Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung Astaxanthin và β-glucan được chiết xuất từ sinh khối nấm men Rhodospridium sp. vào thức ăn cho cá dĩa đỏ Symphysodon sp
TÓM TẮT Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của astaxanthin và β - Glucan được chiết xuất từ sinh khối nấm men Rhodospridium sp. vào thức ăn cho cá dĩa đỏ Symphysodon sp. Nghiên cứu gồm hai nội dung: nội dung 1 khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung astaxanthin vào thức ăn lên tăng cường màu sắc ở cá dĩa đỏ Symphysodon sp. được thực hiện trên cá có kích thước 6cm. Thí nghiệm gồm có ba nghiệm thức: (1) thức ăn được bổ sung astaxanthin từ chiết xuất với lượng 90 mg/kg thức ăn; (2): thức ăn được bổ sung astaxanthin bán trên thị trường với lượng 90 mg/kg thức ăn và nghiệm thức đối chứng: thức ăn không được bổ sung astaxatnhin. Sau 90 ngày thí nghiệm kết quả ghi nhận, cá ở nghiệm thức 2 có màu sắc đậm nhất, kế đến là nghiệm thức 1 và thấp nhất là nghiệm thức đối chứng. Mặc dù cá dĩa ở nghiệm thức 1 có màu sắc nhạt hơn nhưng cá dĩa ở nghiệm thức 1 có thể lưu giữ màu được lâu hơn sau khi dừng cho ăn thức ăn có bổ sung sắc tố so với cá dĩa ở nghiệm thức 2. Như vậy, astaxanthin được chiết xuất từ sinh khối nấm men đã có tác dụng nâng cao màu sắc trên cá dĩa đỏ. Nội dung 2 khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung β - glucan vào thức ăn lên tăng cường sức đề kháng ở cá dĩa đỏ Symphysodon sp. được thực hiện trên cá có kích thước 6cm. Thí nghiệm tiến hành gồm 1 nghiệm thức đối chứng (thức ăn không bổ sung β-glucan) và 3 nghiệm thức bổ sung β-glucan vào thức ăn trong thời gian 30 ngày với liều lượng bổ sung là 0,1%, 0,5% và 1%. Sau 30 ngày thí nghiệm kết quả ghi nhận: Ở nghiệm thức cho ăn nồng độ 1% có khả năng kích thích miễn dịch cho cá dĩa thông qua hàm lượng tế bào bạch cầu trên 3500 tế bào trên ul. Ngoài ra cũng cho thấy β-glucan có khả năng kích thích tăng sức đề kháng hơn là trị bệnh
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung Astaxanthin và β-glucan được chiết xuất từ sinh khối nấm men Rhodospridium sp. vào thức ăn cho cá dĩa đỏ Symphysodon sp
bổ sung β-glucan, vi khuẩn Aeromonas hydrophila nồng độ 105 cfu/ml được cảm nhiễm vào cá. Phương pháp gây cảm nhiễm: Aeromonas hydrophila được dùng để gây cảm nhiễm bằng cách tiêm vào bụng cá 0,1 ml vi khuẩn ở nồng độ 105 cfu/ ml (dựa vào luận cứ Yang và cộng sự năm 2014 khi nghiên cứu ảnh hưởng của β-glucan lên hệ miễn dich của tôm khi cho tôm ăn thức ăn có chứa 0,1% trong vòng 28 ngày, tổng số tế bào trong máu tăng lên so với mẫu đối chứng [10]). Cá đối chứng được tiêm bằng nước muối sinh lý (do vi khuẩn được hòa vào nước muối sinh lý để tiêm cho cá nên ở nghiệm thức đối chứng tiêm nước muối sinh lý để để chứng minh nước muối sinh lý không tác động đến quá trình gây bệnh). Sau khi cảm nhiễm, 2 nghiệm thức được thực hiện gồm NT1: cá tiếp tục được cho ăn thức ăn có bổ sung β-glucan và NT2: cá được cho ăn thức ăn bình thường không có bổ sung β-glucan. Tỉ lệ cá sống được theo dõi trong thời gian từ 7 – 10 ngày thì kết thúc thí nghiệm. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần. Chỉ tiêu theo dõi: Số lượng bạch cầu và tỉ lệ sống cá thí nghiệm. Tất cả các số liệu thu thập được sau thí nghiệm được tính toán bằng chương trình Excel và xử lý thống kê theo phương pháp phân tích phương sai ANOVA bằng phần mềm thống kê Minitab 16, sự khác biệt giữa các chỉ tiêu trong thí nghiệm giữa các nghiệm thức được so sánh bằng trắc nghiệm Tukey với mức ý nghĩa 95%. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung astaxanthin vào thức ăn lên tăng cường màu sắc ở cá dĩa đỏ Symphysodon sp. Kết quả ảnh hưởng astaxanthin lên màu sắc của cá dĩa được đánh giá thông qua điểm số màu sắc thể hiện ở Bảng 1. Sau ba tháng thí nghiệm, kết quả cho thấy màu sắc của cá dĩa đỏ ở các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê. Dựa vào kết quả về điểm số màu sắc trung bình và phân tích thống kê ANOVA một yếu tố của Bảng 1 thì cá dĩa có màu sắc đậm nhất ở nghiệm thức 2 (astaxanthin trên thị trường) với số điểm trung bình là 28,25; kế đến là nghiệm thức 1 (astaxanthin được chiết xuất từ sinh khối nấm men); nghiệm thức đối chứng không sử dụng astaxanthin cho kết quả màu sắc trên da cá dĩa nhạt nhất với 20,48 điểm. Điều này có thể do sản phẩm chiết xuất từ sinh khối nấm men có nguồn gốc tự nhiên nên tác dụng lên màu cho cá dĩa diễn ra chậm hơn theo một cơ chế tác động nhiều giai đoạn, còn sản phẩm astaxanthin trên thị trường được tổng hợp bằng con đường hóa học nên có tác động nhanh hơn. Theo đánh giá cảm quan từ nhóm nghiên cứu, cá dĩa khi được cho ăn thức ăn là tim bò chế biến có bổ sung astaxanthin chiết xuất từ sinh khối nấm men có thể lưu giữ màu được lâu hơn sau khi dừng cho ăn thức ăn có bổ sung sắc tố so với cá dĩa được cho ăn thức ăn bổ sung astaxanthin từ thị trường. Như vậy, astaxanthin được chiết xuất từ sinh khối nấm men có tác dụng cải thiện màu sắc trên cá dĩa đỏ. Bảng 1. Điểm số màu sắc của cá dĩa đỏ ở các nghiệm thức Nghiệm thức Điểm số ĐC 20,48c ± 0,10 NT1 26,23b ± 0,20 NT2 28,25a ± 0,21 Ghi chú: Điểm số của mỗi lần lặp là trung bình cộng của 3 người tham gia đánh giá dựa vào bảng điểm của quạt so màu ± độ lệch chuẩn. Các chữ cái trên cùng một cột khác nhau là sai khác có ý nghĩa về mặt thống kê (P<0,05). Mặc dù dựa vào kết quả đánh giá cảm quan của nhóm nghiên cứu về sự lưu giữ màu sắc trên cá dĩa thí nghiệm nhưng kết quả cũng cho thấy astaxanthin có nguồn gốc tự nhiên có một ảnh hưởng nhất định và hiệu quả đến màu sắc của cá dĩa đỏ. Điều này đã được Eaton và cộng sự năm 2016 kiểm chứng khi tiến hành thí nghiệm về ảnh hưởng của astaxanthin tổng hợp và astaxanthin tự nhiên lên cá Anh Đào Puntius titteya. Thí nghiệm thực hiện trong 12 tuần với hai liều astaxanthin mỗi loại, 20 và 40 mg/kg, được bổ sung vào thức ăn. Astaxanthin tự nhiên được sản xuất bằng phương pháp lên men vi khuẩn Paracoccus carotinifaciens. 102 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2020 Khẩu phần ăn có chứa 20 mg/kg astaxanthin tự nhiên hay tổng hợp làm tăng màu đỏ của vây hậu môn và phần lưng phía trước cá đực. Trong khi đó, thức ăn đối chứng lại làm giảm màu đỏ trên cá Anh Đào. Đặc biệt, kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ có liều 20 mg/kg astaxanthin tự nhiên làm thay đổi màu sắc trên cá cái [4]. Cá cũng như các loài động vật khác không thể tổng hợp mới carotenoid [5]. Màu sắc của chúng chủ yếu dựa vào carotenoid từ thức ăn [8]. Các loài thủy sản nuôi áp dụng bổ sung sắc tố trong thức ăn như: Các loài cá biển: họ cá hồi biển (Salmonid), cá hồi vân, cá vược đỏ; Cá nước ngọt: họ cá chép, cá rô phi, cá vàng; Giáp xác: tôm biển và tôm nước ngọt. Tương tự, Lovatelli và ctv năm 2009 cũng báo cáo rằng astaxanthin là sắc tố đã được sử dụng từ lâu để sản xuất thức ăn cho các nghành công nghiệp nuôi cá hồi [7]. Sự hấp thụ 2 loại sắc tố astaxanthin và canthaxanthin phụ thuộc vào loài [3]. Carotenoid trong khẩu phần thức ăn cung cấp có thể cải tiến và gia tăng màu sắc của da như ở cá cảnh. Điều này đặc biệt có ý nghĩa quan trọng với các loài cá cảnh. Sắc tố của cá vàng và cá koi được cải tiến bởi việc bổ sung carotenoid và những loài cá này có khả năng chuyên hóa zeaxanthin thành astaxanthin. Tuy nhiên, cá vàng thiếu khả năng chuyển hóa lutein và giới hạn khả năng chuyển đổi β-carotene thành astaxanthin. Tippawan Paripatananont và ctv năm 1999, đã thực hiện thí nghiệm để xác định liều tối ưu của astaxanthin đới với cá vàng (Carassius auratus). Cá vàng được cho ăn các khẩu phần có chứa 0, 25, 50, 75 và 100 mg astaxanthin/kg trong 4 tuần. Sự hình thành sắc tố trên da cá được đo bằng cách đánh giá cảm quan và đém các tế bào sắc tố được sinh ra trong tế bào hạ bì của da cá. Cả hai cách đều cho thấy 36 – 37 mg/kg astaxanthin là liều tối ưu để kích thích màu sắc ở cá. Tiếp tục quan sát cá trong 4 tuần sau thí nghiệm cho thấy cá được kích thích bởi chế độ ăn astaxanthin có màu sắc ổn định. Vì vậy, cho ăn thức ăn có bổ sung astaxanthin có thể là một cách thích hợp đối với những nhà sản xuất cá vàng để kích thích màu sắc ở cá trưởng thành được nuôi trong môi trường không có tảo. Bên cạnh đó, tỷ lệ sống của cá được cải thiện đáng kể khi trong khẩu phần thức ăn có bổ sung sắc tố astaxanthin so với nghiệm thức đối chứng. Tuy nhiên tác dụng của astaxanthin đối với tăng trọng của cá thì không đáng kể [9]. Một nghiên cứu của Trịnh Thị Lan Chi năm 2010 về thử nghiệm bổ sung sắc tố astaxanthin và canthaxanthin vào thức ăn cho cá chép Nhật (cá chép Koi – Cyprinus carpio) nhằm duy trì màu sắc cá cho thấy: Với hàm lượng bổ sung > 25 mg/kg thức ăn, astaxanthin có tác dụng tích cực trong việc cải thiện màu sắc ở cá chép Nhật, trong đó hàm lượng hiệu quả nhất là 78,22 ± 5,84 mg/kg thức ăn. Định kỳ 3 tháng / lần cho cá ăn thức ăn có bổ sung astaxanthin với hàm lương 78,22 ± 5,84 mg/kg liên tục trong 2 tháng sau đó ngưng 1 tháng rồi lại tiếp tục lặp lại chu kỳ trên. Hoặc cho cá ăn thức ăn có bổ sung astaxanthin với hàm lượng 80 mg/kg trong 2 tháng, sau đó giảm còn 51,5 ± 13,86 mg/kg thức ăn để duy trì màu sắc của cá. Tương tự như astaxanthin, với hàm lượng bổ sung > 25 mg/kg, canthaxanthin có tác dụng cải thiện màu sắc của cá chép Nhật và hàm lượng hiệu quả nhất là 137,97 ± 7,20 mg/kg [1]. Hình 1. Màu sắc của cá dĩa khi cho ăn thức ăn có astaxanthin ở các nghiệm thức. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 103 2. Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung β-glucan vào thức ăn lên tăng cường sức đề kháng ở cá dĩa đỏ 2.1 Kết quả ảnh hưởng β-glucan đến số lượng bạch cầu của cá dĩa Sau 30 ngày cho cá ăn thức ăn có bổ sung β-glucan với các nồng độ khác nhau 0,1%, 0,5% và 1 %, mang cá ở nghiệm thức cho ăn ở nồng độ 1% và 0,5% có màu đỏ tươi và lượng máu nhiều hơn so với nghiệm thức đối chứng do bên trong sợi mang chứa nhiều tế bào hồng cầu hơn. Theo kết quả đếm lượng bạch cầu trong Hình 2, lượng bạch cầu ở nghiệm thức cho ăn Hình 2. Tổng số tế bào bạch cầu sau khi bổ sung β-glucan. thức ăn có bổ sung 1% β-glucan là cao nhất 3,58±0,39×103 tb/ul, cao hơn nhiều so với nghiệm thức đối chứng là 1,55±0,18×103 tb/ ul. Ở nghiệm thức bổ sung 0,5% β-glucan số lượng bạch cầu tăng 2,98±1,26×103 tb/ul và ở nghiệm thức 0,1% β-glucan số lượng bạch cầu là 1,93±0,29×103 tb/ul, tăng không đáng kể so với nghiệm thức đối chứng. Đồng thời, qua kết quả đếm lượng bạch cầu cũng cho thấy tổng số tế bào bạch cầu trong máu có sự thay đổi so với nghiệm thức đối chứng không bổ sung β-glucan. Kết quả này cũng tương tự như kết quả nghiên cứu của Yang và cộng sự năm 2014 khi nghiên cứu ảnh hưởng của β-glucan lên hệ miễn dich của tôm khi cho tôm ăn thức ăn có chứa 0,1% trong vòng 28 ngày, tổng số tế bào trong máu tăng lên so với mẫu đối chứng [10]. Đồng thời, qua kết quả đếm lượng bạch cầu cũng cho thấy tổng số tế bào bạch cầu trong máu có sự thay đổi so với nghiệm thức đối chứng không bổ sung β-glucan. Do đó β-glucan có tác động lên cá thể khỏe mạnh làm tăng số lượng bạch cầu trong máu từ đó hệ miễn dich của cá có thể được tăng cường. 2.2. Kết quả ảnh hưởng của β-glucan lên tỉ lệ sống của cá bị nhiễm khuẩn Sau khi cho cá ăn ở nồng độ có trộn 1% β-glucan, quan sát thấy cá khỏe vẫn ăn thức ăn như bình thường, chứng tỏ chế phẩm β-glucan an toàn cho cá dĩa. Sau 30 ngày, nồng độ vi khuẩn 105 cfu/ml được tim vào toàn bộ cá ở các nghiệm thức và cá tiếp tục được cho ăn thức ăn có trộn chế phẩm với ba nồng độ khác nhau. Sau khi tiêm khuẩn, cá vẫn ăn thức ăn có trộn chế phẩm nhưng lượng ăn ít hơn trước khi tiêm khuẩn. Sau 10 ngày, ở nghiệm thức 1 cho cá tiếp tục ăn thức ăn có bổ sung β-glucan, cá chết nhiều với tỉ lệ trên 50%. Đối với nghiệm thức không cho ăn β-glucan (NT đối chứng) và nghiệm thức trộn β-glucan với nồng độ 0,1%, tỉ lệ chết của cá tương đương với tỉ lệ chết của cá ở nghiệm thức 2 khi không cho cá ăn thức ăn có bổ sung β-glucan sau khi tiêm khuẩn vào cá. Ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bổ sung 0,1% β-glucan, sau khi tiêm khuẩn, 1 số cá có biểu hiện lở loét ở vị trí tiêm và có dấu hiệu xuất huyết ở vùng mang và miệng. Ở nghiệm thức bổ sung 0,5%, số lượng cá còn sống ở cả 2 nghiệm thức tiếp tục cho ăn và không cho ăn β-glucan không có sự thay đổi, tỉ lệ sống đều cao trên 50%, lần lượt là 67,78±3,85% và 72,2±1,92%. Ở nghiệm thức bổ sung β-glucan cao nhất 1%, tỉ lệ sống của cá đạt khoảng 81,1±1,92% và không có sự khác biệt giữa việc tiếp tục cho cá ăn β-glucan và không cho cá ăn β-glucan. 104 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2020 Như vậy, β-glucan có ảnh hưởng đến tỉ lệ sống của cá dĩa khi cá bị nhiễm khuẩn. Kết quả có thể do β-glucan làm tăng khả năng miến dịch của cá, giúp cá có khả năng kháng lại với vi khuẩn gây bệnh Aeromonas hydrophila. Điều này chứng tỏ, β-glucan có khả năng giúp cá phòng bệnh do vi khuẩn Aeromonas hydrophila. Liều bổ sung thích hợp cho cá khi kết hợp với β-glucan là 1%, đồng thời việc tiếp tục bổ sung β-glucan sau khi cá bị nhiễm khuẩn không có thay đổi nhiều so với nghiệm thức không bổ sung β-glucan sau khi cá bị nhiễm khuẩn. Từ kết quả thử nghiệm trên cá, xác định được chế phẩm bổ sung cho thức ăn cho cá có thể làm đậm màu của cá và làm tăng hệ miễn dịch để phòng bệnh với hàm lượng astaxanthin và β-glucan lần lượt là 90mg/kg thức ăn và 10g/ kg thức ăn. Từ đây có thể tạo ra chế phẩm chứa hỗn hợp cả hai chất bổ sung thức ăn cho cá dĩa có chứa đồng thời astaxanthin và β-glucan như hàm lượng trên. IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Kết quả nghiên cứu ghi nhận: Astaxanthin được chiết xuất từ sinh khối nấm men có tác dụng cải thiện màu sắc trên cá dĩa đỏ Symphysodon sp ở liều 90 mg/kg thức ăn sau khi cho cá ăn trong ba tháng. Sau 30 ngày cho cá ăn thức ăn có bổ sung β-glucan ở nồng độ 1% có khả năng kích thích miễn dịch cho cá dĩa thông qua hàm lượng tế bào bạch cầu trên 3500 tế bào trên µl và tỉ lệ sống của cá đạt 81,1%. Từ kết quả thử nghiệm trên đã xác định được Hình 3. Tỉ lệ sống của cá 10 ngày theo dõi sau khi gây nhiễm. Hình 2. Cá dĩa bị xuất huyết ở vùng miệng và mang ở NT đối chứng (a) và cá bị lở loét ở vị trí tiêm ở NT bổ sung 0,1% β-glucan (b). Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 105 chế phẩm bổ sung vào thức ăn cho cá để làm tăng màu sắc và sức đề kháng của cá dĩa với hàm lượng astaxanthin và β-glucan lần lượt là 90mg/kg thức ăn và 10g/kg thức ăn. 2. Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng trực tiếp sinh khối nấm men để bổ sung vào thức ăn cho cá. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Trịnh Thị Lan Chi. 2010. Thử nghiệm bổ sung sắc tố astaxanthin và canthaxanthin vào thức ăn cho cá chép Nhật (cá chép koi - Cyprinus carpio). Đề tài cấp thành phố. Sở Khoa Học và Công nghệ Tp.HCM. 2. Ngô Đại Nghiệp, 2017. Nghiên cứu quy trình sản xuất astaxanthin và β-glucan để bổ sung vào thức ăn cho cá dĩa đỏ. Đề tài cấp thành phố. Sở Khoa Học và Công nghệ Tp.HCM. Tiếng Anh 3. Buttle, L., Crampton, V., & Williams, P. 2001. The effect of feed pigment type on fl esh pigment deposition and colour in farmed Atlantic salmon, Salmo salar L. Aquaculture Research, 32 (2): 103 – 111. 4. Eaton,L., Clezy,K; Snellgrove, D.; Sloman,K. (2016), The behavioural effects of supplementing diets with synthetic andnaturally sourced astaxanthin in an ornamental fi sh (Puntius titteya), Applied Animal Behaviour Science 182, pp. 94–100. 5. Gupta, S. K., Jha, A. K., Pal, A. K., and Venkateshwarlu, G.,(2007), Use natural carotenoid for pigment in fi sh, Natural product radiance, Vol 6(1), pp. 46-49, Central Institute of Fisheries Education, Marahashtra, Indian. 6. Le Thanh Hung, Vu Cam Luong and L. Weschen, 2005. Current state and potential of ornamental fi sh production in Hochiminh City. Sterling University Newsletter No. 2. 7. Lovatelli Alessandro and ChenJiaxin., 2009. Use of environmental friendly feed additives and probiotics in Chinese aquaculture. Yellow Sea Fisheries Research Institute, China. 8. Torrissen, O.J., Hardy, R.W., Shearer, K.D., Scott, T.M., Stone, F.E., (1990), Effects of dietarycanthaxanthin level and lipid level on apparent digestibility coeffi cients for cantha-xanthin in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), Aquaculture 88, pp. 351–362. 9. Tippawan Paripatananont, Jirasak Tangtrongpariroi, Achariya Sailasuta and Nantarika Chansue, 1999. Effect os astaxanthin on the pigmentation of goldfi sh Carassius auratus. In: Journal of the world aquaculture Society 30 (4), pp. 454 – 460. 10. Yang CC, Chen SN, Lu CL, Chen S, Lai KC, et al. (2014) Effect of Mushroom Beta Glucan (MBG) on Immune and Haemocyte Response in Pacifi c White Shrimp (Litopenaeus vannamei). J Aquac Res Development 5: 275
File đính kèm:
- nghien_cuu_anh_huong_cua_viec_bo_sung_astaxanthin_va_glucan.pdf