Có nhiều bằng chứng cho thấy các chất phụ gia trong khẩu phần ăn có khả năng kích thích hệ miễn dịch của tôm. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu hiện nay vẫn còn hạn chế ở các giai đoạn phát triển sớm của tôm. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế độ dinh dưỡng thích hợp, có bổ sung các chất tăng cường sức khỏe như vitamin C, vitamin E và β-glucans, có thể giúp cải thiện hiệu quả nuôi ấu trùng, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm thẻ chân trắng. Việc này không chỉ góp phần nâng cao chất lượng tôm giống ở giai đoạn chưa trưởng thành mà còn ảnh hưởng tích cực đến giai đoạn thành thục sinh dục.
Tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) là một trong những loài nuôi trồng thủy sản chủ lực, chiếm khoảng 4,7% tổng sản lượng toàn cầu vào năm 2020. Nhu cầu tiêu thụ tôm ngày càng gia tăng đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành nuôi tôm, kéo theo nhu cầu nâng cao sản lượng ấu trùng và hậu ấu trùng (PL) tại các cơ sở sản xuất giống. Tuy nhiên, các vấn đề phát sinh trong giai đoạn ấu trùng có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến năng suất và chất lượng tôm trong các giai đoạn phát triển sau.
Đặc biệt, giai đoạn phát triển ban đầu của tôm thẻ chân trắng thường gặp phải các vấn đề như tốc độ tăng trưởng kém, sự không đồng đều về kích thước giữa các cá thể, tỷ lệ sống thấp do hiện tượng ăn thịt lẫn nhau và khả năng kháng bệnh suy giảm trước các tác nhân gây bệnh cơ hội.
Lý do thứ hai khiến việc nuôi tôm gặp nhiều thách thức là do loài thủy sản này phụ thuộc mạnh vào các điều kiện kỹ thuật nuôi tiên tiến và chế độ dinh dưỡng tối ưu. Tôm không có hệ miễn dịch thích nghi mà chủ yếu dựa vào hệ miễn dịch bẩm sinh để bảo vệ sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật. Tuy hệ miễn dịch bẩm sinh đóng vai trò quan trọng, nhưng lại dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường bất lợi, làm tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh. Khi dịch bệnh xảy ra, thiệt hại có thể rất nghiêm trọng, gây tổn thất lớn về năng suất và kinh tế cho người nuôi.
Do đó, việc áp dụng các giải pháp dinh dưỡng hiện đại nhằm thúc đẩy tăng trưởng, tăng cường khả năng chống chịu stress và bệnh tật trong những giai đoạn phát triển quan trọng của tôm mang lại tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng tôm ở các giai đoạn nuôi tiếp theo. Điều này góp phần củng cố sự bền vững và hiệu quả cho ngành nuôi tôm.
Nghiên cứu này tập trung đánh giá tác động của một số dưỡng chất và phụ gia tăng cường sức khỏe (bao gồm vitamin C, vitamin E, β-glucans, taurine và methionine) khi được bổ sung vào khẩu phần ăn vi lượng trơ, đối với hiệu suất tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của tôm thẻ chân trắng trong giai đoạn hậu ấu trùng.
Nguyên liệu và phương pháp
Nghiên cứu này đã tiến hành đánh giá bốn khẩu phần ăn vi mô, mỗi khẩu phần được thử nghiệm ba lần. Khẩu phần đối chứng dương (PC) được thiết kế để đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của ấu trùng tôm thẻ chân trắng, bao gồm: 515 g/kg hỗn hợp protein biển độc quyền từ SPAROS, 160 g/kg hỗn hợp protein thực vật độc quyền của SPAROS, 103 g/kg chất thủy phân protein cá, 19 g/kg dầu cá, 28 g/kg phospholipid biển và 57 g/kg hỗn hợp vitamin cùng khoáng chất cũng của SPAROS.
Ba khẩu phần thử nghiệm còn lại được điều chỉnh dựa trên nền tảng khẩu phần PC, với những thay đổi thành phần cụ thể như sau:
(1) Khẩu phần đối chứng âm (NC): giảm 7 g/kg hỗn hợp vitamin và khoáng chất để hạ thấp hàm lượng vitamin C và E;
(2) Khẩu phần T + M: bổ sung thêm 5 g/kg taurine và 10 g/kg methionine nhằm tăng hàm lượng hai hợp chất này;
(3) Khẩu phần BG: bổ sung 1 g/kg β-glucans (β-(1,3)/(1,6)-glucans) từ nấm men Saccharomyces cerevisiae.
Các cá thể tôm thẻ chân trắng ở giai đoạn hậu ấu trùng (PL16) được cung cấp bởi Blue Genetics (La Paz, Mexico) và được nuôi dưỡng trong 18 ngày tại cơ sở Riasearch Lda (Murtosa, Bồ Đào Nha). Tôm được phân bố ngẫu nhiên vào 12 bể có dung tích khoảng 50 lít, trong một hệ thống tuần hoàn nước sạch.
Mỗi bể thí nghiệm được thả nuôi 200 con tôm thẻ chân trắng, với khối lượng trung bình khoảng 9 mg mỗi con. Vào cuối quá trình thí nghiệm, 40 con tôm từ mỗi bể được lấy mẫu để phân tích các chỉ dấu sinh học liên quan đến stress oxy hóa và đáp ứng miễn dịch. Các mẫu tôm này sau đó được cân và chia thành bốn nhóm, mỗi nhóm gồm 10 con, để tiến hành đánh giá các chỉ số về stress oxy hóa và các thông số miễn dịch.
Trong các mẫu đồng nhất, các chỉ số như hoạt tính catalase (CAT), mức độ peroxid hóa lipid (LPO), tổng glutathione (tGSH), cùng với hàm lượng protein tổng số được xác định.
Kết quả
Hiệu suất tăng trưởng
Hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ sống không có sự khác biệt đáng kể giữa các khẩu phần ăn. Trọng lượng ướt trung bình cuối cùng đạt khoảng 100 mg, tốc độ tăng trưởng tương đối (RGR) đạt 15% mỗi ngày, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) xấp xỉ 1, và tỷ lệ sống dao động từ 86 đến 88% ở tất cả các nghiệm thức (Bảng 1).
Bảng 1. Trọng lượng ban đầu và cuối cùng, tốc độ tăng trưởng tương đối (RGR), tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) và tỷ lệ sống của tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) PL trong thời gian thử nghiệm.
Kết quả được biểu thị dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn. Đối với trọng lượng ban đầu, n = 60 đơn vị quan sát; đối với trọng lượng cuối cùng, FCR, RGR và tỷ lệ sống, n = 3 đơn vị thí nghiệm.
Các dấu ấn sinh học liên quan đến stress oxy hóa và tình trạng miễn dịch
Về các chỉ số phản ánh tình trạng căng thẳng oxy hóa, hoạt độ enzyme CAT không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức. Hàm lượng LPO ở tôm PL được cho ăn khẩu phần BG thấp hơn rõ rệt so với nhóm tôm ăn khẩu phần PC, trong khi các nghiệm thức còn lại không ghi nhận sự sai khác đáng kể. Bên cạnh đó, mức tGSH ở tôm PL ăn khẩu phần BG cao hơn đáng kể so với nhóm tôm ăn khẩu phần NC, và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm còn lại.
Đối với tình trạng miễn dịch, không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức được quan sát về các thông số đo được (Bảng 2).
Bảng 2. Catalase (CAT), peroxid hóa lipid (LPO), glutathione (tGSH), lysozyme, prophenoloxidase và hoạt tính diệt khuẩn ở tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) PL được cho ăn khẩu phần thử nghiệm trong 18 ngày.
Kết quả được biểu thị bằng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3 đơn vị thử nghiệm). Đại diện cũng là các giá trị p cho ANOVA một chiều. Các chữ cái siêu ký tự khác nhau biểu thị sự khác biệt thống kê (p < 0,05) giữa các nghiệm thức trong bài kiểm tra so sánh đa dạng Tukey post-hoc.
Phân tích biểu hiện gen
Biểu hiện mRNA tương đối được bình thường hóa của gen PvHm117 lớp vỏ P giảm đáng kể ở tôm PL được cho ăn khẩu phần ăn NC so với tôm được cho ăn khẩu phần ăn T + M và BG. Tương tự, mức độ biểu hiện penaeidin 3a mRNA giảm đáng kể ở tôm PL được cho ăn khẩu phần ăn NC so với các tôm ăn khẩu phần ăn PC và BG.
Hemocyanin tăng đáng kể ở tôm PL được cho ăn khẩu phần ăn NC so với PL được cho ăn khẩu phần ăn T + M. Đối với biểu hiện mRNA tương đối được chuẩn hóa của các gen còn lại, không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức được quan sát (Bảng 3).
Bảng 3. Biểu hiện tương của gen housekeeping (bactn và rpl-8) liên quan đến miễn dịch mục tiêu của tôm chân trắng (Penaeus vannamei) PL được cho ăn khẩu phần thử nghiệm trong 18 ngày.
Kết quả được biểu thị bằng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3 đơn vị thử nghiệm). Đại diện cũng là các giá trị p cho ANOVA một chiều. Các chữ cái siêu ký tự khác nhau biểu thị sự khác biệt thống kê (p < 0,05) giữa các phương pháp điều trị trong bài kiểm tra so sánh đa dạng Tukey post-hoc.
Thảo luận
Nghiên cứu này đánh giá tác dụng tiềm năng của việc bổ sung một số chất dinh dưỡng vào thức ăn vi lượng cho tôm thẻ chân trắng giai đoạn ấu trùng (PL). Vitamin C và E, methionine, taurine và β-glucans được lựa chọn vì có khả năng giúp tôm PL khỏe mạnh hơn trong giai đoạn phát triển ban đầu. Tuy nhiên, hiệu quả của các chất bổ sung này vẫn cần được kiểm chứng thêm bằng thực nghiệm.
Khẩu phần ăn đối chứng được thiết kế để đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của tôm thẻ chân trắng giai đoạn ấu trùng (PL) được sử dụng làm đối chứng dương. Các khẩu phần ăn thử nghiệm khác được xây dựng dựa trên khẩu phần ăn đối chứng, chỉ thay đổi hàm lượng của các chất dinh dưỡng được đề cập trước đó. Mặc dù có những thay đổi về công thức, tất cả các khẩu phần ăn đều đảm bảo tính phù hợp cho tôm PL. Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm ở tất cả các nhóm đều tốt. Điều này chứng tỏ rằng các điều kiện kỹ thuật nuôi trồng được duy trì tốt trong suốt quá trình nghiên cứu.
Kết quả tăng trưởng của tôm trong nghiên cứu này tương tự như kết quả được báo cáo bởi Wang et al. (2017) khi sử dụng bột Schizochytrium thay thế cho dầu cá trong khẩu phần ăn cho tôm thẻ chân trắng giai đoạn ấu trùng (PL). Tuy nhiên, tỷ lệ sống của tôm trong nghiên cứu này thấp hơn đáng kể so với nghiên cứu của Wang et al. (2017) (lần lượt là 40,3 – 44,5% và 42,7 – 45,6%).
Việc bổ sung thêm vitamin C và E vào khẩu phần ăn PC không ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm so với khẩu phần ăn NC. Điều này cho thấy hàm lượng vitamin C và E trong khẩu phần ăn NC đã đủ để đáp ứng nhu cầu phát triển của tôm post.
Vitamin C và E là những chất dinh dưỡng thiết yếu cho động vật. Chúng cần thiết cho nhiều chức năng sinh lý quan trọng và không thể được tổng hợp đủ bởi cơ thể. Do đó, việc thiếu hụt vitamin C và E trong khẩu phần ăn có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm tăng trưởng kém, các vấn đề sức khỏe, giảm khả năng sống sót ( Dawood và cộng sự, 2018; Nhu cầu dinh dưỡng của cá và tôm; Nhà xuất bản Học viện Quốc gia, 2011).
Nghiên cứu này cũng không ghi nhận sự thay đổi đáng kể về hoạt động của hệ thống miễn dịch và chống oxy hóa khi tăng cường vitamin C và E trong khẩu phần ăn.
Tuy nhiên, việc bổ sung đầy đủ vitamin C và E có thể đóng vai trò quan trọng trong các giai đoạn sản xuất quan trọng, đặc biệt là tại các trại áp dụng hệ thống ương dưỡng. Ở giai đoạn này, mật độ thả PL cao (bước trung gian giữa giai đoạn PL và giai đoạn nuôi thương phẩm) có thể dẫn đến tình trạng căng thẳng và dễ bị tấn công bởi các tác nhân gây bệnh (Mishra et al., 2008).
Mức độ peroxid hóa lipid giảm đáng kể ở tôm PL được cho ăn khẩu phần ăn BG so với tôm ăn khẩu phần ăn PC, cho thấy rằng β-glucans đã cải thiện cơ chế chống oxy hóa của động vật.
Kết luận
Nghiên cứu này cho thấy rằng các chất phụ gia được thử nghiệm có tiềm năng cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn vi lượng cho tôm thẻ chân trắng giai đoạn ấu trùng (PL), mặc dù chúng không ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ sống trong giai đoạn thử nghiệm.
Lợi ích của việc bổ sung vitamin C và E cao hơn mức thông thường (NC) vào thức ăn cho tôm PL (ấu trùng) thể hiện rõ ràng qua khả năng chống oxy hóa và sức khỏe của tôm. Hiệu quả này tương tự như khi sử dụng vitamin trong khẩu phần ăn PC (kiểm soát). Tuy nhiên, khẩu phần ăn PC có giá thành cao. Do đó, cần tìm kiếm các giải pháp thay thế kinh tế hơn.
Trong số các chất phụ gia được thử nghiệm, β-glucans có tiềm năng ứng dụng nhất. β-glucans giúp giảm quá trình peroxid hóa lipid ở tôm PL, hiệu quả hơn cả khẩu phần ăn PC chất lượng cao.
Ngoài ra, kết hợp β-glucans với hàm lượng vitamin C và E cao hơn cũng mang lại lợi ích cho khả năng chống oxy hóa của tôm PL, so với khẩu phần ăn NC.
Theo Nhóm Biên tập Tạp chí Nuôi trồng Thủy sản
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Bình Minh Capital
Xem thêm:
- Ảnh Hưởng Của Các Phụ Phẩm Nông Nghiệp Như Một Nguồn Carbon Trong Hệ Thống Dựa Trên Biofloc Đến Hiệu Suất Tăng Trưởng, Hoạt Tính Của Enzyme Tiêu Hóa, Mô Học Gan Tụy Và Tải Lượng Vi Khuẩn Đường Ruột Của Tôm Post Litopenaeus Vannamei
- Đánh Giá Hạt Sấy Khô Bằng Phương Pháp Chưng Cất Với Chất Hòa Tan Trong Khẩu Phần Ăn Cho Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus Vannamei nuôi Trong Điều Kiện Ao
- Ảnh Hưởng Của Khẩu Phần Thủy Phân Đầu Cá Ngừ Đến Tỷ Lệ Sống Và Tăng Trưởng Của Tôm Thẻ Chân Trắng Penaeus Vannamei