Lợi Ích Của Astaxanthin Tự Nhiên Từ Vi Tảo Đối Với Giai Đoạn Ương Và Gièo Tôm

Astaxanthin tự nhiên giúp tôm bố mẹ có màu sẫm, thân bóng và vỏ cứng; gan tụy to, sẫm màu, và cho kết quả xét nghiệm rheotaxis dương tính ở tôm PL42

Vi tảo là một phần của chuỗi thức ăn tự nhiên. Khi được bổ sung cho ăn, nó rất có lợi đối với sức khỏe và năng suất của tôm, nhất là trong giai đoạn đầu. Điều này đặc biệt đúng đối với Haematococcus pluvialis. Như các loại vi tảo khác, Haematococcus pluvialis chứa protein, carbohydrate, axit béo thiết yếu, vitamin, nucleotide và khoáng chất. Ngoài ra, Haematococcus cũng là một nguồn phức hợp các chất chống oxy hóa tự nhiên, chủ yếu là astaxanthin mạnh. Mặc dù là nguồn dinh dưỡng tuyệt vời nhưng một nhược điểm chung của vi tảo là có giá thành cao hơn so với các sản phẩm thay thế nhân tạo.

Atacama Bio Natural Products S.A hiện là một nhà sản xuất H. pluvialis ở sa mạc Atacama tại Chile. Công ty này tận dụng môi trường xung quanh không ô nhiễm với cường độ ánh sáng cao, và nguồn nước tinh khiết từ dãy núi Andes, đồng thời có thể giảm chi phí sản xuất bằng cách sử dụng một công nghệ độc quyền, do đó thu hẹp khoảng cách về giá và mở ra khả năng sử dụng rộng rãi. Sau nhiều năm nghiên cứu, công ty đã phát triển một công nghệ nuôi cấy tiên tiến, mạnh mẽ gồm các lò phản ứng quang sinh học kín và mở.

Lợi ích của astaxanthin trong chế độ ăn đối với tôm bao gồm việc cải thiện sức khỏe nói chung, đến tăng cường các chức năng cụ thể nói riêng như trao đổi chất, khả năng chống oxy hóa, tác động đến phản ứng quang, giảm stress, điều hòa phản ứng miễn dịch, nguồn provitamin A, chất lượng tôm bố mẹ và sinh sản tốt, giảm tỷ lệ chết và tăng cường khả năng kháng bệnh. Có bằng chứng cho thấy rằng việc bổ sung astaxanthin cho phép phòng thủ hiệu quả việc chống lại các tình huống bất lợi hoặc căng thẳng.

Đánh giá dựa trên khoa học

Astaxanthin có vai trò quan trọng trong chăn nuôi và nuôi trồng các loài thủy sản, giúp cải thiện đáng kể năng suất sinh sản, sản lượng trứng và chất lượng trứng của động vật thủy sản (Vassallo-Agius và cộng sự, 2001; Ahmadi và cộng sự, 2006; Paibulkichakul và cộng sự, 2008; Tizkar và cộng sự, 2013, 2015; Palma và cộng sự, 2016).

Năng suất sinh sản và chất lượng trứng

Thông qua việc bổ sung vào chế độ ăn, sự tích lũy astaxanthin trong các mô sinh sản mang lại tác động tích cực đến các đặc tính của năng suất sinh sản, bao gồm chất lượng và số lượng trứng, tỷ lệ nở thành công và cải thiện chất lượng ấu trùng (Pangantihon-Kuhlmann và cộng sự, 1998; Paibulkichakul và cộng sự, 2008).

Hiệu suất tăng trưởng, tỷ lệ sống, khả năng chống stress và khả năng kháng bệnh

Hàm lượng astaxanthin cũng liên quan trực tiếp đến khả năng chống chịu của trứng trước các điều kiện môi trường khắc nghiệt (Eisler 1957; Craik 1985; Torrissen 1990). Astaxanthin cũng ảnh hưởng đến khả năng chống stress và khả năng kháng bệnh của các loài động vật thủy sinh khác nhau.

Đặc điểm của astaxanthin H. pluvialis tự nhiên

Có ba đặc tính quan trọng giúp phân biệt astaxanthin từ vi tảo H. pluvialis so với astaxanthin tổng hợp hoặc astaxanthin có nguồn gốc lên men khác. Những đặc điểm này giải thích khả năng chống oxy hóa cao hơn và sự khác biệt về độc tính, dược lý và chuyển hóa (Hình 1).

Hình 1. Hình ảnh phân tử astaxanthin từ Haematococcus pluvialis cho thấy tính bất đối xứng của nó

Đặc tính hóa học chính giải thích rằng hầu hết các phản ứng sinh học khác nhau của astaxanthin H. pluvialis có liên quan đến tính bất đối xứng của nó. Astaxanthin có hai nguyên tử cacbon không đối xứng trong vòng benzenoid, nơi có các nhóm hydroxyl. Sự bất đối xứng này tạo ra ba cấu hình không gian không bằng nhau cho phân tử astaxanthin. Một trong những đồng phân này, được gọi là cấu hình 3S,3’S, chỉ có thể thu được từ H. pluvialis.

Các đồng phân bất đối xứng cho thấy các hành vi sinh học và hóa học khác nhau khi phản ứng với các phân tử bất đối xứng khác, giống như một người thuận tay trái tương tác khác với người thuận tay phải. Các phân tử của động vật như enzyme, protein, DNA và nucleotide cũng được xem là bất đối xứng và bị ảnh hưởng trong quá trình liên kết và tương tác với astaxanthin.

Do tiếp xúc với ánh nắng gay gắt của sa mạc Atacama trong suốt chu kỳ nuôi, H. pluvialis tăng khả năng chống oxy hóa của nó lên đến 15% so với các loại caroten khác. Cerezal-Mezquita và cộng sự (2022) cho biết sắc tố chính là astaxanthin ester (55,13%), tiếp theo là lutein (5,67%), astaxanthin tự do (5,54%), B-caroten (2,76%) và canthaxanthin (2,65%). Astaxanthin từ H. pluvialis được ester hóa với axit béo, mang lại sự ổn định và thời hạn sử dụng lâu dài.

Kinh nghiệm sử dụng trong công nghiệp

Trong những năm gần đây, hai công ty lớn của châu Á đã thực hiện các thử nghiệm ở các cấp độ khác nhau bằng cách sử dụng astaxanthin tự nhiên từ H. pluvialis. Sau khi đạt được kết quả tốt, họ đã mở rộng quy mô sử dụng astaxanthin từ H. pluvialis lên cấp độ công nghiệp. Những kết quả được trình bày trong bài viết này thu được bằng cách sử dụng bột Red Meal 1,5% trong sản xuất tôm quy mô công nghiệp. Red Meal 1,5% là tên thương hiệu của một dòng sản phẩm được phát triển đặc biệt cho thị trường thức ăn chăn nuôi, sử dụng vi tảo H. pluvialis. Hàm lượng Red Meal 1,5% bổ sung trong các chế độ ăn khác nhau được trình bày trong (Bảng 1).

Bảng 1. Mức bổ sung bột Red Meal 1,5% trong khẩu phần thử nghiệm cho các thử nghiệm thương phẩm

Kết quả thử nghiệm

Trong trại giống, tôm bố mẹ được cho ăn bằng chế độ ăn có bổ sung bột Red Meal cho kết quả như sau:

• Một sự hấp thụ tuyệt vời của astaxanthin với màu sẫm, thân bóng và lớp vỏ cứng. Sự hấp thụ được giải thích là do ái lực cao giữa đồng phân lập thể astaxanthin tự nhiên 3S, 3’S từ pluvialis và các tế bào mô. Khả năng chọn lọc đối quang của các phân tử astaxanthin bất đối xứng cho phép liên kết tốt với các phân tử protein bất đối xứng.
• Tôm không có vết thương nào sau va chạm lẫn nhau. Lớp vỏ cứng hơn và hệ thống miễn dịch tích cực với các haemocytes trong điều kiện khỏe mạnh có thể nhanh chóng kích hoạt prophenoloxidase (proPO) để tạo ra quá trình tổng hợp melanin liên quan đến quá trình chữa lành vết thương và các enzyme của hệ thống đông máu.
• Tôm bố mẹ khỏe mạnh dẫn đến khả năng giao phối tích cực, chất lượng và số lượng trứng tốt hơn, cũng như nauplii và zoea khỏe mạnh hơn. Sự khác biệt này được giải thích là do sự tích lũy astaxanthin giúp bảo vệ màng tế bào và ti thể khỏi quá trình oxy hóa đối với tất cả các quá trình chuyển hóa tiêu tốn nhiều năng lượng (Hình 2).

Hình 2. Tôm bố mẹ khỏe mạnh dẫn đến giao phối tích cực, số lượng và chất lượng trứng tốt hơn, đồng thời nauplii và zoea khỏe mạnh hơn

Ấu trùng và hậu ấu trùng được cho ăn bằng khẩu phần có bổ sung 5g bột Red Meal 1,5%/kg thức ăn chứa nhiều luân trùng hoặc trộn với thức ăn viên cho thấy đầu có màu sẫm, thân bóng, PL12 khoẻ mạnh, lipid trong gan tụy lớn, sẫm màu và rheotaxis dương tính (Hình 3 và 4).

Hình 3. Ấu trùng và hậu ấu trùng có gan tụy có thể nhìn thấy rõ và có màu sắc được tạo ra bằng cách bổ sung Artemia giàu astaxanthin

Hình 4. Ấu trùng khỏe mạnh với đầu màu sẫm và kết quả trong xét nghiệm rheotaxis dương tính

Do hoạt động chống oxy hóa của astaxanthin, các loại oxy phản ứng (ROS) bị dập tắt, do đó bảo vệ ti thể và màng tế bào khỏi stress oxy hóa do nhu cầu năng lượng cao để cơ thể phân hoá và lột xác nhanh trong quá trình biến thái.

Trong giai đoạn gièo, PL12 đến PL42 được cho ăn với 3-5g bột Red Meal 1,5%/kg thức ăn cho thấy khả năng chống stress, kháng dịch bệnh, và lột xác nhanh đáng kể ở độ mặn thấp. Tôm đạt tỷ lệ sống trên 90% ở PL42. Tôm post cũng cho thấy một hệ thống miễn dịch tích cực, sẵn sàng hoạt động. Các haemocytes khỏe mạnh được sản xuất dồi dào bởi các tế bào mô haematopoietic được bảo vệ tốt. Astaxanthin được liên kết và kết hợp với phospholipid trong màng tế bào và ti thể dập tắt ROS/RNS (loại nitơ phản ứng) tạo ra stress oxy hóa và phá hủy màng peroxy hóa lipid.

Tôm trong ao nuôi thương phẩm cũng được cho ăn khẩu phần có bổ sung 3-5g bột Red Meal với tỷ lệ 1,5%/kg thức ăn trong 14 ngày trước khi thu hoạch hoặc bổ sung 10-15g/kg thức ăn trong 5 ngày. Lợi ích chính quan sát được là màu 27+ trên mang cá hồi sau khi nấu (Hình 5).

Hình 5. Sự khác biệt đáng chú ý về màu sắc sau khi nấu tôm thẻ Penaeus vannamei giữa màu sắc tự nhiên với astaxanthin (ở trên) so với sắc tố tổng hợp (bên dưới)

Sự tương đồng cao giữa đồng phân lập thể astaxanthin tự nhiên 3S, 3’S và protein mô dẫn đến những kết quả tích cực này. Tính chọn lọc Enantio của các phân tử astaxanthin bất đối xứng cho phép liên kết tốt với các protein bất đối xứng trong phức hợp crustacyanin trên vỏ.

Theo Aqua Culture Asia Pacific

Nguồn: https://aquaasiapac.com/issue/jan-feb-2023/

Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

• Liệu EHP Có Phải Là Nỗi Lo Chính Liên Quan Đến Sức Khỏe Tôm Đối Với Các Nhà Sản Xuất Ở Châu Á?
• Các Mô Hình Nuôi Tôm Ở Châu Á Và Mỹ Latinh
• Sử Dụng Học Máy Để Dự Đoán Giá Tôm