ผลของการใช้นาโน-เคอร์ซตินิผสมในอาหารต่อการเจริญเติบโตและเสริมภูมิคุ้มกันต่อเชื้อ Streptococcus agalactiae ในปลานิล (Oreochromis niloticus)
Efficacy of Dietary Nano-quercetin on Growth, Innate Immune Responses, and Resistance of Nile Tilapia, Oreochromis niloticus against Streptococcus agalactiae Infection
Keywords:
ปลานิล , อนุภาคนาโน , เคอร์ซิติน , ภูมิคุ้มกัน, สเตรปโตคอคคัส, Nile tilapia, quercetin, nanoparticles, immune response, Streptococcus agalactiaeAbstract
พัฒนาผลิตภัณฑ์นาโน-เคอร์ซิตินโดยละลายเคอร์ซิตินกับเอทานอลนอล (1 mg/mL) แล้วนำไปผสมกับ Pluronic F127 ที่ละลายด้วยน้ำ DI (1 mg/mL) ในอัตราส่วน 1:3 คนให้สารละลายเข้ากันแล้วเติม Tween 80 20 μL แล้วนำไปฟรีสดรายนำไปวิเคราะห์อนุภาคจนได้ขนาด 12.27±4.45 นาโนเมตร แล้วนำมาทดสอบการเจริญเติบโต และสร้างภูมิคุ้มกันต่อเชื้อ S. agalactiae ในปลานิล โดยเริ่มต้นปล่อยปลานิลขนาด 40±10 กรัม จำนวน 20 ตัวมาปล่อยในกระชังขนาด 1 ตารางเมตร ทดลองโดยให้อาหาร 4 สูตรคือ อาหารควบคุม อาหารผสมนาโน-เคอร์ซิติน 25, 50 และ 75 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัมให้อาหาร 4 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัววันละ 2 มื้อโดยทดลองเป็นระยะ 8 สัปดาห์ พบว่า ผลด้านค่าการเจริญเติบโต น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นต่อวัน อัตราแลกเนื้อ การกินอาหารและอัตรารอด ไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติ (P>0.05) ผลของค่ากิจกรรมไลโซไซม์ของกลุ่มที่ได้รับนาโน-เคอร์ซิติน 25, 50 และ 75 มิลลิกรัม พบว่า ตั้งแต่สัปดาห์ที่ 4 จนถึงสัปดาห์สุดท้ายของการทดลองมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (P<0.05) แต่ไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติระหว่างกลุ่มทดลองที่ได้รับนาโน-เคอร์ซิติน (P>0.05) กระบวนการจับกินสิ่งแปลกปลอมพบว่าเมื่อสิ้นสุดการทดลองกลุ่มที่ได้รับนาโนเคอร์ซิติน 50 มิลลิกรัม มีเปอร์เซ็นต์การจับกินที่ดีที่สุดและความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญกับกลุ่มทดลองอื่น ๆ (P<0.05) กระบวนการผลิตซุปเปอร์ออกไซด์แอนไอออนพบว่า เมื่อสิ้นสุดการทดลองไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติ (P>0.05) ระหว่างกลุ่มทดลอง จากการทดสอบเชื้อ S. agalactiae ความเข้มข้น 1x108 CFU ต่อมิลลิลิตรต่อตัว พบว่ากลุ่มปลาที่ได้รับอาหารผสมนาโน-เคอร์ซิติน 75 มิลลิกรัมมีอัตรารอดตายสูงที่สุด (93.33%) รองลงมาคือกลุ่มได้รับนาโน-เคอร์ซิติน 50(90%) และ 25 (80%) มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัมตามลำดับ จากการทดลองพบสารนาโน-เคอร์ซิตินไม่มีส่วนช่วยในเรื่องอัตราการเจริญเติบโตแต่สามารถช่วยเสริมภูมิคุ้มกันต่อเชื้อ S. agalactiae ได้ Developed Nano-Quercetin by dissolving quercetin with ethanol (1:1). Mixed with Pluronic F-127 solution (DI water: Pluronic F-127, 1:1) ratio 1:3 shake and drop 20 μL Tween 80. Then Freeze-drysolution and analyzed with Malvern. Nano-Quercetin diameter12.27±4.45 nm test efficacy of dietary on growth, immune response and resistance of Nile tilapia against S. agalactiae was investigated. Fish (40±10 grams, 20 fish/m3) were divided into 4 groups before being fed for 8 weeks with 0 (Control), 25, 50 and 75 mg of Nano-Quercetin. Fish were fed experimental diets at a rate of 4 body wight/day. The results showed that growth parameter weight gain, average daily gain, feed intake, FCR and survival rate werenot significantly different (P>0.05). The serum lysozyme activities of tilapia fed with25, 50 and 75 mg of Nano-Quercetin enhanced significantly (P<0.05) when compared with control after the 4th to 8th week of the experiment. Tilapia fed with 50 mg of Nano-Quercetin showed a highly significant difference (P<0.05) in phagocytosis activity. While the respiratory burst activity was not significantly different (P>0.05). After challenge with S. agalactiae, the survival rates werein groupsfed with 75 (93.33%), 50 (90%) and 25 (80%) mg Nano- Quercetin, respectively. Results obtained in this study showed that a Nano- Quercetin supplementary diet could not increase growth performances but it could improve immune response against S. agalactiaeReferences
Awad, E., Austin, D. & Lyndon, A.R. (2013). Effect of black cumin seed oil (Nigella sativa) and nettle extract (Quercetin) on enhancement of immunity in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum), Aquaculture, 388-391, 193–197.
Buchweitz, M., Kroon, P.A., Rich, G.T. & Wilde, P.J. (2016). Quercetin solubilisation in bile salts: A comparison with sodium dodecyl sulphate, Food Chemistry, 211, 356–364.
Chitmanat, C. (2013). Effects of herbal products on fish immunity. KKU Res. J.., 18 (2), 257-268. (in Thai)
Fishery Statistics Analysis and Research Group. (2019). Statistics Of Freshwater Aquaculture Production 2017 (4). Bangkok: Fisheries Development Policy and Strategy Division. (in Thai)
Gao, L., Liu, G., Wang, X., Liu, F., Xu, Y. & Ma, J. (2011). Preparation of a chemically stable quercetin formulation using nanosuspension technology. International Journal of Pharmaceutics, 404, 231–237.
Ghiraldelli, L., Martins, M., Adamante, W., & Yamashita, M. (2006). First Record of Trichodina compacta Van As and Basson, 1989 (Protozoa: Ciliophora) from Cultured Nile Tilapia in the State of Santa Catarina, Brazil, International Journal of Zoological Research, 2(4), 369–375.
Gottfredsen, R. H., Larsen, U. G, Enghild, J. J & Petersen, S. V. (2013). Hydrogen peroxide induce modifications of human extracellular superoxide dismutase that results in enzyme inhibition, Redox Biology, 1(1), 24–31.
Hien, V. D., Doolgindachbaporna S., & Suksrib, A. (2014). Effects of low molecular weight agar and Lactobacillus plantarum on growth performance, immunity, and disease resistance of basa fish (Pangasius bocourti, Sauvage 1880), Fish & Shellfish Immunology, 41(2), 340–345.
Kroanantrakul, K. (1999). Breeding tilapia monosex., Bangkok: Inland Fisheries Research and Development Division. (in Thai)
Kumar, V. D., Verma, P. R. P. & Singh, S. K. (2016). Morphological and in vitro antibacterial efficacy of quercetin loaded nanoparticles against food-borne microorganisms, Food Science and Technology, 66, 638–650.
Mian, G. F., Godoy, D. T., Leal, C. A. G., Yuhara, T. Y., Costa, G. M., & Figueiredo, H. C. P. (2009). Aspects of the natural history and virulence of S. agalactiae infection in Nile tilapia, Veterinary microbiology, 136(1-2), 180–183.
Mirzoeva, O.K., Grishanin, R. N., & Calder, P. C. (1997). Antimicrobial action of propoils and some of its components: the effect on growth, membrane potential and motility of bacteria. Microbiological Research. 152(3), 239–246.
Ohemeng, K A., Schwender, C. F., Fu, K. P., & Barrett, J. F. (1993). DNA gyrase inhibitory and antibacterial activity of some flavones (1). Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 3(2), 225–230.
Pês T. S., Saccol, E.M., Ourique, G.M., Londero, E.P., Gressler, L.T., Golombieski, J.I., Glanzner, W.G., Llesuy, S.F., Gonçalves, P.B.D., Neto, J.R., Baldisserotto, B. & Pavanato, M.A. (2016). Quercetin in the diet of silver catfish: Effects on antioxidant status, blood parameters and pituitary hormone expression. Aquaculture, 458(1), 100–106.
Plaper, A., Golob, M., Hafner, I., Oblak, M., Solmajer, T., & Jerala, R. (2003). Characterization of quercetin binding site on DNA gyrase. Biochemical and Biophysical Research Communications, 306(2), 276–536.
Puangkaew, J., Kiron, V., Somamoto, T., Okamoto, N., Satoh, S., Takeuchi, T. & Watanabe, T. (2004). Nonspecific immune response of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) in relation to different status of vitamin E and highly unsaturated fatty acids, Fish & Shellfish Immunology, 16(1), 25–39.
Rattanachaikunsopon, P., & Phumkhachorn, P. (2007). Bacteriostatic effect of flavonoids isolated from leaves of Psidium guajava on fish pathogens, Fitoterapia, 78, 434–436.
Sassa-deepaeng, T., Pikulkaew, S. & Okonogi, S. (2016). Development of chrysin loaded poloxamer micelles and toxicity evaluation in fish embryos, Drug Discoveries & Therapeutics, 10(3), 150–155.
Secombes, C.J. (1990). Isolation of salmonid macrophages and analysis of their killing ability. In: Stolen JS, Fletcher TC, Anderson DP, Roberson BS, Van WB, Winkel M, Eds, Techniques in fish immunology, New Jersey: SOS Publication, 137–152.
Sookchaiyaporn, N., Srisapoome, P., Unajak, S. & Areechon, N. (2020). Efficacy of Bacillus spp. isolated from Nile tilapia Oreochromis niloticus Linn. on its growth and immunity, and control of pathogenic bacteria, Fisheries Science, 86, 353–365.
Suttana, W. (2013). Anticancer Activities of Flavonoids: Mechanisms of Actions, Srinagarind Med J, 28(4), 567-582.
Woraphatphadung, T. & Opanasopit, P. (2014). Polymeric micelles for drug delivery: Drug loading by physical entrapment and factors affecting its efficiency, TBPS, 9(2), 62–73. (in Thai)
Yang, J. X., Maria, T. C., Zhou, F., Xiao, Wang, M., Mao, Y. J. & Li, Y. (2020). Quercetin improves immune function in Arbor Acre broilers through activation of NF-κB signaling pathway. Poultry Science 99, 906–913.
Yoshida, T. & Kitao, T. (1991). The opsonic effect of specific immune serum on the phagocytic and chemiluminescent response in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss phagocytes fish pathology, 26, 29–33.
