CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nhu cầu protein và acid amin của cá 1. Vai trò của protein và acid amin Protein có vai trò là nguyên liệu tạo các mô và các sản phẩm, thành phần hoạt chất sinh học (enzyme, hormone.) thực hiện các chức năng vận chuyển (hemoglobin), cơ giới (collagen), bảo vệ (antibody), thông tin (protein thị giác) và cung cấp năng lượng (Trần Thị Thanh Hiền, 2004; Lại Văn Hùng, 2004; Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [4],[8],[17].
Với 1g protein sản sinh ra 4,5 kcal năng lượng trao đổi (ở cá). Cá là loại Aminotelic (thải amoniac) khác với động vật có vú là loại Ureotelic và chim là loại Uricotelic, đối với các loại này 1g protein chỉ cho 4 kcal năng lượng trao đổi (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17]. Vai trò dinh dưỡng của protein phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ các acid amin được phân giải từ quá trình tiêu hóa protein. Căn cứ vào khả năng tổng hợp, người ta phân acid amin thành 2 nhóm: acid amin thiết yếu (acid amin không thể thay thế) và acid amin không thiết yếu (acid amin có thế thay thế) (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17].
Giá trị dinh dưỡng của các protein trong thức ăn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần acid amin của chúng. Đa số các nguyên liệu để sử dụng sản xuất thức ăn nuôi trồng thủy sản có khả năng tiêu hóa cao, đầy đủ các acid amin với tỷ lệ các acid amin cần thiết và không cần thiết là 1:1 (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17]. Nhu cầu acid amin của động vật nói chung liên quan chặt chẽ đến các thành phần acid amin trong các tổ chức mô của chúng.a của thức ăn protein chất lượng cao từ thực vật không có sự khác biệt so với protein từ động vật. Tuy nhiên protein từ thực vật thường thiếu hụt một hoặc một vài acid amin cần thiết.
Sự thiếu hụt này có thể khắc phục bằng cách phối hợp hai hay nhiều thức ăn protein khác nhau (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17]. Acid amin cũng đóng vai trò quan trọng, là chất chuyển hóa cho các quá trình trong cơ thể, dẫn truyền thần kinh, hormone (Trần Thị Thanh Hiền, 2009) [5]. Mỗi loại acid amin có chức năng và tính chất đặc trưng riêng của chúng. Có loại là chất kích thích sinh trưởng cho động vật nuôi, làm chống lành các vết thương, tăng sức đề kháng, có loại là nguyên liệu để tạo ra đường.
Đối với động vật thủy sản thì mỗi loại acid amin thiết yếu có một vai trò và chức năng quan trọng khác nhau và được thể hiện bảng 1. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 Bảng 1. Tính chất và chức năng của các acid amin thiết yếu Acid amin Tính chất và chức năng Người tìm thấy Kích thích thèm ăn, thúc đẩy sinh trưởng và phát Dressen( dục, làm chóng lành các vết thương, tăng sức đề Tìm xem bảng Lysine kháng với bệnh tật. này mà có được năm thì tốt quá) Trong quá trình trao đổi chất biến thành Tryptophan threonine, phenylalanine có quan hệ mật thiết với Hopkins và Kole vitamin B6.
Có tác dụng ngăn gan nhiễm mỡ, làm cho sự Methionine chuyển hóa của mỡ bình thường, nâng cao chức Muler năng hoạt động của gan… Trong quá trình trao đổi chất, đầu tiên nó chuyển Leucine dịch thành NH4 sau đó thành enzym A tạo thành Braconno đạm của tế bào và huyết tương. Hợp thành vật chất đặc biệt ở trong gan, có tác Histidine dụng như enzym, làm giãn nở huyết quản tăng Kossel và Hedin cường tính thẩm thấu huyết quản. Giống như leucine là nguyên liệu tạo thành Isoleucine đường, tiến hành các phản ứng men trong gan, Kossel và Hedin thận, tim. Nguyên liệu để tạo ra đường, rất cần thiết cho hệ Schuleser và Valine thần kinh.
Bacinesi Tạo thành đạm trong cơ thể, nguyên liệu tạo Schuleser và Phenylalanine thành chất tuyến giáp trạng, chất tuyến thượng Bacinesi thận. Có thể chuyển hóa thành tyrosine. Arginine Rất cần thiết cho sinh trưởng và phát dục. Hedin Phòng chống tác dụng gan nhiễm mỡ.
Zenlinski và Threonine Sadikov Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 (Nguồn Võ Thị Cúc Hoa, 1997) [7] Một số acid amin thiết yếu như lysine, tryptophan, arginine có chức phận là yếu tố phát triển và rất cần cho tôm cá đang lớn. Lysine, tryptophan, methionine, là bộ 3 acid amin đặc biệt được chú ý khi đánh giá giá trị dinh dưỡng protein thức ăn tôm cá (A´ lvaro, 2009) [27]. Nhu cầu protein của cá Protein là thành phần hóa học chủ yếu của ĐVTS, chiếm khoảng 60-75% khối lượng khô của cơ thể (Trần Thị Thanh Hiền, 2004) [4]. Cá đòi hỏi các protein cho duy trì và tăng trưởng.
Nhu cầu duy trì ở cá cao hơn động vật có vú. Cá hồi 100g có nhu cầu protein duy trì là 52,1mg/ ngày ở 10oC; 69,3 mg/ngày ở 15oC; 97,7 mg/ngày ở 20oC. Nhu cầu protein sản xuất (tăng trưởng) cao hơn động vật có vú 4 lần, gà 2 lần tùy thuộc vào loài, tính biệt, tuổi, khối lượng, khối lượng, mật độ, môi trường và khẩu phần thức ăn của cá. Do bị những yếu tố trên chi phối nên khó có được một hướng dẫn chung về protein cho cả kỳ sinh trưởng của cá (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17].2 là những kết quả nghiên cứu về nhu cầu protein của một số loài cá giai đoạn giống (các thí nghiệm xác định nhu cầu protein của cá thường làm trên cá giống có khối lượng từ 50 -100g) Bảng 1.
Nhu cầu protein trong khẩu phần thức ăn một số loài cá giai đoạn juvenile (%) Tỷ lệ protein khẩu phần Loài (giai đoạn juvenile) (%) Cá hồi Atlantic 45 Cá da trơn 32-36 Cá chép 31-38 Cá trắm cỏ 41-43 Cá hồi vân (Rainbow trout) 40 Cá lóc 52 Cá rô phi 30-34 Cá chình Nhật 44,5 Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 (Nguồn: Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17] Bảng 1. Nhu cầu protein của một số loài cá (%) KL Protein tối Loài cá Nguồn protein Tác giả (g) ưu (%) Cá nheo Mỹ 7 Protein trứng gà 32-36 Garling,1976 I. punctatus 69 Bột thịt, bột huyết, 26-32 Robinson,1999 bột xương Cá trê trắng 0.1 Bột cá + đậu nành 30 Chuapoehu, 1987 C. batrachus Cá trê phi 40 Casein+Arg, Met.
Theo Lee và Putnam (1973) nếu thức ăn không cung cấp đủ nhu cầu protein cho cá sẽ dẫn đến cá chậm lớn, ngừng tăng trưởng hoặc giảm trọng lượng. Ngược lại, nếu protein trong thức ăn dư thừa, vượt quá nhu cầu thì chỉ một phần được sử dụng để tạo protein mới, phần còn lại sẽ chuyển sang dạng năng lượng và cá sẽ bài tiết amonia nhiều, điều này sẽ làm lãng phí thức ăn, tăng giá thành thức ăn không cần thiết. Hơn nữa, Page và Adrew (1973) cho rằng, do động vật thủy sản có khả năng sử dụng năng lượng biến dưỡng từ nguồn protein trong thức ăn nên nhu cầu protein của chúng có khả năng giảm khi mức năng lượng trong thức ăn tăng lên. Nhưng nếu thức ăn quá giàu năng lượng thì sẽ hạn chế sự tiêu thụ thức ăn của động vật thủy sản vì chúng sẽ ngưng bắt mồi khi thỏa mãn nhu cầu năng lượng (Trần Thị Thanh Hiền, 2004) [4].
Nhu cầu acid amin của cá Nhu cầu acid amin được nghiên cứu trên 30 loài cá và một số động vật giáp xác và thủy sinh, người ta xác định được 10 loại acid amin thiết yếu gồm: arginine, Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan và valine (Vũ Duy Giảng, 2006; Trần Thị Thanh Hiền, 2004) [3],[4]. Nhu cầu acid amin của một số loài cá Axit amin Nhu cầu (g/100g protein) Arginine 3,3 – 5,9 Histidine 1,3- 2,1 Isoleucine 2,0- 4,0 Leucine 2,8- 5,3 Lysine 4,1 – 6,1 Methionine 2,2 -6,5 Phenylalanine 5,0 -6,5 Threonine 2,0 – 4,0 Tryptophan 0,3 – 1,4 Valine 2,3 -4,0 (Nguồn: Lê Anh Tuấn, 2006) [25] Nghiên cứu đầu tiên trên cá chình Nhật Bản (Anguilla japonica) cho thấy, cá chình cũng cần 10 acid amin thiết yếu như các động vật trên cạn. Ở các loài cá và tôm khác như: cá Chép, cá da trơn, cá Rô phi, cá Hồi, tôm Sú và tôm thẻ chân trắng đều cần 10 acid amin thiết yếu. Như vậy, cá cũng như các động vật trên cạn và một số động vật không xương sống, không có khả năng sinh tổng hợp một số acid amin (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17].
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 sử dụng protein (Lại Văn Hùng, 2004; Lê Thanh Hùng, 2008; Lê Anh Tuấn, 2006) [8], [9], [25]. * Nhu cầu arginine: Nhu cầu arginine của cá nước mặn thấp hơn cá nước ngọt. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 Cá hồi có nhu cầu arginine cao nhất khoảng 60% của protein thức ăn.
Nếu thức ăn có 40% protein thì nhu cầu arginine trong thức ăn là: 60% x 40% = 2,4%. Nhu cầu arginine còn bị ảnh hưởng bởi độ mặn của môi trường. Nhìn chung khi nhiệt độ tăng lên thì nhu cầu protein cũng như các nhu cầu acid amin cũng tăng (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17]. Nhu cầu Arginine trong chế độ ăn của cá hồi vân được đánh giá dựa trên 8 mức phân loại lượng arginine (1-2,4% với bước nhảy 0,2%) hoặc cấp độ khác nhau của lysine (0,8; 2,0 và 3,0%).
Với chế độ ăn thực nghiệm được sử dụng như trên, nghiên cứu kết luận rằng yêu cầu arginine có thể được đáp ứng bởi một tổng nguồn cung thực phẩm có chứa arginine 1,2%. Ở mức độ cao hơn của việc bổ sung arginine, mức độ của chế độ ăn lysine phải trên 2,0% trong khẩu phần ăn (Kaushik, 1988) [63]. * Nhu cầu histidine: Nhu cầu histidine của nhiều loài cá được nghiên cứu nằm trong khoảng từ 1,3 - 2,1% của protein. Wilson và ctv (1980) đã cho thấy hàm lượng histidine tự do trong huyết tương của cá da trơn tăng lên khi sử dụng thức ăn giàu histidine và hàm lượng này được duy trì một cách ổn định ở mức cao hơn so với hàm lượng histidine trong thức ăn (Lê Đức Ngoan và ctv, 2008) [17].
Một thử nghiệm đánh giá tốc độ tăng trưởng trong 8 tuần đã được tiến hành để xác định nhu cầu histidine trong khẩu phần ăn của cá Chép Ấn Độ Cirrhinus mrigala giai đoạn giống (chiều dài 4,22 ± 0,45 cm; trọng lượng 0,61 ± 0,08 g; n ¼ 40). Khẩu phần ăn 40% protein với mức độ phân loại của L-histidine (2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 và 15,0 g.