Trong nuôi thủy sản, các loài cá, tôm đạt tăng trưởng tốt nhất là vấn đề cần được quan tâm hàng đầu, trong đó nghiên cứu về nhu cầu protein là một trong những đóng góp quan trọng để thiết lập công thức thức ăn thích hợp giúp cá tăng trưởng tối đa. Nhu cầu protein của động vật thủy sản lớn hơn động vật trên cạn, nhu cầu protein của cá dao động trong khoảng 25–55%, trung bình 30%, giáp xác từ 30–
60% (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009).
6
Nhu cầu protein ở các loài cá có tính ăn khác nhau sẽ khác nhau, nhu cầu protein của loài cá ăn thịt thường cao hơn loài cá ăn tạp. Kết quả nghiên cứu của Martinez-Palacioset al. (2007) cho thấy nhu cầu protein tối ưu cá Menidia estor là 40,9%. Cá mú (Epinephelus coioides) có nhu cầu protein là 48% (Luo et al., 2004). Nhu cầu protein của cá hồi (Salmo trutta) là 53% (Arzel et al., 1995).
Cá lăng (Mystus nemurus) có khối lượng cá 7–18 g thì nhu cầu protein giúp cá tăng trưởng tốt nhất là 42% (Khan et al., 1992). Thức ăn có hàm lượng protein 40% giúp cho cá da trơn Nam Mỹ, Silurus meridionalis (cỡ 6–18g) đạt tăng trưởng tối đa (Fu et al., 2006). Cá nheo mỹ, Ictalurus punctatus (cỡ 14g) có nhu cầu protein là 35% (Page and Andrew, 1973). Cá hú (5–6g) có nhu cầu protein là 26,6% (Liem et al.,2000). Nhu cầu protein của cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) là 38% (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2003). Nhu cầu protein tối thiểu trong khẩu phần ăn cho cá rô phi (Oreochromis niloticus) là 27,5 – 35%
(Wee and Tuan, 1988).
Mặt khác, nhu cầu protein của cá còn chịu ảnh hưởng của kích cỡ cá, cá nhỏ có nhu cầu protein cao hơn cá lớn, cá càng lớn nhu cầu protein sẽ càng giảm. Theo nghiên cứu của Hardy (1989), nhu cầu protein tối ưu cho cá hồi (Oncorhynchus kisutch) giai đoạn bột là 45 đến 50%, giai đoạn giống là 40%, đến khi cá được một tuổi thì nhu cầu protein còn 35%. Ở cá lóc (Channa striata) có khối lượng cá 0,552 g/con thì có nhu cầu protein trong thức ăn 55% (Mohanty et al., 1996), ở giai đoạn lớn hơn 4,3g/con thì nhu cầu protein là 50% (Trieu et al., 2001). Đối với cá lóc bông (Channa micropeltes) giai đoạn cá nhỏ 2,6g/con là 50,8% và giai đoạn cá giống lớn (6,07g/con) là 46,5% (Trần Thị Thanh Hiền và ctv., 2005).
Tương tự, nhu cầu protein của cá basa (Pangasius bocourti) giai đoạn cá giống nhỏ là 41,6% và cá giống lớn là 34,3% (Nguyễn Thanh Phương và ctv., 1997).
Cá rô phi (O. niloticus) bột có nhu cầu protein là 40%, khi cá đạt khối lượng 30g thì nhu cầu protein là 35%, khi cá lớn hơn 110 g thì nhu cầu protein giảm còn 25–30% (Wilson, 1991).
2.2.2 Nhu cầu lipid
Lipid là thành phần dinh dưỡng giàu năng lượng, là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng cho hoạt động của thủy sinh vật, tham gia vào vào cấu trúc màng tế bào, hoạt hóa một số enzyme, hỗ trợ hấp thu các lipid khác và vận chuyển các vitamin. Chúng có khả năng thay thế một lượng protein nhất định trong thức ăn cho thuỷ sản. Năng lượng do lipid cung cấp gấp hai lần so với protein và carbohydrate. Đối với cá nước ngọt hàm lượng lipid thay đổi tùy theo loài và mức sử dụng được đề nghị là 6–10%, ở nhóm cá biển đặc biệt là những loài ôn đới, lipid chiếm khoảng 15–20% thức ăn, cá ăn động vật có nhu cầu lipid cao hơn so với cá ăn tạp (Lê Thanh Hùng, 2008; Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009).
7
Một số kết quả nghiên cứu nhu cầu lipid trên cá cho thấy các loài cá khác nhau sẽ có nhu cầu lipid khác nhau và nó phụ thuộc vào tính ăn của loài cũng như môi trường sống. Nhu cầu lipid của một số loài cá ăn tạp như cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) giai đoạn giống (11,7g) có nhu cầu lipid là 8,0% (Nguyen Hoang Duc Trung, 2011); cá ba sa là 7,7% (Nguyễn Thanh Phương và ctv., 1999); cá rô đồng (Anabas testudineus) (2-2,5g/con) là 6% lipid (Trần Lê Cẩm Tú và Trần Thị Thanh Hiền, 2006). Ở một số loài cá động vật như cá mú (Epinephelus malabaricus) giai đoạn giống (4,43g/con) tăng trưởng tốt khi sử dụng thức ăn chứa 12% lipid (Lin and Shiau, 2003). Cá Sander lucioperca (280g/con) tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn tốt khi hàm lượng lipid trong thức ăn dao động từ 10 đến 18% (Kowalska et al., 2011). Cá vền (Dicentrarchus labrax) khi được cho ăn thức ăn chứa 12% lipid và 48% protein, cá đạt tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn tốt nhất (Helena et al., 1999). Đối với cá chẽm trắng (Atractoscion nobilis) giai đoạn giống (27 ngày tuổi) tăng trưởng tốt khi thức ăn chứa 15,5-18% lipid. Nhu cầu lipid của cá tầm Argyrosomus regius giai đoạn giống là 17% (Chatzifotiset al., 2010).
Qua các kết quả trên cho thấy nhu cầu lipid của cá ăn động vật cao hơn so với cá ăn tạp. Trong thức ăn cá lấy năng lượng chủ yếu từ carbohydrate và lipid nên rất khó xác định nhu cầu lipid hay carbohydrate. Đối với các loài cá có khả năng sử dụng tốt tinh bột thì nhu cầu lipid sẽ thấp hơn carbohydrate và ngược lại (Lê Thanh Hùng, 2008). Vì vậy, việc cân đối tỷ lệ carbohydrate/ lipid (CHO: L) trong thức ăn có vai trò quan trọng đối với việc sử dụng năng lượng của cá. Tỷ lệ CHO: L trong thức ăn cũng phụ thuộc vào tính ăn của loài. Đối với, cá ăn động vật thì tỷ lê CHO: L thấp hơn so với cá ăn tạp và ăn thực vật. Cá da trơn Trung Quốc (Leiocassis longirostris) là loài cá ăn động vật, tỷ lệ CHO: L trong thức ăn tối ưu cho cá tăng trưởng là 1,98 (Tan et al., 2007). Tương tự, cá quân sebastes schiegell tăng trưởng tốt khi sử dụng thức ăn chứa tỷ lệ CHO: L dao động từ 0,8 đến 1,6 (Lee and Kim, 2009). Đối với cá ăn tạp như cá rô đồng (Anabas testudineus) thì thức ăn (40% protein thô và năng lượng thô là 17,7 KJ/g) chứa tỷ lệ CHO:Ldao động từ 0,99 đến 3,00 không ảnh hưởng đến tăng trưởng của cá (Ali et al.,2012). Kết quả nghiên cứu của Ali and Al-Asgah (2001) cho thấy tỷ lệ CHO:L tối ưu cho cá rô phi vằn O.niloticus tăng trưởng tốt nhất trong thức ăn dao động từ 2,06 và 4,95. Trong thức ăn của cá nheo Mỹ giai đoạn giống chứa CHO:L với các tỷ lệ khác nhau dao động từ 0,45 đến 4,5 không ảnh hưởng đến tăng trưởng, hệ số thức ăn, protein và năng lượng tích lũy của cá (Garling and Wilson, 1977). Tính ăn của cá chuyên ăn thực vật như cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idella) thì tỷ lệ CHO: L tối ưu cho tăng trưởng, hệ số thức ăn, hiệu quả sử dụng thức ăn và hiệu quả sử dụng protein là 7,5 với thức ăn chứa 39% protein và năng lượng là 16,2 KJ/g (Gao et al., 2009).Tóm lại, tỷ lệ CHO:
L trong thức ăn của cá ăn động vật thấp hơn so với cá ăn tạp và ăn thực vật.
8 2.2.3 Nhu cầu năng lượng
Trong thức ăn cho thủy sản, năng lượng là một giá trị quan trọng để quyết định khẩu phần và thiết lập công thức thức ăn cho từng giống loài cá và giai đoạn phát triển. Năng lượng từ thức ăn sẽ được động vật thuỷ sản sử dụng cho nhiều chức năng. Sự phân chia năng lượng sử dụng cho từng chức năng phụ thuộc vào năng lượng ăn vào, khả năng tiêu hoá và sự hấp thu năng lượng của động vật thuỷ sản (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009). Nhu cầu năng lượng của động vật thuỷ sản bao gồm nhu cầu năng lượng duy trì và nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng. Nhu cầu năng lượng duy trì và tăng trưởng của cá thay đổi tuỳ theo kích cỡ, môi trường sống và loại thức ăn sử dụng (Lê Thanh Hùng, 2008).
Đối với cá tráp Sparus aurata (1–250g) khi được nuôi trong điều kiện nhiệt độ từ 23–24oC thì năng lượng cho cá tăng trưởng từ 5–11MJ/kg và lượng protein là 179g/kg thức ăn (Lupatsch et al., 1998). Nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng của cá chẽm (Argyrosomus japonicus) với khối lượng 10g/ con là 2,71 kJ/kg cá/ngày ở 20oC và 1,25 kJ/kg cá/ngày ở 26oC; ở khối lượng cá 800g là 45,3 kJ/kg cá/ngày ở 20oC và 59,43 kJ/kg cá/ngày ở 26oC (Igor, 2009). Đối với cá vền (Dicentrarchus labrax L.) 68g và 128g có nhu cầu năng lượng tăng trưởng lần lượt là 320 và 221 kJ/kg cá/ngày (Edo and Domenico, 2003). Cá mú (Epinephelus aeneus) có nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng là 2,61 kJ/kg cá/ngày ở khối lượng 5 g và 56,5 kJ/kg cá/ngày ở khối lượng 750g (Lupatsch and Kisil, 2005). Cá cam (Seriola lalandi) khối lượng 50 g thì có nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng là 23,2 kJ/kg cá/ngày và ở khối lượng 1000 g thì là 185,4 kJ/kg cá/ngày (Mark et al., 2010). Một số loài cá ăn tạp có nhu cầu năng lượng thấp hơn, cá rô phi 10g và 1000g (O. niloticus) có nhu cầu năng lượng cho tăng trưởng là 7,09 và 88,43 kJ/kg cá/ngày (Trung et al., 2011). Cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) có nhu cầu cho năng lượng tăng trưởng là 20,9 và 254,7 kJ/kg cá/ngày (Glencross et al., 2010).
Ngoài ra, tỷ lệ protein/ năng lượng (P/E) là một trong những chỉ số quan trọng của thức ăn để đánh giá sự ảnh hưởng của nó đối với cá. Nếu thức ăn cung cấp năng lượng vượt quá nhu cầu của cá sẽ làm giảm sự bắt mồi, ngược lại, nếu thức ăn thiếu năng lượng thì protein trước tiên được dùng để cung cấp năng lượng thoả mãn nhu cầu của cơ thể như vậy hiệu quả sử dụng protein của cá thấp. Tỷ lệ P/E tối ưu cho động vật thuỷ sản thay đổi tuỳ theo loài, tuy nhiên thường lớn hơn 20 mg/KJ (Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009). Khi nghiên cứu về tỷ lệ P/E cho thấy tăng trưởng của cá lóc giống (C. striatus) cao nhất, hệ số thức ăn thấp nhất khi cho ăn thức ăn có chứa 40% protein và tỷ lệ P/E là 90,9 mg protein/Kcal (Samantaray and Mohanty, 1997). Cá lăng (M. nemurus) tăng trưởng tối đa với thức ăn chứa 44% protein và tỷ lệ P/E là 20mg protein/KJ (Ng et al., 2001). Thức ăn chứa năng lượng ≥ 3800 Kcal/kg và tỷ lệ P/E dao động từ
9
79–147mg/KJ đảm bảo cung cấp đủ năng lượng và acid amin thiết yếu cho cá tầm (Scaphirhynchus albus) giai đoạn giống (Kittel and Small, 2014). Thức ăn tối ưu cho tăng trưởng, tỷ lệ sống và thành phần hoá học cho cá chẽm (Lates calcarifer) chứa 42,5% protein, 10% lipid và tỷ lệ P/E là 128 mg protein/kcal (Catacutan and Coloso, 1995). Đối với cá vàng (Carassius auratus) tỷ lệ protein tiêu hoá/năng lượng tiêu hoá (DP/DE) tối ưu là 119–125 mg/kcal khi sử dụng thức ăn có hàm lượng protein dao động từ 38 đến 40% và mức năng lượng là 3,200 kcal/kg (Souto et al., 2013). Tỷ lệ DP/DE của cá hồi (Salmo salar L) càng giảm khi khối lượng của cá càng tăng, cá có khối lượng từ 1 đến 2,5kg thì DP/
DE tối ưu là 19g/MJ và cá có khối lượng từ 2,5 đến 5 kg thì DP/ DE tối ưu là 16–
17g/MJ (Einen and Roem, 1997).