Bài giảng: Protein và acid amin trong dinh dưỡng va thức ăn thủy sản

PROTEIN VÀ ACID AMIN TRONG DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN THỦY SẢN

Thành phần cơ bản protein

• Protein là thành phần chính chiếm khoảng 6075% • Protein có chứa các thành phần chính: carbon (50

• •

55%); oxy (2226%); nitơ (16%); hydro (68%). Có cấu trúc phức tạp, trọng lượng phân tử lớn Khi bị thủy phân chúng đều phân hủy thành các axit amin.

C u trúc

Protein

ấ

-

ề

ỗ a  Protein bao g m m t ho c nhi u chu i ộ c liên k t v i nhau b i ở

ặ ế ớ

ồ ượ

amino acids đ peptide bonds

H

O

H

R1 CH

N

C

R3 CH

N

R1 CH

OH

H

N

C

CH

N

C

CH

N

C

H

O

H

O

H

O

R2

R4

‘a ’ carbon atom Peptide bond

C u trúc

Protein

ấ

 Đ c đi m c a protein đ c xác đ nh b i trình t ủ ượ ở ị ự

s p x p và liên k t c a các acid - amin ế ủ ặ ắ ể ế

 Có 20 amino acids trong t nhiên ự

Phân loại protein

i phóng ra acid amin trong quá ơ ả ch gi ỉ ả

• Protein đ n gi n: trình th y phân. ủ

ứ

ỏ ứ ể ơ ể ạ ấ ố

- Quan tr ng : Albumin lòng đ tr ng làm th c ăn có giá ọ ng cao (phát tri n c th còn non, hoàn thi n tr dinh d ệ ưỡ ị h th ng ng tiêu hóa). Giai đo n cá b t, cá g ng, u ệ ố ố trùng giáp xác s d ng protein lòng đ tr ng gà . ộ ỏ ứ ử ụ

- Nhóm colagen, elastin, keratin: khó tiêu hóa  gia nhi nghi n nh ề t, ệ ỏ  tăng kh năng tiêu hóa (s n ph m lò m ) ổ ả ả ẩ

• Protein k t h p: ế ợ protein đ n gi n + nhóm khác không ả ơ

ph i là protein: lypoprotein, glycoprotein… ả

VAI TRÒ C A PROTEIN Ủ

ch c cũ xây d ng t

- Là thành ph n ch y u tham gia c u t o ấ ạ ủ ế ch c ổ ứ

ự

ầ c th , thay t ổ ứ ơ ể m i. ớ

ẽ

- Các acid amin (AA) s tham gia vào các ệ có ho t tính ạ ặ

ẩ protein đ c bi s n ph m ả sinh h c cao (hormon, enzyme). ọ

ẽ ng

d ng

- AA s tham gia quá trình t o thành năng ở ạ

ạ ự ế hay tích lũy

ở d ng tr c ti p

l ạ ượ glycogen hay lipid.

S đ ho t đ ng các proteases trong s tiêu hóa trên cá (Moreau, 1995)

ạ ộ

ơ ồ

ự

Protein

V a ù c h

HCl

Pepsin

d a ï ï

s d i c a

i ä o M

g n ø ô ö r t

d a ø y

Pepsinnogen

Peptide

Chymotrypsins

Chymotrypsinogen

T u ï y t a ï n g

Trypsin

e s a b

i â o M

g n ø ô ö r t

Trypsinogen

Peptide

Enterokinase

Exopeptidase

T h a ø n h r u o ä t

Amino acids

Haáp thuï

Các nhân t

nh h

ng men tiêu hoá

ố ả

ưở

• @ Tu i cáổ :

ể ố ế ủ và ch c năng ti ứ t trong ng tiêu hoá ế

th p h n ch a phát t men tiêu hoá ch a ư ơ so ấ

ả ng thành. • @Thành ph n th c ăn : ứ ứ ít cellulose  tăng ho t tính ạ ề

ộ  gi m ho t tính c a m t s men ộ ố ủ

– Sau khi n , các mô ti ở tri n đ y đ ầ hoàn ch nh nên kh năng tiêu hoá protein ỉ v i cá tr ưở ớ ầ - Nhi u protein và ch a i c a trypsin và pepsin và ng c l ượ ạ ủ - Nhi u tinh b t ạ ả ề tiêu hoá protein.

ườ : ng

• @ Nhi - Nhi t đ môi tr ệ ộ t đ tăng, ho t l c c a các enzym tăng lên. ệ ộ ạ ự ủ

Nhu c u protein

ầ

i thi u

ầ

ng t

i đa

protein t ố ầ ố

ằ đ t tăng tr ạ

ưở

• Nhu c u protein là l ể có ng ượ trong th c ăn nh m tho mãn yêu c u các amino ả ứ (NRC, acid đ ÐVTS ể 1993)

ng đ i: Tính theo m c

ầ

ứ

ố

protein (%) trong th c ăn

• Nhu c u protein t ươ ứ

ầ

ố

• Nhu c u protein tuy t đ i: g protein/kg th ể ệ tr ng/ngày, g protein/kg

ọ

Nhu cầu protein

Nhu cầu protein (g/kg) 400460 Lòai Cá hồi

380 Cá chép

445 Lươn

340430 Trắm cỏ

410 Trê phi

420

Cá măng sữa

Nhu cầu đạm của một số loài cá Nhu cầu đạm của một số loài cá

Ngu n protein

Loài cá

ồ

i ố

Tác giả

Protein t u (%)

Casein+Arg, Met

ư 30-40

Tr ng ọ l ngượ 40 g

và

ctv

ng và

ctv,

B t cáộ

Cá trê phi Cá tra b nầ

2-8 14-22

40 35

Henken 1986, Ph ươ 2000

2-3

38 Hi n và

ctv, 2004

ậ

ộ

ề

Cá tra

5-6

32.2 Hùng và ctv, 2000

B t cá/b t đ u ộ nành B t cáộ

2-3

35 Hi n và

ctv, 2004

ậ

ộ

ề

5-6

27.8 Hùng và ctv, 2000ï

Cá basa

B t cá/b t đ u ộ nành B t cáộ

16-17

36.7 ng, 1998

ế

ươ

B t cá/b t huy t ộ ộ (2:1)

Ph

75-81

34.9 2-3

48 Hi n và

ctv, 2004

ộ

ậ

ề

Cá hú

B t cá/b t đ u ộ nành

Nhu cầu đạm của một số loài cá Nhu cầu đạm của một số loài cá

Loài cá

Ngu n protein

ồ

Tác giả

i ố

Protein t u (%)

Tr ng ọ ngượ l

ư

2-3

cá,

32 Hi n và ctv, 2004

Cá rô đ ngồ

đ u ậ

ề

B t ộ nành Casein

31 -38

Ogino (1970)

Cá chép

40-50

Teng và ctv (1978)

B t cá ng ừ

ộ

Cá mú

Casein

34-38

Dabrowski (1977)

ỏ

Cá tr m cắ

44.5 và Arai

nươ

Casein và amino acids

Nose (1972)

L

Casein

40 Lim và ctv (1979)

Cá măng

Nhu c u đ m c a tôm sú

ầ ạ

ủ

Kh i l

Nhu c u protein (%)

ố ượ

ầ

ng c th tôm ơ ể (g)

< 2g

40 - 45

2-4

35 - 40

4- 15

32 – 35

15 - 40

30 - 35

Nhu c u đ m c a tôm càng xanh ủ

ầ ạ

Kh i l

Nhu c u protein (%)

ố ượ

ầ

ng c th tôm ơ ể (g)

0.01 - 2

32-35

2 - 5

5-10

10-20

>20

Nhu c u đ m theo mô hình nuôi

ầ ạ

Mô hình nuôi

Nhu c u protein (%)

ầ

Qu ng canh

23 - 25

ả

Bán thâm canh

30 - 35

Thâm canh

40 - 45

So sánh nhu c u dinh d

ưỡ

ng c a m t ủ

ộ

ầ s loài tôm ố

Tôm sú: 35 – 45 % Tôm sú: 35 – 45 %

Tôm càng xanh: 32 – 35 % Tôm càng xanh: 32 – 35 %

Tôm th chân tr ng: 30 – 35% Tôm th chân tr ng: 30 – 35%

ẻ ẻ

ắ ắ

Nhu c u protein ĐVTS

ầ

ạ

ấ ề ộ

ng cao

 kh ả

• Cao h n ĐV trên c n: g p 2- 3 l n ầ – H u h t ăn thiên v đ ng v t ậ ầ – Hàm l ng AA trong huy t t ế ươ ng cao các AA

năng bi n d

ế ượ ế ưỡ

ng t

ngu n

– Kh năng s d ng E bi n d ử ụ

ế ưỡ

ả

ừ

ồ

protein trong th c ănứ

– H u h t thí nghi m giai đo n gi ng ệ

ế

ạ

ầ

ố

C u trúc

Amino acids

ấ

Glycine

CH2NH2COOH

L-Alanine

CH3CHNH2COOH

L-Lysine

NH2(CH2)4CHNH2COOH

Amino acids – structure (2)

L-Methionine CH3SCH2CH2CHNH2COOH

L-Aspartic

HOOCCH2CHNH2COOH

H2C

CH2

L-Proline

CHCOOH

H2C

N H

Amino acid đ ng phân

ồ

 Amino acids có 2 đ ng phân : ồ

 ‘L’

 ‘D’

L-Alanine

D-Alanine

CH3CHNH2COOH

Amino acid đ ng phân

ồ

ạ ừ ộ ố

ủ

Đ ng v t và th c v t thu c

 Ngo i tr m t s vi khu n, protein c a ự ậ

ẩ ộ ‘L’ amino acids

ộ

ậ

ả ở ộ

 ‘D’ amino acids không th s d ng ể ử ụ ho c s ặ ử d ng không hi u qu b i đ ng v t, ngo i ạ ậ ệ ụ tr ừ

D-Methionine có th đ

c ch p nh n

ể ượ

ấ

ậ

Amino acids thi

t y u và không thi

t y u

ế ế

Không thi

t y u

ế ế t y u

ế ế

Thi Arginine

Alanine

Histidine

Aspartic acid

Isoleucine

Asparagine

Leucine

Cysteine

Lysine

Glycine

i n e )

Methionine

C h i a s ẻ ( a s C y s t

Glutamic acid

Phenylalanine

Glutamine

Threonine

Chia sẻ

Proline

Tryptophan

Serine

Valine

Tyrosine

Amino acids thi

t

ế

t y u và không thi ế ế y uế

Amino acid thi t y u ế ế I h n gi ớ ạ

Amino acid

t y u thi ế ế quá m cứ New (1987)

Các y u t

ng đ n

ưở

ế

nh h ế ố ả nhu c u protein ầ

c và tu i: gi m theo s gia tăng kích th c và ướ ự ả ổ ướ

• Kích th tu iổ

ng thành ả ơ ưở

• Sinh s n: tăng cao h n tr C cá (%)

Hàm l

ng protein

ỡ

ượ

(%)

30 – 32 28- 30 24-26 22- 24 20 -22

5- 50 g 50 - 100 100 - 300 300- 500 >500

Các y u t

ng đ n

ưở

ế

nh h ế ố ả nhu c u protein ầ

• Môi tr

ng: nhi

t đ , đ m n (tăng

ườ

ưỡ

ệ ộ ộ ặ

ng nuôi d khi toC và đ m n gia tăng ộ ặ

• Ch t l

ạ

ấ ượ

ử ụ

ng và lo i th c ăn s d ng:thành ph n ầ các

ỉ ệ

ng khác nh lipid và ư

ả ấ

ượ

ồ

ứ amino acid, kh năng tiêu hóa protein và t l ngu n cung c p năng l carbohydrate.

di truy n: cùng m t loài nh ng khác nhau

• Y u t ế ố v di truy n s có nhu c u protein khác nhau. ề

ề ề ẽ

ộ ầ

Các y u t

ng đ n

ưở

ế

nh h ế ố ả nhu c u protein ầ

• Năng l ộ ủ

ượ ừ

ả à ng ng c a th c ăn: do đ ng v t thu s n có kh ả ỷ ả ậ ng bi n d ngu n protein ng t ồ ế ưỡ nhu c u protein c a chúng có kh năng ủ ầ ng trong th c ăn tăng lên v ứ ượ ứ c ượ

ượ ứ năng s d ng năng l ử ụ trong th c ăn nên ứ gi m khi m c năng l ả i.ạ l

– Cá h i : nhu c u P là 40% khi E 16 KJ/g ầ ồ

nhu c u P là 36% khi E: 18 KJ/g ầ

ứ ượ

ẽ ạ ồ ế ự ỏ

ng – Th c ăn quá giàu năng l ng thì s h n ch s tiêu th ụ th c ăn c a cá vì cá s ng ng b t m i khi th a mãn nhu ủ ứ c u năng l ầ ắ ượ  thi u protein ẽ ư ế

Các y u t

ng đ n

ưở

ế

nh h ế ố ả nhu c u protein ầ

Loài

% Protein

P/E (mg/kj)

Tác giả

Tôm sú

Aquacop, 1977

26.5

Segweck, 1979

Tôm thẻ

Th chân tr ng

19.1

Cousin, 1992

ẻ

ắ

21.5

Dokken, 1987

21.5 – 28.6

Koshio, 1992

He Nh t b n ậ ả

22.2 – 28.8

19.3 – 23.2

Page, 1973

Cá nheo Mỹ

Cá rô phi

24.6

El Sayed (1987)

Cá chép

31.5

25.8

Takeuchi (1979)

Cá trê phi

18.6

Machiel

(1985)

**: GP/GE: protein thô/E thô

• Tỷ lệ tối ưu giữa protein và năng lượng

Các y u t

ng đ n

ưở

ế

nh h ế ố ả nhu c u protein ầ

Protein trong th c ăn (mg ho c g) ứ

• Tỷ lệ tối ưu giữa protein và năng lượng ặ P/E = ------------------------------------

Năng l ượ ứ ặ ng trong th c ăn (KJ ho c Kcal) .

• T l P/E ỉ ệ ở ĐVTS > 20, gà 14-18, heo 10 - 16, bò 6 -10

Giá tr s d ng protein c a th c ăn

ị ử ụ

ứ

ủ

• Ch s acid amin thi

t y u (EAAI)

ỉ ố

ế ế

n

EAAI =

x

...x

a Ae

b Be

c Ce

j Je

• a, b, c, j là phần trăm EAA tương ứng của protein thức ăn. •Ae , Be, Ce,...Je là phần trăm EAA tương ứng protein tôm cá • n: là số acid amin thiết yếu xem xét

Ch s acid amin thi

t y u (EAAI)

ỉ ố

ế ế

B t tôm: ộ B t m c: ộ ự B t cá Peru: ộ B t cá ng : ộ ừ B t đ u nành: ộ ậ Casein: B t khoai lang; 0.98 0.98 0.92 0.92 0.87 0.81 0.53 ộ

Sinh tr

ng c a cá trê phi khi s d ng m t s ngu n nguyên li u

ưở

ủ

ộ ố

ồ

ệ

ử ụ thay th b t cá ho c b sung acid amin t ng h p

ợ

ổ

ế ộ (giá tr đ

ặ ổ c so sánh v i 100% b t cá)

ị ượ

ớ

ộ

Ngu n protein

T l

thành ph n cung c p protein

Sinh tr

ồ

ỉ ệ

ấ

ầ

ngưở

+ AA

-AA

Ngu n khác ồ

B t cáộ

100

B t cáộ

B t huy t ế

ộ

B t đ u nành

100

105

ộ ậ

100

B t bông v i ả

ộ

Groundnut meal

100

- AA: Không b sung thêm acid amin ổ + AA: B sung thêm acid amin

ổ

Giá tr s d ng protein c a th c ăn

ị ử ụ

ủ

ứ

•Ch s NPU ( Net protein utilization ) • Hiệu quả sử dụng protein (PER) W2 W 1 PER = Protein ăn vào ỉ ố

Protein ăn vào - (Protein th i ra ả

ngoài)

NPU (%) = ----------------------------------------------- x

100

Protein ăn vào

Giá tr s d ng protein c a th c ăn

ị ử ụ

ứ

ủ

P ăn vào - (P. phân - P. trao đ i + P.ti u - P. n i sinh)

ể

ộ

ổ

NPU (%)= ---------------------------------------------------------------- x 100

Protein ăn vào

Protein ăn vào - protein trong phân

Đ tiêu hoá protein (%) = -------------------------------------------x 100 ộ

Protein ăn vào

ng pháp xác đ nh nhu c u protein

ươ

ầ

ị

ị ể ủ ộ ỷ ả ứ

• Đ xác đ nh nhu c u protein c a đ ng v t thu s n, th c ế ậ ứ

ố 0 - 55%) ầ c ph i ch có các m c protein khác ượ nh ng ph i cùng năng ả ư

ăn thí nghi m đ ệ nhau (trong kho ng ả t ừ ng (isocaloric). l ượ

• Có 2 ph ng pháp: ươ

Ph ng pháp phân tích đ ng cong g y khúc (broken line) ươ ườ ẫ

Ph ng pháp đ ng cong b c hai b c hai. ươ ườ ậ ậ

Nhu c u đ m c a cá tra ạ

ủ

ầ

TLC

SGR (%/ngày)

FCR

T l

s ng

ỉ ệ ố

3,38 –

0,36a

0,99 – 0,23a

4,97 –

1,28 c

4,97 –

1,28 c

4,13 –

0,46ab

1,39 –

0,24ab

91,7 – 7,6 a

4,62 –

0,63bc

1,61 –

0,27bc

3,51 –

0,71 b

3,51 –

0,71 b

5,13– 0,36bcd

1,83– 0,17bcd

90 – 8,7 a

7,51 –

0,45e

2,59 –

0,11e

3,00 –

0,58 ab 3,00 –

0,58

5,93 –

0,57d

2,11 –

0,22d

90 – 7,6 a

ab 90 – 7,6 a

6,26 –

1,20d

2,21 –

0,37de

2,38 –

0,29 ab 2,38 –

0,29

ab 95 – 5,0 a

5,74 –

0,92cd

2,04 –

0,33cd

95 – 5,0 a

B ng : Tăng tr ng,h s th c ăn và t l ả ưở ệ ố ứ ỉ ệ ố s ng c a cá tra ủ

Nhu c u đ m c a cá tra (tt)

ủ

ạ

ầ

ấ ạ ủ ầ

Hình 2: Nhu c u ch t đ m c a tra

Bài giảng: Protein và acid amin trong dinh dưỡng va thức ăn thủy sản

Chủ đề:

Chế biến thủy sản

PROTEIN VÀ ACID AMIN TRONG DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN THỦY SẢN

C u trúc

Protein

ấ

-

ề

ỗ a  Protein bao g m m t ho c nhi u chu i ộ c liên k t v i nhau b i ở

ặ ế ớ

ồ ượ

amino acids đ peptide bonds

H

O

H

R1 CH

N

C

R3 CH

N

R1 CH

OH

H

N

C

CH

N

C

CH

N

C

H

O

H

O

H

O

R2

R4

C u trúc

Protein

ấ

Phân loại protein

VAI TRÒ C A PROTEIN Ủ

S đ ho t đ ng các proteases trong s tiêu hóa trên cá (Moreau, 1995)

ạ ộ

ơ ồ

ự

Protein

V a ù c h

HCl

Pepsin

d a ï ï

s d i c a

i ä o M

g n ø ô ö r t

d a ø y

Pepsinnogen

Peptide

Chymotrypsins

Chymotrypsinogen

T u ï y t a ï n g

Trypsin

e s a b

i â o M

g n ø ô ö r t

Trypsinogen

Peptide

Enterokinase

Exopeptidase

T h a ø n h r u o ä t

Amino acids

Haáp thuï

Các nhân t

nh h

ng men tiêu hoá

ố ả

ưở

Nhu c u protein