Sản lượng thức ăn nuôi trồng thủy sản toàn cầu đang tăng theo việc mở rộng nuôi trồng thủy sản theo cấp số nhân và đạt gần 40 triệu tấn vào năm 2017, với mức tăng trưởng hàng năm dự đoán là 5,5% trong giai đoạn 2015 - 2025 (Tacon và Metian, 2015). Khối lượng sản xuất ngày càng tăng dẫn đến nhiều loài nuôi trồng thuỷ sản đang phải đối mặt với những thách thức liên tục về giá mua tại trại và lợi nhuận của hoạt động nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra, tất cả các thành phần thức ăn nuôi trồng thủy sản chính - bao gồm bột cá, dầu cá, protein và dầu thực vật, bột mì, phosphates trong thức ăn, phụ gia, vitamin và khoáng chất - đã có sự biến động giá đáng kể trong những năm qua. Sự thay thế ngày càng tăng các thành phần biển bằng các thành phần nguồn gốc thực vật đã làm giảm áp lực kinh tế đối với nông dân và các nhà sản xuất thức ăn và cho phép tiếp tục cung cấp thức ăn nuôi trồng thủy sản, đáp ứng khối lượng cần thiết cho ngành nuôi trồng thủy sản đang phát triển.
Mặc dù cân nhắc về mặt kinh tế và khối lượng, công thức thức ăn không chỉ về giá cả và việc cung cấp dinh dưỡng, mà việc hấp thụ và sử dụng từ các thành phần mới phải được tính đến. Sự bổ sung ngày càng tăng các thành phần thực vật đòi hỏi bổ sung các chất dinh dưỡng thiết yếu như cholesterol, axit béo không bão hòa đa chuỗi dài omega-3 (n-3 LC-PUFA), phospholipid, axit amin và các khoáng chất vi lượng để bù đắp cho những thiếu hụt dinh dưỡng nảy sinh khi thay thế các thành phần biển. Một cuộc khảo sát gần đây so sánh thức ăn tôm thương phẩm được sản xuất ở Ấn Độ cho thấy sự gia tăng ngày càng tăng của các thành phần thực vật từ năm 2014 đến năm 2016 dẫn đến lượng n-3 LC-PUFA và cholesterol giảm tương ứng 16% và 24% (van Halteren và Coutteau, 2017). Hơn nữa, các protein thực vật chứa các yếu tố chống dinh dưỡng ổn định nhiệt, có thể gây viêm ruột ở các loài cá ăn thịt và cuối cùng có tác động tiêu cực đến sự hấp thụ chất dinh dưỡng (Krogdahl và cộng sự, 2003; Romarheim và cộng sự, 2006). Với những xu hướng hiện tại trong công thức thức ăn nuôi trồng thủy sản, điều quan trọng là không chỉ nhằm mục đích tối ưu hóa đầu vào dinh dưỡng với chi phí thấp mà còn sử dụng các giải pháp thay thế tối đa hóa sự hấp thu và sử dụng chất dinh dưỡng. Các chất tăng cường tiêu hóa giúp tối ưu hóa tiềm năng tiêu hóa tạo ra sự linh hoạt trong việc sử dụng các thành phần thực vật và tạo nên các loại thức ăn chất lượng cao và chi phí thấp nhất.
Một loạt các khái niệm và sản phẩm đang được nghiên cứu để cải thiện tiêu hóa và sử dụng thức ăn trong các loài vật nuôi. Đặc tính sinh học của việc cho ăn, sinh lý tiêu hóa và các yêu cầu dinh dưỡng của các loài vật nuôi khác với các sinh vật nuôi trồng thủy sản. Do đó, việc áp dụng trực tiếp các chất tăng cường tiêu hóa trong nuôi trồng thủy sản đòi hỏi phải có sàng lọc thực nghiệm trước với mục đích xác định các hợp chất hiệu quả cho các loài nuôi trồng thủy sản khác nhau.
Hơn nữa, một yếu tố quan trọng là các hợp chất này phải ổn định nhiệt để tạo điều kiện cho việc sử dụng trong máy trộn theo các điều kiện chế biến thực tế được áp dụng trong sản xuất thức ăn nuôi trồng thủy sản. Bài viết này mô tả các chất tăng cường tiêu hóa khác nhau và minh họa tiềm năng ứng dụng của chúng trong thức ăn nuôi trồng thủy sản để giảm chi phí đồng thời tối ưu hóa tiềm năng tiêu hóa và hiệu suất tăng trưởng.
Các dầu và chất béo là những nguồn quan trọng của lipid và năng lượng cần thiết cho vật nuôi. Tăng cường hấp thu và sử dụng lipid là rất quan trọng để tối đa hóa hiệu quả của các thành phần thực vật có trong các loại thức ăn nuôi trồng thủy sản thương mại. Nhóm chất tăng cường tiêu hóa đầu tiên nhằm vào các thành phần lipid của thức ăn là chất nhũ hóa. Mặc dù các lipid không hòa tan trong nước, sự tiêu hóa lipid lại diễn ra trong môi trường nước. Chất nhũ hóa là chất hoạt động bề mặt làm giảm áp lực giữa nước và lipid, làm cho lipid bị phân hủy thành các giọt nhỏ hơn có thể phân tán trong nước và cho phép tiêu hóa triglyceride hiệu quả hơn bằng lipase. Sau khi tiêu hóa, chất nhũ hóa kết hợp với các monoglyceride từ quá trình tiêu hóa và các axit béo tự do để tạo thành các mixen vận chuyển chúng đến bề mặt tế bào ruột để hấp thụ.
Phospholipid là chất nhũ hóa nổi tiếng, với lecithin có khả năng là dạng phospholipid phổ biến nhất được sử dụng trong dinh dưỡng động vật. Chúng bao gồm một nhóm chính có thể hút nước, bao gồm nhóm phosphate và glycerol, và hai đoạn cuối axit béo lipophilic. Đặc tính thu hút bởi chất mỡ cao của phospholipid làm cho chúng trở thành chất nhũ hóa tuyệt vời cho nhũ tương nước trong dầu (tức là lượng nước hạn chế được thêm vào môi trường giàu lipid) như sản xuất bơ thực vật, nhưng là chất nhũ hoá yếu cho điều kiện dầu trong nước (ví dụ: lượng lipid giới hạn được thêm vào môi trường nhiều nước) chẳng hạn như tiêu hóa trong ruột. Vì vậy, việc sử dụng phospholipid trong thức ăn chăn nuôi nên theo hướng là nguồn đáp ứng các yêu cầu của động vật hơn là chiến lược để tối ưu hóa sự hấp thụ lipid.
Quá trình nhũ tương hóa hiệu quả hơn trong môi trường ruột được thực hiện thông qua việc sử dụng lyso-phospholipid, một dẫn xuất của phospholipid sau thủy phân enzim. Lyso-phospholipid chỉ chứa một đoạn cuối axit béo. Cấu trúc này làm cho chúng trở nên hút nước hơn phospholipid, chuyển thành khả năng tốt hơn để phân tán lipid, tạo thành kích thước nhỏ hơn và tăng số lượng các mixen, và do đó hấp thụ tốt hơn. Việc bổ sung Aqualyso lyso-phospholipid ở mức 0,1% và trong 75 ngày nuôi cá mú châu Âu chỉ với 16% bột cá và còn lại là protein thực vật giúp cải thiện 5% tỷ lệ tăng trưởng cụ thể (SGR%/ngày) và giảm 4% tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR).
Trong thức ăn cho cá hồi vân với 15% bột cá và 30% bột đậu nành, 0,2% Aqualyso trong 56 ngày giúp tăng trọng lượng cuối cùng 5% cũng như tăng SGR và FCR 4%. Cải thiện hiệu suất sau khi bổ sung Aqualyso cũng được chứng thực ở cá rô phi vằn, trong đó 0,1% Aqualyso trong thức ăn thương mại cho cá con trong 75 ngày dẫn đến tăng 7% trọng lượng cuối cùng và tăng 2% SGR và FCR.
Muối mật là loại chất nhũ hóa thứ hai. Không giống như phospholipid và lyso-phospholipid, khả năng nhũ hóa của muối mật bắt nguồn từ cấu trúc steroid phẳng, với các nhóm hydroxyl hút nước ở phía lõm và các nhóm methyl lipophilic ở phía lồi (Sarkar và cộng sự, 2016). Các đặc tính nhũ hóa của muối mật cao hơn phospholipid; tỷ lệ phospholipid thúc đẩy sự hình thành các mixen kích thước nhỏ được vận chuyển nhanh hơn đến bề mặt tế bào ruột (Cabral và Small, 1989). Bên cạnh chất nhũ hóa lipid, muối mật là các chất chuyển hóa chính của cholesterol, và tham gia vào quá trình nội cân bằng cholesterol và kích hoạt lipase tụy cho phép thủy phân chất béo thành monoglycerides (Buchinger và cộng sự, 2014).
Việc đưa protein thực vật, đặc biệt là bột đậu nành vào thức ăn cho các loài cá ăn thịt có liên quan đến việc giảm mức độ hoặc hoạt động của muối mật và do đó giảm tiêu hóa lipid (Yamamoto và cộng sự, 2007; Romarheim và cộng sự, 2008). Điều này đã được quy cho trước tiên là giảm tái hấp thu muối mật do viêm ruột (Kortner et al., 2013), và thứ hai là tổn thất cao do gắn với các xơ thực vật, chứng thực sự giảm tiêu hóa lipid trong bột đậu nành làm thức ăn cho cá không phải là luôn luôn hoặc chỉ liên quan đến viêm ruột (Refstie và cộng sự, 2006).
Chế độ ăn bổ sung muối mật để đáp ứng các yêu cầu gia tăng liên quan đến việc thêm protein thực vật có thể khôi phục hoặc củng cố các chức năng nói trên và do đó thúc đẩy tiêu hóa và sử dụng chất dinh dưỡng tối ưu. Điều này đã được chứng minh ở cá tráp và cá hồi vân, trong đó bổ sung các muối mật vào thức ăn có protein đậu nành giúp ổn định quá trình tiêu hóa như được phản ánh bằng những cải thiện về tiêu hóa lipid và carbohydrate (Takagi et al., 2002; Romarheim et al., 2008). Những cải tiến trong tiêu hóa chất dinh dưỡng, đặc biệt là lipid, làm cho muối mật trở thành một công cụ có giá trị nhằm giảm lượng lipid trong công thức thức ăn nuôi trồng thủy sản. Trong chế độ ăn nhiệt độ thấp cho cá hồi, lipid giảm từ 27% xuống 23% và việc bổ sung muối mật (Lipogest) giảm 5% chi phí thức ăn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng và hiệu quả chuyển đổi.
Tóm lại, các xu hướng hiện tại trong công thức thức ăn nuôi thủy sản thúc đẩy việc áp dụng các chất phụ gia tăng cường tiêu hóa như lyso-phospholipid và muối mật giúp cải thiện hiệu quả hấp thu các chất dinh dưỡng chính, đặc biệt là lipid và tăng lượng dinh dưỡng thiết yếu vốn ngày càng hạn chế. Điều này cho thấy khả năng tăng thêm giá trị dinh dưỡng của mỗi kg thức ăn, và đặc biệt quan trọng khi nhằm bù đắp việc sử dụng chất béo bị suy giảm có nguồn gốc từ các công thức thức ăn có lượng thực vật cao và giảm các mức chất béo trong khẩu phần mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.
HNN (Theo thefishsite)