Bột cá (Fish meal – FM) được coi là nguồn protein lý tưởng trong ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi thủy sản vì loại nguyên liệu này giàu hàm lượng protein, axit béo thiết yếu, vitamin và khoáng chất, khả năng tiêu hóa cao và có hàm lượng axit amin ổn định.
Tuy nhiên, do bột cá được sản xuất chủ yếu từ nguồn cá khai thác nên sản lượng hàng năm không ổn định và ở nhiều quốc gia và thậm chí là đang có xu hướng giảm đi do biến đổi khí hậu toàn cầu. Do nguồn cung hạn chế và nhu cầu ngày càng tăng, tỷ lệ FM trong thức ăn thương mại cần được thay thế bằng các nguyên liệu bền vững hơn.
Trong nhiều năm, bột đậu nành (SBM) đã được sử dụng rộng rãi trong thức ăn thủy sản như nguồn protein chính để thay thế FM. Các đặc tính sẵn có của SBM là hàm lượng protein thô cao, thành phần axit amin tương đối cân bằng, khả năng tiêu hóa cao, giá cả phải chăng và tính sẵn có rộng rãi (Sookying và cộng sự, 2013).
Tuy nhiên, việc thay thế FM và các protein động vật khác bằng SBM trên một mức nhất định có thể gây ra những ảnh hưởng có hại đến tình trạng sức khỏe tổng thể.
Ví dụ, tôm được cho ăn 33% SBM (với 31% FM) có phản ứng miễn dịch thấp hơn đáng kể và stress oxy hóa cao hơn so với 0% SBM (với 53% FM) (Lin & Mui, 2017). Yếu tố hạn chế chính ngăn cản việc sử dụng SBM hiệu quả trong thức ăn thủy sản là do các yếu tố kháng dinh dưỡng (ANF) có trong SBM, có khả năng cản trở sự hấp thụ chất dinh dưỡng và có thể làm hỏng biểu mô ruột.
Những chất kháng dinh dưỡng này bao gồm các chất ức chế protease, lectins (agglutinin đậu nành), phytate (axit phytic), oligosaccharides (ví dụ, raffinose và stachyose), polysaccharides không tinh bột (NSP) (ví dụ, xylans và cellulose), tannin, protein kháng nguyên (ví dụ, glycinin) và β-conglycinin), và saponin.
Tuy rằng nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất thức ăn viên thương mại thường phá hủy các chất ức chế protease và lectin ở mức độ lớn, nhưng các ANF khác như protein kháng nguyên, tannin, saponin, oligosaccharides và NSP lại ổn định nhiệt và không thể bị bất hoạt đơn giản bằng cách xử lý nhiệt. Để tối đa hóa việc sử dụng SBM trong thức ăn mà không gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khoẻ động vật, một số chiến lược đã được đề xuất nhằm giảm mức độ phản dinh dưỡng của SBM.
Ví dụ: sử dụng quá trình lên men vi sinh vật để giúp phân hủy ANF (Cherdkeattipol và cộng sự, 2021; Wangsoontorn và cộng sự, 2018; Yao và cộng sự, 2020), sử dụng SBM từ đậu tương được lai tạo chọn lọc không biến đổi gen (Guo và cộng sự, 2018) hoặc sử dụng thực vật biến đổi gen có hàm lượng ANF thấp hơn (Gatlin III và cộng sự, 2007) hoặc sử dụng công thức SBM đặc biệt với lượng ANF tối thiểu (Hulefeld và cộng sự, 2018).
Ngoài ra, một số chất phụ gia thức ăn nhất định có thể được kết hợp vào chế độ ăn dựa trên SBM để giảm bớt bất kỳ tác dụng không mong muốn tiềm ẩn nào do ANF đậu nành gây ra. Enzyme thức ăn và chất kích thích miễn dịch chức năng là hai ví dụ về lựa chọn cuối cùng.
Mới đây, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Kasetsart (Thái Lan) đã thực hiện nghiên cứu đánh giá tác động của hai loại chất bổ sung dinh dưỡng, đó là sự kết hợp enzyme thức ăn (hỗn hợp 6-phytase, serine protease và endo-1,3(4)-β-glucanase) và các chất kích thích miễn dịch chức năng (hỗn hợp men bia, nucleotide, vitamin C và vitamin E) đến hiệu suất tăng trưởng, tỷ lệ sống và phản ứng miễn dịch và khả năng chống nhiễm V. parahaemolyticus của tôm thẻ chân trắng sử dụng khẩu phần có hàm lượng SBM cao.
Trong thiết kế thí nghiệm, 4 chế độ ăn thử nghiệm được xây dựng với các tỷ lệ phần trăm SBM, FM và bột gia cầm (PM) khác nhau và có hoặc không bổ sung phụ gia thức ăn, cụ thể là (1) SBM0 (0% SBM + 25% FM + 12,6% PM), (2) SBM30 (30% SBM + 12,5% FM + 5,7% PM), (3) SBM30en (30% SBM + 12,5% FM + 5,7% PM + 0,045% kết hợp enzyme thức ăn) và (4) SBM30im (30% SBM + 12,5% FM + 5,7% PM + 0,1% kết hợp chất kích thích miễn dịch chức năng). Tỷ lệ thay thế FM bằng SBM trong SBM30 là 50%. Thành phần và thành phần hóa học của khẩu phần cơ bản SBM0 và SBM30 được trình bày trong Bảng 1.
| Nguyên liệu (%) |
SBM0 |
SBM30 |
SBM30en |
SBM30im |
| Bột cá (FM) 60% protein | 25.00 | 12.50 | 12.50 | 12.50 |
| Bột đậu nành (SBM) | 0.00 | 30.00 | 30.00 | 30.00 |
| Bột gia cầm (PM) | 12.60 | 5.70 | 5.70 | 5.70 |
| Bột gan mực | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 |
| Gluten mì | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 |
| Protein ngô cô đặc | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 |
| Bột mì | 38.86 | 23.80 | 23.80 | 23.80 |
| Chất dẫn dụ | 0.50 | 2.00 | 2.00 | 2.00 |
| Lecithin đậu nành | 1.70 | 2.80 | 2.80 | 2.80 |
| DL-Methionine | 0.14 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| Mono calcium phosphate | 0.00 | 1.25 | 1.25 | 1.25 |
| Dầu cá | 0.50 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| Vitamin và khoáng | 0.60 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
| Cholesterol | 0.00 | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
| Enzyme | 0.00 | 0.00 | 0.045 | 0.00 |
| Chất kích thích miễn dịch | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.10 |
| Chất khác | 9.10 | 9.06 | 9.02 | 8.96 |
| Thành phần hóa học (%) |
||||
| Tro | 13.20 | 10.15 | 10.15 | 10.15 |
| Xơ | 2.92 | 1.41 | 1.41 | 1.41 |
| Chất béo | 9.27 | 8.54 | 8.54 | 8.54 |
| Độ ẩm | 9.30 | 9.73 | 9.73 | 9.73 |
| Protein | 39.49 | 39.82 | 39.82 | 39.82 |
Thành phần và thành phần hóa học (%) của các khẩu phần thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Tôm thí nghiệm là dòng tôm có tốc độ tăng trưởng cao được nuôi phổ biến ở Thái Lan. Sau khi thích nghi trong 3 ngày, 1280 ấu trùng post (PL-12) (khoảng 3 mg/cá thể) được phân ngẫu nhiên vào các bể nhựa 200 L, bao gồm bốn nhóm theo chế độ ăn thử nghiệm và với 4 lần lặp lại, 80 con/bể (120 con/m2).
Tôm được nuôi trong hệ thống nước sạch tại cơ sở trong nhà. Thức ăn thừa và phân trong bể đều được hút ra ngoài và thay nước khoảng 15%–20% được tiến hành hàng ngày. Các yếu tố môi trường nước được duy trì ổn định. Tôm được cho ăn theo các chế độ ăn thử nghiệm với tần suất bốn lần mỗi ngày cho đến khi no, thời gian kéo dài trong 45 ngày. Vào ngày thứ 10, 20 và 30, 10 con tôm từ mỗi bể được lấy mẫu và cân ngẫu nhiên, đồng thời lượng thức ăn được điều chỉnh theo trọng lượng cơ thể.
Ngoài ra, thức ăn thừa trong khoảng 2-3 giờ sau khi cho ăn sẽ được hút ra ngoài và lượng thức ăn được điều chỉnh vào lần cho ăn tiếp theo. Khi kết thúc thử nghiệm, tôm trong mỗi bể được thu hoạch, đếm và cân. Trọng lượng cơ thể trung bình, tỷ lệ sống và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) của mỗi nhóm đã được xác định. Đối với Vibrio spp. đếm được, 5 con tôm từ mỗi bể đã được lấy mẫu gan tụy và ruột vào ngày thứ 45. Tổng Vibrio spp. số lượng trong gan tụy và ruột được xác định bằng phương pháp trải đĩa trên môi trường thạch TCBS và được tính theo đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU/g). Các phương pháp phân tích chỉ tiêu miễn dịch được thực hiện sau đó.
Thí nghiệm 2: Tôm (khoảng 3 g) từ mỗi khẩu phần thí nghiệm của Thí nghiệm 1 được phân phối lại vào các bể nhựa 500 L mới (4 lần nhắc lại/nhóm với 30 con/bể). Tôm thuộc nhóm SBM0 được chia thành hai nhóm mới, cụ thể là nhóm bị cảm nhiễm và không bị cảm nhiễm với V. parahaemolyticus.
Tôm ở tất cả các nhóm (ngoại trừ nhóm đối chứng) đã được cảm nhiễm bằng cách ngâm với V. parahaemolyticus (TISTR, 1596) ở nồng độ là 105 CFU/mL. Ba giờ sau khi cảm nhiễm, tôm trong mỗi bể được cho ăn một trong bốn chế độ ăn thử nghiệm bốn lần mỗi ngày cho đến khi gần no trong 10 ngày nữa. Tăng trọng, tỷ lệ sống, FCR và Vibrio spp. số lượng được xác định vào ngày thứ 10 sau thời gian theo dõi như được mô tả trong Thí nghiệm 1.
Kết quả
Sau thử nghiệm cho ăn 45 ngày (trong Thí nghiệm 1), trọng lượng cơ thể trung bình của nhóm SBM0 và SBM30 không khác biệt đáng kể (khoảng 3 g). Việc bổ sung sự kết hợp enzyme thức ăn và chất kích thích miễn dịch chức năng vào khẩu phần cơ bản SBM30 đã cải thiện đáng kể trọng lượng cuối lên lần lượt là 3,52 và 3,49 g. Tôm được cho ăn SBM30 không có phụ gia thức ăn có tỷ lệ sống thấp hơn một chút (94,06%) và FCR (1,16) cao hơn so với bốn nhóm còn lại, lần lượt là 94,31%–94,69% và 1,01–1,07. Cả sự kết hợp enzyme thức ăn và sự kết hợp chức năng kích thích miễn dịch cũng giúp giảm tổng lượng Vibrio spp. số lượng trong gan tụy và ruột của tôm SBM30en và SBM30im.
