Sản xuất chế phẩm synbiotic nuôi tôm thẻ chân trắng từ phụ phẩm khô đậu nành

Việc bổ sung chế phẩm synbiotic giúp tỷ lệ sống của tôm đạt trên 85%, sản lượng tôm thu hoạch tăng khoảng 1,34-1,37 lần. Chế phẩm cũng có khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh nên giúp giảm việc sử dụng kháng sinh tổng hợp, qua đó giảm được ô nhiễm môi trường.

Để phát triển nuôi thủy sản bền vững, có nhiều giải pháp sử dụng chế phẩm bổ sung probiotic (men vi sinh), prebiotic (chất xơ), hoặc synbiotic (dạng kết hợp của probiotic và prebiotic). Trong đó, Sự kết hợp của probiotic và prebiotic làm tăng khả năng sống sót của các vi khuẩn probiotic trong hệ tiêu hóa do các vi sinh vật này sử dụng prebiotic như một cơ chất để chúng lên men và phát triển. Hơn nữa, prebiotic cho phép gắn kết vi khuẩn vào thành ruột tốt hơn và tốc độ phát triển của các vi khuẩn khỏe mạnh tăng lên sẽ làm giảm số lượng quần thể vi khuẩn có hại. Ngoài ra, vi khuẩn trong đường ruột nhờ prebiotic mà có thể chịu đựng tốt điều kiện oxy, pH thấp, nhiệt độ trong hệ tiêu hóa. Do vậy, sản phẩm synbiotic là thực phẩm bổ sung lý tưởng cho động vật thủy sản. Tuy nhiên, việc sử dụng các chế phẩm synbiotic nhập ngoại tuy bước đầu có những hiệu quả tốt nhưng giá thành rất cao. Mặt khác, một số sản phẩm ngoại nhập không thích hợp với điều kiện thủy sinh, thổ nhưỡng cũng như giống vật nuôi trong nước ta nên hoạt tính không ổn định.

Xuất phát từ nhu cầu sử dụng chế phẩm synbiotic để nuôi tôm tại Việt Nam, nhóm nhà khoa học ở Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Hoàn thiện chế phẩm sinh học dưới dạng synbiotic bổ sung vào thức ăn nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) công nghiệp” với mục tiêu hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dưới dạng synbiotic bổ sung vào thức ăn nuôi tôm thẻ chân trắng công nghiệp, giúp nâng cao tăng trưởng và tăng cường miễn dịch cho tôm.

 Chế phẩm sinh học dưới dạng synbiotic bổ sung vào thức ăn nuôi tôm thẻ chân trắng

TS. Hoàng Phương Hà (chủ nhiệm nhiệm vụ) chia sẻ, để tạo chế phẩm sinh học dưới dạng synbiotic, thành phần prebiotic - chất xơ thực phẩm được lựa chọn là khô đậu nành - một loại phụ phẩm nông nghiệp chứa nhiều dinh dưỡng sau khi sản xuất dầu. Các Oligosaccharride - thành phần có mặt trong chất xơ thực phẩm và một số chất ức chế dinh dưỡng như ức chế tripsin (trypsin inhibitor) chứa trong khô dầu đậu nành - sẽ được chuyển hóa thành các axit béo mạch ngắn và loại được chất ức chế dinh dưỡng này nhờ trong quá trình lên men bởi các chủng probiotic. Các chủng probiotic được sử dụng trong nhiệm vụ có khả năng sinh các enzym tiêu hóa như amylase, cellulase, protease… có khả năng kháng lại Vibrio parahaemolyticus và còn là những chủng tạo màng sinh học (biofilm) rất tốt, có thể tồn tại lâu dài trên thành ruột của tôm. Hơn thế, khô đậu nành còn chứa khá nhiều chất dinh dưỡng và protein (hàm lượng protein thô trong khô đậu nành chiếm tới 48%, chất béo 1-2%; chất xơ  4,5-6%) nên khi được lên men trực tiếp với nhóm vi sinh vật có lợi có thể tận dụng được toàn bộ giá trị dinh dưỡng của khô đậu nành làm nguồn thức ăn bổ dưỡng cho vật nuôi thủy sản. Một số chất ức chế dinh dưỡng như ức chế tripsin (trypsin inhibitor) chứa trong khô dầu đậu nành cũng sẽ được chuyển hóa thành các axit béo mạch ngắn nhờ trong quá trình lên men bởi các chủng vi sinh vật có lợi. Giải pháp tiến hành không cần sử dụng đến các bài toán công nghệ phức tạp, do đó chi phí đầu tư không cao và giá thành sản phẩm cũng phù hợp để mở rộng quy mô ứng dụng, đáp ứng cả yêu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu.

Cụ thể, nhóm thực hiện đã xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm dưới dạng synbiotic ở quy mô 50 kg/mẻ. Chế phẩm synbiotic sau khi tạo thành được sấy ở 40 độ C để đạt độ ẩm cuối 9 - 11%, đảm bảo mật độ tế bào của vi khuẩn probiotic 108CFU/g và duy trì hoạt tính sinh enzym tiêu hóa, kháng khuẩn sau sấy tạo chế phẩm, đảm bảo hiệu quả tăng cường miễn dịch và kích thích sinh trưởng cho tôm trong nuôi trồng thủy sản.

Sơ đồ tổng quát quá trình tạo chế phẩm symbiotic

Bên cạnh các thông số kỹ thuật về điều kiện thích hợp cho lên men bán rắn (pH, nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng cơ chất, độ dày cơ chất), chế phẩm synbiotic đã được đánh giá về tính an toàn, khả năng kích thích sinh trưởng và miễn dịch đối với tôm thẻ chân trắng trong mô hình in vivo 150 L. Bổ sung chế phẩm synbiotic đạt hiệu quả bảo vệ (RPS) 36,36%, tăng tỷ lệ sống của tôm khoảng 20% khi công độc với V. parahaemolyticus ở liều LD50.

Tôm thẻ chân trắng thử nghiệm sạch bệnh, không sử dụng hóa chất, kháng sinh, vi sinh trong suốt quá trình nuôi

Nhóm thực hiện đã tiến hành thử nghiệm chế phẩm synbiotic ở 2 vụ nuôi tôm thẻ chân trắng (thời gian mỗi vụ khoảng 90-100 ngày) tại Hợp tác xã Thuận Yến (huyện Cần Giờ). Diện tích ao nuôi thử nghiệm là 1.000 m2, mật độ nuôi 200 con/m2. Lượng chế phẩm synbiotic bổ sung vào ao nuôi tùy thuộc vào từng thời điểm tôm sinh trưởng, dao động từ 3-6 g/kg thức ăn. Chế phẩm được bổ sung nhiều từ khoảng ngày 40 đến cuối vụ nuôi để kích thích sinh trưởng của tôm tốt hơn. Kết quả thử nghiệm cho thấy việc bổ sung chế phẩm synbiotic giúp tỷ lệ sống của tôm đạt trên 85% (cao hơn so với ao đối chứng - đạt dưới 80%), sản lượng tôm thu hoạch tăng khoảng 1,34-1,37 lần, ước tính doanh thu tăng 8,5%. Đây là cơ sở để triển khai mở rộng thương mại hóa sản phẩm để ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản, hỗ trợ tăng cường miễn dịch và kích thích sinh trưởng cho vật nuôi.

Theo đó, nhóm thực hiện đã hoàn thiện chế phẩm sinh học dưới dạng synbiotic bổ sung vào thức ăn nuôi tôm thẻ chân trắng công nghiệp. Chế phẩm tạo thành sử dụng các chủng vi sinh vật bản địa nên dễ thích ứng với điều kiện ngoại cảnh của khí hậu và môi trường nuôi tôm tại Việt Nam. Chế phẩm cũng có khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh nên giúp giảm việc sử dụng kháng sinh tổng hợp, qua đó giảm được ô nhiễm môi trường. Nguyên liệu đầu vào cho quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dưới dạng synbiotic là khô đậu nành - rất phổ biến và có rất nhiều ở trong nước, dễ dàng tận dụng cho mục đích sản xuất công nghiệp làm tăng vai trò của lợi khuẩn cũng như tăng vai trò của chế phẩm, đồng thời giải quyết ngay nguồn phụ phẩm nông nghiệp có giá trị tránh gây ô nhiễm thứ cấp khi nguồn nguyên liệu này thải ra môi trường bên ngoài.

Hơn thế. quy trình sản xuất chế phẩm không cần phải trải qua nhiều công đoạn phức tạp nên tiết kiệm được nhiều chi phí. Dựa trên quá trình lên men bán rắn với các chủng vi khuẩn có lợi probiotic, có thể giảm hàm lượng chất ức chế dinh dưỡng đồng thời tăng hàm lượng protein trong khô đậu nành, tăng khả năng chuyển hóa thức ăn trong đường ruột của tôm. Nhờ đó, làm tăng hiệu suất thu hoạch tôm mà không cần sử dụng đến kích thích tố, kháng sinh, hóa chất độc hại, đảm bảo sản phẩm tôm sạch trở thành nguồn cung cấp protein hữu cơ (organic) trong nước và cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

Nhóm thực hiện kiến nghị Sở KH&CN TPHCM tiếp tục hỗ trợ nghiên cứu mở rộng quy mô ứng dụng cho các đối tượng thủy sản khác như cá, động vật 2 mảnh vỏ… để tăng hiệu quả nuôi trồng thủy sản.