Sử dụng chiết xuất Polyphenol tự nhiên từ mía trong nuôi tôm

Các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên, chẳng hạn như polyphenol, là một lựa chọn tiềm năng để nâng cao hiệu quả nuôi tôm vì chúng có nhiều trong thực vật và có lịch sử tiến hóa lâu dài. Polyphenol thực vật là một loạt các chất chuyển hóa thứ cấp có chứa một hoặc nhiều vòng thơm và ít nhất hai nhóm hydroxyl. Polyphenol có liên quan đến nhiều tác động tích cực đến sức khỏe, thông qua nhiều cơ chế được đề xuất. Các cơ chế này bao gồm điều chỉnh quá trình trao đổi chất, tương tác với vi khuẩn đường ruột và đóng vai trò là chất loại bỏ các gốc tự do. Hơn nữa, các nghiên cứu trước đây đều chỉ ra rằng cho thấy các đặc tính chống oxy hóa, chống viêm và kháng khuẩn. Việc đưa nhiều loại thành phần giàu polyphenol vào thức ăn của tôm đã được nghiên cứu với những tác động khác nhau đã được quan sát, cho thấy rằng phản ứng của tôm có thể đặc trưng đối với thành phần polyphenol cụ thể của từng loại chất bổ sung. Nhiều nghiên cứu đã liên kết lượng polyphenol thực vật hấp thụ với khả năng tăng khả năng chống lại bệnh thường gặp. Một chiết xuất từ mía (Saccharum officinarum), được biết đến với tên thương mại là Polygain™, đã cho thấy kết quả tăng trưởng đầy hứa hẹn ở tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii), chứng minh cho việc nghiên cứu sâu hơn về tác động của chiết xuất này trong việc ảnh hưởng đến kết quả năng suất ở tôm sú. Nghiên cứu mới đây của Đại học James Cook (Úc) đã thực hiện đánh giá các tác dụng cụ thể của các hợp chất có nguồn gốc từ mía trong thức ăn của tôm sú.

Chiết xuất giàu polyphenol từ mía (PRSE) được sử dụng trong nghiên cứu này (PolygainTM, The Product Makers, Melbourne, Australia) được sản xuất bằng quy trình đã được cấp bằng sáng chế. Tóm lại, nước mía trong được làm bay hơi trong chân không và kết tinh để tạo ra mật đường. Mật đường sau đó được lên men bằng Saccharomyces cerevisiae và ethanol được loại bỏ bằng cách bay hơi chân không và ngưng tụ. Phần vinasse còn lại được pha loãng trong nước và sàng qua một loạt bộ lọc (5, 1, 0,5 và 0,1 µm). Sau đó, vinasse được cô đặc thêm trong điều kiện chân không và đổ đầy nóng (80°C) vào thùng nhựa.

Bốn chế độ ăn chứa 0, 2, 4 hoặc 6 g kg-1 PRSE đã được xây dựng (Bảng 1). Khẩu phần ăn được thực hiện bằng cách sử dụng tôm nghiền khô (Ridley Aquafeeds, Narangba, QLD, Australia). Hỗn hợp bột khô này là hỗn hợp bột khô có công thức độc quyền gồm nhiều thành phần và phụ gia có nguồn gốc khác nhau. Sucrose được chọn thay thế PRSE trong khẩu phần có PRSE <0,6% để duy trì nồng độ chất dinh dưỡng đồng nhất trong các khẩu phần được tạo ra. Phân tích gần đúng được thực hiện bởi Viện Đo lường Quốc gia. Kết quả phân tích gần đúng chỉ ra rằng khẩu phần bao gồm 40,6% protein, 6,2% chất béo, 28% carbohydrate, 9,4% tro và 15,9% độ ẩm.

Bảng 1. Thành phần khẩu phần thử nghiệm được sử dụng để đánh giá hiệu quả của việc bổ sung chiết xuất giàu polyphenol từ mía (PolygainTM) vào khẩu phần ăn của tôm sú, Penaeus monodon.

Tôm post (PL 15) được lấy từ một trang trại thương mại ở phía Bắc Queensland. Tôm được nuôi trong bể nhựa của hệ thống tuần hoàn được kiểm soát môi trường (RAS). Hệ thống này bao gồm tổng cộng 40 bể nhựa hình chữ nhật (thể tích 43 L), hai bộ lọc sinh học (mỗi bộ ≈100 L), hai bộ lọc UV và hai bể chứa ( ≈350 L). Tổng thể tích hệ thống là ≈ 2600 L. Chế độ ánh sáng 12:12 giờ được sử dụng trong suốt thử nghiệm, với bốn ống huỳnh quang màu đỏ được sử dụng để chiếu sáng mờ căn phòng trong suốt thời gian chiếu sáng 12 giờ. Các thông số chất lượng nước được đo hàng ngày bằng cách sử dụng bộ dụng cụ thương mại đo NH3/NH4+, NO2−, NO3− . Các thông số nước trong suốt thời gian thử nghiệm nằm trong phạm vi tối ưu cho tôm sú; 29,2 ± 0,04 °C, pH 8,2 ± 0,02, 96,5 ± 6,3 DO (% bão hòa), <0,01 mg NH3/NH4+ L−1, <0,05 mg NO2− L−1, 10,5 ± 4,4 mg NO3− L−1 (trung bình ± SEM, n = 75). Độ mặn giảm dần từ 31 xuống 20 g/L trong khoảng thời gian 10 ngày sau khi đưa tôm vào hệ thống, từ đó độ mặn được duy trì ở mức 20,1 ± 0,02 g/L trong thời gian dùng thử. Tôm được thả với mật độ 25–30 con/ bể. Mật độ đã giảm xuống ≈ 15 con tôm mỗi bể từ PL 40 để giảm thiểu tình trạng ăn thịt đồng loại trong quá trình lột xác. Tôm được cho ăn với tỷ lệ >10% trọng lượng cơ thể, với thức ăn thương mại từ PL 15 đến PL 50 và với chế độ ăn thử nghiệm đối chứng từ PL 51 đến PL 57. Thử nghiệm cho ăn bắt đầu khi tôm (PL 58) đạt kích cỡ 1,04 ± 0,02 g. 20 cá thể tôm được chọn ngẫu nhiên và đo chiều dài vỏ đầu. Năm con tôm được chọn ngẫu nhiên, cân từng nhóm rồi thả vào từng bể thí nghiệm. Các nghiệm thức được chỉ định ngẫu nhiên cho mỗi bể. Khẩu phần thức ăn hàng ngày được cho ăn thành ba phần (chia ≈ 25:25:50%) vào lúc ≈ 09:30, 13:00 và 16:30 h. Lượng thức ăn cho mỗi bể được cân và ghi chép hàng ngày. Mỗi ngày, lượng thức ăn thừa được hút ra, sấy khô trong lò và cân. Tỷ lệ cho ăn sau đó được điều chỉnh cho từng bể dựa trên lượng thức ăn thừa, với mục đích cho tất cả tôm ăn no. Tỷ lệ chết được ghi nhận hàng ngày.

Tăng trưởng, tỷ lệ sống và FCR của tôm sau 35 ngày

Trọng lượng tôm, chiều dài mai và tốc độ tăng trưởng cụ thể tăng tuyến tính để đáp ứng với mức PRSE trong khẩu phần ăn trong 35 ngày đầu tiên cho ăn khẩu phần thử nghiệm (Hình 1a-c). FCR của tôm giảm để đáp ứng với việc tăng mức PRSE trong thức ăn trong cùng thời kỳ (Hình 1f). Không tìm thấy mối quan hệ giữa yếu tố tăng trưởng tôm, tỷ lệ sống và mức PRSE trong chế độ ăn sau 35 ngày cho ăn chế độ ăn (Hình 1d, e). Nhìn chung, các mô hình tuyến tính được trang bị cho thấy tôm được cho ăn mức PRSE cao nhất (6 g kg-1 khẩu phần) nặng hơn 65% (6,1 so với 3,7 g), dài hơn 11% (23,4 so với 21,0 mm), có SGR 32 % cao hơn (5,0 so với 3,8 %/ngày) và FCR thấp hơn 39% (1,9 so với 3,1) so với tôm được cho ăn chế độ ăn đối chứng không có PRSE.

Tăng trưởng, tỷ lệ sống và FCR của tôm sau 70 ngày

Sau 70 ngày áp dụng các thử nghiệm, trọng lượng, chiều dài vỏ đầu và tỷ lệ sống của tôm tiếp tục tăng tuyến tính để đáp ứng với mức PRSE trong chế độ ăn (Hình 2a, b, e). FCR của tôm giảm tuyến tính để đáp ứng với việc tăng mức PRSE trong chế độ ăn trong cùng thời kỳ (Hình 2f). Không tìm thấy mối quan hệ nào giữa SGR của tôm, yếu tố tình trạng và mức PRSE trong khẩu phần sau 70 ngày cho ăn khẩu phần (Hình 2c, d). Nhìn chung, các mô hình tuyến tính được trang bị cho thấy tôm được cho ăn mức PRSE cao nhất (6 g/kg khẩu phần) nặng hơn 54% (15,4 so với 10,0), dài hơn 18% (23,3 so với 27,5 mm), có đường kính 92. % tỷ lệ sống cao hơn (50 so với 26%) và FCR thấp hơn 39% (1,9 so với 3,1) so với tôm được cho ăn chế độ ăn đối chứng.

Hình 1. (a) Trọng lượng; (b) chiều dài vỏ đầu; (c) SGR; (d) hệ số điều kiện; (e) tỷ lệ sống; và (f) FCR của tôm sú được cho ăn khẩu phần có hàm lượng chiết xuất mía giàu polyphenol (PRSE) (PolygainTM) ngày càng tăng trong 35 ngày.	Hình 2. (a) Trọng lượng; (b) chiều dài vỏ đầu; (c) SGR; (d) hệ số điều kiện; (e) tỷ lệ sống; và (f) FCR của tôm sú được cho ăn khẩu phần có hàm lượng chiết xuất mía giàu polyphenol (PRSE) (PolygainTM) ngày càng tăng trong 70 ngày.
Hình 3. (a) Biểu hiện của dcr1 và (b) tải lượng virus (bản sao virus/µL chiết xuất pleopod) của parvovirus gan tụy (HPV) và (c) virus liên quan đến mang (GAV) ở tôm sú con được cho ăn chế độ ăn có tăng mức độ chiết xuất giàu polyphenol có nguồn gốc từ mía (PPE) trong 70 ngày. Các đường ngang cho thấy không có mối quan hệ nào hiện diện. Các tác nhân gây bệnh khác trên tôm đã được thử nghiệm— virus làm hoại tử cơ quan tạo máu và lập biểu mô (IHHNV), vi rút đầu vàng kiểu gen 7 (YHV7) và kiểu gen 1 (YHV1), vi rút gây hội chứng đốm trắng (WSSV), vi rút không đặc tính ở tôm Whenzhou (When-2), và Vibrio parahaemolyticus (Pir-A)—không được phát hiện.

Tôm dcr1 mRNA Biểu hiện và mức độ mầm bệnh sau 70 ngày

Sau 70 ngày cho ăn khẩu phần thử nghiệm PRSE, không tìm thấy sự khác biệt giữa các nghiệm thức về biểu hiện dcr1 (biểu hiện trung bình là 6,6 × 105 bản sao) hoặc số lượng bản sao của parvovirus gan tụy hoặc virus liên quan đến mang (Hình 3). Các mầm bệnh khác không được phát hiện ở bất kỳ con tôm nào được phân tích (tham khảo chú thích ở Hình 3).

Thử nghiệm này cho thấy một số kết quả tích cực từ việc đưa chiết xuất polyphenol từ mía vào thức ăn của tôm sú. Cần phải nghiên cứu thêm để chuyển những kết quả ban đầu này thành các thử nghiệm trang trại quy mô đầy đủ và để hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động cơ bản. Tuy nhiên, kết quả thu thập được trong thử nghiệm này chứng minh rằng những cuộc điều tra sâu hơn này là cần thiết.

ThS. Lê Xuân Chinh – Ban Khoa học và Công nghệ