47
C R1
COO
-
NH
2
+
H
CHƯƠNG IV
PROTEIN VÀ ACID AMIN
TRONG THỨC ĂN THỦY SẢN
IV.1. TỔNG QUÁT VỀ PROTEIN VÀ ACID AMIN
Protein là thành phần quan trọng của thức ăn cả về đònh tính và đònh lượng. Do
protein là vật liệu cần cho cơ thể phát triển, đồng thời cũng tham gia cấu tạo các
thành phần enzyme, ảnh hưởng đến hoạt động sống của sinh vật. Ngoài ra, khác với
các động vật trên cạn, protein thức ăn còn là nguồn cung cấp năng lượng hiệu quả
cho các hoạt động sống của động vật thủy sản. Cần lưu ý protein là thành phần
dưỡng chất trong thức ăn có giá cao nhất và tương đối khó thay thế nhất, so với các
thành phần khác của thức ăn.
Protein là hợp chất hữu cơ cấu tạo bởi các đơn vò acid amin, có trọng lượng
phân tử rất lớn. Protein cấu tạo từ bốn nguyên tố hóa học C,H,O,N với tỉ lệ Carbon:
51-55%; Hydrogen: 6,5-7.3%; Oxygen: 21,5-23,5% và đặc biệt Nitrogen có tỉ lệ ít
thay đổi khoảng 16%. Ngoài ra, còn một lượng nhỏ lưu huỳnh (0,5-2%) và Phosphorus
(0,5-1,5%) trong cấu tạo của protein. Để đònh lượng protein trong thức ăn, thông
thường Nitrogen tổng số được xác đònh bằng phương pháp Kjeldahl. Hàm lượng
protein được suy tính bằng cách nhân hàm lượng Nitrogen tổng cộng với hệ số 6,25
(16% nitrogen trong protein) với giả sử tất cả nitrogen trong thức ăn đều cấu tạo nên
protein. Do đó, giá trò đònh lượng protein trong thức ăn bằng phương pháp Kjeldahl
chỉ có giá trò tương đối và được gọi tên là protein thô (crude protein). Thực ra, thức ăn
còn chứa tỉ lệ nhỏ nitrogen như: urea, ammonia, TMO. Đó là đạm phi proteins (NPN:
non protein nitrogen). Đối với thú độc vò và các loài thủy sản đạm phi protein không

thức ăn. Trong đó, 20 AA phổ biến nhất
trong cấu tạo protein sinh vật. Một AA
hòa tan trong nước, có thể kết hợp với
một AA khác bằng cách: mất đi một phân
tử nước và tạo nên một Dipeptide nối với
nhau bằng nối Peptide. Khi trên 10 AA
nối với nhau, sẽ tạo thành Oligopeptide.
Khi rất nhiều AA nối nhau sẽ tạo nên
Polypeptide. Protein là cấu trúc của các
chuỗi Polypeptide xếp nhau theo cấu trúc
không gian ba chiều.
Hình IV. 2. Cấu trúc một phân tử protein
(Nguồn: Wikipedia, the free encyclopedia)
IV.2. SỰ TIÊU HÓA PROTEIN THỨC ĂN
Người ta tìm thấy Enzyme thủy phân protein thức ăn trong dạ dày, tụy tạng và
lớp tuyến ở thành ruột của các loài cá, tôm. Những enzyme này được thành lập từ
các tiền chất. Do đó, nguy cơ tự phân hủy các mô sản sinh ra các enzyme này không
thể xảy ra. Enzyme proteinase phân cắt các chuỗi polypeptide của protein. Tùy thuộc
vào vò trí nối peptides ở đầu hay ở giữa các phân tử, người ta chia ra 2 loại:
Endopeptidase hay Exopeptidase.
Endopeptidase thủy phân protein và các chuỗi polypeptides dài, thành các
polypeptides ngắn hơn. Endopeptidase quan trọng trong hệ thống tiêu hóa của cá.
Enzyme này gồm pepsin được tạo ra từ các zymogen Pepsinogen trong các màng
49
nhầy (mucosa) dạ dày. Pepsinogen chuyển thành pepsin khi pH thấp, do HCl tiết ra từ
các tuyến tiết ở dạ dày. Một Endopeptidase khác là Trypsin được sản sinh từ
zymogen Trypsinogen (chất tiết ra từ tụy tạng) và được biến thành Trypsin dưới tác
dụng của enterokinase, hay được hoạt hóa bởi chính trypsin của nó. Chymotrypsin
cũng thuộc nhóm này cùng với Cathepsin và Elastase.
Exopeptidase thủy phân các polypeptide, tạo sản phẩm cuối cùng là các AA.

22
5
14
19
10,5
57,0
114,0
42
219
266
Đối với các loài cá có dạ dày như trê phi (Clarias gariepinus) khi cá bột bắt
đầu ăn thức ăn bên ngoài, dạ dày vẫn chưa hoàn thiện. Ống tiêu hóa lúc này chỉ là
một túi ống (chưa phân biệt giữa dạ dày và ruột. pH trong ống tiêu hóa vẫn chưa hạ
thấp, nên tác dụng thủy phân của các pepsin chưa phát huy tác dụng. Trong khi đó,
kỹ thuật mô hóa học cho thấy: tế bào tụy tạng bắt đầu tiết các zymogen ngay khi cá
bắt đầu ăn. Như thế, dầu tụy tạng có hoàn thiện sớm, nhưng ở cá trê, phi dạ dày vẫn
50
chưa hoạt động hiệu quả, nên tác dụng tiêu hóa protein ở cá bột, giai đoạn này còn
hạn chế. Để khắc phục sự hạn chế tiêu hóa protein này, cá bột trong ngày đầu ăn
thức ăn, sử dụng enzyme tiêu hóa lấy từ thức ăn tự nhiên. Do đó, thức ăn nhân tạo dù
có thành phần dinh dưỡng tối ưu về dưỡng chất vẫn không thể thay thế hoàn toàn
thức ăn tự nhiên ti sống như Artemia, Moina, Rotifer trong ương nuôi ấu trùng các
loài thủy sản. Ấu trùng dùng thức ăn nhân tạo có tỉ lệ sống và trọng lượng thấp hơn
khi cho ăn thức ăn tươi sống. Tỉ lệ sống của cá bột tại thời điểm chuyển từ thức ăn
tươi sống sang thức ăn nhân tạo, thay đổi tùy thuộc vào giống loài cá. Thông thường,
những loài cá nước ngọt có thời gian chuyển tiếp từ 3 ngày đến 7 ngày. Cá biển có
thời gian chuyển tiếp dài hơn 7-10 ngày. Cá biệt, có trường hợp đến 2 tuần lễ như cá
bơn Đại Tây Dương (Pleuronectes platessa). Ấu trùng có kích thước càng nhỏ thì thời
gian chuyển tiếp càng lâu hơn, do mức độ hoàn thiện của cơ quan tiêu hóa ban đầu,
thấp hơn so với cá có kích thước lớn. Thí dụ trên cá basa (Pangasius bocourti), thức

thứ ba: gồm các loài cá hồi, có dạ dày phát triển ngay từ khi cá bắt đầu ăn thức ăn.
51
IV.2.1.2. Thành phần thức ăn và giống loài cá
Hoạt lực thủy phân protein của các enzyme tiêu hóa lệ thuộc vào thành phần
thức ăn của cá. Thức ăn nhiều protein và chứa ít cellulose, có tác dụng làm tăng hoạt
tính enzyme Trypsin và Pepsin trong ống tiêu hóa cá hồi (Salmo gairdneri) và ngược
lại. Thí nghiệm trên cá phi (O. niloticus): thức ăn chứa nhiều tinh bột, có tác dụng
hạn chế hoạt tính của enzyme tiêu hóa trypsin và chymotrypsin.
Hoạt tính enzyme tiêu hóa còn thay đổi theo trò số pH, như ở cá trê phi (Clarias
gariepinus), pH tối ưu cho pepsin hoạt động là 3,0. Chymotrysin và Trysin lần lượt là
8,2 và 7,8. Các loài cá có tính ăn khác nhau, hoạt lực enzyme tiêu hóa khác nhau. Cá
ăn động vật có hoạt lực enzyme tiêu hóa protein mạnh hơn cá ăn thực vật (Bảng IV.2).
Bảng IV.2. So sánh hoạt lực protease amylase của cá chép, cá hồi và cá chình
(100% là hoạt lực dùng làm nền để so sánh).
Loài cá Trọng lượng cá (g) Protease (%) Amylase (%)
Cyprinus carpio
Salmo gairdneri
Anguilla japonica
191
171
177
48
100
130
100
12
1
IV.2.2. Sự biến dưỡng protein
Sau khi protein thức ăn được tiêu hóa, các acid amin (AA) tiếp tục được biến dưỡng,
để giúp cơ thể tăng trưởng (như chức năng chủ yếu của protein) hoặc tạo năng lượng (là chức

thể như hormone, enzyme hay các mô mới để thay thế phần mô già cỗi; (2) sự dò dưỡng
với việc khử gốc amin, tạo ra bộ khung carbon có thể được sử dụng cho quá trình tạo
năng lượng hay lipid hóa. Biến dưỡng protein diễn ra ở nhiều cơ quan của cá. Gan và cơ
là hai cơ quan quan trọng liên quan đến sự biến dưỡng protein. Ngoài ra, các cơ quan
khác như: cơ đỏ, cơ trắng, mang cá, lớp mucosa ruột, cũng tham gia vào quá trình biến
dưỡng này. Bằng phương pháp đo lưu lượng acid amin chảy qua các cơ quan này, tốc độ
tổng hợp protein được tính cho từng cơ quan. Tốc độ này giảm dần theo thứ tự như sau:
gan > mang cá > ống tiêu hóa > cơ đỏ > cơ trắng (Bảng IV.3).
Bảng IV.3. Tốc độ tổng hợp protein (%/ngày) trong các cơ quan khác nhau khi cá
cho ăn ở mức thấp nhất và cao nhất và hiệu suất tổng hợp protein
Cơ quan Tốc độ tổng hợp protein Hiệu suất tổng hợp protein
Gan
Mang cá
Ống tiêu hóa
Dạ dày
Cơ đỏ
Cơ trắng
5,3 – 20,0
2,4 – 23,0
1,3 – 21,2
7,8 – 18,3
0,3 – 7,7
0,1 – 1,3
5
-
8
-
-
70
(Guillaume và ctv., 1999)

Phenylalanine/tyrosine
Serine
Tryptophan
Pyrimidine
Dopamine
Creatine, spermine
Purine, pyrimidine
Creatine, purine, porphyrine
Histamine
Polyamine, spermine
Carnitine
Taurine, choline, creatine, polyamine, glutathion
Catecholamine, hormone tuyến giáp
Choline, ethanolamine, trimethylamine
Serotonine, niacin
IV.2.2.3. Oxy hóa các acid amin
Động vật thủy sinh có quá trình dò dưỡng protein khác với động vật trên cạn.
Chúng oxy hóa một lượng lớn AA để tạo năng lượng. Sản phẩm sau cùng của sự oxy
hóa các AA là ammonia, thay vì urea hay uric acid như các động vật hữu nhũ và gia
cầm trên cạn. Sự dò hóùa các AA bắt đầu bằng phản ứng khử amin, trong đó nitrogen
cũng như lưu huỳnh và Iod được lấy đi. Trên cá có nhiều phương thức khử amin, nhưng
con đường phổ biến nhất và thường diễn ra là phản ứng chuyển amin (Transamination)
kết hợp với phản ứng khử amin bằng oxy hóa (Oxydative deamination).
 Phương thức chuyển amin
Hai phản ứng diễn ra hỗ tương nhau. Trong phương thức này phản ứng chuyển
gốc amin với -ketoglutaric acid để tạo thành glutamate và -ketoacid. Phản ứng
được xúc tác bởi các transaminase chuyên biệt cho từng loại acid amin. Bước kế tiếp
là phản ứng khử amin oxy hóa glutamate, để tạo thành -ketoglutaric, với xúc tác là
enzyme glutamate dehydronase. Phản ứng này thường đi đôi với chuỗi phản ứng
NAD và NADH. Sơ đồ tóm tắt phương thức oxy hóa AA bằng phản ứng chuyển và

acid) để tạo năng lượng. Sơ đồ chuyển
hóa các AA vào chu trình TCA, được
trình bày trong hình IV.6 kế bên.
Sự khử amin diễn ra chủ yếu tại ba
cơ quan như: gan, thận, và mang cá, và ở
một số cơ quan khác, nhưng mức độ
không đáng kể, bởi vì người ta đã ly trích
được enzyme glutamate dehydrogenase ở
nhiều cơ quan khác nhau.
Hình IV.6. Sơ đồ biến dưỡng của protein,
lipid và carbohydrate sản sinh năng lượng
thức ăn. (De Silva & Anderson, 1995)
 Khử amin bằng phản ứng oxy hóa
Sản phẩm của sự oxy hóa các acid amin là các keto-acid. Các keto-acid này
55
vào chu trình Krebs để giải phóng năng lượng. Còn gốc NH
3
được cá thải bỏ qua
mang, và nước tiểu. Cá có cơ chế thải bỏ rất hiệu quả các sản phẩm oxy hóa protein,
nên không gây độc hại cho hoạt động sống. Trái lại, những động vật trên cạn có khó
khăn trong việc loại bỏ sản phẩm oxy hóa protein, vì NH
3
tích lũy trong cơ thể, dẫn
đến ngộ độc.
CH
3
-CH-COOH + [O] > CH
3
-CH-COOH + NH
3

trimethylamine oxide (TMAO), creatine và creatinine cũng được bài tiết chung với
ammonia, nhưng chiếm tỉ lệ thấp hơn, chỉ khoảng 10-30%, tùy theo giống loài thủy sản.
Ammonia được sản sinh chủ yếu tại gan (60-70%) và phần còn lại được tạo ra
tại thận và cơ. Người ta ghi nhận ở cá hồi, sau bốn giờ được cho ăn, lượng ammonia
tăng đáng kể, từ 8 lên 35 mgN/kg cá/giờ. Trong khi đó, lượng urea trong nước tiểu
không thay đổi. Tỉ số giữa ammonia bài tiết và nitrogen trong thức ăn được ghi nhận
tăng lên, khi lượng protein trong thức ăn tăng. Điều này cho thấy sự liên hệ trực tiếp
giữa biến dưỡng protein trong thức ăn lấy vào và lượng ammonia bài tiết. Trong khi
đó, sự bài tiết urea không quan hệ gì đến lượng protein ăn vào.
56
IV.3. NHU CẦU PROTEIN
Trong dinh dưỡng học, câu hỏi luôn được đặt ra cho các nhà khoa học trả lời là:
hàm lượng protein trong thức ăn cung cấp cho cá, tôm là bao nhiêu? Vì khi cho ăn thiếu,
protein cá sẽ chậm tăng trưởng, các hoạt động sống khác như: sinh sản giảm và tỉ lệ
chết sẽ tăng cao. Trái lại, cho ăn thức ăn chứa lượng protein quá cao sẽ rất lãng phí. Do
đó, khái niệm nhu cầu protein được đặt ra và đã có rất nhiều tranh luận về nhu cầu
protein. Sau đây là đònh nghóa về nhu cầu này, của hội đồng khoa học quốc gia Mỹ
(NRC, 1993) “Nhu cầu protein là lượng protein tối thiểu có trong thức ăn, nhằm thỏa
mãn yêu cầu các acid amin để đạt tăng trưởng tối đa”.
Trong thực tiễn sản xuất, người ta thường nói nhu cầu protein của một loài cá
là 35% protein. Điều đó, có nghóa trong 100g thức ăn chứa 35g protein. Khái niệm
này cũng chưa đủ và khiếm diện, vì chỉ nói lên tính chất thức ăn mà không đề cập
đến tính chất của con cá. Khi lượng thức ăn cho cá ăn khác nhau, thì lượng protein cá
lấy vào sẽ khác nhau. Ví dụ, khi cho cá ăn tối đa, hay cho ăn giới hạn theo khẩu phần
ăn hàng ngày 2% hay 5%, lượng protein cá lấy vào sẽ khác nhau. Vì những lý do
trên, người ta đưa ra khái niệm:
- Nhu cầu protein tương đối là mức % protein có trong thức ăn.
- Nhu cầu protein tuyệt đối được đònh nghóa như lượng protein cá lấy vào từ
thức ăn trên một đơn vò thể trọng cá (g protein trong thức ăn trên kg cá).
Nhu cầu protein tương đối: thích hợp cho nhà sản xuất thức ăn trong việc phối

năng lượng trong thức ăn khác nhau tùy giống loài cá và tùy loại thức ăn, cần thận
trọng trong việc sử dụng các nguồn năng lượng thức ăn khác nhau. Nếu sử dụng hợp
lý nguồn năng lượng thức ăn, sẽ tiết giảm rất nhiều protein. Trường hợp ngược lại, sẽ
lãng phí nguồn năng lượng trong thức ăn và thậm chí còn ảnh hưởng đến khả năng
hấp thụ và sử dụng protein trong thức ăn.
Trong mối quan hệ giữa nhu cầu protein và mức năng lượng của thức ăn, mỗi
loài cá đều có một tỉ lệ thích ứng giữa protein và năng lượng. Dinh dưỡng học có nhiệm
vụ xác đònh tỉ lệ này sau thí nghiệm. Các mức nhu cầu protein và năng lượng thường
được thực hiện, với các loài cá ôn đới như: cá hồi, cá tầm Các loài cá nhiệt đới số liệu
nghiên cứu rất ít. Tuy nhiên, có thể tham khảo số liệu trên các loài cùng giống.
IV.3.1.2. Chất lượng và loại thức ăn sử dụng
Nhu cầu protein của cá lệ thuộc rất nhiều vào chất lượng protein trong thức ăn.
Loại protein có cân bằng các AA thiết yếu (EAA) và có độ tiêu hóa cao, sẽ dẫn đến
nhu cầu protein thấp hơn loại protein không cân bằng EAA. Do đó, những kết quả về
nhu cầu protein, thường kèm theo giá trò năng lượng và loại protein nào được sử dụng.
Protein đïc sử dụng nhiều nhất để xác đònh nhu cầu protein là: casein, kế đến là bột
cá Thực nghiệm trên cá trơn Mỹ (Ictalurus punctatus) cho thấy: sử dụng bánh dầu đậu
nành và gluten lúa mì, dẫn đến nhu cầu protein của cá cao hơn khi dùng casein.
IV.3.1.3. Trạng thái sinh lý của cá
Trạng thái sinh lý của cá bao gồm: tuổi, kích cỡ, và thời kỳ sinh sản. Các yếu
tố này đều ảnh hưởng đến nhu cầu protein của cá.
 Tuổi cá và kích cỡ cá
Nhu cầu protein sẽ giảm khi kích cỡ cá tăng, khi cá càng già nhu cầu protein
càng giảm. Cá O. niloticus trọng lượng 2,5g có nhu cầu protein khoảng 40-56%. Cá cỡ
6-30g, nhu cầu protein giảm xuống còn 30-35%. Cá nhỏ có nhu cầu protein cao, vì cá
nhỏ có sức tăng trưởng tương đối lớn hơn cá lớn. Điển hình như cỡ cá 1-2g, trong một

61
trưởng tối đa, lệ thuộc rất nhiều vào năng lượng thức ăn và loại protein sử dụng. Nếu
dùng casein (với mức năng lượng tiêu hóa 13-15 KJ/g thức ăn) nhu cầu protein chỉ

 Tuổi cá và kích cỡ cá
Nhu cầu protein sẽ giảm khi kích cỡ cá tăng, khi cá càng già nhu cầu protein
càng giảm. Cá O. niloticus trọng lượng 2,5g có nhu cầu protein khoảng 40-56%. Cá cỡ
6-30g, nhu cầu protein giảm xuống còn 30-35%. Cá nhỏ có nhu cầu protein cao, vì cá
nhỏ có sức tăng trưởng tương đối lớn hơn cá lớn. Điển hình như cỡ cá 1-2g, trong một
62
tuần lễ, trọng lượng cá có thể tăng gấp đôi. Trong khi, cá cỡ 6-30g, phải mất đến hai
tuần lễ, cá mới tăng gấp đôi trọng lượng. Do đó, thức ăn cho cá bột và cá giống phải có
mức protein cao hơn cá trưởng thành. Cũng thực nghiệm trên cá trơn Mỹ, nhu cầu
protein giảm theo tuổi cá:
- Cá bắt đầu ăn thức ăn, nhu cầu protein 58%
- Cá nặng 0,2g, nhu cầu protein 55%
- Cá nặng 1,7g, nhu cầu protein 54%
- Cá nặng 3-5g, nhu cầu protein 46-50%
- Cá nặng 14-100g, nhu cầu protein 35%
- Cá nặng 500g, nhu cầu protein 25%
Tương tự trên tôm sú, nhu cầu protein cũng giảm theo trọng lượng. Tôm giai
đoạn hậu ấu trùng (Post larvae), nhu cầu protein 42-45%, và giảm xuống 36% khi tôm
đạt kích cỡ 15g.
 Thời kỳ sinh sản
Cá bố mẹ, trong thời kỳ nuôi vỗ sinh sản, có nhu cầu protein cao hơn để sản
sinh tinh dòch hay noãn bào. Thường giai đoạn này, cá cái có nhu cầu protein cao hơn
cá đực. Cá đực thường thành thục sinh dục sớm hơn cá cái. Khi đã trưởng thành sinh
dục, cá đực cũng vào mùa sinh sản sớm hơn cá cái.
IV.3.1.4. Môi trường nuôi dưỡng
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ mặn cũng ảnh hưởng đến nhu cầu
protein của cá.
 Nhiệt độ
Do nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tăng trưởng, nên ảnh hưởng gián tiếp đến
nhu cầu protein của cá. Nhiệt độ tăng thường dẫn đến nhu cầu protein gia tăng. Nhu

(%)
Cá ăn động vật nước
ngọt hay mặn
Nhu cầu
protein (%)
Cá chép Ấn Độ
Cá chép
Rô phi
Cá măng biển
Cá da trơn Mỹ
25-28
30-35
28-35
23-27
25-35
Cá vược
Cá chẽm
Cá mú
Cá hồi các loại
Cá lóc
Cá chình
43-52
40-50
45-50
40-45
50-52
45-50
Tương tự ở tôm, những loài tôm ăn thòt như: tôm sú, tôm he Nhật Bản có nhu
cầu protein cao (40-45%), khi so sánh với những loài tôm ăn tạp, hay ăn tạp thiên về
thực vật như: tôm càng xanh, và tôm thẻ chân trắng. Chúng có nhu cầu protein thấp

Trọng
lượng cá
Tác giả
94,6 22,7 526 Page & Andrews (1973)
93,8 22,5 34 Garling & Wilson (1976)
96,7 23,2 10 Mangalik (1986)
85,4 20,5 266 Mangalik (1986)
Cá da trơn Mỹ
( I. punctatus)
80,4 19,3 600 Li & Lovell (1992)
O. mossamibicus
99,5 23,9 5,19 El Dahnar & Lovell (1995)
O. niloticus
110,0 26,4 1,7 Kubaryk (1980)
120,0 28,8 2,5 Winfree & Stickney (1981)
0. aureus
108,0 25,9 7,5 Winfree & Stickney (1981)
Cyprinus carpio
107,5 25,8 20 Takeuchi et al. (1979)
91,7 22,0 90 Cho & Kaushik (1985)Cá hồi vân
(O. mykiss)
104,6 25.1 94 Cho & Woodward (1989)
Clarias gariepinus
Cl. batrachus
Mytus nemurus
Epinephelus aeneus
Lates calcarifer
100,0
129,2
112,5

tối ưu P/E trên cá chép, có thể chấp nhận trong khoảng 25-26 mg/KJ.
 Cá trơn Mỹ tăng trưởng nhanh nhất, khi thức ăn chứa 36-40% protein, với
mức năng lượng trong khoảng 14,7-17,1 KJ/g thức ăn và tỉ lệ P/E thay đổi từ 19-23
mg/KJ. Page và Andrews (1971) cũng ghi nhận: cá trơn Mỹ kích thước lớn có nhu cầu
thấp hơn về protein và nhu cầu cao về năng lượng. Do đó, tỉ lệ P/E sẽ thay đổi theo
tuổi cá, cá càng lớn, P/E càng có khuynh hướng nhỏ đi. Cá trên 500 g, tỉ lệ P/E có thể
chỉ còn 19 mg/KJ, so với 22-23 mg/KJ của cá giống.
Hình IV.7. Tỉ lệ tối ưu protein so với năng lượng trong thức ăn cho cá mú
(Epinephelus malabaricus) (Tuan L. A., Williams K., 2006).
 Cá rô phi (O. nilolicus) có tỉ lệ P/E khá cao (Bảng IV.7). Giá trò trung bình
P/E trong khoảng 23-28 mg/KJ, ở mức protein thức ăn 25-35%. Tỉ lệ P/E của cá rô phi
có khuynh hướng giảm khi cá lớn. Điều này chứng tỏ: cá rô phi lớn có khả năng sử
dụng tốt năng lượng và cá lớn có yêu cầu năng lượng cao.
 Cá trê phi (Clarias gariepinus) nuôi ở nhiệt độ 29
o
C có tỉ lệ P/E là 24, nếu
dựa trên tăng trường. Nhưng nếu dùng hiệu quả sử dụng protein, để lựa chọn tỉ lệ P/E
tối ưu, thì P/E nên thay đổi từ 28 và 30.
 Các loài cá biển có khuynh hướng sử dụng thức ăn có hàm lượng protein cao,
do khả năng chia sẻ nhu cầu protein của năng lượng thấp. Vì thế tỉ lệ P/E của các
loài cá trung bình 26-27 mg/KJ.
Tỉ lệ P/E tối ưu giúp các nhà dinh dưỡng có thể tính toán năng lượng tối ưu cần
thiết khi thức ăn chứa một hàm lượng protein. Khi thiết kế thức ăn cá chẽm, hàm
66
lượng protein tiêu hóa chiếm 45%, năng lượng tiêu hóa phải đạt khoảng 4.860-4.950
kcal/kg, để đảm bảo tỉ lệ P/E khoảng 108-110 mg/kKcal.
IV.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHU CẦU PROTEIN
Nhu cầu protein theo đònh nghóa của Ủy ban Nghiên cứu Quốc Gia Mỹ (NRC,
1993) được xác đònh bằng phương pháp phản ứng với các liều lượng trong thức ăn (dose
response method). Trong phương pháp này, chỉ tiêu theo dõi là sức tăng trưởng của cá

Hàm lượng protein trong thức ăn
30 35 40 45 50 55 60
Trọng lượng đầu 6,5 c 6,8 cd 6,2 c 6,3c 6,4c 6,3c 7,2 d
Trọng lượng cuối 14,2 c 17,0 d 18,5 e 19,2ef 19,6 ef 19,4 ef 20,5 f
% Tăng trọng 119,3c 150,7d 197,3e 204,5ef 208,9ef 208,1ef 184,1f
Ghi chú: Các giá trò cùng hàng, có cùng ký tự thì không khác nhau về mặt thống kê.
Hình IV.9. Đồ thò đường gãy khúc theo số liệu bảng IV.8 để xác đònh nhu cầu protein
Đồ thò hình IV.9 cho thấy đường gãy khúc được vẽ, sau khi phân tích các số liệu
tăng trọng, với mức tăng trọng tương ứng với các mức protein thức ăn 45, 50, 55 và 60%
là không khác nhau. Tính trung bình các giá trò này, ta được giá trò của R là 40,7%,
tương ứng với mức tăng trọng 204,7.
Đường thẳng hồi qui y = 6.044X-58,7 là đường thẳng nối các điểm ở mức
protein 30, 35, 40 và 45% protein. Như vậy, giao điểm giữa đường hồi qui và đường
nằm ngang y = 201,4 là ra trò số 43,03%. Đây là mức có giá trò MSE nhỏ nhất và được
xem như mức protein tối thiểu, mang lại mức tăng trọng tối đa. Phương pháp này có
ưu điểm là tính toán dễ dàng, không cần mô hình hóa đường tăng trưởng, nhưng kết
quả chấp nhận được và hiện nay vẫn còn nhiều nhà nghiên cứu sử dụng.
IV.5.2. Phương pháp sử dụng đường cong hồi qui bậc hai
Theo Zeitoun và ctv, (1976), sự tăng trưởng của cá và lượng protein trong thức
0
50
100
150
200
250
300
30 35 40 45 50 55 60
Hàm lượng protein (%)
Tăng trọng của cá (%)
y=6,044X

bậc hai có giá trò đối xứng, sau khi đạt giá trò cực đại. Trên thực tế không có tăng
trưởng theo đường cong bậc hai
- Do đường cong bậc hai có hai nhánh đối xứng, nếu chọn giá trò cực đại của
đường cong cho nhu cầu protein, giá trò nhu cầu protein khá cao so với các phương
pháp khác. So sánh kết quả trên cá hồi: nhu cầu protein xác đònh theo phương pháp
đường cong bậc hai là 49,6% so với 43,0% của phương pháp đường cong gãy khúc.
Do đó, trong phương pháp đường cong bậc hai, giá trò nằm giữa hai giá trò X
0
và X
1
là
mức protein trong thức ăn mang lại hiệu quả kinh tế nhất. Ví dụ mức X
1
= 46,5% là
mức protein mang lại hiệu quả kinh tế nhất.
Cùng một kết quả thí nghiệm, nhưng sử dụng phương pháp khác nhau sẽ cho mức
protein thức ăn khác nhau. Vì thế, nhà nghiên cứu sẽ cân nhắc sử dụng phương pháp nào
cho kết quả tối ưu nhất, dựa vào dạng của đường cong biểu diễn kết quả thí nghiệm.
IV.5.3. Phương pháp đường cong sigmoid bão hòa với 4 và 5 thông số
Trong phương pháp mô hình tăng trưởng theo đường cong sigmoid, bão hòa với
y = -0.2474x
2
+ 24.56x - 397.57
R
2
= 0.9758
50
80
110
140

sở đó, ngành công nghiệp sản xuất các acid amin thiết yếu bổ sung vào thức ăn xuất
hiện, giúp cân đối nhu cầu acid amin.
Nghiên cứu đầu tiên trên cá chình Nhật Bản (Anguilla japonica) cho thấy, cá
chình cũng cần 10 acid amin thiết yếu như các động trên cạn. Ở các loài cá và tôm
khác như: cá chép, cá trơn Mỹ, cá rô phi, cá hồi, tôm sú và tôm thẻ chân trắng đều
cần 10 acid amin thiết yếu. Như vậy, cá cũng như các động vật thượng đẳng trên cạn
và một số động vật không xương sống, không có khả năng sinh tổng hợp một số acid
amin. Những acid amin này phải được cung cấp từ thức ăn. Chúng được gọi là những
acid amin thiết yếu (Essential acid amin, EAA).
IV.6.1. Các phương pháp xác đònh acid amin thiết yếu
Để xác đònh acid amin (AA) nào là thiết yếu, phương pháp cổ điển nhất được
sử dụng. Một hỗn hợp gồm nhiều loại AA được phối trộn, để cung cấp tất cả các nhu
cầu AA cho cá nuôi thí nghiệm. Hỗn hợp AA này được gọi hỗn hợp AA cân đối, vì
đảm bảo cá thí nghiệm tăng trưởng bình thường và không có biểu hiện bệnh lý. Kế
tiếp, từ hỗn hợp AA trên, người ta lấy ra từng loại AA cần xác đònh nhu cầu. Đem
cho cá ăn và so sánh mức tăng trưởng của cá thí nghiệm với cá được nuôi bằng hỗn
hợp cân đối AA (làm đối chứng). Nếu tăng trưởng cá thí nghiệm thấp hơn lô đối
(bK + Y
lim
X
n
)
(K + X
n
)
Y =
70
chứng, điều này chứng tỏ loại AA lấy ra từ hỗn hợp AA cân đối đã ức chế tăng
trưởng. Đó chính là một loại AA thiết yếu. Nose (1974) sử dụng phương pháp này để
xác đònh các AA thiết yếu trên cá chép. Ông sử dụng hỗn hợp chứa 18 AA làm hỗn

Histidine (HIS)
Isoleucine (ILE)
Leucine (LEU)
Lysine (LYS)
Threonine (THR)
Trytophan (TRY)
Valine (VAL)
Methionine >
Phenyalanine >
Alanine (ALN)
Asparagine (ASN)
Aspartate (ASP)
Glutamate (GLU)
Glutamine (GTM)
Glycine (GLY)
Proline (PRO)
Serine (SER)
Cystein (CYS) *
Tyrosine (TYR) *
* Acid amin thiết yếu một phần
71
IV.6.2. Nhu cầu acid amin thiết yếu
Người ta đã được xác đònh 10 loại AA thiết yếu trên 30 loài cá và một số động
vật giáp xác thủy sinh. Chúng giống như các AA thiết yếu trên gia súc và gia cầm.
Tuy nhiên, để đònh lượng nhu cầu từng loại AA thiết yếu trên từng loài cá, đòi hỏi
nhiều nỗ lực. Đến nay, chỉ 7 loài cá được xác đònh nhu cầu đònh lượng các AA thiết
yếu. Việc đònh lượng nhu cầu này đòi hỏi phương pháp và kỹ thuật phân tích tinh vi,
chính xác. Có nhiều phương pháp được sử dụng trong việc xác đònh nhu cầu của 10
AA thiết yếu. Các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp nào, là tùy theo điều kiện
của phòng thí nghiệm. Kết quả của các phương pháp tương đương nhau.

3,1 (1,2)
3,4 (1,4)
0,5 (0,2)
3,1 (1,2)
4,3 (1,6)
2,1 (0,8)
2,5 (0,9)
3,3 (1,3)
5,7 (2,2)
3,1 (1,2) *
6,5 (2,5) *
3,9 (1,5)
0,8 (0,3)
3,6 (1,4)
4,3 (1,0)
1,5 (0,4)
2,6 (0,6)
3,5 (0,8)
5,1 (1,2)
2,3 (0,6)
5,0 (1,2)
2,3 (0,5)
0,5 (0,1)
3,0 (0,7)
4,20
1,72
3,11
3,39
5,12
2,68

nằm trong ngoặc đơn là nhu cầu tính theo % vật chất khô.
Bảng IV.11. Nhu cầu acid amin thiết yếu của tôm sú và tôm thẻ chân trắng
(% protein) theo Halver và Hardy (2002)
Acid amin
thiết yếu
Nhu cầu
(% protein)
Giống loài Tác giả
Arginine
Histidine
Isoleucine
Leucine
Lysine
Methionine
Phenylalanine + Cys
Treonine
Tryptophan
Valine
5,3
5,5
2,2
2,7
4,3
5,2
3,1
4,5-5,2
3,5
7,7
3,5
0,5

có khác nhau giữa các loài cá. Sự khác nhau này có thể do khả năng chia sẻ với
cystein và tyrosine. Trái lại, nhu cầu acid amin thiết yếu tính theo % vật chất khô
khác biệt rất lớn giữa các loài cá khảo sát (Bảng IV.10).
Arginine
Arginine là một acid amin thiết yếu trên các loài cá tôm. Nhu cầu arginine trong
khoảng 3,5-4,5% mức protein, hay 1,0% đến 1,7% tính theo vật chất khô. Nhu cầu
arginine khác nhau giữa các loài, do khả năng sản xuất urea khác nhau. Thí nghiệm
trên gà và chuột, người ta ghi nhận có sự đối kháng giữa arginine và lysine trong việc
sử dụng. Nghóa là khi hàm lượng lysine quá thừa trong thức ăn sẽ dẫn đến mức nhu cầu
arginine cao, do arginase gia tăng trong cơ thể. Tuy nhiên, người ta không ghi nhận
được tác dụng đối kháng giữa hai loại acid amin này ở cá hồi và cá da trơn.
Arginine trong thức ăn được dùng để sản sinh creatine. Đây là một hợp chất
chứa năng lượng rất cao, dùng để tái sinh ATP trong cơ. Vai trò của creatine rất quan
trọng trong biến dưỡng của tôm, hơn của cá. Ngoài ra, arginine còn tác dụng đến sự
sản sinh insulin, vì thế, có tác dụng đến tăng trưởng. Arginine hiện diện khá cao trong
các nguyên liệu thực và động vật. Việc thiếu hụt arginine ít xảy ra, nên người ta
không chú ý đến việc bổ sung acid amin này.
73
Lysine
Nhu cầu lysine khoảng 5,1-5,7% theo hàm lượng protein, hay khoảng 1,2% đến
2,1% tính theo trọng lượng khô thức ăn. Sự thiếu hụt lysine dẫn đến sự thoái hóa cuống
đuôi ở cá chép và cá da trơn. Lysine còn là tiền chất của cartinine.
Lysine thường thiếu trong thức ăn gốc thực vật. Đặc biệt, các loại đạm thực
vật có tỉ lệ lysine rất thấp, so với các loại thức ăn gốc động vật. Để cân đối nhu cầu
lysine trong thức ăn, L-lysine tinh khiết (95-98%) được ly trích từ các dung dòch nuôi
cấy vi khuẩn, được dùng phổ biến trong thức ăn gia súc và thủy sản.
Histidine
Nhu cầu histidine trong thức ăn thủy sản khoảng 1,6% đến 2,1%, tính theo %
protein thức ăn, hay 0,4% đến 0,8% trọng lượng thức ăn khô. Histidine có vai trò quan
trọng trong cấu trúc bậc bốn của protein. Histidine thường gắn với gốc ion kim loại, nên