Vi chất chức năng: Hợp chất sinh học tự nhiên trong dinh dưỡng và sức khỏe tôm

[Người Nuôi Tôm] – Xu hướng dinh dưỡng chức năng đang mở rộng sang tôm, với các chất bổ sung giúp tăng cường sức khỏe trong nuôi thâm canh, hứa hẹn là nền tảng dinh dưỡng bền vững cho ngành.

Vi chất chức năng hứa hẹn trở thành nền tảng dinh dưỡng bền vững cho ngành tôm (Ảnh: Phạm Huệ)

 

Các vi chất như vitamin, khoáng, axit amin, men vi sinh và hợp chất sinh học, dù chỉ chiếm 2 – 5% khẩu phần, nhưng có ảnh hưởng lớn đến sinh lý, miễn dịch và phục hồi của vật nuôi.

 

Phân loại các hợp chất có hoạt tính sinh học

Nhiều nghiên cứu tập trung khai thác các hợp chất hoạt tính sinh học từ tảo nâu Macrocystis integrifolia, nấm men Saccharomyces cerevisiae và chiết xuất cây ô liu (Olea europaea), sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp để đánh giá hiệu quả hiệp đồng trong dinh dưỡng và tăng cường sức khỏe tôm. Các hợp chất này hiện diện tự nhiên trong tế bào và thành tế bào, với phương pháp chiết tách ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu lực sinh học của chúng. M. integrifolia chứa nhiều polysaccharide cấu trúc như alginate, fucoidan và đặc biệt là laminarin – một β-glucan có tác dụng kích thích miễn dịch mạnh ở thủy sản. Trong khi đó, nấm men cung cấp nguồn nucleotide tự nhiên hỗ trợ tiêu hóa và miễn dịch, còn chiết xuất từ ô liu giàu hợp chất thực vật có lợi đã được chứng minh hiệu quả trong dinh dưỡng thủy sản.

Alginate là một polysaccharide bao gồm hai loại axit uronic, được tìm thấy trong tảo nâu và một số loại vi khuẩn. Alginate được biết là có tác dụng kích thích hệ miễn dịch của tôm bằng cách tăng cường biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch và kích hoạt các phản ứng miễn dịch không đặc hiệu.

ẞ-glucan là các polyme carbohydrate được liên kết bởi các liên kết B-1,3, 1,4 hoặc 1,6, được sử dụng để bảo vệ chống lại mầm bệnh và ngăn ngừa bệnh tật. Chúng liên kết với các thụ thể ẞ-glucan, kích thích nhiều cơ chế tế bào và dịch thể như thực bào, sản xuất các loại oxy phản ứng, tổng hợp peptide kháng khuẩn và kích hoạt hệ thống prophenoloxidase.

Fucoidan là một trong những chất polysaccharide sunfate phổ biến nhất được tìm thấy trong chất nền ngoại bào của tảo nâu. Chúng thể hiện các đặc tính chống viêm, kháng virus và kháng khuẩn, có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc của chúng, đặc biệt là hàm lượng sulfate và axit uronic. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng fucoidan có thể có lợi trong điều trị các bệnh viêm nhiễm. Trong nuôi trồng thủy sản, chúng được sử dụng như chất kích thích miễn dịch và cũng giúp tăng năng suất.

Nucleotide, thành phần cấu tạo nên DNA và RNA, đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh lý và hoạt động như chất điều hòa miễn dịch (Salomon & cs, 2021). Trong điều kiện căng thẳng, chẳng hạn như tăng trưởng nhanh hoặc các thách thức gây bệnh gây tổn thương tế bào, việc có nguồn nucleotide sinh khả dụng ngoại sinh có lợi cho việc tối ưu hóa sự tăng sinh tế bào và chức năng mô, đặc biệt là ở các mô sao chép nhanh như ruột và hệ thống miễn dịch, không thể tổng hợp nucleotide.

Polyphenol là hợp chất thực vật tự nhiên có cấu trúc vòng thơm thể hiện hoạt động chống viêm mạnh mẽ, giúp bảo vệ các loài nuôi trồng thủy sản khỏi tình trạng viêm do nhiều tác nhân gây căng thẳng khác nhau gặp phải trong chu kỳ nuôi, chẳng hạn như chế độ ăn không tối ưu, nhiệt độ nước cao và tải lượng mầm bệnh cao (Gisbert & cs, 2017; Salomon & cs, 2021).

Triterpenes là hợp chất tự nhiên có trong thực vật, nấm và một số loài động vật, được biết đến với các hoạt động sinh học đa dạng như chống viêm, chống oxy hóa và kháng khuẩn. Những chất này được biết đến rộng rãi là có tác dụng bảo vệ tính toàn vẹn của ruột và cải thiện quá trình chuyển hóa lipid (tích lũy năng lượng trong phi lê) ở các loài thủy sản (Gisbert & cs, 2017; Salomon & cs, 2021).

 

Hợp chất hoạt tính sinh học: Nguồn vi chất tự nhiên hỗ trợ sức khỏe tôm

Nhằm tìm kiếm các giải pháp tự nhiên giúp cải thiện tăng trưởng, đáp ứng miễn dịch và khả năng sống sót của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), nhóm Nghiên cứu & Phát triển của Bioiberica đã tiến hành thử nghiệm đánh giá sự kết hợp giữa ba nguồn hợp chất hoạt tính sinh học: bột tảo nâu Macrocystis integrifolia, dịch nucleotide tự do từ nấm men Saccharomyces cerevisiae và chiết xuất cây ô liu (Olea europaea) với nồng độ polyphenol và triterpene cụ thể.

Thử nghiệm được tiến hành tại Trung tâm nghiên cứu tôm ShrimpVet (Việt Nam) nhằm đánh giá tác động của nucleotide – đơn lẻ hoặc kết hợp với các hợp chất hoạt tính sinh học khác – đến tăng trưởng và khả năng kháng bệnh của tôm thẻ chân trắng trong hệ thống nuôi tuần hoàn (RAS).

Trong giai đoạn cho ăn, 1.250 con tôm (0,57 ± 0,11 g) được chia thành năm nhóm, mỗi nhóm gồm 5 lần lặp lại (50 con/bể 90 lít) và được cho ăn theo các công thức khác nhau trong 56 ngày. Giai đoạn thử thách sử dụng 600 con tôm cùng cỡ, chia thành năm nhóm (4 lần lặp lại, 30 con/bể). Bốn nhóm được ngâm thử thách với Vibrio parahaemolyticus – tác nhân gây bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPND) và tiếp tục được cho ăn các khẩu phần khác nhau trong 28 ngày. Sau thử thách, tôm được theo dõi thêm 10 ngày để đánh giá và so sánh tỷ lệ sống sót giữa các nhóm.

Sau 56 ngày thí nghiệm, tất cả các nhóm tôm được bổ sung hợp chất hoạt tính sinh học đều đạt kết quả tăng trưởng vượt trội so với nhóm đối chứng, với trọng lượng trung bình cuối kỳ, sinh khối, tăng trọng trung bình, tăng trọng hàng ngày và tốc độ tăng trưởng đặc trưng (SGR) cao hơn có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Đáng chú ý, nhóm NF500 và NF thể hiện sự cải thiện rõ rệt về sinh khối cuối kỳ, SGR, lượng thức ăn tiêu thụ và hiệu quả chuyển đổi thức ăn (FCR). Trong đó, nhóm NFAO đạt hiệu quả sản xuất tốt nhất với FCR thấp hơn đáng kể (p < 0,05) so với nhóm đối chứng, NF và AO. Bên cạnh đó, nhóm NFAL có mức tiêu thụ thức ăn cao nhất (1.086,00 ± 14,26 g), vượt trội so với nhóm đối chứng (1.032,16 ± 10,91 g), nhóm NF (1.052,27 ± 0,42 g) và nhóm AL (1.067,26 ± 14,06 g).

Đường cong sống sót sau thử thách với V. parahaemolyticus (phương pháp ngâm) trong 10 ngày

 

Trong giai đoạn thử thách kéo dài 10 ngày, nhóm đối chứng dương tính (CP) chỉ đạt tỷ lệ sống 30,63 ± 4,70%, thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng âm tính (CN) đạt 88,29 ± 2,73% (p < 0,05). Các nhóm được bổ sung riêng lẻ nucleotide 500 ppm (33,95 ± 9,62%), bột tảo nâu (41,02 ± 5,82%) hoặc chiết xuất ô liu (40,98 ± 5,82%) đều cho thấy tỷ lệ sống cao hơn đáng kể so với nhóm CP. Đặc biệt, sự kết hợp giữa nucleotide + chiết xuất ô liu và nucleotide + tảo nâu mang lại hiệu quả vượt trội, với tỷ lệ sống lần lượt đạt 55,80 ± 9,55% và 59,61 ± 9,55%, khẳng định tác dụng hiệp đồng trong việc tăng cường sức đề kháng của tôm.

Như vậy, việc bổ sung có chủ đích các thành phần vi lượng, đặc biệt là các hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ nấm men Saccharomyces cerevisiae, tảo nâu Macrocystis integrifolia và cây ô liu Olea europaea, cho thấy tiềm năng rõ rệt trong việc nâng cao hiệu suất tăng trưởng và khả năng miễn dịch của tôm. Khi được phối hợp theo tỷ lệ thích hợp, các vi chất tự nhiên này giúp cải thiện các chỉ tiêu tăng trưởng, đồng thời giảm đáng kể tỷ lệ tử vong của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương khi đối mặt với nhiễm khuẩn Vibrio parahaemolyticus. Nhờ những đặc tính sinh học hỗ trợ sức khỏe và khả năng phục hồi, các hợp chất này trở thành công cụ dinh dưỡng giá trị, góp phần định hình chiến lược nuôi trồng thủy sản hiện đại theo hướng bền vững và phù hợp với nguyên tắc kinh tế tuần hoàn.

Trần My (Lược dịch)