Tác Động Của Các Thành Phần Thức Ăn Mới Đến Sự Tăng Trưởng, Khả Năng Tiêu Hóa, Enzyme Và Biểu Hiện Gen Ở Tôm Thẻ Chân Trắng (Penaeus vannamei)

Trong bối cảnh ngành nuôi trồng thủy sản đang hướng đến phát triển bền vững, việc giảm sự phụ thuộc vào bột cá (fish meal – FM) trong khẩu phần ăn của tôm là một trong những mục tiêu quan trọng nhưng cũng đầy thách thức. Nghiên cứu này đã đánh giá hiệu quả của việc kết hợp nhiều nguồn protein thay thế, bao gồm bột phụ phẩm gia cầm, bột côn trùng, bột hạt cải dầu, bột đậu phộng, protein đơn bào và phụ phẩm từ cá, nhằm xây dựng công thức thức ăn có tính bền vững cao hơn. Kết quả cho thấy các khẩu phần này không chỉ cải thiện tốc độ tăng trưởng, nâng cao hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng mà còn duy trì sự ổn định trong biểu hiện gen liên quan đến sinh trưởng và chuyển hóa, chứng minh khả năng thay thế một phần hoặc toàn bộ bột cá mà không làm ảnh hưởng đến sức khỏe và hiệu suất nuôi của tôm.

Việc kết hợp các nguyên liệu mới, sẵn có và có nguồn gốc bền vững giúp đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của tôm, đồng thời giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn bột cá truyền thống. Cách tiếp cận này góp phần xây dựng khẩu phần ăn cân đối về dinh dưỡng, nâng cao khả năng hấp thu và sử dụng thức ăn, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp thức ăn thân thiện với môi trường. Trong bối cảnh nhu cầu bột cá ngày càng gia tăng và nguồn cung ngày càng hạn chế, việc sử dụng phối hợp nhiều nguồn protein thay thế được xem là chiến lược khả thi để duy trì hiệu quả sản xuất và giảm áp lực khai thác nguồn lợi thủy sản tự nhiên.

Nghiên cứu này tập trung đánh giá ảnh hưởng của các tổ hợp nguyên liệu thức ăn khác nhau đến tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng dinh dưỡng của tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei), qua đó cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các công thức thức ăn thay thế bền vững, góp phần bảo đảm sự phát triển ổn định và lâu dài của ngành nuôi tôm.

Chuẩn bị nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của các nguồn protein thay thế đến tăng trưởng, khả năng tiêu hóa và biểu hiện gen của tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei). Giai đoạn ương ban đầu được tiến hành trong bể có thể tích 32 m³ tại Koovathur, bang Tamil Nadu (Ấn Độ), nuôi tôm từ giai đoạn hậu ấu trùng PL12 đến khi đạt khối lượng khoảng 1 g trong điều kiện sục khí liên tục. Tôm được cho ăn thức ăn thương mại Royal Dragom DT311 bốn lần mỗi ngày. Thí nghiệm cho ăn kéo dài 8 tuần được thực hiện tại Đại học Thủy sản Tamil Nadu (TNJFU) trong các bể composite (FRP) dung tích 150 L. Hệ thống thí nghiệm bao gồm một nghiệm thức đối chứng và bốn nghiệm thức thử nghiệm, mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần. Tôm có khối lượng ban đầu 1,05 ± 0,03 g được thả với mật độ 35 con/bể và được cho ăn đến khi no. Nước lợ có độ mặn 15 ± 1‰ được thay định kỳ ba ngày một lần, đồng thời các chỉ tiêu chất lượng nước được theo dõi trong suốt thời gian thí nghiệm.

Năm khẩu phần ăn đẳng đạm (36% protein thô) và đẳng lipid (6% lipid thô) được xây dựng từ các nguồn protein khác nhau. Khẩu phần đối chứng sử dụng bột cá (FM) làm nguồn protein chính. Ở khẩu phần 2, bột cá được thay thế bằng hỗn hợp bột phụ phẩm gia cầm (PBM) và protein đơn bào (SCP) theo tỷ lệ 1:1. Khẩu phần 3 sử dụng hỗn hợp bột côn trùng (IM), bột hạt cải dầu (RM) và SCP theo tỷ lệ 1:1:1 để thay thế FM. Khẩu phần 4 thay thế FM bằng hỗn hợp bột phế phẩm cá (FW), bột phụ phẩm gia cầm (PBM) và SCP theo tỷ lệ 1:1:1. Trong khẩu phần 5, FM được thay thế hoàn toàn bằng sáu nguồn protein gồm PBM, SCP, IM, RM, FW và PM với tỷ lệ bằng nhau (1:1:1:1:1:1). Tất cả nguyên liệu được nghiền mịn, phối trộn đồng nhất, ép viên đường kính 1,6 mm, sấy ở 45°C và bảo quản ở 4°C trước khi sử dụng. Crom oxit được bổ sung vào khẩu phần như một chất đánh dấu trơ để xác định hệ số tiêu hóa biểu kiến.

Sau 8 tuần nuôi, tôm được gây mê và cân khối lượng để đánh giá các chỉ tiêu tăng trưởng. Thành phần hóa học toàn thân được xác định theo quy trình của AOAC (2010). Thành phần axit amin được phân tích bằng sắc ký lỏng siêu hiệu năng (UPLC), trong khi thành phần axit béo được xác định bằng sắc ký khí (GC). Hoạt tính của các enzyme tiêu hóa gồm lipase, protease và amylase được định lượng từ mẫu gan tụy và ruột. Ngoài ra, mức độ biểu hiện của các gen tăng trưởng IGF-I và IGF-II được phân tích bằng kỹ thuật PCR thời gian thực (qRT-PCR), sử dụng β-actin làm gen tham chiếu.

Các mẫu phân được thu thập định kỳ, sấy khô và phân tích bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối cảm ứng (ICP) để xác định hàm lượng oxit crom làm chất đánh dấu trơ. Từ đó, hệ số tiêu hóa biểu kiến của các chất dinh dưỡng được tính toán dựa trên nồng độ oxit crom trong thức ăn và mẫu phân. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác khả năng tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng của tôm, đồng thời xác định tác động của các chế độ ăn khác nhau đến hiệu quả tăng trưởng và sử dụng thức ăn.

Kết quả

Hiệu suất tăng trưởng và khả năng sử dụng thức ăn

Kết quả thí nghiệm tăng trưởng kéo dài 60 ngày (Bảng 1) cho thấy chế độ ăn có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả sinh trưởng của tôm. Cụ thể, tôm được cho ăn khẩu phần 1, khẩu phần 3 và khẩu phần 5 đạt khối lượng cuối cùng và tốc độ tăng trưởng trung bình hằng ngày (ADG) cao hơn đáng kể so với các nghiệm thức còn lại. Tốc độ tăng trưởng đặc hiệu (SGR) đạt giá trị cao nhất ở khẩu phần 1 (4,66 ± 0,14%/ngày) và khẩu phần 5 (4,60 ± 0,06%/ngày), tuy nhiên không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với khẩu phần 3 (4,55 ± 0,07%/ngày). Hiệu quả sử dụng thức ăn cũng được cải thiện rõ rệt ở các nghiệm thức này, thể hiện qua hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp nhất ở khẩu phần 1 (1,26 ± 0,03) và khẩu phần 5 (1,24 ± 0,04). Đồng thời, tỷ lệ hiệu quả sử dụng protein (PER) của tôm ở hai khẩu phần này cũng cao hơn so với các nghiệm thức còn lại. Ngược lại, tỷ lệ sống của tôm không bị ảnh hưởng bởi các chế độ ăn, khi không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức (p > 0,05).

Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng toàn thân (% trọng lượng tươi) của khẩu phần ăn cho tôm P. vannamei được pha chế với các tổ hợp nguyên liệu thức ăn mới khác nhau. Dữ liệu được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3), và các giá trị có ký hiệu chú thích khác nhau cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê được xác định bằng phép thử Duncan (p < 0,05). (Khẩu phần ăn 1, 20% FM [đối chứng]; khẩu phần ăn 2, kết hợp PBM và SCP; khẩu phần ăn 3, kết hợp IM, RM và SCP; khẩu phần ăn 4, kết hợp FW, PM và SCP; khẩu phần ăn 5, kết hợp PBM, IM, FW, PM, RM và SCP).

Thành phần gần đúng của toàn bộ cơ thể

Phân tích thành phần hóa học toàn thân của tôm (Bảng 1) cho thấy hàm lượng protein thô ở nhóm tôm được cho ăn khẩu phần 5 đạt giá trị cao nhất (18,04 ± 0,27%), cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại, đồng thời không khác biệt đáng kể so với khẩu phần 1 (17,84 ± 0,14%) và khẩu phần 2 (17,64 ± 0,27%). Ngược lại, hàm lượng lipid toàn thân thấp hơn đáng kể ở các nhóm sử dụng khẩu phần 2 và khẩu phần 3. Trong khi đó, hàm lượng độ ẩm và tro không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức, cho thấy các khẩu phần ăn không ảnh hưởng đáng kể đến hai chỉ tiêu này.

Hệ số tiêu hóa biểu kiến

Kết quả cho thấy khả năng tiêu hóa chất khô không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức. Tuy nhiên, khả năng tiêu hóa lipid thô ở tôm được cho ăn khẩu phần 5 và khẩu phần 1 cao hơn đáng kể so với các khẩu phần còn lại. Xu hướng tương tự cũng được ghi nhận đối với khả năng tiêu hóa protein thô. Trong số các nghiệm thức, tôm sử dụng khẩu phần 1 đạt khả năng tiêu hóa lipid thô cao nhất, với giá trị 76,26 ± 0,53%.

Hoạt động của enzyme tiêu hóa

Kết quả phân tích hoạt tính enzyme tại gan tụy cho thấy hoạt tính amylase ở nhóm tôm được cho ăn khẩu phần 5 cao hơn đáng kể so với các nhóm khác và tương đương với nhóm sử dụng khẩu phần 3. Hoạt tính protease đạt giá trị cao nhất ở các nhóm sử dụng khẩu phần 1 và khẩu phần 5. Ngược lại, hoạt tính lipase cao nhất được ghi nhận ở nhóm đối chứng.

Đối với enzyme đường ruột, hoạt tính amylase tăng đáng kể ở các nhóm tôm được bổ sung khẩu phần 1, khẩu phần 3 và khẩu phần 5 so với các nhóm còn lại. Trong khi đó, hoạt tính protease không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức. Hoạt tính lipase thấp nhất được ghi nhận ở nhóm tôm sử dụng khẩu phần 2.

Hoạt động biểu hiện gen

Kết quả phân tích biểu hiện của các gen tăng trưởng IGF-I và IGF-II cho thấy mức biểu hiện của IGF-I tăng đáng kể (p < 0,05) ở nhóm tôm được bổ sung các chế độ ăn thử nghiệm. Sự gia tăng này cho thấy chế độ ăn đã kích thích hoạt động của các gen liên quan đến tăng trưởng, qua đó góp phần cải thiện hiệu suất sinh trưởng của tôm (Hình 1 và Hình 2).

Thảo luận

Việc thay thế bột cá bằng các nguồn protein thay thế trong khẩu phần ăn của tôm, đặc biệt là tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei), vẫn là một thách thức lớn khi tỷ lệ thay thế cao hoặc thay thế hoàn toàn. Nguyên nhân chủ yếu là do sự khác biệt về thành phần dinh dưỡng, khả năng tiêu hóa và mức độ cân bằng axit amin giữa bột cá và các nguồn protein thay thế. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng bột cá có thể được thay thế hoàn toàn bằng sự kết hợp giữa các sản phẩm phụ có nguồn gốc động vật trên cạn và protein thực vật mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng hay tỷ lệ sống của tôm. Trong nghiên cứu này, khẩu phần ăn được xây dựng từ nhiều nguồn nguyên liệu thay thế khác nhau đã mang lại kết quả tích cực, thể hiện qua sự cải thiện tốc độ tăng trưởng và hệ số chuyển đổi thức ăn. Hiệu quả này được cho là nhờ sự cân đối về thành phần axit amin của khẩu phần, giúp đáp ứng tốt hơn nhu cầu dinh dưỡng của tôm và nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn.

Đáng chú ý, kết quả phân tích biểu hiện của các gen tăng trưởng IGF-I và IGF-II cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa nhóm tôm được cho ăn khẩu phần 5 và nhóm sử dụng khẩu phần có 20% FM. Kết quả này chứng tỏ việc loại bỏ hoàn toàn bột cá trong khẩu phần không gây ảnh hưởng bất lợi đến quá trình tăng trưởng của tôm. Do đó, khẩu phần 5, được phối trộn từ bột phụ phẩm gia cầm (PBM), bột côn trùng (IM), bột lông vũ (FW), bột phụ phẩm từ động vật nhai lại (RM), bột phụ phẩm từ lợn (PM) và protein đơn bào (SCP), có thể thay thế hiệu quả bột cá trong thức ăn mà vẫn duy trì tốc độ tăng trưởng và khả năng hấp thu dinh dưỡng của tôm.

Kết quả phân tích thành phần hóa học toàn thân cũng củng cố nhận định này. Không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hàm lượng protein thô, tro tổng số và độ ẩm giữa các nhóm sử dụng khẩu phần 1, 2 và 5. Tương tự, hàm lượng lipid thô ở các khẩu phần 1, 4 và 5 cũng không có sự khác biệt đáng kể. Điều này cho thấy các nguồn protein thay thế đã cung cấp đầy đủ giá trị dinh dưỡng để đáp ứng nhu cầu sinh trưởng của tôm. Những kết quả trên phù hợp với dữ liệu về hiệu suất tăng trưởng cũng như mức biểu hiện của các gen liên quan đến tăng trưởng. Ngoài ra, hoạt động của các enzyme tiêu hóa được duy trì ổn định, góp phần nâng cao hiệu quả tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng từ khẩu phần ăn.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hoạt tính của các enzyme tiêu hóa, bao gồm amylase, protease và lipase tại gan tụy và ruột giữa, không có sự khác biệt đáng kể giữa các khẩu phần ăn. Điều này cho thấy các chế độ ăn đều duy trì hiệu quả quá trình tiêu hóa và hấp thu carbohydrate, protein và lipid. Hoạt động enzyme ổn định cũng phù hợp với kết quả về hệ số tiêu hóa biểu kiến (ADC), phản ánh khả năng sử dụng chất dinh dưỡng hiệu quả của tôm. Bên cạnh đó, sự gia tăng hoạt động của các enzyme tiêu hóa kết hợp với biểu hiện tăng của các gen liên quan đến tăng trưởng đã góp phần cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn và thúc đẩy sự phát triển của vật nuôi.

Khả năng tiêu hóa cao là yếu tố then chốt trong việc thay thế bột cá bằng các nguồn protein thay thế. Trong nghiên cứu này, hệ số tiêu hóa biểu kiến của protein thô và chất khô ở khẩu phần ăn 1 và khẩu phần ăn 5 không có sự khác biệt đáng kể, chứng tỏ các nguồn protein thay thế đã được tiêu hóa và sử dụng hiệu quả. Đồng thời, biểu hiện của các gen tăng trưởng IGF-I và IGF-II được tăng cường ở cả hai khẩu phần này, cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa khả năng tiêu hóa, hoạt động của enzyme tiêu hóa và hiệu suất tăng trưởng. Những thay đổi này cũng góp phần cải thiện tình trạng sức khỏe tổng thể và nâng cao tỷ lệ sống của tôm.

Kết luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy công thức thức ăn kết hợp sáu nguồn protein gồm bột phụ phẩm gia cầm (PBM), bột côn trùng (IM), bột hạt cải dầu (RM), bột đậu phộng (PM), protein đơn bào (SCP) và bột phụ phẩm cá (FW) theo tỷ lệ phối trộn 1:1:1:1:1:1 mang lại hiệu quả tối ưu. Công thức này đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của tôm mà không làm suy giảm tốc độ tăng trưởng hoặc khả năng tiêu hóa và hấp thu dưỡng chất. Bên cạnh đó, mức biểu hiện cao của các gen liên quan đến tăng trưởng (IGF-I và IGF-II) cùng với hoạt tính của các enzyme tiêu hóa đã củng cố kết quả trên, cho thấy khẩu phần phối trộn này có khả năng thúc đẩy hiệu quả tăng trưởng và nâng cao khả năng hấp thu chất dinh dưỡng ở tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei). Những phát hiện này cho thấy việc kết hợp đa dạng các nguồn protein thay thế theo tỷ lệ thích hợp là một giải pháp tiềm năng nhằm giảm sự phụ thuộc vào bột cá mà vẫn duy trì hiệu quả sinh trưởng và sức khỏe của tôm.

Nguồn: https://aquaculturemag.com/2026/02/09/impact-of-novel-feed-ingredients-on-growth-digestibility-enzymes-and-gene-expression-in-pacific-white-shrimp-penaeus-vannamei/

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

Xem thêm:

• Vô Trùng Là Yếu Tố Then Chốt Để Ngăn Ngừa Ô Nhiễm Trong Các Trại Giống Tôm
• Cấy Vi Sinh Vật Vào Bộ Lọc Sinh Học Trong Hệ Thống Nuôi Trồng Thủy Sản Tuần Hoàn
• Enzyme Của Tôm Thẻ Chân Trắng Giai Đoạn Zoea, Mysis Và Hậu Ấu Trùng