Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng và hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm sú (penaeus monodon)

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



NGUYỄN TIẾN LỰC






NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DINH DƯỢNG
VÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
THỨC ĂN NUÔI TÔM SÚ (PENAEUS MONODON)


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


LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT


Người hướng dẫn khoa học:
1. GS.TSKH. NGUYỄN VĂN THOA
2. PGS.TSKH. LÊ XN HẢI

TP. Hồ Chí Minh – 2011






LÔØI CAM ÑOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.

Ngƣời cam đoan



NGUYỄN TIẾN LỰC

i





LỜI CẢM ƠN

Báo cáo luận án được hoàn thiện là nhờ sự giúp đỡ tận tình và phối hợp của

nhiều cơ quan, đơn vò, các cơ sở sản xuất, các đồng nghiệp và bạn bè. Tác giả luận
án bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tất cả các tổ chức và cá nhân đã giúp đỡ và tạo
điều kiện cho tác giả hoàn thành công trình nghiên cứu của mình.
Trước hết tôi xin gửi đến Ban lãnh đạo trƣờng Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí
Minh, Ban giám hiệu trường Đại học Bách khoa, phòng Quản lý sau Đại học và bộ
môn Công nghệ thực phẩm sự kính trọng và lòng tự hào được học tập nghiên cứu
trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất xin được dành cho: GS.TSKH. Nguyễn Văn Thoa,
PGS.TSKH. Lê Xuân Hải là hai người thầy hướng dẫn tận tình và động viên tôi
trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Xin cảm ơn các thầy cô Bộ môn Thực phẩm, Khoa Kỹ thuật Hóa học đã hết lòng
giúp đỡ và tạo điều kiện cho tác giả thực hiện thành công luận án
Xin cảm ơn lãnh đạo Viện Nghiên cứu ni trồng Thuỷ sản II, Trung tâm công
nghệ sau thu hoạch, Viện công nghệ sinh học đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện tốt
luận án.
Cuối cùng xin được ghi nhớ tình cảm và sự giúp đỡ ấm áp của các các anh chò
em đồng nghiệp Viện nghiên cứu, các bạn nghiên cứu sinh, cao học những người
luôn hỗ trợ, chia sẻ, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ để hoàn thiện công trình
nghiên cứu này.

------


ii



MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Mục lục
Bảng các chữ viết tắt trong luận án
Danh mục các bảng
Danh mục các hình

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về tôm sú (Penaeus monodon)
1.1.1. Tôm sú (Penaeus monodon)
1.1.2. Cấu tạo và hoạt động cơ quan tiêu hoá
1.1.3. Vai trò của các chất dinh dưỡng đối với tơm sú
1.2. Những kết quả nghiên cứu về dinh dưỡng
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về dinh dưỡng trên thế giới
1.2.2. Nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng tôm
1.2.3. Những nghiên cứu trong nước
1.3. Bài toán tối ưu hoá trong nghiên cứu tạo viên
1.3.1. Một số khái niệm cơ sở phương pháp tiếp cận hệ thống
1.3.2. Tối ưu - mục tiêu thường trực của tiếp cận hệ thống
1.3.3. Các thành phần cơ bản của bài toán tối ưu
1.3.4. Bài toán tối ưu
1.3.5. Bài toán tối ưu đa mục tiêu
1.4. Thức ăn nuôi tôm và đặc tính thức ăn nuôi tôm
1.4.1. Thức ăn nuôi thuỷ sản
1.4.2. Thành phần và chất lượng thức ăn nuôi tôm
1.5. Công nghệ và thiết bò chế biến thức ăn nuôi tôm sú
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.5.2. Tình hình nghiên cứu và thực trạng thức ăn trong nước
1.5.3. nh hưởng của quá trình chế biến tới chất lượng thức ăn viên

15.4. Đònh hướng phát triển

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và nguyên liệu nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.2. Nguyên vật liệu

Trang

i
ii
v
vi
vii

1

5
5
5
7
9
11
11
14
23
26
27
28
28

31
32
35
35
36
37
37
38
39
40

42
42
42
42
iii



2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp thu tách chiết dịch enzyme nghiên cứu
2.2.2 Phƣơng pháp xác đònh thành phần khối lƣợng và xác định thành
phần hóa học cơ bản
2.2.3. Phương pháp xác đònh họat tính enzyme tiêu hóa của tôm sú
2.2.4. Phương pháp xác đònh họat tính enzyme protease
2.2.5. Phương pháp xác đònh họat tính trypsin
2.2.6. Phương pháp xác đònh họat tính chymotrypsin
2.2.7. Phương pháp xác đònh họat tính amilase
2.2.8. Phương pháp xác đònh họat tính lipase
2.2.9. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của pH và thời gian đến họat

tính protease của tôm sú
2.2.10 Phương pháp nghiên cứu in vitro đánh giá khả năng tiêu hóa
2.2.11. Phương pháp đánh giá hoạt độ urease, protein tan của đậu nành
2.2.12. Phương pháp đánh giá hiệu quả việc thủy phân cá tạp
2.2.13. Phương pháp tối ưu hóa thành phần dinh dưỡng thức ăn
2.2.14. Phương pháp nghiên cứu tối ƣu hóa quá trình tạo viên
2.2.15. Phương pháp phân tích thành phần hóa học và giá trò dinh dưỡng
2.2.16. Phương pháp đánh giá chất lượng thức ăn
2.3. Phương pháp xử lý số liệu

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu đặc điểm dinh dƣỡng tơm sú
3.1.1. Cấu tạo và thành phần hóa học hệ tiêu hóa của tơm sú
3.1.2. Thành phần và họat tính enzyme tiêu hóa của tơm sú
3.1.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến họat tính enzyme tiêu hóa
3.1.4. Protein và axit amin của tơm sú
3.1.5. Lipid và năng lƣợng
3.1.6. Thảo luận
3.2. Thành phần và giá trị dinh dƣỡng của ngun liệu sản xuất thức ăn
3.2.1. Giá trị dinh dƣỡng của ngun liệu động vật
3.2.2. Giá trị dinh dƣỡng của ngun liệu thực vật
3.2.3. Nguồn ngun liệu cung cấp lipid
3.2.4. Đánh giá nguồn ngun liệu
3.3. Nghiên cứu khả năng tiêu hố thức ăn của tơm sú
3.3.1. Xác định mức độ thủy phân protein của ngun liệu
3.3.2. Ảnh hƣởng của axit amin đến tiêu hóa tơm sú
3.3.3. Ảnh hƣởng của tinh bột tới khả năng tiêu hóa tơm sú
3.4. Một số giải pháp nâng cao chất lƣợng thức ăn
3.4.1. Xử lý đậu nành nâng cao hệ số tiêu hóa
3.4.2. Thủy phân cá tạp nâng cao chất lƣợng thức ăn

42
42

43
44
45
45
45
45
46

46
47
50
51
52
53
56
57
59

60
60
60
61
64
66
68
70
73

73
77
79
80
81
81
84
87
89
89
93
iv



3.5. Tối ƣu hóa thành phần dinh dƣỡng với giá thành thức ăn thấp
3.5.1. Đặt vấn đề bài toán tối ƣu
3.5.2. Thiết lập và giải bài toán
3.5.3. Xác định công thức thức ăn nuôi tôm sú các giai đoạn khác nhau
3.6. Tối ƣu hóa đa mục tiêu quá trình tạo viên
3.6.1. Công nghệ tạo viên thức ăn với bài toán tối ƣu
3.6.2. Thiết lập bài toán quá trình tạo viên
3.6.3. Giải bài toán tối ƣu từng mục tiêu
3.6.4. Bài toán tối ƣu đa mục tiêu theo phƣơng pháp vùng cấm
3.7. Công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm
3.7.1. Quy trình công nghệ sản xuất thức ăn viên
3.7.2. Đánh giá chất lƣợng thức ăn tôm
3.7.3. Đánh giá khả năng tiêu hóa thức ăn tôm
3.8. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào nuôi tôm sú
3.8.1. Nuôi tôm sú quy mô công nghiệp

3.8.2. Đánh giá kết quả nuôi
3.9. Mô hình thiết bị sản xuất thức ăn công nghiệp
3.9.1. Sơ đồ mô hình thiết bị công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm
3.9.2. Một số thiết bị trong dây chuyền sản xuất thức ăn
3.9.3. Đánh giá và thảo luận

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC



-----------  -----------


98
98
102
105
108
108
110
116
121
124
124

128
130
133
133
134
137
137
139
143

145

148

149

161









v

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

Chữ viết tắt Giải nghĩa
BTTƢ Bài tốn tối ƣu
QHTN Quy hoạch thực nghiệm
PTHQ Phƣơng trình hồi quy
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TCN Tiêu chuẩn ngành
PL

Post larvae
XTH Xoang tiêu hóa
TNBS Trinitrobenzen sulfonic axit
DH Dgree of protein Hydrolysis
FCR Feed conversion ratio
BOD Biochemical oxygen Demand
COD Chemical Oxygen Demand
Ca Calcium
P Phosphorus
Bột cá CM Bột cá Cà Mau
Bột cá KG Bột cá Kiên Giang
Bột cá VT Bột cá Vũng Tàu
TYT Thực nghiệm yếu tố tồn phần
DGR Tốc độ tăng trưởng ngày



vi

DANH MỤC CAÙC BAÛNG

Bảng 1.1. Độ tiêu hóa protein và axit amin ở tôm biển và cá da trơn
Bảng 1.2. Nhu cầu vitamin trong thức ăn tôm
Bảng 2.1. Hệ số cho pH stat, ở điều kiện nhiệt độ khác nhau
Bảng 2.2. Các mức của thông số đầu vào
Bảng 3.1. Hoạt tính enzyme trong xoang tiêu hóa tôm sú
Bảng 3.2. So sánh giá trị dinh dƣỡng của một số loài tôm
Bảng 3.3. Thành phần axít amin của tôm sú (% so khối lƣợng)
Bảng 3.4. Nhu cầu dinh dƣỡng của tôm sú các giai đoạn phát triển
Bảng 3.5. Thành phần axit amin có trong nguyên liệu động vật
Bảng 3.6. Thành phần axit amin có trong nguyên liệu thực vật
Bảng 3.7. Chỉ tiêu chất lƣợng các loại dầu dùng trong sản xuất thức ăn
Bảng 3.8. So sánh mức độ thủy phân protein của một số loài thủy sản
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng lysine và arginine đến độ thủy phân tiêu hóa protein
Bảng 3.10. Tỷ lệ lysine và arginine ảnh hƣởng đến độ thủy phân protein
Bảng 3.11. Kích thƣớc vòng phân giải tinh bột (cm) theo thời gian
Bảng 3.12. Họat độ urease và hàm lƣợng protein hòa tan
Bảng 3.13. So sánh khả năng tiêu hóa của tôm sú với các loại đậu nành
Bảng 3.14. Thành phần dinh dƣỡng của cá tạp tƣơi
Bảng 3.15. Chất khô hòa tan và khối lƣợng riêng của dịch đạm thủy phân
Bảng 3.16. Kết quả thủy phân cá bằng protease
Bảng 3.17. Tỷ lệ sống và hệ số chuyển đổi thức ăn của tôm sú
Bảng 3.18. Nhu cầu dinh dƣỡng của tôm sú giống
Bảng 3.19. Thành phần dinh dƣỡng các nguyên liệu làm thức ăn
Bảng 3.20. Thành phần dinh dƣỡng thức ăn số 1
Bảng 3. 21. Các axit amin thiết yếu trong thành phần thức ăn số 1
Bảng 3.22. Thành phần dinh dƣỡng các loại thức ăn từ số 1-6
Bảng 3.23. Mã hóa các biến số của hàm mục tiêu

Bảng 3.24. Các mức cơ sở theo phƣơng án quy hoạch thực nghiệm
Bảng 3.25. Ma trận QHTN phƣơng án quay bậc 2, ba yếu tố (Box-Hunter)
Bảng 3.26. Thành phần hóa học thức ăn của tôm sú
Bảng 3.27. Thành phần axit amin của thức ăn tôm sú
Bảng 3.28. Khả năng tiêu hóa thức ăn hỗn hợp của tôm sú
Bảng 3.29. Kết quả nuôi tôm sú trong ao
Trang
15
22
47
54
64
66
67
72
76
78
79
83
85
86
88
91
92
93
94
95
97
99
100

104
104
107
113
114
115
129
130
131
134

vii



DANH MỤC CAÙC HÌNH

Hình 1.1. Tôm sú (Penaeus monodon)
Hình 2.1. Quy trình thu dịch enzyme tôm sú
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý điện di SDS - PAGE phát hiện họat tính enzyme
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý phƣơng pháp xác định độ thủy phân bằng TNBS
Hình 2.4. Đánh giá vòng phân giải tinh bột
Hình 3.1. Tuyến tiêu hóa tôm sú
Hình 3.2. Tỷ lệ thành phần xoang tiêu hóa tôm sú
Hình 3.3. Zymogram protease tôm sú
Hình 3.4. Zymogram amilase tôm sú
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của pH tới độ thủy phân protein trong XTH tôm sú
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian tới quá trình thủy phân protein trong
XTH tôm sú
Hình 3.7. Đồ thị thành phần dinh dƣỡng nguyên liệu động vật

Hình 3.8. Đồ thị thành phần dinh dƣỡng nguyên liệu thực vật
Hình 3.9. Mức độ thủy phân protein nguyên liệu ở tôm sú
Hình 3.10. Vòng phân giải tinh bột của amilase tôm sú
Hình 3.11. Thành phần dịch đạm thủy phân
Hình 3.12. Thiết bị tạo viên kiểu trục vít
Hình 3.13. Bề mặt đáp ứng tỷ lệ lƣợng vitamin C
Hình 3.14. Bề mặt đáp ứng tỷ lệ lƣợng vitamin C
Hình 3.15. Bề mặt đáp ứng hàm lƣợng protein tan của viên thức ăn
Hình 3.16. Bề mặt đáp ứng hàm lƣợng protein tan của viên thức ăn
Hình 3.17. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thức ăn viên
Hình 3.18. Quy trình sản xuất thức ăn có sử dụng dịch đạm thủy phân cá
Hình 3.19. Các loại thức ăn viên nuôi tôm sú
Hình 3.20. Khả năng tiêu hóa thức ăn của tôm sú
Hình 3.21 Đồ thị tăng tƣởng của tôm sú
Hình 3.22. Sơ đồ dây chuyền thiết bị sản xuất thức ăn công nghiệp
Hình 3.23. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy nghiền mịn
Hình 3.24. Thiết bị trộn khô và tải liệu
Hình 3.25. Thiết bị trộn ẩm và hồ hóa
Hình 3.26. Thiết bị tạo viên kiểu ép vít
Hình 3.27. Thiết bị ép viên kiểu con lăn
Hình 3.28. Thiết bị tạo viên thức ăn
Hình 3.29. Thiết bị làm nguội đối lƣu
Trang
5
43
44
48
49
60
61

62
63
65

65
75
77
82
87
95
109
119
119
120
120
125
125
128
132
135
138
139
140
140
141
142
142
143
1

MỞ ĐẦU

Thủy sản là ngành hàng có vò trí quan trọng trong nền kinh tế thế giới nói chung
và ở Việt Nam nói riêng. Đối với nước ta thủy sản đã có những bước phát triển khá
nhanh và toàn diện về khai thác, nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu. Những bước tiến
đáng kể là năng suất, chất lượng và sản lượng thủy sản ngày một tăng, đưa thủy sản
trở thành ngành kinh tế mũi nhọn với tốc độ phát triển cao, quy mô ngày càng lớn và
giá trò ngày càng tăng. Từ năm 1990 đến nay tốc độ tăng trưởng bình quân của
ngành thủy sản là 5%/năm về sản lượng, 17-18% về giá trò xuất khẩu, chiếm tỷ trọng
10-11% kim ngạch xuất khẩu cả nước. Đặc biệt nuôi trồng thủy sản nước ta đã phát
triển nhanh về diện tích lẫn sản lượng, đã chuyển từ thu hoạch thụ động sang thực sự
đầu tư để khai thác, từ nuôi trồng đến chế biến xuất khẩu. Nếu như năm 1980 ni
trồng thủy sản chỉ đạt 160 ngàn tấn, năm 1990 đạt 307 ngàn tấn, thì năm 2000 nuôi
trồng đạt 723 ngàn tấn, năm 2005 đạt sản lượng là 1.437 ngàn tấn kinh ngạch xuất
khẩu đạt 2.650 triệu USD và năm 2008 sản lượng nuôi đạt trên hai triệu tấn kinh
ngạch xuất khẩu đạt 3.850 triệu USD. Trong đó có thể nói tơm sú Việt Nam là đối
tƣợng chủ lực trong ni, chế biến và xuất khẩu, chiếm trên 60% kinh ngạch xuất khẩu.
Vì vậy phát triển nghề ni tơm là nhiệm vụ chiến lƣợc hiện nay
Để phát triển nghề ni tơm bền vững thì phải đổi mới phương thức nuôi, theo
hướng thâm canh, tăng năng suất, không ngừng nâng cao chất lượng thức ăn, hạ giá
thành sản phẩm, đảm bảo vệ sinh và an toàn thực phẩm. Nuôi theo phương pháp
thâm canh năng suất cao là con đường phát triển nghề nuôi của hầu hết các nước.
Muốn đạt năng suất cao trong nuôi trồng thủy sản cần phải giải quyết các vấn đề
cùng một lúc là: con giống, kỹ thuật nuôi, môi trường và thức ăn công nghiệp.
Thức ăn là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển đồng bộ nghề nuôi tơm,
đảm bảo tính bền vững và hiệu quả nuôi. Bởi vì tỷ trọng thức ăn trong giá thành sản
2

phẩm nuôi tơm chiếm khoảng 50 - 60%. Nếu chất lượng thức ăn kém sẽ dẫn đến
lãng phí lớn, tôm chậm phát triển gây ô nhiễm môi trường nước nuôi và là một trong
những nguyên nhân gây bệnh cho tôm. Thức ăn nuôi tôm phải là thức ăn hỗn hợp
dạng viên sản xuất theo phương pháp công nghiệp có đủ và cân đối các thành phần
dinh dưỡng giúp tơm phát triển tốt, ngồi ra thức ăn cơng nghiệp còn giúp người ni
tồn trữ và chủ động trong nuôi tôm.
Thực trạng ni tơm trong những năm qua cho thấy ngƣời ni ln đối mặt với
tình trạng tơm chết, dịch bệnh và chậm lớn. Trong đó có thức ăn ni tơm chất lượng
chưa cao, hệ số tiêu hóa thấp, thức ăn tan nhanh trong nƣớc, gây lãng phí và ô nhiễm
môi trường nuôi. Để chế biến được thức ăn đáp ứng nhu cầu sinh trưởng của tôm sú
cần nghiên cứu nhu cầu dinh dƣỡng nhất là nghiên cứu hệ enzyme tiêu hoá của tôm
làm cơ sở khoa học xây dựng khẩu phần thức ăn và các giải pháp nâng cao chất
lượng thức ăn nuôi tôm là hết sức cần thiết. Từ những vấn đề nêu trên chúng tôi tiến
hành đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng và hoàn thiện công nghệ sản xuất
thức ăn nuôi tôm sú.” nhằm nâng cao chất lượng, giảm tổn thất trong chế biến, tăng
độ bền trong nƣớc, giảm hệ số thức ăn. Đáp ứng yêu cầu chất lƣợng thức ăn công
nghiệp nuôi tôm, nhằm phát triển nghề nuôi bền vững và hiệu quả. Vì vậy nghiên
cứu dinh dưỡng và hoàn thiện công nghệ sản xuất thức ăn cho tôm sú là cần thiết và
cấp bách.

Mục tiêu của luận án.
Nghiên cứu đặc điểm tiêu hóa tôm sú và các điều kiện tối thích cho enzyme hoạt
động nhằm xác đònh khả năng tiêu hóa của tôm sú. Đồng thời tìm các giải pháp tối
ưu trong chế biến để nâng cao hiệu quả việc sử dụng thức ăn, hoàn thiện công nghệ
sản xuất thức ăn nuôi tôm trong điều kiện Việt Nam, đáp ứng yêu cầu thức ăn nuôi
thủy sản.
3

Nội dung nghiên cứu
1. Nghiên cứu đặc điểm dinh dƣỡng, tiêu hóa của tôm sú và các điều kiện ảnh
hưởng tới khả năng tiêu hóa của tôm sú (Penaeus monodon)
2. Khảo sát nguồn ngun liệu dùng sản xuất thức ăn. Đánh giá thành phần hóa
học và giá trò dinh dưỡng của nguyên liệu, làm cơ sở cho việc xây dựng khẩu phần
thức ăn ni tơm.
3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng thức ăn và các giải pháp nâng
cao chất lượng thức ăn nuôi tôm
4. Nghiên cứu cơng nghệ tạo viên và tối ƣu hóa quá trình tạo viên
5. Đánh giá chất lƣợng thức ăn và ứng dụng kết quả vào sản xuất.
Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm, kết hợp nghiên cứu hóa sinh có sự
hỗ trợ của cơng cụ tốn học và thuật tốn tối ƣu để phát hiện các tính chất mới và mối
quan hệ giữa các đại lƣợng, xử lý thống kê với sự hỗ trợ của phần mềm Microsoft
Excel, lập trình Matlab V.7.01 và đƣợc kiểm chứng bằng thực tế.
Đóng góp mới về mặt khoa học của luận án
1. Lần đầu tại Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu enzyme trong xoang tiêu hóa nhằm
đánh giá khả năng tiêu hóa của tơm sú. Những kết quả này là tiền đề về cơ sở khoa
học cho phép xây dựng một phƣơng pháp nghiên cứu mới để xác định nhu cầu dinh
dƣỡng vật ni thủy sản.
2. Đã phát hiện thấy trong xoang tiêu hóa ở tơm sú Việt Nam các enzyme amilase và
enzyme thuộc nhóm protease là trypsin, chymotrypsin. Xác đònh được ảnh hƣởng của
tỷ lệ lysine và arginine tới khả năng tiêu hóa làm cơ sở khoa học cho việc hồn thiện
chế độ dinh dƣỡng tơm sú.
3. Sử dụng phương pháp in vitro để đánh giá khả năng tiêu hóa của ngun liệu, thức
ăn giúp chọn được các loại nguyên liệu, thức ăn thích hợp. Phương pháp này cho
4

phép rút ngắn quá trình thử nghiệm thức ăn, không phải bố trí quá nhiều thí nghiệm
trên động vật nuôi.
4. Đã nghiên cứu ứng dụng một số biện pháp cơng nghệ để nâng cao chất lƣợng
ngun liệu sử dụng trong sản xuất thức ăn tơm nhƣ xử lý đậu nành bằng nhiệt để
chống chất kháng dinh dƣỡng trypsin nâng cao độ thủy phân protein từ 13,68% lên
27,85%. Sử dụng protease để thủy phân cá tạp vào thức ăn, làm tăng khả năng tiêu hóa
và độ bắt mồi của tơm sú
5. Tối ƣu hóa thành phần dinh dƣỡng để xây dựng khẩu phần thức ăn ni tơm, đảm
bảo cân đối nhu cầu dinh dƣỡng với giá thành thấp. Đồng thời sử dụng tối ưu hóa đa
mục tiêu (phƣơng pháp vùng cấm) đối với công nghệ tạo viên nhằm lựa chọn phương
án công nghệ giảm tổn thất trong chế biến, nâng cao chất lượng thức ăn.

Ý nghĩa thực tiễn
- Đã xác định đƣợc các thành phần hóa học cơ bản của tơm, các axit amin của tơm sú và
khả năng tiêu hóa thức ăn của tơm. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc hoàn
thiện chế độ dinh dưỡng tôm sú.
- Xác định chế độ cơng nghệ, kết hợp mô hình toán học và các nghiên cứu thực
nghiệm để giảm tổn thất trong chế biến, nâng cao chất lƣợng thức ăn.
- Hoàn thiện công nghệ, sản xuất các loại thức ăn nuôi tôm và ni thực nghiệm
cho kết quả tốt. Góp phần chủ động nguồn thức ăn có chất lượng cao phục vụ nghề
ni tơm sú cơng nghiệp.
- Xây dựng được mô hình thiết bò sản xuất thức ăn nuôi tôm sú quy mô 1.000kg/h
phù hợp với điều kiện sản xuất của Việt Nam
Bố cục của luận án: Luận án được trình bày 147 trang nội dung chính của luận án
được thể hiện các chương: Chương 1. Tổâng quan tài liệu; Chương 2. Đối tƣợng và
phương pháp nghiên cứu; Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận; Phần cuối là
Kết luận và đề xuất. Ngồi ra luận án có phụ lục 63 trang và 156 tài liệu tham khảo.

5



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. GIỚI THIỆU VỀ TÔM SÚ (Penaeus monodon)
Tôm sú có giá trò kinh tế, đang được phát triển ở nhiều đòa phương trong cả nước.
Nhu cầu thức ăn công nghiệp chất lượng cao để phát triển nuôi tôm sú là rất quan
trọng và cần thiết. Thức ăn là yếu tố quan trọng quyết đònh sự thành công nghề nuôi,
nếu thức ăn chất lượng thấp, hệ số thức ăn cao, khả năng tiêu hoá thức ăn của tôm
thấp, sẽ gây lãng phí và ô nhiễm môi trường nuôi. Vì vậy để chế biến được thức ăn
đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của tôm sú cần nghiên cứu khả năng tiêu hóa nhất là
nghiên cứu hệ enzyme tiêu hoá của tôm sú với các giai đoạn phát triển làm cơ sở
khoa học xây dựng công thức thức ăn và các giải pháp nâng cao chất lượng thức ăn
nuôi tôm.
1.1.1 Tôm sú (Penaeus monodon) là loài ăn tạp thuộc nhóm động vật giáp xác
được xếp theo hệ thống phân loại của Holthuis (1980) và Barnes (1987).
Ngành: Arthropoda.
Lớp: Crustacea
Bộ: Decapoda
Họ: Penaeidae
Giống: Penaeus
Loài: Penaeus monodon Hình 1.1. Tôm sú (Penaeus monodon)

Tôm sú phân bố từ biển n Độ đến Tây Thái Bình Dương; Đông và Đông Bắc
Châu Phi, Pakistan đến Nhật bản; Nam Indonesia và Bắc Úc. Tại Việt Nam tơm sú
có mặt ven biển, từ Vịnh Bắc Bộ đến Vịnh Thái Lan, đặc biệt vùng ven biển Nam Bộ
nơi có độ mặn từ 7- 32
0

/
00
nhiệt độ 25- 33
o
C là điều kiện thuận lợi để phát triển tơm sú.
Đặc điểm sinh trưởng. Chu kỳ tăng trƣởng của tôm sú (Penaeus monodon) thường
được chia thành các giai đoạn, từ trứng đến khi tôm trưởng thành, tôm trải qua nhiều
6



thời kỳ biến thái khác nhau (Nauplius, Zoea, Mysis, Post larvae và tôm trưởng thành)
[2],[10]
- Giai đoạn trứng và ấu trùng nauplius
Ở nhiệt độ 28 – 30
o
C, sau 13 – 14 giờ trứng nở ra ấu trùng Nauplius. Quá trình
biến thái của ấu trùng Nauplius trải qua 6 giai đoạn từ Nauplius N
1
đến Nauplius N
6

với thời gian trung bình 2 - 3 ngày, trong thời kỳ này do còn noãn hoàn nên ấu trùng
Nauplius không có nhu cầu về thức ăn.
- Giai đoạn ấu trùng Zoea
Ngày thứ 4 từ khi trứng nở, ấu trùng Nauplius chuyển sang giai đoạn Zoea. u
trùng Zoea đã hình thành vỏ giáp đầu ngực, kích thước ấu trùng dài từ 0,9 -1,48 mm.
u trùng đã bắt đầu biết ăn nhưng chưa chủ động, thức ăn chủ yếu là các loại tảo
đơn bào có kích thước nhỏ khoảng 10 m, gồm các giống: Skeletonema costatum,
Chaetoceros sp, Perdium sp, navicula sp

- Giai đoạn ấu trùng Mysis
Sau 3 lần lột xác ấu trùng Zoea chuyển sang giai đoạn ấu trùng Mysis. Cơ thể đã
phát triển thành dạng tôm con, có vỏ giáp đầu ngực, chuỳ, các chân ngực dạng hai
nhánh, chân bụng đã nhú mọc, chân đuôi hình thành. Kích thước trung bình là
2,46mm, thời kỳ ấu trùng Mysis dài khoảng 3 - 4 ngày. u trùng giai đoạn này ăn
các loại tảo đơn bào và thức ăn động vật như: luân trùng Brachionus plicatilis,
Copepode, giun nhiều tơ, Artemia.
- Giai đoạn ấu trùng Post larvae
Giai đoạn Post larvae kéo dài 15 – 20 ngày, giai đoạn này ấu trùng Post larvae đã
hoàn chỉnh tôm con, bao gồm phần đầu ngực (Cephalothorax) gắn liền thành một
khối có giáp cứng, phía lưng có mai thấm chất chitine che chở gọi là mai đầu ngực,
phía mai kéo dài gọi là chùy, hai bên chùy là hai mắt kép và có hai mang thất ở hai
bên mai đầu ngực, các đôi chân phụ phát triển dài ra gọi là râu, phần đầu ngực gồm
7



5 đốt đầu và 8 đốt ngực. Phần bụng (Abdomen) gồm bảy đốt khớp với nhau, có bảy
đôi chân bụng và phần cuối là đuôi dùng làm nhiệm vụ lái. Lúc này ấu trùng Post
larvae có độ dài từ 5 – 10 mm [82]. Thức ăn chính là ấu trùng của Artemia, luân
trùng Brachionus plicatilis, ấu trùng tôm, các loài giáp xác nhỏ, thực vật phù du:
Chaetoceros sp, Spirulina, skeletonema.

- Giai đoạn tôm trưởng thành
Sau giai đoạn Post larvae là giai đoạn tôm trưởng thành, kéo dài 3 – 4 tháng. Khi
tơm đã trƣởng thành khoảng 6 - 8 tháng tôm sẽ thành thục và có khả năng tham gia
sinh sản. Trong giai đoạn nuôi tôm sú từ PL
15
(Post larvae
15

) đến giai đoạn trưởng
thành, thức ăn là khâu quan trọng, quyết đònh sự tăng tưởng và phát triển của tôm vì
vậy tôm đòi hỏi sự cân đối các thành phần dinh dưỡng để có khả năng tiêu hóa cao.
Trong luận án này chúng tôi tập trung nghiên cứu các giai đoạn phát triển của tôm
sú PL
15
đến tôm trưởng thành, nhằm tối ưu hóa các thành phần dinh dưỡng, xây dựng
các công thức chế biến thức ăn cho các giai đoạn phát triển của tôm sú PL
15
đến tôm
trưởng thành. Đồng thời tìm các giải pháp để nâng cao chất lƣợng, hoàn thiện quy
trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi tôm.

1.1.2. Cấu tạo và hoạt động của cơ quan tiêu hoá tôm sú [10][128]
Tôm sú (P. monodon) là loài ăn tạp, giải phẫu hệ thống tiêu hóa cho thấy ruột
tơm thẳng với 3 phần chính: ruột trƣớc, ruột giữa, ruột sau. Ruột trƣớc và ruột sau có
phủ một lớp chitin. Thực quản ngắn theo sau là dạ dày mà bao gồm 2 phần: phần gần
tim và phần gần môn vò. Phần dạ dày gần tim có chức năng là một máy xay tiết dòch
vò, trong khi phần gần môn vò có chức năng co bóp và lọc. Ruột giữa ngắn và có
những ống tiêu hóa tiết dịch tiêu hóa, đổ vào ruột giữa còn có một tuyến tiêu hóa đặc
biệt (tuyến ruột giữa) có chức năng nhƣ gan và tụy của động vật bậc cao, dịch tiết của
8



tuyến tiêu hóa này còn có khả năng tiêu hóa protein, lipid, gluxit… ngồi ra còn có khả
năng thực bào các mảnh vụn thức ăn khác.
Sự tiêu hóa của các lồi tơm biển là sự kết hợp của quá trình cơ học và hóa học.
Quá trình cơ học bao gồm nhu động, các chất trong ruột được đẩy tới nhờ sự nhu
động, hoạt động của nhu động xảy ra trong thực quản, ruột giữa và ruột cuối. Hoạt

động chính của q trình tiêu hóa xảy ra tại ruột giữa, thức ăn sau khi đƣợc cắt sơ bộ
bằng đơi chân hàm, một lần nữa đƣợc nghiền lại thành từng mảnh được đưa vào thực
quản. Việc nghiền thức ăn là một phần chức năng của bộ phận xay tiết dòch vò, bộ
phận này bao gồm răng lẫn những phiến xương nhỏ có thể chuyển động. Khi quá
trình này kết thúc, thức ăn sẽ băng qua một hệ thống lọc phức tạp. Những mảnh
nghiền nhỏ sẽ đi trực tiếp qua một ống phễu vào ruột giữa theo hướng tiêu hóa hạt
mòn, sau đó được thủy phân dưới tác động của các enzyme tiêu hóa.
Điểm khác nhau chính yếu về tiêu hóa giữa giáp xác với động vật có xương
sống là enzyme được tiết ra một phần trong dòch tiêu hóa, một phần trong nội tạng là
hệ gan tụy, trong khi ở động vật có xương sống enzyme được tiết ra một phần còn lại
là ở các tuyến khác.
Hệ gan tụy tôm đóng vai trò trung tâm trong quá trình trao đổi chất. Nó là nơi
chứa glycogen, lipid, calcium và chứa enzyme cho các phản ứng trao đổi chất khác
nhau. Như vậy, hệ gan tụy của giáp xác có vai trò giống như gan của động vật có
xương sống. Chức năng tiết enzyme của nó thì ngang với chức năng tiết enzyme ở
tuyến tụy động vật có xương sống. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc thẩm
thấu chất dinh dƣỡng thiết yếu mà ở động vật có xƣơng sống xảy ra ở ruột. Để thực
hiện tất cả các chức năng này, khối lượng của hệ gan tụy ở tôm thường lớn hơn
nhiều so với các phần khác của bộ máy tiêu hóa, bao gồm ruột, dạ dày [128].
Hoạt động của hệ enzyme tiêu hóa phản ảnh thói quen ăn uống của thủy sinh
vật và tương quan với khả năng chúng sử dụng những thành phần thức ăn. Trong
9



xoang tiêu hóa của tơm đã phát hiện thấy một số enzyme tiêu hóa chủ yếu: proteolytic
enzyme, cacboxypeptidase A và B, enzyme khơng đặc hiệu esterase, khơng tìm thấy
họat tính pepsine và lipase (Jeckel 1990) [92]. Theo Kanazawa [95] khi so sánh hoạt
động của enzyme thủy phân casein và -amilase của các loại tơm: M. rosenbergii, P.
monodon và P. japonicus cho thấy nhu cầu các lồi khác nhau sử dụng thành phần thức

ăn khác nhau và nhu cầu protein trong thức ăn là: 35, 40 - 60, 52 - 55%. Khi nghiên
cứu ở lồi tơm P. penicillatus có hệ enzyme thủy phân casein và -amylase cùng
hoạt động mạnh, cho thấy loài giáp xác này sử dụng cả protein lẫn tinh bột đều hiệu
quả. Tuy nhiên hoạt động của enzyme thủy phân casein ở tơm M. rosenbergii thấp
hơn so với tơm biển.
Mặt khác nghiên cứu của Akiyama [53], Dimes [71], Ezquerra [76], Lazo [102],
cho thấy các protease như trypsin, carboxypeptidases và aminopeptidase đều được
tìm thấy ở bộ máy tiêu hóa vài loài giáp xác. Cũng giống nhƣ các loài động vật
không xương sống, giáp xác cũng không có pepsine. Theo nghiên cứu của Lemos
[103] cho thấy hoạt tính protease họat động mạnh ở trong vùng pH từ 7 – 8,5 nhiệt độ
thích hợp cho hoạt động của enzyme protease trong vùng 25
0
C. Việc nghiên cứu họat
tính enzyme và các điều kiện hoạt động của các enzyme trong bộ máy tiêu hóa tơm
nhằm giúp các nhà sản xuất chế tạo đƣợc những loại thức ăn tổng hợp có đủ các thành
phần dinh dƣỡng, phù hợp kích thƣớc và đặc tính bắt mồi của tơm.

1.1.3. Vai trò của các chất dinh dưỡng đối với tôm sú
a) Vai trò của protein và axit amin.
Protein là thành phần chính đóng vai trò trung tâm trong cấu trúc của cơ thể
sống, protein tạo thành từ các chuỗi peptit. Peptit là hợp chất chứa từ 2-50 gốc axit
amin liên kết với nhau bởi các liên kết peptit. Axit amin là hợp chất hữu cơ, phân tử
chứa đồng thời nhóm amino (NH
3
) và nhóm carboxyl (COOH). Nhu cầu protein trong
thức ăn nuôi tôm nhìn chung cao hơn nhiều so với các loại gia súc, gia cầm và thủy
10

sản nước ngọt khác. Tuy nhiên nhu cầu sử dụng protein còn phụ thuộc giống, loài và
các giai đoạn phát triển. Tốc độ tăng trưởng của tôm không chỉ phụ thuộc vào hàm
lượng protein mà còn phụ thuộc vào tính chất và tỷ lệ các axit amin có trong loại
protein đó. Nhu cầu protein của tôm biển khoảng 35 - 50% trong khi đó tôm nước
ngọt chỉ khoảng 20 - 35% [128]. Đối với những loại protein có nguồn gốc khác nhau
và phương pháp chế biến khác nhau cũng cho tỷ lệ tiêu hóa khác nhau.
b) Vai trò của lipid.
Lipid là nguồn năng lượng quan trọng cung cấp hoạt động sống của tơm và axit
béo cần thiết cho sự tăng trƣởng thường ngày của tôm. Lipid cũng là phương tiện
cho sự thẩm thấu các vitamin tan trong chất béo và sterol. Cholesterol thêm vào
thức ăn chứa lipid tự do được hấp thu không đáng kể [70], sự có mặt của lipid đánh
dấu sự cải thiện độ thẩm thấu cholesterol và đồng thời tăng sự đồng hóa hiệu quả.
Lipid đặc biệt là photpholipids và ester sterol đóng một vai trò rất quan trọng trong
cấu trúc của các hợp chất sinh học ở cả mức độ tế bào lẫn dưới tế bào. Tôm sú cũng
như các loài giáp xác, không chòu đựng được hàm lượng lipid cao quá trong khẩu
phần, hàm lượng lipid cao gây cản trở việc sử dụng thức ăn và giảm tính hấp dẫn
bắt mồi của tôm. Trong lipid thì thành phần các axit béo không no trong thức ăn mới
là nhân tố quyết đònh giá trò sử dụng của thức ăn tôm [138].
c) Vai trò của vitamin.
Ở tôm vitamin tham gia quá trình đồng hóa các chất dinh dưỡng, quá trình lột
xác và lớn lên. Khả năng sinh tổng hợp vitamin ở tôm rất hạn chế không đủ cung
cấp nhu cầu cho sinh vật chủ. Phần lớn các vitamin không được tổng hợp trong cơ
thể mà phải lấy từ thức ăn. Nhìn chung nhóm vitamin B, C, E rất cần thiết trong
khẩu phần thức ăn tôm và các loài giáp xác khác, vitamin B tham gia quá trình trao
đổi điện tử trong ty thể và một số quá trình oxy hóa trong mạng lưới nội chất,
vitamin E có ảnh hưởng lớn tới các hoạt động sinh sản và tham gia vào quá trình
11

oxy hyóa khử, giảm bớt nhu cầu oxy của cơ bắp, nhu cầu vitamine E trong thức ăn
tôm khoảng 200mg/kg. Axit ascorbic (vitamin C) là yếu tố kép trong chu trình
hydroxyl chuyển proline thành hydroxylproline, tiền thân của collagen. Như vậy, sự
thiếu hụt axit ascorbic gây ra sự suy yếu quá trình trao đổi collagen. Vitamin C rất
cần thiết cho nhiều loài tơm, cá [53] [118].
e) Vai trò của chất khoáng.
Cho đến nay nhu cầu về chất khoáng trong thức ăn nuôi tôm vẫn chƣa đƣợc
nghiên cứu sâu. Hiện tại người ta xác đònh có bảy nguyên tố khoáng đa lượng và
mười năm nguyên tố vi lượng giữ một vai trò sinh lý cần thiết cho sự dinh dưỡng
trên hầu hết động vật. Riêng đối với cá và tôm chỉ xác đònh nhu cầu khoáng của bốn
nguyên tố đa lượng (Ca, P, K, Mg) và bảy nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, I, Co,
Se) [21]. Việc bổ sung khoáng trong thành phần thức ăn nuôi tôm phải tính đến hàm
lượng các chất khoáng có trong môi trường nuôi vì tôm có khả năng hấp thu trực tiếp
các chất khoáng vào cơ thể bằng con đường thẩm thấu qua màng.

1.2. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ DINH DƯỢNG
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về dinh dưỡng trên thế giới
Việc nghiên cứu và sử dụng thức ăn chế tạo sẵn để nuôi các loài thủy sản đã có
từ đầu những năm 1950, khi vấn đề chăn nuôi gia súc gia cầm thế giới đã ở vào thời
kỳ phát triển công nghiệp mạnh. Song việc nghiên cứu bắt đầu đi vào chiều sâu từ
thập niên 70 khi một số nước Bắc u, Tây Đại Tây Dương và Nam Thái Bình Dương
có nghề nuôi cá nội đòa ở đây phát triển mạnh và mang lại kết quả bất ngờ. Về nhu
cầu dinh dưỡng các đối tượng nuôi để sản xuất thức ăn, nhiều nước đã nghiên cứu
nhu cầu dinh dưỡng của các đối tượng nuôi theo từng lứa tuổi, nghiên cứu sử dụng
các nguồn nguyên liệu rẻ tiền và các biện pháp xử lý nguyên liệu (thủy phân, lên
men, tinh chế) để nâng cao chất lượng và khả năng hấp thu tiêu hóa nguyên liệu, tận
12

dụng nguồn phế phụ phẩm từ nhà máy chế biến lương thực thực phẩm. Ngoài ra còn
có nhiều công trình nghiên cứu về sử dụng các chất bổ sung giúp chuyển hóa thức
ăn. Khi nghiên cứu hệ enzyme tiêu hóa của các loài tôm khác nhau (tôm thẻ, tơm he,
tôm càng xanh) người ta nhận thấy nó liên quan chặt chẽ với nhu cầu các thành phần
dinh dưỡng trong thức ăn [53], [101] cũng trên cơ sở nghiên cứu hoạt tính tiêu hóa
(-amilase, lipase, chitinase, protease và các caseinnolytics) có kết luận là hoạt tính
enzyme phản ánh tập tính ăn của động vật dưới nước liên quan đến khả năng sử
dụng các nguồn thức ăn, cụ thể là hoạt tính của enzyme nào tăng thì nhu cầu về đối
chất đó trong thức ăn cũng tăng.
Vì vậy nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của một loài động vật là rất phức tạp,
nhất là nghiên cứu đặc điểm sinh học, nhu cầu dinh dưỡng và thức ăn động vật thủy
sản lại càng phức tạp hơn, đòi hỏi nhiều khoa học cùng thực hiện một lúc. Nghiên
cứu thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu, hoạt tính enzyme tiêu hoá, nhu cầu dinh
dưỡng của các đối tượng nuôi, xác đònh hệ số tiêu hoá thức ăn, các yếu tố ảnh hưởng
tới khả năng tiêu hoá và các giải pháp nâng cao chất lượng thức ăn nuôi thủy sản
luôn là vấn đề bức thiết, được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Hàng loạt công
trình nghiên cứu về đặc điểm, thành phần hoạt tính enzyme tiêu hoá được tiến hành
trên nhiều đối tượng thủy sản khác nhau: cá hồi của Dimes L.E [71], Torrissen K.R
[148], Tôm P. vannamei của LeMoullac G [106]; Ezquerra J.M [76]; Garcia Carreno
[84] Lazo J. P [102]; Tôm P. japonicus của Galgani F. [80], Muramoto, K, [118]; cá
rô phi, cá da trơn của Elsaidy D [74], Hara S [88], Stewart Anderson [141]; nghiên
cứu về tơm sú có Akiyama [53], Millamena [116], Phillip [128], Williams [156].v.v...
Nhƣ vậy nghiên cứu dinh dƣỡng trên thế giới tập trung vào đối tƣợng cá hồi, cá da
trơn, cá rơ phi, đối với giáp xác các nghiên cứu tập trung về tơm he, tơm thẻ, tôm càng
xanh, tơm sú và thẻ chân trắng. Hầu hết công thức thức ăn ni tôm Đài Loan được
dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của tôm P. japonicus, nó được nghiên cứu bởi những
13

nhà nghiên cứu Nhật Bản. Những nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của tôm sú tại Việt
nam chƣa có cơng trình nào đƣợc cơng bố.
Nhiều phương pháp phân tích mới dựa trên các kỹ thuật tiên tiến được phát triển:
phương pháp điện di cơ chất SDS-PAGE phát hiện các thành phần có hoạt tính
enzyme của Garcia Carreno [84]; Lemos D [105]; Torrissen [149]. Phương pháp xác
đònh độ thủy phân bằng TNBS được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu tiêu hoá in
vitro đối với nhiều loại thức ăn cho động vật trên cạn [52]. Phương pháp pH-stat xác
đònh tiêu hoá nguyên liệu in vitro ở tôm thẻ chân trắng [84]. Phương pháp in vitro sử
dụng enzyme hệ tiêu hoá để xác đònh nhanh khả năng tiêu hóa thủy phân protein của
ngun liệu, thức ăn là phƣơng pháp giúp lựa chọn ngun liệu, đánh giá đƣợc chất
lƣợng thức ăn ở phòng thí nghiệm giúp cải tiến nhanh chất lƣợng thức ăn. Tùy theo
giống loài, lứa tuổi khác nhau mà số lượng thành phần hoạt tính của các loại enzyme
thay đổi khác nhau. Các nghiên cứu về hệ enzyme tiêu hoá ở cá cho thấy ở nhóm cá
có dạ dày thì quá trình tiêu hoá protein bắt đầu từ khi thức ăn vào dạ dày, tuyến dạ
dày tiết enzyme pepsin có pH từ 2,2 - 4, các protein được cắt thành các peptit nhỏ
hơn, tiếp theo là quá trình tiêu hoá ở ruột, các enzyme protease kiềm pH từ 7-10 do
các tuyến tụy, manh tràng tiết ra. Đối với các loài cá ăn thòt và các protease do
manh tràng tiết ra là các enzyme trypsin và chymotrypsin có vai trò quan trọng trong
tiêu hoá. Hoạt tính protease ở manh tràng cá hồi, cá vược có thể chiếm tới 50% tổng
hoạt tính enzyme protease, tiếp theo dạ dày 30%, ruột 20% [147]. Ở một số loài cá
ăn tạp (rô phi, cá da trơn) protease kiềm ở tuyến tụy hoặc tuyến ruột tiết ra và hoạt
tính phụ thuộc vào thời gian sau khi cho ăn.
Các kết quả nghiên cứu điều kiện tối ưu cho hoạt động của các enzyme tiêu hoá
như pH, nhiệt độ, thời gian sẽ giúp cho việc xác đònh điều kiện mơi trƣờng ni, thời
gian sử dụng thức ăn.
14



Các axit amin không thay thế trong khẩu phần thức ăn có ảnh hưởng đến quá

trình tiêu hoá và hấp thu thức ăn. Mỗi đối tượng khác nhau chòu ảnh hưởng của một
số loại axit amin khác nhau theo Kanazawa [95] và Lemos [105]: với tôm quan trọng
là tỷ lệ lysine/arginine, với cá isoleucine/luecine, đây là các axit amin có tính chất
cạnh tranh đối kháng, nếu mất cân đối trong khẩu phần sẽ ảnh hưởng đến tốc độ
sinh trưởng của vật nuôi. Theo Millamena, 1988 [116] khi tỷ lệ lysine/arginine có tỷ
lệ 1/1 sẽ cho tốc độ tăng trưởng của tôm cao.

1.2.2. Nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng Tôm
- Nhu cầu protein và axit amin: Protein cần thiết cho tăng trưởng khi không đủ
năng lượng được cung cấp từ lipid và carbohydrate, thì cơ thể sử dụng protein để
cung cấp nhu cầu năng lượng cần thiết cho sự phát triển cơ thể. Ấu trùng tơm đòi hỏi
khẩu phần chứa protein cao như tảo và artemia để cung cấp năng lƣợng và tăng
trưởng. Akiyama [53], Millamena [116] phát hiện rằng khẩu phần thức ăn tơm giống
cần khoảng 40% protein. Đối với tôm bố mẹ thì nhu cầu thành phần protein trong
khẩu phần chứa 50% protein dường như là cần thiết. Trong một nghiên cứu của
Bautista cho thấy, hàm lượng protein 40 – 50% mang tốc độ tăng trưởng nhanh và tỷ
lệ sống cao với sự hiện diện 20% carbohydrate và 5 – 10% lipid thì tốc độ tăng
nhanh và tỉ lệ sống cao. Shi-Yen Shiau [137] tìm ra rằng 55% protein với 15%
carbohydrate trong thức ăn nuôi tơm thòt thì tốc độ tăng trưởng nhanh nhất. Tuy
nhiên, khi hàm lượng carbohydrate tăng tới 25%, khẩu phần 45% protein có thể
mang lại kết quả có thể so sánh được với khẩu phần chứa 55% protein. Ezquerra J,M
[76] thí nghiệm khả năng tiêu hóa protein bằng phương pháp in vitro đánh giá sự
tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng với 6 công thức thức ăn có hàm lượng protein
khác nhau (30-41%), kết quả cho thấy trong khẩu phần thức ăn có hàm lƣợng protein
35% cho khả năng tiêu hóa của tơm thẻ chân trắng tốt nhất.
15



Các kết quả phân tích axit amin của Kanazawa[95] và Teshima[145] trên tôm

Penaeid và tôm he Nhật P. japonicus cho thấy hàm lượng 10 loại axit amin thiết yếu
của 2 loại tôm này gần tương đương nhau. Coloso và Cruz, 1980 bằng phương pháp
đánh dấu đồng vò (C
14
) nhận thấy Penaeus monodon không thể tổng hợp arginine,
histidine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, valine, threonine và
tryptophan. Các axit amin thiết yếu này được phối chế trong thức ăn đã cho kết quả
tăng trưởng và tỉ lệ sống tốt trên tôm sú thí nghiệm các nguồn gốc protein khác nhau
(casein, gelatin và thòt tôm được khử béo) trong khẩu phần 55% protein, cho thấy
nghiệm thức có thành phần axit amin giống như axit amin trong tôm lứa cho phần
trăm tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn cao nhất. Akiyama 1992 sử dụng các
axit amin tinh khiết đã xác đònh nhu cầu đối với protein trong khẩu phần thức ăn tôm
biển với tỷ lệ là: histidine (2,2%), isoleucine (2,7%), leucine (4,3%), phenylalamine
(3,7%) và tryptophan (0,5%) và valine (3,4%). Còn đối với tôm thòt nhu cầu của các
axit amin thiết yếu là: agrinine (5,3%), histidine (2,1%), isoleucine (3,5%), leucine
(4,2%), lysine (5,2%), methionine (2,4%) hay methionine+cystine (3,5%), threonine
(3,5%), valine (3,4%). Mặt khác Galgani [80] lại đề nghò nhu cầu L-methionine tối
thiểu là 1,64% trong khẩu phần thức ăn chung cho tôm. Theo Akiyama [53] tiêu hoá protein và axit
amin của một số nguyên liệu trên tôm biển và cá da trơn đƣợc nêu trong bảng 1.1
Bảng 1.1. Độ tiêu hoá protein và axit amin ở tôm biển và cá da trơn (%)
( Akiyama et al, 1991)
Thành phần Prot. Arg Lys Leu Ile Thr. Val. His Phe.
Tơm biển
Đậu nành 89,9 91,4 91,5 88,4 90,2 89,3 87,9 86,3 89,6
Bột cá 80,7 81,0 83,1 80,7 80,4 80,6 79,4 79,0 71,1
Bột mực 79,7 79,4 78,6 79,4 77,2 79,7 79,3 73,6 74,1
Bột tôm 74,6 81,8 85,7 82,1 81,6 83,7 79,0 75,4 75,6
Cá da trơn
Bột cá 87,0 90,9 86,4 89,1 87,2 87,6 87,0 84,8 87,4
Đậu nành 77,0 96,7 94,0 83,5 79,8 81,9 78,7 87,9 84,4

Bột đậu phộng 74,0 97,8 94,4 95,2 93,2 93,1 93,1 89,5 96,1
16



Alava và Pascual [56] sử dụng bột mực, bột cá, bột tôm, casein và bột đậu nành
là nguồn protein quan trọng trong các thí nghiệm với hàm lượng protein từ 25 – 60%
sẽ cho tốc độ tăng trưởng nhanh. Khi so sánh với các khẩu phần 30%, 35%, 40% và
45% Pascual (1987) nhận thấy tăng trưởng tôm sú đạt kết quả tốt với khẩu phần 40%
protein được phối chế từ các nguồn nguyên liệu rẻ tiền nhƣ: bột đầu tôm, bột cá, bột
đậu nành, bột trùn đất và bột mực. Một số nghiên cứu khác cho thấy trong thức ăn sử
dụng các nguồn protein khác nhau sẽ ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của tôm nuôi
cũng như tính hiệu quả của thức ăn công nghiệp. Theo Gerard Cuzon (1997) do tôm
sống trong môi trường nước nên năng lượng cần ít hơn so với động vật trên cạn, năng
lượng cần thiết cho tôm Penaeus monodon thường là 2.850 – 3.700kcal/kg, năng
lượng được lấy từ thức ăn dựa trên protein, carbonhydrate và chất béo trong thức ăn
[82]. Theo Alava và Pasual (1987) tăng trưởng, tỉ lệ sống cao khi trong khẩu phần có:
40 - 50% protein, 5 - 10% lipid và trên 20% carbohydrate [56].
- Nhu cầu lipid và axit béo
Lipid hoặc axit béo cần thiết ngoài giá trò năng lượng, chúng còn có vai trò quan
trọng trong dinh dưỡng vì nó tham gia cấu trúc màng tế bào, đồng thời vận chuyển
những chất hòa tan trong lipid như các vitamin A, D, E, K,.... Theo Sargent [134] với
ấu trùng tôm thì PUFA có vai trò quan trọng cho độ lớn và thúc đẩy quá trình biến
hình. Do khả năng sinh tổng hợp PUFA của tôm hạn chế, những axit béo cần thiết
phải được cung cấp trong thức ăn để đảm bảo sự sống và phát triển. Theo Teshima
[144] thành phần axit béo của ấu trùng tôm nói chung liên quan đến hàm lượng axit
béo của thức ăn, axit béo cần thiết cho sự tăng trưởng của tôm, sự có mặt của lipid
đánh dấu sự cải thiện độ thẩm thấu cholesterol và làm cho sự đồng hóa hiệu quả
hơn. Lipid đặc biệt là phospholipids và ester sterol đóng vai trò rất quan trọng trong
cấu trúc của các hợp chất sinh học ở cả mức độ tế bào lẫn dưới tế bào. Bassompierre