LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2011

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

Nguyễn Văn Nguyện
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỨC ĂN
CÔNG NGHIỆP CHO CÁ MÚ CHẤM CAM (Epinephelus
coioides) NUÔI THƯƠNG PHẨM 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. PGS.TSKH. LÊ XUÂN HẢI.


Xin cảm ơn tập thể cán bộ thuộc bộ môn cá biển của Trung Tâm Quốc Gia Giống
Hải Sản Nam Bộ tại Vũng Tàu, nơi đã giúp tôi nghiên cứu thành công nuôi in
vivo đánh giá hiệu quả thức ăn.

Tác giả luận án
Nguyễn Văn Nguyện i
LỜI CAM ĐOAN
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 chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2011
Tác giả luận án
Nguyễn Văn Nguyện

1.1.2.2. Nhu cầu carbohydrate 9
1.1.2.3. Nhu cầu lipid 10
1.1.2.4. Nhu cầu vitamin và khoáng chất 11
1.1.2.5. Nhu cầu năng lượng và cân bằng năng lượng 12
1.1.3. Khả năng tiêu hóa của cá mú chấm cam 14
1.2. Đặc tính lý, hóa của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn
nuôi thủy sản 16
1.2.1. Đặc tính của một số nguyên liệu chính trong sản xuất thức ăn nuôi
thủy sản 16
1.2.1.1. Bột cá
16
1.2.1.2. Bã nành
17
1.2.1.3. Bột mì và gluten bột mì 17
1.2.1.4. Dầu thủy sản
18
1.3. Công thức thức ăn vật nuôi thủy sản 20
1.4. Công nghệ sản xuất thức ăn công nghiệp nuôi thủy sản 24
1.4.1. Hiện trạng thức ăn nuôi cá mú trong và ngoài nước
24
1.4.2. Qui trình công nghệ sản xuất thức ăn thủy sản 25
1.4.3. Tạo viên bằng phương pháp ép đùn 27
1.4.4. Kỹ thuật ép đùn khô 28
1.4.5. Sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình chế biến và bảo quản 29
1.4.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép đùn 31
1.5. Một số đặc tính vật lý của thức ăn ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng thức
ăn trong nuôi trồng thủy sản 33

iii
1.5.1. Dung trọng 34

2.2.4.3. Tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp vùng cấm 49
2.3. Phương pháp nuôi đánh giá hiệu quả thức ăn 51
2.3.1. Bố trí thí nghiệm 51
2.3.2. Đánh giá hiệu quả thức ăn 52

2.4. Phương pháp mô tả, phân tích, xử lý số liệu 52 iv
Chương 3
– KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN
3.1. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁ MÚ CHẤM CAM VÀ ĐẶC
TÍNH LÝ, HÓA CỦA NGUYÊN LIỆU LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG CÔNG THỨC
THỨC ĂN
53
3.1.1. Đặc điểm sinh học của cá mú chấm cam 53
3.1.1.1. Đặc điểm về thành phần khối lượng 53
3.1.1.2. Thành phần hóa học 53
3.1.1.3. Thành phần acid amin của cá giống nguyên con 54
3.1.1.4. Thành phần acid amin thiết yếu của cá giống 55
3.1.1.5. Thành phần acid béo của cá 57
3.1.1.6. Đặc điểm cấu tạo hệ tiêu hóa chính của cá mú chấm cam 58
3.1.1.7. Điện di phát hiện hoạt tính enzym tiêu hóa 59
3.1.1.8. Hoạt tính enzyme ở các cơ quan tiêu hóa 60
3.1.2. Nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản 62
3.1.2.1. Mô hình nguyên liệu trong sản xuất thức ăn vật nuôi thủy sản 62
3.1.2.2. Nguyên liệu cung cấp protein 64

3.4.3. Đánh giá tăng trưởng của cá nuôi 111
3.4.4. Tỷ lệ sống của cá thí nghiệm 113
3.4.5. Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá thí nghiệm 114

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115
Kết luận 115
Kiến nghò
116
DANH MỤC CÔNG TRÌNH 117
TÀI LIỆU THAM KHẢO 119
E.coioides Epinephelus coioides.
FCR Hệ số chuyển đổi thức ăn (Feed conversion ratio).
GE Năng lượng tổng (Gross energy).
HPLC Sắc ký lỏng cao áp (High pressure liquid chromatography).

vii
HUFA Acid béo cao không no (High unsaturated fatty acids).
HTST Nhiệt độ cao thời gian ngắn (High temperature short time).
HMT Hàm mục tiêu.
K-V Khoáng – Vitamin.
L-AA Vitamin C (L-acid ascorbic).
LP Qui hoạch tuyến tính (Linear Programming).
M Độ ẩm (Moisture).
ME Năng lượng biến dưỡng (Metabolizable energy).
NCNT TS2 Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản 2.
NT
Nghiệm thức.
NFE Dẫn xuất không đạm (Nitrogen Free Extract).
NRC Hội đồng nghiên cứu quốc gia (National Research Council).
PUFA Acid béo cao không no (Polyunsaturated fatty acid).
RSM Bề mặt đáp ứng (Response Suface Methodology).
S-SDS-PAGE Điện di cơ chất SDS-PAGE (Substrate Sodium Dodecylsulfate
Polyacrylamite gel electrophoresis)

SFS Các loài ăn chậm (Slow Feeding Species).
SGR Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (Specific Growth Rate).
SX Sản xuất.
T Nhiệt độ (Temperature).
TAN Total ammonia nitrogen.
TLS Tỉ lệ sống

P/E Tỉ lệ protein / năng lượng.
r
i
Hàm mục tiêu thành phần thứ i.
R (Z
R
) Nghiệm Pareto tối ưu.
T (ph) Thời gian đo.
T (t
0
C) Nhiệt độ vùng ép.
X
i
Tỉ lệ thành phần của nguyên liệu thứ i trong CTTA.
X
i
R
Nghiệm tối ưu.
Y
i
Hàm mục tiêu thứ i trong CTTA.
∂ (g/cm
3
) Dung trọng.
ζ (ph)
Độ bền trong nước.
Ø Đường kính viên thức ăn. ix

Bảng 3.19. Các giá trò I
j
, r
j
và R
j
ứng với I
j
min
của các BTTƯ một mục tiêu 83
Bảng 3.20. Giá trò HMT tương ứng với nghiệm tối ưu 84
Bảng 3.21. CTTA nuôi cá mú chấm cam 85
Bảng 3.22. Số liệu thực nghiệm tạo viên theo phương án tối ưu hóa D 88

x
Bảng 3.23. Đặc tính vật lý của thức ăn FON và UP 106
Bảng 3.24. Thành phần hóa học của thức ăn FON và UP 106
Bảng 3.25. Kết quả kiểm tra vi sinh 107
Bảng 3.26. Nhu cầu EAAs, cystine, tyrosine của cá (% trong 100g mẫu) 107
Bảng 3.27. Thành phần acid béo của cá và FON (% tổng acid béo) 108
Bảng 3.28. Hàm lượng TAN (mg/l), pH trong các bể nuôi 110
Bảng 3.29. Tăng trưởng chiều dài của cá (cm) theo thời gian nuôi 111
Bảng 3.30. Tăng trưởng theo chiều dài (cm) của cá lúc thu hoạch 112
Bảng 3.31. Tăng trưởng khối lượng của cá (g) theo thời gian nuôi 112
Bảng 3.32. Tăng trọng của cá lúc thu hoạch (g/con) 113
Bảng 3.33. Tỉ lệ sống (%) của cá thí nghiệm 113
Bảng 3.34. Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá thí nghiệm 114

Hình 3.3. Mô hình nguyên liệu dùng trong sản xuất thức ăn vật nuôi
63
Hình 3.4. Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam
86
Hình 3.5. Không gian hàm mục tiêu của bài toán tối ưu hai mục tiêu 102
Hình 3.6. Sơ
đồ qui trình công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam 104
Đồ thò 3.1. Thành phần hóa học của một số bã nành 67
Đồ thò 3.2. Thành phần hóa học của một số nguyên liệu cung cấp carbohydrate
69
Đồ thò 3.3.
Ảnh hưởng của độ ẩm và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 89
Đồ thò 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ cấp liệu đến dung trọng
90
Đồ thò 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến dung trọng 90
Đồ thò 3.6. Ảnh hưởng của chiều cao viên và tốc độ cấp liệu đến dung trọng 90
Đồ thò 3.7. Ảnh hưởng của độ ẩm và tốc độ cấp liệu đến độ bền trong nước 95
Đồ thò 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ cấp liệu đến độ bền trong nước 95
Đồ thò 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến độ bền trong nước 95
Đồ thò 3.10. Ảnh hưởng của chiều cao viên, độ ẩm vật liệu đến độ bền trong nước 96
Đồ thò 3.11. Quan hệ giữa dung trọng và tốc độ chìm 99
Đồ thò 3.12. Biến động nhiệt độ trong bể nuôi 109
Đồ thò 3.13. Biến động độ mặn trong bể nuôi 109

1
MỞ ĐẦU
Ngành thủy sản nước ta đã có những bước tiến vượt bậc và gặt hái được
nhiều thành tựu trong những năm gần đây. Để đạt được những thành quảû to lớn
trong việc đa dạng hóa đối tượng nuôi, nâng cao hiệu quả nuôi, cần có một chiến
lược phát triển và lộ trình hợp lý với sự nỗ lực, kết hợp và tác động của nhiều

cho cá mú chấm cam ở Việt Nam phù hợp với thực trạng, qui mô và xu thế
phát triển theo hướng hiệu quả- bền vững là vấn đề tiên quyết đặt ra cho
các nhà khoa học và đây cũng chính là mục tiêu của đề tài luận văn.
Mục tiêu cơ bản của công trình nghiên cứu bao gồm:
 Xây dựng được công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá mú chấm cam phù hợp với
thực trạng, qui mô và điều kiện của Việt Nam.
 Tạo được viên thức ăn nuôi cá mú chấm cam đảm bảo cá phát triển tốt, tỉ lệ
sống cao và hệ số tiêu tốn thức ăn thấp.
Để thực hiện mục tiêu đề ra, đề tài đã tiến hành thực hiện các nội dung nghiên
cứu sau:
1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của cá mú chấm cam và đặc tính lý, hóa của
nguyên liệu làm cơ sở xây dựng công thức thức ăn.
2. Nghiên cứu xây dựng công thức thức ăn nuôi cá mú chấm cam.
3. Nghiên cứu qui trình và chế độ công nghệ tạo viên thức ăn nuôi cá mú chấm
cam.
4. Nuôi khảo nghiệm, đánh giá hiệu quả thức ăn.
3
Các điểm mới của luận án
1. Đã chuyển bài toán xây dựng công thức thức ăn với một mục tiêu giá thành
sang bài toán bốn mục tiêu bao gồm giá thành, hàm lượng protein, lipid và
NFE. Về mặt toán học đã đề xuất phương pháp chuyển các giới hạn ràng
buộc về thành phần dinh dưỡng thành các hàm mục tiêu bổ sung. Đã ứng
dụng phương pháp vùng cấm để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong xây
dựng công thức thức ăn và xây dựng được công thức thức ăn nuôi cá mú
chấm cam có nguồn gốc tại Việt Nam đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và có giá
thành hợp lý.
2. Nghiên cứu tối ưu hóa chế độ công nghệ tạo viên thức ăn đã xác đònh được

phương pháp nghiên cứu gồm 15 trang; Chương 3 - Kết quả và thảo luận với tổng
cộng 62 trang, Kết luận và kiến nghò gồm có 02 trang. Ngoài ra còn có danh mục
các công trình, tài liệu tham khảo tiếng Việt, Anh, Nga gồm 14 trang và các phụ
lục. 5
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. ĐẶC ĐIỂM DINH DƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG TIÊU HÓA CỦA CÁ MÚ
CHẤM CAM (E.coioides)
Việt Nam cá mú được nuôi tập trung tại các vùng duyên hải và cửa sông
dọc theo các tỉnh ven biển từ Bắc đến Nam. Đặc biệt các tỉnh miền Trung và
Nam Bộ như Phú Yên, Khánh Hoà, Bà Ròa -Vũng Tàu. Các phương thức nuôi là
tận dụng ao nuôi tôm hoặc nuôi bè. Lê Đình Bửu & Clausen (2004) đã khảo sát
về hiện trạng và tiềm năng của nghề nuôi cá mú tại Khánh Hòa cho rằng cá mú
được nuôi chủ yếu trong ao đất với mật độ thấp (1-2 con/m
2
) và tập trung nhiều ở
Cam Ranh, thức ăn chủ yếu cho cá là cá tạp.

đoạn phát triển. Đối với cá giống thì số lần cho ăn từ 2 - 5 lần/ngày, giai đoạn từ
20-100 g là 02 lần/ngày và giai đoạn cá có khối lượng cá thể lớn hơn 100 g thì chỉ
nên cho ăn 1- 2 lần/ngày, giai đoạn lớn hơn 200 g/con thì số lần cho ăn là 01
lần/ngày với tỉ lệ thức ăn cho ăn thay đổi theo hướng giảm dần khi cá càng lớn (4
-1%) so với khối lượng thân cá [2, 20, 57, 58, 63, 88, 93, 102].
Thói quen và tập tính ăn của cá là những yếu tố góp phần thể hiện khả
năng tiêu hóa của cá, mức độ tiêu tốn thức ăn và những tác động đến môi trường
nước nuôi. Số lần cho ăn, tỉ lệ sử dụng thức ăn, độ bền trong nước của thức ăn ảnh

7
hưởng đến hiệu quả sử dụng thức ăn và rõ ràng liên quan mật thiết với hiệu quả
nuôi cá. Do vậy việc xác đònh thói quen, thời gian ăn, số lần cho ăn là những cơ
sở quan trọng trong việc nghiên cứu công nghệ sản xuất thức ăn nuôi cá.
1.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của cá mú chấm cam
Việc nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng cho các đối tượng nuôi thủy sản là
khá phức tạp và hầu hết các nhà dinh dưỡng đều cho rằng nhu cầu dinh dưỡng
của cá là một lónh vực nghiên cứu không hề đơn giản, tốn nhiều thời gian, công
sức và thậm chí nhiều công trình, dự án nghiên cứu phải mất hàng thập kỷ mới có
thể tìm hiểu và đánh giá được nhu cầu dinh dưỡng của đối tượng thủy sản. Trong
ngành dinh dưỡng học, những vấn đề luôn được đặt ra đối với vật nuôi như nhu
cầu về protein, lipid, carbohydrate, acid amin, acid béo thiết yếu, tỉ lệ giữa
protein và năng lượng … [2, 8, 10, 13, 41, 44, 55, 99, 108, 112].
1.1.2.1. Nhu cầu protein
Để thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng của cá, thành phần các acid amin trong
thức ăn phải được cân đối để protein khẩu phần được sử dụng triệt để. Việc bổ
sung hàm lượng acid amin khẩu phần vượt quá mức qui đònh không những tốn
kém mà còn tiêu hao năng lượng để đào thải. Nhu cầu về hàm lượng, tỉ lệ các
acid amin thiết yếu (EAAs) trong khẩu phần thay đổi ở các loài khác nhau [55,
79]. Wilson & Cowey (1985) cho rằng thành phần a.a của cơ thòt cá về cơ bản
không thay đổi nhiều trong cùng một loài cá. Ngoài ra Meyer & Fracalossi

Giri & cộng sự (2004) còn đưa ra nhu cầu protein và lipid tối ưu cho cá mú cọp
giống (E. fuscoguttatus) lần lượt là 47% và 9%, ở giai đoạn cá lớn (>250 g) nhu
cầu protein tối ưu là 38%. Nghiên cứu của Rachmansyah & cộng sự (2000) từ
phân tích đường cong tăng trưởng đã xác đònh được nhu cầu protein tối ưu của cá

9
mú lưng gù (Cromileptes altivelis) giống là 45,23%. Đối với cá mú điểm gai
(E.mabalaricus), Cheng & Tsai (1994) cho rằng nhu cầu protein của cá mú giống
(3,8 g) là 47,8%, Shiau & Lan (1996) đưa ra nhu cầu protein trong khoảng 44-
50%, Lê Anh Tuấn (2005) cho rằng nhu cầu protein và lipid của cá giống (16,94
± 1,32 g) lần lượt là 49,7% và 11%, năng lượng tổng (GE) là 3,39 kcal/g thức ăn,
Lê Anh Tuấn (2007) còn cho rằng nhu cầu của cá mú điểm gai (17 ± 1,3) là 55%
protein, 12% lipid và tỉ lệ protein thô/ năng lượng (CP/GE) là 28 (g/MJ).
Đối với cá mú chấm cam, nghiên cứu của Toledo (2002) đối với giai đoạn
(50 -100 g/con) cho thấy cá phát triển tốt, tỉ lệ sống cao và hệ số chuyển đổi thức
ăn thấp (1,5 ± 0,05) ở protein tối ưu 44%. Eusebio & cộng sự (2003) cho rằng cá
mú chấm cam (2-5 g/con) có nhu cầu protein từ 44 - 48%. Millamena & Toledo
(2004) khi nghiên cứu thay thế bột cá bằng phụ phẩm động vật với khẩu phần
protein thay đổi từ 43 - 68% và cho rằng nhu cầu protein tối ưu là 44,8% và có
thể thay thế 80% bột cá bằng bột thòt xương mà vẫn đảm bảo cá phát triển tốt.
Nghiên cứu của Luo & cộng sự (2005) đã đưa ra nhu cầu protein tối ưu cho cá mú
chấm cam giống là 48%. Huang & cộng sự (2005) cho rằng đối cá mú chấm cam
giống, khẩu phần protein tối ưu là 45,5% và năng lượng (GE) là 14,22 KJ/g thức
ăn [41, 55, 59, 67, 69, 73, 83, 97, 100].
1.1.2.2. Nhu cầu Carbohydrate
Xét về đặc tính vật lý thì thành phần carbohydrate với một lượng nhất đònh
trong khẩu phần sẽ giúp tạo nên kết cấu bền, ổn đònh trong môi trường nước của
viên thức ăn. Các loài cá ăn thòt và đặc biệt cá biển có khả năng biến dưỡng
carbohydrate không cao. Một số loài cá không có enzyme cellulase để tiêu hóa
cellulose và vì vậy chất xơ thường được xem như là nguồn năng lượng thừa, tuy

Alava & Priolo (2002) cho rằng cá biển không có khả năng chuyển 18:3(n-3)

11
thành 20:5(n-3) (EPA) do khả năng chuyển đổi về dạng EPA thấp hoặc không
đáng kể. Ngoài ra, khả năng chuyển các acid béo 20:n-3 thành DHA rất nhỏ và
không có khả năng chuyển 18:2(n-6) thành 20:4(n-6) (ARA). Khả năng chuyển
đổi các acid béo C18 sang HUFA rất cao ở cá nước ngọt nhưng lại rất hạn chế ở
cá biển, do vậy việc sử dụng các nguồn chất béo như dầu cá biển là yêu cầu bắt
buộc khi sản xuất thức ăn cho cá biển. Cá biển có nhu cầu n-3 HUFA cao, đặc
biệt là EPA và DHA [56, 92, 98, 110]. Nhu cầu DHA cho cá biển ở giai đoạn cá
giống là 1,6 - 3,7% (NRC, 1993) và có sự liên hệ giữa tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ
sống với thành phần acid béo của ấu trùng E.coioides (Alava & cộng sự, 2004).
u trùng có hàm lượng DHA hoặc EPA cao sẽ tăng trưởng nhanh và có tỉ lệ sống
cao hơn loại có hàm lượng HUFA thấp hơn [30, 56, 71, 80].

New (1987) cho rằng nhu cầu lipid của cá mú khoảng 14%, nghiên cứu
của Giri & cộng sự (2004) thì nhu cầu lipid của cá mú chấm cam (5 - 6 g) từ 8-
10% và tỉ lệ hàm lượng HUFA n-3 tối ưu là 1%. Milamena & cộng sự (2004) đưa
ra nhu cầu lipid của mú chấm cam giống (3-8 g) khoảng 7-10% trong thức ăn.
Shiau & Lin (2003) thì cho rằng nhu cầu chất béo cho cá mú chấm cam giống (5
– 20 g) là xấp xỉ 9% [74, 79, 97]. Nhu cầu acid béo thiết yếu của một số loài cá
biển được nêu ra ở phụ lục 1, bảng 1.1.
1.1.2.4. Nhu cầu vitamin và khoáng chất
Vitamin là dưỡng chất hữu cơ thiết yếu đối với vật nuôi nói chung và có
vai trò hết sức quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển và hoạt động của cá.
Nhiều triệu chứng thiếu vitamin xảy ra đối với cá mà phổ biến nhất là thiếu
vitamin B
1
. Vitamin E có đặc tính chống oxy hóa do vậy có thể đưa vào thành
phần thức ăn với hàm lượng cao, đặc biệt những thức ăn chứa nhiều hàm lượng