(Tài liệu này có thể được sao chép nếu tác giả và USSEC cho phép. Trong khi Hội đồng Xuất khẩu Đậu nành Hoa Kỳ không đảm bảo tính chính xác của thông tin được trình bày hoặc các dự báo hoặc báo cáo của Nhân viên hoặc Nhà thầu của USSEC, chúng tôi đã cẩn trọng trong việc lựa chọn Nhân viên hoặc Nhà thầu để đại diện cho tổ chức của chúng tôi và đóng vai trò là chuyên gia về một chủ đề nhất định. Chúng tôi tin rằng họ có kiến ​​thức và tài liệu cũng như ý kiến ​​của họ sẽ cung cấp cho người đọc thông tin chi tiết và hiểu biết có giá trị về các vấn đề chính liên quan đến ngành Nuôi trồng thủy sản toàn cầu và ngành công nghiệp đậu nành và nông nghiệp Hoa Kỳ. Chúng tôi rất mong nhận được các câu hỏi khác và luôn khuyến khích người đọc tìm kiếm một loạt các ý kiến ​​trước khi đưa ra bất kỳ quyết định hoạt động hoặc tài chính nào dựa trên thông tin đã trình bày. Theo đó, USSEC sẽ không chịu bất kỳ trách nhiệm pháp lý nào ngầm hiểu hay rõ ràng xuất phát từ thông tin có trong bài báo này hoặc các tài liệu đã được tác giả đưa vào có thể thuộc bản quyền riêng có hoặc không có sự cho phép rõ ràng của chủ sở hữu bản quyền ban đầu).

 

Tóm tắt

Sự gia tăng nhanh chóng của dân số thế giới đang thúc đẩy yêu cầu tăng sản xuất sản lượng thực phẩm bền vững. NTTS (NTTS) sẽ đóng một 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 là nguồn 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 một ví dụ 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.

 

Giới thiệu

Tầm quan trọng của việc thực hiện các hoạt động NTTS theo một cách bền vững ngày càng tăng, do sự gia tăng dân số thế giới. 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-Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc) và phần lớn sự gia tăng đó sẽ phải đến từ ngành NTTS. Các nguồn tài nguyên của thế giới sẽ phải chịu áp lực rất lớn. Người NTTS phải hạn chế tác động xấu đến môi trường thủy sản nhằm duy trì khả năng tiếp tục 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 trong 2016. Xem xét nhu cầu thiết yếu phải tăng sản lượng lương thực, 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 đó có số lượng có hạn.

 

Hình 1. Sản lượng đánh bắt và nuôi trồng thủy sản trên thế giới, 1950-2016

  Nguồn: FAO (Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc), 2018

 

Protein đậu nành là hình thức thay thế hợp lý cho protein 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 được chứng nhận. Tuy nhiên, do bột cá và dầu cá bị giảm trong các thành phần thức ăn thủy sản, do các vấn đề kinh tế và bền vững, nên việc cung cấp đủ số lượng các chất dinh dưỡng ở trong đậu nành còn thiếu so với bột cá, nên phải được bổ sung để tránh giảm hiệu suất. Công nghệ dinh dưỡng hiện có cho phép các chuyên gia dinh dưỡng thay thế thành công phần lớn protein bột cá bằng protein đậu nành, ngay cả ở những loài ăn cá – những loài thường ăn các loại thức ăn có hàm lượng bột cá cao.

 

Thức ăn thủy sản bền vững

Thức ăn thủy sản bền vững không thể chứa một lượng lớn bột cá và dầu cá. Nguồn cung cấp bột cá và dầu cá bị hạn chế do quần thể cá chưa được khai thác thích hợp làm nguyên liệu sản xuất bột cá. Điều này có nghĩa là, bột cá và dầu cá ngày càng khan hiếm và giá ngày càng tăng. Ngoài ra, sự mất mát thực sự của protein xảy ra khi sản xuất tôm và cá ăn cá (tức là các loài cá ăn các 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 cá trong các trang trại không phải là cách sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên tự nhiên của hành tinh chúng ta. Sau cùng, đánh bắt công nghiệp 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. Trong 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 ăn bột tăng hơn gấp đôi so với 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 thiết lập các tiêu chuẩn cho ngành này, thì cần phải thiết lập một hệ thống đo lường các nguyên liệu có nguồn gốc từ biển trong thức ăn thủy sản. Phép đo thường được sử dụng nhất là Phương pháp Tỷ lệ 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 trong trang trại. FIFO được tính bằng Hệ số sử dụng cá trong Thức ăn (FFIF) nhân với Tỉ lệ chuyển đổi Thức ăn (FCR).

Một ví dụ để tính toán FFIF là: 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 tăng trọng. Nhiều yếu tố sẽ ảnh hưởng đến FCR trong các hoạt động NTTS thực tế, chẳng hạn như: hàm lượng dinh dưỡng của thức ăn, sự cân bằng của các chất dinh dưỡng cần thiết trong thức ăn, khả năng tiêu hóa các chất dinh dưỡng, có hay không có 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.

 

Hình 2. Sản lượng toàn cầu thức ăn chứa protein từ 2006 đến 2011

 

Rõ ràng là đậu nành là nguồn cung cấp protein lớn nhất trên toàn cầu. Do đó, đậu nành có nhiều khả năng là nguyên liệu thay thế bột cá trong thức ăn thủy sản và thực tế do sự sẵn có ở nhiều nơi, giá tương đối thấp và trong đậu nành có chứa chất protein tuyệt vời dễ tiêu hóa, đậu nành được sử dụng trong hầu hết các loại thức ăn thủy sản hiện đại.

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 bảo tồn tự nguyện được chứng nhận và đánh giá. Các thủ tục đánh giá bao gồm các cuộc đánh giá nội bộ hàng năm của các 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 lưu trữ hồ sơ và tài liệu cho từng lô hàng cụ thể tại điểm xuất khẩu liên quan đến đậu nành và sản phẩm đậu nành phù hợp.

Trong khoảng 40 năm kể từ khi SSAP được thông qua, chúng ta 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 tại các trang trại giảm 48% và lượng khí thải động cơ đốt trong giảm 49%.

Qua cuộc thảo luận ở trên, rõ ràng đậu nành là loại bột protein có sẵn với số lượng nhiều nhất và đậu nành trồng ở Hoa Kỳ là loại đậu nành được sản xuất bền vững. Tuy nhiên, cần phải được xem xét khi thay thế đậu nành cho bột cá trong các công thức thức ăn thủy sản thực tế, một số chất dinh dưỡng tương đối nhất định trong đậu nành bị thiếu hụt so với bột cá. Sự thiếu hụt chất dinh dưỡng tương đối này bao gồm: axit amin, phốt pho 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 cá.

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, chẳng hạn như bột gluten ngô để tăng mức độ methionine lên mức gần đạt yêu cầu của cá và động vật 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.

Bảng 3. Hàm lượng axit amin thiết yếu của nguồn protein cho thức ăn thủy sản

 

So với bột cá với 1,7% phốt pho có sẵn thì bột đậu nành chỉ có 0,2% phốt pho có sẵn. Do đó, các nguồn phốt pho có sẵn khác phải được bổ sung vào chế độ ăn dựa trên đậu nành. Dicalcium phốt phát thường được sử dụng như một nguồn phốt pho dễ tiêu hóa, tuy nhiên monocalcium phốt phát thậm chí còn dễ tiêu hóa hơn đối với cá và giáp xác.

Phần lớn mọi người 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 là nguồn năng lượng và 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 trong chế độ ăn với số lượng chính xác. Axit béo Omega-3 chuỗi dài còn được gọi là Axit béo không bão hòa cao (HUFA’s) 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 có nguồn gốc từ 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 chất dinh dưỡng cần thiết cho hầu hết các loài cá biển và có thể cần thiết cho động vật giáp xác, cá nước ngọt ở giai đoạn cá con và trưởng thành. Bột cá cơm chứa 0,21% taurine tuy nhiên 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 truyền hương vị cho thức ăn để các loài này có thể tiêu thụ thức ăn được sản xuất. Theo truyền thống, bột cá thường cung cấp các chất kích thích cảm giác thèm ăn hoặc chất tăng cảm giác ngon miệng này. Bữa ăn 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 xây dựng trong 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 khái niệm được thảo luận trước đây trong bài báo này được sử dụng như thế nào để giảm tỉ lệ sử dụng bột cá trong thức ăn thủy sản trong nghiên cứu này. 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 pháp xử lý thử nghiệm.

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 phương pháp 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

• Thức ăn bền vững phải được sản xuất để cho phép 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.

 

Hình 3. Mô hình thực nghiệm thức ăn cá bơn năm 2012. Kết quả tăng trọng hàng ngày,% SGR, FCR và hệ số điều kiện

Nguồn: Thông tin cá nhân từ Zhou Ehnua, 2012

 

Giới thiệu về tác giả

Mark Newman đã làm việc trong lĩnh vực NTTS, dinh dưỡng NTTS, sản xuất thức ăn thủy sản và sinh học thủy sản trong hơn 40 năm qua.

Ông đã làm việc cho một nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi lớn của Hoa Kỳ tại Hoa Kỳ và Ecuador trong 20 năm về các lĩnh vực dinh dưỡng, đảm bảo chất lượng, quản lý và hỗ trợ kỹ thuật. Ông đã nuôi tôm biển thương phẩm và đã tiến hành nghiên cứu dinh dưỡng với cá rô phi, cá hồi Thái Bình Dương, tôm nước ngọt, nhiều loại cá biển và tôm biển. 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 trong NTTS

Tài liệu kỹ thuật này được lập thông qua Chương trình Đậu nành trong 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.

Tài liệu này tiếp nối truyền thống của USSEC nhằm cung cấp các tài liệu kỹ thuật hữu ích cho các đối tượng nghiên cứu trong ngành NTTS.

Để biết thêm thông tin về việc sử dụng đậu nành trong ngành NTTS và để xem các tài liệu kỹ thuật bổ sung, vui lòng truy cập vào trang web Đậu nành trong NTTS: www.soyaqua.org.

Mark Newman

Chuyên gia Tư vấn Dinh dưỡng M.N. Aqua

Tháng 10/2020

Được viết trên cơ sở hợp tác với Hội đồng Xuất khẩu Đậu nành Hoa Kỳ (USSEC)

© 2021 Hội đồng Xuất khẩu Đậu nành Hoa Kỳ

 

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 IFFO.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 billion in 2050, and 11.2 billion in 2100. https://www.un.org/development/desa/en/new s/population/world-population-prospects-
2019.html