(Aquaculture.vn) – Ở nhiều quốc gia, sản lượng tôm nuôi bị suy giảm do dịch bệnh, đặc biệt là bệnh do vi khuẩn Vibrio. Kháng sinh đã được sử dụng với số lượng lớn nhằm kiểm soát bệnh dịch, tuy nhiên, việc sử dụng này trong nhiều trường hợp thường không mang lại hiệu quả, thậm chí làm tăng cường độc tính của các tác nhân gây bệnh. Các sản phẩm formaldehyde đã được sử dụng rộng rãi, và khả năng kháng formaldehyde đã bắt đầu xuất hiện trong nuôi tôm.
Vibrio parahaemolyticus và Vibrio harveyi đã được mô tả như các tác nhân gây bệnh chính trên tôm. Những tác nhân gây bệnh này gây nhiễm trùng nghiêm trọng và giảm năng suất cả trong các trại giống và ao nuôi. Ngoài ra, dịch bệnh còn dẫn đến giảm tỷ lệ chuyển đổi thức ăn và tốc độ tăng trưởng ở các cá thể sống sót.
Hầu hết các bệnh vi khuẩn trong môi trường nước đều liên quan đến Vibrio. Vi khuẩn này thường chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật thường thấy của trại tôm nuôi và tôm tự nhiên họ Penaeidae. Trong hầu hết các bệnh vi khuẩn ảnh hưởng đến tôm, vi khuẩn sẽ xâm chiếm vào đường tiêu hóa, giải phóng độc tố và cuối cùng phá hủy khối gan tụy. Điều này dẫn đến tỷ lệ tử vong cao lên đến 90%.
Do đó, SoftAcid Aqua Deca đã được nghiên cứu phát triển và tối ưu hóa để có thể sử dụng trong suốt quá trình nuôi tôm (từ nuôi tảo ở trại giống đến giai đoạn tôm thương phẩm). Sản phẩm này ức chế sự phát triển và hình thành màng sinh học của Vibrio, ngăn chặn Vibrio xâm nhập đường tiêu hóa của tôm. Các nghiên cứu bổ sung SoftAcid Aqua Deca vào thức ăn tôm đã cho thấy kết quả tích cực với tỷ lệ sống cao hơn, gia tăng sinh khối và giảm chi phí chuyển đổi thức ăn.
Giới thiệu công việc đã thực hiện
Mục tiêu cho dự án này là phát triển một sản phẩm độc đáo có thể được sử dụng trong nhiều giai đoạn của quá trình nuôi tôm, cũng như tác động tích cực vào việc giảm sự hình thành màng sinh học của vi khuẩn.
Công việc bắt đầu bằng các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu tác dụng diệt khuẩn đối với các chủng Vibrio khác nhau.
Ở bước thứ hai, tác dụng kìm khuẩn đã được nghiên cứu liên quan đến cơ chế quorum sensing và hình thành màng sinh học.
Quorum sensing (QS) là cơ chế vi khuẩn điều chỉnh biểu hiện một số gene nhất định để phản ứng với các phân tử tín hiệu ngoại bào nhỏ. Một số yếu tố gây độc của Vibrio harveyi được điều chỉnh bởi QS và khả năng tiết ra ngoại độc tố là một trong những nguyên nhân lớn nhất dẫn tới độc lực của Vibrio. Tôm nuôi có thể được bảo vệ khỏi bệnh do Vibrio gây ra bằng cách gây nhiễu hệ thống quorum sensing này.
Các nghiên cứu trước đó đã chỉ ra rằng các đơn vị pyrogallol gây nhiễu QS của Vibrio. Acid lignosulphonic có mặt trong SoftAcid Aqua Deca có cấu trúc polyphenolic, tương tự như đơn vị pyrogallol trong các polyphenol khác.
Những kinh nghiệm trước đây cho thấy hiệu quả tích cực khi sử dụng SoftAcid trong việc loại bỏ màng sinh học. Về mặt khoa học, Vibrio được chứng minh bám vào đường tiêu hóa của tôm bằng cách tạo ra một lớp màng sinh học. Các thử nghiệm về độ bám dính của màng sinh học đã được thực hiện trong phòng thí nghiệm để đánh giá hiệu quả của SoftAcid Aqua Deca, đặc biệt đối với màng sinh học của Vibrio.
Dựa trên các nghiên cứu ban đầu, các thử nghiệm về thức ăn cho tôm ở Ecuador đã được thiết lập.
 |
 |
| Hình 1. Đơn vị Pyrogallol | Hình 2. Cấu trúc phân tử của acid lignosulfonic |
Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm
MIC – Nồng độ ức chế tối thiểu
Hiệu ứng kháng khuẩn của SoftAcid Aqua Deca được thử nghiệm bằng cách sử dụng quy trình MIC. MIC được xác định cho ba loại phụ gia: SoftAcid Aqua Deca, một acid thương mại có hệ đệm và dung dịch formaldehyde. Kháng sinh Enrofloxacin được sử dụng làm tham chiếu.
Ba chủng vi khuẩn khác nhau đã được thử nghiệm: Vibrio parahaemolyticus (Vp), Vibrio harveyi (Vh) và Pseudomonas sp. (Ps).
Kết quả được trình bày dưới dạng tỷ lệ phần trăm và OD (mật độ quang) của đối chứng dương (+) được đặt là 100%.
Bảng 1 thể hiện kết quả từ việc sàng lọc, các giá trị MIC cho thấy SoftAcid Aqua Deca ức chế sự phát triển của Vibrio parahaemolyticus, Vibrio harveyi và Pseudomonas sp. ở 2.000 ppm (mật độ quang giảm >98% ở tất cả các chủng). Acid thương mại có hệ đệm chỉ cho hiệu quả hạn chế đối với các chủng khi sử dụng nồng độ kiểm tra tối đa 4.000 ppm: mật độ quang giảm lần lượt là 31%, 0% và 8% trên ba chủng đã được thử nghiệm. Dung dịch formaldehyde ức chế 80% sự phát triển của tất cả các chủng ở 700 ppm và không thay đổi dù sử dụng ở nồng độ tối đa 4.000 ppm. Biểu hiện kháng formaldehyde thường thấy ở các sản phẩm có gốc formaldehyde này.
Bảng 1. Giá trị MIC
QS – Quorum sensing
Quorum sensing của Vibrio có thể được quan sát thông qua sự phát quang của nó. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã được thực hiện với SoftAcid Aqua Deca để nghiên cứu phổ phát quang của Vibrio harveyi và Vibrio campbellii.
Bảng 2 và Hình 3 cho thấy phổ phát quang của Vibrio ở các nồng độ từ 1.000- 2.500 ppm. Từ các nghiên cứu có thể thấy rằng, SoftAcid Deca gây nhiễu hệ thống quorum sensing. Tôm được nuôi có thể được bảo vệ khỏi dịch bệnh gây ra bởi Vibrio thông qua cách thức này.
Bảng 2. Phổ phát quang
Hình 3. Ảnh hưởng của Buffered acid và SoftAcid Aqua Deca đến khả năng phát quang của Vibrio
Màng sinh học
Trong ngành tôm, Vibrio được cho là bám vào đường tiêu hóa của tôm bằng cách tạo ra một màng sinh học. Các kết quả nghiên cứu trước đó đã cho thấy hiệu quả tích cực khi sử dụng SoftAcid trong việc loại bỏ màng sinh học.
Độ bám dính của màng sinh học đã được nghiên cứu để đánh giá hiệu quả của SoftAcid Aqua Deca lên màng sinh học của Vibrio bao gồm Vibrio harveyi (Vh), Vibrio parahaemolyticus ATCC (Vp), Vibrio vulnificus (Vv), Vibrio campbelli (Vc) và Pseudomonas sp (PS). Một axit hữu cơ có hệ đệm được sử dụng làm tham chiếu.
Kết quả được trình bày dưới dạng tỷ lệ phần trăm, trong đó sự phát quang của đối chứng dương (+) được đặt là 100%.
Hình 4 cho thấy, không có sự bám dính của màng sinh học khi xử lý bằng SoftAcid Aqua Deca, trong khi màng sinh học của tất cả các chủng vi khuẩn được thử nghiệm với axit hữu cơ có hệ đệm đều có khả năng bám dính.
Hình 4. Tỷ lệ giảm độ bám dính của màng sinh học
Thực nghiệm
Một số thực nghiệm đã được tiến hành, một trong số này là thực nghiệm tại một trang trại nuôi tôm trên đất liền ở Ecuador, nhằm nghiên cứu hiệu quả của SoftAcid Aqua Deca. Trang trại bị hạn chế trong việc thay nước và tỷ lệ sống của tôm thường chỉ ở mức 30-40%. Các thông số được nghiên cứu: tổng sinh khối, mật độ tôm, hệ số chuyển đổi, tỷ lệ sống cũng như chi phí thức ăn. Kết quả được thể hiện trong Bảng 3. Từ bảng 3, có thể thấy rằng tổng sinh khối tăng 52% và tỷ lệ sống tăng 53%. Ngoài ra, hệ số chuyển đổi thức ăn đã giảm 18.6%.
Bảng 3. Kết quả nghiên cứu
SoftAcid Aqua Deca – Tác động tích cực đến sự phát triển của tảo
Tảo là nguồn dinh dưỡng quan trọng nhất đối với tôm he bao gồm cả giai đoạn ấu trùng. Các loài tảo được sử dụng làm thức ăn cho tôm trong các trại giống thường được lựa chọn theo kích thước và khả năng phát triển trong các môi trường nuôi. Thành phần dinh dưỡng của tảo cũng rất quan trọng trong việc hỗ trợ sự phát triển của tôm.
Ở pha cuối trong quá trình phát triển của tảo, trước khi đưa vào bể ấu trùng, tảo cần được bảo quản tốt để tránh bị giảm chất lượng và oxi hóa. SoftAcid đã cho thấy hiệu quả như một chất bảo quản cũng như một chất kích thích phát triển tốt.
Lignosulphonates là lignin tan trong nước. Chúng tồn tại dưới dạng muối acid lignosulphonic. SoftAcid Aqua Deca là sự kết hợp của acid lignosulphonic và acid béo mạch ngắn.
Các hợp chất humic và fulvic đã cho thấy hiệu quả tích cực đối với sự phát triển của vi tảo. Lignin được biết đến với vai trò chính trong việc hình thành các hợp chất humic và fulvic tự nhiên tương đương quá trình xảy ra trong các bể tảo.
Ngày nay, quan điểm được chấp nhận nhiều nhất là phần lớn các hợp chất humic/ fulvic được xây dựng từ các polyphenols của lignin. Một trong những con đường hình thành các hợp chất humic/fulvic là thông qua quá trình phân hủy sinh học các polymer thực vật, chẳng hạn như lignin, thành các đơn vị cấu tạo cơ bản. Do đó, nhiều nhóm chức năng được tìm thấy trong acid humic/fulvic cũng có thể được tìm thấy trong lignin. Ngoài ra, hàm lượng acid lignosulphonic được sử dụng trong SoftAcid tương đương hàm lượng acid fulvic 94%. Như vậy, hiệu quả của SoftAcid đối với sự phát triển của tảo có thể quy cho hàm lượng acid fulvic này.
SoftAcid Aqua Deca – Cải thiện điều kiện vệ sinh
Tùy thuộc vào các giai đoạn/vòng đời khác nhau của tôm, việc xử lý nước bằng SoftAcid Aqua Deca có thể được thực hiện trong tất cả các giai đoạn, từ giai đoạn Protozoea đến giai đoạn ấu trùng.
– Giai đoạn Protozoea: 2-4 ppm/ngày (Ngày 2 lần).
– Giai đoạn Mysis: 4-6 ppm/ngày (Ngày 2 lần).
– Giai đoạn hậu ấu trùng (PL1 đến PL9): 10-20 ppm/ngày (Ngày 2 lần).
– Giai đoạn hậu ấu trùng (>PL10): 20 ppm/6 giờ (tổng 80 ppm). pH của bể không được thấp hơn 7,0.
Ngoài ra, SoftAcid Aqua Deca cũng có thể được sử dụng như một chất tẩy rửa các dụng cụ trong bể nuôi để phòng tránh sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh.
Tính bền vững
Thế giới đang đối mặt thách thức đan xen của biến đổi khí hậu và môi trường, an ninh lương thực và quản lý tài nguyên.
Tổ hợp lọc dầu sinh học tiên tiến của Borregaard có thể giúp giải quyết một số thách thức trên. Borregaard sử dụng nguyên liệu tái tạo và tự nhiên, chuyển đổi chúng thành các sản phẩm có giá trị có thể thay thế các sản phẩm hóa dầu.
Việc sử dụng nguyên liệu sinh khối, giảm lượng khí phát thải nhà kính và các sản phẩm thay thế sản phẩm hóa dầu, cung cấp các giải pháp bền vững và hướng tới tương lai.
Các sản phẩm SoftAcid, cụ thể là SoftAcid Aqua Deca, góp phần tạo hướng đi bền vững hơn cho ngành nuôi tôm hiện nay.
Kết luận
SoftAcid Aqua Deca đã được nghiên cứu phát triển để trở thành một sản phẩm độc đáo, đa ứng dụng và bền vững dựa trên các tính năng sau:
– Ức chế sự phát triển và hình thành màng sinh học của Vibrio, ngăn không cho vi khuẩn xâm chiếm đường tiêu hóa của tôm.
– Nâng cao tỷ lệ sống, tăng sinh khối và giảm chi phí chuyển đổi thức ăn trong các nghiên cứu về thức ăn nuôi tôm.
– Được khuyến khích sử dụng trong suốt quá trình nuôi tôm (từ nuôi tảo ở trại giống đến giai đoạn tôm thương phẩm).
Ánh Dương Khang
