BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN BÁO CÁO KHOA HỌC Đề tài cấp Bộ ẢNH HƯỞNG CỦA AFLATOXIN LÊN TỈ LỆ SỐNG VÀ TỐC ĐỘ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ TRA (Pangasius hypophthalmus) Mã số đề tài: B-2003-31-51 8/ 2005 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN BÁO CÁO KHOA HỌC Đề tài cấp Bộ ẢNH HƯỞNG CỦA AFLATOXIN LÊN TỈ LỆ SỐNG VÀ TỐC ĐỘ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ TRA (Pangasius hypophthalmus) Mã số đề tài: B-2003-31-51 Chủ nhiệm đề tài Ts Trương Quốc Phú Cán tham gia Ts Nguyễn Anh Tuấn Ths Dương Thúy Yên Ks Phạm Trần Nguyên Thảo Ts Trần Thị Thanh Hiền Ks Nguyễn Quốc Thịnh 8/ 2005 ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình Chương Giới thiệu Chương Lược khảo tài liệu 2.1 Lịch sử phát Aflatoxin 2.2 Công thức cấu tạo số tính chất lý hóa Aflatoxin 2.3 Sự diện phát triển Aflatoxin tự nhiên 2.4 Một số ảnh hưởng Aflatoxin đối tượng cá nuôi Chương Phương pháp nghiên cứu 3.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu 3.2 Đối tượng nghiên cứu 3.3 Ảnh hưởng thức ăn có chứa hàm lượng AFB1 khác lên tăng trưởng biến đổi mô gan, thận cá Tra 3.4 Khảo sát thay đổi tiêu hao oxy khả chịu đựng nhiệt cá tra ăn thức ăn có chứa AFB1 với liều lượng khác 3.5 Khảo sát tính mẫn cảm cá tra với bệnh mủ gan cho cá ăn thức ăn có chứa hàm lượng AFB1 khác 3.6 Xử lý số liệu Chương Kết thảo luận 4.1 Ảnh hưởng Aflatoxin B1 lên tốc độ tăng trưởng tỉ lệ sống cá Tra 4.2 Ảnh hưởng AFB1 mô gan mô thận cá Tra 4.3 Ảnh hưởng AFB1 với liều lượng khác lên số tiêu sinh lý 4.4 Khảo sát tính mẫn cảm cá Tra với bệnh mủ gan ăn thức ăn có chứa AFB1 Chương Kết luận đề nghị 5.1 Kết luận 5.2 Đề nghị Tài liệu tham khảo iii ii iii iv iv 3 8 13 15 16 17 17 21 26 29 32 33 DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1: Thành phần nguyên liệu thức ăn thí nghiệm Bảng 3.2: Lượng hỗn hợp NRRL 2999 lượng bột mì cần để phối trộn cho nghiệm thức thức ăn Bảng 4.1: Một số yếu tố môi trường thí nghiệm Bảng 4.2: Tốc độ tăng trưởng tương đối khối lượng sau 90 ngày nuôi cá tra Bảng 4.3 : Ngưỡng nhiệt độ cá tra cho ăn thức ăn có chứa hàm lượng AFB1 khác Bảng 4.4: Cường độ hô hấp ngưỡng oxy cá tra cho ăn thức ăn có chứa hàm lượng AFB1 khác 17 19 26 28 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Công thức cấu tạo hoá học AFB1 Hình 4.1 Tăng trưởng cá tra cho ăn thức ăn có hàm lượng AFB1 khác Hình 4.2 Tỉ lệ sống cá tra Hình 4.3: Mô gan cá tra ăn thức ăn chứa AFB1 Hình 4.4: Mô thận cá tra ăn thức ăn chứa AFB1 Hình 4.5: Mô gan cá tra ăn thức ăn có chứa AFB1 sau 90 ngày Hình 4.6: Mô gan cá tra ăn thức ăn có chứa AFB1 sau 150 ngày Hình 4.7: Mô thận cá tra ăn thức ăn có chứa AFB1 sau 90 ngày Hình 4.8: Tổng tỉ lệ chết cá theo thời gian thí nghiệm iv 18 20 21 22 23 24 25 30 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU Độc chất aflatoxin tạo từ loài nấm mốc thuộc giống Aspergillus, mọc loài ngũ cốc, aflatoxin B1 (AFB1) chủ yếu loài Aspergillus flavus sinh có độc tính cao (Nabil Saad, 2004; Victoria, 2001; Roberts, 2002) Động vật, kể người, ăn phải thức ăn chứa AFB1, sử dụng nguyên liệu thức ăn có nguồn gốc từ ngũ cốc bị nhiễm nấm mốc Aspergillus flavus nguy hại đến tính mạng Cá ăn phải thức ăn có chứa AFB1 nồng cộ cao (hơn 10 mg/kg thức ăn) bị chết Ở nồng độ thấp, 100 ppb (phần tỷ, microgram/kg) thức ăn, AFB1 làm rối loạn chức tiêu hóa, gây bệnh mãn tính, làm cá chậm lớn trở nên mẫn cảm với loại bệnh tật yếu tố môi trường Những loài cá khác có tính nhạy cảm khác aflatoxin Có loài cá nhạy cảm với aflatoxin cá hồi (Hendricks, 1994), song có loài có khả chịu đựng tốt, bị ảnh hưởng hàm lượng aflatoxin cao cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) (Jantrarotai and Lovell, 1990; Jantrarotai et al., 1990) Ở nhiều nước người ta phát aflatoxin có nguyên liệu chế biến thức ăn mà có trong thức ăn công nghiệp Ở Ai Cập, AFB1 tìm thấy loại thức ăn công nghiệp dùng cho cá với hàm lượng 749-3388 ppb (Abdelhamid et al., 1998) Ở Thái Lan, 150 mẫu thức ăn tôm kiểm nghiệm năm 1997-1998 có chứa AFB1 từ mức không phát (nhỏ 0,003 ppb đến 0,651 ppb (Bintvihok et al., 2003) Ở ĐBSCL nay, cá tra (Pangasius hypophthalmus) nuôi thức ăn công nghiệp thức ăn tự chế mà thành phần nguyên liệu thức ăn chủ yếu ngũ cốc Trong nhiều hợp cá bị bệnh cá chậm lớn người ta thường qui trách nhiệm cho yếu tố môi trường mà đặt nghi vấn hàm lượng AFB1 có thức ăn Đề tài cần thiết nhằm tìm hiểu ảnh hưởng AFB1 thức ăn lên tỉ lệ sống tốc độ tăng trưởng cá tra, từ đề xuất biện pháp kỹ thuật phù hợp nhằm tránh nguy hại thức ăn nguyên liệu thức ăn có chứa AFB1 Mục tiêu đề tài tìm hiểu ảnh hưởng AFB1 lên tỉ lệ sống tăng trưởng cá ba sa, thay đổi tình trạng sức khoẻ cá ăn phải thức ăn có chứa AFB1 nhằm cung cấp dẫn liệu khoa học ảnh hưởng độc tố nấm cho nghề nuôi cá da trơn làm sở để khuyến cáo biện pháp tránh nguy hại từ độc tố nấm Nội dung đề tài bao gồm: Khảo sát tốc độ tăng trưởng cá tra ăn thức ăn có AFB1 nồng độ khác Khảo sát thay đổi mô học gan thận cá ăn thức có chứa hàm lượng AFB1 khác Khảo sát thay đổi tiêu hao oxy, khả chịu đựng với yếu tố môi trường (oxy, nhiệt độ) ăn thức ăn có chứa AFB1 với liều lượng khác Khảo sát tính mẫn cảm cá tra với bệnh mủ gan ăn thức ăn có chứa AFB1 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Lịch sử phát Aflatoxin Vào năm 1960, nghề nuôi gia cầm nước Anh bị tổn thương nặng nề, lúc đầu 10.000 gà tây chết bệnh gọi “bệnh gà tây X” (Turkey X disease) Sau đó, loại gia cầm khác vịt, gà lôi bị nhiễm bệnh tử vong nhiều Qua điều tra, người ta xác định bệnh có liên quan đến loại độc tố nấm có thức ăn sinh Đến năm 1961 người ta tìm chất hoá học độc chất Aflatoxin vi nấm Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus Aflatoxin có dẫn xuất quan trọng AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 Giữa loại thì Aflatoxin B1 chiếm nhiều nông sản gây tác hại nhiều nhất, gây ngộ độc nhanh phổ biến (Nabil Saad, 2004) Năm 1961, công trình nghiên cứu công nhận Aflatoxin tạo nấm Aspergillus flavus nguyên nhân gây khối u gan động vật (Dollar et al, 1967; Halver, 1969; Wales, 1970; Alpert et al, 1971; New, 1987 trích dẫn Chaver- Sanchehez, 1994) Trên động vật thủy sản, nghiên cứu độc tố aflatoxin cá hồi thực Ashley et al (1964) Halver (1965) (trích dẫn Roberts, 2002) Từ trở có nhiều công trình nghiên cứu độc tố Aflatoxin Các nhà khoa học xác định công thức phân tử công thức cấu tạo Aflatoxin 2.2 Công thức cấu tạo số tính chất lý hóa Aflatoxin Aflatoxin gồm loại (AFB1, AFB2, AFG1, AFG2), có công thức phân tử là: • AFB1: C17H12O6 • AFB2: C17H14O6 • AFG1 : C17H12O7 • AFG2 : C17H14O7 Trong AFB2 AFG2 dẫn xuất dihydroxy B1 G1 (Victoria, 2001; Nabil Saad, 2004) Ngoài loại trên, aflatoxin có thêm hai sản phẩm trao đổi chất aflatoxin M1 aflatoxin M2 M1 4-hydroxy aflatoxin B1 aflatoxin M2 4-dihydroxy aflatoxin B2 Công thức cấu tạo loại aflatoxin sau: Hình 2.1: Công thức cấu tạo hoá học AFB1, AFB2, AFG1 AFG2 (Vitoria, 2001) Tính chất lý học loại aflatoxin: - AFB1: có điểm nóng chảy 268-269 oC, có màu xanh lam đèn huỳnh quang - AFB2: có điểm nóng chảy 286-289 oC, có màu xanh lam đèn huỳnh quang - AFG1 : có điểm nóng chảy 244-246 oC, có màu xanh lục đèn huỳnh quang - AFG2 : có điểm nóng chảy 229-231 oC, có màu xanh lục đèn huỳnh quang (Aflatoxin-Home-Page) 2.3 Sự diện phát triển Aflatoxin tự nhiên 2.3.1 Sự diện Aflatoxin Aflatoxin thường xuất sản phẩm nông nghiệp cánh đồng trước thu hoạch sau thu hoạch sản phẩm không phơi khô hay ẩm độ sản phẩm cao tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển Trong điều kiện bảo quản không tốt, sản phẩm bị sâu bọ loài gậm nhấm đục khoét điều kiện thuận lợi làm cho sản phẩm bị nhiễm aflatoxin Đôi sữa, trứng, thịt bị phát có aflatoxin động vật ăn loại thức ăn bị nhiễm aflatoxin Các sản phẩm thường có nguy bị nhiễm aflatoxin cao bắp, đậu phộng hạt (Nabil Saad, 2004) Theo Hagazy (1988), Ai Cập, 32% số ngũ cốc 6% số loại bột cá đem kiểm nghiệm bị nhiễm aflatoxin từ 150 ppb; 8% số ngũ cốc 16% số loại bột cá bị nhiễm từ 201-2.000 ppb (trích dẫn Diab et al., 2000) Ở Indonesia, người ta điều tra phát Aflatoxin đậu từ 40-4100 ppb tỉ lệ đậu nhiễm nấm từ 60-80%, bắp 5,3291,11 ppb (Sudjadi et al., 1999) Theo Bhatti et al (2001), 3320 mẫu nguyên liệu có nguồn gốc động, thực vật Pakistan kiểm nghiệm có chứa AFB1 với hàm lượng thấp 13 ppb cao 78 ppb Hầu hết mẫu cám gạo, cám lúa mì, bột bắp, bột cá, bột hướng dương, bột đậu nành bột hạt có hàm lượng AFB1 cao mức khuyến cáo (20 ppb) tổ chức FDA (Food and Drug Administration, Hoa Kỳ) Aflatoxin diện loại thực phẩm chế biến, đặc biệt sản phẩm từ bắp Tuy nhiên, nhà sản xuất có phương pháp thích hợp nhằm hạn chế tối đa loại độc tố Những sản phẩm từ sữa sữa bột, phô mai, sữa chua phát có aflatoxin 2.3.2 Điều kiện thuận lợi cho phát triển Aflatoxin Nấm mốc sinh độc tố thường phát triển điều kiện tự nhiên quốc gia vùng nhiệt đới Điều kiện dự trữ thức ăn nguyên liệu thức ăn không thích hợp (khi nhiệt độ môi trường 27o C, độ ẩm môi trường lớn 62% độ ẩm thức ăn lớn 14 % (Juli-Anne and Yanong, 1995; Diab, 2000; Nabil Saad, 2004), xâm nhập sâu bọ ) nhân tố quan trọng để nấm mốc phát triển sinh độc tố Aflatoxin Những phương pháp chế biến thông thường không làm giảm lượng Aflatoxin thức ăn phân tử Aflatoxin bền với nhiệt, Aflatoxin bị nóng chảy nhiệt độ cao, 250oC (Gayatri, 2000) 2.4 Một số ảnh hưởng Aflatoxin động vật cá Theo Wheater et al (1985) loài động vật bị nhiễm độc tố làm tổn thương mô gan thận gây biến đổi bên tế bào như: Nhân tế bào bị teo (cell atrophy), tượng thường xảy tế bào mô gan Tế bào bị phù (hydropic degeneration) xuất không bào tế bào chất (cytoplasmic vacuolation), tượng hay xảy tế bào mô thận Tích lũy mỡ tế bào chất (fatty change), trình chuyển hóa mỡ không bình thường dẫn đến tích lũy mỡ tế bào chất Trên tiêu lát cắt tế bào mô gan xuất vùng không ăn màu nhuộm hai màu vùng tích lũy mỡ Hoại tử (cell nerosis), tượng xuất mô gan thận Tế bào chết ăn màu tím eosin sậm so với tế bào sống (cell nerosis), hạch nhân tế bào chết ăn màu sậm (pyknotic) có tượng vỡ nhân (karyorrhexis) Các loài cá khác có tính nhạy cảm khác AFB1 Theo Hendricks (1994), cá hồi (Rainbow trout) mẫn cảm với độc tố Khi cá cho ăn thức ăn có chứa 0,4 ppb AFB1/kg thức ăn 15 tháng có 14 % khối u gan phát triển, cho cá ăn 20 ppb AFB1/kg thức ăn tháng có 58 % khối u gan tiếp tục đến 12 tháng kết có tới 83 % khối u gan (Juli-Anne and Yanong, 1995) Tương tự cá hồi, cá trôi Ấn (Labeo rohita) nhạy cảm với AFB1 Sahoo and Mukherijee (2001) cho biết hệ thống miễn dịch cá trôi Ấn bị giảm tiêm vào thể cá lượng AFB1 1,25 mg/kg khối lượng thể Điều cảnh báo AFB1 gây thiệt hại kinh tế lớn nghề nuôi cá trôi thâm canh Ấn độ Một số công trình nghiên cứu ảnh hưởng AFB1 cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) El-Bana et al (1992) cho thấy, cá rô phi cho ăn 10 tuần với thức ăn có hàm lượng 0,1 mg AFB1/kg thức ăn có tăng trọng thấp nghiệm thức đối chứng (không có AFB1) cá cho ăn thức ăn có hàm lượng 0,2 mg AFB1/kg thức ăn có tỉ lệ chết 16,7 % Tuy nhiên, theo ChavezSanchez (1994) thức ăn có hàm lượng 1,88 mg AFB1/kg làm giảm tăng trọng cá hàm lượng AFB1 đến 30 mg/kg thức ăn không làm chết cá rô phi vằn có khối lượng ban đầu 0,5g sau 50 ngày thí nghiệm Một nghiên cứu khác Tuan et al (2002) cho thấy cá rô phi cho ăn 0,25 mg AFB1/kg thức ăn, tăng trưởng cá khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng (không có AFB1), hàm lượng cao (2,5 mgAFB1/kg) tăng trưởng cá bị giảm rõ với hàm lượng 100 mg AFB1/kg, 60% cá bị chết sau tuần thí nghiệm Cá nheo Mỹ xem loài có khả chịu đựng tốt với độc tố AFB1 (Hendricks, 2002), Jantrarotai et al (1990) bố trí thí nghiệm cá nheo có khối lượng ban đầu 7,5g/con cho ăn thức ăn có chứa Aflatoxin B1 với mức khác nhau: 0; 0,1; 0,464; 2,145 10 (mg/kg thức ăn) Kết cho thấy cá cho ăn AFB1 mức 10 mg tăng trọng thấp nghiệm thức khác Trên mẫu mô bệnh học cá ăn AFB1 cao 10 mg/kg tế bào gan có