Ảnh hưởng của Cinnamaldehyde trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính ở tôm thẻ chân trắng
TÓM TẮT
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả ức chế Vibrio parahaemolyticus và phòng
bệnh hoại tử gan tụy cấp tính của Cinnamaldehye trong điều kiện in vivo và in vitro. Ở môi trường
thạch, Cinnamaldehyde được bổ sung vào thạch Tryptic Soya Agar (TSA) với các nồng độ 40, 50,
60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140 và 150 ppm. Một lượng bằng nhau của V. parahaemolyticus
được cấy trải trên các đĩa thạch và ủ ở 30oC trong 24 giờ. Kết quả cho thấy ở nồng độ 150 ppm
Cinnamaldehyde ức chế hoàn toàn V. parahaemolyticus mọc trên đĩa thạch. Ở môi trường canh dinh
dưỡng, Cinnamaldehyde được sử dụng với các nồng độ 40, 50, 60, 70, 80 và 90 ppm. Nồng độ 40
ppm có thể ức chế V. parahaemolyticus sau 3 giờ tiếp xúc. Bổ sung 15ppm Cinnamaldehyde trong
nước nuôi gây chết 100% tôm thí nghiệm sau 3 giờ. Thí nghiệm gây nhiễm với sự có mặt Cinnamaldehyde chưa cho thấy hiệu quả rõ của chất này trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Ảnh hưởng của Cinnamaldehyde trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính ở tôm thẻ chân trắng
ÔI TRỒNG THỦY SẢN II 3.2. Ảnh hưởng của các nồng độ Cinnamaldehyde lên sự phát triển của V. parahaemolyticus trên môi trường thạch Ở thí nghiệm trên môi trường lỏng kết quả cho thấy Cinnamaldehyde có thể ức chế vi khuẩn ở nồng độ thấp hơn so với môi trường thạch. Ở nồng độ từ 40-90 ppm Cinnamaldehye tại thời điểm 3 giờ sau khi cấy cho thấy số khuẩn lạc mọc rất ít so với đối chứng (Bảng 2). Tuy nhiên, ở thời điểm 6 giờ thì các nồng độ 30, 40, 50, 60 ppm có mật độ V. parahaemolyticus không khác biệt lớn so với đối chứng. Có thể là do các nồng độ này chưa đủ mạnh để ức chế hoàn toàn vi khuẩn phát triển. Ở nồng độ 90 ppm mặc dù không ức chế hoàn toàn nhưng kết quả khá rõ ràng là Cinnamaldehyde làm ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Bảng 2. Mật độ vi khuẩn (Log 10 CFU/ml) ở các thời điểm thu mẫu khác nhau khi nuôi cấy trong môi trường lỏng có sự hiện diện của Cinnamaldehyde Nồng độ Cinnamaldehyde Giờ sau khi cấy vi khuẩn 3 6 9 12 15 18 21 24 20 ppm 5,22 8,22 8,36 8,43 8,46 8,46 8,27 7,95 ĐC 20 ppm 5,13 8,26 8,30 8,47 8,49 8,45 8,30 7,89 30 ppm 5,01 8,06 8,30 8,42 8,45 8,46 8,33 7,96 ĐC 30 ppm 5,27 7,93 8,24 8,46 8,49 8,48 8,30 7,80 40 ppm 3,58 7,28 7,55 8,33 8,44 8,42 8,30 7,84 ĐC 40 ppm 5,00 8,28 8,32 8,44 8,48 8,47 8,32 7,78 50 ppm 3,59 7,86 8,22 8,33 8,45 8,45 8,30 7,72 ĐC 50 ppm 4,95 8,27 8,35 8,44 8,44 8,44 8,32 7,72 60 ppm 3,48 7,08 7,42 8,16 8,47 8,45 8,26 7,64 ĐC 60 ppm 5,18 8,18 8,34 8,47 8,47 8,47 8,45 7,73 70 ppm 3,36 3,89 4,26 5,77 6,16 6,77 7,20 6,64 ĐC 70 ppm 5,48 8,11 8,16 8,44 8,47 8,48 8,44 7,87 80 ppm 3,19 3,80 3,90 3,67 3,64 4,11 5,07 5,36 ĐC 80 ppm 5,20 8,21 8,33 8,44 8,48 8,44 8,41 7,70 90 ppm 2,76 3,58 3,36 2,19 1,65 1,60 1,40 1,18 ĐC 90 ppm 5,20 8,17 8,35 8,42 8,47 8,44 8,37 7,59 3.3. Độc tính của Cinnamaldehyde đối với tôm nuôi Kết quả khảo sát tính độc của Cinnamaldehyde trên tôm thẻ chân trắng cho thấy ở liều 15 và 20 ppm gây chết cấp tính tôm sau 1 giờ tiếp xúc. Liều 10 ppm mặc dù không chết cấp tính nhưng sau 48 giờ theo dõi cho thấy tỷ lệ chết cộng dồn đến 93%. Liều 7,5 ppm cho tỷ lệ chết 20% mặc dù không gây chết cấp tính. Như vậy kết quả khảo sát cho thấy ở liều 5 ppm 70 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Đồ thị 2. Tỷ lệ chết cộng dồn của tôm thẻ chân trắng sau khi cho tiếp xúc với các nồng độ khác nhau của Cinnamaldehyde 3.4. Hiệu quả của Cinnamaldehyde trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính Kết quả thí nghiệm ở Đồ thị 3 cho thấy ở nghiệm thức không bổ sung Cinnamaldehyde + không gây nhiễm và nghiệm thức có bổ sung 5 ppm Cinnamaldehyde + không gây nhiễm cho tỷ lệ chết rất thấp (khoảng 10%). Ở hai nghiệm thức này tôm chết chủ yếu là do lột xác và ĕn nhau. Điều này cho thấy tôm Cinnamaldehyde ở nồng độ 5 ppm không gây chết tôm nuôi. Tuy nhiên ở 2 nghiệm thức thí nghiệm có hoặc không có sự hiện diện của Cinnamaldehyde nhưng gây nhiễm với V. parahaemolyticus cho tỷ lệ chết khá cao (78,33% ở nghiệm thức không có Cinnamaldehyde và 68,33% ở nghiệm thức có Cinnamaldehyde). Mặc dù ở nghiệm thức có Cinnamaldehyde có tỷ lệ chết thấp hơn nhưng chưa thấy sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p > 0,05) về tỷ lệ tôm chết ở hai nghiệm thức này, nghĩa là chưa thấy được ảnh hưởng lớn của Cinnamaldehyde trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính. Kết quả tái phân lập vi khuẩn cho thấy ở các mẫu thu đều phân lập được V. parahaemolyticus và dương tính với phản ứng PCR theo quy trình của Han và ctv., (2015). an toàn đối với tôm (Đồ thị 2). Dựa trên kết quả thí nghiệm này để làm cở sở chọn nồng độ thích hợp của Cinnamaldehyde cho việc bố trí thí nghiệm kiểm tra hiệu quả của Cinnamaldehyde trong việc phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính. 71TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Đồ thị 3. Hiệu quả của Cinnamaldehyde trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính IV. THẢO LUẬN Theo nghiên cứu của Gde và ctv., (2013) cho thấy Cinnamaldehyde làm tĕng tỷ lệ sống của ấu trùng tôm càng xanh khi gây nhiễm với tác nhân gây bệnh Vibrio harveyi. Cinnamaldehyde và thiophenone có thể mang lại hiệu quả tốt khi sử dụng liều 1 μM và 10 μM trong nước. Tuy nhiên khi tĕng nồng độ trên 10 μM không làm tĕng tỷ lệ sống mà trái lại gây chết ấu trùng tôm càng xanh. Điều này cho thấy Cinnamaldehyde chỉ có thể sử dụng ở liều nhất định nếu tĕng nồng độ sẽ trở nên độc đối với ấu trùng tôm càng xanh. Kết quả này cũng tương thích với kết quả thử nghiệm của chúng tôi tìm thấy ở nồng độ trên 7,5 ppm thì Cinnamaldehyde gây chết tôm, ở liều 20 ppm có thể gây chết cấp tính sau khi cho tôm tiếp xúc với Cinnamaldehyde. Cinnamaldehyde có thể bảo vệ Artemia đối với tác nhân gây bệnh Vibrio campbellii và cá bơn với tác nhân gây bệnh Aeromonas hydrophila và Aeromonas salmonicida (Natrah và ctv., 2012). Các chất có khả nĕng làm phân hủy tín hiệu quorum sensing của vi khuẩn như Cinnamaldehyde, brominated furanones và brominated thiophenones có khả nĕng bảo vệ Artemia khỏi sự xâm nhiễm của Vibrio harveyi (Brackman và ctv., 2008; Defoirdt và ctv., 2007, 2012) Nghiên cứu của Chenia (2015) kiểm tra tính nhạy cảm của Cinnamaldehyde đối với 36 chủng vi khuẩn Chryseobacterium và 7 chủng Myroides spp. Phân lập được từ cá hồi, cá rô phi và 19 chủng Flavobacterium với kết quả cho thấy Cinnamaldehyde nồng độ ≥250 μg/ml (77,8- 100%) và kết luận rằng chất này có tiềm nĕng để trị bệnh nhiễm khuẩn Chryseobacterium/ Myroides trên cá và có tính thân thiện với môi trường, giá cả cũng hợp lý và khi sử dụng không có hiện tượng đề kháng. Nhóm tác giả Taguchi và ctv., (2013) đã làm thử nghiệm ảnh hưởng của Cinnamaldehyde lên sự phát triển của nấm men bằng cách bổ sung 72 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II chất này vào môi trường nuôi cấy Candida albicans với các nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy ở nồng độ 10 μg/ml Cinnamaldehyde ức chế sự phát triển của sợi nấm nhưng không ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào nói chung. Ngoài ra ở nồng độ này cũng chưa thấy ảnh hưởng đến hoạt động trao đổi chất, hình thái hoặc cấu trúc của tế bào. Ở nồng độ 40 μg/ ml Cinnamaldehyde thể hiện bản chất diệt nấm bằng việc làm biến đổi màng tế bào và các cấu trúc bên trong tế bào nấm men. Cinnamaldehyde và eugenol cũng được Suppakul và ctv., (2012) thử hoạt tính kháng khuẩn đối với 10 chủng vi khuẩn gây bệnh và làm hỏng thức ĕn và 3 chủng nấm men bằng phương pháp giếng khuếch tán trên thạch đục lỗ. Hai chất này được tẩm vào giấy để thử tính kháng khuẩn trên môi trường thạch gần giống như cách thử kháng sinh đồ. Ở nồng độ 50 µl/ml, Cinnamaldehyde và eugenol thể hiện tính kháng khuẩn đối với các chủng thí nghiệm. Với nồng độ ức chế tối thiểu 0,78- 50 µl/ml, Cinnamaldehyde và eugenol ức chế toàn bộ các chủng thử nghiệm. Trong số các chủng thử nghiệm thì Aeromonas hydrophila và Enterococcus faecalis nhạy cảm nhất đối với Cinnamaldehyde và eugenol. Cinnamaldehyde, Sporan cùng với acid acetic được Yossa và ctv., (2012) thử tính kháng khuẩn đối với Escherichia coli O157:H7 và Salmonella bằng cách cho vào môi trường lỏng Luria-Bertani có vi khuẩn (7 log cfu/ mL) và chứa Cinnamaldehyde hoặc Sporan (800 và 1.000 ppm) riêng lẻ hay phối hợp với 200 ppm acetic acid và ử 37oC trong 6 giờ. Số tế bào sống sót được kiểm tra bằng phương pháp tráng đĩa. E. coli O157:H7 và Salmonella không được tìm thấy sau 1 giờ khi có sự hiện diện của 800 ppm Cinnamaldehyde. Trong nghiên cứu này đối với môi trường lỏng thì Cinnamaldehyde thể hiện tính ức chế với nồng độ thấp hơn so với môi trường thạch. Có thể là do trong môi trường lỏng với điều kiện nuôi cấy lắc làm cho khả nĕng tiếp lúc của V. parahaemolyticus với Cinnamaldehyde nhiều hơn. Hơn nữa trong môi trường thạch V. parahaemolyticus chỉ tiếp xúc với Cinnamaldehyde trên bề mặt thạch nên hiệu quả ức chế của Cinnamaldehyde thấp hơn so với trong môi trường lỏng. Đối với thí nghiệm gây nhiễm khi có sự hiện diện của Cinnamaldehyde cho tỷ lệ chết thấp hơn nhưng chưa có sự khác biệt lớn so với đối chứng. Các thí nghiệm tối ưu các điều kiện khác cần được nghiên cứu thêm để đánh giá hiệu quả phòng bệnh của Cinnamaldehyde. V. KẾT LUẬN Cinnamaldehyde có khả nĕng ức chế sự phát triển của Vibrio parahaemolyticus trong môi trường thạch và môi trường lỏng. Ở môi trường thạch với nồng độ 150 ppm chất này ức chế hoàn toàn Vibrio parahaemolyticus mọc trên môi trường TSA. Đối với môi trường lỏng ở nồng độ từ 40 ppm cho thấy có khả nĕng ức chế Vibrio parahaemolyticus sau 3 giờ nuôi cấy. Bước đầu cho thấy Cinnamaldehyde gây chết tôm nuôi cỡ 1-2g với nồng độ từ 7,5 ppm trở lên và hiệu quả chưa cao trong phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp tính. 73TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TÀI LIỆU THAM KHẢO Adams, T.B., 2004. The FEMA GRAS assessment of cinnamyl derivatives used as flavor ingredients. Food Chem. Toxicol. 42(2): 157-185 Brackman, G., Defoirdt, T., Miyamoto, C., Bossier, P., Calenbergh, S.V., Nelis, H., Coenye, T., 2008. Cinnamaldehyde and cinnamaldehyde derivatives reduce virulence in Vibrio spp. by decreasing the DNA-binding activity of the quorum sensing response regulator luxR. BMC Microbiol 8 (149): 1–14. Chenia, H.Y., 2015. Antimicrobial activity of cinnamaldehyde, vanillin and Kigelia africana fruit extracts against fish-associated Chryseobacterium and Myroides spp. Isolates. Afr J Tradit Complement Altern Med. 12(3): 55-67 Defoirdt, T., Miyamoto, C.M., Wood, T.K., Meighen, E.A., Sorgeloos, P., Verstraete, W., Bossier, P., 2007. The natural furanone (5Z)-4 bromo-5-(bromomethylene)-3- butyl- 2(5H)-furanone disrupts quorum sensing- regulated gene expression in Vibrio harveyi by decreasing the DNA-binding activity of the transcriptional regulator protein luxR. Environ Microbiol 9: 2486–2495. Defoirdt, T., Benneche, T., Brackman, G., Coenye, T., Sorgeloos, P., Scheie, A.A., 2012. A quorum sensing-disrupting brominated thiophenone with a promising therapeutic potential to treat luminescent vibriosis. PLoS One 7 (7): 417-88. Flegel, T.W., 2012. Historic emergence, impact and current status of shrimp pathogens in Asia. Journal of Invertebr Pathol 110: 166-173. Gde, S.J.Pande, Scheie, A.A., Benneche, T., Wille, M., Sorgeloos, P., Bossier, P., Defoirdt, T., 2013. Quorum sensing-disrupting compounds protect larvae of the giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii from Vibrio harveyi infection. Aquaculture 406-407: 121-124. Han, J., Tang, K., Tran, L.H., Lightner, D.V., 2015. Photorhabdus Insect-Related (Pir) Toxin-like Genes in a Plasmid of Vibrio Parahaemolyticus, the Causative Agent of Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND) of Shrimp. Dis Aquat Org 113(1): 33-40. Lightner, D.V., Redman, R.M., Pantoja, C.R., Noble, B.L., Loc Tran, 2012. Early Mortality Syndrome. Global aquaculture advocate 2/2012, p40 Loc, T., Nunan, L., Redman, R.M., Mohney, L.L., Pantoja, C.R., Fitzsimmons, K., Logambal, S.M., Venkatalakshmi, S., Michael, R.D., 2013. Determination of the infectious nature of the agent of acute hepatopancreatic necrosis syndrome affecting penaeid shrimp. Dis Aquat Org 105: 45–55. Natrah, F.M.I., Iftakharul, M.A., Pawar, S., Harzevili, A.S., Nevejan, N., Boon, N., Sorgeloos, P., Bossier, P., Defoirdt, T., 2012. The impact of quorum sensing on the virulence of Aeromonas hydrophila and Aeromonas salmonicida towards burbot (Lota lota L.) larvae. Vet Microbiol 159: 77–82 Panakorn, S., 2012. Opinion article: more on early mortality syndrome in shrimp. Aqua Culture Asia Pacific, 8 (1): 8-10. Prachumwat, A.A., Thitamadee, S., Sriurairatana, S., Chuchird, N., Limsuwan, C. Jantratit, W., Chaiyapechara, S., Flegel, T.W., 2012. Shotgun sequencing of bacteria from AHPNS, a new shrimp disease threat for Thailand. Poster, National Institute for Aquaculture Biotechnology, Mahidol University, Bangkok, Thailand (Poster available for free download at www.enaca.org) Suppakul, P., Chonhenchob, V., Sanla- Ead, N., 2012. Antimicrobial Activity of Cinnamaldehyde and Eugenol and Their Activity after Incorporation into Cellulose- based Packaging Films. Pakaging Technology and Science 25 (2): 7–17 Taguchi, Y., Hasumi, Y., Abe, S., Nishiyama, Y., 2013. The effect of cinnamaldehyde on the growth and the morphology of Candida albicans. Medical Molecular Morphology 46(1): 8-13 Yossa, N., Jitendra, P., Dumitru, M., Patricia, M., Charles, M., Gary, B., Martin, L.Y., 2012. Antibacterial activity of Cinnamaldehyde and Sporan against Escherichia Coli O157:H7 and Salmonella. Journal of Food Processing and Preservation ISSN 1745-4549. doi:10.1111/jfpp.12026 74 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 8 - THÁNG 9/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II EFFECT OF CINNAMALDEHYDE ON PREVENTION OF ACUTE HEPATOPANCREATIC NECROSIS DISEASE IN Penaeus vannamei SHRIMP Le Hong Phuoc1*, Bui Linh Tam2, Cao Thanh Trung1, Doan Van Cuong1 ABSTRACT This study was conducted to evaluate the effect of Cinnamaldehye on prevention of Acute Hepa- topancreatic Necrosis Disease (AHPND) in Penaeus vannamei shrimp. In vivo and in vitro tests were performed to test the effect of Cinnamaldehyde on Vibrio parahaemolyticus and on the pre- vention of AHPND. In agar medium, Cinnamaldehyde was added to Tryptic Soya Agar (TSA) at concentrations of 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, and 150 ppm. Equal amounts of V. parahaemolyticus suspension were plated on TSA plates which contained the above mentioned concentrations of Cinnamaldehyde and were incubated at 30oC for 24 hours. The concentration of 150 ppm Cinnamaldehyde completely inhibited the growth of Vibrio parahaemolyticus. In broth medium, Cinnamaldehyde was added to Nutrient broth at concentrations of 40, 50, 60, 70, 80, and 90 ppm. This componud was able to inhibit the growth of V. parahaemolyticus at a concentration of 40 ppm at 3 hours post-innoculation. In addition, Cinnamaldehyde was toxic to Penaeus vannamei shrimp. Hundred percent shrimp mortality was obtained when adding 15 ppm Cinnamaldehyde in the culture water. Application of Cinnamaldehyde in challenge test showed a slight protection of Penaeus vannamei shrimp against V. parahaemolyticus. Keywords: Cinnamaldehyde, shrimp, Vibrio parahaemolyticus Người phản biện: ThS. Ngô Thị Ngọc Thủy Ngày nhận bài: 06/9/2016 Ngày thông qua phản biện: 12/9/2016 Ngày duyệt đĕng: 15/9/2016 1 Southern Monitoring Center for Aquaculture Environment and Epidemics, Research Institute for Aquaculture No.2 2 Nong Lam university, HCMC. * Email: lehongphuoc@yahoo.com
File đính kèm:
- anh_huong_cua_cinnamaldehyde_trong_phong_benh_hoai_tu_gan_tu.pdf