Butyrate glyceride - Giảm tác động bất lợi của khẩu phần ăn giàu đạm thực vật

Khô đậu là nguồn thức ăn thủy sản khá phổ biến trong nuôi thủy sản nhưng chứa các yếu tố kháng dinh dưỡng. Khắc phục hạn chế này, bổ sung butyrate glyceride vào thức ăn là một giải pháp đáng cân nhắc.

Butyrate glyceride trong thức ăn thủy sản

Các axit béo chuỗi ngắn (SCFA) thuộc nhóm hợp chất axit hữu cơ đã được ngành dinh dưỡng nghiên cứu rất sâu và cũng là thành phần được chuộng sử dụng trong thức ăn thủy sản. Trong số các SCFA, axit butyrate được chú ý nhiều nhất với vai trò là một phụ gia chức năng trong thức ăn thủy sản.

Trong nghiên cứu mới đây của giáo sư Qingjun Shao, Viện Dinh dưỡng NTTS, Đại học Zhejiang và Giáo sư dinh dưỡng Wing-Keong, Đại học Sains Malaysia, axit butyrate đã được ghi nhận vai trò tích cực trong cải thiện hàng rào bảo vệ biểu mô đường ruột của nhiều loại cá. Tuy nhiên, sử dụng trực tiếp butyrate trong thức ăn có thể gặp một số trở ngại do mùi nồng và hạn sử dụng rất ngắn nên nhanh bị hấp thụ bởi dạ dày trong khi vẫn chưa đi vào sâu hơn trong đường ruột. Do đó, butyrate glyceride (BG) chứa lượng axit butyric khác nhau gắn vào bộ khung glycerol có thể là một dạng thay thế cho butyrate nhằm khắc phục các hạn chế nói trên. Giáo sư Qingjun Shao và Wing-Keong tập trung nghiên cứu để tìm hiểu các tác động từ việc bổ sung mức độ BG khác nhau trong khẩu phần ăn chứa nhiều khô đậu lên hiệu suất tăng trưởng, hình thái học đường ruột và khả năng kháng ôxy hóa của cá tráp đen (Acanthopagrus schelegelii).

Xây dựng công thức

Xây dựng công thức khẩu phần ăn cơ sở với 45% khô đậu. Chuẩn bị 6 khẩu phần iso-nitrogenous (390g/kg protein thô) và iso-energetic (187 kJ/g), bổ sung BG vào khẩu phần cơ sở theo các tỷ lệ 0, 2, 4, 6, 8 hoặc 16 g/kg, gọi là các khẩu phần BG0 (đối chứng), BG2, BG4, BG6, BG8 và BG16. Butyrate glyceride hoạt tính ở mỗi khẩu phần lần lượt là 0; 1,12; 2,24; 3,36; 4,48 và 8,96 g/kg. Butyrate glyceride (BG) chứa mono-butyrin (340 g/kg), di-butyrin (190 g/kg) và tri-butyrin (30 g/kg) do Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc cung cấp.

Thử nghiệm cho ăn kéo dài 8 tuần trong hệ thống bể nước chảy được thực hiện tại Viện Nghiên cứu nuôi biển (tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc). Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần/bể/20 cá (trọng lượng trung bình ban đầu: 9,98 ±0,13 g) đến khi cá ăn no (2 cữ/ngày). Cuối thử nghiệm tiến hành phân tích mẫu máu và mô.

Cải thiện tăng trưởng và hoạt tính enzyme tiêu hóa

Cá tráp đen ở khẩu phần đối chứng khô đậu cơ sở không bổ sung BG đạt mức hiệu suất tăng trưởng thấp nhất. Điều này cũng trùng khớp với kết quả trong các nghiên cứu về cá biển ăn mồi trước đây đó là đều ghi nhận sự thay thế hàm lượng cao bột cá bằng khô đậu có thể giảm tăng trưởng. Tăng lượng bổ sung BG trong các khẩu phần ăn đã thúc đẩy sự tăng trưởng liên tục của cá tráp nhưng khẩu phần bổ sung 8 g/kg BG đã không cải thiện thêm hiệu suất tăng trưởng của cá. Lượng ăn vào của cá cũng được cải thiện đáng kể, cũng như hiệu suất tăng trưởng cao nhất được quan sát thấy ở những khẩu phần ăn bổ sung 6 g/kg BG thức ăn. Các nghiên cứu về sử dụng axit butyric trong thức ăn thủy sản đến nay vẫn chỉ dừng lại ở muối butyric. Do đó, đây là nghiên cứu đầu tiên về sử dụng butyrate dưới dạng glyceride.

Hoạt tính enzyme protease trong ruột trước, ruột giữa và ruột sau của cá tráp đen tăng đáng kể khi tăng liều lượng bổ sung BG (Hình 1). Một xu hướng tương tự cũng được ghi nhận ở hoạt tính enzyme lipase và amylase. Theo Qingjun Shao và Wing-Keong, các kết quả này chỉ ra rằng, tăng trưởng của cá tráp đen được cải thiện có thể do sự hoạt tính protease tăng lên.

Các kết quả của nghiên cứu cũng cho thấy, bổ sung BG có thể cải thiện hoạt động kháng ôxy hóa của cá và giảm thiểu sự phá hủy do mất cân bằng ôxy hóa gây ra bởi các yếu tố kháng dinh dưỡng trong khẩu phần chứa hàm lượng cao khô đậu. Các enzyme kháng ôxy hóa như superoxide dismutase (SOD) và glutathione peroxidase (GSH-Px) hoạt động như các cỗ máy tiêu diệt gốc tự do bảo vệ vật chủ chống lại stress do mất cân bằng ôxy hóa. Trong nghiên cứu này, hoạt tính của SOD và GSH-Px đã tăng đáng kể cùng sự gia tăng lượng bổ sung BG và đạt hoạt tính cao nhất trong huyết thanh của nhóm cá ở nghiệm thức BG6.

Phục hồi tính toàn vẹn đường ruột

Ruột trước của cá ở khẩu phần đối chứng xuất hiện nhiều dấu hiệu phá hủy như chiều dài lông nhung đường ruột giảm mạnh, giảm mật độ vi nhung mao và tế bào tiết dịch nhày (goblet), lông nhung bị teo, đứt gãy và bề mặt hấp thụ, bề mặt tiêu hóa bị co lại (Hình 2). Cá được cho ăn ≥4 g/kg BG cho thấy cấu trúc hình thái học đường ruột bình thường với nếp gấp lông nhung nguyên vẹn và về mặt hấp thụ lớn với lớp vi nhung mao đầy đủ.

Butyrate là một nguồn năng lượng chủ yếu của biểu mô nội sinh vốn có thể điều chỉnh sự biệt hóa, tăng sinh và phục hồi cũng như sự bài tiết dịch nhày từ các tế bào goblet trong ruột non của vật nuôi. Các kết quả nghiên cứu trên đã chỉ ra bổ sung BG vào thức ăn chứa hàm lượng cao khô đậu đã giảm thiểu các tác động tiêu cực do khô đậu lên hình thái học đường ruột và góp phần thúc đẩy tăng trưởng vật nuôi hiệu quả hơn.