Kiểm soát mùi vị khó chịu trong thịt cá khi nuôi tuần hoàn

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) là một thay thế ngày càng phổ biến cho các hệ thống sản xuất nuôi trồng thủy sản mở do sản lượng cao hơn trên một đơn vị diện tích, sản xuất quanh năm và nhu cầu về đất và nước thấp hơn so với các hình thức nuôi trồng thủy sản truyền thống. Hơn nữa, các trang trại RAS trên đất liền cung cấp một giải pháp thay thế cho nuôi trồng thủy sản trong hệ sinh thái biển bằng cách giảm các tác động môi trường không mong muốn, chẳng hạn như xả chất dinh dưỡng, hạt, thoát và mầm bệnh cho cá. Tuy nhiên, mùi và hương vị có thể tích tụ trong thịt cá từ nước tuần hoàn và làm giảm chất lượng thịt cá. 

Hương vị thường được gây ra bởi geosmin (GSM) và 2 ‐ methylisoborneol (MIB) là các hợp chất lipophilic được hình thành từ sản phẩm chuyển hóa của vi khuẩn. Mặc dù GSM và MIB không độc hại cho sức khỏe nhưng gây mùi vị khó chịu cho người tiêu dùng. Các hương vị phổ biến nhất là hương vị đất và mốc. GSM và MIB đều được cảm nhận ở nồng độ rất thấp bằng các giác quan của con người, cường độ khác nhau dựa trên các loài cá, hàm lượng chất béo của cá và sự thay đổi trong đánh giá cảm giác từ người này sang người khác.

Hương vị trong các sản phẩm nuôi trồng thủy sản không được chấp nhận và phản đối bởi người tiêu dùng có thể gây tốn kém cho ngành nuôi trồng thủy sản. Ở Mỹ, điều này đã được ước tính làm tăng chi phí lên tới 0,25USD/kg cho cá da trơn, bao gồm cả thử nghiệm hương vị, trì hoãn sản xuất và do mất doanh thu, làm giảm khả năng mua hàng trong tương lai.

Suy đoán về nguồn gốc của hương vị đất và mốc trong cá xuất hiện từ đầu thế kỷ 20. Léger (1910) cho rằng vi khuẩn lam là nhà sản xuất mùi mốc và hương vị của cá hồi cầu vồng, nhưng mãi đến những năm 1960, GSM và MIB được phân lập từ nuôi cấy Actinomycetes bằng phương pháp phát hiện sắc ký khí. Ngoài các sản phẩm trao đổi chất của vi khuẩn, hương vị có thể bắt nguồn từ quá trình oxy hóa lipid hoặc sự hư hỏng của vi khuẩn liên quan đến việc xử lý và lưu trữ sau thu hoạch không đúng cách.

Hệ thống RAS trong nuôi trồng thủy sản hiện đại. Ảnh: Intrafish

Nhiều phương pháp đã được thử nghiệm để kiểm soát cả GSM và MIB, bao gồm loại bỏ, giảm hoặc che lấp bằng phương pháp ozone và AOP, than hoạt tính, zeolit, phương pháp quang xúc tác,…

Ozon hóa là một điều trị phổ biến để tăng cường chất lượng nước và thường được sử dụng như một chất khử trùng trước khi lấy nước vào hệ thống nuôi nhưng không đủ để loại bỏ GSM và MIB khỏi nước tuần hoàn. Trong nuôi trồng thủy sản, ozone cải thiện độ trong của nước, độ trong suốt của tia cực tím và các quá trình đông máu, lọc, nitrat hóa và thoái hóa protein. Ozone cũng có đặc tính diệt khuẩn, ký sinh trùng, làm bất hoạt và tiêu diệt mầm bệnh hoặc để loại bỏ chất rắn lơ lửng, giảm nitrite và các phân tử hữu cơ không phân hủy sinh học và tăng oxy hòa tan. Ozone liều cao gây tốn kém, làm tăng nguy cơ gây nguy hiểm cho cá ở nồng độ cao và làm xáo trộn màng sinh học vi khuẩn quan trọng trong các đơn vị lọc hệ thống và nó có thể gây nguy cơ nổ hoặc nguy hiểm sức khỏe khác cho nhân viên trang trại nếu được đưa vào không khí tại các cơ sở của trang trại. Nói chung, ozone nên được sử dụng thận trọng trong RAS.

Than hoạt tính dạng hạt đã được sử dụng thành công để loại bỏ GSM và MIB khỏi nước khử trùng. Ngoài ra, có các chất hấp phụ và chất hấp thụ đã được thử nghiệm để loại bỏ GSM và MIB khỏi nước nuôi cá như vật liệu kỵ nước (polystyrene hoặc parafin), polyurethan nanospit cyclodextrin, lớp phủ zeolite,…

GSM và MIB dễ bị suy thoái sinh học và các bộ lọc sinh học cụ thể đã được phát triển để làm suy giảm GSM và MIB từ nước. Bacillus subtilis, Enterobacter sp., Pseudomonas sp. và nấm men Candida sp. có thể biến MIB thành dạng vô hại. Sử dụng bộ lọc than hoạt tính có chứa B. subtilis. Tuy nhiên, cho đến nay, các phương pháp sinh học để làm suy giảm GSM và MIB vẫn chưa được áp dụng trong các trang trại RAS thương mại. 

Phương pháp quang xúc tác có thể loại bỏ GSM khỏi nước bằng cách TiO2 đã được sử dụng dưới ánh sáng tia cực tím để loại bỏ GSM nhưng gần đây cũng sử dụng phương pháp dựa trên xúc tác quang xúc tác vonfram trioxide (Pd/WO3) dưới ánh sáng mặt trời mô phỏng. Tuy nhiên, các ứng dụng thương mại chưa có sẵn và hiệu quả cuối cùng, chi phí và thách thức sẽ chỉ trở nên rõ ràng theo thời gian. 

Mặt khác, các phương pháp sau thu hoạch dựa trên việc che giấu các hương hoặc khử hóa học bằng lá trà và axit hữu cơ dường như rất khó trở thành phương pháp thương mại được sử dụng rộng rãi.

Ngành thủy sản ở Việt Nam đang trong bối cảnh xâm nhập mặn diễn biến phức tạp, chịu động nặng nề của ô nhiễm môi trường, dịch bệnh, sử dụng kháng sinh tràn lan gây ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản. Nên áp dụng hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) trong mô hình nuôi tôm và nên nghiên cứu phương pháp đem lại hiệu quả có thể áp dụng trong mô hình nuôi cá giảm tích tụ (GSM) và (MIB).