DINH DƯỠNG PROTEIN VÀ AXIT AMIN

Chương 2
DINH DƯ NG PROTEIN VÀ AXIT AMIN
1- PROTEIN
1.1.

Phân lo i
V m t ch c năng ngư i ta chia protein thành nhi u lo i sau:
+/ Protein ñơn gi n: là protein ch cho axit amin khi th y phân, bao

g m hai nhóm là protein s i và protein c u.
- Protein s i (fibrous protein): gi vai trị c u t o các mơ liên k t như
collagen, elastin và keratin. Protein này khơng hịa tan và b n v i các enzyme
tiêu hóa, collagen có hydroxyproline, là m t axit amin quan tr ng c a protein
này. Elastin c u t o gân và m ch máu, chu i polipeptid c a elastin giàu
alanine và glycine. Keratin có hai lo i là α- keratin là protein c a lơng và tóc
và β - keratin là protein c a lông vũ, da…, keratin r t giàu axit amin ch a lưu
huỳnh, ví d protein lơng ch a t i 4 % lưu huỳnh.
- Protein hình c u (globular protein): là các enzyme, kháng nguyên và
hocmon. Thành ph n:
+ Albumin: có

s a, máu, tr ng, th c v t. ð c đi m: hịa tan trong

nư c, ngưng t b i nhi t.
+ Histone: có

nhân t bào,

đây nó g n v i deoxyribonucleic. ð c

đi m: hịa tan trong dung d ch mu i và không b ngưng t b i nhi t, khi th y

phân cho ra nhi u arginine và lysine.
+ Protamin: là protein ki m g n v i axit nucleic có nhi u trong tinh
trùng c a đ ng v t có vú, protamin giàu arginine nhưng khơng có tyrosine,
tryptophan hay axit amin ch a lưu huỳnh.
+ Globulin protein có trong s a, tr ng, máu.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------14


+/ Protein ph c t p: lo i protein này ngồi các axit amin cịn có nhóm
khơng ph i protein như glycoprotein, lipoprotein, photphoprotein và
chromoprotein.
Glycoprotein là thành ph n c a niêm d ch có tác d ng bơi trơn, cũng có
trong lịng tr ng tr ng, ovalbumin. Lipoprotein là thành ph n chính c a màng
t bào. Photphoprotein như cazein c a s a và photphovitin c a lòng ñ .
Chromoprotein như hemoglobin, cytochrome ho c flavoprotein.
V m t dinh dư ng th c ăn ngư i ta chia protein thành hai lo i:
+/ Protein thô: g m c protein và các h p ch t ch a nitơ không ph i
protein. Theo quy ư c c a ngành th c ăn chăn ni và cá, protein thơ đư c
tính b ng cơng th c: Protein thơ = Nx 6,25
+/ H p ch t N phi protein: là nh ng h p ch t ch a N nhưng không có
c u trúc protein như axit amin t

do, amin (putresine, histamine,

cadaverine…), amid (ure, asparagine, glutamine …), nitrat, alkaloit ( nicotine,
cocaine, strichnine, morphine…)
Th c ăn th c v t non ch a nhi u h p ch t nitơ phi protein hơn th c v t
trư ng thành ( 25-30% nitơ t ng s ), th c ăn

xanh ch a t i ña 50-60% nitơ

phi protein, th c ăn h t ch a 10% nitơ phi protein.
1.2 Vai trị
Protein ngồi vai trò c u trúc ( nguyên li u t o các mơ và các s n ph m)
cịn có nh ng vai trò quan tr ng sau:
-

T o các ch t xúc tác (enzyme), hocmon.

-

Th c hi n ch c năng v n chuy n như hemoglobin.

-

Tham gia ch c năng cơ gi i như colagen.

-

Ch c năng b o v như kháng th (antibody).

-

Ch c năng thông tin như protein th giác.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------15


-

Protein cịn có vai trị t o năng lư ng, 1g protein s n sinh ra 4,5

kcal năng lư ng (

cá). Cá là lo i Aminotelic ( th i amoniac) khác v i đ ng

v t có vú là lo i Ureotelic và chim là Uricotelic, ñ i v i các loài này 1g
protein ch cho 4 Kcal năng lư ng.
1.3 -Nhu c u protein c a cá
Ngư i ta chia nhu c u làm hai lo i: nhu c u duy trì và nhu c u s n xu t
Nhu c u protein cho duy trì

cá cao hơn đ ng v t có vú. Ví d : cá h i

vân (Oncorhynchus mykiss) n ng 100g có nhu c u protein duy trì hàng ngày
là 52,1; 69,3 và 97,7 mg/ngày, tương ng v i nhi t đ mơi trư ng là 100C ,
150C và 200C.
Nhu c u protein cho s n xu t ( cho tăng trư ng) cũng cao hơn đ ng v t
có vú 4 l n, gà 2 l n và ph thu c vào:
+ Loài cá: ví d cá rơ phi l n nhanh hơn hai l n so v i cá mè hoa.
+ Tính bi t: ví d cá chép cái l n nhanh hơn cá chép ñ c
+ Tu i và kh i lư ng cơ th : nhu c u protein tính cho m t ñơn v kh i
lư ng cơ th

con v t non cao hơn con v t trư ng thành.Thí nghi m ni

dư ng cá giai đo n cá b t, cá hương và cá l n (fry, fingerling và yearling fish)
th y r ng nhu c u protein cao nh t
ño n sau. ð i v i cá h i,

giai đo n fry, sau đó gi m d n

các giai

giai ño n fry, protein kh u ph n ph i ñ t 50%,

lúc 6 – 8 tu n gi m cịn 40% và 35%

giai đo n yearling.

+ M t ñ ñàn.
+ M c ñ ho t ñ ng.
+ Y u t mơi trư ng: nhi t đ , ánh sáng, ñ m n, n ng ñ O2, ch t ñ c
ho c ch t chuy n hóa ( như NH3 hay nitrite).
Ví d : cá h i yêu c u kh u ph n ch a 40% protein khi nhi t ñ nư c là
80C, nhưng

nhi t ñ nư c 140C nhu c u protein s là 55% tính trên cơ s

kh u ph n khô.
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------16


+ ð m n cao thì yêu c u v protein cũng cao. Ví d cá h i vân yêu c u
protein kh u ph n là 40 và 43,5% khi ñ m n l n lư t là 10 0/00 và 20 0/00.
+ Ch t lư ng protein kh u ph n và cân ñ i năng lư ng: Kanko (1968)
ñã th y kh u ph n cá h i ch a 40% protein s cho t c ñ sinh trư ng t i ưu
khi b t cá tr ng là ngu n protein chính, nhưng v i nh ng kh u ph n gi u năng
lư ng, protein ch c n 30% (chú ý cá h i s d ng m t t hơn carbohydrate).

Protein có axit amin cân đ i và có t l tiêu hố cao s t o cho nhu c u protein
th p hơn so v i lo i protein khơng cân đ i axit amin.
Do b nh ng y u t trên chi ph i cho nên khó có đư c m t hư ng d n
chung v protein cho c kỳ sinh trư ng c a cá. B ng 2.1 sau ñây cho nh ng
k t qu nghiên c u v protein c a cá (các thí nghi m xác đ nh nhu c u protein
c a cá thư ng làm trên cá gi ng có kh i lư ng t 5 - 50g).
1.4- T l năng lư ng/protein
Có hai cơng th c, ho c là t l năng lư ng/protein (E/P), ho c là t l
protein/năng lư ng (P/E) :

E/P =

Năng lư ng c a kh u ph n (KJ ho c MJ/kg)
-------------------------------------------------Protein thô (%)

mg (ho c g) protein
T l P/E = -----------------------------------------------Năng lư ng kh u ph n KJ (MJ)
T l E/P t i ưu cho cá chép là 450-500 (tính theo DE). Như v y th c
ăn v i m c 2% th tr ng, DE kh u ph n là 16,9 - 20,1 MJ/kg và protein thô
c a kh u ph n là 30-42%. Khuy n cáo c a NRC v nhu c u protein c a m t
s loài cá ghi b ng 2.2
1.5- Ch t lư ng protein th c ăn
Protein c a các lo i th c ăn khác nhau có ch t lư ng khác nhau, ngư i
ta ño ch t lư ng protein theo các ch tiêu sau:
Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------17


+Biological value (BV)

=

Protein tích lũy
Protein tiêu hóa
Năn

=

vào–(

=

Năn vào–( Nphân+Nnư

Nphân-Ntrao

c ti u)

Năn vào - Nphân
ñ i)–(

Nnư

c ti u-

sinh)

Nn

x 100

i

x 100
Năn vào – ( Nphân – Ntrao ñ i)

B ng 2.1: Nhu c u protein m t s loài cá (NRC 1993)
Species

% Protein trong kh u ph n
(giai ño n juvenile)

Cá h i ð i Tây dương

45

Cá da trơn

32 - 36

Cá chép

31 - 38

Cá tr m c

41 - 43

Cá mè hoa

40

Cá h i vân

40

Cá qu

52

Rơ phi xanh

34

Rơ phi sơng Nil

30

Cá chình Nh t

44,5

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------18


B ng 2.2: T l P/E ho c E/P cho tăng trư ng t i ưu c a m t s loài cá
(NRC 1993)
Gi ng loài

Kh i

DP

DE

DP/DE

Tác gi

lư ng

(%)

(KJ/g)

(mg/KJ)

526

22,2

9,7

22,7

Page&andrews,1973

34

28,8

12,8

22,5

Garling&Wilson, 1976

10

27,0

11,6

23,2

Mangalik, 1986

266

27,0

13,1

20,5

Mangalik, 1986

600

24,4

12,8

19,3

Li&Lovell, 1992

Cá rô phi ðài loan

50

30

12,3

24,6

El Sayed, 1987

Cá chép

20

31,5

12,3

25,8

Takeuchi et al., 1979

Cá h i vân

90

33

15,1

22,0

Cho&Kaushik, 1985

Cá h i (Salmo

94

42

17,2

25,1

Cho&Woodward, 1989

Cá trê phi

15

40

18,6*

21,5**

Machiels&Henken, 1985

Cá tra

20

32

18,6**

Hung L.T, 1999

28

14,4**

Hung L.T, 1999

(g)
Cá trơn M

gairdneri)

Cá basa

DE: năng lư ng tiêu hoá; DP: protein tiêu hố, *GE: năng lư ng

thơ**CP/GE
B ng 2.3 gi i thi u BV c a các protein khác nhau thí nghi m trên cá
chép th tr ng t 50 – 100g v i kh u ph n ch a 10% protein.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------19


B ng 2.3: BV m t s protein th c ăn cá (Ogino và Chen 1973)
Protein

BV

Lịng đ tr ng khơ

89

Cazein

80

B t cá tr ng

76

Gelatin

23

B t gluten ngơ

55

B t đ tương

Nh n xét

74

X lý Ethanol và Ete khơng có vit.C

Kh m

N m men t d u h a 73 - 79
BV ph thu c vào loài, k thu t ch bi n. Ví d , b t cá h p 1270C trong
3,5 gi có BV gi m 10 – 20% so v i b t cá h p trong 25 phút.
+Hi u qu protein (PER: protein efficiency ratio):
PER

=

Tăng tr ng(g)
Protein tiêu th (g)

Ho c m t ch tiêu tương t có tên là Giá tr protein s n xu t ( PPV =
productive protein value).

PPV =

Lư ng protein c a mô ñã tăng(g)
Protein tiêu th (g)

100

Ví d : S liên quan gi a lư ng th c ăn cung c p ( tính theo % th tr ng
cá), tăng tr ng trong 4 tu n ( tính theo % th tr ng ban đ u c a cá), PER, PPV
khi ni cá chép con ( kh i lư ng ban ñ u là 40g) đư c trình bày

b ng 2.4.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------20


B ng 2.4: Hi u qu chuy n hóa th c ăn và hi u qu l i d ng protein theo
các kh u ph n khác nhau
Tăng

Kh u ph n th c ăn

tr ng%

FCR

PER

PPV

1

19

1,41

1,46

28,2

3

81

1,14

1,80

30,3

5

117

1,41

1,46

22,8

7

128

1,87

1,10

18,1

9

101

2,76

0,74

12,1

+Thang giá tr hóa h c (CS: chemical score)
ð xác ñ nh CS c a m t th c ăn nào đó c n bi t hàm lư ng các axit
amin c a nó, đem so sánh hàm lư ng t ng axit amin c a th c ăn v i hàm
lư ng axit amin tương ng c a tr ng gà t đó tính CS.
Ví d : T l % c a lysine lúa mì so v i lysine c a tr ng gà:
(2,7/7,2) x 100 = 37,5%
CS c a lizin lúa mì: 37,5 – 100 = - 62,5
B ng 2.5: CS c a lúa mì
Axit amin

% lúa mì

% tr ng

Arg

4,2

6,7

- 37,31

Hist

2,1

2,7

- 22,22

Lys

2,7

6,8

- 60,29

Trip.

1,2

1,9

- 36,84

Phe.ala

5,7

5,4

5,55

Met

2,5

3,3

- 24,24

Met + cyst

4,3

5,5

- 21,81

Chemical score

Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------21

Thrê

3,3

5,5

- 40,00

Leu

6,8

8,5

- 20,00

Isoleu

3,6

7,0

- 48,57

Val

4,5

8,2

- 45,12

+Ch s axit amin quan tr ng (EAAI = Essential Amino Acid Index)

EAAI =

n

100.a 1 100.a 2
100a n
x
x........
ae 1
ae 2
ae n

a1…an: axit amin c a protein th c ăn( g/100g protein)
ae1…aen: axit amin c a protein tr ng gà(g/100g protein)
2-AXIT AMIN
Axit amin là thành ph n c a protein. Protein t nhiên có kho ng 23 axit
amin. Có hai lo i axit amin, axit amin thi t y u và không thi t y u. ð i v i
tơm và cá có 10 lo i axit amin ñư c coi là thi t y u.
2.1 : Các axit amin thi t y u
B ng 2.6 : Các axit amin thi t y u c a tôm và cá
Axit amin thi t y u
(Indispensable amino acids)

Axit amin không thi t y u
(Dispensable amino acids)

Arginine (Agc)

Alanine

Histidine (Hist)

Acid aspatic

Isoleucine (Isoleuc)

Acid glutamic

Leucine (Leu)

Glycine

Lysine (Lys)

Proline, Hydroxyproline

Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------22


Methionine (Met)

Cystine

Phenylalanine (Phe.ala)

Tyrosine

Threonine (Thre)

Serine

Tryptophan (Tryp)

Ornitine

Valine (Val)
Chú ý:
1/-Phenylalanine có th đư c thay th m t ph n b ng tyrosine (thay th đư c
5% phenyl alanine

cá channel catfish).

2/-Cystine có th thay th m t ph n ( 60%) methionine, thí nghi m

cá

channel catfish.

2.2- Nhu c u axit amin :
Nhu c u axit amin c a cá ghi

b ng 2.7, các s li u trong b ng cho

th y:
- Nhu c u arginine c a nhóm cá h i giai đo n fry g n gi ng như gà

nhưng l n hơn c a l n và chu t r t nhi u.

đ ng v t có vú và

gia c m, cơ

th có th t đáp ng đư c m t ph n arginine nhưng cá thì khơng. Nhu c u
arginine c a cá nư c m n th p hơn cá nư c ng t. Khơng có s đ i kháng
arginine - lysine

cá.

- Nhu c u histidine cho sinh trư ng c a h i giai ño n fry là 0,7% tính
theo ch t khơ kh u ph n (1,6g/16gN). Histidine đư c dùng đ hình thành
dipeptit carnosine và ansezine. Kh cacboxyl histidine thành histamine.
Kh u ph n ăn cá h i (O. mykiss) có nhi u histamine làm cho thành d
dày b loét gi ng

gia c m.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------23


- Nhu c u isoleucine

nhóm cá h i giai đo n fry ph thu c vào hàm

lư ng leucine trong kh u ph n, tăng isoleucine thì cũng tăng nhu c u leucine.
M i tương tác gi a isoleucine và leucine cũng th y

cá channel catfish.

B ng 2.7 : Nhu c u axit amin m t s loài cá (% v t ch t khơ)
Cá chình
Cá chép

Cá rơ phi

Cá h i

(Anguilla

(Ictalurus

(Salmo

japonica)

Axit amin

Cá trơn
puntatus)

gyerdneri)

Arginine

1,6

1,18

1,7

1,0

1,4

Histidine

0,8

0,48

0,8

0,4

0,64

Isoleucine

0,9

0,87

1,5

0,6

0,96

Leucine

1,3

0,95

2,0

0,8

1,76

Lysine

2,2

1,43

2,0

1,2

2,12

Methionine

1,2a

0,75c

1,2a

0,6

0,72f

Phenylalanine

2,5b

1,05d

2,2b

1,2e

1,24

Threonine

1,5

1,05

1,5

0,5

1,36

Tryptophan

0,3

0,28

0,4

0,12

0,3

Valine

1,4

0,78

1,5

0,71

1,24

Ghi chú b ng 2.7
a: khơng có cystine; b: khơng có tyrosine, n u có, tyrosine chi m 1% nhu
c u phenyalanine; c: có 0,15% cystine; d: có 0,5% tyrosine; e: có 0,3%
tyrosine; f: có cystine
- ð i v i cá h i giai ño n fry, 1,9% lysine/CK kh u ph n (4,8g/16gN)

s cho sinh trư ng t t, nhưng đ có sinh trư ng và hi u qu l i d ng th c ăn
cao thì lysine c n 2,5%. Nhu c u lysine c a cá h i (O. mykiss) giai đo n fry
thì cao hơn (6,1g/16gN hay 9g/kg kh u ph n), các giai ño n sau thì m c
Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------24


lysine t i thi u là 25 - 30g/kg kh u ph n. Cung c p lysine thi u s d n ñ n
nghèo sinh trư ng, th i loét vây và ch t.
- Axit amin ch a S r t quan tr ng ñ i v i dinh dư ng cá, methionine có
nhi u trong protein đ ng v t nên nh ng kh u ph n có quá ít protein ñ ng v t,
sinh trư ng c a cá gi m m nh. ð i v i cá h i (O. mykiss) sinh trư ng s tho
mãn khi kh u ph n ch a methionine + cystine ít nh t là 13 - 15g/kg CK kh u
ph n ( 0,85 - 1,05% kh u ph n).
- Thi u methionine (khơng thi u cystine) d n đ n viêm cata thu tinh
th m t, gi m sinh trư ng. Thu tinh th b ñ c sau 2 - 3 tháng tuỳ theo m c
ñ thi u. Tuy nhiên th a methionine cũng d n ñ n c ch sinh trư ng.
- Threonine: nhu c u c a cá h i (O. mykiss) ñ i v i axit amin này là
1,2%/CK kh u ph n (3g/16gN), hàm lư ng cao hơn làm gi m sinh trư ng.
- Tryptophan: thi u làm tăng scoliosis

nhóm cá h i (scoliosis là b nh

bi n d ng c t s ng do thi u serotonin). Scoliosis có th liên quan đ n m c
serotonin

não. Cho u ng serotonin - creatinsulphate (0,25 - 3g/kg kh u

ph n) gi m s bi n d ng c t s ng c a cá h i giai ño n fry, nhưng khơng ngăn
ng a đư c b nh (chú ý
v i tryptophan.).

cá da trơn khơng th y có s quan h gi a scoliosis

nhóm cá h i, thi u tryptophan gây viêm cata thu tinh th

m t. Hi n tư ng này x y ra nghiêm tr ng khi nhi t ñ gi m th p (t 20oC
xu ng 10oC).
2.3- V n đ b sung axit amin cơng nghi p vào kh u ph n
Cá chép non, cyprius carpio khơng th sinh trư ng đư c trên kh u ph n
mà protein ñư c thay th b ng h n h p axit amin có thành ph n tương t .
Cá da trơn cũng không l i d ng ñư c axit amin t do b sung vào kh u
ph n. Kh u ph n b t cá ñư c thay b ng ñ tương b sung thêm methionine,
cystine hay lysine và h u h t nh ng axit amin h n ch khơng nâng cao đư c
tăng tr ng.
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------25


Tăng arginine vào kh u ph n gelatin c a da trơn t 11g lên 17g/kg làm
tăng tr ng nâng lên rõ r t, nhưng thêm arginine, cystine, tryptophan hay
methionine vào kh u ph n cazein khơng làm thay đ i tăng tr ng và hi u su t
s d ng th c ăn.
Tuy nhiên h cá h i (salmonids) l i có th s d ng đư c axit amin t do
cho sinh trư ng. Kh u ph n zein - gelatin b sung lysine, tryptophan th y sinh
trư ng tăng rõ r t so v i kh u ph n này không b sung 2 axit amin trên.
Câu h i ôn t p:
1. Nhu c u protein ph thu c vào nh ng y u t nào ? Cho bi t nhu c u
protein c a m t s lồi cá.
2. Cơng th c tính BV, PER, CS, EAAI.
3. K tên 10 axit amin thi t y u ñ i v i tôm và cá, nhu c u các axit
amin này, vai trò axit amin thi t y u ñ i v i cá

Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i - Giáo trình Dinh dư ng & Th c ăn thu s n-----------------------26