Protein vi khuẩn chuyển hóa methane: Thay thế bột cá trong thức ăn của TTCT

Sử dụng vi khuẩn chuyển hóa methane làm thức ăn cho TTCT là một giải pháp kép cho vấn đề thiếu hụt nguồn cung protein thức ăn, đồng thời giải quyết hiệu quả lượng khí thải methane lớn hàng năm.

Protein đơn bào

Dựa vào kết quả nghiên cứu của Chen et al. (2021) về sử dụng Methylococcus capsulatus làm protein trong các công thức thức ăn của tôm với tỷ lệ thay thế bột cá lên đến 45% bằng FeedKind sau khi cho gây nhiễm với vi khuẩn V.parahaemolytius qua tiêm màng bụng; các chuyên gia Thái Lan đã tiến hành thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Dinh dưỡng và Thức ăn thủy sản, Khoa NTTS, Đại học Kasetsart, Thái Lan; nhằm đánh giá hiệu quả của FeedKind (Calysta, Menlo Park, USA) lên hiệu suất tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của TTCT, đồng thời, đánh giá tác động của chúng lên sức khỏe của vật nuôi suốt giai đoạn thử thách Vibrio.

Protein vi khuẩn thô 71% protein (Methylococcus capsulatus) được chứng minh là nguồn protein giá trị đối với nhiều vật nuôi thủy sản phổ biến hiện nay gồm cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss), cá hồi Atlantic (Salmo salar) và cá cam (Seriola quinqueradiata). Sản xuất vi khuẩn methanotroph chỉ sử dụng chưa đến 0,01% đất đai và khoảng 10% nước so sản xuất protein đậu tương.

Các chuyên gia Thái Lan cho rằng protein đơn bào (SCP) này là một sinh khối vi khuẩn gram dương bất hoạt nên có thể truyền đi một đáp ứng miễn dịch trong tôm. Do đó, họ đã đánh giá hiệu lực của phụ gia này lên tỷ lệ sống và kháng bệnh của tôm trong thử thách V.parahaemolyticus – tác nhân gây bệnh AHPND/EMS.

Xây dựng thí nghiệm

Các thành phần thức ăn được nghiền mịn với kích thước 150 – 250 µm, sau đó trộn đều với 25% nước. Hỗn hợp được ép viên bằng máy Hobart. Các viên thức ăn được sấy ở 60°C trong 8 – 10 giờ. Tất cả khẩu phần được rây đến khi đạt kích cỡ 1,5 – 2 mm để sử dụng trong thử nghiệm. Hàm lượng khô đậu và bột gia cầm được diều chỉnh để đảm bảo lượng protein thô cân bằng suốt toàn bộ thử nghiệm.

Chuẩn bị 4 nghiệm thức và lặp lại 5 lần. Nghiệm thức T1 là khẩu phần đối chứng cơ bản chứa 15% bột cá. Ba khẩu phần còn lại bổ sung bột vi khuẩn methanotroph (FeedKind) thay thế bột cá: gồm T2 (5% methanotroph, thay 33% bột cá); T3 (10% methanotroph thay thế 66% bột cá) và T4 (15% methanotroph thay thế 100% bột cá).

Tôm non từ một trại nuôi tại tỉnh Samutsongkarm, Thái Lan được thuần hóa cho quen điều kiện môi trường thử nghiệm trong 10 ngày và được cho ăn 3 lần/ngày bằng thức ăn thương mại 35% protein thô thêm 7 – 8 ngày tiếp theo trước khi bắt đầu thử nghiệm. 500 con tôm (trọng lượng trung bình 1,17+0,09 g) được chia ngẫu nhiên vào các nhóm 25 tôm và thả vào 20 bể 300 L nước. Thử nghiệm tăng trưởng kéo dài 6 tuần và 2 tuần với thử nghiệm dịch bệnh.

Trao đổi nước 20% 2 ngày/lần. Chất lượng nước được duy trì: pH 7-8, ôxy hòa tan (DO) >5 mg/L, nhiệt độ 27 – 31°C, độ mặn 15 – 20 ‰, kiềm >100 mg/L và ammonia <1 mg/L. Tất cả dữ liệu được phân tích bằng phương pháp ANOVA.

Thử nghiệm tăng trưởng

Hình 1

Hiệu suất tăng trưởng của tôm ăn các bột vi khuẩn methanotroph trong 6 tuần không khác biệt đáng kể (p>0,05) về trọng lượng thân cuối (Hình 1), tăng trọng, tốc độ tăng trưởng riêng, tiêu thụ thức ăn và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn so với nhóm đối chứng (Hình 2). Tỷ lệ sống giữa các nhóm cũng không khác biệt đáng kể (p>0,05) (Hình 3). Những kết quả này khẳng định, Feedkind có khả năng thay thế 100% bột cá trong thức ăn của TTCT mà không gây tác động bất lợi nào đến hiệu suất tăng trưởng, sử dụng thức ăn và tỷ lệ sống.

Hình 2

Hình 3

Miễn dịch

Không có sự khác biệt nhau đáng kể (p>0,05) về số lượng haemocyte, haemolymph protein, hoạt tính phenoloxidase, lysosyme, superoxide dismutase và tổng số lượng glutathione giữa các nghiệm thức. Tuy nhiên, số lượng Vibrio sp trong haemolymph và gan tụy giảm mạnh ở những con tôm được ăn bột vi khuẩn methanotroph so với nhóm đối chứng khi thử thách với V.parahaemolyticus.

Mô học

Tỷ lệ B-cell cao nhất ở nhóm T2 (5% FeedKind) nhưng thấp nhất ở nhóm đối chứng. Tỷ lệ R-cell cao nhất ở nhóm tôm đối chứng và nhóm T4 (15% FeedKind) đã chứng minh khả năng tích trữ dinh dưỡng đã được cải thiện để bảo vệ tôm trước EMS. Kích cỡ B-cell lớn nhất ở nhóm đối chứng. Sự thoái hóa và thay đổi cấu trúc lumen được phát hiện ở nhóm T3 và T2.

Tỷ lệ sống

Sau thử thách dịch bệnh, nhóm tôm ăn 15% bột vi khuẩn methanotroph không có hiện tượng bị chết, trong khi chỉ 76% tôm ở nhóm T1 (đối chứng) sống sót. Tỷ lệ chết được ghi nhận ở nhóm T1 từ ngày thứ 9 sau gây nhiễm. Các kết quả cho thấy, vào ngày thứ 9 đến ngày thứ 15 sau gây nhiễm, tôm được cho ăn bột vi khuẩn methanotroph 10 và 15% trong các khẩu phần T3 và T4 có tỷ lệ sống cao hơn đáng kể (p<0,05) so với nhóm T2 và T1 (đối chứng).

Chen et al., 2021 cũng đã ghi nhận tỷ lệ chết ở nhóm tôm được cho ăn FeedKind giảm mạnh suốt giai đoạn thử thách V.parahaemolyticus so với tôm ở nhóm đối chứng không được ăn bột vi khuẩn. Những kết quả này phần lớn đều đồng trùng với nghiên cứu này và sự khác biệt về tỷ lệ sống có thể do phương pháp thử thách dịch bệnh và liều vi khuẩn gây nhiễm.

Miễn dịch sau gây nhiễm

Các thông số miễn dịch của TTCT sau gây nhiễm được thu gom sau 15 ngày. Số lượng haemocyte và hoạt tính phenoloxidase giữa các nhóm thử nghiệm không khác biệt đáng kể (p>0,05), nhưng haemolymph protein cao hơn đáng kể (p<0,05) ở nhóm T4 với 15% bột vi khuẩn methanotroph.

Số lượng cụm vi khuẩn trong gan tụy ở các nhóm thử nghiệm đều thấp hơn hẳn so với nhóm đối chứng (p<0,05) và số lượng cụm vi khuẩn ở nhóm T4 giảm nhiều hơn và khác hẳn nhóm T2.

Đan Linh

Theo Intrafish/The fishsite