Sử dụng đạm thủy phân trong nuôi trồng thủy sản

Hiện nay, protein thủy phân (protein hydrolysate), hay đạm thủy phân từ phụ phẩm chế biến, giết mổ… được coi là nguyên liệu chức năng (functional ingredients) là một trong những sản phẩm chế biến sâu có hàm lượng kỹ thuật cao nhất trong số các sản phẩm được tạo ra để phục vụ sản xuất thức ăn chăn nuôi, thủy sản.

Bột đạm cao cấp thủy phân MARPRO MP67. Ảnh: MFC

Đạm cá thủy phân trong NTTS

Hiện nay, công nghệ thủy phân đạm bằng enzyme được áp dụng để giải quyết triệt để các nguồn phụ phẩm từ quá trình chế biển thủy sản, các vấn đề về rác thải môi trường; đem lại hiệu suất cao cũng như tốn ít năng lượng hơn so với phương pháp nghiền nấu, phơi sấy phụ phẩm truyền thống trước đây. Công nghệ này có nhiều ưu điểm và hiệu quả hơn vì có thể kiểm soát được khả năng phân cắt các mạch protein cụ thể ở mức độ phân tử, tạo ra các chuỗi peptide mạch ngắn giàu hoạt tính sinh học cùng các axit amin tự do. Hơn nữa, phương pháp này hạn chế sử dụng các hóa chất, ít làm biến đổi các axit amin trong thành phẩm, giảm tối đa việc hình thành độc tố gây ô nhiễm môi trường (Najafian & Babji, 2012).

Sản phẩm cuối của quá trình thủy phân phụ phẩm cá tạo ra các axit amin tự do và các di-, tri- và oligopeptide. Quá trình thủy phân này làm giảm kích thước của các peptide và tăng số lượng nhóm cacboxyl của axit amin, do đó cấu trúc protein được đơn giản hóa nhằm tăng chức năng sinh học của protein (Halim và ctv, 2016). Các axit amin thiết yếu có ý nghĩa quan trọng trong nhiều hoạt động sinh học của cơ thể vật nuôi như cấu tạo thành phần tế bào, chất mang ôxy hay CO2 và là đơn vị tích trữ cấu thành nên protein, carbohydrates, khoáng, các vitamin và nước. Ngoài ra, các peptide mạch ngắn giàu hoạt tính sinh học dễ dàng hấp thu và đồng hóa bởi dịch tiêu hóa của động vật so với protein thông thường. Hiện nay, có rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rất nhiều tiềm năng của peptide hoạt tính sinh học bao gồm: Tăng cảm giác ngon miệng, chống ôxy hóa, kháng khuẩn, kháng viêm và tăng đáp ứng miễn dịch bẩm sinh dựa trên khối lượng phân tử của các peptide khác nhau. Đạm cá thủy phân có thể được sản xuất ở dạng lỏng hoặc dạng bột và chứa một tỷ lệ lớn các peptide nhỏ từ 2 – 20 axit amin. Sản phẩm đạm cá thủy phân này đang được ứng dụng cho các ngành sản xuất thức ăn thủy sản, thức ăn chăn nuôi và phân bón chất lượng cao.

Trong thức ăn thủy sản với mục tiêu cải thiện lượng thức ăn, tăng năng suất tăng trưởng và đáp ứng miễn dịch ở cá là hướng đi có tiềm năng và phát triển bền vững. Chức năng sinh học của đạm cá thủy phân đã được chứng minh giúp cải thiện lượng thức ăn tiêu thụ ở nhiều loài cá. Các peptide có trọng lượng phân tử nhỏ và các axit amin tự do trong đạm cá thủy phân được xác định là nguyên nhân hỗ trợ kích thích cá bắt mồi (Kasumyan & Døving, 2003). Refstie và ctv, 2004 đã báo cáo rằng cá hồi Đại Tây Dương bố mẹ (Salmo salar) tăng lượng thức ăn ăn vào khi được cho ăn khẩu phần thức ăn chứa 10%, 15% so 5% và không chứa đạm cá thủy phân. Ngoài ra, các chức năng sinh học của đạm cá thủy phân còn giúp gia tăng tỷ lệ hấp thụ chất dinh dưỡng ở cá (Ospina-Salazar và ctv, 2016). Từ việc hấp thụ chất dinh dưỡng gia tăng cũng làm cho độ tiêu hóa biểu kiến các chất dinh dưỡng trong khẩu phần thức ăn cũng tăng theo (Zheng và ctv, 2013a).

Các nghiên cứu đã ghi nhận sử dụng đạm cá thủy phân ở mức độ vừa phải (thay thế 5 – 10% bột cá) giúp cải thiện tăng trưởng của cá. Đạm cá thủy phân chứa các peptide nhỏ hơn 10.000 Dalton có hoạt tính sinh học hoạt động như các chất thúc đẩy tăng trưởng và sức khỏe của cá (Ha và ctv, 2019). Việc bổ sung đạm cá thủy phân còn được chứng minh có khả năng kích thích các thông số huyết học và miễn dịch khác nhau ở cá. Đây vốn là những chỉ số sinh lý quan trọng để đánh giá tình trạng dinh dưỡng và sức khỏe chung của cá. Một nghiên cứu trên cá tráp biển đỏ (Pagrus major) cho thấy, việc thay thế bột cá bằng đạm cá thủy phân với hàm lượng thấp hỗ trợ gia tăng nồng độ hematocrit, hemoglobin, tổng lượng protein và cholesterol; giảm hàm lượng glucose và triglycerid trong huyết tương (Khosravi và ctv, 2015b).

Ở cá vược Nhật Bản (Lateolabrax japonicus), khẩu phần thức ăn chứa 15% và 25% đạm cá thủy phân làm gia tăng đáng kể hoạt động của lysozyme và hoạt động thực bào (Liang và ctv, 2006). Hoạt động lysozyme cũng tăng cao ở cá chẽm (Lates calcarifer) khi được cho ăn phụ phẩm gia cầm bổ sung 10% đạm cá ngừ thủy phân so với khẩu phần ăn đối chứng có chứa bột cá (Siddik và ctv, 2019b). Ảnh hưởng của đạm cá thủy phân lên hệ thống miễn dịch của cá phụ thuộc vào kích thước và hàm lượng của peptide. Đạm cá thủy phân chứa peptide kích thước trung bình và nhỏ (trọng lượng phân tử 500 – 3.000 Da) đã được báo cáo là có tác dụng kích thích khả năng miễn dịch không đặc hiệu ở cá (Le duc và ctv, 2018).

Sản phẩm MARPRO MP67 của MFC

Từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm cá tra, Công ty Marine Functional Việt Nam (MFC) cho ra sản phẩm bột cá tra thủy phân được sản xuất theo quy trình được kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo tối ưu chất lượng.

Bằng công nghệ thủy phân enzyme, sản phẩm MARPRO MP67 rất giàu các peptide mạch ngắn với hơn 95% có độ dài chuỗi ngắn hơn 3.000 Dalton trong đó có gần 70% các mạch ngắn hơn 500 Dalton. Các chuỗi peptide mạch ngắn dễ dàng được hấp thu và chuyển hóa nhanh chóng trong hệ tiêu hóa, giảm phụ thuộc vào enzyme đường ruột vật nuôi, qua đó giảm năng lượng cơ thể sử dụng cho quá trình tiêu hóa, hấp thu.

Với sản phẩm MARPRO MP67 mang hoạt tính sinh học này có thể được áp dụng vào thức ăn thủy sản để nâng cao năng suất tăng trưởng và tăng tỷ lệ sống của cá. Hơn nữa, đã có nhiều nghiên cứu báo cáo về đặc tính chống ôxy hóa, kháng khuẩn của đạm cá thủy phân trên cá nuôi. Điều này sẽ mở ra cơ hội mới cho việc phát triển các chiến lược an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí để ngăn ngừa và giảm thiểu nhiều dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản.