[Tạp chí Người Nuôi Tôm] – Vi tảo được xem là một phần của chuỗi thức ăn tự nhiên, rất có lợi như một loại thức ăn giúp tôm khỏe mạnh và cải thiện hiệu quả sản xuất, đặc biệt là trong giai đoạn đầu. Những lợi ích này bao gồm màu thân sẫm, bóng và vỏ cứng, trơn trên đàn giống bố mẹ, gan tụy sẫm màu và phản ứng chuyển động tích cực cao ở PL42.

Điều này đặc biệt đúng đối với Haematococcus pluvialis, giống như các loại vi tảo khác chúng chứa protein, carbohydrate, axit béo thiết yếu, vitamin, nucleotide và khoáng chất. Tuy nhiên, Haematococcus cũng là một nguồn phức hợp các chất chống oxy hóa tự nhiên, chủ yếu là astaxanthin. Mặc dù là nguồn dinh dưỡng tuyệt vời, nhưng một nhược điểm chung của vi tảo là giá thành cao hơn so với các sản phẩm thay thế không tự nhiên.

Lợi ích của astaxanthin trong chế độ ăn đối với tôm bao gồm cải thiện sức khỏe nói chung cũng như giúp tăng cường các chức năng cụ thể: trao đổi chất, khả năng chống oxy hóa, ảnh hưởng đến phản ứng quang học, giảm căng thẳng, điều hòa phản ứng miễn dịch, tiền chất vitamin A, chất lượng tôm bố mẹ tốt hơn, giảm tỷ lệ phôi chết và tăng cường khả năng kháng bệnh. Có bằng chứng chứng minh rằng, bổ sung astaxanthin giúp các hệ thống phòng thủ hoạt động hiệu quả trong chống lại các tình huống bất lợi hoặc căng thẳng.

Đánh giá khoa học

Astaxanthin có vai trò cơ bản trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản và giúp cải thiện đáng kể năng suất sinh sản, sản lượng trứng và chất lượng trứng của động vật thủy sinh (Paibukichakul & cs., 2008; Tizkar & cs., 2013, 2015; Palma & cs., 2016).

Năng suất sinh sản và chất lượng trứng

Sự tích lũy astaxanthin trong các mô sinh sản thông qua việc bổ sung chúng vào chế độ ăn mang lại tác động đáng kể đến các đặc tính năng suất sinh sản, bao gồm chất lượng và số lượng trứng, tỷ lệ nở thành công và cải thiện chất lượng ấu trùng (Kuhlmann & cs., 1998; Paibulkichakul & cs., 2008).

Hiệu suất trong tăng trưởng, tỷ lệ sống sót, khả năng đáp ứng với stress và khả năng kháng bệnh.

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

Đặc điểm của H. pluvialis astaxanthin tự nhiên

Có ba đặc tính độc đáo giúp phân biệt astaxanthin từ vi tảo này với quá trình tổng hợp hoặc lên men có nguồn gốc astaxanthin. Những điều 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 của phân tử astaxanthin từ Haematococcus pluvialis cho thấy tính chirality của nó.

Đặc tính hóa học chính giải thích hầu hết các phản ứng sinh học khác nhau của H. pluvialis astaxanthin có liên quan đến tính chirality của nó. Astaxanthin có hai nguyên tử carbon 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 gọi là cấu hình 3S, 3’S và chỉ được thấy từ nguồn H. pluvialis.

Hình 2. Đàn giống bố mẹ khỏe mạnh dẫn đến chất lượng và số lượng trứng giao phối tích cực hơn, đồng thời đảm bảo ấu trùng Naupli và ấu trùng zoea khỏe mạnh.

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. Các phân tử như enzyme, protein, DNA và nucleotide cũng có tính bất đối xứng và bị ảnh hưởng trong quá trình liên kết và tương tác với astaxanthin.

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 nó lên cấp độ công nghiệp. Những kết quả được trình bày trong bài báo 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 sinh khối nứt vỡ vi nang của vi tảo H. pluvialis. Lượng bột Red Meal bổ sung 1,5% trong các loại thức ăn khác nhau được thể hiện ở Bảng 1.

Bảng 1. Mức bổ sung bột Red Meal 1,5% trong chế độ ăn cho các thử nghiệm thương mại

Khẩu phần	Đàn bố mẹ	Giai đoạn ấu trùng/hậu ấu trùng	Giai đoạn giống Pl 12-PL14	Giai đoạn thương phẩm
Bổ sung bột Red Meal 1.5%/kg	20-40g	5g	3-5g	3-5g (14 tuần) 10-15g (5 ngày)

Kết quả

Trong trại giống, chế độ ăn của tôm bố mẹ có bổ sung bột Red Meal cho thấy như sau:

• Khả năng hấp thụ astaxanthin tuyệt vời giúp tạo màu sẫm, thân bóng và lớp vỏ cứng, trơn. 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. Tính chọn lọc enantio của các phân tử astaxanthin bất đối xứng cho phép liên kết tốt với các phân tử protein bất đối xứng.
• Không có vết thương sau xô xát. Lớp vỏ cứng hơn và hệ thống miễn dịch tích cực với các tế bào máu 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.
• Đàn bố mẹ khỏe mạnh dẫn đến khả năng giao phối tích cực, chất lượng và số lượng trứng tốt hơn, cũng như sự khỏe mạnh của ấu trùng Nauplii và Zoea. Sự khác biệt này được giải thích là do sự tích lũy astaxanthin giúp bảo vệ màng tế bào và ty thể khỏi quá trình oxy hóa đối với tất cả các quá trình chuyển hóa tiêu tốn nhiều năng lượng (Hình 2).

 

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

Ấu trùng và hậu ấu trùng được cho ăn bằng khẩu phần có bổ sung 5g bột Red Meal 1,5%/kg thức ăn sử dụng luân trùng được làm giàu hoặc trộn trên thức ăn viên cho thấy đầu có màu sẫm, thân bóng, PL12 khỏe mạnh, lipid trong gan tụy lớn sẫm màu và phản ứng chuyển động tích cực cao (Hình 3 và 4).

Do hoạt động chống oxy hóa của astaxanthin, các loại phản ứng oxy hóa (ROS) bị dập tắt, do đó bảo vệ ty thể và màng tế bào khỏi stress oxy hóa trong giai đoạn cần năng lượng cao cho sự phát triển nhanh và lột xác trong quá trình biến thái.

Hình 4. Giai đoạn ấu trùng khỏe mạnh với đầu màu sẫm và cho kết quả rất tốt trong thử nghiệm phản ứng chuyển động tích cực.

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

Trong trại giống, từ PL12 đến PL42 được cho ăn với 3-5g bột Red Meal 1,5%/kg cho thấy khả năng chống stress đáng kể đối với độ mặn thấp, giai đoạn lột xác và bệnh tật, tỷ lệ sống đạt trên 90% ở PL42.

Hậu ấu trùng cũng cho thấy một hệ thống miễn dịch chủ động, sẵn sàng hoạt động. Astaxanthin được liên kết và kết hợp với phospholipid trong màng tế bào và ty thể giúp ngăn phản ứng ROS/RNS (phản ứng oxy hóa chứa gốc nitơ) 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 bột từ 10 đến 15g/kg thức ăn trong 5 ngày. Lợi ích chính quan sát được là màu 27+ trên quạt đo màu cá hồi sau khi nấu (Hình 5).

Ái lực cao giữa đồng phân lập thể astaxanthin tự nhiên 3S, 3’S và các mô protein 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 lớp vỏ giáp xác.

Tài liệu tham khảo

Cerezal -Mezquita, p., Espinosa-Alvarez, C., Jáuregui-Tirado, M., Jaime-Matus, C., Palma-Ramirez, J., Ruiz-Dominguez, M.C.2022. Đặc tính hóa lý của “Red Meal”, một chất phụ gia mới không khử chất béo trong thức ăn cho cá từ sinh khối của Haematococcus pluvialis, Khoa học và Công nghệ thức ăn chăn nuôi, Tập 285, 115247.

Thương Nguyễn (Lược dịch)