Tài liệu được xuất bản dưới sự hợp tác cùng Hội đồng Xuất khẩu Đậu tương Hoa Kỳ (USSEC). Mọi hành vi sao chép tài liệu này phải nhận được sự chấp thuận của tác giả và USSEC. Mặc dù vậy, USSEC không có trách nhiệm đảm bảo tính chính xác của các thông tin được nêu, cũng như những dự báo hoặc tuyên bố của các nhân sự, nhà thầu,… của USSEC. Chúng tôi đã lựa chọn kỹ lưỡng và tin tưởng, với tư cách là những chuyên gia về chủ đề được trình bày, các quan điểm và dữ liệu do họ cung cấp hoàn toàn có thể mang đến cho người đọc tôi luôn sẵn sàng đón nhận các câu hỏi và khuyến khích người đọc tham khảo từ nhiều nguồn khác nhau trước khi có bất cứ hoạt động hay quyết định tài chính nào, dựa trên các thông tin trong tài liệu. Theo đó, USSEC sẽ không chịu bất kỳ trách nhiệm pháp lý nào được ngầm hiểu hoặc quả quyết là bắt nguồn từ những thông tin trên, hoặc đối với các tài liệu được tác giả đưa vào mà liên quan đến tranh chấp tài sản trí tuệ hoặc chưa được sự cho phép.
Đại diện Hội đồng Xuất khẩu Đậu nành Hoa Kỳ tại Đông Nam Á
Địa chỉ: 541 Orchard, # 11-03 Liat Towers, Singapore 238881
Tel: +65 6737 6233 / Fax: +65 6737 5849
Email: Singapore@ussec.org
Website: www.ussec.org
Tóm tắt
Sự gia tăng nhanh chóng của dân số thế giới đang thúc đẩy nhu cầu tăng sản xuất thực phẩm bền vững. Nuôi trồng thủy sản (NTTS) sẽ đóng vai trò quan trọng trong quá trình đó, thông qua sản xuất các sản phẩm protein chất lượng cao. Vì đậu nành là nguồn cung cấp lớn nhất toàn cầu về protein và đậu nành Hoa Kỳ được sản xuất bền vững, nên đậu nành Hoa Kỳ sẽ được sử dụng để sản xuất thức ăn thủy sản bền vững. Bài báo này trình bày về cách thức sử dụng tinh chất protein đậu nành Hoa Kỳ, để loại bỏ gần như hoàn toàn bột cá khỏi khẩu phần ăn của cá biển mà không làm suy giảm hiệu suất nuôi.
Giới thiệu
Do sự gia tăng dân số thế giới, tầm quan trọng của việc thực hiện các hoạt động NTTS bền vững ngày càng tăng. Theo Liên hợp quốc (UN, 2019), dân số toàn cầu dự kiến sẽ đạt 9,7 tỷ người vào năm 2050. Sản lượng lương thực cần phải tăng 70% (FAO, 2009) và phần lớn sự gia tăng đó sẽ phải đến từ ngành NTTS. Sản lượng NTTS toàn cầu đã tăng nhanh kể từ giữa những năm 1900 (Hình 1), đạt tổng sản lượng 110,2 triệu tấn năm 2016. Các nguồn tài nguyên của thế giới sẽ phải chịu áp lực rất lớn, do đó người nuôi thủy sản phải hạn chế tác động xấu đến môi trường nhằm duy trì khả năng tiếp tục NTTS.
Xem xét nhu cầu thiết yếu phải tăng sản lượng lương thực thực phẩm, thì những cân nhắc quan trọng là liệu sản lượng NTTS toàn cầu có thể tiếp tục tăng với tốc độ hiện tại và liệu sự gia tăng này có thể được thực hiện một cách bền vững hay không? Người ta thường có chung quan niệm rằng thức ăn NTTS bền vững sẽ chứa ít bột cá và dầu cá (nếu có), vì những nguyên liệu ấy có sản lượng hạn chế.
Protein đậu nành là phương thức thay thế hợp lý cho protein của cá, vì đậu nành là thức ăn cung cấp protein phổ biến nhất trên toàn cầu và ngành công nghiệp đậu nành Hoa Kỳ cung cấp nguồn đậu nành bền vững đã được chứng nhận. Tuy nhiên, nếu bột cá và dầu cá bị giảm trong thành phần thức ăn thủy sản, cần phải bổ sung đủ số lượng các dưỡng chất trong đậu nành còn thiếu so với bột cá để tránh giảm hiệu suất nuôi. Công nghệ dinh dưỡng hiện nay cho phép thay thế thành công phần lớn protein bột cá bằng protein đậu nành, ngay cả với những loài cá nuôi chuyên ăn động vật thường đòi hỏi các loại thức ăn có hàm lượng bột cá cao.
Thức ăn thủy sản bền vững
Nguồn cung cấp bột cá và dầu cá bị hạn chế do quần thể cá tự nhiên làm nguyên liệu sản xuất bột cá và dầu cá chưa được khai thác thích hợp. Điều này có nghĩa là bột cá và dầu cá ngày càng khan hiếm và giá ngày càng tăng. Ngoài ra, sự tổn thất lớn nhất của protein xảy ra trong quá trình nuôi tôm và cá ăn động vật (tức là các loài đòi hỏi loại thức ăn có chứa hàm lượng cao bột cá và dầu cá). Vì vậy, việc sử dụng cá tự nhiên để sản xuất bột cá, sau đó bột cá được sử dụng để nuôi thủy sản trong các trang trại không phải là cách sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên tự nhiên của hành tinh chúng ta. Sau nữa, công nghiệp khai thác làm giảm nguồn thức ăn sẵn có cho các loài chim biển, động vật biển có vú và cá tự nhiên. Do đó, việc sử dụng bột cá và dầu cá để sản xuất các sản phẩm NTTS hoàn toàn không phù hợp về mặt sinh thái.
Trong 35 năm qua, thế giới đã ghi nhận nhiều tiến bộ trong việc giảm lượng bột cá và dầu cá trong thức ăn thủy sản. Riêng thập kỷ vừa qua, tỷ lệ bột cá trong thức ăn thủy sản đã giảm 47% và tỷ lệ dầu cá giảm 59%, mặc dù sản lượng NTTS của các loài thủy sản ăn thức ăn viên đã tăng hơn gấp đôi so cùng kỳ (Tacon et al., 2011). Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu NTTS dự kiến trong tương lai, các nguyên liệu từ biển phải được giảm hơn nữa trong thức ăn thủy sản.
Để giám sát việc giảm bột cá và dầu cá trong thức ăn thủy sản và xây dựng tiêu chuẩn cho ngành này, cần phải thiết lập hệ thống đo các nguyên liệu hải sản trong thức ăn thủy sản. Chỉ tiêu thường được sử dụng nhất là tỷ số FIFO (Fish In/Fish Out – Lượng cá dùng chế biến thức ăn/Lượng cá thành phẩm). FIFO là số kg cá tự nhiên cần thiết để nuôi một kg cá nuôi. FIFO bằng Hệ số Sử dụng Cá trong Thức ăn (FFIF) nhân với Tỉ lệ Chuyển đổi Thức ăn (FCR).
Ví dụ tính FFIF: Nếu chế độ ăn chứa 10% bột cá và 3% dầu cá và năng suất cho bột cá và dầu cá là các giá trị mặc định (22% và 8%), thì FFIF là: (10% + 3%) – (22% + 8%) = 0,43.
FCR được tính bằng cách chia số kg thức ăn cho số kg của cá nuôi tăng trọng. Trong các hoạt động NTTS thực tế, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến FCR, như: hàm lượng dinh dưỡng của thức ăn, sự cân bằng của các dưỡng chất cần thiết trong thức ăn, khả năng tiêu hóa các dưỡng chất, sự có mặt các chất kháng dinh dưỡng, tỷ lệ ăn và tỷ lệ cá chết. FCR điển hình cho một số loài chọn lọc được trình bày trong Bảng 1.
Các quy tắc thực hành NTTS bền vững đã tạo ra giá trị FIFO nhỏ hơn 1,0. Giá trị FIFO điển hình của các loài thủy sản được chọn (Bảng 2) chứng minh rằng giá trị FIFO nhỏ hơn 1,0 đối với hầu hết các loài, tuy nhiên cần tiếp tục cải thiện chỉ số này.
Thay thế bột cá và dầu cá bằng các nguyên liệu thay thế bền vững
Để giảm tỉ lệ FIFO và sản xuất thức ăn thủy sản bền vững, tỷ lệ các nguyên liệu khác ngoài bột cá ngày càng cao và dầu cá sẽ được sử dụng. Hình 2 cho thấy sản lượng thức ăn hàng đầu thế giới chứa protein từ năm 2006 đến năm 2011.
Đậu nành là nguồn cung cấp protein lớn nhất trên toàn cầu, và nhiều khả năng sẽ là nguyên liệu thay thế bột cá trong thức ăn thủy sản, và thực tế, do trong đậu nành có chứa chất protein tuyệt vời dễ tiêu hóa, lại sẵn có, với giá tương đối thấp, đậu nành được sử dụng trong hầu hết các loại thức ăn thủy sản hiện nay.
Cần phải có nguồn đậu nành bền vững để sản xuất thức ăn thủy sản bền vững. Hầu hết đậu nành ở Hoa Kỳ được canh tác theo phương thức đảm bảo tính bền vững của Ngành đậu nành Hoa Kỳ (SSAP). Phương thức này mô tả các quy định, quy trình và quy tắc thực hành quản lý để đảm bảo sản xuất đậu nành bền vững. Hầu hết các nhà sản xuất đậu nành Hoa Kỳ đều tham gia vào SSAP – một chương trình tự nguyện được chứng nhận và đánh giá. Các thủ tục đánh giá bao gồm đánh giá nội bộ hàng năm của nhà sản xuất và các cuộc đánh giá độc lập của bên thứ ba đối với các nhà sản xuất. Tổ chức Soy Export Sustainability LLC có thể cung cấp thông tin và tài liệu cho từng lô hàng đậu nành và sản phẩm đậu nành cụ thể tại điểm xuất khẩu.
Trong khoảng 40 năm kể từ khi SSAP được thông qua, chúng tôi đã đạt được những tiến bộ lớn về tính bền vững. Tỉ lệ sử dụng đất trên mỗi tấn đậu lành được sản xuất đã giảm 35%; xói mòn đất giảm 66%, nhờ phương thức không cày xới đất, tỉ lệ cày xới đất thấp; tỉ lệ sử dụng hệ thống tưới nước giảm 42%; lượng nhiên liệu tiêu thụ giảm 48% và lượng khí thải động cơ đốt trong giảm 49% tại các trang trại.
Tuy nhiên, thực tế, cần phải xem xét khi thay thế đậu nành cho bột cá trong các công thức thức ăn thủy sản, một số dưỡng chất nhất định trong đậu nành bị thiếu hụt so với bột cá. Sự thiếu hụt dưỡng chất này bao gồm: axit amin, phốtpho dễ tiêu hóa, axit béo omega 3 chuỗi dài và taurine. Ngoài ra, bột cá theo truyền thống được xem là một chất tăng độ ngon miệng tốt trong khi đậu nành ít có khả năng kích thích ăn đối với tôm và các loài cá ăn động vật.
Đậu nành nguyên chất béo với 35,2% protein và khô đậu nành chiết xuất dung môi với 47-49% protein có thể được kết hợp vào thức ăn thủy sản để thay thế tỷ lệ lớn protein bột cá. Tinh chất protein từ đậu nành với 63-65% protein tương đương với bột cá chất lượng cao.
Các axit amin thiết yếu, lysine và methionine bị thiếu hụt một phần trong đậu nành so với bột cá (Bảng 3). Tuy nhiên, bột đậu nành có thể được trộn với các nguyên liệu có hàm lượng methionine cao hơn (như bột gluten ngô) để tăng methionine lên mức gần yêu cầu của cá và giáp xác. Ngoài ra, các sản phẩm lysine và methionine tổng hợp có sẵn để điều chỉnh nồng độ cuối cùng của các chất dinh dưỡng quan trọng này trong công thức thức ăn thủy sản.
So với bột cá với 1,7% phốtpho có sẵn thì bột đậu nành chỉ có 0,2% phốtpho có sẵn. Do đó, các nguồn phốtpho có sẵn khác phải được bổ sung vào chế độ ăn dựa trên đậu nành. Dicalcium phốtphát thường được sử dụng như một nguồn phốtpho dễ tiêu hóa, tuy nhiên monocalcium phốtphát thậm chí còn dễ tiêu hóa hơn đối với cá và giáp xác.
Đa số đều chấp nhận rằng axit béo omega-3 và omega-6 rất cần thiết cho cá và động vật giáp xác. Axit béo đóng vai trò như nguồn năng lượng, có vai trò trao đổi chất và cấu trúc tế bào. Cả axit béo omega-3 và omega-6 đều không thể được tổng hợp từ các chất dinh dưỡng của các loài NTTS và cả hai nhóm lipid không thể chuyển đổi cho nhau, vì vậy chúng phải được cung cấp với số lượng chính xác trong chế độ ăn. Axit béo omega-3 chuỗi dài còn được gọi là axit béo không bão hòa cao (HUFA) rất cần thiết cho cá biển và động vật giáp xác trong khi axit béo omega-3 chuỗi ngắn có thể được sử dụng bởi các loài thủy sản nước ngọt. Dầu từ các nguồn thực vật, chẳng hạn như dừa, hạt cọ, cọ, ngô và đậu phộng không chứa axit béo omega-3 trong khi đậu nành, hạt cải dầu và hạt lanh có một số axit béo omega-3 chuỗi ngắn. Không có dầu thực vật nào chứa axit béo omega-3 chuỗi dài (HUFA), vì vậy các loài cần HUFA vẫn phụ thuộc vào dầu gốc biển, chẳng hạn như dầu cá, các nguồn thay thế của HUFA, chẳng hạn như một số loại bột tảo và hạt có dầu biến đổi gen được chứng minh là có khả năng thay thế các loại dầu có nguồn gốc từ biển, tuy nhiên các nguồn kinh tế này vẫn chưa có sẵn.
Taurine là một axit hữu cơ không được kết hợp vào protein nhưng có vai trò chức năng quan trọng trong axit mật, điều hòa thẩm thấu, ổn định màng tế bào và chất dẫn truyền thần kinh (NRC, 2011). Taurine là một dưỡng chất cần thiết cho hầu hết các loài cá biển và có thể cho động vật giáp xác, cá nước ngọt ở giai đoạn cá con và trưởng thành. Bột cá cơm chứa 0,21% taurine, nhưng khô đậu nành không chứa taurine. Do đó, khi những con cá cần taurine được cho ăn khẩu phần ăn ít bột cá, hãy thay thế các nguồn taurine, chẳng hạn như bột phụ phẩm gia cầm, có chứa 0,20% taurine hoặc taurine tổng hợp phải được đưa vào các khẩu phần ăn.
Hầu hết các loài cá biển và tôm đều cần một số hợp chất dẫn truyền hương vị cho thức ăn để các loài này có thể tiêu thụ thức ăn viên. Theo truyền thống, bột cá thường là nguồn cung cấp các chất kích thích cảm giác thèm ăn, tăng cảm giác ngon miệng này. Đạm thực vật có ít hoặc không có các chất kích thích cảm giác thèm ăn. Trong thức ăn bền vững, hầu hết protein bột cá đã được thay thế bằng protein thực vật, các nguồn thay thế chất kích thích ăn phải được cấu trúc vào khẩu phần ăn. Các chất kích thích cảm giác thèm ăn hiệu quả nhất được xác định là: các hợp chất nitơ, có trọng lượng phân tử thấp, không bay hơi, tan trong nước (NRC, 2011). Các nguồn thay thế của các chất kích thích cảm giác thèm ăn này là bột cá, bột phụ phẩm gia cầm và các chất thủy phân protein khác nhau.
Ví dụ về khẩu phần ăn bền vững dựa trên đậu nành, ít bột cá cho cá bơn biển
Một nghiên cứu đã được thực hiện bởi Hội đồng Xuất khẩu Đậu nành Hoa Kỳ (USSEC) tại Trung Quốc vào năm 2012. Ba chế độ ăn đã được xây dựng, bao gồm một chế độ ăn được gọi là bột cá đầy đủ (FM-FO), chế độ ăn thứ hai thay thế hầu hết bột cá bằng tinh chất protein đậu nành (SPC-FO) và chế độ ăn thứ ba tương tự như chế độ ăn SPC nhưng chứa bột tảo (SPC-AGL) để thay thế toàn bộ dầu cá trong chế độ ăn bột cá đầy đủ (Bảng 4).
Bảng 4 cho thấy, các vấn đề đã được đề cập trước đây trong bài này được sử dụng ra sao để giảm tỉ lệ sử dụng bột cá trong thức ăn thủy sản. SPC đã thay thế tất cả trừ 4,5% bột cá trong khẩu phần SPC-FO và SPC-AGL. Protein cá thủy phân, bột tảo, canxi photphat, L-Lysine, DL-methionine và taurine được bổ sung vào chế độ ăn dựa trên SPC để cung cấp chế độ ăn tương đương về mặt dinh dưỡng cho ba phương án xử lý thử nghiệm.
(Kết quả tăng trọng hàng ngày, % SGR, FCR và hệ số điều kiện. Thông tin cá nhân từ Zhou Ehnua, 2012)
Kết quả của nghiên cứu (Hình 3) đã chứng minh rằng, chế độ ăn dựa trên SPC đảm bảo tốt hoặc tốt hơn so với chế độ ăn toàn bột cá về mức tăng trọng, tốc độ tăng trưởng cụ thể, FCR và hệ số điều kiện.
Tính toán, FIFO cho ba phương pháp xử lý thử nghiệm là 2,6 cho chế độ ăn FM-FO; 0,5 cho chế độ ăn SPC-FO và 0,4 cho chế độ ăn SPC-AGL. Nghiên cứu này đã chứng minh rằng, chế độ ăn bền vững cho cá biển ăn cá có thể được xây dựng mà không làm giảm hiệu suất.
Kết luận
Phải sản xuất thức ăn thủy sản bền vững để tiếp tục tăng sản lượng NTTS bền vững. Thức ăn thủy sản bền vững phải chứa hàm lượng bột cá và dầu cá thấp. Đậu nành Hoa Kỳ được sản xuất bền vững. Các sản phẩm đậu nành của Hoa Kỳ có thể thay thế bột cá để sản xuất thức ăn bền vững mà không làm giảm sản lượng cá thành phẩm.
Tài liệu tham khảo
- FAO, 2009, “How to Feed the World in 2050.”http://www.fao.org/fileadmin/templates/wsfs/d
ocs/expert_paper/How_to_Feed_the_World_in _2050.pdf - FAO, 2018, “The State of the world Fisheries and Aquaculture. SOFIA 2018.http://www.fao.org/state-of-fisheries-aquaculture/2018/en com. IFFO. The Marine Ingredients Organisation website. 2020.
- National Research Council, 2011, “Nutrient Requirements of Fish and Shrimp,” The National Academies Press, National Academy of Sciences. USA.
- Tacon, Hasan, and Metian, 2011, Demand and supply of feed ingredients for farmed fish and crustaceans. Trends and prospects. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper 564.
- UN, 2019, Department of Economic and Social Affairs, World population projected to reach 9.8 bill in 2050, and 11.2 bill in 2100. https://www.un.org/development/desa/en/news/population/world-population-prospects-2019.html
Mark Newman đã làm việc hơn 40 năm trong lĩnh vực NTTS, dinh dưỡng, sản xuất thức ăn thủy sản và sinh học thủy sản.
Hiện nay, ông là chuyên gia tư vấn dinh dưỡng NTTS và chuyên gia tư vấn dinh dưỡng cho nhà máy thức ăn chăn nuôi, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho các công ty nhà máy chế biến thức ăn chăn nuôi ở nhiều khu vực trên thế giới, bao gồm: Mỹ Latinh, Đông Nam Á, Pakistan, Bangladesh, Ấn Độ và Ai Cập.
Chương trình Đậu nành cho NTTS
Tài liệu kỹ thuật này được lập thông qua Chương trình Đậu nành cho NTTS của USSEC (SIA) và Chương trình Khu vực Đông Nam Á của USSEC. USSEC làm việc với các đối tượng mục tiêu ở Đông Nam Á và trên toàn cầu để cho thấy công dụng và lợi ích của việc sử dụng các sản phẩm đậu nành Hoa Kỳ trong thức ăn NTTS.
Chương trình SIA thay thế Chương trình Nghiên cứu và Tiếp thị NTTS được quản lý (Sáng kiến AquaSoy, được tài trợ và hỗ trợ bởi United Soybean Board và Hiệp hội Đậu nành Hoa Kỳ) được thiết kế để loại bỏ rào cản đối với việc sử dụng khô đậu nành trong khẩu phần ăn cho các loài thủy sản.
Mục tiêu của SIA là tối ưu hóa việc sử dụng sản phẩm đậu nành trong khẩu phần ăn NTTS và tạo ra sự ưa thích đối với các sản phẩm đậu nành của Hoa Kỳ nói riêng, bao gồm nhưng không giới hạn ở khô đậu nành Hoa Kỳ, dầu đậu nành, lecithin đậu nành và “protein đậu nành cao cấp” như đậu nành lên men và tinh chất protein đậu nành.
