Ảnh hưởng của Soy protein concentrate (SPC) tới enzyme tiêu hóa của cá cam Nhật Bản (Seriola quinqueradiata Temminck & Schlegel, 1845)
TÓM TẮT
Soy protein concentrate (SPC) là sản phẩm protein đã được xử lý loại bỏ hầu hết các chất kháng
dưỡng từ bột đậu nành (Soy bean meal, SBM) nên được xem là nguồn protein thay thế tiềm năng
cho bột cá (Fish meal, FM) trong thức ăn nuôi cá. Tuy nhiên tăng trưởng của cá ăn SPC vẫn suy
giảm so với FM, tương tự như khi cá ăn SBM. Do đó, nghiên cứu thực hiện nhằm đánh giá ảnh
hưởng của SPC tới hoạt tính enzyme tiêu hóa của cá cam Nhật Bản (Seriola quinqueradiata) khi
thay thế một phần protein bột cá trong thức ăn. Kết quả cho thấy hoạt tính enzyme trypsin và lipase
trong manh tràng và trong ruột trước của cá cam nuôi bằng thức ăn chứa SPC đã bị ức chế tương tự
như ở cá nuôi bằng bột đậu nành (SBM) và suy giảm so với cá nuôi bằng bột cá (FM).
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 Soy protein concentrate (SPC) tới enzyme tiêu hóa của cá cam Nhật Bản (Seriola quinqueradiata Temminck & Schlegel, 1845)
5 ± 10,7 241,5 ± 9,9 Trọng lượng thân cuối kỳ (g) 332,3 ± 21,4a 306,3 ± 21,4b 304,3 ± 7,6b SGR (%) 1,5 ± 0,2 1,4 ± 0,1 1,3 ± 0,0 DFR (%) 2,9 ± 0,2b 3,0 ± 0,0ab 3,3 ± 0,0a FCR 1,2 ± 0,0b 1,4 ± 0,1ab 1,7 ± 0,0a * Giá trị thể hiện ở giá trị trung bình ± SD của 3 mẫu được lặp lại 2 lần (n = 2). Các giá trị trong cùng một dòng với ký tự mũ khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05) 3.2. Tỉ lệ giữa trọng lượng của túi mật, hỗn dịch trong dạ dày và ruột trước và trọng lượng thân cá DFR của cá ăn SBM cao hơn so với cá ăn FM (P < 0,05) nhưng không khác biệt so với cá ăn SPC (P > 0,05). Tương tự, DFR của cá ăn FM và SPC tương tự nhau (P > 0,05). Ngược lại, FCR của cá ăn SBM cao hơn so với cá ăn FM (P < 0,05) và không khác biệt giữa cá ăn FM và SPC (P > 0,05) (Bảng 2). Tỉ lệ giữa trọng lượng túi mật và hỗn dịch trong dạ dày và ruột trước của cá trong cả 3 công thức thức ăn không có sự khác biệt (P > 0,05) (Bảng 3). Bảng 3. Tỉ lệ giữa trọng lượng của túi mật, hỗn dịch trong dạ dày và ruột trước (PI) và trọng lượng thân cá (% theo trọng lượng ướt)* Thức ăn FM SPC SBM P-value Túi mật (%) 0,1 ± 0,02 0,1 ± 0,04 0,1 ± 0,02 0,068 Hỗn dịch trong dạ dày (%) 1,4 ± 0,37 1,1 ± 0,32 1,6 ± 0,34 0,282 Hỗn dịch trong PI (%) 4,3 ± 1,40 4,4 ± 1,21 4,8 ± 1,78 0,832 * Giá trị thể hiện ở giá trị trung bình ± SD của 3 mẫu được lặp lại 2 lần (n = 2) 71TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 11 - THÁNG 7/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 3.3. Hoạt tính của enzyme Hoạt tính của pepsin, trypsin và lipase của cá được cho ăn bằng 3 công thức thức ăn được trình bày trong Hình 1- hình 4. Hoạt tính của pepsin trong dạ dày và hỗn dịch của dạ dày tương tự giữa 3 loại thức ăn (Hình 1). Hình 1. Hoạt tính của pepsin trong mô và hỗn dịch của dạ dày cá cam Nhật Bản sau cho ăn 3 giờ. * Giá trị thể hiện là giá trị trung bình ± SD của 3 cá trong 1 công thức thức ăn và lặp lại 2 lần (n = 2). Giá trị với các ký hiệu mũ khác nhau trong một đồ thị thể hiện sai số có ý nghĩa với P < 0,05. Hình 2. Hoạt tính của lipase và trypsin trong manh tràng cá cam Nhật Bản sau cho ăn 3 giờ. * Giá trị thể hiện là giá trị trung bình ± SD của 3 cá trong 1 công thức thức ăn và lặp lại 2 lần (n = 2). Giá trị với các ký hiệu mũ khác nhau trong một đồ thị thể hiện sai số có ý nghĩa với P < 0,05. Hoạt tính của trypsin trong manh tràng cá ăn SBM thấp hơn so với cá ăn FM (P < 0,05) trong khi của cá ăn SPC có giá trị trung gian giữa SBM và FM, và không có sự khác biệt có ý nghĩa (P > 0,05) (Hình 2). Hoạt tính của lipase trong manh tràng của cá ăn SBM thấp hơn so với cá ăn FM (P < 0,05) trong khi của cá ăn SPC có hoạt tính trung gian giữa 2 loại còn lại và không có sự khác biệt về mặt thống kê (P > 0,05) (Hình 2). Hoạt tính của trypsin trong mô PI của 3 loại thức ăn giống nhau (Hình 3); ngược lại, trypsin trong hỗn dịch của PI của cá ăn SBM có hoạt tính thấp nhất và nhưng chỉ thấp hơn có ý nghĩa so với cá ăn FM (P < 0,05) (Hình 4). 72 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 11 - THÁNG 7/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Hình 3. Hoạt tính của trypsin trong mô và hỗn dịch của ruột trước (PI) của cá cam Nhật Bản sau cho ăn 3 giờ. * Giá trị thể hiện là giá trị trung bình ± SD của 3 cá trong 1 công thức thức ăn và lặp lại 2 lần (n = 2). Giá trị với các ký hiệu mũ khác nhau trong một đồ thị thể hiện sai số có ý nghĩa với P < 0,05 Hình 4. Hoạt tính của lipase trong mô và hỗn dịch của ruột trước (PI) của cá cam Nhật Bản sau cho ăn 3 giờ. * Giá hiện là giá trị trung bình ± SD của 3 cá trong 1 công thức thức ăn và lặp lại 2 lần (n = 2). Giá trị với các ký hiệu mũ khác nhau trong một đồ thể hiện sai số có ý nghĩa với P < 0,05. Trong mô ruột trước của cá ăn SBM và SPC có hoạt tính của lipase tương tự nhau và thấp hơn so với cả FM (P < 0,05), ngược lại lipase trong hỗn dịch của PI của cá ăn FM cao hơn so với cá ăn SBM và SPC (P < 0,05). IV. THẢO LUẬN Ảnh hưởng của SPC tới enzyme tiêu hóa trong ống tiêu hóa của cá cam Nhật Bản được đánh giá trong nghiên cứu này. Trong mô dạ dày và hỗn dịch cho thấy không có sự khác biệt 73TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 11 - THÁNG 7/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II trong hoạt tính của pepsin giữa các loại thức ăn khác nhau, điều đó chứng tỏ rằng SPC hay SBM đều không ảnh hưởng tới sự tiết dịch ở cơ quan này. Ngược lại, có sự khác biệt trong hoạt tính của lipase và trypsin ở manh trành giữa các thức ăn khác nhau. Tuy nhiên, vì cấu trúc phức tạp của manh trành loài cá này nên không thể tách riêng mô và hỗn dịch trong manh tràng do đó không thể xác định rõ hoạt tính của các enzyme của cá ăn SBM thấp hơn so với SPC và FM là do từ sự suy giảm tiết dịch enzyme hay do khả năng tổng hợp tạo các enzyme này bị ức chế. Hoạt tính của trypsin và lipase trong mô PI cá ăn SBM và SPC cao hơn so với trong mô ruột cá ăn FM nhưng hai enzyme này trong hỗn dịch ở PI của SBM và SPC thấp hơn so với FM, điều này chứng tỏ SBM và SPC đều ức chế sự tiết dịch trypsin và lipase trong PI. Kết quả này tương tự như nghiên cứu trước đây của Nguyen et al., 2017 cũng thực hiên trên cá cam Nhật Bản. Trong nghiên cứu của Nguyen et al., (2017) cũng cho thấy một số chất có trong SBM có khả năng hòa tan trong cồn là nguyên nhân sự suy giảm này. Trong nghiên cứu này cho thấy sự suy giảm hoạt tính enzyme không chỉ có ở cá ăn SBM mà còn cả ở cá ăn SPC mặc dù SPC là sản phẩm đã được tinh chế từ SBM để loại bỏ hầu hết các chất kháng dưỡng có trong SBM. Anderson & Wolf (1995) cho rằng SPC được sản xuất bằng các phương thức khác nhau nên có sự khác biệt về chất lượng của SPC. Trong nghiên cứu này, sản phẩm SPC đã sử dụng làm suy giảm hoạt tính của enzyme trong PI tương tự như SBM. Có thể trong SPC vẫn còn tồn dư một số chất có khả năng hòa tan trong cồn. Kết quả nghiên cứu của Anderson & Wolf (1995) cho thấy còn 6 mg chất kháng trypsin trong 1g SPC khô, tương đương với 258 mg chất kháng trypsin có trong 1kg thức ăn của SPC trong thí nghiệm này. Sự tiết trypsin ở cá hồi Đại Tây dương và cá hồi vân nước ngọt bị ức chế ở nồng độ 4,8mg/kg diet (Olli et al., 1994) và 37 mg chất ức chế trypsin từ đậu nành trong 1kg thức ăn (Krogdahl et al., 1994). Ngoài ra, một tác nhân khác tồn tại phổ biến trong protein thực vật gây ức chế hoạt tính của lipase đó là phytate. Phytate là một dạng carbohydrate không hòa tan trong cồn và không bị phân hủy trong quá trình sản xuất SPC. Knuckles (1988) chứng minh rằng ở thí nghiệm trong ống nghiệm cho thấy 4mM phyate ở pH 6,5 hoặc 1mg phytate/g ở pH 8,0 đã ngăn cản hoạt tính của lipase trong tuyến tụy sau khi ủ 30 phút ở 200C; Kết quả phân tích của Anderson & Wolf (1995) cho thấy có 17mg và 16 mg phytate trong 1 gram SPC và SBM, tương đương với 22 mg và 26 mg phytate có trong SPC và SBM thức ăn được cá tiêu thụ hàng ngày trong nghiên cứu này. Do đó, phytate trong SPC và SBM có thể là một trong những chất ức chế hoạt tính của lipase và cần nghiên cứu ảnh hưởng của yếu tố này. V. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu này cho thấy sự tiết enzyme tiêu hóa bị suy giảm khi cá cam Nhật Bản ăn thức ăn protein thay thế từ SBM hoặc từ SPC. Các thành phần có thể hòa tan trong cồn có trong đậu nành có khả năng còn tồn dư trong SPC và được xem là nguyên nhân của sự suy giảm hoạt tính enzyme tiêu hóa, dẫn tới sự suy yếu tăng trưởng của cá khi nuôi bằng SPC trong nghiên cứu này. Để mở rộng việc sử dụng SPC trong thức ăn cho cá cam Nhật Bản và các loài khác, cần nghiên cứu thêm để xác định thành phần các chất kháng dưỡng có trong SPC và phương pháp loại bỏ hiệu quả các thành phần này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Albro, P.W., Hall, R.D., Corbett, J.T., Schroeder, J., 1985. “Activation of nonspecific lipase (EC 3.1.L) by bile salts”, Biochim, Biophys. Acta, 835, 477–490. Anderson, R.L., Wolf, W.J., 1995. “Compositional Changes in Trypsin Inhibitors, Phytic Acid, Saponins and Isoftavones Related to Soybean Processing”, J. Nutr., 125, 518s–588s. Anson, B.Y.M.L., 1938. “The estimation of pepsin, trypsin, papain, and cathepsin with hemoglobin”, J. Gen. Physiol., 20, 79–89. doi:10.1085/ jgp.22.1.79 AOAC (Association of official analytical chemist), 1990. “Official Methods of Analysis of the association of official analytical chemists”. 74 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 11 - THÁNG 7/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Fifteenth ed. (ed. by W. Horwitz), Arlington, VA, USA, 1298 pp. Colburn, H.R., Walker, A.B., Breton, T.S., Stilwell, J.M., Sidor, I.F., Gannam, A.L., Berlinsky, D.L., 2012. “Partial Replacement of Fishmeal with Soybean Meal and Soy Protein Concentrate in Diets of Atlantic Cod”, N. Am. J. Aquac., 74, 330–337. doi:10.1080/15222055.2012.676008 Dabrowski, K., Koeck, G., 1989. “The effect of ascorbate on proteolytic enzyme activities in fish”, Int. J. Vitam. Nutr. Res., 59, 157–160. Day, O.J., Gonzalez, H.G.P., 2000. “Soybean protein concentrate as a protein source for turbot Scophthalmus maximus L”, Aquac. Nutr., 6, 221– 228. doi:10.1046/j.1365-2095.2000.00147.x Jirsa, D., Davis, A., Stuart, K., Drawbridge, M., 2011. “Development of a practical soy-based diet for California yellowtail, Seriola lalandi”, Aquac. Nutr., 17, e869–e874. doi:10.1111/j.1365- 2095.2011.00856.x Kader, M.A., Koshio, S., Ishikawa, M., Yokoyama, S., Bulbul, M., 2010. “Supplemental effects of some crude ingredients in improving nutritive values of low fishmeal diets for red sea bream, Pagrus major”, Aquaculture, 308, 136–144. doi:10.1016/j.aquaculture.2010.07.037 Kissil, G.W., Lupatsch, I., Higgs, D.A., Hardy, R.W., 2000. “Dietary substitution of soy and rapeseed protein concentrates for fish meal, and their effects on growth and nutrient utilization in gilthead seabream Sparus aurata L.”, Aquac. Res., 31, 595–601. doi:10.1046/j.1365- 2109.2000.00477.x Knuckles, B.E., 1988. “Effect of Phytate and Other Myo-lnositol on Lipase Activity Phosphate Esters”, J. Food Sci., 53, 250–252. Kofuji, P.Y.M., Akimoto, A., Hosokawa, H., Masumoto, T., 2005. “Seasonal changes in proteolytic enzymes of yellowtail Seriola quinqueradiata (Temminck & Schlegel; Carangidae) fed extruded diets containing different protein and energy levels”, Aquac. Res., 36, 696–703. doi:10.1111/j.1365- 2109.2005.01276.x Krogdahl, A., Lea, T.B., Olli, J., 1994. “Soybean proteinase inhibitors affect intestinal trypsin activities and amino acid digestibilities”, Comp. Biochem. Physiol., 107A, 215–219. Li, P.Y., Wang, J.Y., Song, Z.D., Zhang, L.M., Zhang, H., Li, X.X., Pan, Q., 2015. “Evaluation of soy protein concentrate as a substitute for fishmeal in diets for juvenile starry flounder (Platichthys stellatus)”, Aquaculture , 448, 578– 585. doi:10.1016/j.aquaculture.2015.05.049 Murashita, K., Fukada, H., Rønnestad, I., Kurokawa, T., Masumoto, T., 2008. “Nutrient control of release of pancreatic enzymes in yellowtail (Seriola quinqueradiata): Involvement of CCK and PY in the regulatory loop”, Comp. Biochem. Physiol. Part A Mol. Integr. Physiol., 150, 438–443. doi: cbpa.2008.05.003 Nguyen H.P., Khaoian P., Fukada H., Nakamori T., Furuta H., Masumoto T., 2011. “Effects of different soybean proteins on lipid digestion and growth of yellowtail Seriola quinqueradiata”, Fish Science, 77, 357–365. Nguyen, H.P., Khaoian, P., Fukada, H., Suzuki, N., Masumoto, T., 2015. “Feeding fermented soybean meal diet supplemented with taurine to yellowtail Seriola quinqueradiata affects growth performance and lipid digestion”, Aquac. Res., 46, 1101–1110. doi:10.1111/are.12267 Nguyen H.P., Khaoian P., Furutani T., Nagano J., Fukada H., Masumoto T., 2017. “Effects of alcohol extract of defatted soybean meal on growth performance and digestive physiology of yellowtail Seriola quinqueradiata”, Fish Science, 83, 99–106. Olli, J.J., Hjelmeland, K., Krogdahl, Å., 1994. “Soybean trypsin inhibitors in diets for Atlantic salmon (SaZmo salar, L.): effects on nutrient digestibilities and trypsin in pyloric caeca homogenate and intestinal content”, Camp. Bioclwm. Physiol., 109, 923–928. Peisker, M., 2001. “Manufacturing of soy protein concentrate for animal nutrition” in: Brufau, J. (Ed.), “Feed Manufacturing in the Mediterranean Region. Improving Safety: From Feed to Food”, Zaragoza, Ciheam, pp. 103–107. Salze, G., McLean, E., Battle, P.R., Schwarz, M.H., Craig, S.R., 2010. “Use of soy protein concentrate and novel ingredients in the total elimination of fish meal and fish oil in diets for juvenile cobia, Rachycentron canadum”, Aquaculture, 298, 294–299. Storebakken, T., Shearer, K.., Roem, A.., 1998. “Availability of protein, phosphorus and other 75TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 11 - THÁNG 7/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II elements in fish meal, soy-protein concentrate and phytase-treated soy-protein-concentrate- based diets to Atlantic salmon, Salmo salar Aquaculture, 161, 365–379. doi:10.1016/S0044- 8486(97)00284-6 Thao Xuan La, Manabu Ishikawa, Tola Siriporn, Haruhisa Fukada and Toshiro Masumoto, 2017. “Effects of dietary phospholipid level and fraction on the feed intake of no-fish meal diet in yellowtail, Seriola quinqueradiata”, Aquaculture Research, 1- 7. Wu, Y., Han, H., Qin, J., Wang, Y., 2015. “Replacement of fishmeal by soy protein concentrate with taurine supplementation in diets for golden pompano (Trachinotus ovatus)”, Aquac. Nutr., 21, 214–222. doi:10.1111/anu.12161 76 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 11 - THÁNG 7/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II EFFECT OF SOY PROTEIN CONCENTRATE (SPC) ON DIGESTIVE ENZYMES OF YELLOWTAIL (Seriola quinqueradiata Temminck & Schlegel, 1845) La Xuan Thao1* ABSTRACT Soy protein concentrate (SPC) is a product from soybean meal (SBM) after elimination of anti- nutrients, therefore SPC is considered a potential substitute for fish meal (FM) in aquaculture feed. However, growth performance of fish fed SPC was inferior to FM and was similar to fish fed SBM. Therefore, this study was carried out to determine effects of SPC on digestive enzymes of yellowtail (Seriola quinqueradiata) fed SPC-based non FM diet. The results showed that trypsin and lipase activites in pyloric caeca and proximal intestine of yellowtail fed SPC declined similarly to that of fish fed SBM diet and were inferior to that of fish fed FM diet. Keywords: Soy protein concentrate, Soy bean meal, Fish meal, trypsin, lipase Người phản biện: TS. Nguyễn Văn Nguyện Ngày nhận bài: 11/6/2018 Ngày thông qua phản biện: 29/6/2018 Ngày duyệt đăng: 10/7/2018 1 National Breeding Center for Southern Marine Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No.2 * Email: lxuanthao@gmail.com
File đính kèm:
- anh_huong_cua_soy_protein_concentrate_spc_toi_enzyme_tieu_ho.pdf