Sử dụng ong bắp cày thay thế cho bột cá trong thức ăn của cá rô phi

Người ta biết rằng cá rô phi vằn có thể sử dụng được chế độ ăn có hàm lượng bột cá thấp (NRC, 2011), do đó, nhiều nỗ lực nghiên cứu đã được thực hiện nhằm thay thế nguyên liệu này bằng một số loại protetin khác sẵn có và giá rẻ hơn, chẳng hạn như bột côn trùng. Bột côn trùng có ưu điểm là tính sẵn có, giá trị dinh dưỡng cao, giàu các thành phần hoạt tính sinh học tự nhiên và giá cả phải chăng (Lewis và cộng sự, 2019).

Xét về chất khô, côn trùng có thành phần protein dao động từ 7 đến 91% (Lewis và cộng sự, 2019). Ngoài ra, côn trùng cần ít không gian canh tác và ít sử dụng nước hơn bất kỳ loài động vật cung cấp protein giá rẻ nào hiện nay. Trái lại, nguyên liệu côn trùng lại có một số nhược điểm như tính kích thích bắt mồi, khả năng tiêu hóa, hàm lượng chitin, đóng vai trò như một prebiotic và khả năng tích tụ một số độc tố trong cơ thể (Kumar et al. , 2021). Ong bắp cày phương Đông, được biết đến với tên khoa học là Vespa orientalis, một ứng cử viên mới cho các nguyên liệu thức ăn thủy sản, được tìm thấy tự nhiên ở phía đông Địa Trung Hải và Châu Á.

Ngoài ra, nó đã thu hút rất nhiều sự chú ý khi là loài gây hại tấn công các đàn ong mật ở một số quốc gia và nó cũng được tiêu thụ ở một số nơi (Yang và cộng sự, 2009). Mới đây, nghiên cứu của Hussein và cs (2023) đã tiến hành đánh giá việc bổ sung bột ong bắp cày phương đông (WM) trong thức ăn đến hiệu suất tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá rô phi vằn. 

Năm chế độ ăn thử nghiệm đã được xây dựng bao gồm chế độ FM100 sử dụng hoàn toàn bột cá làm đối chứng và 4 chế độ ăn thay thế bột cá bằng WM ở các tỷ lệ 25, 50, 75 và 100% (ký hiệu lần lượt là WM25, WM50, WM75 và WM100). Các nguyên liệu và thành phần dinh dưỡng được thể hiện trong Bảng 1. 

Cá giống có trọng lượng ban đầu trung bình là 1,1 ± 0,02 (g) được chia ngẫu nhiên thành 15 giai lưới (1,5 × 0,5 × 1 m) được đặt (ba lần, 25 con/giai) trong năm bể bê tông có kích thước 2 × 2 × 1 m. Các bể bê tông được cung cấp nước đã khử clo, một phần ba trong số đó được thay hàng ngày. Trong thời gian thử nghiệm 84 ngày, cá được cho ăn theo chế độ ăn tương ứng với tần suất ba lần một ngày (lúc 8 giờ sáng, 11 giờ sáng và 14 giờ chiều), ban đầu ở mức 8% trọng lượng cơ thể, sau đó giảm dần xuống còn 6% và cuối cùng là 3% vào cuối thử nghiệm.

Trọng lượng của tất cả cá thí nghiệm được đo riêng hai tuần một lần để điều chỉnh lượng thức ăn trong quá trình cho ăn thử nghiệm. Sử dụng máy đo và lấy mẫu chất lượng nước kỹ thuật số YSI (Yellow Springs, OH, USA) theo APHA (1995), nhiệt độ nước (°C) và oxy hòa tan (mg/l) được theo dõi hàng ngày và trung bình là 27,5 ± 0,4 °C và 6,5 ± 0,5 mg. amoniac (mg/l) và độ pH được đo hai lần một tuần và đạt trung bình lần lượt là 0,20 ± 0,13 mg và 8,1 ± 0,2 trong suốt thời gian thử nghiệm.

Xây dựng và phân tích gần đúng các khẩu phần thử nghiệm cho cá rô phi sông Nile, cá giống Oreochromis niloticus

Kết quả phân tích thành phần thức ăn

Hàm lượng protein của FM và WM lần lượt là 66 và 76,84%, phản ánh hàm lượng protein tương đối cao hơn một chút trong khẩu phần ăn WM so với khẩu phần đối chứng. Kết quả này tương tự với kết quả của Yang et al. (2009) thu được hàm lượng protein trong chất khô ở khoảng 100 loài côn trùng dao động từ 13 đến 81%. Hơn nữa, cần lưu ý rằng khi tỷ lệ WM trong khẩu phần tăng lên thì hàm lượng lipid thô (EE) sẽ giảm. Điều này có thể được giải thích là do hàm lượng EE trong WM thấp hơn (2,84 so với FM (8,76%).

Ngược lại, hàm lượng chitin của WM (33,1%) cao hơn đáng kể so với FM (11,9%). Ong bắp cày có hàm lượng chitin thấp, khoảng 6,4%, theo Kaya và cộng sự (2015a). Hàm lượng chitin côn trùng ước tính này khác nhau tùy theo loài (Kaya và cộng sự, 2015b), số cánh (Kaya và cộng sự, 2015a) , giới tính côn trùng (Kaya et al., 2015c), và các giai đoạn phát triển.

Kết quả về tăng trưởng và sử dụng thức ăn

Kết quả về tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá rô phi trong thí nghiệm này được thể hiện trong Bảng 2. Các giá trị thấp nhất được tìm thấy trong nhóm WM100 (P < 0,05) và các giá trị này giảm khi tỷ lệ WM tăng. Cá được cho ăn khẩu phần có tỷ lệ WM cao hơn cho thấy tốc độ phát triển chậm hơn, đi kèm với hiệu quả sử dụng thức ăn thấp hơn (chẳng hạn như FI và PER thấp và FCR cao, Bảng 2). Các chỉ số tăng trưởng cho thấy việc thay thế một phần FM lên tới 50% bằng WM trong khẩu phần ăn của cá rô phi không có tác động đáng kể đến tốc độ tăng trưởng của cá.

Những phát hiện này cho thấy rằng FM và WM phối hợp tốt hơn so với khi chúng hoạt động riêng lẻ có lẽ là do sự tích hợp của các chất dinh dưỡng khác nhau. Năng suất kém của các nghiệm thức bổ sung WM có thể do nhiều yếu tố gây ra (Kroeckel và cộng sự, 2012). Đầu tiên là sự hiện diện của chitin, chất này có tác hại cho cá (Olsen và cộng sự, 2006). Khả năng tiêu hóa chitin có thể thay đổi tùy theo loại ma trận chitin và mức độ liên kết chặt chẽ của nó với protein ở côn trùng, điều này có thể gây ra vấn đề với việc tiêu thụ protein và lipid trong thức ăn. Tác dụng phụ có thể là do chitin có khả năng liên kết nước cao và hình thành liên kết ion với các chất ion khác nhau như mật và lipid.

Tăng trưởng, tỷ lệ sống và sử dụng chất dinh dưỡng của cá rô phi sông Nile giống cho ăn khẩu phần thử nghiệm

Tỷ lệ sống của cá được cho ăn 5 chế độ ăn khác nhau dao động từ 93,33 đến 96%, không có sự khác biệt đáng kể (P > 0,05) giữa các nhóm thử nghiệm. Những phát hiện này cho thấy sự an toàn của việc sử dụng WM trong khẩu phần ăn của cá rô phi. Trong 84 ngày, không có sự khác biệt đáng kể (P > 0,05) về lượng ăn vào hàng ngày giữa cá ở các nghiệm thức thử nghiệm. Giá trị FCR của WM25 và WM50 cao hơn đáng kể (P < 0,05) so với các khẩu phần khác. Hơn nữa, kết quả sử dụng protein (PER) dường như có cùng xu hướng với PPV đối với cá giống. Giá trị PER và PPV (P < 0,05) cao hơn thu được ở nhóm WM50 (lần lượt là 1,85 và 24,48) so với nhóm WM100 (lần lượt là 1,42 và 16,94).

Kết quả về phân tích thành phần thân thịt cá

Hàm lượng DM thân thịt không bị thay đổi khi tăng mức WM trong chế độ ăn của cá rô phi (Bảng 3), phù hợp với những phát hiện của Fox et al. (1994). Trong khi đó, các nhóm ăn theo chế độ ăn FM, WM25 và WM50 có hàm lượng CP (P < 0,05) trong cơ thể cao hơn đáng kể so với nhóm WM75 và WM100.

Tuy nhiên, hàm lượng thân thịt cao nhất của EE được ghi nhận ở nhóm FM và WM25 (lần lượt là 19,03 và 18,61) với phản hồi đáng kể so với các nhóm khác. Ngoài ra, hàm lượng tro thân thịt ở các nhóm nhận được chế độ ăn WM75 và WM100 thấp hơn đáng kể (P < 0,05) so với các nghiệm thức khác. Những kết quả này nằm trong phạm vi chấp nhận được đối với cá khỏe mạnh (Ibhadon và cộng sự, 2015).

Phân tích thân thịt toàn thân của cá rô phi sông Nile cho ăn khẩu phần thử nghiệm

Kết quả về các chỉ số nội tạng

Các chỉ số nội tạng (VSI), gan (HSI) và CF của cá thí nghiệm (Bảng 5) rất quan trọng để đánh giá tốt hơn các điều kiện sinh lý của cá và hiểu rõ quá trình trao đổi chất của cá (Luo và cộng sự, 2021). Chỉ số VSI thấp nhất (8,38%) được ghi nhận ở cá rô phi được cho ăn chế độ ăn WM100 và không có sự khác biệt đáng kể (P > 0,05) so với các chế độ ăn khác.

Hơn nữa, không có sự khác biệt đáng kể (P > 0,05) về chỉ số HSI giữa tất cả các nhóm được thử nghiệm và chúng dao động từ 1,42 đến 1,53%. Những kết quả này cho thấy tình trạng dinh dưỡng tốt của tất cả các loại cá trong các công thức được thử nghiệm.

Chỉ số nội tạng (%), chỉ số gan (%) và các yếu tố thể trạng của cá rô phi sông Nile cho ăn khẩu phần thử nghiệm

Kết quả về mô tả mô học ruột và gan

Phân tích mô học của hệ tiêu hóa là mục tiêu chính để đánh giá tình trạng dinh dưỡng của cá (Zhang và cộng sự, 2020) và sức khỏe (Irm và cộng sự, 2020). Đáng chú ý, ruột có sự gia tăng dần dần số lượng tế bào cốc trong niêm mạc với tỷ lệ thay thế protein côn trùng tăng lên (Hình 2). Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra tác động tiêu cực của WM, được đưa vào khẩu phần ăn do những thay đổi mô học trong ruột (Irm và cộng sự, 2020).

Kết quả đã chỉ ra rằng, cá rô phi được cho ăn chế độ ăn có thay thế protein WM biểu hiện sự tạo không bào trong tế bào gan tăng lên theo số lượng bữa ăn côn trùng thay thế cho FM (Hình 3). Kết quả này cũng cho thấy cá rô phi được cho ăn chế độ ăn đối chứng mà không thay thế WM có cấu trúc mô học bình thường của các mô cơ quan so với các nhóm khác được cho ăn chế độ ăn bao gồm WM. Cuối cùng, sự thay đổi mô học của các cơ quan phản ứng với hàm lượng chitin trong thức ăn cho cá (Rimoldi và cộng sự, 2019).

Những thay đổi mô học trong ruột của cá rô phi được cho ăn khẩu phần thử nghiệm

- (A) nhóm đối chứng (FM100) cho thấy hình thái mô học bình thường của ruột và tế bào cốc.

- (B) nhóm cá được cho ăn khẩu phần WM25 cho thấy sự gia tăng số lượng tế bào cốc (mũi tên).

- (C) nhóm cá cho ăn chế độ ăn WM75 cho thấy sự gia tăng số lượng tế bào cốc (mũi tên).

- (D) nhóm cá cho ăn chế độ ăn WM100 cho thấy sự tắc nghẽn mạch máu (dấu hoa thị) và tăng số lượng tế bào cốc.

Những thay đổi mô học trong mô gan của cá rô phi được cho ăn các chế độ ăn thử nghiệm

- (A) nhóm cá đối chứng (FM100) cho thấy cấu trúc mô học bình thường của tế bào gan, các xoang và mô tụy (Pt).

- (B) nhóm cá được cho ăn chế độ ăn WM25 cho thấy sự nổi bật của các xoang gan với nhiều tế bào chất ưa eosin hơn.

- (C) nhóm cá cho ăn chế độ ăn WM75 cho thấy tắc nghẽn mạch máu Pt và không bào của tế bào gan.

- (D) nhóm cá cho ăn chế độ ăn WM100 cho thấy tắc nghẽn tĩnh mạch trung tâm (mũi tên nét đứt) và hình sin, xuất huyết (mũi tên) và không bào tế bào gan. (H & E × 10).

Tóm lại, Phát hiện của nhóm nghiên cứu cho thấy rằng việc đưa bột ong bắp cày phương đông V. orientalis làm nguồn protein thay thế để thay thế một phần bột cá trong khẩu phần ăn của cá rô phi có tiềm năng đạt được hàm lượng protein tối đa là 50% (WM50) để duy trì hiệu suất tăng trưởng tối ưu, việc sử dụng thức ăn và thành phần cơ thể.