Axit hữu cơ được sử dụng như chất kích thích tăng trưởng, kháng vi khuẩn

Bệnh là một yếu tố hạn chế lớn để mở rộng nuôi trồng thủy sản và năng suất. Mối quan tâm hàng đầu đối với việc nuôi cá rô phi là bệnh do vi khuẩn gây ra bởi nhóm Streptococcus như Streptococcus agalactiae, có thể gây tử vong phổ biến, đặc biệt là trong nước ấm và hệ thống nuôi thâm canh cao ở các nước khác nhau. Thuốc kháng sinh như oxytetracycline (OTC) vẫn đang được sử dụng như cách điều trị phổ biến nhất và/hoặc dự phòng chống lại các bệnh do vi khuẩn gây ra, bao gồm Streptococcus, ở nhiều lĩnh vực của ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, bởi vì xu hướng toàn cầu trong việc sử dụng kháng sinh trở nên hạn chế và không phổ biến trong ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản nên việc xác định lựa chọn thay thế dự phòng và thúc đẩy tăng trưởng phù hợp ngày càng quan trọng và trong số này, lợi nhuận ở các axit hữu cơ đang gia tăng.

Axít hữu cơ là hợp chất hữu cơ được xem là “an toàn.” Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của axit hữu cơ, bao gồm loài, tuổi, thành phần dinh dưỡng, loại và nồng độ các axit hữu cơ cũng như điều kiện nuôi cấy. Một số nghiên cứu đã báo cáo tác dụng có lợi của axit hữu cơ trong việc cải thiện sử dụng chất dinh dưỡng, trong đó phần lớn là những tác động axit hóa từ chế độ ăn uống, tạo nên các chất dinh dưỡng, đặc biệt là khoáng sản, ngày càng có sẵn.

Trong các nghiên cứu trước đó, cá rô phi lai đỏ, Oreochromis sp., được cho ăn chế độ ăn axit hữu cơ hỗn hợp (OAB) cho thấy một chút cải thiện, nhưng không đáng kể, hiệu suất tăng trưởng và sử dụng phốt pho (P), cũng như cải thiện đáng kể khả năng chống lại nhiễm S. agalactiae. Tuy nhiên, không chắc chắn liệu hiệu suất tăng trưởng cá rô phi có thể được cải thiện hơn nữa bởi các mức độ ăn cao hơn của các axit hữu cơ theo cách phụ thuộc hay không. Cũng không biết liệu tăng trưởng, hiệu quả thức ăn, và các hiệu ứng kháng khuẩn quan sát ở cá rô phi nuôi với chế độ bổ sung axit hữu cơ có hiệu quả như thuốc kháng sinh thường được sử dụng trong ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản cho mục đích đó hay không.

Các nghiên cứu báo cáo ở đây so sánh hiệu quả của chế độ ăn OAB và bổ sung OTC trên hiệu suất tăng trưởng, hiệu quả cho ăn, tiêu hóa chất dinh dưỡng, khoáng sản sẵn có, pH dạ dày ruột, tổng số lượng vi khuẩn tồn tại trong ruột và phân của cá rô phi lai đỏ, Oreochromis sp., cũng như khả năng chống lại S. agalactiae. Bài viết này tóm tắt bản ban đầu trong nghiên cứu nuôi trồng thủy sản, năm 2016, 47, 357-369.

Thiết lập nghiên cứu

Chứng mắt lồi một hay hai con (“mắt pop “) và xuất huyết quanh mắt và nắp mang là những dấu hiệu phổ biến của nhiễm khuẩn Streptococcus ở cá rô phi.

Các khẩu phần thí nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm bốn chế độ ăn isonitrogenous và isolipidic. Bột đậu nành là nguồn protein chính, đóng góp 800 g/kg tổng lượng protein thô trong khẩu phần thí nghiệm, với 200 g/kg từ bột cá Đan Mạch. Ngoài các OAB độc quyền (Universiti Sains Malaysia) và phụ gia OTC, các thành phần nguyên liệu của tất cả chế độ ăn tương tự là như nhau. Các khẩu phần thí nghiệm được chỉ định là 0,5 phần trăm OTC, 0,5 phần trăm OAB, 1,0 phần trăm OAB và một chế độ ăn đối chứng (không có thuốc kháng sinh hoặc các axit hữu cơ). 0,5 phần trăm OTC hoặc 0,5 phần trăm chế độ ăn OAB được kết hợp với 5 g/kg OTC hoặc OAB, tương ứng, trong khi chế độ ăn OAB 1,0 phần trăm có 10 g/kg OAB. Một chế độ ăn 5 g/kg OTC được lựa chọn như cách kiểm soát tích cực để điều tra việc sử dụng dự phòng OTC như chất thúc đẩy tăng trưởng kháng sinh và chất kháng sinh cho cá rô phi khi quản lý trên cơ sở lâu dài. Các chế độ ăn được chuẩn bị theo Ng et al. (2009) và chế độ ăn khô được vo thành viên theo kích thước phù hợp và được lưu trữ trong túi polyethylene kín ở -20 °C cho đến khi cần.

Cá thử nghiệm là giống cá rô phi lai đỏ (Oreochromis sp.) từ một trang trại cá địa phương ở Penang, Malaysia. Khi đến khuôn viên trường đại học, cá được thả trong bể hình tròn sợi thủy tinh 1000 L đặt trong trại giống hở mái. Cá được thích nghi hai tuần, sau đó bỏ đói 24 h, và 20 cá giống (ban đầu có trọng lượng trung bình = 9,45 ± 0,01 g) được thả ngẫu nhiên vào mười hai bể 500 L hình tròn sợi thủy tinh, mỗi bể kết nối với dòng nước chảy qua hệ thống. Cá được cho ăn bằng tay hai lần mỗi ngày và mỗi chế độ ăn thực nghiệm được cho ăn đến ba lần ở các nhóm cá. Mỗi tuần tất cả cá đều được cân để theo dõi hiệu suất tăng trưởng và thí nghiệm cho ăn được tiến hành trong 20 tuần.

Mẫu phân được thu thập sau 6 tuần thử nghiệm cho ăn, và hai tuần trước khi lấy mẫu cuối cùng. Những mẫu này được gộp chung và xử lý để phân tích. Kết thúc thí nghiệm 20 tuần, tất cả các cá được cân riêng và đo tổng chiều dài. Tổng cộng có 12 con cá mỗi lần điều trị được đem ra khỏi bể ngẫu nhiên, xử lý cho chết, sau đó chia cắt và đo phần trăm huyết cầu của chúng, chỉ số hepatosomatic (HSI), viscero-soma (VSI), chỉ số chất béo trong màng bụng (IPF), độ pH của dạ dày và ruột như mô tả trước đó trong Ng et al. (2009). Mỗi lần điều trị 9-12 cá được xử lý cho chết và sử dụng để đo tổng số lượng vi khuẩn có thể nuôi trong ruột như mô tả ở Ng et al. (2009).

Đối với các thủ tục chi tiết về thiết lập thí nghiệm – bao gồm phân tích hóa học, tính toán khả năng tiêu hóa, kiểm tra thách thức do vi khuẩn và phân tích thống kê – tham khảo các bản gốc.

Kết quả

Cá rô phi ăn 0,5 phần trăm chế độ OTC có trọng lượng cuối cùng (P = 0,026) và tăng trọng (P = 0,027) cao hơn nhiều so với những con ăn chế độ đối chứng, nhưng không khác biệt đáng kể so với cá rô phi ăn chế độ OAB (P> 0,05). Không có sự khác biệt nào được phát hiện đối với tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và tỷ lệ sử dụng protein hay các chỉ số sinh học của HSI, VSI, IPF, hematocrit hoặc yếu tố điều kiện trong số tất cả các chế độ ăn (P> 0,05). Khả năng sinh tồn của cá rô phi là cao (95-100 phần trăm) và cao hơn đáng kể (P = 0,003) đối với cá ăn 0,5 phần trăm OTC hoặc 1,0 phần trăm chế độ ăn OAB so với chế độ ăn đối chứng.

Bổ sung khẩu phần thí nghiệm với 0,5 phần trăm hoặc 1,0 phần trăm OAB làm giảm pH lần lượt từ 5,88-5,64 và 5,40. Bổ sung OTC không ảnh hưởng đến pH chế độ ăn. Trong khi độ pH của dạ dày không bị ảnh hưởng đáng kể bởi các khẩu phần (P> 0,05) thì độ pH của ruột ở cá rô phi ăn 0,5 phần trăm hoặc 1,0 phần trăm chế độ ăn OAB thấp hơn đáng kể so với những con ăn 0,5 phần trăm OTC hoặc khẩu phần đối chứng (P = 0,006). Việc tăng chế độ ăn OAB từ 0,5 phần trăm đến 1,0 phần trăm tiếp tục hạ thấp độ pH ở ruột nhưng không đáng kể.

Khả năng tiêu hóa chất khô cao hơn đáng kể (P = 0,044) cho chế độ ăn bổ sung 0,5 phần trăm OTC hoặc 1,0 phần trăm OAB so với chế độ ăn đối chứng, trong khi không có sự khác biệt đáng kể giữa các chế độ ăn OAB 0,5 phần trăm và chế độ ăn khác.Hệ số tiêu hóa cao nhất khoảng 0,29 đối với 0,5 phần trăm OTC và 1.0 phần trăm chế độ OAB, cao hơn đáng kể so với chế độ ăn đối chứng (P = 0,034). Rõ ràng hệ số protein tiêu hóa thay đổi 0,86-0,88, không có sự khác biệt lớn giữa các chế độ ăn, mặc dù các phương pháp điều trị OTC và OAB có giá trị protein tiêu hóa cao hơn so với điều trị đối chứng.

Cột sống (xương sống) của cá rô phi chứa hàm lượng OTC (33,17 mg/kg) cao hơn đáng kể (P <0,001) so với tất cả các mô khác. Hàm lượng OTC thấp nhất được phát hiện trong cơ (0,38 mg/kg) và thấp hơn trong gan hoặc da.

Kiểm tra trực quan cho thấy cá rô phi ăn khẩu phần OTC có sắc tố vàng huỳnh quang rõ rệt ở vảy, tia vây và nắp mang, tăng theo thời gian, cũng như vệt tối xung quanh nắp mang. Không phát hiện thấy chất cặn OTC trong các mô của cá ăn chế độ OAB hoặc đối chứng.

Hình. 1: chất cặn Oxytetracycline trong các mô của cá rô phi lai đỏ sp. sau 20 tuần uống thuốc.

Bổ sung chế độ ăn OAB làm giảm đáng kể (P = 0,020) tổng số vi khuẩn tồn tại trong phân của cá rô phi so với nhóm đối chứng.Tổng CFU/g cao nhất trong phân của cá cho ăn chế độ đối chứng, cao hơn đáng kể so với số lượng vi khuẩn trong phân thu được từ cá cho ăn 0,5 phần trăm hoặc 1,0 phần trăm chế độ OAB. Số vi khuẩn tồn tại trong phân của cá rô phi ăn 0,5 phần trăm khẩu phần ăn OTC không khác biệt lớn so với tất cả các phương pháp điều trị khác (P> 0,05). Sau 20 tuần, cá cho ăn 0,5 phần trăm hoặc 1,0 phần trăm chế độ ăn OAB có tổng số vi khuẩn tồn tại trong ruột thấp hơn đáng kể (P = 0,014) so với cá cho ăn 0,5 phần trăm OTC hoặc chế độ ăn đối chứng. Cá được cho ăn chế độ ăn OAB 1,0 phần trăm có lượng vi khuẩn thấp nhất (1,03 x 104 CFU / g), thấp hơn so với cá cho ăn khẩu phần đối chứng (3,27 x 104 CFU / g) 68,5 phần trăm. Việc tăng mức độ ăn uống OAB dẫn đến giảm vi khuẩn tồn tại trong ruột nhưng không có sự khác biệt đáng kể (P> 0,05). Sau 22 ngày thách thức S. agalactiae, cá rô phi ăn 0,5 phần trăm hoặc 1,0 phần trăm chế độ ăn OAB có vi khuẩn trong ruột ít hơn đáng kể (P = 0,027) so với những con ăn chế độ đối chứng. Trong khi đó, cá rô phi ăn chế độ OAB 1,0 phần trăm có vi khuẩn trong ruột thấp hơn so với nhóm ăn 0,5 phần trăm chế độ OTC.

Cá chết do nhiễm S. agalactiae bắt đầu sau 2 ngày tiếp xúc. Trong suốt 22 ngày thử thách bệnh, cá bị nhiễm bệnh có dấu hiệu lâm sàng của bệnh S. agalactiae như bơi thất thường, mắt lồi một hay hai con, mờ đục giác mạc, thờ ơ, mất cảm giác ngon miệng, và xuất huyết đặc biệt là xung quanh mắt, nắp mang, vây và mép của vây đuôi. Chế phẩm lấy từ não, mắt và các mô thận của cá chết được nuôi cấy dương tính với vi khuẩn Streptococcus beta-tan máu, qua đó khẳng định nguyên nhân cái chết. Không có vi khuẩn liên cầu được lấy từ các mô của cá còn sống khỏe mạnh vào cuối thử nghiệm thách thức bệnh. Tổng số cá rô phi còn sống được nuôi bởi chế độ ăn đối chứng thì thấp hơn đáng kể (P = 0,015) so với nhóm ăn khẩu phần OAB 0,5 phần trăm hay khẩu phần OTC 0,5 phần trăm, mà có cùng số lượng cá sống sau 22 ngày kể từ ngày tiếp xúc với S. agalactiae. Đối với cá rô phi ăn khẩu phần OAB 1,0 phần trăm, không có sự khác biệt đáng kể nào khi so sánh trong tất cả các chế độ ăn.

Hình. 2: Tổng số lượng vi khuẩn tồn tại (CFU / g) ở ruột cá rô phi trước và sau khi thử thách với các vi khuẩn gây bệnh được lựa chọn.

Triển vọng

Những lợi ích tích cực của các axit hữu cơ dinh dưỡng quan sát trong nghiên cứu này có thể sử dụng kết hợp các axit hữu cơ khác nhau. Mỗi axit hữu cơ có hoạt tính kháng khuẩn riêng, và nó thường được biết là một loại axit hữu cơ không hoàn toàn hiệu quả đối với tất cả các bệnh do vi sinh vật gây ra. Kết hợp các axit hữu cơ thường được coi là có hiệu quả chống lại vi khuẩn gây bệnh so với axit đơn lẻ, và có thể có tác dụng hỗ trợ. Chúng tôi có thể tối đa hóa hiệu quả kháng khuẩn của OAB được sử dụng trong nghiên cứu này bằng cách kết hợp các axit hữu cơ khác nhau dựa trên dữ liệu từ các nghiên cứu ban đầu đối với hiệu quả kháng khuẩn của chúng chống lại các mầm bệnh cá (dữ liệu chưa công bố).

Trong nghiên cứu này, các tác động có lợi của axit hữu cơ trong khẩu phần là bằng nhau hoặc vượt qua OTC, cả hai như một kháng sinh và có thể cải thiện việc sử dụng chất dinh dưỡng cũng như năng suất sinh trưởng của cá rô phi. Điều này đặc biệt hứa hẹn việc xem xét xu hướng ngày càng nhấn mạnh về an toàn thực phẩm và truy tìm nguồn gốc sản xuất nuôi trồng thủy sản dẫn đến suy giảm hoặc cấm sử dụng kháng sinh. Việc giảm đáng kể số lượng vi khuẩn trong phân cũng như cải thiện việc sử dụng P cho cá rô phi ăn chế độ OAB có thể đạt được những lợi ích bổ sung bằng cách giảm thiểu thải quá mức vào môi trường. Axit hữu cơ có tiềm năng trở thành một phụ gia thức ăn của cá rô phi nhằm cải thiện sức khỏe cá và năng suất theo cách thân thiện với môi trường.

Biên dịch: NGỌC THƠ

Biên soạn: 2LUA.VN