Akuakultur seringkali dipromosikan atas dasar pentingnya hal ini terhadap produksi protein hewani global. Protein terbuat dari asam amino yang merupakan asam organik dengan gugus amino (NH2) dan komponen organik. Rumus asam amino paling sederhana (glisin) adalah C2H5NO2. Ada 20 hingga 22 asam amino yang bergabung bersama membentuk molekul protein besar dan kompleks.
Protein mengandung rata-rata 16 persen nitrogen. Faktor 100 persen dibagi 16 persen atau 6,25 dapat dikalikan dengan persentase nitrogen dalam bahan nabati atau hewani untuk memperkirakan konsentrasi protein. Hewan dan tumbuhan mengandung sebagian nitrogen non-protein, sehingga persentase nitrogen dikalikan 6,25 itu disebut protein kasar (crude protein).
Asam amino dibuat oleh tumbuhan dan disintesis menjadi protein nabati. Tumbuhan atau bagian tumbuhan dimakan oleh hewan liar, leh hewan ternak, dijadikan makanan manusia, atau diolah menjadi bahan pakan ternak dan budidaya perikanan. Asam amino dalam protein nabati diserap oleh hewan pemakan tumbuhan dan diubah menjadi protein hewani. Protein yang terkandung dalam tepung ikan dan tepung hasil samping hewani yang termasuk dalam pakan ternak juga berasal dari bahan nabati. Manusia dapat hidup dengan pola makan yang seluruhnya berasal dari tumbuhan, namun mereka harus berhati-hati dalam memilih jenis makanan agar dapat memperoleh asam amino tertentu yang diperlukan dalam pola makan manusia, namun pasokannya terbatas pada banyak tumbuhan. Hewan mempunyai konsentrasi protein yang lebih tinggi dibandingkan tumbuhan, dan protein hewani memiliki komposisi asam amino yang lebih seimbang untuk kebutuhan manusia dibandingkan protein nabati. Jadi, makanan kebanyakan manusia mengandung sejumlah protein hewani.
Karena protein sangat penting secara global sebagai nutrisi, efisiensi penggunaan protein menjadi perhatian bagi mereka yang tertarik pada kelestarian lingkungan. Dalam produksi budidaya perikanan yang ekstensif, pupuk diterapkan ke kolam untuk meningkatkan konsentrasi nitrogen dan fosfor, dan nitrogen amonia dan nitrat dari pupuk digunakan oleh tanaman dalam pembuatan asam amino dan protein.
Efisiensi penggunaan nitrogen
Indikator umum efisiensi penggunaan pakan adalah rasio konversi pakan (FCR) yang dihitung dengan membagi pakan yang diberikan dengan berat bersih ikan dan efisiensi rasio pakan (FER) yang merupakan kebalikan dari FCR. Dengan kata lain, FCR menunjukkan berat pakan yang diperlukan untuk menghasilkan 1 kg produk akuakultur, sedangkan FER menunjukkan berat produksi akuakultur yang dihasilkan dari 1 kg pakan.
Pakan hewan akuatik sangat bervariasi dalam konsentrasi protein kasar, karena spesies herbivora memerlukan lebih sedikit protein dalam makanannya dibandingkan spesies omnivora dan karnivora. Sebagian besar protein pakan akan berada dalam kisaran 25 hingga 40 persen protein kasar.
FCR global untuk akuakultur berbasis pakan tidak diketahui, namun dengan asumsi sekitar 40 juta metrik ton pakan akan menghasilkan hampir 24 juta MT hewan akuakultur. Sekitar setengah produksi ikan dan udang global bergantung pada pakan.
Menghitung rasio konversi protein
Efisiensi penggunaan protein dapat dihitung sebagai rasio konversi protein (PCR) sebagai berikut:
PCR = (FCR X % protein pakan) / 100
PCR mengungkapkan rasio protein pakan terhadap produksi hewan akuatik. Misalnya, pada FCR sebesar 1,5 dan pakan udang berprotein 35 persen, PCR = 0,52 dan 0,52 kg protein pakan diperlukan untuk mendapatkan 1 kg udang. Efisiensi konversi protein pakan menjadi protein hewani akuatik diperkirakan dengan rasio efisiensi protein (PER) seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
PER = (FCR X % protein pakan) / % protein pada spesies budidaya
Indikator efisiensi protein di atas tidak ada hubungannya dengan protein akuakultur yang terkandung dalam makanan manusia. Perhatikan contoh budidaya ikan nila di keramba yang FCR-nya 1,7, pakan mengandung 32 persen protein kasar (5,12 persen nitrogen), dan ikan hidup mengandung 2,22 persen nitrogen atau 13,9 persen protein kasar. Produksi 1.000 kg ikan yang mengandung 139 kg protein kasar memerlukan 1.700 kg pakan yang mengandung 544 kg protein kasar. Konversi protein (pemulihan protein) pakan menjadi protein ikan sebesar 25,6 persen.
Ikan nila memiliki rendemen fillet sekitar 35 persen dan filletnya mengandung protein sekitar 18,5 persen. Satu MT (1.000 kg) ikan hidup akan menghasilkan 350 kg fillet yang mengandung 64,75 kg protein, dan 11,9 persen protein pakan akan diperoleh dari fillet.
Protein mengandung nitrogen berbanding lurus dengan beratnya. Persentase pemulihan (recovery) nitrogen pakan akan sama dengan persentase pemulihan protein pakan. Menarik untuk dicatat bahwa dalam contoh kolam nila yang diberi pupuk, perolehan nitrogen dari pupuk pada ikan hampir sama dengan nitrogen pakan.
Tepung nabati yang digunakan dalam bahan pakan budidaya memerlukan nitrogen untuk produksinya. Diperkirakan sekitar 6,62 kg pupuk nitrogen digunakan dalam produksi bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan yang termasuk dalam 1 metrik ton rata-rata pakan ikan nila. Pakan untuk 1.700 kg ikan nila sebenarnya mewakili total 555,25 kg nitrogen sedikit lebih banyak dari 544 kg yang terkandung di dalamnya. Peningkatan ini tidak akan mengurangi efisiensi konversi protein secara serius. Pemulihan protein pada ikan utuh berkisar antara 25,9 persen pada ikan nila hingga 43,0 persen pada salmon Atlantik dengan rata-rata 30,9 persen.
