Tổng quan về dinh dưỡng và thức ăn thủy sản

Dinh dưỡng là nuôi dưỡng, tập hợp những chức năng của cớ thể để biến đổi và sử dụng thức ăn nhằm giúp sinh vật tăng trưởng và hoạt động bình thường. Như vậy dinh dưỡng bao gồm nhiều giai đoạn từ lấy thức ăn cho đến tiêu hóa và hấp thụ dưỡng chất.

CHƯƠNG MỘT

Tổng Quan Về Dinh Dưỡng Và Thức Ăn Thủy Sản

I Định nghĩa

Dinh dưỡng là nuôi dưỡng, tập hợp những chức năng cơ thể để biến đổi và sử

dụng thức ăn nhằm giúp sinh vật tăng trưởng và hoạt động bình thường Như vậy

dinh dưỡng bao gồm nhiều giai đoạn từ lấy thức ăn cho đến tiêu hóa và hấp thụ dưỡng

chất

- Lấy thức ăn (feed ingestion) là thuật ngữ chỉ quá trình sinh vật săn đuổi, bắt

mồi hay bắt lấy thức ăn và đưa thức ăn vào ống tiêu hóa

- Tiêu hóa thức ăn là một quá trình biến đổi các đại phân tử thức ăn trong giai

đoạn đầu sử dụng thức ăn trước khi có thể được hấp thụ

- Biến dưỡng là tập hợp các quá trình biến đổi sinh hóa từ một dưỡng chất sau

khi qua sự tiêu hóa cho đến các sản phẩm bài tiết và thải loại ra ngoài cơ

thể sinh vật

Dưỡng chất (nutrient) là các sản phẩm của sự biến dưỡng từ thức ăn hấp thụ như

glucose, amino acids

Thức ăn tự nhiên, thiên nhiên (natural feed) như các loài rong tảo và các sinh

vật phù du động vật là những cơ thể sinh vật sống và phát triển trong hệ thống nuôi

Thức ăn nhân tạo (artifical feed) cũng đượïc gọi thức ăn khô (dry feed), thức

ăn viên (pellet)

Thức ăn sống (live feed) đối lập với thức ăn khô là các cơ thể sinh vật sống có

thể dùng làm thức ăn cho thủy sản

II Lịch sử phát triển dinh dưỡng học thủy sản

- Dinh dưỡng học thủy sản chỉ mới bắt đầu phát triển gần đây so sánh với lịch sử

rất lâu đời môn dinh dưỡng học cho người và gia súc

- Những nghiên cứu đầu tiên về nhu cầu dinh dưỡng được thực hiện tại Corland

(Ohio, Mỹ) vào những năm 40 và bắt đầu từ thập niên 60 các nghiên cứu về dinh dưỡng

thủy sản phát triển rất nhanh

- Thức ăn nhân tạo thủy sản đầu tiên do sự phối trộn các thành phần nguyên liệu

chỉ bắt đầu từ thập niên 50 Cho đến cuối thập niên 50 loại thức ăn viên được dùng phổ

biến tại Mỹ và Châu Âu

III Những đặc điểm dinh dưỡng của động vật thủy sản

Thủy sản bao gồm các loài cá xương (finfish) và giáp xác (crustacean), có những

đặc điểm dinh dưỡng rất chuyên biệt và rất khác so với các động vật trên cạn:

- Số lượng các loài cá nuôi rất phong phú nhưng hiện chỉ có khoảng 20 loài được

nghiên cứu về dinh dưỡng mà đa số tập trung vào những loài cá ôn đới

- Cá có nhiều thay đổi cấu trúc ống tiêu hóa và đa số thủy sản phải trải qua giai

đoạn ấu trùng Trong giai đoạn này nhu cầu dinh dưỡng ấu trùng thay đổi rất lớn nên

nghiên cứu dinh dưõng sẽ khó khăn hơn so với các động vật trên cạn

- Cá là động vật biến nhiệt nên nhu cầu năng lượng thấp hơn và lệ thuộc vào

nhiệt độ môi trường sinh sống nên tỉ lệ giữa năng lượng và protein hay tỉ lệ năng lượng

và các thành phần dinh dưỡng thức ăn cũng thay đổi rất nhiều Kế đến thủy sản là sinh

vật bài tiết ammonia rất khác với sinh vật trên cạn bài tiết urea hay uric acid Điều này

ảnh hưởng rất nhiều đến giá trị sử dụng năng lượng của protein

- Môi trường sinh sống của cá rất khác với môi trường không khí Do đó cá phải

có những kiểu thích nghi như khả năng biến dưỡng ở điều kiện oxy thấp, tiêu hao năng

lượng thấp hơn và giảm khối lượng bộ xương, khung chống đỡ cơ thể Như vậy, nhu cầu

Ca và P của cá thấp hơn, thường chỉ cần ¼ so với động vật trên cạn

III.1 Nhu cầu dinh dưỡng

Nhu cầu dinh dưỡng giữa thủy sản và động vật trên cạn tuy giống nhau cơ bản

nhưng chúng có một số khác nhau như sau:

‰ Nhu cầu năng lượng của thủy sản thấp hơn nhiều so với động vật trên cạn dẫn đến tỉ

lệ protein/năng lượng của cá cao hơn các động vật trên cạn

‰ Thủy sản có một số nhu cầu các dưỡng chất khác với động vật trên cạn như cá có

nhu cầu các acid béo họ n3 chức nhiều nối đôi như PUFA hay tôm và giáp xác có

nhu cầu sterols

‰ Thủy sản có khả năng hấp thụ các muối khoáng trong nước nên nhu cầu các muối

khoáng rất khác với động vật trên cạn

‰ Thủy sản có một khả năng tổng hợp giới hạn vitamin nên chúng lệ thuộc rất nhiều

vào nguồn cung cấp từ thức ăn

III.2 Hiệu quả sử dụng thức ăn

Các kết quả nghiên cứu cho thấy cá sử dụng thức ăn hiệu quả hơn gia súc nuôi

trên cạn Chúng thường có hệ số thức ăn thấp hơn nhiều lần như cá trơn Mỹ để tăng

trọng một kg thể trọng cá cần 1,2 kg thức ăn trong khi gà công nghiệp, gia súc sử dụng

thức ăn hiệu quả nhất phải cần 2,0-2,1 kg thức ăn để tăng trọng 1 kg Lý do giải thích

hệ số thức ăn của cá thấp hơn gia súc gia cầm trên cạn

‰ cá có khả năng hấp thụ và biến dưỡng hiệu quả protein thức ăn do cá có cơ

chế thải loại trực tiếp ammonia không qua chuyển hóa thành urea hay acid

uric như các gia súc và gia cầm

‰ cá có một nhu cầu năng lượng thấp hơn gia súc và gia cầm do đó chi phí

năng lượng để gia tăng một đơn vị protein của chúng thường thấp

IV Dưỡng chất (nutrient) và thành phần dinh dưỡng của thức ăn

Dưỡng chất là chất hữu cơ hay vô cơ có trong thức ăn dùng để xây dựng cơ thể,

cung cấp năng lượng và chất xúc tác các phản ứng hóa học trong cơ thể sinh vật

Bằng phương pháp phân tích, thành phần hóa học của thức ăn thủy sản bao gồm

nước, chất hữu cơ, chất vô cơ theo sơ đồ phân tích sau

Vật chất khô Thức ăn thực hay động vật

Nước (độ ẩm)

Nước trong sinh

vật thay đổi theo

I Tuổi

II. Bộ phận

cơ thể sinh vật

Hữu cơ

I Cabohydrate Thực vật:75-80%

Động vật: <1%

II Lipid III Protein

IV Nucleic acid

V Acid hữu cơ

Hình 1 Thành phần hóa học của thức ăn gốc thực vật hay động vật

Theo cách xếp loại của Weendle thành phần dinh dưỡng của cá bao gồm nước, protein,

lipid, khoáng, xơ và dẫn xuất không đạm (nitrogen free extract)

Sấy ở 105 0 C

Đốt ở 550 o C

Kjeldahl Chiết xuất với Ether acid và base Phần còn lại

protein, amino dầu và mỡ Cellulose

acids, amid, phospholipid hemicellulose đường

peptid, purine steroids, sáp lignin tinh bột

vitamin A, D, E, K acid hữu cơ

CHƯƠNG MỘT

Tổng Quan Về Dinh Dưỡng Và Thức Aên Thủy Sản

Dinh dưỡng học thủy sản chỉ mới bắt đầu phát triển gần đây so sánh với lịch sử rất

lâu đời môn dinh dưỡng học cho người và gia súc Thật vậy vào đầu thế kỷ 20, các nghiên

cứu về dinh dưỡng thủy sản còn rất đơn giản, chỉ là những khảo sát về cấu trúc ống tiêu

hóa và một số nghiên cứu về sinh lý tiêu hóa hay khảo sát tập tính dinh dưỡng trong điều

kiện tự nhiên Thức ăn nhân tạo thủy sản đầu tiên do sự phối trộn các thành phần nguyên

liệu chỉ bắt đầu từ thập niên 50 với “thức ăn viên Oregon” Cho đến cuối thập niên 50,

loại thức ăn viên được dùng phổ biến tại Mỹ và ở Châu Aâu thức ăn viên bắt đầu được sử

dụng từ thập niên 60

Những nghiên cứu đầu tiên về nhu cầu dinh dưỡng được thực hiện tại Corland

(Ohio, Mỹ) vào những năm 40 và bắt đầu từ thập niên 60 các nghiên cứu về dinh dưỡng

thủy sản phát triển rất nhanh do sử dụng các thành quả nghiên cứu trước đây trên các

động vật trên cạn Tuy nhiên những hiểu biết về dinh dưỡng thủy sản còn rất hạn chế

trước hết là do giống loài thủy sản rất phong phú, trên 100 loài cá và gần 20 loài tôm được

thuần hóa nuôi dưỡng trên thế giới Hơn thế nữa, những loài thủy sản mới thuần hóa vẫn

còn đang tiếp tục Ngoài ra, việc nghiên cứu dinh có những khó khăn trở ngại do chính

môi trường sinh sống trong nước và những đặc điểm chuyên biệt dinh dưỡng của sinh vật

nước

I Những đặc điểm dinh dưỡng của động vật thủy sản

Cá và giáp xác có những đặc điểm dinh dưỡng rất chuyên biệt và rất khác so với

các động vật trên cạn Bảng 1 tóm tắt và nêu lên những đặc điểm chuyên biệt này:

Trước hết lớp Cá có số lượng loài rất lớn, ước tính số lượng chỉ của những loài cá

xương nhiều bằng tổng cộng số loài của bò sát, chim và hửu nhủ Những loài cá có mức

độ tiến hoá khác nhau và thích nghi khác nhau với môi trường sinh sống, do đó tập tính

dinh dưỡng và các nhu cầu dinh dưỡng cũng khác xa nhau Cho đến ngày nay chỉ có một

số lượng rất nhỏ những loài cá được nghiên cứu về dinh dưỡng, ước tính khoảng 20 loài

mà đa số tập trung vào những loài cá ôn đới trong khi những loài cá nhiệt đới ít được quan

tâm Việc sử dụng các kết quả nghiên cứu trên một số loài để suy ra cho những loài tương

tự đã cung cấp rất nhiều thông tin cho việc tìm hiểu nhu cầu dinh dưỡng những loài cá mới

thuần hoá hay những loài cá nhiệt đới chưa đưọc nghiên cứu Tuy nhiên, cần phải cân

nhắc cẩn thận vì có rất nhiều trường hợp không tương đồng ngay khi cả hai loài cùng một

họ và cùng giống

Cá có nhiều thay đổi cấu trúc ống tiêu hóa như cá không có dạ dày tìm thấy ở một

số cá bộ cá chép, hay cá không có sự chuyên biệt ở ruột trước và ruột sau Ngoài ra, cá có

sự tăng trưởng liên tục và có giai đoạn phát triển ấu trùng ở đa số các loài cá mặc dù vẫn

thấy có những trường hợp cá đẻ con (ovoviviparous) thay vì đẻ trứng Đa số trứng cá có

kích thước bé và cá nở ra phải trải qua giai đoạn ấu trùng Trong giai đoạn này nhu cầu

dinh dưỡng ấu trùng thay đổi rất lớn nên rất khó ương nuôi nên việc nghiên cứu dinh

dưõng sẽ khó khăn hơn so với các động vật trên cạn

Trên khía cạnh sinh lý, cá có hai đặc điểm chuyên biệt so với động vật trên cạn

Trước hết cá là động vật đồng nhiệt nên nhu cầu năng lượng thấp hơn và lệ thuộc vào

nhiệt độ môi trường sinh sống Các tỉ lệ giữa năng lượng và protein hay tỉ lệ năng lượng

và các thành phần dinh dưỡng thức ăn cũng thay đổi rất nhiều Ngoài ra, thân nhiệt của cá

thấp hơn thân nhiệt động vật biến nhiệt Cá có thể sống ở điều kiện nhiệt độ rất thấp là

nhờ sự hiện diện phong phú những acid béo không no trong lớp lipid của màng tế bào giúp

duy trì tính đàn hồi của tế bào ở nhiệt độ thấp Đặc điểm dinh dưỡng này cũng thấy ở các

động vật thủy sinh khác Kế đến, ammonia là dạng bài tiết đạm trong nước tiểu của đa số

cá xương Nó ảnh hưởng rất nhiều đến giá trị sử dụng năng lượng của protein

Bảng 1 Những đặc điểm chuyên biệt về dinh dưỡng của động vật thủy sản so s1nh với

động vật trên cạn

Những đặc điểm chuyên biệt của thủy sản

trong nghiên cứu dinh dưỡng Các khó khăn và trở ngại khi so sánh với những động vật trên cạn

Phân loại

- Số lượng loài rất lớn, 40 000 loài

- Trên 100 loài cá đã thuần hóa

- Môi trường nước có tỉ trọng cao so với không khí

- Sự khuyến tán chậm trong nước của những phân tử

- Môi trường nước chứa nhiều muối hòa tan Đặc

biệt môi trường biển

Sự đa dạng rất lớn về nhu cầu dinh dưỡng

Nhu cầu dinh dưỡng rất phức tạp thay đổi tùy theo từng giai đoạn

Hình thành những kiểu tiêu hóa phức tạp và chuyên biệt

Nhu cầu năng lượng của thủy sản thấp nhưng thay đổi lớn khi có giao động nhiệt độ môi trường

Hiệu quả cao trong việc sử dụng protein làm nguồn năng lượng

Cá có khuynh hướng giãm bộ khung chống đở và nhu cầu Ca, P thấp hơn

Vai trò rất quan trọng của những chất dẩn dụ hiện diện trong thức ăn

Sụ hấp thụ một số muôí khoáng trong dinh dưỡng của một số loài cá

Môi trường sinh sống của cá rất khác với môi trường không khí, nơi đó hàm lượng

oxy thấp hơn nhưng độ nhớt và tỉ trọng của môi trường nước thì cao hơn không khí Do đó

cá phải có những kiểu thích nghi như khả năng biến dưỡng ở điều kiện oxy thấp, tiêu hao

năng lượng thấp hơn và giãm khối lượng bộ xương, khung chống đở cơ thể Như vậy, nhu

cầu Ca và P của cá thấp hơn, thường chỉ cần ¼ so với động vật trên cạn

Môi trường nước chứa những những phân tử hửu cơ và các muối khoáng mà cá có

thể hấp thụ trực tiếp, đặc biệt các muối Ca, P… là nguồn cung cấp quan trọng bổ sung cho

nguồn cung cấp từ thức ăn Những phân tử hửu cơ hòa tan trong nước như acid amins có

tác dụng dẩn dụ các động vật thủy sinh đến gần hơn, đó là những chất dẩn dụ thức ăn

Chất này có vai trò rất quan trọng trong thức ăn của cá tôm, rất khác biệt so với những

động vật trên cạn

Trên đất liền cũng như trong các thủy vực, chuổi dinh dưỡng bắt đầu từ sự quang

hợp của thực vật Số lượng những thú ăn cỏ trên đất liền rất phong phú so với động vật

thủy sinh Những thú ăn cỏ này sử dụng đa số các thực vật thượng đẳng Trái lại trong

thủy vực, các loài cá ăn thực vật rất hiếm đặc biệt là những loài cá ăn thực vật thủy sinh

thượng đẳng (rong, bèo ) Do đó, những nghiên cứu dinh dưỡng trên động vật trên cạn

thường quan tâm đến khả năng sử dụng năng lượng từ tinh bột hay từ sự biến dưỡng chất

xơ trong khi các nghiên cứu dinh dưỡng trên cá thường tập trung hơn về sự chuyển đổi

giữa protein và lipids

Những thống kê các đặc điểm dinh dưỡng trong bảng 1 chủ yếu rút ra từ lớp cá Do

đó nếu xét đến giáp xác thì các đặc điểm dinh dưỡng sẽ phức tạp hơn Thực vậy, cấu trúc

ống tiêu hóa của giáp xác có những thay đổi khác so với động vật xương sống như gan và

tụy tạng nhập chung thành một cơ quan gọi thể gan-tụy tạng hay vỏ mai tôm cua có thành

phần hóa học khác xa bộ xương cá nên nhu cầu muối khoáng của giáp xác rất khác xa với

các động vật xương sống Sự tăng trưỏng không liên tục qua các lần lột xác cho thấy nhu

cầu dinh dưỡng của giáp xác cũng sẽ không liên tục Tuy nhiên, những đặc điểm như động

vật biến nhiệt, bài tiết ammonia hay chủ yếu là động vật ăn thịt dẩn đến một số tương

đồng về dinh dưỡng của giáp xác và của cá

II MỘT SỐ THUẬT NGỮ

Dinh dưỡng (nutrition) có nguồn gốc từ la tinh “nutrire” có nghĩa là nuôi dưỡng, là

tập hợp những chức năng cơ thể để biến đổi và sử dụng thức ăn nhằm giúp sinh vật

tăng trưỏng và hoạt động bình thường (theo Larousse) Như vậy dinh dưỡng bao gồm

nhiều giai đoạn từ lấy thức ăn cho đến tiêu hóa và hấp thụ dưỡng chất (giai đoạn tiêu hóa

của quá trình dinh dưỡng), kế đến là hàng loạt phản ứng biến dưỡng chất hấp thụ và sau

cùng là sự bài tiết, thải bỏ các sản phẩm biến dưỡng (giai đoạn biến dưỡng của dinh

dưỡng)

Lấy thức ăn (feed ingestion) là thuật ngữ chỉ quá trình sinh vật săn đuổi, bắt mồi

hay bắt lấy thức ăn và đưa thức ăn vào ống tiêu hóa Lấy thức ăn không có nghĩa là sự

hấp thụ thức ăn mặc dầu một số phân tử hửu cơ đặc biệt là muối khoáng hòa tan trong

nước có thể được cơ thể các động vật thủy sinh hấp thụ trực tiếp qua da hay qua mang

Quá trình này không được xem là lấy thức ăn

Sự tiêu hóa thức ăn là một quá trình biến đổi các đại phân tử thức ăn trong giai

đoạn đầu sử dụng thức ăn trước khi có thể đưọc hấp thụ được Để đánh giá khả năng tiêu

hóa một thành phần dưỡng chất trong thức ăn, thuật ngữ khả năng tiêu hóa (digestibility)

được sử dụng cho các đại phân tử thức ăn Hệ số tiêu hóa (coefficient of digestibility) là tỉ

lệ dưỡng chất được tiêu hóa so với thành phần có trong thức ăn Thuật ngữ này được sử

dụng và định nghĩa trong các chương tiếp theo

Giai đoạn biến dưỡng của sự dinh dưỡng là tập hợp các quá trình biến đổi sinh hóa

từ một dưỡng chất sau khi qua sự tiêu hóa cho đến các sản phẩm bài tiết và thải loại ra

ngoài cơ thể sinh vật Để đánh giá hiệu quả sự biến dưỡng, người ta thường đánh giá hiệu

quả tích lủy hay lưu giử một số dưỡng chất (retention) như hiệu quả tích lủy protein, tích

lũy năng lượng Đó thường là hiệu số giữa số lượng hấp thụ (sau khi qua tiêu hóa) và số

lượng bài tiết ra ngoài

Trong dinh dưỡng, người ta thường đề cập đến dưỡng chất (nutrient) cũng như

trong cho ăn thường đề cập đến thức ăn (feed) Như vậy, dưỡng chất là chất trung gian

giữa thức ăn và các sản phẩm của sự biến dưỡng như glucose, acids amins được gọi là

những dưỡng chất Trong khi đó protein, lipids hay glucids thưòng được lạm dụng khi gọi

là các dưỡng chất

Thức ăn có thể là những sinh vật hay các vật chất khác phát triển trong cùng hệ

thống nuôi thủy sinh vật, đó là những thức ăn tự nhiên, thiên nhiên (natural feed) như các

loài tảo, zooplankton… Trái với thức ăn tự nhiên là thức ăn nhân tạo (artifical feed) cũng

đượïc gọi thức ăn khô (dry feed), thức ăn viên (pellet) Việc phân chia trên là tương đối

vì với những thành tựu mới người sản xuất có thể nuôi tảo hay Brachionus trong một môi

trường nuôi riêng biệt và hàng ngày vớt cho ăn hay sấy khô và cho ăn như thức ăn nhân

tạo, trường hợp này xếp vào thức ăn nhân tạo hay thức ăn tự nhiên ? Do đó, có thuật ngữ

thức ăn sống (live feed) để chỉ nhóm thức ăn này, đối lập với thức ăn khô

CHƯƠNG SÁU

Carbohydrate Trong Thức Aên Thủy Sản

I Giới Thiệu

Carbohydrate là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O hiện diện phổ biến trong thực

vật Công thức tổng quát của carbohydrate (CH2O)n hay Cx(H2O)y

Carbohydrate được chia làm 2 nhóm: sugar (đường) và non-sugar (không

đường) Nhóm sugar bao gồm monosaccharide như glucose, galactose, mannose,

fructose Nhóm này không phải thành phần thức ăn thủy sản Nhóm non-sugar bao

gồm tinh bột, dextrin, glycogen, cellulose, pectin , trong đó bốn loại đầu giữ vai trò

quan trọng trong thức ăn thủy sản

Tinh bột

Hiện diện trong tế bào thực vật dưới dạng các hạt tinh bột bao gồm amylose

(25%) và amylosepectin (75%)

Amylose: gồm chuỗi không phân nhánh (α-1,4) các đơn vị glucose

Amylosepectin: gồm chuỗi chính (α-1,4) và các nhánh ngang (α-1,6)

Dextrin

Sản phẩm thủy phân của tinh bột, hòa tan trong nước được sử dụng làm chất

kết dính cho thức ăn thủy sản

Glycogen

Có cấu trúc như tinh bột nhưng có trọng lượng phân tử lớn hơn, chuỗi có 5000 -

25000 đơn vị glucose Glycogen là dạng dự trữ carbohydrate trong gan của động vật

thủy sản

Cellulose

Cấu tạo nên vách tế bào thực vật, có trọng lượng phân tử 2000–28000 đơn vị

glucose nối nhau qua nối β-1,4 Riêng đối với các loài tảo laminarine có nối β-1,3

giữa các đơn vị glucose

Chitin và Chitosan

Chitin là polymer của các đơn vị N-acetyl glucosamine trong khi chitosan cấu

tạo bởi các đơn vị glucosamine

Trong việc sử dụng Carbohydrate trong thức ăn thủy sản, có hai vấn đề cần

quan tâm đối với nhà dinh dưỡng:

- Khả năng tiêu hóa của carbohydrate rất giới hạn với đa số các thủy sản,

đặc biệt đối với các loại đường phức tạp

- Khả năng biến dưỡng các đường đơn như glucose của thủy sản rất chậm và

khó thích nghi so với động vật trên cạn

II Tiêu hóa và biến dưỡng carbohydrate

Động vật thủy sản có một hệ thống các enzyme để thủy phân các carbohydrate

như sau:

Lactose Glucose + galactose

Sucrose glucose + fructose

α amylaseThủy phân α - 1,4 của amylose

α - 1,6 glucosidaseThủy phân α - 1,6 của amylopectin

α glucosidase (maltase)

β glucosidasesucrase

II.1 Các yếu tố ảnh hưởng sự tiêu hóa carbohydrate (tinh bột)

Khả năng tiêu hóa carbohydrate của thủy sản tùy thuộc vào các yếu tố sau:

‰ Giống loài thủy sản: Cá ăn thực vật có hệ thống enzyme tiêu hóa tinh bột

hiệu quả hơn cá ăn tạp và cá ăn động vật

‰ Tính chất của carbohydrate: Độ tiêu hóa carbohydrate lệ thuộc rất nhiều

vào trọng lượng phân tử và cấu tạo các nối của carbohydrate Các loại

đường đơn dễ tiêu hóa hơn các loại đường đa và phức hệ đường như thí

nghiệm trên hai loài cá hồi cho thấy độ tiêu hóa giảm dần theo thứ tự

glucose, maltose, dextrin, tinh bột chín, tinh bột thô Thủy phân các loại

tinh bột dẫn đến gia tăng độ tiêu hóa nên việc nấu chín, hồ hóa tinh bột

đều giúp cải thiện sự tiêu hóa thức ăn tinh bột

‰ Cá và hầu hết động vật thủy sản không có enzymes thủy phân nối β-1,4 nên việc

tiêu hóa các cellulose và chitin hầu như không đáng kể Mặc dù có một số báo

cáo về khả năng tiêu hóa chitin trên một số loài tôm

‰ Độ tiêu hóa carbohydrate lệ thuộc rất nhiều vào lượng thức ăn hàng ngày, và tiû lệ

cellulose trong thức ăn: Cùng một loại thức ăn, khi gia tăng lượng thức ăn hàng

ngày thủy sản có khuynh hướng giảm độ tiêu hóa do khi tăng lượng thức ăn tốc độ

thức ăn qua ống tiêu hóa nhanh và nhiều nên khả năng tiêu hóa của cá sẽ giảm

Thực nghiệm trên cá Hồi (Salmo gairdneri) cho ăn tinh bột bắp với lượng thức

ăn tăng dần từ 10, 25 đến 40% trọng lượng thân thì độ tiêu hóa giảm xuống lần

lượt 36, 28 và 22%

Bảng 1: Độ tiêu hóa các loại carbohydrate của hai loài cá hồi (Philips, 1970)

Độ tiêu hóa

II.2 Biến dưỡng glucose

Hiệu quả sử dụng carbohydrate trên thủy sản, đặc biệt trên cá không phải luôn

luôn tỉ lệ với độ tiêu hóa của carbohydrate Cá có khả năng tiêu hóa tốt glucose

nhưng khả năng sử dụng glucose rất kém do khả năng biến dưỡng giới hạn

II.2.1 Hàm lượng đường trong máu và sự điều chỉnh do insulin

Khi theo dõi hàm lượng đường trong máu cá sau khi cho ăn thức ăn giàu tinh

bột hay giàu glucose người ta ghi nhận hàm lượng đường tăng lên rất cao và kéo dài,

rất khác với động vật trên cạn và hữu nhũ có hàm lượng đường trong máu rất ít thay

đổi Do đó, trước đây nhiều nhà nghiên cứu so sánh cá như các bệnh nhân “tiểu

đường”

Tuy nhiên, những kỹ thuật phân tích mới cho thấy trên các loài cá khả năng

tiết ra insulin sau bữa ăn tăng lên rất nhiều (từ 1-3 mg/ml huyết tương khi cá nhịn đói

tăng lên 5- 48 mg/ml sau bữa ăn) Như vậy, khả năng tiết insulin trên các loài cá

xương thì không giới hạn và insulin có tác dụng làm giảm hàm lượng đường trong

máu như các động vật trên cạn khác

Việc giảm hàm lượng glucose còn tùy thuộc vào các thể tiếp nhận insulin

(recepteur) hiện diện trong các tế bào và mối tương quan với glucagon Các nghiên

cứu gần đây cho thấy trên cá rô phi sự thiếu thể tiếp thụ glucose - 4 dẫn đến sự phản

ứng chậm và không hiệu quả đối với insulin và các thực nghiệm cho thấy khi tăng số

lần cho ăn lên thì thấy cá tăng khả năng sử dụng glucose Điều này có thể rút ra kết

luận khả năng biến dưỡng glucose của cá chậm hơn các động vật trên cạn, thêm một

lượng lớn thức ăn chứa glucose sẽ dẫn đến sự gia tăng đột ngột và lâu dài glucose

trên cá

II.2.2 Neoglucogenesis

Neoglucogenesis là con đường biến dưỡng qua đó glucose có nguồn gốc từ

lipid và protein Con đường này được ghi nhận trên các loài cá như các động vật khác

Gan và thận là hai cơ quan chính diễn ra sự chuyển hóa trên

Các amino acid đều có thể được chuyển hóa tạo ra glucose Trong đó alanine,

serine và glycine có ưu thế hơn glutamic acid và aspartic acid Con đường chuyển hóa

neoglucogenesis từ các amino acid rất phổ biến và có khả năng cao trên các loài cá so

với động vật trên cạn

Đối với lipid, sau khi thủy phân các glycerol được phosphoryl hóa tạo thành

dihydroxyacetone phosphate và đi vào con đường biến dưỡng glucose để tạo ra

pyruvate vào chu trình Tricarboxylic acid để tạo ra năng lượng như sự oxy hóa

glucose Riêng đối với các acid béo sẽ theo con đường β - oxy hóa để chuyển thành

Acetyl – CoA và đi tiếp vào chu trình Tricarboxylic acid để tạo ra năng lượng

III.2.3 Dự trữ glycogen và sử dụng nguồn dự trữ

Các loài cá cũng như các động vật khác đều dự trữ carbohydrate dưới dạng

glycogen ở gan, não, cơ đỏ và cơ trắng Glycogen trong gan chiếm một tỷ lệ 1-2%

trọng lượng và thay đổi tỷ lệ thuận với lượng carbohydrate trong thức ăn Trong não

glycogen có thể đạt đến 350mg/100gr Riêng trong cơ glycogen dự trữ nhiều trong cơ

đỏ so với cơ trắng

Trên động vật hữu nhũ trên cạn carbohydrate được hấp thụ và tích lũy dự trữ

dưới dạng glycogen rồi đến dạng lipid khi dư thừa Khi nhịn đói hay lượng thức ăn

không đủ cung cấp năng lượng thì glycogen được sử dụng trước nguồn lipid Trên hầu

hết các loài cá sự sử dụng năng lượng có khác, hình như lipid từ các mô tế bào là

nguồn cung cấp năng lượng cho cá khi nhịn ăn qua con đường glucogenesis hơn là sử

dụng kho dự trữ glycogen Như vậy, glycogen chỉ là nguồn dự trữ năng lượng tạm thời

và được sử dụng cho những hoạt động nhanh, tức thì Trong khi các loài cá có ưu tiên

sử dụng glucose biến dưỡng theo con đường glucogenesis hơn là sự thủy phân từ

glycogen

III Sử dụng carbohydrate trong thức ăn thủy sản

Carbohydrates gồm rất nhiều thành phần khác nhau nhưng để sử dụng trong

thức ăn thủy sản; tinh bột, dextrin và cellulose là ba thành phần sử dụng phổ biến

trong thức ăn Việc sử dụng các loại đường đơn như glucose, sucrose không kinh tế

III.1 Tinh bột

Trong thức ăn thủy sản tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng như protein và

lipid Ngoài ra, trong công nghiệp chế biến thức ăn tinh bột còn được sử dụng như

chất kết dính

III.1.1 Tinh bột là nguồn thức ăn cung cấp năng lượng rẻ tiền

Tinh bột của tất cả các thực vật có giá trị năng lượng thô khoảng 17,6kJ/gr cao

hơn glucose (khoảng 15,9kJ/gr) nhưng năng lượng tiêu hóa thay đổi rất nhiều tùy theo

giống loài, cách chế biến (xem phần trước) Do đó, khi sử dụng tinh bột trong thức ăn

thủy sản phải chú ý đến độ tiêu hóa tinh bột Do tinh bột là nguồn thức ăn cung cấp

năng lượng rẻ tiền so với protein và lipid nên khuynh hướng các nhà sản xuất thức ăn

sử dụng tối đa vào thành phần thức ăn cho cá, tôm Sau đây là tỷ lệ phần trăm tinh

bột dễ tiêu hóa (nấu chín hay qua ép viên) sử dụng trong thức ăn của một số loài cá

(Guillaume,1999)

Bảng 3 Tỉ lệ % tinh bột sử dụng tối đa trong thức cho một số loài cá

Cá măng biển Cá chẽm Cá bơn Atlantic

35-40 20-25 15-20

Để tăng hiệu quả sử dụng tinh bộttrong thức ăn thủy sản các biện pháp sau

đây được chú ý:

ƒ Tăng độ tiêu hóa tinh bột trong thức ăn thủy sản bằng biện pháp nấu chín hay hồ

hóa trong quá trình ép viên qua phương pháp ép đùn

ƒ Tăng số lần cho ăn sẽ giúp cho cá sử dụng hiệu quả tinh bột lên do khả năng biến

dưỡng chậm của glucose nên việc chia nhỏ lượng thức ăn sẽ giúp cá chấp nhận

lượng glucose từ từ thay vì tăng lên độ ngột sau bửa ăn

III.1.2 Tinh bột là chất kết dính trong thức ăn

Trong thức ăn thủy sản, tinh bột hồ hóa có tác dụng như một chất kết dính, sử

dụng rất phổ trong công nghiệp chế biến thức ăn Chất kế dính hồ tinh bột có tác dụng

tốt như các chất kết dính khác

III.2 Chất xơ trong thức ăn thủy sản

Chất xơ là thành phần phổ biến trong thức ăn thực vật, có chức năng sau:

ƒ Chất xơ gần như không được tiêu hóa mặc dù có một số báo cáo cho rằng hệ vi

khuẩn đường ruột của một số loài cá có khả năng thủy phân cellulose trong chất

xơ Tuy nhiên cấu trúc ống tiêu hoá các loài cá trên cho thấy các vi khuẩn trên có

nguồn gốc ngoại sinh