Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của bột vỏ cam (orange peel meal, OPM) bổ sung vào khẩu phần ăn trong việc giảm thiểu tác động bất lợi của kim loại nặng, đồng thời cải thiện hiệu suất tăng trưởng, đáp ứng miễn dịch và tình trạng chống oxy hóa ở cá rô phi (Oreochromis niloticus) giống được nuôi trong môi trường nước ô nhiễm kim loại nặng. Cá được tiếp xúc với nguồn nước ô nhiễm và cho ăn khẩu phần bổ sung OPM ở các mức 2,5; 5 và 10 g/kg thức ăn trong 100 ngày. Nhóm đối chứng được cho ăn khẩu phần không bổ sung OPM. Kết quả cho thấy việc bổ sung OPM giúp cải thiện đáng kể trọng lượng cuối cùng và tốc độ tăng trọng của cá O. niloticus, trong đó hiệu quả cao nhất được ghi nhận ở mức bổ sung 10 g/kg thức ăn. Ở mức này, cá cũng đạt mức tăng trọng trung bình hằng ngày (ADG) và tốc độ tăng trưởng đặc hiệu (SGR) cao nhất, đồng thời có hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp nhất. Những kết quả này cho thấy OPM có khả năng cải thiện hiệu suất tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn theo xu hướng phụ thuộc vào liều lượng. Bên cạnh đó, OPM làm giảm đáng kể sự hấp thu và tích lũy các kim loại nặng, bao gồm sắt (Fe), kẽm (Zn), đồng (Cu), cadmium (Cd) và chì (Pb), trong gan và mang cá rô phi. Tác dụng này thể hiện xu hướng phụ thuộc vào liều lượng, cho thấy tiềm năng của OPM trong việc hạn chế sự tích lũy kim loại nặng và giảm thiểu các tác động độc hại đối với cá. Việc bổ sung OPM cũng cải thiện đáng kể các chỉ tiêu miễn dịch, bao gồm nồng độ immunoglobulin M (IgM), hoạt tính lysozyme, hoạt tính thực bào và chỉ số thực bào. Các chỉ tiêu này đều có xu hướng gia tăng theo mức bổ sung, đặc biệt ở những nghiệm thức có hàm lượng OPM cao. Ngoài ra, OPM tạo ra những thay đổi tích cực đối với các chỉ tiêu sinh hóa máu. Nồng độ triglyceride, cholesterol, AST, ALT, urê, creatinine và glucose giảm đáng kể theo xu hướng phụ thuộc vào liều lượng, trong đó nghiệm thức bổ sung 10 g/kg thức ăn ghi nhận giá trị thấp nhất ở hầu hết các chỉ tiêu này. Đối với tình trạng chống oxy hóa, OPM cải thiện đáng kể khả năng bảo vệ tế bào gan và mang trước stress oxy hóa thông qua việc giảm mức malondialdehyde (MDA), một chỉ dấu của quá trình peroxy hóa lipid, đồng thời làm tăng hoạt tính của các enzyme chống oxy hóa superoxide dismutase (SOD) và catalase (CAT). Những thay đổi này được ghi nhận ở tất cả các mức bổ sung thử nghiệm và thể hiện rõ hơn ở liều cao. Tóm lại, bổ sung bột vỏ cam vào khẩu phần ăn có tiềm năng giảm thiểu tác động bất lợi của kim loại nặng, cải thiện hiệu suất tăng trưởng, tăng cường đáp ứng miễn dịch và nâng cao khả năng chống oxy hóa ở cá rô phi O. niloticus giống. Kết quả nghiên cứu cho thấy OPM có thể là một phụ gia thức ăn hữu ích trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt tại những khu vực có nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng, góp phần cải thiện sức khỏe và khả năng chống chịu của cá trong điều kiện môi trường bất lợi.

1. Giới thiệu

Trong thập kỷ qua, ngành nuôi trồng thủy sản đã phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu đối với cá và động vật có vỏ, vốn là những nguồn thực phẩm quan trọng đối với con người (Khalil và Nasr-Allah, 2025). Cá là nguồn cung cấp protein động vật thiết yếu trên toàn thế giới, đóng góp khoảng 17% tổng lượng protein tiêu thụ toàn cầu (Maulu và cộng sự, 2021). Tại Ai Cập, nuôi trồng thủy sản giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong ngành thủy sản. Quốc gia này là nước có sản lượng nuôi trồng thủy sản lớn nhất châu Phi, chiếm 63,2% tổng sản lượng cá của toàn lục địa và xếp thứ bảy thế giới về sản lượng (Feidi, 2018). Năm 2021, sản lượng cá của Ai Cập đạt 2,2 triệu tấn, trong đó 1,7 triệu tấn đến từ hoạt động nuôi trồng thủy sản. Nhằm tiếp tục phát triển ngành, quốc gia này đã triển khai các kế hoạch nâng sản lượng cá lên 3 triệu tấn vào năm 2025 (Ahmed và Olutayo, 2022).

Ô nhiễm nguồn nước là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của cá trong các hệ sinh thái thủy sinh tự nhiên (Hasimuna và cộng sự, 2023). Trong đó, sự hiện diện của kim loại nặng trong môi trường nước đặc biệt đáng quan ngại do độc tính cao, tính bền vững trong môi trường và khả năng tích lũy sinh học trong mô cá (El-Agri và Saleh, 2025). Sự tồn lưu và tích lũy kim loại nặng trong các mô có thể gây tổn thương tế bào, làm suy giảm cấu trúc mô và cản trở chức năng sinh lý bình thường. Những tác động này có thể làm rối loạn các quá trình sinh lý và chuyển hóa ở cá, thậm chí dẫn đến tử vong và góp phần làm suy giảm tính đa dạng của các loài cá (Abdulkareem và Abdulkareem, 2025).

Hoạt động sản xuất và chế biến thực phẩm, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển, tạo ra lượng lớn phụ phẩm từ trái cây. Việc xử lý và quản lý các phụ phẩm này không chỉ phát sinh chi phí đáng kể mà còn gây ra những thách thức về môi trường do đặc tính hóa học của chúng (Kesbiç và cộng sự, 2022). Trong đó, trái cây họ cam quýt, được trồng và tiêu thụ rộng rãi trên toàn cầu, đóng góp đáng kể vào dòng chất thải này. Chất thải từ quá trình chế biến cam quýt (citrus processing waste, CPW) chiếm khoảng 60% khối lượng trái cây được chế biến (Satari và Karimi, 2018; Zema và cộng sự, 2018). Theo truyền thống, CPW được sử dụng làm nguyên liệu bổ sung chi phí thấp trong thức ăn cho gia súc nhai lại hoặc làm chất cải tạo đất hữu cơ. Tuy nhiên, phụ phẩm vỏ cam quýt còn là nguồn nguyên liệu giàu các hợp chất có giá trị sinh học, bao gồm protein, lipid, polysaccharide, vi chất dinh dưỡng, chất xơ và các hợp chất hoạt tính sinh học như polyphenol và tinh dầu (Meng và cộng sự, 2018). Những thành phần này mang lại tiềm năng đáng kể về giá trị dinh dưỡng và lợi ích sinh học (Kesbiç và cộng sự, 2022).

Với thành phần dinh dưỡng phong phú và chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học, phụ phẩm vỏ cam quýt là nguồn nguyên liệu tiềm năng để phát triển các phụ gia thức ăn chức năng trong nuôi trồng thủy sản. Tiềm năng này đặc biệt phù hợp với xu hướng giảm phụ thuộc vào các hợp chất kháng khuẩn tổng hợp và tăng cường sử dụng các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên. Việc bổ sung các hợp chất thực vật (phytochemicals) từ phụ phẩm vỏ cam quýt vào khẩu phần ăn có thể điều hòa nhiều phản ứng sinh lý và miễn dịch ở cá, bao gồm tăng trưởng, hoạt tính chống oxy hóa và biểu hiện gen liên quan (Kesbiç và cộng sự, 2022). Các nghiên cứu gần đây cũng cho thấy phụ gia thức ăn chức năng có nguồn gốc từ chiết xuất vỏ cam quýt có tiềm năng cải thiện lượng thức ăn tiêu thụ, thúc đẩy tăng trưởng, nâng cao khả năng chống oxy hóa, tăng cường sức đề kháng với bệnh và cải thiện phúc lợi của cá nuôi (Dai và Cho, 2022; Mohamed và cộng sự, 2021).

Bên cạnh giá trị dinh dưỡng và khả năng chống oxy hóa, vỏ cam còn có tiềm năng hấp phụ và hỗ trợ loại bỏ kim loại nặng. Theo Adetutu et al. (2024), Khanna và Kumar (2024), cùng Abdulkareem và Abdulkareem (2025), khả năng liên kết kim loại nặng của vỏ cam có liên quan đến sự hiện diện của các nhóm chức như hydroxyl, carboxyl và các hợp chất phenolic. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng vỏ cam có thể được sử dụng như một vật liệu hấp phụ sinh học có chi phí thấp và thân thiện với môi trường, góp phần loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải ô nhiễm (Salleh et al., 2023; Abid et al., 2016; Tran et al., 2016). Những đặc tính hấp phụ này có thể góp phần hạn chế sự hấp thu kim loại ở cá và động vật có vỏ thông qua việc giảm khả năng hấp thu kim loại trong đường tiêu hóa hoặc thúc đẩy quá trình đào thải. Do đó, bổ sung bột vỏ cam (OPM) vào khẩu phần ăn của cá có thể là một chiến lược chức năng kép, vừa cung cấp các thành phần dinh dưỡng và hợp chất hoạt tính sinh học, vừa góp phần giảm thiểu tác động độc hại của kim loại nặng trong môi trường nuôi trồng thủy sản bị ô nhiễm.

Xuất phát từ những cơ sở trên, đồng thời nhận thấy số lượng nghiên cứu về vai trò của OPM trong việc giảm thiểu độc tính kim loại nặng ở cá còn hạn chế, nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của các mức bổ sung OPM khác nhau trong khẩu phần ăn đến hiệu suất tăng trưởng, các chỉ tiêu sinh hóa, đáp ứng miễn dịch bẩm sinh, tình trạng stress oxy hóa và mức độ tích lũy sinh học kim loại nặng ở cá rô phi giống được nuôi trong môi trường nước ô nhiễm kim loại nặng.

2. Chuẩn bị nghiên cứu

2.1. Phê duyệt đạo đức

Ủy ban Đạo đức Nghiên cứu Động vật Thủy sản Quốc gia Ai Cập (NIOF-IACUC) đã xem xét và phê duyệt tất cả các quy trình thí nghiệm trên cá (mã phê duyệt: NIOF-AQ1-F-25-R-028). Ngoài ra, tất cả các quy trình lấy mẫu và xử lý đều tuân theo các hướng dẫn của viện và quốc tế về chăm sóc và sử dụng động vật thủy sinh trong nghiên cứu.

2.2. Địa điểm thí nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện tại một trang trại nuôi trồng thủy sản tư nhân ở tỉnh Fayoum, Ai Cập. Địa điểm nghiên cứu được lựa chọn sau khi tiến hành thu thập mẫu nước từ nhiều trang trại thuộc các khu vực và nguồn nước khác nhau, sau đó phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu. Trang trại có nồng độ kim loại nặng trong nước cao nhất được chọn làm địa điểm triển khai thí nghiệm, như trình bày trong Bảng 1.

bang 1 phan tich kim loai nang
Bảng 1. Phân tích kim loại nặng trong nước trang trại thí nghiệm và các giá trị hướng dẫn được khuyến nghị.

2.3. Vỏ cam khô và khẩu phần ăn

2.3.1. Vỏ cam khô

Cam tươi (Citrus sinensis) được mua từ chợ gần đó, sau đó rửa sạch và thái lát. Sau khi tách vỏ, vỏ cam được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời theo phương pháp được nêu bởi Farahmandfar et al. (2019) . Các mẫu được khử nước cho đến khi độ ẩm giảm xuống còn 10%. Rây 24 mắt lưới và máy xay điện trong phòng thí nghiệm được sử dụng để tạo thành bột mịn, sau đó được đóng kín trong hộp nhựa và bảo quản trong tủ lạnh cho đến khi được sử dụng làm chất bổ sung vào khẩu phần ăn.

2.3.2. Chuẩn bị khẩu phần ăn

Bột vỏ cam được thay thế bằng ngô vàng trong khẩu phần ăn của cá. Các thành phần được nghiền mịn, trộn đều với dầu đậu nành và các chất phụ gia khác, sau đó thêm nước ấm để tạo thành hỗn hợp sệt. Hỗn hợp của mỗi khẩu phần ăn được chế biến bằng máy ép viên thủ công trong phòng thí nghiệm (đường kính 2 mm). Bốn loại thức ăn thử nghiệm đã được sản xuất (Bảng 2). Các loại thức ăn thử nghiệm được phơi khô trong không khí ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ và sau đó được bảo quản ở 4 °C trong tủ lạnh cho đến khi sử dụng.

bang 2 phan tich thanh phan

bang 2 1 phan tich thanh phan
Bảng 2. Phân tích toàn diện thành phần và khoảng cách giữa các thành phần trong thức ăn thử nghiệm được bổ sung các liều lượng OPM khác nhau.
  1. Vitamin trong mỗi 3 Kg chứa: 200000 IU Vitamin D3, 650 mg Vitamin E, 450 mg Vitamin K3, 1.000000 IU Vitamin A, 250 mg Vitamin B2, 500 mg Vitamin B6, 5 mg Vitamin B12, 600 mg Vitamin B1, 460 mg Vitamin C, 2000 mg Methionine, 2000 mg Niacin, 250 mg Axit folic, 11.000 mg Choline chloride, 650 mg Axit pantothenic, 5 mg Biotin.
  2. Thành phần khoáng chất trong mỗi Kg: 1000 mg kẽm sunfat, 2400 mg sắt sunfat, 750 mg đồng sunfat, 4 mg coban sunfat, 35 mg kali iodua, 1500 mg mangan sunfat, 1,30 mg natri selenit, 5000 mg kali clorua 53%, 4500 mg natri sunfat 33%.
  3. CMC: Carboxy methyl cellulose.

2.4. Phương pháp thí nghiệm và điều kiện cho cá ăn

Cá rô phi được mua từ một trại giống tư nhân ở khu vực Shakshouk, tỉnh Fayoum. Chúng được vận chuyển vào sáng sớm và được nuôi thích nghi trong 15 ngày tại địa điểm thí nghiệm. Những con cá khỏe mạnh, kích thước đồng đều và không bị thương tích bên ngoài được chọn và phân bổ ngẫu nhiên vào 12 lồng nuôi (3 × 1,5 × 1 m). Mười hai lồng nuôi được đặt trong ba ao đất, mỗi ao có diện tích một feddan (80 × 53 × 1,25 m). Bốn lồng nuôi được lắp đặt trong mỗi ao, mỗi góc một lồng, sao cho mỗi nghiệm thức đều có một lồng nuôi trong cùng một ao. Ba lồng nuôi đại diện cho mỗi nghiệm thức. Sáu mươi con cá rô phi đơn tính (Oreochromis niloticus) (22,14 ± 0,33) được thả vào mỗi lồng nuôi, và thời gian thí nghiệm kéo dài 100 ngày. Cá được cho ăn với tỷ lệ 5% trọng lượng cơ thể, ba lần mỗi ngày vào lúc 9 giờ sáng, 1 giờ chiều và 4 giờ chiều, sáu ngày một tuần trong tháng đầu tiên, sau đó giảm xuống còn 3% cho đến khi kết thúc thử nghiệm (thời gian 100 ngày). Một phần ba lượng nước trong bể được thay thế cứ 3 ngày một lần, và một phần được thay thế hàng ngày. Bốn khẩu phần ăn được thử nghiệm: T1, đối chứng (không có OPM); T2, 2,5 g OPM/kg thức ăn; T3, 5 g OPM/kg thức ăn; và T4, 10 g OPM/kg thức ăn (Bảng 2). Cá được lấy mẫu cứ 20 ngày một lần để điều chỉnh tỷ lệ cho ăn.

2.5. Các thông số chất lượng nước

Các thông số chất lượng nước được theo dõi thường xuyên trong suốt thời gian thí nghiệm, bao gồm nhiệt độ (đo hàng ngày bằng nhiệt kế kỹ thuật số), pH và oxy hòa tan (DO; mg/L) (đo hàng tuần bằng máy đo đa thông số Tintometer Group®; pH/OPR, DO, CD/TDS, Nr: 00724200, Đức), tổng độ cứng và tổng độ kiềm (mg/L) (xác định hàng tuần theo APHA (2012)) , và tổng amoni, nitrit và nitrat (mg/L) (phân tích hàng tuần bằng máy quang phổ UV-vis LKB Bichrom). Độ trong của nước (độ đục) được đánh giá hàng tuần bằng đĩa Secchi (Bảng 3). Các thông số chất lượng nước được trình bày dưới dạng giá trị trung bình. Tất cả các ao thí nghiệm đều được quản lý trong cùng điều kiện môi trường, sử dụng cùng nguồn nước và hệ thống sản xuất.

bang 3 bien so ly hoa
Bảng 3. Các biến số lý hóa của nước trong suốt thời gian thử nghiệm.

2.6. Lấy mẫu cá

Để tiến hành các xét nghiệm sinh hóa và miễn dịch, mẫu máu được lấy từ một cá thể cá rô phi (O. niloticus) khi kết thúc thí nghiệm. Mười con cá được chọn từ mỗi nhóm (30 con cá mỗi nghiệm thức). Ngoài ra, cá được mổ xẻ, và các mẫu được lấy từ gan và mang để kiểm tra các chỉ số oxy hóa tế bào và sự tích tụ các nguyên tố nặng. Thuốc gây mê ethyl ester của axit 3-aminobenzoic (MS222, 100 mg/L) của Sigma, Ai Cập, được sử dụng để gây mê cá trước khi thu thập mẫu.

Mẫu máu được lấy từ động mạch đuôi trước khi sinh thiết mô. Theo hướng từ lưng lên đầu, kim (ống hút thủy tinh có chứa heparin) được đưa sâu vào đường giữa, ngay phía sau vây hậu môn. Ngoài ra, huyết tương được tách khỏi mẫu máu bằng cách ly tâm ở 4°C trong 15 phút với tốc độ 3000 vòng/phút. Huyết thanh sau đó được bảo quản ở -80°C để đánh giá các đặc tính sinh hóa của nó.

Mang và gan được rửa trong dung dịch muối đệm phosphat (PBS) (pH 7,4) để loại bỏ máu thừa. Sau khi các mẫu được khử nước trong lò nung ở 105 °C trong 2 ngày, chúng được nghiền thành bột mịn để xác định hàm lượng kim loại. Để đo các chỉ dấu stress oxy hóa, các mẫu mang và gan được đồng nhất hóa bằng máy đồng nhất hóa chạy bằng động cơ Glas-Col (Mỹ) trong 5 ml dung dịch đệm lạnh (50 mM kali phosphat, pH 7,4) trên mỗi gam mô. Sau khi ly tâm ở 100.000 xg trong 15 phút ở 4 °C, dịch đồng nhất được bảo quản ở -80 °C.

2.6.1. Đánh giá kim loại nặng

Máy quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP, ICAP-6300 Duo) được sử dụng để đánh giá nồng độ Fe, Zn, Cu, Cd và Pb trong nước theo khuyến nghị của APHA (2012). Kết quả được trình bày theo đơn vị mg/L.

2.6.2. Sự tích tụ kim loại trong mô cá

Quá trình phân hủy được thực hiện theo kỹ thuật của Ghazally (1988), và nồng độ kim loại (Cu, Zn, Fe, Cd và Pb) được xác định bằng ICP (ICAP-6300 Duo) theo hướng dẫn của APHA (2012). Kết quả được đưa ra theo đơn vị mg/kg trọng lượng khô.

2.6.3. Các dấu hiệu của stress oxy hóa

Hoạt động của các enzyme chống oxy hóa ở gan – malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) và catalase (CAT) được xác định theo các quy trình được mô tả lầm lượt bởi Ohkawa et al. (1979), Nishikimi et al. (1972) và Aebi (1984).

2.6.4. Phân tích miễn dịch

Bộ kit xét nghiệm ELISA (Cusabio, Vũ Hán, Hồ Bắc, Trung Quốc) được sử dụng để đo tổng lượng immunoglobulin M (IgM) trong huyết thanh cá. Phương pháp đo độ đục, được phát triển lần đầu bởi Parry Jr và cộng sự (1965) và sau đó được Siwicki (1993) tinh chỉnh, được sử dụng để đánh giá hoạt tính của lysozyme. Hoạt tính thực bào của bạch cầu được đánh giá bằng cách sử dụng mẫu máu không đông (Cai và cộng sự, 2004).

2.6.5. Các thông số sinh hóa

Nồng độ glucose trong máu được đo bằng phương pháp của Trinder (1969); nồng độ cholesterol được xác định theo Admundson và Zhou (1999); triglyceride được định lượng theo Wahlefeld (1974); AST và ALT được định lượng bằng phương pháp của Gella et al. (1985); lượng urê được tính toán theo Kaplan (1984); và creatinine được đo bằng phương pháp của Weber và van Zanten (1991).

2.7. Tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn

Các công thức sau đây đã được sử dụng để tính toán các biến số về hiệu quả sử dụng thức ăn và tốc độ tăng trưởng của cá trong thí nghiệm:

Tăng trọng trung bình (AWG, g) = Khối lượng trung bình cuối kỳ (Wf) − Khối lượng trung bình đầu kỳ (Wi);

Tăng cân trung bình (AWG, g) = Cân nặng cuối trung bình (Wf) – Cân nặng ban đầu trung bình (Wi);

cong thuc

trong đó: Thời gian thử nghiệm (100 ngày)

N ban đầu = số lượng cá khi bắt đầu thử nghiệm

N cuối cùng = số lượng cá còn lại sau khi kết thúc thử nghiệm

2.8. Thành phần của thức ăn chăn nuôi

Theo quy trình được AOAC (2000) đề ra, thành phần dinh dưỡng của các khẩu phần ăn được kiểm tra ba lần. Theo Brett (1973), tổng năng lượng được tính toán bằng cách sử dụng giá trị calo tổng là 23,63, 39,52 và 17,15 kJ/g lần lượt cho protein, chất béo và carbohydrate.

2.9. Phân tích thống kê

Tính chuẩn của dữ liệu và tính đồng nhất phương sai được kiểm tra bằng phép thử Kolmogorov-Smirnov và phép thử Levene tương ứng. Phân tích dữ liệu sử dụng giá trị trung bình ± sai số chuẩn (SE). Đánh giá thống kê được thực hiện bằng phần mềm SPSS phiên bản 23 (SPSS, 2015) với phân tích phương sai một chiều (ANOVA). Khi có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức, phép thử khoảng đa bội Duncan được sử dụng để so sánh các giá trị trung bình. Mức ý nghĩa thống kê được đặt ở P  ≤ 0,05 cho tất cả các phép thử.

…Còn tiếp…

Theo Hala S. Khalil, Hamed H.E. Saleh, Asmaa M. El-Agri, Mohamed A. Elokaby, Nehal M.N. Elkhouly, Akram I.M. Alkobaby, Gad H.G. Hussein, Rasha K. Abdel-Wahed, Mohammed F. El Basuini, Mohamed F. Sadek

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004484862600390X

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

Xem thêm:

SẢN PHẨM PHỤC VỤ NỀN NÔNG NGHIỆP XANH

TIN TỨC NỔI BẬT

You cannot copy content of this page