Sử dụng lá rau dền làm nguyên liệu thay thế bột cá

Do nuôi trồng thuỷ sản tiếp tục mở rộng, yêu cầu đặt ra là cần phải cung cấp thức ăn chất lượng cao hơn để duy trì tính ổn định của ngành, nhưng điều này đang làm tăng thêm áp lực lên các thành phần hạn chế như bột cá. Bonnie Waycott đã nói chuyện với giáo sư Charles C. Ngugi của trang trại thủy sản Mwea ở Kenya để tìm hiểu thêm về lá rau dền (Amaranthus hybridus), một nguyên liệu thay thế bột cá.

Sử dụng lá rau dền làm nguyên liệu thay thế bột cá

Con người ngày càng chú ý đến lá rau dền vì thành phần dinh dưỡng của nó. Ngoài việc tăng trưởng nhanh và việc trồng không tốn kém, cây rau dền cũng chịu được các điều kiện như nhiệt độ cao và hạn hán. Lá có chứa 17,5-30,3% chất khô như protein, trong đó 5% là lysine, trong khi đó cũng có nhiều vitamin A và C. Các thành phần chính khác trong lá bao gồm natri (để duy trì cân bằng chất ngoại bào), kali (đối với chức năng hemoglobin và duy trì độ cân bằng điện phân và chức năng tế bào bình thường), magiê (đối với hoạt động của enzim, sự co cơ, sự truyền động thần kinh và sức khoẻ của xương) và phosphorus (Điều chỉnh sự cân bằng axit và tạo thành xương và tế bào).

Gần đây, lá rau dền là trọng tâm của một nghiên cứu do một nhóm nghiên cứu quốc tế gồm các nhà khoa học ở Mỹ và Kenya thực hiện. Nhóm nghiên cứu dưới sự chù trì của giáo sư Ngugi bao gồm Tiến sĩ Elijah Oyoo thuộc Đại học Karatina, Giáo sư Julius Manyala thuộc Đại học Eldoret và Giáo sư Kevin Fitzsimmons thuộc Đại học Arizona, Hoa Kỳ.

Nghiên cứu phân tích hiệu quả tăng trưởng, sự sử dụng chất dinh dưỡng, thành phần gần thân thịt và tỷ lệ tiêu hóa của cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) được cho ăn protein được tinh chế từ lá rau dền.

Giáo sư Ngugi giải thích: “Nuôi trồng thuỷ sản ở Kenya vẫn được thực hiện chủ yếu bởi những người nông dân quy mô nhỏ và ở mức độ bán thâm canh. Nông dân ở các mức độ bán thâm canh phải dựa vào nguồn thức ăn nhập khẩu đắt tiền cho cá, vì vậy chúng tôi nghĩ rằng việc đánh giá các nguồn protein thay thế rẻ hơn là hoàn toàn đúng. Chúng tôi bắt đầu với tôm Atyide (Caridina nilotica) trong các thử nghiệm nhưng do phân bố hạn chế, chúng tôi chuyển sang các phương án khác. Lá rau dền, chất thủy phân từ lá và các chất cô đặc cho thấy hàm lượng protein tốt, và điều này tạo thành nền tảng cho nghiên cứu của chúng tôi”.

Trong nghiên cứu, cá giống cá rô phi vằn được cho ăn 4 lần một ngày với lượng thức ăn bằng 2,5% trọng lượng cơ thể trong 160 ngày.

Các chế độ ăn thử đã được chuẩn bị, trong đó 100%, 75%, 50%, 40%, 20% và 0% bột cá tương ứng được thay thế bằng các chất đạm chiết xuất từ lá rau dền. Các chế độ ăn cũng được xây dựng với các thành phần thức ăn sẵn có ở địa phương như cám lúa mì, dầu đậu tương, sắn và khoáng chất và vitamin premix. Các con giống được đánh giá về hiệu suất, sự sử dụng chất dinh dưỡng, kết cấu cơ thể, tỷ lệ sống sót, và tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng, trong khi đó tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) và tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR) cũng được tính toán.

Giáo sư Ngugi cho biết: “Chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng các chất thay thế có tốc độ tăng trưởng đáng kể tương đương với bột cá sẽ thích hợp cho nuôi trồng thuỷ sản vì các chất này có chi phí ít hơn bột cá. Nhưng chúng tôi không biết mức độ chính xác các chất thay thế như thành phần thực vật trong các chế độ ăn để cho sản lượng không thấp hơn bột cá”.

Mặc dù chế độ ăn bột cá có lượng cao hơn các axit amin thiết yếu khác nhau, nhưng lượng phenylalanine và tryptophan thấp hơn so với lá rau dền. Hiệu quả tăng trưởng nhìn chung không bị ảnh hưởng bởi việc thay thế lá rau dền, không có sự khác biệt đáng kể về SGR, sự tăng trọng trung bình và sự tăng trọng giữa khẩu phần 100% bột cá và 75%, 50%, 40% và 20% bột cá. Tuy nhiên, chế độ ăn có chứa 100% protein được chiết xuất từ lá rau dền có trọng lượng cuối cùng, sự tăng trọng và FCR thấp hơn, và tỷ lệ sống cao nhất đã được quan sát thấy ở cá con với khẩu phần ăn 100% bột cá. Lượng thức ăn được tăng hàng ngày cùng với việc tăng thành phần thay thế bột cá, và cũng có sự khác biệt đáng kể về các thông số sử dụng chất dinh dưỡng.

Nghiên cứu kết luận rằng có tới 80% bột cá có thể được thay thế bằng protein chiết xuất từ lá rau dền mà không ảnh hưởng đến hiệu quả tăng trưởng và sự sử dụng chất dinh dưỡng, tuy nhiên sự khác biệt giữa hai chế độ ăn này đã được ghi nhận. Ví dụ, thành phần axit amin thiết yếu của cả hai đều tương tự nhau ngoại trừ histidine, leucine, lysine và methionine, thấp hơn ở lá rau dền. Điều này được coi là hạn chế hơn đối với hoạt động tăng trưởng của cá, đặc biệt là mức lysine thấp.

Các yếu tố chống lại chất dinh dưỡng như phytates và oxalat cũng được quan sát thấy trong lá rau dền với một số giới hạn đối với một số protein nhất định trong chế độ ăn, làm cho các protein này không thể tiếp cận được với các enzim tiêu hóa và do đó làm giảm sự tiêu hóa protein. Điều này cũng có thể làm suy giảm sự hấp thụ của một số axit amin thiết yếu trong chế độ ăn có lá rau dền, làm suy yếu sự phát triển của cá. Phytate cũng có thể làm giảm sự phát triển của cá con được cho ăn lá rau dền nhiều hơn.

Giáo sư Ngugi giải thích: “Cây rau dền vẫn còn nhiều thách thức. Cây rau dền có tiềm năng, ví dụ như rau dền có thể giúp tăng nồng độ các axit amin thiết yếu, nhưng có những vấn đề khác cần được giải quyết như việc chế biến. Nhiều nông dân không nhận thức được công nghệ chế biến cần thiết để chế biến thức ăn trong nuôi trồng thủy sản từ loại rau này”.

Giáo sư Ngugi và các đồng nghiệp tin rằng nghiên cứu của họ sẽ tạo ra sự khác biệt đối với nuôi trồng thủy sản. Ông cho biết: “Hơn 50% chi phí hoạt động của nuôi trồng thủy sản có xu hướng là thức ăn, trong khi các thành phần protein chiếm đến 60-70% chi phí thức ăn.Một trong những lý do vì sao chi phí protein cao là vì bột cá và các thành phần protein động vật hoặc thực vật khác đắt đỏ. Ngoài ra, nông dân có thể học hỏi và áp dụng công nghệ cần thiết để sản xuất thức ăn như vậy và vận hành với chi phí thấp hơn”.

Giáo sư Ngugi và nhóm của ông đang đánh giá thêm các thành phần của lá rau dền, protein tinh lọc và hydrolysate, cũng như các thành phần động vật khác như tôm nước ngọt (Caridina niloticus) và các loài thực vật được coi là cỏ dại trong khu vực của chúng. Họ hy vọng rằng trong tương lai, nhiều lựa chọn hơn sẽ cho phép nông dân tự xây dựng công thức thức ăn của mình với chi phí thấp hơn.

Ông nói: “Chúng tôi đang làm việc với các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Arizona và Đại học Eldoret về các khía cạnh kỹ thuật của nghiên cứu về rau dền. Chúng tôi đã nhận được tài trợ từ dự án Phòng Thí nghiệm Sáng tạo Aquafish (Chương trình Hỗ trợ Nghiên cứu Hợp tác Aquafish do USAID tài trợ) để thúc đẩy các thành phần thức ăn thay thế rẻ hơn và người nuôi trồng thủy sản có thể chi trả được”.