Với sự mở rộng quy mô nuôi trồng và tăng mật độ nuôi, bệnh ở hải sâm Nhật Bản ngày càng trở nên nghiêm trọng, gây thiệt hại nặng nề cho ngành nuôi trồng thủy sản. Bệnh ở hải sâm Nhật Bản chủ yếu do vi khuẩn, virus và trùng lông gây ra, trong đó hội chứng thối da do Vibrio brilliant gây ra là nghiêm trọng nhất. Khi bệnh nặng, thành cơ thể của hải sâm bị loét, hình thành các đốm xanh trắng, cuối cùng tự phân hủy dẫn đến chết, tan vào dịch nhầy mũi như chất keo. Trong phòng chống và điều trị bệnh truyền thống, kháng sinh được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh lâu dài không chỉ tiềm ẩn nguy cơ kháng thuốc và tồn dư thuốc, mà còn ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm và ô nhiễm môi trường. Do đó, việc phát triển chế phẩm không gây ô nhiễm, không tồn dư, an toàn để giảm bệnh cho hải sâm là một trong những điểm nóng của nghiên cứu hiện nay.

Kali diformat là một loại bột tinh thể màu trắng, khô và không mùi vị. Đây là chất phụ gia thức ăn không chứa kháng sinh đầu tiên được Liên minh Châu Âu phê duyệt để thay thế kháng sinh. Nó có thể thúc đẩy sự phát triển của động vật nuôi, ức chế sự phát triển của vi khuẩn có hại và cải thiện môi trường đường ruột. Kali diformat có thể cải thiện đáng kể sự tăng trưởng và năng suất của các sinh vật thủy sinh.

1. Kết quả kiểm tra

1.1 Ảnh hưởng của kali diformat trong khẩu phần ăn đến sự sinh trưởng và tỷ lệ sống của hải sâm Apostichopus japonicus

Tốc độ tăng trưởng cụ thể của Apostichopus japonicus tăng lên đáng kể khi hàm lượng kali diformat trong thức ăn tăng. Khi hàm lượng kali diformat trong thức ăn đạt 0,8%, tức là khi hàm lượng kali diformat trong thức ăn là 1,0% và 1,2%, tốc độ tăng trưởng cụ thể của Apostichopus japonicus cao hơn đáng kể so với các nghiệm thức khác, nhưng không có sự khác biệt đáng kể (P > 0,05) (bảng 2-2). Tỷ lệ sống sót của hải sâm là 100% ở tất cả các nhóm.

1.2 Tác động của kali diformat trong khẩu phần ăn đến các chỉ số miễn dịch của hải sâm Apostichopus japonicus

So với nhóm đối chứng, các mức độ kali dicarboxylat khác nhau có thể cải thiện khả năng thực bào của tế bào khoang cơ thể và sản xuất O2– ở các mức độ khác nhau (bảng 2-3). Khi bổ sung kali diformat ở nồng độ 1,0% và 1,2%, hoạt động thực bào của tế bào khoang cơ thể và sản xuất các loại oxy hoạt tính O2– ở hải sâm cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng, nhưng không có sự khác biệt đáng kể giữa nhóm kali diformat 1% và 1,2%, hoặc giữa các mức độ kali diformat khác và nhóm đối chứng. Khi hàm lượng kali dicarboxylat trong thức ăn tăng lên, hoạt tính SOD và NOS của hải sâm cũng tăng lên.

1.3 Ảnh hưởng của kali diformat trong khẩu phần ăn đến khả năng kháng bệnh nhiễm trùng Vibrio brilliant của hải sâm

1,4 ngày sau khi gây nhiễm, tỷ lệ tử vong tích lũy của hải sâm trong nhóm đối chứng là 46,67%, cao hơn đáng kể so với các nhóm kali diformate 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0% và 1,2% (26,67%, 26,67%, 30%, 30% và 23,33%), nhưng không có sự khác biệt đáng kể so với nhóm điều trị 0,2% (38,33%). Tỷ lệ tử vong của hải sâm trong các nhóm kali diformate 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0% và 1,2% không có sự khác biệt đáng kể.

2. Thảo luận

2.1 Tác dụng của kali dicarboxylat đối với sự sinh trưởng của hải sâm Apostichopus japonicus

Ở động vật, cơ chế tác dụng của kali dicarboxylat chủ yếu là đi vào đường tiêu hóa, cải thiện môi trường đường tiêu hóa, điều chỉnh độ pH và tiêu diệt vi khuẩn có hại (Ramli và Sunanto, 2005). Ngoài ra, kali diformat cũng có thể thúc đẩy sự hấp thụ chất dinh dưỡng trong thức ăn và cải thiện khả năng tiêu hóa và tỷ lệ sử dụng của động vật nuôi. Trong ứng dụng đối với động vật thủy sản, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng kali diformat có thể cải thiện đáng kể tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm (He Suxu, Zhou Zhigang, et al., 2006). Trong nghiên cứu này, sự tăng trưởng của hải sâm (Apostichopus japonicus) được thúc đẩy bằng cách bổ sung kali dicarboxylat vào thức ăn, điều này phù hợp với kết quả ứng dụng kali dicarboxylat ở lợn con và lợn thịt được báo cáo bởi Verland. M (2000).

2.2 Tác dụng của kali dicarboxylat đối với khả năng miễn dịch của hải sâm Apostichopus japonicus

Apostichopus japonicus có cơ chế phòng vệ tương tự như các loài động vật da gai khác, được hoàn thiện bởi phản ứng miễn dịch tế bào và không tế bào (miễn dịch dịch thể). Cơ chế này chủ yếu được sử dụng để nhận diện và loại bỏ các vật thể lạ xâm nhập vào cơ thể động vật, hoặc chuyển hóa các vật thể lạ thành các chất vô hại, và chữa lành vết thương. Phản ứng miễn dịch tế bào của động vật da gai được hoàn thiện bởi nhiều loại tế bào khoang cơ thể (coelomocytes), tạo thành hệ thống phòng vệ của chúng. Chức năng chính của các tế bào này bao gồm thực bào, phản ứng với độc tố tế bào và sản xuất các chất kháng khuẩn ở mức độ đông máu (Kudriavtsev, 2000). Trong quá trình thực bào, các tế bào khoang cơ thể có thể bị kích thích bởi vi khuẩn hoặc các thành phần vách tế bào vi khuẩn để sản sinh ra các loại oxy hoạt tính (ROS), bao gồm NO, H2O2, OH và O2-. Trong thí nghiệm này, việc bổ sung 1,0% và 1,2% kali dicarboxylat vào khẩu phần ăn đã làm tăng đáng kể hoạt động thực bào của các tế bào khoang cơ thể và sản sinh ra các loại oxy hoạt tính. Tuy nhiên, cơ chế làm tăng hoạt động thực bào và sản sinh O2 của kali diformat cần được nghiên cứu thêm.

2.3 Tác dụng của kali dicarboxylat đối với hệ vi khuẩn đường ruột của hải sâm Apostichopus japonicus

Kali dicarboxylat có thể bị phân hủy thành axit formic và format trong môi trường kiềm yếu và xâm nhập vào tế bào vi khuẩn qua màng tế bào. Nó có thể thay đổi môi trường sống của các vi sinh vật có hại như Escherichia coli và Salmonella bằng cách thay đổi giá trị pH bên trong tế bào và ngăn chặn sự sinh sản của chúng, từ đó điều chỉnh cân bằng vi sinh vật đường ruột (Eidelsburger, 1998). Về tác dụng của kali dicarboxylat đối với hệ vi khuẩn đường ruột, ở cấp độ vĩ mô, ion H+ được tạo ra do sự phân hủy của kali dicarboxylat làm giảm giá trị pH trong ruột và ức chế sự phát triển của hệ vi khuẩn đường ruột. Ở cấp độ vi mô, ion H+ xâm nhập vào tế bào vi khuẩn qua màng tế bào, trực tiếp phá hủy hoạt động của các enzyme nội bào, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của protein và axit nucleic của vi khuẩn, và đóng vai trò khử trùng (Roth, 1998). Kết quả cho thấy kali diformat có ít tác dụng đối với tổng số vi khuẩn đường ruột của hải sâm, nhưng nó có thể ức chế đáng kể số lượng Vibrio.

2.4 Tác dụng của kali dicarboxylat đối với khả năng kháng bệnh của hải sâm Apostichopus japonicus

Vi khuẩn Vibrio splendens là tác nhân gây bệnh thối da ở hải sâm, gây hại cho quá trình sản xuất và nuôi trồng hải sâm. Thí nghiệm này đã chứng minh rằng việc bổ sung kali dicarboxylat vào thức ăn làm giảm tỷ lệ tử vong của hải sâm bị nhiễm Vibrio splendens. Điều này có thể liên quan đến tác dụng ức chế của kali dicarboxylat đối với vi khuẩn Vibrio.

3. Kết luận

Kết quả cho thấy, việc bổ sung kali dicarboxylat vào thức ăn có tác động đáng kể đến sự tăng trưởng của hải sâm Apostichopus japonicus, có tác dụng tích cực đối với khả năng miễn dịch không đặc hiệu của hải sâm Apostichopus japonicus, và tăng cường khả năng miễn dịch dịch thể và tế bào của hải sâm Apostichopus japonicus. Việc bổ sung kali dicarboxylat vào thức ăn đã làm giảm đáng kể số lượng vi khuẩn có hại trong ruột hải sâm, và tăng cường sức đề kháng bệnh của hải sâm bị nhiễm Vibrio brilliant. Kết luận, kali dicarboxylat có thể được sử dụng như một chất tăng cường miễn dịch trong thức ăn cho hải sâm, và liều lượng thích hợp của kali dicarboxylat là 1,0%.