Protein cô đặc từ ngô lên men thay thế bột cá trong thức ăn tôm

Một trong những sản phẩm tiên tiến từ nguồn protein ngô, có thành phần dinh dưỡng tốt hơn bột gluten ngô (CGM) là protein ngô cô đặc (CPC). Theo Galkanda-Arachchige et al. (2021), CPC là một trong những nguồn protein ngô được sản xuất có nguồn gốc từ nội nhũ sau khi loại bỏ phần lớn các thành phần không phải protein bằng cách hòa tan bằng enzyme của dòng protein thu được từ quá trình xay ướt. Gần đây, nghiên cứu của Galkanda-Arachchige et al. (2021) đã báo cáo về việc sử dụng protein ngô lên men cô đặc (FCPC) với hàm lượng protein cao (~69,10%), ít chất xơ và chứa các đặc tính của một probiotic để thay thế việc sử dụng FM trong thức ăn của TTCT đã cho kết quả khả quan về tăng trưởng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của việc thay thế hoàn toàn FM và thay thế một phần FM và bột phụ phẩm gia cầm (PBM) bằng FCPC có hoặc không có bột nhuyễn thể (KM) đối với sự tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của tôm vẫn chưa được nghiên cứu. Do đó, nghiên cứu gần đây của Đại học Diponegoro (Indonesia) đã được tiến hành nhằm xác định ảnh hưởng của việc sử dụng FCPC kết hợp với hoặc không kèm theo KM để thay thế hoàn toàn và một phần FM và/hoặc PBM đối với năng suất tăng trưởng, thành phần cơ thể, một số chỉ tiêu miễn dịch, hệ vi sinh vật đường ruột, khả năng chống chịu với thay đổi độ mặn cấp tính và tình trạng mô học của TTCT.

Xây dựng nghiệm thức

Tất cả công thức thức ăn ở các nghiệm thức đều được xây dựng theo công thức iso-nitro và iso-lipidic (40% protein và 6% lipid). Trong thí nghiệm này, chế độ ăn cơ bản được thiết kế với PBM, bột đậu nành (SBM), FM và bột mì (WF) làm thành phần chính. Chế độ ăn đối chứng được thiết kế dựa trên cách tiếp cận tương tự ở thị trường Indonesia bằng cách sử dụng lần lượt 25%, 20%, 9% và 32,5% SBM, PBM, FM và WF. Bốn chế độ ăn thử nghiệm đã được xây dựng để bao gồm việc sử dụng chất cô đặc protein ngô lên men (FCPC, MOTIV^®, Cargill Starches, Sweet Sweet và Texturizers, Cargill, Inc., Blair, NE, USA) để thay thế một phần việc sử dụng bột động vật và có thành phần được thể hiện theo bảng sau:

Bảng 1. Thành phần (% nguyên trạng) của khẩu phần có chứa protein cô đặc ngô lên men trong công thức chế độ ăn thương mại để thay thế FM và PBM cho tôm trong 60 ngày

Thử nghiệm

Thí nghiệm được bố trí tiến hành trong một hệ thống tuần hoàn bán phần tại Công viên Công nghệ Khoa học Hàng hải, Đại học Diponegoro (Jepara, Trung Java, Indonesia). 750 cá thể TTCT được lấy từ PT. Riz Samudera (Jepara, Central Java, Indonesia) và nuôi thích nghi bằng thức ăn công nghiệp (Feng Li™, Matahari Sakti, Surabaya, East Java, Indonesia) trong 3 tuần cho đến khi chúng đạt kích thước và tình trạng sức khỏe phù hợp.

Tôm có trọng lượng trung bình ban đầu là 1,01 ± 0,04 (g) sau đó được phân bố ngẫu nhiên vào 50 bể có kích thước 70 × 35 × 40 cm (98 l/bể) và được kết nối với một bể chứa chung (3000 l). 10 nhóm tôm lặp lại được quản lý các loại chế độ ăn thử nghiệm khác nhau bằng cách sử dụng quy trình tiêu chuẩn nghiên cứu dinh dưỡng trong 60 ngày và cho ăn 4 lần/ngày, vào lúc 07:00, 11:00, 15:00 và 20:00. Lượng thức ăn cho phép hàng ngày được điều chỉnh dựa trên mức tiêu thụ thức ăn quan sát được, số lượng tôm hàng tuần và tỷ lệ sống. Thức ăn thừa, phân và vỏ tôm được loại bỏ bằng cách xiphong bể trước lần cho ăn đầu tiên. Về thu thập số liệu thô, tôm được cân theo nhóm và sinh khối cuối (g), trọng lượng trung bình cuối (g), tỷ lệ sống (%), phần trăm tăng trọng (PWG, %), tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và hệ số tăng trưởng nhiệt được xác định. Đối với phân tích chất lượng nước: pH, ôxy hòa tan (DO), nhiệt độ nước và độ mặn được theo dõi 2 lần/ngày (08:00 và 16:00) bằng máy kiểm tra nước đa thông số (HACH, HQ40D, Loveland, CO). Tổng amoniac-nitơ (NH3-N) và nitrat-nitơ (NO3-N) được đo 1 tuần/lần bằng phương pháp Indophenol và phương pháp đo quang phổ (Perkin Elmer, Lambda XLS, USA), tương ứng. Ngoài ra, các chỉ tiêu về thành phần cơ thể, tế bào máu, hoạt tính lysozyme, vi sinh gan tụy, thích nghi với sốc độ mặn và hình thái mô học được thực hiện phân tích theo các phương pháp sẵn có.

Kết quả

Kết quả về hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ sống của TTCT được nuôi bằng chế độ ăn thử nghiệm được trình bày trong Bảng 2, sinh khối cuối cùng (Bio), trọng lượng trung bình cuối cùng (FMW) và hiệu quả tăng trưởng nhiệt (TGC) bị ảnh hưởng đáng kể bởi các nghiệm thức (p < 0,05). Trong khi đó, các nghiệm thức thí nghiệm không ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ sống (SR), tỷ lệ tăng trọng (PWG) và hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR). Khi kết thúc thí nghiệm, có sự gia tăng đáng kể về năng suất tăng trưởng khi 7,5% FCPC và 1,5% KM được sử dụng để thay thế việc sử dụng FM trong chế độ ăn. Việc bổ sung 7,5% FCPC kết hợp với 9% FM để thay thế một phần việc bổ sung PBM cũng mang lại sự gia tăng đáng kể về sinh khối, FMW và TGC của tôm so với nghiệm thức đối chứng. Điều thú vị là, việc sử dụng mức FCPC tương tự kết hợp với 1% (FCPC2) và 0% KM (FCPC3) để thay thế một phần FM và PBM mang lại sự tăng trưởng tương tự với tôm được cho ăn 9% FM hoặc chế độ ăn đối chứng.

Bảng 2: Kết quả về tăng trưởng của tôm (trọng lượng ban đầu trung bình 4,24 ± 0,03 g) được cho ăn khẩu phần thí nghiệm trong 70 ngày

Các nghiệm thức thử nghiệm có ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động lysozyme của tôm nhưng không ảnh hưởng đến tổng số lượng tế bào máu. Việc bổ sung 7,5% FCPC có hoặc không có KM có thể tăng cường hoạt động lysozyme của tôm so với nhóm đối chứng. Đối với chỉ số về tổng số vi khuẩn trong gan tụy của tôm, theo thống kê, không có sự khác biệt đáng kể nào được ghi nhận giữa các nghiệm thức (p > 0,05). Tuy nhiên, về mặt số lượng, tổng số lượng vi khuẩn (CFU/g) cao hơn ở nhóm tôm được cho ăn bằng thức ăn đối chứng mà không có bất kỳ FCPC nào trong công thức. Tổng số vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy trong quá trình thử nghiệm tăng trưởng như trong Bảng 2 nằm trong khoảng (16,62 ± 11,81)×104 (CFU/ml). Gan tụy của tôm là cơ quan tiêu hóa chính và có thể bị ảnh hưởng nặng nề bởi các tác nhân gây bệnh bao gồm cả vi khuẩn. Dựa trên phân tích, phương pháp trải đĩa không cho thấy bất kỳ sự khác biệt đáng kể nào về số lượng vi khuẩn trong gan tụy của tôm. Tuy nhiên, về mặt sinh học, có thể thấy rằng số lượng vi khuẩn trong tôm được nuôi bằng FCPC có hoặc không có KM để thay thế một phần thức ăn động vật cung cấp số lượng vi khuẩn thấp nhất so với nghiệm thức đối chứng.

Với ảnh hưởng của FCPC đối với tình trạng sinh lý của tôm trong thử nghiệm căng thẳng với độ mặn, tôm ở các nghiệm thức không được cho ăn khẩu phần có FCPC có tỷ lệ chết cao nhất sau 1 giờ sau khi ngâm trong nước ngọt (0 ‰) (P1H = sau 1 giờ) so với tôm được xử lý. Sau 2 giờ (P2H), tỷ lệ tôm chết ở tất cả các nhóm liên tục tăng kể cả nhóm tôm được nuôi bằng FCPC. Nhìn chung, ở P2H, tỷ lệ tử vong thấp nhất được tìm thấy ở nhóm FCPC1 và FCPC2, trong khi về mặt thống kê không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ tử vong giữa nhóm đối chứng, FCPC3 và FCPC4 (p = 0,018).

Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng việc đưa nguyên liệu protein cô đặc từ ngô lên men (FCPC) vào thức ăn của TTCT đã cải thiện đáng kể năng suất tăng trưởng và hoạt động lysozyme của tôm. Việc bổ sung FCPC đã cải thiện sức đề kháng của tôm chống lại tình trạng căng thẳng do độ mặn thấp cấp tính cũng như số lượng vi khuẩn hiện diện trong gan tụy thấp. Việc sử dụng FCPC kết hợp với KM và FM gây ra lượng mỡ dư thừa trong các tế bào không bào của gan tụy ở tôm. Tuy nhiên, điều kiện không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tăng trưởng của tôm. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu sâu hơn để làm rõ phương thức hoạt động của FCPC đối với các gen biểu hiện hoạt động của THC và lysozyme trong phân tích chuỗi thời gian cũng như để hiểu rõ hơn về tác động bao gồm của FCPC đối với tình trạng gan tụy và năng suất tăng trưởng của tôm trong thử nghiệm tăng trưởng dài hạn sử dụng hệ thống sản xuất tôm thương phẩm.

Lê Chinh