Nghiên Cứu Ứng Dụng Hiệu Ứng Đồng Vận Để Chế Tạo Oligo-Ø-Glucan Kích Kháng Bệnh Trên Tôm Thẻ Chân Trắng (Litopenaeus vannamei)

Ngành nuôi tôm thẻ chân trắng tại Việt Nam có tiềm năng phát triển lớn nhờ điều kiện tự nhiên thuận lợi và nhu cầu thị trường cao. Tuy nhiên, dịch bệnh, đặc biệt là các bệnh do vi khuẩn và virus gây ra, đang là một trong những thách thức lớn nhất. Việc sử dụng kháng sinh và hóa chất để phòng và trị bệnh có thể gây ra các vấn đề như kháng kháng sinh, ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp phòng bệnh bền vững và thân thiện với môi trường là rất quan trọng. Các phương pháp tiếp cận mới, như sử dụng các chất kích thích miễn dịch cho tôm, đang được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi.

Oligo-β-Glucan là một polysaccharide tự nhiên có khả năng kích thích hệ miễn dịch của động vật thủy sản, bao gồm cả tôm thẻ chân trắng. Nó hoạt động bằng cách kích hoạt các tế bào miễn dịch, giúp tôm tăng cường khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh. Ngoài ra, Oligo-β-Glucan cũng có thể cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng cường tốc độ tăng trưởng của tôm. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của Oligo-β-Glucan trong việc phòng ngừa và điều trị các bệnh thường gặp trên tôm, như bệnh đốm trắng và bệnh hoại tử gan tụy cấp tính. Việc sử dụng Oligo-β-Glucan như một chất bổ sung thức ăn cho tôm có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào kháng sinh và hóa chất, đồng thời nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

Ngành nuôi tôm thẻ chân trắng thường xuyên đối mặt với nhiều loại bệnh khác nhau, gây ra những thiệt hại đáng kể về kinh tế. Trong số đó, bệnh đốm trắng (WSSV) và bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) là hai bệnh nguy hiểm nhất. Bệnh đốm trắng gây ra tỷ lệ chết cao và lan nhanh, trong khi bệnh AHPND ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng gan tụy của tôm, dẫn đến suy dinh dưỡng và chết. Các bệnh khác như bệnh đầu vàng, bệnh phân trắng cũng gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất và chất lượng tôm nuôi. Việc kiểm soát và phòng ngừa các bệnh này đòi hỏi người nuôi phải áp dụng các biện pháp quản lý chặt chẽ và sử dụng các sản phẩm phòng bệnh hiệu quả.

Việc sử dụng kháng sinh để phòng và điều trị bệnh cho tôm thẻ chân trắng đã trở nên phổ biến trong quá khứ. Tuy nhiên, việc lạm dụng kháng sinh đã gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự phát triển của các vi khuẩn kháng kháng sinh, làm giảm hiệu quả của các loại thuốc này trong việc điều trị bệnh. Ngoài ra, dư lượng kháng sinh trong tôm có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và ảnh hưởng đến khả năng xuất khẩu sản phẩm. Việc sử dụng kháng sinh cũng có thể gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, ảnh hưởng đến hệ sinh thái tự nhiên. Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế kháng sinh, như sử dụng các chất kích thích miễn dịch có nguồn gốc tự nhiên, là rất cần thiết.

Phương pháp chiếu xạ gamma kết hợp với xử lý hóa học là một trong những phương pháp hiệu quả để cắt mạch β-Glucan thành các đoạn Oligo-β-Glucan có kích thước nhỏ hơn. Chiếu xạ gamma sử dụng năng lượng cao để phá vỡ các liên kết glycosidic trong phân tử β-Glucan, trong khi xử lý hóa học giúp tăng cường quá trình cắt mạch và cải thiện độ tan của sản phẩm. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ các thông số như liều lượng chiếu xạ, thời gian chiếu xạ, nồng độ hóa chất và nhiệt độ để đảm bảo hiệu quả và chất lượng của sản phẩm.

Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình chế tạo Oligo-β-Glucan, việc tối ưu hóa các thông số là rất quan trọng. Các thông số cần được tối ưu hóa bao gồm liều lượng chiếu xạ, thời gian chiếu xạ, nồng độ hóa chất, nhiệt độ và thời gian xử lý hóa học. Các thông số này cần được điều chỉnh để đảm bảo quá trình cắt mạch diễn ra hiệu quả, sản phẩm có độ tan cao và hoạt tính sinh học tốt. Việc sử dụng các phương pháp thống kê và thiết kế thí nghiệm có thể giúp xác định các thông số tối ưu một cách hiệu quả.

Hoạt động thực bào và hoạt tính enzyme phenoloxidase (PO) và superoxide dismutase (SOD) là những chỉ số quan trọng để đánh giá chức năng của hệ miễn dịch không đặc hiệu ở tôm thẻ chân trắng. Hoạt động thực bào thể hiện khả năng của các tế bào miễn dịch (ví dụ như tế bào máu) trong việc tiêu diệt các tác nhân gây bệnh. Hoạt tính enzyme PO và SOD thể hiện khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn của hệ miễn dịch. Nghiên cứu đánh giá sự thay đổi của các chỉ số này sau khi tôm được cho ăn thức ăn bổ sung Oligo-β-Glucan để đánh giá tác động của chất này lên hệ miễn dịch.

Việc phân tích biểu hiện của các gen liên quan đến hệ miễn dịch là một phương pháp quan trọng để hiểu rõ cơ chế tác động của Oligo-β-Glucan lên hệ miễn dịch tôm. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát mức độ biểu hiện của một số gen quan trọng như lectin, proPO, LGBP và TLR2. Lectin là protein tham gia vào quá trình nhận diện và gắn kết với các tác nhân gây bệnh. ProPO là enzyme tiền thân của PO, đóng vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch. LGBP là protein gắn kết với lipopolysaccharide và β-1,3-glucan, kích hoạt hệ miễn dịch. TLR2 là thụ thể nhận diện các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh, khởi động phản ứng miễn dịch. Việc đánh giá sự thay đổi trong biểu hiện của các gen này sau khi tôm được cho ăn Oligo-β-Glucan giúp xác định cơ chế kích thích miễn dịch của chất này.

Để đánh giá hiệu quả bảo vệ của Oligo-β-Glucan đối với tôm thẻ chân trắng, các thí nghiệm công độc với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus (gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính AHPND) và virus gây bệnh đốm trắng (WSSV) đã được thực hiện. Trong các thí nghiệm này, tôm được cho ăn thức ăn bổ sung Oligo-β-Glucan trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó được phơi nhiễm với vi khuẩn hoặc virus. Tỷ lệ sống, các triệu chứng bệnh và mức độ nhiễm bệnh được theo dõi và so sánh giữa nhóm tôm được cho ăn Oligo-β-Glucan và nhóm đối chứng (không được cho ăn Oligo-β-Glucan).

Tỷ lệ sống là một trong những chỉ số quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả bảo vệ của Oligo-β-Glucan đối với tôm thẻ chân trắng. Ngoài ra, mức độ nghiêm trọng của bệnh cũng được đánh giá thông qua các triệu chứng lâm sàng, kết quả xét nghiệm mô bệnh học và mức độ nhiễm vi khuẩn hoặc virus trong cơ thể tôm. Việc so sánh tỷ lệ sống và mức độ nghiêm trọng của bệnh giữa nhóm tôm được cho ăn Oligo-β-Glucan và nhóm đối chứng giúp xác định liệu Oligo-β-Glucan có thực sự có khả năng bảo vệ tôm khỏi bệnh hay không. Các kết quả này cung cấp bằng chứng quan trọng để hỗ trợ việc ứng dụng Oligo-β-Glucan trong thực tế nuôi tôm.

Nghiên cứu đã chứng minh rằng Oligo-β-Glucan có khả năng kích thích hệ miễn dịch của tôm thẻ chân trắng, tăng cường khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus và virus gây bệnh đốm trắng (WSSV). Việc sử dụng Oligo-β-Glucan trong thức ăn giúp tăng tỷ lệ sống và giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh trên tôm. Kết quả này có ý nghĩa thực tiễn lớn đối với ngành nuôi tôm, mở ra một hướng đi mới trong việc phòng và trị bệnh cho tôm một cách bền vững và thân thiện với môi trường.

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất Oligo-β-Glucan để giảm chi phí và tăng hiệu quả. Ngoài ra, cần có thêm các nghiên cứu đánh giá hiệu quả của Oligo-β-Glucan trên quy mô lớn trong điều kiện nuôi thực tế để xác định liều lượng và phương pháp sử dụng tối ưu. Việc nghiên cứu cơ chế tác động của Oligo-β-Glucan lên hệ miễn dịch tôm cũng rất quan trọng để phát triển các sản phẩm kích thích miễn dịch hiệu quả hơn. Oligo-β-Glucan có tiềm năng lớn để trở thành một thành phần quan trọng trong thức ăn và các sản phẩm phòng bệnh cho tôm thẻ chân trắng, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm.