1. GIỚI THIỆU

Kháng sinh đã được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản thâm canh để duy trì sức khỏe và phòng ngừa dịch bệnh trong nhiều năm. Tuy nhiên, việc lạm dụng kháng sinh đã dẫn đến tình trạng dư lượng kháng sinh trong sản phẩm thủy sản và gia tăng khả năng kháng thuốc của vi khuẩn, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người. Để giải quyết với vấn đề này, Liên minh Châu Âu đã ban hành lệnh cấm một số phụ gia thức ăn có chứa kháng sinh từ năm 1997. Điều này đã tạo ra nhu cầu tìm kiếm các giải pháp thay thế hiệu quả và thân thiện với môi trường nhằm duy trì sức khỏe động vật thủy sản.

Các peptide kháng khuẩn (AMPs) là một lựa chọn đầy triển vọng, nhờ vào tính chất kháng khuẩn tự nhiên, tác dụng nhanh chóng và ít có khả năng gây ra kháng thuốc. AMPs có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau như vi khuẩn, tổng hợp hóa học và vi sinh vật biến đổi gen, và đang được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, y tế và công nghiệp thực phẩm. Các nghiên cứu cũng cho thấy một số AMPs có khả năng cải thiện tăng trưởng và chức năng miễn dịch ở cá.

Surfactin, một lipopeptide kháng khuẩn từ Bacillus subtilis, đã thu hút sự chú ý gần đây nhờ vào các hoạt tính dược lý đa dạng của nó. Với nhiều ứng dụng trong điều trị và bảo vệ môi trường, surfactin đang ngày càng được quan tâm nghiên cứu, mặc dù thông tin về việc sử dụng surfactin trong thức ăn cho cá vẫn còn hạn chế. Nghiên cứu này nhằm mục đích tìm hiểu tác động của việc bổ sung surfactin vào khẩu phần ăn của cá rô phi giống, đặc biệt là ảnh hưởng đến tăng trưởng, hoạt động enzyme tiêu hóa và các chỉ số sinh hóa trong huyết thanh.

2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Sau khi thích nghi với các điều kiện thử nghiệm, 320 con cá rô phi giống, mỗi con có trọng lượng trung bình 12,01 ± 0,03 g, đã được chia thành bốn nhóm nghiệm thức, mỗi nhóm có 4 lần lặp lại. Cá được cho ăn các khẩu phần bổ sung surfactin ở các mức 0 (Đối chứng), 50, 100 và 200 mg/kg trong 7 tuần, ba lần mỗi ngày. Thành phần khẩu phần cơ bản đã được phân tích (Bảng 1).

Bảng 1. Thành phần và phân tích hóa học của khẩu phần ăn cơ bản cho cá rô phi giống

^aPremix vitamin (mg/kg thức ăn): thiamine, 0.25; riboflavin, 0.25; acid nicotinic, 1.0; calcium pantothenate, 1.25; acid folic, 0.075; biotin, 0.03; pyridoxine hydrochloride, 0.2; cobalt amine, 0.0005; vitamin C, 5; vitamin K, 0.2; inositol, 10; vitamin E, 2; vitamin A, 0.2.

^bPremix khoáng (mg/kg thức ăn): NaCl, 1.0; MgSO₄·7H₂O, 15; NaH₂PO₄·2H₂O, 25; KH₂PO₄, 32; Ca(H₂PO₄)2·H₂O, 20; FeSO₄, 2.5; calcium lactate, 3.5; ZnSO₄·7H₂O, 0.353; MnSO₄·4H₂O, 0.162; CuSO₄·5H₂O, 0.031; CoCl₂·6H₂O, 0.01; KIO₃, 0.003.

Cá rô phi được nhập từ Trung tâm Phát triển Động vật Thủy sản Chương Châu (Trung Quốc) và được làm quen với môi trường trong hai bể nuôi (200 cm × 90 cm × 100 cm), cho ăn thức ăn thương mại (29% CP). Sau 4 tuần, cá được chuyển vào 16 bể nuôi (120 cm × 60 cm × 70 cm), dung tích 500 lít nước, được sục khí và theo dõi hàng ngày. Các điều kiện chất lượng nước được duy trì ở nhiệt độ 22 – 28°C, pH 6.8 – 7.5, NH3 0 – 0.2 mg/L, và hàm lượng oxy hòa tan 7 – 8 mg/L.

Khi kết thúc thí nghiệm, năm con cá từ mỗi bể lặp lại được gây mê, mẫu máu được thu thập và huyết thanh được bảo quản để phân tích tiếp. Ruột cá được lấy mẫu và đồng nhất hóa để phân tích hoạt động enzyme. Các hoạt động enzyme amylase, lipase và protease được đo cùng với các chỉ số huyết thanh như AST, ALT, triglycerides, cholesterol và nitơ ure máu.

Trọng lượng cơ thể của cá được đo trước và sau thí nghiệm, lượng thức ăn tiêu thụ được ghi nhận, và các chỉ số khác như tỷ lệ tăng trọng, hệ số chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ sống được tính toán. Phân tích thống kê được thực hiện bằng phần mềm SPSS, với sự khác biệt có ý nghĩa được đánh giá qua ANOVA và phương pháp kiểm định đa biên độ của Duncan. Dữ liệu được biểu thị dưới dạng tỷ lệ phần trăm hoặc tỷ lệ đã được biến đổi bằng hàm arcsine trước khi phân tích.

3. KẾT QUẢ

3.1. Tăng trưởng và tỷ lệ sống

Các thông số tăng trưởng cho thấy việc bổ sung surfactin đã cải thiện đáng kể trọng lượng cuối, tỷ lệ tăng trọng, lượng thức ăn tiêu thụ và tỷ lệ chuyển đổi protein so với nhóm đối chứng, trong đó nhóm bổ sung surfactin 50 mg/kg đạt kết quả tốt nhất (Bảng 2). Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp hơn ở các nhóm bổ sung surfactin so với nhóm đối chứng.

Một số nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc bổ sung surfactin giúp cải thiện sự tăng trưởng của cá rô phi và tôm thẻ Litopenaeus vannamei. Các peptide kháng khuẩn (AMPs) đã được chứng minh là có tác dụng hỗ trợ sự tăng trưởng của động vật thủy sản, như được mô tả ở cá rô phi, cá chép và cá tráp đầu to (M. amblycephala). Bên cạnh đó, AMPs cũng có lợi cho sự tăng trưởng của heo con cai sữa và gà thịt. Tuy nhiên, cơ chế cụ thể mà surfactin thúc đẩy sự tăng trưởng vẫn chưa được làm rõ, nhưng có thể liên quan đến các đặc tính kháng khuẩn của nó và vai trò trong việc tăng cường hệ miễn dịch. Cần có thêm nghiên cứu để hiểu rõ hơn về cơ chế mà surfactin tác động vào sự tăng trưởng của động vật thủy sản. 

Bảng 2. Tác động của mức bổ sung surfactin trong chế độ ăn uống đối với hiệu suất tăng trưởng của cá rô phi giống

^{a, b, c, d} Các giá trị trên cùng một dòng có chữ số mũ khác nhau thì khác biệt đáng kể (p < 0,05)

3.2. Hoạt động của các enzyme tiêu hóa

Nghiên cứu về tác động của surfactin đối với enzyme tiêu hóa ở cá còn hạn chế. Trong nghiên cứu này, hoạt động của các enzyme tiêu hóa như protease và lipase tăng lên khi bổ sung surfactin, trong khi amylase không bị ảnh hưởng (Bảng 3).

Bảng 3. Tác động của mức bổ sung surfactin trong chế độ ăn uống đối với hoạt động của các enzyme tiêu hóa trong ruột cá rô phi giống

^{a, b} Các giá trị trên cùng một dòng có chữ số mũ khác nhau thì khác biệt đáng kể (p < 0,05)

Cơ chế mà surfactin có thể thúc đẩy hoạt động enzyme có thể liên quan đến việc cải thiện cấu trúc ruột. Việc tăng chiều cao nhung ruột, một chỉ số phản ánh sức khỏe ruột tốt hơn, đã được quan sát thấy, cho thấy khả năng hấp thu dưỡng chất tốt hơn. Việc cho cá rô phi ăn AMPs surfactin đã được chứng minh là làm tăng chiều cao nhung ruột, mang lại lợi ích cho sức khỏe đường ruột. Các AMPs được biết đến với tác dụng duy trì sự toàn vẹn của niêm mạc ruột bằng cách tăng cường sản xuất chất nhầy và các protein liên kết chặt, đồng thời củng cố hệ miễn dịch đường ruột.

3.3. Các thông số sinh hóa huyết thanh 

Bảng 4. Tác động của mức bổ sung surfactin trong chế độ ăn uống đối với các chỉ số sinh hóa huyết thanh của cá rô phi giống

BUN: nitơ urê máu; AST: aspartate aminotransferase; ALT: alanine aminotransferase; LZM: lysozyme; TG: triglyceride; TC: tổng cholesterol; LDL-C: lipoprotein cholesterol tỷ trọng thấp; HDL-C: lipoprotein cholesterol tỷ trọng cao

^{a, b, c, d} Các giá trị trên cùng một dòng có chữ số mũ khác nhau thì khác biệt đáng kể (p < 0,05)

Các phép đo sinh hóa huyết thanh có thể cung cấp thông tin quan trọng về sức khỏe của cá liên quan đến dinh dưỡng. Nghiên cứu cho thấy việc bổ sung surfactin làm giảm mức BUN trong huyết thanh, cho thấy sự tổng hợp protein ở cá rô phi tốt hơn. Mức AST và ALT thấp hơn ở cá rô phi được cho ăn surfactin chỉ ra rằng sức khỏe gan đã được cải thiện. Mức LZM cao hơn cũng báo hiệu khả năng kháng bệnh của cá được nâng cao.

Kết quả nghiên cứu cho thấy surfactin làm giảm mức triglycerides (TG), cholesterol toàn phần (TC) và LDL-C trong huyết thanh, trong khi làm tăng mức HDL-C, điều này có thể giúp ngăn ngừa các vấn đề liên quan đến gan nhiễm mỡ. Hiệu quả giảm lipid có thể là do tính chất nhũ hóa của surfactin, tương tự như các phát hiện đối với các chất nhũ hóa có nguồn gốc từ đậu nành. Tuy nhiên, các cơ chế chính xác vẫn chưa được hiểu rõ. Thí nghiệm xác nhận rằng việc bổ sung surfactin trong khẩu phần ăn giúp cải thiện tăng trưởng, hoạt động enzyme tiêu hóa và các chỉ số sinh hóa huyết thanh của cá rô phi, và việc bổ sung surfactin vượt mức trong khẩu phần ăn không mang lại hiệu quả cải thiện thêm. Hiệu ứng này có thể được giải thích bởi hoạt tính bề mặt của surfactin, điều đóng vai trò quan trọng đối với chức năng sinh học của nó.

4. KẾT LUẬN

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc bổ sung surfactin vào khẩu phần ăn của cá rô phi có tác dụng tích cực trong việc thúc đẩy tăng trưởng, cải thiện hoạt động enzyme tiêu hóa đường ruột và nâng cao một số chỉ số sinh hóa huyết thanh ở cá rô phi giống (O. niloticus).

TS. Trần Bảo Hưng (Dịch và biên soạn)