Vi khuẩn tím: Triển vọng cho ngành thức ăn thủy sản

Vi khuẩn tím

Vi khuẩn tím hay còn gọi là vi khuẩn tía quang hợp (VKTQH) thuộc nhóm vi khuẩn thủy sinh có khả năng sinh trưởng trong điều kiện kỵ khí bằng cách quang hợp nhưng không thải ôxy như những đối tượng quang dưỡng khác. Chúng được phân loại thành vi khuẩn lưu huỳnh tím và vi khuẩn không lưu huỳnh tím, vi khuẩn lưu huỳnh tím sử dụng sunfua và hydro làm chất cho electron, trong khi vi khuẩn không lưu huỳnh tím sử dụng hợp chất hữu cơ.

Nhóm vi khuẩn tím thường có màu hồng đến đỏ tía, sắc tố quang hợp chính là bacteriochlorophyll (Bchl), nguồn cho điện tử trong quá trình quang hợp không phải là nước mà là các hợp chất khác nhau như hydro, các acid hữu cơ đơn giản, lưu huỳnh, hydro sulfide, thiosulfide và các hợp chất khử của lưu huỳnh (Brune, 1989; 1995). 

Vi khuẩn quang hợp tím là nhóm vi khuẩn có khả năng trao đổi chất rất linh hoạt, có thể sử dụng đa dạng các hợp chất hữu cơ làm nguồn carbon, dùng sulfide làm chất cho điện tử trong quang hợp. Do vậy, sulfide được chuyển hóa thành các hợp chất không độc cho môi trường cũng như cho vật nuôi.

Trong thí nghiệm này, nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng các mẫu vi khuẩn tím không lưu huỳnh phân lập từ nước biển được nuôi cấy, thu hoạch và sấy khô, chứa khoảng 70% protein thô. Thành phần axit amin của loại protein này gần giống với thành phần của bột cá, do đó nó cung cấp sự cân bằng lý tưởng cho cá trong giai đoạn phát triển. Đây dự kiến có thể là nguồn thức ăn lý tưởng và bền vững thay thế cho bột cá.

Lợi thế

Tính bền vững của vi khuẩn quang hợp tím đến từ lượng đầu vào tối thiểu mà chúng cần để phát triển và sinh sản. Là một sinh vật quang hợp, vi khuẩn lấy năng lượng chúng cần từ ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, một số khác cũng có thể sử dụng trực tiếp nitơ từ không khí, cố định nó như một nguồn nitơ cần thiết cho sự phát triển. Do đó, các vi khuẩn không cần nguồn cung từ dạng nitơ cố định tổng hợp, tiết kiệm một lượng năng lượng đáng kể.

Theo chuyên gia, vi khuẩn của họ có thể được nuôi cấy từ nitơ trong khí quyển, carbon dioxide và ánh sáng mặt trời mà không cần bất kỳ chất dinh dưỡng bổ sung nào, đây là một lợi thế lớn cho tính bền vững.

Công ty đặt tên cho sản phẩm thức ăn thủy sản của mình là Air Feed, vì không khí trong lành là nguyên liệu thô duy nhất mà vi khuẩn cần để phát triển. Nguyên mẫu thức ăn hỗn hợp được pha chế theo công thức Air-Feed.

Triển vọng trong tương lai

Trong nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm, cá nước ngọt nhỏ được nuôi bằng thức ăn trong vài tuần, bao gồm sinh khối vi khuẩn tím kết hợp với một lượng nhỏ thức ăn thương mại cho cá. 

Symbiobe hướng đến mục tiêu mở rộng quy mô nuôi cấy vi khuẩn tím. Ảnh: thefishsite.com

Sắp tới đây, các chuyên gia sẽ bắt đầu hợp tác với Đại học Kyoto và một số đối tác công nghiệp như công ty thức ăn cho cá và công ty nuôi cá, để tiến hành thử nghiệm thức ăn cho các loài cá trong ngành nuôi trồng thủy sản. Trong nghiên cứu này, thức ăn sẽ được thử nghiệm trên các loài như cá tráp đỏ, cá hồi và cá hồi vân.

Bên cạnh tính bền vững trong việc sản xuất sinh khối, nhóm nghiên cứu còn phát hiện ra rằng chiết xuất vi khuẩn tím từ nước biển có hoạt tính chống oxy hóa mạnh. Theo chuyên gia, cho cá nuôi tiêu thụ vi khuẩn tím có thể hữu ích trong việc đảm bảo chất lượng thịt bằng cách ức chế quá trình oxy hóa trong quá trình bảo quản và vận chuyển.

Trong một nghiên cứu thử nghiệm cho cá rô phi sông Nile ăn loại vi khuẩn này. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng, việc cho cá rô phi sông Nile ăn vi khuẩn có thể ức chế quá trình oxy hóa lipid của thịt cá. Do đó, thức ăn từ vi khuẩn tím có thể giúp duy trì mức cao của hai loại axit béo omega-3 có lợi về mặt dinh dưỡng có trong cá.

Ngoài ra, lượng carotenoid độc đáo trong vi khuẩn tím có thể cung cấp nguồn phụ gia tự nhiên có giá trị cao để tạo màu cho các loài nuôi trồng thủy sản. Nhóm nghiên cứu đang tìm hiểu các cách để tăng sản lượng carotenoid mục tiêu trong vi khuẩn tím, bao gồm cả việc tìm kiếm các mẫu vật có hiệu suất cao trong đại dương.