Tảo biển thúc đẩy tăng trưởng và tích lũy carotenoid ở tôm thẻ

Các loài thủy sản phải hấp thu carotenoid từ thức ăn do không thể tổng hợp nội sinh. Việc bổ sung carotenoid giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng và cải thiện ngoại hình thương phẩm của tôm, trong đó vi tảo và tảo biển là nguồn cung giàu lutein, zeaxanthin và astaxanthin đang được quan tâm trong sản xuất thức ăn thủy sản.

Ngành nuôi tôm đang đối mặt với áp lực chi phí và biên lợi nhuận giảm, khiến việc phát triển khẩu phần hiệu quả, đặc biệt với các chất bổ sung tăng trưởng và chất lượng ngày càng cấp thiết. Tuy nhiên, các nghiên cứu chuyên sâu về mối liên hệ giữa loại tảo, dạng carotenoid và mức độ tích lũy trong cơ thể tôm vẫn còn hạn chế.

Xây dựng nghiên cứu

Tôm thẻ chân trắng giống, được cung cấp bởi Công ty Chia-Tai Ningbo (Trung Quốc), đã trải qua giai đoạn thích nghi kéo dài 14 ngày trong hệ thống nuôi có sục khí liên tục tại cơ sở thử nghiệm của Đại học Ningbo. Tiếp theo, một thí nghiệm cho ăn kéo dài tám tuần được tiến hành trong hệ thống nước biển tuần hoàn trong nhà sử dụng các loại thức ăn thử nghiệm. Tổng cộng 540 cá thể tôm giống, với trọng lượng trung bình 2,60 ± 0,20 gam, được phân bố ngẫu nhiên vào 18 bể sợi thủy tinh hình trụ (thể tích 400 lít, chứa 250 lít nước biển), với mật độ thả là 30 con mỗi bể.

5 công thức thức ăn thử nghiệm được xây dựng, trong đó bổ sung 3% tảo nâu (Saccharina japonica – nhóm SJ; Sargassum fusiforme – nhóm SF), tảo đỏ (Neoporphyra haitanensis – nhóm NH) hoặc 0,1% carotenoid tinh khiết (zeaxanthin – nhóm ZT; fucoxanthin – nhóm FX). Mỗi loại thức ăn được phân phối ngẫu nhiên cho ba bể lặp lại. Tôm giống được cho ăn ba lần mỗi ngày, với lượng thức ăn tương ứng 6-8% khối lượng cơ thể.

Kết thúc thí nghiệm, 3 cá thể tôm từ mỗi bể được chọn ngẫu nhiên và mổ trên đá lạnh để thu mẫu các mô gồm cơ (đốt thứ hai), vỏ ngoài và tuyến gan tụy. Các mẫu mô cùng loại từ mỗi bể được gộp lại và bảo quản để phân tích hàm lượng carotenoid và axit béo. Mỗi nhóm thức ăn có ba bể lặp lại, đảm bảo tính lặp cho từng nghiệm thức.

Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, bổ sung bột tảo vào khẩu phần ăn đã cải thiện rõ rệt hiệu quả tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng. Cụ thể, trọng lượng cuối kỳ, tăng trọng tuyệt đối (WG) và tốc độ tăng trọng (WGR) của các nhóm tôm được bổ sung tảo (gồm nhóm SJ, SF và NH) cao hơn khoảng 1,2-1,3 lần so với nhóm đối chứng. Ngoài ra, tốc độ tăng trưởng đặc hiệu (SGR) ở các nhóm bổ sung tảo cũng cao hơn khoảng 1,2 lần so với nhóm không bổ sung.

Đặc biệt, việc bổ sung các sắc tố zeaxanthin và fucoxanthin cho thấy hiệu quả vượt trội hơn, với WGR và SGR lần lượt cao hơn khoảng 1,65 và 1,3 lần so với nhóm đối chứng. Tuy nhiên, giữa các nhóm bổ sung carotenoid không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về các chỉ tiêu tăng trưởng.

Về tỷ lệ sống, không có sự khác biệt đáng kể giữa các nhóm thí nghiệm và đối chứng, ngoại trừ nhóm NH có tỷ lệ sống thấp hơn rõ rệt so với nhóm đối chứng. Để đánh giá sự thay đổi màu sắc, các thông số màu bề mặt của tôm được đo lường. Kết quả cho thấy các loại thức ăn có bổ sung bột tảo và carotenoid đều làm tăng đáng kể độ thay đổi màu tổng thể.

Các nghiên cứu trước đây đã ghi nhận hiệu quả tích cực của carotenoid trong khẩu phần ăn tôm, đặc biệt khi hàm lượng bổ sung vượt mức 100 mg/kg, trong đó astaxanthin là sắc tố thể hiện rõ hiệu quả sinh trưởng. Ngược lại, khi sử dụng với liều lượng thấp, hiệu quả không rõ ràng.

Tuy nhiên, nhiều tài liệu chỉ công bố hàm lượng carotenoid được bổ sung trong công thức thức ăn, mà không tính đến tổn thất trong quá trình chế biến. Trên thực tế, các sắc tố carotenoid dễ bị phân hủy do nhiệt độ cao và ánh sáng trong suốt quá trình sản xuất thức ăn, làm giảm đáng kể hàm lượng thực tế trong sản phẩm cuối cùng. Một số nghiên cứu cho biết hàm lượng astaxanthin thực tế trong thức ăn cho tôm có thể giảm gần một nửa so với lý thuyết. Do đó, hàm lượng carotenoid thực tế trong thức ăn có thể chênh lệch lớn so với lượng công bố ban đầu.

Theo kết quả nghiên cứu, bổ sung carotenoid giúp tôm sống có màu đậm hơn và sau khi nấu chín chuyển sang màu đỏ rực nhờ giải phóng astaxanthin. Màu sắc tôm sống chịu ảnh hưởng bởi phức hợp giữa astaxanthin và protein crustacyanin; hàm lượng astaxanthin càng cao, màu càng đậm. Khi nấu, phức hợp này bị phá vỡ, giải phóng astaxanthin tự do, tạo màu đỏ đặc trưng.

Ở tôm thẻ chân trắng, việc bổ sung tảo biển và zeaxanthin giúp tăng hàm lượng astaxanthin, từ đó cải thiện đáng kể màu sắc. Dữ liệu nghiên cứu cũng khẳng định mối tương quan chặt chẽ giữa lượng carotenoid trong thức ăn và mức tích lũy trong cơ thể tôm. Trung bình, mỗi đơn vị carotenoid bổ sung giúp tôm tăng 9,51 đơn vị carotenoid trong mô.

Carotenoid chủ yếu phân bố ở lớp vỏ và tuyến gan tụy, trong khi cơ thịt không có sự thay đổi đáng kể. Astaxanthin tự do tập trung nhiều nhất ở lớp vỏ – bộ phận đóng vai trò hàng rào bảo vệ trước stress môi trường nhờ khả năng chống ôxy hóa mạnh, đồng thời giúp tôm điều chỉnh sắc tố phù hợp với nền đáy môi trường sống.

Triển vọng

Đây là nghiên cứu đầu tiên ứng dụng công nghệ UPLC-MS – một kỹ thuật phân tích có độ chính xác cao, thường được sử dụng trong phân tích thực phẩm, độc chất học và các xét nghiệm sinh học, nhằm đánh giá ảnh hưởng của các loại bột tảo và carotenoid khi bổ sung vào khẩu phần ăn đến hiệu suất tăng trưởng và khả năng tích lũy sắc tố của tôm thẻ chân trắng.

Kết quả cho thấy, cả 5 loại phụ gia dinh dưỡng đều cải thiện rõ rệt tăng trưởng của tôm. Đồng thời, hàm lượng carotenoid trong khẩu phần có mối tương quan thuận đáng kể với mức tích lũy sắc tố trong mô tôm, trong đó lớp vỏ ngoài là vị trí tích lũy chính. Đáng chú ý, bột tảo N. haitanensis và zeaxanthin là hai thành phần có hiệu quả cao nhất trong việc thúc đẩy tích lũy carotenoid, được xác định lần lượt là loại bột tảo và hợp chất carotenoid có hiệu quả vượt trội.

Bên cạnh đó, quá trình tích lũy sắc tố ở từng mô diễn ra thông qua dạng carotenoid tự do và ester của astaxanthin. Những phát hiện này chứng minh việc định hướng bổ sung carotenoid thông qua lựa chọn loài tảo hoặc hợp chất carotenoid phù hợp có thể cải thiện hiệu quả sắc tố cho tôm. Nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung làm rõ cơ chế sinh tổng hợp và chuyển hóa carotenoid trong cơ thể tôm, hướng đến tối ưu hóa công thức thức ăn và nâng cao chất lượng sắc tố thông qua điều chỉnh sinh học có hệ thống.

Dũng Nguyên
Theo GlobalSeafood