Carotenoid từ Paracocis carotinifaciens tăng sắc tố và hệ miễn dịch của TTCT

Vi khuẩn biển Paracoccus carotinifaciens được phân lập tại Nhật Bản, rất giàu carotenoid, chứa khoảng 40 g/kg carotenoid, gồm carotenoid đỏ như astaxanthin, adonirubin, canthaxanthin và adonixanthin (hình 1). Một nghiên cứu mới (Nuntapong et al., 2022) cho thấy lợi ích của carotenoid  này về cải thiện sắc tố và đáp ứng miễn dịch của TTCT sau thách thức với mầm bệnh.

Thiết kế thử nghiệm

TCTT (khối lượng 1,5 ± 0,01 g) do một trại giống thương mại ở Thái Lan cung cấp. Tôm được cho ăn khẩu phần đối chứng trong 3 tuần suốt thời gian thuần hóa. Ở giai đoạn đầu của thử nghiệm (tuần 0), thả 40 con tôm (khối lượng thân 4 ± 0,04 g) vào các bể sợi thủy tinh. Tôm được cho ăn các khẩu phần thử nghiệm 4 lần/ngày, trong  30 ngày; mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. Tiêu thụ thức ăn được ghi chép và điều chỉnh hàng ngày tùy theo nhu cầu. Chất lượng nước trong bể (độ mặn, nhiệt độ, pH, ôxy hòa tan, kiềm và NH₃) được giám sát để phù hợp với tôm.

Bốn khẩu phần thử nghiệm isoproteinic và isoplidic (T1 – T4) được xây dựng công thức như trong bảng 1: Nghiệm thức 1 (T1:C) là khẩu phần đối chứng không bổ sung carotenoid; nghiệm thức 2 – 4 bổ sung Panaferd-AX 250 (T2:P250); 500 (T3:P500) và 1.250 (T4:P1250) mg/kg thức ăn. Trộn bột carotenoid P.carotinifaciens cùng các thành phần thức ăn khác, sau đó ép viên.

Tập hợp các mẫu huyết tương (haemolymph) và gan tụy tôm để phân tích các chỉ số: số lượng tế bào máu haematocytes (THC), hoạt tính phenoloxidase (PO), xét nghiệm nitroblue tetrazolium (NBT), hoạt tính phagocytic và lysozyme. Đánh giá enzyme kháng ôxy hóa và các chất phản ứng axit thiobarbituric (TBARs) trong gan tụy: hoạt tính catalase (CAT), glutathione peroxidase (CPx), superoxide dismutase (SOD) và TBARs để định lượng malondialdehyde (MDA) trong các mẫu. Đo màu sắc theo thông ký hiệu (L*=nhạt, a*=đỏ, b*=vàng).

Cuối thử nghiệm, sử dụng 60 con tôm từ các nghiệm thức 1 – 4 để gây nhiễm dịch bệnh, trong đó 30 tôm gây nhiễm Vibrio parahaemolyticus, còn lại cho gây nhiễm virus đốm trắng (WSSV). Mỗi thử nghiệm thách thức được lặp lại 3 lần, mỗi lần trên 10 con tôm. Trước đó, nhóm nghiên cứu đã tìm ra liều tối ưu (LD50) của dịch khuẩn và WSSV. Phân tích PCR xác định nguyên nhân gây chết tôm. Sau gây nhiễm, tỷ lệ chết được ghi lại trong 17 ngày.

Kết quả

Hiệu suất nuôi: Trong nghiên cứu này, carotenoid Panaferd-AX không liên quan đến đến hiệu suất tăng trưởng. Tất cả các nhóm tôm đều có tỷ lệ sống tương tự khoảng 85%. Trọng lượng thân cuối (FBW), tăng trọng trung bình hàng ngày (ADG), tốc độ tăng trưởng riêng (SGR) và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) không có sự khác biệt đáng kể (P>0,05) giữa các nhóm thử nghiệm và đối chứng. Trước đó, nhiều nghiên cứu khác đã chỉ ra carotenoid có thể đóng vai trò tích cực lên chuyển hóa trung gian cải thiện hấp thụ chất dinh dưỡng, từ đó nâng cao hiệu suất tăng trưởng. Trong một số trường hợp, carotenoid tác động tích cực đến tăng trưởng nhờ cải thiện chức năng sinh học của gan tụy.

Màu sắc: Quan sát bằng mắt thường cho thấy toàn thân tôm được ăn bổ sung bột carotenoid P.carotinifaciens có màu đỏ đậm hơn nhóm tôm đối chứng khi nấu chín (Hình 2). Kết quả khẳng định bổ sung ở hàm lượng 500 mg/kg (T3) và 1.250 mg/kg (T4) sẽ cho giá trị a* tốt nhất, vượt nhóm đối chứng và nhóm 250 mg/kg (T2).

Haemolymph và miễn dịch: Các khẩu phần bổ sung bột P.carotinifaciens 250 mg/kg (T2) đã làm tăng các thông số miễn dịch bẩm sinh, gồm hoạt tính của THC và PO và giảm NBT trên tôm. Ngoài ra, hoạt tính của lysozyme và phagocytic của tôm đã được cải thiện khi được cho ăn liều cao carotenoid. Điều này có thể là do khả năng của phụ gia trong việc làm tăng đáp ứng miễn dịch tế bào và thể dịch. Nhiều nghiên cứu đã đánh giá carotenoid cũng củng cố đáng kể hàng rào chống ôxy hóa của enzyme và khử các gốc ôxy hóa tự do (ROS) ở giáp xác.

Catalyse là môt enzyme kháng ôxy hóa chủ yếu, chịu trách nhiệm khử ROS và bảo vệ mô chống lại tổn thương từ ROS và phagocytosis. Trong nghiên cứu này, các khẩu phần bổ sung phụ gia đều có catalase cao hơn nhóm đối chứng. Malondealdehyde (MDA), một sản phẩm peroxide hóa lipid trong gan tụy tôm, được hình thành bởi các gốc tự do tấn công màng tế bào cũng giảm đáng kể khi tôm được ăn phụ gia 250 mg/kg.

Astaxanthin được sử dụng rộng rãi để tăng cường hàng rào chống ô xy hóa ở vật nuôi. Một phát hiện tương tự của Inoue et al (2019) trên gà thịt cho thấy bổ sung P.carotinifaciens đã làm giảm lượng tích tụ MDA cơ ức trong điều kiện nhiệt độ thường và nhiệt độ cao.

Tỷ lệ sống: Sau gây nhiễm V.parahaemolyticus, kết quả cho thấy tôm được cho ăn phụ gia có tỷ lệ sống cao hơn nhóm đối chứng. Tỷ lệ sống của nhóm đối chứng là 15% (T1:C) trong khi nhóm thử nghiệm dao động 30 – 40% (T2:P250-T4:P1250). Ở nhóm tôm gây nhiễm WSSV, hiện tượng chết bắt đầu vào ngày thứ 4 (nhóm đối chứng, T1:C), trong khi nhóm tôm bổ sung carotenoid thì tình trạng tôm chết đã dừng lại. Tôm được cho ăn bổ sung phụ gia có sức đề kháng tốt hơn nhờ sức khỏe và đáp ứng miễn dịch đã được cải thiện. Trong nghiên cứu, khả năng kháng bệnh của TTCT gây nhiễm V.parahaemolyticus được cải thiện một phần là do miễn dịch không đặc hiệu được kích thích bởi sự tăng cường hoạt tính THC và PO, hàng rào chống ôxy hóa và phagocytosis. Suốt thử nghiệm gây nhiễm WSSV, tôm được ăn phụ gia có khả năng chống chịu WSSV cao hơn nhóm đối chứng.

Carotenoid P.carotinifaciens trong thức ăn giúp tăng sắc tố trên TTCT, kích thích hệ thống miễn dịch và tăng sức chống chịu của vật nuôi trước dịch bệnh và stress. Bổ sung ở hàm lượng thấp 250 mg/kg thức ăn cho kết quả tốt về thông số miễn dịch (THC, NBT và PO) và đáp ứng stress (CAT, TBARs).

Tuấn Minh