Tác Dụng Của Việc Thay Thế Dầu Tảo Schizochytrium Lên Sự Tăng Trưởng, Tích Luỹ Omega-3 Và Thành Phần Vi Khuẩn Đường Ruột Của Cá Rô Phi Sông Nile

Cá được cho ăn khẩu phần ăn có 5% dầu ăn Schizochytrium phát triển nhanh gấp đôi so với cá được cho ăn dầu thực vật hoặc hỗn hợp dầu thực vật và dầu cá

Cá rô phi sông Nile (Oreochromis niloticus) là loài cá nuôi phổ biến thứ hai trên toàn cầu, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn thực phẩm cho hàng triệu người, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển. Tuy nhiên, do thường được nuôi bằng khẩu phần có hàm lượng thực vật cao, cá rô phi thường chứa ít axit béo omega-3 (FA) thiết yếu như eicosapentaenoic acid (EPA) và docosahexaenoic acid (DHA). Trong khi đó, EPA và DHA lại vô cùng cần thiết cho việc điều hòa nhiều quá trình trao đổi chất cũng như duy trì sức khỏe tổng thể. Chính vì vậy, nâng cao giá trị dinh dưỡng của cá rô phi sông Nile trở thành một ưu tiên quan trọng.

Axit béo Omega-3 trong thức ăn thủy sản được tích lũy trong phi lê cá và sau đó chuyển đến người tiêu dùng, mở ra tiềm năng cải thiện chế độ dinh dưỡng cho hàng triệu người thông qua nuôi trồng thủy sản. Để tăng cường giá trị dinh dưỡng cho cá rô phi, dầu cá thường được bổ sung vào thức ăn, tuy nhiên chi phí khá cao. Thay thế bằng dầu thực vật là lựa chọn phổ biến, nhưng các loại dầu này lại không cung cấp cùng hàm lượng và thành phần omega-3 như dầu cá, thậm chí có thể gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của cá.

Một giải pháp khác là sử dụng dầu chiết xuất từ vi tảo giàu omega-3. Trong số các loài vi tảo đang được nghiên cứu và nuôi trồng, Schizochytrium sp. là loài duy nhất hiện có dầu thương mại được sử dụng để bổ sung vào thức ăn thủy sản. Loài vi tảo này chứa hàm lượng omega-3 cao, đồng thời có khả năng phát triển mạnh nhờ các phụ phẩm nông nghiệp hoặc thậm chí nước thải từ nuôi trồng thủy sản, thay vì cần đến nguồn carbon đặc biệt như nhiều loài vi tảo khác. Nhờ vậy, việc nuôi trồng Schizochytrium trở nên khả thi hơn. Tuy nhiên, chi phí sản xuất vẫn là rào cản lớn trong việc ứng dụng vi tảo vào thức ăn thủy sản. Dẫu vậy, những tiến bộ gần đây trong công nghệ sinh học tảo đã góp phần làm giảm chi phí, mở ra cơ hội ứng dụng rộng rãi hơn trong tương lai.

Bài viết này – tóm tắt từ ấn phẩm gốc (CG de Leaniz. 2024. Tác động của việc thay thế dầu ăn từ tảo vi sinh đối với sự phát triển, tích luỹ omega-3 và thành phần hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi sông Nile (Oreochromis niloticus). Nuôi trồng thủy sản, Cá & Nghề cá 4(3), tháng 6 năm 2024 e164) – báo cáo về một nghiên cứu đánh giá tác động của việc thay đổi lượng và nguồn dầu ăn (Schizochytrium, cá và thực vật) đối với sự tích luỹ omega-3, sự phát triển, tỷ lệ sống và thành phần hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi sông Nile trong khi vẫn giữ nguyên các thành phần dinh dưỡng khác.

Thiết lập nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành tại Đại học Swansea (Vương quốc Anh) sử dụng cá rô phi con ngay từ giai đoạn bắt đầu ăn, bởi đây là thời điểm hệ vi sinh vật đường ruột còn non trẻ, dễ bị tác động bởi sự thay đổi trong khẩu phần cũng như lịch sử xâm nhập của vi khuẩn. Cá rô phi sông Nile ba ngày tuổi, hỗn hợp giới tính, được cung cấp từ một đơn vị uy tín, đã được thả vào 18 bể nhựa mờ dung tích 25 lít (kích thước 40 × 31 × 23 cm). Mỗi bể chứa 90 cá thể và được phân bổ ngẫu nhiên vào sáu khẩu phẩu ăn thử nghiệm theo từng nhóm với ba lần lặp lại, sử dụng bộ phát số ngẫu nhiên, đồng thời kết nối với hệ thống nuôi tuần hoàn. Kích thước ban đầu trung bình của cá là 8,5 ± 0,72 mm (chiều dài toàn thân), với khối lượng trung bình 24 ± 4,4 mg (trọng lượng tươi). Trong suốt thí nghiệm, mật độ thả được duy trì ở mức 3,6 con/lít (<2,2 g/lít), phù hợp với khuyến nghị nhằm đảm bảo phúc lợi tối ưu cho cá.

Sáu khẩu phần ăn isonitrogenous (protein trung bình = 32%), isolipidic (lipid trung bình = 16%) và isocaloric (trung bình = 19,36 kJ/gam) đã được xây dựng dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của loài và phù hợp với các nghiên cứu khác về việc cho cá rô phi ăn tảo. Nguồn protein được duy trì ổn định và bao gồm bột cá, bột đậu nành và bột hạt lanh, và sự khác biệt duy nhất là sự đóng góp của dầu cá, dầu đậu nành và dầu Schizochytrium làm nguồn lipid. Cá được cho ăn đến khi no ba lần mỗi ngày. Kích thước hạt được tăng lên sau mỗi ba tuần để phù hợp với sự tăng trưởng của cá, bắt đầu từ 200 µm và tăng dần lên 600, 800 và 1200 µm. Thành phần dinh dưỡng được duy trì không đổi trong suốt ba tháng nghiên cứu.

Mỗi bể có 4 con cá (tổng cộng 12 con cho mỗi nhóm thức ăn) được xử lý nhân đạo để lấy mẫu lần đầu vào ngày thứ 3, sau đó tiếp tục lấy mẫu định kỳ khoảng ba tuần một lần vào các ngày 21, 43, 63 và 94. Như vậy, tổng số mẫu thu được là n = 60 cho mỗi khẩu phần ăn (tổng cộng n = 360). Toàn bộ ruột cá được tách ra và bảo quản, đồng thời chiều dài cùng trọng lượng toàn thân được ghi nhận nhằm phục vụ phân tích tăng trưởng. Hệ số điều kiện Fulton (K) cũng được tính toán để đánh giá tình trạng cơ thể của cá.

Để biết thông tin chi tiết về thiết lập thí nghiệm, công thức khẩu phần ăn và chăn nuôi; thu thập và phân tích mẫu, hãy tham khảo ấn phẩm gốc.

Kết quả và thảo luận

Kết quả cho thấy loại dầu được tiêu thụ từ lần cho ăn đầu tiên đến 3 tháng đầu phát triển có ảnh hưởng rõ rệt đến sự tăng trưởng, hàm lượng omega-3 trong phi lê và thành phần hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi sông Nile. Cá rô phi được nuôi bằng khẩu phần ăn có nguồn gốc hoàn toàn từ tảo Schizochytrium phát triển nhanh gấp đôi so với cá được nuôi bằng dầu thực vật hoặc hỗn hợp dầu thực vật và dầu cá, và nhanh bằng cá được nuôi bằng 100% dầu cá hoặc 33% dầu tảo.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra sự cải thiện tăng trưởng của cá rô phi sông Nile được cho ăn vi tảo nguyên bào, nhưng vẫn chưa có nhiều thông tin về lợi ích tăng trưởng của việc sử dụng dầu tảo vi mô làm nguồn lipid. Trong nghiên cứu của chúng tôi, cá rô phi sông Nile được cho ăn 100% dầu Schizochytrium thay thế đã tăng trưởng với tốc độ rất cao (tốc độ tăng trưởng riêng, SGR = 5,20%/ngày), nhưng việc so sánh trực tiếp với các nghiên cứu trước đây có thể không thực sự cần thiết vì cá trong thí nghiệm của chúng tôi có kích thước nhỏ hơn đáng kể và do đó có khả năng tăng trưởng nhanh hơn.

Không có sự khác biệt rõ rệt về tỷ lệ sống sót giữa các khẩu phần ăn; tất cả đều đạt tỷ lệ sống cao, trung bình khoảng 85%, tương ứng với các giá trị đã được báo cáo ở các trại giống thương mại của cá rô phi sông Nile. Chúng tôi chưa thể xác định liệu cá được cho ăn khẩu phần chứa 100% tảo có phát triển nhanh hơn là do khả năng đồng hóa tốt hơn hay vì chúng ăn nhiều thức ăn hơn. Cá được cho ăn ba lần mỗi ngày đến khi no, và mặc dù không quan sát thấy sự khác biệt rõ ràng trong hành vi ăn uống, không loại trừ khả năng khẩu phần giàu Schizochytrium hấp dẫn hơn đối với loài cá ăn cỏ tùy tiện như cá rô phi sông Nile.

Một mối liên hệ tích cực rõ rệt đã được xác định giữa lượng omega-3 trong khẩu phần ăn và hàm lượng omega-3 trong phi lê cá. Cụ thể, cá rô phi được nuôi bằng khẩu phần ăn chứa 100% dầu tảo có hàm lượng omega-3 trong mỡ phi lê gần gấp đôi so với cá ăn dầu thực vật. Mỗi 1% omega-3 bổ sung vào khẩu phần ăn tương ứng với khoảng 0,9% omega-3 tăng trong phi lê cá, cho thấy việc sử dụng vi tảo có tiềm năng đáng kể trong việc nâng cao giá trị dinh dưỡng cho cá rô phi sông Nile, điều này cũng được hỗ trợ bởi các nghiên cứu trước đó.

Môi trường nuôi ban đầu có thể có tác động rõ rệt đến hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi sông Nile. Bằng cách tiến hành nghiên cứu từ lần cho ăn đầu tiên, chúng tôi đã có thể làm sáng tỏ vai trò của khẩu phần ăn trong sự phát triển ban đầu của hệ vi sinh vật đường ruột mà không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi trong lịch sử xâm nhập của vi khuẩn. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ vi sinh vật của cá rô phi sông Nile thay đổi nhanh chóng trong những tháng đầu đời, với mức độ đa dạng giảm dần khi cá trưởng thành. Ba tuần sau lần cho ăn đầu tiên, hệ vi sinh vật đường ruột của cá rô phi sông Nile chủ yếu là Enterobacteriaceae, Aeromonas spp. và Pseudomonas spp., như đã báo cáo trước đây đối với một số loài, bao gồm cả cá rô phi sông Nile.

Khi cá phát triển và bắt đầu ăn, hệ vi sinh vật đường ruột trở nên kém đa dạng và ổn định hơn. Phù hợp với điều này, chúng tôi đã quan sát thấy sự giảm sút về tính đa dạng và phong phú, và sự thay đổi đáng kể trong thành phần cộng đồng theo hướng hệ vi sinh vật đường ruột do các họ Fusobacteriaceae, Peptostreptococcaceae và Enterobacteriaceae chi phối ba tháng sau lần cho ăn đầu tiên. Sự phong phú cao của Fusobacteriaceae trong hệ vi sinh vật đường ruột của cá con đã được báo cáo trước đây đối với cá rô phi sông Nile và các loài cá nước ấm khác sống trong cả môi trường nước ngọt và nước lợ, và điều này có thể tạo thành hệ vi sinh vật cốt lõi của cá không ăn thịt. Fusobacteria có khả năng phân hủy các chất xơ phức tạp trong khẩu phần ăn thông qua quá trình lên men kỵ khí và có thể mang lại lợi ích cho vật chủ ăn tạp và ăn cỏ.

Họ Aeromonadaceae không chỉ chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật của nhiều loài cá nước ngọt mà còn bao gồm một số lượng lớn các loài gây bệnh cơ hội. Chúng tôi đã quan sát thấy sự gia tăng đáng kể về số lượng tương đối của Aeromonas spp. và họ Aeromonadaceae ở cá rô phi được cho ăn 100% dầu thực vật (đậu nành), điều này phù hợp với phản ứng căng thẳng.

Một họ vi khuẩn khác có sự khác biệt đáng kể giữa các loài cá được nuôi bằng các khẩu phần ăn khác nhau là Mycobacteriaceae, một họ vi khuẩn phổ biến trong hệ vi sinh vật của nhiều loài cá, bao gồm cả cá rô phi. Họ này có nhiều nhất ở những con cá được nuôi bằng khẩu phần ăn 100% dầu tảo vi mô, nhưng liệu điều này có mang lại lợi ích gì hay không vẫn chưa rõ ràng. Cơ chế thúc đẩy sự phát triển của một số vi khuẩn trong ruột cá và ức chế những vi khuẩn khác vẫn chưa rõ ràng, nhưng việc hiểu rõ phản ứng với sự thay đổi khẩu phần ăn ở cấp độ loài (hoặc thậm chí là chủng) thường là cần thiết để dự đoán tác động lên sức khỏe đường ruột.

Kết luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy khẩu phần giàu dầu thực vật, đặc biệt là axit linoleic (n-6), có liên quan đến sự giảm số lượng Peptostreptococcaceae và tăng Aeromonadaceae – nhóm vi khuẩn thường liên quan đến tình trạng viêm ruột ở cá. Ngược lại, khẩu phần chứa Schizochytrium giàu omega-3 và có tỷ lệ DHA:EPA cao thúc đẩy sự phát triển của Mycobacteriaceae, giúp cá tăng trưởng nhanh hơn và tích lũy omega-3 nhiều hơn trong phi lê.

Nhìn chung, kết quả chỉ ra rằng dầu Schizochytrium có thể thay thế dầu cá và dầu thực vật, đồng thời hỗ trợ tăng trưởng. Mặc dù nghiên cứu chưa theo dõi cá đạt kích thước thương phẩm, nhưng nó khẳng định vai trò tích cực của omega-3 từ vi tảo trong khẩu phần ăn, đồng thời cho thấy dầu Schizochytrium có thể được sử dụng để sản xuất cá rô phi sông Nile vừa bổ dưỡng vừa bền vững, mà không làm ảnh hưởng đến sức khỏe đường ruột.

Theo Carlos García de Leaniz

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/effects-of-Schizochytrium-dietary-oil-replacement-on-growth-omega-3-deposition-and-gut-microbiome-composition-of-nile-tilapia/

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

Xem thêm:

• Phụ Gia Thức Ăn Chống Oxy Hóa Và Kháng Khuẩn Hiệu Quả Cho Tôm Thẻ Chân Trắng Nuôi Với Mật Độ Cao
• Muối Ăn – Công Cụ Hữu Ích Trong Nuôi Trồng Thủy Sản, Phần 1
• Sử Dụng Probiotic Trong Nuôi Trồng Thủy Sản Ấn Độ: Đánh Giá Tiềm Năng Bổ Sung Probiotic Trong Việc Cải Thiện Cá Và Tôm