nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp cho cá mú chấm cam (epinephelus coioides) nuôi thương phẩm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

\[




NGUYỄN VĂN NGUYỆN



NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN
CÔNG NGHIỆP CHO CÁ MÚ CHẤM CAM (Epinephelus
coioides) NUÔI THƯƠNG PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT












THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2011

LỜI CAM ĐOAN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA







Nguyễn Văn Nguyện



NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN
CÔNG NGHIỆP CHO CÁ MÚ CHẤM CAM (Epinephelus
coioides) NUÔI THƯƠNG PHẨM


Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm đại cương
Mã số: 2.11.01



LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TSKH. LÊ XUÂN HẢI.

2. TS. NGUYỄN VĂN HẢO

CÁN BỘ PHẢN BIỆN ĐỘC LẬP
1. GS.TS. HOÀNG ĐÌNH HÒA
2. GS.TS. TRẦN THỊ LUYẾN
Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2011

LỜI CẢM TẠ

Trước tiên tôi xin gửi tới ban lãnh đạo Đại Học Quốc Gia, BGH Trường Đại Học
Bách Khoa Tp HCM, Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy sản II, Khoa Công
Nghệ Hóa Học, Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm và phòng quản lý KH & SĐH
của Trường ĐHBK TpHCM sự kính trọng và tự hào đã được học tập, nghiên cứu
tại trường ĐHBK và Viện NCNT TS 2 trong những năm qua.

Xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy PGS.TSKH Lê Xuân Hải, TS.
Nguyễn Văn Hảo đã tận tình hướng dẫn, động viên, khích lệ và đưa ra những chỉ
dẫn q báu trong suốt thời gian làm luận án, giúp tôi hoàn thành tốt công trình
nghiên cứu.

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo công tác tại bộ môn Công
Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM. Đặc biệt Thầy Lê Văn
Việt Mẫn, Côâ Đống Thò Anh Đào đã hết lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu đề tài.

Xin cảm ơn sự giúp đỡ chân thành của tất cả các anh chò em thuộc Trung Tâm
Công Nghệ STH, đặc biệt Thầy Lê Đức Trung, anh Nguyễn Tiến Lực, chò Bạch
Thò Quỳnh Mai, những người đã hết lòng giúp đỡ, hỗ trợ, chia sẻ các kinh nghiệm
q giá và là những cộng sự tuyệt vời nhất mà tôi may mắn được học hỏi và làm
việc.

Xin cảm ơn tập thể cán bộ thuộc bộ môn cá biển của Trung Tâm Quốc Gia Giống
Hải Sản Nam Bộ tại Vũng Tàu, nơi đã giúp tôi nghiên cứu thành công nuôi in
vivo đánh giá hiệu quả thức ăn.

Tác giả luận án



Nguyễn Văn Nguyện


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2011
Tác giả luận án



Nguyễn Văn Nguyện

ii
MỤC LỤC

Trang
Lời cam đoan i
Mục lục ii
Chữ viết tắt vi
Các ký hiệu cơ bản viii
Danh mục các bảng ix
Danh mục các hình vẽ và đồ thò xi
Mở đầu 1

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. Đặc điểm dinh dưỡng và khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam 5
1.1.1. Thức ăn, thói quen và tập tính ăn của cá mú 6
1.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam 7
1.1.2.1. Nhu cầu protein 7

1.1.2.2. Nhu cầu carbohydrate 9
1.1.2.3. Nhu cầu lipid 10
1.1.2.4. Nhu cầu vitamin và khoáng chất 11
1.1.2.5. Nhu cầu năng lượng và cân bằng năng lượng 12
1.1.3. Khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam 14
1.2. Đặc tính lý, hóa của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn
nuôi thủy sản 16
1.2.1. Đặc tính của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn nuôi
thủy sản 16
1.2.1.1. Bột cá
16
1.2.1.2. Bã nành
17
1.2.1.3. Bột mì và gluten bột mì 17
1.2.1.4. Dầu thủy sản
18
1.3. Công thức thức ăn vật nuôi thủy sản 20
1.4. Công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp nuôi thủy sản 24
1.4.1. Hiện trạng thức ăn nuôi cá mú trong và ngoài nước
24
1.4.2. Qui trình công nghệ sản xuất thức ăn thủy sản 25
1.4.3. Tạo viên bằng phương pháp ép đùn 27
1.4.4. Kỹ thuật ép đùn khô 28
1.4.5. Sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình chế biến và bảo quản 29
1.4.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép đùn 31
1.5. Một số đặc tính vật lý của thức ăn ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng thức
ăn trong nuôi trồng thủy sản 33

iii
1.5.1. Dung trọng 34

1.5.2. Kích thước và hình dạng 35
1.5.3. Độ bền trong nước 35

Chương 2 - VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 38
2
.1. Đối tượng, vật liệu và thiết bò nghiên cứu 38
2.1.1. Cá mú giống chấm cam 38
2.1.2. Một số nguyên liệu chính dùng trong nghiên cứu 38
2.1.3. Thiết bò nghiên cứu 39
2.1.3.1. Thiết bò ép đùn một trục vít 39
2.1.3.2. Hệ thống thiết bò nghiên cứu tiêu hóa in vivo 40
2.2. Phương pháp nghiên cứu 40
2.2.1. Phương pháp luận tiếp cận hệ thống 40
2.2.2. Phương pháp phân tích, xác đònh đặc điểm sinh hóa và khả năng tiêu
hóa của cá mú chấm cam 42
2.2.2.1. Xác đònh các thành phần khối lượng của cá. 42

2.2.2.2. Xác đònh enzyme tiêu hóa 42
2.2.2.3. Điện di SDS-PAGE phát hiện hoạt tính enzym 42
2.2.2.4. Xác đònh hoạt độ pepsin. 43
2.2.2.5. Xác đònh hoạt độ amylase (I.S.E, 2003) 43
2.2.2.6. Xác đònh hoạt độ chymotrypsin 43
2.2.2.7. Xác đònh hoạt độ trypsin 43
2.2.2.8. Xác đònh tỉ lệ acid amin thiết yếu trong thức ăn 43
2.2.2.9. Phương pháp đánh giá khả năng tiêu hóa in vivo 44
2.2.3. Phương pháp phân tích, xác đònh các đặc tính lý, hóa của nguyên liệu 47
2.2.4. Phương pháp nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm
cam 47
2.2.4.1. Phương pháp đo và xác đònh các thông số công nghệ 47
2.2.4.2. Phương pháp thống kê thực nghiệm 49

2.2.4.3. Tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp vùng cấm 49
2.3. Phương pháp nuôi đánh giá hiệu quả thức ăn 51
2.3.1. Bố trí thí nghiệm 51
2.3.2. Đánh giá hiệu quả thức ăn 52

2.4. Phương pháp mô tả, phân tích, xử lý số liệu 52





iv
Chương 3
– KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN
3.1. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁ MÚ CHẤM CAM VÀ ĐẶC
TÍNH LÝ, HÓA CỦA NGUYÊN LIỆU LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG CÔNG THỨC
THỨC ĂN
53
3.1.1. Đặc điểm sinh học của cá mú chấm cam 53
3.1.1.1. Đặc điểm về thành phần khối lượng 53
3.1.1.2. Thành phần hóa học 53
3.1.1.3. Thành phần acid amin của cá giống nguyên con 54
3.1.1.4. Thành phần acid amin thiết yếu của cá giống 55
3.1.1.5. Thành phần acid béo của cá 57
3.1.1.6. Đặc điểm cấu tạo hệ tiêu hóa chính của cá mú chấm cam 58
3.1.1.7. Điện di phát hiện hoạt tính enzym tiêu hóa 59
3.1.1.8. Hoạt tính enzyme ở các cơ quan tiêu hóa 60
3.1.2. Nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản 62
3.1.2.1. Mô hình nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản 62
3.1.2.2. Nguyên liệu cung cấp protein 64

3.1.2.3. Nguyên liệu cung cấp carbohydrate 69
3.1.3. Khả năng tiêu hoá biểu kiến của cá mú chấm cam 70

3.2. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG THỨC THỨC ĂN NUÔI CÁ MÚ
CHẤM CAM 73
3.2.1. Lựa chọn nguyên liệu 73
3.2.2. Thiết lập hàm mục tiêu cho bài toán tối ưu hóa CTTA 75
3.2.3. Tỉ lệ và vai trò của nguyên liệu trong xây dựng CTTA 77
3.2.4. Tối ưu hóa đa mục tiêu trong bài toán xây dựng CTTA 79

3.3. NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH VÀ CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
THỨC ĂN NUÔI CÁ MÚ CHẤM CAM
86
3.3.1. Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam
.86
3.3.2. Nghiên cứu quá trình tạo viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam 87
3.3.2.1. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ép đùn đến dung trọng của viên
thức ăn 87
3.3.2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ép đùn đến độ bền trong nước
của viên thức ăn 94
3.3.2.3. Tối ưu hóa đa mục tiêu quá trình ép đùn tạo viên thức ăn nuôi cá mú
chấm cam bằng phương pháp vùng cấm 94
3.3.3. Qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 103


v
3.4. NUÔI KHẢO NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỨC ĂN
106
3.4.1. Thành phần lý, hóa của thức ăn 106
3.4.2. Phân tích, đánh giá chỉ tiêu môi trường nước nuôi 109

3.4.3. Đánh giá tăng trưởng của cá nuôi 111
3.4.4. Tỷ lệ sống của cá thí nghiệm 113
3.4.5. Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá thí nghiệm 114

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115
Kết luận 115
Kiến nghò
116
DANH MỤC CÔNG TRÌNH 117
TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

vi
CHỮ VIẾT TẮT
a.a Axit amin (amino acid).
AOAC Hiệp hội phân tích (Association of Analytical communities).
ANOVA Phân tích phương sai (Analysis Of Variance).
ADMD Tiêu hóa chất khô biểu kiến (Apparent Dry Matter
Digestibility).
ACPD Tiêu hóa protein thô biểu kiến (Apparent Crude Protein
Digestibility)
ADCP Chương trình liên kết và phát triển thủy sản (Aquaculture
Development & Coordination Program).
APHA American Public Health Association
BTTƯ Bài toán tối ưu.
CC Chấm cam.
CP Protein thô (Crude protein).
CL Béo (Crude Lipid).
CF Xơ thô (Crude Fibre).
CA Tro thô (Crude Ash).
CTTA Công thức thức ăn.
DE Năng lượng tiêu hóa (Digestible energy).
DHA Docosahexanonic acid.
EFAs Các acid béo thiết yếu (Essential Fatty Acids).
EAAs Các acid amin thiết yếu (Essential Amino Acids).

E.coioides Epinephelus coioides.
FCR Hệ số chuyển đổi thức ăn (Feed conversion ratio).
GE Năng lượng tổng (Gross energy).
HPLC Sắc ký lỏng cao áp (High pressure liquid chromatography).

vii
HUFA Acid béo cao không no (High unsaturated fatty acids).
HTST Nhiệt độ cao thời gian ngắn (High temperature short time).
HMT Hàm mục tiêu.
K-V Khoáng – Vitamin.
L-AA Vitamin C (L-acid ascorbic).
LP Qui hoạch tuyến tính (Linear Programming).
M Độ ẩm (Moisture).
ME Năng lượng biến dưỡng (Metabolizable energy).
NCNT TS2 Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản 2.
NT
Nghiệm thức.
NFE Dẫn xuất không đạm (Nitrogen Free Extract).
NRC Hội đồng nghiên cứu quốc gia (National Research Council).
PUFA Acid béo cao không no (Polyunsaturated fatty acid).
RSM Bề mặt đáp ứng (Response Suface Methodology).
S-SDS-PAGE Điện di cơ chất SDS-PAGE (Substrate Sodium Dodecylsulfate
Polyacrylamite gel electrophoresis)

SFS Các loài ăn chậm (Slow Feeding Species).
SGR Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (Specific Growth Rate).
SX Sản xuất.
T Nhiệt độ (Temperature).
TAN Total ammonia nitrogen.
TLS Tỉ lệ sống

TTQGGHSNB Trung Tâm Quốc Gia Giống Hải Sản Nam Bộ.
UPC Phương pháp tạo viên kết hợp (Universal Pellet Cooking).
WS Độ bền trong nước (Water Stability).


viii
CÁC KÝ HIỆU CƠ BẢN

A
i
Giá trò mật độ quang (OD) tại các ống đo.
a
i
(%) Tỉ lệ a.a thiết yếu thứ i.
C
i
Giá trò tạo thành vùng cấm.
Ca/P Tỉ lệ calcium / phosphor.
Di-Ca-P Di calcium phosphate.
F (g/ph) Tốc độ cấp liệu.
H (mm) Chiều cao viên.
h Giờ
I
i
Hàm mục tiêu trung gian.
k
i
a.a thứ i trong cơ thòt cá.
m Tổng lượng premix (vitamin, khoáng) và chất bổ sung.
M (%) Độ ẩm vật liệu.

P/E Tỉ lệ protein / năng lượng.
r
i
Hàm mục tiêu thành phần thứ i.
R (Z
R
) Nghiệm Pareto tối ưu.
T (ph) Thời gian đo.
T (t
0
C) Nhiệt độ vùng ép.
X
i
Tỉ lệ thành phần của nguyên liệu thứ i trong CTTA.
X
i
R
Nghiệm tối ưu.
Y
i
Hàm mục tiêu thứ i trong CTTA.
∂ (g/cm
3
) Dung trọng.
ζ (ph)
Độ bền trong nước.
Ø Đường kính viên thức ăn.


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Thông số thiết bò ép đùn một trục vít 39
Bảng 2.2. Thành phần nguyên liệu của 05 NT thí nghiệm 45
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của phi lê cơ thòt cá thương phẩm 53
Bảng 3.2. Thành phần các acid amin của cá giống cỡ 50 g 54
Bảng 3.3. Thành phần các EAAs của cá giống cỡ 50 g 55
Bảng 3.4. Thành phần EAAs (%) và tyrosine, cystine trong cơ thể cá 56
Bảng 3.5. Thành phần acid béo (% tổng acid béo) 57
Bảng 3.6. Hoạt tính enzyme trong các cơ quan tiêu hóa 61
Bảng 3.7. Đặc tính vật lý của bột cá 64
Bảng 3.8. Thành phần hóa học của một số loại bột cá 65
Bảng 3.9. Đặc tính cảm quan của một số bột cá 66
Bảng 3.10. Đặc tính vật lý của bã nành
67
Bảng 3.11. Đặc tính cảm quan của bã nành 68
Bảng 3.12. Thành phần hóa học của 05 NT thí nghiệm 70
Bảng 3.13. Tiêu hóa ACPD và ADMD (%) 70
Bảng 3.14. Thành phần và dạng nguyên liệu trong CTTA 75
Bảng 3.15. Các biến của hàm mục tiêu 77
Bảng 3.16. Vai trò và giới hạn tỉ lệ sử dụng các loại nguyên liệu trong CTTA 78
Bảng 3.17. Các hàm mục tiêu thành phần 79
Bảng 3.18. Các giá trò I
j
min
, X
i
, Y
i
cho từng HMT 82

Bảng 3.19. Các giá trò I
j
, r
j
và R
j
ứng với I
j
min
của các BTTƯ một mục tiêu 83
Bảng 3.20. Giá trò HMT tương ứng với nghiệm tối ưu 84
Bảng 3.21. CTTA nuôi cá mú chấm cam 85
Bảng 3.22. Số liệu thực nghiệm tạo viên theo phương án tối ưu hóa D 88

x
Bảng 3.23. Đặc tính vật lý của thức ăn FON và UP 106
Bảng 3.24. Thành phần hóa học của thức ăn FON và UP 106
Bảng 3.25. Kết quả kiểm tra vi sinh 107
Bảng 3.26. Nhu cầu EAAs, cystine, tyrosine của cá (% trong 100g mẫu) 107
Bảng 3.27. Thành phần acid béo của cá và FON (% tổng acid béo) 108
Bảng 3.28. Hàm lượng TAN (mg/l), pH trong các bể nuôi 110
Bảng 3.29. Tăng trưởng chiều dài của cá (cm) theo thời gian nuôi 111
Bảng 3.30. Tăng trưởng theo chiều dài (cm) của cá lúc thu hoạch 112
Bảng 3.31. Tăng trưởng khối lượng của cá (g) theo thời gian nuôi 112
Bảng 3.32. Tăng trọng của cá lúc thu hoạch (g/con) 113
Bảng 3.33. Tỉ lệ sống (%) của cá thí nghiệm 113
Bảng 3.34. Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá thí nghiệm 114

xi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cá mú chấm cam (Epinephelus coioides) 6
Hình 1.2. Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi thủy sản 26
Hình 1.3. Ảnh hưởng của các yếu tố tác động đến quá trình tạo viên 32
Hình 2.1. Sơ đồ thiết bò ép đùn một trục vít 39
Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống nghiên cứu tiêu hóa in vivo 40
Hình 2.3. Lược đồ nghiên cứu hệ thống công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú 41
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống nuôi in vivo 51
Hình 3.1. Cấu tạo hệ tiêu hóa cá mú 58
Hình 3.2. Điện di manh tràng
60

Hình 3.3. Mô hình nguyên liệu dùng trong sản xuất thức ăn vật nuôi
63
Hình 3.4. Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam
86
Hình 3.5. Không gian hàm mục tiêu của bài toán tối ưu hai mục tiêu 102
Hình 3.6. Sơ
đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 104
Đồ thò 3.1. Thành phần hóa học của một số bã nành 67
Đồ thò 3.2. Thành phần hóa học của một số nguyên liệu cung cấp carbohydrate
69
Đồ thò 3.3.
Ảnh hưởng của độ ẩm và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 89
Đồ thò 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ cấp liệu đến dung trọng
90
Đồ thò 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến dung trọng 90
Đồ thò 3.6. Ảnh hưởng của chiều cao viên và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 90
Đồ thò 3.7. Ảnh hưởng của độ ẩm và tốc độ cấp liệu đến độ bền trong nước 95
Đồ thò 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ cấp liệu đến độ bền trong nước 95
Đồ thò 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến độ bền trong nước 95
Đồ thò 3.10. Ảnh hưởng của chiều cao viên, độ ẩm vật liệu đến độ bền trong nước 96
Đồ thò 3.11. Quan hệ giữa dung trọng và tốc độ chìm 99
Đồ thò 3.12. Biến động nhiệt độ trong bể nuôi 109
Đồ thò 3.13. Biến động độ mặn trong bể nuôi 109

1
MỞ ĐẦU
Ngành thủy sản nước ta đã có những bước tiến vượt bậc và gặt hái được
nhiều thành tựu trong những năm gần đây. Để đạt được những thành quảû to lớn
trong việc đa dạng hóa đối tượng nuôi, nâng cao hiệu quả nuôi, cần có một chiến
lược phát triển và lộ trình hợp lý với sự nỗ lực, kết hợp và tác động của nhiều

ngành nghề, hệ thống quản lý. Tuy nhiên thực tế cho thấy rằng một trong những
yếu tố quan trọng và có ý nghóa quyết đònh đến việc nâng cao sản lượng, chất
lượng của thủy sản nuôi chính là vấn đề thức ăn.
Việc chủ động nguồn thức ăn, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho vật nuôi,
kiểm soát và hạn chế ô nhiễm môi trường nuôi là chìa khóa then chốt cho việc
mở rộng và nâng cao hiệu quả trong nuôi thủy sản. Trong những năm qua các sản
phẩm nuôi trồng của nước ta chủ yếu tập trung vào các đối tượng nuôi như tôm
sú, cá tra và cá ba sa. Ngoài ra còn có một số sản phẩm khác như tôm hùm, tôm
càng xanh và cá biển. Nghề nuôi cá biển đã có nhiều biến chuyển và cơ hội để
phát triển nhờ vào đặc điểm đòa lý, thổ nhưỡng và điều kiện tự nhiên. Các đối
tượng cá biển đã được nuôi như cá chẽm, cá giò, cá mú chấm cam, mú cọp tại
các vùng như Khánh Hòa, Phú Yên, Vũng Tàu, Bạc Liêu, Cà Mau. Một trong
những loài cá biển giàu tiềm năng và có giá trò đã và đang là mặt hàng được ưa
chuộng trên thò trường cá sống thế giới ở Hong Kong, Nhật Bản, Đài Loan là cá
mú chấm cam (E.coioides). Đây là loài cá mú được ưa thích nhờ vào đặc điểm về
hình thái, thòt cá trắng, thơm, ngon, bổ dưỡng và dễ chế biến.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng mạnh của thò trường tiêu thụ, các phương
tiện đánh bắt đã được sử dụng triệt để nhằm khai thác cá mú bố mẹ và cá giống
tự nhiên để nuôi Dưới áp lực của qui luật cung cầu, tình trạng khai thác quá
mức dẫn đến hiện trạng sản lượng cá mú tự nhiên ngày càng khan hiếm. Do đó,

2
các nước như Úc, Philippine, Thái Lan, Đài Loan và các tổ chức như NACA,
SEAFDEC, FAO đã tiến hành nghiên cứu sản xuất giống, kỹ thuật nuôi nhằm bảo
tồn và hạn chế việc khai thác. Cho đến nay nhiều nước thuộc Đông Nam đã
nuôi và phát triển loài cá này với phương thức nuôi phổ biến là nuôi bè hoặc nuôi
ao. Thực tế cho thấy hầu như thức ăn chủ yếu để nuôi cá mú là cá tạp tươi sống.
Do không chủ động và kiểm soát được nguồn thức ăn là cá tạp tươi nên việc nuôi
cá đã phát sinh nhiều hệ lụy như dòch bệnh, ô nhiễm môi trường và tỉ lệ sống
thấp. Vì vậy, nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp

cho cá mú chấm cam ở Việt Nam phù hợp với thực trạng, qui mô và xu thế
phát triển theo hướng hiệu quả- bền vững là vấn đề tiên quyết đặt ra cho
các nhà khoa học và đây cũng chính là mục tiêu của đề tài luận văn.
Mục tiêu cơ bản của công trình nghiên cứu bao gồm:
 Xây dựng được công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam phù hợp với
thực trạng, qui mô và điều kiện của Việt Nam.
 Tạo được viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam đảm bảo cá phát triển tốt, tỉ lệ
sống cao và hệ số tiêu tốn thức ăn thấp.
Để thực hiện mục tiêu đề ra, đề tài đã tiến hành thực hiện các nội dung nghiên
cứu sau:
1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của cá mú chấm cam và đặc tính lý, hóa của
nguyên liệu làm cơ sở xây dựng công thức thức ăn.
2. Nghiên cứu xây dựng công thức thức ăn nuôi cá mú chấm cam.
3. Nghiên cứu qui trình và chế độ công nghệ tạo viên thức ăn nuôi cá mú chấm
cam.
4. Nuôi khảo nghiệm, đánh giá hiệu quả thức ăn.



3
Các điểm mới của luận án
1. Đã chuyển bài toán xây dựng công thức thức ăn với một mục tiêu giá thành
sang bài toán bốn mục tiêu bao gồm giá thành, hàm lượng protein, lipid và
NFE. Về mặt toán học đã đề xuất phương pháp chuyển các giới hạn ràng
buộc về thành phần dinh dưỡng thành các hàm mục tiêu bổ sung. Đã ứng
dụng phương pháp vùng cấm để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong xây
dựng công thức thức ăn và xây dựng được công thức thức ăn nuôi cá mú
chấm cam có nguồn gốc tại Việt Nam đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và có giá
thành hợp lý.
2. Nghiên cứu tối ưu hóa chế độ công nghệ tạo viên thức ăn đã xác đònh được

chế độ công nghệ ép đùn tối ưu cho phép tạo được viên thức ăn có tốc độ
chìm chậm, độ bền trong nước phù hợp với tập tính, thói quen ăn của cá.
Ý nghóa khoa học
1. Kết hợp tác vụ nghiên cứu các đặc điểm sinh học, các đặc điểm dinh dưỡng
của cá mú chấm cam, các đặc tính lý hóa của nguyên liệu với tác vụ xây
dựng, giải quyết bài toán tối ưu đa mục tiêu một cách chuẩn xác, chặt chẽ về
phương diện toán học, cho phép thiết lập cơ sở khoa học về sinh học cũng
như về toán học, đảm bảo phát triển thành công việc xây dựng phần mềm
thiết lập công thức thức ăn nuôi cá mú chấm cam nói riêng và vật nuôi thủy
sản nói chung.
2. Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của chế độ công nghệ ép
đùn đến dung trọng và độ bền trong nước của viên thức ăn đã được xử lý,
khai thác một cách khoa học trên cơ sở vận dụng triệt để phương pháp mô
hình hóa toán học, phương pháp mô phỏng, phương pháp tối ưu hóa đa mục
tiêu với chuẩn tối ưu tổ hợp R đã tạo thành một phương thức nhất quán, có
độ tin cậy cao trong việc nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú

4
chấm cam và các loại thủy sản khác, cho phép kiểm soát và nâng cao chất
lượng viên thức ăn nuôi cá.
Ý nghóa thực tiễn
1. Xây dựng được công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam phù hợp
với thực trạng, qui mô và điều kiện phát triển nuôi cá mú ở nước ta.
2. Chủ động hoàn toàn trong việc xây dựng công thức thức ăn và tạo được thức
ăn công nghiệp dạng viên phù hợp với sự phát triển của cá mú chấm cam.
Đồng thời có thể mở rộng việc áp dụng kết quả nghiên cứu cho các đối
tượng cá biển nuôi khác.

Luận án được trình bày trong 116 trang và chia làm 03 chương bao gồm: Mở
đầu- 04 trang, Chương 1- Tổng quan tài liệu gồm 33 trang; Chương 2- Vật liệu và

phương pháp nghiên cứu gồm 15 trang; Chương 3 - Kết quả và thảo luận với tổng
cộng 62 trang, Kết luận và kiến nghò gồm có 02 trang. Ngoài ra còn có danh mục
các công trình, tài liệu tham khảo tiếng Việt, Anh, Nga gồm 14 trang và các phụ
lục.











5
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. ĐẶC ĐIỂM DINH DƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG TIÊU HÓA CỦA CÁ MÚ
CHẤM CAM (E.coioides)
Việt Nam cá mú được nuôi tập trung tại các vùng duyên hải và cửa sông
dọc theo các tỉnh ven biển từ Bắc đến Nam. Đặc biệt các tỉnh miền Trung và
Nam Bộ như Phú Yên, Khánh Hoà, Bà Ròa -Vũng Tàu. Các phương thức nuôi là
tận dụng ao nuôi tôm hoặc nuôi bè. Lê Đình Bửu & Clausen (2004) đã khảo sát
về hiện trạng và tiềm năng của nghề nuôi cá mú tại Khánh Hòa cho rằng cá mú
được nuôi chủ yếu trong ao đất với mật độ thấp (1-2 con/m
2
) và tập trung nhiều ở
Cam Ranh, thức ăn chủ yếu cho cá là cá tạp.

Nghề nuôi cá mú trên thế giới (chủ yếu tập trung ở các nước châu Á) ngày
càng được chú trọng, tuy nhiên thực tế cho thấy rằng loài cá này vẫn chưa được
phát triển mạnh do một số các nguyên nhân như chưa chủ động hoàn toàn được
nguồn giống nuôi, kiểm soát môi trường, dòch bệnh, thò trường tiêu thụ và đặc
biệt là thức ăn công nghiệp cho cá [2, 10, 16, 88]. Hiện nay, các nhà phân loại
học đã xác đònh có trên 503 loài cá mú, trong đó 332 loài có mặt tại các vùng
biển thuộc Ấn Độ Dương và nhiều loài chưa xác đònh được tên. Cá mú có thể
sống đượcđở môi trường nước lợ hoặc nước mặn với độ mặn từ 5 - 45‰ [52, 102].
Một trong những loài cá mú có giá trò được nuôi nhiều ở các nước thuộc
Tây nam châu Á là cá mú chấm cam, thuộc họ Serranidae, họ phụ Epinephelus,
tên khoa học là Epinephelus coioides (Hamilton, 1882), tên tiếng Anh: Orange-
spotted grouper. Về hình thái bên ngoài (hình 1.1) cá có màu nâu vàng nhẹ trên
lưng, màu trắng hai bên hông và bụng, nhiều chấm cam nâu và vàng nâu có kích
thước không đồng đều trên đầu, thân và các vây. Cằm, vùng bụng có màu kem
hoặc màu trắng sữa và không có chấm cam [2, 88, 93].

6


Hình 1.1. Cá mú chấm cam (E.coioides)
1.1.1. Thức ăn, thói quen và tập tính ăn của cá mú
Nhìn chung cá mú là loài ăn thòt và có phổ thức ăn rất rộng, hầu hết ăn cá
tạp tươi sống. Thói quen ăn của cá hầu như suốt cả ngày nhưng chủ yếu tập trung
vào lúc bình minh hoặc hoàng hôn, đây là thời điểm con mồi thường bất cẩn ít tự
vệ và dễ dàng bò tấn công nhất. Nghiên cứu của Toledo (2001) cho rằng cá mú ở
giai đoạn cá bột và giống có đặc tính ăn thòt đồng loại và đây là một trong những
nguyên nhân dẫn đến tỉ lệ sống thấp. Vì vậy để hạn chế hiện tượng này trong quá
trình ương nuôi cần cho cá ăn từ 4 đến 6 lần trong một ngày tương đương với
khoảng cách giữa các lần cho ăn từ 1,5 -2 giờ. Sim & Phillips (2005) đã đưa ra số
lần cho ăn đối với cá mú chấm cam nuôi phụ thuộc vào kích cỡ cá ở các giai

đoạn phát triển. Đối với cá giống thì số lần cho ăn từ 2 - 5 lần/ngày, giai đoạn từ
20-100 g là 02 lần/ngày và giai đoạn cá có khối lượng cá thể lớn hơn 100 g thì chỉ
nên cho ăn 1- 2 lần/ngày, giai đoạn lớn hơn 200 g/con thì số lần cho ăn là 01
lần/ngày với tỉ lệ thức ăn cho ăn thay đổi theo hướng giảm dần khi cá càng lớn (4
-1%) so với khối lượng thân cá [2, 20, 57, 58, 63, 88, 93, 102].
Thói quen và tập tính ăn của cá là những yếu tố góp phần thể hiện khả
năng tiêu hóa của cá, mức độ tiêu tốn thức ăn và những tác động đến môi trường
nước nuôi. Số lần cho ăn, tỉ lệ sử dụng thức ăn, độ bền trong nước của thức ăn ảnh

7
hưởng đến hiệu quả sử dụng thức ăn và rõ ràng liên quan mật thiết với hiệu quả
nuôi cá. Do vậy việc xác đònh thói quen, thời gian ăn, số lần cho ăn là những cơ
sở quan trọng trong việc nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá.
1.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam
Việc nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng cho các đối tượng nuôi thủy sản là
khá phức tạp và hầu hết các nhà dinh dưỡng đều cho rằng nhu cầu dinh dưỡng
của cá là một lónh vực nghiên cứu không hề đơn giản, tốn nhiều thời gian, công
sức và thậm chí nhiều công trình, dự án nghiên cứu phải mất hàng thập kỷ mới có
thể tìm hiểu và đánh giá được nhu cầu dinh dưỡng của đối tượng thủy sản. Trong
ngành dinh dưỡng học, những vấn đề luôn được đặt ra đối với vật nuôi như nhu
cầu về protein, lipid, carbohydrate, acid amin, acid béo thiết yếu, tỉ lệ giữa
protein và năng lượng … [2, 8, 10, 13, 41, 44, 55, 99, 108, 112].
1.1.2.1. Nhu cầu protein
Để thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng của cá, thành phần các acid amin trong
thức ăn phải được cân đối để protein khẩu phần được sử dụng triệt để. Việc bổ
sung hàm lượng acid amin khẩu phần vượt quá mức qui đònh không những tốn
kém mà còn tiêu hao năng lượng để đào thải. Nhu cầu về hàm lượng, tỉ lệ các
acid amin thiết yếu (EAAs) trong khẩu phần thay đổi ở các loài khác nhau [55,
79]. Wilson & Cowey (1985) cho rằng thành phần a.a của cơ thòt cá về cơ bản
không thay đổi nhiều trong cùng một loài cá. Ngoài ra Meyer & Fracalossi

(2005) cũng cho rằng tỉ lệ hàm lượng a.a của toàn bộ cơ thể cá hầu như không
thay đổi theo kích thước của cá. Hàm lượng EAAs trong mỗi loại nguyên liệu
dùng trong sản xuất thức ăn là khác nhau, do vậy thức ăn được cấu thành từ nhiều
nguồn nguyên liệu sẽ hiệu qủa hơn thức ăn chỉ được cấu thành từ một loại
nguyên liệu nhằm tránh hiện tượng thức ăn có quá nhiều hoặc quá ít một số các
EAAs nào đó. Một khẩu phần không cân bằng protein là khẩu phần thiếu hụt các

8
EAAs, trong trường hợp này thì việc nâng cao hàm lượng protein trong khẩu phần
là không cần thiết mà cần phải bổ sung phần EAAs bò thiếu hụt. New (1987) cho
rằng một cách lý tưởng thì hàm lượng mỗi EAAs trong khẩu phần thức ăn đúng
bằng mức nhu cầu của thủy sản nuôi. Khái niệm protein lý tưởng dựa vào ý tưởng
cho rằng có mối tương quan giữa kiểu a.a trong cơ thể của một đối tượng thủy sản
và nhu cầu a.a của đối tượng thủy sản đó và lysine thường được xem là a.a đầu
tiên qui đònh giới hạn trong hầu hết các loại thức ăn vật nuôi và nhu cầu của các
a.a thiết yếu khác được nhấn mạnh bởi quan hệ với nhu cầu lysine. Bởi vậy, nếu
biết nhu cầu của lysine trong khẩu phần thức ăn và thành phần a.a của cơ thể của
một đối tượng vật nuôi thì có thể ước lượng được nhu cầu của các EAAs còn lại
trong khẩu phần thức ăn tương quan với nhu cầu lysine (Wilson, 1985).
Methionine, phenylalanine là những a.a có thể dư hoặc có thể được thay thế bằng
các a.a như cystine và tyrosine với tỉ lệ thay thế đến 50% trong khẩu phần.
Methionine và lysine thường là 2 a.a cần thiết đầu tiên trong số các EAAs trong
khẩu phần [8, 10, 35, 38, 41, 55, 75, 100, 103, 106, 112, 115].
Nhu cầu protein của cá phụ thuộc vào loài, tuổi và nhiệt độ môi trường
nước. Một số loài cá nuôi ở vùng nhiệt đới có nhu cầu protein khẩu phần thấp hơn
(25 – 30%) so với khi nuôi ở vùng ôn đới (30 - 40%) [56]. Boonyaratpalin (1993),
Chen & Tsai (1994) cho rằng các loài cá mú có nhu cầu protein khác nhau và
thay đổi trong khoảng 40 - 50%. Rimmer & McBride (2004) cho rằng đối với cá
mú giống nhu cầu protein khoảng 45% và lipid 9%. Giri & cộng sự (1998) cho
rằng nhu cầu protein của cá mú là khá cao và vào khoảng 47,8 - 60%. Ngoài ra,

Giri & cộng sự (2004) còn đưa ra nhu cầu protein và lipid tối ưu cho cá mú cọp
giống (E. fuscoguttatus) lần lượt là 47% và 9%, ở giai đoạn cá lớn (>250 g) nhu
cầu protein tối ưu là 38%. Nghiên cứu của Rachmansyah & cộng sự (2000) từ
phân tích đường cong tăng trưởng đã xác đònh được nhu cầu protein tối ưu của cá

9
mú lưng gù (Cromileptes altivelis) giống là 45,23%. Đối với cá mú điểm gai
(E.mabalaricus), Cheng & Tsai (1994) cho rằng nhu cầu protein của cá mú giống
(3,8 g) là 47,8%, Shiau & Lan (1996) đưa ra nhu cầu protein trong khoảng 44-
50%, Lê Anh Tuấn (2005) cho rằng nhu cầu protein và lipid của cá giống (16,94
± 1,32 g) lần lượt là 49,7% và 11%, năng lượng tổng (GE) là 3,39 kcal/g thức ăn,
Lê Anh Tuấn (2007) còn cho rằng nhu cầu của cá mú điểm gai (17 ± 1,3) là 55%
protein, 12% lipid và tỉ lệ protein thô/ năng lượng (CP/GE) là 28 (g/MJ).
Đối với cá mú chấm cam, nghiên cứu của Toledo (2002) đối với giai đoạn
(50 -100 g/con) cho thấy cá phát triển tốt, tỉ lệ sống cao và hệ số chuyển đổi thức
ăn thấp (1,5 ± 0,05) ở protein tối ưu 44%. Eusebio & cộng sự (2003) cho rằng cá
mú chấm cam (2-5 g/con) có nhu cầu protein từ 44 - 48%. Millamena & Toledo
(2004) khi nghiên cứu thay thế bột cá bằng phụ phẩm động vật với khẩu phần
protein thay đổi từ 43 - 68% và cho rằng nhu cầu protein tối ưu là 44,8% và có
thể thay thế 80% bột cá bằng bột thòt xương mà vẫn đảm bảo cá phát triển tốt.
Nghiên cứu của Luo & cộng sự (2005) đã đưa ra nhu cầu protein tối ưu cho cá mú
chấm cam giống là 48%. Huang & cộng sự (2005) cho rằng đối cá mú chấm cam
giống, khẩu phần protein tối ưu là 45,5% và năng lượng (GE) là 14,22 KJ/g thức
ăn [41, 55, 59, 67, 69, 73, 83, 97, 100].
1.1.2.2. Nhu cầu Carbohydrate
Xét về đặc tính vật lý thì thành phần carbohydrate với một lượng nhất đònh
trong khẩu phần sẽ giúp tạo nên kết cấu bền, ổn đònh trong môi trường nước của
viên thức ăn. Các loài cá ăn thòt và đặc biệt cá biển có khả năng biến dưỡng
carbohydrate không cao. Một số loài cá không có enzyme cellulase để tiêu hóa
cellulose và vì vậy chất xơ thường được xem như là nguồn năng lượng thừa, tuy

nhiên chất xơ tham gia vào việc tạo cấu trúc viên thức ăn và các hoạt động sinh
lý của cá [97, 102, 110, 115]. Eusebio & cộng sự (2004) cho rằng nhu cầu dẫn

10
xuất không đạm (NFE) của cá mú chấm cam giai đoạn 5 - 20 g khoảng 16 - 28%.
Nghiên cứu của Shiau & Lin (2001) thì nhu cầu carbohydrate trong khẩu phần
thức ăn cá mú giống từ 14,3 - 24,6% sẽ đáp ứng các chỉ tiêu phát triển như tăng
trọng và tỉ lệ sống [45, 67, 97].
1.1.2.3. Nhu cầu lipid
Lipid đóng vai trò cung cấp năng lượng, các acid béo thiết yếu (EFAs),
ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và tỉ lệ sống của vật nuôi. Ngoài ra các acid béo
còn làm tăng độ ngon, tính hấp dẫn của thức ăn và còn có ý nghóa như là hợp chất
“bôi trơn” cho việc vận chuyển và hỗ trợ hấp thu các vitamin hòa tan trong dầu
[56]. New (1987) cho rằng nhu cầu EFAs của thủy sản thay đổi theo loài, giai
đoạn phát triển của cá và hàm lượng lipid trong khẩu phần thức ăn.
Sự thiếu hụt
các acid béo thiết yếu (EFAs) thường xảy ra đối với các loài cá nước mặn hơn là
nước ngọt, do độ mặn ảnh hưởng đến nhu cầu EFAs của cá. Cá biển có nhu cầu
về các acid béo cao không no (HUFA) cao hơn cá nước ngọt, tuy nhiên cho đến
nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào chứng minh thời điểm và giai đoạn cá
sử dụng nhóm các acid béo (n-6) hay nhóm các acid béo (n-3). Các loài cá sống ở
vùng nước lạnh có nhu cầu các acid béo nhóm (n-3) cao hơn các loài cá sống ở
vùng nước ấm. Chất béo với hàm lượng các acid béo không no cao, đặc biệt là
các acid béo cao không no (PUFA) rất dễ bò oxi hóa làm ảnh hưởng tới các thành
phần dinh dưỡng khác và sức khỏe vật nuôi. Dạng thường được sử dụng trong
thức ăn nuôi thủy sản là các acid béo cao không no (HUFA) có mạch carbon ≥ 20
và có nhiều hơn 3 nối đôi trong phân tử. Nhu cầu sử dụng các acid béo thiết yếu
thay đổi từ 0,5 - 1,5% khẩu phần tùy theo loài cá, môi trường nuôi và giai đoạn
phát triển của cá. Tỉ lệ nhóm các acid béo n-3 và n-6 không cân đối trong khẩu
phần sẽ dẫn đến các triệu chứng bệnh lý và phát triển ở cá [41, 79, 80, 114].

Alava & Priolo (2002) cho rằng cá biển không có khả năng chuyển 18:3(n-3)

11
thành 20:5(n-3) (EPA) do khả năng chuyển đổi về dạng EPA thấp hoặc không
đáng kể. Ngoài ra, khả năng chuyển các acid béo 20:n-3 thành DHA rất nhỏ và
không có khả năng chuyển 18:2(n-6) thành 20:4(n-6) (ARA). Khả năng chuyển
đổi các acid béo C18 sang HUFA rất cao ở cá nước ngọt nhưng lại rất hạn chế ở
cá biển, do vậy việc sử dụng các nguồn chất béo như dầu cá biển là yêu cầu bắt
buộc khi sản xuất thức ăn cho cá biển. Cá biển có nhu cầu n-3 HUFA cao, đặc
biệt là EPA và DHA [56, 92, 98, 110]. Nhu cầu DHA cho cá biển ở giai đoạn cá
giống là 1,6 - 3,7% (NRC, 1993) và có sự liên hệ giữa tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ
sống với thành phần acid béo của ấu trùng E.coioides (Alava & cộng sự, 2004).
u trùng có hàm lượng DHA hoặc EPA cao sẽ tăng trưởng nhanh và có tỉ lệ sống
cao hơn loại có hàm lượng HUFA thấp hơn [30, 56, 71, 80].

New (1987) cho rằng nhu cầu lipid của cá mú khoảng 14%, nghiên cứu
của Giri & cộng sự (2004) thì nhu cầu lipid của cá mú chấm cam (5 - 6 g) từ 8-
10% và tỉ lệ hàm lượng HUFA n-3 tối ưu là 1%. Milamena & cộng sự (2004) đưa
ra nhu cầu lipid của mú chấm cam giống (3-8 g) khoảng 7-10% trong thức ăn.
Shiau & Lin (2003) thì cho rằng nhu cầu chất béo cho cá mú chấm cam giống (5
– 20 g) là xấp xỉ 9% [74, 79, 97]. Nhu cầu acid béo thiết yếu của một số loài cá
biển được nêu ra ở phụ lục 1, bảng 1.1.
1.1.2.4. Nhu cầu vitamin và khoáng chất
Vitamin là dưỡng chất hữu cơ thiết yếu đối với vật nuôi nói chung và có
vai trò hết sức quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển và hoạt động của cá.
Nhiều triệu chứng thiếu vitamin xảy ra đối với cá mà phổ biến nhất là thiếu
vitamin B
1
. Vitamin E có đặc tính chống oxy hóa do vậy có thể đưa vào thành
phần thức ăn với hàm lượng cao, đặc biệt những thức ăn chứa nhiều hàm lượng

các acid béo không no PUFA. Vitamin C được xem là có vai trò thiết yếu đối với
vật nuôi thủy sản. Trong số các vitamin hòa tan trong nước cần bổ sung vào trong