Chitin trong nuôi trồng thủy sản: Cân bằng lợi và hại đối với sức khỏe tôm

Giới hạn an toàn

Thành phần quan trọng nhưng chưa được chú ý nhiều trong bột ấu trùng ruồi lính đen (BSF) là chitin, một hợp chất có trong xương ngoài của ấu trùng. Các nghiên cứu cho thấy chitin cải thiện sức khỏe đường ruột, tăng cường hệ vi sinh, và thúc đẩy chức năng miễn dịch ở tôm và cá, từ đó cải thiện sức khỏe và hiệu suất tổng thể. 

Theo Entobel, hãng sản xuất bột ấu trùng SBF, cần phải cân bằng được lợi ích và rủi ro tiềm ẩn của chitin để sử dụng chitin hợp lý trong công thức thức ăn. Chitin sở hữu ưu điểm nổi bật như hoạt tính prebiotic và khả năng tăng cường miễn dịch. Tuy nhiên, lượng chitin quá mức có thể làm giảm khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng khiến năng suất thấp hơn. 

Hiện chưa có hướng dẫn cụ thể cho từng loài về mức độ bổ sung chitin tối đa trong chế độ ăn. Do đó, các chuyên gia dinh dưỡng căn cứ vào các nghiên cứu hiện có để đưa ra chỉ dẫn về giới hạn an toàn. Ví dụ, khẩu phần cho tôm thẻ và cá tuyết cod Đại Tây Dương có thể dung nạp 5% chitin mà không ảnh hưởng tiêu cực đến tăng trưởng (Rimoldi et al., 2019), trong khi cá hồi vân đạt hiệu suất tốt với 3% chitin  nhưng tốc độ tăng trưởng suy giảm khi chitin quá 4,5% (Pascon et al., 2024).

Để tạo bối cảnh, với tỷ lệ inclusion 20% của H-Meal, một sản phẩm BSF của Entobel, hàm lượng chitin trong công thức thức ăn thường là 1%, vẫn nằm trong phạm vi an toàn như được chỉ ra bởi các nghiên cứu hiện có, do đó tránh được các tác động xấu của mức chitin cao hơn.

Sức khỏe đường ruột và điều chỉnh vi sinh vật 

Hệ vi sinh vật đường ruột lý tưởng cho các loài thủy sản vẫn chưa được xác định rõ ràng do sự khác biệt giữa các loài. Tuy nhiên, các nghiên cứu cho thấy thành phần vi sinh vật đường ruột và sức khỏe tiêu hóa có tương quan chặt chẽ, trong đó một cộng đồng vi sinh vật đa dạng sẽ giúp duy trì hệ tiêu hóa khỏe mạnh.

Chitin có tác dụng như một prebiotic khi được phân giải nhờ hoạt động chitinolytic trong dạ dày hoặc đường ruột. Các enzym như chitinase và chitobiase, cùng với một số loài vi khuẩn trong ruột, có khả năng phân hủy chitin khác nhau tùy loài (Ringo, 2012). Quá trình phân hủy chitin tạo ra các disaccharide và trisaccharide bao gồm chitosan và các sản phẩm lên men như propionate và butyrate, các axit béo chuỗi ngắn, có lợi cho lớp niêm mạc ruột. Chitin còn có tác dụng ức chế vi khuẩn đối với một số loại vi khuẩn gram âm gây bệnh (Pascon et al., 2024), giúp điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột theo hướng ưu tiên lợi khuẩn.

Các nghiên cứu chỉ ra rằng tôm thẻ, cá tuyết cod Đại Tây Dương, cá hồi, cá mú đỏ và cá bơn Nhật Bản,… biểu hiện hoạt tính chitinolytic nên chitin phát huy tác dụng prebiotic nhờ vào các sản phẩm lên men (Ringo et al., 2016). Bổ sung 1% chitin vào chế độ ăn của cá hồi Đại Tây Dương giúp tăng lợi khuẩn như Lactobacillus và Carnobacterium, từ đó cải thiện tiêu hóa và hấp thụ dinh dưỡng, đồng thời giảm thiểu vi khuẩn có hại như Vibrio và  Aeromonas (Askarian et al., 2012).

Một số loài có khả năng gia tăng sự đa dạng lợi khuẩn gồm tôm thẻ, cá hồi vân, cá rô phi, cá vượt Nhật Bản (Ringo et al., 2011). Những sự thay đổi này trong hệ sinh vật đường ruột giúp tăng cường phản ứng miễn dịch và củng cố hàng rào ruột, từ đó nâng cao khả năng bảo vệ trước các nhiễm trùng (Zhou et al., 2014).

Điều chỉnh miễn dịch và kháng bệnh 

Theo các chuyên gia dinh dưỡng, chỉ cần một lượng vừa phải chitin trong chế độ ăn đã phát huy đặc tính kích thích miễn dịch trên tôm. Nó kích hoạt các phản ứng miễn dịch bằng cách tương tác với các thụ thể miễn dịch hoặc thông qua các sản phẩm phân hủy, mô phỏng các mô hình liên quan đến mầm bệnh (Komi et al., 2017). Các nghiên cứu chỉ ra rằng chitin có thể tăng cường cả phản ứng miễn dịch không đặc hiệu và khả năng kháng bệnh ở nhiều loài.

Chitin thúc đẩy sản xuất cytokine và kích hoạt hệ miễn dịch bẩm sinh bằng cách kích thích các tế bào thực bào và tế bào tiêu diệt tự nhiên, giúp vật nuôi thủy sản chống lại nhiễm trùng (Esteban et al., 2001; Ringo et al., 2012).

Hiện nay, ngành dinh dưỡng thủy sản đang sử dụng chitin thành công như một chất kích thích miễn dịch trong nuôi tôm nhằm ngăn ngừa dịch bệnh. Nghiên cứu của Wang & Chen năm 2005 cho thấy chức năng miễn dịch của tôm chân trắng được cải thiện khi sử dụng chitin, từ đó giúp tăng tỷ lệ sống cho vật nuôi khi đối mặt với Vibrio alginolyticus.

Thử nghiệm trên cá cam Nhật Bản cho thấy chitin đã tăng khả năng bảo vệ cho cá trước vi khuẩn P. piscicida. piscicida (Kawakami et al., 1998). Một nghiên cứu khác trên cá chép cũng chứng minh chitin cải thiện đáp ứng phản ứng miễn dịch như hoạt tính lysozyme và thực bào, cũng như tỷ lệ hô hấp (Gopalakannan & Arul, 2006). Đối với cá hồi vân, chitin bảo vệ vật nuôi chống lại Vibrio anguillarum (Sakai et al., 1992).

Chitin mang lại nhiều lợi ích tiềm năng trong nuôi trồng thủy sản nhưng bất lợi tiềm ẩn là giảm khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng. Do đó, cần phải biết cách quản lý chitin trong công thức thức ăn. Mặc dù nghiên cứu hiện có đã chứng minh một lượng chitin vừa phải an toàn, nhưng vẫn cần có các hướng dẫn cụ thể cho từng loài để tận dụng tối đa lợi ích của chitin mà không ảnh hưởng đến tăng trưởng và hiệu suất nuôi.

Do đó, chúng ta vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu khoa học để tìm ra liều lượng bổ sung chitin tối ưu và chứng minh các lợi ích tiềm năng khác; đồng thời so sánh  chitin côn trùng với chitin từ động vật giáp xác. Khi khai phá được tiềm năng của chitin thông qua các bằng chứng khoa học vững chắc, chúng ta có thể mở ra những cơ hội mới cho nuôi trồng thủy sản bền vững và hiệu quả.

Dũng Nguyên

Theo AllaboutFeed