English
中文 (中国)
Việc hạ mật độ và tăng thời gian lọc giúp nâng cao chất lượng hiệu quả hơn.
Căng thẳng là trạng thái trong đó cơ thể phải gia tăng nhu cầu năng lượng hiếu khí nhằm duy trì các cơ chế sống, đồng thời kích hoạt quá trình thích nghi và tăng khả năng chống chịu trước các yếu tố bất lợi. Trong nuôi trồng thủy sản, cá thường xuyên chịu tác động của cả các yếu tố gây căng thẳng cấp tính, như thao tác xử lý, và các yếu tố gây căng thẳng mạn tính, bao gồm biến động môi trường (nhiệt độ, chất lượng nước, độ mặn), tương tác giữa các cá thể, cũng như các tác động thể chất kéo dài như vận chuyển và mật độ nuôi cao.
Khi cá rơi vào trạng thái căng thẳng, hoạt động bơi lội mạnh làm gia tăng quá trình đường phân kỵ khí, dẫn đến tích lũy axit lactic và làm giảm pH trong cơ, đồng thời thúc đẩy hiện tượng co cứng tử thi diễn ra sớm hơn. Sự kết hợp giữa căng thẳng và vận động mạnh trước khi giết mổ có thể làm tăng mức độ biến tính protein, từ đó tạo điều kiện cho các enzyme phân giải protein tiếp cận dễ dàng hơn với các cơ chất. Quá trình này dẫn đến sự mềm hóa cơ nhanh, gây ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng cơ thịt cá.
Bên cạnh các quá trình biến tính và phân giải protein, protein cơ còn chịu tác động của oxy hóa sau khi giết mổ và trong giai đoạn ủ thịt. Oxy hóa protein dẫn đến nhiều biến đổi sinh học như phân mảnh hoặc kết tụ protein, làm giảm độ hòa tan và từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thịt. Đồng thời, quá trình này cũng có thể chi phối hoạt động phân giải protein của các enzyme, qua đó tác động đến độ mềm của thịt.
Tuy nhiên, trong mô cơ tồn tại các hệ thống chống oxy hóa nội sinh, chủ yếu là các enzyme, có vai trò điều hòa và hạn chế quá trình oxy hóa. Một số enzyme có khả năng trung hòa các phản ứng oxy hóa trong thịt. Các nghiên cứu gần đây cho thấy hoạt tính của những enzyme này giảm đáng kể trong thịt gà dạng nhạt màu, mềm và chảy nước (PSE), khiến loại thịt này dễ xảy ra hiện tượng phân giải protein và oxy hóa protein hơn.
Do đó, stress oxy hóa được xem là một cơ chế tế bào quan trọng trong quá trình làm mềm thịt. Quá trình chuyển hóa oxy hóa cũng được coi là một yếu tố điều hòa tiềm năng đối với protein sốc nhiệt (HSP) – nhóm protein được tế bào tổng hợp nhằm đáp ứng với các điều kiện gây stress. Đặc biệt, HSP có vai trò bảo vệ các protein cấu trúc trước tác động của stress oxy hóa và quá trình phân giải protein, những yếu tố then chốt ảnh hưởng đến độ mềm của thịt. HSP hoạt động như các chất hỗ trợ phân tử, giúp protein gấp đúng cấu trúc, ngăn chặn sự kết tụ protein hoặc định hướng các protein gấp sai vào những con đường phân hủy chuyên biệt. Bên cạnh đó, HSP còn tham gia vào quá trình gấp lại các protein bị tổn thương, góp phần bảo vệ, sửa chữa tế bào và mô. Nhiều dạng stress khác nhau, bao gồm stress oxy hóa, đã được chứng minh có mối liên hệ với sự gia tăng biểu hiện HSP trong cơ xương.
Mối quan hệ giữa sự mất cân bằng oxy hóa khử và chất lượng thịt cá chịu stress trước khi giết mổ vẫn chưa được biết rõ. Bài báo này – được biên tập và tóm tắt từ ấn phẩm gốc – đã đánh giá tác động của stress oxy hóa liên quan đến quá trình thanh lọc lên chất lượng cảm quan và định lượng của phi lê cá rô phi sông Nile.
Chuẩn bị nghiên cứu
Động vật thí nghiệm được thu thập từ các lồng nuôi cá trên sông Corvo, thuộc đô thị Diamante do Norte, bang Paraná (PR), Brazil. Cá rô phi sông Nile giống Tilamax (khối lượng trung bình khoảng 800 g) được vận chuyển đến Trạm Nuôi trồng Thủy sản UEM/CODAPAR tại đô thị Maringá (PR), sau đó thả nuôi trong các bể bê tông có thể tích 10 m³ với mật độ 5 kg/m³. Cá được lưu giữ trong các bể này trong 40 ngày nhằm phục hồi sau stress vận chuyển và thích nghi với điều kiện thí nghiệm.
Sau giai đoạn thích nghi, thí nghiệm được tiến hành theo thiết kế thừa số 2 × 2, trong đó mật độ nuôi (60 và 300 kg/m³) và thời gian làm sạch (1 và 24 giờ) là hai yếu tố thí nghiệm. Tổng cộng có 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức gồm 20 lần lặp lại, với cá được xem là đơn vị thí nghiệm.
Ban đầu, cá được vớt khỏi bể bê tông bằng lưới cầm tay và chuyển sang các bể polyethylene dung tích 500 lít, được trang bị hệ thống tuần hoàn nước và sục khí nhân tạo; mỗi bể tương ứng với một nghiệm thức. Cá được xử lý ở các mật độ và thời gian khác nhau, gồm: 60 kg/m³ trong 1 giờ, 60 kg/m³ trong 24 giờ, 300 kg/m³ trong 1 giờ và 300 kg/m³ trong 24 giờ. Mỗi nghiệm thức tiến hành lấy mẫu 20 cá thể. Trong số đó, 5 cá thể được sử dụng để thu thập máu, cơ và gan nhằm phân tích nồng độ cortisol và biểu hiện gen; sau khi lấy mẫu, các cá thể này được gây chết và phi lê để phục vụ phân tích chất lượng thịt. Phân tích chất lượng bằng thiết bị được thực hiện trên 10 cá thể cho mỗi nghiệm thức, bao gồm cả các cá thể đã được lấy mẫu máu và mô. Đánh giá cảm quan được tiến hành trên 10 cá thể còn lại của mỗi nghiệm thức. Toàn bộ phi lê cá không da được rửa bằng nước clo hóa ở nồng độ 5 ppm, sau đó được đóng gói chân không và vận chuyển trong điều kiện ướp đá đến phòng thí nghiệm để tiến hành các phân tích chất lượng thịt.
Để biết thông tin chi tiết về thiết kế thí nghiệm; xác định nồng độ cortisol; đánh giá biểu hiện gen, độ pH, màu sắc, độ mềm và khả năng giữ nước; phân tích cảm quan; và phân tích thống kê, vui lòng tham khảo ấn bản gốc.
Kết quả và thảo luận
Ở cá, việc tiếp xúc với stress cấp tính gây ra sự gia tăng nhanh nồng độ cortisol, sau đó hormone này sẽ sớm trở về mức bình thường trong giai đoạn phục hồi. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, việc tăng mật độ cá rô phi trong thời gian ngắn làm nồng độ cortisol trong huyết thanh tăng lên, không phụ thuộc vào mức mật độ cao hay thấp. Tuy nhiên, khi cá được duy trì ở mật độ thấp, chúng có khả năng phục hồi dần theo thời gian, trong khi hiện tượng này không được ghi nhận ở mật độ cao. Nhìn chung, cortisol trong huyết tương tăng nhanh sau khi cá tiếp xúc với stress cấp tính và có thể trở lại mức nền chỉ sau vài giờ trong điều kiện thích hợp.
Ngược lại, việc nuôi cá rô phi ở mật độ cao trong thời gian kéo dài dẫn đến stress mãn tính, thể hiện qua nồng độ cortisol cao hơn rõ rệt ở nhóm nuôi với mật độ 300 kg/m³ trong 24 giờ so với các nhóm khác. Mật độ nuôi cao có thể làm suy giảm hiệu suất và sức khỏe cá do stress chen chúc và/hoặc sự biến động chất lượng nước. Stress mãn tính thường đi kèm với những thay đổi trong quá trình chuyển hóa năng lượng nhằm thích nghi với tác nhân gây stress, từ đó gây ảnh hưởng đáng kể đến hệ miễn dịch của cá.
Trong điều kiện stress, nồng độ cortisol huyết tương tăng cao sẽ kích hoạt việc huy động các nguồn năng lượng dự trữ, chủ yếu thông qua các cơ chế điều hòa ở mức gen. Trong nghiên cứu này, mức độ biểu hiện của các enzym catalase (CAT) và glutathione peroxidase (GPx) ghi nhận tương đồng giữa mô gan và mô cơ. Cá được nuôi ở mật độ thấp hơn và có thời gian làm sạch ngắn nhất thể hiện mức biểu hiện CAT và GPx cao nhất. Hoạt động của hai enzym này được xem là chỉ thị quan trọng phản ánh sự kích hoạt hệ thống phòng vệ chống oxy hóa của tế bào, giúp bảo vệ cơ thể trước stress oxy hóa.
Stress oxy hóa xảy ra khi mất cân bằng giữa quá trình hình thành và loại bỏ các loại oxy phản ứng (ROS), bao gồm anion superoxide, hydrogen peroxide và lipid peroxide. Trong mô cơ, quá trình trung hòa ROS chủ yếu được thực hiện bởi các enzym superoxide dismutase (SOD), CAT và GPx. Sự suy giảm hoạt tính của các enzym này có thể liên quan đến những thay đổi hoặc giảm biểu hiện gen và quá trình phiên mã. Trong nghiên cứu của chúng tôi, nhóm cá chịu stress cao nhất, tương ứng với mật độ nuôi 300 kg/m³, cho thấy mức biểu hiện CAT và GPx thấp hơn rõ rệt. Điều này cho thấy stress oxy hóa có thể đã góp phần làm suy giảm hoạt động của hệ thống enzym chống oxy hóa.
Áp lực gia tăng do mật độ nuôi cao làm giảm mức biểu hiện của các enzyme chống oxy hóa như CAT và GPx, từ đó có thể dẫn đến hiện tượng thịt phi lê mềm hơn. Căng thẳng oxy hóa được cho là có liên quan trực tiếp đến quá trình làm mềm thịt thông qua việc thúc đẩy phân giải và oxy hóa protein. Quá trình oxy hóa này gây ra sự phân mảnh hoặc kết tụ protein, làm giảm độ hòa tan của protein và qua đó ảnh hưởng đến chất lượng thịt. Đồng thời, oxy hóa protein còn có thể điều hòa hoạt động của các enzyme phân giải protein, từ đó tác động đến độ mềm của thịt. Ở thịt gà dạng PSE, hoạt tính của các enzyme CAT, GPx và SOD được ghi nhận thấp hơn so với thịt bình thường. Các nghiên cứu trước đây cũng cho thấy các enzyme liên quan đến căng thẳng oxy hóa, như SOD hoặc peroxiredoxin 6 (PRDX6), có mối tương quan nghịch với độ mềm của thịt.
Bên cạnh đó, sự thay đổi về độ mềm của thịt còn có thể liên quan đến sự hoạt hóa của các protein sốc nhiệt (HSP) trong mô cơ. Trong nghiên cứu này, các cá thể nuôi ở mật độ cao (300 kg/m³) thể hiện mức biểu hiện HSP70 cao hơn và cho chất lượng phi lê mềm hơn. Trước các tác nhân gây căng thẳng tế bào như tăng thân nhiệt, tổn thương oxy hóa, chấn thương cơ học hoặc tác nhân hóa học, biểu hiện của HSP tăng lên đáng kể. Các protein này có vai trò làm chậm quá trình lão hóa cơ và hạn chế sự thoái hóa của các protein sợi cơ.
Các nghiên cứu trên thịt bò đã xác định protein sốc nhiệt (HSP) là một chỉ thị sinh học liên quan đến độ mềm của thịt, trong đó hoạt tính HSP khác nhau rõ rệt giữa thịt mềm và thịt dai. Cụ thể, mức biểu hiện thấp của HSP70 thường gắn liền với độ mềm cao hơn của thịt bò. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy một xu hướng trái ngược ở cá: những cá thể có mức biểu hiện HSP70 cao hơn (phản ánh mức độ căng thẳng lớn hơn, thường gặp ở mật độ nuôi cao) lại tạo ra phi lê có kết cấu kém săn chắc hơn. Điều này cho thấy việc tăng biểu hiện HSP70 không đủ để làm chậm quá trình oxy hóa protein ở cá, và cơ chế này không phát huy hiệu quả như đã ghi nhận ở thịt bò.
Một cơ chế khác có thể góp phần làm giảm độ săn chắc của phi lê cá là sự suy giảm pH. Cá được nuôi ở mật độ cao (300 kg/m³) trong thời gian 1 giờ cho thấy phi lê có pH và lực cắt thấp hơn. Trong điều kiện căng thẳng, hoạt động bơi lội mạnh khiến cơ trắng được huy động nhiều hơn, làm gia tăng quá trình đường phân kỵ khí và sản sinh axit lactic, từ đó dẫn đến giảm pH cơ. Việc giết mổ cá sau 1 giờ nuôi ở mật độ cao có thể làm glycogen bị tiêu hao nhanh hơn do tốc độ hô hấp kỵ khí tăng, kéo theo sự tích lũy axit lactic và pH thịt thấp hơn. Sự suy giảm pH sau giết mổ có thể tác động bất lợi đến kết cấu phi lê thông qua việc làm thay đổi độ hòa tan của protein, đồng thời thúc đẩy quá trình phân giải và biến tính protein.
Việc nuôi nhốt cá ở mật độ cao (300 kg/m³) trong 24 giờ làm tăng độ pH, có khả năng liên quan đến sự suy giảm dự trữ glycogen trong cơ thể cá. Hoạt động mạnh kéo dài trước khi giết mổ khiến cá bị tiêu hao năng lượng đáng kể, dẫn đến tình trạng cạn kiệt glycogen. Dưới tác động của căng thẳng, glycogen bị tiêu thụ nhanh trong khi axit lactic đồng thời được hệ tuần hoàn loại bỏ ở cá còn sống, khiến dự trữ glycogen không còn. Hệ quả là sau khi cá chết, quá trình co cứng tử thi diễn ra không kèm theo sự hình thành axit lactic, độ pH vẫn duy trì ở mức cao. Hiện tượng này được gọi là co cứng tử thi kiềm, đặc trưng bởi việc không có giai đoạn tiền co cứng và quá trình co cứng hoàn toàn xảy ra mà không làm giảm độ pH.
Căng thẳng do mật độ nuôi nhốt cao còn ảnh hưởng đến đặc tính màu sắc của phi lê cá, thể hiện qua độ sáng tăng và độ đỏ giảm. Các mẫu phi lê từ cá chịu mức độ căng thẳng cao thường có màu sáng hơn và xuất hiện biến đổi màu sắc rõ rệt. Hiện tượng này có thể liên quan đến sự thay đổi pH do căng thẳng, làm tăng tốc quá trình biến tính protein, từ đó làm thay đổi khả năng phản xạ ánh sáng của mô cơ. Những thay đổi này xảy ra khá sớm trong quá trình co cứng cơ. Kết quả nghiên cứu hiện tại đã xác nhận mối liên hệ giữa căng thẳng do mật độ nuôi nhốt cao và sự xuất hiện các biến đổi màu sắc của phi lê. Các nghiên cứu trước đây trên nhiều loài cá khác cũng ghi nhận hiện tượng tăng độ sáng của phi lê sau khi cá chịu căng thẳng cấp tính trước khi giết mổ.
Những biến đổi về chất lượng phi lê ở cá nuôi với mật độ cao đã làm giảm mức độ chấp nhận cảm quan của sản phẩm. Cụ thể, cá rô phi nuôi ở mật độ 300 kg/m³ cho phi lê kém được người tiêu dùng ưa chuộng hơn. Phân tích tương quan cho thấy mức độ chấp nhận của người tiêu dùng có mối liên hệ chặt chẽ hơn với độ mọng nước của phi lê. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng cá rô phi chịu ít áp lực hơn thường có thịt với khả năng giữ nước (WHC) cao, ít bị thất thoát nước dưới tác động cơ học và đạt độ mọng nước tốt hơn. Trong nghiên cứu hiện tại, mức độ chấp nhận thấp có thể liên quan đến những thay đổi về các chỉ tiêu chất lượng đo bằng thiết bị, bao gồm phi lê mềm hơn, màu sáng hơn và giảm sắc đỏ. Đối với cá, chất lượng thịt tối ưu được đặc trưng bởi độ săn chắc, độ đàn hồi và khả năng giữ nước tốt. Vì vậy, tình trạng phi lê quá mềm được xem là không mong muốn, do có thể làm giảm đáng kể mức độ chấp nhận của người tiêu dùng.
Bảng 1. Hồ sơ cảm quan và ma trận tương quan giữa các thuộc tính của phi lê cá rô phi ở các mật độ khác nhau (60 và 300 kg/m³) và thời gian làm sạch (1 và 24 giờ). Thang điểm cảm quan từ 1 (cực kỳ không thích) đến 9 (cực kỳ thích). Dữ liệu được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình ± sai số chuẩn của giá trị trung bình.
| Mật độ (kg/m³) | Thời gian (giờ) | Màu sắc | Cấu trúc | Độ mọng nước | Mức chấp nhận chung | ||
| 60 | 1 | 7,13 ± 0,14 | 7,54 ± 0,12 | 7,35 ± 0,14 | 7,29 ± 0,13 | ||
| 60 | 24 | 7,24 ± 0,14 | 7,58 ± 0,11 | 7,55 ± 0,13 | 7,57 ± 0,11 | ||
| 300 | 1 | 7,02 ± 0,14 | 7,37 ± 0,13 | 7,23 ± 0,15 | 7,25 ± 0,13 | ||
| 300 | 24 | 6,97 ± 0,15 | 7,40 ± 0,16 | 7,27 ± 0,16 | 7,27 ± 0,14 | ||
| Mật độ (kg/m³) | |||||||
| 60 | 7,18 ± 0,10 | 7,56 ± 0,08 | 7,45 ± 0,09 | 7,43 ± 0,09ᵃ | |||
| 300 | 6,99 ± 0,10 | 7,38 ± 0,10 | 7,25 ± 0,11 | 7,26 ± 0,09ᵇ | |||
| Thời gian (giờ) | |||||||
| 1 | 7,07 ± 0,10 | 7,45 ± 0,09 | 7,29 ± 0,10 | 7,27 ± 0,09 | |||
| 24 | 7,10 ± 0,10 | 7,49 ± 0,10 | 7,41 ± 0,10 | 7,42 ± 0,09 | |||
| Yếu tố | |||||||
| Mật độ × Thời gian | 0,433 | 0,965 | 0,595 | 0,191 | |||
| Mật độ | 0,070 | 0,094 | 0,064 | 0,035 | |||
| Thời gian | 0,797 | 0,761 | 0,355 | 0,137 | |||
| Ma trận tương quan | |||||||
| Màu sắc | Cấu trúc | Độ mọng nước | Mức chấp nhận chung | ||||
| Màu sắc | 1 | 0,912 | 0,934 | 0,863 | |||
| Cấu trúc | 1 | 0,879 | 0,714 | ||||
| Độ mọng nước | 1 | 0,960 | |||||
| Mức chấp nhận chung | 1 | ||||||
Cần lưu ý rằng phi lê cá được sản xuất từ cá nuôi ở mật độ thấp hơn (60 kg/m³) có mối tương quan chặt chẽ với các chỉ tiêu cảm quan được đánh giá. Ngược lại, phi lê từ cá nuôi ở mật độ cao hơn, nơi cá chịu mức độ stress lớn (300 kg/m³), lại thể hiện mối tương quan nghịch với các thuộc tính này, như kết quả phân tích thành phần chính (PCA) đã chỉ ra. Tương tự, các nghiên cứu trước đây trên cá tuyết cũng ghi nhận rằng cá ít bị stress hơn đạt điểm cao hơn về độ ngon miệng, kết cấu và độ mọng nước.
Mật độ nuôi cao làm gia tăng stress oxy hóa, dẫn đến sự suy giảm biểu hiện của các enzyme chống oxy hóa như CAT và GPx, đồng thời làm tăng biểu hiện HSP70 ở cá rô phi. Những biến đổi sinh lý này tác động tiêu cực đến chất lượng phi lê, khiến thịt cá kém săn chắc, màu sắc nhạt hơn, độ đỏ giảm và các đặc tính cảm quan suy giảm. Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là những dữ liệu đầu tiên cho thấy mối liên hệ giữa sự mất cân bằng oxy hóa – khử và những biến đổi bất lợi về chất lượng thịt cá. Các kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát stress trong giai đoạn trước thu hoạch nhằm cải thiện chất lượng thịt và phúc lợi động vật. Mặc dù nuôi cá ở mật độ cao là khả thi về mặt sản xuất, nhưng điều này có thể gây ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng cảm quan của phi lê cá.
Kết luận
Việc nuôi cá rô phi ở mật độ cao (300 kg/m³) trong giai đoạn trước giết mổ làm giảm mức biểu hiện của các enzyme chống oxy hóa CAT và GPx, đồng thời làm tăng biểu hiện chỉ dấu căng thẳng tế bào HSP70. Những thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, thể hiện qua phi lê cá có độ mềm cao hơn, độ sáng tăng, độ đỏ giảm và mức độ chấp nhận cảm quan thấp hơn. Từ các kết quả thu được, nghiên cứu khuyến nghị áp dụng mật độ nuôi thấp hơn kết hợp với thời gian làm sạch kéo dài hơn nhằm giảm căng thẳng cho cá và cải thiện chất lượng phi lê cá rô phi.
Theo Elenice Souza dos Reis Goes, Marcio Douglas Goes, Pedro Luiz de Castro, Jorge Antônio Ferreira de Lara, Ana Carolina Pelaes Vital, Ricardo Pereira Ribeiro
Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/effect-of-pre-slaughter-stress-on-quality-of-tilapia-fillets/
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh
Xem thêm:
- Ảnh Hưởng Của Vi Tảo Scenedesmus Đến Tôm Thẻ Chân Trắng Và Cá Rô Phi Trong Môi Trường Biofloc
- Bổ Sung Kali Diformat Vào Khẩu Phần Ăn Giúp Cải Thiện Hiệu Suất Tăng Trưởng Của Cá Rô Phi Đực
- Đâu Là Giải Pháp Thay Thế Khả Thi Cho Việc Cắt Bỏ Cuống Mắt Tôm?