Công nghệ NIRS trong nuôi trồng thủy sản
Từ lâu, việc phân tích nhanh và chính xác các yêu tố môi trường nước ao nuôi luôn là nhu cầu cần thiết. Ý tưởng này dần trở thành hiện thực khi công nghệ quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại(NIRS) đã được thử nghiệm thực tế và cho kết quả khả quan
Nguyên lý hoạt động của NIRS là khi ánh sáng chiếu tới, vùng cận hồng ngoại có bước sóng từ 750nm-2500nm sẽ được các mẫu sinh học hấp phụ, và khi đo độ phản xạ ánh sáng của từ các mẫu sinh học ta sẽ thu được thông tin thành phần hóa học của chúng.
Sau đó sẽ dùng phần mềm để phân tích dữ liệu này và cho ra kết quả cuối cùng. Nghiên cứu này được thực hiện bởi các nhà khoa học Pháp tiến hành trên 3 đối tượng khác nhau. Sử dụng phương pháp phân tích phòng thí nghiệm truyền thống và NIRS nhằm có sự đánh giá về hiệu quả của hai phương pháp.
Bố trí thí nghiệm và thu mẫu
Thí nghiệm tiến hành trên 3 đối tượng và cá chẽm châu Âu, cá mơ và cá đối. Mỗi loại cá sẽ được nuôi trong bể có dung tích từ 2-5m3. Cá chẽm châu âu sẽ được cho ăn thức ăn có hàm lượng đạm là 43%, chất béo là 20%, tro là 8%. Thức ăn cho cá mơ và cá đối có hàm lượng đạm 39.5%, chất béo 0.5%, tro là 15.4%.
Sau 16h sẽ tiến hành thu 50ml mẫu nước có chứa thức ăn dư thừa và phân cá. Mẫu nước sẽ được ly tâm và cô đặc lại có trọng lượng 35g, sau đó đông lạnh ở -220C, đây mẫu ước. Mẫu này đem đi sấy ở 550C trong 24h sẽ được mẫu khô.
Phương pháp phân tích
Tiến hành phân tích các chỉ tiêu vật chất hữu cơ (OM), tổng carbon (TOC), tổng nitrogen(TON), tỉ lệ C/N, tổng phospho(TP), lipid.
Phương pháp phân tích truyền thống
|
Chỉ tiêu |
Phương pháp |
|
Vật chất hữu cơ (OM) |
Soxlhet Extraction |
|
Lipid |
ISO6492,1999 |
|
Tổng carbon (TOC) |
Raimbault et.,al |
|
Tổng nitrogen( TON), C/N |
Kjeldahl procedure |
|
Tổng phosphor (TP) |
Menzel và Corwin,1965 |
Phương pháp NIRS
Mẫu ướt sẽ được đo ở bước sóng 350-2500nm, đo 10 lần.
Mẫu khô sẽ được đo ở bước sóng 1100-2500nm, mỗi mẫu lặp lại hai lần, lấy giá trị trung bình.
Kết quả
Phương pháp NIRS
Đối với mẫu khô
|
Thông số |
số mẫu |
Mean |
SD |
SEC |
R2 |
SECV |
RPD |
|
Phân cá chẽm châu Âu(n = 46) |
|||||||
|
OM |
42 |
61.19 |
4.8 |
0.32 |
1 |
0.53 |
8.98 |
|
TON |
42 |
2.27 |
0.22 |
0.04 |
0.96 |
0.07 |
3.36 |
|
TOC |
42 |
29.24 |
4.67 |
2.25 |
0.77 |
2.8 |
1.67 |
|
C/N |
43 |
14.11 |
2.4 |
0.78 |
0.9 |
0.83 |
2.87 |
|
TP |
41 |
1.99 |
0.4 |
0.39 |
0.05 |
0.43 |
0.94 |
|
Lipids |
44 |
4.83 |
0.55 |
0.15 |
0.93 |
0.21 |
2.67 |
|
Phân hỗn hợp (n = 69) |
|||||||
|
OM |
65 |
65.15 |
7.7 |
0.5 |
1 |
0.7 |
10.94 |
|
TON |
62 |
2.21 |
0.23 |
0.05 |
0.95 |
0.07 |
3.31 |
|
TOC |
65 |
31.92 |
6.14 |
1.98 |
0.9 |
2.29 |
2.69 |
|
C/N |
67 |
16.29 |
3.89 |
0.85 |
0.95 |
0.98 |
3.96 |
|
TP |
62 |
1.87 |
0.34 |
0.3 |
0.21 |
0.31 |
1.11 |
|
Lipids |
66 |
3.87 |
1.44 |
0.16 |
0.99 |
0.19 |
7.57 |
|
Phân và thức ăn dư thừa (n = 85) |
|||||||
|
OM |
83 |
65.9 |
7.17 |
0.62 |
0.99 |
0.81 |
8.86 |
|
TON |
81 |
2.49 |
0.69 |
0.07 |
0.99 |
0.09 |
7.51 |
|
TOC |
79 |
32.78 |
6.92 |
1.75 |
0.94 |
2.15 |
3.22 |
|
C/N |
81 |
15.19 |
4.28 |
0.73 |
0.97 |
0.89 |
4.82 |
|
TP |
76 |
1.87 |
0.29 |
0.26 |
0.23 |
0.27 |
1.11 |
|
Lipids |
81 |
4.68 |
2.31 |
0.2 |
0.99 |
0.23 |
9.95 |
Đối với mẫu ướt
|
Thông số |
Số mẫu |
Mean |
SD |
SEC |
R2 |
SECV |
RPD |
|
OM |
44 |
61.31 |
4.58 |
1.17 |
0.94 |
2 |
2.29 |
|
TON |
42 |
2.28 |
0.21 |
0.06 |
0.92 |
0.08 |
2.55 |
|
TOC |
46 |
28.6 |
5.73 |
1.2 |
0.96 |
2.29 |
2.5 |
|
C/N |
41 |
14.36 |
2.18 |
1.09 |
0.75 |
1.41 |
1.55 |
|
TP |
44 |
2.04 |
0.46 |
0.3 |
0.56 |
0.4 |
1.14 |
|
Lipids |
42 |
4.76 |
0.5 |
0.11 |
0.95 |
0.24 |
2.09 |
Dễ nhận ra là có sự tương quan về kết quả giữa hai phương pháp ở tất cả các chỉ tiêu, ngoại trừ TP. Tuy nhiên, cần phải mở rộng phạm vi lấy mẫu và dữ liệu để giúp kết quả chính xác hơn.
Kết Luận: Tuy mới chỉ là bước đầu nhưng nghiên cứu này đã cho thấy triển vọng rất lớn trong việc áp dụng công nghệ NIRS vào thủy sản, nếu được sẽ giúp tiết kiệm chi phí và thời gian rất nhiều so với trước đây. Nếu thành công đây chắc chắn là bước đột phá trong phân tích các yếu tố môi trường nước thủy sản.