ĐVTS.
4.1. Tỷ lệ sống: được tính bằng cơng thức
4.2. Sinh trưởng: trong khoảng thời gian nuơi nhất định, sinh trưởng của đối tượng nuơi cho ăn các loại thức ăn thí nghiệm khác nhau được tính tốn và so sánh.
S cá th cu i T l s ng = X 100 * Tăng trọng: W=Wt - Wo * Tỷ lệ tăng trọng (%):
Wt - Wo
Wg = X 100 Wo
* Tốc độ tăng trọng theo ngày (g/ngày): Wt - Wo DWG = t * Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (%/ngày): LnWt - LnWo SGR (%/ngày) = X 100 t
4.3.Sự tiêu thụ thức ăn hàng ngày: chỉ tiêu này dùng để so sánh mức độ sử dụng thức ăn trên ngày
Lượng thức ăn lấy vào (g) Sự tiêu thụ thức ăn hàng ngày (%) = x 100
((Wo+Wt)/2) x ngày Trong đĩ:
Wo: trung bình khối lượng ban đầu Wt: trung bình khối lượng cuối
@ Hệ số thức ăn: lượng thức ăn (tính theo khối lượng khơ) cần dùng để tăng một đơn vị khối lượng vật nuơi
Thức ăn sử dụng (g)
FCR =
* Hệ số tiêu tốn thức ăn: là lượng thức ăn sử dụng để tăng một đơn vị khối lượng. Hệ số này được tính trong thực tế sản xuất
* Hệ số chuyển hĩa thức ăn là lượng thức ăn động vật thực sựăn vào để tăng một đơn vị thể trọng. Hệ số này thường được tính trong các thí nghiệm.
- Thức ăn sử dụng được tính bằng khối lượng khơ - Động vật nuơi tính bằng khối lượng tươi
Ví dụ: Sau khi cá ăn 1.5 kg một loại thức ăn nào đĩ thì khối lượng tăng được 1kg, thì hệ số thức ăn (thường ký hiệu là FCR) bằng 1.5.
Hệ số thức ăn thay đổi theo lồi cá, giai đọan phát triển cơ thể , điều kiện mơi trường sống, loại thức ăn, phương thức cho ăn...
4.4. Hiệu quả sử dụng thức ăn: được định nghĩa như tăng trọng của đối tượng nuơi trên đơn vị thức ăn sử dụng.
1 Tăng trọng của đối tượng nuơi (g) FCE = =
FCR Lượng thức ăn sử dụng (g)
• Đối với nghiên cứu cá bố mẹ cần đánh giá các chỉ số như: hệ số thành thục, tỉ lệ thành thục, thời gian tái phát dục, sức sinh sản tương đối, sức sinh sản tuyệt đối, tỉ lệ nở, chất lượng ấu trùng…
• Đối với ấu trùng giáp xác: thời gian biến thái, tỉ lệ biến thái, mức độ phân đàn… • Đối với giai đoạn nuơi thịt cĩ thểđánh giá thành phần sinh hĩa, màu, mùi của sản
phẩm nuơi.
Câu hỏi:
1. Ưu và nhược điểm của các phương pháp thu phân để xác định hệ số tiêu hố thức ăn?
2. Các chỉ tiêu cần thiết để đánh giá chất lượng thức ăn thuỷ sản ?
Tài liệu tham khảo chính
1. Cho and Kaushik, 1990. World Review Nutrition. Diet. 61, 132-172.
2. Dương Thanh Liêm, Bùi Huy Như Phúc và Dương Duy Đồng, 2002. Thức ăn và dinh dưỡng động vật. Trường đại học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh – Khoa Chăn Nuơi và Thú Y. Nhà Xuất Bản Nơng Nghiệp, 438 trang.
3. Halver, J.E. and R. W. Hardy, 2002. Fish nutrition. The Third Edition. Academic Press, USA.
4. http://www.fao.org/DOCREP/005/Y1453E. Good Aquaculture Feed Manufacturing Practice Aquaculture Development.
5. Khajarern J., and S. Khajaren, 1999. Manual of Feed Microscopy and Quality Control. In collaboration. American Soybean Association US Grains Council, 256pp.
6. Nutrient Reasearch Council (NRC). Nutrient Requirements of Fish. Washington, DC: National Acedemiy Press; 1993, 69pp.
7. Tacon A.G.J., 1990. Standard Methods for the Nuitrition and Feeding of Farmed Fish and Shrimp. Argent Laboratories Press Redmond, Washington U.S.A, 208pp. 8. ADCP/REP/80/11 - Fish Feed Technology. Lectures presented at the FAO/UNDP
Training Course in Fish Feed Technology. University of Washington, Seattle, Washington, U.S.A., 9 October-15 December 1978.
CHƯƠNG IV: NĂNG LƯỢNG TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN 1. GIỚi THIỆU
Năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động cần thiết của sinh vật. Động vật khơng cĩ khả năng sử dụng năng lượng từ mặt trời như thực vật mà chúng phải sử dụng năng lượng từ thức ăn. Thức ăn sau khi được tiêu hĩa sẽ được hấp thu vào cơ thể và thơng qua quá trình oxy các chất này sẽ sinh ra năng lượng cho cơ thểđộng vật hoạt động và phát triển. Mọi quá trình tiêu hĩa, trao đổi chất xảy ra bên trong cơ thểđộng vật đều liên hệđến thay đổi năng lượng. Khả năng cung cấp năng lượng của một loại thức ăn là chức năng rất quan trọng để xác định giá trị dinh dưỡng của thức ăn đĩ, vì vậy cung cấp năng lượng là một chức năng quan trọng bậc nhất của thức ăn.
Đối với động vật thủy sản quá trình trao đổi năng lượng cũng tương tự nhưđộng vật trên cạn, tuy nhiên động vật thủy sản sống dước nước nên khơng phải tốn chi phí cho quá trình điều hịa thân nhiệt và khả năng thải trực tiếp NH3ra mơi trường ngồi nên cá ít phải chi phí năng lượng hơn.
2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC:
Calorie (cal) số lượng nhiệt năng cần thiết để làm 1 gam nước nĩng lên 1oC, tương đương với 4,184 Joul (J).
Joule (J) là đơn vị năng lượng được sử dụng rộng rãi trên thế giới, dùng để diễn tả năng lượng hĩa học, cơ học và điện tử cũng như khái niệm về nhiệt.
Trong dinh dưỡng học, đơn vị năng lượng thường dùng là calorie g(cal) hay joule (J) hoặc Kcal, KJ.
1 Kcal= 4.19 KJ hay 1KJ = 0.24 Kcal 1 Kcal = 1000 cal; 1 kJ = 1000 J
2.1. Năng lượng thơ (Gross ennergy-GE)
Năng lượng hĩa học trong thức ăn được đo bằng phương pháp trực tiếp khi đốt cháy một lượng thức ăn trong calorie kế, nhiệt lượng sinh ra do sựđốt cháy thức ăn này gọi là năng lượng thơ. Năng lượng thơ tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng trong thức ăn và cĩ thể được tính dựa vào năng lượng của protein, lipid và carbohydrate. Các thành phần khác như vitamin và khống thì cung cấp một lượng năng lượng khơng đáng kể.
1 g protein ⇒ 5,65 Kcal 1 g lipid ⇒ 9,45 Kcal
1 g carbohydrate ⇒ 4,2 Kcal
2.2. Năng lượng thức ăn ăn vào : (Intake of food energy – IE)
Khi cho động vật thuỷ sản ăn, một phần thức ăn khơng được cá ăn vào mà bị mất đi vào mơi trường. Do đĩ năng lượng thức ăn ăn vào (IE) là năng lượng thơ của thức ăn được động vật thực sự ăn vào dạ dày. Tại đây một số chất nội sinh như: emzime, tế
bào chết, chất nhầy sẽđược thêm vào. Các chất này cùng với một phần thức ăn khơng được tiêu hĩa bị thải ra ngồi (Feace energy- FE).
2.3 Năng lượng tiêu hĩa (Digestible energy- DE)
Là phần năng lượng của thức ăn thực sự được động vật tiêu hĩa. Do đĩ năng lượng tiêu hĩa sẽ bằng năng lượng thức ăn ăn vào (IE) khi trừ đi phần năng lượng thải ra qua phân (FE)
DE = IE – FE
Phần trăm năng lượng tiêu hĩa được tính (DE: IE) được gọi là tỉ lệ tiêu hĩa năng lượng (Apparent digectibility –AD)
2.4. Năng lượng trao đổi (Metabolizable energy - ME )
Năng lượng trao đổi là phần năng lượng tiêu hĩa trừđi một phần năng lượng mất đi do sự bài tiết qua nước tiểu và mang (Waste energy – WE). Năng lượng trao đổi chất chiếm khoảng 8% năng lượng thơ và thay đổi tùy theo chất lượng của thức ăn. Năng lượng trao đổi một phần sử dụng cho năng lượng duy trì (MEm) và một phần sử dụng cho năng lượng sản xuất (MEp). Năng lượng duy trì được sử dụng cho duy trì trao đổi chất cơ sở, hoạt động, các phản ứng sinh hĩa… và kết quả mất nhiệt cho quá trình duy trì (Hm). Một phần của (MEp) sử dụng cho quá trình phân giải protein và lipid (Hp). Như vậy, tổng lượng nhiệt mất đi (năng lượng tỏa nhiệt - HE) bao gồm: (i) Năng lượng mất đi do quá trình duy trì (Hm); (ii) năng lượng mất đi do quá trình sản xuất (Hp).
ME = IE – (FE – WE)
2. 5. Năng lượng sinh trưởng (Retained energy- RE)
Là phần năng lượng thực sự được tích lũy trong cơ thể như protein hoặc lipid. Năng lượng sinh trưởng sau cùng được phân chia thành năng lượng sinh trưởng ở dạng protein (Rep) và năng lượng sinh trưởng ở dạng lipid (Ref).
3. SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ THỂĐVTS
Năng lượng từ thức ăn động vật thủy sản ăn vào sẽ được sử dụng cho nhiều quá trình yêu cầu năng lượng. Sự phân chia năng lượng sử dụng cho từng chức năng phụ thuộc vào năng lượng ăn vào và khả năng tiêu hĩa và hiệu quả sử dụng năng lượng của động vật thuỷ sản.
Sự biến đổi năng lượng trong cơ thể cá được Smith (1976) phác họa qua sơđồ 3.1. Mức độ cho ăn tăng dần từ trái sang phải, từ 0 đến mức ăn tốt đa. Đường thẳng đứng đứt khúc là giới hạn mức cho ăn duy trì. Phía bên trái của đường này thể hiện năng lượng lấy vào nhỏ hơn yêu cầu duy trì và và trọng lượng của cá bị giảm. Phía bên phải của đường này là mức năng lượng lấy vào cho cá cĩ khả năng sinh trưởng. Xa ra khỏi khu vực sinh trưởng, nghĩa là lượng cho ăn quá mức thì sinh trưởng của cá sinh trưởng của cũng sẽ cá bị giảm.
Phân
Nước tiểu và mang
Sinh trưởng
Trao đổi chất cơ sở MỨCĐỘCHOĂN Duy trì Giảm khối lượng Hoạt động Phản ứng sinh hố NĂNG LƯỢNG Hình 4.1: Sự biến đổi năng lượng trong cơ thểĐVTS @ Các khái niệm về nhu cầu năng lượng của cá
- Nhu cầu năng lượng duy trì: là năng lượng cần thiết để cá đạt một cân bằng giữa năng lượng hấp thu và tiêu thụ, trọng lượng các mơ và của cơ thể khơng thay đổi trong khoảng thời gian thí nghiệm. Năng lượng duy trì được biểu diễn bằng kcal (kJ)/kg cá trong 24 giờ và ở một nhiệt độ nhất định.
- Nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng: là năng lượng cần thiết để được 1 kg cá tăng trọng. Mức nhu cầu này thay đổi tùy theo thành phần của thức ăn, đặc biệt là tỉ lệ protein và năng lượng. y = - 6 E - 0 6 x2 + 0 ,0 1 3 8 x - 2 ,0 6 6 3 R2 = 0 ,9 7 8 1 y = - 4 E - 0 6 x 2 + 0 ,0 0 8 4 x - 0 ,4 5 2 R2 = 0 ,9 8 6 1 - 4 ,0 - 3 ,0 - 2 ,0 - 1 ,0 0 ,0 1 ,0 2 ,0 3 ,0 4 ,0 5 ,0 6 ,0 7 ,0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0
N a ên g lư ơ ïn g t h ư ùc a ên h a áp t h u ï m o ãi n g a øy ( k J .K g .j - 1 )
T ốc đo ä t ăn g t rư ởn g đa ëc bie ät P . b o c o u r t i P . h y p o p h t h a lm u s
Hình 4.2: Nhu cầu năng lượng duy trì của cá tra và cá ba sa được tính tốn dựa theo mơ hình tăng trưởng (Hung L.T ,1999)
Phương trình cân bằng về năng lượng của động vật thuỷ sản cĩ thểđược diễn tả như sau:
IE = RE + HE + WE + FE
Nếu xem xét theo tỉ lệ phân trăm phân chia năng lượng thì cĩ thể diễn giải theo phương trình sau (Tacon, 1990):
100 IE = 30 RE + 40 HE + 5 WE + 25 FE
Theo Brett và Groves (1979) quá trình chuyển hĩa năng lượng từ thức ăn của cá thì khác nhau tùy theo tính ăn của cá.
Cá ăn động vật: 100 IE = 29 RE + 44 HE + 7 WE + 20 FE Cá ăn thực vật : 100 IE = 20 RE + 37 HE + 2 WE + 41 FE
Hình 4.3 . Con đường chuyển hĩa năng lượng trong cơ thểĐộnh vật thuỷ sản (Bureau et al, 2002).
Như vậy với động vật thủy sản, 1/3 năng lượng mất đi do quá trình bài tiết (trong phân, những phần khơng tiêu hĩa được, nước tiểu và bài tiết qua mang), 1/3 năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể và 1/3 cịn lại dành cho sự sinh trưởng. Các giá trị này thay đổi tùy thuộc mức độ cho ăn và khả năng tiêu hĩa thức ăn của cá (Smith, 1989). Như vậy, năng lượng trao đổi chất cơ sở càng thấp thì năng lượng tích lũy cho sinh trưởng càng cao. Đối với năng lượng tỏa nhiệt gồm: trao đổi chất cơ sở (duy trì các hoạt động của động vật TS), duy trì cho sự vận động, phản ứng tổng hợp hay phân giải, lột xác, … đo đĩ chi phí năng lượng cho quá trình này khác nhau tùy theo lồi. Trong một phạm vi nào đĩ, để hạn chế mất năng lượng nên đảm bảo điều kiện mơi trường thích hợp và hạn chế stress hoặc những hoạt động quá mạnh đối với cá.
4. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
Cũng như các động vật khác, động vật thủy sản cần năng lượng để duy trì hoạt động sống của cơ thể. Năng lượng này dự trữ trong các liên kết hĩa học của các chất lấy từ thức ăn và chúng được giải phĩng bởi quá trình oxy hĩa. Con đường oxy hĩa các chất trong thức ăn giải phĩng năng lượng ở động vật thủy sản cũng tương tự nhưđộng vật trên cạn. Năng lượng sinh ra từ thức ăn sẽ được cơ thể dự trữ lại một phần ở dạng adenosine triphosphate (ATP).
Động vật thủy sản là một trong những động vật chuyển hĩa năng lượng từ thức ăn để xây dựng cơ thể hiệu quả nhất. Động vật thủy sản sử dụng hiệu quả năng lượng từ thức ăn là do:
- ĐVTS cĩ khả năng thải trực tiếp amonia ra mơi trường ngồi (85% tổng số N2 thải ra), nên khơng phải tốn năng lượng để chuyển hĩa amonia thành ure hay acid uric. - Chi phí năng lượng cho thực hiện quá trình tiêu hĩa và hấp thu chỉ chiếm 3-5% (ME)
của năng lượng trao đổi, trong khi ởđộng vật hữu nhũ là 30%.
- Do ĐVTS sống trong mơi trường nước cĩ lực đẩy lớn và độ nhớt nên tơm cá ít tiêu hao năng lượng cho sự duy trì thăng bằng cho cơ thể và vận động, vì thế nhu cầu duy trì thấp.
- Động vật thuỷ sản là động vật biến nhiệt nên khơng tiêu tốn nhiều năng lượng để duy trì thân nhiệt.
- Năng lượng cho phí cho trao đổi chất cơ sở thấp hơn so với động vật hữu nhũ và chim Nhu cầu năng lượng (thơ) trong thức ăn cho tơm sú là khoảng 3100-4000 kcal/kg, cá trơn là 2750-3100 kcal/kg, cá rơ phi 2500- 3400 Kcal/kg, cá chép: 2700-3100 kcal/kg, nhĩm cá biển: 2700-3700 kcal/kg.
Bảng 4.1: Nhu cầu năng lượng cho một đơn vị tăng trọng của một số lồi cá và động vật khác
Giống lồi Năng lượng Tỉ lệ P/E (Kj/mg protein) Cho kg thức ăn (MJ/kg) Cho kg tăng trọng (Mj/kg) Cá hồi 12.4 18.7 28 Cá trơn 14.2 22.7 21.1 Gà 12.2 30.8 16.3 Heo 13.7 54.9 11.7 Bị 10.4 83.2 9.6
5. CÁC YẾU TỐẢNH HƯỞNG ĐẾN NHU CẦU NĂNG LƯỢNG: 5.1. Hàm lượng protein trong thức ăn 5.1. Hàm lượng protein trong thức ăn
Trên thực tế, rất khĩ xác định nhu cầu năng lượng thực sự của cá mà người ta dựa vào tỉ lệ năng lượng và protein tối ưu. Tỉ lệ tối ưu này rất quan trọng bởi vì nếu thức ăn vượt quá nhu cầu năng lượng sẽ giảm sự bắt mồi của; ngược lại, nếu thức ăn thiếu năng lượng thì protein trước tiên sẽ được dùng để cung cấp năng lượng thỏa mãn nhu cầu của cơ thể.
Hầu hết các kết quả nghiên cứu trên cá nheo Mỹ cỡ từ 3-266 g, cho ăn thức ăn nguyên chất và chế biến ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau cho thấy nhu cầu Protein/năng lượng (P/E) thích hợp là 26-30 mg protein/KJ hay 8-9 kcal/g protein (Wilson, 1996). Tỉ lệ P/E của một số lồi cá trơn khác cũng tương đương với cá nheo Mỹ, từ 20-30 mg protein/KJ. Đối với tơm sú tỉ lệ P/E 28 mg protein/KJ
5.2. Nhiệt độ:
Khi nhiệt độ mơi trường giảm thấp quá mức cá phải tăng cường quá trình trao đổi chất để cung cấp năng lượng cho quá trình duy trì thân nhiệt. hầu hết cá nước ngọt thì khơng phải sử dụng năng lượng cho quá trình duy trì này vì khi nhiệt độ mơi trường giảm thì nhiệt độ cơ thể giảm và quá trình trao đổi chất cũng giảm. Quá trình trao đổi chất giảm làm cho cá cĩ khả năng sống một thời gian dài trong mùa đơng. Phần lớn các lồi khi nhiệt độ mơi trường tăng quá trình trao đổi chất tăng và cá cũng ăn một lượng thức ăn lớn hơn do đĩ sinh trưởng của cá cũng tăng lên. Tuy nhiên nếu nhiệt độ tăng quá cao cá sẽ giảm ăn và sinh trưởng sẽ chậm lại.
5.3. Dịng chảy:
Tốc độ dịng chảy quá mạnh sẽ làm cho cá phải chi phí một lượng năng lượng rất lớn cho quá trình chống lải dịng nước. Tuy nhiên nếu dịng chảy quá yếu sẽ làm cho chất thải khĩ được giải thốt. Do đĩ trong nuơi cá bè thường FCR cao hơn trong nuơi cá ao, do cá tốn một năng lượng khá lớn cho quá trình chống lại dịng chảy.