Thức ăn cho tôm với thành phần protein đơn bào

Các nhà nghiên cứu ở Canada vừa hoàn thành thành công một thử nghiệm với tôm, một bước tiến tiềm năng lớn cho dinh dưỡng nuôi trồng thuỷ sản.

Các nhà khoa học tại Trung tâm công nghệ nuôi trồng thủy sản ở Canada (CATC) đã tiến hành thử nghiệm độc lập lợi ích tiềm năng của ProTyton – một thành phần thức ăn protein đơn bào được sản xuất từ quá trình kỵ khí – cho tôm nuôi. Sau 18 tháng thử nghiệm, các phát hiện ban đầu cho thấy thành phần mới này có thể là một sản phẩm có hiệu quả về chi phí và bền vững với các lợi ích có thể có cho ngành công nghiệp toàn cầu trị giá tới 15 tỷ USD một năm.

Tiến sĩ André Dumas, Giám đốc về dinh dưỡng thức ăn cho cá tại CATC cho biết: “Thành phần này không chỉ cung cấp các chất dinh dưỡng quan trọng mà còn góp phần tạo nên sức khỏe và khả năng miễn dịch của các loài mà chúng tôi đã nghiên cứu cho đến nay. Các dấu hiệu chỉ ra rằng ProTyton có thể là một thành phần tuyệt vời để tăng cường sự sống, tăng trưởng và sức khỏe của tôm”.

Như Dumas đã chỉ ra, các kết quả ban đầu là cực kỳ đáng khích lệ: Trong các thử nghiệm sơ bộ nuôi tôm trong 4 tuần, ProTyton với tỷ lệ 10% và 15% (với một lần lặp lại mỗi chế độ ăn) tăng gấp đôi tỷ lệ sống (lên hơn 80% so với chế độ ăn tham khảo thương mại) và tăng mức tăng trọng lượng hơn 50%. Sản phẩm được chứng minh là có khả năng tiêu hóa cao và phát huy hiệu quả tốt trong nhiều khẩu phần thức ăn nuôi trồng thủy sản.

Hơn nữa, một nghiên cứu khác đã chứng minh rằng việc đưa ProTyton vào chế độ ăn CATC làm giảm tỷ lệ chết của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) so với chế độ ăn thương mại khi được thử nghiệm với Vibrio parahaemolyticus – tác nhân gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND), thường được gọi là EMS, hoặc Hội chứng tôm chết sớm.

Dumas nói: “Đó là một kết quả rất tích cực, đáng khích lệ”.

Trước khi công nghệ mới lạ này được đặt dưới kính hiển vi tại CATC, ProTyton được phát triển và mở rộng bởi White Dog Labs (WDL), một công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại New Castle, Del., Hoa Kỳ. ProTyton hiện đang được sản xuất bằng máy lên men 5000 gallon tại cơ sở thí điểm Delaware của WDL và vì đây là công nghệ dựa trên yếm khí, CEO của WDL dự đoán rằng nó có thể giúp giải quyết các vấn đề “chi phí và khả năng mở rộng quy mô” trong ngành nuôi tôm.

Bryan Tracy, Giám đốc điều hành của WDL cho biết: “Các công nghệ protein đơn bào khác ở các thị trường thương mại phần lớn là các công nghệ dựa trên ưa khí. Trong lịch sử, những quá trình sử dụng oxy đó phải được thực hành ở quy mô nhỏ hơn và phải tạo ra những sản phẩm có giá trị cao hơn, bởi vì nó là một quá trình chi phí cao hơn”.

Ông nói thêm: “Trong lịch sử đã có một số công nghệ được đề xuất để sản xuất các sản phẩm protein đơn bào cho thức ăn chăn nuôi. Một câu hỏi lớn luôn là: Các công nghệ đó có thể mở rộng để sản xuất số lượng mà ngành thủy sản đòi hỏi không?”

18 tháng trước đó, WDL đã hợp tác với CATC để đánh giá độc lập thành phần này, bắt đầu với việc thử nghiệm thành phần ProTyton trong thức ăn cho cá hồi.

Dumas nói: “Các kết quả sơ bộ cho thấy rằng chúng ta có thể giảm tổng chi phí của chế độ ăn trong khi duy trì các tác dụng tiêu hóa axit amin cao. Chúng tôi đã thực hiện điều này bằng cách thay thế một nửa lượng bột cá chiếm 20% trong chế độ ăn kiểm soát với một lượng nhỏ ProTyton để cân bằng protein thô và các mức axit amin thiết yếu. Sau đó, chúng tôi quyết định thử nghiệm các lợi ích sức khỏe của ProTyton với tôm post, do sự thay đổi lớn về tỷ lệ sống của tôm trong giai đoạn phát triển này”.

Trong giai đoạn thử nghiệm thứ hai, CATC trở lại phòng thí nghiệm và kiểm tra ảnh hưởng của ProTyton đối với sự sống của tôm.

Dumas cho biết: “Chúng tôi đã thực hiện chế độ ăn kiểm soát sử dụng thức ăn sau giai đoạn ấu trùng điển hình cho tôm và tỷ lệ sống của tôm khoảng 47%. Với ProTyton với tỷ lệ 10 và 15%, tỷ lệ sống đạt hơn 85%”.

Với phản ứng “đáng khích lệ” như vậy, CATC đã tiến thêm một bước nữa và đánh giá tác động của ProTyton đối với khả năng miễn dịch của tôm. Gọi đây là “thách thức AHPND”, họ đã nuôi tôm với nhiều chế độ ăn khác nhau trong ba tuần.

Tiến sĩ Mark Braceland, Giám đốc phụ trách sức khỏe cá tại CATC cho biết: “Chúng tôi đã thực hiện một nghiên cứu sơ bộ, nơi chúng tôi đã thử nghiệm tôm với các chế độ ăn khác nhau. Chúng tôi lấy tôm được cho ăn chế độ ăn không giàu dinh dưỡng với 0% ProTyton và sau đó là một số mức ProTyton khác, và so sánh với một chế độ ăn kiểm soát thương mại hiện đang được đưa vào thị trường cho tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương”.

Tôm sau đó được thử thách với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus, một loại vi khuẩn mà Braceland ước tính gây thiệt hại cho ngành thủy sản trên toàn cầu hơn 1 tỷ USD mỗi năm. Các chế độ ăn được thử nghiệm bao gồm chế độ ăn thương mại được tối ưu hóa cho khả năng kháng bệnh của tôm, chế độ ăn CATC và 4 chế độ ăn thử nghiệm với tỷ lệ bao gồm 20% ProTyton trong chế độ ăn CATC. Sau khi theo dõi tỷ lệ sống trong suốt một tuần, các kết quả ban đầu đã trở nên thuận lợi.

Braceland nói: “Khi tôm được cho ăn thức ăn có chứa ProTyton, tôm sinh trưởng tốt như khi được ăn các thức ăn thương mại hoặc tốt hơn, và luôn tốt hơn so với thức ăn không giàu dinh dưỡng”.

Tỷ lệ chết là 33% và 55% tương ứng đối với các chế độ ăn thương mại và CATC, trong khi với các chế độ ăn thử nghiệm ProTyton tôm sinh trưởng tốt như khi được ăn chế độ ăn thương mại hoặc tốt hơn. Với 3 trong số 4 chế độ ăn ProTyton tôm sinh trưởng tốt hơn chế độ ăn thương mại, và trong hai trường hợp tỷ lệ chết giảm xuống 1/3 so với chế độ ăn thương mại. Hiện tại, CATC có kế hoạch xác nhận lại và mở rộng phân tích ProTyton, đặc biệt là trong một mô hình tương tự như ở các môi trường nuôi thực địa.

Tracy giải thích: “Chúng tôi tin rằng những lợi ích sức khỏe là do bản chất kỵ khí của ProTyton. Chúng ta biết rằng protein đơn bào (SCP) kỵ khí cũng có thể chứa các chất chuyển hóa thứ cấp kích thích miễn dịch và các nucleotide. Hơn nữa, ProTyton SCP của chúng tôi cũng chứa hàm lượng butyrate thấp, một acid béo chuỗi ngắn thường được sử dụng làm phụ gia thức ăn cho các loài nuôi trên cạn để hỗ trợ sức khỏe đường ruột và giảm sử dụng kháng sinh”.

Nhìn vào những phát hiện này, đó là một chiến thắng cuối cùng có thể giúp giải quyết một số thách thức mà ngành nuôi tôm toàn cầu đang phải đối mặt: Ngoài việc chiến đấu với các bệnh do vi-rút, vi khuẩn và nấm khác nhau, hiện đang có nhu cầu ngày càng tăng để tìm thêm các thành phần bổ sung, đổi mới cần thiết để sản xuất và hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng về thức ăn thủy sản. Mặc dù ProTyton không phải là phép màu, nhưng sản phẩm có tiềm năng mở rộng các lựa chọn của ngành.

Tracy cho biết: “Cơ hội mà chúng tôi theo đuổi là một thức ăn mới mang lại hiệu quả và các lợi ích sức khỏe, đồng thời có thể kết hợp với các thành phần hiện có khác, như các nguyên liệu từ thực vật. Tôi nghĩ rằng sự kết hợp tối ưu là những chế độ ăn như ProTyton kết hợp với tinh chất protein đậu nành hoặc bột gluten ngô – những thứ tạo nên một nhóm nguyên liệu nhiều dinh dưỡng, đáng tin cậy, hiệu quả về chi phí”.

Như Tracy đã giải thích thêm, thông tin tốt là ProTyton có thể cắt giảm chi phí và tăng khả năng tiếp cận với một thành phần bền vững có thể làm giảm sự phụ thuộc của ngành đối với cá đánh bắt trong tự nhiên làm thức ăn nuôi thủy sản.

Tracy nói: “Chúng tôi mang lại một thành phần có thể mở rộng quy mô sản xuất hàng triệu tấn mỗi năm một cách nhanh chóng, và điều đó có thể cung cấp sự ổn định về giá cho thành phần này”.

Mặc dù con đường dài phía trước mà chắc chắn sẽ liên quan đến nhiều việc điều chỉnh trong phòng thí nghiệm, WDL và CATC đồng ý rằng ProTyton có thể cung cấp “một cơ hội thực sự” trong thế giới nuôi trồng thủy sản.