Tổng quan về việc sử dụng Astaxanthin trong nuôi trồng thủy sản

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 21 TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG ASTAXANTHIN TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Hồ Sơn Lâm1, Phan Thị Ngọc1 1Viêṇ Hải dương hoc̣ 2Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Thông tin chung: Ngày nhận bài: 20/10/2015 Ngày nhận kết quả bình duyệt: 11/11/2015 Ngày chấp nhận đăng: 06/2017 Title: An overview on the use of the Astaxanthin in aquaculture Keywords: Astaxanthin, aquaculture, fish, crustacean, pigmentation Từ khóa: Astaxanthin, nuôi trồng thủy sản, cá, giáp xác, màu sắc ABSTRACT Effects of antibiotics usage on aquaculture, on environment and human health, have prompted the search for alternative products. Besides, color is one of the characteristics affecting the market price and plays an important role in the overall evaluation of the product. Recently, one of the few substances that can be used to replace antibiotics, which can create colors for aquatic animal and is concerned by many researchers in the field, is Astaxanthin. This report reviews the role of Astaxanthin on the culture of some kinds of fish and crustaceans. Suggestions for further research on the application of Astaxanthin in aquaculture are also included. TÓM TẮT Ảnh hưởng của kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản lên môi trường và sức khỏe con người đã thúc đẩy các nghiên cứu tìm ra các sản phẩm thay thế. Bên cạnh đó, màu sắc là một trong những đặc điểm ảnh hưởng đến giá cả thị trường và đóng một vai trò quan trọng trong việc đánh giá tổng thể đối tượng nuôi. Gần đây, một trong số ít những chất vừa có thể thay thế kháng sinh vừa tạo nên màu sắc cho vật nuôi đang được quan tâm nghiên cứu đó là Astaxanthin. Bài báo này tổng quan vai trò của Astaxanthin trong nuôi một số loài cá và giáp xác. Bài báo cũng đề xuất nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng của Astaxanthin trong nuôi trồng thủy sản. 1. MỞ ĐẦU Trong nhiều thập kỷ qua, kháng sinh được sử dụng ở liều thấp nhằm cải thiện tốc độ tăng trưởng và sức khỏe của các đối tượng nuôi (Rosen, 1996). Tuy nhiên, trước sự gia tăng nhu cầu về thực phẩm an toàn và sự cần thiết bảo vệ môi trường sinh thái, thì việc sử dụng kháng sinh, yếu tố tạo ra các mầm bệnh kháng thuốc và làm suy thoái môi trường đang được quan tâm (Huỳnh Minh Sang & Trần Văn Bằng, 2013). Việc cấm sử dụng kháng sinh trong nuôi thủy sản ở một số nước đã khuyến khích các nghiên cứu tìm ra và áp dụng các chất thay thế kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản (A. Genc, Aktas, M. Genc & Yilmaz, 2007). Ngoài ra, các sản phẩm nuôi trồng thủy sản chất lượng cao phải đáp ứng một số yêu cầu được đánh giá cao bởi người tiêu dùng, bao gồm màu sắc thích hợp, đó là một trong các thông số chất lượng cá quan trọng nhất trên thị trường. Màu sắc là đặc tính đầu tiên được nhận thức và là một tiêu chí lựa chọn yếu tố quyết định, liên quan trực tiếp đến việc chấp nhận hoặc từ chối (Shahidi & Metusalach, 1998). Màu sắc là một trong những đặc điểm ảnh hưởng đến giá cả thị trường và đóng một vai trò quan trọng trong việc đánh giá tổng thể cá nuôi (Gouveia & Rema, 2005). Gần đây, một trong số ít những chất vừa có thể thay thế kháng sinh vừa tạo nên màu sắc cho vật An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 22 nuôi đang được quan tâm nghiên cứu đó là Astaxanthin. Astaxanthin là một loại carotenoid, tạo sắc tố hiện diện ở một số loài thủy sản, làm cho cơ, da và trứng động vật thủy sản có màu vàng, cam hay đỏ (Higuera, Félix & Goycoolea, 2006). Hiện nay để tạo màu cơ, da hay làm cho cá lên đỏ, trong thức ăn cá thường được bổ sung Astaxanthin để cá có màu sắc đẹp hơn và dễ tiêu thụ hơn. Astaxanthin có công thức hóa học là 3,3- dihydroxy-4,4-diketo-β Carotene, có thể hoà tan trong dầu/mỡ. Do trong cấu trúc có nhiều nối đôi (13 nối đôi) nên Astaxanthin còn là một chất chống oxy hóa mạnh, gấp 10 lần các carotenoid khác. Đặc tính chống oxy hóa của Astaxanthin được thể hiện ở chỗ nó ngăn cản sự hình thành gốc tự do bằng cách loại bỏ oxy tự do, trong trường hợp các gốc tự do đã được hình thành thì Astaxanthin có thể kết hợp với gốc tự do để vô hiệu hóa nó, nhờ đó Astaxanthin có thể bảo vệ lipid khỏi sự oxy hóa giống như màng phospholipid. Mặt khác, Astaxanthin còn đóng vai trò tương tự như vitamin E trong phòng chống sự oxy hóa tế bào và liên hệ đến chức năng sinh sản ở các động vật thủy sản. Astaxanthin có khả năng chống lại quá trình oxy hóa lên đến 500 lần so với vitamin E (Di Mascio, Murphy & Sies, 1989; Shimidzu, 1996; Naguib, 2000; Kurashige, Okimasu & Utsumi, 1990), điều này đã khiến một số chuyên gia cho rằng nó như là "Super Vitamin E". Các nghiên cứu cho thấy, đặc tính chống oxy hóa của Astaxanthin cao gấp 10 lần so với β- carotene (Miki, 1991). Astaxanthin có khả năng cải thiện hệ thống miễn dịch bằng cách tăng số lượng các tế bào sản xuất kháng thể (Chatzifotis và cs., 2005). Bên cạnh đó, vai trò của Astaxanthin đối với sinh sản cũng đã được đề cập bởi Tizkar, Soudagar, Bahmani, Hosseini và Chamani (2013). Theo đó, hàm lượng carotenoid bổ sung vào thức ăn cho cá bố mẹ có thể làm tăng sự hình thành lipoprotein, đây là hợp chất quan trọng trong quá trình tích lũy năng lượng trong sự hình thành lòng đỏ trứng, trong khi đó, Astaxanthin giúp tinh trùng vận động tốt hơn từ đó làm tăng cơ hội thụ tinh. Bổ sung Astaxanthin vào thức ăn giúp cải thiện tăng trưởng (Tizkar và cs., 2013; Christiansen & Torrissen, 1996; Rajabi, Salarzadeh, Yahyavi, Masandani & Niromand, 2012), tỷ lệ sống (Yamada, Tanaka, Sameshima & Ito, 1990; Chien & Jeng, 1992; Paripatananont, Tangtrongpairoj & Sailasuta, 1999; Rajabi, 2012), miễn dịch (Chandrasekar và cs., 2014; Christiansen, Glette, Torrisen, Lie & Waagb, 1995; Babin, Biard & Moret, 2010), sinh sản (Ansari, Alizadeh, Shamsai & Khodadadi, 2013) và giảm stress (Chien, Pan & Hunter, 2003; Supamattaya, Kiriratnikom, Boonyaratpalin & Borowitzka, 2005; Niu và cs., 2009) của một số loài cá và giáp xác. Bài báo này tổng quan về vai trò của Astaxanthin trong nuôi một số loài cá và giáp xác, trong đó đề cập đến tăng trưởng, tỷ lệ sống, sinh lý, miễn dịch, sinh sản và giảm stress của đối tượng nuôi. 2. NỘI DUNG 2.1 Phương thức và liều lượng áp dụng Astaxanthin trong nuôi trồng thủy sản Trong nuôi thủy sản Astaxanthin chủ yếu được trộn vào thức ăn của một số loài cá và giáp xác như: cá hồi vân (Amar, Kiron, Satoh & Watanabe, 2001); cá hồi Đại Tây Dương (Christiansen, Lie & Torrissen, 1994; Christiansen & Torrissen, 1996); cá tráp (Sparus aurata) (Gomes, 2002); cá dĩa (Đặng Quang Hiếu, Hà Lê Thi ̣ Lôc̣ và Bùi Minh Tâm, 2009); tôm he Nhật Bản (Yamada Tanaka, Sameshima & Ito, 1990; Chien & Jeng, 1992); tôm thẻ chân trắng (Rajabi và cs., 2012). Liều lượng sử dụng Astaxanthin trong nuôi trồng thủy sản là một yếu tố quyết định đến hiệu quả nuôi. Sử dụng Astaxanthin dưới mức yêu cầu cần thiết của cơ thể vật nuôi thường không mang lại hiệu quả tối ưu của Astaxanthin, trong khi nếu sử dụng trên mức cần thiết giá thành sản xuất sẽ cao do lãng phí và lợi nhuận sẽ giảm. Nhu cầu Astaxanthin cho hiệu quả sinh trưởng, tỷ lệ sống, sinh lý, miễn dịch, sinh sản và giảm stress phụ thuộc vào từng loài. Theo Torrissen, Christiansen, Struksnæs và Estermann (1995), hàm lượng bổ sung thích hợp nhất cho cá hồi Đại Tây Dương là An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 23 60 mg/kg thức ăn. Cũng trên đối tượng là cá hồi Đại Tây Dương, kết quả nghiên cứu của Olsen và Mortensen (1997) cho thấy bổ sung Astaxanthin với hàm lượng 70 mg/kg thức ăn có ảnh hưởng rõ rệt nhất đến màu sắc cơ cá. Theo Ho, O’Shea và Pomeroy (2013), đối với cá nemo 30 ngày tuổi nồng độ Astaxanthin bổ sung thích hợp là 80 – 160 mg Astaxanthin/kg thức ăn. Nồng độ thích hợp bổ sung cho cá khoang cổ đỏ Amphibrion frenatus là 200 mg Astaxanthin/kg thức ăn (Hà Lê Thị Lộc và cs., 2009). Nghiên cứu của Đặng Quang Hiếu và cs. (2009) với đối tượng là cá dĩa hàm lượng bổ sung 300 ppm Astaxanthin vào thức ăn giúp cá dĩa có màu đỏ đậm nét nhất. Theo Paripatananont và cs. (1999) liều tối ưu của Astaxanthin đối với cá vàng (Carassius auratus) là 36 – 37 mg/kg thức ăn. Astaxanthin bổ sung ở nồng độ từ 240 mg/kg thức ăn đã được áp dụng trong nuôi tôm sú (Chih - Hung, 2004); 200 mg Astaxanthin/kg thức ăn trong nuôi tôm he Nhật Bản (Yamada và cs., 1990); 100 mg Astaxanthin /kg thức ăn trong nuôi cá chép (Chandrasekar và cs. 2014); 150mg Astaxanthin/kg trong nuôi cá vàng (Carassius auratus) (Tizkar và cs. 2013); 150 mg Astaxanthin/kg thức ăn trong nuôi tôm Macrobrachium nipponense (Tizkar, Seidavi, Ponce - Palafox & Pourashoori, 2014). 2.2 Hiệu quả của Astaxanthin trong nuôi trồng thủy sản Hiệu quả của Astaxanthin đã được chứng minh trên nhiều đối tượng nuôi. Nghiên cứu của Christiansen, Lie và Torrissen (1995) trên cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar) cho thấy cá ăn thức ăn bổ sung Astaxanthin (60mg/kg thức ăn) tăng trưởng nhanh hơn với sự tăng cân trung bình mỗi ngày là 0.39%, trong khi đó tỉ lệ này chỉ đạt 0,18% ở nhóm ăn thức ăn không được bổ sung Astaxanthin. Hàm lượng lipid thô cũng cao hơn đáng kể ở nhóm cá ăn thức ăn bổ sung. Nồng độ Astaxanthin trong cơ của cá ăn thức ăn bổ sung Astaxanthin là 2 - 7 mg cao hơn đáng kể so với 0 - 3 mg/kg ở nhóm cá ăn thức ăn không bổ sung. Các loại vitamin chống oxy hóa trong cơ (retinol, α-tocopherol) và gan (retinol, α-tocopherol và acid ascorbic) của cá ở nhóm bổ sung nhiều hơn 2 đến 20 lần so với nhóm còn lại. Cá cho ăn bổ sung Astaxanthin có sức đề kháng đối với vi khuẩn Aeromonas salmonicida tốt hơn so với cá đối chứng. Hàm lượng hemoglobin trong máu và các thông số miễn dịch cũng có xu hướng cao hơn ở nhóm cá cho ăn Astaxanthin mặc dù sự khác biệt này là không đáng kể. Như vậy, Astaxanthin bổ sung vào thức ăn không chỉ ảnh hưởng đến màu sắc mà còn làm thúc đẩy tăng trưởng, chống oxy hóa, tăng cường các hoạt động miễn dịch ở cá hồi Đại Tây Dương. Nghiên cứu ảnh hưởng của bổ sung Astaxanthin vào thức ăn lên màu sắc của cá tráp đã được thực hiện bởi Ben, Mark, Geoff và Paul (2009). Cá đươc̣ nuôi trong lồng và cho ăn với 7 nghiêṃ thức tương ứng hàm lươṇg Astaxanthin bổ sung vào thức ăn là 0, 13, 26, 39, 52, 65 và 78 mg Astaxanthin/kg thức ăn và được nuôi trong 63 ngày. Mỗi thı́ nghiêṃ đươc̣ lăp̣ laị 4 lần. Kết quả nghiên cứu cho thấy bổ sung Astaxanthin với nồng độ 39 mg/kg thức ăn sau 42 ngày nuôi, cá đạt màu sắc tối ưu nhất, đồng thời hàm lươṇg carotenoid tı́ch lũy ở da cá tráp cũng đạt giá trị cao nhất. Không có sự sai khác có ý nghĩa thống kê về màu sắc cũng như hàm lượng carotenoid tı́ch lũy ở da cá tráp khi cho cá ăn thức ăn bổ sung Astaxanthin có nồng độ lớn hơn 39 mg/kg và nuôi lâu hơn 42 ngày (p > 0,05). Điều này cho thấy, bổ sung Astaxanthin với liều lượng cao hay trong thời gian kéo dài cũng không làm tăng thêm hiệu quả Astaxanthin đối với cá tráp. Trịnh Thị Lan Chi (2010) đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của Astaxanthin lên cá chép Nhật Cyprinus carpio. Thí nghiệm được tiến hành với 5 mức bổ sung Astaxanthin ở các hàm lượng khác nhau: 0, 25, 50, 75 và 100 mg/kg thức ăn. Tác giả đã sử dụng phương pháp đánh giá màu sắc của cá chép Nhật bằng cách cho điểm theo thang màu từ 0 đến 9 của Boonyaratpalin và Prasert (1989). Kết quả nghiên cứu cho thấy, bổ sung Astaxanthin có tác dụng tích cực trong việc cải thiện màu sắc ở cá chép Nhật sau 2 tháng nuôi, trong đó hàm lượng hiệu quả nhất là 78,22 ± 5,84 mg/kg thức ăn. Một An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 24 nghiên cứu khác về ảnh hưởng của Astaxanthin lên tăng trưởng và đáp ứng miễn dịch của cá chép Nhật cũng đã được nghiên cứu bởi Chandrasekar và cs. (2014). Theo đó, Astaxanthin bổ sung vào thức ăn giúp cá chép Nhật có thể kháng lại tác động của vi khuẩn Aeromonas hydrophila. Khi bổ sung Astaxanthin với các nồng độ 0, 25, 50, 100 mg/kg thức ăn và theo dõi trong vòng 4 tuần, tác giả nhận thấy tỉ lệ chết cao nhất ở nhóm được cho ăn với hàm lượng Astaxanthin là 25 mg/kg (35%) trong khi đó tỉ lệ này ở nhóm được cho ăn Astaxanthin 50, 100 mg/kg tương ứng là 20, 10%. Và tỉ lệ này thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (85%) không được ăn thức ăn bổ sung Astaxanthin (p < 0,05). Tuy nhiên, tỉ lệ tăng trưởng, chuyển đổi thức ăn và khả năng sử dụng protein tăng lên đáng kể ở 2 nhóm được cho ăn thức ăn bổ sung 50, 100 mg Astaxanthin (p < 0,05). Các chỉ số như hàm lượng protein tổng số, albumin, globulin huyết thanh đều tăng ở những nghiệm thức bổ sung Astaxathin. Hoạt động thực bào tăng lên từ tuần 2 ở những nghiệm thức bổ sung Astaxanthin trong khi đó nhóm đối chứng chỉ tăng lên từ tuần thứ 4. Phản ứng bùng nổ hô hấp ở nhóm được cho ăn bổ sung 25 mg Astaxanthin/kg thức ăn đã bắt đầu tăng từ tuần đầu tiên, còn nhóm được cho ăn bổ sung 50 và 100 mg Astaxanthin/kg thức ăn chỉ tăng từ tuần thứ hai trong khi đó nhóm đối chứng chỉ tăng sau 4 tuần. Tuy nhiên, hoạt động của lyzozym đều tăng lên đáng kể ở các nhóm được cho ăn thức ăn làm giàu Astaxanthin so với đối chứng. Như vậy bổ sung Astaxanthin vào thức ăn với liều lượng 50, 100 mg/kg thức ăn giúp thúc đẩy tăng trưởng, nâng cao tỉ lệ sống, thúc đẩy các hoạt động miễn dịch giúp cá chép Nhật chống lại ảnh hưởng của khuẩn Aeromonas hydrophila. Một nghiên cứu khác về vai trò của Astaxanthin đối với khả năng miễn dịch của đối tượng nuôi cũng đã được nghiên cứu bởi S. Kim, Song, K. Kim và Lee (2012). Theo đó, bổ sung Astaxanthin vào thức ăn trong một khoảng thời gian tương đối ngắn có thể cải thiện khả năng miễn dịch ở cá bơn Paralichthys olivaceus. Nghiên cứu được tiến hành với 4 nghiệm thức bổ sung Astaxanthin với liều lượng 0 (đối chứng), 100, 200, 300 mg/kg thức ăn, mỗi nghiêṃ thức được lăp̣ laị 3 lần (30 con/bể), cá đươc̣ cho ăn trong 15 ngày. Sau 15 ngày, mỗi nghiêṃ thức chọn 30 con và gây cảm nhiễm bằng cách tiêm 1 ml vi khuẩn Edwardsiella tarda (3 x 108 tế bào/ml). Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ chết của cá thí nghiệm ở 4 nghiệm thức bổ sung Astaxanthin với liều lượng 0 (đối chứng), 100, 200, 300 mg/kg thức ăn lần lượt là 80; 65; 55 và 40% (p < 0,05). Như vậy, bổ sung Astaxanthin vào thức ăn làm tăng khả năng miễn dịch của cá bơn đối với vi khuẩn E. tarda. Nghiên cứu của Ho và cs. (2013) được tiến hành trên cá nemo 30 ngày tuổi được chia làm các nhóm và được cho ăn thức ăn bổ sung 40, 60, 80, 160 mg Astaxanthin dạng ester hóa /kg thức ăn trong 90 ngày. Kết quả cho thấy tăng hàm lượng Astaxanthin trong thức ăn làm cải thiện màu sắc da: màu sắc sẫm hơn và độ sáng thấp hơn (cá đỏ hơn). Cá ăn thức ăn bổ sung 80 – 160 mg Astaxanthin/kg thức ăn thì màu sắc được cải thiện đáng kể so với cá được cho ăn với hàm lượng Astaxantin bổ sung thấp hơn. Cũng theo một nghiên cứu khác của Ho và cs. (2013) trên cá hề màu hạt dẻ (Premnas biaculeatus) thì bổ sung Astaxanthin với liều lượng khác nhau sẽ dẫn đến màu sắc khác nhau ở cá nuôi và sự khác biệt màu sắc được biểu hiện là kết quả của việc tăng kích thước hạt carotenoid và nồng độ carotenoid trong hạt. Các thông số sinh lý học tế bào sắc tố được khảo sát là màu sắc, mật độ, và đường kính của hạt carotenoid. Cá sau 30 ngày nở được cho ăn với các chế độ ăn bổ sung 23, 214, 2350 ppm Astaxanthin. Kết quả nghiên cứu cho thấy không có sự khác biệt về mật độ hạt carotenoid (khoảng 0,3 hạt/μm2), tuy nhiên đường kính hạt và sự tích lũy carotenoid tăng lên khi cá được cho ăn thức ăn chứa Astaxanthin ở hàm lượng cao hơn. Màu sắc hạt carotenoid đậm hơn đáng kể, độ bão hòa cao hơn và các giá trị độ sáng thấp hơn ở nhóm cá được cho ăn Astaxanthin hàm lượng cao hơn. Hàm lượng Astaxanthin bổ sung thích hợp nhất cho loài cá này là 214 ppm. Nghiên cứu của Díaz, Velurtas, Espino và Fenucci (2014) An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 25 chỉ ra rằng, bổ sung Astaxanthin vào thức ăn làm tăng khả năng chống sốc với môi trường do nitrite của tôm Pleoticus muelleri giai đoạn hậu ấu trùng. Nghiên cứu được tiến hành với 3 nghiêṃ thức bổ sung Astaxathin vào thức ăn lần lươṭ là: 0 mg/kg (C0), 100 mg/kg (C100) và 300 mg/kg (C300). Ấu trùng tôm được nuôi trong môi trường nitrite (NO2Na) với các nồng độ khác nhau (0 - 200 mg/L). Nồng đô ̣nitrite gây chết 50% (LC50) ở 96 h là 76,3; 89,7, và 157 mg/L tương ứng với ba nghiêṃ thức C0, C100 và C300. Hoaṭ đôṇg chống oxy hóa đươc̣ xác điṇh thông qua khả năng làm sac̣h gốc tư ̣ do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). Ở tất cả các nghiêṃ thức các chất sinh ra làm sac̣h DPPH đươc̣ diêñ ra maṇh me.̃ Tuy nhiên tôm ở nghiêṃ thức C100 và C300 cho thấy các hoaṭ đôṇg làm giảm DPPH (62 và 59%) nhanh hơn so với nghiêṃ thức đối chứng C0 (43%) (p < 0,05). Điều này cho thấy, Astaxanthin như môṭ chất bảo vê ̣giúp tôm chống laị căng thẳng do nitrite. Hiệu quả của việc bổ sung Astaxanthin vào thức ăn lên đặc điểm sinh sản của cá hồi vân đã được tiến hành bởi Ahmadi, Bazyar, Safi, Ytrestøy và Bjerkeng (2006). Nghiên cứu được thực hiện trên 5 nhóm của cá hồi vân cái cho ăn khẩu phần thức ăn chứa 0,07; 12,46; 33,33; 65,06 và 92,91 mg Astaxanthin/kg thức ăn và hai nhóm cá hồi cầu vồng đực cho ăn bổ sung với 0,07 và 33,33 mg Astaxanthin/kg thức ăn. Cá bố mẹ được nuôi trong 6 tháng cho đến khi thành thục sinh dục. Số lượng trứng từ mỗi nhóm của cá mẹ được chia thành hai phần bằng nhau. Một phần được thụ tinh với tinh trùng đồng nhất của cá bố được cho ăn thức ăn chứa 0,07 mg Astaxanthin/kg và phần còn lại cho thụ tinh bởi tinh trùng của cá bố ăn thức ăn chứa 33,3 mg Astaxanthin/kg. Có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ trứng thụ tinh, tỷ lệ trứng nở và tỷ lệ chết của cá con sau khi nở giữa các nhóm thí nghiệm (p < 0,05), nhưng không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ chết trước khi nở (p > 0,05). Đồng thời có sự tương quan giữa tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ nở với hàm lượng Astaxanthin bổ sung vào thức ăn cá mẹ (p < 0,05). Nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, bổ sung Astaxanthin vào thức ăn giúp cải thiện khả năng sinh sản trong cá hồi vân. Tizkar và cs. (2013) đã tiến hành nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của Astaxanthin ở liều lượng khác nhau đến khả năng sinh sản của cá vàng (Carassius auratus). Nghiên cứu được thực hiện với thức ăn được bổ sung 0, 50, 100 và 150 mg Astaxanthin/kg thức ăn. Các bố mẹ được cho ăn thức ăn thí nghiệm trong bốn tháng. Sau đó, trứng thu được từ các cá mẹ được thụ tinh với tinh trùng của cá đực trong cùng nghiệm thức thí nghiệm. Sức sinh sản, tỷ lệ thụ tinh, đường kính trứng và tỷ lệ sống được đánh giá. Kết quả nghiên cứu cho thấy không có khác biệt đáng kể về sức sinh sản giữa các nghiệm thức thí nghiệm. Tuy nhiên, đường kính trứng và số lượng trứng thụ tinh ở nghiệm thức cá bố mẹ cho ăn 150 mg Astaxanthin/kg lớn hơn so với các nghiệm thức còn lại (p < 0,05) và nghiệm thức này cũng cho thấy tỷ lệ sống của trứng thụ tinh đạt giá trị cao trong giai đoạn ấp (p < 0,05). Đồng thời, có sự tương quan giữa liều lượng bổ sung Astaxanthin cho cá bố mẹ với tỷ lệ thụ tinh và tỷ lệ sống có ý nghĩa thống kê. Trong nuôi trồng thủy sản, Astaxanthin đã được sử dụng như chất bổ sung để cải thiện màu sắc, tăng trưởng, tỷ lệ sống, miễn dịch và sinh sản của các đối tượng nuôi. Lợi ích của việc bổ sung Astaxanthin vào thức ăn lên màu sắc, tăng trưởng, tỷ lệ sống, miễn dịch và sinh sản một số đối tượng nuôi thủy sản được thể hiện ở Bảng 1. Bảng 1. Áp dụng và ảnh hưởng của thức ăn bổ sung Astaxanthin lên các đối tượng nuôi thủy sản Đối tượng Hàm lượng Astaxanthin (mg/kg) Hiệu quả Tài liệu tham khảo Tôm thương phẩm 100 Tỷ lệ sống Yamada và cs. (1990) Cá vàng 36 – 37 Màu sắc da Tỷ lệ sống Paripatananont và cs. (1999) An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 26 Đối tượng Hàm lượng Astaxanthin (mg/kg) Hiệu quả Tài liệu tham khảo Tôm sú 50 Màu sắc vỏ Menasveta, Worawattanamateekul, Latscha và Clark (1993) Cá hồi Đại Tây Dương Trên 80 Tăng trưởng Tỷ lệ sống Christiansen và cs. (1995) Cá hồi Đại Tây Dương chưa trưởng thành 190 Tích trữ vitamin A Christiansen và Torrissen (1996) Tôm sú 80 Tỉ lệ sống tăng trưởng Chih - Hung và Yew (2004) Cá hồi Đại Tây Dương 100 Màu sắc cơ thịt Chatzifotis và cs. (2005) Tôm thẻ chân trắng 125 - 150 Tăng tưởng, khả năng chống oxy hóa Zhang và cs. (2006) Cá khoang cổ đỏ 200 Màu sắc da Hà Lê Thị Lộc và cs. (2009) Tôm thẻ chân trắng 200 Tăng trưởng Tỷ lệ sống Giảm stress Niu và cs. (2009) Cá khoang cổ đỏ 200 Màu sắc da Hà Lê Thị Lộc và cs. (2009) Cá dĩa 300 Màu sắc da Đặng Quang Hiếu và cs. (2009) Cá hồi vân 8 Sức sinh sản Tỉ lệ nở Ansari và cs. (2013) Cá Astronotus ocellatus 200 Tăng trưởng Tỷ lệ sống Đáp ứng miễn dịch Alishahi, Karamifar và Mesbah (2015) Tôm Macrobrachium nipponense 150 Tăng sức đề kháng Tizkar và cs. (2014) Cá đù vàng 35 – 75 Cải thiện màu sắc da Yi và cs. (2014) Hiệu quả của Astaxanthin được tăng lên khi bổ sung Astaxanthin kết hợp với nguyên tố khác trong thức ăn. Nguyễn Thị Trang và Nguyễn Tiến Hóa (2013) đã tiến hành trên cá hồi vân với 3 nghiệm thức thức ăn có bổ sung Astaxanthin và Canthaxanthin với tỷ lệ khác nhau 80 mg Astaxanthin, 60 mg Astaxanthin + 20 mg Canthaxanthin, 40 mg Astaxanthin + 40 mg Canthaxanthin/kg thức ăn. Sau 60 ngày nuôi, màu sắc cơ thịt cá hồi vân được đánh giá bằng phương pháp cho điểm sử dụng thước so màu SalmoFan Lineal có thang điểm từ 20 tới 34. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng màu sắc cơ thịt cá hồi vân đạt 29,25 ± 09 khi sử dụng thức ăn có bổ sung Astaxanthin và Canthaxanthin với tỷ lệ 40/40 và cao hơn so với nghiệm thức sử dụng tỷ lệ 60/20 (26,73 ± 0,95) và 80/0 (25,36 ± 1,16) (P < 0,5). Tuy nhiên, tỷ lệ chất tạo màu An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 27 Astaxanthin/Canthaxanthin khác nhau lại không ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá hồi nuôi thương phẩm. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Nihat và Muammer (2011), khả năng biểu hiện màu sắc trên cơ thịt cá hồi vân khi sử dụng thức ăn chứa hỗn hợp Astaxanthin/Canthaxanthin tốt hơn so với sử dụng Astaxanthin. Thức ăn bổ sung chất tạo màu với tỷ lệ Astaxanthin/Canthaxanthin là 40/40 mg cho hiệu quả cao hơn về màu sắc và giá thành thức ăn so với tỷ lệ 60/20 và 80/0. 3. NHỮNG HẠN CHẾ VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU Astaxanthin mang lại nhiều lợi ích, vừa là chất tạo màu, vừa là chất tăng khả năng sinh sản, đồng thời vừa có thể thay thế các loại kháng sinh trong nuôi một số loài cá và giáp xác. Tuy nhiên, những nghiên cứu về vai trò của Astaxanthin còn nhiều hạn chế, hiểu biết về nhu cầu Astaxanthin chỉ được biết đến ở một số loài cá và giáp xác nuôi. Đến nay, vai trò của Astaxanthin lên một số đối tượng cá kinh tế nuôi phổ biến ở nước ta (cá mú, cá chẽm, cá chim vây vàng, ), cá cảnh biển (cá khoang cổ, cá thia, cá hoàng đế,) vẫn chưa được biết đến. Để đạt được năng suất cao trong nuôi các đối tượng thủy sản, hiệu quả sử dụng của Astaxanthin và các hướng nghiên cứu ưu tiên cần phải được xác định dựa trên các kết quả đã được tổng quan như trên. 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Bổ sung Astaxanthin vào thức ăn giúp cải thiện tăng trưởng, tỷ lệ sống, sinh lý, miễn dịch, sinh sản và giảm stress của một số loài cá và giáp xác đã được nghiên cứu. 4.2 Khuyến nghị Đối với đa số các loài thủy sản đã được nghiên cứu, Astaxanthin được sử dụng liên tục trong suốt quá trình nuôi, điều này có thể làm tăng giá thành sản phẩm và giảm hiệu quả sử dụng Astaxanthin. Vì thế, nghiên cứu về liệu trình sử dụng trong chu kỳ nuôi với mỗi đối tượng nuôi nên được tiến hành. Đến nay, tác dụng của Astaxanthin đến quá trình làm giàu thức ăn sống vẫn chưa được biết tới. Vì thế, cần có những nghiên cứu về thức ăn tươi sống được giàu hóa bằng Astaxanthin. Vai trò của Astaxanthin đối với những loài cá kinh tế của nước ta vẫn chưa được biến đến. Vì thế cần có những nghiên cứu vai trò của Astaxanthin lên các đối tượng này từ đó có thể nâng cao sức khỏe, cải thiện tỷ lệ sống của đối tượng nuôi, làm cho nghề nuôi ngày càng phát triển bền vững hơn. Bên cạnh đó, nghề nuôi và buôn bán cá cảnh đang ngày càng phát triển, tuy nhiên vai trò của Astaxanthin trên các đối tượng nuôi cảnh vẫn còn nhiều hạn chế. Vì thế cần có những nghiên cứu về vai trò của Astaxanthin lên các đối tượng nuôi cảnh, từ đó có thể nâng cao sức khỏe, cải thiện tỷ lệ sống và đặc biệt là màu sắc của đối tượng nuôi, từ đó góp phần làm giảm áp lực khai thác, bảo vệ nguồn lợi các loài sinh vật cảnh. LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hải dương học, Phòng Công nghệ Nuôi trồng đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để chúng tôi hoàn thành bài báo này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Ahmadi, M. R., Bazyar, A. A., Safi, S., Ytrestøyl, T., & Bjerkeng B. (2006). Effects of dietary astaxanthin supplementation on reproductive characteristics of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Alishahi, M., Karamifar, M., & Mesbah, M. (2015). Effects of astaxanthin and Dunaliella salina on skin carotenoids, growth performance and immune response of Astronotus ocellatus. Aquaculture International, Issue 5, pp 1239-1248. Amar, E.C., Kiron, V., Satoh, S., & Watanabe, T. (2001). Influence of various dietary synthetic carotenoids on bio-defence mechanisms in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum). Aquaculture Research, 32(1): 162-163. An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 28 Ansari, R., Alizadeh, M., Shamsai, M., & Khodadadi, M. (2013). Effect of synthetic and algal astaxanthin on the reproduction efficiency of female rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Journey fisheries, Volume 7 , Number 2 (26): 15-22. Babin, A., Biard, C., & Moret, Y. (2010). Dietary supplementation with carotenoids improves immunity without increasing its cost in a crustacean. Amer. Nat., 176: 234–241. Ben, J. D., Mark, A. B., Geoff, L. A., & Paul, L. J. (2009). Effects of dietary astaxanthin concentration and feeding period on the skin pigmentation of Australian snapper Pagrus auratus (Bloch & Schneider, 1801). Aquaculture Research., 40(1): 60–68. Chandrasekar, J., Govintharaj, Y., Sannasi, M. A., Lourthu, S. S. M., Jesu, A., & Pitchaimuthu, M. (2014). Effect of dietary astaxanthin against Aeromonas hydrophila infection in common carp, Cyprinus carpio. Fish & Shellfish Immunology, 41(2):674-680. Chatzifotis, S., Pavlidis, M., Doñate, J. C., Vardanis, G., Sterioti, A., & Divanach, P. (2005). The effect of different carotenoid sources on skin coloration of cultured red porgy (Pagrus pagrus). Aquaculture Research, 36 (15): 1517-1525. Chien, Y. H., & Jeng, S. C. (1992). Pigmentation ofkuruma prawn, Penaeus japonicus Bate, by various pigment sources and levels and feeding regimes. Aquaculture, 102: 333-346. Chien, Y.H., Pan, C.H., & Hunter, B. (2003). The resistance to physical stresses by Penaeus monodon juveniles fed diets supplemented with astaxanthin. Aquaculture, 216, 177–191. Chih-Hung, P., & Yew, H.C. (2004). Effects of Dietary Astaxanthin on Body Astaxanthin, Growth, and Survival of Penaeus monodon Postlarvae. J. Fish. Soc. Taiwan, 31(4): 269- 270. Christiansen, R. , Lie, O., & Torrissen, O.J. (1994). Effect of astaxanthin and vitamin A on growth and survival during first feeding of Atlantic salmon, Salmo salar. Aquaculture Research, 25(9): 903–914. Christiansen, R., Glette, J., Torrisen, O.J., Lie, O., & Waagb, R. (1995). Antioxidant status and immunity in Atlantic salmon, Salmo salar L., fed semi-purified diets with and without astaxanthin supplementation. Journal of Fish Diseases, 18(4): 317–328. Christiansen, R., Lie, O., & Torrissen, O.J. (1995). Growth and survival of Atlantic salmon, Salmo salar L., fed different dietary levels of astaxanthin. First-feeding fry. Aquaculture Nutrition, 1: 189-198. Christiansen, R., & Torrissen, O.J. (1996). Growth and survival of Atlantic salmon, Salmo salar L. fed different dietary levels of astaxanthin. Juveniles. Aquaculture Research, 2(1): 55–62. Di Mascio, P., Murphy, M.E., & Sies, H. (1989) Lycopene as the most efficient biological carotenoid singlet oxygen quencher. Arch. Biochem. Biophys, 274: 532-538. Díaz, A.C., Velurtas, S. M., Espino, M. L., & Fenucci, J. L. (2014). Effect of Dietary Astaxanthin on Free Radical Scavenging Capacity and Nitrite Stress Tolerance of Postlarvae Shrimp, Pleoticus muelleri. J. Agric. Food Chem., 62 (51): 12326–12331. Đặng Quang Hiếu, Hà Lê Thi ̣ Lôc̣, & Bùi Minh Tâm. (2009). Ảnh hưởng của hàm lượng spirula và astaxanthin trong thức ăn đến tăng trưởng và màu sắc cá dĩa (Symphysodon) trong giai đoạn 20-50 ngày. Genc, M. A., Aktas, M., Genc, E., & Yilmaz, E. (2007). Effects of dietary mannan oligosaccharide on growth, body composition and hepatopancreas histology of Penaeus semisulcatus (de Haan 1844). Aquaculture Nutrition, 13: 156 -161. Gomes, E. D. (2002). Utilization of natural and synthetic sources of carotenoids in the skin pigmentation of gilthead seabream (Sparus An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 29 aurata). European Food Research Technology, 214(4): 287–293. Gouveia, L., & Rema, P. (2005 ). Effect of microalgal biomass concentration and temperature on ornamental goldfish (Carassius auratus) skin pigmentation. Aquaculture Nutrition, 11: 19–23. Hà Lê Thị Lộc, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Trương Sỹ Kỳ, Nguyễn Thị Kim Bích, Nguyễn Trung Kiên, & Hồ Thị Hoa. (2009). Hoàn thiện quy trình sản xuất và nuôi thương mai cá khoang cổ đỏ (Amphiprion frenaus Brevoort, 1856). Higuera, C., Félix,V. L. & Goycoolea, F. M. (2006). Astaxanthin: a review of its chemistry and applications. Crit Rev Food Sci Nutr, 46(2):185-96. Ho, A. L. F. C., Nicole, M., B. & Junda, L. (2013). Dietary Esterified Astaxanthin Concentration Effect on Dermal Coloration and Chromatophore Physiology in Spinecheek Anemonefish, Premnas biaculeatus. Journal of the World Aquaculture Society, 44(1): 76– 85. Ho, A. L. F. C., O’Shea, S. K., & Pomeroy, H. F. (2013). Dietary esterified astaxanthin effects on color, carotenoid concentrations, and compositions of clown anemonefish, Amphiprion ocellaris, skin. Aquaculture International: Journal of the European Aquaculture Society, 21(2): 361-374. Huỳnh Minh Sang, & Trần Văn Bằng. (2013). Tổng quan về việc sử dụng mannanoligosaccharides trong nuôi trồng thủy sản. Kỷ yếu Hội nghị quốc tế Biển đông 2012. 549: 269-278. Kim, S., Song, J., Kim, K., & Lee, K. (2012). Effects of Dietary Astaxanthin on Innate Immunity and Disease Resistance against Edwardsiella tarda in Olive Flounder Paralichthys olivaceus. Israeli Journal of Aquaculture, 6p. Kurashige, M., Okimasu, M., & Utsumi, K. (1990). Inhibition of oxidative injury of biological membranes by astaxanthin. Physiol. Chem. Phys. Med. NMR, 22(1): 27-38. Menasveta, P.W., Worawattanamateekul, T., Latscha J., & Clark, J. (1993). Correction of black tiger prawn (Penaeus mondon, Fabricius) coloration by astaxanthin. Aquacult, 12: 203-213. Miki, W. (1991). Biological functions and activities of animal carotenoids. Pure and Applied Chem, 63(1):141-146. Naguib, Y. (2000). Antioxidant activities of astaxanthin and related carotenoids. J. Agric. Chem, 48: 1150-1154. Nihat, Y., & Muammer, E. (2011). Effects of Oleoresin Paprika (Capsicum annum) and Synthetic Carotenoids (Canthaxantin and Astaxanthin) on Pigmentation Levels and Growth in Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss W. Journal of Animal and Veterinary Advances, 10(14): 1875-1882. Niu, J., Tian, L..X., Liu, Y..J., Yang, H..H., Ye, C. X., & Gao Wen. (2009). Effect of Dietary Astaxanthin on Growth, Survival, and Stress Tolerance of Postlarval Shrimp, Litopenaeus vannamei. Journal of the world aquaculture society, 40:795-802. Nguyễn Thị Trang, & Nguyễn Tiến Hóa. (2013). Ảnh hưởng của thức ăn có bổ sung astaxanthin và canthaxanthin với tỉ lệ khác nhau lên màu sắc thịt cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss). Tạp chí Khoa học và Phát triển, 11(7): 981- 986. Olsen, R.E., & Mortensen, A. (2008). The influence of dietary astaxanthin and temperature on flesh colour in Arctic charr Salvelinus alpinus L. Aquaculture Research, 28(1): 51–58. Paripatananont, T., Tangtrongpairoj, J., & Sailasuta, A. (1999). Effect of Astaxanthin on the Pigmentation of Goldfish Carassius auratus. Journal of the World Aquaculture Society, 30(4):454-460. Rajabi, B., Salarzadeh, A., Yahyavi, M., Masandani, S., & Niromand, M. (2012). Effect An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 21 – 30 30 of astaxanthin pigment on growth performance, survival and pigmentation in postlarval stage of white leg shrimp, Litopenaeus vannamei. Iranian Scientific Fisheries Journal, 21(1): 89-100. Rosen, G. D. (1996). The nutritional effects of tetracylines in broiler feeds. In: XX World’s Poultry Congress, New Delhi, India (WPSA), 141-146. Shahidi, F., & Metusalach, B. J. A. (1998). Carotenoid pigment in seafoods & aquaculture. Critical Review in Food Science and Nutrition, 38(1): 1-67. Shimidzu, N., Goto,M., & Miki, W. (1996). Carotenoids as singlet oxygen quenchers in marine organisms. Fisheries Science, 62(1): 134-137. Supamattaya, K., Kiriratnikom, S., Boonyaratpalin, M., & Borowitzka L. (2005). Effect of a Dunaliella Extract on growth performance, health condition, immune response and disease resistance in black tiger shrimp (Penaeus monodon). Aquaculture, 248: 207-216. Tizkar, B., Seidavi, A., Ponce-Palafox, J.T., & Pourashoori, P. (2014). The effect of astaxanthin on resistance of juvenile prawns Macrobrachium nipponense (Decapoda: Palaemonidae) to physical and chemical stress. Revista de Biología Tropical, 62(4). Tizkar, B., Soudagar, M., Bahmani, M., Hosseini, S.A., & Chamani, M. (2013), The Effects of dietary supplementation of astaxanthin and β- caroten on the reproductive performance and egg quality of female Goldfish (Carassius auratus). Caspian Journal of Environmental Sciences, 11(2): 217-231. Torrissen, O. J., Christiansen, R., Struksnæs, G., & Estermann, R. (1995). Astaxanthin deposition in the flesh of Atlantic Salmon, Salmo salar L., in relation to dietary astaxanthin concentration and feeding period. Aquaculture Nutrition., 1(42): 77–84. Trịnh Thị Lan Chi. (2010). Thử nghiệm bổ sung sắc tố astaxanthin và canthaxanthin vào thức ăn cho cá chép Nhật (cá chép koi - Cyprinus carpio). Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp Tỉnh. 95 trang. Yamada, S., Tanaka, Y., Sameshima, M., & Ito, Y. (1990). Pigmentation of prawn (Penaeus juponicus) with carotenoids. I. Effect of dietary astaxanthin, β-carotene and canthaxanthin on pigmentation. Aquaculture, 87: 323-330. Yi, X., Xu, W., Zhou, H., Zhang, Y., Luo, Y., Zhang, W., & Mai, K. (2014). Effects of dietary astaxanthin and xanthophylls on the growth and skin pigmentation of large yellow croaker Larimichthys croceus. Aquaculture, 433: 377–383. Zhang, J., Liu, Y.J., Tian, L.X., Yang, H.J., Liang, G.Y., Yue, Y.R., & Xu D.H. (2006). Effects of dietary astaxanthin on growth, antioxidant capacity and gene expression in Pacific white shrimp Litopenaeusvannamei. Aquaculture Nutrition., 19(6): 917-927.