Nguyên liệu đạm thay thế bột cá trong thức ăn chăn nuôi và thủy sản

Tác giả TS. Nguyễn Duy Hòa, ngày đăng 20/01/2022

Ngành thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản ngày một tăng trưởng làm gia tăng sử dụng nguyên liệu đạm, đặc biệt các loài nuôi thủy sản lợ, mặn như tôm và cá biển sử dụng hàm lượng cao đạm bột cá trong công thức. Tuy nhiên, nguồn cung này đang dần khan hiếm, đòi hỏi cấp bách một sự thay thế.

Đến nay, các nguyên liệu thay thế bột cá đã và đang phát triển nhưng thương mại hóa trên diện rộng đảm bảo được hiệu quả vật nuôi khi thay thế bột cá cũng chỉ tập trung vào các nguyên liệu đạm thực vật phổ biến như đạm bắp tinh khiết và đậm đặc Empyreal 75, đạm bắp lên men MOTIV, đậu nành lên men (từ Đài Loan, Hàn Quốc) hay các loại đậu nành thủy phân đậm đặc (HP300, Provisoy), trong khi các nguồn đạm từ động vật hay vi khuẩn (đạm côn trùng Insect meal hay đạm vi khuẩn Novacq) vẫn chưa đạt quy mô thương mại do các khó khăn về công nghệ sản xuất và sự sẵn có hay tính ổn định của công nghệ sản xuất. Nguyên liệu thay thế bột cá cần đáp ứng nhiều tiêu chuẩn để đạt được hiệu quả tốt ở vật nuôi.

Tiêu chuẩn dinh dưỡng

1. Chất lượng đạm

Nguồn đạm phải cao cấp (tối thiểu 60%, tốt nhất phải trên 65% và có thành phần axit amin gần như bột cá), đạm phải tinh khiết và phải có độ tiêu hóa cao.

2. Giàu peptides và peptides sinh học

Chất lượng đạm không chỉ thể hiện ở hàm lượng axit amin và độ tiêu hóa mà hàm lượng cao về đạm hòa tan (peptides có kích thước < 10 K Da) và peptides sinh học (có kích thước < 1 K Da). Chức năng của peptides không chỉ giúp vật nuôi ngon miệng mà còn tăng cường sức khỏe và sức đề kháng cho vật nuôi, đặc biệt các peptides sinh học vô cùng quan trọng trong việc tăng cường sức khỏe vật nuôi và kháng khuẩn. Sản phẩm đạm bắp đậm đặc lên men MOTIV chứa 5,33% đạm hòa tan (peptides có kích thước < 10.000 Da) và 3,08% đạm peptides sinh học (peptides có kích thước < 1.000 Da).

3. Chất lượng béo và axit béo

Hầu hết các loài ăn động vật hay giai đoạn đầu đời của tất cả các loài sinh vật thường thiên về thức ăn có hàm lượng đạm cao, sử dụng nhiều bột cá trong công thức còn do nhu cầu dinh dưỡng cao về các axit béo mạch dài (EPA, DHA, ARA) trong khi đạm thực vật chỉ cao về các axit béo mạch ngắn (Linoleic hay Linolenic acids). Vì vậy, khi sử dụng các nguồn đạm bắp đậm đặc, đạm bắp lên men hay đạm đậu nành lên men, đạm đậu nành thủy phân đậm đặc cho các loài tôm, cá dữ (carnivorous species) cần phải bổ sung các loại dầu cá biển giàu axit béo EPA, DHA và ARA.

4. Chất lượng xơ và carbohydrates

Hàm lượng xơ và carbohydrate phải thấp trong nguyên liệu đạm là rất quan trọng vì đa số các loài đòi hỏi lượng bột cá cao trong thức ăn là các loài ăn thiên động vật thì nhu cầu rất thấp về chất xơ và tinh bột. Mà một trong hạn chế của các nguồn đạm không tinh khiết như đạm bắp Corn Gluten Meal là hàm lượng tinh bột còn cao (xấp xỉ 20%) cũng như hàm lượng độc tố biến động cao trong khi đạm bắp đậm đặc và tinh khiết Empyreal 75 có hàm lượng tinh bột rất thấp (tối đa 1%) và hàm lượng Mycotoxin rất thấp và đảm bảo tiêu chuẩn cho thức ăn chăn nuôi và thủy sản, đáp ứng tiêu chuẩn Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm của Mỹ (FDA) về thức ăn không có gluten. Tương tự, do các loại đạm đậu nành lên men và đậu nành thủy phân đậm đặc không tinh khiết nên hàm lượng carbohydrate ở các loại đạm này rất cao (23% carbohydrates trong HP300 và 24,3% carbohydrates trong Soytide) cùng với hàm lượng kháng dưỡng là nguyên nhân làm giảm tỷ lệ thay thế bột cá của các loại đạm này trong khi hàm lượng carbohydrates của đạm Empyreal 75 chỉ 5,3% và của MOTIV chỉ 1,7% nên tỷ lệ thay thế bột cá đạt được ở mức cao hơn nhiều khi sử dụng Empyreal 75 (tỷ lệ thay thế bột cá từ 5 – 30%) hay MOTIV (tỷ lệ thay thế bột cá từ 5 – 20%).

5. Chất lượng khoáng

Bột cá là nguồn giàu khoáng chất và vitamin, đặc biệt Canxi và Phốt pho trong khi các loại đạm thực vật ngoài hàm lượng thấp Canxi và Phốt pho thì tính hữu dụng cũng thấp do yếu tố phytates trong đạm thực vật. Tuy nhiên, các nguồn đạm thực vật lên men hay thủy phân cũng gia tăng độ tiêu hóa Phốt pho nhờ sự giải phóng phytates để tăng độ hữu dụng của Phốt pho, đặc biệt các đạm thực vật lên men bằng Lactobacillus sp. (MOTIV có độ tiêu hóa Phốt pho đạt 94,8%).

6. Hàm lượng và chất lượng cholesterol

Bột cá hay các đạm có nguồn gốc biển như bột ruốc biển (Krill meal) hay bột mực (Squid meal) không những cao về cholesterol mà chất lượng cholesterol cao và phù hợp cho các loài giáp xác như tôm, cua. Khi thay thế bột cá cho thức ăn tôm cần phải bổ sung nguồn cholesterol có nguồn gốc từ biển để đảm bảo hiệu quả tôm nuôi vẫn đạt mong muốn.

7. Hàm lượng kháng dưỡng

Đậu nành là nguồn đạm tuyệt vời về axit amin và rẻ tiền nhưng kháng dưỡng và carbohydrates cao trong các loại đậu nành, kể cả đậu nành lên men hay thủy phân vẫn là yếu tố hạn chế lớn nhất khi thay thế bột cá, đặc biệt thức ăn cho các đối tượng cá biển và tôm. Yếu tố kháng dưỡng và carbohydrate cao là lý do thường cá hồi chỉ dùng tối đa 5% tổng các loại đậu nành trong công thức. Tuy nhiên, đậu nành rất thích hợp cho các loài cá nước ngọt với hàm lượng sử dụng trong công thức nếu muốn giảm tác động bất lợi của kháng dưỡng nên dùng tối đa 35% cho cá nước ngọt, trong khi ở tôm chỉ nên dùng tối đa 20% nếu sản xuất thức ăn tôm nuôi thâm canh.

8. Hàm lượng độc tố nấm mốc (mycotoxins)

Hàm lượng độc tố nấm mốc cao và biến động lớn, cùng với hàm lượng tinh bột cao (20%) cũng là hạn chế mà đạm bắp đậm đặc Corn Gluten Meal không đạt yêu cầu tốt cho hiệu quả vật nuôi khi thay thế bột cá trong khi đạm bắp tinh khiết Empyreal 75 rất thấp tinh bột (tối đa 1%) và lượng mycotoxin rất thấp và an toàn nên tỷ lệ thay thế bột cá của Empyreal 75 từ 5% đến 30% trong công thức vẫn duy trì hiệu quả vật nuôi tốt.

Tiêu chuẩn dẫn dụ và ngon miệng

Các loại đạm thực vật có xử lý enzymes hay lên men và giàu axit amin glutamine (glutamic acid) đảm bảo được sự ngon miệng cho vật nuôi nhưng tính dẫn dụ không đáp ứng được như các loại đạm bột cá. Vì vậy, khi dùng các loại đạm thực vật thay thế đạm bột cá cần phải bổ sung các nguyên liệu hay dinh dưỡng dẫn dụ. Nguyên liệu dẫn dụ có thể dùng cho các loài cá biển và tôm là bột mực, bột krill hay bột cá thủy phân (2 – 5%) hay bột gan mực (tối thiểu 7%) trong khi các loại dịch cá, dịch tôm hay đạm gia súc, gia cầm thủy phân có thể dùng cho các loài cá nước ngọt (1,5 – 3,5%).

Các loại đạm thay thế bột cá đã được thương mại hóa

Hiện nay, các loại đạm được sử dụng thay thế bột cá tại Việt Nam phổ biến là đạm bắp đậm đặc Empyreal 75, đạm đậu nành lên men Soytide và đạm đậu nành thủy phân HP300 dùng chủ yếu cho các loài gia súc giai đoạn nhỏ (thức ăn heo con) và các loài cá. Cargill Mỹ gần đây đã phát triển một loại đạm bắp đậm đặc lên men cao cấp để dùng cho thức ăn tôm là đạm MOTIV.

MOTIV được lên men bằng công nghệ khác biệt, tập trung vào việc tạo ra các peptides hòa tan (5,33% peptides có kích thước 1.000 – 10.000 Da), đặc biệt giàu nguồn peptides sinh học (3,08% peptides có kích thước nhỏ hơn 1.000 Da) với mục tiêu nâng cao sức khỏe tôm nuôi vì nguồn peptides sinh học có nhiều chức năng sức khỏe quan trọng, như: 1) Kiểm soát cholesterol máu; 2) Cải thiện hệ thống tim mạch; 3) Loại bỏ sự thành lập gốc tự do; 4) Tăng cường hệ thống miễn dịch; 5) Cải thiện hệ thống tiêu hóa.

Ngoài ra, một số peptides sinh học đóng vai trò kháng khuẩn trong giải pháp thay thế kháng sinh. MOTIV cũng chứa hàm lượng cao a xít hữu cơ (7,2% axit Lactic) giúp cải thiện sức khỏe đường ruột và gia tăng tiêu hóa nên cũng rất thích hợp cho heo con. MOTIV còn chứa hàm lượng cao Carotenoids (285 ppm xanthophyll) đóng vai trò chất chống ôxy hóa mạnh và chống stress tốt cho vật nuôi, cũng như hàm lượng cao các axít amin sức khỏe và ngon miệng (15,8% glutamic acid, 10,3% Leucine và 1,59% Methionine). MOTIV không chứa các yếu tố kháng dưỡng gây hại cho đường ruột vật nuôi (Lectines, Glycinin, β-Conglycinin, Oligosacharides). Vì vậy, MOTIV dù thiết kế riêng cho tôm nhưng cũng sẽ rất thích hợp cho các loài gia súc, gia cầm và thủy sản ở giai đoạn non (heo con, gà con, cá giống) hoặc hệ thống chăn nuôi thâm canh chịu stress cao.

So sánh các loại đạm thay thế bột cá hiện nay

Các sản phẩm đậu nành có thành phần axit amin tuyệt vời nhưng với một số bất lợi về kháng dưỡng và hàm lượng cao carbohydrate trong các sản phẩm đậu nành, kể cả đậu nành lên men và đạm đậu nành đậm đặc, việc khống chế hàm lượng tối đa tổng các sản phẩm đậu nành trong công thức thức ăn là hết sức quan trọng để tránh các tác động tiêu cực của kháng dưỡng lên sức khỏe đường ruột vật nuôi cũng như tạo cho công thức dễ dàng trong việc khống chế lượng carbohydrate/tinh bột tối đa gây ảnh hưởng xấu lên hiệu quả tăng trưởng và hệ số thức ăn của các loài ăn thiên động vật và giai đoạn đầu của các loài vật nuôi, ngoài ra việc sử dụng các nguyên liệu đạm tinh khiết có ít các thành phần phi protein (chất xơ và tinh bột) sẽ giúp công thức có khoảng trống cho việc lấy tinh bột chức năng bắt buộc từ lúa mì hay bột mì để đảm bảo viên thức ăn đạt độ bền nước, kết dính tốt và ít bụi. Ngoài ra, đạm bắp và đạm đậu nành là các nguồn đạm phối hợp tuyệt vời để cân bằng axit amin vì một số axit amin thấp trong đậu nành thì lại cao trong đạm bắp và ngược lại. Vì vậy, việc phối hợp đạm MOTIV với đậu nành lên men (Soytide) hay đậu nành thủy phân enzyme (HP300 hay Provisoy) sẽ là giải pháp tuyệt vời cho việc cân bằng và bổ sung dinh dưỡng cũng như khống chế các tác động tiêu cực từ kháng dưỡng và hàm lượng cao carbohydrate của các sản phẩm đậu nành.