SO SÁNH ĐỘ TIÊU HÓA PROTEIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN TRÊN CÁ RÔ PHI (Oreochromis) BẰNG PHƯƠNG PHÁP INVIVO VÀ INVITRO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SO SÁNH ĐỘ TIÊU HÓA PROTEIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN TRÊN CÁ RÔ PHI (Oreochromis) BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN-VIVO VÀ IN-VITRO Họ tên sinh viên : Nguyễn Thị Bích Chi Ngành : NI TRỒNG THỦY SẢN Niên khóa : 2008 - 2010 Tháng 07/2010 SO SÁNH ĐỘ TIÊU HÓA PROTEIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN TRÊN CÁ RÔ PHI (Oreochromis) BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN -VIVO VÀ IN-VITRO Thực NGUYỄN THỊ BÍCH CHI Luận văn đệ trình để hồn tất u cầu cấp Kỹ sư nuôi trồng thuỷ sản Giáo viên hướng dẫn: LÊ THANH HÙNG ONG MỘC QUÝ Thành phố Hồ Chí Minh Năm 2010 i TĨM TẮT Đề tài nghiên cứu “So sánh độ tiêu hóa protein số nguyên liệu thức ăn cá rô phi (Oreochromis) phương pháp In-vivo In-vitro” tiến hành từ ngày 01/04/2010 đến ngày 02/07/2010, trại thực nghiệm phòng thí nghiệm khoa Thủy Sản, Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Thí nghiệm 1: Với phương pháp invivo xác định độ tiêu hóa protein 03 nguyên liệu: Bột cá, bánh dầu đậu nành cám gạo cá rô phi cách nuôi cá bình thu phân, cho cá ăn thức ăn thí nghiệm có bổ sung chất đánh dấu Cr2O3 vào thức ăn để xác định độ tiêu hóa protein ngun liệu cá rơ phi Kết thí nghiệm cho thấy độ tiêu hóa protein bột cá bánh dầu đậu nành (87,96%; 94,82%) có độ tiêu hóa cao bổ sung bột cá bánh dầu đậu nành vào phần thức ăn làm tăng độ tiêu hóa thức ăn (bổ sung 30% bột cá bánh dầu đậu nành vào thức ăn độ tiêu hóa thức ăn tăng từ 65,65% lên 68,52% 65,65% lên 71,52%) Đối với cám gạo có độ tiêu hóa protein thấp 69,74%, bổ sung vào phần thức ăn với tỉ lệ cao 30% làm giảm độ tiêu hóa thức ăn từ 65,65% xuống 56,30% Thí nghiệm 2: Xác định độ tiêu hóa protein 03 nguyên liệu: Bột cá, bánh dầu đậu nành cám gạo với phương pháp invitro dựa nguyên tắc thủy phân protein enzyme pepsin Kết thí nghiệm cho thấy bột cá có độ tiêu hóa protein cao (88,61%), bánh dầu đậu nành (82,93%) thấp cám gạo (61,54%) Từ kết độ tiêu hóa protein 03 nguyên liệu với phương pháp In-vivo In-vitro hai thí nghiệm cho thấy phương pháp invitro sử dụng enzyme pepsin thủy phân protein cho kết độ tiêu hóa protein ngun liệu bột cá khơng có khác biệt so với độ tiêu hóa protein xác định phương pháp invivo Đối với nguyên liệu bánh dầu đậu nành cám gạo độ tiêu hóa protein thấp so với độ tiêu hóa protein xác định cá rơ phi (In-vivo) hoạt tính enzyme pepsin bị hạn chế hàm lượng carbohydrat số yếu tố ức chế có nguyên liệu protein thực vật bánh dầu đậu nành cám gạo ii LỜI CẢM TẠ Chúng xin chân thành cảm tạ: Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Ban Chủ Nhiệm Khoa Thủy Sản, tồn thể q Thầy Cơ khoa tận tình giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập trường Xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Thanh Hùng, Thầy Ong Mộc Quý tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cho tơi hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Đồng thời, xin gởi lòng biết ơn đến cán bộ, kỹ thuật viên Trại Thực Nghiệm Thủy Sản, Trường Đại Học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ thực đề tài Các bạn sinh viên lớp động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập thực đề tài Do hạn chế thời gian, kinh phí kiến thức nên đề tài chắn khơng tránh khỏi sai sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến từ quý thầy cô bạn sinh viên iii MỤC LỤC Đề Mục Trang Trang tựa i Tóm tắt ii Lời cảm tạ iii Mục lục iv Danh sách chữ viết tắt .vi Danh sách hình vii Danh sách bảng biểu đồ viii I GIỚI THIỆU .1 1.1 Đặt Vấn Đề .1 1.2 Mục Tiêu Đề Tài II TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3 2.1 Một Số Đặc Điểm Của Cá Rô Phi 2.1.1 Giới thiệu chung cá rô phi 2.1.2 Đặc điểm sinh học 2.1.2.1 Phân loại 2.1.2.2 Hình thái 2.1.2.3 Đặc điểm môi trường sống .5 2.1.2.4 Đặc điểm sinh trưởng phát triển 2.1.2.5 Đặc điểm sinh sản 2.1.2.6 Đặc điểm dinh dưỡng .6 2.1.2.7 Nhu cầu protein acid amin 2.1.2.8 Một số nguồn nguyên liệu cung cấp protein 2.1.2.9 Độ tiêu hóa protein cá rô phi 10 2.2 Tổng Quan Về Enzyme 11 2.2.1 Khái niệm enzyme 11 2.2.2 Enzyme tiêu hóa protein 11 2.2.2.1 Pepsin 12 2.2.2.2 Cơ chế thủy phân protein pepsin 14 2.2.2.3 Điều kiện hoạt động enzyme 15 2.2.2.4 Một số nghiên cứu xác định độ tiêu hóa protein thành phần thức ăn phương pháp In-vitro .16 III VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 3.1 Thời Gian Và Địa Điểm Nghiên Cứu 18 3.2 Vật Liệu Thí Nghiệm 18 3.2.1 Đối tượng nghiên cứu .18 3.2.2 Hệ thống thí nghiệm .18 3.2.3 Dụng cụ nguyên liệu thí nghiệm 19 3.2.4 Nguyên liệu thức ăn 20 3.3 Phương Pháp Bố Trí Thí Nghiệm 20 3.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định độ tiêu hóa protein 03 loại nguyên liệu thức ăn bột cá, bánh dầu đậu nành, cám gạo phương pháp In-vivo 20 iv 3.3.1.1 3.3.1.2 3.3.1.3 3.3.2 Bố trí thí nghiệm 20 Các tiêu theo dõi .22 Phương pháp đo độ tiêu hóa protein .22 Thí nghiệm 2: Xác định độ tiêu hóa protein 03 loại nguyên liệu thức ăn bột cá, bánh dầu đậu nành, cám gạo phương pháp In-vitro 23 3.3.2.1 Bố trí thí nghiệm 23 3.3.2.2 Các tiêu theo dõi .25 3.3.2.3 Đo độ tiêu hóa protein 25 3.4 Phương Pháp Phân Tích Các Chỉ Tiêu Và Số Liệu 26 IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 4.1 Độ Tiêu Hoá Protein Của 03 Loại Nguyên Liệu Thức Ăn: Bột Cá, Bánh Dầu Đậu Nành, Cám Gạo Bằng Phương Pháp In-vivo .27 4.1.1 Các thông số môi trường 27 4.1.2 Thành phần sinh hoá thức ăn phân cá nghiệm thức thức ăn .28 4.1.3 Độ tiêu hóa ngun liệu nghiệm thức thí nghiệm 28 4.2 Độ Tiêu Hóa Protein Của 03 Loại Nguyên Liệu Thức Ăn: Bột Cá, Bánh Dầu Đậu Nành, Cám Gạo Bằng Phương Pháp In-vitro 32 4.3 So Sánh độ tiêu hóa protein nguyên liệu thức ăn phương pháp In-vivo In-vitro 33 V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35 5.1 Kết Luận 35 5.2 Đề Nghị 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 Tài Liệu Tiếng Việt 36 Tài Liệu Nước Ngoài 37 PHỤ LỤC 39 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADC : Apparent Digestibility Coefficient AD : Apparent Digestibility AOAC : Association of Official Analytical Chemists LVTN : Luận Văn Tốt Nghiệp NRC : National Research Council NT : Nghiệm Thức vi DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ Bảng 2.1 Nhu cầu protein điển hình cá rơ phi Bảng 2.2 Độ tiêu hoá protein số nguyên liệu thức ăn cá rô phi 11 Bảng 3.1 Hàm lượng protein 03 loại nguyên liệu thức ăn 20 Bảng 3.2 Thành phần nguyên liệu nghiệm thức thức ăn (T0) 21 Bảng 4.1 Các thông số môi trường .27 Bảng 4.2 Thành phần sinh hoá thức ăn phân cá nghiệm thức thức ăn 28 Bảng 4.3 Độ tiêu hóa thức ăn nghiệm thức thí nghiệm 29 Bảng 4.4 Độ tiêu hóa protein nguyên liệu thức ăn 30 Bảng 4.5 Độ tiêu hóa nguyên liệu protein nguyên liệu thức ăn 32 Bảng 4.6 So sánh độ tiêu hóa protein nguyên liệu phương pháp In-vivo In-vitro .33 Biểu đồ 4.1 So sánh độ tiêu hóa protein nguyên liệu phương pháp In-vivo In-vitro .34 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Hình dạng ngồi cá rơ phi .5 Hình 2.2 Cấu trúc enzyme pepsin 13 Hình 3.1 Hệ thống bình thu phân 19 Hình 3.2 Máy ép viên thức ăn 19 Hình 3.3 Tủ sấy thức ăn phân cá .19 viii Chương GIỚI THIỆU 1.1 Đặt Vấn Đề Ở nước ta, nghề nuôi trồng thủy sản phát triển từ lâu đời với nhiều đối tượng, hình thức ni phong phú, đa dạng như: Nuôi thủy sản nước ngọt, nước lợ, nuôi lồi nhuyễn thể, … với mơ quảng canh, bán thâm canh thâm canh Trong nhiều đối tượng ni cá rơ phi nhóm cá nghiên cứu nhiều chúng có nhiều ưu điểm: dễ ni, dịch bệnh, thức ăn khơng đòi hỏi chất lượng cao, có khả thích nghi với điều kiện khắc nghiệt mơi trường sống (nhiệt độ cao, hàm lượng oxy thấp, nước nông, độ mặn cao) đồng thời chấp nhận rộng rãi người tiêu dùng Với mơ hình ni thâm canh chi phí thức ăn chiếm tỉ lệ lớn tổng chi phí đầu tư Do đó, để đạt hiệu cao sản xuất việc sử dụng nguồn nguyên liệu làm thức ăn giữ vai trò quan trọng: Thức ăn phải có chất lượng, đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng, dễ tiêu hoá, hấp thu tốt nhằm nâng cao suất, sản lượng đồng thời giảm giá thành sản xuất Trong thành phần hóa học nguyên liệu thức ăn protein yếu tố ảnh hưởng lớn đến tăng trưởng sức đề kháng cá Thêm vào giá trị dinh dưỡng thức ăn phụ thuộc vào giá trị dinh dưỡng thành phần nguyên liệu có thức ăn khả tiêu hố, hấp thu dưỡng chất vào thể vật ni Vì vậy, xác định độ tiêu hóa khâu quan trọng trình đánh giá thành phần nguyên liệu sử dụng phần thức ăn cho cá Phương pháp xác định độ tiêu hóa thức ăn trực tiếp In-vivo áp dụng nhiều đối tượng vật ni gia súc, gia cầm, lồi động vật thủy sản (tôm, cua, cá tra, cá rô phi, cá hồi) cách trộn chất đánh dấu vào thức ăn để xác định độ tiêu hóa Trong có nghiên cứu xác định độ tiêu hóa Mặt khác, so sánh độ tiêu hóa protein bột cá, bánh dầu đậu nành cám gạo cá rơ phi cho thấy, cám gạo có độ tiêu hóa thấp nhất, độ tiêu hóa bánh dầu đậu nành cao so với độ tiêu hóa bột cá hàm lượng protein thức ăn có bổ sung bánh dầu đậu nành (33,30%) thấp 2,06% so với thức ăn có bổ sung bột cá (35,34%) Một phần cá rơ phi lồi ăn tạp thiên thực vật nên khả tiêu hóa protein thực vật cá tốt, mặt khác lồi cá có nhu cầu protein định, nhu cầu protein cá rô phi khoảng 30% (Omar, 1994a; siddiqui & ctv., 1982 trích Hồ Tấn Cường, 2009) Khi hàm lượng protein thức ăn phù hợp với nhu cầu protein cá hàm lượng protein tiêu hóa hấp thu tốt, điều phù hợp với kết tiêu hóa nghiệm thức thức ăn T2 (thức ăn bổ sung bánh dầu đậu nành), ngược lại hàm lượng protein thức ăn q thấp khả tiêu hóa protein thấp, hàm lượng protein thức ăn cao nghiệm thức T1 (thức ăn bổ sung bột cá với hàm lượng protein 35,34%) gây lãng phí protein, điều thể qua hàm lượng protein phân cá cao (15,89%) bảng 4.2 Bảng 4.4: Độ tiêu hóa protein nguyên liệu thức ăn Nguyên liệu Độ tiêu hóa protein nguyên liệu (%) (Mean ± SE) Bột cá 87,96 ± 1,05 Bánh dầu đậu nành 94,82 ± 0,18 Cám gạo 69,74 ± 0,53 Từ bảng 4.4 chúng tơi thấy có khác biệt độ tiêu hoá hàm lượng protein nguyên liệu thức ăn Khả tiêu hóa protein bột cá cá rô phi cao (87,96%) bột cá nguồn protein động vật chứa đầy đủ acid amin thiết yếu, khoáng chất cần thiết, nguồn cung cấp muối khoáng quan trọng (Kauhsik, 1990) Ngồi ra, bột cá chứa chất dẫn dụ, có mùi vị hấp dẫn, giúp cá ngon miệng, dễ hấp thu, khả tiêu hóa cao 85 – 95% (Lê Thanh Hùng, 2008) Theo kết nghiên cứu Halver Hardy 30 (2002) độ tiêu hoá protein bột cá cá rô phi 84,8% Theo số kết nghiên cứu cho thấy khả tiêu hóa protein bột cá số loài thủy sản khác cao như: cá da trơn có độ tiêu hóa 90%, cá chẽm 87,9%; tôm sú: 85% – 93%, tôm thẻ chân trắng 81% (NRC, 1993; Poma, 1982; Abkiyama ctv., 1989, trích dẫn Lê Thanh Hùng, 2008) Khả tiêu hóa protein bánh dầu đậu nành cá rô phi đạt 94,82% Bánh dầu đậu nành xem nguồn nguyên liệu cung cấp protein thực vật có giá trị dinh dưỡng cao Hàm lượng đạm bánh dầu đậu nành 44 – 48%, xơ thấp 5,9% (Tim O’ Keefe; trích Lê Thanh Hùng, 2008), chứa tương đối đầy đủ acid amin thiết yếu (arginine, leucine, lysine, threonine, …), hạt đậu nành có chứa số yếu tố kháng dinh dưỡng (haemagglutinin, phytates, soyin, …) chúng dễ bị phân hủy nhiệt độ cao (105oC) Ngồi ra, cá rơ phi loài ăn tạp thiên thực vật nên khả tiêu hoá protein thực vật cá tốt so với loài cá da trơn Theo Ogunji (2004) cá rơ phi có khả sử dụng lượng lớn protein thực vật thay cho nguồn protein động vật Độ tiêu hoá protein bánh dầu đậu nành trung bình 85% Một số kết nghiên cứu cho thấy khả tiêu hóa protein bánh dầu đậu nành cá rô phi tốt: 93,1% (Lorico – Querijero & Chiu, 1989), 96,2% (Sklan et al, 2004 trích bời Lê Thanh Hùng, 2008), 96,3% (Nguyen Duy Quynh Tram, Le Thanh Hung ctv., 2009) Độ tiêu hố protein cám gạo cá rơ phi đạt 69,74% thấp so với độ tiêu hóa hai nguyên liệu bột cá bánh dầu đậu nành Do cám gạo nguồn nguyên liệu thực vật chủ yếu cung cấp tinh bột, hàm lượng protein cám gạo thấp (9,76 – 13,7%), xơ cao (6,8 – 18,57%), thành phần acid amin thiết yếu không cân đối (đặc biệt lysine, methionine threanine), có diện số yếu tố kháng dinh dưỡng (lectin thiamiase) Theo Lê Thanh Hùng (2008), cá rô phi hoạt lực thủy phân protein enzyme tiêu hóa lệ thuộc vào thành phần thức ăn cá, thức ăn chứa hàm lượng xơ cao, protein làm giảm hoạt tính enzyme tiêu hóa protein Chất xơ làm tăng tốc độ thức ăn qua đường tiêu hóa, giúp tăng lượng thức ăn cá ăn vào làm giảm độ tiêu hóa dưỡng chất, điều phù hợp nghiên cứu đối tượng khác như: Trên cá hồi tăng lượng cellulose thức ăn dẫn đến giảm độ tiêu hóa protein phần cellulose khơng tiêu hóa thức ăn 31 nên di chuyển nhanh ống tiêu hóa, kéo theo lượng protein khơng kịp tiêu hóa (Cho Slinger, 1979 trích Lê Thanh Hùng, 2008) Trên tơm xanh tiêu hóa α - cellulose hàm lượng chất cellulose gia tăng, dẫn đến độ tiêu hóa dưỡng chất giảm xuống, độ tiêu hóa protein giảm từ 69% xuống 32%, cellulose tăng từ 0% đến 15% (Gonzalez – Pena ctv., 2002 trích Lê Thanh Hùng, 2008) Đồng thời, hàm lượng xơ cao nên ép viên thức ăn khả kết dính thấp, thức ăn dễ bị phân rã mơi trường nước nên lượng thức ăn cá hấp thu vào thấp Tóm lại, qua thí nghiệm chúng tơi nhận thấy độ tiêu hóa protein nguyên liệu bột cá, bánh dầu đậu nành cao bổ sung bột cá bánh dầu đậu nành vào phần thức ăn làm gia tăng độ tiêu hoá tổng cộng độ tiêu hoá protein thức ăn Điều cho thấy bột cá bánh dầu đậu nành hai nguồn nguyên liệu cung cấp protein động vật, thực vật cho cá tốt Cám gạo có độ tiêu hóa khơng cao, bổ sung 30% vào thức ăn làm cho độ tiêu hóa thức ăn giảm xuống Điều cho thấy, cám gạo khơng phải nguồn nguyên liệu cung cấp protein chủ yếu bổ sung vào phần thức ăn phải đảm bảo với tỷ lệ định để trình tiêu hóa hấp thụ thức ăn tốt 4.2 Độ Tiêu Hóa Protein Của 03 Nguyên Liệu Thức Ăn: Bột Cá, Bánh Dầu Đậu Nành, Cám Gạo Bằng Phương Pháp In-vitro Với phương pháp invitro sử enzyme pepsin xúc tác thủy phân protein nguyên liệu thức ăn, tính tốn độ tiêu hóa ngun liệu độ tiêu hóa protein nguyên liệu sau Bảng 4.5: Độ tiêu hóa nguyên liệu protein nguyên liệu thức ăn Độ tiêu hóa nguyên liệu Độ tiêu hóa protein nguyên liệu NT (%) (%) (Mean ± SE) (Mean ± SE) T1’: Bột cá 83,29 ± 1,77 88,61 ± 1,96 T2’: Bánh dầu đậu nành 75,79 ± 1,40 82,93 ± 4,73 T3’: Cám gạo 33,00 ± 1,42 61,54 ± 3,28 32 Kết phân tích từ bảng 4.5 cho thấy khả tiêu hóa nguyên liệu tiêu hóa protein nguyên liệu sau: Bột cá (83,29%; 88,61%), bánh dầu đậu nành (75,79%; 82,93%), cám gạo (33,00%; 61,54%) Bột cá cho kết tiêu hóa cao nhất, sau bột cá bánh dầu đậu nành, thấp cám gạo Kết cho thấy khả tiêu hóa protein enzyme pepsin phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu thức ăn: Bột cá nguồn protein động vật với hàm lượng đạm cao 59,33% nên có độ tiêu hóa tốt, điều phù hợp với nguyên tắc xác định độ tiêu hóa protein nguyên liệu thức ăn AOAC (1971) khả tiêu hóa protein động vật enzyme pepsin Cũng theo phương pháp phân tích AOAC (1971) nguyên liệu có nguồn gốc protein thực vật có chứa hàm lượng carbohydrate số chất ức chế kìm hãm hoạt tính enzyme pepsin thủy phân protein Cám gạo bánh dầu đậu nành hai nguồn protein thực vật cám gạo có hàm lượng đạm thấp 13,03%, xơ cao gần 20% ức chế hoạt tính enzyme pepsin nên khả tiêu hóa protein thấp, bánh dầu đậu nành có hàm lượng đạm cao 47,54%, xơ thấp 5,9% nên độ tiêu hóa dưỡng chất cao so với cám gạo 4.3 So Sánh độ tiêu hóa protein nguyên liệu thức ăn phương pháp In-vivo In-vitro Bảng 4.6: So sánh độ tiêu hóa protein nguyên liệu phương pháp In-vivo In-vitro Độ tiêu hóa protein Độ tiêu hóa protein phương pháp In – vivo (%) phương pháp In – vitro (%) (Mean ± SE) (Mean ± SE) Bột cá 87,96a ± 1,05 88,61a ± 1,96 Bánh dầu đậu nành 94,82a ± 0,18 82,93b ± 4,73 Cám gạo 69,74a ± 0,53 61,54b ± 3,28 Nguyên liệu Ghi chú: Những giá trị nguyên liệu hàng ngang chứa ký tự giống sai khác khơng có ý nghĩa mức độ tin cậy 95% (P > 0,05) 33 Độ tiêu hoá hàm lượng protein bột cá xác định với phương pháp Invivo (87,96%) thấp so với phương pháp In-vitro (88,61%) khác biệt khơng có ý nghĩa mặt thống kê (P>0,05) bột cá nguồn protein động vật có độ tiêu hóa cao cá rơ phi, đồng thời phương pháp In-vitro với enzyme pepsin có hiệu cao trình thủy phân protein động vật nên dẫn đến độ tiêu hóa protein bột cá hai phương pháp cao Đối với bánh dầu đậu nành cám gạo, độ tiêu hóa protein xác định phương pháp In-vivo In-vitro là: (94,82%; 82,93%) (69,74%; 61,54%) có khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê (P