PROTEIN VÀ ACID AMIN
3.
SỰ TIÊU HOÁ VÀ BIẾN DƯỠNG PROTEIN
4.
NHU CẦU PROTEIN CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
5.1. Acid amin không thiết yếu
6.
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHU CẦU
PROTEIN
6.2. Chất lượng và
loại thức ăn sử dụng
7.
GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA PROTEIN
7.1.
Chỉ số acid amin thiết yếu (EAAI)
7.2. Hiệu
quả sử dụng protein (PER)
7.3.
Chỉ số NPU ( Net protein utilization)
7.4. Độ tiêu hoá protein
(Digestibility coefficient)
8.
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHU CẦU PROTEIN
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 tŕnh 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 tŕnh sinh
tổng hợp protein của cơ thể, phục vụ
cho quá tŕnh sinh trưởng, sinh sản và duy tŕ 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 th́ chỉ
một phần được sử dụng để
tạo protein mới, phần c̣n lại sẽ được
chuyển sang dạng năng lượng, điều này
sẽ làm tăng giá thành thức ăn không cần
thiết. Chính v́ vậy, các nhà khoa học rất chú ư và đă
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 đă được nghiên cứu về
lĩnh vực này.
2. VAI TR̉ 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 tŕnh 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 th́ động
vật chậm sinh trưởng, chậm phát dục,
sức sinh sản giảm. Do đó, protein là chất dinh dưỡng
được đặc biệt chú ư 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 gồm có pepsin,
trypsin, erepsin. 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.
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...) th́
trypsin 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 th́ hoạt động
rất mạnh. Chymotrypsin
cũng được xác định có ở nhiều loài giáp xác. Astacine cũng là một loại men có vai tṛ 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 c̣n 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 măn 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)
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 b́nh 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 th́ cơ
thể giảm khối lượng, bởi v́ chúng sẽ
sử dụng protein của cơ thể để duy tŕ
các chức năng hoạt động tối thiểu
của cơ thể để tồn tại. Trái lại
nếu thức ăn được cung cấp quá
nhiều protein th́ 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 c̣n phải tốn năng lượng cho quá tŕnh tiêu hóa
protein dư thừa, v́ thế sinh trưởng của
cơ thể giảm.
Loài |
Trọng 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 |
|
0.4 |
Đạm cua |
42 |
Koshio và ctv |
Tôm
thẻ P.
merguiensis |
0.3 |
Bột nhuyễn thể |
34-42 |
Sedgwick (1979) |
|
Hỗn hợp |
50 |
Aquacop (1978) |
|
Tôm Sú P. monodon |
0.5 |
Casein + bột cá |
46 |
Lee (1971) |
|
Casein |
40 |
Aquacop (1978) |
|
|
|
40 |
Khannapa (1977) |
|
|
Hỗn hợp |
35 |
Bages và Sloane (1981) |
|
1.3 |
Hỗn hợp |
40 |
Alava và Lim (1983) |
|
|
Bột cá trắng |
35 |
Lin và ctv (1982) |
|
0.9 |
Hỗn hợp |
44 |
Shiau và ctv |
|
Thẻ
chân trắng P. vannamei |
- |
Hỗn hợp |
>30 |
Colvin và Brand (1977) |
1.7 |
Hỗn hợp |
30 |
Cousin và ctv |
|
|
Bột cá |
40 |
Foster và Beard (1973) |
|
Tôm càng
xanh M.
rosenbergii |
0.10 |
Hỗn hợp |
>35 |
Balazs và Ross (1976) |
0.15 |
Bột cá + đậu nành |
40 |
Millikin và ctv (1980) |
|
|
|
25 |
Clifford (1978) |
|
|
Protein cua |
33-35 |
D’Abramo (1988) |
|
4.1 |
Bột cá + casein |
40 |
Ashmore và ctv (1985) |
|
|
|
30 |
Fruechtenicht (1988) |
5
. NHU CẦU VỀ ACID AMIN |
Khi nói đến protein, người
ta không chỉ quan tâm đến hàm lượng của nó
trong thức ăn mà c̣n chú ư đến
các acid amin tham gia cấu tạo nên protein (đặc
biệt là thành phần và tỷ lệ các acid amin thiết
yếu trong protein). Nhu cầu protein nói một
cách chính xác hơn đó chính là nhu cầu amino acid. Ngoài nhiệm vụ chính là cấu tạo nên
protein, chúng c̣n là tiền chất của một số
sản phẩm trao đổi chất khác. Có hai
loại amino acid: thiết yếu và không thiết yếu.
Loài
cá |
Trọng
lượng |
Nguồn
protein |
Protein
tối ưu (%) |
Tác
giả |
Cá nheo Mỹ I.
punctatus
|
7 g |
Protein
trứng gà |
32-36 |
Garling
(1976) |
|
69 g |
Bột thịt, bột huyết,
bột xương |
26-32 |
Robinson, 1999 |
Cá trê trắng C. batrachus |
0.1 g |
Bộtcá + đậu nành |
30 |
Chuapoehu, 1987 |
Cá trê phi C.
gariepinus |
40 g |
Casein+Arg, Met |
30-40 |
Henken và ctv
1986, |
Cá lăng M.nemurus |
25.9 |
practical |
42 |
Khan và ctv,
1996 |
|
10 g |
|
29.6 |
Aizam, 1983 |
Cá tra bần P.
kunyit
|
2-8 14-22 |
Bột cá |
40 35 |
Phương và ctv, 2000 |
Cá tra P. hypophthalmus |
2-3 |
Bột cá/bột đậu nành |
38 |
Hiền và ctv,
2004 |
|
5-6 |
Bột cá |
32.2 |
Hùng và ctv,
2000 |
Cá basa P. bocourti |
2-3 |
Bột cá/bột đậu nành |
35 |
Hiền và ctv,
2004 |
|
5-6 |
Bột cá |
27.8 |
Hùng và ctv,
2000ï |
16-17 |
Bột cá/bột huyết (2:1) |
36.7 |
Phương, 1998 |
|
75-81 |
34.9 |
|||
Cá hú P. conchophilus |
2-3 |
Bột cá/bột đậu nành |
48 |
Hiền và ctv,
2004 |
|
6.5 |
Bột cá |
37.9 |
Liêm và ctv,
2000 |
Cá rô đồng |
2-3 |
Bột cá, đậu nành |
32 |
Hiền và ctv, 2004 |
Cá chép |
|
Casein |
31 -38 |
Ogino (1970) |
Cá mú E.salmoides |
|
Bột cá ngừ |
40-50 |
Teng và ctv (1978) |
Cá
trắm cỏ C. idella |
|
Casein |
34-38 |
Dabrowski (1977) |
Lươn A.japonica |
|
Casein và amino acids |
44.5 |
Nose và Arai (1972) |
Cá măng C. chanos |
|
Casein |
40 |
Lim và ctv (1979) |
Rô phi T. aurea |
|
Casein + albumin |
36 |
Winfree (1981) |
5.1
Acid amin không thiết yếu |
AA không thiết yếu là những AA mà cơ
thể sinh vật tự tổng hợp được
từ thức ăn. Chúng bao gồm: Alanin, Glycin, Serin,
Tyrosin, Polin, Cystein, Cystin.
5.2
Acid amin thiết yếu |
Nhu cầu về amino acid
thiết yếu được nghiên cứu nhiều
bởi v́ cá không thể tổng hợp được chúng
mà phải lấy từ thức ăn. Cũng như động vật
bậc cao, các loài động vật thủy sản nói chung cần 10 loại amino acid, gồm:
arginin, histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenillalanin,
threonin, tryptophan và valin (Halver, 1989).
Trong 10
amino acid kể trên có methionine và pheninlalanine có quan hệ
mật thiết với amino acid không thiết yếu tương
ứng là cystine và tyrosine. Khi có mặt cystine và tyrosine trong
thức ăn th́ nhu cầu methionine và
pheninlalanine sẽ giảm.
Cystin có thể thay 1/ 2 nhu cầu Methionin (Cystin và Methionin là 2 acid amin cùng có S). Chẳng hạn một khẩu phần có 0.5% Cystin và 0.2% Methionin mà nhu cầu của một loài nào đó là 0.8%, như vậy khẩu phần c̣n thiếu 0.6% Methionin (0.8-0.2). Ở đây Cystin có 0.5% mà Cystin có khả năng thay thế cho 1/2 nhu cầu Methionin (tức 0.4%) như vậy trong trường hợp này nhu cầu 0.8% về Methionin đă được đáp ứng 0.6% chỉ c̣n thiếu 0.2%. Ở cá nheo Mỹ, cystine có thể thay thế 60% methionin.
Tyrosin có khả năng
thay thế cho 30% nhu cầu của Phenylalanin (2 acid amin này
cùng có gốc phynyl).
Cá không
thể dự trữ acid amin tự do. Nếu
như có một acid amin nào đó chưa được dùng
ngay để tổng hợp protein th́ sẽ được
chuyển thành acid amin khác hoặc cung cấp năng
lượng. Trường hợp này (chuyển acid
amin này thành acid amin khác hoặc cung cấp năng
lượng), nếu xảy ra ở acid amin thiết yếu thành acid
amin không thiết yếu hoặc cung cấp năng
lượng th́ rất lăng phí.
Do đó sự mất cân đối
acid amin sẽ dẫn đến lăng phí acid amin. Thiếu
cũng như thừa bất kỳ acid amin nào th́ đều
làm giảm hiệu quả sự dụng protein
Giả sử có hai loại protein: loại 1
thiếu Lisin nhưng thừa Methionin, loại 2 th́
ngược lại (thiếu Methionin nhưng thừa Lysin).
Nếu cho con vật ăn riêng từng loại th́ giá trị sử
dụng protein của cả hai đều thấp, nếu
hỗn hợp lại th́ giá trị
sử dụng protein sẽ tăng nhờ chúng bổ
sung cho nhau. Trong thực tế th́ một khẩu phần
càng nhiều loại thức ăn th́ giá
trị protein càng cao. Giá trị sử dụng protein của
hỗn hợp thức ăn không phải là số trung b́nh
của từng giá trị
sử dụng protein thức ăn đơn độc
trong hỗn hợp.
Ngoài ra, giữa các acid amin có cấu
tạo giống nhau c̣n có tương tác đối kháng
(antagonism). Đó là khi hàm lượng một amino acid nào đó
trong thức ăn vượt quá mức nhu cầu sẽ
kéo theo nhu cầu của amino acid có
cấu tạo hóa học tương tự tăng lên. Ví
dụ như tương tác giữa leucine và isoleucine được
Wilson (1980) quan sát trên cá nheo Mỹ. Ngược lại,
nếu thiếu loại nào đó th́ cũng ảnh hưởng
đến các acid amin khác (acid amin giới hạn). Acid amin
thường bị coi giới hạn là methionin, lysine v́ các
nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thực vật có hàm
lượng các acid amin này thường không đủ theo
nhu cầu của ĐVTS.
Bảng 4.3: Nhu
cầu acid amin của một vài loài tôm cá.
Loài Acid
amin |
Nheo
Mỹ |
Ch́nh
Nhật |
Rôphi |
Chép |
Tôm
he |
Arginin Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine (+
cystine) Phenylalanine
(+
tyronsine) Threonine Tryptophan Valine % protein
trong khẩu phần |
4.3 1.5 2.6 3.5 5.1 - 2.3 - 5.0 2.0 0.5 3.0 32.0 |
4.2 2.1 4.1 5.4 5.3 3.2 5.0 5.6 8.4 4.1 1.0 4.1 38.0 |
4.2 1.7 3.1 3.4 5.1 - 3.2 - 5.7 3.6 1.0 2.8 28.0 |
4.2 2.1 2.3 3.4 5.7 - 3.1 - 6.5 3.9 0.8 3.6 38.5 |
5.8 2.1 3.5 5.4 5.3 - 3.6 - 7.1 3.6 0.8 4.0 36.4 |
6. CÁC
YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHU CẦU PROTEIN
6.1. Năng lượng
của thức ăn: |
Do động vật thuỷ 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
th́ sẽ hạn chế sự tiêu thụ thức ăn
của động vật thủy sản v́ chúng sẽ ngưng
bắt mồi khi thỏa măn nhu cầu năng lượng
(Lee và Putnam, 1973; Page và Andrew, 1973). Do đó hàm lượng
protein tối ưu cho ĐVTS chịu ảnh hưởng
bởi tỷ lệ
tối ưu giữa protein và năng lượng.
Tỷ lệ P/E tối ưu cho động
vật thuỷ sản có sự thay đổi tuỳ theo
loài, tuy nhiên thường lớn hơn 20 mg/kJ cao hơn
nhiều so với động vật trên cạn., do nhu
cầu protein của ĐVTS cao. Tỉ lệ P/E thay
đổi theo yếu tố môi
trường như ḍng chảy, nhiệt độ, thành
phần thức ăn…
Bảng 4.4: Tỉ
lệ P/E cho
tăng trưởng tối ưu của một số loài
tôm cá:
Loài |
%
Protein |
P/E
(mg/kj) |
Tác
giả |
Tôm sú |
37 |
28 |
Aquacop,
1977 |
Tôm thẻ |
37 |
26.5 |
Segweck,
1979 |
Thẻ
chân trắng |
37 |
19.1 |
Cousin,
1992 |
|
30 |
21.5
|
Dokken,
1987 |
He
Nhật bản |
37 |
21.5
– 28.6 |
Koshio,
1992 |
Cá
nheo Mỹ |
22.2
– 28.8 |
19.3
– 23.2 |
Page,
1973 |
Cá
rô phi |
30 |
24.6 |
El
Sayed (1987) |
Cá
chép |
31.5 |
25.8 |
Takeuchi
(1979) |
Cá
trê phi |
40 |
18.6 |
Machiel
(1985) |
6.2. Chất
lượng và loại thức ăn sử dụng:
|
Nhu cầu protein tối ưu của cá chịu
ảnh hưởng các yếu tố của thức ăn
thí nghiệm như thành phần amino acid, khả năng tiêu
hóa protein và tỉ lệ các nguồn cung cấp năng lượng
khác như lipid và carbohydrate. Tùy theo loài mà khả năng chia
sẻ năng lượng của lipid và carbohydrat với protein khác nhau.
6.3.
Giai đoạn phát triển: |
Động vật thuỷ
sản c̣n nhỏ, tốc độ tăng trưởng
nhanh nên cần mức protein cao hơn so với cá lớn.
Đối với cá rô phi, giai đoạn 1-5 gam nhu cầu
protein là 30-40%, giai đoạn 5-25 g: 25-30% và lơn hơn 25
g là 20-25% protein trong thức ăn .Ở giai đoạn sinh
sản, nhu cầu protein của động vật thuỷ
sản cao hơn so với giai đoạn sinh trưởng,
v́ giai đoạn này chúng cần một lượng protein
cao để phát triển tuyến sinh dục.
Ví dụ: nhu cầu dinh dưỡng của
tôm càng xanh ở giai đoạn sinh trưởng khoảng
25-28% protein trong thức ăn, nhưng ở giai đoạn
thành thục sinh dục, nhu cầu này phải tăng lên hơn
40%.
6.4. Môi trường nuôi dưỡng: |
Các
yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ
mặn cũng có ảnh hưởng đến nhu cầu
protein của động vật thủy sản. Khi nhiệt độ
tăng, sự sinh trưởng của cá cũng tăng lên
dẫn đến nhu cầu protein cũng tăng theo. Ngoài ra, nhu cầu protein của cá tăng
c̣n có thể do sự bài tiết nitơ trong quá tŕnh dị
hóa nitơ của cơ thể tăng lên. Đối
với những loài cá rộng muối, khi độ
mặn gia tăng, nhu cầu protein cũng tăng độ
tổng hợp và biến dưỡng các amino acid sẽ tăng
cao ở môi trường ưu trương so với môi trường
nhược trương (Steffens, 1989).
6.5. Lượng thức ăn cho ăn: |
Mức độ cho ăn cũng là một nhân tố quan
trọng ảnh hưởng đến nhu cầu protein
của cá. Khi cho cá ăn ở mức độ giới
hạn (tính theo trọng lượng
thân) có thể làm tăng nhu cầu protein. Nếu mức cho ăn
thấp gần bằng mức cần thiết để
duy tŕ cơ thể sẽ dẫn đến hệ số
chuyển hóa thức ăn cao và tăng trưởng
rất chậm hoặc bị ngừng lại. Ngược
lại, nếu dư thừa lượng thức ăn cũng
cho kết quả hiệu quả chuyển hóa thức ăn
kém do thức ăn bị hao hụt và
sự tiêu hóa thức ăn giảm đi.
6.6. Yếu tố di truyền: |
Cùng
một loài nhưng khác nhau về di truyền sẽ có nhu
cầu protein khác nhau. Khi nghiên cứu ảnh hưởng
của các mức protein khác nhau lên các nhóm cá hồi, Austreng
và Refstie (1979) nhận thấy chúng có sự sai khác về tăng
trưởng, khả năng tiêu hóa protein và thành hóa học
của cơ thể .
7. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA
PROTEIN |
Giá
trị của protein thức ăn được
thể hiện bằng trị số của các chỉ
số protein. Một loại protein tốt
sẽ được động vật sử dụng
hữu hiệu. Muốn vậy protein đó
phải có số lượng đúng các acid amin thiết
yếu và đầy đủ các acid amin không thiết
yếu để thỏa măn nhu cầu của động
vật. Để đảm bảo sự cân
bằng về acid amin, tăng khả năng tiêu hóa
thức ăn của động vật
thuỷ sản, nên phối chế hợp lư nguyên liệu
cung cấp protein từ nhiều nguồn. Ở động
vật nhai lại (trâu, ḅ...) và một số các loài cá
(Trắm cỏ), ngoài protein có trong thức ăn, chúng c̣n có
thêm acid amin nhờ vi sinh vật tổng
hợp trong đường tiêu hoá. Trong khi phối chế
khẩu phần thức ăn cho tôm cá, thường sử
dụng một số nguồn nguyên liệu thực
vật, rẻ tiền nên
thiếu Tryptophan, Lysin, Methionin, do đó khi phối chế
công thức thức ăn cho tôm cá có thể bổ sung thêm
các acid amin trên.
Việc
bổ sung acid amin tổng hợp vào thức ăn
để tăng gía trị dinh dưỡng đă
được ứng dụng trên nhiều loài động
vật thủy sản. Ở tôm he Nhật bản khi
sử dụng casein có bổ sung thêm methionin, sinh
trưởng của tôm được cải thiện,
đối với tôm càng xanh, tốc độ tăng
trưởng của tôm gia tăng khi bổ sung thêm vào
thức ăn công nghiệp lysine,
methionin. Đối với cá kết quả này cũng
được ghi nhận trên cá trê phi, cá chép...Tuy nhiên
một vài nghiên cứu cho thấy, không thành công khi bổ
sung thêm acid amin vào thức ăn mặc dù thức ăn này
đang thiếu những acid amin này như ở tôm Palaemon
serratus, hoặc ở tôm he Nhật bản khi bổ sung
arginin. Ở một số loài cá khi sử dụng bột
đậu nành có bổ sung thêm lysin cũng không đạt
kết quả. Nguyên nhân được giải thích là trong
một số trường hợp khi bổ sung thêm 1-2 acid
amin tổng hợp, các acid amin này sẽ được
ĐVTS hấp thu nhanh hơn so với acid amin của protein
thức ăn, bởi v́ acid amin của thức ăn
phải qua quá tŕnh dị hóa trước
khi được hấp thu. Điều này dẫn đến không cùng thời
điểm của các acid amin tại vị trí tổng
hợp protein. Hơn nữa, Rumsey (1990) chứng minh
rằng, giá trị sinh vật học của protein
được cải thiện khi được bổ
sung nhiều loại acid amin.
Bảng 4.5: Sinh trưởng
của cá trê phi khi sử dụng một số nguồn
nguyên liệu thay thế bột cá hoặc bổ sung acid
amin tổng hợp (giá trị được so sánh với
100% bột cá)
Nguồn
protein |
Tỉ
lệ thành phần cung cấp protein |
Sinh
trưởng |
Thức
ăn sử dụng |
|||
|
Bột
cá |
Nguồn
khác |
-AA |
+
AA |
-AA |
+
AA |
Bột
cá |
100 |
0 |
100 |
- |
100 |
|
Bột
huyết |
85 |
15 |
98 |
- |
96 |
- |
|
75 |
25 |
93 |
- |
104 |
- |
|
50 |
50 |
80 |
- |
124 |
- |
Bột
đậu nành |
50 |
50 |
100 |
105 |
101 |
96 |
|
25 |
75 |
90 |
93 |
110 |
104 |
|
0 |
100 |
70 |
78 |
165 |
133 |
Bột
bông vải |
75 |
25 |
89 |
95 |
113 |
114 |
|
50 |
50 |
75 |
76 |
191 |
166 |
Groundnut
meal |
50 |
50 |
90 |
89 |
106 |
104 |
|
25 |
75 |
75 |
81 |
131 |
122 |
|
0 |
100 |
48 |
75 |
224 |
126 |
-
AA: Không bổ sung thêm acid amin
+ AA: Bổ sung thêm acid amin
* Nguồn
Machiels, 1987
7.1
Chỉ số acid amin thiết yếu (EAAI) |
Chỉ số acid amin thiết yếu được
tính theo công thức sau:
Trong đó:
-
aa1 aa2 ...aan, là phần trăm acid amin
thiết yếu tương ứng của protein thức ăn.
-
AA1 AA2 ...AAn, là phần trăm acid amin thiết
yếu tương ứng của tôm cá
-
n: là số acid amin thiết yếu xem xét
Như vậy, với cách tính
EAAI như trên, cả 10 acid amin thiết yếu đều được
quan tâm. Chỉ số này càng
lớn, tức là tỉ lệ EAA của protein trong
thức ăn gần tương đương với
tỉ lệ EAA của protein trong cơ thể ĐVTS th́
thức ăn ấy càng có giá trị dinh dưỡng
với đối tượng nuôi.
Chỉ số EAAI tối đa
là 1, tối thiểu là 0.1. Khi
chỉ số này từ 0.9 trở lên thỉ chất
lượng protein là rất tốt, khoảng trên dưới
0.8 th́ được c̣n
dưới 0.7 th́ không thỏa nhu cầu đối
tượng nuôi
Chỉ só EAAI của một số nguồn
nguyên liệu làm thức ăn cho tôm sú:
Bột tôm (Acetes sp): 0.98
Bột mực: 0.98
Bột cá
Bột cá ngừ: 0.92
Bột đậu nành: 0.87
Casein: 0.81
Bột khoai lang; 0.53
Tóm lại: để đáp ứng
đủ nhu cầu về các acid min của thức ăn cho
ĐVTS có thể áp dụng 3 cách:
-
Phối hợp nhiều nguồn nguyên liệu cung
cấp protein trong thức ăn
-
Bổ sung một số acid amin thiết yếu
-
Tăng hàm lượng protein trong thức ăn
để bù đắp sự thiếu hụt acid amin
7.2. Hiệu quả sử dụng protein (PER) |
Chỉ số này là lượng
tăng trọng trên mỗi đơn vị trọng lượng
protein ăn vào, thay đổi theo lượng
và loại protein ăn vào.
Từ PER ta biết được
chất lượng protein của các loại protein thức
ăn đối với từng đối
tượng sử dụng.
Trong đó: W1,
W2: Trọng lượng cá trước
và sau thí
nghiệm
Hiệu
quả sử
dụng protein c̣n thay đổi theo hàm
lượng protein trong thức ăn. Với cùng một
nguồn protein cung cấp cho thức ăn th́ hiệu
quả protein sẽ cao ở thức ăn có mức protein
thấp, v́ ĐVTS sẽ tận dụng tối đa
nguồn protein trong thức ăn để xây dựng
cơ thể.
7.3. Chỉ số NPU ( Net
protein utilization) |
Tuy
nhiên do trong phân c̣n có Nitơ do không tiêu hoá hết và trong nước
tiểu cũng có Nitơ nội sinh. Cả hai nguồn này đều
không xuất phát từ thức ăn . Do
đó NPU thật khó xác định và được tính bằng
công thức sau
Lượng
protein trao đổi và protein nội sinh được ghi
nhận từ lượng protein trong phân và nước
tiểu của tôm cá cho ăn thức ăn
hoàn toàn không có protein.
7.4. Độ tiêu hoá protein (Digestibility coefficient) |
Độ tiêu
hoá protein là phần trăm protein hấp thụ vào sau khi
protein được tiêu hoá trong quá tŕnh thức ăn đi
ngang qua ống tiêu hoá
Khả năng tiêu hoá protein cao hơn so
với các thành phần khác trong thức ăn, thường
từ 50-95% tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu cung
cấp protein. Protein có thành
phần và tỉ lệ các amino acid thiết yếu càng
giống đối tượng nuôi sẽ cho sinh trưởng
tốt hơn. Protein động vật được
tiêu hóa tốt hơn protein thực vật. Hàm lượng
protein động vật :27-85%. Protein
thực vật: 20-45% (trọng lượng khô).
8. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHU CẦU
PROTEIN |
Để
xác định nhu cầu protein của động vật
thuỷ sản, thức ăn thí nghiệm được
phối chế
có các mức protein khác nhau (trong khoảng từ 0
- 55%) nhưng phải cùng năng lượng (isocaloric).
Từ các số liệu về sinh trưởng thu được tác
giả có thể dựa vào nhiều phương pháp tính toán để xác định nhu
cầu protein.
Hiện nay, có 2 phương pháp thường
dùng để xác định nhu cầu protein: phương
pháp phân tích đường cong gẫy khúc (broken line) và phương
pháp đường cong bậc hai. Mỗi phương
pháp có ưu và nhược điểm riêng. Tuy nhiên, theo Zeitoun và ctv
(1976) th́ phương pháp tương quan bậc hai cho
kết luận nhu cầu protein tối ưu chính xác hơn
cả về sự tăng trưởng của cá và
hiệu quả kinh tế khi mức thay đổi protein
giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm lớn.
Ví dụ: Xác định nhu cầu
của cá hú theo phương pháp
đường cong bậc hai
SGR (%/ngày)
X1=35% Xo= 29.3% X.max
=: 48.5%
Hàm lượng
đạm (%)
H́nh 1. Xác định nhu
cầu chất đạm của cá hú theo phương pháp
đường cong bậc hai
Kết
quả nhu cầu đạm cho tăng trưởng
tối đa của cá hú giai đoạn giống nhỏ là
X max = 48,5% và khoảng đạm thích
hợp là 29,3-35%.(X0-X1).