Biofloc: Thành Phần Bền Vững Mới Cho Thức Ăn Tôm

Biofloc có thể là một lựa chọn thay thế phù hợp, nếu không muốn nói là tốt hơn, so với bột cá.

Một nhà nghiên cứu tại Đại học Virginia Tech đang kiểm tra tình trạng của một con tôm trong một thử nghiệm.

Ngành nuôi tôm truyền thống từ lâu phụ thuộc vào bột cá như nguồn nguyên liệu chính để sản xuất thức ăn giàu dinh dưỡng. Tuy nhiên, trước áp lực gia tăng dân số toàn cầu và nhu cầu tiêu thụ thủy sản ngày càng lớn, nguồn lợi thủy sản tự nhiên đang bị khai thác quá mức, kéo theo giá bột cá liên tục tăng cao. Điều này thúc đẩy ngành nuôi trồng thủy sản tìm kiếm và ứng dụng các nguồn protein thay thế bền vững hơn trong công thức thức ăn.

Trước đây, các nguồn protein thay thế phổ biến chủ yếu có nguồn gốc thực vật như bột đậu nành. Gần đây, nhiều nghiên cứu đã cho thấy protein từ nấm men và sinh khối vi sinh dạng floc (biofloc) cũng là những lựa chọn tiềm năng để thay thế bột cá trong thức ăn thủy sản.

Đặc biệt, biofloc mang lại lợi thế nổi bật nhờ khả năng được hình thành trực tiếp trong quá trình xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản. Điều này không chỉ giúp giảm ô nhiễm môi trường mà còn chuyển hóa hiệu quả nguồn chất thải thành nguồn dinh dưỡng có giá trị, góp phần nâng cao tính bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản hiện đại.

Sản xuất sinh khối dạng floc

Nước thải từ các hệ thống nuôi trồng thủy sản có thể được xử lý hiệu quả thông qua việc ứng dụng các lò phản ứng sinh học tăng trưởng lơ lửng. Trong các hệ thống này, các cụm vi sinh vật (biofloc) được hình thành và phát triển, đóng vai trò hấp thụ và loại bỏ các chất dinh dưỡng dư thừa, đặc biệt là nitơ, từ nước thải. Quá trình hình thành biofloc góp phần “làm sạch” nguồn nước và cải thiện chất lượng môi trường nuôi.

Hiện nay, hai dạng lò phản ứng sinh học chính đã được các tác giả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nhằm xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản gồm: lò phản ứng theo mẻ tuần tự (SBR) và lò phản ứng màng theo mẻ (MBR). Thông tin chi tiết hơn về các công nghệ này đã được trình bày trong bài báo “Các quy trình sinh học tăng trưởng lơ lửng làm sạch nước thải RAS” đăng trên tạp chí Global Aquaculture Advocate số tháng 1/2.

Thành phần dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng của biofloc có thể biến động đáng kể tùy thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là đặc tính nguồn nước thải đầu vào và phương thức vận hành của hệ thống phản ứng sinh học. Chẳng hạn, trong trường hợp hai lò phản ứng sinh học được vận hành theo cùng một quy trình nhưng sử dụng nguồn nước thải có tải lượng nitơ khác nhau, lò phản ứng tiếp nhận lượng nitơ cao hơn thường tạo ra biofloc có hàm lượng protein cao hơn so với hệ thống còn lại.

Hiện nay, nhiều nghiên cứu đang được triển khai nhằm đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của biofloc, từ đó tối ưu hóa thành phần như protein, lipid, axit amin thiết yếu và axit béo phục vụ cho nuôi trồng thủy sản.

Trong các nghiên cứu sử dụng hệ thống phản ứng SBR và MBR, biofloc ghi nhận các khoảng giá trị dinh dưỡng trên cơ sở chất khô như sau:

Protein thô: 35–49%
Carbohydrate: 22–36%
Chất xơ thô: 13–18%
Tro: 12–28%
Chất béo thô: 0–1%

Đối với thành phần axit amin, tôm có khả năng tự tổng hợp các axit amin không thiết yếu. Tuy nhiên, các axit amin thiết yếu lại không thể tự tổng hợp và cần được bổ sung thông qua nguồn thức ăn. Các nghiên cứu đã tiến hành so sánh hàm lượng axit amin thiết yếu giữa thức ăn tôm chất lượng cao và hệ sinh thái biofloc điển hình nhằm đánh giá tiềm năng dinh dưỡng của biofloc trong khẩu phần nuôi tôm.

Hình 1: Hàm lượng axit amin thiết yếu của một thành phần sinh khối điển hình so với thức ăn tôm chất lượng cao thông thường.

Nhìn chung, thành phần axit amin thiết yếu trong tôm được đánh giá ở mức khá tốt. Tuy nhiên, vẫn ghi nhận sự khác biệt đáng kể (≥ 0,5% tính trên trọng lượng khô) ở một số axit amin quan trọng như leucine, lysine và isoleucine. Hàm lượng protein trong biofloc có thể được nâng lên khoảng 65%, đồng thời chất lượng hồ sơ axit amin thiết yếu cũng có thể được tối ưu hơn thông qua việc điều chỉnh nguồn nước thải sử dụng, phương thức vận hành hệ thống phản ứng sinh học cũng như thay đổi nguồn và nồng độ carbon bổ sung.

Thử nghiệm cho ăn

Hai thí nghiệm cho ăn đã được thực hiện nhằm đánh giá khả năng sử dụng biofloc như nguồn thay thế cho bột cá và/hoặc protein đậu nành trong khẩu phần thức ăn của tôm. Mỗi thí nghiệm kéo dài trong năm tuần và được tiến hành trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn với các điều kiện chất lượng nước được duy trì tối ưu cho sự phát triển của tôm.

Sinh khối biofloc sau khi thu hoạch được sấy khô và phối trộn vào các khẩu phần thức ăn thử nghiệm. Các khẩu phần này được thiết kế với hàm lượng protein thô (35%) và lipid tổng số (8%) tương đương nhau nhằm đảm bảo tính đồng nhất trong đánh giá. Các nghiệm thức có bổ sung biofloc được so sánh với khẩu phần đối chứng chất lượng cao thông qua việc thay thế một phần hoặc toàn bộ bột cá và/hoặc protein đậu nành. Trong thí nghiệm đầu tiên, chỉ sử dụng biofloc SBR trong khẩu phần thức ăn. Sang thí nghiệm thứ hai, cả biofloc SBR và MBR đều được đưa vào sử dụng với tỷ lệ bổ sung cao gấp đôi so với thí nghiệm ban đầu. Kết quả tăng trưởng của tôm trong các nghiệm thức được thể hiện trong Hình 2.

Hình 2: Tăng trọng lượng của tôm được cho ăn thức ăn có chứa sinh khối vi sinh từ lò phản ứng mẻ tuần tự (SBR) hoặc lò phản ứng mẻ màng (MBR) trong năm tuần.

Trong thử nghiệm đầu tiên, tôm được bổ sung thức ăn sinh học (biofloc) ghi nhận tốc độ tăng trưởng vượt trội, cao hơn trung bình 49% so với nhóm đối chứng. Ở thử nghiệm thứ hai, nhóm tôm sử dụng biofloc tiếp tục cho thấy hiệu quả tích cực với mức tăng trưởng cao hơn khoảng 10%.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, dù biofloc được bổ sung ở nhiều tỷ lệ khác nhau trong khẩu phần ăn (từ 0–30%), thay thế bột cá ở mức 0–67% hay thay thế protein đậu nành từ 0–100%, tôm sử dụng thức ăn chứa biofloc vẫn luôn đạt tốc độ tăng trưởng tương đương hoặc vượt trội hơn so với nhóm đối chứng. Những dữ liệu này cho thấy biofloc là nguồn nguyên liệu đầy tiềm năng trong dinh dưỡng thủy sản, không chỉ phù hợp mà còn có khả năng trở thành giải pháp thay thế hiệu quả cho các thành phần truyền thống trong thức ăn tôm.

Theo David D. Kuhn, George J. Flick, Gregory D. Boardman, Addison L. Lawrence

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/biofloc-novel-sustainable-ingredient-shrimp-feed/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoa Bình Minh

Xem thêm: