Chức Năng Và Ứng Dụng Của Hóa Chất Thực Vật (Phytochemical – Hoá Chất Có Nguồn Gốc Từ Thực Vật) Trong Dinh Dưỡng Nuôi Trồng Thủy Sản

Ngành nuôi trồng thủy sản là một ngành tăng trưởng nhanh trong số các ngành sản xuất thực phẩm, vì sự tăng trưởng của ngành này gắn liền chặt chẽ với sự gia tăng liên tục của dân số thế giới. Ngành công nghiệp này góp phần hiệu quả vào an ninh lương thực bằng cách cung cấp các loại thực phẩm thủy sản và sản phẩm chế tạo có dinh dưỡng và tốt cho sức khỏe của con người. Mục tiêu chính của lĩnh vực có giá trị này là nâng cao tỷ lệ sản xuất với lợi ích hiệu quả về mặt chi phí để tăng tỷ suất lợi nhuận cho người nuôi cá. Mục tiêu này định hướng tầm nhìn của nông dân và người nuôi trồng thủy sản trong việc áp dụng các hệ thống thâm canh bằng cách tăng tổng sinh khối trên một đơn vị diện tích bề mặt hoặc lượng nước. Mặc dù hệ thống nuôi này đã tối đa hóa năng suất nhưng nó có thể gây ra một số hạn chế và tác dụng phụ nếu cá không được giám sát cẩn thận hoặc môi trường được kiểm soát không được duy trì. Nếu không tìm thấy những điều kiện này, các thông số chất lượng nước sẽ bị suy giảm (đặc biệt là amoniac không ion hóa, nitrit, nitrat, chất hữu cơ hoặc giảm lượng oxy hòa tan) sẽ xảy ra. Hơn nữa, khả năng bùng phát các bệnh mới nổi (vi khuẩn, nấm hoặc virus) sẽ xảy ra và lây lan nhanh chóng trong cá nuôi. Chất lượng nước suy giảm sẽ gây ra các điều kiện môi trường căng thẳng, phá vỡ phản ứng sinh lý của cá bị phơi nhiễm, gây ức chế miễn dịch, làm tổn hại sức khỏe và do đó gây ra tỷ lệ chết cao. Ngoài ra, sự xuất hiện của các mầm bệnh truyền nhiễm sẽ gây ra thiệt hại nặng nề và thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế sau đó.

Mặt khác, việc sử dụng kháng sinh hoặc kháng khuẩn để kiểm soát bệnh do vi khuẩn đã bị cấm sử dụng trong ngành nuôi trồng thủy sản ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới. Người ta nhận thấy rằng việc sử dụng quá mức hoặc sử dụng sai các hóa chất này đã được báo cáo là gây ra tác động bất lợi cho người tiêu dùng do sự tích tụ dư lượng thuốc trong phi lê của cá hoặc tôm đã qua xử lý. Bên cạnh đó, có bằng chứng về sự gia tăng mạnh mẽ của các chủng kháng thuốc kháng sinh, điều này sẽ nguy hiểm hơn vì chúng có thể chống lại các phương pháp điều trị và những lo ngại về độc tính môi trường có thể xảy ra. Các hợp chất này có thể gây ra những tác động cực kỳ tiêu cực đến các quần xã sinh vật tự nhiên nằm gần các cơ sở nuôi trồng thủy sản và gây ra tình trạng vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh đã sử dụng. Vì những lý do này, các nhà khoa học và nhà nghiên cứu đã nỗ lực tìm kiếm các giải pháp thay thế kinh tế, hiệu quả về mặt chi phí, bền bỉ, không độc hại và an toàn với môi trường nhằm hạn chế sử dụng kháng sinh, nâng cao tình trạng sức khỏe, phúc lợi và hiệu suất tổng thể, đồng thời giảm căng thẳng và tỷ lệ chết của cá và tôm nuôi.

Trong suốt những năm qua, nhiều bài báo nghiên cứu và đánh giá đã được xuất bản và tập trung chủ yếu vào tác dụng có lợi của việc bổ sung thảo dược hoặc chế phẩm sinh học thực vật trong nuôi trồng thủy sản. Thuật ngữ “phytobiotics” có thể được định nghĩa là thực vật và (các) bộ phận của chúng hoặc chất chiết xuất có thể được sử dụng làm phụ gia thức ăn chăn nuôi với hiệu quả đã biết nhờ lợi ích sức khỏe và chức năng độc đáo của chúng. Trong nuôi trồng thủy sản, những thành phần này rất hữu ích trong việc cải thiện tốc độ tăng trưởng, khả năng miễn dịch, trạng thái oxy hóa khử (cân bằng giữa chất oxy hóa và chất chống oxy hóa) và khả năng kháng bệnh của một số loài cá và tôm. Những tác động này không chỉ giới hạn ở các thành phần thực vật mà còn ở các hợp chất hóa học thực vật của chúng và tinh dầu (EO) được chiết xuất từ ​​những cây này dưới dạng chất chuyển hóa thứ cấp.

Hóa chất thực vật hay “Chất dinh dưỡng thực vật” là những hóa chất có lợi có trong thực vật và tạo ra sự bảo vệ đáng kể cho thực vật chống lại nhiều loại nấm, vi khuẩn và vi rút. Chúng rất quan trọng trong y học thảo dược và đã được sử dụng rộng rãi trong những năm qua ở một số nước châu Á, đặc biệt là trong chế độ ăn của con người và cả động vật trên cạn. Trong y học cho con người, các báo cáo cho thấy hiệu quả tiềm năng của chúng trong việc giảm nguy cơ phát triển bệnh ung thư, tăng huyết áp, tiểu đường, bệnh tim và một số bệnh khác. Phương thức hoạt động của chúng phụ thuộc chủ yếu vào vai trò chống oxy hóa và kích thích miễn dịch. Chúng bao gồm một số lượng lớn các thành phần chức năng có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ thực vật thường được lấy từ rau, trái cây, ngũ cốc và đậu.

Chúng chứa nhiều phân tử thiết yếu như flavonoid, alkaloid, polyphenol, isoflavonoid, phenolics, sắc tố, terpenoid, glucosinolates, carotenoids và anthocyani. Những phân tử này có thể được sử dụng trong khẩu phần ăn của cá và tôm làm chất phụ gia thức ăn chức năng để tăng cường tăng trưởng, hỗ trợ miễn dịch, giảm căng thẳng, tăng cường khả năng chống oxy hóa và tăng cường khả năng kháng bệnh. Các nhà dinh dưỡng đã ước tính và liệt kê hơn 4.000 hóa chất thực vật; tuy nhiên, khoảng 150 hợp chất từ ​​các hợp chất này đã được nghiên cứu chuyên sâu vì mục đích dinh dưỡng. Vẫn cần có nhiều nghiên cứu hơn về dinh dưỡng nuôi trồng thủy sản để làm sáng tỏ những chất hóa học thực vật nào có thể mang lại lợi ích cho các sinh vật thủy sản nuôi. Phương thức hành động của họ cũng cần được nghiên cứu chi tiết. Vì những lý do này, với Chủ đề Nghiên cứu này, chúng tôi hướng đến việc làm nổi bật chức năng và khả năng ứng dụng của các chất hóa học thực vật để nâng cao phúc lợi và hiệu suất của các loài cá và tôm.

Nhìn chung, các báo cáo cho thấy hóa chất thực vật có chức năng thiết yếu khi được sử dụng trong thức ăn thủy sản để tăng cường khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh. Chúng cũng có thể được sử dụng làm chất kích thích tăng trưởng, điều hòa nội tiết và chất chống căng thẳng. Những thành phần này có thể được sử dụng như một phương pháp kháng khuẩn hiệu quả trong nuôi trồng thủy sản để chống lại nhiều loại tác nhân gây bệnh cho cá. Với mối quan tâm đặc biệt, các báo cáo cho thấy các hợp chất phenolic có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus và chống động vật nguyên sinh chống lại các tác nhân vi khuẩn, nấm, virus và động vật nguyên sinh ảnh hưởng đến cá, như Beltrán và Esteban đã xem xét. Do đó, chúng có thể hữu ích trong việc chống lại các tác nhân lây nhiễm đầy thách thức bằng ứng dụng khả thi như các chất thay thế kháng sinh. Bất chấp những lợi ích và chức năng sức khỏe nêu trên của việc sử dụng hóa chất thực vật trong thức ăn thủy sản, vẫn phải nghiên cứu đánh giá toàn diện chi tiết về tác dụng còn sót lại của chúng trong mô cá và tôm để đảm bảo an toàn cho con người. Mức độ độc tính của chúng cũng cần được xác định và theo dõi chính xác trước khi đưa chúng vào khẩu phần ăn của cá và tôm để xác định mức bổ sung chế độ ăn tối ưu nhằm tránh tác động tiêu cực đến các sinh vật được xử lý. Hơn nữa, vẫn cần những nỗ lực nghiên cứu hài hòa để xác định cơ chế hoạt động của các thành phần này bên trong cơ thể cá và tôm.

Chủ đề nghiên cứu này bao gồm nhiều khía cạnh nghiên cứu liên quan đến khả năng và/hoặc tiềm năng ứng dụng các chất phytochemical trong thức ăn thủy sản và đánh giá tác động của chúng đối với sự tăng trưởng, phản ứng miễn dịch, tình trạng oxy hóa khử, hệ vi sinh vật đường ruột và mô hình học đường ruột của các loài cá và tôm. Vai trò có lợi của các chất hóa học thực vật này trong việc (a) giảm tác động tiêu cực của các yếu tố gây căng thẳng, (b) tăng cường khả năng kháng bệnh chống lại các mầm bệnh thách thức và (c) thúc đẩy phúc lợi của các loài cá và tôm nuôi cũng được mô tả. Tuy nhiên, vẫn cần nghiên cứu chi tiết hơn để hiểu rõ hơn về cơ chế và/hoặc phương thức hoạt động của các chất hóa học thực vật có lợi này nhằm cải thiện hiệu suất tổng thể của cá và tôm nuôi.

Do tầm quan trọng của chủ đề này trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, nhóm chúng tôi đã quan tâm trình bày một Chủ đề nghiên cứu về ranh giới trong khoa học thú y (phần Dinh dưỡng và trao đổi chất động vật) để hướng sự chú ý của các nhà nghiên cứu đến vấn đề này nhằm thu thập các tài liệu nghiên cứu và điều tra liên quan về vấn đề này. Chúng tôi đã cố gắng tập trung vào nhiều quan điểm khác nhau trong lĩnh vực điều hành Đề tài nghiên cứu. Trong bối cảnh này, chúng tôi đã thành công trong việc thu thập và xuất bản năm bài báo của 33 tác giả trên khắp thế giới. Các bài viết được thu thập về Chủ đề nghiên cứu này biểu thị các dữ liệu và thông tin gần đây liên quan đến việc sử dụng hóa chất thực vật trong nghiên cứu nuôi trồng thủy sản.

Liu và cộng sự đã trình bày một bài báo liên quan đến tầm quan trọng của các đặc tính hóa thực vật của một số liều polysaccharides không tinh bột (NSP) có nguồn gốc từ thành tế bào thực vật về khả năng tiêu hóa, hoạt động của enzyme tiêu hóa đường ruột, sự tăng trưởng và mô hình học đường ruột của một loài cá ăn thịt được gọi là cá vược miệng rộng con (Micropterus salmoides). Sau một thí nghiệm cho ăn kéo dài 8 tuần, các tác giả này phát hiện ra rằng hàm lượng NSP trong khẩu phần ăn cao hơn ảnh hưởng xấu đến hoạt động của enzyme tiêu hóa đường ruột và mô hình học đường ruột của cá vược miệng rộng chưa trưởng thành. Những phát hiện này có liên quan đến việc làm giảm khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng rõ ràng và hiệu suất tăng trưởng của loài cá này. Trong nghiên cứu này, Liu và cộng sự cho rằng cá vược miệng rộng chưa trưởng thành, là loài cá ăn thịt, có khả năng dung nạp hạn chế đối với NSP trong chế độ ăn với mức tối đa không vượt quá 5,51%.

Martínez-Antequera và cộng sự trình bày một phương pháp in vitro để đánh giá vai trò sinh học của các hợp chất phenolic thu được từ hai loại phụ phẩm rượu vang (bã rượu và cặn rượu) đối với sinh lý tiêu hóa (đặc biệt là về khả năng tiếp cận sinh học tiêu hóa và protease tiêu hóa) của hai loài cá với các thói quen kiếm ăn khác nhau: loài cá ăn tạp như cá tráp đầu vàng (Sparus aurata) và loài cá ăn cỏ như cá đối xám đầu dẹt (Mugil cephalus). Các tác giả này đã phân tích 13 hợp chất phenolic trong sản phẩm rượu vang được thử nghiệm. Hơn nữa, họ nhận thấy sự khác biệt lớn trong cách giải phóng các hợp chất phenolic theo thời gian. Phát hiện này cho thấy tác động quan trọng của tốc độ vận chuyển trong ruột đến sinh khả dụng ròng của một hợp chất phenolic nhất định trong cá sống. Theo phát hiện này, họ đã đề xuất tiến hành một thí nghiệm in vivo trên các loài cá để xác nhận các kết quả in vitro thu được nhằm cung cấp thông tin chắc chắn cho ứng dụng tiềm năng trong chế độ ăn của cá.

Yousefi và cộng sự đã đánh giá ảnh hưởng của chế độ ăn uống của các mức chiết xuất cây bài hương (Hyssopus officinalis) khác nhau lên phản ứng sinh lý và hoạt động chống oxy hóa của cá hồi vân non (Oncorhynchus mykiss) chịu áp lực nhiệt. Các tác giả này đã nghiên cứu các thành phần hoạt tính sinh học chức năng trong chiết xuất H. officinalis bằng phân tích GC-MS. Yousefi và cộng sự quan sát thấy rằng cá hồi vân tiếp xúc với stress nhiệt cho thấy sự gia tăng đáng kể các dấu ấn sinh học gây căng thẳng trong huyết tương (bao gồm glucose, cortisol, LDH và lactate) và các dấu ấn sinh học gây stress oxy hóa trong các mô mang (bao gồm glutathione peroxidase, glutathione reductase và glutathione-S-transferase hoạt động của enzim). Sau thử nghiệm cho ăn 70 ngày, các tác giả này đã báo cáo rằng việc bổ sung chế độ ăn với chiết xuất H. officinalis (đặc biệt là ở mức 250 mg/kg) đã cải thiện đáng kể các thông số nói trên.

Theo Hany MR Abdel-Latif, Sevdan Yilmaz, Dariusz Kucharczyk

Nguồn: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fvets.2023.1218542/full

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

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

• Acinetobacter venetianus, Một Tác Nhân Tiềm Ẩn Gây Bệnh Đỏ Chân Ở Tôm Thẻ Chân Trắng Penaeus vannamei Nuôi Trong Môi Trường Nước Ngọt
• Ủ Chua Phụ Phẩm Sau Chế Biến Của Cá Rô Phi (TPWS): Một Nguyên Liệu Thay Thế Cho Khẩu Phần Ăn Của Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) Trong Các Hệ Thống Biofloc Và Nước Sạch
• Phương Pháp Mới Có Giá Trị Trong Việc Phát Hiện Virus Hội Chứng Đốm Trắng