CHƯƠNG V: PROTEIN VÀ ACID AMIN TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN
4. NHU CẦU PROTEIN CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
Nhu cầu protein là lượng protein tối thiểu có trong thức ăn nhằm thoả mãn yêu cầu các amino acid để đạt tăng trưởng tối đa ( NRC, 1993)
Nhu cầu protein tương đối: Tính theo mức protein trong thức ăn
Nhu cầu protein tuyệt đối là lượng protein động vật thủy sản lấy từ thức ăn trên một đơn vị thể trọng của động vật thủy sản (tính theo gam protein trong thức ăn trên một kg ĐVTS)
Diet CP (% DM)
R2 = 0.89
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
40 45 50 55 60 65
S. trương (g/wk)
R2 = 0.89
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
40 45 50 55 60 65
protein (% DM)
FCR (DM g:g) Diet CP (% DM)
R2 = 0.89
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
40 45 50 55 60 65
S. trương (g/wk)
Diet CP (% DM)
R2 = 0.89
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
40 45 50 55 60 65
S. trương (g/wk)
R2 = 0.89
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
40 45 50 55 60 65
protein (% DM)
FCR (DM g:g)
R2 = 0.89
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
40 45 50 55 60 65
protein (% DM)
FCR (DM g:g)
R2 = 0.89
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
40 45 50 55 60 65
protein (% DM)
FCR (DM g:g)
Hình 5.1 Ảnh hưởng của protein lên sinh trưởng và FCR của cá mú giống (C. altivelis) 4.2. Nhu cầu protein
Nhu cầu protein của động vật thủy sản thường lớn hơn động vật trên cạn. Nhu cầu protein của cá dao động trong khoảng từ 25 đến 55%, trung bình 30%, giáp xác từ 30- 60%. Nhu cầu protein tối ưu của một loài nào đó phụ thuộc nguồn nguyên liệu làm thức ăn (tỉ lệ protein và năng lượng, thành phần amino acid và độ tiêu hóa protein), giai đoạn phát triển của cơ thể, các yếu tố bên ngoài khác. Khi động vật thủy sản sử dụng thức ăn không có protein thì cơ thể giảm khối lượng, bởi vì chúng sẽ sử dụng protein của cơ thể để duy trì các chức năng hoạt động tối thiểu của cơ thể để tồn tại. Trái lại nếu thức ăn được cung cấp quá nhiều protein thì protein dư không được cơ thể hấp thu để tổng protein mới mà sử dụng để chuyển hóa thành năng lượng hoặc thải ra ngoài. Thêm vào đó cơ thể còn phải tốn năng lượng cho quá trình tiêu hóa protein dư thừa, vì thế sinh trưởng của cơ thể giảm.
Bảng 5.1: Mức protein tối ưu cho một số loài giáp xác Loài Khối
lượng
Nguồn protein Mức Protein
(%)
Tác giả
Tôm he Nhật bản P.japonicus
Casein + Albumin >55 Teshima (1984) Zoea Casein + Albumin 45-55 Teshima (1984)
Bột mực 60 Deshimaru (1972)
Bột tôm >40 Balazs và ctv (1973) 0.6 Casein + Albumin 54 Deshimaru (1978) 0.8 Casein + Albumin 52 Koshio và ctv
0.4 Đạm cua 42 Koshio và ctv
0.3 Bột nhuyễn thể 34-42 Sedgwick (1979) Tôm thẻ
P. merguiensis Hỗn hợp 50 Aquacop (1978)
0.5 Casein + bột cá 46 Lee (1971)
Casein 40 Aquacop (1978)
- 40 Khannapa (1977)
Hỗn hợp 35 Bages và Sloane (1981)
1.3 Hỗn hợp 40 Alava và Lim (1983)
Bột cá trắng 35 Lin và ctv (1982) Tôm Sú
P. monodon
0.9 Hỗn hợp 44 Shiau và ctv
- Hỗn hợp >30 Colvin và Brand (1977)
1.7 Hỗn hợp 30 Cousin và ctv
Thẻ chân trắng P. vannamei
Bột cá 40 Foster và Beard (1973) 0.10 Hỗn hợp >35 Balazs và Ross (1976) 0.15 Bột cá + đậu nành 40 Millikin và ctv (1980)
- 25 Clifford (1978)
Protein cua 33-35 D’Abramo (1988) 4.1 Bột cá + casein 40 Ashmore và ctv (1985) Tôm càng xanh
M. rosenbergii
30 Fruechtenicht (1988)
Bảng 5.2: Nhu cầu protein của một số loài cá Loài cá Trọng
lượng Nguồn protein Protein tối ưu
(%) Tác giả
Cá nheo Mỹ I. punctatus
7 g Protein trứng gà 32-36 Garling (1976)
69 g Bột thịt, bột huyết,
bột xương 26-32 Robinson, 1999
Cá trê trắng C. batrachus
0.1 g Bộtcá + đậu nành 30 Chuapoehu, 1987 Cá trê phi
C. gariepinus 40 g Casein+Arg, Met 30-40 Henken và ctv 1986,
Cá lăng
M.nemurus 25.9 practical 42 Khan và ctv, 1996
10 g 29.6 Aizam, 1983
Cá tra bần
P. kunyit 2-8
14-22 Bột cá 40
35 Phương và ctv,
2000 Cá tra
P. hypophthalmus 2-3 Bột cá/bột đậu nành 38 Hiền và ctv, 2004
5-6 Bột cá 32.2 Hùng và ctv, 2000
Cá basa
P. bocourti
2-3 Bột cá/bột đậu nành 35 Hiền và ctv, 2004
5-6 Bột cá 27.8 Hùng và ctv,
2000ù
16-17 36.7 75-81 Bột cá/bột huyết (2:1)
34.9 Phương, 1998 Cá hú
P. conchophilus 2-3 Bột cá/bột đậu nành 48 Hiền và ctv, 2004
6.5 Bột cá 37.9 Liêm và ctv, 2000
Cá rô đồng 2-3 Bột cá, đậu nành 32 Hiền và ctv, 2004
Cá chép Casein 31 -38 Ogino (1970) Cá mú
E.salmoides
Bột cá ngừ 40-50 Teng và ctv
(1978) Cá trắm cỏ
C. idella
Casein 34-38 Dabrowski (1977)
Lươn
A.japonica Casein và amino
acids 44.5 Nose và Arai
(1972) Cá măng
C. chanos Casein 40 Lim và ctv (1979)
Rô phi
T. aurea Casein + albumin 36 Winfree (1981)
5 . NHU CẦU VỀ ACID AMIN
Khi nói đến protein, người ta không chỉ quan tâm đến hàm lượng của nó trong thức ăn mà còn chú ý đến các acid amin tham gia cấu tạo nên protein (đặc biệt là thành phần và tỷ lệ các acid amin thiết yếu trong protein). Nhu cầu protein nói một cách chính xác hơn đó chính là nhu cầu amino acid. Ngoài nhiệm vụ chính là cấu tạo nên protein, chúng còn là tiền chất của một số sản phẩm trao đổi chất khác. Có hai loại amino acid: thiết yếu và không thiết yếu.
5.1 Acid amin không thiết yếu
AA không thiết yếu là những AA mà cơ thể sinh vật tự tổng hợp được từ thức ăn.
Chúng bao gồm: Alanin, Glycin, Serin, Tyrosin, Polin, Cystein, Cystin.
5.2 Acid amin thiết yếu
Nhu cầu về amino acid thiết yếu được nghiên cứu nhiều bởi vì cá không thể tổng hợp được chúng mà phải lấy từ thức ăn. Cũng như động vật bậc cao, các loài động vật thủy sản nói chung cần 10 loại amino acid, gồm: arginin, histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenillalanin, threonin, tryptophan và valin (Halver, 1989).
Bảng 5.3: Nhu cầu acid amin (% protein) của một vài loài tôm cá.
Loài
Acid amin Nheo Mỹ Chình Nhật Rôphi Chép Tôm he
Arginin Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine (+ cystine) Phenylalanine (+ tyronsine) Threonine Tryptophan Valine
4.3 1.5 2.6 3.5 5.1 - 2.3
- 5.0 2.0 0.5 3.0
4.2 2.1 4.1 5.4 5.3 3.2 5.0 5.6 8.4 4.1 1.0 4.1
4.2 1.7 3.1 3.4 5.1 - 3.2
- 5.7 3.6 1.0 2.8
4.2 2.1 2.3 3.4 5.7 - 3.1
- 6.5 3.9 0.8 3.6
5.8 2.1 3.5 5.4 5.3 - 3.6
- 7.1 3.6 0.8 4.0
Hình 5.2 Tương quan giữa acid amin cơ cá và nhu cầu acid amin tương ứng trong thức ăn
Trong 10 amino acid kể trên có methionine và pheninlalanine có quan hệ mật thiết với amino acid không thiết yếu tương ứng là cystine và tyrosine. Khi có mặt cystine và tyrosine trong thức ăn thì nhu cầu methionine và pheninlalanine sẽ giảm.
Cystin có thể thay 1/ 2 nhu cầu Methionin (Cystin và Methionin là 2 acid amin cùng có S). Chẳng hạn một khẩu phần có 0.5% Cystin và 0.2% Methionin mà nhu cầu của một loài nào đó là 0.8%, như vậy khẩu phần còn thiếu 0.6% Methionin (0.8-0.2). Ở đây Cystin có 0.5% mà Cystin có khả năng thay thế cho 1/2 nhu cầu Methionin (tức 0.4%) như vậy trong trường hợp này nhu cầu 0.8% về Methionin đã được đáp ứng 0.6% chỉ còn thiếu 0.2%. Ở cá nheo Mỹ, cystine có thể thay thế 60% methionin.
Tyrosin có khả năng thay thế cho 30% nhu cầu của Phenylalanin (2 acid amin này cùng có gốc phynyl).
Cá không thể dự trữ acid amin tự do. Nếu như có một acid amin nào đó chưa được dùng ngay để tổng hợp protein thì sẽ được chuyển thành acid amin khác hoặc cung cấp năng lượng. Trường hợp này (chuyển acid amin này thành acid amin khác hoặc cung cấp năng lượng), nếu xảy ra ở acid amin thiết yếu thành acid amin không thiết yếu hoặc cung cấp năng lượng thì rất lãng phí.
Do đó sự mất cân đối acid amin sẽ dẫn đến lãng phí acid amin. Thiếu cũng như thừa bất kỳ acid amin nào thì đều làm giảm hiệu quả sự dụng protein
Giả sử có hai loại protein: loại 1 thiếu Lisin nhưng thừa Methionin, loại 2 thì ngược lại (thiếu Methionin nhưng thừa Lysin). Nếu cho con vật ăn riêng từng loại thì giá trị sử dụng protein của cả hai đều thấp, nếu hỗn hợp lại thì giá trị sử dụng protein sẽ tăng nhờ chúng bổ sung cho nhau. Trong thực tế thì một khẩu phần càng nhiều nguồn protein thì giá trị protein càng cao. Giá trị sử dụng protein của hỗn hợp thức ăn không phải là số trung bình của từng giá trị sử dụng protein thức ăn đơn độc trong hỗn hợp.
Amino acid thiết yếu giớI hạn
Hình 5.3. Minh hoạ về acid amin thiết yếu giới hạn (vị trí số 4)
Ngoài ra, giữa các acid amin có cấu tạo giống nhau còn có tương tác đối kháng (antagonism). Đó là khi hàm lượng một amino acid nào đó trong thức ăn vượt quá mức nhu cầu sẽ kéo theo nhu cầu của amino acid có cấu tạo hóa học tương tự tăng lên. Ví dụ như tương tác giữa leucine và isoleucine được Wilson (1980) quan sát trên cá nheo Mỹ.
Ngược lại, nếu thiếu loại nào đó thì cũng ảnh hưởng đến các acid amin khác (acid amin giới hạn). Acid amin thường bị coi giới hạn là methionin, lysine vì các nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thực vật có hàm lượng các acid amin này thường không đủ theo nhu cầu của ĐVTS.