Nguyên liệu lên men: Một xu hướng mới trong dinh dưỡng thủy sản

Thức ăn thương mại đóng vai trò then chốt trong sản xuất nuôi trồng thủy sản, do chiếm từ 50% đến 70% tổng chi phí sản xuất.

Tuy nhiên, sự phụ thuộc vào các nguyên liệu đầu vào đắt đỏ và tiềm ẩn nguy cơ không bền vững như bột cá đã và đang trở thành thách thức lớn của ngành. Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng các nguyên liệu thay thế là xu hướng tất yếu. Trong số đó, các nguyên liệu lên men đang nổi lên như một lựa chọn đầy triển vọng nhờ vào khả năng cung cấp nguồn dinh dưỡng cân bằng với chi phí hợp lý hơn.

Một nhóm nhà khoa học từ Đại học Ninh Ba và Đại học Nông Lâm Phúc Kiến đã công bố trên Aquaculture Reports một bài tổng quan toàn diện, trình bày các tiến bộ gần đây trong việc ứng dụng nguyên liệu lên men trong thức ăn thủy sản.

Khái niệm về thành phần lên men và thức ăn tiền tiêu hóa

Lên men – phương pháp truyền thống được ứng dụng rộng rãi trong bảo quản và chế biến thực phẩm – ngày càng được quan tâm trong lĩnh vực dinh dưỡng vật nuôi. Quá trình này giúp cải thiện khả năng sử dụng chất dinh dưỡng bằng cách chuyển hóa các carbohydrate phức, protein và đại phân tử khác thành các hợp chất có sinh khả dụng cao hơn thông qua hoạt động của vi sinh vật.

Thức ăn lên men, hay còn gọi là thức ăn tiền tiêu hóa, giàu enzyme, probiotic và axit hữu cơ, giúp tăng cường hiệu quả tiêu hóa. Đặc biệt, chúng có khả năng trung hòa các yếu tố kháng dinh dưỡng như phytate và tannin – vốn cản trở hấp thu dưỡng chất và làm suy giảm đáp ứng miễn dịch.

Phân loại quá trình lên men

Có hai hình thức lên men chính được áp dụng trong sản xuất thức ăn thủy sản:

Lên men thể rắn (SSF): Diễn ra trong điều kiện không có hoặc có rất ít nước tự do. Phương pháp này nổi bật với hiệu quả chi phí và khả năng cải thiện giá trị dinh dưỡng.

Lên men thể lỏng (LSF): Sử dụng môi trường lỏng, cho phép quá trình lên men diễn ra đồng đều, đạt được hàm lượng dinh dưỡng ổn định và nâng cao độ ngon miệng của sản phẩm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu lên men

Chất lượng của nguyên liệu lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại chất nền, chủng vi sinh vật, nhiệt độ, thời gian lên men và các điều kiện môi trường (ví dụ: pH ban đầu). Việc tối ưu hóa sự kết hợp giữa các yếu tố này đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm lên men.

Nguồn protein lên men tiềm năng

Việc lựa chọn nguyên liệu protein để lên men là yếu tố quyết định:

Protein thực vật lên men: Bột đậu nành, gluten lúa mì và các nguyên liệu thực vật khác rất dồi dào và có chi phí thấp. Tuy nhiên, chúng thường chứa nhiều yếu tố kháng dinh dưỡng và chất xơ, ảnh hưởng đến độ ngon miệng và tiêu hóa. Lên men giúp cải thiện chất lượng và giá trị dinh dưỡng của các nguồn này.

Protein động vật lên men: Các phụ phẩm như bột gia cầm hay phế liệu từ chế biến cá có thành phần axit amin tốt, phù hợp với sinh lý tiêu hóa của các loài thủy sản. Lên men có thể gia tăng tính tiêu hóa và giá trị sử dụng của các nguồn này.

Protein đơn bào (SCP): Bao gồm nấm men, vi khuẩn và vi tảo – các vi sinh vật có khả năng chuyển hóa nguyên liệu giá rẻ, thậm chí là chất thải hữu cơ, thành nguồn protein có giá trị cao. Đây là hướng đi tiềm năng cho các mô hình nuôi trồng thủy sản tuần hoàn và bền vững.

Lợi ích của việc sử dụng thành phần lên men trong thức ăn thủy sản

Việc ứng dụng các thành phần lên men như một giải pháp thay thế bột cá đã chứng minh hiệu quả trong việc giảm sự phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu không bền vững từ khai thác cá hoang dã, góp phần bảo vệ môi trường biển và hướng đến sản xuất thủy sản bền vững. Đồng thời, thức ăn lên men còn mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt, đặc biệt đối với nông hộ quy mô nhỏ nhờ giảm chi phí thức ăn và hạn chế sử dụng kháng sinh, từ đó nâng cao an toàn thực phẩm.

Tác động đến hiệu suất sinh trưởng và sức khỏe đường ruột

Cải thiện lượng thức ăn tiêu thụ và tăng trưởng: Thành phần lên men không chỉ phong phú, chi phí thấp mà còn có khả năng thay thế bột cá linh hoạt tùy theo loài nuôi. Nhiều nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng thay thế từ 20% đến 50% bột cá bằng nguyên liệu lên men không làm suy giảm hiệu suất sinh trưởng, đồng thời góp phần giảm đáng kể chi phí sản xuất.

Điều hòa sự phát triển biểu mô ruột: Các vi sinh vật có lợi và sản phẩm chuyển hóa từ quá trình lên men tác động tích cực đến sự phát triển của biểu mô ruột, một chỉ báo quan trọng cho sức khỏe đường ruột và khả năng sống sót của vật nuôi.

Tăng cường phản ứng miễn dịch và chức năng hàng rào ruột: Nguyên liệu lên men còn đóng vai trò như chất mang chức năng miễn dịch, giúp cân bằng hệ thống miễn dịch đường ruột và tăng cường hàng rào vi sinh vật đường ruột, bảo vệ cơ thể vật nuôi khỏi tác nhân gây bệnh thông qua điều hòa đáp ứng miễn dịch niêm mạc và cải thiện hệ vi sinh vật ruột.

Cải thiện chất lượng nước và môi trường nuôi

Sử dụng thức ăn lên men còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường ao nuôi nhờ cải thiện độ ổn định của thức ăn trong nước và giảm thiểu chất thải hữu cơ. Điều này góp phần giữ chất lượng nước ổn định – yếu tố then chốt trong quản lý sức khỏe thủy sản.

Thách thức và cơ hội trong ứng dụng thức ăn lên men

Dù tiềm năng là rất lớn, việc ứng dụng rộng rãi các thành phần lên men vẫn gặp một số thách thức:

Thiếu tiêu chuẩn hóa công nghệ sản xuất khiến chất lượng sản phẩm không đồng đều, làm giảm niềm tin từ phía nhà sản xuất và người sử dụng.

Hiểu biết chưa đầy đủ về tương tác giữa các chủng vi sinh vật với nhiều loại nguyên liệu thô khác nhau.

Chọn lọc chủng vi sinh vật phù hợp còn nhiều hạn chế: không phải mọi loại nấm men hay vi khuẩn đều có hiệu quả như nhau – việc lựa chọn cần dựa trên mục tiêu dinh dưỡng cụ thể.

Thiếu đào tạo và chuyển giao kỹ thuật đến người nông dân và cán bộ kỹ thuật, khiến việc ứng dụng còn chưa đồng đều.

Hướng đi tương lai: Tối ưu hóa và tiêu chuẩn hóa

Để khai thác hiệu quả tiềm năng của thức ăn lên men, cần thực hiện một số giải pháp:

Thiết lập tiêu chuẩn chất lượng rõ ràng cho nguyên liệu lên men.

Đẩy mạnh nghiên cứu cơ bản và ứng dụng về mối quan hệ giữa chủng vi sinh và nguyên liệu nền.

Chọn lọc chủng vi sinh thông minh và phù hợp, dựa trên mục tiêu sử dụng.

Tăng cường đào tạo, phổ biến kiến thức cho nông dân và các bên liên quan.

Thức ăn lên men – đặc biệt từ nguồn protein thực vật – mang lại tiềm năng lớn trong chiến lược sản xuất thủy sản hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, để mở rộng ứng dụng trên thực tế, cần giải quyết các thách thức về chất lượng sản phẩm, nghiên cứu vi sinh và chuyển giao công nghệ. Nếu được khai thác hợp lý, đây sẽ là hướng đi đột phá cho ngành thức ăn thủy sản trong bối cảnh toàn cầu hóa và biến đổi khí hậu hiện nay.