Với niềm đam mê nghiên cứu về thức ăn và dinh dưỡng cho tôm cá, TS. Đỗ Hữu Hoàng – Viện Hải dương học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) đã tìm ra hàm lượng bổ sung β-glucan tối ưu để đem đến những “món ăn” tốt nhất cho sức khỏe của cá chim vây ngắn, một loài cá đang có tiềm năng kinh tế lớn ở Việt Nam.
Hướng đi mới từ bài toán cũ
Để tìm giải pháp thay thế cũng như phát triển nuôi trồng thủy sản theo hướng bền vững, chủ đề đang được các nhà khoa học trên toàn thế giới quan tâm hàng đầu hiện nay là nghiên cứu tìm ra chế phẩm sinh học có thể chữa trị các loại bệnh ở cá nhưng vẫn thân thiện với môi trường, đồng thời đánh giá hiệu quả của chúng. Những trăn trở của TS. Đỗ Hữu Hoàng cũng không nằm ngoài xu hướng ấy, nhất là trong bối cảnh năm 2014-2015, có 32.000 tấn hàng thủy sản của Việt Nam xuất khẩu sang các nước bị trả về do dư lượng kháng sinh vượt quá mức cho phép.
‘Trong số những chất có tiềm năng thay thế, anh đặc biệt chú ý đến β-glucan – một chế phẩm “đã được nhiều nghiên cứu trên thế giới chứng minh là có thể đóng vai trò như một chất kích thích miễn dịch đối với nhiều loài thủy sản, giúp tăng khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh và không gây hại cho môi trường cũng như sức khỏe con người”. Song anh để ý, dù đã được tìm hiểu từ lâu nhưng đến nay “có rất ít công trình nghiên cứu tìm ra hàm lượng chất bổ sung tối ưu nhằm đem lại sinh trưởng cao nhất cho cá nuôi, đặc biệt là liều lượng cần thiết theo kích thước cá và thời gian sử dụng”. Chính khoảng trống nghiên cứu ấy đã đưa đến cho anh và các đồng nghiệp một bài toán vừa quen vừa lạ, lại vừa hồi hộp để giải.
“Vừa quen vừa lạ” là bởi, hiện nay ở Việt Nam các nghiên cứu về β-glucan tuy đã xuất hiện nhưng vẫn còn rất hạn chế, “mới chỉ có một vài nghiên cứu xuất bản trong nước khi áp dụng trên cá tra của Đại học Nông Lâm, Đại học Cần Thơ hay cá mú ở Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III, Đại học Nha Trang,… Trong khi đó, mỗi loại cá tôm lại có nhu cầu bổ sung β-glucan khác nhau, chưa kể đến hàm lượng bổ sung cũng phụ thuộc vào các giai đoạn phát triển vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng loài”, TS. Đỗ Hữu Hoàng giải thích. Còn “hồi hộp” là bởi, anh quyết định lựa chọn cá chim vây ngắn – một đối tượng nuôi biển mới chưa từng được nghiên cứu với chế phẩm sinh học này, có nhiều tiềm năng, sinh trưởng nhanh, chất lượng thịt thơm ngon và giá trị kinh tế cao – nhưng một năm lại chỉ sinh sản có một lần vào sau Tết, “nếu thí nghiệm bị hỏng thì chỉ có cách đợi đến năm tiếp theo mới có con giống để làm tiếp”.
Với một nghiên cứu thực nghiệm có phần rủi ro hơn những nghiên cứu thực nghiệm khác, yếu tố khiến nhóm của TS. Đỗ Hữu Hoàng lo lắng nhất không phải là kỹ thuật phân tích, quá trình chuẩn bị hay thiết kế thí nghiệm, mà là làm sao để cá không bị bệnh chết. “Mình phải tìm hiểu nhiều nơi để xem cơ sở sản xuất của trại đó cá có khỏe không, rồi phải chấp nhận mua với giá cao hơn giá bán cho người khác để người dân bắt cho mình những con khỏe nhất”, anh cười và giải thích. Thêm vào đó, những con cá này cũng phải có kích thước tương đối đồng đều nhau để số liệu khi đo đạc không bị sai lệch. Chuẩn bị kỹ là vậy nhưng anh đã từng trải nghiệm việc “có một số đợt cá mua về đều không nuôi được, vì vậy mà không thu được số liệu” khi thực hiện một nghiên cứu khác trên loại cá này.
May mắn là đợt thí nghiệm với β-glucan năm 2015, đàn cá giống được nhóm anh lựa chọn đã “vượt vũ môn” thành công. Song khâu chuẩn bị đến đây chưa hết, muốn chứng minh được chế phẩm sinh học này có tác dụng đối với thủy sản, một trong những điều thiết yếu là cần phải tìm được một công thức thức ăn nền phù hợp, trong đó phải đáp ứng được hai yếu tố: thức ăn đó phải chứa rất ít hàm lượng β-glucan, đồng thời phải có giá trị dinh dưỡng phù hợp cho sinh trưởng cá chim vây ngắn ở giai đoạn con giống. “Có những công thức nền người ta sử dụng một số thành phần có chứa β-glucan ví dụ như rong biển, nếu mình sử dụng các thành phần thức ăn này thì khi bổ sung thêm chế phẩm sinh học β-glucan vào cũng sẽ khó đánh giá được nó có hiệu quả hay không”, anh giải thích. Bằng cách tìm đọc rất nhiều tài liệu, kết hợp với chỉnh sửa một số thành phần, nhóm nghiên cứu đã xác định được một công thức nền đáp ứng các yêu cầu đặt ra với sự phối trộn của bột cá, gluten, đậu tương, dầu cá, chất kết dính, khoáng chất tổng hợp, vitamin tổng hợp và tinh bột ngô theo một tỉ lệ thích hợp làm “món ăn” cho cá.
Đi tìm “tỉ lệ vàng”
Một điểm mấu chốt khác để tìm ra hàm lượng chất bổ sung tối ưu là phải xác định được dao động hàm lượng β-glucan để làm cơ sở để thực hiện thí nghiệm. “Nếu mình không biết đầu vào như thế nào là phù hợp, chọn sai dải nồng độ thì rủi ro sẽ rất lớn, tốn nhiều tiền nhưng thí nghiệm lại không tìm ra được số liệu đáng tin cậy”, TS. Đỗ Hữu Hoàng giải thích. Tìm đến các tài liệu về những loại thủy sản đã xuất bản trước đây, đặc biệt là những loài có họ hàng gần hoặc có kích thước gần giống với cá chim vây ngắn, sau rất nhiều điều chỉnh, anh xác định được bốn mức hàm lượng có “độ giãn” phù hợp để bổ sung vào phần ăn của cá chim vây ngắn là 0.05%, 0.10%, 0.20%, 0.40%.
Sau tám tuần thử nghiệm chế độ ăn bổ sung β-glucan với hàm lượng từ 0 đến 0.40%, kết quả cho thấy, cá sử dụng thức ăn có bổ sung 0,10% β-glucan đạt tốc độ tăng trưởng cao hơn so với cá ăn thức ăn không có β-glucan, đồng thời tỷ lệ sống ở nhóm cá cho ăn bổ sung 0,05% và 0,10% β-glucan cũng cao hơn so với nhóm cá đối chứng, “qua đó khẳng định chế phẩm này thực sự có tác dụng thúc đẩy tăng trưởng và nâng cao tỷ lệ sống với cá chim vây ngắn”, TS. Đỗ Hữu Hoàng cho biết.
Không chỉ vậy, nhóm nghiên cứu của anh còn tiến một bước sâu hơn so với các nghiên cứu khác vốn chỉ đánh giá hàm lượng chất cần thiết dựa trên số liệu về sinh trưởng, đó là phân tích các chỉ tiêu về sức khỏe như đáp ứng miễn dịch và khả năng chống chịu stress. Cụ thể, kết quả phân tích các chỉ số huyết học cho thấy, có sự gia tăng các chỉ tiêu như: tế bào hồng cầu (ở cá cho ăn bổ sung 0,20% β-glucan), bạch cầu tổng số (ở cá cho ăn bổ sung 0,05 – 0,20% β-glucan), cũng như lượng tế bào lympho và bạch cầu đơn nhân (ở cá chim cho ăn bổ sung 0,10% – 0,40% β-glucan). Đồng thời, số lượng vi khuẩn Vibrio – một loại vi khuẩn gây bệnh trên cá nuôi và có thể gây ngộ độc thực phẩm – trong ruột cá cũng giảm. “Nếu chỉ nói chế phẩm có hiệu quả mà không có số liệu về chỉ tiêu sức khỏe thì khó chứng minh được. Bởi vậy, kết quả này ngoài việc khẳng định hiệu quả của β-glucan lên sức khỏe cá nuôi, giúp hạn chế sự phát triển vi khuẩn gây bệnh Vibrio, nó còn cho thấy thức ăn có bổ sung β-glucan có thể được sử dụng để nâng cao chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm đối với cá nuôi”, TS. Đỗ Hữu Hoàng hào hứng cho biết.
Đặc biệt, bằng việc sử dụng mô hình hồi quy tuyến tính – một mô hình dự đoán có hệ số tương quan cao nhất đã được nhóm sàng lọc từ tám mô hình dinh dưỡng khác nhau, TS. Đỗ Hữu Hoàng và các đồng nghiệp đã tìm ra hàm lượng chất bổ sung tối ưu nhằm đem lại sinh trưởng cao nhất của cá nuôi – một bước phân tích mà có rất ít nghiên cứu ở cả Việt Nam và trên thế giới thực hiện. Cụ thể, hàm lượng β-glucan cần thiết để cá chim vây ngắn đạt tốc độ sinh trưởng cao nhất là 0,122%; 0,120%, 0,115%; 0,090% lần lượt ở các ngày nuôi thứ 21, 28, 42 và 56. “Phân tích này cho thấy cá ở giai đoạn nhỏ cần bổ sung hàm lượng β-glucan cao hơn, ngoài ra bổ sung nhiều hơn hoặc ít hơn hàm lượng cần thiết đều đem lại kết quả không tốt cho sinh trưởng của cá chim”, TS. Đỗ Hữu Hoàng cho biết. Mô hình dự đoán cũng chỉ ra, cá chim vây ngắn có tế bào lympho cao nhất khi bổ sung 0.20% β-glucan, trong tám tuần và có khả năng chống chịu với stress độ mặn tốt hơn khi ăn bổ sung 0,05% – 0,20% β-glucan.
Những con số này không những mang lại ý nghĩa về mặt khoa học khi cho biết rằng tốc độ sinh trưởng của vật nuôi giảm theo tuổi hay kích thước của chúng, “mà còn giúp chúng ta biết rằng không cần thiết phải bổ sung nhiều hơn nhu cầu thực tế của cá nuôi, từ đó giúp cân đối giá thành thức ăn, vừa giúp cá sinh trưởng hiệu quả lại vừa tiết kiệm chi phí cho các nhà sản xuất ”, TS. Đỗ Hữu Hoàng nhấn mạnh.
Dù công trình được đánh giá là có tiềm năng ứng dụng tốt và là cơ sở ban đầu cho các nghiên cứu bổ sung β-glucan và các chế phẩm sinh học vào thức ăn của cá chim vây ngắn cũng như các loài thủy sản khác, song anh thẳng thắn cho biết, mình… không dám tự ứng cử cho giải thưởng Tạ Quang Bửu mà phải đợi đến khi được hội đồng đề xuất, bởi “nhiều công trình khác còn phức tạp hơn, và đây cũng chỉ mới là kết quả trong phòng thí nghiệm, cần mở rộng quy mô nghiên cứu ở mức nông trại (farm scale) mới có để có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất”, TS. Đỗ Hữu Hoàng chia sẻ.
Với tâm thế của người làm khoa học luôn đi tìm cái mới, thành công của nghiên cứu không khiến anh tự thỏa mãn mà luôn nhìn thấy những hướng nghiên cứu khác liên tục mở ra trước mắt mình. “Năm 2019, nhóm đã tiếp tục thực hiện đánh giá hiệu quả sử dụng dinh dưỡng và sử dụng thức ăn của cá chim vây ngắn, cũng như hệ số chuyển đổi thức ăn FCR. Với sự tài trợ của Quỹ Nafosted, nhóm chúng tôi cũng đang thực hiện nghiên cứu đánh giá hiệu quả của việc kết hợp β-glucan với mannan oligosaccharides lên sinh trưởng, miễn dịch cũng như biểu hiện gen của cá chim vây ngắn để có thể có những khuyến cáo thiết thực cho bà con”, TS. Đỗ Hữu Hoàng chia sẻ.
Chú thích:
