Các thành tựu nghiên cứu về dinh dưỡng của ấu trùng cá biển trên thế giới và việt nam phục vụ cho nghề nuôi trồng thủy sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
D H × I E






LỤC MINH DIỆP





CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ DINH DƯỠNG
CỦA ẤU TRÙNG CÁ BIỂN TRÊN THẾ GIỚI
VÀ VIỆT NAM PHỤC VỤ CHO NGHỀ
NUÔI TRỒNG THỦY SẢN




Chuyên đề nghiên cứu sinh

Nha Trang – Năm 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG





LỤC MINH DIỆP





CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ DINH DƯỠNG
CỦA ẤU TRÙNG CÁ BIỂN TRÊN THẾ GIỚI
VÀ VIỆT NAM PHỤC VỤ CHO NGHỀ
NUÔI TRỒNG THỦY SẢN


Chuyên đề nghiên cứu sinh



CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
TS Nguyễn Đình Mão

Nha Trang – Năm 2009
MỤC LỤC

Nội dung: Trang
1. MỞ ĐẦU 1
2. ẤU TRÙNG CÁ BIỂN VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CƠ QUAN TIÊU HÓA 2
2.1. Các giai đoạn phát triển và sự phát triển cơ quan tiêu hóa ở cá biển 2
2.2. Sự biến đổi pH và hoạt động của các enzym tiêu hóa 8
2.3. Cơ chế tiêu hóa và hấp thụ dinh dưỡng ở ấu trùng 13
3. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ NHU CẦU DINH DƯỠNG Ở
ẤU TRÙNG CÁ BIỂN
15
3.1. Nhu cầu protein 15
3.1.1. Biến đổi hàm lượng protein và axít amin ở trứng và ấu trùng cá biển.
16
3.1.2. Vai trò của axít amin ở ấu trùng cá biển.
19
3.1.3. Khả năng cung cấp axít amin từ các loại thức ăn cho ấu trùng cá
biển.
20
3.2. Nhu cầu lipid 22
3.2.1. Lipid và các nhóm lipi ở cá biển.
22
3.2.2. Nhu cầu dinh dưỡng về phospholipid và axit béo ở ấu trùng cá biển
và sự cần thiết bổ sung vào thức ăn.
24
3.3. Vitamin 27

4. ĐÁNH GIÁ CHUNG 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO
31

Các thành tựu nghiên cứu về dinh dưỡng của ấu trùng cá biển trên thế giới
và Việt Nam phục vụ cho nghề nuôi trồng thủy sản

1. MỞ ĐẦU
Nghiên cứu dinh dưỡng trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản bắt đầu khoảng từ
giữa thế kỷ 20, chậm hơn rất nhiều so với lịch sử nghiên cứu dinh dưỡng ở động vật
nuôi trên cạn [19]. Riêng ở cá biển đến giai đoạn giống, nghiên cứu dinh dưỡng chỉ
thực sự bắt đầu vào khoảng đầu những năm 1980. Tuy nhiên, so với các lĩnh vực
nghiên cứu chuyên sâu khác, nghiên cứu dinh dưỡng ở giai đoạn này đạt được khá
nhiều thành tựu và đươc ứng dụng vào thực tế sản xuất giống, tạo nên sự chuyển biến
lớn về công nghệ.
Khác với từ giai đoạn giống trở đi, việc nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng ở giai
đoạn đầu phát triển của cá biển nói chung khó tiến hành bằng cách tạo ra loại thức ăn
có hàm lượng dinh dưỡng định trước theo yêu cầu thí nghiệm. Vì vậy, các nghiên cứu
dinh dưỡng giai đoạn này chủ yếu tập trung ở các khía cạnh: (i) sự phát triển hệ tiêu
hóa bao gồm cả sự biến đổi về mặt hình thái, mô học và sự hình thành các tuyến tiêu
hóa, khả năng tiết enzyme, (ii) khả năng tiêu hóa thức ăn, (iii) sự biến đổi thành phần
và hàm lượng protein, axít amin, axít béo, vitamin trong suốt quá trình phát triển, (iv)
nguồn dinh dưỡng cung cấp cho ấu trùng cá từ thức ăn sống (luân trùng, nauplii
Artemia, Copepoda, …) và các biện pháp làm tăng hàm lượng dinh dưỡng trong thức
ăn, (v) yêu cầu về thức ăn tổng hợp, khả năng tiêu hóa thức ăn tổng hợp, thời điểm
thích hợp chuyển cho cá sang ăn thức ăn tổng hợp.
Do chưa có sự thống nhất về thuật ngữ tiếng Việt trong cách gọi tên các giai đoạn
phát triển từ khi nở đến hoàn tất quá trình biến thái của cá nói chung, cá biển nói
riêng, nên phần đầu chuyên đề cũng sẽ đề cập đến việc phân chia giai đoạn phát triển,
đề nghị sử dụng thuật ngữ “ấu trùng” để chỉ giai đoạn đầu phát triển của cá.

Ở nước ta, việc nghiên cứu sản xuất giống cá biển bắt đầu chưa lâu và việc
nghiên cứu dinh dưỡng ở cá biển trước giai đoạn cá giống gần như chưa có. Trong kỹ
thuật sản xuất giống, chúng ta chủ yếu ứng dụng các thành quả nghiên cứu về dinh
dưỡng trên thế giới. Vì vậy, trong chuyên đề này không có các thông tin từ Việt Nam.



2
2. ẤU TRÙNG CÁ BIỂN VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CƠ QUAN TIÊU HÓA
2.1. Các giai đoạn phát triển và sự phát triển cơ quan tiêu hóa ở cá biển
Theo Ahlstrom & Ball (1954), giai đoạn đầu trong sự phát triển cá thể ở cá có thể
được phân chia thành các giai đoạn và giai đoạn phụ như hình 1 (trích theo [20], [28],
[46]).


B-1
A

B-3

B-2

B-4


C
Hình 1. Các giai đoạn phát triển của ấu trùng cá Trachurus symmetricus.
Theo Ahlstrom & Ball, 1954 (trích theo [28])
A - Trứng (Eggs) B - Ấu trùng (Larvae) C - Cá giống (Juvenile)
B-1: Ấu trùng noãn hoàng (Yolk-sac larvae)

B-2: Ấu trùng tiền cong lệch phần cuối cột sống (Pre-flexion larvae)
B-3: Ấu trùng cong lệch phần cuối cột sống (Flexion larvae)
B-4: Ấu trùng hậu cong lệch phần cuối cột sống (Post-flexion larvae)

Theo sự phân chia này, giai đoạn ấu trùng trải qua các giai đoạn phụ: ấu trùng
noãn hoàng, ấu trùng tiền cong lệch, ấu trùng cong lệch và ấu trùng hậu cong lệch; kéo
dài từ khi nở cho đến khi hoàn chỉnh vây, bắt đầu hình thành vảy và mất hết các đặc
điểm của ấu trùng. Theo một vài tác giả khác như Sette (1943), sau giai đoạn ấu trùng,
cá còn trải qua giai đoạn hậu ấu trùng (post larvae) cho đến khi cá có đầy đủ các bộ
phận cơ thể, màu sắc, tập tính sống như các cá thể trưởng thành (trích theo [20]).
Theo Kj∅rsvik và CTV (2004), sự phát triển trong thời gian đầu của cá có thể
được phân chia theo 3 giai đoạn chính:

3
− Trứng (eggs): Từ khi đẻ đến khi nở. Đây là giai đoạn phôi được bao bọc trong
vỏ (an encapsulated embryo).
− Ấu trùng (larvae) bao gồm:
+ Ấu trùng noãn hoàng (yolk-sac larvae): Từ khi nở đến khi bắt đầu ăn thức ăn
ngoài. Về mặt sinh học của sự phát triển, ấu trùng noãn hoàng nói chung vẫn còn
thuộc giai đoạn phôi nhưng tồn tại ở dạng tự do (a free-living embryo). Khối
noãn hoàng có thể được hấp thụ hết hoặc chưa hết tùy theo từng loài khi cá bắt
đầu ăn thức ăn ngoài.
+ Ấu trùng (larvae): Từ khi ăn thức ăn ngoài đến khi có hình dạng của loài. Theo
sự biến thái, có thể dễ dàng quan sát và phân biệt dựa vào sự phát triển cột sống,
bao gồm: giai đoạn tiền cong lệch phần cuối cột sống (pre-flexion larvae), giai
đoạn cong lệch phần cuối cột sống (Flexion larvae), hình thành vây đuôi, và giai
đoạn hậu cong lệch phần cuối cột sống (post-flexion larvae), hoàn chỉnh vây.
+ Hậu ấu trùng (metamorphosis): Giai đoạn chuyển tiếp giữa ấu trùng và con
giống.
− Giống (juvenile): Có hình dạng như trưởng thành nhưng chưa thành thục sinh

dục.
Nói chung, theo Kj
∅rsvik và CTV (2004), từ giai đoạn ấu trùng noãn hoàng đến
hậu ấu trùng được gọi chung là ấu trùng.
Một số tác giả dùng các thuật ngữ khác để chỉ sự phân chia các giai đoạn ấu
trùng cá: prolarvae, postlarvae (Hubbs, 1943); protolarvae, mesolarvae, metalarvae
(Sayder, 1976) (theo [20]). Một vài thuật ngữ khác cũng được sử dụng phổ biến:
“start-feeding” (ấu trùng giai đoạn bắt đầu ăn) để chỉ ấu trùng từ khi bắt đầu ăn thức
ăn ngoài cho đến điểm chết đói không hồi phục; “fry” để chỉ giai đoạn hậu ấu trùng;
“fingerling” để chỉ giai đoạn cá giống nhỏ.
Trong tiếng Việt, gần đây thuật ngữ “ấu trùng” mới được một số tác giả sử dụng
để chỉ giai đoạn đầu phát triển của cá từ khi nở đến khi phát triển hoàn thiện cơ thể.
Tuy nhiên, thuật ngữ này vẫn chưa được sự ủng hộ của nhiều người. Trong sản xuất
giống cá nói chung thường sử dụng các từ như “cá bột”, “ cá hương” và “ương từ bột
lên hương”. Tuy nhiên đây chỉ là các thuật ngữ thường dùng trong sản xuất, chủ yếu
phân chia theo công đoạn sản xuất, chưa phản ánh hết đặc điểm các giai đoạn phát
triển của cá ở thời kỳ đầu. Theo sự phân chia trên, có thể thấy cá bột chính là giai đoạn

4
ấu trùng noãn hoàng, cá hương tương đương với giai đoạn hậu ấu trùng (post larvae /
metamorphosis / fry). Vì vậy, cần có sự thống nhất trong thuật ngữ tiếng Việt để dễ
dàng cho nghiên cứu, đề nghị thuật ngữ “ấu trùng” nên được sử trong phân chia giai
đoạn phát triển tự nhiên của cá.
Cùng với sự phát triển, hoàn thiện về hình thái, các bộ phận bên trong cơ thể ấu
trùng cá và chức năng của chúng cũng dần được hoàn thiện. Sự phát triển đường tiêu
hóa, nhất là sự hình thành dạ dày ở các loài cá có dạ dày, là một trong những đặc điểm
quan trọng để xác định giai đoạn phát triển của ấu trùng.

Hình 2. Quá trình phân hóa thành các bộ phận của đường tiêu hóa theo giai đoạn
phát triển ở cá (Theo [18] và [20])
Ấu trùng
noãn hoàng
Hấp thụ noãn hoàng
hoàn toàn
Cá giống và
trưởng thành
Biến thái
Ấu trùng
Ruột kín
Ruột trước
Ruột giữa
Ruột sau
Thực quản
Dạ dày
Ruột trước
Ruột sau

Nhiều tác giả đã nghiên cứu về sự phát triển đường tiêu hóa và hình thành các
tuyến tiêu hóa ở ấu trùng của nhiề

u loài cá biển khác nhau. Theo sự mô tả của Govoni
(1986) [18], đường tiêu hóa ở ấu trùng ít phức tạp hơn về mặt hình thái, mô học và
sinh lý so với ở cá trưởng thành. Không giống như sự phát triển dần dần từng bước
theo một quá trình liên tục của các tổ chức nội quan khác, sự phát triển đường tiêu hóa
ở ấu trùng cá có những bước nhảy vọt tại các thời điểm biến thái của ấu trùng (hình 2)
[18].
Trong thời gian phát triển phôi, đường tiêu hóa phát triển từ sự cuộn xoắn của
các tế bào nội bì hình trụ nằm trên khối noãn hoàng [18]. Khi mới nở, ấu trùng các

5
loài cá biển có đường tiêu hóa là một ống thẳng, kín (miệng và hậu môn chưa hình
thành), chưa có sự phân hóa về mặt mô học. Ruột kín (incipient gut) duy trì cho đến
khi noãn hoàng được hấp thụ hết [18], [21], miệng và hậu môn hình thành trong giai
đoạn ấu trùng noãn hoàng [20]. Khi đó, từ dạng chưa phân hóa chúng được phân chia
thành vùng hầu miệng (buccopharynx), ruột trước (foregut), ruột giữa (midgut), ruột
sau (hindgut) nhờ các van cơ (hình 3). Chiều dài, chiều rộng và cả bề mặt hấp thụ của
ruột tăng lên trong giai đoạn ấu trùng ăn thức ăn ngoài [20].



Hình 3. Hình chụp mặt cắt dọc cơ thể ấu trùng 11 ngày tuổi
của cá tuyết Đại Tây Dương (Gadus morhua ) [31]
Li (liver): gan Pa (pancreas): tụy
Fg (foregut): ruột trước Mg (Midgut): ruột giữa Hg (hindgut): ruột sau

Ấu trùng của đa số các loài cá thiếu dạ dày cả về cấu trúc mô học và chức năng,
nhưng phần sau ruột trước cùng với ruột giữa có khả năng phình to và thực hiện chức
năng như dạ dày. Đường tiêu hóa dạng này duy trì suốt giai đoạn ấu trùng. Sự biến đổi
về mặt mô học chủ yếu nhất ở đường tiêu hóa của cá là sự phát triển hình thành dạ dày
và manh tràng từ phần sau của ruột trước, xảy ra đồng thời với sự hoàn thành quá trình

biến thái của ấu trùng. Thời điểm được xác định kết thúc giai đoạn ấu trùng là khi dạ
dày phát triển với đầy đủ chức năng, có tuyến dịch vị và manh tràng [20], [ 21].
Gan, tụy được hình thành từ khi cá nở nhưng chức năng của chúng bắt đầu được
thực hiện khi cá đã hấp thụ hết noãn hoàng và giọt dầu (hình 4) [20], [21].




6


















Hình 4: Sự phát triển đường tiêu hóa với sự lan rộng của tuyến tụy ở cá bơn Nhật
Bản (Kurokawa và Suzuki, 1996; trích theo [31] và [20])
bd (bile duct): ống mật es (esophagus): thực quản

3dah 10dah
45dah
20dah

30dah



gb (gallbladder): túi mật hd (hepatic duct): ống gan
in (intestine): ruột li (liver): gan
pa (pancreas): tụy ph (porta hepatis): rốn gan/cửa gan
py (pyloric appendages): manh tràng
re (rectrum): hậu môn st (stomach): dạ dày
dah (day after hatching): ngày tuổi

Sự biến đổi hình thái và phân hóa đường tiêu hóa ở ấu trùng cá chẽm (Lates
calcarifer) được Walford và Lam (1993) nghiên cứu và mô tả:
− Ấu trùng cá mới nở (chiều dài toàn thân TL=1,60 mm) có túi noãn hoàng lớn và
một giọt dầu nằm phía trước. Ở cá 1 ngày tuổi (TL= 2,2 mm), túi noãn hoàng

7
được hấp thụ gần hết nhưng miệng chưa mở, đường tiêu hóa vẫn ở dạng ống
thẳng.
− Ấu trùng 2 ngày tuổi (TL=2,52 mm), hầu như noãn hoàng được hấp thụ hết, giọt
dầu vẫn còn, cá mở miệng và bắt đầu ăn thức ăn ngoài, có thể thấy được luân
trùng ở phần sau đường ruột, van trực tràng xuất hiện. Ở cá 4 ngày tuổi (TL=2,8
mm), giọt dầu vẫn còn, vùng ruột trước, ruột giữa và vùng trực tràng (ruột sau)
phình to hơn, có thể nhìn thấy rõ van trực tràng phân chia hai vùng này.
− Giọt dầu gần như được hấp thụ hết ở ấu trùng 5-6 ngày tuổi, ruột bắt đầu cuộn

lại. Sự cuộn xoắn của ruột hoàn tất ở ấu trùng 8 ngày tuổi (TL=6,08 mm), ruột
trước phình to thành dạng túi cong.
− Ruột trước bắt đầu biến dạng thành dạ dày ở ấu trùng 11 ngày tuổi, nhưng sự
biến dạng này thực sự rõ ràng ở cá 13 ngày tuổi (TL=11,04 mm), khi có thể thấy
rõ sự co thắt môn vị và sự nhô ra của các manh tràng.
− Quá trình phân hóa hình thái đường tiêu hóa thành các phần theo thứ tự từ trước
ra sau: khoang miệng, hầu, thực quản, dạ dày, cơ vòng môn vị, ruột trước (phần
ruột giữa ở các giai đoạn trước), van trực tràng, ruột sau (trực tràng) dễ dàng
phân biệt ở ấu trùng 14 ngày tuổi. Từ vòm trên của hầu, nhô ra 2 răng nhọn, bắt
đầu cho sự hình thành răng hầu. Sự phân hóa đường tiêu hóa, phát triển dạ dày,
phát triển cơ vòng ở môn vị và phát triển manh tràng gần như hoàn chỉnh ở ấu
trùng cá chẽm 15 ngày tuổi. Lúc này dạ dày đã có hình dạng nhất định, vùng dạ
dày hình tim nối với vùng môn vị tại một góc nhọn tạo nên hình dạng đặc trưng
của dạ dày. Quá trình phân hóa đường tiêu hóa hoàn tất ở ấu trùng cá chẽm 17
ngày tuổi (TL=12,32 mm).
− Về sau, dạ dày càng ngày càng lớn dần, manh tràng tiếp tục phát triển; tuy nhiên
về cơ bản hình dạng của dạ dày và manh tràng không thay đổi.

Về mặt mô học, đường tiêu hóa ấu trùng cá chỉ có 3 trong 4 dạng lớp màng ở cá
thể trưởng thành, bao gồm: niêm mạc hấp thụ, lớp đơn các cơ vòng và thanh mạc của
các sợi mô liên kết. Lớp cơ trơn hướng theo chiều dọc chưa hình thành ở ấu trùng cho
đến khi biến thái.
Ruột trước của ấu trùng phủ một lớp đơn các tế bào biểu mô hình khối xen lẫn
các tế bào nhày [18]. Ở ấu trùng cá chẽm 6 ngày tuổi, phần ruột trước nơi hình thành

8
dạ dày sau này, lớp tế bào biểu mô đặc trưng bằng sự nhô ra không đều của tế bào chất
trên bề mặt [46]. Ruột giữa được phủ bởi một lớp đơn các tế bào biểu mô hình khối có
rất nhiều tiêm mao, và bề mặt tế bào vòm lên tạo thành viền tiêm mao. Bề mặt ruột
sau cũng được phủ bởi một lớp đơn tế bào biểu mô phủ đầy tiêm mao nhưng không

trương vòm hình cung [18]. Ở các tế bào biểu mô ruột sau còn có sự lõm ẩm bào tại
gốc tiêm mao, có nhiều túi ẩm bào và các không bào chứa vật chất với mật độ điện tử
dày đặc [46]. Các tế bào nhày cũng được thấy ở ruột sau ở ấu trùng một số loài cá
[18].
Từ khi còn hấp thụ noãn hoàng, vùng miệng hầu của ấu trùng được phủ bởi biểu
mô dạng vảy có rải rác các tế bào nhày và các nhú vị giác. Cùng với sự ăn mồi của ấu
trùng, số lượng nhú tăng lên nhiều hơn và thể hiện chức năng vị giác. Răng được phát
triển từ các núm mô liên kết nằm dưới biểu mô vùng hầu miệng và thường mọc lên
trong suốt giai đoạn ấu trùng.
Nói chung, sự biến đổi hình thái đường tiêu hóa là dấu hiệu quan trọng đánh dấu
sự chuyển từ ấu trùng sang giai đoạn con giống (juvenile). Từ giai đoạn giống, cá đã
có đường tiêu hóa và thức ăn giống như trưởng thành.

2.2. Sự biến đổi pH và hoạt động của các enzym tiêu hóa
Theo Walford và Lam (1993), có sự biến động lớn về pH ở phần ruột trước của
ấu trùng cá chẽm (Lates calcarifer) trước và sau khi hình thành dạ dày, từ tính kiềm
sang tính axít; trong khi đó, ở ruột giữa và ruột sau không có biến đổi lớn, vẫn mang
tính kiềm (hình 5).
Trước khi ấu trùng cá chẽm hình thành dạ dày, pH trong ruột trước (tiền thân của
dạ dày) mang tính kiềm (pH=7,7 tại 8 ngày tuổi). Điểm biến đổi pH quan trọng ở ruột
trước là 14 ngày tuổi. Từ ngày tuổi thứ 15, pH trong dạ dày giảm rất nhanh và chuyển
sang tính axít, pH=5,0 tại 17 ngày tuổi, pH=3,7 tại 22 ngày tuổi. Sau đó, pH trong dạ
dày luôn duy trì trên dưới 4 [46].
Sự tồn tại pH mang tính kiềm trong đường ruột suốt giai đoạn ấu trùng và sự biến
đổi pH từ kiềm sang axít trước và sau khi hình thành dạ dày cũng được ghi nhận ở
nhiều loài cá biển khác và liên quan đến hoạt động của 2 dạng protease (tripsin và
pepsin) ở ấu trùng cá biển trước và sau khi hình thành dạ dày.


9

pH
pH
Hình 5: Sự biến đổi pH trong đường tiêu hóa ở ấu trùng cá chẽm (Lates calcarifer) [46]
(A): Vùng dạ dày (B): Vùng ruột

Cơ chế tiêu hóa, hấp thụ thức ăn, hoạt động của các enzyme tiêu hóa ở ấu trùng
cá biển là một trong những vấn đề được đặc biệt quan tâm nghiên cứu, nhất là trong
khoảng thời gian từ những năm 1980 đến nay. Về sinh lý tiêu hóa, có khá nhiều các
công trình nghiên cứu về sự hình thành tuyến tiêu hóa và hoạt động của các enzyme ở
ấu trùng cá biển [5], [18], [21], [25], [30], [31], [46], [50].
Quá trình tiêu hóa ở cá nói chung có sự tham gia của các enzyme được sinh ra từ
dạ dày như protease dạng axít (pepsin), từ tuyến tụy như các glucosidase, lipase và
protease dạng kiềm (trypsin) và từ ruột: gồm 2 dạng: (i) enzyme nội bào (cytocilic
enzymes) chủ yếu là các peptidase tìm thấy trong sinh chất của tế bào ruột và (ii) dạng
enzyme sinh ra từ màng lông nhung (brush border membrane enzymes) liên quan đến
màng tế bào niêm mạc như các peptidase, disaccharidase, esterase [50].
Kết quả nghiên cứu trên các loài cá khác nhau cho thấy trong thời gian đầu khi dạ
dày chưa hình thành, sự tiêu hóa thức ăn được thực hiện ở đường ruột ấu trùng. Lúc
này ruột ấu trùng có pH mang tính kiềm và hiện diện enzyme protease dạng trypsin
giúp cho việc tiêu hóa protein [18], [21], [33], [46]. Nói chung, hoạt động của các
enzyme tiêu hóa là thấp ở giai đoạn ấu trùng bắt đầu ăn thức ăn ngoài, tăng lên trong
suốt giai đoạn ấu trùng cho đến trước khi hoàn chỉnh quá trình biến thái [18], [21],
[50]. Thời điểm xác định có sự hoạt động của enzyme tùy thuộc vào loại enzyme và
tùy theo loài cá (hình 6).

Ngày tuổi
Ngày tuổi
Được cho ăn
Không cho ăn

Không cho ăn
Được cho ăn
(B)
(A)

10
Hình 6. So sánh các giai đoạn phát triển đường tiêu hóa ở một số loài cá biển
(Theo Moyano, 1996, trích từ [21])
- PA: protease có khả năng hoạt động – MO: mở miệng
- YR: hấp thụ hết noãn hoàng – FS: dạ dày hoàn thiện chức năng
(Ngày tuổi)

Enzym tripsin được sinh ra từ tụy, một tổ chức nội quan đã phát triển từ khi cá
nở. Các tế bào dạng hạt của tụy sinh ra các thể men và thể acid opholic, là tiền chất
của trypsin và chymotrypsin [18]. Những nghiên cứu gần
đây cho thấy ở nhiều loài cá
biển, hoạt động của protease dạng trypsin có từ rất sớm, trước khi ấu trùng ăn thức ăn
ngoài. Ở các loài như cá chẽm (Lates calcarifer), cá hồng Mỹ (Sciaenops acellatus),
cá Melanogrammus aeglefinus và cá tuyết Đại Tây Dương (Gadus morhua), hoạt
động của trypsin được tìm thấy từ khi ấu trùng mới nở [30], [47], [50]. Một số loài
khác, hoạt động của tripsin được ghi nhận trước khi ấu trùng mở mi
ệng như cá bơn
Nhật / cá bơn vĩ (Paralichthys olivaceus) (2 ngày tuổi) và cá đù vàng (Pseudosciaena
crocea) [5], [25]; hoặc khi bắt đầu ăn thức ăn ngoài (3-4 ngày tuổi) như ở cá tráp vàng
(Sparus aurata), cá chẽm Châu Âu (Dicentrarchus labbrax) [50]. Hoạt động của
trypsin ở ấu trùng cá tăng lên trong khoảng thời gian từ khi nở đến hấp thụ hết noãn

11
hoàng, sau đó giảm cho đến 14 ngày tuổi và tiếp tục tăng lên ở giai đoạn kế tiếp [18].
Ấu trùng cá bơn Nhật, có hoạt động của trypsin có từ 2 ngày tuổi, nhưng tăng mạnh tại

15 ngày tuổi, khi bắt đầu được cho ăn Artemia, và giảm ở giai đoạn 27-36 ngày tuổi
[5]. Ở ấu trùng một số loài cá biển khác không có hoạt động của trypsin [21].
Protease dạng pepsin do các tế bào nhày ở dạ dày sinh ra, chúng chỉ có khi xuất
hiện tuyến dịch vị trong quá trình phát triển của dạ dày [18], [21]. Ở cá chẽm Lates
calcarifer, hoạt động của pepsin tăng mạnh từ 17 ngày tuổi [46]. Ở cá chẽm Châu Âu,
sự phân hóa hầu và dạ dày có thể quan sát được khi giải phẫu ấu trùng 7 ngày tuổi, dạ
dày hoàn chỉnh tại 15 ngày tuổi; tuy nhiên, cho tới 25 ngày tuổi mới ghi nhận được
hoạt động của pepsin, đánh dấu sự hoàn chỉnh phát triển dạ dày theo quan điểm mô
học. Cá bơn Senegal (Solea senegalensis) 10 ngày tuổi đã phân hóa dạ dày, 22 ngày
tuổi xuất hiện tuyến dịch vị nhưng cho đến 5 tuần tuổi vẫn chưa phát hiện được hoạt
động của pepsin [50].
Riêng ở ấu trùng và hậu ấu trùng cá chẽm Lates calcarifer, hoạt động của các
enzyme tiêu hóa protein được Walford và Lam (1993) mô tả chi tiết như sau [46]:
Ngay sau khi nở, khả năng hoạt động của protease dạng kiềm (dạng trypsin) khá cao
(6,0 đơn vị/mg protein, một đơn vị tương ứng với 1μg tyrosine được giải phóng ra
trong một phút), nhưng giảm xuống chỉ còn 1,2 đơn vị/mg protein chậm nhất đến 8
ngày tuổi, và tại 17 ngày tuổi, dạng enzyme này lại tăng lên một lần nữa (5,0 đơn
vị/mg protein). Sự hoạt động enzyme dạng trypsin giảm sau 17 ngày tuổi mặc dù trong
đường ruột vẫn duy trì tính kiềm. Cho đến 22 ngày tuổi, sự hoạt động của enzyme
dạng trypsin chỉ còn 1,3 đơn vị/mg protein và không còn tìm thấy ở cá 30 ngày tuổi.
Sự hoạt động của protease dạng pepsin (dạng axít) thấp khi ấu trùng mới nở (3,8 đơn
vị/mg protein), không tăng cao cho đến 8 ngày tuổi, sau đó khả năng hoạt động của
enzyme này tăng và đạt 27,2 đơn vị/mg protein chậm nhất đến 17 ngày tuổi, khoảng
thời gian này pH dạ dày cũng giảm từ 7,7 (ở 8 ngày tuổi) còn 5,0 (ở 17 ngày tuổi).
Trong khoảng thời gian từ 17 đến 30 ngày tuổi, khả năng hoạt động của enzyme dạng
pepsin tăng đến 85,2 đơn vị/mg protein [46].
Hoạt động của một số enzyme khác cũng được nghiên cứu ở một số loài cá biển.
Tuy nhiên, tùy từng loài cá mà thời điểm ghi nhận hoạt động của từng loại enzyme có
khác nhau. Theo Kurokawa và Suzuki (1998); Moyano và CTV (1996), các enzyme
aminopeptidase đã hiện diện trong cơ thể cá từ trước khi trứng nở (trích theo [21]). Ở

12
cá hồng Mỹ, hoạt động của các enzyme amilase, lipase có ở ấu trùng mới nở, hoạt
động của phospholipase A2 bắt đầu ở ấu trùng 10 ngày tuổi [50]. Hoạt động của các
enzyme amilase, lipase, phospholipase A2 được ghi nhận theo thứ tự ở ấu trùng 4; 5
và 9 ngày tuổi của cá chẽm Châu Âu [49]. Ở ấu trùng cá đù vàng, hoạt động của
amilase có từ trước khi cá mở miệng giống như tripsin. Ấu trùng 23-25 ngày tuổi, hoạt
động của các enzyme sinh ra từ màng lông nhung như alkaline phosphatase tăng lên
cao đột ngột, dấu hiệu cho biết sự phát triển hoàn chỉnh hệ tiêu hóa [25]. Ấu trùng cá
bơn Senegal từ 21 đến 27 ngày tuổi có sự tăng mạnh hoạt động của alkaline
phosphatase đồng thời với giảm enzyme nội bào như leucine–alanine peptidase, chứng
tỏ đã có sự phát triển màng viền lông nhung của tế bào ruột [20]. Ở cá tráp vàng và cá
bơn Nhật, hoạt động của các enzyme phosphatase và ATPase được xác định bắt đầu
xuất hiện ở ấu trùng 3-4 ngày tuổi [21]. Ấu trùng và hậu ấu trùng cá bơn Nhật có hoạt
động của lipase trung tính từ 2 ngày tuổi, ngay khi bắt đầu ăn thức ăn ngoài. Hoạt
động của lipase cao cho đến 4 ngày tuổi, giảm thấp ở giai đoạn ấu trùng lớn hơn (6-15
ngày tuổi), sau đó tăng lên cho đến 27 ngày tuổi và giảm ở giai đoạn 27-36 ngày tuổi
[5]. Sự biến đổi hoạt động của lipase ở ấu trùng cá bơn Nhật tương tự như ở ấu trùng
cá turbot. Sự biến động này liên quan với hàm lượng muối mật, và hoạt động phân giải
lipid ở ruột cá turbot không chỉ do enzyme được sinh ra từ tuyến tụy mà còn có thể
được sinh ra từ tế bào niêm mạc ruột hoặc từ hệ vi khuẩn trong đường ruột (theo [5],
[31]). Hoạt động của lipase trung tính tăng lên từ 16-27 ngày tuổi được một số tác giả
khác giải thích do sự tích lũy chuẩn bị cho hoạt động trao đổi chất lipid khi chuyển
sang hậu ấu trùng (theo [5]).
Các enzyme có ở ấu trùng cá biển ngay trước khi ăn thức ăn ngoài như tripsin,
lipase và amilase cho thấy ấu trùng cá biển có thể sinh ra enzyme này [50]. Sự tăng
hoạt động của các enzyme tiêu hóa protein và carbohydrate ở ấu trùng cá sau khi hấp
thụ hết noãn hoàng và bắt đầu ăn thức ăn ngoài được giải thích do được cung cấp từ 2
nguồn: (i) enzyme có sẵn trong động vật mồi ấu trùng cá ăn vào đã làm tăng thêm
thành phần, hoạt động của enzyme trong cơ thể chúng; và (ii) enzyme do bản thân ấu

trùng cá sinh ra từ các cơ quan gan, tụy và niêm mạc (trích theo [18]).
Trong thời gian đầu, nguồn enzyme tiêu hóa protein được đóng góp một phần
quan trọng từ nguồn enzym có trong các động vật mồi mà ấu trùng cá ăn vào. Ở ấu
trùng cá Coregonus sp (white fish) khi bắt đầu ăn thức ăn ngoài, nguồn proteaza từ

13
thức ăn sống chiếm 70-80% lượng enzyme tiêu hóa protein có trong ruột ấu trùng
(trích theo [46]). Hoạt động của enzyme dạng trypsin ở ấu trùng cá chẽm Lates
calcarifer tại 8 ngày tuổi được xác định có cả enzym trypsin từ luân trùng sau khi
chúng bị nghiền nát. Đây là nguồn enzym đáng kể trong tổng số hoạt động của enzym
trypsin có ở đường ruột ấu trùng lúc này, vì hoạt động của các enzym trypsin do cơ thể
ấu trùng tạo ra rất thấp, chỉ hơn 1,2 đơn vị/mg protein [46].
Nguồn enzyme ngoài có thể kích hoạt các emzyme tiêu hóa ở cá [32], [33], [46].
Theo Cahu và Zambonino Infante (1997), khả năng tiết enzyme ở ấu trùng cá phụ
thuộc vào loại thức ăn được tiêu hóa. Ấu trùng được cho ăn bằng thức ăn tổng hợp có
khả năng tiết enzyme thấp hơn ấu trùng được cho ăn bằng thức ăn sống như nauplius
Artemia (trích theo [34]), và các enzyme được sinh ra từ màng lông nhung sẽ nhanh
hơn khi cho ăn thức ăn tổng hợp có một tỉ lệ thích hợp protein đã được thủy phân
(trích theo [42]).

2.3. Cơ chế tiêu hóa và hấp thụ dinh dưỡng ở ấu trùng
Quá trình hình thành đường tiêu hóa, biến đổi pH, hình thành enzyme ở ấu trùng
cá biển liên quan rất lớn đến khả năng tiêu hóa, hấp thụ thức ăn, một vấn đề đặc biệt
được quan tâm khi giải quyết nhu cầu dinh dưỡng cho ấu trùng. Ở ấu trùng các loài cá
có dạ dày trong giai đoạn chưa hình thành dạ dày, nhiều nghiên cứu cho thấy chức
năng của ruột giữa và ruột sau lúc này giống với chức năng của ruột giữa và ruột sau ở
những loài cá không có dạ dày. Ruột của ấu trùng đảm đương việc tiêu hóa và hấp thụ
thức ăn thông qua quá trình tiêu hóa nội bào, trong đó lipid chủ yếu được tiêu hóa ở
ruột giữa, protein được tiêu hóa ở ruột sau [18], [20], và sự tiêu hóa protein ngoại bào
chỉ được phát triển khi cá đạt đến giai đoạn hậu ấu trùng, hoàn thành quá trình biến

thái và dạ dày đã hình thành [18], [33].
Các bằng chứng về mặt tế bào học cho thấy các cấu trúc lớn trên nhân
(supranuclear), không bào và cấu trúc electron-lucent (electron sáng) ở tế bào biểu mô
niêm mạc ruột giữa là kết quả của sự hấp thụ và tái sinh tổng hợp lipid trong tế bào
[18]. Lipid được chuyển hóa thành các axit béo, các monoglyceride trong khoang ruột
giữa, hấp thụ vào tế bào niêm mạc ruột giữa, tái sinh tổng hợp trong lưới nội chất và
tích tụ thành những giọt lipid lớn. Trong tế bào biểu mô ở ruột giữa có một mật độ dày

14
đặc các ti thể (mitochondria), một số chúng kết hợp với những giọt lipid. Tuy nhiên,
cơ chế chính xác của quá trình hấp thụ lipid vẫn chưa được biết [18].
Ngược lại, các thể vùi ưa axit, thể vùi dạng hạt, thể vùi electron-opaque (electron
tối), thể vùi trên nhân (supranuclear inclusion bodies) có trong tế bào biểu mô ruột sau
ở ấu trùng cá là kết quả của sự hấp thụ nội thực bào (ẩm bào) các phân tử kích thước
lớn từ khoang ruột [18]. Watanabe (1981, 1982, 1984) đã xác định sự hấp thụ nội thực
bào (pinocytotic absortion) và tiêu hóa nội bào (intracellular digestion) các phân tử
kích thước lớn của protein diễn ra trong các tế bào niêm mạc ruột sau theo 1 quá trình
gồm 5 bước: nội thực bào, vận chuyển, tập hợp, tiêu hóa và tiêu hủy. Sự nội thực bào
các phân tử protein diễn ra dọc theo màng sinh chất có lông nhung. Trong tế bào niêm
mạc, các túi nội thực bào di chuyển hướng về nhân và protein được tập họp lại tại các
thể vùi trên nhân do sự kết tụ lại của các túi. Các thể men (lysosome) sinh ra từ thể
golgi ngay khi tạo thành liền liên kết với các các thể vùi. Các phân tử protein trong các
thể vùi trên nhân cuối cùng bị mất hoạt tính enzyme, có khả năng đó là kết quả của sự
thủy phân thể men, và cuối cùng chúng bị tiêu hủy (trích theo [18]).
Khả năng tiêu hóa protein nội bào bắt đầu từ khi ấu trùng cá ăn thức ăn ngoài,
kéo dài cho đến sau khi tuyến dạ dày phát triển. Số lượng protein thức ăn tiêu hóa nội
thực bào được xác định bằng số lượng hạt electron-opaque (electron tối) trong thể vùi
biểu mô. Ở ấu trùng cá có dạ dày, sự hấp thụ nội thực bào giảm bớt sau khi biến thái,
cơ chế tiêu hóa và hấp thụ protein thay đổi từ sự tiêu hóa nội thực bào và nội bào sang
tiêu hóa ngoại bào và vận chuyển qua màng cùng với sự phát triển của tuyến tiêu hóa.

Trong khi đó, ở các loài cá không có dạ dày, cơ chế tiêu hóa này vẫn duy trì ở cá
trưởng thành [18].
Ở giai đoạn ấu trùng chưa phát triển dạ dày, khả năng tiêu hóa, hấp thụ protein
rất thấp. Các kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy ruột ấu trùng giai đoạn này
hấp thụ tốt axít amin tự do (FAA) nhưng kém hấp thụ các peptide và axít amin liên kết
trong protein (PAA) [34], [46]. Rust (1995) bằng phương pháp đánh dấu axít amin với
35
S đã kết luận ấu trùng cá giai đoạn chưa có dạ dày hấp thụ axít amin hiệu quả hơn
các dạng có cấu tạo phức tạp (thứ tự đồng hóa: FAA > peptides > protein), và sự khác
nhau về khả năng đồng hóa này sẽ mất đi khi cá đạt đến giai đoạn hậu ấu trùng.
Nghiên cứu ở hậu ấu trùng cá bơn Senegal cho thấy axít amin tự do (FAA) được hấp
thụ trong đường tiêu hóa của ấu trùng cao gấp 3,5 lần các axít amin liên kết trong

15
protein (PAA) [11]. Ấu trùng cá chẽm (Lates calcarifer) giai đoạn đầu không thể tiêu
hóa được màng protein của viên thức ăn, khả năng tiêu hóa protein tăng lên khi cá đạt
đến giai đoạn hậu ấu trùng [46].
Các nghiên cứu đều cho thấy đặc tính sinh lý dinh dưỡng ở ấu trùng cá biển là trở
ngại lớn để phát triển thức ăn tổng hợp cho chúng ở giai đoạn bắt đầu ăn thức ăn ngoài
(start-feeding). Hầu hết ấu trùng các loài cá biển đều gặp khó khăn khi thiết lập chế độ
sử dụng thức ăn tổng hợp, trong khi đó ở nhiều loài cá nước ngọt, ấu trùng sẵn sàng
tiếp nhận và tiêu hóa được các thức ăn tổng hợp ngay từ đầu [33]. Trước kia người ta
cho rằng không thể thay thế thức ăn sống bằng thức ăn nhân tạo ở giai đoạn này. Về
sau, các nghiên cứu trên ấu trùng cá chẽm Châu Âu của Cahu và CTV (1998) [8], [9],
[42], và trên ấu trùng cá tráp vàng của Yúfera và CTV (2000) [41], [48] với thức ăn vi
hạt chứa một tỉ lệ thích hợp protein thủy phân có khả năng kích thích tạo thành các
enzyme màng viền lông nhung (các peptidase, disaccharidase, esterase) ở ấu trùng.
Kết quả nghiên cứu này đã thúc đẩy các nghiên cứu phát triển thức ăn tổng hợp cho
việc chuyển đổi thức ăn sớm. Đến nay, nhiều nghiên cứu đã chứng minh khả năng cho
ăn kết hợp giữa thức ăn sống (luân trùng) và thức ăn tổng hợp ở nhiều loài cá. Đây

được xem là một bước phát triển quan trọng hướng tới giảm dần sự phụ thuộc vào
thức ăn sống trong sản xuất giống cá biển [42].
Sự hấp thụ carbohydrate cả về mặt hình thái học và cơ chế ở ấu trùng cá vẫn
chưa được biết.

3. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ NHU CẦU DINH DƯỠNG Ở ẤU
TRÙNG CÁ BIỂN
3.1. Nhu cầu protein
Protein là các hợp chất hữu cơ có thành phần cấu trúc cơ bản là các axit amin,
với thành phần axit amin, số lượng và vị trí của từng loại axit amin tạo nên đặc trưng
riêng cho từng protein. Protein luôn có các nguyên tố: C, H, O và N. Một số protein
còn có S (như methionine, cysteine, taurine), P, Fe. Hầu hết các protein chứa khoảng
16% nitơ, vì vậy lượng protein thô có thể được xác định bằng cách xác định hàm
lượng nitơ sau đó nhân với 6,25 [19, [48]. Có 10 loại axit amin không thay thế mà cá
và các động vật có xương sống nói chung không tự tổng hợp hoặc chuyển hóa được là:
arginine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine,

16
tryptophan và valine. Các axit amin khác có thể được tổng hợp bằng cách chuyển một
nhóm amino đến các axit α-keto có thể được tạo thành từ các nguồn không phải
protein như là glucoza [48].
Các nghiên cứu về nhu cầu protein, axit amin ở giai đoạn ấu trùng cá biển chưa
thực sự phong phú. Nói chung, chúng ta còn biết quá ít về nhu cầu axit amin ở ấu
trùng cá và sự biến đổi thành phần, hàm lượng axit amin trong sự phát sinh cá thể. Bên
cạnh các thông tin về protein và axit amin được đăng tải trong các sách viết về dinh
dưỡng cá như của De Silva và CTV 1995 [15], trong các tài liệu đã xuất bản, đáng chú
ý là các bài tổng quan của Rønnestad và CTV (1999 và 2003), của Conceicão và CTV
(2003), đã tổng kết lại các kết quả nghiên cứu về vai trò của axit amin, việc cung cấp
axit amin, khả năng tiêu hóa, hấp thụ protein và axit amin, nguồn cung cấp axit amin
từ các loại thức ăn sống, so sánh thành phần axit amin trong ấu trùng cá biển và trong

thức ăn, nguồn axit amin cho trao đổi chất, khả năng đáp ứng sinh học của từng loại
axit amin ở ấu trùng cá biển [11], [33], [34].
Một số nghiên cứu khác về nhu cầu axit amin ở ấu trùng cá biển được tiến hành
bởi một số tác giả. Aragão và CTV (2004) nghiên cứu về nhu cầu axit amin ở cá ấu
trùng cá tráp vàng và cá bơn Senegal, sự cân bằng giữa thành phần axit amin trong
thức ăn và trong hậu ấu trùng cá bơn Senegal [2], [3]. Brown và CTV (2005) nghiên
cứu sự biến đổi axit amin ở ấu trùng cá kèn sọc (Latris lineata) [7].
Riêng về cá chẽm Lates calcarifer, Sivaloganathan và CTV (1998) công bố về sự
trao đổi chất axit amin tự do và năng lượng ở ấu trùng cá chẽm, Dayal và CTV (2003)
nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng và axit amin trong trứng và ấu trùng [40].

3.1.1. Biến đổi hàm lượng protein và axít amin ở trứng và ấu trùng cá biển.
Theo kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả (trích theo [33]), trứng cá biển mới đẻ
ra có hàm lượng axít amin tổng số chiếm 40-60% khối lượng khô, bao gồm các axít
amin liên kết trong protein (PAA) và các axít amin tự do (FAA). Nói chung, thường
thì thành phần axít amin liên kết trong protein (PAA) chiếm ưu thế hơn. Tuy nhiên,
trong trứng nhiều loài cá biển đẻ trứng nổi, tỉ lệ axít amin tự do (FAA) có thể chiếm
đến 20-50% lượng axít amin tổng số; trong khi đó, ở các loài cá biển đẻ trứng dính và
cá nước ngọt, FAA chỉ chiếm 2-5% (trích theo [34]). Nghiên cứu của Brown (2005) ở
loài cá kèn sọc, hàm lượng axít amin tổng số của trứng, ấu trùng 1 ngày tuổi và ấu

17
trùng 5 ngày tuổi (trước khi ăn thức ăn ngoài) theo thứ tự là 371 mg/g khô, 405 mg/g
khô, 360 mg/g khô; trong đó hàm lượng axít amin tự do (FAA) theo thứ tự là 104
mg/g khô, 41 mg/g khô và 15 mg/g khô [7].
Ở cá biển đẻ trứng dính, FAA trong trứng chủ yếu là taurine, một loại axít amin
không liên kết trong protein; trong khi đó, FAA trong trứng cá biển đẻ trứng nổi chủ
yếu là các axít amin trung tính như leucine, valine, isoleucine, alanine và serine [34].
Trong quá trình phát triển của ấu trùng cá turbot, tỉ lệ % trong hàm lượng tổng số axít
amin không thay thế của valine, isoleucine và threonine tăng lên, trong khi lysine,

phenylalanine và arginine giảm xuống [11].
Axít amin tự do (FAA) ở trứng cá đẻ trứng nổi được hình thành và tích lũy từ sự
thủy phân noãn hoàng trong suốt quá trình chín của noãn bào. Các nghiên cứu trên
trứng, ấu trùng cá trích và trên ấu trùng cá halibut Đại Tây Dương (Hippoglossus
hippoglossus) cho thấy việc cung cấp các FAA từ noãn hoàng cũng có thể xảy ra suốt
thời gian ấu trùng cá dinh dưỡng bằng noãn hoàng dự trữ, cho đến khi ấu trùng phát
triển các cơ quan và ăn thức ăn ngoài (trích theo [34]). Hàm lượng FAA giảm dần
trong quá trình phát triển phôi; tuy nhiên, thời điểm giảm thấp còn tùy thuộc vào loài
cá. Ở các loài đẻ trứng nổi trứng có 1 hoặc nhiều giọt dầu như cá turbot (Scophthalmus
maximus), cá chẽm Châu Âu (Dicentrarchus labrax), cá chẽm (Lates calcarifer), cá
tráp vàng (Sparus aurata) và cá tráp đỏ (Pagrus major), FAA gần như biến mất trong
thời gian nở. Trong khi đó, ở các loài cá đẻ trứng nổi nhưng trứng không có giọt dầu
như cá tuyết Đại Tây Dương, cá halibut, cá bơn lemon (Microstomus kitt), FAA vẫn
tồn tại và tiếp tục giảm dần sau khi nở [34].
Nghiên cứu sự trao đổi chất axít amin tự do và năng lượng ở trứng và ấu trùng cá
chẽm Lates calcarifer của Sivaloganathan và CTV (1998) cho thấy hàm lượng axít
amin tự do (FAA) trong trứng mới đẻ là 25,3 nmol/trứng. Lượng FAA này được sử
dụng rất nhanh trong quá trình phát triển của phôi và ở ấu trùng bị bỏ đói. Khi trứng
nở (16 giờ sau khi đẻ), lượng FAA tổng số mất đi 12,4 nmol, và mất thêm 9,1 nmol
cho đến 40 giờ sau khi đẻ (24 giờ sau khi nở), chỉ còn lại 3,8 nmol/ấu trùng khi noãn
hoàng được hấp thụ gần hết. Sau thời gian giảm nhanh, hàm lượng FAA trở nên ổn
định, chỉ giảm thêm 1,1 nmol cho đến 100 giờ sau khi đẻ. Các axít amin như alanine,
serine, glutamine, leucine, valine, isoleucine và lysine chiếm ưu thế trong thành phần
FAA ở trứng cá chẽm thụ tinh; chiếm tỉ lệ ít hơn có taurine, axít glutamic. Thành phần

18
axít amin không thay thế trong trứng chiếm 48% và ngày càng giảm thấp ở ấu trùng.
Kết hợp với theo dõi sự tiêu thụ oxy và bài tiết amonia đã xác định cho đến 100 giờ
sau khi đẻ, khoảng 14% năng lượng cho hoạt động trao đổi chất được cung cấp từ quá
trình dị hóa các axít amin [40].

Trong một nghiên cứu khác của Dayal và CTV (2003) đã xác định trứng cá chẽm
có khối lượng khô 31μg/trứng chứa 13,71 μg protein (44%). Ở ấu trùng 2 ngày tuổi
(trước khi ăn mồi) có khối lượng khô 26 μg/ấu trùng, hàm lượng protein giảm còn
4,86 μg. Từ khi trứng thụ tinh cho đến trước khi ấu trùng ăn thức ăn ngoài (2 ngày
tuổi), năng lượng tổng số mất đi 41% [14].
Trứng cá chẽm có hàm lượng axít amin tổng số chiếm 42% khối lượng khô,
trong đó hàm lượng tổng số axít amin không thay thế chiếm 57,8% axít amin tổng số,
với hàm lượng các axít amin leucine, lysine, arginine, valine, threonine và
phenylalanine theo thứ tự là 1,287 μg, 1,132 μg, 0,964 μg, 0,942 μg, 0,787 μg và 0,713
μg. Sáu loại axít amin không thay thế này chiếm xấp xỉ 78% tổng hàm lượng axít amin
không thay thế, và chiếm hơn 50% hàm lượng axít amin tổng số. Axít glutamic là axít
amin chiếm ưu thế trong nhóm axít amin có thể thay thế ở trứng cá chẽm. Trong thời
gian đầu phát triển của ấu trùng, tỉ lệ axít amin không thay thế / axít amin có thể thay
thế tăng từ 0,797 ở ấu trùng 2 ngày tuổi (trước khi ăn thức ăn ngoài) đến 1,632 ở ấu
trùng 4 ngày tuổi (2 ngày sau khi ăn thức ăn). Trong suốt quá trình sinh trưởng của ấu
trùng, tỉ lệ phần trăm trong hàm lượng axít amin không thay thế của leucine và
isoleucine tăng, trong khi đó của lysine, phenylalanine và arginine giảm. Protein ở ấu
trùng cá chẽm giàu axít glutamic, leucine và lysine nhưng nghèo threonine và
histidine. Vì vậy, trong thành phần axít amin không thay thế trong thức ăn cho ấu
trùng nên có hàm lượng cao leucine và lysine [14].

3.1.2. Vai trò của axít amin ở ấu trùng cá biển.
Axít amin được sử dụng cho quá trình sinh tổng hợp protein của cơ thể. Ấu trùng
cá có tốc độ sinh trưởng nhanh và chủ yếu đây là quá trình tăng nhanh về khối cơ của
cơ thể bằng cách sinh tổng hợp và tích lũy protein. Vì vậy, ấu trùng cá biển yêu cầu
một lượng axít amin cao trong thức ăn chúng ăn vào [11], [34].
Một số nghiên cứu đã xác định axít amin là nguồn cung cấp năng lượng chính
trong suốt thời gian đầu phát triển ở một số loài cá biển [33]. Axít amin nói chung là

19

vật chất dị hóa quan trọng, cung cấp ≥60% năng lượng ngay khi cá bắt đầu ăn thức ăn
ngoài. Axít amin tự do (FAA) được sử dụng chủ yếu như là nguồn cung cấp năng
lượng cho quá trình trao đổi chất. Với dạng trứng không có giọt dầu, 70% năng lượng
được cung cấp thông qua con đường dị hóa các FAA, 30% còn lại chủ yếu có từ sự dị
hóa các phospholipid và triacylglycerol. Với dạng trứng có giọt dầu, sự dị hóa các
FAA cung cấp 50% năng lượng và 50% còn lại được cung cấp từ các lipid trung tính
như các este sáp (was ester) và triacylglycerol [34].
Ở ấu trùng cá trích và hậu ấu trùng cá bơn Senegal bị đói có tỉ lệ mất đi cao của
các axít amin có thể thay thế (>40%) [11]. Ở ấu trùng cá chẽm Lates calcarifer, có sự
tăng lên của thành phần axít amin không thay thế và giảm nhanh thành phần axít amin
có thể thay thế [14]. Bằng phương pháp đánh dấu phóng xạ đã xác định ở hậu ấu trùng
cá bơn Senegal không được cho ăn trong khoảng thời gian ngắn, hơn 81% lysine và
arginine được giữ lại trong cơ thể, chỉ có ít hơn 16% bị dị hóa. Ngược lại, các axít
amin có thể thay thế glutamate và alanine có tỉ lệ dị hóa cao (65% và 41% theo thứ
tự), tỉ lệ tồn tại trong cơ thể thấp (33% và 56% theo thứ tự). Kết quả nghiên cứu cả
trên ấu trùng bắt đầu ăn thức ăn ngoài và hậu ấu trùng cá trích (herring) đều có tỉ lệ
lysine tích lũy trong cơ thể hơn 62% và của glutamate ít hơn 34%; tỉ lệ dị hóa của
lysine ít hơn 24%, của glutamate cao hơn 61%. Từ đó, có thể thấy tầm quan trọng của
axít amin với vai trò là nguồn năng lượng, và các axít amin có thể thay thế luôn được
ưu tiên sử dụng cho việc cung cấp năng lượng [11; 14]. Nói chung, ngay từ giai đoạn
ấu trùng, cá đã có khả năng tích lũy axít amin không thay thế và tự điều chỉnh tốt quá
trình dị hóa axít amin [11].
Ngoài ra, ở hậu ấu trùng cá trích, với lysine được đánh dấu còn tồn tại trong cơ
thể, có 16% có mặt trong protein, 47% trong thành phần axít amin tự do và 0,3% có
trong lipid. Với glutamate được đánh dấu còn tích lũy trong cơ thể, các tỉ lệ này là: 6%
trong protein, 26% trong axít amin tự do và 1,3% trong lipid. Điều đó cho thấy khi ấu
trùng cá bị đói, các axít amin có thể thay thế sẽ được chuyển sang lipid. Một số kết
quả nghiên cứu khác cũng xác định ấu trùng cá bị đói khả năng chuyển sang lipid tăng
cao hơn ở ấu trùng được cho ăn [11].
3.1.3. Khả năng cung cấp axít amin từ các loại thức ăn cho ấu trùng cá biển.

Thành phần axít amin trong ấu trùng cá biển là cơ sở tốt nhất để xác định nhu cầu
axít amin của chúng. Nghiên cứu nhu cầu axít amin ở ấu trùng cá turbot, Conceicão

20
(2003) cho rằng thành phần axít amin không thay thế của luân trùng có khả năng thiếu
leucine, arginine và methionine đối với ấu trùng cá turbot 6 ngày tuổi, thiếu leucine và
threonine cho ấu trùng 11 ngày tuổi. Thành phần axít amin không thay thế của
Artemia có thể thiếu leucine và methione cho ấu trùng 23 ngày tuổi. Nói chung, sự hạn
chế đáng quan tâm nhất trong việc cung cấp axít amin cho ấu trùng cá turbot là
arginine ở ấu trùng 6 ngày tuổi, và leucine ở ấu trùng 11 và 23 ngày tuổi. So sánh
thành phần axít amin trong thức ăn sống và trong ấu trùng cá turbot cho thấy có sự
mất cân bằng axít amin ở các loại thức ăn thường được sử dụng trong ương nuôi ấu
trùng cá biển là luân trùng và nauplii Artemia [11]. Sự mất cân bằng axít amin cũng
được ghi nhận bởi Aragão (2004) khi nghiên cứu trên ấu trùng cá tráp vàng và cá bơn
Senegal [2], [3]. Hàm lượng axít amin tự do (FAA) cả trong luân trùng và trong
Artemia chỉ chiếm ít hơn 6% hàm lượng axít amin tổng số. Vì vậy, cần có các biện
pháp nhằm cải thiện sự cân bằng axít amin trong luân trùng và nauplii Artemia như
làm giàu động vật mồi để tăng cường axít amin thiết yếu, nhất là arginine, leucine,
methionine, threonine, trước khi cho ấu trùng ăn. Hàm lượng methinine tự do trong
nauplii Artemia có thể tăng cao gấp 60 lần bằng cách làm giàu theo kỹ thuật liposome
[11].
Ngoài tự nhiên, ấu trùng cá biển tiếp nhận nguồn FAA được cung cấp từ các sinh
vật nổi. Trong kỹ thuật ương nuôi ấu trùng cá biển, thức ăn sống được sử dụng như vi
tảo, luân trùng, Artemia và tất cả các động vật nổi khác đều là nguồn cung cấp FAA
quan trọng cho chúng. Tuy nhiên, tùy theo từng loại thức ăn sống và điều kiện nuôi
chúng mà hàm lượng FAA khác nhau. Ở động vật nổi nước mặn, FAA có thể chiếm
đến 10-20% hàm lượng axít amin tổng số; trong khi đó tỉ lệ này ở Copepoda và
Branchiopoda sống trong nước ngọt chỉ là 2-5%. Loài Artemia francisciana có hàm
lượng FAA thấp hơn loài Artemia partheogenetica khoảng 20% [33], [34], với lượng
FAA có trong cả 2 loài chỉ chiếm khoảng 4-6% hàm lượng axít amin tổng số [33].

Hàm lượng các axít amin tự do (FAA) ở luân trùng và Artemia chỉ chiếm 2% khối
lượng khô [11]. Giáp xác chân chèo Calanoida có hàm lượng FAA cao gấp 2 lần
Artemia. Nói chung ở động vật nổi, hàm lượng FAA biến đổi tùy theo giai đoạn phát
triển và độ mặn. Động vật không xương ở biển điều tiết thẩm thấu bằng cách tăng hàm
lượng các chất hữu cơ điều tiết thẩm thấu trong tế bào, mà chủ yếu là các FAA. Trong
điều kiện độ mặn cao, FAA trong tế bào tăng lên qua con đường sinh tổng hợp hoặc

21
vận chuyển qua màng. Khi độ mặn thấp, FAA sẽ bị dị hóa hoặc đào thải (trích theo
[33], [34]). Vì vậy, thành phần và hàm lượng FAA có trong các loại thức ăn sống ở
một mức độ nào đó chúng ta có thể điều chỉnh được thông qua việc lựa chọn loài và
dòng sinh vật nổi làm thức ăn, lựa chọn điều kiện nuôi, thức ăn phù hợp, tăng cường
FAA bằng kỹ thuật làm giàu.
Một số nghiên cứu được thực hiện để xác định khả năng chuyển axít amin giữa
thức ăn sống và ấu trùng cá. Nghiên cứu của Øiet và CTV (1997) trên ấu trùng cá
turbot giai đoạn bắt đầu ăn thức ăn ngoài đã xác định hiệu quả chuyển đổi axít amin
tổng số từ con mồi sang ấu trùng cá là 10-25%. Kết quả trên cho thấy một tỉ lệ thấp
axít amin và năng lượng từ luân trùng chuyển đổi thành protein và sinh khối của ấu
trùng cá, nói cách khác khả năng tiêu hóa ở ấu trùng thấp và lượng chất dinh dưỡng bị
đào thải lớn (trích theo [33]). Các nghiên cứu sớm hơn của Werner và Blaxter (1980),
Chitty (1981) đã báo cáo ở ấu trùng cá biển, khẩu phần thức ăn lớn có thể dẫn đến
giảm hiệu quả hấp thụ, tỉ lệ bài tiết cao. Bằng cách sử dụng luân trùng được đánh dấu
15
N, Conceicão (2002) xác định với lượng thức ăn ấu trùng cá turbot tiếp nhận bằng
45-59% khối lượng khô/ngày, tốc độ sinh trưởng của chúng đạt 11-18%/ngày, cùng
với tỉ lệ ước tính ở luân trùng tỉ lệ axít amin tự do trong hàm lượng axít amin tổng số
là 5%, có thể ước tính khoảng 74-88% axít amin tích lũy trong cơ thể ấu trùng có
nguồn gốc từ protein của luân trùng và 12-26% từ nguồn axít amin tự do (trích theo
[33]).
Khi nghiên cứu khả năng cung cấp axít amin, protein cho ấu trùng cá biển, vấn

đề cần quan tâm đặc biệt là khả năng tiêu hóa và hấp thụ protein của chúng do đặc
điểm cấu tạo của đường tiêu hóa và khả năng hoạt động của các enzyme tiêu hóa trước
và sau khi hình thành dạ dày.
Ấu trùng cá biển không thể tiêu hóa protein là một trở ngại lớn trong việc sử
dụng thức ăn tổng hợp khi ương nuôi. Sự hòa tan nhanh của FAA trong nước cũng là
một trở ngại khi nghiên cứu thức ăn viên cho ấu trùng cá, nhất là với kích cỡ hạt
micromet của hạt thức ăn cho giai đoạn này. Thức ăn viên vi hạt là thức ăn được quan
tâm và có nhiều hứa hẹn trong ương nuôi ấu trùng cá biển. Tuy nhiên, vẫn chưa có
một kỹ thuật nào bảo đảm được hàm lượng cao FAA trong thức ăn [34]. Giải pháp sử
dụng nguồn protein thủy phân với tỉ lệ thích hợp cho từng loài đang được nghiên cứu.

22
Đối với thức ăn sống, phương pháp làm giàu sử dụng kỹ thuật liposome được sử
dụng để bổ sung các chất dinh dưỡng dễ tan trong nước, trong đó có axit amin tự do.
Hàm lượng methionine tự do trong Artemia tăng lên 60 lần sau làm giàu với kỹ thuật
liposome. Khi bảo quản Artemia làm giàu ở 13
o
C sau 8 giờ, hàm lượng methionine tự
do vẫn còn đến 80 % [33], [45].

3.2. Nhu cầu lipid
Nghiên cứu về nhu cầu lipid ở cá biển nói chung, giai đoạn ấu trùng nói riêng,
nhất là nhu cầu phospholipid và HUFA, là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều nhà
khoa học trên thế giới. Đã có nhiều bài viết tổng quan các kết quả nghiên cứu về dinh
dưỡng lipid ở ấu trùng cá biển theo từng mốc thời gian. Những báo cáo sớm nhất cho
đến cuối những năm 1970 về nghiên cứu lipid trên cá biển là việc nghiên cứu thành
phần, hàm lượng lipid có trong cá. Các kết quả nghiên cứu này là tiền đề cho các
nghiên cứu nhu cầu lipid ở ấu trùng cá biển và ứng dụng nói chung. Tiếp theo, các bài
tổng quan của Sargent và CTV (1989); Coutteau và CTV (1997); Reitan và CTV
(1997); Rainuzzo và CTV (1997); Sargent và CTV (1997, 1999); Sargent và CTV

(2002); Bell và CTV (2003); Tocher (2003); Tocher và CTV (2008) tập trung nhiều
về vai trò của các PUFA và phospholipid ở ấu trùng cá biển [4], [13], [30], [32], [35],
[36], [37], [39], [43], [44]. Riêng ở loài Lates calcarifer, đến nay trên các tạp chí quốc
tế chỉ có 1 báo cáo của Dhert và CTV (1990) thông báo về khả năng nâng cao tỉ lệ
sống của ấu trùng bằng cách làm giàu tăng hàm lượng n-3HUFA trong thức ăn sống
[16].
3.2.1. Lipid và các nhóm lipi ở cá biển.
Lipid bao gồm 5 nhóm là: triacylglycerol, phosphoglyceride (hoặc glycero-
phospholipid), sphingolipid (gồm các dạng chính: ceramid, sphingomyelin, glyco-
sphingolipid), este sáp và sterol.
Triacylglycerol có cấu tạo gồm các axít béo được este hóa tại các vị trí sn-1, sn-
2, sn-3 của L-glycerol [19], [39]. Thường các axít béo no (SFA) và chưa no 1 nối đôi
(MUFA) được este hóa ở vị trí sn-1 và sn-3, các axít béo chưa no đa nối đôi (PUFA)
được este hóa ở vị trí sn-2. Tuy nhiên, cũng có nhiều trường hợp ngoại lệ như ở
tridocosahexaenoyl (tri-22:6n-3) glycerol, thành phần chính của triacylglycerol trong
lipid có ở mắt cá [39], [43], [44]. Triglyceride là thành phần lipid chủ yếu (64-97%