Astaxanthin vi tảo - Nguồn thức ăn quý giá cho tôm thẻ

Astaxanthin ít được bổ sung trong thức ăn cho tôm bởi các nguồn tổng hợp không đạt hiệu quả hình thành sắc tố, mặc dù khoa học đã chứng minh những lợi ích vượt trội. Tuy nhiên, tất cả những điều này sẽ thay đổi khi xuất hiện astaxanthin tự nhiên.

Lợi ích từ astaxanthin tự nhiên

Astaxanthin (Ax) là một carotenoid, được biết đến là các sắc tố màu đỏ thẫm và được tìm thấy trong rất nhiều loài sinh vật biển, đặc biệt là cá hồi, cá mú đỏ, tôm, krill hoặc tảo biển (Haematococcus pluvialis). Astaxanthin là một chất kháng ôxy hóa tự nhiên mạnh nhất, hơn hẳn các carotenoids khác hoặc Vitamin E. Trong những năm gần đây, những ứng dụng tiềm năng của hoạt chất này trong ngành y tế đã thu hút đông đảo sự quan tâm dẫn đến vô số phụ gia dinh dưỡng chứa astaxanthin ra đời phục vụ ngành chăm sóc da và mắt, chống lại ung thư và nhiễm trùng. Trong các ứng dụng với con người, astaxanthin chiết xuất từ tảo lục Haematococcus (HAX) được coi là tiêu chuẩn.

Những lợi ích về mặt sức khỏe astaxanthin trong vi tảo ngày càng thu hút sự chú ý cũng đồng nghĩa với những giá trị gia tăng mà hoạt chất này mang lại cho ngành tôm. Hiện nay, cá hồi là nguồn chính để chiết xuất astaxanthin sử dụng cho người. Nhưng tôm cũng có thể trở thành một nguồn astaxanthin tiềm năng khi sản lượng vi tảo Haematococcus đang dần tăng cao.

Hình thành sắc tố tự nhiên tốt hơn

Trong tự nhiên, astaxanthin có thể tồn tại ở nhiều dạng, điều này gây sự nhầm lẫn về nguồn gốc. Astaxanthin có rất nhiều hình dạng (cis-trans) và các đồng phân quang học (3S, 3’S, 3R, 3’S) và có thể tồn tại dưới các dạng astaxanthin tự do hoặc esterified astaxanthin. Những dạng này có mức độ sử dụng và hiệu quả rất khác nhau.  Astaxanthin tổng hợp (SAX) từ sự kết hợp của 3 đồng phân quang học (50% 3R, 3’S; 25% 3R, 3’R và 25% 3S, 3’S).

Năm 2013, một nghiên cứu tại Capelli et al.2013 đã chứng thực được tính ưu việt của HAX trong việc vô hiệu hóa các gốc tự do nguy hiểm như superoxide và pereoxide vượt trội hơn cả Vitamin C, E, beta-carotene hoặc pyctogenol, thậm chí còn tốt hơn astaxanthin tổng hợp. Cạnh đó, HAX tồn tại dưới các dạng esterified nên luôn ổn định hơn các astaxanthin khác và được tìm thấy rất nhiều trong vỏ tôm hoặc da cá tráp đỏ. Ở tôm hay cá tráp đỏ và một số loài liên quan, astaxanthin tảo biển đã chứng thực được đặc tính sinh sinh học vượt trội và hình thành sắc tố vượt trội hơn so các loại astaxanthin tổng hợp.

Trong một thử nghiệm, khi cho cá tráp (Pagrus major) ăn 20 ppm HAX trong 25 ngày, cá sẽ có sắc đỏ đẹp hơn hẳn và hàm lượng astaxathin trong da cũng vượt trội hơn so lượng bổ sung 40 ppm SAX; tương tự, HAX cũng mang lại kết quả hình thành sắc tố tốt hơn so các dạng tổng hợp.

Tạo sắc tố ở tôm chin

Điều này khá phức tạp và bị tác động bởi nhiều yếu tố gồm di truyền, môi trường, dinh dưỡng và giống. Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Australia đã cho tôm sú ăn SAX hoặc HAX thì phát hiện hàm lượng tối thiểu và khoảng thời gian cho ăn SAX để đạt được mức độ tổng hợp sắc tố cao nhất tới trên 20% và kéo dài hơn 14% với HAX, tùy thuộc vào mùa. Lượng astaxanthin tích tụ trong vỏ tôm cao hơn trong thịt tôm ở những nơi hàm lượng astaxanthin ổn định chỉ 2 tuần sau khi cho tôm ăn 50 ppm SAX.

Trong tôm thẻ chân trắng, Ju et al (2011) phát hiện ra rằng, cho ăn 150 ppm SAX trong 8 tuần sẽ không cải thiện màu sắc đáng kể khi tôm chín, mặc dù quan sát thấy lượng astaxanthin tự do tích lũy có tăng lên. Ngược lại, nếu tôm thẻ chân trắng được cho ăn bổ sung hàm lượng thấp 25 ppm HAX cũng đã cải thiện đáng kể quá trình hình thành sắc tố vượt trội hơn hẳn tôm được cho ăn 150 ppm SAX. Điều này khẳng định, tác dụng cải thiện hiệu quả hình thành sắc tố của HAX cao hơn SAX tới 6 lần.

Các chuyên gia cũng quan sát thấy, sắc tố tổng hợp không đạt hiệu quả hình thành sắc tố như mong muốn ở tôm thẻ chân trắng, cùng đó là lượng tích tụ ở mức thấp nhất các esterified astaxanthin. Hoàn toàn trái ngược với tôm được cho ăn astaxanthin tự nhiên từ vi tảo. Mặc dù, SAX đã giúp tôm tăng lượng tổng hợp astaxanthin tự do, song nó lại kém hiệu quả hơn HAX dẫn đến lượng astaxanthin tự do cao hơn xấp xỉ 20%.

Kháng stress và kháng bệnh

HAX trong thức ăn tôm mang lại nhiều đặc tính vượt trội hơn so SAX từ hình thành sắc tố đến kháng ôxy hóa và kháng stress.

Tại Thái Lan, các nhà nghiên cứu đã phát hiện HAX giúp tôm sú trong giai đoạn zoea, mysis hoặc PL 15 đạt tỷ lệ sống cao hơn hẳn ấu trùng tôm và tôm post được cho ăn cùng một lượng SAX. Ngoài ra, HAX cũng giúp tôm kháng lại bệnh tốt hơn trong điều kiện stress do độ mặn thấp. Đầu năm 2018, theo nghiên cứu tại Xiaohui et al.2018 đã phát hiện, bổ sung 50 ppm HAX vào thức ăn của ấu trùng tôm (PL15) trong 35 ngày sẽ giúp tôm tăng trưởng tốt hơn và lượng tích tụ astaxanthin tốt hơn so 70 ppm SAX. Trong khi, bổ sung 90 ppm HAX giúp tôm nâng cao hoạt tính của các enzyme kháng ôxy hóa như superoxide dismutase và glutathione peroxidase so lượng bổ sung 140 ppm hoặc 70 ppm SAX. Hàm lượng 90 ppm HAX cũng mang lại tỷ lệ sống tốt nhất ở nhóm tôm thử thách với dịch bệnh do vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus với kết quả trội hơn hẳn hàm lượng bổ sung khác các hoạt chất SAX hoặc HAX. Trong các nghiên cứu thử thách WSSV, kết quả cho thấy, astaxanthin cũng cải thiện sức đề kháng và tỷ lệ sống đáng kể trên tôm.