Phần 1: Cao Lương Có Thể Thay Thế Hoàn Toàn Ngô Trong Khẩu Phần Ăn Của Cá Rô Phi

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá tiềm năng sử dụng cây cao lương (Sorghum bicolor) thay thế ngô trong khẩu phần ăn ép đùn dành cho cá rô phi (Oreochromis niloticus), đồng thời xem xét ảnh hưởng của việc thay thế đến hiệu suất sinh trưởng, các phản ứng sinh lý, đặc điểm mô học và quá trình chuyển hóa của cá. Tổng cộng 480 cá thể cá rô phi non, có trọng lượng ban đầu 27,00 ± 0,21 g, được phân bổ ngẫu nhiên vào 24 bể có thể tích 250 lít theo thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm sáu nghiệm thức và bốn lần lặp lại. Các khẩu phần được xây dựng với tỷ lệ thay thế ngô bằng cao lương lần lượt là 0, 20, 40, 60, 80 và 100% w/w. Trong quá trình nghiên cứu, các chỉ tiêu về hiệu suất nuôi, chỉ số thể chất (HSI), thành phần hóa học của thân thịt (CCC), số lượng tế bào máu và các thông số sinh hóa, hoạt tính enzyme tiêu hóa, các chất chuyển hóa trong gan và cơ, đặc điểm hình thái mô ruột non cũng như gánh nặng môi trường được đánh giá thông qua phân tích vòng đời sản phẩm (LCA). Kết quả cho thấy việc thay thế ngô bằng cao lương không ảnh hưởng đến hiệu suất nuôi, HSI, CCC, số lượng tế bào máu hoặc hàm lượng glycogen trong gan. Tuy nhiên, nồng độ triglyceride trong huyết tương và glycogen trong cơ cao hơn ở cá được thay thế 60% và 80% ngô bằng cao lương. Hoạt tính aspartate aminotransferase (AST) trong gan cao hơn ở các nghiệm thức thay thế từ 60 đến 100%, trong khi AST trong cơ cao hơn ở nghiệm thức thay thế 40% ngô bằng cao lương. Về đặc điểm mô học, độ dày cơ cao hơn ở cá được thay thế 20% ngô bằng cao lương; chu vi nhung mao cao hơn ở các nghiệm thức thay thế 60% và 100%; trong khi chiều cao nhung mao cao hơn ở các nghiệm thức thay thế 20%, 40% và 80%. Tuy nhiên, những khác biệt này không gây ảnh hưởng đến hiệu suất nuôi cũng như không làm rối loạn quá trình trao đổi chất của cá. Phân tích gánh nặng môi trường đối với cá rô phi cho thấy xu hướng giảm nhẹ khi tỷ lệ thay thế ngô bằng cao lương trong khẩu phần ăn tăng lên. Nhìn chung, các phản ứng được ghi nhận trong nghiên cứu cho thấy cao lương là nguồn nguyên liệu có khả năng thay thế ngô trong khẩu phần ăn của cá rô phi.

1. Giới thiệu

Cá rô phi (Oreochromis niloticus) là một trong những đối tượng quan trọng của ngành nuôi trồng thủy sản trên toàn cầu, đứng thứ ba về sản lượng trong số các loài cá được nuôi phổ biến trên thế giới (FAO, 2024). Vị thế này chủ yếu nhờ những đặc điểm thuận lợi trong sản xuất, như tốc độ sinh trưởng nhanh, không có xương chữ Y trong cơ và khả năng thích nghi với nhiều hệ thống nuôi khác nhau (El-Sayed, 2006). Bên cạnh đó, đặc tính ăn tạp của cá rô phi cho phép sử dụng đa dạng nguồn nguyên liệu trong khẩu phần thức ăn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng các chiến lược dinh dưỡng linh hoạt và tiết kiệm chi phí (NRC, 2011).

Ngô là một trong những nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trong thức ăn chăn nuôi, với thành phần chính gồm tinh bột, protein và chất béo, đồng thời chứa nhiều vi chất dinh dưỡng như vitamin A, vitamin E và selen (Jiao và cộng sự, 2022). Tuy nhiên, do là một mặt hàng được giao dịch trên thị trường toàn cầu, giá ngô thường chịu ảnh hưởng bởi những biến động về cung, cầu và tỷ giá hối đoái quốc tế, đặc biệt gây tác động đến các quốc gia đang phát triển. Do đó, trong các nguồn nguyên liệu có thể thay thế ngô, cao lương (Sorghum bicolor (L.) Moench) được xem là một lựa chọn đáng chú ý nhờ khả năng chịu hạn và phạm vi trồng trọt rộng rãi (Stamenković và cộng sự, 2020).

Các nghiên cứu cho thấy cao lương có hệ số tiêu hóa biểu kiến đối với chất khô (87,29%) và năng lượng tổng (87,37%) cao hơn so với ngô, lần lượt đạt 82,21% và 67,34% (Guimarães et al., 2008b; Guimaraes et al., 2011). Tương tự, khả năng tiêu hóa tinh bột của cao lương cũng cao hơn ngô, với tỷ lệ lần lượt là 98,49% và 96,48%. Bên cạnh đó, cao lương cung cấp canxi và phốt pho ở dạng dễ hấp thụ hơn, với tỷ lệ lần lượt là 39,89% và 58,09%, so với 22,18% và 19,48% ở ngô. Tuy nhiên, khả năng tiêu hóa protein của cao lương thấp hơn ngô ở cả dạng thức ăn viên và thức ăn ép đùn (Guimarães et al., 2008b; Pezzato et al., 2002), trong khi quá trình ép đùn không cải thiện được chất lượng protein của cao lương (Fapojuwo et al., 1987). Một số nghiên cứu cũng cho thấy cao lương có thể thay thế ngô trong khẩu phần ăn của cá rô phi mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng (Aiura và de Carvalho, 2007; Al-Ogaily et al., 1996; Furuya et al., 2003; Hussein et al., 2016).

Tuy nhiên, cao lương có hàm lượng các yếu tố kháng dinh dưỡng cao hơn, đặc biệt là kafirin, thành phần protein chính, và tanin (Zarei et al., 2022). Kafirin có khả năng tương tác với các hạt tinh bột, từ đó cản trở quá trình hồ hóa và tiêu hóa bằng enzyme (Chandrashekar và Kirleis, 1988), làm giảm độ hòa tan và khả năng tiêu hóa, đồng thời làm tăng khả năng kháng phân giải protein so với ngô (Duodu et al., 2002; Ezeogu et al., 2005; Salinas et al., 2006; Wong et al., 2009). Trong khi đó, tanin là các hợp chất polyphenol có khả năng liên kết với protein, làm giảm khả năng tiêu hóa (Francis et al., 2001) và hoạt động của α-amylase, đồng thời làm tăng hàm lượng tinh bột kháng (Austin et al., 2012; Daiber, 1975; Mkandawire et al., 2013). Dựa trên hàm lượng tanin và sắc tố ở vỏ quả, cao lương được phân thành ba nhóm: loại I có hàm lượng tanin thấp, loại II có hàm lượng tanin trung bình và loại III có hàm lượng tanin cao (Dykes và Rooney, 2006; Hahn và Rooney, 1986; Khoddami et al., 2021). Hàm lượng tanin được báo cáo dao động từ khoảng 2,5 mg g⁻¹ ở các giống có hàm lượng tanin thấp đến gần 70 mg g⁻¹ ở các giống có hàm lượng tanin cao (Kaufman et al., 2013; Palacios et al., 2021). Ngoài ra, hàm lượng tanin ở loại II và III lần lượt dao động từ 6,4–15,5 mg và 11,0–56,3 mg tương đương catechin trên mỗi gam (Mandal et al., 2006).

Bên cạnh các yêu cầu về dinh dưỡng, tính bền vững môi trường ngày càng trở thành một yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển thức ăn thủy sản (da Silva et al., 2014; Petroski et al., 2024). Đánh giá tác động môi trường trong nuôi trồng thủy sản có vai trò quan trọng đối với quá trình lập kế hoạch, triển khai và vận hành các dự án nuôi trồng thủy sản, đồng thời đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong các lĩnh vực như tính bền vững, sức tải, mô hình hóa và ứng dụng công nghệ mới (Ahmed et al., 2020). Việc đánh giá này cho phép đặc trưng hóa môi trường nuôi thông qua các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học và xã hội, đồng thời xác định mức độ nhạy cảm của hệ sinh thái không chỉ trước khi triển khai mà còn trong suốt toàn bộ chu kỳ sản xuất (Garlock et al., 2024). Theo các nghiên cứu đánh giá vòng đời (LCA), mức độ tác động môi trường của chuỗi sản xuất thức ăn thủy sản có mối liên hệ chặt chẽ với nguồn gốc và loại nguyên liệu được sử dụng (Ghasempour và Ahmadi, 2018; Samuel-Fitwi et al., 2013; Silva et al., 2018; Wilfart et al., 2016). Vì vậy, việc đánh giá toàn diện tác động môi trường của các thành phần thức ăn cung cấp một cách tiếp cận có tính chiến lược nhằm thúc đẩy các hoạt động nuôi trồng thủy sản theo hướng bền vững, từ khâu xây dựng công thức khẩu phần đến quản lý quá trình cho ăn (D’Agaro et al., 2021).

Trong bối cảnh đó, nghiên cứu hiện tại tập trung đánh giá tiềm năng sử dụng cao lương thay thế ngô trong khẩu phần thức ăn ép đùn dành cho cá rô phi. Nghiên cứu xem xét tác động của sự thay thế này đối với hiệu suất tăng trưởng, các phản ứng sinh lý, mô học và chuyển hóa của cá, đồng thời đánh giá tác động môi trường của sản phẩm thông qua phân tích vòng đời.

2. Vật liệu và phương pháp

2.1. Thu thập cá và quản lý thí nghiệm

Nghiên cứu được thực hiện theo quy định của Ủy ban Đạo đức về Sử dụng Động vật thuộc Đại học Liên bang Bahia (UFBA), Salvador, BA, Brazil (mã nghiên cứu 54–2015). Cá rô phi đực chuyển giới, có khối lượng 27,00 ± 0,21 g, được thu nhận từ Trại nuôi trồng thủy sản Lago Dourado (12°30′33,9”S, 39°08′46,4”W) và vận chuyển trong các hộp cách nhiệt có bổ sung oxy tinh khiết đến Phòng thí nghiệm Nuôi trồng thủy sản, Trường Thú y và Khoa học Động vật, UFBA (13°00′15,3”S, 38°30′32,5”W).

Trước khi tiến hành thí nghiệm, cá được thích nghi trong 10 ngày tại các bể tròn có thể tích 3.000 L, thuộc hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn được trang bị hệ thống lọc cơ học và lọc sinh học. Cá được cho ăn bằng thức ăn thương mại có hàm lượng protein thô 36% và năng lượng tiêu hóa 3.000 kcal/kg (GuabiTech, Anápolis-GO, Brazil) đến khi no. Thức ăn được cung cấp bốn lần mỗi ngày vào lúc 8:00, 11:00, 14:00 và 17:00.

Các chỉ tiêu chất lượng nước, bao gồm pH (6,90 ± 0,12), nhiệt độ (27,22 ± 0,18 °C), oxy hòa tan (7,31 ± 0,30 mg O₂/L), tổng amoni (0,25 ± 0,04 mg/L N-NH₃) và nitrit (0,15 ± 0,02 mg/L N-NO₂), được theo dõi hai lần mỗi ngày. Oxy hòa tan được đo bằng máy đo oxy Instrutherm MO 900 (São Paulo, SP, Brazil), trong khi các chỉ tiêu còn lại được xác định bằng máy phân tích đa thông số Handheld Professional Plus YSI 55–12 (YSI Incorporated, Yellow Springs, OH, Hoa Kỳ). Các giá trị ghi nhận đều nằm trong phạm vi tối ưu đối với loài cá này, theo mô tả của El-Sayed (2006).

Sau giai đoạn thích nghi, 480 cá thể được phân bố ngẫu nhiên vào 24 bể, mỗi bể có dung tích 250 L và thể tích nước thực tế 220 L. Thí nghiệm được bố trí theo thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm 6 nghiệm thức với 4 lần lặp lại, mỗi bể nuôi 20 cá thể. Các bể được vận hành trong hệ thống tuần hoàn nước liên tục, có trang bị bộ lọc sinh học và lọc cơ học với lưu lượng 200 L/h, kết hợp sục khí bổ sung. Trong thời gian thí nghiệm kéo dài 60 ngày, cá được cho ăn thức ăn thử nghiệm 4 lần mỗi ngày đến khi cá ăn no, vào các thời điểm 8:00, 11:00, 14:00 và 17:00.

2.2. Thu mua cao lương và chuẩn bị khẩu phần ăn

Giống cao lương ít tanin (loại I) được cung cấp bởi Vitaly Nutrição Animal®, Feira de Santana, BA, Brazil. Để sản xuất các khẩu phần thí nghiệm, các nguyên liệu được cân chính xác và trộn bằng máy trộn hình chữ Y trong 5 phút. Sau đó, hỗn hợp được nghiền bằng máy nghiền búa qua rây có kích thước 0,3 mm. Trong quá trình ép đùn, hỗn hợp được bổ sung 12% nước, ép qua khuôn có đường kính 2 mm và sấy trong lò ở 55 °C.

Sáu khẩu phần thí nghiệm được xây dựng với tỷ lệ thay thế ngô bằng cao lương ít tanin tăng dần, lần lượt là 0% (đối chứng), 20%, 40%, 60%, 80% và 100% (Bảng 1). Tất cả các khẩu phần được xây dựng nhằm đảm bảo hàm lượng protein, năng lượng và chất xơ tương đương nhau, đồng thời đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng tiêu hóa của cá rô phi non theo Guimarães et al. (2008a), Vidal et al. (2017a), Vidal et al. (2017b) và Vidal et al. (2015), dựa trên Furuya et al. (2010) và sử dụng phần mềm Super Crac® (6.1 Premium). Để duy trì sự cân bằng dinh dưỡng giữa các khẩu phần, khi tỷ lệ thay thế ngô bằng cao lương tăng lên, hàm lượng gluten ngô được tăng tương ứng, trong khi hàm lượng cám lúa mì được giảm xuống.

¹Bổ sung khoáng chất và vitamin (trên mỗi kg): vitamin A, 1.200.000 IU; vitamin D3, 200.000 IU; vitamin E, 12.000 mg; vitamin K3, 2.400 mg; vitamin B1, 4.800 mg; vitamin B2, 4.800 mg; vitamin B6, 4.000 mg; vitamin B12, 4.800 mg; axit folic = 1.200 mg; D-canxi pantothenate, 12.000 mg; axit ascorbic, 48.000 mg; biotin, 48 mg; choline, 65.000 mg; axit nicotinic, 24.000 mg; sắt, 10.000 mg; đồng sulfat, 600 mg; mangan sulfat, 4.000 mg; kẽm sulfat, 6.000 mg; kali iodua, 20 mg; coban, 2 mg; selen, 20 mg.

²Vitamin C: muối canxit, hoạt chất chính – 42% axit ascorbic monophosphate.

³Canxi propionat.

⁴Butyl-hydroxy-toluene.

⁵các giá trị theo Furuya et al. (2010).

⁶Các giá trị được xác định bằng phân tích trong phòng thí nghiệm do CBO Análises thực hiện.

Phân tích thành phần hóa học gần đúng của các khẩu phần ăn thử nghiệm được tiến hành theo phương pháp của AOAC (2005). Thành phần axit amin được cân đối thông qua việc bổ sung các axit amin công nghiệp (Mai et al., 2022). Hồ sơ các axit amin thiết yếu được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) tại Phòng thí nghiệm Phân tích CBO (Campinas, Brazil).

2.3. Lấy mẫu cuối cùng

Vào ngày thứ 61, các chỉ tiêu sinh trắc học và mẫu mô được thu thập để tiến hành phân tích. Trước khi thực hiện các phép đo sinh trắc học cuối cùng, toàn bộ cá được nhịn ăn trong 24 giờ nhằm làm sạch đường tiêu hóa. Hai cá thể từ mỗi bể thí nghiệm, tương ứng 8 cá thể cho mỗi nghiệm thức, được lựa chọn ngẫu nhiên và gây mê bằng eugenol (100 ppm; Vidal et al., 2008) để lấy máu. Máu được thu bằng phương pháp chọc mạch máu đuôi sử dụng ống tiêm vô trùng có chứa 10 μL axit ethylenediamine tetraacetic (EDTA).

Một phần máu (0,50 mL) được sử dụng để phân tích huyết học, trong khi phần còn lại (1,00 mL) được ly tâm ở 4 °C, tốc độ 3000 × g trong 5 phút để thu huyết tương. Các mẫu huyết tương được bảo quản ở -20 °C để phục vụ phân tích các chỉ tiêu sinh hóa. Ngay sau khi lấy máu, xác cá, gan, ruột, cơ, lá lách và mỡ nội tạng được thu thập, cân và bảo quản ở -80 °C. Ngoài ra, hai cá thể khác từ mỗi nghiệm thức được gây chết theo cùng quy trình để thu mẫu và tiến hành phân tích mô học ruột.

2.4. Hiệu suất chăn nuôi và chỉ số thể chất

Các chỉ số hiệu suất chăn nuôi được tính toán như sau:

Các chỉ số thể chất, bao gồm chỉ số gan-thể chất (HSI), chỉ số mỡ nội tạng-thể chất (VFI) và chỉ số lách-thể chất (SSI), được tính toán bằng cách sử dụng trọng lượng của gan, mỡ nội tạng và lách tương ứng.

Các thông số được đánh giá như sau:

2.5. Thành phần toàn thân

Để phân tích thành phần toàn thân, 12 cá thể được lấy mẫu tại thời điểm bắt đầu thí nghiệm và thêm 12 cá thể từ mỗi nhóm xử lý (n = 3 cá thể/bể thí nghiệm) được thu mẫu khi kết thúc thí nghiệm. Hàm lượng chất khô được xác định theo phương pháp AOAC (2005) bằng phương pháp trọng lượng. Đối với hàm lượng khoáng (tro), các mẫu được nung trong lò ở 600 °C trong 4 giờ và giá trị được xác định bằng phương pháp phân tích trọng lượng.

Hàm lượng protein thô được xác định bằng phương pháp Kjeldahl theo quy trình AOAC 955.04 (2005). Cụ thể, 0,2 g mẫu được phân hủy trong H₂SO₄, sau đó chưng cất với NaOH và chuẩn độ bằng HCl. Kết quả được xác định theo quy trình AOAC 954.01 (2005), trong đó hàm lượng nitơ được nhân với hệ số 6,25 để tính hàm lượng protein thô. Đối với dịch chiết ete, quy trình AOAC 920.39 (2005) được áp dụng. Các mẫu được chiết rửa bằng ete dầu mỏ trong 2 giờ ở 100 °C. Hàm lượng được xác định dựa trên sự chênh lệch khối lượng của cốc thủy tinh trước và sau quá trình chiết.

Ngoài ra, khả năng giữ lại nitơ và năng lượng được tính toán bằng công thức sau:

2.6. Phân tích mô

Để phân tích các chỉ tiêu hồng cầu, tiêu bản máu được chuẩn bị ngay sau khi thu mẫu máu. Số lượng hồng cầu được xác định bằng buồng đếm Neubauer (1 × 10⁶/ μL) dưới kính hiển vi ở độ phóng đại 400 lần. Chỉ số hematocrit (Hct) được xác định hai lần bằng ống mao dẫn có chứa heparin. Ống mao dẫn được làm đầy đến hai phần ba tổng thể tích, sau đó ly tâm ở 12.000 × g trong 5 phút tại 4 °C.

Nồng độ hemoglobin (Hb) được xác định bằng phương pháp cyanmethemoglobin và đo bằng máy quang phổ hấp thụ ở bước sóng 540 nm. Các chỉ số huyết học được tính toán theo các phương trình sau:

• Thể tích hồng cầu trung bình (MCV, fL) = Hct × 10/Ery (×10⁶/ μL).
• Lượng hemoglobin trung bình trong hồng cầu (MCH, pg) = Hb × 10/Ery (×10⁶/ μL).
• Nồng độ hemoglobin trung bình trong hồng cầu (MCHC, g/dL) = Hb × 100/Hct.

Tổng số bạch cầu (×10⁴ mm³), bạch cầu trung tính (mm³), bạch cầu ái kiềm (mm³), bạch cầu ái toan (mm³), bạch cầu lympho (mm³) và bạch cầu đơn nhân (mm³) được xác định bằng phương pháp đo màu. Toàn bộ các phân tích huyết học được thực hiện theo quy trình được mô tả bởi Blaxhall và Daisley (1973).

Trong huyết tương, các chỉ số glucose (phương pháp enzym, 505 nm), cholesterol toàn phần (phương pháp enzym, 505 nm), protein toàn phần (phương pháp biuret, 545 nm), albumin (phương pháp bromocresol green, 635 nm) và triglyceride (phương pháp enzym, 505 nm) được xác định. Đồng thời, hoạt tính của alanine aminotransferase (ALT) và aspartate aminotransferase (AST) được xác định bằng phương pháp động học UV ở 340 nm; lactate dehydrogenase được xác định bằng phương pháp động học UV ở 340 nm; alkaline phosphatase bằng phương pháp p-nitrophenyl phosphate ở 405 nm; lipase bằng phương pháp đo màu ở 405 nm; và amylase bằng phương pháp động học ở 405 nm. Các chỉ tiêu được phân tích theo khuyến cáo của bộ kit thương mại (Doles®, Doles Ltda, Goiânia, GO, Brazil) bằng máy quang phổ. Mẫu gan cũng được sử dụng để xác định hoạt tính ALT và AST. Các mẫu được đồng nhất hóa trong dung dịch đệm gồm 10 mM phosphat/20 mM Tris, pH 7,0, sau đó được phân tích bằng bộ kit đo màu (Doles®, Goiânia, Brazil). Hàm lượng glycogen trong gan và cơ được xác định theo phương pháp của Bidinotto et al. (1997), sử dụng máy quang phổ ở bước sóng 480 nm.

Phần trước của ruột (100 mg mô) được thu thập để xác định hoạt tính của các enzyme tiêu hóa, bao gồm amylase, lipase, protease kiềm, leucine aminopeptidase, chymotrypsin và trypsin. Hoạt tính của các enzyme này được xác định trong mẫu ruột trước. Cụ thể, hoạt tính protease kiềm được định lượng bằng azocasein; trong khi hoạt tính của trypsin, chymotrypsin và leucine aminopeptidase lần lượt được xác định bằng BApNA, SApNA và Leu-p-NA trong dung dịch đệm Tris-HCl 0,1 M (pH 8,0), với độ hấp thụ được đo ở bước sóng 405 hoặc 450 nm (Bezerra et al., 2005). Hoạt tính amylase được xác định bằng tinh bột 2% kết hợp với thuốc thử DNSA (Bernfeld, 1955). Hoạt tính lipase được xác định bằng p-NP-palmitate trong dung dịch đệm Tris-HCl có chứa Tween 80 và gôm arabic, với độ hấp thụ được đo ở bước sóng 405 nm (Aryee et al., 2007). Một đơn vị (U) hoạt tính enzyme được định nghĩa là lượng enzyme giải phóng 1 μmol sản phẩm trong một phút (hoặc giá trị tương đương đối với azocasein). Hoạt tính enzyme đặc hiệu được biểu thị theo đơn vị U/mg protein. Tất cả các phép phân tích được thực hiện với ba lần lặp lại (Aryee et al., 2007; Bernfeld, 1955; Bezerra et al., 2005).

2.7. Phân tích mô học

Các mảnh mô ruột non đoạn gần được thu thập và cố định trong dung dịch formalin đệm 10% trong 24 giờ nhằm bảo quản cấu trúc mô. Sau đó, mẫu được khử nước bằng cách ngâm lần lượt trong các dung dịch ethanol có nồng độ tăng dần 70%, 80%, 90% và 100%. Tiếp theo, mẫu được làm trong bằng xylene và tiến hành tẩm parafin thông qua quá trình ngâm trong parafin ở 60 °C.

Sau khi tẩm parafin, các mẫu được đúc bằng cách đặt mô vào khuôn chứa parafin lỏng. Kẹp đã được làm nóng trước được sử dụng để định hướng chính xác bề mặt cắt của mô. Các lát cắt mô có độ dày 4 μm được tạo bằng máy cắt lát mô. Sau khi cắt, các lát mô được đặt lên lam kính và nhuộm bằng hematoxylin và eosin nhằm tạo độ tương phản, thuận lợi cho việc quan sát dưới kính hiển vi quang học. Phân tích mô học được thực hiện thông qua việc xác định độ dày lớp cơ và các đặc điểm kích thước của nhung mao, bao gồm chu vi, chiều cao và chiều rộng.

2.8. Phân tích gánh nặng môi trường

Tiêu chuẩn LCA theo ISO (2006) được áp dụng trong nghiên cứu nhằm đánh giá gánh nặng môi trường liên quan đến dinh dưỡng của cá rô phi non. Gánh nặng môi trường của từng thành phần và các dòng chảy liên quan trong quá trình sản xuất thức ăn được xác định theo từng hạng mục đánh giá, qua đó hỗ trợ phân tích những lợi ích tiềm năng của việc thay thế ngô bằng cao lương (Bảng 2). Phạm vi hệ thống sản phẩm được mở rộng từ giai đoạn sản xuất ban đầu đến cổng trang trại nuôi cá tại địa điểm nghiên cứu (Hình 1).

¹Lĩnh vực chiếm dụng.

²Lượng nước tiêu thụ.

³Hiện tượng nóng lên toàn cầu.

⁴Sự axit hóa.

⁵Hiện tượng phú dưỡng.

⁶Ở Brazil, hạt lúa mì được coi là cám lúa mì.

⁷Nó dựa trên một bảng kiểm kê hóa chất hữu cơ chung.

⁸L-Threonine, L-Tryptophan, l- Lysine, Dicalcium phosphate, chất bổ sung vitamin/khoáng chất cho cá, hỗn hợp premix cho cá, thuốc chống nấm và BHT). Giá trị gánh nặng đơn vị môi trường được dựa trên các bản kiểm kê nền của cơ sở dữ liệu ecoinvent™ phiên bản 3. 6 ( Moreno-Ruiz et al., 2019 ) và cơ sở dữ liệu Agri-footprint® phiên bản 5.0 ( Van-Paassen et al., 2019 ) trong phần mềm SimaPro® phiên bản 9.1.1.7 cho các danh mục được đánh giá như mô tả trong Petroski et al. (2024).

Giai đoạn vận hành của nghiên cứu bao gồm hệ thống dinh dưỡng trong quá trình nuôi cá rô phi non, trong đó xem xét quá trình sản xuất thức ăn và phát sinh chất thải từ cá. Dữ liệu về sản xuất thức ăn được xác định dựa trên các thành phần thức ăn sử dụng trong nghiên cứu, cùng với cơ sở hạ tầng, hoạt động vận chuyển và dòng năng lượng (Petroski et al., 2024). Bộ dữ liệu tồn kho đối với hạt cao lương (hạt cao lương ngọt (Gatlin III et al., 2007) | sản xuất cao lương ngọt | Ngưỡng cắt, U không tưới tiêu) và gluten ngô (bột ngô {BR} | chế biến hạt ngô, xay khô | Ngưỡng cắt, S) (Moreno-Ruiz et al., 2019) được sử dụng kết hợp với dữ liệu từ Petroski et al. (2024).

Lượng chất thải từ cá trong nghiên cứu được xác định dựa trên tổng lượng nitơ và phốt pho trong nước mặt. Trong đó, phần thức ăn không được tiêu hóa, chiếm 17,20–18,02% khối lượng thức ăn đầu vào theo nghiên cứu của Furuya et al. (2010), cùng với tổng lượng nitơ được sử dụng để ước tính lượng khí metan, oxit nitơ phát thải vào không khí và nitơ amoni trong nước mặt dựa trên nghiên cứu của Petroski et al. (2024). Lượng thức ăn thất thoát trong quá trình cho ăn được bỏ qua do không đáng kể trong điều kiện thí nghiệm.

Các dòng chi phí còn lại trong giai đoạn vận hành, chẳng hạn như 27 g cá giống, chi phí vận chuyển cá giống và thức ăn, nước và năng lượng phục vụ quá trình nuôi, cũng như các chi phí trong giai đoạn xây dựng và bảo trì cơ sở nuôi cá giống, không được đưa vào nghiên cứu do các nghiệm thức được so sánh có điều kiện tương tự nhau.

Cơ sở dữ liệu ecoinvent™ phiên bản 3.6 (Moreno-Ruiz et al., 2019) và Agri-footprint® phiên bản 5.0 (Van-Paassen et al., 2019) được sử dụng để thực hiện kiểm kê nền. Dữ liệu này được kết nối với kiểm kê tiền cảnh trên phần mềm SimaPro® phiên bản 9.1.1.7 nhằm đánh giá các tác động môi trường. Các hạng mục tác động được đánh giá bao gồm diện tích chiếm dụng (m²/năm), sử dụng phương pháp Kết quả LCI được chọn (1.04) (Frischknecht et al., 2007); lượng nước tiêu thụ (m³), sử dụng phương pháp ReCiPe 2016 midpoint Hierarchist (1.1) (Huijbregts et al., 2017); tiềm năng nóng lên toàn cầu (kg CO₂ eq), sử dụng phương pháp IPCC 2013 GWP 100 năm (1.03) (IPCC, 2013); mức độ axit hóa (kg SO₂ eq) và phú dưỡng (kg PO₄³⁻ eq), sử dụng phương pháp CML-IA baseline (3.06) (Guinee et al., 2002). Các phương pháp đánh giá được lựa chọn trong nghiên cứu này là những phương pháp được sử dụng phổ biến trong các nghiên cứu đánh giá vòng đời (LCA) đối với hoạt động nuôi trồng thủy sản (Petroski, 2022).

2.9. Phân tích thống kê

Tính chuẩn của dữ liệu được kiểm định bằng phép thử Shapiro–Wilk, trong khi tính đồng nhất của phương sai được đánh giá bằng phép thử Levene. Phân tích phương sai (ANOVA) được thực hiện để đánh giá sự khác biệt, sau đó sử dụng phép thử Tukey để so sánh các giá trị trung bình. Phân tích được tiến hành riêng cho từng biến phản hồi, với nồng độ cao lương (0, 20, 40, 60, 80 và 100) được xem là yếu tố nghiên cứu. Khi kết quả ANOVA cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê, phép thử hậu kiểm Tukey, có điều chỉnh cho nhiều phép so sánh, được áp dụng. Các mô hình hồi quy được xây dựng nhằm đánh giá trước các xu hướng toán học tiềm năng của các biến phản hồi. Trong trường hợp cả mô hình tuyến tính và mô hình bậc hai đều có ý nghĩa thống kê, mô hình được lựa chọn dựa trên bậc tự do tương ứng của ANOVA, ưu tiên mô hình đơn giản nhất nhưng vẫn giải thích đầy đủ dữ liệu (Burnham và Anderson, 2002). Mức ý nghĩa thống kê được thiết lập ở 95% (P < 0,05). Tất cả các phân tích thống kê được thực hiện bằng phần mềm SAS® OnDemand for Academics.

…Còn tiếp…

Theo Milene Santos da Silva, Cherlle Kally Lima de Almeida, Luiz Felipe Pomes Bernardino, Janilson Felix da Silva, Seldon Almeida de Souza, Diego Lima Medeiros, Carlos Eduardo Copatti, Luiz Vitor Oliveira Vidal

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352513425002777

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

Xem thêm:

• Lắng Nghe Đáy Ao: Làm Thế Nào Sinh Học Âm Thanh Có Thể Thay Đổi Cách Quản Lý Thức Ăn Cho Tôm
• Sự Di Cư Của Các Kiểu Hệ Vi Sinh Đường Ruột Do Sự Ấm Lên Toàn Cầu Tác Động Đến Sức Khỏe Và Tình Trạng Bệnh Tật Của Tôm Litopenaeus vannamei
• Hỗn Hợp Vi Khuẩn Từ Tảo Sống Cho Thấy Triển Vọng Thay Thế Kháng Sinh Trong Nuôi Trồng Thủy Sản