Lipid và Axit béo trong sinh vật biển

Ở động vật có thể xếp các PUFA thành 2 lớp lớn, đó là axit béo thiết yếu và không thiết yếu. Các axit béo thiết yếu – EFA (Essential fatty axit) bao gồm các axit của cả hai họ omega-6 (w6) và omega-3 (w3), tiêu biểu tran- cis 18:2 w6 và tran- cis 18:3 w3. Thức ăn phải cung ứng đủ các EFA vì hệ thống tế bào động vật không đủ khả năng tự tổng hợp từ các tiền cacbon đơn giản, tuy nhiên nó lại tổng hợp từ các PUFA không thiết yếu (NEFA) từ những đơn nguyên axetat thông thường. Nếu thức ăn đã đủ EFA thì  NEFA chỉ được tổng hợp ở mức tối thiểu và chỉ có từng lượng vết ở các lipid của tế bào dự trữ và các photpholipid màng. Nếu thức ăn thiếu EFA thì quá trình sinh tổng hợp NEFA lại được đẩy mạnh làm cho nội cân bằng sinh lý và sinh hoá sẽ bị rối loạn (Holman 1970). Cơ thể động vật nếu thiếu hụt các axít béo thiết yếu đặc biệt là các axít béo thuộc họ omega-3 và omega-6 thì sẽ rối loạn hệ thống miễn dịch và chống viêm, chậm phát triển, tăng độ thấm qua màng, vô sinh, mao mạch dễ vỡ...

Những kết quả thu được về axit béo khi nghiên cứu rong biển của Khotimchenko S.V, Svetashev (1991) đã xác định thành phần các axit béo của một số loài rong đỏ. Đáng chú ý là axit béo eiocosapetaenoic (EPA) và axit arachidonic (AA). Khi nghiên cứu về thành phần axit béo ở rong đỏ, Lovern (1985) đã tìm được  các loại axit béo không no C20 và C22 tương ứng với động vật biển về số lượng.

  Các động vật thân mềm cũng đã được Yaichiroshima (1964), Shimma Y và Taguchi (1964), Dunstan (1996) nghiên cứu và xác định các axit béo có giá trị. Kết quả cho thấy các axit béo 20:5 w3 và 22:6 w3 chiếm hàm lượng lớn ở một số loài hai mảnh vỏ, còn axit béo 20:4 w6; 20:5 w3; 22:5 w3 ưu thế về hàm lượng ở bào ngư và ốc biển, trong khi đó, một số nghiên cứu khác ở nhuyễn  thể lại thấy thành phần PUFAs dãy w3 ưu thế. Ở Holothurian, các công trình của Klenk và Eberheagen (1962), Svetashev V.I (1991) cho thấy các axit béo 20:4 w6; 20:5 w3 chiếm ưu thế còn 22:6 w3 có hàm lượng không đáng kể, các axit béo này được cho là có nguồn gốc từ vi khuẩn.

Theo Yaichiroshima và Hisako Taguchi (1994) trong mỡ cá tự nhiên loài placoglossus altivelis, các axit C14:0, C16:1, C18:4 chiếm tỷ lệ cao trong khi cá nuôi các axit chiếm ưu thế là C16:0, C18:1 và C18:2 ở cơ quan sinh dục của cá nuôi, sự có mặt của C22:0 lại do ảnh hưởng của khẩu phần ăn, ảnh hưởng của chế thức ăn và nhiệt độ lên sự tổng hợp các axit béo không no mạch dài được tìm thấy ở các Salvelinus alpinus, ở cá có sự giảm nhanh các axit béo không no trong mô nếu khẩu phần ăn giàu chất béo tự do, mức độ chuyển hoá thành các axid béo không no mạch dài cũng không đáng kể  một số loài cá biển sergay, sự khác nhau ở thành phần lipid tinh trùng cá thay đổi theo một số điều kiện về độ sâu và nhiệt độ. Nghiên cứu của Coway và Sargent (1972, 1979) ở cá biển, sự chuyển đổi các axít béo không no mạch dài, các axit béo arachidonic, eicosapetaenoic, docosahexaenoic được tổng hợp từ các axit béo linoleic đã được tìm thấy ở nhiều loài cá. Quá trình chuyển đổi này phụ thuộc một số điều kiện khác nhau. Hàm lượng các axit béo tự do cao hơn trong khẩu phần làm hạn chế sự chuyển đổi axit trên. Quá trình này cũng thấy rõ qua dây chuyển của chuỗi thức ăn phytoplankton - zooplankton - cá. Ở cá có ba con đường chuyển đổi để tổng hợp các axit béo không no mạch dài từ olice, linoleic và linnolenic, trong đó con đường từ linolenic là chủ yếu.

Hàm lượng lipid và axit béo 18:2 w6 và 20:2 w6 trong cơ của bào ngư non Haliotis laevigata tăng cao nếu hàm lượng axit 18:2 w6 trong khẩu phần tăng cao. Hàm lượng C20 và C22 dãy w3 trong cơ bào ngư cao tương tự loài hoang dại khi nuôi bằng rong Ulva autralis có chứa C16 và C18 dãy w3 cao. Hàm lượng một số axit béo không no thay đổi theo nhóm cá thể non và trưởng thành

Những nghiên cứu của Kayama (1963), Lee (1971) ở động vật giáp xác, các loài calanus, artemea có khả năng tổng hợp một số axit béo mạch dài 20:5 w3 và 22:6 w3 mà trong thành phần thức ăn tảo không có. Họ cũng cho thấy Paracalanus parcus có khả năng chuyển đổi axit 18:3 w3 thành axit béo 22:6 w3 với tỷ lệ thấp.

Nghiên cứu của Khotimchenko (1983) trên 155 loài rong biển nhật bản cho thấy các axit AA và EPA chiếm đến 37% trong rong nâu và rong lục, trong đó chủ yếu là palmitic, oleic, linoleic chiếm hơn 15%. Thành phần định tính ít thay đổi nhưng thành phần định lượng thay đổi theo loài, các tác giả Jaimieson, Reid (1972), Ackman, Mc Lashion (1974) cũng có cùng quan điểm đó. Thành phần và hàm lượng các axit béo có hoạt tính sinh học cao cũng được nghiên cứu bởi các tác giả Orcutt D.M & Patterson (1975); Monero (1979); Ben-Amotz A (1985); Yuvera (1984); Brows (1989); Volkman J.K. (1989-1993); Aknin M (1992); trên các đối tượng tảo: Diatoms; Eustigmatophytes; Cryptomonads; Rhodophytes; Prasinophytes; Chlorophytes; Prymnesiophytes. Những kết quả này cho thấy một số nhóm tảo có axit béo không no nhiều nối đôi từ C16 đến C22, còn ở nhóm tảo Diatoms và Dinoflagelates có hàm lượng axit béo 20:5 w3 và 22:6 w3 cao. Axit 20:5 w3 rất giàu ở Diatoms, Eustigmatophytes, Cryptomonads, Rhodophytes và một số Prymnesiophytes (Pavlova sp). Axit 22:6 w3 cũng giàu ở Cryptomonads và Prymnesiophytes. Các axit béo không no nhiều nối đôi C20 và C22 không tìm thấy ở Chlorophytes mặc dù có lượng ít 20:5 w3 ở một số loài. Các axít béo không no nhiều nối đôi C20 và C22 chiếm hàm lượng đáng kể ở các loài Prasinophytes nhưng hiếm khi có mặt đồng thời cả 2 axit. Hàm lượng đáng kể 18:3 w3 được tìm thấy trong hầu hết các nhóm vi tảo, ngoại trừ Diatoms và Eustigmatophytes có hàm lượng rất thấp.

Các axít béo PUFA có hoạt tính sinh học cao đặc biệt là đối với thuỷ hải sản. Trên thế giới, từ những năm 50 của thế kỷ này người ta quan tâm nghiên cứu nhiều về vai trò của các hợp chất axít béo thiết yếu ở một số đối tượng sinh vật biển (Lovern, 1952) những nghiên cứu về sau ngày càng mở rộng và được ứng dụng nhiều trong chăn nuôi, đặc biệt là nuôi trồng thuỷ sản.

Các PUFA dãy w3 và w6 ảnh hưởng lớn đến tỉ lệ sống và tăng trưởng đã được xác nhận ở đối tượng cá hồi nuôi (Salmon solar), cá trắng (Conre goruss lavaretuss). Dầu gan cá chứa các axit béo không no nhiều nối đôi, đặc biệt là axít linoleic có tác dụng kích thích sinh trưởng, giảm tỷ lệ tử vong ở cá hồi cầu vồng Salmon iridens, vai trò của một số axít  như docosahecxaenoic (DHA) đối với sự hình thành sắc tố và tăng trưởng của cá bơn giai đoạn ấu trùng được xác nhận, nó quyết định đến tỷ lệ sống của chúng. Giá trị các axít béo trong thành phần thức ăn tác động tích cực tới sự tăng trưởng của tôm được tìm thấy ở loài tôm biển, sự phối hợp giữa axít béo oleic với một lượng lexitin thích hợp (trong dầu đậu tương) đảm bảo tốt cho sự tăng trưởng phù hợp với tôm càng xanh Macvolorawchiun vosenberrgi. Một số loại dầu chiết tách từ thực vật (dầu hướng dương, dầu đậu tương) hay từ động vật biển (dầu gan cá, dầu mực, dầu nhuyễn thể...) giầu các axit béo không no nhiều nối đôi cần thiết cho tôm Penaeus monodon.

Một số axit béo không no nhiều nối đôi, 18:3 w3; 20:5 w3 và 22:6 w3 rất cần thiết cho loài giáp xác, cá để tăng tỉ lệ sống, tăng lượng ấu trùng và đặc biệt ở giai đoạn non, kích thích quá trình chín trứng và làm cho trứng có chất lượng tốt hơn. Vai trò của thành phần thức ăn có chứa các PUFA dãy w3 và w6 đã có ảnh hưởng tích cực tới sự tăng trưởng của bào ngư Haliotic laevigata và H.vubva cũng như cá thể lai giữa 2 loài này và được xác nhận bởi Gcaeme.A.Dun stan 1996, còn các axit béo thiết yếu EFA có vai trò quan trọng đén sự tăng trưởng của loài Haliotis discushainnai. Các PUFA dãy w3 có nhiều ở vi tảo cũng rất cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của nhiều loại ấu trùng và giai đoạn non của nhiều loài hàu, vẹm, bào ngư và một số loài nhuyễn thể khác. 

Một loạt các công trình nghiên cứu của V.L. Querijero, T.Brod T KorB, Marc Legendre (1996) cùng nhiều tác giả khác chứng minh các axít béo thiết yếu PUFA rất cần thiết cho các đối tượng nuôi thuỷ sản ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình sinh trưởng, đặc biệt là giai đoạn ấu trùng non của tôm, cua, cá…

Trong thành phần axit béo của sinh vật biển đặc biệt là cá ngừ, chúng tôi đã phát hiện axit béo n-3 DPA một axit béo, được coi như trung gian giữa EPA và DHA. Do những khó khăn về nguồn nguyên liệu cũng như lượng chất tinh khiết mà các nghiên cứu về tác dụng sinh lý của DPA mới được tập trung trong thời gian gần đây. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tiến hành sử dụng các tế bào gan đã chỉ ra rằng n-3 DPA và EPA có khả năng chuyển đổi qua lại trong các tế bào gan. Tuy nhiên, có rất ít bằng chứng về sự chuyển đổi của EPA và n-3 DPA thành DHA. Điều này có nghĩa là n-3 DPA có thể hoạt động như một nguồn dự trữ của EPA. Tương tự như vậy, ở động vật, n-3 DPA cũng có thể hình thành EPA. Tuy nhiên nó không xuất hiện để được dễ dàng chuyển hóa thành DHA, ngoại trừ trong mô gan. Ngoài ra, n-3 DPA còn được tìm thấy trong một số mô khác nhau, tích lũy của nó đặc biệt cao hơn trong tim, cơ xương và thận so với EPA. Điều đó cho thấy n-3 DPA có thể có tác dụng có lợi đối với các nội quan như tim, xương và thận. Kết quả nghiên cứu trên tiểu cầu thỏ cho thấy n-3 DPA là chất ức chế mạnh nhất COX-1 (enzyme tham gia tổng hợp TXA₂), do đó nó là một chất tiềm năng ức chế sự kết tập tiểu cầu hiệu quả nhất.

Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng n-3 DPA có khả năng kích thích sự di cư tế bào nội mô gấp 10 lần EPA, điều này rất quan trọng đối với quá trình tự lành vết thương. Mặt khác, một nghiên cứu trên động vật thử nghiệm đã chỉ ra rằng n-3 DPA có khả năng ức chế enzyme tổng hợp axit béo.

Như vậy, n-3 DPA là một axit béo rất có tiềm năng trong việc chăm sóc sức khỏe, nó có thể được coi như một nguồn dự trữ EPA cũng như phòng chống các rối loạn chuyển hóa trong cơ thể.

Tác giả Phạm Quốc Long và cộng sự (1998-2007) cũng đã có một số nghiên cứu bước đầu chứng minh vai trò tích cực của các axít béo đa nối đôi PUFA trong thành phần thức ăn nuôi Cua biển (Scylla serata Forskal), tôm Sú (Penaeus monodon). 

Những tác dụng tích cực chính của các axít béo đa nôi đôi PUFA với thuỷ hải sản là:

• Tăng cường phát triển trí não, thị giác, thính giác cho ấu trùng, tăng cường khả năng bắt mồi và tạo tỉ lệ sống sót cao
• Tạo hệ số chuyển hoá thức ăn và hệ số kinh tế cao
• Thúc đẩy nhanh quá trình chín trứng, đạt chất lượng cao tăng cường quá trình sinh sản (đặc biệt với các loài giáp xác: tôm, cua…)
• Tăng cường hệ miễn dịch, vật nuôi có tốc độ lớn nhanh, khoẻ mạnh, có khả năng phòng chống bệnh tật, trong đó có bệnh đốm trắng ở tôm.

Tin bài: NCS Đinh Thị Kim Hoa