Dinh dưỡng cho động vật thủy sản và các vấn đề liên quan

Protein và amino acid

Protein là thành phần chất hữu cơ chính của cơ thể động vật thủy sản, chiếm khoảng 60-75% trọng lượng của cơ thể (Halver, 1988). Protein có cấu trúc rất phức tạp, trong thành phần hóa học của protein có chứa: carbon (50-55%), oxy (22-26%), nitơ (12-19%), hydro (6-8%). Mặc dù chúng rất khác nhau về cấu trúc, chức năng, thành phần hóa học, kích thước,... nhưng khi thủy phân chúng đều phân hủy thành các acid amin.

Nhiệm vụ chính của protein là xây dựng nên cấu trúc của cơ thể. Protein trong thức ăn cung cấp các amino acid nhờ quá trình tiêu hóa và thủy phân. Phần trăm thành phần protein cơ bản trong khẩu phần ăn, vẫn còn đang gây tranh cãi trong nghiên cứu này. Phần trăm dựa trên các nghiên cứu thay đổi từ 25% đến 55% khẩu phần (Lovell, 1991 và Roberts, 2010). Ngoài chức năng chính ra, protein còn là nguồn cung cấp acid amin. Acid amin tham gia vào sản xuất protein đặc hiệu có hoạt tính sinh học cao(hormon, enzyme) và quá trình tạo thành năng lượng trực tiếp hay tích lũy ở dạng glycogen hay lipid. Trong ống tiêu hóa, các amino acid được hấp thu vào máu và đi đến các mô, cơ quan, tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein của cơ thể, phục vụ cho quá trình sinh trưởng, sinh sản và duy trì cơ thể. 

Nếu thức năng cung cấp đủ nhu cầu protein cho cá sẽ dẫn đến cá chậm lớn, hoặc ngừng tăng trưởng, thậm chí có thể giảm trọng lượng. Mặt khác, nếu lượng protein trong thức ăn vượt quá nhu cầu thì chỉ cần một phần được sử dụng để tạo nên protein mới, phần còn lại sẽ được chuyển sang dạng năng lượng, điều này sẽ làm tăng giá thành thức ăn không cần thiết. Chính vì vậy, các nhà khoa học rất chú ý và đã nghiên cứu nhu cầu protein và amino acid cả cá, bắt đầu từ những năm 50, đến nay, phần lớn các đối tượng nuôi quan trọng và phân bố rộng trên toàn thế giới đã được nghiên cứu về lĩnh vực này.

Lipid và acid béo

Lipid là một trong những thành phần sinh hóa cơ bản của động thực vật. Các thành phần của thức ăn thường được tập trung nghiên cứu là protein, lipid, glucid và một số vitamin. Trong đó lipid đóng vai trò quan trọng như là nguồn cung cấp năng lượng (8- 9 kcal/gam) và các acid béo cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật thủy sản. Lipid trong thức ăn cũng đóng vai trò như là chất vận chuyển vitamin tan trong dầu và sterols. Ngoài ra trong thành phần của lipid có phospholipid và sterol ester tham gia vào quá trình sinh tổng hợp màng tế bào.

Với vai trò của lipid quan trọng như vậy, nên lipid hiện nay là một vấn đề đang được quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng thức ăn cho động vật thủy sản, Nhiều kết quả nghiên cứu về nhu cầu các acid béo của động vật thủy sản đã được công bố và ứng dụng vào thực tế sản xuất đem lại hiệu quả cao. Nhiều nghiên cứu cho thấy lipid có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của động vật thủy sản, đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng và giống. Ở giai đoạn nuôi vỗ thành thục thức ăn được bổ sung nguồn lipid thích hợp sẽ nâng cao sức sinh sản của động vật thủy sản cũng như chất lượng của giống.

Đối với các loài cá cảnh (ví dụ như cá koi và cá vàng), do điều kiện nuôi nhốt trong bể nên việc tiêu hao năng lượng. Nếu lượng thức ăn cho ăn quá nhiều, lượng mỡ sẽ tích tụ nhiều trên cơ thể cá nuôi làm xuất hiện những biến dạng trên cơ thể và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của động vật thủy sản.

Cho ăn quá mức dễ dẫn đến “béo phì” ở cá vàng.

Carbohydrate

Carbohydrate được xem là nguồn năng lượng chủ yếu cho toàn bộ hoạt động sống cơ thể và rẻ tiền nhất cho động vật thủy sản. Trong khẩu phần thức ăn khi carbohydrate tăng lên thì sự phân giải lipid và protein trong cơ thể sẽ giảm đi, thì năng lượng chủ yếu do carbohydrate cung cấp. Do đó carbohydrate được xem là nguồn chia sẻ việc cung cấp năng lượng cho protein và lipid. 

Khả năng tiêu hóa carbohydrate phụ thuộc rất nhiều vào trọng lượng phân tử và cấu tạo các nối của carbohydrate. Các loại đường đơn dễ tiêu hóa hơn các loại đường đa và nhóm không đường như tinh bột, dextrin. Đường đơn có thể hấp thu trực tiếp qua thành ruột trong khi các nhóm khác phải qua quá trình tiêu hóa, đặc biệt là quá trình này xảy ra chậm ở động vật thủy sản. Khi thủy phân các loại tinh bột dẫn đến làm gia tăng độ tiêu hóa của tinh bột, vì vậy, việc nấu chín hay hồ tinh bột đều giúp cải thiện độ tiêu hóa thức ăn tinh bột. Cá và hầu hết động vật thuỷ sản không có enzyme thủy phân nối β-1,4 nên việc tiêu hóa các cellulose hầu như không đáng kể. Một số báo cáo cho rằng hệ vi khuẩn đường ruột của một số loài cá có khả năng thủy phân cellulose trong chất xơ. Tuy nhiên cấu trúc ống tiêu hóa các loài cá trên cho thấy các vi khuẩn trên có nguồn gốc ngoại sinh. 

Chitin, là polymer của các đơn vị N-acetyl glucosamine trong khi chitosan cấu tạo bởi các đơn vị glucosamine, được xem là chất dinh dưỡng quan trọng của một số loài cá ăn động vật, đặc biệt ở giai đoạn cá bột và cá hương, nguồn cung cấp này từ thức ăn tự nhiên là Artemia và Dapnhia hay giáp xác khác.

Vitamin

Vitamin đóng vai trò quan trọng trong thành phần dinh dưỡng của động vật thủy sản. Vai trò và nhu cầu vitamin đối với động vật thực sự được quan tâm khi nghề nuôi thủy sản thâm canh ra đời. So sánh với các thành phần dưỡng chất chính trong thức ăn như protein, lipid và carbohydrate, vitamin chiếm một lượng rất nhỏ từ 1-2% trong thức ăn. Tuy nhiên, vitamin có vai trò quyết định trong quá trình trao đổi chất của cơ thể và chi phí có thể lên đến 15% trong khẩu phần ăn.

Hầu hết các vitamin giữ vai trò đặc biệt như là một co-enzyme hay các tác nhân hỗ trợ các enzyme thực hiện các phản ứng sinh hóa trong cơ thể sinh vật. Vitamin đóng vai trò tác nhân của phản ứng oxy hóa, chuyển các electron từ hợp chất hữu cơ sang chất nhận như oxy hóa sinh vật. Co-enzymes trong sự thành lập hồng cầu và tế bào thần kinh và tiền chất của các hormones.

Cá lóc gù lưng do khẩu phần ăn thiếu chất mà chủ yếu là thiếu Vitamin C.

Nhu cầu vitamin cho động vật thủy sản đã được một số tác giả nghiên cứu và đề ra mức thích hợp cho một số loài động vật thủy sản. Tuy nhiên nhu cầu vitamin chịu ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố: kích cỡ và giai đoạn phát triển của đối tượng nuôi, các yếu tố môi trường nuôi, mối tương tác với các thành phần dinh dưỡng khác và đặc biệt là quá trình chế biến và bảo quản.

Nhiều kết quả nguyên cứu cho thấy, động vật thủy sản không có khả năng hay khả năng tổng hợp rất ít không đủ cho nhu cầu nên việc cung cấp vitamin vào thức ăn cho động vật thủy sản là rất cần thiết. Động vật thủy sản ăn thức ăn không được cung cấp đầy đủ vitamin sẽ sinh trưởng chậm, tỉ lệ sống thấp, khả năng chịu đựng với biến động môi trường kém và dễ bị bệnh. Một số dấu hiệu bệnh lý khi thiếu vitamin ở động vật thủy sản đã được ghi nhận như: xuất huyết, dị hình, nứt sọ ở cá, đen thân ở tôm…