Bài 6. Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thức ăn thuỷ sản - Chuyên đề Công nghệ 12 Cánh diều
KHỞI ĐỘNG
Câu hỏi: Kể tên một số loại thức ăn sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản và phương pháp sản xuất ra chúng.
Lời giải chi tiết:
1. Thức ăn tự nhiên:
- Thực vật phù du: Tảo khuê, tảo lục, tảo lam...
- Động vật phù du: Rotifer, giáp xác, trùng roi...
- Sinh vật đáy: Giun, ốc, hến...
Phương pháp sản xuất:
- Thực vật phù du: Tạo điều kiện cho tảo phát triển trong ao nuôi hoặc sử dụng các loại tảo nuôi cấy.
- Động vật phù du: Nuôi cấy rotifer, giáp xác, trùng roi...
- Sinh vật đáy: Thu hoạch từ môi trường tự nhiên hoặc nuôi cấy.
2. Thức ăn tươi sống:
- Cá tạp: Cá nhỏ, tép, cua...
- Giun quế: Giun quế được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo.
- Trùn quế: Trùn quế được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo.
Phương pháp sản xuất:
- Cá tạp: Thu hoạch từ môi trường tự nhiên hoặc nuôi cấy.
- Giun quế: Nuôi cấy trong môi trường nhân tạo.
- Trùn quế: Nuôi cấy trong môi trường nhân tạo.
3. Thức ăn tự chế:
- Nguyên liệu: Phế phụ nông nghiệp, thức ăn thừa...
- Phương pháp sản xuất: Trộn các nguyên liệu theo tỷ lệ phù hợp, sau đó nghiền nhỏ và viên thành thức ăn.
4. Thức ăn công nghiệp:
- Dạng viên: Dạng viên chìm, viên nổi.
- Dạng bột: Dạng bột mịn, bột viên.
Phương pháp sản xuất:
- Trộn các nguyên liệu theo tỷ lệ phù hợp, sau đó sấy khô, nghiền nhỏ và viên thành thức ăn.
Câu 2
Câu hỏi: Nêu ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất thức ăn bổ sung (probiotics) cho động vật thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
Vi sinh vật có lợi được ứng dụng để sản xuất chế phẩm sinh học (probiotics) bổ sung vào khẩu phần ăn cho vật nuôi. Một số nhóm vi sinh vật được sử dụng như:
- Nhóm vi khuẩn sản sinh lactic acid (vi khuẩn lactic): Thường sử dụng 2 giống Lactobacillus và Bifidobacteria. Các nhóm vi khuẩn này chống chịu tốt với môi trường acid thấp và biến đổi nhanh trong đường ruột, chúng có khả năng chuyển hoá lactose thành lactic acid.
- Nhóm nấm men Saccharomyces và vi khuẩn Bacillus tạo bảo tử. Vì khuẩn Bacillus có khả năng bám rất tốt vào thành ruột và sản sinh các chất kháng khuẩn, chất kích thích miễn dịch.
Probiotics được trộn vào thức ăn thành phẩm cho động vật thuỷ sản.
Câu 3
Luyện tập: Vì sao vi khuẩn Lactic, Bacillus, và nấm men thường được lựa chọn để tạo probiotics?
Lời giải chi tiết:
Vì:
- An toàn:
+ Các vi sinh vật này đã được sử dụng trong thực phẩm và đồ uống trong nhiều thế kỷ và được coi là an toàn cho con người.
+ Chúng có khả năng chịu được môi trường axit trong dạ dày và ruột, giúp chúng có thể đến được ruột non và phát triển tốt.
- Hiệu quả:
+ Các vi sinh vật này có khả năng sản xuất các chất có lợi cho sức khỏe, như vitamin, axit béo, enzyme...
+ Chúng có khả năng cạnh tranh với các vi khuẩn có hại, giúp bảo vệ hệ tiêu hóa khỏi các bệnh tật.
+ Chúng có khả năng tăng cường hệ miễn dịch.
- Dễ sản xuất:
+ Các vi sinh vật này có thể được nuôi cấy dễ dàng trong môi trường nhân tạo.
+ Chúng có thể được sản xuất với số lượng lớn và giá thành rẻ.
Câu 4
Vận dụng: Hãy tìm hiểu thành phần vi sinh của một số loại chế phẩm sinh học sử dụng làm thức ăn bổ sung cho động vật thuỷ sản có trên thị trường hiện nay
Lời giải chi tiết:
- EM Aqua:
+ Thành phần: Bacillus subtilis, Lactobacillus spp., Saccharomyces cerevisiae.
+ Công dụng: Phân hủy chất hữu cơ, cải thiện chất lượng nước, tăng cường hệ miễn dịch cho tôm cá.
- Bio-TC3:
+ Thành phần: Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Pseudomonas spp.
+ Công dụng: Xử lý khí độc NH3/NH4+, NO2-, H2S, cải thiện chất lượng nước.
- Bio-Feed:
+ Thành phần: Bacillus subtilis, Lactobacillus spp., Aspergillus oryzae.
+ Công dụng: Tăng cường hệ tiêu hóa, giúp tôm cá hấp thu thức ăn tốt hơn, tăng trưởng nhanh hơn.
- Pro-B:
+ Thành phần: Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Lactobacillus spp., Saccharomyces cerevisiae.
+ Công dụng: Cải thiện hệ vi sinh đường ruột, tăng cường hệ miễn dịch, phòng ngừa bệnh đường ruột.
- Vi sinh Bio-Bac:
+ Thành phần: Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Nitrosomonas spp., Nitrobacter spp.
+ Công dụng: Phân hủy chất hữu cơ, ổn định pH, tăng cường hệ miễn dịch.
Câu 5
Luyện tập: Dựa vào Hình 6.1, hãy nêu một số phương pháp bổ sung probiotics trong nuôi thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
Phương pháp bổ sung probiotics trong nuôi thuỷ sản:
- Trộn vào thức ăn
- Dùng vật mang là động vật phù du
Câu 6
Vận dụng: Hãy cho biết ưu và nhược điểm của từng phương pháp bổ sung probiotics ở Hình 6.1
Lời giải chi tiết:
Ưu và nhược điểm của từng phương pháp bổ sung probiotics ở Hình 6.1:
1. Trộn vào thức ăn:
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, dễ thực hiện: Chỉ cần trộn probiotics vào thức ăn và cho cá ăn theo hướng dẫn.
+ Hiệu quả cao: Probiotics có thể được đưa trực tiếp vào cơ thể cá, giúp tăng hiệu quả sử dụng.
+ Tiết kiệm chi phí: Đây là phương pháp tiết kiệm nhất so với các phương pháp khác.
- Nhược điểm:
+ Khó kiểm soát liều lượng: Cần tính toán liều lượng probiotics phù hợp với từng loại cá, độ tuổi và trọng lượng cá.
+ Có thể ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn: Probiotics có thể làm thay đổi hương vị và độ dinh dưỡng của thức ăn.
+ Có thể gây ô nhiễm môi trường: Probiotics dư thừa trong thức ăn có thể thải ra môi trường, gây ô nhiễm môi trường nước.
2. Dùng vật mang là động vật phù du:
- Ưu điểm:
+ Dễ thực hiện: Chỉ cần trộn probiotics vào môi trường nuôi và cho động vật phù du phát triển.
+ An toàn cho cá: Probiotics được đưa vào cơ thể cá thông qua thức ăn tự nhiên, ít ảnh hưởng đến sức khỏe cá.
+ Ít ảnh hưởng đến môi trường: Probiotics được sử dụng hiệu quả, ít thải ra môi trường.
- Nhược điểm:
+ Khó kiểm soát liều lượng: Cần tính toán liều lượng probiotics phù hợp với mật độ động vật phù du và lượng thức ăn của cá.
+ Hiệu quả sử dụng probiotics thấp: Probiotics có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật khác trong môi trường nước.
+ Chi phí cao hơn so với phương pháp trộn vào thức ăn: Cần sử dụng thêm các loại thức ăn cho động vật phù du.
Câu 7
Câu hỏi: Phân tích ứng dụng của enzyme trong xử lí nguyên liệu thức ăn thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
- Enzyme chuyển hoá phosphorus:
Nguyên liệu thức ăn từ thực vật có hàm lượng phosphorus cao nhưng bị bao bọc ở dạng phytate (yếu tố kháng dinh dưỡng). Các loài động vật thuỷ sản không có khả năng phân huỷ, tiêu hoá phytate. Dùng enzyme phytase xử lí nguyên liệu giúp phóng thích phosphorus từ phytate, tăng khả năng sử dụng của nguyên liệu trong sản xuất thức ăn thuỷ sản.
- Enzyme chuyên hoá protein
Bột lông vũ, bột vỏ cua, bột xương.... là phụ phẩm chứa protein ở dạng khó tiêu hoá. Những nguyên liệu này có nguồn cung dồi dào và có tiềm năng trong sản xuất thức ăn thuỷ sản. Đối với bột lông vũ, người ta có thể sử dụng enzyme keratinase để thuỷ phân keratin thành amino acid, peptide để sản xuất thức ăn thuỷ sản.
- Enzyme chuyển hoá carbohydrate
Nguyên liệu từ thực vật thường chứa carbohydrate khó tiêu hoá. Xử lí nguyên liệu này bằng enzyme carbohydrase sẽ giúp chuyển hoá carbohydrate khó tiêu thành dạng dễ tiêu hoá hơn.
Câu 8
Luyện tập: Quan sát Hình 6.2, nêu một số loại enzyme được ứng dụng để xử lí các loại nguyên liệu thức ăn tương ứng
Lời giải chi tiết:
- Enzyme Phytase
- Enzyme Keratinase
- Enzyme Carbohydrase
Câu 9
Câu hỏi: Phân tích ứng dụng của enzyme trong thức ăn thuỷ sản
Lời giải chi tiết:
- Bổ sung enzyme cho động vật thuỷ sản trong quá trình nuôi giúp thúc đẩy và tăng cường khả năng tiêu hoá dinh dưỡng, cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn, đặc biệt với các yếu tổ kháng dính dưỡng. Ngoài ra, một số enzyme như glucose oxidase và lysozyme còn có tác dụng trực tiếp làm tăng kháng thể cho động vật thuỷ sản.
Câu 10
Luyện tập: Dựa vào Hình 6.3, nêu tác dụng của một số loại enzyme khi bổ sung vào thức ăn cho cá
Lời giải chi tiết:
1. Enzyme Protease:
Tác dụng: Phân hủy protein thành các axit amin, giúp cá dễ tiêu hóa và hấp thu.
2. Enzyme Amylase:
Tác dụng: Phân hủy tinh bột thành đường maltose, giúp cá dễ tiêu hóa và hấp thu.
3. Enzyme Lipase:
Tác dụng: Phân hủy chất béo thành axit béo và glycerol, giúp cá dễ tiêu hóa và hấp thu.
4. Enzyme Phytase:
Tác dụng: Phân hủy phytate, giúp giải phóng phosphorus, tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng của cá.
5. Enzyme Cellulase:
Tác dụng: Phân hủy cellulose thành glucose, giúp cá dễ tiêu hóa và hấp thu.
6. Enzyme Xylanase:
Tác dụng: Phân hủy xylan thành xylose, giúp cá dễ tiêu hóa và hấp thu.
Câu 11
Vận dụng:
1. Sử dụng enzyme trong việc xử lí nguyên liệu thức ăn khó tiêu hoá mang lại những lợi ích gì?
2. Hãy cho biết ưu và nhược điểm của từng phương pháp sử dụng enzyme trong thức ăn thuỷ sản.
Lời giải chi tiết:
1. Lợi ích:
- Nâng cao giá trị dinh dưỡng của thức ăn: Enzyme giúp giải phóng các chất dinh dưỡng bị khóa trong nguyên liệu thức ăn, giúp cá dễ tiêu hóa và hấp thu.
- Giảm chi phí sản xuất: Enzyme giúp giảm lượng thức ăn sử dụng, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn.
- Bảo vệ môi trường: Enzyme giúp giảm thiểu chất thải trong nuôi trồng thủy sản.
- Cải thiện hệ tiêu hóa: Enzyme giúp phân hủy các chất dinh dưỡng phức tạp thành các chất đơn giản, giúp cá tiêu hóa dễ dàng hơn.
- Tăng cường hệ miễn dịch: Enzyme giúp kích thích hệ miễn dịch của cá, giúp cá chống lại các bệnh tật.
2. Ưu nhược điểm:
a. Trộn trực tiếp enzyme vào thức ăn:
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, dễ thực hiện.
+ Hiệu quả cao.
+ Tiết kiệm chi phí.
- Nhược điểm:
+ Khó kiểm soát liều lượng.
+ Có thể ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn.
+ Có thể gây ô nhiễm môi trường.
b. Bổ sung enzyme vào nước:
- Ưu điểm:
+ Dễ thực hiện.
+ An toàn cho cá.
+ Ít ảnh hưởng đến môi trường.
- Nhược điểm:
+ Hiệu quả sử dụng enzyme thấp.
+ Chi phí cao hơn so với phương pháp trộn trực tiếp vào thức ăn.
c. Sử dụng viên nang enzyme:
- Ưu điểm:
+ Kiểm soát liều lượng dễ dàng.
+ Ít ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn.
+ Ít ảnh hưởng đến môi trường.
- Nhược điểm:
+ Chi phí cao hơn so với các phương pháp khác.
+ Khó bảo quản.