Dinh dưỡng và thức ăn thủy sản - Chương 6: Dinh dưỡng khoáng

DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN THUỶ SẢN CHƯƠNG 6 DINH DƯỠNG KHOÁNG NỘI DUNG 1. KHÁI NIỆM 2. PHÂN LOẠI KHOÁNG 3. VAI TRÒ DINH DƯỠNG CỦA KHOÁNG 4. ĐẶC ĐIỂM CHUYỂN HÓA KHOÁNG 5. NHU CẦU CHẤT KHOÁNG 1- KHÁI NIỆM • Các chất khoáng tìm thấy trong tự nhiên đều có mặt trong các mô của động vật • Không phải chất khoáng nào cũng có vai trò trong trao đổi chất của cơ thể. • Một số khoáng với hàm lượng rất thấp có thể còn gây độc cho cơ thể. • Một số chất khoáng cần thiết đối với ĐVTS nhưng được cung cấp với lượng vượt mức nhu cầu cũng gây độc cho cơ thể. • Trong cơ thể người, động vật và cá chất khoáng chiếm tỷ lệ rất thấp so với các chất hữu cơ khác • Khoáng thiết yếu (Essential mineral element): chất khoáng tham gia vào quá trình trao đổi chất của cơ thể. • Nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng: Để nhận biết một chất khoáng là thiết yếu hay không thì khi con vật ăn khẩu phần không có chứa chất khoáng ấy và gây ra những triệu chứng bệnh lý chỉ có thể điều trị hoặc phòng ngừa bằng chính chất đó. • 21 nguyên tố khoáng có vai trò dinh dưỡng đối với tôm và cá Các nguyên tố khoáng có vai trò DD đối với tôm, cá Silicon (Si) Cobalt (Co) Nickel (Ni) Selenium (Se) Iodine (I) Molybdenum (Mo) Copper (Cu) Potassium (K) Chromium (Cr) Manganese (Mn) Sulphur (S) Sodium (Na) Vanadium (V) Zinc (Zn) Chlorine (Cl) Magnesium (Mg) Fluorine (F) Iron (Fe) Phosphorus (P) Calcium (Ca) Khoáng vi lượng Khoáng đa lượng 1 Underwood (1971); Reinhold (1975) Hàm lượng một số nguyên tố khoáng trong cơ thể động vật Đa khoáng g/kg thể trọng Vi khoáng mg/kg thể trọng Ca P K Na Clo S Mg 15 10 2 1,6 1,1 1,5 0,4 Fe Zn Cu Mo Se I Mn Co 20-80 10-50 1-5 1-4 1-2 0,3-0,6 0,2-0,5 0,02-0,1 Thành phần chất khoáng trong cơ thể cá (Shearer, 1984, Kirchgessmer và Shwarz, 1986) Các loại khoáng phổ biến Cá hồi (10-1800g) Cá chép (170-1150g) Khoáng đa lượng (g/kg BW) Ca P Mg K Na 5,2 4,8 0,33 3,2 1,3 6,1 5,0 0,25 2,1 0,85 Khoáng vi lượng (mg/kg BW) Fe Cu Mn Zn 12 1,2 1,8 25 20 1,1 0,7 63 2- PHÂN LOẠI + Theo nhu cầu của ĐVTS • NGUYÊN TỐ ĐA LƯỢNG 1/ Ca 2/ P 3/ Mg 4/ K, Na, Cl 5/ S • NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Fe, Cu, Mn, Cr, Zn, Co, Se, I + Theo chức năng sinh học: - Cấu trúc cơ thể: Ca, P, Mg - Duy trì áp suất thẩm thấu: Na, K, Mg, Cl - Hoạt tính enzyme: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Se - Gây độc hại: Hg, Ag, Cd, Pb - Chưa xác định chức năng: As, Si, F 3. VAI TRÒ DD CỦA KHOÁNG • Thành phần cấu tạo của cơ thể: Ca, P, Mg tham gia cấu tạo khung cơ thể. • Duy trì chức năng sinh lý bình thường • Chất xúc tác cho phản ứng sinh hoá. • Duy trì chức năng sinh lí, ảnh hưởng đến sự cân bằng acid và baze góp phần ổn định nồng độ thẩm thấu cơ thể, duy trì sự cân bằng nước. • Dẫn truyền thần kinh và một số nguyên tố là thành phần cấu tạo một số hormon như iod trong Thyroxine giúp cơ thể thích ứng điều kiện bên trong và bên ngoài. • Tham gia vào cấu tạo máu như Fe (hemoglobin), Cu (hemocyanin) 4. ĐẶC ĐIỂM CHUYỂN HÓA CHẤT KHOÁNG CỦA ĐVTS • Nguồn cung cấp khoáng cho ĐVTS: – Môi trường nước – Thức ăn • Khoáng từ môi trường nước được ĐVTS hấp thu trực tiếp • Khoáng trong thức ăn được giải phóng trong quá trình tiêu hóa P, L, Carbohydrate. • Điều kiện để khoáng được hấp thu: – Chất khoáng phải tan trong nước – Thẩm thấu được • Mức độ hấp thu của các muối: – Nhiều: Clorua, bromua, iodua, butyrat – Ít: Photphat, citrat, tatrat – Không hấp thu: oxalat, phytat. • Nhu cầu chất khoáng của ĐVTS tương tự như ĐV trên cạn SƠ ĐỒ TRAO ĐỔI CHẤT KHOÁNG Ở ĐVTS NƯỚC KHẨU PHẦN ĂN MÁ U MÔ CƠ THỂ PHÂN & NƯỚC TIỂU 5. NHU CẦU CÁC CHẤT KHOÁNG 5.1. Canxi + Chức năng: - Cấu tạo xương, sụn và vỏ giáp xác - Tham gia quá trình đông máu (kích thích tiểu cầu hình thành thromboplastin). - Hoạt hoá một số enzyme như lipase, axit phosphatase, cholinesterase, ATPase và succinic dehydrogenase. - Ca kích thích sự co cơ và điều hoà sự truyền xung thần kinh (thông qua việc kiểm soát sản sinh acetylcholine) - Ca liên kết với phospholipids giữ vai trò chính trong việc điều hoà tính thấm của màng tế bào. - Ca cần cho sự hấp thu vitamin B12 ở ống tiêu hoá. + Hấp thu: • Cá hấp thu ở ruột, mang, da, vẩy; tôm hấp thu ở ruột, mang và vỏ giáp xác • Môi trường nước giàu Ca -> Ca máu tăng • Nhiệt độ nước tăng -> hấp thu Ca tăng • Ca hấp thu từ nước nhanh chóng vận chuyển đển các mô xương, da. Ca từ thức ăn phải qua quá trình tiêu hóa, hấp thu mới sử dụng được • Hấp thu Ca phụ thuộc rất nhiều vào P. Tỷ lệ Ca/P tối ưu cho hấp thu là 1/1-2/1. Nếu vượt quá làm giảm hấp thu các chất khác. • Tỷ lệ Ca/P thức ăn không gây ảnh hưởng lớn đến đời sống của cá + Nhu cầu: - Phụ thuộc vào Ca của nước: • Cá hồi: hàm lượng Ca nước là 200mg/l → đủ nhu cầu Ca . • Nếu Ca nước < 5 mg/l thì cá phải sử dụng Ca khẩu phần. - Phụ thuộc vào pH nước và một số nguyên tố như Al, P (nước có Ca < 0,8mg/l, pH <4,5 cá vẫn hấp thu đủ Ca nếu đủ P trong th. ăn). 5.2. Phospho • Chức năng: +Thành phần xương, sụn và vỏ giáp xác. + Thành phần phospholipid, acid nucleic, phosphoprotein, ATP, creatin phosphate... → đóng vai trò quan trọng trong chuyển hoá năng lượng và chuyển hóa chất DD ở tế bào. + Phosphate vô cơ giữ vai trò như một chất đệm điều hoà cân bằng pH dịch thể. • Hấp thu: + Muối P hoà tan hấp thu từ da, vẩy và mang của cá và tôm. + P trong acid phytic không hấp thu được trừ khi được phân giải thành inisitol và acid phosphoric nhờ phytase • Nguồn Phospho: Rất phong phú. P phytic không lợi dụng được vì cá không có phytase. • Nhu cầu P Nguồn P khẩu phần đối với tôm và cá quan trọng hơn là nguồn P từ nước vì: + Khả năng hấp thu P từ nước kém hơn Ca. Ví dụ cá hồi giống hấp thu P từ nước chỉ bằng 1/400 so với Ca từ nước. + Hấp thu P từ nước phụ thuộc vào: nhiệt độ nước và hàm lượng Ca nước. Hấp thu P từ nước tăng khi nhiệt độ tăng và nồng độ Ca nước giảm. + Nhu cầu P khẩu phần của cá nằm trong phạm vi 0,4- 0,7% khẩu phần + Phụ thuộc vào cấu tạo ống tiêu hoá: Loài cá có dạ dày hấp thu P tốt hơn cá không có dạ dày. Tăng trưởng của cá hồi nước ngọt và cá chép (g) theo nguồn P khẩu phần Nguồn P Cá hồi nước ngọt (11 tuần) Cá chép (4 tuần) Monocanxi phosphat 640-710 270-287 Dicanxi phosphat 610 150 Tricanxi phosphat 494 112 Nhận xét? 5.3. Mg • Vai trò: + Thành phần của xương, sụn và vỏ giáp xác + Mg hoạt hoá enzyme: kinase (xúc tác sự chuyển gốc phosphate của ATP cho đường), mutase (phản ứng phosphorin hoá), ATPase của cơ, cholinesterase, alkaline phosphatase, enolase, isocitric dehydrogenase, arginase, ribonuclease và glutaminase. + Thông qua enzyme, Mg kích thích sự hưng phấn thần kinh và co cơ, điều hoà cân bằng acid-bazơ, các quá trình chuyển hoá carbohydrate, protein và lipid. • Hấp thu: Có thể hấp thu ở ruột, da, vảy, mang. Mg trong nước ngọt rất thấp -> phải cung cấp từ thức ăn. Dư Mg -> thải qua thận • Một số thí nghiệm chứng minh vai trò và nhu cầu dinh dưỡng của Mg - Thí nghiệm trên cá hồi (khối lượng 30g): khẩu phần chứa 100mg Mg/kg thấy tính ham ăn, tăng trọng và FCR tốt hơn so với khẩu phần 26-63mg Mg/kg. - Thí nghiệm ở cá hồi non thấy 200- 300mg Mg/kg thì đủ cho sinh trưởng nếu nước chứa 1,7mg Mg/lít (Cowey et. al. (1977). -Thiếu Mg gắn với mức Ca 26-40g/kg khẩu phần làm tăng Ca lắng đọng ở thận, natri trong cơ cũng tăng làm cho thịt nát...vì cơ thịt chứa nhiều nước. Cá chép thiếu Mg làm giảm lượng ăn vào, nghèo sinh trưởng. Mức Mg 52mg/kg làm tăng tỷ lệ tử vong. → nhu cầu tối thiểu Mg phải là 400- 700mg/kg khẩu phần. 5.4. K, Na và Cl • Vai trò: K, Na, Cl giữ vai trò chủ yếu điều hoà áp suất thẩm thấu, cân bằng acid- bazơ và trao đổi nước ở tế bào. • Hấp thu: K, Na và Cl được hấp thu ở ruột, da, vẩy mang và vỏ giáp xác. • Nhu cầu: - Nhu cầu Na, Cl và triệu chứng thiếu ở tôm và cá chưa được chứng minh. - Nhu cầu K: 0,2-1,0% khối lượng khẩu phần 5.5. Lưu huỳnh • Vai trò: + Thành phần của một số acid amin chứa S (methionine, cystine), vitamin (thiamine và biotin), insulin và vỏ giáp xác. + S ở dạng sulphate là thành phần của heparin, chondroitin, fibrinogen và taurine. + Hoạt tính coenzyme A và glutathione phụ thuộc vào nhóm SH tự do. • Hấp thu: S trong acid amin và muối sulphate hấp thu ở ống tiêu hoá. Nguyên tố Chức năng Biểu hiện thiếu và nhu cầu Fe Cấu tạo hemoglobin, myoglobin, cytocrom Chậm lớn, thiếu máu 200mg/kg kp cá chép. 30mg/kg kp cá da trơn. Cu Tham gia vào các enzyme chứa Cu: cytocrom oxidase, feroxydase, tyrosinase, superoxide dismutase Chậm lớn, viêm cata, thiếu máu Nhu cầu: 3mg/kg kp cá chép. 5mg/kg kp cá da trơn. 5.6. Các nguyên tố vi lượng Zn Trong thành phần nhiều metalloenzyme như: cacbonic anhydrase, carboxypeptidase, malic dehydrogenase, alkali photphatase, superoxid dismutase, ribonuclease v& DNApolymerase. Chậm lớn, kém ăn, thối vây và da, % chết cao. Nhu cầu: 20mg/kg kp cá da trơn 5-30mg/kg kp cá chép. Mn Coenzyme của một số enzyme tổng hợp ure, trao đổi acid amin, acid béo và oxy hóa glucose. Chậm lớn, cột sống ngắn. Viêm cata, tỷ lệ chết cao. Nhu cầu: 2,4mg/kg kp cá hồi, 13mg/kg kp cá chép. Cr Cr hóa trị 3 là thành phần của GHF (hợp chất gồm Cr3+ + 2 phân tử nicotinic acid), tham gia chức năng dung nạp glucose và tổng hợp glycogen, chuyển hóa cholesterol và acid amin. Nhu cầu của cá hồi:  1,0 mg/kg Co Thành phần của vitamin B12 Chậm lớn, thiếu máu. Nhu cầu: 1 - 6mg/kg kp. Se Thành phần của gluthation peroxidase, phân giải peroxid sinh ra trong quá trình oxy hóa mỡ Chậm lớn, thiếu máu, viêm cata Nhu cầu: 0,25mg/kg kp cá da trơn I Thành phần hormone thyroxin 0,6-2,8mg/kg kp cá hồi. BÀI TẬP VỀ NHÀ 1. Nhu cầu dinh dưỡng của một số đối tượng giáp xác phổ biến 2. Nhu cầu dinh dưỡng của một số đối tượng cá nuôi phổ biến 3. Thành phần hóa học của các loại thức ăn giàu năng lượng phổ biến 4. Thành phần hóa học của các loại thức ăn giàu protein phổ biến XIN CÁM ƠN