TẦM QUAN TRỌNG CỦA ENZYME TRONG THỨC ĂN CỦA TÔM VÀ CÁ, GIÚP NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BỀN VỮNG

Enzyme là một trong nhiều loại protein trong hệ thống sinh học. Ông Prakash Chandra Behera, Giám đốc Kỹ thuật, Tập đoàn PVS, Ấn Độ cho biết, trước áp lực tìm kiếm nguồn thức ăn cho cá để nuôi trồng thủy sản bền vững hơn, các nhà nghiên cứu đã cố gắng cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho cá bằng cách bổ sung enzyme.

Việc mở rộng sản xuất nuôi trồng thủy sản trên toàn cầu đang làm tăng nhu cầu về thức ăn nuôi trồng thủy sản. Bột cá là nguyên liệu chính và là nguyên liệu quan trọng nhất trong sản xuất thức ăn thủy sản. Giá bột cá ngày càng tăng đã khuyến khích các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi tìm kiếm các nguồn protein thay thế rẻ hơn như nguồn protein từ thực vật. Thức ăn thương mại cho cá thường chứa nhiều bột cá, đây là nguồn protein chính, dao động từ 30-50% (Hardy, 1995). Nhưng ngày nay, bột cá thường bị loại bỏ trong thức ăn thuỷ sản do khan hiếm và giá thành cao. Do đó, từ những thập kỷ trước, để tìm ra các chất thay thế thích hợp cho bột cá, dinh dưỡng nuôi trồng thủy sản đã cố gắng cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho cá bằng cách bổ sung enzyme.

Bổ sung enzym vào thức ăn của tôm và cá là một trong những tiến bộ dinh dưỡng quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản từ vài năm trở lại đây. Enzyme ngoại sinh hiện được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới như một phụ gia thức ăn chăn nuôi trong khẩu phần của động vật. Ngoài ra, việc bổ sung các enzym có thể giúp loại bỏ sự ảnh hưởng của các yếu tố kháng dinh dưỡng và cải thiện việc tận dụng năng lượng khẩu phần và các axit amin, giúp cải thiện năng suất của cá / tôm (Farhangi và Carter, 2007; Lin và cộng sự, 2007; Soltan, 2009 ).

Mục đích chính của việc ứng dụng enzyme trong thức ăn là cải thiện tiêu hóa. Quá trình tiêu hóa sẽ hoạt động tốt hơn và có thể tăng thêm liều dùng enzym để cải thiện hiệu suất thức ăn. Hơn nữa, động vật thủy sinh thiếu một số enzym tiêu hóa trong quá trình phát triển sơ khai hoặc trong suốt cuộc đời của chúng, và đặc biệt là trường hợp cá / tôm ngay cả khi đã trưởng thành nhưng vẫn thiếu một số enzym tiêu hoá thì việc sử dụng enzym trong trường hợp này sẽ giúp tận dụng và tiêu hoá tốt hơn các chất dinh dưỡng.

Enzym là gì?

Enzym là một trong nhiều loại protein trong hệ thống sinh học. Đặc tính cơ bản của enzym là một chất hoạt động như chất xúc tác trong cơ thể sống, điều chỉnh tốc độ diễn ra các phản ứng hóa học mà bản thân nó không bị thay đổi trong quá trình này. Enzym tham gia vào tất cả các con đường đồng hóa và dị hóa của quá trình tiêu hóa và trao đổi chất. Enzyme có xu hướng là chất xúc tác rất đặc biệt hoạt động trên một hoặc nhiều nhất là một nhóm hạn chế của các hợp chất được gọi là cơ chất. Enzyme là chất bổ sung mạnh có thể vô hiệu hóa các yếu tố kháng dinh dưỡng và nâng cao giá trị dinh dưỡng của protein thực vật trong thức ăn. Enzym giúp biến đổi hiệu quả một cách tự nhiên các thành phần thức ăn phức hợp thành các chất dinh dưỡng có thể hấp thụ được.

Việc bổ sung các enzym trong thức ăn có thể giúp cải thiện việc tận dụng các chất dinh dưỡng, giúp giảm chi phí thức ăn và sự bài tiết chất dinh dưỡng ra môi trường.

Nguồn gốc của enzym:

Enzyme rất cần thiết cho quá trình trao đổi chất của mọi sinh vật sống từ động vật và thực vật bậc cao đến các dạng sống đơn bào đơn giản nhất, vì vậy enzym đã được sản xuất ra để hỗ trọ cho quá trình đó. Những loại vi sinh vật thường tham gia vào quá trình sản xuất các enzym là:

Vi khuẩn: Bacillus subtilis, Bacillus lentus, Bacillus amyloliquifaciens và Bacillus stearothermophils.
Nấm: Triochoderma longibrachiatum, Asperigillus oryzae, Asperigillus niger và nấm men

Men vi sinh:

Ở động vật, quá trình tiêu hóa thức ăn được thực hiện bởi hệ tiêu hóa của động vật và các vi sinh vật sống trong đường ruột. Các vi khuẩn hiện diện trong đường tiêu hóa của cá / tôm là những vi khuẩn tạo ra nhiều các enzym phân giải protein và chúng cũng có thể tạo ra cellulase ở mức vừa phải. Việc bổ sung thêm các vi sinh vật sống vào khẩu phần để sản xuất enzyme có thể được áp dụng trong các ứng dụng thức ăn chăn nuôi đặc biệt. Các ứng dụng enzyme thương mại quy mô lớn dựa vào các enzyme được sản xuất bằng công nghệ lên men vi sinh vật.

Các yếu tố kháng dinh dưỡng trong thuỷ sản

Các nguyên liệu thức ăn nguồn gốc thực vật có chứa một số hợp chất mà tôm / cá không thể tiêu hóa hoặc cản trở hệ tiêu hóa của chúng vì chúng không thể tạo ra các enzym cần thiết để phân hủy. Tuy các loại nguyên liệu nguồn gốc thực vật ngon miệng nhưng mang lại ảnh hưởng xấu. Việc thay thế hoàn toàn bột cá trong công thức thức ăn chăn nuôi, nhất là về các yếu tố kháng dinh dưỡng đang được đặc biệt quan tâm . Các yếu tố kháng dinh dưỡng có tác động tiêu cực đến quá trình tiêu hóa thức ăn và hiệu suất của thức ăn. Có nhiều yếu tố kháng dinh dưỡng và chúng thường liên quan đến các nguyên liệu thực vật được sử dụng rộng rãi nhất như protein ức chế trypsin, glucosinolate và phytate.

Khử hoạt tính bằng nhiệt và ngâm nước là hai phương pháp khử độc phổ biến được sử dụng để khắc phục hầu hết các yếu tố kháng dinh dưỡng.

Những ưu điểm nên sử dụng Enzym

• Gia tăng chất lượng của thức ăn hạt cho cá / tôm
• Gia tăng chất lượng của các sản phẩm/ phụ phẩm động vật
• Giúp tìm kiếm các nguồn thực phẩm thay thế có giá trị dinh dưỡng tốt hơn
• Biên lợi nhuận kinh tế (chi phí giảm: chi phí lợi ích)
• Thu lại lợi nhuận nhanh chóng
• Nâng cao nhận thức về môi trường

Các loại Enzyme đã được sản xuất cho cá / tôm

Trong vài năm qua, nhiều enzym đã được sử dụng trong dinh dưỡng cá / tôm bao gồm cellulose, (β-glucanases), xylanases và các enzym liên quan như; phytase, protease, lipase và galactosidase. Các enzym trong ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi hầu hết được sử dụng cho động vật nuôi để trung hòa sự tác động của các polysaccharid nhớt, polysaccharid phi tinh bột trong ngũ cốc và các loại ngũ cốc dạng hạt khác.

Lợi ích của việc bổ sung enzym trong thức ăn

•      Giảm độ nhớt của đường tiêu hóa
• Tăng cường tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng, đặc biệt là chất béo và chất đạm.
• Cải thiện giá trị Năng lượng Metabolizable rõ ràng (AME) của khẩu phần
• Tăng lượng ăn vào và tăng trọng 
• Giảm bớt việc tạo ra amoniac
• Cải thiện khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng.

Các enzym nội sinh được tìm thấy trong hệ tiêu hóa của tôm / cá giúp phân hủy các phân tử hữu cơ lớn như tinh bột, cellulose và protein thành các chất đơn giản hơn.

Quá trình tiêu hóa carbohydrate được cải thiện bằng cách sử dụng các enzym vi sinh vật. Việc bổ sung các enzym carbohydrate ngoại sinh vào thức ăn giúp tăng sự tận dụng các loại carbohydrate không khả dụng trong khẩu phần. Hàm lượng cao polysaccharide phi tinh bột (NSP) như cellulose, xylans và mannans làm giảm giá trị dinh dưỡng của nhiều nguyên liệu nguồn gốc thực vật. Hầu hết các loài động vật đều không tự tạo ra được các enzym đường ruột để tiêu hóa những carbohydrate này.

Các loại enzyme và chức năng của nó

Ứng dụng của enzym có lẽ là một giải pháp giúp tăng tỷ lệ chết của ấu trùng ở động vật thủy sinh. Đường ruột của ấu trùng động vật thủy sinh ngắn hơn và tương đối kém phát triển so với đường ruột của ấu trùng trưởng thành. Việc cho ấu trùng ăn sẽ có lợi từ việc sử dụng enzyme.

Axit phytic là một trong những yếu tố kháng dinh dưỡng mạnh nhất trong các nguyên liệu thực vật. Tuy nhiên, khi bổ sung các enzym liên quan như Phytase, hoạt tính kháng dinh dưỡng của axit phytic có thể bị loại bỏ. Axit phytic hoặc phytate được tìm thấy trong ngũ cốc, hạt họ đậu và hạt có dầu liên kết với phốt pho cũng như canxi và magiê, các nguyên tố vi lượng như sắt và kẽm, protein và axit amin. Hầu hết các loài cá không có các enzym của riêng chúng để phân hủy phytate và giải phóng các chất dinh dưỡng làm cho các chất dinh dưỡng không được tiêu hóa. Đây là lý do tại sao không thể tận dụng được các chất dinh dưỡng từ các nguồn thực vật có giá thành cao cho động vật mà các chất dinh dưỡng ấy còn bị lãng phí thông qua đường bài tiết dưới dạng phân. Enzyme phytase trong thức ăn không chỉ giúp giải phóng phốt pho từ phytate mà còn giải phóng các khoáng chất và axit amin liên kết, giúp tận dụng tối đa các chất dinh dưỡng.

Ứng dụng và lợi ích của enzym phytase trong các loài động vật đã được ghi nhận đầy đủ. Có tới 80% phốt pho trong hạt thực vật ở dạng phytate. Dạng này không thể tiêu hóa được bởi các enzym đường ruột của cá / tôm. Hơn nữa, phytate tạo thành chelate với một số lượng lớn các ca-ti-on khoáng (K, Mg, Ca, Zn, Fe và Cu) và phức hợp với các protein và axit amin, do đó làm giảm tính sinh khả dụng của các khoáng chất và khả năng tiêu hóa của protein.

Ưu điểm của enzym phytase

1. Khi bổ sung phytase, phốt pho liên kết trong phytate sẽ trở thành các chất dinh dưỡng, các phốt pho vô cơ như bột cá có thể giảm đáng kể.
2. Phytase giúp giảm việc bài tiết các chất dinh dưỡng ra môi trường bằng cách tạo ra phốt pho liên kết có sẵn giúp cá tăng trưởng - vì vậy, thay vào đó, các chất dinh dưỡng sẽ được hấp thu và đưa vào cơ thể cá.
3. Bổ sung phytase vào khẩu phần giúp cải thiện quá trình tiêu hóa protein và axit amin ở cá.
4. Giúp cải thiện năng lượng chuyển hóa của thức ăn bằng cách phá vỡ phức hợp phytate-lipid.
5. Có thể thay thế bột cá sang các nguồn protein thực vật rẻ hơn, giúp giảm chi phí thức ăn.
6. Khẩu phần bổ sung phytase đã được chứng minh là có lượng ăn vào cao hơn, tăng trưởng tốt hơn và FCR cũng cải thiện hơn so với khẩu phần đối chứng.
7. Giúp giảm lượng phốt pho bài tiết trong phân của cá và tôm.
8. Giúp cải thiện khả năng tiêu hóa phốt pho và protein.

Polysaccharid phi tinh bột (NSP)

Một yếu tố kháng dinh dưỡng quan trọng khác có thể được giải quyết bằng cách sử dụng enzym trong thức ăn là polysaccharid phi tinh bột (NSP), đây là chất có trong nguyên liệu thực vật và chứng minh là làm giảm năng suất của động vật. Tác dụng kháng dinh dưỡng của chúng chủ yếu là do độ nhớt của chất tiêu hóa trong ruột tăng lên và sự bao bọc của các chất dinh dưỡng khiến chúng không thể tiêu hóa được. Vì động vật thiếu các enzym đường ruột để phân giải các polysaccharid phi tinh bột nên việc bổ sung các enzym phân giải trong khẩu phần ăn sẽ phá vỡ các yếu tố kháng dinh dưỡng này và giúp tận dụng nguồn thức ăn tốt hơn.

Tác động của Enzyme thức ăn đối với Nuôi trồng Thủy sản Bền vững

Nuôi trồng thủy sản thành công và bền vững phụ thuộc vào việc thức ăn có hiệu quả kinh tế và thân thiện với môi trường hay không. Thức ăn là chi phí vận hành chính, chiếm 50 đến 60% tổng chi phí trong thâm canh. Nguyên liệu thức ăn chính đó là bột cá, nhưng bột cá đắt tiền và ngày càng có nhiều sự cạnh tranh với các ngành chăn nuôi khác về nguồn cung sẵn có.

Do đó, công tác nghiên cứu đã tập trung tìm ra các giải pháp thay thế cho bột cá, đó là thay thế bột cá bằng protein thực vật có bổ sung các enzym thức ăn. Enzyme phytase có thể giải phóng phốt pho liên kết trong phytate và điều này cho phép các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi giảm bớt sử dụng bột cá và giảm chi phí sản xuất thức ăn chăn nuôi. Cải thiện và tận dụng được nguồn phốt pho cũng chính là giúp giảm thải chất dinh dưỡng ra môi trường.

Enzyme đã được sử dụng trong thức ăn thủy sản vì chúng là sản phẩm tự nhiên từ quá trình lên men, do đó không đe dọa đến sức khỏe tôm / cá và môi trường ao nuôi. Enzyme giúp giảm bớt các vấn đề về sản lượng phốt pho cao trong môi trường ao nuôi và còn làm giảm nồng độ amoniac trong nước ao.

Kết luận

Do đó, enzyme đóng một vai trò quan trọng trong việc lập công thức thức ăn thủy sản thân thiện với môi trường. Hiện tại, việc sử dụng các enzym có thể làm giảm khoảng 5% việc sử dụng bột cá trong hầu hết các loại thức ăn thủy sản, tiềm năng này sẽ cao hơn nữa khi các kỹ thuật enzym được tinh chế. Điều này giúp giảm nhu cầu bột cá từ ngành nuôi trồng thủy sản trong những năm tới.

Việc sử dụng enzym làm phụ gia thức ăn đã nhanh chóng mở rộng và là công cụ quan trọng để tận dụng nguồn thức ăn trong thủy sản. Mặc dù lợi ích kinh tế và xã hội của enzyme đã được khẳng định, chứng minh, nhưng tương lai của enzyme trong thức ăn chăn nuôi vẫn rất tươi sáng trong ngành nuôi trồng thủy sản.


Nguồn: Thefishsite 
Biên dịch: Acare VN Team.