Tác dụng đa dạng của bã mía trong nuôi cá rô phi

Bã mía là một nguồn chất xơ tốt và cacbon hữu cơ tiềm năng

Các sản phẩm nông nghiệp, cung cấp một nguồn chất xơ tiềm năng, hoạt động như prebiotics, có thể được sử dụng để chữa các triệu chứng liên quan đến thay đổi đường ruột. Bã mía (SB) là một trong những lựa chọn tiềm năng, được tạo ra từ quá trình sản xuất đường, chiếm khoảng 78,04 nghìn tấn hàng năm. 

Cũng như nhiều phụ phẩm nông nghiệp khác, bã mía rất giàu polysaccharid, bao gồm cellulose và hemicellulose. SB hemicellulose chủ yếu được tạo thành từ xylan, đặc biệt là xylooligosaccharides (XOS) đại diện cho một hợp chất tiền sinh học. Do đó, việc sử dụng một sản phẩm phụ như vậy sẽ gia tăng giá trị cho chất thải này, đồng thời cung cấp nguyên liệu thô có giá trị và rất cần thiết cho nuôi trồng thủy sản.

Cũng như nhiều phụ phẩm nông nghiệp khác, bã mía rất giàu polysaccharid, bao gồm cellulose và hemicellulose.

Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh công nghệ biofloc kết hợp với các chất phụ gia thức ăn đã nâng cao năng suất tăng trưởng, khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh của vật nuôi. Các nghiên cứu đã cho thấy, việc sử dụng mannan oligosaccharide (MOS - một prebiotic) vào hệ thống biofloc dẫn đến sự gia tăng mật độ vi khuẩn LAB ở nước và ruột, tăng phản ứng miễn dịch, khả năng chống lại Aeromonas hydrophila và tỷ lệ sống của cá rô phi. 

Bã mía là một nguồn cacbon hữu cơ tiềm năng cũng là nguồn nguồn chất xơ tốt cho cá. Được biết, việc kết hợp các nguồn cacbon MOS vào hệ thống biofloc kích hoạt vi sinh vật dị dưỡng hấp thụ nitơ vô cơ, do đó điều chỉnh tỷ lệ C: N trong nước, dẫn đến nguồn protein vi sinh lớn hơn cho vật chủ, cũng như nâng cao chất lượng nước. Hơn nữa, việc tích hợp MOS như một nguồn cacbon dẫn đến sự phát triển của biofloc, một nguồn protein bổ sung cho cá. 

Nghiên cứu tác động của bã mía lên cá rô phi trong mô hình biofloc

Trong nghiên cứu, bã mía được sấy khô trong 48 giờ ở 60°C, nghiền thành bột, sàng qua máy sàng. Năm nhóm bổ sung bã mía: SB0 (đối chứng: 0 g/kg), SB10 (10 g/kg), SB20 (20 g/kg), SB40 (40 g/kg) và SB80 (80 g/kg). 

Tác động của bã mía đối với cá rô phi được nghiên cứu với các nhóm thí nghiệm khác nhau. Ảnh: Undercurrentnews.

Hiệu suất tăng trưởng

Chế độ ăn kết hợp bột bã mía ở 20 và 40g/kg  đã làm tăng đáng kể trọng lượng cuối cùng, tăng trọng và tốc độ tăng trưởng so với cá ở nhóm đối chứng, SB10 và SB80. Tuy nhiên, không có sự thay đổi nào về hệ số chuyển đổi thức ăn giữa các nghiệm thức có hoặc không bổ sung bã mía, ngoại trừ nhóm SB80 tạo ra mức FCR cao hơn so với đối chứng. Tỷ lệ sống của cá rô phi không bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn bổ sung bã mía.

Miễn dịch chất nhầy da

Chất nhầy da cá là lớp đầu tiên của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, được tiết ra trong các trường hợp căng thẳng và bùng phát bệnh. Chất nhầy bao gồm nhiều phân tử sinh học như: Lysozyme, peroxidase và các chất diệt khuẩn. Nghiên cứu này cho thấy cá được bổ sung bã mía có khả năng miễn dịch niêm mạc da cao hơn so với đối chứng. Hoạt động của lysozyme chất nhầy da (SMLA) và peroxidase chất nhầy da (SMPA) cao hơn đáng kể ở cá được bổ sung bã mía sau tám tuần. Mức SMLA và SMPA cao nhất ở cá SB80, tiếp theo là các nhóm SB20, SB40 và SB10.

Chất nhầy da cá là lớp đầu tiên của hệ thống miễn dịch bẩm sinh. Ảnh: 

Miễn dịch huyết thanh

Lysozyme là một enzym phân giải protein, có thể tiêu diệt vi khuẩn bằng cách làm hỏng thành tế bào của chúng và kích thích các thông số miễn dịch như bổ thể và các hoạt động thực bào. Mặt khác, RB (respiratory burst activity) giúp tăng cường mức độ oxy hóa trong tế bào thực bào và được biết là một yếu tố thiết yếu trong cơ chế bảo vệ của cá. Việc bổ sung bã mía trong nghiên cứu này làm tăng lysozyme và các hoạt động RB ở cá. Kết quả tốt nhất được quan sát thấy nghiệm thức SB80 ở bốn tuần và nghiệm thức SB40 vào tám tuần.

Tương tự, mức độ hoạt động bã mía được cải thiện đáng kể ở nhóm SB10 so với nhóm đối chứng và các nghiệm thức khác sau 4 tuần. Những cải tiến có thể là do flavonoid và phenol trong bã mía. Người ta biết rằng polyphenol có thể tạo ra các tế bào đuôi gai, có tác dụng điều hòa miễn dịch đối với các đại thực bào và làm tăng sự phát triển của các tế bào B và T.

Biểu hiện của các gen liên quan đến miễn dịch và chất chống oxy hóa

Cytokine, chủ yếu được tạo ra bởi các tế bào bạch cầu, đóng một phần thiết yếu trong việc điều chỉnh và liên kết các hệ thống miễn dịch không đặc hiệu và đặc hiệu.

Nghiên cứu này chỉ ra rằng IL-1 và IL-8 tăng đáng kể khi bổ sung bã mía, đặc biệt là 10 g/kg bã mía. Đây là những cytokine quan trọng của cá giúp phản ứng với các mầm bệnh đã nhiễm. Protein liên kết lipopolysaccharide (LBP) đóng vai trò thiết yếu trong việc phát hiện vi khuẩn, điều chỉnh tín hiệu tế bào trong tế bào thực bào và có khả năng tăng cường phản ứng miễn dịch của cá.

Phản ứng miễn dịch được tăng cường đáng kể của cá rô phi trong thí nghiệm. Ảnh: Aquakultur.

Mặt khác, hệ thống chống oxy hóa glutathione (GSH) đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế bảo vệ gian bào chống lại stress oxy hóa, các enzym liên quan đến GSH bao gồm: glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) và glutathione S-transferase (GST). Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc bổ sung bã mía trong khẩu phần ăn của cá rô phi đã làm tăng đáng kể các enzyme chống oxy hóa GST, GPX và GSR trong gan cá.

Phản ứng miễn dịch được tăng cường đáng kể của cá rô phi trong nghiên cứu này có thể là do các hợp chất hoạt tính sinh học có trong bã mía, chứa một lượng cao xylooligosaccharide, có khả năng là prebiotic. Xylooligosaccharide được biết là tăng cường phản ứng miễn dịch và được ứng dụng trong thức ăn thủy sản để kích thích khả năng miễn dịch của cá.

Các hợp chất hoạt tính sinh học có trong bã mía có thể tăng cường miễn dịch của cá rô phi. Ảnh: Icrowdnewswire.

Hơn nữa, các đặc tính chống oxy hóa đã được công nhận đối với hàm lượng các hợp chất phenolic của bã mía, loại bỏ hoạt động oxy hóa. Điều thú vị là các biểu hiện gen IL-1, IL-8, LBP, GSTa, GPX và GSR trong gan được điều chỉnh giảm ở nhóm SB80 so với SB10. Điều này có thể là do sử dụng quá liều chất kích thích miễn dịch, thường dẫn đến ức chế miễn dịch. Các biểu hiện gen chống oxy hóa và miễn dịch tăng đáng kể được quan sát thấy ở gan cá, trong khi không có sự khác biệt nào được xác định ở ruột cá. 

Sự khác biệt trong biểu hiện gen miễn dịch có thể là do sự khác biệt về sự hiện diện của tế bào miễn dịch trong mỗi mô. Hoạt động miễn dịch của ruột cá được tạo ra bởi các tế bào B, đại thực bào, bạch cầu hạt và tế bào T, trong khi ở gan, cùng với các gen điều hòa miễn dịch và ức chế miễn dịch, các phân tử không đặc hiệu, chẳng hạn như protein giai đoạn cấp tính, các thành phần bổ thể và peptide kháng khuẩn, có thể giải phóng từ mật sang chất nhầy ruột.

Mục đích chính của nuôi trồng thủy sản là cải thiện tối đa tốc độ tăng trưởng trong khi vẫn duy trì hệ số chuyển hóa thức ăn thấp nhất. Việc bổ sung bã mía vào khẩu phần ăn của cá rô phi được nuôi trong nước biofloc đã thúc đẩy hiệu suất tăng trưởng, miễn dịch niêm mạc da và huyết thanh, cũng như tăng cường các biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch và chống oxy hóa. Hơn nữa, bã mía đã được coi là một nguồn prebiotic, được biết đến để thúc đẩy sự phát triển và sử dụng thức ăn của cá.