[Tạp chí Người Nuôi Tôm] – Các tác giả đã nghiên cứu tác động của agavin – một loại đường tự nhiên không tiêu hóa được sản xuất từ cây thùa – đối với các vi khuẩn có lợi trong hệ vi sinh vật của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương dưới nhiều điều kiện nuôi trồng và với liều lượng đã được chứng minh ảnh hưởng phụ thuộc vào thành phần hệ vi sinh vật và hiệu suất tổng thể của tôm thẻ chân trắng L.vannamei.

Cánh đồng cây thùa ở Zacatecas, Mexico (Amante Daemanin – Wikimedia Commons)

Agavin là loại đường tự nhiên không tiêu hóa được sản xuất từ cây thùa, đây là loài cây được trồng cho nhiều mục đích sử dụng, bao gồm sản xuất chất xơ và thức ăn, đồ uống và rượu tequila, v.v…, Agavin có tiềm năng như một prebiotic trong nuôi cấy các loài sinh vật biển hầu như chưa được nghiên cứu và không có báo cáo nào trước đây về tác dụng của agavin đối với gan tụy và hệ vi sinh vật đường ruột của tôm thẻ chân trắng L.vannamei.

Thiết lập nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện dưới dạng thử nghiệm sinh học bên trong ao đất (5 ha) của trang trại nuôi tôm Camarones el Renacimiento tại Sinaloa, Mexico. Thử nghiệm tuân theo các điều kiện nuôi bán thâm canh của trang trại truyền thống với thay nước 20% hàng ngày, cho ăn thủ công hai lần mỗi ngày và theo dõi mức tiêu thụ thức ăn bằng cách sử dụng khay cho ăn. Tất cả các yếu tố sinh học và phi sinh học đều giống nhau đối với tất cả tôm trong quá trình thử nghiệm sinh học vì tất cả các lồng đều được thả chìm trong cùng một ao.
Ba khẩu phần isoproteic và isolipidic được xây dựng theo nhu cầu dinh dưỡng cho tôm. Các chế độ ăn chứa khoảng 375 gam/kg protein thô và 95 gam/kg lipid thô với ba mức agavin có nguồn gốc thương mại; chế độ ăn cơ bản (BD) không có agavin; chế độ ăn AG2 chứa 2% w/w agavin; và AG10 chứa 10% w/w agavin.
Tôm có biểu hiện khỏe mạnh (N=180; không có dấu hiệu stress trong quá trình nuôi và các tổn thương thực thể liên quan đến các yếu tố sinh học hoặc phi sinh học) có trọng lượng tương tự nhau được phân ngẫu nhiên vào ba nhóm: BD, AG2 và AG10, lặp lại 3 lần với tổng số lồng nuôi là 9 lồng (110x110x120 cm), thả chìm trong ao có mực nước biển 90 cm, mỗi lồng thả 20 con tôm, thời gian nuôi 28 ngày. Tôm được cho ăn hai lần mỗi ngày bằng khay ăn.

Kết quả và thảo luận

Trong nghiên cứu này, việc áp dụng chế độ ăn bổ sung 2% agavin cho thấy tác động có lợi đến các thông số tăng trưởng của tôm, thể hiện qua việc chuyển đổi thức ăn thấp hơn đáng kể (FCR) và tăng lượng thức ăn ăn vào, phù hợp với các nghiên cứu khác, trong đó chất xơ được đưa vào chế độ ăn như prebiotic. Sự cải thiện trong việc chuyển đổi thức ăn này có thể liên quan đến tỷ lệ hiệu quả sử dụng protein cao hơn đáng kể trong chế độ ăn giàu agavin 2% so với chế độ ăn cơ bản, cho thấy rằng những thay đổi trong hệ vi sinh vật có thể đã được quan sát thấy ở các loài khác.

Các nhà nghiên cứu khuyến cáo rằng, việc cải thiện các thông số về hiệu suất tăng trưởng khi sử dụng 2% agavin có thể là do tác dụng gây cảm giác no được duy trì bởi lượng thức ăn ăn vào thấp hơn, ngược lại với việc sử dụng 10% agavin bị hạn chế. Tác dụng phụ thuộc vào liều lượng của inulin – một nhóm polysaccharide tự nhiên được sản xuất bởi nhiều loại thực vật, cũng được sử dụng làm prebiotic – đã được quan sát thấy ở người, trong đó liều lượng cao hơn không nhất thiết có tác dụng tốt hơn, nhưng có thể xảy ra trường hợp ngược lại.

Việc bổ sung agavin liều thấp (2%) vào chế độ ăn cho thấy xu hướng làm giảm sự đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật trong gan và ruột của tôm (Hình.1) khi so sánh với chế độ ăn cơ bản. Sự suy giảm tính đa dạng và phong phú của hệ vi sinh vật đường ruột tôm cũng đã được quan sát thấy khi các chế phẩm sinh học thay thế trong chế độ ăn đã được nghiên cứu. Dữ liệu cho thấy rằng, liều agavin cao hơn (10%) trong chế độ ăn uống dẫn đến sự phong phú và đa dạng gia tăng ở cả hai cơ quan. Tuy nhiên, sự khác biệt này không đáng kể khi so sánh với chế độ ăn cơ bản. Sự gia tăng về số lượng và đa dạng vi sinh vật cũng đã được quan sát thấy trong ruột tôm khi sử dụng các loại prebiotic khác, trong khi sự đa dạng và phong phú của vi sinh vật giảm ở nồng độ prebiotic cao hơn.

Hình 1: Sự đa dạng và phong phú về phân loại của 35 mẫu được giải trình tự ở cấp độ chúng. Biểu đồ thanh xếp chồng lên nhau thể hiện sự phong phú tương đối đối với (A) mẫu gan tụy và (B) ruột.

Các quan sát mâu thuẫn về mối liên hệ giữa sự phong phú và đa dạng của loài với sức khỏe của vật chủ đã được báo cáo đối với tôm, trong đó sự đa dạng vi sinh vật lớn hơn không nhất thiết có nghĩa là tình trạng khỏe mạnh hơn. Ví dụ, đường ruột của tôm nuôi khỏe mạnh có tính đa dạng và phong phú thấp hơn so với tôm bị bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND). Nhưng một nghiên cứu khác đã công bố báo cáo rằng AHPND có liên quan đến việc giảm đáng kể sự đa dạng vi khuẩn trong dạ dày so với những người con tôm khỏe mạnh. Ngược lại, sự đa dạng vi khuẩn đường ruột của tôm mắc hội chứng phân trắng (WFS) giảm đáng kể so với những cá thể không có triệu chứng. Điều thú vị là không có sự thay đổi về sự đa dạng của vi khuẩn đường ruột ở tôm bị nhiễm virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV) và bệnh tôm bông.

Nghiên cứu này chứng minh rằng những thay đổi trong hệ vi sinh vật của tôm phụ thuộc vào nồng độ agavin trong chế độ ăn. Mức độ phong phú và đa dạng của hệ vi sinh vật tăng lên khi sử dụng liều cao agavin (10%). Ngược lại, sự giàu lên, đa dạng và sự phong phú của hệ vi sinh vật giảm với liều lượng agavin thấp (2%). Những thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột của tôm đã được quan sát là phụ thuộc vào liều lượng của prebiotic. Và tác động của prebiotic làm giảm sự phong phú và đa dạng của hệ vi sinh vật có thể là kết quả của quá trình tổng hợp các axit béo chuỗi ngắn, điều này đã cho thấy tác động tương tự đối với chỉ số đa dạng ở tôm thẻ chân trắng L. vannamei.

Nhìn chung, kết quả cho thấy rằng agavin có thể là một FODMAP tuyệt vời (oligosacarit lên men, disacarit, monosacarit và polyol) prebiotic cho các bệnh liên quan đến gan tụy do tác động quyết định trong cấu trúc hệ vi sinh vật của cơ quan này. Hành vi này cũng chỉ ra rằng, cấu trúc hệ vi sinh vật của gan tụy có thể bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi prebiotic so với hệ vi sinh vật trong ruột. Thật thú vị, một số nghiên cứu đã tiết lộ rằng hệ vi sinh vật của gan tụy có tính ổn định cao hơn so với hệ vi sinh vật đường ruột vì nó đóng một vai trò quan trọng trong việc đồng hóa năng lượng và chất dinh dưỡng của vật chủ.

Bổ sung 2% agavin đã cải thiện năng suất tăng trưởng của tôm, mặc dù lượng vi khuẩn có lợi cao hơn đáng kể ở mức 10% so với đối chứng. Tuy nhiên, hiệu suất tăng trưởng ở mức 10% cũng giống như hiệu suất ở chế độ ăn cơ bản. Điều này có thể dẫn đến việc cân nhắc rằng một loại thức ăn được bổ sung 10% agavin sẽ bảo vệ tốt hơn 2% chống lại các mầm bệnh có thể xảy ra mà không làm giảm năng suất tăng trưởng của tôm. Những phát hiện này làm rõ rằng, nồng độ prebiotic là rất quan trọng khi thực hiện chiến lược prebiotic trong nuôi tôm.

Chúng ta đã hiểu rõ tiềm năng sinh học của vi khuẩn Bacillus, một loại vi khuẩn sinh học đa chức năng với khả năng được thử nghiệm để tăng lợi nhuận nuôi trồng thủy sản. Có nhiều bài báo đề cập đến lợi ích của Bacillus như một loại vi khuẩn có lợi trong nuôi tôm. Gần đây, tác dụng sinh học của các chủng Bacillus phân lập trực tiếp từ các trang trại nuôi tôm đã được chứng minh thành công. Nghiên cứu này cho thấy rằng sự kết hợp giữa các loài Bacillus với 10% agavin có thể là một hoạt động nuôi tôm cộng sinh thành công.

Trudy Nguyễn (Lược dịch)