ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG ENZYME XYLANASE LÊN SỰ TĂNG TRƯỞNG VÀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THỨC ĂN CỦA CÁ TRA (PANGASIANODON HYPOPHTHALMUS)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG ENZYME XYLANASE LÊN
SỰ TĂNG TRƯỞNG VÀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THỨC ĂN CỦA
CÁ TRA (PANGASIANODON HYPOPHTHALMUS)

NGÀNH: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
KHÓA: 2008 – 2012
SINH VIÊN THỰC HIỆN: VŨ THỊ NGỌC NHUNG

Tháng 8/2012


ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG ENZYME XYLANASE LÊN SỰ
TĂNG TRƯỞNG VÀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THỨC ĂN CỦA CÁ TRA
(Pangasianodon hypophthalmus, Sauvage 1878)

Thực hiện bởi

VŨ THỊ NGỌC NHUNG

Khóa luận được đề trình để hoàn tất yêu cầu cấp bằng kỹ sư Nuôi Trồng Thủy Sản

Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS LÊ THANH HÙNG
Th.S NGUYỄN THỊ THANH TRÚC

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 8/2012
-i-


TÓM TẮT
Đề tài “Ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme xylanase lên sự tăng trưởng và
hiệu quả sử dụng thức ăn của cá tra (Pangasianodon hypophthalmus, Sauvage 1878)
được tiến hành tại trại thực nghiệm của khoa Thủy Sản, trường Đại Học Nông Lâm Thành
Phố Hồ Chí Minh, thời gian thực hiện từ ngày 25/9/2011 đến ngày 12/1/2012.
Thí nghiệm 1: Xác định hoạt tính enzyme xylanase thích hợp lên sự tăng trưởng, tỉ
lệ sống, hiệu quả sử dụng thức ăn của cá tra. Thí nghiệm gồm năm nghiệm thức như sau:
Nghiệm thức A: hoàn toàn không bổ sung enzyme Xylanase (đối chứng).
Nghiệm thức B: thức ăn có bổ sung enzyme Xylanase với hoạt lực 150 FXU/kg.
Nghiệm thức C: thức ăn có bổ sung enzyme Xylanase với hoạt lực 200 FXU/kg.
Nghiệm thức D: thức ăn có bổ sung enzyme Xylanase với hoạt lực 250 FXU/kg.
Nghiệm thức E: thức ăn có bổ sung enzyme Xylanase với hoạt lực 300 FXU/kg.
Mỗi nghiệm thức được lặp lại 4 lần và được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên.
Cá được tiến hành thí nghiệm với trọng lượng trung bình 8,97 ± 0,17 g/con. Sau 12 tuần
nuôi thí nghiệm cho ăn thức ăn viên nổi, chúng tôi thu được kết quả như sau:
Tỉ lệ sống trung bình của cá tra trong các nghiệm thức A, B, C, D và E lần lượt là
97,91%; 97,92%; 97,50%; 96,67% và 97,91%. Tỉ lệ sống trung bình các nghiệm thức sai
khác không có ý nghĩa về mặt thống kê (P>0,05).
Trọng lượng trung bình cá tra sau 12 tuần thí nghiệm của các nghiệm thức A, B, C,
D và E lần lượt là 21,90 g/con; 27,50 g/con; 25,74 g/con; 27,37 g/con và 34,09 g/con.
Trọng lượng trung bình cá tra của 3 nghiệm thức B, C, D so với nghiệm thức đối chứng A
khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê nhưng sự khác biệt của nghiệm thức E so với
đối chứng lại có ý nghĩa về mặt thống kê với mức độ tin cậy 95%.
Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (SGR) của cá tra trong các nghiệm thức A, B, C, D và
E lần lượt là 1,06 %/ngày; 1,31 %/ngày; 1,24 %/ngày; 1,31 %/ngày và 1,52 %/ngày. Sự
khác biệt của 3 nghiệm thức B, C, D so với nghiệm thức đối chứng A không có ý nghĩa về

-ii-


mặt thống kê nhưng sự khác biệt của nghiệm thức E so với đối chứng lại có ý nghĩa về
mặt thống kê với mức độ tin cậy 95%.
Hệ số biến đổi thức ăn (FCR) của các nghiệm thức A, B, C, D và E lần lượt là
1,90; 1,75; 1,85; 1,77 và 1,60. Sự khác biệt này không có ý nghĩa về mặt thống kê
(P>0,05).
Hiệu quả sử dụng protein (PER) của các nghiệm thức A, B, C, D và E lần lượt là
1,89; 2,11; 1,95; 2,06 và 2,28. Sự khác biệt giữa các nghiệm thức không có ý nghĩa về
mặt thống kê (P>0,05).
Thí nghiệm 2: ảnh hưởng của việc bổ sung xylanase trong khẩu phần thức ăn lên
độ tiêu hóa của cá tra. Sau khi kết thúc thí nghiệm 1, cá được cho ăn thức ăn chìm trong 2
tuần để đo độ tiêu hóa: thức ăn viên nổi dùng trong thí nghiệm 1 được xay nhuyễn và trộn
thêm 0,5% chất đánh dấu Cr2O3, sau đó đem đi ép viên, sấy khô và được bổ sung
xylanase tương ứng với các nghiệm thức. Kết thúc thí nghiệm 2, cá được mổ để thu phân
đo độ tiêu hóa.
Kết quả thí nghiệm cho thấy độ tiêu hóa thức ăn ADC của các nghiệm thức A, B,
C, D và E lần lượt là 70,07 %; 77,57 %; 88,94 %; 87,83 % và 87,65%. Độ tiêu hóa thức
ăn ADC của 3 nghiệm thức C, D và E so với nghiệm thức đối chứng A khác biệt có ý
nghĩa về mặt thống kê nhưng nghiệm thức B so với đối chứng lại khác biệt không có ý
nghĩa về mặt thống kê với mức độ tin cậy 95%. Sự sai khác giữa các nghiệm thức C, D và
E không có ý nghĩa về mặt thống kê (P>0,05).
Dựa trên kết quả đạt được có thể kết luận việc bổ sung enzyme xylanase vào thức
ăn cho cá tra có khả năng cải thiện khả năng tăng trưởng thông qua việc cải thiện độ tiêu
hóa.

-iii-

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến:
Cha mẹ đã nuôi con khôn lớn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho con được học tập
đến ngày hôm nay.
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm khoa Thủy Sản cùng tất cả quý thầy cô trong khoa đã truyền đạt
kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập tại
trường.
PGS.TS Lê Thanh Hùng đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt thời
gian thực tập tốt nghiệp.
Th.S Nguyễn Thị Thanh Trúc đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt
thời gian thực tập tốt nghiệp.
Xin gởi lời cảm ơn chân thành đến cô Võ Thị Thanh Bình đã tận tình giúp đỡ và
động viên tôi trong suốt thời gian thực tập.
Cảm ơn các bạn trong và ngoài lớp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
qua.
Do kiến thức còn hạn chế và một số thiếu sót không tránh khỏi khi thực hiện, tôi
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô để đề tài được hoàn chỉnh hơn.

-iv-


MỤC LỤC
Trang
Tóm tắt

ii

Lời cảm ơn

iv

Mục lục

v

Danh sách chữ viết tắt

vii

Danh sách các hình và đồ thị

viii

Danh sách các bảng

ix

Chương 1. MỞ ĐẦU

1

1.1

Đặt Vấn Đề

1

1.2

Mục Tiêu Nghiên Cứu

2

Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

2.1

Đặc Điểm Sinh Học Của Cá Tra

3

2.1.1

Phân loại

3

2.1.2

Phân bố

3

2.1.3

Đặc điểm hình thái

3

2.1.4

Đặc điểm dinh dưỡng

4

2.1.5

Điều kiện môi trường sống

5

2.1.6

Đặc điểm sinh trưởng

6

2.1.7

Đặc điểm sinh sản

6

2.2

Xylanase Và Ứng Dụng Trong Công Nghệ Sản Xuất Thức Ăn Chăn Nuôi

7

2.2.1

Xylan

7

2.2.2

Xylanase

10

Chương 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

16

3.1

Thời Gian Và Địa Điểm Nghiên Cứu

16

3.2

Vật Liệu Thí Nghiệm

16

3.2.1

Đối tượng nghiên cứu

16
-v-


3.2.2

Thức ăn sử dụng

16

3.2.3

Enzyme sử dụng

17

3.2.4

Dụng cụ và nguyên liệu thí nghiệm

18

3.2.5

Nguồn nước

18

3.3

Phương Pháp Bố Trí Thí Nghiệm

19

3.3.1

Bố trí thí nghiệm

19

3.3.2

Các chỉ tiêu theo dõi môi trường

21

3.3.3

Phương pháp thu nhập số liệu

21

3.3.4

Các chỉ tiêu theo dõi cá

22

3.4

Phương Pháp Phân Tích Và Xử Lí Số Liệu

23

Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

25

4.1

Các Thông Số Môi Trường

25

4.1.1

Nhiệt độ

26

4.1.2

pH

27

4.1.3

Hàm lượng oxy hòa tan (DO)

28

4.1.4

Ammonia tổng (NH3/NH4+)

29

4.2

Thành Phần Sinh Hóa Của Thức Ăn Các Nghiệm Thức

30

4.3

Tỉ Lệ Sống Của Cá Thí Nghiệm

31

4.4

Tăng Trưởng Của Cá Thí Nghiệm

31

4.5

Hiệu Quả Sử Dụng Thức Ăn Của Cá Thí Nghiệm

34

4.6

Độ Tiêu Hóa Tổng Cộng

35

4.7

Thảo luận

37

Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

38

5.1

Kết Luận

38

5.2

Đề Nghị

39

TÀI LIỆU THAM KHẢO

40

PHỤ LỤC

45

-vi-


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
ADC

Apparent digestibility coefficient

Độ tiêu hóa

DO

Dissolved oxygen

Hàm lượng ôxy hòa tan

EC

European commission

Ủy ban châu Âu

FCR

Food conversion ratio

Hệ số biến đổi thức ăn

FI

Feed intake

Lượng ăn tuyệt đối

FXU

Fungal xylanase units

Đơn vị xylanase

NSP

Non-starch polysaccharide

Polysaccharide phi tinh bột

PER

Protein efficiency ratio

Hiệu quả sử dụng protein

SD

Standard Deviation

Độ lệch chuẩn

SGR

Specific Growth Ratio

Hệ số tăng trưởng đặc biệt

SR

Survival rate

Tỉ lệ sống

USD

United States Dollar

Đô la Mĩ

W

Weight

Trọng lượng

WG

Weight gain

Tăng trọng

-vii-


DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình/đồ thị

Trang

Hình 2.1 Hình thái ngoài của cá tra giống.

4

Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của xylan

7

Hình 2.3 Thành phần của vách tế bào thực vật

8

Hình 2.4 Cấu trúc Arabinoxylan

9

Hình 2.4 Hai hướng nhìn vuông góc của cấu trúc xylanase từ Thermomyces lanuginosus
được vẽ bằng chương trình MOLSCRIPT và Raster 3D

11

Hình 2.5 Sự phân giải xylan của các enzyme

12

Hình 3.1 Thức ăn viên nổi các nghiệm thức dùng trong thí nghiệm

17

Hình 3.2 Enzyme dùng trong thí nghiệm.

17

Hình 3.3 Nhiệt kế, bộ test DO, pH dùng trong thí nghiệm

18

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

19

Hình 3.5 Hệ thống bể bố trí thí nghiệm

20

Đồ thị 4.1 Sự biến động nhiệt độ vào buổi sáng của quá trình tiến hành thí nghiệm

26

Đồ thị 4.2 Sự biến động nhiệt độ vào buổi chiều của quá trình tiến hành thí nghiệm

27

Đồ thị 4.3 Sự biến động pH vào buổi sáng của quá trình tiến hành thí nghiệm

27

Đồ thị 4.4 Sự biến động pH vào buổi chiều của quá trình tiến hành thí nghiệm

28

Đồ thị 4.5 Sự biến động DO vào buổi sáng của quá trình tiến hành thí nghiệm

28

Đồ thị 4.6 Sự biến động DO vào buổi chiều của quá trình tiến hành thí nghiệm

29

Đồ thị 4.7 Sự biến động ammonia tổng (NH3/NH4+) của quá trình tiến hành thí nghiệm 30

Đồ thị 4.8 Tăng trưởng của cá tra sau 12 tuần thí nghiệm

-viii-

32


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 2.1 Hàm lượng xylan trong các nguyên liệu thức ăn.
Bảng 2.2 Hàm lượng NSP và arabinoxylan trong một số loại ngũ cốc

9
10

Bảng 2.3 Ảnh hưởng của xylanase lên sự tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và tỉ lệ
sống của cá rô hu Labeo rohita

14

Bảng 3.1 Công thức thức ăn thí nghiệm

21

Bảng 4.1 Giá trị trung bình của các chỉ tiêu môi trưởng trong 12 tuần thí nghiệm

25

Bảng 4.2 Thành phần sinh hóa của thức ăn các nghiệm thức

30

Bảng 4.3 Tỉ lệ sống (%) của cá tra thí nghiệm

31

Bảng 4.4 Trọng lượng đầu (g) của cá tra thí nghiệm

32

Bảng 4.5 Trọng lượng cuối (g) của cá tra sau 12 tuần thí nghiệm

33

Bảng 4.6 Tăng trọng đặc biệt (%/ngày) của cá tra thí nghiệm

33

Bảng 4.7 Hệ số biến đổi thức ăn (FCR) của cá tra thí nghiệm

34

Bảng 4.8 Hiệu quả sử dụng protein (PER) trong thức ăn của cá tra thí nghiệm

34

Bảng 4.9 Hàm lượng Cr2O3 trong thức ăn chìm và phân cá

35

Bảng 4.10 Độ tiêu hóa thức ăn của cá thí nghiệm

36

-ix-


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1

Đặt Vấn Đề
Trong những năm gần đây, ngành nuôi trồng thủy sản đã có những bước phát triển

nhanh chóng không chỉ cung cấp một lượng lớn thực phẩm giàu đạm mà còn góp phần
tăng trưởng kinh tế cho nước ta. Cá tra là một trong những đối tượng xuất khẩu chính
mang lại nguồn ngoại tệ lớn cho Việt Nam. Theo số liệu thống kê của ngành hải quan, giá
trị xuất khẩu cá tra năm 2011 đạt 1,805 tỷ USD, tăng tới 26,5% so với năm 2010. Tốc độ
tăng trưởng giá trị rất mạnh, lên đến vài chục phần trăm mỗi năm (www.vneconomy.vn).
Cá tra được nuôi theo hình thức thâm canh nên thức ăn là thành phần có chi phí sản xuất
cao nhất. Bột cá là nguyên liệu truyền thống trong sản xuất thức ăn, nhưng nguồn cung
cấp hạn chế và giá liên tục tăng. Sản lượng bột cá của thế giới hằng năm khoảng 6 – 7
triệu tấn, sản lượng này không tăng trong vòng 20 năm qua và có xu hướng giảm (Lê
Thanh Hùng, 2008). Chính vì vậy, việc thay thế bột cá bằng protein thực vật là một vấn
đề quan trọng cần phải nghiên cứu. Tuy nhiên, khi sử dụng nguồn protein thực vật, một
trong những vấn đề gặp phải là ngoài protein, thực vật còn chứa những chất xơ khó tiêu

hóa như pectin, cellulose, hemicellulose, lignin… Đối với động vật có dạ dày đơn như cá,
heo, gà thì chúng không thể nhận được bất kỳ lợi ích gì về dinh dưỡng từ chất xơ (Li,
2001 ; trích bởi Mai Anh Tuấn, 2011), do chúng không có enzyme nội sinh để thủy phân và
tiêu hóa được (McDonald, 2002 ; trích bởi Mai Anh Tuấn, 2011). Xylan là một
hemicellulose và là polysaccharide nhiều thứ hai trong tự nhiên chỉ sau cellulose
(Whistler và Richards, 1970; Collins và ctv., 2005; trích bởi Khwanchai
Khucharoenphaisan, 2009). Do vai trò quan trọng của xylan và để khắc phục tình trạng
kém tiêu hóa, một trong những giải pháp là bổ sung enzyme ngoại sinh xylanase vào thức

-1-


ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, việc bổ sung enzyme xylanase vào thức ăn cho thủy sản, đặc
biệt là cá tra vẫn chưa được nghiên cứu nhiều.
Xuất phát từ thực tế trên và được sự phân công của khoa Thủy Sản, trường Đại
Học Nông Lâm Thành Phố Chí Minh, chúng tôi thực hiện đề tài “Ảnh hưởng của việc bổ
sung enzyme xylanase lên sự tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá tra
(Pangasianodon hypophthalmus, Sauvage 1878)” tại trại Thực Nghiệm Thủy Sản,
trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.

1.2

Mục Tiêu Nghiên Cứu
Xác định hoạt lực bổ sung enzyme xylanase thích hợp đến khả năng tăng trưởng,

hiệu quả sử dụng thức ăn và độ tiêu hóa thức ăn của cá tra.

-2-

Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1

Đặc Điểm Sinh Học Của Cá Tra

2.1.1 Phân loại
Bộ: Siluriformes.
Họ: Pangasiidae.
Giống: Pangasianodon.
Loài: Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage 1878).
Tên tiếng Anh: Tra catfish.
Tên Việt Nam: cá Tra.
2.1.2 Phân bố
Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê Kông thuộc 4 nước Lào, Campuchia, Thái Lan
và Việt Nam. Ở nước ta những năm trước đây khi chưa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và
cá giống được vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trưởng thành chỉ thấy trong ao nuôi, ít
gặp trong tự nhiên, do cá có tập tính di cư ngược dòng sông Cửu Long để sinh sống và
tìm nơi sinh sản tự nhiên. Khảo sát chu kỳ di cư của cá tra ở địa phận Campuchia cho thấy
cá ngược dòng từ tháng 10 đến tháng 5 và di cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hàng
năm ().
2.1.3 Đặc điểm hình thái
Cá tra là cá da trơn, thân dài, dẹp ngang, không vảy, lưng xám đen, bụng hơi bạc,
miệng rộng, đầu nhỏ vừa phải, mắt tương đối to, có hai đôi râu dài. Vây lưng và vây ngực
có gai cứng (Phạm Văn Khánh, 2000).

-3-

Hình 2.1 Hình thái ngoài của cá tra giống.
2.1.4 Đặc điểm dinh dưỡng
Cá tra là loài ăn tạp thiên về động vật, thích ăn mồi có nguồn gốc động vật và cũng
dễ dàng chuyển đổi loại thức ăn. Trong vòng đời của cá, giai đoạn cá bột hết noãn hoàng
thì thích ăn mồi tươi sống, ăn các loài động vật phù du có kích thước vừa cỡ miệng. Dạ
dày của cá phình to hình chữ U và co giãn được, ruột cá tra ngắn, không gấp khúc lên
nhau mà dính vào màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục. Dạ dày to và ruột
ngắn là đặc điểm của cá thiên về ăn thịt (Phạm Văn Khánh, 2000).
Khi phân tích thức ăn trong ruột của cá đánh bắt ngoài tự nhiên, thành phần thức
ăn được tìm thấy như sau:
Thành phần thức ăn

Tỷ lệ (%)

Nhuyễn thể

35,40

Cá nhỏ

31,80

Côn trùng

18,20

Thực vật thượng đẳng

10,70

Thực vật đa bào

1,60

Giáp xác

2,30

(Nguồn: Menon và Cheko, 1955 trích dẫn bởi Phạm Văn Khánh, 2000)
-4-


Khi nuôi trong ao, cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn như mùn bã
hữu cơ, cám, rau, động vật đáy, thức ăn hỗn hợp, phân động vật, ...(Phạm Văn khánh,
2000)
2.1.5 Điều kiện môi trường sống
2.1.5.1 Nhiệt độ
Cá là loài biến nhiệt nên nhiệt độ cơ thể chúng phụ thuộc vào nhiệt độ nước. Nhiệt
độ nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất, cường độ bắt mồi, di cư, sinh
sản, sinh trưởng của cá tra. Trong phạm vi nhiệt độ giới hạn, sự trao đổi chất của cá diễn
ra ổn định nhịp nhàng. Khi nhiệt độ tăng cao hoặc giảm quá giới hạn thích nghi thì cường
độ trao đổi chất tăng hoặc giảm gây ra rối loạn quá trình trao đổi chất bên trong cơ thể,
làm tê liệt mọi hoạt động dẫn đến chết cá.
Cá tra là loài chịu lạnh kém vì cá tra là một trong những loài cá đặc trưng phân bố
vùng nhiệt đới. Ở nhiệt độ 15oC thì cường độ bắt mồi của cá giảm nhưng cá vẫn sống. Ở
nhiệt độ 39oC cá sẽ bơi lội không bình thường. Nhiệt độ tối ưu cho cá tra là 26 – 30oC
(Nguyễn Tuần, 2000; trích bởi Lê Bình Dương và Lê Trọng Hoàng, 2009).
2.1.5.2 Độ mặn
Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, nhưng có thể chịu được nước lợ nhẹ có độ
mặn dưới 10%o (Phạm Văn Khánh, 2000).

2.1.5.3 Độ pH
Sự biến động pH có tác động rất lớn đến cường độ trao đổi chất cũng như tốc độ
tăng trưởng của cá. Khi pH < 4 thì cá bỏ ăn, bị sốc. Khi pH = 11, cá sẽ hoạt động lờ đờ có
biểu hiện mất nhớt, pH thích hợp cho cá khoảng 7 – 8 (Phạm Văn Khánh, 2000).
2.1.5.4 Oxy hòa tan
Oxy hòa tan là yếu tố quan trọng cho việc duy trì sự sống của thủy sinh vật. Nhu
cầu oxy hòa tan cho các loài khác nhau tùy giống loài, giai đoạn sống, hoạt động sống.
Cá tra có lượng hồng cầu trong máu nhiều hơn các loài cá khác. Cá tra có cơ quan
hô hấp phụ nên chịu đựng được môi trường nước thiếu oxy hòa tan, có thể sống ở những

-5-


ao hồ chật hẹp. Tiêu hao oxy của cá tra thấp hơn ba lần so với cá mè trắng (Hội nghề cá
Việt Nam, 2004; trích bởi Lê Bình Dương và Lê Trọng Hoàng, 2009).
2.1.6 Đặc điểm sinh trưởng
Trong tự nhiên cá tra có thể sống trên 20 năm, cỡ cá lớn nhất đã gặp dài 1,8 m. Cá
tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, lúc còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài. Cá
ương trong ao sau 2 tháng đạt chiều dài từ 10 – 12 cm (14 – 15 gam). Từ khoảng 2,5 kg
trở

đi,

mức

tăng

trọng

lượng

nhanh

hơn

so

với

chiều

dài

cơ

thể

().
2.1.7 Đặc điểm sinh sản
Trong tự nhiên, tuổi thành thục của cá tra từ 3 – 4 năm. Vào mùa thành thục (từ
tháng 4 trở đi) cá có tập tính bơi ngược dòng di cư tìm đến các bãi đẻ, nơi có điều kiện
sinh thái phù hợp cho sự phát triển tuyến sinh dục và đẻ trứng. Vì vậy, cá không đẻ tự
nhiên ở phần sông Mekong của Việt Nam. Bãi đẻ của cá nằm ở khu vực từ địa phận tỉnh
Cratie của Campuchia trở lên. Tại đây có thể bắt được những cá bố mẹ 15 kg với buồng
trứng đã thành thục. Tại bãi đẻ, cá bố mẹ đẻ trứng thụ tinh tự nhiên, trứng dính vào cây cỏ
thủy sinh ven bờ. Sau khi nở, cá bột trôi theo dòng nước về hạ lưu đến các vùng ngập
nước ở Campuchia và xuôi theo sông Mekong về phía Việt Nam (Phạm Văn Khánh,
2000).
Cá tra không có cơ quan sinh dục phụ, nếu chỉ nhìn hình dáng bên ngoài thì khó
phân biệt được cá đực và cá cái. Bắt đầu phân biệt được cá đực cái từ giai đoạn II, từ các

giai đoạn sau, buồng trứng tăng về kích thước, hạt trứng màu vàng, tinh sào có hình dạng
phân nhánh, màu hồng chuyển dần sang màu trắng sữa. Tỉ lệ % trọng lượng tuyến sinh
dục trên trọng lượng cơ thể đã bỏ qua nội quan được gọi là hệ số thành thục. Hệ số thành
thục của cá tra khảo sát được trong tự nhiên từ 1,76 – 12,94 (cá cái) và từ 0,83 – 2,1 (cá
đực) cỡ cá từ 8 – 11 kg (Nguyễn Văn Trọng, 1989). Trong ao nuôi vỗ, hệ số thành thục cá
tra cái có thể đạt 19,5% ().
Trong sinh sản nhân tạo, người ta có thể nuôi thành thục sớm và cho đẻ sớm hơn
trong tự nhiên (từ tháng 3 dương lịch hằng năm). Cá tra có thể tái phát dục sau 2,5 – 3
-6-


tháng nuôi. Cá tra trong tự nhiên không gặp tình trạng tái phát dục. Sức sinh sản tuyệt đối
của cá tra từ 200.000 trứng đến vài triệu trứng. Sức sinh sản tương đối có thể là 135.000
trứng/kg cá cái. Kích thước của trứng cá tra tương đối nhỏ và có tính dính. Trứng sắp đẻ
có đường kính trung bình 1 mm, khi đẻ ra trứng trương nước thì đường kính trứng có thể
là 1,5 – 1,6 mm ( ).

2.2 Xylanase Và Ứng Dụng Trong Công Nghệ Sản Xuất Thức Ăn Chăn
Nuôi
2.2.1 Xylan
2.2.1.1 Giới thiệu xylan và dẫn xuất arabinoxylan
Xylan là polymer không đồng nhất, mạch thẳng, gồm các đơn phân D – xylose
được liên kết với nhau bằng liên kết ß – 1,4 – glycoside. Xylan đa dạng về cấu trúc và
khối lượng phân tử. Trong tự nhiên, chúng được thay thế một phần bằng acetyl 4 – 0 –
methyl – D – glucuronosyl và arabinofuranosyl tạo thành cấu trúc polymer không đồng
nhất. Ở cây gỗ rắn, xylan có công thức O – acetyl – 4 – O – methylglucuron – oxylan.
Arabino – 4 – O – methylglucuroxylan tìm thấy trong cây gỗ mềm, arabinoxylan rất điển
hình trong cây cỏ và thực vật bình thường khác. Tác động của xylan về mặt cấu trúc vẫn
còn chưa rõ ràng bởi những khó khăn trong việc tách chiết xylan từ nguyên liệu trong tự
nhiên mà không bị biến đổi hay mất đi một số cấu trúc ban đầu của xylan cũng như sự

liên kết của nó với các thành phần khác (Collins, 2005).

Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của xylan ( />Xylan là thành phần chính cấu tạo nên hemicellulose của thành tế bào thực vật và
là một trong số hợp chất polysaccharide quan trọng nhất trong tự nhiên (Aspinall , 1959;
Biely, 1993). Xylan chủ yếu tìm thấy trong cấu trúc thứ cấp của thành tế bào thực vật và
-7-


tạo thành pha giữa giữa lignin và các hợp chất polysaccharide khác (Öhgren, 2007).
Xylan cũng là một trong những polysaccharid phổ biển nhất trong các loài thực vật thông
thường, chiếm 30% tổng trọng lượng khô trong sinh khối thực vật nhiệt đới. Với cây gỗ
mềm ở vùng ôn đới, xylan ít phổ biến hơn và chiếm khoảng 8% tổng trọng lượng khô
(Coughlan, 1993). Như vậy, xylan đã trở thành một trong những thành phần có trong thức
ăn chăn nuôi.

Hình 2.3 Thành phần của vách tế bào thực vật (www.impextraco.com)
Arabinoxylan là những polysaccharide được tìm thấy trong cám và các hạt ngũ cốc
như lúa mì, lúa mạch, cám gạo, lúa gạo, cao lương, bắp (Avitech, 2002; trích dẫn bởi
Dương Thanh Liêm, 2008). Mặc dù, polysaccharide là thành phần nhỏ có trong ngũ cốc,
nhưng là thành phần quan trọng trong thành tế bào thực vật. Vách tế bào mỏng bao phủ
nội nhũ tinh bột và lớp aleurone có trong các loại ngũ cốc chủ yếu là arabinoxylan (60 –
70%), ngoại trừ vách tế bào nội nhũ lúa mạch (20%) và gạo (40%) (Fincher và Stone,
1986; trích dẫn bởi Sinha và ctv., 2011).
Cấu trúc phân tử của arabinoxylan gồm một mạch chính xylan với Larabinofuranose (L-arabinose có 5 nguyên tử dạng vòng) được gắn ngẫu nhiên với các
đơn vị xylose bằng liên kết α1→2 hay α1→3 trong suốt chiều dài chuỗi
().

-8-

Hình 2.4 Cấu trúc Arabinoxylan ()
Arabinoxylan dễ dàng hòa tan trong nước nóng khoảng 80oC, dễ dàng tách chiết
và kết tủa trong dung dịch ethanol (Cleemput và ctv., 1993; trích bởi Mai Anh Tuấn,
2011). Những đơn vị arabinose kết hợp với nước tạo thành hỗn hợp có độ nhớt cao như
khối bột nhào (Durham, 1925; trích bởi Mai Anh Tuấn, 2011). Arabinixylan có độ nhớt
cao do tính hòa tan trong nước và cũng là vấn đề quan trọng trong việc sử dụng lúa mì và
các loại ngũ cốc khác trong sản xuất thức ăn, việc tăng arabinose sẽ tăng độ nhớt cao khi
tan trong nước và chúng có thể hút nước và tăng trọng lương gấp mười lần. (Fincher và
Stone, 1986; trích dẫn bởi Sinha và ctv., 2011).
2.1.1.2 Nguồn cung cấp xylan
Các loại thức ăn khác nhau thì khác nhau về hàm lượng xylan.
Bảng 2.1 Hàm lượng xylan trong các nguyên liệu thức ăn (www.fam-system.com)
Nguyên liệu
Bắp
Lúa mì
Tấm lúa mì
Cám lúa mì
Bánh dầu đậu nành
Bánh dầu cải
Bánh dầu bông vải
DDGS (Distiller’s Dried Grains with Solubles)
-9-

Hàm lượng xylan (%)
3,70 - 4,40
5,50 - 7,10
14,00 - 15,00
21,00
4,00
4,00

9,00
10,40


Arabinoxylan là được tìm thấy trong cám và các hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa mạch,
cám gạo, lúa gạo, cao lương, bắp (Avitech, 2002; trích dẫn bởi Dương Thanh Liêm,
2008). Vách tế bào mỏng bao phủ nội nhũ tinh bột và lớp aleurone có trong các loại ngũ
cốc chủ yếu là arabinoxylan (60 – 70%), ngoại trừ vách tế bào nội nhũ lúa mạch (20%) và
gạo (40%) (Fincher và Stone, 1986; trích dẫn bởi Sinha và ctv., 2011).
Bảng 2.2 Hàm lượng NSP (Non-starch polysaccharide) và arabinoxylan trong một số loại
ngũ cốc
Các loại ngũ cốc

Arabinoxylan

Tổng NSP

% arabinoxylan trong NSP

Lúa mì

8,10

11,40

71

Cám lúa mì

21,90

35,30

62

Lúa mạch

7,90

16,70

47

Kiều mạch

8,90

13,20

67

Bắp

5,20

8,10

64

Cao lương

2,10

4,80

44

Lúa gạo

0,20

0,80

25

Cám gạo
8,50
21,80
(Avitech, 2002; trích dẫn bởi Dương Thanh Liêm, 2008)

39

2.2.2 Xylanase
2.2.2.1 Giới thiệu
Xylanase có công thức là endo – 1,4 – ß – xylanase (EC 3.2.1.8) là enzyme quan
trọng nhất tham gia thủy phân xylan bằng cách cắt đứt các liên kết ß – 1,4– glycoside giải
phóng oligoxylose. Tuy nhiên, do cấu trúc của xylan rất phức tạp nên để phân cắt nó hoàn
toàn cần một lượng lớn enzyme xylanase (Polizeli và ctv., 2005).

-10-

Hình 2.4 Hai hướng nhìn vuông góc của cấu trúc xylanase từ Thermomyces lanuginosus
được vẽ bằng chương trình MOLSCRIPT và Raster 3D (Gruber et al, 1998)
Xylanase tiết ra từ vi sinh vật được chia làm hai họ enzyme thủy phân chính: họ 10
và họ 11 dựa trên trình tự tương đồng của amino acid (Krengel, 1996). Xylanase thuộc họ
10 nhìn chung có khối lượng phân tử lớn (>30 kDa), đa dạng và phức tạp hơn (có thể thủy
phân cellulose và xylan), trong khi xylanase thuộc họ 11 có khối lượng phân tử nhỏ hơn
(khoảng 20 kDa) và đặc hiệu hơn đối với xylan (Degefu, 2003; Collin, 2005).
2.2.2.2 Cơ chế tác động
Theo Collins (2005), sự phân hủy sinh học bộ khung cấu tạo nên xylan phụ thuộc
chủ yếu vào hai lớp enzyme: endo – 1,4 – ß - xylanase (EC 3.2.1.8), lớp enzyme này thủy
phân liên kết 1,4 – ß - glucoside nối các xylose và ß – xylosidases (EC 3.2.1.37), lớp
enzyme này thủy phân xylobiose và xylooligosaccharid ngắn nhờ hoạt động của enzyme
endo – xylanase. Các enzyme loại mạch nhánh chẳng hạn như α – glucuronidase và α – L
– arabinifuranosidase và esterase chẳng hạn như acetylxylan esterases và ferulyl và p –
coumaroyl esterase sẽ loại bỏ mạch nhánh acetyl và mạch nhánh phenol.

-11-


Hình 2.5 Sự phân giải xylan của các enzyme (Khwanchai Khucharoenphaisan, 2009).
Các kí hiệu: Ac: nhóm acetyl; Ara: α – arabinofuranose;
MeGlcA: α – 4 – O – methylglucuronic acid; Xyl: xylose.
2.2.2.3 Nguồn gốc xylanase
Xylanase có trong nhiều loài sinh vật trong tự nhiên, ở sinh vật nhân sơ và sinh vật
nhân chuẩn và đã được tìm thấy cả trong vi khuẩn ở nước, nấm, tảo biển, côn trùng. Cho
đến nay, hầu hết xylanase được chiết xuất từ vi khuẩn và nấm (Degefu, 2003; Collin,
2005; Paloheimo, 2010). Trong đó, nấm sợi là nguồn vi sinh vật tiềm năng nhất để chiết
xuất xylanase với hàm lượng cao. Trong nhiều thập kỉ gần đây, xylanase còn được tách

chiết từ nấm gây bệnh trên các cây ngũ cốc nói riêng và vi sinh vật gây bệnh thực vật nói
chung (Degefu, 2003).
2.2.2.4 Độ hoạt động của xylanase
Độ hoạt động của xylanase trong thức ăn thương mại được diễn tả là “đơn vị
xylanase”. Mỗi đơn vị của thức ăn (thông thường là trên mỗi kg) thì tùy vào công ty sản
-12-


xuất xylanase mà có thể diễn tả bằng nhiều cách như U, XU, AXC, FXU. Các sản phẩm
thương mại thường diễn tả FXU trên mỗi gram hay ml sản phẩm.
Một đơn vị FXU được định nghĩa là lượng enzyme giải phóng 7,8 micromol
đường xylose từ arabinoxylan của lúa mì trong một phút tại pH = 6 và nhiệt độ 50oC
(Sulhattin Yasar, 2009).
2.2.2.5 Ứng dụng của xylanase
Xylanase được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Xylanase hỗ trợ quá
trình tẩy trắng trong công nghiệp sản xuất giấy thay vì phải sử dụng các hóa chất độc hại;
xylanase tham gia quá trình xử lý rác thải nông, lâm nghiệp (Krisana, 2004); trong công
nghiệp sản xuất bánh, xylanase được dùng để làm tăng độ phồng và giảm độ dính của
bánh; xylanase được dùng trong công nghiệp sản xuất đồ uống, sản xuất nhiên liệu
(Degefu, 2003; Kheng, 2004).
Một trong những ứng dụng quan trọng của xylanase là được dùng để bổ sung vào
thức ăn chăn nuôi. Sự có mặt của xylanase trong thức ăn chăn nuôi làm giảm độ nhớt
trong đường tiêu hóa, giảm rối loạn tiêu hóa, tăng cường hấp thu thức ăn, nhờ vậy cải
thiện hệ vi sinh vật đường ruột, giúp phân thải ra khô hơn (Bedford, 1992; Beauchemin,
1996; Brzozowski, 2004; Rehman, 2009).
Tuy vậy, việc ứng dụng bổ sung xylanase vào thức ăn thủy sản chưa được chú ý và
quan tâm nhiều. Việc bổ sung enzyme xylanase vào thức ăn cho thủy sản đã được thực
hiện trên một số loài như: cá rô hu (Labeo rohita), cá rô phi (Oreochromis niloticus) ...
Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy enzyme xylanase có ảnh hưởng tích cực đến tăng
trọng và độ tiêu hóa của cá thí nghiệm.

S. S. Bhatt và ctv. (2010) đã tiến hành thí nghiệm trêm cá cá rohu giống (Labeo
rohita), gồm 2 nghiệm thức với 3 lần lặp lại, 25 con cá rô hu giống có trọng lượng trung
bình 5,30 ± 0,15 gram được nuôi trong bể kính 150 lít cho mỗi lần lặp lại. Cá được cho ăn
2% trọng lượng thân/ngày, cho ăn 2 lần/ngày. Nghiệm thức đối chứng, thức ăn được làm
từ bánh dầu đậu phộng và cám gạo (1:1), trộn thêm 2% chất kết dính. Sau đó, thức ăn
được đem đi ép viên và sấy khô ở 50oC. Nghiệm thức thức ăn thí nghiệm được trộn thêm
-13-


enzyme xylanase được sản xuất từ Aspergillus foetidus (MTCC 4898) với hoạt lực 184
U/g. Cá được cho ăn trong 30 ngày và cân 1 lần/tuần. Kết quả thí nghiệm cho thấy
nghiệm thức thức ăn có bổ sung xylanase cho tăng trọng (WG) và hệ số tăng trưởng đặc
biệt (SGR) cao hơn so với đối chứng có ý nghĩa về mặt thông kê (P<0,05). Riêng kết quả
về hệ số biến đổi thức ăn (FCR) và tỉ lệ sống (SR) cho sự khác nhau không có ý nghĩa về
mặt thống kê ở mức độ tin cậy 95% (S. S. Bhatt và ctv, 2010).
Bảng 2.3 Ảnh hưởng của xylanase lên sự tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và tỉ lệ
sống của cá rô hu Labeo rohita (S. S. Bhatt và ctv, 2010).
Nghiệm thức
Nghiệm thức
đối chứng
thí nghiệm
ns
Trọng lượng đầu (g)
5,93 ± 0,09
5,37 ± 0,04ns
Trọng lượng cuối (g)
6,76 ± 0,07ns
6,85 ± 0,08ns
Tăng trọng (%)
14,74 ± 0,08a

29,36 ± 0,06b
SGR (%/ngày)
0,32 ± 0,01a
0,65 ± 0,06b
FCR
1,98 ± 0,06ns
1,76 ± 0,21ns
SR (%)
100
100
Ghi chú: Số liệu biểu diễn dưới dạng Mean ± S.E.M của 3 lần lặp lại. Các giá trị trên
Chỉ tiêu

cùng một hàng có kí tự giống nhau là khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê
(P>0,05). ns = không có ý nghĩa.
Trên cá rô phi Oreochromis niloticus, thí nghiệm được thực hiện tại Trung Quốc
vào năm 2006 bởi Wang Jun-li và ctv.. Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức: Thức ăn sử dụng
nguyên liệu cơ bản là lúa mì (nghiệm thức đối chứng) và được thêm enzyme xylanase vào
với các hàm lượng khác nhau 0,05%; 0,10% và 0,15%. Mỗi nghiệm thức được chia thành
5 lần lặp lại và mỗi lần lặp lại bao gồm 40 cá rô phi (Oreochromis niloticus) đực được
nuôi trong lồng nổi 75 ngày.Trọng lượng ban đầu của cá thí nghiệm là 106,16 ± 16,77
gram. Kết quả cho thấy xylanase đã thúc đẩy sự tăng trưởng của cá rô phi Tilapia nilotica.
Tăng trọng của nghiệm thức đối chứng là 258,24%, các nghiệm thức bổ sung xylanase
0,05% và 0,10% lần lượt cao hơn đối chứng là 8,25% và 17,45% có ý nghĩa về mặt thống
kê (P<0,01). Độ tiêu hóa thức ăn của nghiệm thức đối chứng là 67,35%, các nghiệm thức
có bổ sung xylanase 0,05%; 0,10% và 0,15% tăng 7,69%; 11,00% và 2,87% tương ứng.
-14-


Như vậy, độ tiêu hóa trong ba nhóm có bổ sung xylanase là cao hơn có ý nghĩa về mặt

thống kê so với đối chứng (P<0,01) (Wang Jun-li và ctv., 2006).

-15-