Y sinh học dược thảo trong nuôi trồng thủy sản

Tóm tắt

 

Hormone (chất kích thích sinh trưởng), kháng sinh, vitamin và một số hóa chất khác đã được thử nghiệm trong các hoạt động nuôi trồng thủy sản để có các biện pháp xử lý khác nhau. Mặc dù chúng mang lại nhiều hiệu quả tích cực, nhưng cũng không được khuyến khích do dư lượng và các tác dụng phụ không mong muốn khác.

 

Sự thay thế các sản phẩm dược liệu sinh học thảo dược trong hoạt động nuôi trồng thủy sản mang lại các đặc điểm tích cực, bao gồm khả năng thúc đẩy tăng trưởng, cải thiện hệ thống miễn dịch, kích thích sự thèm ăn. Các dược liệu này giúp tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng, tăng hả năng thành thục sinh dục, tăng khả năng kháng khuẩn và giúp động vật thủy sản nuôi chống lại stress. Thảo dược dùng trong nuôi trồng thủy sản có thể được sử dụng rộng rãi mà không gây ra bất kỳ ảnh hưởng nào cho môi trường.

 

Thành phần thảo dược gồm các hợp chất như phenolics, polyphenols, ankaloids, quinones, tecpenoids, lectines và polypeptides đã được chứng minh là những lựa chọn thay thế rất hiệu quả cho thuốc kháng sinh và các hợp chất tổng hợp.

 

Báo cáo này được trình bày sau khi xem xét cẩn thận hơn 50 loại thảo dược có các tác dụng sinh học như thúc đẩy tăng trưởng, kích thích miễn dịch, chống stress, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, kích thích sự thèm ăn và kích thích thành thục sinh dục.

 

Giới thiệu

 

Thị trường thuốc thảo dược thế giới, bao gồm các sản phẩm thảo dược thành phẩm và nguyên liệu thô, ước tính có tốc độ tăng trưởng hàng năm từ 5 đến 15%. Thị trường thảo dược toàn cầu, ước tính 62 tỷ đô la Mỹ và dự kiến ​​sẽ tăng lên 5 nghìn tỷ đô la Mỹ vào năm 2050. Ngân hàng thế giới (World Bank) báo cáo rằng sản phẩm thảo dược và nguyên liệu thô tăng trưởng với tốc độ hàng năm từ 5 đến 15%.

 

Như đã nói ở trên, các sản phẩm như hormone, kháng sinh …không được khuyến khích sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản. Chẳng hạn việc dùng kháng sinh trong phòng bệnh có thể mang lại các hệ quả xấu bao gồm: tạo ra các dòng vi khuẩn kháng kháng sinh, giảm sự phát triển của ấu trùng, ức chế cơ chế bảo vệ của con non và nhiều tác dụng phụ không mong muốn khác. Sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản cũng dẫn đến các ảnh hưởng về mặt thương mại, các lô hàng nhiễm kháng sinh không được thông quan, thậm chí phải hủy bỏ.

 

Từ xa xưa, việc sử dụng cây cỏ đã hình thành với các liệu pháp an toàn, hiệu quả. Thực vật là một kho thuốc lớn, an toàn và rẻ tiền. Mỗi loại thảo dược có tính chất dược lý khác nhau, có thể áp dụng để chữa trị các bệnh khác nhau. Tất cả thảo dược đều có tính chất chống oxy hóa, chống stress, kiểm soát bệnh, thúc đẩy tăng trưởng…

 

Tầm quan trọng của các liệu pháp sinh học thảo dược trong thủy sản

 

Tác động như yếu tố thúc đẩy tăng trưởng

 

Các sản phẩm thảo dược làm giàu artemia nauplii như stressol - I và stressol – II rồi cho tôm post Penaeus indicus (PL 10–20) ăn làm tăng đáng kể tốc độ tăng trưởng và giảm stress. Tefroli có chứa các thành phần  từ thảo dược Tephrosia purpurea (cốt khí tía, đoản kiếm tía), Eclipta alba (cỏ mực), Phyllanthus niruri (thực vật có hoa như Diệp hạ Châu), Andrographis paniculata (xuyên tâm liên), Ocimum sanctum (hương nhu tía, é tía, é rừng) và Chebula terminalia (chiêu liêu, kha tử) dùng làm giàu artemia cho tôm post Penaeus monodon (PL 20–50) sử dụng giúp cải thiện tỷ lệ sống, tăng trưởng và hiệu quả lột xác. Ngoài ra, Trasina, một Sản phẩm thảo dược thương mại, cũng dùng để làm giàu artemia và cho tôm post P. monodon ăn, cải thiện hiệu quả tăng trưởng đáng kể (Rani 1999).

 

 

Các sản phẩm thảo dược khác nhau như như Hygrophila spinosa (đình lịch gai), Withania somnifera (sâm Ấn Độ), Zingiber officinalis (gừng), Solanum trilobatum (cà gai leo), A. paniculata, Psoralea corylifolia (Phá cố chỉ còn được gọi là bổ cốt chỉ, hạt đậu miêu hay hắc cố tử), Eclipta erecta (cỏ mực), Ocimum sanctum, Picrorhiza kurooa (hồ hoàng liên), P. niruri, Tinospora cordifolia (là một loài thực vật có hoa trong họ Biển bức cát), chiết xuất Silajit (Shilajit là một khoáng sản được tạo thành mùn từ thực vật bị phân hủy) và dầu gan cá có các đặc tính của thúc đẩy tăng trưởng, kích thích miễn dịch và chống vi khuẩn. Những chế phẩm này có ảnh hưởng tốt trong nuôi ấu trùng tôm Penaeus nói chung (Citarasu và cộng sự, 1998, 2002). Livol (IHF- 1000) là một chất thúc đẩy tăng trưởng thảo dược thương mại có khả năng cải thiện tiêu hóa, do đó dẫn đến tăng trưởng, mang lại sức khỏe tốt hơn cho cá nuôi (Shadakshari 1993; Unnikrishnan 1995; Jayaprakas và Euphrasia 1996)… Nhân sâm (Ginsana G115) tăng cường đáng kể hiệu suất tăng trưởng và chỉ số huyết học ở cá rô phi Oreochromis niloticus. Quillaja saponin có khả năng làm tăng tốc độ tăng trưởng ở các loài cá nuôi và giảm tỷ lệ trao đổi chất ở cá rô phi (Francis et al. 2005). Các chất kích thích tăng trưởng thảo dược giúp đẩ nhanh tốc độ phiên mã, quá trình này dẫn đến tăng RNA, tổng acid amin và cuối cùng, làm tăng khả năng sản xuất protein trong tế bào.

 

 

Tác động như chất kích thích miễn dịch

 

Chất kích thích miễn dịch giúp tăng cường khả năng phòng vệ hoặc phản ứng miễn dịch, do đó làm cho động vật tăng khả năng chống lại bệnh tật. Trong trường hợp dịch bệnh bùng phát theo chu kỳ và có thể dự đoán được, chất kích thích miễn dịch có thể được sử dụng để nâng cao khả năng phòng vệ không đặc hiệu, và do đó ngăn ngừa tổn thất do dịch bệnh. Tuy nhiên, cần thận trọng vì một số chất kích thích miễn dịch mạnh có thể ngăn chặn hiệu quả sinh học nếu sử dụng không phù hợp.

 

Có rất nhiều nghiên cứu trên nhiều loại thảo dược khác nhau đã chứng minh khả năng tăng cường miễm dịch trên các loài cá như cá hồi, cá vàng, rô phi, cá da trơn…Các loại thảo mộc O. sanctum, W. somnifera và Myristica fragrans (nhục đậu khấu) cải thiện đáng kể hệ miễn dịch và giúp chống lại Vibrio harveyi ở cá mú non, Epinephelus tauvina.

 

 

Ngoài ra, các chất chiết xuất methanolic của năm loại thảo mộc khác nhau là C. dactylon (cỏ gà), Aegle marmelos (bầu nâu), T. cordifolia, P. kurooa và E. alba, đã được lựa chọn làm thức ăn cho tôm nhiễm WSSV. Các nồng độ khác nhau 100, 200, 400 và 800 mg/kg thức ăn có ảnh hưởng tích cực đáng kể, tỷ lệ sống tốt hơn (74%) và giảm tải lượng virus rõ ràng trên tôm. Các hợp chất thảo dược có khả năng ức chế sự tạo ra các anion oxy và loại bỏ các chất độc hại tiềm tàng. Tác dụng chống oxy hóa của thảo dược đã được chứng minh là tương tự như tác dụng của superoxide dismutase, một chất chelate ion kim loại và chất ức chế xanthine oxidase. Ví dụ tốt nhất là thảo mộc Picrorhiza kurroa được sử dụng như một hợp chất chống stress cho tôm. Ngoài ra, O. sanctum ảnh hưởng tích cực đến các hiệu ứng kích thích miễn dịch cho cá rô phi chống lại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm Aeromonas hydrophila.

 

Tác động như là chất kháng khuẩn

 

Trong hầu hết các trường hợp, phenol, polysaccharid, proteoglycan và flavonoid đóng vai trò chính trong việc ngăn ngừa hoặc kiểm soát vi khuẩn lây nhiễm. Các chiết xuất từ ​​thảo dược như S. trilobatum, A. paniculata và P. corylifolia làm giàu Artemia đã được chứng minh là giúp giảm tải lượng Vibrio trong mô hậu ấu trùng P. monodon.

 

Immanuel và cộng sự. (2004) đã nghiên cứu tải lượng vi khuẩn của tôm con P. indicus được nuôi bằng chiết xuất từ ​​rong biển và thảo dược trong môi trường cảm nhiễm Vibrio parahaemolyticus. Lượng vi khuẩn rất cao (3,71 và 3,86 x 10⁵ CFU/g trong mô cơ và gan tụy) được quan sát thấy với tôm không cho ăn artemia làm giàu. Điều thú vị là khi chế độ ăn artemia được làm giàu từ thảo mộc và rong biển lượng vi khuẩn đã giảm đi rất nhiều.

 

 

Praseetha (2005) đã kiểm soát thành công các mầm bệnh trên tôm như V. parahaemolyticus và V. Damela bằng chiết xuất butanolic của W. somnifera thông qua làm giàu Artemia. Shangliang (1990) đã báo cáo hoạt động kháng khuẩn của năm loại thảo dược do Trung Quốc chiết xuất, Stellaria aquatica, Impatiens biflora, Oenothera biennis, Artemisia vulgaris và Lonicera japonica, có khả năng chống lại 13 loại vi khuẩn gây bệnh cho cá. Aeromonas salmonicida và Edwardsiella ictaluri (gây bệnh gan thận mũ trên cá tra) nhạy cảm nhất với các chất chiết xuất này. Trong số đó, S. aquatica là hiệu quả nhất cả về số lượng mầm bệnh bị ức chế cũng như mức độ ức chế. Tỏi hoặc hành tây cũng được trộn với thức ăn để cho tôm ăn hàng ngày nhằm ngăn ngừa nhiễm khuẩn.

 

Một nghiên cứu khoa học để chứng minh hoạt tính kháng khuẩn của ổi (Psidium guajava) chống lại vi khuẩn gây bệnh cho tôm được bắt đầu vào năm 1992. Nồng độ ức chế tối thiểu của ổi đối với vi khuẩn Vibrio và A. hydrophila lần lượt là 1,25 và 0,625 mg/ml . Họ phát hiện ra rằng ổi loại bỏ vi khuẩn phát sáng trên tôm sú (P. monodon) hiệu quả hơn so với oxytetracycline (Direkbusarakom 2004).

 

Chiết xuất etanol, metanol và hexan từ Ocimum basilicum (húng tây) đã được nghiên cứu về đặc tính kháng khuẩn trong ống nghiệm chống lại 146 vi sinh vật bao gồm cả mầm bệnh nuôi trồng thủy sản. Chiết xuất hexan cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn và rộng hơn. Chiết xuất từ hạnh nhân Ấn Độ, Terminalia catappa, là một phương thuốc kháng khuẩn thay thế chống lại ngoại ký sinh trùng và vi khuẩn gây bệnh A. hydrophila. Sự phát triển của hai chủng A. hydrophila bị ức chế ở nồng độ 0,5 mg/ml. Các nguyên tắc hoạt động kháng khuẩn của các loại thảo mộc là làm đông cứng thành tế bào, ngăn chặn tổng hợp protein và DNA, ức chế sự tiết enzyme và can thiệp vào cơ chế giao tiếp quorum sensing của vi khuẩn.

 

 

Hoạt động như yếu tố chống lại virus

 

Nhiều loại thảo mộc đã được sử dụng trong nhiều thiên niên kỷ như một phương pháp điều trị tại nhà và một số trong số các loại thảo mộc này có đặc tính kháng virus. Chiết xuất etanol với polyvinylpyrolidone từ Clinacanthus nutans (lá cầm, bìm bịp) cho tôm ăn để cung cấp cho chúng khả năng kháng virus gây bệnh đầu vàng. Ba cấp độ chiết xuất được cung cấp trong khẩu phần ăn ở nhóm tôm sú (15–20 g/con) được thực hiện trong 07 ngày cho kết quả kháng lại virus đầu vàng rõ rệt. Nhóm cho ăn các chiết xuất đạt tỷ lệ sống đến 95%, trong khi nhóm đối chứng chỉ đạt 25%. Chất chiết xuất này có khả năng bất hoạt virus, vì vậy virus không thể ảnh hưởng gây bệnh cho tôm.

 

Chiết xuất methanolic của các loại thảo mộc Aclypha indica (tai tượng Ấn), C. dactylon, P. kurooa, W. somnifera và Z. officinalis đã ngăn chặn hiệu quả WSSV. Tôm được điều trị bằng thảo dược sống sót 60% sau 20 ngày cảm nhiễm virus gây bệnh đốm trắng, trong khi đó, lô đối chứng không chịu nổi trong vòng 4 ngày với tỷ lệ chết 100%.

 

20 loài thảo mộc truyền thống của Ấn Độ là các loài thực vật A. marmelos, C. dactylon, L. camara, M. charantia và P. amarus ….cho thấy hoạt động kháng virus mạnh mẽ chống lại WSSV ở dạng ete, benzen, ete dietyl, chiết cloroform, etyl axetat, metanol và etanol. Trong số các loài thực vật, chiết xuất của C. dactylon cho thấy hoạt tính kháng virus mạnh mẽ ở nồng độ 100 mg/kg thể trọng.

 

Các hợp chất hoạt tính thảo dược có thể ức chế hoặc ngăn chặn sự phiên mã của virus để giảm sự sao chép trong tế bào chủ và tăng cường miễn dịch không đặc hiệu. Chúng hoạt động như chất kích thích miễn dịch đối với hệ thống miễn dịch của vật chủ.

 

 

Hoạt động như chất kháng nấm

 

Có rất ít công trình nghiên cứu khả năng chống lại nấm liên quan đến bệnh tôm, cá. Một loại thuốc kháng nấm 2- (3,4-đimetyl-2,5-dihydro-1H-pyrol-2-yl) -1-metyletyl pentanoat phân lập từ cây Datura metel L. (cà độc dược) được chứng minh là có đặc tính chống lại Aspergillus và 10 chủng nấm Candida. Adiguzel và cộng sự (2005) đã kiểm soát thành công Aspergillus flavus và Fusarium oxysporum bởi ethanol, methanol và chiết xuất hexan từ O. basilicum (cây húng quế) Ấn Độ. Chiết xuất từ T. catappa (trâm bầu), có thể làm giảm sự nhiễm nấm ở trứng cá rô phi.

 

Hoạt động như chất chống sốc

 

Các hợp chất thảo mộc có khả năng ức chế sự tạo ra các anion oxy và loại bỏ các gốc tự do. Tác dụng chống oxy hóa của thảo dược đã được chứng minh là tương tự như tác dụng của superoxide dismutase, chất chelate ion kim loại và chất ức chế xanthine oxidase.

 

Ví dụ tốt nhất là loại thảo mộc P. kurroa được sử dụng làm hợp chất chống stress cho tôm. Tác dụng bảo vệ gan của P. kurroa chưa được hiểu đầy đủ nhưng có thể do Picrorhiza có khả năng ức chế sự tạo ra các anion oxy và loại bỏ gốc tự do.

 

Rutin là một bioflavonoid (chất chống oxy hóa) chiết xuất từ ​​Toona sinensis (mạy sao, xoan hôi, cây thịt bò hành tây, hay tông dù ) với hoạt tính chống oxy hóa và chống stress mạnh ở động vật giáp xác. Rutin đã cải thiện các thông số sinh hóa, miễn dịch và huyết học ở tôm thẻ chân trắng trong điều kiện căng thẳng do Vibrio alginolyticus.

 

 

Hoạt động như chất kích thích tính thèm ăn

 

Các chiết xuất thực vật khác nhau từ các loại thảo mộc và gia vị được báo cáo là cải thiện năng suất của động vật bằng cách kích thích hoạt động bài tiết của ruột hoặc bằng cách có tác dụng diệt khuẩn trực tiếp trên hệ vi sinh đường ruột. Việc sử dụng các loại gia vị nóng từ ớt (ví dụ như capsaicin và piperine), và các loại gia vị tinh dầu (ví dụ như quế) cung cấp cinnamaldehyde đã được chứng minh là kích thích tiết enzyme amylase.

 

Các loại thảo mộc có nguyên tắc hoạt động của gia vị trong chế độ ăn, gây ra sự tiết enzym tiêu hóa, dẫn đến kích thích sự thèm ăn và tăng mức hấp thu cũng như hiệu quả thức ăn.

 

Lá đu đủ chứa một loại enzyme cụ thể là papain làm tăng tiêu hóa protein, tăng khả năng chuyển đổi thức ăn, cải thiện tăng trưởng và tăng trọng lượng.

 

 

Hoạt động như chất kích thích sinh dục

 

Kiểm soát sự thành thục là một vấn đề chính trong phát triển nuôi trồng thủy sản thương mại. Ở tôm penaeid (tôm he nói chung), quá trình trưởng thành bao gồm hai yếu tố chính: sự hình thành tế bào sinh tinh và sự trưởng thành cuối cùng của tế bào trứng. Một loại thảo dược sản phẩm được phát triển trong phòng thí nghiệm của chúng tôi đã tạo ra năng suất sinh sản tốt ở Artemia franciscana (Hilda 1992; Mariakuttikan 1993). Ngoài ra, các sản phẩm ayurvedic giúp thúc đẩy sinh sản và sản xuất nang bào artemia spp. (Prema 1996; Brintha 1997; Mony 1998).

 

Babu (1999) đã chuẩn bị một chế độ ăn để thành thục sinh dục cho tôm sú từ thảo dược W. somnifera, Ferula asafoetida (một loại thực vật có hoa, họ hoa tán) và Piper longum (Tiêu lốt hay hồ tiêu dài, tiêu dài, tiêu lá tím) thông qua artemia. Artemia giàu thảo dược giúp tôm bố mẹ tăng khả năng sinh sản (42%), giảm thời gian sinh sản giữa hai lần (giảm 6,5 lần) và tăng trọng lượng tuyến sinh dục lên 38%.

 

Nguồn: Thavasimuthu Citarasu - Herbal biomedicines: a new opportunity for aquaculture industry. Received: 7 June 2008 / Accepted: 7 March 2009 / Published online: 22 March 2009, Springer Science+Business Media B.V. 2009.

 

Lược dịch bởi: KS. Nguyễn Thành Quang Thuận – VPAS JSC