Astaxanthin trong khẩu phần ăn tác động tích cực đến các đặc điểm sinh sản của cá hồi vân
Ảnh hưởng của việc bổ sung astaxanthin trong chế độ ăn đối với các đặc điểm sinh sản đã được nghiên cứu ở năm nhóm cá bố mẹ được cho ăn các chế độ ăn có chứa lần lượt 0.07, 12.46, 33.33, 65.06 và 92.91 mg*kg -1 astaxanthin và hai nhóm cá hồi vân bố mẹ được cho ăn chế độ ăn này được bổ sung lần lượt 0.07 và 33.33 mg astaxanthin kg -1 , trong 6 tháng trong hệ thống chiếu sáng nhân tạo cho đến khi thành thục sinh dục. Trứng từ mỗi nhóm cá hồi bố mẹ được chia thành hai lô bằng nhau. Một đợt được thụ tinh với tinh trùng đồng nhất của 4 con đực được cho ăn chế độ ăn có 0,07 mg astaxanthin kg -1 và phần còn lại với tinh trùng của 4 con đực được cho ăn chế độ ăn có 33,3 mg*kg -1 astaxanthin. Những con cái sản xuất trứng với nồng độ astaxanthin dao động từ 2,03 đến 29,79 mg kg -1 . Bổ sung astaxanthin trong chế độ ăn uống có tác động tích cực đến các đặc điểm sinh sản được nghiên cứu. Có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ trứng có mắt, trứng nở và tỷ lệ trứng có mắt giữa các nghiệm thức (P < 0,05), nhưng không có sự khác biệt có ý nghĩa về tỷ lệ trứng chết trước khi nở (P > 0,05). Một sự khác biệt đáng kể (P < 0,05) về tỷ lệ thụ tinh đã được tìm thấy đối với các nhóm nam được cho ăn 0,07 và 33,3 mg astaxanthin kg -1. Hàm lượng astaxanthin trong trứng và tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ trứng có mắt và tỷ lệ nở có mối tương quan đáng kể (P <0,05). Người ta kết luận rằng việc bổ sung astaxanthin vào chế độ ăn uống là cần thiết để sinh sản tối ưu ở cá hồi vân.
Giới thiệu
Carotenoid là các sắc tố hòa tan trong mỡ chịu trách nhiệm hình thành màu sắc của nhiều loài động vật trong khoảng từ vàng đến đỏ. Chúng được sinh tổng hợp bởi thực vật và một số vi khuẩn và nấm, nhưng có thể được hấp thụ và chuyển hóa bởi động vật như cá (Schiedt, 1998). Astaxanthin (3,3¢-dihydroxy-b,b-carotene-4,4¢-dione) là một trong những carotenoid chính ở động vật thủy sinh (Matsuno và Hirao, 1989), bao gồm cả cá hồi (Khareet al., 1973; Schiedt và cộng sự, 1981, 1986). Tuy nhiên, cá và các động vật khác không thể sinh tổng hợp carotenoids de novo và phải lấy chúng từ chế độ ăn uống của chúng (xem Davies, 1985). Astaxanthin và canthaxanthin (b,b-carotene-4,4¢-dione) là những loại carotenoid được sử dụng phổ biến nhất để tạo sắc tố cho cá hồi nuôi; các carotenoit ăn vào được lắng đọng trong cơ, gan và da cùng với các chất chuyển hóa của chúng (Torrissen và cộng sự, 1989; Store bakken và No, 1992). Cá có khả năng biến đổi một số carotenoid thành vitamin A (Morton và Creed, 1939). Do đó, ngoài việc chịu trách nhiệm về các đặc điểm màu sắc giao phối trong quá trình thành thục sinh dục, 4-ketocarotenoid còn đóng vai trò là tiền chất của retinol và dehydroretinol (vitamin A1 và A2) ở cá hồi (Schiedt et al., 1985; Al-Khalifa và Simpson, 1988; Whiteet cộng sự, 2003). Các loài cá salmonid trưởng thành về mặt sinh dục phân phối lại nhóm carotenoid trong cơ thể của chúng trong một quá trình liên quan đến việc chuyển các carotenoid trong thịt chủ yếu sang da của cá đực và vào tuyến sinh dục của cá cái (Steven, 1949; Crozier, 1970; Ando và Hatano, 1987; Bjerkeng et al. , 1992; Synowiecki và cộng sự, 1993; Hatlen và cộng sự, 1996). Đồng thời với sự phân phối lại này, một lượng lớn carotenoid trong cơ thể bị mất đi đáng kể (Crozier, 1970; Bjerkeng và cộng sự, 1992), và bằng chứng cho thấy rằng việc huy động và chuyển hóa carotenoid bị ảnh hưởng bởi các hormone giới tính steroid 11-ketotestosterone và 17b-estradiol (Bjerkeng và cộng sự cộng sự, 1999). Do đó, trong quá trình tạo trứng, các carotenoid được huy động từ cơ, được tích hợp vào buồng trứng đang phát triển và được tìm thấy ở dạng không este hóa trong trứng trưởng thành (Steven, 1949; Kitahara, 1983, 1984). Do được tích lũy trong các cơ quan sinh sản của nhiều loại sinh vật, nên từ lâu người ta cho rằng carotenoid đóng một vai trò trong quá trình sinh sản (Goodwin, 1950).
Một số chức năng của caroten trong cá đã được đề xuất ngoài vai trò là tiền chất của vitamin A (Tacon, 1981; Craik, 1985; Choubert, 1986; Torrissen, 1990). Vì vậy, việc bổ sung astaxanthin vào khẩu phần ăn của tôm bố mẹ giúp cải thiện chất lượng trứng cá đuôi vàng (Seriola quinqueradiata) (Vera-kunpiriya et al., 1997), trứng cá chình (Pseudocaranx dentex) (Vassallo-Agius et al., 2001), nhím biển (Lytechinus) variegatus) trứng (George et al., 2001) và tôm càng xanh (Cherax quadrucarin-atus). Ngoài ra, carotenoid cải thiện sự tăng trưởng và tỷ lệ sống ở các loài như tôm sú (Pangantihon-Ku¨hlmann et al., 1998) và cá dĩa Haliotis bào ngư Nhật Bản (Tsushima và Matsuno, 1998). Người ta cho rằng các carotenoit trong trứng cung cấp một dấu hiệu về chất lượng của trứng (Hartmann et al., 1947). Hartmann và cộng sự. (1947) cho rằng astaxanthin hoạt động như một hormone thụ tinh bằng cách kích thích sự thu hút của tinh trùng, dẫn đến tỷ lệ thụ tinh cao hơn. Tỷ lệ thụ tinh cao hơn, tỷ lệ thành thục sinh dục và tỷ lệ sống sót cao hơn đã được báo cáo đối với cá được cho ăn chế độ ăn có chứa carotenoid (Hubbs và Strawn, 1957; Hubbs và Stavenhagen, 1958; Deufel, 1965; Georgev, 1971; Mikulin và Soin, 1975; Craik, 1985). Mặt khác, Quantz (1980), Torrissen (1984), Craik và Harvey (1986), Tveranger (1986), Christiansen và Torrissen (1997) không tìm thấy mối quan hệ nào giữa các caroten trong chế độ ăn uống và tỷ lệ chết của trứng, tỷ lệ nở và tỷ lệ sống sót của cá alevin. và Choubert et al. (1998). Theo Harris (1984), canthaxanthin không ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss). Xem xét sự khác biệt lớn trong các báo cáo về chức năng sinh học của astaxanthin trong chu kỳ sinh sản của các loài cá khác nhau, mục tiêu của nghiên cứu này là điều tra xem liệu các đặc điểm sinh sản như tỷ lệ thụ tinh và tỷ lệ tử vong của trứng có tương quan với nồng độ astaxanthin trong khẩu phần ăn (0,07–92,9 mg kg )1) trong nuôi cá hồi vân đực và cái.
Nguyên liệu và phương pháp
Điều kiện ương nuôi cá
Cá hồi vân bố mẹ 2 tuổi từ trang trại cá Ghezel mahi (Urmiah, Iran) với trọng lượng trung bình 846 ± 112 g và chiều dài 43 ± 8 cm được sử dụng làm cá bố mẹ. Cá được phân bố ngẫu nhiên vào bảy bể bê tông trong nhà (8 ·1·1m3) và được kiểm soát quang kỳ. Tổng cộng có 85 con cái được thả vào năm bể (17 con trong mỗi ao) và hai bể được thả 20 con đực (mỗi bể 10 con). Cá được nuôi trong 18 giờ sáng và 6 giờ tối trong khoảng thời gian 3 tháng bằng cách sử dụng một hẹn giờ tự động. Cường độ ánh sáng trên mặt nước được đo bằng quang kế và cường độ ánh sáng trung bình trong toàn bộ thời gian là 76,5 lx. Các bể được cung cấp nước ngọt từ giếng sâu, được cung cấp oxy và lọc qua bộ lọc cát để tránh nhiễm động vật phù du có thể đã cung cấp nguồn của astaxanthin. Lưu lượng nước trung bình, oxy hòa tan, độ pH và nhiệt độ nước trong tất cả các bể được đo ba lần một tuần và dao động trung bình từ 0,8 đến 1,1 L·s-1, 7,5 đến 7,8 mg L-1, 7,5 đến 7,7 và 11,6 đến 14,8°C tương ứng , cho toàn bộ thời gian. Năm khẩu phần thức ăn dạng viên hơi nước được sản xuất bởi một nhà sản xuất thức ăn thương mại (Công ty sản xuất thức ăn chăn nuôi Behparvar, Tehran, Iran; Bảng 1). Bốn trong số các chế độ ăn kiêng được bổ sung các mức astaxanthin khác nhau (Carophyll Pink, 8% astaxanthin; DSM, Basel, Thụy Sĩ); một chế độ ăn kiêng không bổ sung với thành phần tương tự được dùng làm đối chứng. Năm nhóm cá bố mẹ cái được cho ăn chế độ ăn chứa 0,07, 12,5, 33,3, 65,1 hoặc 92,9 mg astaxanthin kg -1 tương ứng; hai nhóm tôm bố mẹ đực được cho ăn khẩu phần chứa 0,07 hoặc 33,3 mg astaxanthin kg -1 tương ứng. Cá được cho ăn ba lần mỗi ngày với tỷ lệ 1% trọng lượng cơ thể trong thời gian nhẹ (09:00, 12:00 và 15:00) trong toàn bộ thời gian.
Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu để phân tích caroten Các mẫu trứng được vận chuyển đến AKVAFORSK (Sunn-dalsøra, Na Uy) trong một thùng chứa nitơ lỏng để giảm khả năng phân hủy của carotenoit. Việc xác định astaxanthin trong thức ăn dựa trên quy trình phân tích astaxanthin trong thức ăn cho cá được mô tả bởi Weber (1990). Một mẫu đồng nhất (khoảng 5 g) đã được cân chính xác. Gelatin của các hạt nhỏ Carophyll Pink bao gồm ma trận gelatine, carbohydrate và chất chống oxy hóa được phủ tinh bột đã bị phân hủy bằng cách xử lý enzym với protease vi khuẩn được bao bọc (30 mg; Maxatase P, Genencor International BV, Delft, the Netherlands) trong nước cất (10 ml) trong nồi cách thủy siêu âm (30 phút, 50oC). Ethanol(100 ml) được thêm vào và mẫu được pha loãng đến thể tích 250 ml bằng diclometan. Dịch chiết được tinh chế bằng sắc ký cột mở trên silica gel 60 (Merck, Darmstadt, Đức; số 7733), và dịch rửa giải được làm bay hơi. Sau khi hòa tan mẫu trong n-hexan : axeton (86 : 14), hàm lượng astaxanthin được xác định bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), như được mô tả bên dưới. Các mẫu trứng (1,8–4,2 g) được thêm vào metanol [2,0 ml, chứa 500 ppm butylated hydroxytoluene (BHT) làm chất chống oxy hóa] và nước khử ion (1,0 ml), và các mẫu được trộn (Whirlmixer, Fisons, England) trong 20 giây. Clo-form (6 ml) được thêm vào và trộn lại mẫu trong 20 giây (cf.Bjerkeng et al., 1997; Wathne et al., 1998). Sau khi lắng trong 10 phút, mẫu được trộn lại và ly tâm (khoảng 1700 g, 10 phút). Một lượng nhỏ (2 ml) của hypophase chứa astaxanthin được hòa tan trong cloroform được dùng pipet nhỏ vào ống atest và dung môi được làm bay hơi trên nồi cách thủy (khoảng 40oC) bằng cách sử dụng một luồng khí nitơ nhẹ. Sau khi làm bay hơi, mẫu được hòa tan trong axeton 20% trong n-hexan (3 ml). Dung dịch được lọc (0,45 lm; Minisart SRP15, Sartorius, Đức) trực tiếp vào lọ mẫu và ngay lập tức được niêm phong. Các mẫu được phân tích bằng HPLC trong cùng ngày, như được mô tả bên dưới. bằng cách xử lý enzym với protease vi khuẩn được bao bọc (30 mg; Maxatase P, Genencor International BV, Delft, Hà Lan) trong nước cất (10 ml) ) trong bể nước siêu âm (30 phút, 50oC). Ethanol(100 ml) được thêm vào và mẫu được pha loãng đến thể tích 250 ml bằng diclometan. Dịch chiết được tinh chế bằng sắc ký cột hở trên silica gel 60 (Merck, Darmstadt, Đức; số 7733), và dịch rửa giải được làm bay hơi. Sau khi hòa tan mẫu trong n-hexane : acetone (86 : 14), hàm lượng astaxanthin được xác định bằng cao -hiệu suất sắc ký lỏng (HPLC), như được mô tả dưới đây. Các mẫu trứng (1,8–4,2 g) được thêm vào metanol [2,0 ml,chứa 500 ppm hydroxytoluene butylat hóa (BHT) làm chất chống oxy hóa] và nước khử ion (1,0 ml) và các mẫu được trộn (Whirlmixer, Fisons, Anh) trong 20 giây. Clo-form (6 ml) được thêm vào và trộn lại mẫu trong 20 giây (cf.Bjerkeng et al., 1997; Wathne et al., 1998). Sau khi lắng trong 10 phút, mẫu được trộn lại và ly tâm (khoảng 1700 g, 10 phút). Một lượng nhỏ (2 ml) của hypophase chứa astaxanthin được hòa tan trong cloroform được dùng pipet nhỏ vào ống atest và dung môi được làm bay hơi trên nồi cách thủy (khoảng 40oC) bằng cách sử dụng một luồng khí nitơ thổi nhẹ. Sau khi làm bay hơi, mẫu được hòa tan trong axeton 20% trong n-hexan (3 ml). Dung dịch được lọc (0,45 lm; Minisart SRP15, Sartorius, Đức) trực tiếp vào lọ mẫu và ngay lập tức được niêm phong. Các mẫu được phân tích bằng HPLC trong cùng ngày, như được mô tả bên dưới.
Phân tích nguồn cấp dữ liệu
Thành phần gần đúng của thức ăn được phân tích tại phòng thí nghiệm của Công ty Sản xuất Thực phẩm Behparvar. Hàm lượng lipid thô được xác định bằng phương pháp trọng lượng bằng phương pháp chiết xuất soxhlet với dietyl ete làm dung môi. Hàm lượng protein thô (N ·6,25) được xác định bằng phương pháp Kjeldahl. Hàm lượng chất khô được xác định sau khi gia nhiệt mẫu đến 105°C trong 24 giờ; Hàm lượng tro được xác định sau khi đốt ở 550oC trong 12 giờ. Thành phần gần đúng của chế độ ăn kiêng được xác định ba lần.
phân tích HPLC
Các phân tích HPLC được thực hiện trên máy sắc ký lỏng Shimadzu LC-10ASLid được kết nối với máy dò UV-VIS dãy đi-ốt quang Shimadzu SPD-M6A và mô-đun bus Truyền thông Shimadzu CBM-10A và bước sóng phát hiện được đặt thành 470 nm. Ứng dụng mẫu được thực hiện bởi máy tiêm tự động aShimadzu SIL-10. Tất cả các sắc ký đồ đã được tích hợp lại (phần mềm CLASS LC10 CLASS LC10; Shimadzu, Nhật Bản) để điều chỉnh đường cơ sở. Hai hệ thống HPLC đẳng quyền đã được sử dụng để phân tách và định lượng các carotenoid (xem Bjerkeng và cộng sự, 2000). Hệ thống I gồm một cột nitrilecolum Spherisorb S5-CN (PhaseSep, Queensferry, Clywd, UK; chiều dài 250 mm,Ø 4,6 mm, kích thước hạt 5 lm), sử dụng 20% axeton trong pha động n-hexane ( tốc độ dòng 1,5 ml-1 tối thiểu, áp suất xấp xỉ 52 bar). Hệ thống II bao gồm một cột H3PO4-modified silica gel (Hibar, LiChrosorb Si 60, hạt 5 lm, Ø 4,6 mm, chiều dài 125 mm; Merck, Darmstadt, Đức) như được mô tả bởi Vecchi et al. (1987). Pha động là 14% axeton trong hexan, và tốc độ dòng chảy là 1,2 ml min-1 (áp suất khoảng 36 bar). Giai đoạn di động được gia hạn hàng ngày. Hệ thống HPLC I được sử dụng để định lượng các carotenoit phân cực có thể bao gồm các đồng phân 3¢,4¢-cis đến 3¢,4¢-trans glycolic của idoxanthin (3,3¢,4¢-trihydroxy-b,b-caroten-4¢- một). Chuẩn của các đồng phân idoxanthin (3¢,4¢)-cis và -trans glycolic đã được chuẩn bị theo Aas et al. (1997). Hệ thống HPLC II đã được sử dụng để định lượng các đồng phân all-E/Z của astaxanthin. Các carotenoit riêng lẻ được định lượng từ các vùng biểu đồ sắc ký HPLC và được hiệu chỉnh cho sự khác biệt về độ hấp thụ phân tử (E1%,1 cm) ở bước sóng phát hiện (470 nm) . Các giá trị E1%,1 cm được sử dụng lần lượt là 2100 đối với all-E-astaxanthin (Britton, 1995), và 1350 và 1750 đối với 13Z- và 9Z-astaxanthin. Các giá trị E1 cm,1% cho 13Z- và 9Z-astaxanthin được ước tính dựa trên các yếu tố đáp ứng HPLC liên quan đến tất cả-E-astaxanthin được báo cáo bởi Schu¨ep và Schierle (1995). Các tiêu chuẩn có nồng độ đã biết được chuẩn bị từ tinh thể all-E-astaxanthin (Hoffmann-LaRoche Ltd, Basel, Thụy Sĩ) và các chất chuẩn này được chạy mỗi lần các mẫu được phân tích. Nồng độ của dung dịch chuẩn được đo bằng đo quang phổ (UV-260;Shimadzu) sử dụng E1%,1 cm ¼ 2100 ở độ hấp thụ tối đa (kmax ¼ 472 nm)
phương pháp thống kê
Thiết kế thống kê được sử dụng trong nghiên cứu này là một thử nghiệm giai thừa trong một thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên. Yếu tố đầu tiên là các phương pháp điều trị cho cá bố mẹ ăn chế độ ăn có 5 mức astaxanthin (0,07, 12,46, 33,33, 65,06 và 92,97 mg kg-1; ). Số lượng cá sao chép không giống nhau đối với tất cả các nghiệm thức, vì chỉ có ba cá cái trưởng thành trong nhóm được cho ăn chế độ ăn có 0,07 mg.kg-1 astaxanthin trong giai đoạn kiểm tra sự thành thục sinh dục. Năm con cá cho mỗi lần điều trị được sử dụng từ các nhóm khác. Tỷ lệ thụ tinh được tính = 100 *trứng thụ tinh (tổng số trứng-1 ) , và tỷ lệ phần trăm trứng có mắt =100 *trứng có mắt. (tổng số trứng-1 ), tỷ lệ chết đến giai đoạn có mắt = 100 *số trứng chết (tổng số trứng-1 ), tỷ lệ phần trăm nở = 100 *số trứng nở (tổng số trứng-1 ) và số trứng chết từ giai đoạn có mắt đến khi nở =100 *số trứng chết từ giai đoạn có mắt đến khi nở (tổng số trứng-1 ). Dữ liệu được phân tích hoàn toàn ngẫu nhiên bằng phương pháp GLM và được đánh giá để phân phối bình thường bằng phương pháp Kolmogorov–Smirnov (Gói thống kê Minitab, Phiên bản 13.1, Minitab Inc., PA, USA). Dữ liệu được phân phối bình thường và không có chuyển đổi nào được thực hiện. Dữ liệu được xử lý ANOVA bằng phần mềm SAS (Phiên bản 6.03). Thử nghiệm Duncan được sử dụng để xếp hạng các giá trị trung bình. Ảnh hưởng của nồng độ astaxanthin trong trứng đến tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ trứng có mắt, tỷ lệ nở và ảnh hưởng của nồng độ astaxanthin trong thức ăn đến nồng độ astaxanthin trong trứng được khảo sát bằng phân tích hồi quy tuyến tính (SPSS phiên bản 11, SPSS Inc., Chicago, IL, Hoa Kỳ). Sự khác biệt được coi là có ý nghĩa khi P <0,05. Kết quả được trình bày dưới dạng trung bình ± SE
Kết quả
Các chế độ ăn chứa trung bình 81,3, 3,6 và 15,0 phần trăm tổng số astaxanthin của các đồng phân hình học all-E-, 9Z- và 13Z tương ứng. Một thành phần đồng phân tương tự đã được tìm thấy trong trứng của tất cả các nhóm xử lý (trung bình tất cả-E: 84,3 ± 1,4% tổng số astaxanthin và tổng số đồng phân Z trung bình: 15,7 ± 1,4% tổng số astaxanthin, tương ứng). b-Adonixanthin (3,3¢-dihydroxy-b,b-carotene-4-on) được phát hiện trong trứng của tất cả các nhóm điều trị và trung bình bao gồm 18,2%, 5,7%, 3,5%, 2,5% và 1,1% của tổng số carotenoid trong các nhóm bằng cách tăng mức astaxanthin trong chế độ ăn uống. Idoxanthin bao gồm <0,2% tổng số carotenoit trong trứng. Chỉ có ba cá thể được cho ăn chế độ ăn với 0,07 mg astaxanthin kg-1 được phát hiện là trưởng thành về giới tính; tất cả cá trong các nhóm điều trị khác đều trưởng thành về mặt sinh dục trong khoảng thời gian kiểm tra 30 ngày sau khi điều trị bằng ánh sáng định kỳ. Nồng độ astaxanthin trung bình của trứng dao động trong khoảng 2,0 ± 0,4 và 29,8 ± 4,8 mg kg-1 astaxanthin (Bảng 2). Nồng độ astaxanthin trong thức ăn và trứng có mối tương quan đáng kể (P <0,05, R2=0,78; Hình 1a). Tỷ lệ thụ tinh và nồng độ astaxanthin trong thức ăn có liên quan đáng kể theo đường cong (P < 0,05, R2¼0,35; Hình 1b) và tỷ lệ thụ tinh cho thấy mức tối đa đối với trứng của con cái được cho ăn chế độ ăn ở mức 65,1 mg*kg-1 astaxanthin . Tỷ lệ thụ tinh thấp hơn đáng kể ở trứng của những con cái được cho ăn chế độ ăn có 0,07 mg kg-1 astaxanthin so với ở các phương pháp điều trị khác (P < 0,05). Tương tự, tỷ lệ trứng có mắt tăng lên khi tăng nồng độ astaxanthin trong chế độ ăn (P < 0,05). ; Bảng 3). Mối quan hệ giữa hàm lượng astaxanthin của trứng và tỷ lệ trứng có mắt là có ý nghĩa (P <0,05; Hình 1c). Tỷ lệ trứng nở cũng tăng lên khi tăng hàm lượng astaxanthin trong khẩu phần ăn (P <0,05). Phân tích hồi quy cho thấy mối quan hệ đáng kể giữa nồng độ astax-anthin của trứng và tỷ lệ nở (P <0,05; Hình 1d). Trứng của con cái ăn chế độ ăn 0,07 mg*kg-1 astaxanthin có tỷ lệ tử vong cao hơn đáng kể so với trứng của con cái ăn các chế độ ăn khác (P < 0,05; Bảng 3). Tỷ lệ thụ tinh cao hơn 2,5% đối với trứng được thụ tinh với tinh trùng của con đực cho ăn chế độ ăn có 33,3 mg*kg-1 astaxanthin so với trứng được thụ tinh với tinh trùng từ con đực được cho ăn chế độ ăn có 0,07 mg astaxanthin kg)1 (P < 0,05; Bảng 4). Tuy nhiên, trứng có mắt, tỷ lệ tử vong do thụ tinh ở giai đoạn có mắt và tỷ lệ nở của trứng được thụ tinh bởi tinh trùng từ những con đực được cho ăn chế độ ăn có bổ sung các mức astaxanthin khác nhau không bị ảnh hưởng đáng kể bởi nồng độ astaxanthin trong chế độ ăn (P > 0,05; Bảng 4).
Cuộc thảo luận
Hàm lượng và thành phần carotenoid
Sự khác biệt về hàm lượng caroten trong cả cơ thịt và trứng là lớn giữa các cá thể và giữa các loài cá hồi (Craik, 1985). Hầu hết astaxanthin lắng đọng trong trứng cá hồi hoang dã không được este hóa (Glover et al., 1951; Craik, 1985; Craik và Harvey, 1986). Chỉ có các carotenoit chưa được ester hóa được phát hiện trong nghiên cứu này và tổng nồng độ nằm trong khoảng từ 2,0 đến 29,8 mg kg-1 trọng lượng ướt theo cách phụ thuộc vào liều lượng. Trứng của cá hồi Đại Tây Dương hoang dã (Salmo salar) chứa khoảng 6,4 ± 1,75 mg kg-1 astaxanthin (Craik, 1985), nhưng nồng độ lên đến 21,2 mg kg-1 canthaxanthin được báo cáo đối với trứng của cá hồi Đại Tây Dương nuôi được cho ăn chế độ ăn có chứa canthaxanthin (Craik và Harvey, 1986). Nồng độ astaxanthin trong khoảng từ 0 đến 14,7 mg kg) 1 trọng lượng ướt đã được báo cáo trong trứng của cá hồi Đại Tây Dương được cho ăn chế độ ăn có 0–100 mg.kg-1 astaxanthin (Christiansen và Torrissen, 1997). Việc sử dụng astaxanthin kém hơn ở cá hồi Đại Tây Dương so với cá hồi vân (xem Storebakken và cộng sự, 1986) cũng được phản ánh ở nồng độ caroten cao trong trứng của loài thứ hai. Các đồng phân hình học E/Z của astaxanthin được sử dụng khác nhau trong cá hồi vân. Do đó, hệ số tiêu hóa biểu kiến (ADC) của all-E-astaxanthin cao hơn so với 9Z- và 13Z-astaxanthin, và ADC của 13Z-astaxanthin cao hơn đáng kể so với 9Z-astaxanthin (Bjerkenget al., 1997). Hơn nữa, all-E-astaxanthin tích lũy trong huyết tương và cơ (>92% tổng số astaxanthin, bất kể thành phần chế độ ăn uống là gì), trong khi 13Z-astaxanthin tích lũy trong gan (Østerlie et al., 1999). Do đó, những quả trứng trong thí nghiệm hiện tại dường như có ái lực cao hơn một chút đối với các đồng phân astaxanthin Z so với huyết tương và các mô cơ, nhưng lý do cho điều này vẫn chưa rõ ràng. Do đó, nồng độ astaxanthin chứ không phải thành phần đồng phân dường như giải thích cho các hiệu ứng điều trị quan sát được. Astaxanthin được biến đổi một cách triệt để trong cá hồi vân, và một số chất chuyển hóa có trong da (Schiedt et al., 1985). Sự hiện diện của b-adonixanthin và một lượng nhỏ củaidoxanthin trong trứng chỉ ra rằng mô này cũng có ái lực nhất định đối với các chất chuyển hóa astaxanthin. Sự khác biệt đáng kể trong mô hình phân bố của các chất chuyển hóa astaxanthin có thể được tìm thấy trong trứng của các loài cá hồi khác nhau (Miki et al., 1982). Trong khi idoxanthin và cruaxanthin(3,4,3¢4¢-tetrahydroxy-b,b-caroten) bao gồm hơn 70% tổng số carotenoid trong trứng của Salvelinusalpinus than Bắc Cực (Bjerkeng et al., 2000), idoxanthin bao gồm <0,2% của tổng số carotenoids vàrustaxanthin đã không được phát hiện trong nghiên cứu hiện tại.
Sinh sản
Carotenoid có thể đóng một số vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và sinh sản của động vật giáp xác (đánh giá của Lin˜a´n-Cabello và cộng sự, 2002), và cải thiện quá trình nở, ngăn ngừa dị tật và tăng tỷ lệ sống ở nhím biển Pseudocentrotus depressus (Tsushima và cộng sự, 1997; Kawakami et al., 1998), và cải thiện kết quả sinh trưởng và sinh sản ở cá bảy màu Poecilia reticulata (Karino và Haijima, 2004). Cùng với điều này, chúng tôi đã tìm thấy những tác động tích cực của nồng độ trứng và chế độ ăn uống đối với tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ trứng có mắt và trứng nở cũng như tỷ lệ chết của trứng có mắt của cá hồi vân. Ngoài ra ở chồn hương, Mustela vison, astaxanthin làm giảm tỷ lệ con chết non (Hansen et al., 2001). Astaxanthin có thể hoạt động như một hormone thụ tinh, làm tăng tỷ lệ thụ tinh bằng cách kích thích và thu hút tinh trùng (Hartmann et al., 1947). Một số nghiên cứu đã được thực hiện để kiểm tra giả thuyết này nhưng kết quả từ những nghiên cứu này là mâu thuẫn (Christiansen và Torrissen, 1997). Nồng độ astax-anthin và canthaxanthin cao trong trứng làm tăng tỷ lệ thụ tinh ở cá hồi vân (Deufel, 1975; Craik, 1985). Theo Mikulin và Soin (1975), astaxanthin có thể cải thiện chất lượng trứng thông qua vai trò của nó trong quá trình trao đổi chất trong quá trình phát triển phôi. Tuy nhiên, không có sự khác biệt về tỷ lệ thụ tinh của trứng từ cá hồi cầu vồng được cho ăn các mức canthaxanthin và astaxanthin khác nhau trước khi sinh sản, được phát hiện bởi Quantz (1980) và Christiansen và Torrissen (1997). Tương tự như vậy, không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy trong tỷ lệ thụ tinh của trứng từ cá hồi vân được cho ăn 10% bột nhuyễn thể như một nguồn astaxanthin và nhóm đối chứng bằng không (Tveranger, 1986). Tuy nhiên, mức độ astaxanthin trong chế độ ăn uống thấp. Sự khác biệt về tỷ lệ thụ tinh giữa trứng được thụ tinh bởi tinh trùng của con đực được cho ăn astaxanthin và trứng từ cùng một con cái được thụ tinh bởi tinh trùng của con đực được cho ăn chế độ ăn đối chứng không bổ sung, cho thấy rằng astaxanthin có thể có tác động tích cực đến chất lượng tinh trùng của con đực bố mẹ, b-Carotene đã được chứng minh là cải thiện tinh dịch chất lượng của chuột đực bằng cách giảm peroxid hóa lipid (El-Demerdash et al., 2004). Liệu tác dụng tích cực của astaxanthin có thể là do giảm quá trình oxy hóa lipid ở cá hồi cầu vồng đực hay không vẫn còn phải làm sáng tỏ.
Trứng lớn của các loài khác nhau cần lượng carotenoid cao hơn trứng nhỏ cho các quá trình trao đổi chất trong giai đoạn phôi thai, và có mối tương quan giữa độ dài của giai đoạn phát triển phôi và hàm lượng caroten trong trứng ở mỗi loài (Mikulin, 2003). Nếu astaxanthin được sử dụng trong quá trình phát triển phôi thì sẽ có sự giảm nồng độ astaxanthin từ giai đoạn ủ cho đến giai đoạn cho ăn tích cực. Một tác động tích cực của hàm lượng caroten trong trứng và tỷ lệ sống sót trong quá trình phát triển phôi đã được tìm thấy. Hubbs và Strawn (1957) đã tìm thấy tỷ lệ sống sót của trứng có sắc tố ở Etheostoma lepidum tăng lên so với trứng nhợt nhạt của loài này. Tuy nhiên, sự khác biệt lớn về tỷ lệ sống sót của trứng có hàm lượng astaxanthin thấp có thể là do các yếu tố cụ thể của trang trại (Craik, 1985). Do đó, Craik (1985) đề xuất mức độ quan trọng của carotenoid nằm trong khoảng từ 1 đến 3mg kg-1), dưới mức đó tỷ lệ nở có thể giảm. Chúng tôi phát hiện ra rằng hàm lượng astaxanthin trong trứng và tỷ lệ sống sót từ khi ấp đến khi nở có mối tương quan với nhau, trứng có mắt và tỷ lệ nở cao hơn, và tỷ lệ tử vong cho đến giai đoạn có mắt thấp hơn ở những con non từ bố mẹ được bổ sung astaxanthin trong chế độ ăn. Nồng độ astaxanthin trung bình trong trứng của nhóm đối chứng (2,0 ± 0,4 mg kg-1 ) nằm trong khoảng giới hạn được chỉ ra bởi Craik (1985), và tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ trứng có mắt và tỷ lệ sống cho đến khi nở ở nhóm này thấp hơn so với trong các nhóm điều trị có mức astaxanthin cao nhất. Tóm lại, việc bổ sung astaxanthin trong chế độ ăn uống làm tăng nồng độ astaxanthin trong trứng và dường như là một yếu tố hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng trứng, và do đó, tỷ lệ sống sót và giảm tỷ lệ tử vong trong quá trình phát triển phôi thai. Mặc dù nồng độ astaxanthin trong cơ quan sinh sản của nam giới thấp, nhưng kết quả hiện tại chỉ ra rằng việc bổ sung astaxanthin trong chế độ ăn uống có tác động tích cực đến khả năng sinh sản và chứng thực khuyến nghị của Torrissen và Christiansen (1995) về việc bổ sung mức astaxanthin trong chế độ ăn uống trên 10 mg kg-1) để đảm bảo sức khỏe của cá.
Nguồn tham khảo:
By M. R. Ahmadi1, A. A. Bazyar2,S.Safi3, T. Ytrestøyl4and B. Bjerkeng41Department of Health and Aquatic Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, Tehran University, Tehran, Iran;2Department ofFisheries and Environmental Sciences, Faculty of Natural Resources, Tehran University, Karaj, Iran;3Department of ClinicalPathology, Faculty of Veterinary Specialized Sciences, Science and Research Campus, Islamic Azad University, Tehran, Iran;4AKVAFORSK, Institute of Aquaculture Research AS, Sunndalsøra, Norway