AXIT HỮU CƠ TRONG THỨC ĂN NUÔI TRỒNG THỦY SẢN – TIỀN NĂNG THAY THẾ CÁC CHẤT KHÁNG SINH

Việc gia tăng các hoạt động nuôi trồng thủy sản đã làm dịch bệnh xảy ra thường xuyên và gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người nuôi. Sau khi phát hiện ra khả năng kích thích tăng trưởng và phòng chống bệnh, mộ lượng đáng kể các chất kháng sinh đã được sử dụng trong ngành nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là ở Châu Á, nhằ ngăn ngừa và/hoặc kiểm soát các bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn gây ra.

Việc sử dụng rộng rãi nhiều loại kháng sinh trong ngành nuôi trồng thủy sản, cả khi dùng trị bệnh và thúc đảy tăng trưởng, đã làm tăng các tác động có hại tiềm tàng đến sức khỏe  con người, động vật cũng như môi trường thủy sinh. Sự xuất hiện kháng sinh trong các mầm bệnh vi khuẩn khác nhau liên quan đến bệnh thủy sản đã được chứng minh rõ.

Việc sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản có nguy cơ đe dọa sức khỏe cộng đồng do tích tụ sinh học dư lượng các chất kháng sinh và các nghiên cứu đã cảnh báo việc sử dụng kháng sinh quá mức ở trang trại nuôi trồng thủy sản vì lợi ích kinh tế ngắn hạn. Nhận thức của cộng đồng về việc sử dụng thuốc kháng sinh để phòng bệnh trong thức ăn chăn nuôi đã dẫn đến việc cấm sử dụng chúng trong thức ăn chăn nuôi.

Một nỗ lực trên toàn thế giới để giảm thiểu và cuối cùng là loại bỏ việc sử dụng kháng sinh cho mục đích kích thích tăng trưởng trong ngành nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi đã bắt đầu bằng việc cấm sử dụng các kháng sinh liều thấp ở Liên minh Châu Âu vào tháng 01/2006. Phát triển các chất không kháng sinh (non-antibiotic) hiệu quả như một sự thay thế cho việc sử dụng thuốc kháng sinh trong phòng bệnh để kiểm soát các bệnh truyền nhiễm và cải thiện hiệu suất tăng trưởng là điều rất quan trọng để tiếp tục phát triển ngành nuôi trồng thủy sản trên thế giới.

Axit hữu cơ là gì?

Axit hữu cơ là các hợp chất hữu cơ có một đoạn hoặc nhiều nhóm carboxyl. Chúng bao gồm axit carboxylic đơn chất, mạch thẳng, bão hòa (C1 – C18) và các chất dẫn xuất tương ứng của chúng như các axit không bão hòa (cinnamic, sorbic), hydroxylic (citric, lactic), phenolic (benzoic, cinnamic, salicylic) và các axit carboxylic đa chức (azelaic, citric, succinic) với cấu trúc phân tử chung là R-COOH, trong đó R đại diện cho nhóm chứ năng có hóa trị 1. Các axit này thường gọi là axit béo chuỗi ngắn, axit béo dễ bay hơi hoặc các axit carboxylic yếu.

Axit hữu cơ được sản xuất thông qua quá trình lên men của carbohydrate bởi các loài vi khuẩn khác nhau thông qua các quá trình trao đổi chất và các điều kiện khác nhau. Một số axit hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp, ví dụ như axit acetic, propionic và butyric cũng được hình thành ở nồng độ cao trong ruột già của người và động vật nhừ các cộng đồng vi sinh vật kỵ khí. Nhiều loại axit hữu cơ chuỗi ngắn (C1 – C7) tự nhiện có mặt như các thành phần thông thường của thực vật hoặc các mô động vật. Tuy nhiên, hầu hết các axit hữu cơ được sử dụng thương mại trong ngành công nghiệp thực phẩm và thức ăn chăn nuôi được sản xuất tổng hợp. Các axit hữu cơ cũng có thể chuyển thành các muối đơn hoặc đôi thông qua việc kết hợp với K, Na, Ca, ...

Các axit hữu cơ ít ưa béo và muối của chúng được xem là chất “thường được coi là an toàn” (GRAS) và đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ như là chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống. Chúng được liệt kê trong các quy định của EU như là các phụ gia thức ăn cho phép trong sản xuất thức ăn cho động vật. Từ đó, các axit hữu cơ , muối của chúng hoặc sự phối hợp chúng, đã được sử dụng thành công trong thức ăn chăn nuôi như là các chất thay thế kháng sinh. Mặc dù việc sử dụng các axit hữu cơ và muối của chúng trong thức ăn đã được nghiên cứu rộng rãi trên nhiều loài động vật trên cạn, nhưng ở động vật thủy sản chỉ được chú ý nhiều trong 10 năm qua.

Axit hữu cơ trong thức ăn của cá và tôm

Như chúng ta đã biết, chỉ có một số nghiên cứu đã được công bố về việc sử dụng axit hữu cơ trong thức ăn thủy sản trước khi có lệnh cấm sử dụng các chất kháng sinh dùng làm chất kích thích tăng trưởng trong chăn nuôi. Kể từ năm 2006, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để xác định ảnh hưởng của axit hữu cơ và muối của chúng trong chế độ ăn đến hiệu xuất tăng trưởng, sử dụng chất dinh dưỡng và khả năng kháng bệnh ở một số loài thủy sản nuôi  có tầm quan trọng thương mại như cá hồi vân, cá hồi salmon, cá chép và cá rô phi. Trong năm qua, các nghiên cứu này đã được mở rộng sang các loài thủy sản có vỏ. Để có cái nhìn toàn diện về các axit hữu cơ chủ yếu và muối của chúng đã được thử nghiệm trong nuôi trồng thủy sản cho đến nay và những tác động chính của chúng đối với cá và tôm.

Axit citric hoặc muối của nó được nghiên cứu nhiều nhất trong nuôi trồng thủy sản. Nhiều nghien cứu cho thấy axit citric có thể cải thiện tăng trưởng, sử dụng thức ăn và sự có lợi của muối khoáng, đặc biệt là phospho ở các loài cá khác nhau như cá hồi vân, cá tráp đỏ, cá rohu, cá tầm beluga và cá cam (yellowtail), trong khi một số nghiên cứu khác thì cho kết quả ngược lại. Nhìn chung, bổ sung acid citric vào thức ăn có protein thực vật thì rất hiệu quả trong việc cải thiện hiệu suất tăng trưởng và sự tích lũy/ có ích của các khoáng, đặc biệt là phospho. Thức ăn có bổ sung axit citric sẽ đóng góp vào việc hình thành các loại thức ăn dùng trong nuôi trồng thủy sản thân thiện với môi trường hơn. Một nghiên cứu gần đây về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), ngoài việc cải thiện giá trị dinh dưỡng của thức ăn, axit citric cũng có vai trò chức năng trong việc cải thiện tỷ lệ sống của tôm, đáp ứng miễn dịch và đề kháng với các bệnh do vi khuẩn Vibrio gây ra.

Trước đây chúng ta đã chứng minh rằng khẩu phần có muối của axit formic (potassium difomate) có thể tác động tích cực đến tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và khả năng tiêu hóa dưỡng chất của cá rô phi đỏ. Các nhà nghiên cứu khác với các loài cá khác đã có những kết quả tương tự nhau, trong khi số khác báo cáo rằng không có tác động tích cực của việc sử dụng axit formic và/hoặc muối của axit này. Những kết quả mâu thuẩn này có thể là do khác nhau về hàm lượng axit hữu cơ, các loài động vật, thành phần thức ăn cũng như điều kiện nuôi trong các thí nghiệm. Tôm thẻ chân trắng nuôi ở các chế độ dinh dưỡng khác nhau có bổ sung axit formic vào thức ăn cho thấy sức đề kháng tăng lên khi chúng được gây cảm nhiễm với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus.

Tương tự như các nghiên cứu khác về axit citric và axit formic hoặc muối của chúng, các nghiên cứu với acid lactic/muối cũng cho thấy tầm quan trọng của việc sử dụng đúng loại và hàm lượng axit hữu cơ được bổ sung vào thức ăn ở các loại cá khác nhau. Không có tác động có lợi hoặc thậm chí là có hại đến sự tăng trưởng và/hoặc sinh lý cá có thể xảy ra nếu dùng sai loại và/hoặc liều lượng axit hữu cơ được sử dụng. Trong một nghiên cứu gần đây, khi bổ sung axit lactic vào thức ăn từ 0 – 1,6g/kg, chúng tôi không thấy bất kỳ sự cải thiện nào về hiệu xuất tăng trưởng đối với các liều trên 2g/kg trong thức ăn của tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii). Nếu xét về số đông các loài thủy sản được nuôi, cần có thêm nhiều nghiên để làm rõ thêm nguyên lý cơ bản của việc bổ sung axit hữu cơ vào thức ăn dùng trong nuôi trồng thủy sản.

Các nghiên cứu về muối butyrate natri đã phát hiện ra rằng: Muối này đã làm thay đổi khu hệ vi sinh vật đường ruột của cá d trơn và tôm, cũng như dẫn đến một số thay đổi có thể có lợi đối với các chất chuyển hóa đường ruột ở cá tráp biển. Thức ăn có chứa muối butyrate cũng cho thấy tiết kiệm oxy hóa một số axit amin và tăng tính sinh khả dụng (bioavailability) của chúng vào tuần hoàn động mạch, dẫn đến việc hấp thụ một số axit amin thiến yếu nào đó trong ruột cá được cải thiện. Chế độ ăn có muối butyrate cũng làm tăng đáng kể hàm lượng của một số dẫn xuất nucleotide trong ruột cá.

Có ít thông tin hơn về việc sử dụng các axit hữu cơ khác và/hoặc muối của chúng như axit malic, axit succinic, axit propionic và axit fumaric và cần có nghiên cứu thêm về tác động của chúng đối với loài thủy sản nuôi.

Mỗi một axit hữu cơ có phổ kháng khuẩn riêng vì có đặc tính vật lý và hóa học. Do đó, lợi thế của sử dụng hỗn hợp các axit hữu cơ trong thức ăn cho động vật thủy sản nuôi có thể có phổ kháng khuẩn rộng hơn để chống lại nhiều loại vi khuẩn gây bệnh hơn và có tiềm năng tác dụng hiệp đồng đến hiệu suất tăng trưởng cũng như sử dụng dưỡng chất. Hơn nữa, hỗn hợp các axit hữu cơ có thể cho phép giảm liều lượng dùng trong thức ăn, do đó giảm chi phí.

Nghiên cứu gần đây đánh giá bổ sung hỗn hợp axit hữu cơ vào thức ăn, cho thấy cải thiện việc sử dụng thức ăn, khả năng tiêu hóa dưỡng chất và làm giảm số vi khuẩn trong phân và ruột cá rô phi theo cách phụ thuộc vào liều sử dụng. Hơn nữa, tỷ lệ chết tích lũy trong vòng 16 ngày sau khi gây nhiễm với vi khuẩn Streptococcus agalactiae là thấp hơn ở nhóm cá thức ăn có bổ sung hỗn hợp axit hữu cơ. Khi nuôi từ cá giống cho đến khi gần đạt kích cở thương phẩm, chúng ta thấy cá rô phi lai ăn thức ăn có bổ sung hỗn hợp axit hữu cơ ở liều 5g/kg hoặc 10g/kg có xu hướng cải thiện tăng trưởng và hiệu quả thức ăn so với nhóm cá ăn thức ăn đối chứng.

Không có khác biệt đáng kể về tăng trưởng giữa nhóm cá ăn oxytetracycline (OTC) và nhóm cá ăn hỗn hợp axit hữu cơ được bổ sung vào thức ăn. Hơn nữa, những tác động phòng bệnh của những cá ăn 5g/kg hỗn hợp axit hữu cơ hoặc 5g/kg OTC rồi sao đó được gây nhiễm với S.agalactiae là tương tự nhau và làm cải thiện có ý nghĩa việc phòng bệnh hơn so với nhóm cá ăn thức ăn đối chứng.

Kết luận và triển vọng

Có rất nhiều lợi ích trong việc sử dụng axit hữu cơ trong nuôi trồng thủy sản, cải thiện hiệu xuất tăng trưởng và kiểm soát bệnh. Rõ ràng, các nguyên cứu đã cho thấy nhiều axit hữu cơ, muối hoặc hỗn hợp của chúng có cải thiện tăng trưởng, sử dụng thức ăn, sức khỏe đường ruột và sức đề kháng bệnh ở động vật thủy sản.

Tuy nhiên, mặt dù có sự cải thiện đáng kể về chế động dinh dưỡng có bổ sung axit hữu cơ ở hầu hết các nghuyên cứu, nhưng có những kết quả ngược lại về tác dụng kích thích tăng trưởng cũng đã được báo cáo, điều này dường như phụ thuộc vào từng loài thủy sản và/hoặc phụ thuộc vào loại axit hữu cơ và liều lượng thử nghiệm.

Việc giảm bài tiết phospho và nitơ do cải thiện sử dụng chất khoáng dẫn đến axit hóa thức ăn sẽ thúc đảy việc hình thành các loại thức ăn thủy sản thân thiện với môi trường. Giảm tải lượng vi sinh vật trong phân thải ra từ cá nuôi được cho ăn thức ăn có bổ sung axit hữu cơ sẽ mang lại lợi ích cho việc nuôi cá trong các hồ chứa và ở các hệ thống nuôi tuần hoàn khép kín.

Ngày càng có nhiều bằng chứng khoa học về những tác động tích cực của axit hữu cơ trong thức ăn đối với sức khỏe của cá và tôm nuôi, tăng khả năng đề kháng với các bệnh truyền nhiễm thường gặp trong nuôi trồng thủy sản hiện nay. Tuy nhiên, không giống như vật nuôi trên cạn (có một số lượng có hạn các giống cải tiến đang được nuôi), nuôi trồng thủy sản là sự kết hợp của nhiều loại nuôi, hoạt động cho ăn và nhiều hệ thống nuôi.

Điều này có nghĩa là thành công hay thất bại trong việc sử dụng axit hữu cơ của một nghiên cứu nào đó có thể không đúng cho các loài thủy sàn khác, được nuôi trong các điều kiện khác nhau. Dựa trên các nghiên cứu được tiến hành cho đến nay, axit hữu cơ dường như là một ứng cử viên đầy hứa hẹn  để thay thế AGP (Antibiotic Growth Promoter – kháng sinh kích thích tăng trưởng) trong nuôi trồng thủy sản. Phải cần nhiều nguyên cứu hơn để hiểu rõ đầy đủ về cơ chế hoạt động của axit hữu cơ trong thức ăn đối với lợi ích thúc đảy tăng trưởng và sức khỏe các loài thủy sản nuôi, để ngành nuôi trồng thủy sản trên thế giới phát triển liên tục và bền vững.

Người ta dự đoán rằng việc sử dụng các axit hữu cơ như là các chất phụ gia thức ăn trong nuôi trồng thủy sản sẽ tăng đáng kể trong tương lai gần. Sự mở rộng liên tục của ngành nuôi trồng thủy sản toàn cầu tạo ra tiền đề thị trường khá lớn. Việc thâm canh hóa ở các hệ thống nuôi trồng thủy sản cùng với sự nóng lên toàn cầu có thể làm tăng khả năng bùng phát dịch bệnh. Ví dụ, sự bùng nổ gần đây của AHPND/EMS bắt nguồn từ vi khuẩn Vibrio là tác nhân gây bệnh đã làm mất đi nhiều trang trại nuôi tôm trên toàn thế giới theo những thiệt hại kinh tế to lớn cho người nuôi.

Bằng chứng ngày càng mạnh mẽ liên quan đến sự phát triển của các gen kháng kháng sinh trong các vi khuẩn có nguồn gốc thủy sinh vật gây bệnh ở động vật và con người đã khiến nhiều tổ chức chính phủ và phi chính phủ ban hành các lệnh cấm và/hoặc hạn chế sử dụng các loại kháng sinh như là các chất kích thích tăng trưởng ở nhiều quốc gia. Đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển, nơi mà một sản lượng nuôi trồng thủy sản đáng kể vẫn đến từ những người nông dân sản xuất quy mô nhỏ, những người có thể không hay biết đến những nguy hiểm do sử dụng quá mức và lạm dụng kháng sinh.

Đối với các nhà sản xuất có quy mô lớn, bên cạnh mặt hiệu quả, việc sử dụng các chất thay thế kháng sinh như axit hữu cơ để giảm bớt chi phi sản xuất. Chi phí của axit1 hữu cơ trong khẩu phần ăn phụ thuộc vào loại sản phẩm và quốc gia nơi chúng được bán, do giá vận chuyển và thuế. Hiện nay, các công ty sản xuất phụ gia thức ăn khuyến cáo nên bổ sung các axit hữu cơ từ 1,5 – 5,0 kg/tấn thức ăn thủy sản. Thuyết phục người nuôi và các nhà sản xuất thủy sản về những lợi ích thực tế của việc bổ sung axit hữu cơ là rất quan trọng, và điều này chỉ có thể thực hiện thông qua các dữ liệu nghiên cứu (quy mô phòng thí nghiệm và thực địa) đã chứng minh một cách kho học.

Qua nhiều thập kỹ nghiên cứu và phát triển, việc sử dụng axit hữu cơ trong thức ăn và nước uống của vật nuôi trên cạn như heo và gia cầm hiện nay được xem là thực hành quản lý chăn nuôi tiêu chuẩn. Hiệu quả và hiệu quả chi phí của axit hữu cơ đối với người chăn nuôi đã được xác định rõ. Vì có một lượng lớn các loài thủy sản đang được nuôi và chúng được nuôi trong điều kiện khác nhau, nên con đường thiết lập khẩu phần thức ăn có chứa axit hữu cơ như là một phần của chương trình quản lý bệnh tiêu chuẩn ở các trang trại nuôi trồng thủy sản tiên đoán là nhiệm vụ lâu dài nhưng hết sức cần thiết.

* Hỗn hợp 4 axit hữu cơ của công ty SINGA:

(Trích nguồn: tongcucthuysan.gov.vn)