Xu hướng nghiên cứu dinh dưỡng thủy sản

Trong nhiều thập kỷ, các chuyên gia dinh dưỡng thủy sản đã nỗ lực phát triển các công thức thức ăn thủy sản, để hỗ trợ hoặc tăng cường sự phát triển của vật nuôi trong khi kiểm soát chi phí. Phần lớn nỗ lực này đã được tập trung để giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên biển vốn đang cạn kiệt. Đây cũng vẫn là những xu hướng nghiên cứu chính trong tương lai.

Xu hướng chính

Trên toàn cầu, ngành NTTS cung cấp 17,1% tổng lượng protein động vật cho con người, với giá trị ước tính hơn 250 tỷ USD. Thức ăn thủy sản đóng một vai trò quan trọng, trong việc đảm bảo mức sản xuất này và ngành công nghiệp thức ăn thủy sản toàn cầu đã sản xuất 44,4 triệu tấn trong năm 2017, trị giá hơn 140 tỷ USD (FAO; SOFIA 2020).

Trong những thập kỷ gần đây, nghiên cứu dinh dưỡng NTTS đã đạt được những bước tiến lớn trong việc xác định các giải pháp thay thế cho việc sử dụng các nguồn tài nguyên biển truyền thống. Các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi thủy sản trên toàn thế giới đã sử dụng thông tin này, để thay thế lượng bột cá và dầu cá ngày càng tăng trong thức ăn thủy sản. Tuy nhiên, sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên biển vẫn đang là một hạn chế và tiến bộ đạt được do tiếp tục nghiên cứu đơn chiều về các nguyên liệu thô thay thế đang ngày càng trở nên yếu thế. Công thức thức ăn không phải là một bài tập trong việc xác định “sản phẩm thay thế” hoặc “lựa chọn thay thế” mà là một quá trình xác định các kết hợp khác nhau của các nguyên liệu thô “bổ sung” bao gồm bột cá, dầu cá và những thứ khác nhằm đáp ứng chung các yêu cầu dinh dưỡng đã thiết lập và các tiêu chí khác cho thức ăn thủy sản được đề cập.

Nhóm dinh dưỡng chính

Hầu hết các nỗ lực nghiên cứu dinh dưỡng NTTS đều hướng tới protein, sau đó là lipid và carbohydrate (CHO). Protein cung cấp các axit amin, các khối xây dựng của mô, và có liên quan trực tiếp đến sự phát triển của động vật. Bất kể loài, mức độ dinh dưỡng hay môi trường nuôi, hầu hết các loài thủy sản đều có nhu cầu về protein cao hơn so các loài vật nuôi trên cạn (gia cầm, heo và động vật nhai lại).

Đáng chú ý, mặc dù các loài thủy sản có nhu cầu protein cao hơn, nhưng tiêu thụ năng lượng của chúng lại thấp hơn nhiều, vì chúng không điều chỉnh nhiệt độ cơ thể và sống trong môi trường nơi chi phí vận động thấp hơn về mặt năng lượng. Do những yêu cầu cao hơn này, các thành phần giàu protein được bổ sung ở mức cao, thường dao động từ 30 – 55% và do đó là thành phần đắt tiền nhất của chế độ ăn. Tiếp theo là lipid và CHO là thành phần có chi phí thấp nhất trong ba thành phần này tính theo khối lượng. Mặc dù chúng chiếm một thành phần nhỏ hơn nhiều trong thức ăn thủy sản, nhưng các chất dinh dưỡng vĩ mô phi protein rất cần thiết cho sự tăng trưởng và tầm quan trọng của chúng đối với các loài cá khác nhau có thể khác nhau, đòi hỏi nghiên cứu để xác định mức độ bao gồm tối ưu của chúng.

Nghiên cứu dinh dưỡng thường tập trung vào một chất dinh dưỡng đa lượng duy nhất để đánh giá nghiêm ngặt và đơn giản hóa thiết kế thí nghiệm. Cân bằng mức độ của cả ba chất dinh dưỡng đa lượng có thể tiêu hóa phần nào dẫn đến cải thiện dinh dưỡng, ngoài tác dụng của một chất dinh dưỡng duy nhất. Do sự đa dạng, chi phí và khối lượng của các nguồn protein, nên có nhiều cơ hội và kinh phí nghiên cứu hơn, để thực hiện các nghiên cứu thích hợp về protein. Việc tập trung vào việc thay thế bột cá như một nguồn tài nguyên hữu hạn, đã tạo ra một loạt các hoạt động R&D trong không gian của các chất thay thế protein mới, ban đầu là các nguồn phụ phẩm từ thực vật và động vật và ngày càng tăng từ các nguồn protein vi sinh vật, vi tảo và côn trùng.

Sự đa dạng rộng rãi của các loài NTTS (hơn 600 loài) trở thành động lực cho các nghiên cứu dinh dưỡng về nhu cầu protein trở nên đặc biệt cần thiết và đầy thách thức. Nghiên cứu về protein có thể sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất tăng trưởng, với nghiên cứu lipid tập trung vào việc đạt được hiệu quả về chi phí, sức khỏe và cải thiện chất lượng sản phẩm (mức omega-3 LC-PUFA) và nghiên cứu CHO tập trung vào thức ăn ít chi phí nhất về công thức, sản xuất thức ăn thủy sản và tính ổn định của nước.

Nghiên cứu liên quan đến dinh dưỡng lipid ngày càng tăng trong những thập kỷ qua. Lipid là một nguồn năng lượng có mật độ cao, chứa gấp đôi hàm lượng năng lượng của các chất dinh dưỡng đa lượng khác. Các phân tử này cũng tham gia vào một số quá trình sinh lý thiết yếu, như cấu trúc màng tế bào, tổng hợp steroid nội tiết tố và hoạt động đầy đủ của hệ thống miễn dịch. Hiệu ứng tiết kiệm protein, quá trình cơ thể sử dụng để lấy năng lượng từ các nguồn khác ngoài protein, bao gồm dự trữ glycogen, mô mỡ và chất béo trong chế độ ăn. Do đó,  hàm lượng lipid trong khẩu phần ăn được báo cáo cho hầu hết các loài cá. Hơn nữa, một số nghiên cứu đã tìm cách đạt được các công thức chế độ ăn năng lượng cao, bằng cách tối đa hóa hàm lượng lipid trong khẩu phần, mà không làm giảm hiệu suất và phúc lợi của cá. Mặc dù, một số nguồn lipid thiết yếu cũng có thể đắt tiền, hầu hết các nguồn lipid được sử dụng như một nguồn năng lượng tiêu hóa hợp lý và chỉ chiếm một phần nhỏ trong khẩu phần ăn (1 – 8%) đối với hầu hết các loài nuôi, ngoại trừ các loài cá biển và cá biển ăn thịt. Đối với những loài thứ hai này, ngành công nghiệp ngày càng phụ thuộc nhiều hơn vào chế độ ăn nhiều năng lượng có chứa ngày càng nhiều lipid tiêu hóa, có hiệu quả về chi phí hợp lý.

So với protein và lipid, CHO là chất dinh dưỡng đa lượng, ít được nghiên cứu nhất trong dinh dưỡng của các loài NTTS. Một lý do có thể là khả năng hạn chế của hầu hết các loài cá và giáp xác, để tiêu hóa CHO hoặc sử dụng glucose như một nguồn năng lượng. Tuy nhiên, việc đưa chúng vào thức ăn thủy sản vẫn rất quan trọng, đặc biệt là đối với các loài ăn cỏ và ăn tạp, vì chúng là nguồn năng lượng rẻ tiền và hiệu quả cho các loài có giá trị thương mại thấp. Ngoài ra, các đặc tính chức năng của thành phần CHO rất cần thiết trong quá trình ép đùn thức ăn chăn nuôi, để sản xuất thức ăn viên mạnh mẽ, trương nở và ổn định trong nước.

Ngoài ảnh hưởng của một chất dinh dưỡng đa lượng cụ thể đối với năng suất sản xuất cá, điều quan trọng là phải nghiên cứu sự tương tác của chúng, vì tất cả các thành phần nói trên, đều đóng một phần trong công thức thức ăn, bồi đắp cơ bắp, sức khỏe và chất lượng sản phẩm fillet.

Phụ gia thức ăn

Phụ gia thức ăn với nhiều vai trò khác nhau, đang trở nên ngày càng quan trọng hơn, trong việc tối ưu hóa sản xuất thức ăn thủy sản hiện đại. Thực phẩm chức năng là thức ăn có bổ sung thêm một số thành phần, nhằm tăng cường sức khỏe hoặc ngăn ngừa dịch bệnh, thông qua giá trị dinh dưỡng của chúng. Một số phụ gia đáng chú ý bao gồm: các acid hữu cơ, các chế phẩm sinh học, khoáng, tế bào nấm men được chiết xuất, phytogenics, carotenoids…

Thức ăn thủy sản hỗn hợp hiện đại là một hỗn hợp phức hợp, được thiết kế phức tạp của các thành phần (nguyên liệu thô), được sử dụng cho các đặc tính dinh dưỡng và vật lý của các loài động vật thủy sản. Chúng bao gồm các bữa ăn chứa protein, dầu và thức ăn tinh, nhằm đáp ứng nhu cầu về chất dinh dưỡng đa lượng, hỗn hợp trộn và các sản phẩm đặc biệt bao gồm như: nguồn khoáng chất, vitamin, chất màu, chất liên kết… Nhiệm vụ của nhà dinh dưỡng là xác định hỗn hợp các thành phần đáp ứng các yêu cầu về chế độ ăn uống và dung sai của loài dự kiến ​​và có thể được sản xuất theo các thông số mà kỹ thuật viên mong muốn.