BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢO Haematococcus pluvialis LÊN SỨC ĐỀ KHÁNG CÁ TRA NUÔI (Pangasianodon hypophtha[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢO Haematococcus pluvialis LÊN SỨC ĐỀ KHÁNG CÁ TRA NUÔI (Pangasianodon hypophthalmus) ĐỐI VỚI BỆNH GAN THẬN MỦ DO VI KHUẨN (Edwardsiella ictaluri) Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : ThS VÕ MINH SƠN Sinh viên thực MSSV: 0851110182 : NGÔ THANH PHONG Lớp: 08DSH4 TP Hồ Chí Minh, 2012 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Hiện cá tra (Pagasianodon hypophthalmus) loài thủy sản nước xuất chiến lược Việt Nam.Theo Tổng cục Thủy sản năm (2011), diện tích ni cá tra đạt 5.400 sản lượng đạt 1,141 triệu năm 2010; diện tích ni sản lượng cá tra ước đạt 6.000 – 6.300 1,2 – 1,3 triệu năm 2011 (Phạm Thị Kim Oanh, 2011) Sản lượng cá tra ngày gia tăng đơi với suy thối mơi trường nước thải bùn ao nuôi cá tra thâm canh, dẫn đến bùng phát dịch bệnh gây thiệt hai cho người ni cá tra Trong bệnh gan thận mủ vi khuẩn Edwardsiella ictaluri xảy thường xuyên gây thiệt hại nghiêm trọng cho người nuôi cá Để quản lý dịch bệnh kháng sinh lựa chọn hàng đầu người nuôi trồng thủy sản Tuy nhiên việc làm dụng sử dụng thuốc kháng sinh hóa chất diệt khuẩn dẫn đến hệ lụy tạo chủng vi khuẩn, virus có khả kháng lại kháng sinh, tăng độc lực Do nhiều phương pháp thân thiện với mơi trường sử dụng nuôi trồng thủy sản vaccine, probiotic, chất tăng cường hệ miễn dịch Trong chất kích thích miễn dịch sử dụng rộng rãi nuôi trồng thủy sản nhằm mục đích tăng cường sức đề kháng thơng qua tăng cường hệ miễn dịch không đặc hiệu, tiết chất kháng khuẩn, kích thích khả sinh trưởng phát triển Xuất phát từ tình hình thực tiễn thực đề tài “Đáng giá mức độ ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis lên sức đề kháng cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) bệnh gan thận mủ vi khuần Edwardsiella ictaluri” nhằm mục đích tăng cường khả chống chịu cá tra vi khuẩn gây bệnh Đồ án tốt nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis lên hệ miễn dịch tự nhiên cá tra nuôi kháng bệnh gan thận mủ 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis đến khả kháng bệnh - bệnh gan thận mủ cá tra nuôi - Khảo sát ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis lên hệ miễn dịch tự nhiên cá tra nuôi thông qua thông số miễn dịch Hoạt động thực bào (Phagocyte activity) Sản sinh O2- (Superoxide anion production) Hoạt tính lysozyme (Lysozyme activity assay) Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan Cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) 2.1.1 Giới thiệu chung Cá tra 2.1.1.1 Phân bố Cá tra (Pagasianodon hypophthalmus) loài cá da trơn nước có giá trị kinh tế cao, ni phổ biến số quốc gia như: Việt Nam, Lào, Thái Lan, Campuchia…Ở Việt Nam đối tượng nuôi với quy mô công nghiệp số tỉnh Đồng sông Cửu Long An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Bến Tre, Tiền Giang…(Đồng Thanh Hà ctv, 2009) 2.1.1.2 Phân loại Giới: Animalia Ngành: Chordata Phân ngành: Vertebrata Lớp: Actinopterygii Phân lớp: Neopterygii Liên bộ: Ostariophysi Bộ: Siluriformes Họ: Pangasiidae Hình 2.1: Cá Tra [50] Lồi: Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878) 2.1.2 Đặc điểm cá Tra 2.1.2.1 Đặc điểm sinh lý Cá tra có thân dài, khơng vẩy, màu sắc đen xám, bụng bạc, miệng rộng có đôi râu dài Cá sống chủ yếu nước ngọt, chịu nước lợ nhẹ (độ muối 10%0), chịu đựng nước phèn có pH > Cá tra có quan hơ hấp phụ nên Đồ án tốt nghiệp sống ao hồ chật hẹp, thiếu oxi nên nuôi mật độ cao (Phạm Văn Khánh ctv, 2011) 2.1.2.2 Đặc điểm sinh học cá tra Hiện có 11 lồi thuộc họ cá tra tìm thấy Việt Nam Khi ni ao, cá tra có khả thích nghi với nhiều loại thức ăn: mùn bã hữu cơ, cám, rau, động vật đáy, thức ăn hỗn hợp Trong tự nhiên, cá tra sống 20 năm Tuổi thành thục cá tra từ năm Vào mùa thành thục từ tháng trở cá có tập tính bơi ngược dịng di cư tìm đến bãi đẻ, nơi có điều kiện sinh thái phù hợp cho phát triển tuyến sinh dục đẻ trứng Vì vậy, cá khơng đẻ tự nhiên phần sông MêKông Việt Nam Bãi đẻ cá nằm khu vực từ địa phận Cratie Campuchia trở lên Tại bãi đẻ, cá bố mẹ đẻ trứng thụ tinh tự nhiên, trứng dính vào cỏ thủy tinh ven bờ Sau nở, cá bột trôi theo dòng nước hạ lưu đến vùng ngập nước Campuchia xi dịng theo sơng MêKơng phía Việt Nam (Phạm Văn Khánh ctv, 2011) 2.1.3 Tình hình ni cá tra Việt Nam Đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) có hệ thống sơng rạch chằng chịt, điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nông nghiệp đánh bắt thủy sản Từ năm 1940 nghề nuôi cá nước bắt đầu phổ biến phát triển Trong đó, cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) cá basa (Pangasius bocourti) lồi ni trồng thủy sản nuôi thông dụng đươc phát triển với tốc độ nhanh tỉnh ĐBSCL (chủ yếu tỉnh An Giang Đồng Tháp) Đến nay, cá tra nuôi hầu hết tỉnh thành Đồng Tháp, Tiền Giang, Bến Tre, An Giang, Cần Thơ, Vĩnh Long, Hậu Giang (Tạp chí thủy sản, 2012) Đồ án tốt nghiệp 2.1.4 Một số bệnh thường gặp cá tra Bệnh đốm đỏ Tác nhân gây bệnh Bệnh đốm đỏ gọi bệnh xuất huyết, bệnh nhiễn trùng máu, bệnh sởi Là bệnh vi khuẩn Aeromonas hydrophila gây Ngoài ra, số trường hợp phân lập vi khuẩn A sobria, A caviae Pseudomonas sp cá bị bệnh đốm đỏ Dấu hiệu bệnh lý Bệnh đốm đỏ có loại hình biểu qua mức độ trạng thái bệnh cá: bệnh cấp tính, bệnh thứ cấp tính, bệnh ác tính, bệnh mãn tính (Từ Thanh Dung ctv, 2005) Bệnh nấm thủy mi Tác nhân gây bệnh Nguyên nhân gây bệnh giống nấm thường có nước, nước bẩn bùn ao Saprolegnia Achlya, thuộc họ Saprolegniaceae Sợi nấm dài trong, có phân nhánh khơng phân nhánh, khơng có vách ngăn Phần cắm sâu vào tổ chức thể cá, phần lơ lửng nước trơng bơng, người ni cá miền Nam gọi bệnh "bệnh bọ gòn" Dấu hiệu bệnh lý Khi ký sinh, mắt thường khó nhìn thấy, phần cuối sợi nấm đâm sâu vào khe tổ chức da mang cá Phần đầu lơ lửng nước có màu trắng Cá có cảm giác ngứa ngáy, gầy, đen sẫm Bệnh thường xảy cá mè, rô phi, tra bị thương Khi nấm phát triển tổ chức cá, điều kiện phục hồi bệnh khó khăn Nấm ngày phát triển lớn Vi khuẩn có điều kiện xâm nhập vào làm bệnh nặng thêm Kết dẫn đến chết tổ chức cá làm chúng rời khỏi thể, cá sống mà thân có chỗ cịn xương Khi ấp trứng cá gặp thời tiết lạnh, nhiệt độ nước 20 C thời gian ngắn nấm thủy mi phát triển bao phủ toàn trứng Nấm làm hư trứng nấm hút chất Đồ án tốt nghiệp dinh dưỡng trứng tạo điều kiện thuận lợi cho vi trùng nước phát triển bề mặt vỏ trứng, làm cho trứng bị ung thối rữa nhanh (Từ Thanh Dung ctv, 2005) Bệnh mủ gan vi khuẩn E ictaluri cá tra Tác nhân gây bệnh Tác nhân gây bệnh xác định Edwardsiella ictaluri (Crumlish ctv, 2002) Dấu hiệu bệnh Dấu hiệu bên ngoài: Cá bệnh mặt nước , bơi lờ đờ cặp mé, màu sắc nhợt nhạt có dấu hiệu giảm ăn thời gian ngắn sau ăn trở lại bình thường Trên thể có đốm xuất huyết mõm, gốc vi, nắp mang, hậu môn, mang màu sắc nhạt, bụng chướng to, đơi có tượng mắt lồi (Nguyễn Thị Thúy Liễu ctv, 2008) Dấu hiệu bên trong: Cá bệnh dày trướng hơi, mạch máu trương to, gan màu sắc nhạt, thận sưng, có dịch lỏng đỏ bên xoang nội quan Trên gan, thận, tỳ tạng có đốm nhỏ màu trắng đục kích cỡ khơng (đường kính khoảng 1-3 mm) Đơi có tượng nhũng thận cá bệnh nặng Cá chớm bệnh thấy xuất đốm trắng thận (Nguyễn Thị Thúy Liễu ctv, 2008) Theo Bùi Quang Tề ctv (2006) cá bệnh cịn có dấu hiệu bụng trương to, xuất huyết gốc vây, mắt lồi, xung quanh miệng xuất đốm xuất huyết Tình hình bệnh gan thận mủ cá tra Bệnh xuất vào mùa lũ năm 1998 số vùng nuôi cá tra thâm canh trọng điểm An Giang, Đồng Tháp Cần Thơ Sau lan rộng hầu hết tỉnh ĐBSCL thời gian gần (Từ Thanh Dung ctv, 2009) Bệnh xuất hầu hết giai đoạn phát triển cá tra, tập trung giai đoạn cá giống cá thịt có khối lượng nhỏ 300 gram Bệnh gây chết tích Đồ án tốt nghiệp lũy 10-90% cá ni khơng có biện pháp can thiệp kịp thời bênh xảy (Từ Thanh Dung ctv, 2009) Phòng trị bệnh E.ictaluri cá tra Trong q trình ni tác phịng ngừa dịch bệnh xem quan trọng chữa trị Việc phịng ngừa bệnh tốt khơng hạn chế xuất dịch bệnh mà tiêu chí hàng đầu làm tăng giá trị sản phẩm cá tra, giảm chi phí ni tăng lợi nhuận cho người ni Có thể áp dụng biện pháp sau để phòng trị bệnh mủ gan cá tra: quản lý tốt môi trường ao nuôi, mật độ thả ni thích hợp, chế độ dinh dưỡng phù hợp, sử dụng chế phẩm vi sinh học, sử dụng vaccine để phòng (Từ Thanh Dung ctv, 2005) 2.2 Tổng quan vi khuẩn Edwardsiella ictaluri 2.2.1 Hệ thống phân loại theo Bergey Ngành: Proteobacteria Lớp: Gramma Proteobacteria Bộ: Enterobacteriales Họ: Enterobacteriaceae Chi: Edwardsilla Lồi: Edwardsiella ictaluri Hình 2.2: Vi khuẩn 2.2.2 Đặc điểm sinh hóa Edwardsiella ictaluri [48] Edwardsiella ictaluri vi khuẩn Gram âm, yếm khí tùy nghi, có dạng hình que, kích thước x 2-3 µm, khơng sinh bào tử Trên môi trường Blood agar sau 48 khuẩn lạc có màu trắng đục, trịn, bờ bóng, đường kính từ 1,5 – mm Phát triển tốt mơi trường thạch máu, BHI, nhiệt độ thích hợp 28 - 300C, pH - (Holt ctv, 1994) Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.1: Bảng thử nghiệm sinh hóa Edwardsiella ictaluri (Holt ctv, 1994) Thử nghiệm sinh hóa Kết Indol - Methyl red - Simmons Citrate - H2S - Lysine decarboxylase + Ornithin decarboxylase D Motility - Malonate - D-Glucose, gas production D Acid production from: L-Arabinose - Lactose - D-Mannitol - Melblose - L-Rhamnose - D-Sorbitol - Trehalose - D-Xylose - ONPG - Chú thích: D (Depend): phụ thuộc tùy nơi mà có kết dương âm Đồ án tốt nghiệp 2.2.3 Con đường xâm nhiễm Edwardsiella ictaluri Từ nguồn nước vi khuẩn xâm nhập vào cá qua đường: Vi khuẩn nước qua đường mũi cá xâm nhập vào quan khứu giác vào bên dây thần kinh khứu giác sau lên não Sự truyền nhiễm lan rộng từ màng não đến sọ da (thường gọi “hole in the head”) (Shotts ctv, 1986) E.ictaluri theo đường tiêu hóa vào máu xuyên qua ruột dẫn đến bệnh nhiễm trùng máu Bằng đường này, vi khuẩn xâm chiếm mạnh đến mạch mao quản bên da, nguyên nhân dẫn đến hoại tử làm sắc tố da cá (Shotts ctv, 1986) Bệnh tiến triển gây viêm ruột, viêm gan viêm cầu thận vòng tuần sau nhiễm khuẩn A B Hình 2.3: Cá Tra khỏe mạnh với nội tạng bình thường (A); Cá Tra bị bệnh mũ gan thận với nội tạng sưng to nhiều đốm mủ trắng thận, lách gan (B) Đồ án tốt nghiệp 2.2.4 Mùa vụ xuất bệnh mức độ gây thiệt hại Bệnh thường xuất cá tra mơ hình ni thâm canh điều kiện môi trường bất lợi Theo Plumb (1999) khả gây bệnh E ictaluri cá nheo Mỹ tùy theo điều kiện nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển từ 1828oC Ở nước ta nhiệt độ nước dao động từ 26-28 oC điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn E ictaluri phát triển Theo Từ Thanh Dung ctv (2004) bệnh mủ gan thường xuất vào mùa lũ cao điểm từ tháng 7, Cũng theo Lê Thị Bé Năm (2002) bệnh xuất vào mùa lũ năm nước mang nhiều phù sa, chất lượng nước biến động, cá dễ bị sốc, sức khỏe giảm, giảm khả đề kháng với bệnh, bệnh dễ dàng bộc phát Tuy nhiên năm gần đây, bệnh xuất cá tra quanh năm Trong vụ nuôi, bệnh mủ gan xuất – lần Tỉ lệ hao hụt từ 10 – 50%, tùy thuộc vào chế độ chăm sóc quản lý 2.3 Tổng quan tảo Haematococcus pluvialis 2.3.1 Phân loại Ngành: Chlorophyta Lớp: Chlorophyceae Bộ: Volvocales Họ: Haematococcaceae Giống: Haemotococcus Loài: Pluvialis (Lorenz Cysewski, 2000) Hình 2.4: Haematococcus pluvialis [49] 10 Đồ án tốt nghiệp 2.3.2 Đặc điểm Haematococcus pluvialis loài vi tảo nước ngọt, đơn bào, sinh sản vơ tính cách nhân đơi Lồi tảo có vịng đời phức tạp với dạng tế bào Trong điều kiện thuận lợi, phần lớn tế bào sinh dưỡng màu xanh có hai roi, có thành tế bào, kích thước từ 10 - 20 µm, có khả chuyển động Khi điều kiện môi trường không thuận lợi (thiếu dinh dưỡng, cường độ chiếu sáng cao, nhiệt độ cao…), tế bào tảo chuyển sang dạng nang bào tử hình cầu, roi, khơng có khả chuyển động Ở giai đoạn này, đường kính tế bào tảo tăng mạnh từ 10 - 20 µm lên 40 - 50 µm, thành tế bào dầy chứa lượng lớn astaxanthin (4 - 6% trọng lượng khơ) tích lũy (Đặng Diễm Hồng ctv, 2010) Hình 2.5: Vịng đời tảo Haematococcus pluvialis (A) Giai đoạn tảo có màu xanh roi; (B) Giai đoạn trung gian di động; (C) Giai đoạn trung gian tạo lượng carotenoid; (D) Giai đoạn nang chứa lượng lớn carotenoid (Kamath, 2007) 11 Đồ án tốt nghiệp Trên giới, có nhiều cơng trình nghiên cứu điều kiện nuôi trồng tảo H.pluvialis để tách chiết hợp chất astaxanthin công bố Tuy nhiên Việt Nam chưa có cơng trình nghiên cứu ni trồng thành cơng tảo H.pluvialis phịng thí nghiệm lẫn qui mơ lớn Khó khăn lớn ni trồng loại tảo tốc độ sinh trưởng chậm, chu trình sống phức tạp, chuyển qua nhiều giai đoạn khác nhau, xen kẽ tế bào chuyển động không chuyển động…Mặc khác, để sản xuất astaxanthin cách có hiệu từ tảo H.pluvialis địi hỏi qui trình công nghệ nuôi cấy pha: pha đầu tảo nuôi cấy điều kiện tối ưu, tế bào chủ yếu pha sinh dưỡng, có màu xanh Sau đạt mật độ định, tảo chuyển sang nuôi cấy pha thứ bất lợi điều kiện mơi trường đói dinh dưỡng (nito photpho), nhiệt độ hay cường độ chiếu sáng cao… Lúc tế bào tảo từ màu xanh chuyển sang dạng nang bào, màu đỏ chứa chủ yếu astaxanthin (Đặng Diễm Hồng ctv, 2010) 2.3.3 Ứng dụng tảo Haematococcus pluvialis Từ năm 1930, tảo H.pluvialis biết đến rộng rãi nguồn cung cấp astaxanthin tự nhiên Trong năm gần đây, loài tảo lại thu hút quan tâm nghiên cứu nhu cầu sử dụng astaxanthin ngày cao Nhiều vi sinh vật nấm, địa y, vi khuẩn, vi tảo, khác có khả tổng hợp astaxanthin hàm lượng astaxanthin tảo H.pluvialis cao Astaxanthin sử dụng bổ sung vào thức ăn cho số đối tượng nuôi trồng thủy sản cá hồi, tôm hùm… nhằm tăng chất lượng thịt tạo màu sắc rực rỡ cho cá cảnh Astaxanthin tách chiết từ tảo bổ sung vào loại sản phẩm mỹ phẩm, dược phẩm cho người (Đặng Diễm Hồng ctv, 2010) Tảo H.pluvialis ứng dụng sắc tố ứng dụng ni trồng thủy sản Ngồi cịn có khả chất chống oxi hóa, tiền vitamin A, tăng cường miễn dịch, tiền thân hormone, sinh sản phát triển (Lorenz ctv, 2000) 12 Đồ án tốt nghiệp 2.3.4 Astaxanthin 2.3.4.1 Đặc điểm Astaxanthin sắc tố thuộc họ xanthophyll (Higuera–ciapara ctv, 2006), có nguồn gốc lycopen (Olaizola, 2003) Astaxanthin tổng hợp keto - carotenoid (3,3’dihydroxy-β,β’-carotene-4,4’-dione) phổ biến sắc tố màu hồng đỏ có nhiều sinh vật sông hồ biển, cá hồi (Dragos ctv, 2010) Carotenoid sắc tố tan lipid, tham gia vào trình quang hợp sinh vật Đến có 700 carotenoid tự nhiên xác định Nó chịu trách nhiệm tạo màu sắc cam đỏ cho thực vật tảo cho nhiều màu xanh, đỏ, tím động vật thủy sản Chỉ có thực vật phù du, tảo, số vi khuẩn nấm tổng hợp carotenoid Astaxanthin có mặt nhiều số lồi thủy sản cá hồi, cá vền biển, tôm tôm hùm…( Wiener ctv, 2003) Bảng 2.2: Nguồn Astaxanthin tự nhiên Nguồn Astaxanthin tự nhiên Nồng độ Astaxanthin (ppm) Cá hồi Phiêu sinh vật 60 Nhuyễn thể 120 Tôm Arctic 1.200 Nấm Phaffia 8.000 Haematococcus pluvialis 40.000 Trong tự nhiên, thực vật, nấm, vi khuẩn, tảo đặc biệt sản xuất astaxanthin Sắc tố thông qua chuỗi thức ăn vi tảo tiêu thụ động vật phù du động vật giáp xác khác sau tiêu thụ cá Một số loài động vật giáp xác (Penaeus japonicus Penaeus monodon) có khả tiết enzyme để phân giải carotenoid thành astaxanthin (Lorenz ctv, 2000) 13 Đồ án tốt nghiệp Astaxanthin có mối liên hệ chặt chẽ với carotenoid khác như: β - carotene, zeaxanthin lutein Sự diện hydroxyl keto kết thúc vịng ionone giải thích khả este hóa, chống oxi hóa cao hơn, khả phân cực cao carotenoid khác Astaxanthin tự đặc biệt nhạy cảm với q trình oxy hóa (Guerin ctv, 2003) Astaxanthin quan tâm nghiên cứu phát có hoạt tính chống oxi hóa mạnh β-caroten, lycopen, lutein hay vitamin E Một số nghiên cứu khác chứng minh astaxanthin cịn có khả chống oxi hóa mạnh tocopherol (Higuera–ciapara ctv, 2006) Astaxanthin cịn xem chất có khả chống oxy hóa cao gấp 10 lần so với chất chống oxy hóa khác zeaxanthin, lutein, canthaxanthin, β–carotenoid, gấp 500 lần so với α-tocopherol Một ứng dụng khác astaxanthin làm tăng hoạt động tế bào B tế bào T–helper để sản xuất kháng thể immunoglobulin A, M, G (Cysewski ctv, 2004) Do astaxanthin ngày sử dụng nhiều y dược công nghệ mỹ phẩm tạo sản phẩm bảo vệ da tránh tia cực tím (O’Connor O’Brien, 1998), chống tác nhân gây ung thư hóa học (Nishino ctv, 1998), tăng cường hệ miễn dịch (Jyonouchi ctv, 1996) nhiều ứng dụng khác lĩnh vực sức khỏe dinh dưỡng cho người (Guerin ctv, 2003) 2.3.4.2 Tính chất hóa học Astaxanthin tetraterpenoids, phân tử chúng có carbon bất đối xứng vị trí 3’ vịng bezenoid có dạng đồng phân lập thể, cấu trúc có số điểm đặc trưng riêng so với số hợp chất thuộc nhóm carotenoids khác -caroten, zeaxanthin, luetin có diện nhóm hydroxy nhóm keto cuối mạch vịng ionone, điều cho thấy chúng có khả tạo ester hóa khả chống oxi hóa cao hợp chất carotenoid khác (Orosa ctv, 2005; Zhao ctv, 2009) Tên hóa học: 3,3’-dihydroxy-β,β’-carotene-4,4’-dione 14 Đồ án tốt nghiệp Công thức phân tử: C40H52O4 Khối lượng phân tử: 596.82 Hình 2.6 Cấu hình đồng phân Astaxanthin (Kamath, 2007) 15 Đồ án tốt nghiệp 2.3.4.3 Vai trò Astaxanthin Chất chống oxy hóa Carotenoid chất chống oxy hóa mạnh hấp thụ lượng kích thích oxi nguyên tử vào chuỗi carotenoid ngăn chặn phân tử mô bị hư hỏng Astaxanthin bảo vệ màng photpholipid acid béo chống lại trình peroxy hóa Đặc tính chống oxi hóa astaxanthin có vai trò quan trọng bảo vệ chống tia cực tím, ung thư, nhiễm trùng Helicobacter pylorri gây viêm loét (Guerin ctv, 2003) Carotenoid chất chống oxi hóa hiệu quả, có khả loại bỏ gốc tự phản ứng lại với chúng để tạo sản phẩm vô hại phá vỡ gốc tự phản ứng dây chuyền (Dutta ctv, 2005) Các chất chống oxi hóa làm giảm nguy gây đột biến cịn tế bào ung thư ngăn chặn tế bào phân chia liên tục Trong tế bào người có mảng nội sinh chất chống oxi hóa catalase, superoxide dismutase Tuy nhiên, chất ngoại sinh đóng vai trị quan trọng việc chống oxi hóa bổ sung vào thể thơng qua chế độ ăn ascorbic acid (vitamin C), α-tocopherol (vitamin E), carotenoid (Dore ctv, 2008) Astaxanthin bảo vệ tế bào chống lại q trình oxi hóa thơng qua chế Ngăn chặn oxi nguyên tử tiêu hao lượng dạng nhiệt Phá vỡ phản ứng dây chuyền peroxide (Lorenz ctv, 2000) Tăng cường hệ miễn dịch Astaxanthin ứng dụng nhiều nuôi trồng thủy sản chất bổ sung vào thức ăn Astaxanthin không dùng để cung cấp sắc tố cho cá mà giúp tăng sức đề kháng khả sinh sản (Cysewski and Lorenz, 2004) Một yếu tố quan trọng khác hệ thống miễn dịch T-helper (tế bào Th) mà chủ yếu kích hoạt tế bào kháng nguyên Astaxanthin kích thích việc sản sinh tế bào T-heper kháng thể Trong thí nghiệm ni cấy tế bào, astaxanthin kích thích 16 Đồ án tốt nghiệp gia tăng tế bào tuyến ức tế bào lách sản xuất globulin miễn dịch yếu tố gây hoại tử Interleukin - 1A Bên cạnh đó, astaxanthin kích thích kháng nguyên T sản xuất kháng thể loài chuột Ở người, astaxanthin tăng cường sản xuất immunoglobulin tế bào đơn nhân ngoại vi để đáp ứng gia tăng kháng thể Tóm lại, nghiên cứu astaxanthin có khả kích thích miễn dịch môi trường in vivo in vitro (Dore ctv, 2008) Astaxanthin kích thích hệ thống miễn dịch mạnh mẽ nhân tố sau Kích thích sinh sản tế bào bạch huyết Tăng số lượng tế bào T Không gây hại đến DNA Tăng cường khả giết tế bào gây độc (Capelli ctv, 2007) 2.3.5 Độ an toàn Tảo Haematococcus Nhật Bản sử dụng để bổ sung vào thực phẩm thức ăn chăn nuôi Bên cạnh đó, Haematococcus ứng dụng ni trồng thủy sản sắc tố nguồn vitamin cho cá hồi, tôm, cá cảnh (Lorenz ctv, 2000) Astaxanthin tự nhiên bổ sung vào chế độ ăn người với lượng nhỏ đặc biệt từ cá hồi động vật giáp xác Astaxanthin tách chiết bổ sung vào thức ăn từ năm 1999 Nguồn astaxanthin chiết xuất phổ biến tảo Haematococcus pluvialis (Dore ctv, 2008) 17 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.7 Con đường chuyển hóa astaxanthin Haematococcus pluvialis (Kamath, 2007) Mặc dù có nhiều nghiên cứu an toàn astaxanthin vào chế độ ăn biết khả chuyển hóa carotenoid thể người Sự chuyển hóa carotenoid động vật có vú có liên quan đến vài yếu tố sau: vận chuyển mixen lipid ruột non, hấp thu tế bào niên mạc ruột vận chuyển đến hệ thống bạch huyết cuối lắng đọng carotenoid chuyển hóa cụ thể đến mơ Q trình hấp thụ chuyển hóa astaxanthin tốt nghiên cứu nhiều chim, cá, động vật giáp xác Nhưng có vài nghiên cứu đề cập đến hấp thụ người vài động vật có vú khác Trong tế bào gan 18 Đồ án tốt nghiệp chuột, astaxanthin chuyển hóa dạng hợp chất: 3-hydroxy-4-oxo-β-ionone 3-hydroxy-4-oxo-7,8-dihydro- β-ionone (Dore ctv, 2008) 2.3.6 Ứng dụng astaxanthin nuôi trồng thủy sản Astaxanthin hay beta-carotene (100 - 200 mg/kg thức ăn) từ tảo Dunaliella salina red yeast Phaffia rhodozyma có khả kích thích hệ miễn dịch tự nhiên cá hồi rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) (Amar ctv, 2004) Cùng tác giả (Amar ctv 2000, Amar ctv, 2001) nghiên cứu sử dụng β - carotene astaxanthin tổng hợp có khả làm tăng cường hệ miễn dịch tự nhiên cá hồi (Rainbout trout) 19 ... cứu Khảo sát ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis đến khả kháng bệnh - bệnh gan thận mủ cá tra nuôi - Khảo sát ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis lên hệ miễn dịch tự nhiên cá tra nuôi thông... ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis lên sức đề kháng cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus) bệnh gan thận mủ vi khuần Edwardsiella ictaluri” nhằm mục đích tăng cường khả chống chịu cá tra vi. .. chịu cá tra vi khuẩn gây bệnh Đồ án tốt nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng tảo Haematococcus pluvialis lên hệ miễn dịch tự nhiên cá tra nuôi kháng bệnh gan thận mủ 1.3 Mục tiêu