Nghiên cứu khả năng thay thế bột cá trong thức ăn bằng nguyên liệu khác lên tăng trưởng, tiêu hóa và tỉ lệ sống của cá vược (lates calcarifer bloch, 1790) giống tại hải dương

Tuy nhiên, việc sử dụng nguồn protein chủ yếu từ thành phần bột cá để sản xuất thức ăn thủy sản hỗn hợp đang là nguyên nhân chính nâng cao giá thành sản phẩm thủy sản chiếm 60-70% chi ph

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

BÙI PHAN ĐIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THAY THẾ BỘT CÁ TRONG THỨC ĂN BẰNG NGUYÊN LIỆU KHÁC LÊN TĂNG TRƯỞNG, TIÊU HÓA VÀ TỈ LỆ SỐNG CỦA CÁ VƯỢC

(Lates calcarifer Bloch, 1790) GIỐNG TẠI HẢI DƯƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2017

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

BÙI PHAN ĐIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THAY THẾ BỘT CÁ TRONG THỨC ĂN BẰNG NGUYÊN LIỆU KHÁC LÊN TĂNG TRƯỞNG, TIÊU HÓA VÀ TỈ LỆ SỐNG CỦA CÁ VƯỢC

(Lates calcarifer Bloch, 1790) GIỐNG TẠI HẢI DƯƠNG

TS LỤC MINH DIỆP Khoa sau đại học:

KHÁNH HÒA - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, tôi là thành viên chính, đồng tác giả của bài báo:

“Optimiezed fermented lupin (Lupinus angusstifolius) inclusion in juvennile

barramundi( Lates calcarifer) diets” Số liệu và kết quả được sử dụng trong Luận văn

tốt nghiệp của tôi với tiêu đề: “Nghiên cứu khả năng thay thế bột cá trong thức ăn

bằng nguyên liệu khác lên tăng trưởng, tiêu hóa và tỉ lệ sống của cá Vược (Lates

calcarifer Bloch, 1790) giống tại Hải Dương” đã được sự cho phép sử dụng của tác

giả chính Thạc sỹ Võ Văn Bình

Hải Dương, ngày 26 tháng 05 năm 2017

Tác giả luận văn

Bùi Phan Điền

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các quý phòng ban Trường Đại học Nha Trang, Trung tâm Quốc gia giống thủy sản nước ngọt Miền Bắc đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành đề tài Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Lại Văn Hùng, ThS Võ Văn Bình đã giúp tôi hoàn thành tốt đề tài Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hải Dương, ngày 26 tháng 05 năm 2017

Tác giả luận văn

Bùi Phan Điền

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC KÝ HIỆU viii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC HÌNH xi

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Một số đặc điểm sinh học của cá vược ( chẽm) 3

1.1.1 Phân loài 3

1.1.2 Đặc điểm hình thái 4

1.1.3 Đặc điểm phân bố 4

1.1.4 Đặc điểm dinh dưỡng và sinh trưởng 5

1.1.5 Đặc điểm sinh sản 5

1.2 Các nghiên cứu dinh dưỡng về thay thế nguồn protein bột cá bằng protein có nguồn gốc thực vật làm thức ăn cho cá 6

1.2.1 Tình hình nghiên cứu dinh dưỡng về việc sử dụng protein bột cá bằng protein có nguồn gốc thực vật trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình nghiên cứu dinh dưỡng về việc sử dụng protein bột cá bằng protein có nguồn gốc thực vật tại Việt Nam 7

1.3 Nghiên cứu thay thế bột cá bằng nguyên liệu protein khác 7

1.3.1 Bột cá và những hạn chế khi sử dụng bột cá 7

1.3.2 Các nguyên liệu protein có nguồn gốc từ động vật có thể thay thế bột cá 9

1.3.3 Các nguyên liệu protein có nguồn gốc từ thực vật có thể thay thế bột cá 10

1.4 Một số phương pháp xử lý nguyên liệu 14

1.4.1 Phương pháp nhiệt 14

1.4.2 Phương pháp lên mầm 14

1.4.3 Phương pháp lên men 15

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Nội dung nghiên cứu 16

2.2 Phương pháp nghiên cứu 16

2.2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 16

2.2.2 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2.3 Phương pháp thực hiện 17

2.2.4 Lên men nguyên liệu lupin 17

2.2.5 Công thức thức ăn và sản xuất thức ăn 18

2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 21

2.3.1 Hệ thống bể thí nghiệm 21

2.3.2 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên sinh trưởng, tỷ lệ sống và hệ số thức ăn của cá vược giống 21

2.3.3 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên khả năng tiêu hóa thức ăn của cá vược giống23 2.3.4 Xác định chất lượng thịt cá 24

2.3.5 Thu mẫu môi trường nước 24

2.3.6 Phương pháp tính toán và xử lý số liệu 24

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 26

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Hàm lượng một số chất kháng dinh dưỡng sau khi lên men lupin 27

3.2 Tăng trưởng của cá ăn thức ăn bột lupin lên men 28

3.3 Hệ số thức ăn 28

3.4 Tỷ lệ sống 29

3.5 Hệ số K 30

3.6 Khả năng tiêu hóa 31

3.7 Thành phần sinh hóa của thịt cá 33

3.8 Chất lượng nước 35

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 37

4.1 Kết luận 37

4.2 Đề xuất 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC

L2: chiều dài thân cá sau thí nghiệm (cm)

T1: thời gian bắt đầu thí nghiệm

T2: thời gian kết thúc thí nghiệm

W1: khối lƣợng thân cá ban đầu (gam)

W2: khối lƣợng thân cá sau thí nghiệm (gam)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tên địa phương của loài cá Lates calcarifer Bloch, 1790 3

Bảng 1.2: Hàm lượng acid béo trong lupin, đỗ tương và bột cá Peru (tính theo % tổng số acid béo) 10

Bảng 2.1: Thành phần nguyên liệu của các công thức thức ăn thí nghiệm để xác định tăng trưởng của cá, hệ số chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ sống 18

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng chính trong các công thức thức ăn 19

Bảng 2.3: Thành phần aminoaxit trong thức ăn thí nghiệm 20

Bảng 2.4: Thành phần chất béo trong thức ăn thí nghiệm 20

Bảng 2.5: Sơ đồ các nghiệm thức bố trí thí nghiệm 21

Bảng 3.1: Hàm lượng một số chất kháng dinh dưỡng trước và sau khi lên men lupin 27

Bảng 3.2: Khả năng tiêu hóa (%) thức ăn 32

Bảng 3.3: Khả năng tiêu hóa (%) nguyên liệu 33

Bảng 3.4: Thành phần sinh hóa của thịt cá 34

Bảng 3.5: Thành phần dinh dưỡng được tích lũy trong thịt cá 34

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Ảnh cá vược Lates calcarifer Bloch, 1790 3

Hình 2.1: Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 17Hình 3.1: Tăng trưởng khối lượng của cá vược sau 8 tuần nuôi bằng thức ăn đối chứng

và thức ăn có các mức thay thế bột cá bằng bột lupin lên men 28Hình 3.2: Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) của cá đối chứng (0FL) và cá cho ăn thức

ăn có chứa bột lupin lên men 29Hình 3.3: Tỷ lệ sống của cá vược cho ăn thức ăn đối chứng và thức ăn có bột cá được thay thế bằng bột lupin lên men 30Hình 3.4: Hệ số K của cá đối chứng và cá thí nghiệm 31Hình 3.5: Hàm lượng amoni tổng số (TAN) trong bể nuôi khi sử dụng thức ăn đối chứng và thức ăn có bột cá được thay thế bằng bột lupin lên men ở các mức khác nhau 36

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Nghiên cứu nhằm tìm hiểu khả năng thay thế của bột Lupin (Lupinus

angustifolius) lên men đối với bột cá trong thành phần các công thức thức ăn Nghiên

cứu được tiến hành bằng cách thay thế bột cá trong thành phần các công thức thức ăn khác nhau của cá vược (chẽm) ở giai đoạn giống Bột Lupin lên men được sử dụng để thay thế bột cá ở 0, 30, 45, 60 và 75% trong các công thức thức ăn khác nhau Kết quả cho thấy, tốc độ tăng trưởng của cá vược ở giai đoạn giống không bị ảnh hưởng bất lợi bởi mức độ thay thế bột cá bằng bột Lupin lên men trong các công thức thức ăn có tỷ

lệ thay thế khác nhau Trong đó, có sự tăng trưởng đáng kể về khối lượng và chiều dài của cá Vược trong các nghiệm thức được thay thế ở mức 45% và 60% bột cá Tỷ lệ sống là hơn 93% trong tất cả các nghiệm thức Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) là không có sự chênh lệch lớn trong các nghiệm thức Tuy nhiên, ở công thức thay thế 75% bột cá thì FCR có cao hơn Sự khác biệt của tiêu hóa protein trong các nghiệm thức không có ý nghĩa Tuy nhiên, chất béo bị thuỷ phân và phốt pho trong các nghiệm thức tăng lên đáng kể (p <0,05) khi mức Lupin lên men thay thế bột cá tăng từ 30% đến 75% Protein thịt cá, hàm lượng chất béo và năng lượng không bị ảnh hưởng đáng

kể bởi các nghiệm thức khác nhau, trong khi hàm lượng axít amin thiết yếu có thay đổi một chút

Kết luận, có thể sử dụng bột Lupin lên men để thay thế cho bột cá trong các công thức thức ăn của cá vược giống

Từ khóa: Lupin, lên men, cá vược, thay thế, công thức thức ăn

MỞ ĐẦU

Nuôi trồng thủy sản được coi là ngành sản xuất thực phẩm có tốc độ phát triển nhanh nhất trên thế giới, cung cấp phần lớn protein động vật cho con người và chiếm

tỷ trọng lớn trong tổng sản lượng thủy sản trên toàn cầu [23] Trong giai đoạn

2000-2014, sản lượng nuôi trồng thủy sản toàn cầu đã tăng gấp hai lần, từ 32,4 triệu tấn năm

2000 lên 66,6 triệu tấn năm 2014, với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm đạt 6,2% [23]

Để có được những thành công như thế, ngành công nghiệp chế biến thức ăn thủy sản đã đóng một vai trò hết sức quan trọng Với những nghiên cứu chuyên sâu về đặc điểm dinh dưỡng của các loài cá, ngành chế biến thức ăn thủy sản đã có những bước tiến nhanh cả về chiều rộng và chiều sâu, nhiều loại thức ăn cân bằng dinh dưỡng, có khả năng nâng cao sức khoẻ cho các đối tượng nuôi đã được nghiên cứu và

áp dụng vào sản xuất Tuy nhiên, việc sử dụng nguồn protein chủ yếu từ thành phần bột cá để sản xuất thức ăn thủy sản hỗn hợp đang là nguyên nhân chính nâng cao giá thành sản phẩm thủy sản (chiếm 60-70% chi phí sản xuất), làm tăng áp lực khai thác nguồn cá tự nhiên để sản xuất bột cá, gây ảnh hưởng tới chất lượng môi trường ở nhiều nơi Vì vậy, việc nghiên cứu tìm các giải pháp thay thế bột cá trong sản xuất thức ăn thủy sản hỗn hợp là việc rất cần thiết

Các nguyên liệu được hướng đến để có thể thay thế cho nguồn protein bột cá bao gồm các thành phần protein có nguồn gốc động vật và protein có nguồn gốc thực vật Tuy vậy, việc sử dụng các nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật vẫn bị hạn chế về số lượng, chất lượng dẫn đến hiệu quả sử dụng không cao trong nuôi trồng thủy sản Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật thường có số lượng lớn và bền vững hơn nhưng lại chứa một số chất kháng dinh dưỡng, vì vậy trước khi sử dụng phải xử lý để làm tăng khả năng sử dụng của các nguyên liệu này Các nguyên liệu protein có nguồn gốc thực vật có thể được xử lý bằng nhiều phương pháp như phương pháp nhiệt, phương pháp lên men hay lên mầm, trong đó phương pháp sinh học như lên men hay lên mầm nguyên liệu hiện vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ

Cá Vược là loài cá có giá trị kinh tế cao, dễ nuôi, tốc độ phát triển nhanh, có đặc điểm sống phù hợp với các vùng nuôi nước lợ, đặc biệt là các ao nuôi tôm sú vùng triều Cá được nuôi với nhiều hình thức như nuôi trong ao đất, nuôi lồng tại nhiều địa

phương trên cả nước như Khánh Hoà, Bà Rịa Vũng tàu, Bình Định, Thái Bình, Hải Phòng Cá có thịt trắng, nạc, ít xương dăm, chứa nhiều axit béo, protein, phốt pho, sắt, vitamin B, vì thế cá Vược thương phẩm ngoài tiêu thụ nội địa, còn được xuất khẩu sang nhiều quốc gia như Hồng Kông, Đài Loan, Pháp, Mỹ [22]

Thức ăn phổ biến ương nuôi cá vược từ giai đoạn cá hương (1,5 – 2,0 cm) lên cá giống (10 – 12 cm) là cá tạp băm nhỏ hoặc thức ăn công nghiệp Đối với thức ăn cá tạp khi sử dụng có nhiều hạn chế như gây ô nhiễm môi trường nước, không chủ động được nguồn thức ăn Đối với thức ăn công nghiệp với thành phần protein từ bột cá thì

có giá thành cao làm giảm lợi nhuận cho người nuôi cá Trong khi đó các nguyên liệu

có hàm lượng protein từ nguồn thực vật như đậu tương, khô dầu lạc, lupin, canola thì chưa thể thay thế hoàn toàn được bột cá do chúng chứa những hợp chất kháng dinh dưỡng (antinutrients) Vì thế, việc sử dụng các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật đã được lên men, lên mầm làm thức ăn nhằm tăng độ tiêu hóa nguyên liệu đồng thời giảm các chất kháng dinh dưỡng và chất độc khác có trong nguyên liệu là việc làm cần thiết

Từ những yêu cầu thực tế tìm nguồn nguyên liệu thay thế nguyên liệu bột cá làm thức ăn cho cá vược giống để đảm bảo hiệu quả nuôi trồng phục vụ xuất khẩu và phát

triển bền vững, đề tài “Nghiên cứu khả năng thay thế bột cá trong thức ăn bằng

nguyên liệu khác lên tăng trưởng, tiêu hóa và tỉ lệ sống của cá vược (Lates calcarifer

Bloch, 1790) giống tại Hải Dương” đã được lựa chọn thực hiện nhằm xác định khả năng

thay thế của bột Lupin lên men đối với bột cá trong công thức thức ăn của cá vược ở giai

đoạn cá giống

Ý nghĩa thực tiễn

Giảm hàm lượng bột cá trong thức ăn cho cá vược, qua đó giảm tải Phospho và

áp lực lên khai thác nguồn lợi

Mục tiêu

Xác định được các mức thay thế tỷ lệ protein bột cá bằng bột lupin lên men tương ứng nhằm nâng cao tỷ lệ sống, khả năng tiêu hóa và sinh trưởng của cá vược

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Một số đặc điểm sinh học của cá vược ( chẽm)

1.1.1 Phân loài

Ngành: Vetebrata

Lớp: Osteichthyes

Lớp phụ: Teleostomi Bộ: Perciformes

Bộ phụ: Percoidae Họ: Centropomidae Giống: Lates Loài: Lates calcarifer Bloch, 1790

Hình 1.1: Ảnh cá vược Lates calcarifer Bloch, 1790

Với tên gọi địa phương, các quốc gia khác nhau, thậm trí những vùng khác nhau

trong cùng một quốc gia thì tên gọi của loài cá Lates calcarifer cũng có thể khác

nhau, dưới đây là tên gọi địa phương của loài cá này ở một số quốc gia trên thế giới

Bảng 1.1: Tên địa phương của loài cá Lates calcarifer Bloch, 1790

Anh Giant perch, white seabass, Asian seabass

Úc barramundi

Tây Ban Nha Perca gigante

Ấn Độ Giant perch, palmer, cck-up seabass

Đông Bengal Begti, bekti, dangara, voliji fitadar, todah

SIlanka Modhak, keduwa

Malaysia Saikap, kakap

Thailand Pla kapong kao, Pla kapong

Campuchia Tvey spong

Việt Nam Cá vược, cá chẽm

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Cá vược có thân dài, dẹp bên, phần lưng hơi gò cao, cán đuôi ngắn Ðầu dài, nửa trước nhọn, từ gáy đến mút mõm cong xuống, chiều dài lớn hơn chiều cao Chiều dài thân bằng 3,2 lần chiều cao thân và bằng 2,9 lần chiều dài đầu Mép sau xương nắp mang trước hình răng cưa, góc dưới có một gai cứng dài Xương nắp mang chính có một gai dẹt Mắt lớn, khoảng cách giữa 2 mắt hẹp Miệng rộng, chếch, hàm dưới nhô dài hơn hàm trên Răng nhọn, khỏe Xương khẩu cái và xương lá mía có nhiều răng nhỏ Thân phủ vẩy lược nhỏ, yếu Hai vây lưng tách rời nhau Vây lưng thứ nhất (trước) có 7 đến 9 tia cứng, vây lưng thứ hai (tiếp) có 10-11 tia mềm, giữa 2 vây lưng trước và sau có một rạch xẻ sâu Vây ngực ngắn và tròn có những nếp cứng Vây hậu môn tròn có 3 tia gai cứng và 7-8 tia mềm.Vây có màu nâu nhạt, phía trên xậm màu hơn phía dưới Vây đuôi tròn, không chia thùy [22]

Cá vược có màu sắc thay đổi trong 2 giai đoạn Khi cá còn nhỏ có màu xanh olive hay nâu ở phần thân trên, bụng và 2 bên màu trắng bạc Cá trưởng thành màu pha giữa xanh lá cây/ xanh lam phần thân trên và bụng màu bạc Toàn thân không đốm, phần bụng cá thường có màu bạc khi sống trong môi trường nước biển và màu nâu khi trong môi trường nước ngọt Ngoài ra cá ở môi trường nước ngọt thường có vây sậm màu, mang sâu và đuôi dày hơn, thịt có nhiều chất béo và có thể có mùi tanh của bùn

1.1.3 Đặc điểm phân bố

a Phân bố theo vùng địa lý

Cá được cho là có nguồn gốc tự nhiên trong vùng biển Ấn Độ-Thái Bình Dương Khu vực sinh sống tự nhiên của cá lan rộng về phía Bắc đến Đài Loan, phía Nam xuống đến ven biển Ðông Úc, phía Ðông đến Papa New Guinea và phía Tây đến tận Vịnh Ba Tư (Vùng biển giữa Kinh tuyến 5000 Ðông và 1600 0 Tây, giữa Vĩ tuyến 2600Bắc và 2500 Nam) Ở Việt Nam cá Vược phân bố rộng từ Móng Cái đến mũi Cà Mau trong tất cả các thủy vực từ nước mặn, lợ, ngọt [4]

b Phân bố theo vùng sinh thái

Cá vược thuộc loại cá sinh sống được cả ở nước mặn lẫn nước ngọt

(catadromous) Cá di chuyển từ sông ra biển để đẻ trứng, sinh sản và di chuyển giữa

biển và sông là tùy theo từng giai đoạn phát triển trong chu kỳ vòng đời của chúng Cá

ở giai đoạn nhỏ sống nơi nước ngọt, khi thành thục (3-4 tuổi) di cư ra vùng nước lợ nơi cửa sông có độ mặn khoảng 30 % Cá trưởng thành sống nơi cửa sông và dọc ven biển Cá vược thích sống ở những vùng sông nước chảy chậm, nơi khe suối, đầm hồ nhưng cũng có thể thích ứng để sống tại những vùng gần bờ của các đảo, nơi có những rạng san hô [4]

1.1.4 Đặc điểm dinh dưỡng và sinh trưởng

a Đặc điểm dinh dưỡng

Cá vược thuộc loại cá dữ, ăn tạp nhưng không đuổi mồi như cá chuối Cá nhỏ

ăn phiêu sinh vật, rong tảo (20 % khối lượng thức ăn, chủ yếu là tảo khuê), nhưng thức

ăn chủ yếu vẫn là cá và tôm nhỏ (80 %) Khi cá lớn hơn 20 cm, 100 % thức ăn là động vật bao gồm giáp xác (70 %) và cá nhỏ (30 %) Cá vược bắt mồi rất dữ và có thể bắt cả mồi có kích cỡ bằng cơ thể của chúng Cá vược chỉ bắt mồi sống và di động Nhưng trong nuôi thương phẩm người ta vẫn tập cho cá ăn cá tạp và ăn thức ăn viên

Ấu trùng cá vược ăn sinh vật phù du rồi chuyển sang ăn ấu trùng côn trùng Ở giai đoạn cá bột cá ăn các loài động vật nổi như Copepoda, ấu trùng động vật thân mềm [13]

b Đặc điểm sinh trưởng

Sinh trưởng của cá vược có dạng đường cong sigma Trong đó cá tăng trưởng chậm ở giai đoạn đầu nhưng tăng trưởng nhanh khi cá đạt kích cỡ 20– 30 gam và giảm dần khi cá đạt khối lượng khoảng 4 kg [18] Môi trường sống khác nhau cũng ảnh hưởng tới tốc độ sinh trưởng của cá Cá sống trong môi trường nước ngọt có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn trong môi trường nước mặn Cá vược có chiều dài tối đa là 2m với khối lượng cơ thể lên đến 50 kg

1.1.5 Đặc điểm sinh sản

Đặc điểm nổi bật trong việc sinh sản của cá vược là có sự chuyển đổi giới tính

từ cá đực thành cá cái sau khi tham gia lần sinh sản đầu tiên và đây được gọi là cá vược thứ cấp Tuy nhiên, cũng có những cá cái được phát triển trực tiếp từ trứng và được gọi là cá cái sơ cấp Chính vì thế trong thời gian đầu (1.5-2 kg) phần lớn là cá đực, nhưng khi cá đạt 4 - 6 kg phần lớn là cá cái [2]

Thông thường, rất khó phân biệt giới tính ngoại trừ vào mùa sinh sản, có thể dựa vào đặc điểm sau:

- Cá đực có mõm hơi cong, cá cái thì thẳng

- Cá đực có thân thon dài hơn cá cái

- Cùng tuổi, cá cái sẽ có kích cỡ lớn hơn cá đực

- Trong mùa sinh sản, những vẩy gần lổ huyệt của cá đực sẽ dày hơn cá cái

- Bụng của cá cái to hơn cá đực vào mùa sinh sản

Cá thành thục (3 - 4 năm tuổi) có tập tính di cư và sinh sản vào chu kỳ trăng, lúc trăng non và trăng muộn vào buổi tối khi triều lên Cá đẻ quanh năm nhưng tập trung vào tháng 4 - 8 Trước khi đẻ, cá có tập tính tách đàn và ngừng ăn 1 tuần, cá đực và cá cái bơi lội gần nhau thường xuyên trên tầng mặt khi cá sắp đẻ, cá đẻ nhiều đợt trong vòng 7 ngày, cá có khối lượng 5,5-11 kg có thể đẻ 2,1 - 7.1 triệu trứng Trong điều kiện nhiệt độ 28-320C, độ mặn 30-32‰, trứng nở trong vòng 17 - 18 giờ, ấu trùng mới

nở có chiều dài khoảng 1,5 mm, có túi noãn hoàng 0,86 mm và giọt dầu nằm ở phía trước Cơ thể thon, dẹp, sắc tố hình thành từng điểm rải rác không đều trên thân, mắt,

hệ thống tiêu hóa có thể nhìn thấy rõ ràng Khi cá đạt 3 ngày tuổi, miệng bắt đầu xuất hiện Ấu trùng tiêu hết noãn hoàng ở ngày thứ 4 [2]

1.2 Các nghiên cứu dinh dưỡng về thay thế nguồn protein bột cá bằng protein có nguồn gốc thực vật làm thức ăn cho cá

1.2.1 Tình hình nghiên cứu dinh dưỡng về việc sử dụng protein bột cá bằng protein có nguồn gốc thực vật trên thế giới

Trên thế giới đã có một vài nghiên cứu về nhu cầu protein của cá vược được công bố trên các tạp chí Ước tính hàm lượng protein thô trong thức ăn cho cá vược chưa trưởng thành là 50% [14] Các nghiên cứu sau đó cho thấy rằng tỷ lệ tăng trưởng cao nhất của cá đạt được với mức protein 45% [34] Mức protein tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của cá vược đã được ghi nhận trong khoảng 40 đến 45% Cá vược đòi hỏi hàm lượng dinh dưỡng cao trong thức ăn với protein: 45 – 50%; lipid: 14% – 16%; tỷ lệ axit béo n-3/ n-6: 1.5/1.8:1; carbohydrat: <30% [9]

Cá vược có khả năng tiêu hóa tốt các thành phần thức ăn có nguồn gốc trên cạn Hỗn hợp đậu nành và ngô được trộn với tỷ lệ 5:3 có thể thay thế 25% protein trong thành phần thức ăn của cá vược Châu Á trưởng thành mà không có bất cứ ảnh hưởng xấu nào đến sự sinh trưởng và phát triển của cá Tương tự với nghiên cứu đó, đã chỉ ra rằng có gần 37% lượng protein từ nguồn bột cá trong thành phần thức ăn dành cho cá Vược có thể được thay thế bởi dung môi chiết xuất từ đậu nành mà không ảnh hưởng

đến quá trình sinh trưởng của cá nuôi[6] Nguồn thức ăn bột thịt có thể thay thế cho bột cá trong thành phần thức ăn của cá vược mà không gây ra bất kỳ tác hại nào về sự tăng trưởng cũng như hiệu quả sử dụng thức ăn hay chất lượng bữa ăn của chúng [16] Một hỗn hợp gồm bột thịt và bột máu khô với tỷ lệ 5.5:1 có thể được sử dụng nhằm thay thế bột cá trong quá trình sinh trưởng phát triển của cá vược mà không làm thay đổi tốc độ tăng trưởng, hệ số FCR hay tỷ lệ sống của chúng [16]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu dinh dưỡng về việc sử dụng protein bột cá bằng protein

có nguồn gốc thực vật tại Việt Nam

Ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu khác nhau về việc thay thế nguồn protein

là bột cá bằng protein có nguồn gốc thực vật Có thể thay thế tới 40 % protein bột cá bằng protein bã đậu nành trong thức ăn cho cá giò giống mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống, hệ số chuyển đổi thức ăn và hiệu quả sử dụng protein của cá giò giai đoạn giống [3]

Đã có rất nhiều nghiên cứu thay thế protein bột cá bằng protein cá nguồn gốc thực vật được thực hiện nhưng nó đều cho thấy protein thực vật không thể thay thế hoàn toàn cho bột cá do chúng có chứa các nhân tố phi dinh dưỡng làm giảm tính hấp dẫn của thức ăn, giảm tính ổn định của thức ăn trong nước và độ tiêu hóa thức ăn kém

Do đó, việc lên men các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật đã được sử dụng để làm thức ăn cho cá nhằm tăng độ tiêu hóa nguyên liệu, đồng thời giảm các chất kháng dinh dưỡng và chất độc khác có trong nguyên liệu

1.3 Nghiên cứu thay thế bột cá bằng nguyên liệu protein khác

1.3.1 Bột cá và những hạn chế khi sử dụng bột cá

a Bột cá

Bột cá là một dạng nguyên liệu giàu dinh dưỡng được sử dụng làm thức ăn cho động vật nuôi Đôi lúc nó còn được sử dụng như một loại phân bón hữu cơ chất lượng cao Bột cá được sản xuất ra hầu hết từ một số loài hải sản Cá biển nhỏ có tỷ lệ phần trăm về xương và dầu tương đối lớn, do đó nó không phù hợp cho nhu cầu tiêu hóa của con người, những loài cá này hầu hết được đánh bắt với mục đích cuối cùng là làm bột

cá và chiết xuất dầu cá Một tỷ lệ nhỏ bột cá được sản xuất từ những phụ phẩm của ngành công nghiệp chế biến thủy sản nhằm sản xuất ra sản phẩm chế biến phục vụ cho nhu cầu thực phẩm của con người

Hàng năm có hàng triệu tấn bột cá được sản xuất trên toàn thế giới ( IFFO RS)

Để sản xuất ra 1 tấn bột cá khô người ta phải cần khoảng từ 4 -5 tấn cá nguyên liệu Bột cá chất lượng cao cung cấp một lượng cân đối tất cả các acid amin thiết yếu, photpholipid, và các acid béo (EPA, DHA) cho sự sinh trưởng, phát triển và sinh sản tốt nhất Đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng và nuôi vỗ cá bố mẹ Ngoài ra các chất dinh dưỡng trong bột cá còn tăng cường khả năng kháng bệnh bằng cách nâng cao và duy trì hệ thống miễn nhiễm Khi bổ sung một lượng bột cá vào trong thức ăn của động vật

sẽ làm tăng tốc độ sinh trưởng và tăng khả năng tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng của vật nuôi

b Hạn chế

Thức ăn cho cá ở những giai đoạn đầu thường chứa một lượng lớn bột cá và dầu

cá Đây là những thành phần có mùi vị hấp dẫn khi sử dụng làm thức ăn cho động vật thủy sản Thêm vào đó, bột cá có hàm lượng protein cao với chất lượng tốt, cân bằng các thành phần acid amin thiết thiếu; còn dầu cá chứa acid béo n -3 Hầu hết các loài động vật sinh trưởng nhanh khi cho ăn thức ăn có hàm lượng protein, lipid cao cùng với hàm lượng acid amin thiết yếu được bổ sung đầy đủ vào trong thức ăn Tuy nhiên, theo dự đoán sản lượng bột cá và dầu cá không đủ cung cấp cho ngành sản xuất thức

ăn thủy sản trong vòng hơn 40 năm nữa

Ước tính “lượng tương đương bột cá” được sử dụng cho sản xuất thức ăn cho nuôi trồng thủy sản trong các năm 1984, 1985 và 1986 Tác giả kết luận rằng, ở các nước nuôi trồng thủy sản hiện nay, các trại công nghiệp nuôi cá ăn thịt và tôm tiêu thụ khoảng 8% tổng số sản lượng bột cá của thế giới Theo các tác giả này vào năm 2000, cần 1.3×106 tấn bột cá để tạo ra 2.4 × 106 tấn cá ăn thịt và tôm, khoảng 6.5 × 106 tấn

cá đánh bắt ngoài tự nhiên [15] Điều này dường như mâu thuẫn với điều giả định ban đầu rằng nuôi trồng thủy sản là giải pháp giải quyết việc thiếu hụt từ khai thác thủy sản toàn cầu Dường như việc giảm sản lượng cá đánh bắt ngoài tự nhiên trong thực tế có thể giới hạn hoặc loại bỏ sự tăng trưởng của công nghiệp nuôi trồng thủy sản

Tổng sản lượng bột cá ở Chilê và Pêru trong 6 tháng đầu năm 2013 đã giảm 21% so với cùng kỳ năm 2012 Như vậy trước những tồn tại của ngành công nghiệp sản xuất thức ăn thủy sản về nguyên liệu sản xuất thức ăn, trong đó sản lượng bột cá ngày càng suy giảm, giá cả bột cá ngày càng tăng cao, nguồn nguyên liệu không ổn

định Vấn đề cấp bách đặt ra hiện nay là phải nghiên cứu tìm ra nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền, nhưng đồng thời có đủ khả năng về mặt dinh dưỡng để thay thế một phần hay toàn bộ bột cá trong thức ăn của tôm, cá nuôi Xét về khía cạnh dinh dưỡng so với bột

cá thì hầu hết nguyên liệu khác hiện nay đều chứa không đủ và cân đối tất cả các thành phần dinh dưỡng Do đó khi thay thế bột cá bằng nguyên liệu khác ở một mức nào đó

sẽ phải bổ sung thêm các thành phần dinh dưỡng còn thiếu vào thức ăn Có thể thay thế bột cá bằng nhiều loại nguyên liệu khác nhau như bột thịt và bột thịt xương, bột huyết, lupin, lạc, đỗ tương (đậu nành)…

1.3.2 Các nguyên liệu protein có nguồn gốc từ động vật có thể thay thế bột cá

Bột thịt được sản xuất từ các sản phẩm được chế từ thịt bằng cách sấy khô, nếu

có cả xương thì được gọi là bột thịt xương Bột thịt có hàm lượng protein cao tương đương bột cá (50 -60%) Bột thịt xương thì có hàm lượng protein thấp hơn Hàm lượng protein của hai loại này phụ thuộc vào chất lượng nguồn gốc nguyên liệu chế biến Bột thịt thường được chế biến từ sản phẩm của lò mổ, bao gồm tất cả những phần không dùng làm thức ăn cho người như: ruột già, gân, móng, thức ăn trong dạ dày, gân, móng

và lông Nhìn chung giá trị protein của cả hai loại bột này đều không cao, hàm lượng methionin thấp nên hiệu quả sử dụng không cao khi làm thức ăn cho động vật thuỷ sản (hàm lượng protein biến động từ 30% - 55% tùy theo bột thịt hay bột thịt xương) Hàm lượng Ca ở bột thịt xương (8.8 –12%) cao hơn bột thịt (Ca <3%) Bột thịt xương tuy protein không cao lắm nhưng là nguồn cung cấp canxi (71%) và photpho dễ tiêu (3.8 - 5.0) rất tốt Hàm lượng bột thịt xương được đề nghị sử dụng trong thức ăn cho tôm không quá 15% Hiện nay xu hướng các nước châu Âu hạn chế hoặc ngừng hẳn việc

sử dụng bột thịt hoặc bột thịt xương trong thức ăn động vật Vì phải xử lý nhiệt kỹ để tránh các mầm bệnh còn hiện diện

Bột huyết là sản phẩm của lò mổ gia súc Bột huyết có hàm lượng protein rất cao, lớn hơn 80% Bột huyết rất giàu lysine (9 -11%), tuy nhiên thiếu Isoleusine và Methionin Khả năng tiêu hóa bột huyết của động vật thuỷ sản thấp Protein và acid amin trong bột huyết dễ bị phân hủy trong quá trình chế biến Bột huyết rất dễ bị hư trong quá trình tồn trữ Hàm lượng bột huyết được đề nghị sử dụng trong thức ăn cho tôm không quá 10%

Bột lông vũ có thành phần chủ yếu là protein nên hàm lượng protein thô có thể đạt đến 80-85% nhưng protein trong bột lông vũ chủ yếu là keratin, có độ tiêu hóa thấp, nhất là lông vũ chưa xử lý hầu như không thể tiêu hóa được Các nhà khoa học khoa học khuyến cáo không nên dùng tỷ lệ cao bột lông vũ trong thức ăn của gia cầm

1.3.3 Các nguyên liệu protein có nguồn gốc từ thực vật có thể thay thế bột cá

a Bột lupin

Lupin (Lupinus angustifolius) là một loại cây thuộc họ đậu hạt được đánh giá

cao trong việc sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi và được sử dụng rộng rãi vì hàm lượng protein của nó khá cao Hàm lượng protein dao động từ 35-57% protein thô cao hơn cả đỗ tương và đậu Hà Lan nó phụ thuộc vào loài và điều kiện khí hậu [7] Hàm lượng protein cao nhất của tất cả các loài lupin được tìm thấy trong Lupin mutabilis có

38 - 50% protein trong toàn bộ hạt giống chưa qua chế biến, nhưng khi chế biến để loại bỏ các lớp dầu và vỏ thì nguyên liệu có thể chứa > 65% protein [7], [8]

Thành phần acid amin của protein trong lupin tương tự như đậu tương nhưng được đặc trưng bởi mức độ tương đối cao của arginine 11,3 – 12,2 g/16gN, nó gần gấp đôi arginine trong protein đậu tương Tuy nhiên, nó có mức độ tương đối thấp của methionine khoảng 0,65 g/16gN nó bằng một nửa so với protein đậu tương Mặc dù hàm lượng cysteine trong protein của lupin tương đối cao (1,5 g/16gN) và tương tự như protein đậu nành, tổng số acid amin chứa lưu huỳnh (methionine + cysteine) vẫn còn tương đối thấp (2,1 g/16gN)

Hàm lượng lipid của lupin cũng khác nhau đáng kể giữa các loài nó dao động lớn từ 5.7 % - 20 % Lipid trong lupin bao gồm chủ yếu là triacylglycerides (71.1%)

và phospholipid (14.9%), với lượng ít hơn các sterol tự do (5.2%), glycolipid (3.5%)

và các thành phần lipid khác (5.3%)

Thành phần acid béo của lipid trong lupin là điển hình của hầu hết các loài cây

họ đậu và không khác mấy so với lipid còn lại trong bột đậu nành Nó cũng chứa nhiều acid béo không bão hòa đơn (MUFA) và acid béo không bão hòa đa (PUFA), chủ yếu

là acid linoleic và acid linolenic, nhưng nó không có các acid béo omega -3 mạch dài

Bảng 1.2 Hàm lượng acid béo trong lupin, đỗ tương và bột cá Peru (tính theo %

Thành phần carbohydrate của lupin là khá khác biệt so với hầu hết các cây họ đậu Nó chứa nhiều chất xơ (NSP) (> 50% toàn bộ hạt giống) và nồng độ rất thấp tinh bột Chất xơ có ảnh hưởng tiêu cực đến tiêu hóa trong cá và tôm, độ lớn của hiệu ứng này ảnh hưởng mạnh bởi tổng số lượng NSP trong thức ăn NSP hòa tan trong đậu lupin chủ yếu là oligosaccharides và nó có nồng độ cao do đó có thể được xem là yếu

tố kháng dinh dưỡng trong một số loài thuỷ sản

Hàm lượng vitamin trong hạt lupin đã được báo cáo như sau: β-carotene 3.5 (mg/kg); thiamin 5.3 (mg/kg); riboflavin 2.8 (mg/kg); biotin 0.04 (mg/kg); axit folic 0.4 (mg/kg); choline 30 -35 (mg/kg); niacin 36 (mg/kg); panthotenic axit 1.6 (mg/kg)

và α-tocopherol 2.2 (mg/kg)

Bột đậu nành (đỗ tương)

Đỗ tương là loại thức ăn giàu protein 38 -43%, lipid 16 -18%, năng lượng trao đổi 3600 -3700 Kcal ứng với 15-16 MJ/kg vật chất thô Gía trị sinh học của protein của đỗ tương cao, tương đương protein động vật, giàu axit amin nhất là lyzin và triptophan Tuy nhiên, khi sử dụng đỗ tương phải chú ý đến các tác nhân kháng dinh dưỡng có trong đó

b Bột lạc

Lạc nhiều dầu mỡ: 38 -40% trong lạc và vỏ, 48 -50% trong lạc nhân Sản phẩm phụ của lạc sau khi ép dầu là dầu khô Dầu lạc được sử dụng như là một nguồn thức ăn protein trong chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi gia cầm Hàm lượng protein 30-32% trong khô dầu cả vỏ, 45-50% trong khô dầu lạc nhân

Bột cá đang là một nguồn nguyên liệu rất lý tưởng cho ngành công nghiệp sản xuất thức ăn nhưng trước tình hình bột cá ngày càng khan hiếm khiến giá thành của nó tăng cao như hiện nay thì việc tìm kiếm nguyên liệu thay thế cho bột cá là rất cần thiết Chúng ta có thể sử dụng bột thịt, bột thịt xương, bột lạc, bột huyết… nhưng đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng ta có thể thay thế nguồn protein từ động vật bằng nguồn protein bằng thực vật thực sự mang lại những kết quả khả quan

Kết quả của việc thay thế bột cá bằng bột đậu nành cùng với bổ sung L-lysine

vào trong thành phần thức ăn của cá rô phi vằn giống (Oreochromis niloticus) đã được

nghiên cứu với 5 mức khác nhau Công thức 1 được lập tương tự công thức thức ăn

thương mại cho cá rô phi có chất lượng cao có chứa 20% bột cá và 30% bột đậu nành Còn công thức thức ăn ở nghiệm thức thứ 2 đến thứ 5 có chứa lần lượt các mức 55%, 54%, 53%, và 52% bột đậu nành và 0.5%; 1%; 1.5% và 2% L-lysine bổ sung Sau 10 tuần nghiên cứu đã có kết quả sai khác rõ ràng (P <0.05) về khối lượng và chiều dài thân Trong đó khẩu phần thức ăn có chứa 55% bột đậu nành và 0.5% L-lysine cho kết quả sinh trưởng cao nhất

Để giảm bớt nhu cầu bột cá thì ta có thể sử dụng các loại protein có nguồn gốc thực vật trong số đó có hạt lupin là một nguồn nguyên liệu rất có khả năng Bột lupin

có thành phần dinh dưỡng gần như tương đương với bột đậu nành nhưng có một vài thành phần dinh dưỡng của nó cao hơn bột đậu nành và các yếu tố kháng dinh dưỡng của hạt lupin thì ít hơn và dễ dàng xử lý hơn bột đậu nành

Đã có sự quan tâm đáng kể trong việc sử dụng đậu lupin như thay thế một phần hoặc toàn bộ cho bột cá trong thức ăn nuôi trồng thủy sản Nghiên cứu được báo cáo

sớm nhất là với công thức thức ăn có nguồn gốc từ lupin (Lupinus albus) được sử dụng trong thức ăn cho cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) [20], [21]

Nghiên cứu tiến hành trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) (khối

lượng trung bình là 1.23 0.22 g) cho thấy khi thay thế 50% protein từ bột cá bằng bột lupin không ảnh hưởng đáng kể tới tăng trưởng của tôm (6.7 -7.0 g khối lượng cuối cùng), (p >0.05) Nhưng mức thay thế 75% và 100% thì tăng trưởng của tôm thấp hơn (4.8 - 5.2 g khối lượng cuối cùng) Kết quả nghiên cứu này đã chỉ ra rằng đậu lupin rất

có tiềm năng thay thế 50% nguồn protein từ bột cá tương đương với một phần ba tổng lượng protein trong thức ăn cho giai đoạn tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

(Litopenaeus vannamei)

1.3.3.1 Hạn chế của việc sử dụng protein có nguồn gốc từ thực vật

Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật thì rẻ tiền, dễ kiếm, có thể chủ động cung cấp nhưng bên cạnh đó qua những nghiên cứu đã thực hiện nó đều cho thấy protein thực vật không thể thay thế hoàn toàn cho bột cá do thành phần dinh dưỡng của chúng còn ít hoặc thiếu một số chất dinh dưỡng Bên cạnh đó ngũ cốc và các loại thực phẩm thực vật khác có thể chứa một lượng đáng kể các chất độc hại hoặc antinutritional như chất ức chế dinh dưỡng tripsin, nguyên nhân gây ngưng huyết-hemaglutinin, phytates, tanin…tác hại của một số chất này đã được FAO thống kê

Chất ức chế dinh dưỡng tripsin: đỗ tương sống chứa các tinh thể protein dạng cầu có tác dụng ức chế tripsin (1kg đỗ tương sống chứa khoảng 3g) những tinh thể protein này kết hợp với tripsine và chimotripsine tạo thành những phức bền, làm mất hoạt tính của enzym Cá ăn đỗ tương sống thì sinh trưởng bị ức chế do sự tiêu hóa protein bị cản trở

Tác nhân gây ngưng huyết - hemaglutinin (còn gọi là lectin) chúng đã được chứng minh là gây ngưng kết hồng cầu trong ống nghiệm

Phytates : Axit phytic tồn tại ở các khu vực riêng biệt của hạt ngũ cốc và chiếm nhiều khoảng 85% tổng hàm lượng phốt pho trong các loại ngũ cốc Phytate làm giảm khả năng sử dụng của khoáng chất và độ hòa tan, tính năng và khả năng tiêu hóa của protein và carbohydrate Lên men các loại ngũ cốc sẽ làm giảm hàm lượng phytate Thí nghiệm thêm 0.5% axit phytic vào khẩu phần ăn của cá hồi đã thấy sinh trưởng và hiệu suất sử dụng thức ăn của cá giảm 10%

Tanin: Oligomer của flavan-3-ols và flavan-3, 4-diol được gọi là tanin đặc, nó

có trong hầu hết các loại ngũ cốc và các loại đậu Các hợp chất này tập trung ở phần cám ngũ cốc Phức tanin-protein có thể gây bất hoạt các enzym tiêu hóa và làm giảm khả năng tiêu hóa protein bằng cách tương tác với các chất nền protein sắt ionizable

Sự hiện diện của tanin trong thực phẩm làm giảm hiệu quả sử dụng thức ăn, làm giảm tốc độ tăng trưởng, làm giảm hấp thu sắt, làm hỏng lớp niêm mạc của đường tiêu hóa, làm thay đổi sự bài tiết của các cation và tăng bài tiết protein và axit amin thiết yếu Loại bỏ vỏ, nấu ăn và lên men làm giảm hàm lượng tanin của ngũ cốc

Oligosaccharides và isoflavonoid: Hạt cây họ đậu thường giàu oligosaccharides (lên đến 20%), chẳng hạn như stachyose và raffinose Ở động vật, chúng gây nên các phản ứng đầy hơi và các rối loạn khác

Như vậy nếu sử dụng các loại nguyên liệu thực vật trực tiếp làm thức ăn cho cá thì không những nó làm giảm tính hấp dẫn của thức ăn, giảm tính ổn định của thức ăn trong nước mà còn làm giảm khả năng tiêu hóa và hấp thụ thức ăn của cá Do đó, để có thể hạn chế các nhân tố phi dinh dưỡng có trong thức ăn có nguồn gốc thực vật thì ta cần phải có các biện pháp loại bỏ chúng để nâng cao giá trị sử dụng của thức ăn Việc

sử dụng các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật đã được xử lý bằng các biện pháp như

lên men, xử lý nhiệt, lên mầm, làm thức ăn nhằm tăng độ tiêu hóa nguyên liệu đồng thời giảm các chất kháng dinh dưỡng và chất độc khác có trong nguyên liệu

1.4 Một số phương pháp xử lý nguyên liệu

1.4.1 Phương pháp nhiệt

Xử lý nguyên liệu bằng phương pháp nhiệt là việc đun nóng nguyên liệu trong một thời gian nhất định bằng những phương pháp khác nhau như rang, nấu chín, hấp…để có thể loại bỏ những chất kháng dinh dưỡng dễ bị phân hủy bởi nhiệt Những chất kháng dinh dưỡng dễ bị phá hủy bởi nhiệt gồm có trypsin và lectin, những chất như tanin, axit phytic, saponin… thì tương đối bền bởi nhiệt Do đó phương pháp này chỉ có thể loại bỏ một số chất kháng dinh dưỡng nhất định, bên cạnh đó thì xử lý bằng phương pháp nhiệt có thể dẫn đến rủi ro là làm giảm chất lượng protein và thất thoát

những chất dinh dưỡng dễ bị bay hơi như khoáng và vitamin trong nguyên liệu

1.4.2 Phương pháp lên mầm

Lên mầm là một quá trình tự nhiên của thực vật khi ta cung cấp đủ độ ẩm, nhiệt

độ, không khí và có thể có ánh sáng đối với một số loài Lên mầm cũng đã được công nhận là một trong những phương pháp tương đối hiệu quả để loại bỏ các yếu tố kháng dinh dưỡng có trong các loại cây họ đậu bằng cách huy động trao đổi chất thứ cấp các hợp chất được cho là có chức năng dự trữ chất dinh dưỡng Quá trình nảy mầm sẽ xảy

ra theo 3 giai đoạn chính của sự thay đổi các thành phần hóa học trong hạt giống trong

đó bao gồm sự phân hủy của một số chất dinh dưỡng, quá trình vận chuyển các chất dinh dưỡng đến những bộ phận có chức năng phát triển và xảy ra quá trình tổng hợp các chất dinh dưỡng mới từ những hợp chất phân hủy ban đầu Trong hạt nảy mầm thì protein dự trữ sẽ được thủy phân và các acid amin sẽ được vận chuyển vào cho cây con phát triển Axit phytic thì giảm đáng kể trong hạt đậu nảy mầm do quá trình hoạt động của enzym phytase Khi lên mầm các hoạt tính trypsin của đậu nành đã giảm 30% trong thời gian nảy mầm và hàm lượng vitamin C tăng 0- 25 mg/g Bên cạnh đó thì việc nảy mầm sẽ làm giảm hàm lượng lipid có trong nguyên liệu Khi cho lupin nảy mầm sau 6 ngày thì hàm lượng lipid giảm mất 50% tương tự kết quả nghiên cứu cũng cho rằng hàm lượng lipid đã giảm mất 70% sau 9 ngày lên mầm, điều này cũng xảy ra đối với việc lên mầm đậu nành

1.4.3 Phương pháp lên men

Lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó chất hữu cơ bị biến đổi dưới tác dụng của các men (enzyme) của vi sinh vật Các vi sinh vật thường được sử dụng để lên men là vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

Việc sử dụng quá trình lên men như một phần của quá trình giải độc thức ăn được sử dụng rộng rãi Một loạt các thực phẩm lên men được sản xuất và sử dụng trên thế giới Sự phát triển của thực phẩm lên men đã được các nhà dinh dưỡng ủng hộ vì những lợi ích dinh dưỡng nội tại liên quan đến sản phẩm đó Quá trình lên men cũng là một phương tiện hiệu quả để bảo quản thực phẩm Thực phẩm lên men có thể được thực hiện ở cả quy mô công nghiệp và hộ gia đình

Trong quá trình lên men các vi sinh vật tiêu hóa carbohydrate và sử dụng cho

sự phát triển của riêng mình Chất khô giảm và sinh khối vi sinh vật tăng tỷ lệ với việc hàm lượng protein được tăng cường (lên men bột đậu nành với vi khuẩn bacillus lactis mức độ protein tăng lên 52.14%) Trong quá trình lên men thì mức độ protein thủy phân tăng vì sự hoạt động của enzym thủy phân protease hình thành các peptide và các acid amin dẫn đến khả năng tiêu hóa thức ăn của sinh vật sẽ tốt hơn

Quá trình lên men làm giảm hàm lượng cacbohydrat, oligosaccharides cũng như

là những chất kháng dinh dưỡng khác Một số acid amin sẽ được tổng hợp và gia tăng hàm lượng của các loại vitamin nhóm B Quá trình lên men cũng cung cấp các điều kiện pH tối ưu cho enzym hoạt hóa phytates dẫn đến giảm hàm lượng phytates có trong nguyên liệu

Nghiên cứu nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của bột đậu nành (soybean meal)

sử dụng trong sản xuất thức ăn tôm Penaeus vannamei bằng cách lên men với vi khuẩn

Bacillus subtilis E20 cho rằng hàm lượng protein và B subtilis E20 tăng lên đáng kể,

cùng với độ ẩm ban đầu tăng từ 30% đến 50% trong quá trình lên men [17] So với bột đậu nành, hàm lượng protein của bột đậu nành lên men (fermented soybean meal) tăng 19% và tăng 18.75% lượng axit amin trong tổng số axit amin thủy phân Thành phần

và hàm lượng acid amin tự do trong bột đậu nành lên men cũng tăng lên 9% so với bột đậu nành [17]

Bột đậu nành lên men thay thế tốt cho bột cá (fish meal - FM) trong khẩu phần với 37% protein và 7% hàm lượng lipid Mức thay thế tối đa của bột cá trong khẩu phần thức ăn tôm với bột đậu nành và bột đậu nành lên men lần lượt là 37.42% và 61.67%, dựa trên hiệu quả sử dụng thức ăn (feed eficiency) [17]

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu

2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá vược giống 2.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên hiệu quả sử dụng thức ăn của cá vược giống 2.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên khả năng tiêu hóa thức ăn của cá vược giống 2.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên chất lượng thịt của cá vược giống

2.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay thế bột cá bằng bột lupin lên men với tỷ lệ thay thế là 0%, 30%, 45%, 60% và 75% lên chất lượng nước trong ương nuôi cá vược giống

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 01/6/2015 đến tháng 01/6/2016

- Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm giống Quốc gia thủy sản nước ngọt Miền Bắc – Phú Tảo – Hải Dương

2.2.2 Đối tượng nghiên cứu

- Nguyên liệu Lupin và bột lupin lên men

- Cá vược Lates calcarifer Bloch, 1790

2.2.3 Phương pháp thực hiện

2.2.3.1 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu khả năng thay thế bột cá trong thức ăn bằng nguyên liệu khác lên tăng trưởng, tiêu hóa và

tỉ lệ sống của cá vược (Lates calcarifer Bloch, 1790)

giống tại Hải Dương”

Hình 2.1: Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu

Hình 2.1 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu

2.2.4 Lên men nguyên liệu lupin

Hạt lupin bỏ vỏ được cung cấp bởi công ty Co-operative Buk Handing Grain, Tây Úc Đầu tiên hạt được xay nhỏ đến > 200 µm trước khi được lên men bởi vi khuẩn

Lactobacillus spp Ba loài vi khuẩn lên men gồm Lactobacillus acidoophilus, L aporogenes và L.kefir, được lấy từ sản phẩm thương mại có tên BIOLAC,

BIOPHARCO, Việt Nam, và sau đó được nuôi trong môi trường MRS both (Merck KGaA Đức) có chứa polysorbate, acetate, magiê và mangan, là những hợp chất tăng

trưởng đặc biệt cho vi khuẩn Lactobacillus spp Môi trường tăng sinh khối vi khuẩn

cá bằng lupin lên men

Thay thế 60% bột

cá bằng lupin lên men

Thay thế 75% bột

cá bằng lupin lên men

Đối chứng 100%

bột cá

lên men: Mỗi 1000 ml nước cất đã được bổ sung với 55 g MRS both và chiết xuất đậu nành 250 ml Hỗn hợp được hấp ở 121⁰ C trong 15 phút trước khi vi khuẩn

Lactobacillus spp được thêm vào Quá trình nuôi vi khuẩn lên men được thực hiện

trong lọ thủy tinh màu đen với điều kiện yếm khí trong 24 giờ ở 37⁰ C trong tủ ấm (Scientifica, VELP) Sau đó môi trường nuôi tăng sinh khối vi khuẩn lên men này được kiểm tra mật độ vi khuẩn, khi đạt trên 108 CFU ml/L thì tiến hành thu và sử dụng

để lên men bột lupin bằng cách trộn bột lupin với môi trường tăng sinh khối vi khuẩn

để đạt khoảng 20:1 ( khuẩn lạc/đĩa) Quá trình lên men bột lupin được tiến hành trong

tủ ấm ở nhiệt độ 37oC trong 72 giờ Để tăng độ yếm khí, khí N2 (mua của công ty ga Hải Dương) được bơm đầy vào túi lên men Sau khi lên men, mẫu của bột Lupin lên men được kiểm tra thử để phân tích thành phần dinh dưỡng

2.2.5 Công thức thức ăn và sản xuất thức ăn

Công thức thức ăn được thiết kế dựa trên các thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu (Bảng 2.1) để đáp ứng nhu cầu về 45% protein và 13% Lipid của cá vược Năm công thức thức ăn có mức độ thay thế thành phần bột cá là 0%, 30%, 45%, 60%

và 75%, bằng bột lupin lên men (FL)

Bảng 2.1: Thành phần nguyên liệu của các công thức thức ăn thí nghiệm để xác

định tăng trưởng của cá, hệ số chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ sống

Bột cáA 63,00 48,00 38,00 25,00 16,50 Bột LupinB

lên men 0,00 20,00 31,00 40,00 49,50 Dầu cá 8,20 8,80 9,20 9,90 10,20 Bột mỳ (12) 12,00 10,00 10,00 6,50 5,00 Bột huyết 4,50 6,50 8,60 14,00 16,00 Bột sắn 10,44 4,84 1,34 2,74 0,94 Lecithin 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Vitamin PMX-F2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Mineral PMX-F1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Chống mốc 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Vitamin C - 35% (chịu nhiệt) 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 Chất chống oxy hóa 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

Ghi chú: Vitamin and mineral premix per kg: Vitamin A (UI) 1335000, vitamin D3

(UI) 500000, vitamin E (UI) 16670, vitamin K3 (mg) 3335, vitamin B1 (mg) 6670, vitamin B2 (mg) 5835, vitamin B6 (mg) 6670, vitamin B12 (mg) 3,35, folic acid (mg)

835, d-calpan (mg) 20000, vitamin C mono-phosphate (mg) 33335, inositol (mg)

45000, iron (mg) 8335, zinc (mg) 16670, manganese (mg) 3000, copper (mg) 8335, cobalt (mg) 670, iodine (mg) 167,5 and selenium (mg) 67,5

A: Bột cá Kiên Giang (Việt Nam), có hàm lượng protein là: 60%

để xác định khả năng tiêu hóa thức ăn và nguyên liệu thay thế bột cá là bột lupin lên men; loại thức ăn này được phối trộn thêm thành phần oxit crom Oxit crôm đã được

bổ sung bằng cách thay thế thành phần bột sắn và bột mì do đó hàm lượng protein trong khẩu phần ăn không bị ảnh hưởng (Bảng 2.4) Các công thức 0FL trong thành phần nguyên liệu có chứa 630 g bột cá/ 1 kg nguyên liệu được sử dụng làm thức ăn đối chứng Phương pháp sản xuất thức ăn được thực hiện bằng cách thêm nước vào trọng lượng khô của nguyên liệu đã chuẩn bị xong và trộn đều với nhau khoảng 35% là nước, sau đó pha trộn để tạo thành bột nhão Bột này sau đó đã được cho vào máy đùn

ép thức ăn viên của phòng thí nghiệm để cho ra các viên thức ăn có đường kính từ 1,2

- 2 mm viên Thức ăn còn ẩm được sấy ở 60oC trong 12 giờ tiếp theo và làm mát ở nhiệt độ phòng trước khi lưu trữ ở - 20oC cho đến khi sử dụng tiếp

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng chính trong các công thức thức ăn

DM% 92,36 90,70 89,74 88,70 87,84 Ash% 14,32 11,52 9,64 7,26 5,69

GE MJ/kg 21,26 21,65 21,85 22,17 22,37

DE MJ/kg 17,80 17,63 17,47 17,12 16,96 CP% 44,07 43,97 43,71 43,05 42,92 Dig CP% 38,98 39,20 39,02 37,97 37,86 Lipid% 12,76 13,67 14,16 14,64 15,01 Fibre% 1,32 1,50 1,59 1,68 1,77

Ca% 3,87 3,02 2,45 1,70 1,21

Available P% 2,96 2,28 1,84 1,25 0,87

Bảng 2.3: Thành phần aminoaxit trong thức ăn thí nghiệm

Arginine% 2,56 2,83 2,96 2,98 3,09 Histidine% 1,20 1,32 1,41 1,56 1,65 Isoleucine% 2,00 1,92 1,84 1,63 1,56 Leucine% 3,57 3,61 3,65 3,77 3,82 Lysine% 3,39 3,25 3,15 3,08 3,02 Methionine% 1,26 1,05 0,92 0,74 0,63 M+C% 1,69 1,52 1,41 1,25 1,15 Phenylalanine% 1,99 2,03 2,07 2,15 2,18 P+T% 3,47 3,57 3,62 3,67 3,72 Threonine% 1,91 1,90 1,88 1,87 1,86 Tryptophan% 0,52 0,50 0,48 0,47 0,46 Valine% 2,47 2,47 2,47 2,54 2,56

Bảng 2.4: Thành phần chất béo trong thức ăn thí nghiệm

LOA (18:2n-6)% 0,58 0,79 0,91 1,01 1,11 LNA (18:3n-3)% 0,12 0,17 0,20 0,22 0,24 ARA (20:4n-6)% 0,14 0,12 0,11 0,09 0,08 EPA (20:5n-3)% 0,87 0,85 0,84 0,84 0,83 DHA (22:6n-3)% 1,70 1,55 1,45 1,33 1,24 Total n-3% 2,70 2,57 2,48 2,39 2,31 Total n-6% 0,71 0,91 1,01 1,11 1,19 n3:n6 3,78 2,84 2,45 2,16 1,93 Total phospholipid% 2,84 2,98 3,04 3,00 3,04 Cholesterol% 0,09 0,08 0,08 0,08 0,08

2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm

2.3.1 Hệ thống bể thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí trên hệ thống 15 bể composit đáy bằng có thể tích 3,5 m³/bể Có hệ thống nước tuần hoàn độc lập, bể được duy trì sục khí liên tục Các bể composit được bố trí trong nhà thí nghiệm với mái che để bảo vệ khỏi mưa và ánh sáng mặt trời trực tiếp Nhiệt độ tự nhiên dao động từ 28 - 31o

Cá vược (Lates calcarifer) giống được lấy từ Trung tâm quốc gia giống hải sản

và chuyển về Trung tâm quốc gia giống thủy sản nước ngọt miền Bắc, Hải Dương, Việt Nam Nơi cá giống được thuần dưỡng cho đến khi cá thích nghi với độ mặn 5 ppm Cá giống sau đó được thuần dưỡng cho quen với thức ăn công nghiệp trong hai tuần bằng cách cho ăn bằng thức ăn Uni-President-Việt Nam (45% protein, 12% chất béo) Sau khi thuần dưỡng cá có khối lượng là 7.0 1.6 g được chọn ra và phân bố ngẫu nhiên vào 15 bể composit 3,5 m3, mỗi bể 40 con Sau khi thuần hóa, cá ở các bể thí nghiệm được cho ăn 8 tuần với 5 công thức thức ăn được thiết kế sẵn khác nhau, ( Bảng 2.1)

Bảng 2.5 Sơ đồ các nghiệm thức bố trí thí nghiệm

FL30: Nghiệm thức nguyên liệu lupin lên men thay thế bột cá tỷ lệ 30%

FL45: Nghiệm thức nguyên liệu lupin lên men thay thế bột cá tỷ lệ 45%

FL60: Nghiệm thức nguyên liệu lupin lên men thay thế bột cá tỷ lệ 60%

FL75: Nghiệm thức nguyên liệu lupin lên men thay thế bột cá tỷ lệ 75%

Cuối đợt thí nghiệm kiểm tra số cá còn lại trong các bể thí nghiệm Hằng ngày theo dõi, kiểm tra số lượng cá chết Số liệu mỗi lần xác định được ghi trong sổ nhật ký

và xử lý để so sánh với các lần đo kế tiếp

2.3.2.2 Thức ăn thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí 4 nghiệm thức và 1 nghiệm thức đối chứng cho ăn 100% là bột cá, không thay thế bằng bột lupin lên men Bốn nghiệm thức ở các mức thay thế lần lượt là 30%( FL30); 45%( Fl45); 60% (60FL); 75%( FL 75) Các công thức thức ăn được thiết kế dựa vào nhu cầu dinh dưỡng của cá vược giống Thành phần nguyên liệu của thức ăn được trình bày trong, ( bảng 2.3)

Cách chế biến thức ăn thực hiện theo quy trình [37] Công thức thức ăn tính toán dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của cá Vược giống và thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu

Các nguyên liệu được cân theo tỷ lệ của từng nghiệm thức Phương pháp sản xuất thức ăn được thực hiện bằng cách thêm nước vào trọng lượng khô của nguyên liệu đã chuẩn bị xong và trộn đều với nhau khoảng 35% là nước, sau đó pha trộn để tạo thành bột nhão Bột này sau đó đã được cho vào máy đùn ép thức ăn viên của một phòng thí nghiệm để cho ra các viên thức ăn có đường kính từ 1.2 - 2 mm viên Thức

ăn còn ẩm được sấy ở 60oC trong 12 giờ tiếp theo và làm mát ở nhiệt độ phòng trước khi lưu trữ ở - 20oC cho đến khi sử dụng tiếp

2.3.2.3 Quản lý chăm sóc thí nghiệm

Mỗi nghiệm thức được bố trí ba bể và được cho ăn ba lần mỗi ngày (08h00, 12h00 và 16h00) Chế độ cho ăn được áp dụng theo phương pháp của Hiệp hội đậu nành Hoa kỳ với độ no 90% được thoả mãn trong đó cá được cho ăn để no trong 20 phút, thức ăn thừa được thu ngay sau khi cho ăn, thức ăn được bảo quản ở -20 oC Các hoạt động của cá trong khi ăn cũng được quan sát

Chất lượng nước được quản lý chặt chẽ trong thời gian thí nghiệm, các yếu tố môi trường như: nhiệt độ nước (đo hằng ngày bằng nhiệt kế) Kết hợp với si phông thức ăn thừa hằng ngày, mỗi tuần một lần vệ sinh bể, dây sục khí, bổ sung nước vào hệ thống thí nghiệm để bù lượng nước thất thoát do si phông