Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung bã sữa đậu nành lên men bán rắn đến tăng trưởng và hình thái ruột của cá rô phi (Oreochromis niloticus)

Xử lý phụ phế phẩm từ nông nghiệp nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng bã sữa đậu nành (BSĐN) ở dạng dễ hấp thu để sử dụng làm thức ăn thủy sản đang được đặc biệt chú trọng. Sản phẩm phụ phẩm bã sữa đậu nành lên men bán rắn bằng vi khuẩn Bacillus subtilis B3 được sử dụng làm nguyên liệu thay thế protein bột cá trong công thức thức ăn (CTTA) cá rô phi được đánh giá và kiểm tra ảnh hưởng lên hệ tiêu hóa của cá.

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II ẢNH HƯỞNG CỦA THỨC ĂN BỔ SUNG BÃ SỮA ĐẬU NÀNH LÊN MEN BÁN RẮN ĐẾN TĂNG TRƯỞNG VÀ HÌNH THÁI RUỘT CỦA CÁ RÔ PHI (Oreochromis niloticus) Nguyễn Thành Trung1*, Nguyễn Văn Nguyện1, Trần Văn Khanh1, Lê Hoàng1, Trần Thị Lệ Trinh1, Đinh Thị Mến1, Nông Thị Nương1, Huỳnh Thị Thảo Quyên1, Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh2 TÓM TẮT Xử lý phụ phế phẩm từ nông nghiệp nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng bã sữa đậu nành (BSĐN) dạng dễ hấp thu để sử dụng làm thức ăn thủy sản đặc biệt trọng Sản phẩm phụ phẩm bã sữa đậu nành lên men bán rắn vi khuẩn Bacillus subtilis B3 sử dụng làm nguyên liệu thay protein bột cá công thức thức ăn (CTTA) cá rô phi đánh giá kiểm tra ảnh hưởng lên hệ tiêu hóa cá BSĐN lên men sử dụng thay CTTA cá rô phi mức 70, 80, 90 100% bột cá thức ăn chứa bột cá (ĐC) Thí nghiệm thực tuần bể composite, 15 con/bể, lặp lại lần cho nghiệm thức Đánh giá tăng trưởng, số sinh học VSI, HSI, GSI ISI sau ni Kiểm tra hình thái mô học ruột qua số chiều dài, độ rộng, mô liên kết lớp niêm mạc Kết cho thấy cá nghiệm thức thay bột cá mức 90% tăng 3,6g so với đối chứng sau tuần nuôi Chỉ số sinh học VSI tăng cao thức ăn bổ sung BSĐN, số HSI GSI khơng có khác biệt với thức ăn đối chứng số ISI nhóm thức ăn thay tương đương đối chứng ngoại trừ thay 100% Hình thái mơ ruột nghiệm thức thay bột cá tăng cao so với nghiệm thức đối chứng Kết cho thấy thay bột cá BSĐN lên men CTTA cá rô phi không gây ảnh hưởng đến tăng trưởng cá không ảnh hưởng đến sức khỏe cá Từ khóa: Rơ phi, bã sữa đậu nành lên men bán rắn, nhung mao, hình thái ruột I GIỚI THIỆU Hiện nhu cầu sử dụng đậu nành cho thực phẩm gia tăng nhanh chóng, phụ phẩm từ ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành lớn, riêng sản lượng bã sữa đậu nành nhà máy Vinasoy khoảng 1.200 tấn/tháng Mỗi kg đậu nành sản xuất sữa có lượng phụ phế phẩm khoảng 1,1 kg phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành (O’Toole, 1999) Các thử nghiệm sử dụng bã sữa đậu nành (BSĐN) làm thức ăn đối tượng nuôi thủy sản cịn Trên cá rơ phi đơn tính, nhóm tác giả Ai Cập thử nghiệm sử dụng trực tiếp phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành vào phần thức ăn thay đến 75% bột cá mà khơng có khác biệt tăng trưởng (El-Saidy, 2011) Một nghiên cứu khác sử dụng phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành mức 10% 20% phần ăn tôm thẻ chân trắng thử nghiệm Hawaii năm 2010, kết tăng trưởng độ tiêu hóa thức ăn mức thấp 18,2% (Forster ctv., 2010) Các nghiên cứu tiến hành xử lý nguồn phụ phẩm này, việc ứng dụng cơng nghệ lên men thủy phân nguyên liệu để tạo sản phẩm có giá trị tiêu hóa cao để sử dụng thức ăn thủy sản chưa nghiên cứu đầy đủ Các phương pháp chủng loại vi khuẩn lên men khác BSĐN cho sản phẩm hữu ích đặc hiệu khác (Ma ctv., 1997) Có nhiều chủng vi sinh sử dụng để lên men phụ phẩm từ chế biến sữa đậu Trung tâm Công nghệ thức ăn Sau thu hoạch thủy sản, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II *Email: ng.ttrung@yahoo.com TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 79 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II nành tạo sản phẩm đặc thù từ chủng vi sinh khác Sử dụng chủng vi sinh Bacillus subtilis NB22 để tạo kháng sinh lipopeptide, Iturin A (Ohno ctv., 1996), chủng NRRL 330+NCIM 653 để tạo citric acid (Khare ctv., 1995), chủng Aspergillus japonicus MU-2 cho sản phẩm β-fructofuranosidase (Hayashi ctv., 1992), chủng Bacillus subtilis để thu nhận hợp chất phenolic (Chung ctv., 2011), chủng Flammulina velutipes để thu nhận sản phẩm polysaccharides (Shi ctv., 2012) Nghiên cứu (Matsuo, 1989) lên men phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành nấm Rhizopus oligosporus có hàm lượng nitrogen tan tăng 0,15% lên 0,84%, thêm vào acid amin tự tăng mạnh từ 0,02% lên 0,41% Công nghệ lên men phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành bán rắn truyền thống, cho thấy tăng hàm lượng protein từ 22% lên 25%, protein bị cắt thành mạch peptide nhỏ (Matsuo, 1997) Nghiên cứu (Rashad ctv., 2011) cho thấy lên men phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành công nghệ bán rắn với chủng nấm men cho thấy gia tăng hàm lượng ni-tơ từ 20 đến 50% Kasai ctv., (2004) tiến hành thí nghiệm tiêu hóa vách tế bào phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành hỗn hợp enzyme cellulose pectinase Kết cho thấy hỗn hợp enzyme tiêu hóa 83-85% tế bào phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành thô Cũng nghiên cứu khác (Kasai ctv., 2006) vách tế bào thực vật bột đậu nành bị tiêu hóa hồn tồn enzyme (cellulase pectinase) lượng chất dinh dưỡng (đường glucose chất béo) tế bào giải phóng tăng lên sau q trình tiêu hóa Đậu nành lên men với chủng Bacillus subtilis giảm hàm lượng β-conglycinin, biến đổi protein phân tử lớn thành peptide nhỏ làm giảm yếu tố kháng dinh dưỡng, thể tác dụng tốt lợn cá hồi 80 vân (Feng ctv., 2007; Yamamoto ctv., 2010) Khi lên men bã đậu nành với vi khuẩn B subtilis cho thấy tiêu hóa cải thiện (Kiers ctv., 2000), tăng hàm lượng protein, tăng hoạt tính oxi hóa, giảm tác nhân kháng dinh dưỡng trypsin kháng protein (Teng ctv., 2012) Cá hồi ăn thức ăn chứa đậu nành lên men cải thiện hình thái mơ ruột (Yamamoto ctv., 2012) Vi khuẩn Bacillus subtilis B3 sử dụng nghiên cứu chủng vi khuẩn có khả tiết enzyme protease, cellulase amylase ngoại bào có hoạt tính mạnh, kết từ dự án “Hoàn thiện sản xuất thử nghiệm chế phẩm vi sinh BioShimp-RIA2 phòng bệnh Vibrio spp gây tôm nuôi” nhóm nghiên cứu (Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh, 2016), Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II thực hiện, sử dụng để lên men bán rắn BSĐN nghiên cứu Nguyên liệu BSĐN sau lên men sử dụng làm thức ăn cho cá rô phi để đánh giá tăng trưởng, số sinh học hình thái mô ruột thay bột cá công thức thức ăn II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Vật liệu Nguyên liệu bã sữa đậu nành từ công ty chế biến sữa Vinasoy Bình Dương lên men bán rắn với chủng vi khuẩn Bacillus subtilis B3 Cá rô phi giống cung cấp trại cá giống tỉnh Tiền Giang 2.2 Đánh giá tăng trưởng, số sinh học hình thái mơ ruột cá rơ phi 2.2.1 Thức ăn thí nghiệm Thí nghiệm tiến hành nghiệm thức thức ăn gồm thức ăn đối chứng, nghiệm thức thức ăn BSĐN lên men thay 70%, 80%, 90% 100% bột cá từ cơng thức đối chứng (Bảng 1) TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Bảng Thức ăn thay bột cá BSĐN lên men Stt Nguyên liệu Đối chứng 70% 80% 90% 100% Bột cá 5,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Bột gia cầm 2,00 3,00 3,00 3,00 3,00 Khô dầu đậu nành 37,50 37,50 37,50 37,50 37,50 Gluten lúa mì 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 Cám gạo 20,00 15,85 16,00 16,10 16,25 Bột khoai mì 18,59 12,49 11,09 9,75 8,35 Bột mì 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 Premix-vitamin-Khoáng 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Dầu cá 2,01 2,12 2,06 2,00 1,94 10 Methionine 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 11 Choline chloride 60% 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 12 Chống mốc 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 13 BSĐN 0,00 12,64 14,45 16,25 18,06 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Tổng cộng phi 2.2.2 Nuôi thử nghiệm tăng trưởng cá rơ Cá rơ phi có khối lượng 33-40 g/con, nuôi 15 bể composite 500 ml, mật độ 15 con/ bể, nuôi tuần Mỗi bể composite lắp đặt hệ thống bơm lọc nước hệ thống sục khí oxy Cá cho ăn lần/ngày vào thời gian: giờ, 12 giờ, 16 giờ, sau lần ăn khoảng tiến hành thu thức ăn thừa, pH bể nuôi giữ ổn định khoảng từ 6,5-7,5 Hình Bố trí thí nghiệm TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 81 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN II Hình Bố trí trí thí nghiệm Sau ni đánh giá tiêu sau: Sau nuôi đánh giá tiêu sau: 𝑀𝑀𝑀𝑀 Tăng trọng (WG) (%) = 𝑁𝑁𝑁𝑁 - 𝑀𝑀đ 𝑁𝑁đ 𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑀𝑀đ Tốc độ tăng trưởng đặc biệt (SGR) =100*(𝐿𝐿𝐿𝐿 𝑁𝑁𝑁𝑁 - Ln 𝑁𝑁đ )/T 𝐼𝐼 Chỉ số chuyển đổi thức ăn (FI) = 𝑀𝑀𝑀𝑀−𝑀𝑀đ−𝑀𝑀𝑀𝑀ℎ Hệ số hấp thu thức ăn (FCR) =100*I Tỉ lệ chết (SR) (%)= 𝑁𝑁𝑁𝑁 *100 𝑁𝑁đ 𝑀𝑀đ+𝑀𝑀𝑀𝑀 2.𝑇𝑇 ethanol, 20 mL 37% formaldehyde, 10 mL axit Trong đó: Trong đó: axetic 30 mL nước cất) Cố định mẫu Mc khối lượng cá cuối thu (g), Mđ khối lượng cá sang ban đầu Mc khối lượng cá cuối thu (g), Mđ giờ, chuyển cồn (g), 50%.Mch Đặt bề khối mặt khối lượng cá ban đầu (g), Mch khối lượng củalàmẫu ruột đãcáxử vàocùng, đáy khuôn inox,gian cố lượng cá chế t(g), Nđ số lượng cá ban đầu, Nc số lượng cálýcuối T thời cá chế t(g), Nđ số lượng cá ban đầu, Nc định parafin Cắt khối paraffin có chứa ni (ngày) số lượng cá cá cuối cùng, T thời gian nuôi mẫu máy cắt Microtome, độ dày lát cắt từ (ngày) Sau tuần nuôi, cá nhịn ăn 24 5-6giờ µm.trước Sử dụng Hematoxylin & Eosin nhuộm3 thu mẫu Chọn ngẫu nhiên mơ ruột, sau đọc kết kính hiển vi tuầnnghiệm ni, cáthức đượcXác nhịnđịnh ăn conSau cho8mỗi trọng24 lượng thân, mẫu ruột thu bảo quản trước thu mẫu Chọn ngẫu nhiên JVC (TK-C1380E) Chiều dài tơ ruột khoảng hỗn hợp nghiệm dung dịch đệmXác phosphate 7,4 fomalin 37% tỉ lệđược 9:1 xác Mẫuđịnh bảokết quản cách cáctheo tơ ruột theo quảcho đo cho thức định trọng lượng thân, mẫu thu quản hỗn thước đo trắc vi thị kính 10X (nhân tới sử ruột dụngđược để đánh giábảo hình tháitrong mơ ruột hợp dung dịch đệm phosphate 7,4 fomalin với hệ số 10) trắc vi thị kính 40X (nhân với 2.2.4 Đánh giá hình thái mô ruột 2.2.3.theoChỉ số9:1 sinh họcđược bảo quản hệ số 2,525) để chuyển đổi sang đơn vị (µm) 37% tỉ lệ Mẫu ruột sau sau bảo quản,Mẫu cố định dung dịch Davidson’s (30 mL 95% ethanol, mL 37% formaldehyde, mL axetic 30 mLruột nước cất) Cố định mẫutạng/Wcá; khi20sử dụng để đánh giáaxit hình tháivàgồm mô Đo chỉ10 số nội tạng, (VSI)=Wnội số gan Với trắc vi thị kính(HSI)=Wgan/Wcá; 10X, số giờ, chuyển sang cồn 50% Đặt bề mặt mẫu ruột xử lý vào đáy khuôn inox, cố đánh giá đo chiều cao niêm mạc (CNM) 2.2.3 Chỉ số sinh học số túi mật (GSI)=Wmật/ vàcắtchỉ số ruột đó, W trọng lượng định parafin Cắt khối paraffin có chứa mẫuWcá máy Microtome, độ dày(ISI)=Wruột/Wcá, lát cắt từ vị trí cao nhất, thấp trung bình Với &sốEosin nội tạng, gồm 5-6 µm Sử Đo dụng Hematoxylin nhuộm mơ ruột, sau đó(VSI)=Wnội đọc kết kính hiển vi trắc vi thị kính 40X, đo độ rộng niêm mạc JVC tạng/Wcá; (TK-C1380E) Chiều dài tơ khoảng cách tơ ruột xác địnhchỉ theo kết sốruộtgan (HSI)=Wgan/Wcá; đo thước đo trắc vi thị kính 10X (nhân với hệ số 10) trắc vi thị kính 40X (nhân số túi mật (GSI)=Wmật/ Wcá số ruột (RNM) ruột vị trí niêm mạc; mơ liên với hệ số 2,525) để chuyển đổi sang đơn vị (m) kết vị trí niêm mạc (MLK) lớp (ISI)=Wruột/Wcá, đó, W trọng lượng Với trắc vi thị kính 10X, số đánh giá đo chiều cao niêm mạc (CNM) niêm mạc (DNM) Số liệu vị trí cao2.2.4 nhất, thấpĐánh trung Với trắc vi thịmơ kính 40X, đo độ rộng niêm mạc giábình hình thái ruột đánh giá so sánh theo thống kê Duncan phần (RNM) ruột vị trí niêm mạc; mơ liên kết vị trí niêm mạc (MLK) lớp Mẫu ruột sau sau bảo quản, cố mềm SPSS ver.18 niêm mạc (DNM) Số liệu đánh giá so sánh theo thống kê Duncan phần dung dịch Davidson’s (30 mL 95% mềmđịnh SPSS ver.18 RNM CNM CNM: Chiều cao niêm mạc RNM: Chiều rộng niêm mạc MLK MLK: Mô liên kết (Lamina propria) DNM: Lớp niêm mạc ngồi DNM Hình Các vị trí đo mơ ruột Hình Các vị trí đo mô ruột CNM: Chiều cao niêm mạc RNM: Chiều rộng niêm mạc 82 MLK: Mô liên kết (Lamina propria) DNM: Lớp niêm mạc III KẾT QUẢ TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 3.1.1 Thành phần dinh dưỡng công thức thức ăn cá rô phi III KẾT QUẢ 3.1 Kết tăng trưởng, số sinh hình thái mô ruột sau Bảng Thành phần dinh dưỡng thức ăn cá rô phi (VCK) (%) Thức ăn ĐC 70% 80% 90% 100% Ẩm (%) 7,15 6,75 6,87 6,83 6,75 Lipid thô (%) 6,65 ± 0,67 7,04 ± 0,29 7,49 ± 0,12 6,99 ± 0,98 7,8 ± 0,53 Protein thô (%) 33,06 ± 0,29 33,58 ± 0,39 34,41 ± 0,14 32,72 ± 0,28 33,27 ± 0,32 Xơ (%) 6,36 7,08 6,02 6,65 7,49 khơng có khác biệt nhiều Các thức ăn đạt tiêu chuẩn hàm lượng dinh dưỡng cho thức ăn cá rô phi theo TCVN Kết thành phần phần hóa học thức ăn cá rơ phi Bảng cho thấy hàm lượng protein, lipid nghiệm thức thức thức ăn 3.1.2 Tăng trưởng cá rô phi Bảng Kết tăng trưởng cá rô phi nghiệm thức thức ăn Chỉ số Trọng lượng đầu (g) Trọng lượng cuối (g) Tăng trọng (g) SGR FCR FI (g) SR (%) ĐC 34,5 ± 0,95 69,26±4,51 34,76±3,58 1,34 ± 0,07 1,63 ± 0,04 2,23 ± 0,03 93,33±6,65 70% 34,5 ± 0,7 67,31±2,13 32,8 ± 1,40 1,28 ± 0,02 1,71 ± 0,11 2,26 ± 0,03 91,1 ± 3,81 Các số tăng trưởng cá rô phi nghiệm thức thức ăn sau tuần ni Bảng cho thấy khơng có khác biệt đáng kể (p≥0,05) Tuy nhiên, thức ăn thay 90% cho thấy tăng trọng cao (tăng 3,6 g so với thức ăn ĐC), nghiệm thức 100% cao không đáng kể 1,34 g so với nghiệm thức đối chứng, nghiệm thức 70% 80% thấp 80% 34,97 ± 1,00 67,05±6,11 32,06 ±5,38 1,24 ± 0,14 1,71 ± 0,21 2,26 ± 0,04 100 90% 34,7 ± 0,56 72,78 ± 7,53 38,36 ± 7,29 1,44 ± 0,19 1,67 ± 0,13 2,4 ± 0,07 93,33±11,55 100% 35,3 ± 0,26 71,42±13,66 36,1 ± 13,41 1,33 ± 0,37 1,7 ± 0,40 2,33 ± 0,17 86,67±13,35 không đáng kể so với nghiệm thức đối chứng Hệ số tăng trưởng đặc biệt (SGR) có kết tương tự số tăng trưởng Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) nghiệm thức ăn thay cao so với thức ăn đối chứng, nghiệm thức 90% thấp thay bột cá nghiệm thức thức ăn 3.1.3 Chỉ số sinh học Bảng Chỉ số nội tạng, gan, mật ruột cá rô phi nghiệm thức thức ăn Chỉ số VSI HSI GSI ISI ĐC 0,087±0,002 0,020 ±0,003 0,005 ± 0,000 0,025±0,003 70% 0,09±0,008 0,02 ± 0,002 0,005±0,001 0,023±0,004 80% 0,096 ±0,012 0,019±0,004 0,004±0,001 0,023±0,010 90% 0,088±0,003 0,02 ± 0,003 0,005±0,002 0,024±0,005 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 100% 0,089±0,007 0,022±0,002 0,005±0,001 0,029±0,003 83 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Các số sinh học cá rô phi sau ăn thức ăn thay bột cá thể Bảng Nhìn chung, số nội tạng VSI, cho thấy có khuynh hướng cao thức ăn đối chứng, nhiên thức ăn thay 70% 80% có số cao thay 90% 100% bột cá Riêng số số gan HSI số mật GSI lại cho thấy khơng có nhiều khác biệt nghiệm thức với Đặc biệt, số ruột ISI gia tăng tương ứng theo mức thay BSĐN lên men công thức thức ăn thay đến mức 100% bột cá số gia tăng cao (0,029) so với thức ăn chứa bột cá (0,025) 3.1.4 Hình thái mơ ruột sau Bảng Hình thái mơ học ruột sau cá rô phi CNM RNM MLK DNM a a a ĐC 157,92±50,56 40,93±13,32 19,88±7,19 27,33±10,96a 70% 177,78±74,28a 70,51±19,44b 22,54±9,78ab 31,89±8,5ab 80% 203,7±96,24a 74,7±31,2b 29,46±16,89c 34,65±12,55b 90% 183,96±76,57ab 68,39±32,4b 23,88±7,1abc 26,15±8,95a 100% 250,37±116,27a 76,5±29,11b 27,4±9,26bc 29,04±10,00ab Các ký hiệu cột khác thể sai khác có ý nghĩa thống kê (P