CALANUS FINMARCHICUS – MỘT NGUỒN TÀI NGUYÊN LỚN VỀ GIÁP XÁC

  • Thứ năm, 27/02/2020, 10:23 GMT+7
  • Lượt xem: 93
giap_xac

Hình 1. Calanus finmarchicus, nguồn tài nguyên tái tạo lớn nhất ở Biển Na Uy

Động vật giáp xác Calanus finmarchicus là nguồn tài nguyên có thể tái tạo và thu hoạch lớn nhất ở Biển Na Uy (Bergvik et al., 2012). Nó là một động vật giáp xác nhỏ (copepod) sống tự do với vòng đời 1 năm và là nguồn thức ăn chính của hầu hết các đàn cá quan trọng về mặt thương mại ở Bắc Đại Tây Dương. Do kích thước thuận lợi 2-4 mm của copepod trưởng thành và thành phần chính là protein và lipid, C. finmarchicus là thức ăn giai đoạn đầu tự nhiên tối ưu cho ấu trùng của cá biển và tôm. C. finmarchicus dành phần lớn dòng đời ở vùng biển sâu, nhưng trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 8, các copepod tập hợp gần bề mặt đại dương (Häfker et al., 2018), và đây là lúc vụ thu hoạch diễn ra.

Sản lượng sinh khối hàng năm của C. finmarchicus và các loài liên quan chặt chẽ ở Biển Na Uy và các đại dương lân cận nằm trong khoảng 200-400 triệu tấn (Skjoldal, 2004), cao hơn tổng sinh khối của tất cả các loài cá trong cùng khu vực (Biểu đồ 1). Nhìn chung, người ta nhận ra rằng chỉ có từ 10 - 15% năng lượng được kết hợp dưới dạng sinh khối khi di chuyển lên từ cấp độ này đến cấp độ tiếp theo trong hệ sinh thái (Lindeman, 1942); phần còn lại bị mất phần lớn qua các quá trình trao đổi chất dưới dạng nhiệt. Sinh khối lớn nhất được tìm thấy ở đáy của kim tự tháp thực phẩm và để sử dụng các nguồn tài nguyên như động vật phù du vì thế rất hiệu quả về mặt sinh thái và kinh tế, đặc biệt là khi xem xét sự không chắc chắn và khai thác hiện tại của ngành thủy sản toàn cầu (FAO, 2018).

bieu_do_1

Biểu đồ 1. Ước tính sinh khối và sản lượng hàng năm của các loài sinh vật biển khác nhau so với tổng sản lượng thủy sản Na Uy toàn cầu (Skjoldal, 2004; FAO, 2018)

Công ty Calanus AS của Na Uy đã nghiên cứu việc sử dụng nguồn tài nguyên khổng lồ này trong 15 năm qua và đã phát triển một chuỗi giá trị công nghiệp hoàn toàn mới bao gồm phát triển công nghệ thu hoạch, quy trình sản xuất sáng tạo, phạm vi sản phẩm hoàn toàn mới, giải phóng mặt bằng theo quy định, tài liệu và thương mại hóa các sản phẩm có nguồn gốc từ C. finmarchicus. Công ty có lợi thế là công ty đầu tiên trong một thị trường đang được phát triển bởi các khoản đầu tư từ cả các tổ chức công nghiệp và chính phủ ở Na Uy.

Thu hoạch bền vững là kết quả của một nỗ lực hợp tác:

Sự phát triển của các hoạt động khai thác bền vững C. finmarchicus là sự hợp tác giữa ngành công nghiệp, viện nghiên cứu và chính quyền ở Na Uy. Năm 2019, chính phủ đã mở vụ thu hoạch thương mại C. finmarchicus, với hạn ngạch ban đầu là 254.000 tấn mỗi năm. Hạn ngạch này là 0,5% sinh khối, một tuyên bố rõ ràng về biện pháp để đảm bảo thực hành thu hoạch bền vững khi xem xét hạn ngạch tiêu chuẩn là 10% sinh khối.

Calanus AS đã phát triển công nghệ độc quyền để thu hoạch C. finmarchicus phối hợp chặt chẽ với các công ty đánh cá, công ty kỹ thuật và nhà cung cấp thiết bị. Công nghệ này bao gồm một kỹ thuật thu hoạch được cấp bằng sáng chế và chuyên dụng cho C. finmarchicus, cùng với các kỹ thuật xử lý trên tàu cải tiến, đảm bảo nguyên liệu tươi sống với tỷ lệ bù trừ thấp. Công ty được chứng nhận Tiêu chuẩn toàn cầu về cung ứng có trách nhiệm (IFFO RS), nêu bật cam kết của họ đối với các hoạt động có trách nhiệm trong các lĩnh vực mua sắm nguyên liệu thô và an toàn thực phẩm/thức ăn chăn nuôi.

hinh_2

Hình 2. Thu hoạch C. finmarchicus ở biển Na Uy với công nghệ thu hoạch Calanus® được cấp bằng sáng chế

Một quy trình sản xuất sáng tạo và hiệu quả:

Sau một vài năm nghiên cứu và phát triển, Công ty Calanus AS đã tiến hành quy trình sản xuất C. finmarchicus, nhờ đó việc chiết xuất cả tinh dầu và protein có thể được thực hiện một cách hiệu quả và nhanh chóng, giữ nguyên các hoạt tính sinh học tự nhiên của copepods. Kiến thức này đã được áp dụng và triển khai trong quy trình sản xuất công nghiệp C. finmarchicus, không chứa dung môi hoặc chất phụ gia, và tạo cơ sở cho các sản phẩm từ Calanus AS. Các copepod có mức độ ô nhiễm môi trường trong sản xuất cực kỳ thấp và không cần phải xử lý thêm sau đó.

Công ty hiện đang xây dựng một dây chuyền công nghiệp mới với nhà máy tăng công suất sản xuất trong tương lai lên gấp 12 lần so với công suất hiện tại. Đây sẽ là nhà máy công nghiệp quy mô đầu tiên trên thế giới để tinh chế sinh học C. finmarchicus, nằm gần Bắc Cực ở thành phố Sortland, Na Uy.

hinh_3

Hình 3. Quy trình sản xuất cải tiến, không chứa dung môi và phụ gia của Công ty Calanus AS

Hoạt tính sinh học của sản phẩm bào chế:

Quá trình sản xuất trên cho ra đời 3 sản phẩm: Calanus® Hydrolyzate, Calanus® Powder và Calanus® Oil (Hình 4). Tinh dầu - với thành phần sáp ester omega-3 độc đáo (Tande et al., 2016), được sử dụng hầu như chỉ dành cho các ứng dụng bổ sung đối với con người, 2 sản phẩm còn lại đang trở thành thành phần tiềm năng trong công thức thức ăn cho nuôi trồng thủy sản. Calanus® Hydrolyzate là một sản phẩm protein lỏng thủy phân enzyme, ổn định nhiệt và hòa tan rất tốt với hương vị biển tự nhiên. Sự phân bố trọng lượng phân tử của dịch thủy phân cho thấy hầu hết các peptide nhỏ, do đó làm cho sản phẩm có khả năng tiêu hóa cao, đặc biệt quan trọng đối với tôm và cá con có hệ tiêu hóa chưa hoàn thiện. Khoảng 99% các peptide <6000 Da, bao gồm hầu hết các peptide sinh học, chứa 2-20 acid amin. Các peptide hoạt tính sinh học được biết là có ảnh hưởng đến sự điều tiết, tăng trưởng và phát triển, miễn dịch và tỷ lệ sống, khả năng chống stress, cũng như các con đường trao đổi chất khác (Daliri & Lee, 2017; Möller et al., 2008; Sanchez & Vazquez, 2017 ; Wang và cộng sự, 2016).

hinh_4

Hình 4. Calanus® Oil, Calanus® Powder and Calanus® Hydrolysate

Với khối lượng phân tử, cấu trúc acid amin tối ưu và các đặc tính làm tăng hương vị, làm cho sản phẩm hoàn toàn phù hợp như một thành phần trong thức ăn nuôi trồng thủy sản cho ấu trùng cá và tôm biển.

Calanus® Powder là thành phần rắn tạo ra từ quá trình sản xuất, được nghiền thành bột khô đồng nhất và thành phần chính của nó là protein và peptide thủy phân, một phần lipid và chitin từ vỏ được chế biến. Đây là sản phẩm của quá trình tương tự như thủy phân, các protein và peptide trong bột có khối lượng phân tử và cấu trúc acid amin tương đương với thủy phân. Với lượng acid amin thiết yếu cho cá và động vật có vỏ, sản phẩm chứa một lượng lớn methionine, lysine và arginine. Đây thường là các acid amin thiết yếu của các công thức thức ăn tôm thương mại (Fox et al., 2006). Lipid là một nguồn năng lượng quan trọng và các acid béo thiết yếu như EicosaPentaenoic Acid (EPA) và DocosaHexaenoic Acid (DHA) là các acid béo quan trọng nhất cho sự tăng trưởng của tôm (Glencross và Smith, 2001). Chế độ ăn chitin đã được chứng minh là kích thích hệ thống miễn dịch của cá (Esteban et al., 2001) và động vật có vỏ (Wang et al., 2005) và ảnh hưởng tích cực đến sự tăng trưởng của tôm (Rodolfo et al. 2017). Điều này có thể được giải thích bằng một quá trình lột xác hiệu quả hơn khi xem xét vai trò cấu trúc của chitin trong vỏ. Calanus® Powder cũng chứa chất chống oxy hóa mạnh astaxanthin giúp tăng trưởng và tăng sắc tố (Ju et al., 2011; Song et al., 2016), khoáng chất selenium và kẽm giúp tăng trưởng và tăng tỷ lệ sống (Sritunyalucksana et al., 2011).

C. finmarchicus thích hợp làm thức ăn hoàn chỉnh trong nuôi trồng thủy sản. C. finmarchicus là một copepod khá lớn, kích thước và thành phần của nó thích hợp làm nguồn thức ăn cho hậu ấu trùng tôm (PL), ấu trùng cá và cá con. Các thử nghiệm cho ăn ban đầu với L. vannamei cho thấy C. finmarchicus là nguồn thức ăn được chấp nhận và tiềm năng (Hình 5). Các thử nghiệm cho thấy copepod là nguồn thức ăn tối ưu cho PL từ giai đoạn PL-4 (tiêu thụ 90% copepod ở giai đoạn này) và có thể thay thế cho Artemia. Tôm ăn C. finmarchicus cũng có kích thước lớn hơn so với ăn Artemia. Các thử nghiệm tiếp theo nhằm mục đích tối ưu hóa các giao thức liên quan đến khối lượng và điểm khởi đầu, có thể sử dụng C. finmarchicus như một nguồn thức ăn cùng với Artemia trong các giai đoạn PL-1 đến PL-3.

hinh_5

Hình 5. C. finmarchicus trong hệ tiêu hóa của L. vannamei (PL-9), có thể dễ dàng nhìn thấy màu đỏ đậm

Công ty hiện đang tiến hành nhiều thử nghiệm cho ăn, thử nghiệm trên cả C. finmarchicus và các sản phẩm của nó làm nguyên liệu thức ăn nhằm mục đích chứng minh những lợi thế của việc sử dụng chúng làm nguồn thức ăn giai đoạn đầu trong nuôi tôm và cá biển.

Nguồn: aquafeed.com

Lược dịch: Trần Thị Thúy Quyên

Ý kiến bạn đọc