Protein và acid amin trong thức ăn thủy sản

CHƯƠNG V: PROTEIN VÀ ACID AMIN TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN 1. GIỚI THIỆU Protein là thành phần chất hữu cơ chính của cơ thể ĐVTS, chiếm khoảng 60-75% trọng lượng khô của cơ thể (Halver, 1988). Protein có cấu trúc rất phức tạp. Trong thành phần hóa học của protein có chứa: carbon (50-55%); oxy (22-26%); nitơ (12-19%); hydro (6-8%); và lưu huỳnh (0-2%). Mặc dù chúng rất khác nhau về cấu trúc, chức năng, thành phần hóa học, kích thước...nhưng khi bị thủy phân chúng đều phân hũy thành các axit amin. Nhiệm vụ chính của protein là xây dựng nên cấu trúc của cơ thể. Protein trong thức ăn cung cấp các amino acid nhờ quá trình tiêu hóa và thủy phân. Trong ống tiêu hóa, các amino acid được hấp thu vào máu và đi đến các mô, cơ quan, tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein của cơ thể, phục vụ cho quá trình sinh trưởng, sinh sản và duy trì cơ thể. Do đó, nếu thức ăn không cung cấp đủ nhu cầu protein cho cá sẽ dẫn đến cá chậm lớn, hoặc ngừng tăng trưởng, thậm chí có thể giảm trọng lượng. Mặt khác, nếu lượng protein trong thức ăn vượt quá nhu cầu thì chỉ một phần được sử dụng để tạo protein mới, phần còn lại sẽ được chuyển sang dạng năng lượng, điều này sẽ làm tăng giá thành thức ăn không cần thiết. Chính vì vậy, các nhà khoa học rất chú ý và đã nghiên cứu nhu cầu protein và amino acid của cá, bắt đầu từ những năm 50, đến nay, phần lớn các đối tượng nuôi quan trọng và phân bố rộng trên toàn thế giới đã được nghiên cứu về lĩnh vực này. 2. VAI TRÒ CỦA PROTEIN - Là thành phần chủ yếu tham gia cấu tạo cơ thể, thay tổ chức cũ xây dựng tổ chức mới. - Các acid amin (AA) sẽ tham gia vào các sản phẩm protein đặc biệt có hoạt tính sinh học cao (hormon, enzyme). - AA sẽ tham gia quá trình tạo thành năng lượng ở dạng trực tiếp hay tích lũy ở dạng glucogen hay lipid. Với những chức năng quan trọng trên, không có vật chất nào có khả năng thay thế protein trong cơ thể. Khi thức ăn thiếu protein thì động vật chậm sinh trưởng, chậm phát dục, sức sinh sản giảm. Do đó, protein là chất dinh dưỡng được đặc biệt chú ý trong thức ăn. Mục đích của nuôi động vật thủy sản là biến đổi protein từ thức ăn (tự nhiên và nhân tạo) thành protein cấu tạo cơ thể động vật thủy sản có chất lượng cao. 3. SỰ TIÊU HOÁ VÀ BIẾN DƯỠNG PROTEIN 3.1. Sự tiêu hoá protein 3.1.1. Men tiêu hóa protein Nhóm men phân giải protein chính gồm có pepsin, trypsin và chymotripsine. Tiền thân của pepsin là pepsinogen do tuyến dạ dày tiết ra và lại được hoạt hóa bởi HCl cũng do chính dạ dày tiết ra. Dưới tác dụng của men pepsin trong môi trường acid, protein được thuỷ phân thành polypeptid. Ở nhóm cá không có dạ dày không có tiết ra men pepsin. 40 Polypeptid từ dạ dày được chuyển xuống ruột non và được tiêu hoá bởi men trypsin, chymotripsine. Trypsin là men phân giải các protein hỗn hợp, men này do tuyến tụy tiết ra, tiền thân của nó là trypsinogen, được hoạt hóa bởi Enterokinaza của ruột. Đối với cá không có dạ dày (cá chép, mè trắng, rôhu...) thì trypsine là men chủ yếu phân giải protein. Trypsin ở đoạn ruột trước nhiều hơn đoạn ruột sau. Erepsin do tuyến ruột ở niêm mạc ruột tiết ra và tồn tại trong dịch ruột. Ở giáp xác, men tiêu hoá protein tương tự như cá không có dạ dày, nghĩa là không có men pepsin, nhưng men trypsin thì hoạt động rất mạnh. Chymotrypsin cũng được xác định có ở nhiều loài giáp xác. Astacine cũng là một loại men có vai trò quan trọng trong phân giải protein. 3.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến hoạt lực của các men tiêu hoá @ Tuổi cá : Đa số các loài cá sau khi nở, các mô tiết trong ống tiêu hoá chưa phát triển đầy đủ và chức năng tiết men tiêu hoá chưa hoàn chỉnh nên khả năng tiêu hoá protein thấp hơn so với cá trưởng thành. @Thành phần thức ăn : Thức ăn nhiều protein và chứa ít cellulose có tác dụng làm tăng hoạt tính của trypsin và pepsin và ngược lại (Penaeus vannamei, Palaemon serratus, Salmo gairdneri). Thức ăn có chứa nhiều tinh bột cũng làm giảm hoạt tính của một số men tiêu hoá protein. @ Nhiệt độ môi trường: khi nhiệt độ tăng, hoạt lực của các enzym tăng lên. 3.2. Sự biến dưỡng protein Protein trong thức ăn sau khi tiêu hoá được hấp thu vào máu dưới dạng acid amin và được chuyển hoá theo các hướng chủ yếu như sau: - Tổng hợp thành protein mới của các mô mới thay thế protein cũ không ngừng bị phân giải hoặc tham gia tạo thành các chất đặc biệt có chứa hormon, enzyeme. - Tạo thành glucogen dự trữ trong cơ thể - Phân giải giải phóng năng lượng, tạo thành CO2, H2O và các sản phẩm có chứa nitơ khác. Sản phẩm bài tiết chủ yếu của động vật thủy sản là ammonia, ngoài ra còn có một số hợp chất hữu cơ chứa nitrogen khác. 4. NHU CẦU PROTEIN CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN 4.1. Định nghĩa 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) 41 Diet CP (% DM)R2= 0.891.01.21.41.61.82.02.2404550556065 S. trương (g/wk)R2= 0.890.81.01.21.41.61.8404550556065protein (%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 CHƯƠNG VI: LIPID VÀ ACID BÉO TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN 1. GIỚI THIỆU Lipid là một trong những thành phần sinh hóa cơ bản của động thực vật. Các thành phần của thức ăn thường được tập trung nghiên cứu là protein, lipid, glucid và một số vitamin. Trong đó lipid đóng vai trò quan trọng như là nguồn cung cấp năng lượng (8-9 kcal/gam) và các acid béo cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật thủy sản. Lipid trong thức ăn cũng đóng vai trò như là chất vận chuyển vitamin tan trong dầu và sterols. Ngoài ra trong thành phần của lipid có phosphollipid và sterol ester tham gia vào quá trình sinh tổng hợp màng tế bào Với vai trò của lipid quan trọng như vậy, nên lipid hiện nay là một vấn đề đang được quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng thức ăn cho ĐVTS, Nhiều kết quả nghiên cứu về nhu cầu các acid béo của ĐVTS đã được công bố và ứng dụng vào thực tế sản xuất đem lại hiệu qủa cao. Nhiều nghiên cứu cho thấy lipid có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của ĐVTS, đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng và giống. Ở giai đoạn nuôi vỗ thành thục thức ăn được bổ sung nguồn lipid thích hợp sẽ nâng cao sức sinh sản của ĐVTS cũng như chất lượng của giống Lipid là một hợp chất hữu cơ có chức năng và thành phần hóa học khác nhau được ly trích từ động và thực vật nhờ các dung môi ether, chloroform, metanol... Sự phân chia các nhóm lipid dựa trên tính chất vật lý hơn là cấu trúc hóa học, hiện chưa có sự thống nhất chung về hệ thống phân loại lipid. Mac Donald và ctv (1988) đã đưa ra một hệ thống phân loại lipid như sau: Lipid chứa glycerol không chứa glycerol Phức tạp Đơn giản Phospholipids Glycolipids Spingomyelins Lecithin Cephalin Glucolipid Galactolipid Dầu mỡ Cerebrosides Sáp, Terpenes Prostagladins Hình 6.1: Phân loại lipid theo Mac Donald và ctv (1988) 54 Lipid còn được chia thành hai nhóm lớn là phân cực và không phân cực. Nhóm phân cực có thể hòa tan trong chloroform, trong khi nhóm không phân cực (thường là phospholipid) hoà tan trong dung môi là hexane. Nhóm lipid không phân cực chủ yếu là nhóm cung cấp năng lượng: triglyceride, các sterol ester , alkyldiacyl glycerol và sáp. Nhóm phân cực gồm chủ yếu là nhóm phospholopid có nhiệm vụ vì nó tham gia vào cấu trúc của tất cả các màng cơ bản và giữ vai trò quan trọng trong sự vận chuyển và hấp thụ lipid và tham gia vào các quá trình biến dưỡng trung gian trong cơ thể sinh vật: Phosphotidylserine (PS), Phosphotidylethanolamine (PE), Phosphatidylcholine (PC), Plasmalogens, Sphingomyaline, Cerebroside, Ganglioside,Phosphotidylinositol (PI) -RHHHHHOOOOPhospholipid-RHHHHHOOOO-C—O—C-(CH2)R-CH3-C—O—C-(CH2)R-CH3-C—O—P-O-(CH2)RHHHHHOOOOOPhospholipid 2. CHỨC NĂNG CỦA CÁC LIPID 2.1. Cung cấp năng lượng Lipid là nguồn dinh dưỡng cung cấp năng lượng tốt nhất cho ĐVTS, sự chia sẻ năng lượng từ protein của lipid được chứng minh trên nhiều loài ĐVTS. Việc bổ sung lượng lipid thích hợp sẽ giảm nhu cầu protein. Triglyceride là thành phần chính và chủ yếu cung cấp nguyên liệu cho quá trình oxy hóa tạo năng lượng ở ĐVTS. Năng lượng thức ăn không được sử dụng ngay mà thường được dự trữ dưới dạng glycogen và mỡ. Động vật thủy sản dự trữ lipid với lượng rất lớn ở gan, cơ, giáp xác ở gan tụy. Ngoài ra một số loài cá dự trữ mỡ dưới dạng mô mỡ bao quanh ruột như cá chép, rô phi, tạo thành lá mỡ như ở basa. 2.2. Hoạt hóa và cấu thành enzyme Lipid, đặc biệt là phospholipid có khả năng hoạt hóa enzyme. Ví dụ phosphattidyl choline có khả năng hoạt hóa enzyme glucose 6 phosphatase, Adenogentriphosphatase (ATPase). Lipid là thành phần chính của nhiều hormon là steroid. Ngoài ra một số PUFA acid béo cao phân tử không no (PUFA) là tiền thân của prostaglandin ở tôm cá, prostaglandin là họ acid béo 5 mạch vòng, số lượng rất nhỏ, hoạt động giống như hormone. 55 2.3. Tham gia cấu trúc màng tế bào Lipid phân cực hay phospholipid có một vai trò rất quan trọng trong dinh dưỡng vì nó tham gia vào cấu trúc của tất cả các màng tế bào. Cấu trúc cơ bản của các màng tế bào này là hai lớp của những phân tử phosphoglyceride trong đó đuôi không phân cực xếp đối diện và chồng với đuôi kỵ nước của một phospholipids và chúng xếp ở giữa màng cơ bản, trong khi hai chiều ưa nước xếp ở mặt ngoài tạo nên hai bề mặt trong và ngoài của màng cơ bản. Trong màng cơ bản những đại phân tử protein sắp xếp xuyên qua màng cơ bản và liên quan đến khả năng vận chuyển những vật liệu qua màng. 2.4. Hỗ trợ hấp thụ các lipid khác Phospholipid giữ vai trò quan trọng trong sự vận chuyển và hấp thụ lipid và tham gia vào các quá trình biến dưỡng trung gian trong cơ thể sinh vật. Phospholipid đóng vai trò như chất nhũ tương hóa giúp các acid béo, muối mật và các chất hòa tan trong chất béo gắn vào các hạt micelle nhỏ li ti. Nhờ đặc tính có hai đầu phân cực: kỵ nước và hiếu nước, nên các phospholipid nằm bên ngoài các hạt micelle gắn các sản phẩm thủy phân của lipid vào. Sự vận chuyển các hạt micelle qua màng tế bào nhờ liên kết của các hạt micelle với hai lớp phospholipid của các màng cơ bản nên các sản phẩm thủy phân của lipid được đưa qua màng tế bào và hấp thụ vào hệ bạch huyết. Như vậy, phospholipd có một vai trò quan trọng trong sự hấp thu chất béo. 2. 5. Vận chuyển các vitamin và một số chất khác Lipid là dung môi hòa tan các vitamin tan trong trong dầu như A, D, E, K và hydrocarbon. Do đó trong khi hấp thu và vận chuyển trong cơ thể lipid cũng mang theo các chất hòa tan trong lipid. 3. SỰ TIÊU HOÁ VÀ HẤP THU LIPID 3.1. Sự tiêu hóa và hấp thu Đối với cá, gan giữ vai trò quan trọng trong tiêu hóa lipid, gan tiết ra mật và dự trữ trong túi mật, khi thức ăn đến ruột thì mật được tiết vào ruột. Muối mật có tác dụng nhũ tương hóa chất béo và làm tăng bề mặt tiếp xúc của lipid với enzym tiêu hóa. Enzym tiêu hóa lipid được tìm thấy ở tụy, manh tràng và ruột trước. Lipase phân giải triglyceride thành glycerol và các acid béo. Có một số yếu tố kích thích hoạt lực Lipase bao gồm Ca2+, Peptidase nhưng quan trọng nhất là những muối mật. Những muối mật này có tác dụng như một chất tẩy ---> làm gia tăng diện tích tiếp xúc của những chất béo từ đó làm gia tăng lực Lipase. Trong trường hợp những lipid phức tạp còn có thêm một lượng phosphoric acid và các bazơ. Các este của sterol được thủy phân tạo ra các acid béo và sterol tự do. Những sản phẩm của quá trình tiêu hóa dễ hòa tan trong nước như các acid béo ngắn và choline được trong nước nên được hấp thụ trực tiếp vào lớp mucosa ruột. Các acid béo có chuỗi carbon dài và muối mật không hòa tan trong nước chúng liên kết tạo thành các hạt nhỏ micelle có kích thước 50 - 100 A0 phân tán nhỏ trong nước. Những hạt micelle được hấp thu vào thành ruột qua các tế bào hấp thụ. Trong thành ruột những monoglyceride và các acid béo chuỗi carbon dài trên 14 đơn vị được tái tổng hợp thành triglycerides. 56 Các triglyceride tái tổng hợp cùng một lượng nhỏ phospholipid và các cholesterol tự do qua thành ruột được vận chuyển trong hệ mao mạch ở dạng liên kết với các phân tử protein tạo nên phức hệ lipoprotein có kích thước nhỏ bé, thường được gọi là những chylomicron. Các phức hệ chylomicrons được hấp thu qua hệ mao mạch sau đó đến gan và các cơ quan như cơ để biến dưỡng tạo năng lượng cho hoạt động hay đến các cơ quan dự trữ như màng treo ruột hay gan. Đối vối giáp xác, có cả hai enzym tiêu hóa lipid là lipase và esterase. Đối với enzime phân giải chất béo ở Astacas là esterase có tác động mạnh trên những ester của acid béo bậc thấp hoặc những alcohol. Ngược lại ở tôm hùm, enzime phân giải chất mỡ là lipase vì nó tác động lên mỡ mạnh hơn những ester. Nhưng trong cùng một loài có khi enzime phân giải chất mỡ là esterase nhưng cũng có lipase như ở tôm sú . Hình 6.1 Sơ đồ tác dụng của các enzyme lên sự tiêu hóa lipid (triglycerides) (Theo Moreau,1988) 3.2. Hệ số tiêu hóa lipid trong thức ăn Chất lượng của lipid được đánh giá dựa vào thành phần và hàm lượng acid béo trong thức ăn. Lipid trong thức ăn có độ tiêu hóa cao trung bình 85% - 90%. Độ tiêu hóa lipid thay đổi theo nhiều yếu tố. Trước hết là tính chất của acid béo cấu tạo nên lipid đó và tỉ lệ của lipid trong thức ăn. Triglycerides Lipase Mu_i Gan Tuïy taïng H_P THU Acid beùo Glycerol 57 Teshima và Kazanawa (1983) cho biết tôm P. japonicus có khả năng tiêu hóa 80% lipid từ thức ăn có hàm lượng lipid 8% với các loại lipid: dầu động thực vật, palmitic acid, tripalmitin và lecithin từ trứng. Triglycerol trong dầu đậu nành, dầu cá, dầu mực được tiêu hóa dễ dàng 96,1- 98% đối với tôm sú giống (Merican và Shim, 1995). Tuy nhiên độ tiêu hóa giữa các nhóm acid béo cũng khác nhau, khả năng tiêu hóa những lipid có hàm lượng acid béo no cao thì kém hơn lipid hàm lượng acid béo không no mạch dài. Khả năng tiêu hóa của mỗi loại acid béo chịu ảnh hưởng bởi hàm lượng acid béo khác trong lipid (Harrison, 1990). Ở tôm sú, nhóm dầu cá biển được tiêu hóa 91-100%, trong khi nhóm dầu đậu nành được tiêu hóa 78-95% và dầu cọ được tôm tiêu hóa kém nhất 63-93%. Các thành phần khác trong thức ăn cũng ảnh hưởng đến độ tiêu hóa lipid. Thức ăn có nhiều chất xơ sẽ làm giảm độ tiêu hóa, hay lượng lipid trong thức ăn tăng lên quá cao và số lượng thức ăn tăng lên có tác dụng giảm khả năng tiêu hóa của lipid. Ngoài ra nhiệt độ có ảnh hưởng đến độ tiêu hóa của lipid. 4. NHU CẦU LIPID CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN Nhu cầu lipid của động vật thủy sản được xác định dựa vào nhu cầu về năng lượng, yêu cầu về acid béo cần thiết, nhu cầu về phospholipid và cholesterol và đặc điểm sống và dự trữ lipid của loài. Tôm cá có nhu cầu năng lượng thấp hơn động vật trên cạn và có thể sử dụng protein để làm năng lượng. Kết quả nghiên cứu về nhu cầu lipid trong thức ăn cho giáp xác cho thấy tỷ lệ sống và sinh trưởng của tôm đạt cao nhất là 5-8%. Đối với cá, hàm lượng lipid thay đổi tùy theo loài, tuy nhiên mức đề nghị từ 6-10%. Bảng 5.1. Mức sử dụng tối đa lipid trong thức ăn trên một số loài cá Giống loài % lipid thức ăn Giống loài % lipid thức ăn Chép Rô phi Cá trơn Mỹ Cá trê phi Cá tra 12-15 < 10 7-10 7-10 4-8 Cá hồi Cá chẽm Cá mú Cá vền biển Cá bơn Atlantic 18-20 13-18 13-14 12-15 <15 9. CHOLESTEROL VÀ NHU CẦU CHOLESTEROL Sterol là một rượu có vòng chứa bộ khung 1,2 - cyclopentanophenthrene chứa 27 - 30 nguyên tử carbon với gốc OH ở vị trí C3 và một nhánh ngang chứa tối thiểu bảy carbon ở vị trí C17. Trong sterol, cholesterol là một thành phần chính cấu tạo màng tế bào và là tiền chất của nhiều hormon sinh dục như progesterone, testosterone... và các muối mật. Giáp xác phải lấy sterol từ thức ăn, mà duy nhất là từ lipid của thức ăn (Kanazawa và ctv, 1971; Castell và ctv, 1975). Một vài dạng của sterol là Cholesterol, phytosterol, isofucosterol, stigmasterol... Trong đó cholesterol được xem như là loại có ảnh hưởng lớn nhất đến sinh trưởng và tỷ lệ sống của nhiều loại giáp xác (Teshima và Kanazawa, 1983). Một số loài giáp xác như cua và tôm hùm sẽ chuyển hoá cholesterol ngoại sinh thành cholesteryl esters, corticoids, kích thích tố sinh dục, và kích thích tố lột xác (Kanazawa, 67 1985; Teshima và Kanazawa, 1971). Thí nghiệm của Teshima và ctv (1982) trên tôm P. japonicus cho thấy, khi bổ sung 1% cholesterol vào thức ăn cho loài tôm này đã làm gia tăng tỷ lệ sống cũng như tốc độ tăng trưởng. Nhu cầu cholesterol của tôm sú P. monodon được đề nghị bởi Wu (1986) là 0,5%. @ Một vài lưu ý khi thức ăn bị oxy hóa lipid (ôi dầu) Một điểm cần lưu ý khi sử dụng lipid trong thức ăn cho động vật thủy sản là do nguồn lipid cung cấp trong thức ăn của yếu là các loại lipid có hàm lượng PUFA cao nên dễ dàng bị oxy hóa trong không khí. Chất béo bị oxy hóa gây ra một số ảnh hưởng xấu lên ĐVTS - Lipid bị oxy hóa giảm lượng acid béo cần thiết cho ĐVTS - Gây độc cho ĐVTS, nguyên nhân là quá trình oxy hóa chất béo tạo các sản phẩm như andehyt, ketons ...đây là những chất gây độc cho ĐVTS. - Quá trình oxy hóa lipid sẽ làm cho thức ăn cò mùi hôi, vị khó ăn nên ảnh hưởng đến sự bắt mồi, hiệu quả sử dụng thức ăn. - Sản phẩm ĐVTS khi sử dụng thức ăn bị oxy hóa có mùi hôi khó chịu, mỡ tích lũy sẽ bị vàng hay nâu sậm - Một số dưỡng chất cần thiết bị phân hủy ( Vitamin A, B6, C, D, E và carotenoid) - Giá trị dinh dưỡng của thức ăn giảm @ Một số dấu hiệu khi ĐVTS sử dụng thức ăn có chứa chất béo bị oxy hóa - Xuất huyết, lượng hồng cầu giảm và cá có triệu chứng thiếu máu. - Trương bụng và phồng gan - Giảm ăn và FCR tăng cao - Sinh trưởng chậm - Mòn vây và teo cơ - Tăng tỉ lệ chết Để tránh hiện tượng oxy hóa chất béo nên sử dụng chất kháng oxy hóa. Các chất kháng oxy hóa như vitamin E, phenols, quinones, tocopherols và gallic acid, ascorbic acid, citric acid. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất người ta thường dùng các chất kháng oxy hóa nhân tạo như: • BHT (Butylated Hydroxy Toluen): 200ppm • BHA (Butylated Hydroxy Anisole): 200ppm • Ethoxyquin 150 ppm Ngoài ra thức ăn cần được bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát để tránh hiện tượng oxy hóa. 68 Câu hỏi: 1. Tại sao cá ăn động vật có nhu cầu lipid cao hơn cá ăn thực vật 2. Sự khác biệt về nhu cầu acid béo và thành phần acid béo trong cơ thể giữa động vật thuỷ sản nước ngọt và nước mặn/lợ Tài liệu tham khảo: 1. D’Abramo, L.R., Conklin, D.E., Akiyama, D.M. (1997). Crustacean Nutrition. In Advances in World Aquaculture Volume 6. World Aquaculture Society. 2. Glencross, B.D., Smith, D.M., Thomas, M.R., Williams, K.C., 2002. Optimising the essential fatty acids in the diet for weight gain of the prawn, Penaeus monodon. Aquaculture 204, 85-99. 3. Halver, J.E. and R. W. Hardy, 2002. Fish nutrition. The Third Edition. Academic Press, USA. 4. Nutrient Reasearch Council (NRC). Nutrient Requirements of Fish. Washington, DC: National Acedemiy Press; 1993, 69pp. 5. Smith, D.M., Tabrett, S.J., Barclay, M.C., 2001. Cholesterol requirement of subadult black tiger shrimp Penaeus monodon (Fabricius). Aquacult. Res 32, 399-405. 6. Williams. K.C., Barlow, C.G., Rodgers, L., McMeniman, N., Johnston, W., 2000. High performance grow-out pelleted feeds for cage culture of barramundi (Asian sea bass) Lates calcarifer. In: Cage Aquaculture in Asia (I.C. Liao & C.K. Lin, Eds.), pp.175-191. Asian Fisheries Society & WAS SE Asian Chapter, Taiwan. 69 CHƯƠNG VII: CARBOHYDRATE TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN 1. GIỚi THIỆU Carbohydrat được xem là nguồn nguyên liệu cung cấp năng lượng rẻ tiền nhất cho ĐVTS. Sự tiêu hóa carbohydrat biến động rất lớn giữa các loài và phụ thuộc vào thành phần của carbohydrat trong nguyên liệu. Năng lượng trao đổi (ME) carbohydrat của ĐVTS dao động lớn từ 0 kcal/g (cellulose) đến 3.8 kcalo/g (đường đơn). Carbohydrat chiếm tỉ lệ trên 75 % ở thực vật, trong khi ở động vật hiện diện với số lượng nhỏ và tồn tại chủ yếu dưới dạng glycogen. Carbohydrate (Glucid) chứa Carbon, Hydrogen và Oxygen. Công thức tổng quát của (CH2O)n hay Cx(H2O)y. Carbohydrat có nhiều trong thực vật. Carbohydrate được chia làm hai nhóm chính: nhóm đường và nhóm không đường: - Nhóm đường bao gồm monosaccharide (đường đơn): như glucose, galactose, mannose, fructose và oligosaccharide (đường đa): Sucrose, lactose, maltose... Nhóm này không phải là thành phần quan trọng trong thức ăn của động vật thủy sản. - Nhóm không đường gồm homoglycan: tinh bột, dextrin, glycogen, cellulose và heteroglycans: pectin, hemicellulose...trong đó tinh bột vai trò quan trọng trong thức ăn thủy sản. Dựa trên giá trị dinh dưỡng người ta chia carbohydrat thành 2 nhóm chính. Đó là dẫn xuất không đạm (NFE: Nitrogen Free Extracts) và chất xơ thô (CF: Crude Fiber). NFE phần lớn là tinh bột và đường , chúng dễ tiêu hóa và hấp thu trong đường tiêu hoá của tôm cá. Chất xơ thì khó tiêu hoá bởi vì cơ thể không có enzim thuỷ phân chúng. 1.1. Tinh bột Tinh bột là một glucosan (glutan) có nhiều và là chất dự trữ trong thực vật. Trong hạt có thể chiếm đến 70%, trong trái, khoai củ có thể đến 30%. Tinh bột hiện diện trong tế bào thực vật dưới dạng các hạt tinh bột bao gồm amylose (20-30%) và amylopectin (70-80%). - Amylose: gồm chuỗi không phân nhánh (α-1,4) các đơn vị glucose - Amylopectin: gồm chuỗi chính (α-1,4) và các nhánh ngang (α-1,6). 1.2. Dextrin Là sản phẩm trung gian của sự thủy phân tinh bột và glycogen. Thường được sử dụng làm chất kết dính trong thức ăn thủy sản. Trong nghiên cứu về khả năng sử dụng carbohydrat cho tôm cá, dextrin thường được sử dụng như nguồn cung cấp carbohydrat. 1.3. Glycogen Glycogen là dạng dự trữ carbohydrate trong gan và cơ của động vật thủy sản. Cấu trúc là một polysaccharides có nhánh giống như tinh bột nhưng có trọng lượng phân tử lớn hơn., chuỗi có 5.000-25.000 đơn vị glucose. 70 Thủy phân α-1,4 của amylose 1.4. Cellulose Là một glucosan, có cấu trúc theo kiểu liên kết 1-4 β-glucose với khoảng 8.000 phân tử β-glucose liên kết lại. Cellulose có ở tất cả thực vật vì nó là chất chính yếu của vách tế bào thực vật. Cellulose hiện diện nhiều trong cám gạo (>12%), một nguồn nguyên liệu quan trọng trong thức ăn cho động vật thủy sản. 1.5.Chitin và Chitosan Chitin là polymer của các đơn vị N-acetyl glucosamine trong khi chitosan cấu tạo bởi các đơn vị glucosamine. Chitin có mặt rất phổ biến ở động vật bậc thấp, đặc biệt có nhiều ở giáp xác, tảo. Thành phần này thường có nhiều trong bột tôm, làm ảnh hưởng đến độ tiêu hóa thức ăn, đặc biệt là độ tiêu hóa protein của ĐVTS. 2. CHỨC NĂNG CỦA CARBOHYRATE TRONG THỨC ĂN CHO ĐỘNG VẬT THỦY SẢN • Carbohydrat là nguồn năng lượng chủ yếu cho toàn bộ hoạt động sống cơ thể. 1gr carbohydrat (oxy hóa) = 4,19 Kcal • Trong khẩu phần thức ăn khi carbohydrat tăng lên thì sự phân giải lipid và protein trong cơ thể sẽ giảm đi, thì năng lượng chủ yếu do carbohydrat cung cấp. Do đó carbohydrat được xem là nguồn chia sẻ việc cung cấp năng lượng cho protein và lipid. • Quá trình dự trữ năng lượng ở dạng glycogen và chuyển hóa thành lipid dự trữ trong cơ thể ĐVTS. • Carbohydrat là một trong những thành phần cấu tạo tổ chức cơ thể như glucoprotein có trong màng tế bào. • Trong công nghệ chế biến, carbohydrat là đóng vai trò là chất kết dính quan trọng. 3. SỰ TIÊU HÓA VÀ BIẾN DƯỠNG CARBOHYDRAT 3.1. Tiêu hóa carbohydrat ở ĐVTS Trong thành phần của carbohydrat, tinh bột được xem như là nguồn nguyên liệu chính cung cấp năng lượng cho ĐVTS. @ Sự tiêu hóa tinh bột Động vật thuỷ sản có hệ thống enzym để thủy phân tinh bột như sau: α amylase Tinh bột Dextrin + maltose + glucose α -1,6 glu