English
Hoạt Động - Sự Kiện, Kỹ Thuật Nuôi
Ảnh Hưởng Của Khẩu Phần Thủy Phân Đầu Cá Ngừ Đến Tỷ Lệ Sống Và Tăng Trưởng Của Tôm Thẻ Chân Trắng Penaeus Vannamei
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm đánh giá tác động của việc thay thế bột cá ngừ bằng protein thủy phân từ đầu cá ngừ (FPH) lên hiệu quả nuôi tôm thẻ chân trắng. Thử nghiệm cho ăn được thực hiện trên 11 nhóm tôm (mỗi nhóm 30 con) với trọng lượng trung bình 4,34 g. Mỗi nhóm được nuôi trong 3 bể 150 lít và được cho ăn một trong 11 khẩu phần ăn khác nhau: 1 khẩu phần ăn đối chứng chứa bột đầu cá ngừ (40% protein thô); 9 khẩu phần ăn thay thế 50% bột đầu cá ngừ bằng thủy phân protein cá (FPH) thu được từ quá trình thủy phân 2, 3 hoặc 6 giờ, 1 khẩu phần ăn thương mại để so sánh. FPH được phân thành protein hòa tan (DS) và protein không hòa tan (DI). 3 khẩu phần ăn chứa DS thu được sau 2, 3, 6 giờ thủy phân (DS2, DS3, DS6). 3 khẩu phần ăn chứa DI thu được sau 2, 3, 6 giờ thủy phân (DI2, DI3, DI6). 3 khẩu phần ăn chứa hỗn hợp DS và DI thu được sau 2, 3, 6 giờ thủy phân (DM2, DM3, DM6). Qua 6 tuần thí nghiệm với 11 chế độ ăn khác nhau, kết quả cho thấy việc bổ sung protein hòa tan (DS) thu được từ quá trình thủy phân FPH đã cải thiện đáng kể các chỉ tiêu tăng trưởng, tỷ lệ sống và hiệu quả sử dụng thức ăn của tôm so với nhóm đối chứng. Ngược lại, protein không hòa tan (DI) và hỗn hợp DS-DI không mang lại hiệu quả tương tự. Nghiên cứu này khẳng định tiềm năng của DS trong việc nâng cao hiệu quả nuôi tôm.
Giới thiệu
Protein biển, đặc biệt là bột cá và mực, là những thành phần không thể thiếu trong thức ăn cho tôm nuôi. Chúng cung cấp một lượng lớn axit amin thiết yếu, axit béo, vitamin và khoáng chất, góp phần vào sự tăng trưởng khỏe mạnh của tôm. Nuôi tôm hiện nay phụ thuộc rất nhiều vào việc bổ sung bột cá để đáp ứng nhu cầu protein cho tôm. Năm 2006, một khảo sát toàn cầu ở 50 quốc gia cho thấy ngành nuôi trồng thủy sản tiêu thụ 3724 nghìn tấn bột cá. Phần lớn lượng bột cá này được sử dụng cho thức ăn nuôi tôm biển và cá hồi (Tacon và Metian, 2008). Điều này buộc ngành nuôi trồng thủy sản phải tìm kiếm các nguồn protein thay thế bền vững hơn, chẳng hạn như các sản phẩm phụ từ quá trình chế biến cá hoặc các nguồn protein thực vật. Do vậy, ngành nuôi trồng thủy sản cần giảm sự phụ thuộc vào bột cá và hướng đến sử dụng hiệu quả hơn các nguồn protein khác từ cá, ví dụ như sử dụng phụ phẩm từ cá làm nguồn protein hoặc lipid.
Protein thủy phân từ cá là một giải pháp đầy hứa hẹn để thay thế hoặc bổ sung cho bột cá truyền thống trong thức ăn nuôi trồng thủy sản. Với đặc tính chức năng vượt trội và giá trị dinh dưỡng cao, protein thủy phân cá đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành nuôi trồng thủy sản. Chúng không chỉ đóng vai trò là nguồn cung cấp protein chất lượng cao mà còn hoạt động như chất hấp dẫn, kích thích vị giác và cải thiện khả năng tiêu hóa của thủy sản (Aguila và cộng sự, 2007; Hardy, 1991). Quá trình thủy phân nguyên liệu cá bằng enzyme diễn ra trong điều kiện nhẹ nhàng, tạo ra sản phẩm cuối cùng có hoạt tính sinh học cao, hương vị thơm ngon và giá trị dinh dưỡng tối ưu. Điều đáng chú ý là quá trình này không sinh ra các chất độc hại, đảm bảo an toàn cho cả thủy sản và người tiêu dùng (Kristinsson và Rasco, 2000).
Ngoài các đặc tính chức năng, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thủy phân protein cá còn có các hoạt động sinh học như chống oxy hóa, hạ huyết áp và kháng khuẩn (Klompong và cộng sự, 2007; Thiansilakul và cộng sự, 2007). Bổ sung thủy phân protein cá vào khẩu phần ăn đã được chứng minh là giúp cải thiện hiệu quả tăng trưởng và sử dụng thức ăn (về hiệu quả protein và khả năng lưu giữ chất dinh dưỡng) ở cá hồi (Berge và Storebakken, 1996; Refstie và cộng sự, 2004) và ấu trùng cá chép (Carvalho và cộng sự, 1997). Nhiều nghiên cứu về sự phát triển của ấu trùng cá cho thấy việc bổ sung thủy phân protein cá giúp cải thiện cả sự tăng trưởng và phát triển hệ tiêu hóa (Cahu và cộng sự, 1999; Day và cộng sự, 1997; Zambonino-Infante và cộng sự, 1997). Trong lĩnh vực nuôi giáp xác, Anggawati và cộng sự (1990) đã thử nghiệm bổ sung thủy phân cá vào thức ăn cho tôm sú (Penaeus monodon) và nhận thấy rằng thay thế 3% bột cá bằng thủy phân cá đã thúc đẩy sự phát triển của tôm.
Nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá khả năng sử dụng thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng trong thức ăn cho tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) và so sánh hiệu quả chăn nuôi, bao gồm tỷ lệ sống, tăng trọng, tỷ lệ chuyển hóa thức ăn và tỷ lệ hiệu quả protein, giữa các nhóm tôm được cho ăn thức ăn có chứa hàm lượng thủy phân protein khác nhau.
Chuẩn bị nghiên cứu
Thành phần protein khẩu phần ăn
Cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) được đánh bắt ở Thái Bình Dương vào tháng 4 năm 2008 và được phi lê tại Công ty chế biến hải sản Hải Vương ở Nha Trang, Việt Nam. Đầu cá ngừ được thu thập, đông lạnh và vận chuyển đến Đại học Nha Trang để sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột cá và dịch thủy phân cá.
Đầu cá ngừ được băm nhỏ và trộn đều với nước cất theo tỷ lệ 1:1. Sau đó, hỗn hợp được thủy phân bằng enzyme Protamex do Novozymes AS (Đan Mạch) cung cấp với tỷ lệ enzyme 0,5% so với khối lượng đầu cá. Quá trình thủy phân được thực hiện ở 45°C và pH tự nhiên của nguyên liệu (pH ban đầu = 6,5) trong 2, 3 và 6 giờ. Để dừng phản ứng phân giải protein, hỗn hợp được duy trì ở 95°C trong 15 phút để vô hiệu hóa enzyme. Sau đó, hỗn hợp được lọc để tách xương. Dịch lọc thu được được ly tâm ở 10.000×g và 4°C trong 30 phút.
Do đó, 2 loại sản phẩm protein được sản xuất từ đầu cá ngừ vây vàng. Bột protein hòa tan: S2, S3 và S6 được sản xuất bằng cách đông khô pha hòa tan sau 2, 3 và 6 giờ thủy phân. Bột protein không hòa tan: I2, I3 và I6 được sản xuất bằng cách sấy khô bùn rắn ở 40°C sau 2, 3 và 6 giờ thủy phân. Ngoài ra, một loại bột protein khác (M2, M3 và M6) được sản xuất bằng cách đông khô dịch lọc sau khi vô hoạt enzyme bằng nhiệt mà không ly tâm.
Cả chín loại bột protein này được sử dụng để thay thế một phần bột cá từ đầu cá ngừ vây vàng trong khẩu phần ăn của tôm. Bột cá là thành phần chính trong khẩu phần ăn, cùng với bột đậu nành, cám gạo và lúa mì. Bột cá được lấy trực tiếp từ đầu cá ngừ vây vàng, và ba thành phần thực vật được cung cấp bởi công ty Long Hiệp, một công ty sản xuất thức ăn cho nuôi tôm tại Nha Trang, Việt Nam. Thành phần dinh dưỡng của các thành phần protein trong khẩu phần được đưa vào mỗi khẩu phần được nêu trong Bảng 1.
Bảng 1 Thành phần dinh dưỡng của các thành phần protein trong khẩu phần (% chất khô).
Các giá trị được báo cáo có ý nghĩa của ba lần lặp lại.
Khẩu phần ăn thử nghiệm
Mười khẩu phần ăn chứa 40% protein thô (khối lượng khô) được thiết kế để đánh giá hiệu quả của các loại bột protein từ đầu cá ngừ vây vàng. Khẩu phần đối chứng (CD) sử dụng bột đầu cá ngừ làm nguồn protein chính. 9 khẩu phần còn lại thay thế 50% bột đầu cá ngừ bằng các loại bột protein khác nhau, như được trình bày trong Bảng 2. Bột protein hòa tan: DS2 (S2), DS3 (S3), DS6 (S6). Bột protein không hòa tan: DI2 (I2), DI3 (I3), DI6 (I6). Hỗn hợp bột protein: DM2 (M2), DM3 (M3), DM6 (M6). Tất cả các khẩu phần đều chứa 15% bột đậu nành, 10% cám gạo và 3% hỗn hợp khoáng chất và vitamin. Thành phần chi tiết của mười khẩu phần ăn được trình bày trong Bảng 2. Kích thước viên thức ăn là 2 mm và được bảo quản ở 4°C cho đến khi sử dụng. Thành phần dinh dưỡng và thành phần axit amin của mỗi khẩu phần được trình bày tương ứng trong Bảng 3 và 4.
Bảng 2 Thành phần của các khẩu phần thí nghiệm (% chất khô)
1 Mỗi kg hỗn hợp khoáng chất và vitamin: Vitamin A:1000000 UI, Vitamin D3: 300000 UI, Vitamin E: 2000 mg, Vitamin K3: 500 mg, Vitamin B1: 500 mg, Vitamin B2: 320 mg, Niacine: 2000 mg, Vitamin B6: 500 mg, Inositol: 10000 mg, Biotine: 20 mg, Axit folic: 200 mg, D-Calpan: 2500 mg, Vitamin B3: 5 mg, Vitamin B12: 5 mg, Vitamin C: 10000 mg, Phốt pho: 10000 mg, Canxi: 8000 mg, Kẽm: 5000 mg, Mangan: 2000 mg, Magiê: 750 mg, Choline clorua: 5000 mg, Coban: 50 mg, Selen: 50 mg, Iốt: 20 mg.
Thử nghiệm cho ăn
Tôm được chọn cho ăn thử nghiệm thuộc loài Penaeus vannamei, được sử dụng trong thí nghiệm có trọng lượng trung bình 4,34± 0,08 g và được cung cấp bởi Trung tâm Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Nha Trang (Việt Nam).
Thử nghiệm cho ăn được thực hiện tại Đại học Nha Trang trong 6 tuần để xác định ảnh hưởng của các khẩu phần ăn thử nghiệm đó đến tỷ lệ sống và tăng trưởng của tôm và so sánh với khẩu phần ăn thương mại (RD) do công ty Uni-President (Việt Nam) cung cấp được sử dụng làm khẩu phần ăn tham khảo.
Thử nghiệm cho ăn này được thực hiện bằng 33 bể có dung tích 150 L (50×60×50 cm). Những bể này được lắp đặt trong hệ thống tuần hoàn nước bao gồm bể lắng, bộ lọc sinh học và máy bơm. Khi bắt đầu thí nghiệm, 11 nhóm tôm (30 con/bể) được phân ngẫu nhiên vào các bể. Mỗi khẩu phần thức ăn được thử nghiệm trên 3 bể và được cho ăn 2 lần/ngày vào lúc 8h và 17h với lượng thức ăn cố định 5% trọng lượng tôm ban đầu. Tôm được cho ăn bằng tay 2 lần/ngày vào lúc 8h và 17h. Ở mỗi lần cho ăn, khẩu phần tương ứng với từng bể được chia trên một khay cho ăn có đường kính 30 cm. Các khay cho ăn được lấy ra 3 giờ sau mỗi lần cho ăn và thức ăn thừa được thu gom riêng biệt khỏi mỗi bể và đông lạnh ở -20°C. Khi kết thúc thí nghiệm, thức ăn thừa của mỗi bể được sấy khô ở 105°C cho đến khi đạt khối lượng không đổi và sau đó cân.
Trọng lượng tôm được đo 3 tuần một lần. Dựa trên kết quả đo, khẩu phần thức ăn hàng ngày cho mỗi bể được điều chỉnh lại để đảm bảo lượng thức ăn cung cấp cho tôm luôn là 5% tổng trọng lượng tôm trong bể.
Tất cả các bể chứa được làm sạch hàng ngày bằng cách hút các chất thải tích lũy. Trong thời gian thí nghiệm, nhiệt độ nước dao động từ 27 đến 29°C, oxy hòa tan dao động từ 5 đến 6,5 mg/L, độ mặn dao động từ 23 đến 26‰, pH dao động từ 7 đến 8.
Tỷ lệ sống và các thông số tăng trưởng
Tỷ lệ sống được tính bằng tỷ lệ giữa số lượng tôm sống sót sau thí nghiệm và số lượng tôm ban đầu. Mức tăng trọng tuyệt đối (AWG) được tính bằng cách lấy trọng lượng trung bình của tôm sau thí nghiệm trừ đi trọng lượng trung bình ban đầu. Mức tăng trọng tương đối (RWG) được tính bằng cách chia AWG cho trọng lượng trung bình ban đầu.
Bên cạnh việc tăng trọng, các thông số liên quan đến tăng trưởng khác đã được xác định để đánh giá cả việc sử dụng thức ăn của tôm (lượng thức ăn FI) và ảnh hưởng của lượng thức ăn ăn vào đến tăng trọng (tỷ lệ chuyển đổi thức ăn FCR và tỷ lệ hiệu quả protein PER). Vì khẩu phần được ngâm trong nước trong quá trình thử nghiệm nên các thử nghiệm độ ổn định của nước đã được thực hiện để tính đến sự mất đi chất khô (LDM) và mất protein thô (LCP) trong quá trình thử nghiệm. thí nghiệm được thực hiện như sau: 5 g thức ăn viên cho mỗi khẩu phần được cho vào bình 200 mL chứa nước muối (độ mặn 25‰), bình được lắc nhẹ (30 vòng/phút) ở 28°C để mô phỏng các điều kiện động lực học ở đáy bể nuôi. Sau 3 giờ, chất lơ lửng còn lại được thu hồi bằng cách lọc dung dịch muối qua vải lưới 1 mm. Chất giữ lại sau đó được sấy khô ở 105°C cho đến khi thu được khối lượng không đổi.
Mức độ hao hụt chất khô (LDM) và mức độ hao hụt protein thô (LCP) trong quá trình ngâm thức ăn được tính toán dựa trên các phương trình sau (Cruz-Suárez và cộng sự, 2001):
%LDM = [(DWi – DWf) / Dwi] x 100
trong đó DWi và DWf lần lượt là trọng lượng khô của thức ăn trước và sau khi ngâm Mức độ hao hụt chất khô thu được từ phần trăm protein thô của thức ăn khô khi bắt đầu thí nghiệm (được ký hiệu là % Pi) và của phần thức ăn còn lại sau khi ngâm (cũng ở dạng khô), được ghi chú là %Pf.
%LCP = [%Pi x 100-% Pf x (100 − %LDM)]/%Pi
Lượng thức ăn ăn vào của tôm trong các thử nghiệm được ước tính bằng chênh lệch giữa trọng lượng khô của thức ăn được cung cấp ban đầu và trọng lượng khô của thức ăn thừa còn lại trong khay cho ăn sau 3 giờ thử nghiệm. Sự khác biệt này được chia cho số lượng tôm trong mỗi bể, do đó thu được hệ số lượng thức ăn FI (Refstie và cộng sự, 2004). Thông số này được hiệu chỉnh để trừ đi sự hao hụt chất khô trong quá trình ngâm, theo phương trình:
FIadj = FI x (1 – LDM/100)
Lượng thức ăn ăn vào của tôm có liên quan đến mức tăng trọng tuyệt đối (AWG) của chúng thông qua Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (Hernández và cộng sự, 2008).
FCR = FIadj/(AWG)
Cuối cùng, Tỷ lệ Hiệu quả Protein (PER) được tính bằng khối lượng tăng trọng tuyệt đối trên khối lượng protein tiêu thụ.
PER = AWG/[( lượng chất đạm x (1 −LCP/100 )]
= AWG/[(Fi x Pi x (1- LCP/100)]
Phân tích hóa học
Thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu thô và khẩu phần thử nghiệm được xác định theo các phương pháp chính thức được Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thức (AOAC) công nhận.
Độ ẩm và hàm lượng khoáng chất được xác định bằng trọng lượng bằng cách nung mẫu ở nhiệt độ tương ứng là 105°C và 600°C (AOAC, 1990). Hàm lượng protein thô được tính bằng phương pháp Kjeldahl, sử dụng hệ số chuyển đổi là 6,25. Lipid được chiết xuất và định lượng theo phương pháp được mô tả bởi Folch và cộng sự (1957). Hàm lượng chất xơ thô được xác định là cặn hữu cơ còn lại sau khi xử lý tuần tự các mẫu bằng axit và kiềm (AOAC, 1990).
Chiết xuất không chứa nitơ (NFE) được tính bằng chênh lệch so với thành phần dinh dưỡng của nó, theo phương trình (Sudaryono và cộng sự, 1996):
%NFE = 100− (% protein + % lipid + % tro + % chất xơ thô)
Thành phần axit amin được xác định theo một nghiên cứu trước đó (Kechaou và cộng sự, 2009). Các mẫu được thủy phân với 200 μL HCl 6 N trong môi trường nitơ ở 118°C trong 18 giờ. Sau đó, các mẫu được làm khô hoàn toàn trong môi trường khí nitơ và sau đó được pha loãng bằng cách thêm 2,5 mL nước. Phân tích axit amin được thực hiện bằng quy trình EZ:faast™ (Phenomenex, Hoa Kỳ) bao gồm bước chiết pha rắn, sau đó là tạo dẫn xuất và chiết lỏng/lỏng. Một phần dịch từ pha hữu cơ được phân tích trên hệ thống GC-FID (Perkin Elmer Autosystem XL).
Sự phân bố trọng lượng phân tử của peptide trong dịch thủy phân được phân tích bằng sắc ký lọc gel (Nguyen và cộng sự, 2011). Các phần trọng lượng phân tử được phân tách bằng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được trang bị cột loại trừ kích thước (Superdex Peptide 10/300 GL, GE Healthcare UK Ltd, Chalfont, UK). Pha động gồm nước với axit trifluoroacetic 0,1% và acetonitril 0,5% (70:30), tốc độ dòng là 0,5 mL/phút. Sắc ký được theo dõi bằng cách đo độ hấp thụ ở bước sóng 214 nm. Cột được hiệu chuẩn với các chất chuẩn: ribonuclease A (13 700 Da), aprotinin (6500 Da), renin (1760 Da), vasopressine (1084 Da) và leucine (294 Da). Phạm vi trọng lượng phân tử của các phần khác nhau được dựa trên thời gian lưu của các phần được thu thập và được xác định từ đường cong chuẩn.
Phân tích thống kê
Một chương trình thống kê (SPSS, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) đã được sử dụng để xử lý dữ liệu và phân tích thống kê. Dữ liệu được phân tích phương sai (ANOVA). Thử nghiệm đa phạm vi của Duncan là một quy trình so sánh nhiều lần được sử dụng để xác định sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức (Tang và cộng sự, 2008). Sự khác biệt được coi là có ý nghĩa ở mức P<0,05.
Kết quả
Thành phần protein khẩu phần ăn
Như trình bày trong Bảng 1, bột protein hòa tan có hàm lượng protein cao nhất (87,1–88,2%), tiếp theo là bột đầu cá ngừ (63,4%), bột protein không hòa tan (52,5–59,1%) và hỗn hợp bột protein (ít hơn 50%). Về hàm lượng lipid, hàm lượng lipid cao nhất được tìm thấy trong hỗn hợp bột protein (hơn 40%), tiếp theo là bột protein không hòa tan (khoảng 30%), bột đầu cá ngừ (12 %) và cuối cùng là bột protein hòa tan (hơn 1%). Ít nhất, về hàm lượng tro, bột đầu cá ngừ có hàm lượng cao nhất (hơn 21%), trong khi hàm lượng tro của dịch thủy phân thấp hơn gần ba lần. Sự phân bố trọng lượng phân tử của các peptide của ba loại bột protein hòa tan S2, S3 và S6 được trình bày trên Hình 1. Hầu hết các peptide (63-67%) trong cả ba loại bột protein đều có trọng lượng phân tử dưới 2000 Da. Không có sự khác biệt đáng kể về phân bố trọng lượng phân tử giữa các loại bột protein, bất kể thời gian thủy phân.
Hình 1. Sự phân bố trọng lượng phân tử của peptide trong dịch thủy phân đầu cá ngừ.
Khẩu phần ăn thử nghiệm
Bảng 3 và 4 tóm tắt thành phần dinh dưỡng của 11 khẩu phần ăn thử nghiệm. Mức protein tương tự nhau (gần 40%) trong tất cả các khẩu phần. Ba mức lipid được sử dụng: 7% (đối chứng, DS và khẩu phần thương mại), 11–14% (DI) và 19–21% (DM). Hai mức tro được sử dụng: 10% cho 9 loại thức ăn thử nghiệm và 14% cho khẩu phần đối chứng và khẩu phần thương mại. Chỉ có hàm lượng chất xơ thô là không thay đổi bất kể loại thức ăn nào (2–2,3%). Tổng hàm lượng axit amin dao động từ 30 đến 33 g/100 g. Hàm lượng axit amin thiết yếu thay đổi trong phạm vi nhỏ (16,5–17,8 g/100 g) và chiếm hơn một nửa (54–55%) tổng số axit amin.
Bảng 3 Thành phần dinh dưỡng của các khẩu phần thí nghiệm (% chất khô).
Các giá trị được báo cáo có ý nghĩa của ba lần lặp lại.
Bảng 4 Thành phần axit amin của khẩu phần thí nghiệm (% chất khô).
EAA: axit amin thiết yếu; NEAA: Axit amin không thiết yếu *Yêu cầu được đề xuất (Akiyama và cộng sự, 1992).
Tính ổn định của thức ăn trong nước biển
Mức độ hao hụt chất khô và protein thô của 11 khẩu phần được thể hiện trong Bảng 5. Sau 3 giờ ngâm, khẩu phần DI có độ ổn định cao nhất trong nước, cũng như khẩu phần thương mại tham khảo. Khẩu phần DS thể hiện độ ổn định trong nước thấp hơn, trong khi mức độ hao hụt chất khô và protein thô lớn nhất được quan sát thấy ở khẩu phần thuộc loại DM.
Bảng 5 Tỷ lệ mất chất khô và mất protein thô của 11 khẩu phần được nghiên cứu
Các giá trị được báo cáo có ý nghĩa của ba lần lặp lại. Các giá trị trung bình trong cùng một cột có chữ cái đầu khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0,05).
Tỉ lệ sống
Tôm được cho ăn 11 khẩu phần trong 6 tuần. Tỷ lệ sống của tôm sau đợt cho ăn này dao động từ 82,2 đến 97,8%. Tỷ lệ sống cao nhất đạt được ở các nhóm được nuôi bằng khẩu phần ăn DS, với giá trị tỷ lệ sống cao hơn 96,7%. Ngược lại, tỷ lệ sống thấp nhất được ghi nhận khi tôm được cho ăn thức ăn loại DM (82,2% đối với DM2, 83,3% đối với DM3). Loại thức ăn DI được đánh giá là trung bình với tỷ lệ sống lên tới 90%.
Tăng trọng
11 nhóm tôm có trọng lượng trung bình ban đầu là 4,34 ± 0,08 g và đạt trọng lượng cuối cùng từ 8,55 đến 10,44 g, như thể hiện trong Bảng 6. Tăng trọng tuyệt đối dường như bị ảnh hưởng đáng kể bởi loại khẩu phần ăn. Thật vậy, khẩu phần có chứa bột protein hòa tan (DS) đã dẫn đến giá trị tăng trọng cao nhất (5,78 đến 6,22 g), tiếp theo là khẩu phần ăn loại DI (5,29 đến 5,71) và khẩu phần ăn loại DM (4,15 đến 5,07). Mức tăng trọng kém nhất được quan sát thấy ở tôm được cho ăn khẩu phần ăn DM2 (4,15 g).
Bảng 6 Các giá trị về tỷ lệ sống, tăng trọng, lượng ăn vào được điều chỉnh, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ hiệu quả sử dụng protein của 11 khẩu phần được nghiên cứu.
AWG: Tăng trọng tuyệt đối; RWG: Tăng trọng tương đối; FIadj: Lượng ăn vào được điều chỉnh; FCR: Hệ số chuyển đổi thức ăn; PER: Tỷ lệ hiệu quả sử dụng protein. Các giá trị được báo cáo có ý nghĩa của ba lần lặp lại. Các giá trị trung bình trong cùng một cột có chữ cái đầu khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0,05).
Tăng trọng tăng theo thời gian thủy phân đối với khẩu phần DS và DM. Tuy nhiên, tăng trọng giảm theo thời gian thủy phân đối với khẩu phần DI. Bốn khẩu phần (DS2, DS3, DS6 và DI2) cho kết quả tương đương hoặc tốt hơn so với thức ăn thương mại.
Mức tăng trọng tương đối cao hơn so với thức ăn đối chứng ở hầu hết các nhóm. Hơn nữa, DS2 và DI2 tương đương với thức ăn thương mại (134%) trong khi DS3 và DS6 cao hơn thức ăn thương mại (lên tới 147%). Mối quan hệ tích cực giữa thời gian thủy phân và tăng trọng tương đối đối với DS và DM (DS6> DS3> DS2 và DM6> DM3> DM2). Ngược lại, Mối quan hệ nghịch đảo giữa thời gian thủy phân và tăng trọng tương đối đối với DI (DI2> DI3> DI6).
Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR)
Bảng 6 tóm tắt lượng thức ăn tiêu thụ (FIadj) và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) của tôm. FCR dao động từ 1,72 đến 2,22 cho 9 khẩu phần chứa chất thủy phân. Tất cả các khẩu phần (trừ DM2 và DM3) có FCR tốt hơn so với đối chứng (2,01). Không có mối quan hệ rõ ràng giữa tỷ lệ chuyển đổi này và thời gian thủy phân ngoại trừ khẩu phần DM.
Tỷ lệ hiệu quả protein
Bảng 6 thể hiện tỷ lệ hiệu quả protein (PER) của các khẩu phần thí nghiệm. Nhóm sử dụng bột hòa tan (DS) đạt PER cao nhất (từ 1,46 đến 1,48), tiếp theo là nhóm bột không hòa tan (DI, từ 1,32 đến 1,37) và thấp nhất là nhóm hỗn hợp protein (DM, từ 1,15 đến 1,26). Ngoại trừ nhóm DM, tất cả các nhóm còn lại đều có PER tương đương hoặc cao hơn khẩu phần đối chứng (1,27). Nhóm DS thậm chí còn cho PER cao hơn cả khẩu phần thương mại (1,33).
Kết quả cho thấy khẩu phần đối chứng (bột đầu cá ngừ) có hiệu quả tương đương khẩu phần thương mại về mặt tăng trưởng, tỷ lệ sống, ngoại trừ mức tăng trọng thấp hơn. Khẩu phần DS (bột protein hòa tan) có hiệu quả tương đương hoặc tốt hơn khẩu phần thương mại về tất cả các thông số. Khẩu phần DI2 (bột protein không hòa tan) có hiệu quả tương đương khẩu phần thương mại. Tuy nhiên, khẩu phần ăn DI3 gây bất lợi về mặt tăng trọng tương đối và khẩu phần ăn DI6 dẫn đến tỷ lệ sống thấp hơn. Cuối cùng, hiệu suất chăn nuôi (tức là tỷ lệ sống, tăng trọng, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ hiệu quả protein) của khẩu phần DM (hỗn hợp protein) có hiệu quả kém hơn đáng kể so với khẩu phần thương mại.
Thành phần hóa học của cơ tôm
Thành phần dinh dưỡng của cơ tôm lúc bắt đầu và kết thúc thí nghiệm được thể hiện trong Bảng 7. Đối với tất cả các khẩu phần ăn, hàm lượng protein trong cơ tôm tăng lên trong quá trình thử nghiệm cho ăn. Tôm được cho ăn thức ăn loại DS có hàm lượng protein trong cơ cao nhất. Đối với tất cả các khẩu phần ăn khác (DI2, DI3, DI6, DM2, DM3, DM6, CD và RD), không thấy sự khác biệt đáng kể về hàm lượng protein trong cơ tôm. Về hàm lượng lipid và khoáng chất, cả hai đều cho thấy xu hướng tăng lên trong 6 tuần cho ăn.
Bảng 7 Thành phần dinh dưỡng của cơ tôm lúc bắt đầu và khi kết thúc thí nghiệm (% trọng lượng tươi).
Các giá trị được báo cáo có ý nghĩa của ba lần lặp lại. Các giá trị trung bình trong cùng một cột với các chữ cái chỉ số trên khác nhau thì khác nhau đáng kể (P<0,05).
Thảo luận
Nhiều nghiên cứu đã khẳng định mối liên hệ mật thiết giữa chất lượng thức ăn, đặc biệt là nguồn protein, với tỷ lệ sống và sự phát triển của tôm (Cahu & Zambonino-Infante, 2001; Cruz-Suárez và cộng sự, 1992; Sudaryono và cộng sự, 1995, 1996). Tỷ lệ sống của tôm trong thí nghiệm này tương đối cao (trên 82%), cho thấy tất cả các khẩu phần ăn đều đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cơ bản của tôm. Hai khẩu phần DS3 và DS6 có tỷ lệ sống cao hơn so với khẩu phần đối chứng. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây, chứng minh khả năng cải thiện tỷ lệ sống của động vật khi bổ sung protein thủy phân vào khẩu phần ăn. Ví dụ, Kvåle và cộng sự (2002) ghi nhận tỷ lệ sống của ấu trùng cá bơn đạt 67% khi bổ sung 10% protein thủy phân từ cá tuyết và mực vào khẩu phần ăn, so với 57% ở nhóm đối chứng. Tương tự, Cahu và cộng sự (1999) cũng nhận thấy tỷ lệ sống của ấu trùng cá vược tăng từ 39% lên 47% khi thay thế 25% bột cá bằng dịch thủy phân protein cá thương mại.
Nghiên cứu này cho thấy việc bổ sung bột protein hòa tan (S2, S3 và S6) vào khẩu phần ăn có thể thúc đẩy đáng kể khả năng tăng trưởng của tôm. Tôm được cho ăn thức ăn có chứa protein hòa tan tăng trưởng tốt hơn so với nhóm đối chứng. Hiệu quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây trên cá hồi, cá vàng, cá chép và cá đù vàng. Hiệu ứng tích cực này có thể là do Protein hòa tan dễ tiêu hóa và hấp thu hơn so với protein nguyên chất, quá trình thủy phân protein giải phóng axit amin tự do và các hợp chất nhỏ kích thích tôm ăn nhiều hơn, các chất dinh dưỡng được hấp thu tốt hơn dẫn đến tăng trưởng nhanh hơn.
Ngược lại với hiệu quả tích cực của protein hòa tan (DS) và protein không hòa tan (DI), việc sử dụng hỗn hợp bột protein (DM) trong khẩu phần ăn lại dẫn đến kết quả bất lợi cho cả tỷ lệ sống và sự phát triển của tôm. Theo thành phần dinh dưỡng, tác động tiêu cực của nhóm DM có thể xuất phát từ hàm lượng lipid cao. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh mối liên hệ nghịch đảo giữa hàm lượng lipid trong thức ăn và tỷ lệ sống, cũng như tốc độ tăng trưởng của tôm. Cụ thể, khẩu phần DM2 có hàm lượng lipid cao nhất (21,1%) dẫn đến tỷ lệ sống và tăng trọng thấp nhất (lần lượt là 82,2% và 94,32%). Akiyama và cộng sự (1992) cho biết hàm lượng lipid tối ưu cho tôm sú (Penaeus monodon) là từ 6 đến 7,5%. Hàm lượng lipid cao hơn 10% sẽ dẫn đến tỷ lệ tử vong tăng và tốc độ tăng trưởng giảm. Tuy nhiên, Guillaume và cộng sự (1999) lại nhận thấy hàm lượng lipid trên 15% không ảnh hưởng đến sự phát triển của tôm thẻ chân trắng (Penaeus chinensis). Vì vậy, Nhu cầu dinh dưỡng về lipid có thể khác nhau giữa các loài tôm. Tuy nhiên, hàm lượng lipid cao trong khẩu phần DM (trên 20%) có thể dẫn đến mất cân bằng dinh dưỡng và giảm khả năng tiêu hóa thức ăn của tôm (Aranyakananda & Lawrence, 1994; Refstie và cộng sự, 2004).
Nhiều nghiên cứu đã khẳng định tầm quan trọng của nguồn protein và chất lượng thức ăn đối với sự tăng trưởng của tôm (Kureshy & Davis, 2002; Rajyalakshmi và cộng sự, 1986; Sudaryono và cộng sự, 1995). Trong số các yếu tố ảnh hưởng, nguồn protein đóng vai trò chủ chốt trong việc thúc đẩy tốc độ tăng trưởng của tôm (Sudaryono và cộng sự, 1995). Bột cá, được sử dụng làm nguồn protein chính trong thức ăn thủy sản cho các loài này, đã được thay thế bằng các nguồn protein khác như bột cua (Goytortúa-Bores và cộng sự, 2006), bột mực (Cruz-Ricque và cộng sự, 1987), bột phụ phẩm tôm (CruzSuárez và cộng sự, 1993), bột phụ phẩm cá (Hernández và cộng sự, 2004), bột phụ phẩm gia cầm (Cruz-Suárez và cộng sự, 2007; Davis và Arnold, 2000) và thủy phân protein cá (Aguila và cộng sự, 2007; Córdova-Murueta và García-Carreño, 2002).
Quá trình thủy phân cá hoặc phụ phẩm cá bằng enzyme tạo ra chất thủy phân protein cá (FPH) giàu peptide trọng lượng phân tử thấp hòa tan. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra mối liên hệ giữa trọng lượng phân tử peptide trong FPH và sự sống sót, phát triển của ấu trùng cá. Vì vậy, vai trò của peptide ngắn trong khẩu phần ăn đối với sự phát triển của ấu trùng đã được một số tác giả nghiên cứu. Ví dụ, Zambonino-Infante et al. (1997) cho thấy việc thay thế 20% bột cá bằng di-và tri-peptide (thu được từ quá trình thủy phân bột cá) giúp cải thiện cả sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của ấu trùng cá vược. Espe et al. (1993) giải thích rằng trọng lượng phân tử thấp của peptide giúp cơ thể ấu trùng dễ dàng đồng hóa. Tuy nhiên, Carvalho et al. (2004) nhận thấy việc bổ sung di-và tri-peptide vượt quá giới hạn trên sẽ gây bất lợi cho quá trình nuôi ấu trùng cá chép trong giai đoạn cho ăn sớm. Cahu và Zambonino-Infante (1995) cho thấy tỷ lệ sống được cải thiện khi khẩu phần được bổ sung chất thủy phân giàu peptide chuỗi trung bình. Kotzamanis et al. (2007) nhận thấy FPH chứa phần lớn các peptide trong phạm vi 500–2500 Da thúc đẩy sự phát triển của ấu trùng cá vược tốt hơn so với FPH chứa peptide trong khoảng từ 200 đến 500 Da. Trong nghiên cứu này, 3 loại FPH (S2, S3 và S6) có cấu hình trọng lượng phân tử tương tự nhau, dẫn đến sự thiếu khác biệt đáng kể về tỷ lệ sống, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ hiệu quả protein. Tuy nhiên, có thể quan sát thấy sự khác biệt nhỏ. Lượng peptide lớn hơn 7000 Da giảm theo thời gian thủy phân (15% sau 2 giờ phân giải protein, 11% sau 6 giờ) trong khi tỷ lệ axit amin tự do và dipeptide tăng (17% dưới 250 Da sau 2 giờ phân giải protein, 19% sau 6 giờ).
4 trong số 9 khẩu phần có chứa chất thủy phân (DS2, DS3, DS6 và DI2) giúp cải thiện tỷ lệ chuyển đổi thức ăn so với khẩu phần đối chứng. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Córdova-Murueta và García-Carreño (2002) cho thấy việc bổ sung protein thủy phân cá giúp cải thiện tỷ lệ chuyển đổi thức ăn ở tôm thẻ chân trắng.
Tỷ lệ hiệu quả sử dụng protein (PER) thường được coi là tiêu chí tốt để đánh giá chất lượng protein trong thức ăn thủy sản. Trong nghiên cứu này, sự khác biệt về PER giữa các khẩu phần cho thấy chất lượng protein khác nhau. Axit amin tự do đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ấu trùng tôm, đặc biệt là giai đoạn đầu. Chúng có thể đóng vai trò là chất hấp dẫn hóa học, kích thích tôm ăn. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, một số axit amin thiết yếu không được cung cấp đầy đủ trong khẩu phần. Dù vậy, tôm vẫn có tỷ lệ sống và tăng trọng cao. Do đó, cần nghiên cứu thêm để xác định ảnh hưởng của việc thiếu hụt axit amin đối với sự phát triển của tôm. Giá trị PER thấp hơn trong khẩu phần DM tương ứng với mức lipid cao nhất. Điều này phù hợp với nghiên cứu của Hu et al. (2008) cho thấy việc chuyển đổi protein không hiệu quả khi có hàm lượng lipid cao trong khẩu phần ăn ở tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei.
Trên cơ sở các kết quả nêu trên, Cần tách chiết các phân đoạn protein sau quá trình thủy phân để thu hồi protein hòa tan dùng làm thức ăn thủy sản. Tôm được cho ăn thức ăn loại DS có hàm lượng protein trong cơ cao nhất, có thể liên quan đến sự tổng hợp protein cao hơn.
Kết luận
Nghiên cứu này cho thấy rằng việc bổ sung bột protein hòa tan (DS2, DS3 và DS6) và bột protein không hòa tan (DI2) từ quá trình thủy phân đầu cá ngừ vào khẩu phần ăn có thể cải thiện đáng kể cả tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm. như tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ hiệu quả sử dụng protein. Ngược lại, việc sử dụng hỗn hợp bột protein không mang lại hiệu quả tương tự. Kết quả đã chứng minh rằng quá trình thủy phân đầu cá ngừ và sự phân tách phía sau của các phần thu được bằng cách ly tâm có tác động tích cực đến tỷ lệ sống và tăng trưởng của tôm so với việc cho ăn truyền thống bằng bột cá. Cần nghiên cứu sâu hơn để phát triển khẩu phần ăn thương mại có chứa chất thủy phân từ cá. Việc mở rộng quy trình được mô tả ở trên đòi hỏi tất cả các biến số vận hành kiểm soát quá trình thủy phân phải được tối ưu hóa để đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm dùng làm thức ăn cho tôm đồng thời hạn chế chi phí vận hành liên quan (tức là tiêu thụ năng lượng, thời gian thủy phân, v.v.).
Theo Huong Thi My Nguyen, Raúl Pérez-Gálvez, Jean Pascal Bergé
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Bình Minh Capital