Sử dụng nấm mentorula trong nuôi tôm

Một nghiên cứu ở Mexico đã cho thấy rằng nấm men torula (Candida utilis) có thể thay thế một phần bột cá trong thức ăn cho tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei). Với việc mở rộng nuôi tôm tạo áp lực toàn cầu về nguyên liệu thức ăn dựa vào các nguyên liệu hữu hạn từ biển, con người đang nỗ lực tìm các nguyên liệu khả thi thay thế bột cá, và nấm men torula có thể là nguyên liệu đáp ứng được yêu cầu này.

Kể từ năm 2003, tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương là loài tôm chính trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, việc mở rộng nuôi tôm đã làm tăng nhu cầu đối với thức ăn nuôi trồng thủy sản và các nguyên liệu cần thiết để sản xuất các loại thức ăn này vốn đã cao.

Do các loài cá nổi nhỏ ngày càng bị đánh bắt quá mức, việc thương mại hóa các thức ăn cho nuôi trồng thủy sản khiến con người quan tâm hơn đến khía cạnh kinh tế và sinh thái, và nghiên cứu nhiều hơn về các nguồn thức ăn thay thế từ thực vật và các protein của vi khuẩn.

Một giải pháp thay thế là men torula, một loại protein đơn bào (SCP) được nuôi cấy trong môi trường bao gồm một loạt các phế phẩm công nghiệp bao gồm cả mật mía, bột cam quýt khô hoặc rượu sulphite từ các ngành công nghiệp gỗ, giấy và bột giấy.

Số lượng thay thế trong thức ăn nuôi trồng thủy sản phụ thuộc vào loại nấm men và cách thức sản xuất ra nó. Lượng men là tương đối thấp trong methionine nhưng việc bổ sung các nguồn tổng hợp của các axit amin có thể khiến men là nguồn protein duy nhất trong khẩu phần ăn. Hiện nay, việc sử dụng các loại nấm men vẫn có chi phí cao hơn so với việc sử dụng các nguồn protein từ thực vật khác, nhưng người ta rất hy vọng điều này có thể thay đổi trong tương lai.

Gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đứng đầu bởi tiến sĩ Gamboa- Delgado ở Mexico và các nhà nghiên cứu khác là Benigno Fernández-Díaz, Martha Nieto-López và Lucía Elizabeth Cruz-Suárez đã kiểm tra việc sử dụng các tỷ lệ khác nhau của nấm men torula và bột cá trong chế độ ăn của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương. Vào giai đoạn cuối của quá trình xét nghiệm sinh học kéo dài 29 ngày, họ nhận thấy rằng không có sự khác biệt đáng kể nào trong tỷ lệ sống giữa các chế độ ăn này. Các thử nghiệm cũng chỉ ra rằng men torula là đủ thích hợp để thay thế bột cá bằng cách sử dụng với tỷ lệ 60% trong khẩu phần ăn của tôm.

Tiến sĩ Gamboa-Delgado giải thích: “Thí nghiệm đặc biệt này là một phần của một loạt các xét nghiệm để đánh giá các nguồn khác nhau của protein của vi sinh vật trong thức ăn nuôi tôm. Chúng tôi đo được một số các thông số dinh dưỡng truyền thống và xác định sự đóng góp tương đối của nitơ từ sinh khối vi sinh vật và bột cá đối với sự tăng trưởng của tôm. Việc xác định sự đóng góp của nitơ được thực hiện thông qua các phương pháp đồng vị, việc này yêu cầu sử dụng một số ít các thành phần dinh dưỡng cho mỗi thử nghiệm để tránh chồng chéo của các giá trị đồng vị. Vì vậy, chúng tôi thực hiện các thí nghiệm đơn lẻ để đánh giá một hoặc hai nguồn vi khuẩn liên quan đến bột cá. Nấm men là nhóm đầu tiên của các vi sinh vật được công nhận là một thức ăn bổ sung hiệu quả cho dinh dưỡng động vật. Với thành phần dinh dưỡng tốt của nấm men, chúng tôi đã dự đoán các kết quả tích cực về sự tăng trưởng của tôm và sự đóng góp của thức ăn có nitơ đối với sự tăng trưởng của các mô cơ”.

Trong thử nghiệm, tôm từ trại sản xuất tôm giống thương mại ở Baja California Sur, Mexico, được đặt trong hai bồn 500 lít cho đến khi tôm thích nghi được với điều kiện địa phương. Sau khi được cho ăn một chế độ ăn thức ăn vụn trong vòng 15 ngày để thiết lập một đường cơ sở đồng vị trong mô tôm, tôm đã được đưa vào thử nghiệm và được ăn một trong sáu chế độ ăn thay thế thành phần đạm từ bột cá với mức độ nấm men torula ngày càng tăng (sản xuất dưới tên Uniprot ® (Fermex/Safmex để sử dụng trong dinh dưỡng động vật như là một protein thay thế) với hàm lượng 0; 7,5; 30; 60 và 100% trong 29 ngày.

Men torula chứa 41% protein thô và là một trong hai nguồn protein được sử dụng trong việc thiết lập công thức khẩu phần ăn, nguồn protein thứ hai là bột cá. Từ những thành phần này, sáu nitơ (40% protein thô) và isoenergetic (4.6kcal/g) giống nhau trong khẩu phần ăn thí nghiệm đã được xác định.

Để ước tính đóng góp tương đối của thành phần thức ăn chứa nitơ và các chất khô được cung cấp bởi cả men torula và bột cá, người ta đo các giá trị đồng vị ổn định của nitơ trong các nguyên liệu, khẩu phần ăn và mô cơ của tôm. Các khẩu phần ăn trong thí nghiệm đã được đưa ra vào thời gian lúc 6h, 9h, 12h, 15h và 18h, với khẩu phần ăn được điều chỉnh dựa trên tỷ lệ sống quan sát được và số lượng tôm được lấy mẫu.

Vào những ngày 0, 4, 8, 15 và ngày 22, một hoặc hai con tôm được thu thập một cách ngẫu nhiên từ mỗi bể, làm chết trong đá hoặc bùn nước, rửa sạch với nước cất và cơ bụng của tôm được mổ xẻ. Con tôm còn lại được thu các phần bụng, bộ xương ngoài và ruột sau vào ngày 29 (ngày kết thúc thử nghiệm) để phân tích đồng vị.

Kết quả của cuộc thử nghiệm cho thấy tỷ lệ sống toàn bộ ở mức cao là 89 – 100%, và tôm nuôi theo các khẩu phần ăn khác nhau có trọng lượng trung bình khác nhau đáng kể.

Về tăng trưởng, tất cả chế độ ăn có chứa hỗn hợp của bột cá và men torula mang lại sự tăng trưởng vượt trội so với chế độ ăn đối chứng (100% bột cá và 100% men torula). Đặc biệt, tôm được nuôi với một chế độ ăn có chứa 85% bột cá và 15% men torula có trọng lượng trung bình cao hơn đáng kể (3,822mg) so với những con tôm được nuôi bằng một chế độ ăn chỉ chứa bột cá (2,992mg). Sự phát triển thấp nhất được ghi nhận ở tôm chỉ được cho ăn men torula (1,873mg).

Tất cả các chế độ ăn có ảnh hưởng nhanh chóng đối với các giá trị đồng vị của các mô cơ (tôm trong tất cả các chế độ ăn đã đạt đến trạng thái cân bằng đồng vị vào ngày 22) và sự đóng góp tương đối giống nhau của thành phần thức ăn nitơ từ cả bột cá và men torula cho thấy cả hai nguồn protein đều là phù hợp về mặt dinh dưỡng hoặc thành phần dinh dưỡng từ cả hai nguồn giúp bổ sung cho nhau. Chế độ ăn uống với thành phần men torula lên đến 60% khiến tôm phát triển tương tự như chế độ ăn chỉ chứa bột cá. Điều này chỉ ra rằng men torula cải thiện sự tăng trưởng cuối cùng của tôm, và đóng góp tỷ trọng cao của thành phần thức ăn nitơ đối với sự tăng trưởng của tôm khi thay thế tới 60% bột cá trong chế độ ăn.

Tiến sĩ Gamboa-Delgado giải thích: “Chúng tôi đã đạt được những kết quả mong đợi, nhưng trong các thí nghiệm tương tự, ví dụ như sử dụng sinh khối khô của vi tảo biển, chúng tôi đã nhận thấy những đóng góp cao hơn đáng kể các chất dinh dưỡng (thành phần thức ăn chứa nitơ và carbon) từ bột cá hơn từ sinh khối tảo. Điều này có thể là do hàm lượng tro cao và lượng protein có sẵn thấp hơn ở một số vi tảo”.

Tiến sĩ Gamboa-Delgado tin tưởng rằng những kết quả này sẽ rất hữu ích cho các nhà dinh dưỡng quan tâm đến việc sử dụng hoặc thử nghiệm các nguồn protein của vi khuẩn, và hy vọng sẽ khuyến khích các nghiên cứu sâu hơn ở các loài giáp xác thương mại khác.

Vì nấm men vẫn còn tương đối đắt hơn so với các protein thực vật, nó chủ yếu được sử dụng ở mức độ thấp trong các chất hấp dẫn thức ăn chứ không phải là thành phần thay thế protein, nhưng Tiến sĩ Gamboa-Delgado hy vọng rằng khi một loạt các ứng dụng dinh dưỡng tăng, các công ty công nghệ sinh học sẽ phát triển các phương pháp mới để sản xuất hàng loạt protein vi sinh vật từ vi tảo, vi khuẩn và nấm men.

Trong khi đó, nhóm nghiên cứu của ông hy vọng sẽ xác định các axit amin cụ thể chủ yếu được chuyển từ sinh khối vi sinh vật và bột cá, bằng cách phân tích các giá trị đồng vị ổn định của các axit amin trong thành phần thức ăn và sau đó trong các mô cơ của các loài ăn những thành phần này. Các sinh khối vi khuẩn không chỉ mang lại các protein cấu trúc mà còn tạo điều kiện hoặc cải thiện việc sử dụng chuyển hóa các chất dinh dưỡng cung cấp bởi các thành phần thức ăn khác. Việc xác định các giá trị đồng vị trong những chất dinh dưỡng có thể giúp phân biệt nguồn gốc của các hợp chất cụ thể.