J.M; Lazo J.P; Tôm P.japonicus Galgani F, nghiên cứu tơm sú có Akyama, Millamena, Phillip, Shiau.v.v Các nghiên cứu xác định nhu cầu dinh dưỡng tôm he, tôm thẻ chân trắng, tôm xanh, tôm sú Nhu cầu protein: Lee từ 45-50%; Millamena 40%; Shiau 55%; Bautista đề nghị protein 40-50%, lipid 10% gluxit 20%;v.v… Nghiên cứu nước Các nghiên cứu chủ yếu điều tra khai thác nguồn lợi, đặc tính sinh học, kỹ thuật ni, sinh sản nhân tạo, cơng nghệ sản xuất thức ăn số lồi thủy sản có giá trị kinh tế, v.v…Các nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ, sản xuất thức ăn nuôi tôm, cá Tuy nhiên chất lượng thức ăn chưa ổn định, thức ăn nhanh tan, giá thành thức ăn cao Để nâng cao chất lượng thức ăn cần sâu nghiên cứu hệ enzyme tiêu hóa, xác định nhu cầu dinh dưỡng cho giai đoạn phát triển tôm, đồng thời nghiên cứu giảm tổn thất chế biến, nâng cao giá trị dinh dưỡng nguồn ngun liệu 1.3 Bài tốn tối ƣu hóa nghiên cứu tạo viên Mục tổng kết vấn đề toán tối ưu, đại lượng quan hệ toán học biểu đạt toán tối ưu, cách thiết lập giải toán đa mục tiêu theo phương pháp vùng cấm Mục đích luật án tìm thành phần dinh dưỡng với chí phí giá thành thấp, tìm chế độ cơng nghệ thích hợp nhằm chọn phương án cơng nghệ tối ưu nâng cao chất lượng thức ăn, giảm tổn thất q trình chế biến 1.4 Thức ăn ni tơm đặc tính thức ăn ni tơm Thức ăn cơng nghiệp thức ăn chế biến từ nhà máy theo phương pháp công nghiệp, từ nguồn nguyên liệu khác có thành phần dinh dưỡng cân đối phù hợp giai đoạn phát triển tôm Thức ăn công nghiệp giá thành cao, số nhà máy sản xuất theo kinh nghiệm, dinh dưỡng chưa cân đối, nên nghiên cứu thức ăn tập trung vào công nghệ chế biến, nhu cầu dinh dưỡng hạ giá thành sản phẩm 1.5 Công nghệ thiết bị chế biến thức ăn tôm sú Về công nghệ thiết bị sản xuất thức ăn đánh giá thực trạng sản xuất nước có so sánh với nước ngồi Đánh giá ảnh hưởng q trình chế biến tới chất lượng thức ăn viên định hướng phát triển nghề nuôi tôm công nghệ sản xuất thức ăn Việt Nam CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nguyên liệu nghiên cứu Tôm sú (Penaeus monodon) giai đoạn từ tôm giống đến tôm nuôi thương phẩm Tôm sú dùng thí nghiệm tơm sống: tơm giống loại 0,010,2gram/con, tôm trưởng thành loại 25-30 gram/con Nguyên liệu dùng làm thức ăn nuôi tôm là: bột cá công nghiệp, bột cá tạp, bột mực, bột đầu tôm, cám gạo, bột mì, đậu nành, khống, vitamin, 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thu tách chiết dịch nghiên cứu enzyme Tôm sú sống sau cho ăn giờ, sử dụng phương pháp sốc lạnh để làm chết nhanh, sau tiến hành mổ thu xoang tiêu hóa, nghiền mẫu với nước cất tỷ lệ 1/2 ly tâm lạnh 14.000 vòng/phút, thời gian 20 phút, thu dòch enzyme thô bảo quản điều o kiện nhiệt độ -20 C dùng làm mẫu nghiên cứu 2.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu hoạt tính enzyme - Phương pháp nghiên cứu enzyme tiêu hóa tơm sú Sử dụng điện di Biorad đứng (SDS-PAGE), với chất đặc hiệu để phát thành phần enzyme tiêu hóa - Phương pháp xác định hoạt tính protease theo Anson cải tiến - Phương pháp xác định hoạt tính trypsin chymotrypsin theo Garcia-Carreno - Phương pháp xác định hàm lượng protein tan theo phương pháp Lowry - Phương pháp xác định hoạt tính amilase theo phương pháp King - Phương pháp xác đònh hoạt tính lipase theo phương pháp Tiete - Phương pháp xác định thành phần hóa học theo phương pháp hành 2.2.3 Phƣơng pháp in vitro nghiên cứu khả tiêu hóa thức ăn tôm - Phương pháp pH stat xác định độ thủy phân protein theo Ezquerra, 1998 - Phương pháp xác định độ thủy phân protein Trinitrobenzen Sulfonic axit (TNBS) theo Adler-Nissen - Phương pháp in vitro nghiên cứu tiêu hóa tinh bột theo đánh giá vòng phân giải tinh bột 2.2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu thành phần hóa học giá trị dinh (TCVN), theo hiệp hội nhà phân tích hóa học Hoa Kỳ (AOAC), theo tiêu dƣỡng Các phương pháp phân tích sử dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam chuẩn ISO 7 2.2.5 Phƣơng pháp tối ƣu hóa thành phần dinh dƣỡng với giá thành CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN thấp Cần tối ưu hóa thành phần dinh dưỡng gồm: protein, lipid, gluxít, 3.1 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TIÊU HĨA CỦA TƠM SÚ xơ, khoáng, calcium, phosphorus giá thành nguyên liệu xét đến 3.1.1 Cấu tạo thành phần hóa học hệ tiêu hóa tơm sú tốn tối ưu dạng phương trình tuyến tính Nhờ hỗ trợ phần mềm Microsot Excel phần mềm “giải tốn quy hoạch tuyến tính” xác định Nghiên cứu máy tiêu hóa tơm sú cho thấy hệ tiêu hố tơm sú tương đối phát triển, hệ tiêu hóa nằm phía sau lưng mai đầu ngực nuôi tôm, nhằm xác định tổn thất chế biến tỷ lệ lượng vitamin C hàm lượng protein bị tan với ba yếu tố: độ ẩm nguyên liệu, bước vít, tốc độ Hệ tiêu hóa tơm phân thành ba phần chính: ruột trước, ruột ruột sau Ruột trước phân hóa thành dày, ruột ngắn có ống tiết dịch tiêu hóa ruột trước ruột sau Kết thực nghiệm cho thấy thành phần tỷ lệ xoang tiêu hóa chiếm - 5% so với trọng lượng tôm Thành phần chất xoang tiêu hoá gồm: 57,7% lipid; 35,4% protein 3,2% chất khống quay trục vít Dùng phương pháp quay bậc hai Box-Hunter để xây dựng 3.1.2 Thành phần hoạt tính enzyme tiêu hóa tơm sú nghiệm tối ưu phương án tối ưu 2.2.6 Phƣơng pháp nghiên cứu tối ƣu hố q trình tạo viên Nghiên cứu biến đổi công nghệ tạo viên kiểu ép trục vít thức ăn mơ tả tốn học tối ưu hố cơng nghệ Để giải toán tối ưu hai mục tiêu Kết điện di (SDS –PAGE) với chất đặc hiệu xác định xoang tiêu hố tơm sú có băng có hoạt tính protease amilase phải xây dựng hàm mục tiêu tổ hợp theo phương pháp vùng cấm 2.2.7 Nuôi thử nghiệm đánh giá thức ăn Đánh giá chất lượng thức ăn nuôi tôm sú quy mô công nghiệp Sử dụng ba ao trại thực nghiệm thủy sản diện tích ao 3.600m ao nuôi thiết kế có hệ thống quạt hệ thống sục khí đáy, có ao lắng để cấp nước Tôm sú giống cỡ Pl15 mật độ thả từ 30 - 40 con/m Thời gian nuôi là120 - 140 ngaøy Thức ăn sản xuất xưởng thực nghiệm thủy sản Viện Nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản II Quan trắc tiêu môi trường: nhiệt độ, pH, độ trong, độ mặn, COD, BOD Đònh kỳ 10 ngày thu mẫu suốt thời gian nuôi, đánh giá mơi trường ni, đánh sống, tăng tưởng, suất nuôi hệ đổi thức ăn (FCR) có so sánh đối chứng với ngoại Concord Thái Lan Thí nghiệm tiến giá tỷ lệ số chuyển thức ăn nhập hành chặt chẽ với quy mô lớn (380.000 – 400.000 cá thể) số liệu thu đáng tin Hình 3.3 Zymogram protease tơm sú 1-Maker; 2-Tôm sú giống; 3Tôm sú trưởng thành;4-Điện di Protein tôm sú giống; 5-Điện di Protein tôm sú trưởng thành cậy Hình 3.4 Zymogram amilase tơm sú amylase tôm giống amilase tôm trưởng thành 2.2.8 Phƣơng pháp xử lý số liệu Sử dụng phương pháp xử lý thống kê toán Căn theo trọng lượng phân tử xác định vùng (19 - 23kDa học thống kê sinh học dựa phần mềm Microsot Excel lập trình 29-30kDa) tương ứng với trypsin, vùng hai (38-40kDa) tương ứng Matlab V.7.01 chymotrypsin Kết zymogram amilase xoang tiêu hố tơm sú phát thấy có vùng gồm băng có hoạt tính amilase Như ngồi khả tiêu hố loại protein tơm sú có khả tiêu hố tinh bột 9 10 Kết nghiên cứu hoạt tính enzyme xoang tiêu hóa tơm sú bao nâu thành phần dinh dưỡng tơm sú cao tương đương tôm he Bảng 3.2 So sánh giá trị dinh dưỡng số lồi tơm (%) vònh Mexico kết so sánh thể bảng 3.2 Hàm lượng nước Hàm lượng Protein Hàm lượng Lipid Hàm lượng tro TT Lồi tơm 75,06  0,76a 21,12 0,97a 1,83  0,05a 1,98  0,06 a 1Tôm sú 78,57  0,55a 19,23  0,74a 1,20  0,10a 1,93  0,08 a 2Tôm xanh Tôm thẻ 80,14  0,76a 18,11  0,66a 1,62  0,02 1,51  0,17 a 3Tôm he nâu* 76,20  0,21 17,10,14 1,39 0,05 1,30 0,06 4Tôm Mexico* 77,41  0,22 20,6  0,21 1,82  0,02 1,41  0,02 gồm protease amilase nêu bảng 3.1 sau: Bảng 3.1 Hoạt tính enzyme xoang tiêu hố tôm sú Protease Trypsin Chymotrypsin Amilase Giai đoạn (AU/mg (U/mg (U/mg (U/mg) protein) protein) protein) Tôm giống 0,074 0,0367 0,136 2,44 Tôm trưởng thành 0,078 0,0713 0,111 5,07 3.1.3.Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính enzyme tiêu hóa Nghiên cứu ảnh hưởng pH tới hoạt độ protease, tiến hành thí nghiệm cách ủ dòch enzyme thô xoang tiêu hoá với chất casein * Theo Fellow 1993 a giá trị trung bình cột có ký tự sai khác khơng có ý nghĩa thống kê (P> 0,05) Kết phân tích thành phần axit amin tôm sú từ gram, gram, o điều kiện nhiệt độ 25 C với pH = 5,5 - 10 Kết thực nghiệm cho thấy hoạt tính protease xoang tiêu hoá tôm sú có hoạt tính vùng pH từ 6,5 – 9,0 đạt giá trò cực đại pH = 8,0 thời gian thủy phân 60 phút hình 3.5 hình 3.6 10 10 95 90 85 80 75 70 65 % 10gram, 20gram 30 gram nêu bảng 3.3 Bảng 3.3 Thành phần axit amin tôm sú (% so với thành phần khối lượng) DH% 40 30 20 10 Phú 0 10 60 20 30 40 50 pH 5.5 6.5 7.5 8.5 Thành phần Arginine Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylanin Threonine Valine Tryptophan Tôm 2gr Tôm 5gr Tôm 10gr Tôm 20gr 1,18 1,17 1,15 1,15 0,62 0,60 0,59 0,59 0,86 0,84 0,84 0,83 1,68 1,60 1,65 1,65 1,88 1,88 1,85 1,85 0,64 0,64 0,62 0,62 0,91 0,89 0,89 0,89 0,85 0,85 0,83 0,83 0,96 0,94 0,93 0,93 0,17 0,15 0,14 0,14 Tôm 30gr 1,13 0,57 0,83 1,64 1,85 0,61 0,85 0,82 0,91 0,14 Hình 3.5 Ảnh hưởng pH tới độ thủy phân protein xoang tiêu hóa tơm sú Hình 3.6 Ảnh hưởng thời gian tới trình thủy phân protein xoang tiêu hóa tơm sú 3.1.4 Protein axit amin tơm sú Thành phần hóa học tôm sú gồm: protein 21,12%; lipid 1,83%; tro 1,98% nước 75,06% Thành phần hóa học tơm sú có liên quan mật thiết với thành phần thức ăn 3.1.5 Thảo luận Đặc điểm tiêu hóa tơm sú chủ yếu xoang tiêu hóa, thành phần xoang tiêu biến đổi sinh lý, theo điều kiện sống theo giai đoạn phát triển tơm Thành phần dinh dưỡng tơm sú so với số tôm khác tôm xanh, tôm thẻ chân trắng, tơm he hóa chiếm 4-5% so với trọng lượng tơm, xoang tiêu hóa thành phần hóa học gồm 35,4% protein; 57,7% lipid khoáng 3,2% Trong xoang tiêu hóa phát số enzyme chủ yếu protease, trypsine, chymotrypsine amilase Hoạt tính protase tôm giống 0,074AU/mg protein tôm tưởng thành 0,078AU/mg protein Hoạt tính amilase tôm giống 2,44U/mg tôm trưởng thành 5,07U/mg 11 12 Mơi trường thích hợp cho khả tiêu hóa tơm từ 6,5 đến 9,0 đạt tối ưu pH = 8,0 thời gian tiêu hóa thức ăn khoảng 60 phút Trong tơm sú khơng phát hoạt tính lipase, điều điều kiện phòng thí nghiệm chưa phát Theo nghiên cứu Akiyama, Jeckel hoạt động enzyme lipase chưa tìm thấy hệ gan tụy tôm biển Mức độ thấp hay thiếu vắng lipase báo cáo Baûng 3.4 Nhu cầu dinh dưỡng tôm sú giai đoạn phát triển (%) TT Trọng lượng Protein Lipid Xơ Gluxit Khoán g10- 12 toâm 0,01 – 0,2gr 42 – 45 – – 26 0,2 – 1,0gr 40 - 42 – – 29 26 10 – 12 nhiều cho loại giáp xác (P.monodon, P.japonicus, P.pennicillatus) Kết thực nghiệm cho thấy hàm lượng lipid có xoang tiêu hóa lipid tồn 1,0 – 5,0gr 39 - 40 5–7 3–5 5,0 - 10,0gr 38 - 39 5–7 3–5 thịt tôm, lipid nguồn dự trữ cung cấp lượng cần thiết cho 10,0 – 20,0gr 37 - 38 4–6 3–5 hoạt động sống tăng trưởng hàng ngày tôm Mặt khác tôm thường dự trữ lipid chủ yếu tập trung xoang tiêu hóa 29 29 30 29 30 30 - 10 – 12 10 – 12 10 – 12 32 Treân 20gr 35- 36 4–6 – 30 10 – 12 32 Từ nhu cầu dinh dưỡng ta xây dựng phần thức ăn phù hợp giai đoạn phát triển tôm Đây điều khác biệt động vật giáp xác (tôm sú) so với động vật cạn dự trữ lipid mơ mỡ; cá trữ lipid có số lượng lớn nằm gan, số cá dự trữ lipid dạng mô mỡ bao quanh ruột cá hồi, cá tra, cá basa Theo Teshima Kanazawa (1984) lipid đặc biệt phospholipids ester sterol đóng vai trò quan trọng cấu trúc hợp chất sinh học mức độ tế bào lẫn tế bào Tuy nhiên chế hấp thu 3.2 THÀNH PHẦN VÀ GIÁ TRỊ DINH DƢỠNG NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THỨC ĂN 3.2.1 Giá trị dinh dƣỡng nguyên liệu động vật Kết thành phần hoá học giá trị dinh dưỡng nguyên liệu động vật làm thức ăn ni thủy sản thể hình 3.7 lipid cần phải làm rõ tiếp tục nghiên cứu tiếp năm tới % Đã xác định thành phần axit amin giai đoạn tôm sú từ 2gram đến 70 30gram cho thấy tơm sú có đầy đủ axit amin thiết yếu tỷ lệ có xu hướng 60 tăng dần từ tơm lớn đến tôm nhỏ nhu cầu protein tôm nhỏ cao tơm lớn Thành phần dinh dưỡng tơm sú có liên quan mật thiết với thành phần thức ăn biến đổi sinh lý, theo điều kiện sống, theo giai đoạn phát triển Kết thực nghiệm cho thấy khả tiêu hóa liên quan đến tốc độ tăng trưởng tơm nhu cầu dinh dưỡng tơm có mối quan hệ hữu liên quan đến phần thức ăn nuôi tôm Đối chiếu với kết nghiên cứu nhiều tác giả nước quy định tiêu chuẩn thức ăn nuôi tôm sú: 28TCN 102:2004 thực tế nuôi tôm sú cho phép rút nhu cầu dinh dưỡng tôm sú giai đoạn phát triển thể bảng 3.4 nhö sau Thành phần dinh dƣỡng nguyên liệu động vật 50 Protein Lipid Tro Xô Ca P 40 30 20 10 Bột cá KG Bột cá KG Bột cá VT Bột cá lạtĐầu vỏBột ruốc 65% 60% 55% tôm Bột mực Bột cá CM Cá tạp tươi 60% Hình 3.7 Đồ thị thành phần dinh dưỡng nguyên liệu động vật 13 14 3.2.2 Giá trị dinh dƣỡng nguyên liệu thực vật liệu khác Mức độ thủy phân protein tôm sú loại Thành phần giá trị dinh dưỡng nguyên liệu thực vật nêu hình 3.8 nguyên liệu thể hình 3.9 Thành phần dinh dƣỡng nguyên liệu thực vật % Độ thủy phân nguyên liệu tôm sú 50 45 40 35 30 25 Protein (%) % Protein Lipid Tro Xô 70 60.4 60 60.2 55.67 48.5 50 46.53 40 30 Khoâ đậu phộng BDĐN Khô dầu dừa Bột khoai mì Bột mì Cám mì Cám gạo lau Cám gạo xay P Tấm gạo 15 10 21.26 20.22 20 DH % 22.17 23.09 41.36 20.07 13.68 10 Bột cá KG 60% Bột cá VT 55% Bột cá CM 60% Bột mực Bột đậu nành trích ly Hạt đậu nành Hình 3.9 Mức độ thủy phân protein nguyên liệu tơm sú Hình 3.8 Đồ thị thành phần dinh dưỡng nguyên liệu thực vật Đây sở để lựa chọn nguồn nguyên liệu nước giá trị dinh dưỡng nguồn nguyên liệu để xây dựng phần thức ăn nuôi tôm sú 3.2.3 Đánh giá nguồn nguyên liệu Từ kết nghiên cứu cho thấy nguồn nguyên liệu nước đa dạng phong phú Nguyên liệu vùng khác nhau, chất lượng khác Protein động vật chứa đầy đủ axit amin thiết yếu với tỷ lệ axit amin cân đối, dễ tiêu hóa hấp thu Protein động vật có chất béo cần thiết Protein thực vật thiếu số axit amin không thay tỷ lệ axit amin khơng cân đối, tiêu hóa hấp thụ 3.3 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TIÊU HÓA THỨC ĂN CỦA TÔM SÚ 3.3.1 Khả thủy phân protein nguyên liệu tôm Đánh giá kết thủy phân nguyên liệu tôm sú cho thấy loại nguyên liệu khác mức độ thủy phân protein khác nhau, loại nguyên liệu địa phương khác nhau, mức độ thủy phân protein nguyên 3.3.2 Ảnh hƣởng axit amin tới khả tiêu hóa tơm sú Tiến hành thí nghiệm so sánh tiêu hoá loại thức ăn gồm S1, S2, S3, S4 có hàm lượng arginine lysine khác thay đổi bổ sung hàm lượng lysine arginine theo tỷ lệ định vào nghiệm thức S5, S6, S7 Kết thực nghiệm cho thấy lysine arginine có quan hệ với hệ số tiêu hóa Với thức ăn có tỷ lệ lysine/arginine = 0,996 (gần một) cho hệ số tiêu hóa DH cao 71,95% Vì thành phần thức ăn tôm sú cần cân đối tỷ lệ axit amin tỷ lệ lysine arginine để tôm phát triển tốt 3.3.3 Ảnh hƣởng tinh bột tới khả tiêu hóa tơm sú Đánh giá khả tiêu hóa với loại tinh bột khác theo phương pháp in vitro Kết cho thấy tiêu hóa tơm sú loại tinh bột khác tiêu hóa khác nhau, loại bột giàu tinh bột gạo, bột mì bột sắn sử dụng trực tiếp Tơm sú tiêu hóa loại tinh bột theo sau: Tinh bột nếp > Tinh bột gạo > Bột khoai mì > Tinh bột bắp > Bột gạo > Bột mì Cấu 13 trúc xếp ban đầu để lựa chọn nhanh nguồn tinh bột bột 14 15 16 từ số nguyên liệu sẵn có nước trước đưa vào dùng làm thức ăn nuôi tôm 3.4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG THỨC ĂN 3.4.1 Xử lý đậu nành nâng cao hệ số tiêu hóa Đậu nành nguồn protein quan trọng phần thức ăn nuôi tôm, thành phần đậu nành có chứa phần kháng dinh dưỡng trypsin inhibitor Xử lý nhiệt hạt đậu nành nhiệt độ 177 C thời gian 15 phút làm tăng khả tiêu hóa tơm sú từ 13,68% lên 27,85% kết thể bảng 3.13 Bảng 3.13 So sánh khả tiêu hóa tơm sú với loại đậu nành TT Nguyên liệu Protein (%) Urease DH (%) (pH) 13,68  Hạt đậu nành (chưa xử lý) 41,36 2,10 b a 1,16 43,05 27,85 0,40  Hạt đậu nành (đã xử lý) 0,06 b a 0,45 0,28 46,53 20,07  Đậu nành trích ly 0,05 b a 0,56 a 0,23 giá trị trung bình cột, ký tự khơng sai khác có ý nghĩa thống kê (P> 0,05) 3.4.2 Thủy phân cá tạp để nâng cao chất lƣợng thức ăn o Dùng enzyme protease thủy phân cá tạp, nhiệt độ 50 C, pH = 7,5 với nồng độ sử dụng 0,2% so với khối lượng protein, kết cho thấy sử dụng protease thủy phân cá làm tăng hàm lượng peptide mẫu lên gấp lần trước thủy phân hàm lượng peptide mẫu đối chứng 108 mg/ml bổ sung enzyme thủy phân hàm luợng peptide lên tới 420mg/ml Đánh giá ảnh hưởng dòch đạm thủy phân lên tốc độ tăng trưởng tôm sú cho thấy bố trí thí nghiệm nuôi tôm sú bể kính mật độ 10con/bể, tơm sú có trọng lượng ban đầu trung bình 1,1gr/con ni 20 bể, thí nghiệm gồm phần thức ăn: phần đối chứng phần 2, 3, 4, thay đổi tỷ lệ bột cá dịch đạm thủy phân với tỷ lệ 20%, 40%, 60%, 80% khaåu phần cho thức ăn nuôi tôm sú Kết thực nghiệm cho thấy yếu tố môi trường nhiệt độ hầu Tỷ lệ sống nghiệm thức đồng từ 69,4 – 73,1% Kết thể bảng 3.17 sau Bảng 3.17 Tỷ lệ sống hệ số chuyển đổi thức ăn tôm sú Nghiệm thức Đối chứng Dòch đạm 20% đạm Dòch 40% Dòch đạm 60% đạm Dòch 80% TL đầu (g/con) 1,10 ± a 0,09± 1,11 a 0,09 ± 1,10 a 0,08 1,12 ± a 0,09 ± 1,11 a 0,09 TL cuối Tỷ lệ FCR (g/con) sống (%) 72,5± 5,67 ± 1,57 ± a a a 2,17 1,16 ± 0,09 ± 6,23 69,4± 1,56 a a a 1,61 ± 1,93 0,06 ± 6,34 73,1± 1,50 a a a 2,41 1,63 0,08 5,85 ± 73,1± 1,60 ± a a a 1,44 ± 1,28 0,06 ± 5,69 72,5± 1,60 a a a 1,04 a 1,42 giá trị trung bình cột, ký tự khơng sai khác có ý nghĩa thống kê (P> 0,05)0,02 Kết cho thấy với tỷ lệ sử dụng dịch đạm thủy phân 40% thay bột cá tơm tăng tưởng tốt hệ số thức ăn 1,5 thức ăn có mùi thơm hơn, độ bắt mồi tơm cao 3.5 TỐI ƢU HĨA THÀNH PHẦN DINH DƢỠNG VỚI GIÁ THÀNH THỨC ĂN THẤP 3.5.1 Tối ƣu nhu cầu dinh dƣỡng tôm sú giống giai đoạn 0,01 – 0,2gr/con Để xác định nhu cầu dinh dưỡng phần thức ăn tôm sú giai đoạn từ 0,01 – 0,2gr/con, với thành phần dinh dưỡng gồm protein, lipid, gluxit, xơ, khoáng, Ca, P giá thành thức ăn Trong y hàm mục tiêu giá thành nguyên liệu, với nguyên liệu x1 lượng bột cá, x2 lượng đậu nành, x3 lượng bột mì, x4 lượng cám gạo, x5 lượng bột mực, x6 lượng premix- vitamin có 100kg thành phần nguyên liệu x1, x2, x3, x4, x5, x6 biến hàm mục tiêu Xác đònh phần thức ăn đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng cho giai đoạn tôm sú cho chi phí giá thành thức ăn thấp F(x) = ymin = y (x1, x2, x3 ,x4 ,x5 ,x6) (3.1) đó: y (x , x , x x x , x ) - hàm mục tiêu giá thành thức ăn 3, 4, không biến động nhiều Qua phân tích số liệu phần mềm thống kê sinh học cho thấy khác biệt có ý nghĩa tăng trọng tôm nghiệm thức khơng có sai khác (p>0,05) Phương trình biểu diễn giá thành ngun liệu phần 100 kg thức ăn sau: y = 17,5 x1 + 6,6 x2 + 5,5 x3 + 3,8 x4 + 26 x5 + 45x6 (3.2) xj biến số hàm mục tiêu, (3.3) với x1 ≥ 0; x2 ≥ ; x3 ≥ ; x4 ≥ ; x5 ≥ ; x6 ≥ j = 1- 17 18 Bảy hàm mục tiêu thành phần gồm protein, lipid, gluxit, xơ, khoáng, Ca, P xét đến toán tối ưu với điều kiện ràng buộc: 42 ≤ Pr ≤ 45; ≤ L ≤ 8; 26 ≤ G ≤ 29; ≤ X ≤ 5; 10 ≤ K ≤ 12; ≤ Ca ≤ 2,3; hàm lượng vitamin C Do vitamin C có thức ăn nhạy cảm với môi trường nhiệt độ, độ ẩm “mức độ tổn thất vitamin C xem số đánh giá biến đổi chất lượng thực phẩm xẩy trình chế ≤ P ≤ 1,53 dạng hệ phương trình bất phương trình biến” Trong bố trí thí nghiệm, nguyên liệu sản xuất thức ăn viên Khi giải tìm giá trị tối ưu biến x1, x2, x3, x4, x5, x6 , từ xác định F(x) = ymin nghiệm tốn tối ưu hay gọi phương án tối ưu Kết xác định nghiệm tối ưu: x1 = 16,78; x2, = 45,07; x3 = 1,29 ; x4 = 17,54 ; x5 = 18,40 ; x6 = 0,92; lúc giá trị ymin = 1.184.600 phối trộn với tỉ lệ thành phần thức ăn có bổ sung thêm hàm lượng vitamin Từ xác định thành phần thức ăn bột cá 16,78%; đậu nành 45,07%; bột mì 1,29%; cám gạo 17,54%; bột mực 18,4%; premix-vitamin 0,92% Khi giá trị dinh dưỡng thức ăn là: protein = 42%; lipid = 6,45%; khoáng = 10,0%; xơ = 4,98%; gluxít = 27,21%; hàm lượng Ca = 1,58%; hàm lượng P = 1,53% tỷ lệ lysine/arginine = 0,93; giá thành cho kg nguyên thức ăn sau trình chế biến, thơng qua hàm lượng vitamin C để liệu thức ăn hỗn hợp 11.846 đồng 3.5.2 Xác định công thức thức ăn nuôi tôm sú giai đoạn khác Tương tự ta thiết lập toán tối ưu cho nhu cầu dinh dưỡng giai đoạn phát triển tôm sú với giai đoạn nuôi khác Kết xác định thành phần dinh dưỡng thức ăn bảng 3.22 sau Bảng 3.22 Thành phần dinh dưỡng loại thức ăn tôm từ số 1-6 Protei Lipid Khoá Xơ Thức ăn n ng (%) (%) Thức ăn số 42,00 6,45 10,002 4,98 y1 = Thức 86,72ăn –số1,78 x3 + 2,38 x + 1,6 6,65 x40,0 10,0 4,98 Thức ăn số 39,0 5,85 11,31 3,97 Thức ăn số 37,98 6,66 10,56 4,97 Thức ăn số 38,0 5,23 10,0 4,98 Thức ăn số 36,0 6,65 10,43 4,98 Ca (%) 1,58 1,60 1,94 1,62 1,23 1,51 P Gluxi Giá thành (ñồng) t (%) 1,53 27,21 11.84 1,53 28,86 10.41 1,53 30,0 10.24 1,53 30,0 9.31 1,24 32,0 8.37 1,47 32,0 8.45 3.6 TỐI ƢU HÓA ĐA MỤC TIÊU Q TRÌNH TẠO VIÊN 3.6.1 Thiết lập tốn q trình tạo viên Xác lập tốn cho q trình sản xuất thức ăn viên Để đánh giá biến đổi trình tạo viên, đại lượng đánh giá biến đổi chất lượng C 200mg/kg Tiến hành thực nghiệm tạo viên thức ăn thiết bị ép viên với đại lượng có liên quan hàm mục tiêu độ ẩm nguyên liệu, tốc độ quay trục vít, bước vít Hàm mục tiêu tỷ lệ % hàm lượng vitamin C có đánh giá chất lượng thức ăn viên tổn thất chế biến Hàm mục tiêu thứ hai: đánh giá độ bền viên thức ăn thông qua tiêu lượng protein bị tan nước sau thời gian định (g/ml) Việc giải toán tối ưu trở thành giải hai hàm mục tiêu: y1 tỷ lệ % lượng vitamin C có thức ăn sau trình chế biến (lượng vitamin C có thức ăn quy thành 100%) y2 hàm lượng protein bị tan nước sau thời gian định (g/ml) 3.6.2 Giải toán tối ƣu mục tiêu Sau xử lý thống kê ta xác định hệ số phương trình hồi quy, kiểm định tính ý nghĩa hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Studen kiểm định tương thích phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher ta có phương trình hồi quy lượng vitamin C thức ăn viên có dạng: (3.4) Phương trình hồi quy cho hàm lượng protein bị tan 2có dạng: y2 = 65,88 – 2,54 x3 + 3,35 x (3.5) + 3,22 x Chuyển phương trình hồi quy dạng biến số thực: Y1 = 330 – 0,356 T + 0,16 Z + 0,0952 V – 9,52 V (3.6) 2 Y2 = 561,4 + 0,13 T – 9,1 T + 0,13 V – 13 V – 0,25 Z (3.7) Trong T độ ẩm, V vận tốc trục vít, Z bước vít Để tìm phương án 17 tối ưu cho công nghệ tạo viên thức ăn, cần xác đònh giá trò T,V, Z cho Y1 => Y1max Y2 => Y2min 18 19 20 * Bài toán tìm Y1max cho nghiệm tối ưu T = 30, V = 55, Z = 55 với nghiệm tối ưu Y1 đạt cực đại: Y1max = 92,5% Y2 đạt giá trị 69,9g/ml ** Với toán tối ưu tìm nghiệm Y2 kết nghiệm tối ưu laø Y2 = 63,4 T= 35, V = 50, Z =55 lúc hàm lượng protein tan nhỏ Y2min =63,4g/ml Y1 = 88,3% Kết cho thấy nghiệm tối ưu hàm mục tiêu riêng, chưa phải nghiệm tối ưu chung tốn Muốn tìm tối ưu chung hai hàm mục tiêu cần giải toán đa mục tiêu theo phương pháp vùng cấm 3.6.3 Bài toán tối ƣu đa mục tiêu theo phƣơng pháp vùng cấm Để giải toán tối ưu hai mục tiêu ta phải xây dựng hàm mục tiêu tổ hợp theo phương pháp vùng cấm Vùng cấm vùng có điều kiện ràng buộc giá trò hàm mục tiêu thành phần Yj (Z) Từ hai phương trình hồi quy xét tốn tối ưu hai mục tiêu với hai toán tối ưu thành phần Y max giới hạn 55} = max Y1 (T,V,Z) vaø Y2  TVZ mi n = Y2 (T,V,Z) với miền = {30 ≤ T ≤ 40; 45 ≤V ≤ 55; 35 ≤ Z ≤ (3.8) Từ thực nghiệm nghiên cứu thực tế xác đònh vùng cấm: Y1< C1 = 88 Y2 > C2 = 65; tức C = {88, 65} (3.9) Giải toán tối ưu: R*max(T,V,Z) = max R*(T,V,Z) = max [r1(T , V, Z ) r2(T , V, Z ½ )] (3.10)  với miền giới hạn = {30 ≤ T ≤ 40; 45 ≤ V ≤ 55; TVZ 35 ≤ Z ≤ 55} (3.11) Nhờ hỗ trợ phần mềm Microsoft Excel ta xác đònh T = 33,3 ; trục vít 50v/ph bước vít 55mm Khi hàm lượng vitamin C 89% hàm lượng protein tan 63,8g/ml Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng độ ẩm nguyên liệu 33,3%, tốc độ quay trục vít 50 v/phút, bước vít 55mm cho kết lượng vitamin C viên thức ăn đạt 89,5% hàm lượng protein tan 64,4g/ml Kết luận: Tối ưu hóa q trình tạo viên thức ăn cho thấy mơ hình tốn biểu đạt rõ trình tạo viên thức ăn cơng nghệ ép đùn nhằm tạo viên thức ăn có chất lượng cao Với độ ẩm nguyên liệu 33,3% tốc độ quay trục vít 50 vòng/phút bước vít 55mm, cho tỷ lệ lượng vitamin C viên thức ăn đạt 89,5% hàm lượng protein tan 64,4 g/ml Đây phương án phù hợp cho việc chọn chế độ cơng nghệ tạo viên thức ăn thích hợp 3.7 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN NUÔI TÔM 3.7.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất thức ăn viên V = 50; Z = 55; R*max = 0,4009 Thay T, V, Z vào phương trình hồi quy xác 19 Từ kết nghiên cứu thực nghiệm đề xuất hai quy 20 với hai quy trình cơng nghệ hoàn thiện so với nghiên cứu trình cơng nghệ sản xuất thức ăn ni tơm: Quy trình cơng nghệ sử trước dụng chất kết dính gluten thay kết dính tinh bột phải hồ hóa, quy 3.7.2 Đánh giá chất lƣợng thức ăn tơm trình đơn giản chất lượng viên đảm bảo Quy trình cơng nghệ bổ Từ nghiên cứu triển khai sản xuất thức ăn nuôi tôm cho giai sung dịch đạm thủy phân vào thức ăn Công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm R định được: y1 = 89,0 vaø R y = 63,8 Như xét theo chuẩn R phương đoạn phát triển tôm sú Đánh giá thành phần dinh dưỡng thức ăn ni pháp vùng cấm Rmax biểu đạt nghiệm tối ưu đa mục tiêu đứng xa vùng cấm Ở R*max = 0,4008 chuẩn tối ưu tổ hợp R* đạt giá trị cực đại ứng với T = 33,3 ; V = 50; Z = 55 tôm sú kết cho thấy thức ăn có đầy đủ cân đối thành phần axit amin, Theo tính tốn từ mơ hình tốn thực nghiệm, trình tạo viên thức ăn để Sử dụng phương pháp in vitro đánh giá khả tiêu hóa thức ăn tổng hợp đảm bảo cho chuẩn tối ưu tổ hợp R* đạt cực đại ứng với độ ẩm 33,3% tốc độ với tỷ lệ phù hợp cần thiết cho phát triển tôm sú giai đoạn 3.7.3 Đánh giá khả tiêu hóa thức ăn tơm phòng thí nghiệm luận án so với thức ăn CK thể hình 3.20 21 22 Đồ thò tăng trưởng tôm sú Thuc an Ria 75 70 65 Hệ số tiêu hóa DH % 80 75.4 75.2 73 70.1 69.3 68.9 72.6 70 68.7 65.5 Trọng lượng (gr) Thuc an CK 30 27,2 20,4 20 15,5 15 13,2 10 3,6 1,2 60 Thuc an CK Thuc an Ria 2 70.1 75.4 69.3 75.2 68.9 73 68.7 72.6 65.5 70 25,8 26,1 25 10 2,6 2,4 20 4,5 3,6 3,2 30 5,7 40 11,1 10,6 8,7 6,6 6,7 7,2 4,2 50 60 17,7 19,1 15,5 14,9 70 ao C4 ao Q1 ao Q2 80 110 Ngày Hình 3.21 Đồ thị tăng trưởng tơm sú ni Hình 3.20 Khả tiêu hóa thức ăn tơm sú 3.8 ỨNG DỤNG NI TƠM SÚ QUY MƠ CƠNG NGHIỆP Thí nghiệm nuôi tôm sú để đánh giá hiệu thức ăn tiến hành ao nuôi: ao C4, ao Q1 nuôi đối chứng ao Q2 Kết nuôi tôm sú thể bảng 3.29 Bảng 3.29 Kết nuôi tôm sú ao TT Chỉ tiêu Ao C4 Ao Q1 Ao Q2 (đối chứng) Diện tích ao(m ) 3.200 3.600 3.600 Cỡ tơm thả PL15 PL15 PL15 Mật độ con/m 40 30 30 Thời gian nuôi (ngày) 140 129 130 Lượng thức ăn nuôi (kg) 3.927 4.575 4.600 Giá thành 1kg thức ăn (đ) 14.200 14.200 17.300 Trọng lượng trung bình gr/c 25,30 32,25 31,50 Sản lượng thu hoạch (kg) 2.550 3.050 3.007 Tỷ lệ sống (%) 90,80 91,07 87,7 10 Năng suất (tấn/ha) 7,96 8,47 8,35 11 Hệ số chuyển đổi thức ăn 1,54 1,50 1,53 Khi đánh giá yếu tố môi trường nước nuôi như: độ trong, pH, COD, BOD tốt, chứng tỏ tôm sử dụng hấp thu thức ăn tốt, nên giảm thiểu chất thải môi trường ao nuôi Kết tăng trưởng tôm sú nuôi quy mơ cơng nghiệp (hình 3.21) cho thấy thức ăn có mùi thơm đặc trưng, chậm tan nước, tôm sử dụng thức ăn tốt, độ bắt mồi cao suất đạt từ 7,96 8,45T/ha/vụ, hệ số chuyển đổi thức ăn FCR 1,50 giá thành thức ăn thấp giá thành thức ăn nhập từ nước ngồi 3.9 MƠ HÌNH THIẾT BỊ SẢN XUẤT THỨC ĂN NI TƠM Từ kết nghiên cứu ứng dụng triển khai vào sản xuất, chúng tơi xây dựng mơ hình thực nghiệm thiết kế, chế tạo dây chuyền công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm suất 1.000 kg/h, mơ hình sử dụng nguồn ngun liệu nước, qua chế biến xử lý nâng cao chất lượng thức ăn nuôi tôm sú công nghiệp Với mô hình sản xuất thức ăn 1.000 kg/h sử dụng thiết bò chế tạo nước, ứng dụng triển khai mô hình vào điều kiện địa phương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Từ kết nghiên cứu cho phép rút số kết luận sau: Đã xác định thành phần, hoạt tính enzyme tiêu hóa tơm sú Trong xoang tiêu hóa tơm sú Việt Nam phát thấy enzyme amylase enzyme thuộc nhóm protease trypsin chymotrypsin Hoạt tính protease giao động khoảng 0,074 - 0,078AU/mg protein Hoạt tính trypsin tôm trưởng thành 0,071U/mg protein cao so với tơm giống 0,037U/mg protein Hoạt tính chymotrypsin tơm giống 0,136U/mg protein vàtôm trưởng thành 0,111U/mg protein Hoạt tính tính amilase tơm giống 2,44 U/mg tơm trưởng thành 5,07 U/mg Protease xoang tiêu hóa tơm sú có hoạt tính vùng pH từ 6,5 – 9,0 đạt giá trị cực đại pH = 8,0 thời gian thủy phân protein 60 phút 23 24 Thành phần dinh dưỡng tơm sú gồm: protein 21,12%; lipid 1,83%; tro 1,98% nước 75,06% Đã xác định thành phần axit amin thiết yếu cho giai đoạn phát triển tôm sú, hàm lượng axit amin tôm nhỏ cao tôm lớn Thành phần tỷ lệ lysine, arginine có ảnh hưởng đến khả tiêu hóa tốc độ tăng trưởng tơm, hai axit amin có tính chất cạnh tranh đối kháng, thức ăn có tỷ lệ lysine/arginine gần cho độ thủy phân protein đạt 71,95% Đã xác đònh giá trò dinh dưỡng loại nguyên liệu dùng làm thức ăn công nghiệp cho tôm sú Việt Nam Các loại nguyên liệu khác có khả tiêu hóa khác Đánh giá độ thủy phân protein (DH%) cho thấy mức độ tiêu hóa tôm sú sử dụng loại nguyên liệu bột cá KG (DH=20,22%), bột cá VT (DH = 21,26%), bột cá CM (DH = 22,17%), bột mực (DH = 23,09%) cao bột đậu nành trích ly (DH = 20,07%) hạt đậu nành (DH = 13,68%) Các loại tinh bột khác khả tiêu hóa khác nhau, tơm sú tiêu hóa tốt loại tinh bột theo thứ tự sau: Tinh bột nếp > Tinh bột gạo > Bột khoai mì > Tinh bột bắp > Bột gạo > Bột mì Đây sở để lựa chọn nhanh nguồn tinh bột bột từ số ngun liệu sẵn có nước trước đưa vào dùng làm thức ăn ni tơm Sử dụng enzyme protease thủy phân nguyên liệu cá tạp điều kiện nhiệt độ 50 C pH = 7,5 cho thấy hàm lượng protein tan peptit nguyên liệu tăng lên rõ rệt gấp lần trước thủy phân (hàm lượng peptit mẫu 108 mg/ml sau thủy phân lên tới 420 mg/ml) Thay dòch đạm thủy phân 40% (so với lượng protein) vào thức ăn hệ số tiêu hóa thức ăn tốt nhất, độ bắt mồi tôm cao hệ số chuyển hóa thức ăn 1,5 Trong đậu nành có chất kháng dinh dưỡng trypsin inhibitors, tác động tới enzyme tiêu hoá làm cho enzyme khả thủy phân protein, xử lý nhiệt với nhiệt độ 177 C thời gian 15 phút, tăng mức độ thủy phân protein hạt đậu nành từ 13,68% lên 27,85% Tối ưu hóa thành phần dinh dưỡng gồm thành phần protein, lipid, gluxit, xơ, khống, Ca, P chi phí ngun liệu, điều kiện giới hạn mức độ nguyên liệu cho phép, chọn phương án tối ưu tổ hợp công thức thức ăn nuôi tôm, đảm bảo cân đối nhu cầu dinh dưỡng với chi phí nguyên liệu thấp Tối ưu hóa công nghệ tạo viên cho thấy mô hình toán biểu đạt rõ mối quan hệ toán học với trình tạo viên Với độ ẩm nguyên liệu 33,3%, tốc độ trục vít 50v/ph bước vít 55mm chọn phương án công nghệ tạo viên thích hợp, hiệu suất hàm lượng vitamin C viên thức ăn đạt 89,5% hàm lượng protein tan 64,4 g/ml 10 Đã xây dựng hai quy trình công nghệ sản xuất thức ăn, từ sản xuất loại thức ăn cho giai đoạn phát triển tôm Đánh giá khả tiêu hóa in vitro thức ăn đạt từ 70 - 75,4% (so với đối chứng 65 - 69,3%) chất lượng thức ăn đạt tiêu chuẩn phù hợp với khả tiêu hóa tôm sú 11 Sử dụng phương pháp đánh giá tiêu hoá in vitro để xác định hệ số tiêu hóa loại nguyên liêu, thức ăn giúp chọn loại nguyên liệu, thức ăn thích hợp Phương pháp cho phép rút ngắn trình thử nghiệm thức ăn, bố trí nhiều thí nghiệm động vật nuôi 12 Ứng dụng kết vào nuôi tôm sú quy mô công nghiệp, cho thấy thức ăn có mùi thơm đặc trưng, chậm tan nước, tôm sú sử dụng thức ăn tốt, độ bắt mồi cao, suất đạt từ 7,96 - 8,45T/ha/vụ, hệ số chuyển đổi thức ăn FCR 1,50 giá thành thức ăn thấp giá thành thức ăn nhập ngoại Từ kết nghiên cứu xây dựng mơ hình thiết bị sản xuất thức ăn công nghiệp nuôi tôm với quy mô 1.000kg/h phù hợp với điều kiện sản xuất Việt Nam Đề xuất nghiên cứu - Cần tiếp tục nghiên cứu biến đổi axit amin, lipid q trình tạo viên thức ăn để có chế độ công nghệ phù hợp - Nghiên cứu bổ sung sắc tố thiên nhiên Astaxanthin (3,3’dihydroxy4,4diketo- Carotene) vào thức ăn tạo cho tơm sú có vỏ màu xanh sậm - Cần triển khai ứng dụng mơ hình vào sản xuất Ngồi mở rộng hướng nghiên cứu luận án cho đối tượng nuôi thủy sản khác, nhằm đa dạng hóa nguồn thức ăn ni thủy sản - ****** - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TIẾN LỰC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DINH DƢỠNG VÀ HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN NI TƠM SÚ (PENAEUS MONODON) Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm đại cƣơng Mã số: 2.11.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - 2011 Cơng trình đƣợc thực tai: Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Viện Nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản II Ngƣời hƣớng dẫn Khoa học: - Giáo sư Tiến sĩ Khoa học Nguyễn Văn Thoa - Phó giáo sư Tiến sĩ Khoa học Lê Xuân Hải Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thanh Phương Phản biện 2: PGS.TS Lê Thanh Hùng Phản biện 3: TS Nguyễn Hoàng Dũng Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước tổ chức tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Vào hồi …… …… ngày … tháng …… năm 2011 Có thể tìm đọc luận án tại: - Thư viện Quốc gia - Thư viện trường Đại học Bách Khoa - Thư viện Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Tiến Lực, Nguyễn Văn Thoa, Bạch Thị Quỳnh Mai, Nguyễn Thị Quang Thủy, Nguyễn Hoaøng Uyên, Nguyễn Chí Thuận, (2003) Xác đònh mức tiêu hóa protein nguyên liệu thức ăn tôm sú (penaeus monodon) Tạp chí Thủy sản số 9/2003; tr 13-15 Nguyễn Tiến Lực, (2005) Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp chất lượng cao cho số đối tượng nuôi thủy sản xuất – Tuyển tập hội thảo toàn quốc nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ nuôi trồng thủy sản Nhà xuất Nông nghiệp, tr 449-477 3.Nguyễn Tiến Lực, Bạch Thị Quỳnh Mai, Nguyễn Văn Nguyện, Nguyễn Hoàng Uyên, Nguyễn Chí Thuận, Nguyễn Đức Trương, Nguyễn Văn Lệ, (2005) Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp chất lượng cao cho số đối tượng nuôi thủy sản xuất (tôm, cá) Mã số KC.06.12.NN - Báo cáo khoa học Bộ Khoa học Công nghệ, Đề tài trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2001-2005; 134 tr Nguyễn Tiến Lực, Nguyễn Hồng Un, Nguyễn Chí Thuận, (2007) Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng, hệ enzyme tiêu hoá tôm sú làm chế biến thức ăn công nghiệp chất lượng cao - Tuyển tập Nghề cá sông Cửu long, tập Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội, tr 421-430 5.Nguyễn Tiến Lực, Bạch Thị Quỳnh Mai, Nguyễn Thành Trung, (2007) Kết chọn chất kết dính để cải thiện độ bền viên thức ăn hỗn hợp cho tôm – Tuyển tập Nghề cá sông Cửu long, tập Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội, tr 431-438 Nguyễn Tiến Lực, Lê Xuân Hải, (2008) Tối ưu hóa đa mục tiêu trình tạo viên nhằm cải tiến công nghệ thức ăn nuôi tôm – Tạp chí Khoa học Công nghệ - Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn số 5/2008; tr 62-65 - ****** - ... viên đảm bảo Quy trình cơng nghệ bổ Từ nghiên cứu triển khai sản xuất thức ăn nuôi tôm cho giai sung dịch đạm thủy phân vào thức ăn Công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm R định được: y1 = 89,0 vaø... TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TIẾN LỰC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DINH DƢỠNG VÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN NUÔI TÔM SÚ (PENAEUS MONODON) Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm đại cƣơng Mã số: 2.11.01... chuyển đổi thức ăn FCR 1,50 giá thành thức ăn thấp giá thành thức ăn nhập từ nước ngồi 3.9 MƠ HÌNH THIẾT BỊ SẢN XUẤT THỨC ĂN NUÔI TÔM Từ kết nghiên cứu ứng dụng triển khai vào sản xuất, xây dựng