Dinh dưỡng là sự cung cấp những vật chất cần thiết cho việc duy trì đời sống (trao đổi chất). Dinh dưỡng là nuôi dưỡng, tập hợp những chức năng cơ thể để biến đổi và sử dụng thức ăn nhằm giúp cá tăng trưởng và hoạt động bình thường.
Dinh dưỡng phải đảm bảo cho cá có đầy đủ năng lượng để duy trì sống, hoạt động bơi lội, tăng trưởng và sinh sản. Dinh dưỡng thức ăn không hợp lý, không theo phương pháp khoa học sẽ làm cho cá chậm lớn, bệnh tật, làm ô nhiễm môi trường và có thể dẫn đến những thất bại kinh tế không lường.
Các chất dinh dưỡng cần cho cá có thể được phân chia thành năm nhóm chính là protein, lipid, glucid, vitamin và chất khoáng.
2.5.1. Protein
Protein là hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử rất lớn, có cấu trúc phân tử phức tạp do các amino acid cấu tạo nên.
Protein là thành phần chủ yếu tham gia vào cấu tạo cơ thể, là thành phần chính của nguyên sinh chất tế bào. Trong thành phần hoá học của protein thường chứa: carbon (51 – 55%), hydro (6,5 – 7,3%), oxy (21,5 – 23,5%), nitrogen (16 – 17%) và một lượng nhỏ các nguyên tố khác như lưu huỳnh, phosphorus.
Trong phân tử protein, các amino acid kết hợp với nhau trong những liên kết khác nhau, chúng tạo thành các phân tử protein khác nhau về thành phần và tính chất. Giá trị dinh dưỡng của mỗi loại protein khác nhau là ở số lượng và chất lượng các acid amin tạo tạo thành. Quá trình tiêu hoá đã phân giải protein trong thức ăn thành acid amin. Các acid amin thấm qua thành ruột chuyển tới các tổ chức cơ thể, tại đây chúng được sử dụng để tổng hợp nên protein đặc hiệu cho cơ thể.
Trong protein có khoảng 20 loại amino acid phổ biến trong đó có 10 amino acid thiết yếu mà cá không có khả năng tự tổng hợp, cần phải được cung cấp qua thức ăn bao gồm: arginine, methionine, lysine, leucine, isoleucine, valine, histidine, threonine, tryptophan và phenylalanine. Trong số này thì lysine và methionine thường thiếu và cần được bổ sung nhiều hơn.
Protein có giá trị cao khi thành phần của nó có đầy đủ các acid amin cần thiết với tỉ lệ thích hợp. Sự mất cân đối acid amin sẽ dẫn đến lãng phí acid amin. Việc thiếu hay thừa bất kỳ acid amin nào cũng đều làm giảm hiệu quả sử dụng protein.
Thiếu một trong các acid amin thiết yếu sẽ dẫn đến rối loạn cân bằng đạm và rối loạn sử dụng tất cả các acid amin còn lại.
Protein đặc biệt ảnh hưởng đến tốc độ lớn của cá. Cá khi ăn thiếu protein sẽ dễ nhạy cảm với sự nhiễm trùng đường ruột và đường hô hấp, chậm lớn và dễ bị bệnh. Thiếu protein kéo dài sẽ kéo theo các triệu chứng thiếu các chất dinh dưỡng khác gây ảnh hưởng đến tình trạng chung của cơ thể và sự phát triển của cá.
Nhu cầu protein của cá thường rất cao, dao động trong khoảng 24 – 54% của thức ăn với mức trung bình 30% (Lê Thanh Hùng, 2000).
Nhu cầu protein ở cá ăn thực vật và ăn tạp thường thấp hơn ở cá ăn động vật.
Cá nhỏ thường có nhu cầu protein cao hơn so với cá trưởng thành. Nhu cầu protein đối với cá nuôi ở mật độ cao (nuôi trong bể, lồng) cũng cao hơn so với cá nuôi ở mật độ thấp (nuôi trong ao, đầm). Ngoài ra, nhu cầu protein còn chịu ảnh hưởng bởi môi trường nuôi, năng lượng trong thức ăn, lượng thức ăn hàng ngày, chất lượng và loại thức ăn sử dụng, chất lượng di truyền của cá giống,…
Hàm lượng protein luôn là yếu tố quan trọng hàng đầu trong thức ăn của cá.
Protein trong thức ăn sẽ được sử dụng cho sinh trưởng cơ thể khi hàm lượng lipid và carbonhydrate được cung cấp đầy đủ. Vì vậy, để sử dụng protein có hiệu quả cao thì thức ăn cần phải cung cấp đầy đủ năng lượng, vitamin và muối khoáng.
2.5.2 Lipid
Lipid là thành phần dinh dưỡng giàu năng lượng, có khả năng thay thế một phần protein trong thức ăn. Lipid là nguồn sinh năng lượng rất quan trọng. Năng lượng do lipid cung cấp gấp khoảng 2,25 lần protein hay glucid.
Lipid còn là dung môi hoà tan tốt cho các vitamin A, D và là nguồn gây hương vị hấp dẫn cho thức ăn tôm cá.
Lipid gồm lipid đơn giản và lipid phức tạp trong đó phospholippid là một lipid rất quan trọng và cần thiết, không thể thiếu trong thức ăn của cá. phospholipid ảnh hưởng tích cực trong cơ chế chuyển hoá chất béo, đẩy nhanh sự tăng trưởng của cá từ khi nhỏ cho đến khi thành thục.
Thành phần chính của lipid là các acid béo, do đó phần quyết định tính chất của lipid thuộc về các acid béo. Trong lipid tự nhiên có hơn 60 acid béo khác nhau gồm acid béo no và acid béo chưa no. Các acid béo chứa nhiều nối đôi thường có giá trị thực phẩm cao.
Nhu cầu các acid béo thiết yếu đối với cá vào khoảng 2% (khi cá còn nhỏ) và 1% (khi cá lớn) tính theo tổng số năng lượng trong khẩu phần. Việc tăng liều lượng vitamin B1 trong khẩu phần sẽ giúp cơ thể tổng hợp tất cả các acid béo chưa no thiết yếu. Đảm bảo tính cân đối của acid béo trong thành phần chất béo khi xây dựng công thức thức ăn cho cá là rất quan trọng. Tỷ lệ đó trong khẩu phần là 1% acid béo chưa no có nhiều nối đôi, 30% các acid béo no và 60% acid oleic (Nguyễn Văn Thoa và Bạch Thị Quỳnh Mai, 1996).
Nhu cầu các acid béo thiết yếu đối với cá lúc nhỏ cao hơn cá đã trưởng thành cho nên việc bổ sung thêm mỡ cá hay dầu gan cá vào thức ăn cá nuôi ở giai đoạn đầu là rất cần thiết. Việc bổ sung lipid vào thức ăn có ảnh hưởng lớn lên tăng trưởng và hiệu quả sử dụng protein nhờ tác dụng chia sẻ nhu cầu năng lượng của protein.
Nhu cầu lipid của cá được xác định dựa vào nhu cầu về năng lượng, yêu cầu về acid béo cần thiết, nhu cầu về phospholipid, cholesterol, đặc điểm sống và dự trữ lipid của loài.
Khuynh hướng chung hiện nay là sử dụng nhiều hơn chất béo trong khẩu phần thức ăn cho cá do có thể hạ giá thành và nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn.
Song, nếu sử dụng nhiều chất béo hơn so với nhu cầu của cá sẽ dẫn đến hiện tượng tích mỡ trong gan gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe và sinh trưởng của cá.
2.5.3 Glucid
Trong dinh dưỡng, vai trò chính của glucid là sinh năng lượng. Tùy theo giống loài cá mà năng lượng của khẩu phần thức ăn là do glucid cung cấp. Ngoài vai trò sinh năng lượng, ở mức độ nhất định, glucid có cả vai trò tạo hình vì có mặt trong tế bào và tổ chức thịt cá (glycogen).
Nhu cầu glucid ở cá khác nhau và còn tùy thuộc vào mức độ trưởng thành của cá. Chuyển hoá glucid liên quan chặt chẽ với chuyển hoá protein và lipid. Cung cấp đủ glucid trong thức ăn sẽ làm giảm phân hủy protein đến mức tối thiểu. Khả
năng tích chứa glucid trong cơ thể rất có giới hạn. Lượng glucid thừa dễ dàng chuyển hóa thành lipid tích trữ trong các tổ chức mô dự trữ của cơ thể.
Glucid theo nhu cầu dinh dưỡng cá chủ yếu là tinh bột. Tinh bột là thành phần dinh dưỡng chính của các loại hạt ngũ cốc và đậu. Tinh bột sau khi ăn vào sẽ được cá sử dụng cho nhu cầu năng lượng của cơ thể và dự trữ dưới dạng glycogen trong gan và cơ. Sự biến đổi của tinh bột trong cơ thể cá cũng không tách rời khỏi sự tạo thành glucose rồi tạo thành glycogen là nguồn dinh dưỡng cho các cơ, cơ quan và hệ thống dưới dạng chất sinh năng lượng.
Tinh bột là nguồn năng lượng rẻ nhất trong thức ăn cho cá. Mặc dù không phải là chất dinh dưỡng thiết yếu đối với cá nhưng bổ sung tinh bột giúp giảm giá thành thức ăn và tăng cường khả năng kết dính trong quá trình đùn ép viên thức ăn.
Thành phần tinh bột trong thức ăn giúp sản xuất thức ăn viên nổi khi được đùn ép ở điều kiện nhiệt độ cao. Nấu hoặc hấp chín tinh bột sẽ tăng cường khả năng hấp thụ ở cá nuôi.
Cellulose là một glucid thường có mặt bên cạnh tinh bột trong các nguồn nguyên liệu chứa tinh bột. Vai trò của cellulose trong thức ăn không phải ở chỗ sinh năng lượng mà là khả năng điều hoà bài tiết và kích thích các hệ vi khuẩn có ích ở ruột, tạo điều kiện tốt nhất cho chức phận tổng hợp của chúng.
2.5.4 Vitamin
Vitamin là chất hoạt tính, là một bộ phận tạo thành các enzym tham gia vào việc trao đổi chất. Vitamin là chất không sinh nhiệt và không tham gia vào cấu tạo các tổ chức tế bào. Vitamin phần lớn không được tổng hợp trong cơ thể mà phải được cung cấp từ nguồn thức ăn.
Vitamin được phân chia thành hai nhóm là nhóm vitamin tan trong chất béo (gồm các vitamin A, D, E, K) và nhóm vitamin tan trong nước (gồm có vitamin C, các vitamin nhóm B và một số khác).
Vai trò các vitamin đối với cơ thể rất to lớn, cần thiết cho các chức phận chuyển hóa chủ yếu của cơ thể trong đó có quá trình đồng hóa và sử dụng các chất dinh dưỡng cũng như quá trình xây dựng tế bào và tổ chức cơ thể.
Vitamin là chất không thể thiếu được trong đời sống của sinh vật. Nếu thiếu vitamin thì hoạt động của một số nhóm enzym sẽ bị mất khả năng, dẫn đến việc rối loạn tiêu hóa,… làm cho sinh trưởng chậm, sức đề kháng kém dẫn đến bệnh tật và tử vong.
Trong số các vitamin thì vitamin C giữ vai trò quan trọng nhất nhờ khả năng chống oxy hóa và hỗ trợ hệ miễn dịch của cá. Vitamin C rất cần thiết cho sự tạo thành các mô liên kết, làm lành các vết thương. Vitamin C giúP sự hấp thụ sắt trên
cá nên giúp cá tránh hiện tượng xuất huyết. Ngoài ra, vitamin C còn tham gia với vitamin E phòng chống sự oxy hóa các lipid trong các mô tế bào.
Sự thiếu hụt vitamin C ở cá thường dẫn đến những biểu hiện như biến dạng cột sống, xuất huyết dưới da, mô sụn nền của mang cá bị tổn thương dẫn đến mang cá bị xê lệch vị trí, mất sắc tố dẫn đến cá có màu nhợt nhạt và cá dễ bị xay xát khi đánh bắt. Thức ăn thiếu vitamin C thường dẫn đến khả năng kháng bệnh vi khuẩn (Lê Thanh Hùng, 2000).
Nhu cầu hàm lượng vitamin của động vật thủy sản rất ít. Nhu cầu toàn bộ của mỗi kg thể trọng cá về các vitamin chỉ khoảng mấy chục mg mỗi ngày. Tuy ít như vậy nhưng thiếu bất kỳ một vitamin nào cũng sẽ là nguyên nhân của nhiều rối loạn chuyển hóa quan trọng. Vì vậy, trong thành phần thức ăn không được để thiếu vitamin.
Việc bổ sung vitamin vào thức ăn là cần thiết khi sử dụng thức ăn nhân tạo.
Các vitamin thường được bổ sung chung dưới dạng premix vitamin riêng lẽ hay chung với khoáng. Khuynh hướng của người sản xuất hiện nay là thường bổ sung một lượng lớn vitamin vào thức ăn để phòng ngừa sự thiếu hụt hay sự thay đổi, biến chất các vitamin trong quá trình bảo quản (Lê Thanh Hùng, 2000).
2.5.5 Các chất khoáng
Khoáng bao gồm các nguyên tố vô cơ cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cá. Chất khoáng tham gia vào tất cả các phản ứng sinh hoá trong cơ thể. Hoạt tính sinh học của các chất khoáng thể hiện cao nhất dưới các dạng ion hóa tức dạng liên kết với các hợp chát hữu cơ chứ không phải dạng các nguyên tố.
Căn cứ theo nhu cầu, khoáng được chia làm hai nhóm là khoáng đa lượng và khoáng vi lượng. Khoáng đa lượng bao gồm Ca, P, K, Mg, Na, Cl, S thường được sử dụng trong điều hòa áp suất thẩm thấu cơ thể, cấu tạo xương,… Nhóm khoáng vi lượng bao gồm Cu, Fe, Zn,… tuy cần với lượng rất thấp nhưng lại có vai trò quan trọng trong tạo các nhóm chức của enzyme, hormone, điều hòa quá trình sinh tổng hợp protein,…
Vai trò các chất khoáng đối với cá rất đa dạng, chủ yếu là quá trình tạo hình đặc biệt là vỏ, xương, vây; tham gia vào quá trình tạo protein, các quá trình enzyme, điều hoà chuyển hóa nước, duy trì tính ổn định môi trường bên trong cơ thể trong điều kiện thành phần thức ăn luôn khác nhau, làm tăng sức chịu đựng của cá nuôi với các yếu tố môi trường bên ngoài và tăng sức đề kháng đối với nhiễm trùng.
Lượng chất khoáng chiếm khoảng 2 – 4% trọng lượng cơ thể cá. Tuy cá có khả năng hấp thụ một số khoáng từ môi trường nước qua mang và da nhưng trong thức ăn cần thiết phải cung cấp thêm chất khoáng để bổ sung những thiếu hụt so với
nhu cầu. Các chất khoáng có mặt trong nguyên liệu thức ăn với hàm lượng lớn từ hàng chục đến hàng trăm mg% (Nguyễn Văn Thoa và Bạch Thị Quỳnh Mai, 1996).
Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần thức ăn được xác định bởi các yếu tố sau:
- Một sự cân bằng giữa các thức ăn năng lượng và sinh trưởng (carbohydrate, lipid và protein) nhằm đảm bảo sự cung cấp vật liệu năng lượng cho hoạt động đồng hóa tối hảo và vật liệu sống cho sự phát triển bao gồm kiến tạo mô, sinh sản và thành lập các sản phẩm mà cỏ thể cần (hemoglobin, hormone, enzyme,…).
- Sự hiện diện của các nguyên tố (khoáng chất) nhất là nguyên tố vi lượng và chất xúc tác cần thiết (vitamin).
- Sự cung cấp đầy đủ thức ăn bổ sung.
Ngoài ra, giá trị dinh dưỡng của khẩu phần thức ăn còn được xác định bởi khả năng cá có thể tiêu hóa và hấp thụ tốt nhất. Nó phụ thuộc vào trạng thái vật lý của thức ăn, loại và số lượng của enzyme trong ống tiêu hóa.