Nghiên cứu ảnh hưởng của phytase và dicalci phosphate lên tốc độ tăng trưởng và hàm lượng phosphor ở cá tra giống

• Tác giả: Nguyễn Thị Thành
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Thanh Hùng
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Nuôi trồng Thủy sản
• Đề tài: So sánh ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase và dicalci-phosphate lên tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hàm lượng phosphor của cá tra giống (Pangasianodon hypophthalmus Sauvage, 1878)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Một số đặc điểm sinh học của cá tra
• 1.2. Đặc điểm hình thái
• 1.3. Đặc điểm sinh thái
• 1.4. Đặc điểm dinh dưỡng
• 1.5. Đặc điểm sinh trưởng
• 1.6. Tình hình nuôi cá tra ở Việt Nam
• 1.7. Khuynh hướng sử dụng protein thực vật trong thức ăn thuỷ sản
• 1.8. Phosphor trong thức ăn thuỷ sản
• 1.9. Vai trò của phosphor
• 1.10. Nhu cầu phosphor
• 1.11. Bổ sung phosphor vào thức ăn từ nguồn muối khoáng vô cơ là monocalcium phosphate và dicalcium phosphate
• 1.12. Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính của phytase
• 1.13. Phytase sử dụng trong thức ăn thuỷ sản
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Vật liệu nghiên cứu
• 2.4. Đối tượng nghiên cứu
• 2.5. Hệ thống bể thí nghiệm và nguồn nước
• 2.6. Các vật liệu thí nghiệm khác
• 2.7. Phương pháp nghiên cứu
• 2.7.1. Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hưởng của enzyme phytase và DCP lên tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn của cá tra
• 2.7.2. Bố trí thí nghiệm
• 2.7.3. Thức ăn thí nghiệm 1
• 2.7.4. Phương pháp thu mẫu
• 2.7.5. Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hưởng của enzyme phytase và DCP lên độ tiêu hóa thức ăn của cá tra
• 2.7.6. Bố trí thí nghiệm
• 2.7.7. Thức ăn thí nghiệm 2
• 2.7.8. Phương pháp thu phân
• 2.7.9. Quản lý và chăm sóc cá
• 2.7.10. Theo dõi các chỉ tiêu môi trường
• 2.7.11. Các chỉ tiêu phân tích
• 2.7.12. Phân tích số liệu
• 2.7.13. Công thức xác định một số chỉ tiêu đánh giá tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn
• 2.7.14. Công thức tính độ tiêu hoá
• 2.7.15. Phân tích thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Các thông số môi trường trong hệ thống thí nghiệm
• 3.2. Hàm lượng oxy hòa tan (DO)
• 3.3. Ảnh hưởng của enzyme phytase và DCP lên tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và phosphor của cá tra
• 3.4. Thành phần dưỡng chất của các nghiệm thức trong thí nghiệm
• 3.5. Tăng trưởng và tỉ lệ sống của cá
• 3.6. Tăng trưởng của cá
• 3.7. Tỉ lệ sống của cá thí nghiệm
• 3.8. Hiệu quả sử dụng thức ăn và lượng phosphor thải ra môi trường của cá thí nghiệm
• 3.9. Thành phần hóa học của cá sau thí nghiệm
• 3.10. Ảnh hưởng của enzyme phytase và DCP lên độ tiêu hóa thức ăn của cá tra
• 3.11. Thành phần dưỡng chất của thức ăn và thành phần hóa học của phân cá trong thí nghiệm đo độ tiêu hóa
• 3.12. Độ tiêu hóa thức ăn của cá thí nghiệm
• 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của phytase và dicalci phosphate lên tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn ở cá tra giống. Mục tiêu chính là so sánh tác động của việc bổ sung enzyme phytase và dicalci phosphate (DCP) lên các chỉ số tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hàm lượng phosphor trong cơ thể cá. Nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Thủy sản Novus, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, từ tháng 01 đến tháng 05 năm 2011.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu

Cá tra là loài nuôi phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long, có giá trị xuất khẩu cao. Tuy nhiên, việc sử dụng protein thực vật trong thức ăn gặp nhiều thách thức do sự hiện diện của phytate, một chất kháng dinh dưỡng làm giảm khả năng hấp thụ phosphor. Việc bổ sung phytase và DCP nhằm cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu nhằm đánh giá tác động của phytase và DCP lên tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hàm lượng phosphor trong cơ thể cá tra. Đồng thời, nghiên cứu cũng xác định độ tiêu hóa của protein, vật chất khô và phosphor khi bổ sung các chất này vào thức ăn.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện qua hai thí nghiệm chính. Thí nghiệm 1 đánh giá tác động của phytase và DCP lên tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn. Thí nghiệm 2 đo lường độ tiêu hóa của các chất dinh dưỡng. Các nghiệm thức được thiết kế với hàm lượng phytase (750 FTU/kg và 1500 FTU/kg) và DCP (0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%).

2.1. Thiết kế thí nghiệm

Thí nghiệm 1 sử dụng sáu khẩu phần thức ăn với hàm lượng protein 32% và lipid 6%. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 8 lần. Thí nghiệm 2 sử dụng thức ăn có bổ sung 0.5% Cr2O3 làm chất đánh dấu, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. Phân cá được thu thập bằng phương pháp mổ để phân tích độ tiêu hóa.

2.2. Phương pháp phân tích

Các chỉ số được đo lường bao gồm trọng lượng cá, tốc độ tăng trưởng, hệ số biến đổi thức ăn (FCR), hiệu quả sử dụng protein (PER), và độ tiêu hóa phosphor. Dữ liệu được phân tích bằng phương pháp thống kê để xác định sự khác biệt giữa các nghiệm thức.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả cho thấy cá được cho ăn thức ăn bổ sung 1.5% DCP, 750 FTU/kg và 1500 FTU/kg phytase có tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn cao hơn so với các nghiệm thức khác. Phytase ở hàm lượng 1500 FTU/kg cải thiện đáng kể độ tiêu hóa phosphor và protein.

3.1. Tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn

Cá được cho ăn thức ăn bổ sung 1.5% DCP và 1500 FTU/kg phytase có trọng lượng cuối cùng, tăng trọng và tốc độ tăng trưởng đặc biệt (SGR) cao nhất. Hệ số biến đổi thức ăn (FCR) thấp nhất và hiệu quả sử dụng protein (PER) cao nhất được ghi nhận ở nghiệm thức bổ sung 1500 FTU/kg phytase.

3.2. Độ tiêu hóa phosphor và protein

Độ tiêu hóa phosphor đạt cao nhất ở nghiệm thức bổ sung 1500 FTU/kg phytase, khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng. Độ tiêu hóa protein và vật chất khô cũng có xu hướng cao hơn ở các nghiệm thức bổ sung phytase.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu kết luận rằng việc bổ sung phytase ở hàm lượng 750 FTU/kg và 1500 FTU/kg có thể cải thiện tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và độ tiêu hóa phosphor ở cá tra. Phytase có thể thay thế DCP ở hàm lượng 1.5%, giúp giảm lượng phosphor thải ra môi trường.

4.1. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc tối ưu hóa thức ăn cho cá tra, giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường. Việc sử dụng phytase thay thế DCP có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành nuôi trồng thủy sản.

4.2. Hướng nghiên cứu tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu về tác động của phytase lên các loài cá khác và tối ưu hóa hàm lượng phytase trong thức ăn để đạt hiệu quả kinh tế và môi trường cao nhất.

Tổng quan nghiên cứu

Cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) là loài thủy sản nuôi phổ biến tại Đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong xuất khẩu thủy sản với sản lượng đạt khoảng 1 triệu tấn năm 2007. Nuôi cá tra thâm canh sử dụng thức ăn công nghiệp có tỷ lệ protein thực vật ngày càng tăng do nguồn bột cá ngày càng khan hiếm và giá thành tăng cao. Tuy nhiên, protein thực vật chứa nhiều phytate – một chất kháng dinh dưỡng làm giảm khả năng tiêu hóa phosphor và các khoáng chất thiết yếu, ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá. Phosphor là khoáng chất quan trọng cho sự phát triển xương và chuyển hóa năng lượng, nhưng lượng phosphor không tiêu hóa được sẽ gây ô nhiễm môi trường.

Mục tiêu nghiên cứu là so sánh ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme phytase và dicalci-phosphate (DCP) lên tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hàm lượng phosphor của cá tra giống. Nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Thủy sản Novus, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh từ tháng 01 đến tháng 05 năm 2011. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào cá tra giống với trọng lượng ban đầu khoảng 9,6 g/con và cá tra trưởng thành khoảng 130 g/con, sử dụng thức ăn có 32% protein thô và 6% lipid thô.

Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn có nguồn gốc thực vật, giảm lượng phosphor thải ra môi trường, góp phần phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững và thân thiện với môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về dinh dưỡng thủy sản, đặc biệt là vai trò của phosphor và enzyme phytase trong thức ăn thủy sản. Phosphor là khoáng chất thiết yếu tham gia cấu trúc xương, các phản ứng chuyển hóa năng lượng và duy trì cân bằng pH tế bào. Tuy nhiên, phosphor trong nguyên liệu thực vật chủ yếu tồn tại dưới dạng phytate, không tiêu hóa được do cá thiếu enzyme phytase nội sinh.

Enzyme phytase xúc tác thủy phân liên kết giữa phytate và phosphor, giải phóng phosphor vô cơ và các khoáng chất khác, từ đó tăng khả năng hấp thu và giảm lượng phosphor thải ra môi trường. Dicalci-phosphate (DCP) là nguồn bổ sung phosphor vô cơ phổ biến trong thức ăn thủy sản, có độ tiêu hóa phosphor cao.

Ba khái niệm chính được áp dụng gồm:

• Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (SGR)
• Hiệu quả sử dụng thức ăn (FCR)
• Độ tiêu hóa biểu kiến (ADC) phosphor và protein

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu gồm hai thí nghiệm chính:

• Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hưởng của phytase và DCP lên tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá tra.

  • Cỡ mẫu: 48 bể composite, mỗi bể thả 30 cá tra giống (trọng lượng 9,6 ± 0,1 g/con).
  • Bố trí: 6 nghiệm thức (không bổ sung, bổ sung 0,5%, 1,0%, 1,5% DCP, bổ sung phytase 750 FTU/kg và 1500 FTU/kg thức ăn), mỗi nghiệm thức lặp lại 8 lần.
  • Thời gian: 12 tuần.
  • Thức ăn: 32% protein thô, 6% lipid thô, công thức cân đối dinh dưỡng, bổ sung phytase hoặc DCP theo từng nghiệm thức.

• Thí nghiệm 2: Đánh giá độ tiêu hóa vật chất khô, phosphor và protein của cá tra.

  • Cỡ mẫu: 18 bể composite, mỗi bể thả cá trưởng thành (130 ± 5 g/con).
  • Bố trí: 6 nghiệm thức tương tự thí nghiệm 1, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần.
  • Thời gian: 2 tuần.
  • Thức ăn: bổ sung 0,5% Cr2O3 làm chất đánh dấu để thu phân cá bằng phương pháp mổ lấy phân.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm thống kê, so sánh các chỉ tiêu tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn, độ tiêu hóa và hàm lượng phosphor giữa các nghiệm thức. Các chỉ tiêu được tính theo công thức chuẩn như SGR, FCR, PER, PR, PHR.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tăng trưởng và trọng lượng cuối: Cá tra cho ăn thức ăn bổ sung 1,5% DCP, 750 FTU/kg và 1500 FTU/kg phytase có trọng lượng cuối, tăng trọng và tốc độ tăng trưởng đặc biệt (SGR) cao hơn đáng kể so với nghiệm thức đối chứng (P < 0,05). Ví dụ, trọng lượng cuối của cá ở nghiệm thức 1500 FTU/kg đạt mức cao nhất, vượt khoảng 15-20% so với đối chứng.

2. Hiệu quả sử dụng thức ăn: Hệ số biến đổi thức ăn (FCR) thấp nhất và hiệu quả sử dụng protein (PER) cao nhất ghi nhận ở nghiệm thức bổ sung phytase 1500 FTU/kg, với FCR giảm khoảng 10% so với nghiệm thức không bổ sung.

3. Tỷ lệ tích lũy phosphor (PHR): Cá ăn thức ăn có bổ sung phytase 1500 FTU/kg có tỷ lệ tích lũy phosphor cao nhất, đồng thời lượng phosphor thải ra môi trường giảm đáng kể so với các nghiệm thức khác.

4. Độ tiêu hóa phosphor: Thí nghiệm 2 cho thấy độ tiêu hóa phosphor của cá ăn thức ăn bổ sung phytase 1500 FTU/kg đạt giá trị cao nhất và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng (P < 0,05). Độ tiêu hóa protein và vật chất khô cũng có xu hướng cao hơn ở các nghiệm thức bổ sung phytase.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy enzyme phytase có khả năng phá vỡ liên kết phytate trong thức ăn có nguồn gốc thực vật, giải phóng phosphor và các khoáng chất, từ đó cải thiện khả năng hấp thu và tăng tốc độ tăng trưởng của cá tra. Việc bổ sung phytase 1500 FTU/kg thức ăn không chỉ nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn mà còn giảm lượng phosphor thải ra môi trường, góp phần giảm ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản.

So sánh với các nghiên cứu trên cá rô phi và cá basa, kết quả tương đồng khi phytase giúp tăng độ tiêu hóa phosphor và protein, đồng thời cải thiện tăng trưởng. Việc bổ sung phytase có thể thay thế hiệu quả việc bổ sung 1,5% DCP trong thức ăn, giúp giảm chi phí và tác động môi trường.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng theo thời gian, bảng so sánh FCR, PER và PHR giữa các nghiệm thức, cũng như biểu đồ độ tiêu hóa phosphor để minh họa rõ ràng hiệu quả của phytase.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Bổ sung enzyme phytase vào thức ăn cá tra: Khuyến nghị bổ sung phytase ở mức 750 – 1500 FTU/kg thức ăn để cải thiện tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn, đồng thời giảm lượng phosphor thải ra môi trường. Thời gian áp dụng ngay trong quy trình sản xuất thức ăn công nghiệp.

2. Thay thế một phần dicalci-phosphate bằng phytase: Sử dụng phytase 750 FTU/kg có thể thay thế 1,5% DCP trong thức ăn, giúp giảm chi phí nguyên liệu và ô nhiễm môi trường. Chủ thể thực hiện là các nhà sản xuất thức ăn thủy sản.

3. Kiểm soát tỷ lệ Ca:P trong thức ăn: Đảm bảo tỷ lệ Ca:P tổng số trong khoảng 1,1 – 1,4:1 để enzyme phytase hoạt động hiệu quả nhất. Các nhà nghiên cứu và kỹ thuật viên dinh dưỡng cần theo dõi và điều chỉnh công thức thức ăn.

4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ: Tổ chức các khóa đào tạo cho cán bộ kỹ thuật và người nuôi cá về lợi ích và cách sử dụng enzyme phytase trong thức ăn thủy sản nhằm nâng cao nhận thức và áp dụng rộng rãi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà sản xuất thức ăn thủy sản: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để cải tiến công thức thức ăn, giảm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất.

2. Người nuôi cá tra: Giúp hiểu rõ lợi ích của việc sử dụng enzyme phytase, từ đó áp dụng để nâng cao năng suất và giảm ô nhiễm môi trường.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành nuôi trồng thủy sản: Là tài liệu tham khảo quan trọng về dinh dưỡng cá tra, enzyme phytase và quản lý môi trường nuôi trồng.

4. Cơ quan quản lý và chính sách: Cung cấp dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững, khuyến khích sử dụng công nghệ thân thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Phytase là gì và tại sao cần bổ sung vào thức ăn cá tra?
   Phytase là enzyme phân giải phytate, giải phóng phosphor và khoáng chất giúp cá hấp thu tốt hơn. Bổ sung phytase cải thiện tăng trưởng và giảm ô nhiễm phosphor.

2. Bổ sung phytase có thể thay thế hoàn toàn DCP không?
   Nghiên cứu cho thấy bổ sung phytase 750 FTU/kg có thể thay thế 1,5% DCP hiệu quả, tuy nhiên cần cân đối công thức thức ăn phù hợp.

3. Ảnh hưởng của phytase đến hiệu quả sử dụng thức ăn như thế nào?
   Phytase làm giảm hệ số biến đổi thức ăn (FCR) và tăng hiệu quả sử dụng protein (PER), giúp cá tăng trưởng nhanh hơn với lượng thức ăn ít hơn.

4. Phytase có ảnh hưởng đến môi trường nuôi trồng thủy sản không?
   Có, phytase giảm lượng phosphor thải ra môi trường, hạn chế ô nhiễm và góp phần phát triển nuôi trồng bền vững.

5. Làm thế nào để bảo quản enzyme phytase trong quá trình sản xuất thức ăn?
   Phytase nhạy cảm với nhiệt độ cao, nên có thể phun lên viên thức ăn sau khi ép hoặc xử lý nguyên liệu trước để giữ hoạt tính enzyme.

Kết luận

• Bổ sung enzyme phytase ở mức 750 – 1500 FTU/kg thức ăn cải thiện đáng kể tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và độ tiêu hóa phosphor của cá tra giống.
• Phytase 750 FTU/kg có thể thay thế hiệu quả 1,5% dicalci-phosphate trong thức ăn, giảm chi phí và lượng phosphor thải ra môi trường.
• Hiệu quả sử dụng protein và phosphor được nâng cao, góp phần giảm ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng enzyme phytase trong sản xuất thức ăn cá tra công nghiệp.
• Đề xuất triển khai áp dụng phytase trong thức ăn cá tra ngay trong các quy trình sản xuất và nuôi trồng để nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Hành động tiếp theo là phối hợp với các nhà sản xuất thức ăn và người nuôi cá để chuyển giao công nghệ, đồng thời tiếp tục nghiên cứu tối ưu hóa liều lượng và điều kiện sử dụng enzyme phytase trong các điều kiện nuôi khác nhau.