KỸ THUẬT NUÔI CẤY NGỌC TRAI NHÂN TẠO

Ngọc Trai là vật trang sức được ưu chuộng từ lâu. Thời xa xưa con người đã biết thu hoạch ngọc Trai ở biển và cho tới nay dù trãi qua nhiều thế kỷ Trai ngọc vẫn là nguồn lợi vô cùng to lớn. Do việc khai thác đơn thuần dựa vào tự nhiên đã không thỏa mãn nhu cầu tiêu dùng mà có nơi còn làm cho nguồn lợi ngày càng cạn kiệt, nên việc nuôi cấy ngọc Trai nhân tạo đã được áp dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Mặc dù ở nước ta có nhiều loài Trai có khả năng tạo ngọc như: Trai cánh (Sinohyriopsis), Trai không răng (Anodonta), Trai ngọc (Pinctada)... nhưng sản lượng ngọc trai còn quá thấp. Để tăng sản lượng chúng ta không thể dựa vào khai thác mà phải chủ động nuôi Trai để sản xuất ngọc nhân tạo.

Lịch sử nuôi Trai lấy ngọc đã có từ lâu đời và phát triển qua ba giai đoạn sau:

• Giai đoạn 1: trước 1853 là giai đoạn khai thác ngọc tự nhiên. Giai đoạn này người ta bắt Trai tự nhiên về thả nuôi ở một nơi nhất định sau 3-4 năm thì khai thác lấy ngọc. Con người chỉ có vai trò giữ giống còn quá trình hình thành ngọc là tự nhiên, cong người hoàn toàn không có tác động gì đến quá trình tạo ngọc của Trai.

• Giai đoạn 2: từ 1853-1925 là giai đoạn sản xuất ngọc bán cầu. Giai đoạn này người ta cấy một dị vật vào giữa vỏ và màng áo Trai và nuôi trong các lồng. Sau một thời gian Trai sẽ tiết ra xà cừ bao lầy dị vật tạo nên ngọc hình bán cầu. Phương pháp này do Kokichi Mikimoto đề xuất.

• Giai đoạn 3: Từ 1925 đến nay là giai đoạn sản xuất ngọc tròn nhờ cải tiến kỹ thuật của Tokisi Nisicavo.

Ngọc tự nhiên và ngọc nhân tạo chỉ khác nhau tác nhân tạo ra ngọc mà không khác nhau về chất lượng nên giá trị sử dụng là như nhau.

I. CÁC GIẢ THUYẾT TẠO NGỌC.

1. Thuyết nội nhân.

Theo thuyết này, nguyên nhân tạo ngọc là do yếu tố bên trong gây ra. Khi màng áo bị mắc bệnh, một phần tế bào biểu bì của màng áo bị bong ra và chìm dần vào mô liên kết. Các tế bào này tiết ra ngọc tạo thành túi ngọc.

2. Thuyết ngoại nhân.

Thuyết ngoại nhân cho rằng nguyên nhân tạo túi ngọc là do bên ngoài gây ra một cách ngẫu nhiên. Khi có một dị vật (cát, ký sinh trùng) từ bên ngoài xâm nhập vào khoảng giữa màng áo và vỏ rồi chìm dần vào mô liên kết cùng một phần tế bào biểu bì của màng áo. Các tế bào này tiết ra ngọc bao lấy dị vật tạo thành túi ngọc. Thuyết này là cơ sở khoa học cho việc cấy ngọc nhân tạo.

3.  Thuyết mô phân tiết ngọc.

Khi mô phân tiết ngọc bị một kích thích ngoại lai sẽ tạo ra sinh sản dị trạng tạo thành túi ngọc. Như vậy sự hình thành túi ngọc chỉ là việc kích thích các tế bào tiết ngọc (kích thích vật lý hay hóa học) tạo ra sinh sản dị trạng mà không cần dị vật.

4. Cơ chế hình thành tầng xà cừ (ngọc trai)

Các tế bào biểu bì mặt ngoài màng áo (thượng bì) có chức năng vận chuyển protein, đường đa (polysaccaride), các ion kim loại và gốc muối đến xoang giữa màng áo. Tại đây sẽ xảy ra các phản ứng:

            Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃

            Ion kim loại + gốc muối = Muối kim loại

CaCO₃ và muối kim loại kết hợp với nhau tạo thành phiến đá vôi sắp xếp có trật tự. Polysaccaride và protein kết hợp lại tạo thành chất kết nối các phiến đá vôi lại với nhau. Chính sự sắp xếp xen kẻ giữa hai thành phần hữu cơ (protein và polysaccarid) và vô cơ (phiến đá vôi) tạo nên màu sắc óng ánh cho ngọc trai.

5.  Các loại ngọc

Dựa vào vị trí hình thành và hình dạng của ngọc người ta chia ngọc thành các loại như sau:

5.1  Ngọc tròn: Loại này thường có dạng tròn được hình thành bên trong các mô của cơ thể Trai và ngọc không cố định vào vỏ. Dựa vào vị trí và sắc thái có thể chia làm 4 loại:

• Ngọc túi: hình thành ở mép màng áo, kích thước to, chất lượng tốt nhất.

• Ngọc tai: hình thành ở tai vỏ phía dưới bản lề nên còn gọi là ngọc nề. Loại này có thể hình thành 2-3 viên cùng một nơi, chất lượng không tốt lắm.

• Ngọc thịt: hình thành trong các sợi cơ, có thể có hàng chục đến hàng trăm viên cùng một chổ, kích thước nhỏ, chất lượng không tốt nên chỉ dùng làm thuốc.

• Ngọc bụng: hình thành gần nội tạng, chất lượng không tốt.

5.2.  Ngọc bán cầu: Loại ngọc này dính vào mặt trong của vỏ nên còn gọi là ngọc dính, hình dạng bán cầu, chất lượng tương đối tốt

II. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC TRAI NGỌC

Trai ngọc Pinctada martensii (Dunker): trai phân bố ở Nhật bản, Nam Ấn Độ, Quảng Đông (TQ). Ở Việt Nam Trai phân bố ở Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Bình Thuận, Khánh Hòa, Quảng Nam-Đà Nẵng, Bà Rịa-Vũng Tàu, Côn Đảo, Phú Quốc. Trai sống ở vùng dưới triều độ sâu khoảng 15-20m nơi có nồng độ muối khoảng 25-30%o, chất đáy là cát, sỏi pha vỏ động vật thân mềm vá ít sóng gió. Mùa vụ sinh sản từ tháng 4-10. Thức ăn chủ yếu của Trai là thực vật phù du. Trai có tầng xà cừ ở giữa vỏ dày, nhẵn bóng, mép màu vàng nhạt. Là loài dùng để sản xuất ngọc nhân tạo.

Trai ngọc môi vàng Pinctada maxima: người Trung Quốc gọi là đại trân châu. Loài này phân bố ở Tây Bắc Úc, Indonesia, Philippines, Vịnh Thái Lan, Ấn Độ, Đài Loan. Ở nước ta Trai môi vàng có ở đảo Bạch Long vĩ, Phú Quí, Phú Quốc. Chúng sống ở độ sâu 25-35m, nơi có đáy sỏi, cát. Mặc ngoài vỏ của Trai có màu nâu, mặt trong có màu ánh bạc, xung quanh mép vỏ có màu ánh vàng. Chúng là đối tượng để sản xuất ra loại ngọc quí. Hiện nay có một số cơ sở nuôi cấy ngọc ở Vũng Rô (Phú Yên).

Trai ngọc môi đen Pinctada margaritifera: phân bố ở Đông Thái bình Dương, Panama, Mexico, Xu đăng, Tahiti. Ở nước ta có ở Thanh Hóa, Sông Cầu (Phú Yên, Phan Thiết (Bình Thuận), Nha Trang và Cam Ranh (Khánh Hòa). Trai sống ở độ sâu khoảng 50-60m, nơi có nồng độ muối 30%o.

Khi tuyến sinh dục của Trai thành thục chúng phóngsản phẩm sinh dục (trứng và tinh trùng) vào môi trường nước. Trứng thụ tinh sẽ phát triển qua các giai đoạn ấu trùng phù du (tương tự như ở Hầu). Khoảng 25 ngày sau ấu trùng biến thái chuyển sang giai đoạn sống bám. Ấu trùng bám thường tiết ra 3-4 rễ tô chân để bám vào giá thể. Trai 1 tuổi bắt đầu sinh sản, thời gian sinh sản từ tháng 4-10.

Thức ăn của Trai chủ yếu là tảo ngoài ra Trai còn ăn các chất lơ lững trong nước như xác bã hữu cơ có kích thước nhỏ. Trai bắt mồi theo theo phương thức thụ động nhưng có chọn lọc theo kích. Quá trình chọn lọc thức ăn cũng tương tự như cách chọn lọc thức ăn của Hầu (xem chương 2). Tuổi thọ của Trai khoảng 12 năm.

III. KỸ THUẬT CẤY NGỌC.

Trước khi tiến hành cấy cần chuẩn bị trai mẹ bằng cách nuôi Trai trong các lồng bằng tre hay lưới. Việc cấy nhân chỉ được thực hiện khi Trai đạt tiêu chuẩn về kích thước, thời gian và tình trạng của tuyến sinh dục. Nếu khi cấy nhân mà tuyến sinh dục của trai đang ở giai đoạn thành thục thì Trai dể bị chết hay bị rơi nhân hoặc ngọc được tạo thành không đạt chất lượng. Vì vậy cần chọn Trai mẹ có tuyến sinh dục không thành thục để cấy nhân.

1. Chuẩn bị Trai mẹ.

Có hai cách chuẩn bị Trai mẹ:

• Cách thứ nhất: ức chế tuyến sinh dục, thường được tiến hành vào đầu mùa sinh sản. Thời gian này nhiệt độ bắt đầu tăng sau mùa Đông lạnh nhưng tầng nước sâu nhiệt độ vẫn còn thấp. Nuôi Trai ở tầng nước sâu, với điều kiện nhiệt độ thấp sẽ ức chế sự phát triển của tuyến sinh dục.

• Cách thứ hai: kích thích tuyến sinh dục phát triển nhanh, thường được áp dụng vào mùa Trai đẻ rộ. Kích thích sự phát triển của tuyến sinh dục bằng cách nuôi trai ở tầng nước mặt có nhiệt độ cao (28-32oC). Sau một thời gian ngắn Trai sẽ thành thục và sinh sản. Sau khi Trai đã sinh sản thì chúng ta có thể tiến hành cấy nhân. Tuy nhiên sau khi sinh sản Trai thường yếu đi nên hiệu quả của việc cấy nhân sẽ không cao.

2.  Chọn lọc Trai mẹ.

Chọn Trai mẹ có kích thước phù hợp cho vào bể, đặt bụng Trai ngửa lên trên và duy trì nhiệt độ nước khoảng 28-30^oC. Khoảng 1 giờ sau Trai sẽ mở vỏ, dùng kẹp mở miệng vỏ Trai (khoảng 1-1,5cm) để kiểm tra tuyến sinh dục. Nếu đạt yêu cầu thì chèn miệng vỏ và đưa về phòng thí nghiệm để tiến hành cấy nhân.

3. Cắt màng áo.

Trai dùng để cấy ngọc gồm hai loại, Trai kỹ thuật và Trai nguyên liệu. Trai kỹ thuật là Trai dùng để cấy nhân vào còn Trai nguyên liệu là Trai dùng để lấy mảnh màng áo. Tỉ lệ  của hai loại này là 2:1-5:1. Trai nguyên liệu là loại khoảng 1-2 tuổi, Trai càng to càng tốt nhưng không nên vượt quá 5-6 tuổi. Việc chọn Trai nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian tạo ngọc và chất lượng sản phẩm sau này.

Lớp xà cừ của vỏ trai do toàn bộ biểu bì mặt ngoài màng áo (mặt tiếp xúc với vỏ) tiết ra, nhưng chất lượng tùy theo vị trí của màng áo mà quá trình hình xà cừ nhanh hay chậm và chất lượng của lớp xà cừ cũng khác nhau. Theo kết quả thí nghiệm bằng đồng vị phóng xạ Ca⁴⁵ thì mép màng áo là nơi hấp thu nhiều Ca⁴⁵ nhất (trao đổi chất mạnh nhất). Vì vậy, hiện nay trong kỹ thuật cấy ngọc đều dùng lớp tế bào ở mép màng áo để cấy. Tuy nhiên, trên mép màng áo ở từng vị trí khác nhau cũng cho chất lượng xà cừ khác nhau. Một thí nghiệm khác cũng cho thấy mép màng áo ở phần bụng có khả năng phục hồi nhanh nhất và cho chất lượng ngọc tốt nhất.

Dùng dao mổ luồn vào cát đứt cơ khép vỏ, chú ý không nên để dao đụng vào màng áo nếu không màng áo sẽ co lại. Lật vỏ ra cắt lấy phần bụng của màng áo, tẩy sạch chất nhầy rồi đặt lên giá tế bào. Khi đặt màng áo lên giá tế bào, lật mặt tiếp xúc với vỏ quay lên trên sẽ thấy có một đường vàng nâu cách mép màng áo khoảng 3-4mm chạy song song với mép vỏ. Dùng kéo cắt theo đường đó và loại bỏ phần mép rồi cắt màng áo thành từng miếng khoảng 2-3mm². Khi cắt màng áo cần chú ý đến những điểm sau:

• Phần mép ngoài màng áo là các tế bào tiết ra chất sừng chứ không tiết ra ngọc cho nên cần loại bỏ phần này.

• Khi cắt màng áo xong thì phải tiến hành cấy ngay.

• Trai dùng để lấy màng áo phải khỏe, không bị tổ thương hay dị tật.

• Dụng cụ phải sạch sẽ.

• Thao tác nhanh và chính xác.

4. Cấy màng áo.

Khi cấy đặt Trai lên giá cấy, bụng ngửa lên trên. Dùng móc móc lấy phần giữa chân kéo về phía sau cho chân giãn rộng ra. Cắt lấy một lỗ nhỏ ở giữa gốc chân, kích thước của vết cắt phải tương ứng với đường kính nhân cấy (lỗ mở hơi nhỏ hơn nhân cấy) rồi dùng kim thọc qua lỗ mở đó thông đến vị trí đặt nhân tạo thành một đường ống. Có ba vị trí cấy là nội tạng, trước xoang bao tim, và gốc xúc biện. Sau khi đã thông đường thì dùng kim đưa màng áo ghim lên mép của miếng màng áo đã cắt sẵn và đưa thẳng vào cuối đường ống. Khi cấy chú ý mặt ngoài của mảnh màng áo phải quay về phía nhân cấy.

5. Cấy nhân.

Nhân thường dùng là vỏ trai nước ngọt hoặc thủy tinh đã được mài tròn, nhẵn bóng, đường kính của hạt từ 2-9mm (tùy theo kích thước của Trai kỹ thuật). Sau khi cấy màng áo xong thì tiến hành cấy nhân. Đặt nhân cấy vào đầu lõm của kim đưa nhân và đưa nhân vào tiếp xúc với miếng màng áo vừa mới cấy. Thao tác đưa nhân cũng giống như khi cấy màng áo.

Mỗi Trai kỹ thuật ta có thể cấy 5 nhân, một ở nội tạng, hai ở gốc xúc biện, hai ở trước xoang bao tim. Khi cấy ở trước xoang bao tim và gốc xúc biện thì thao tác cấy ở vị trí bên phải và bên trái là như nhau. Khi cấy màng áo và nhân ở nội tạng cố gắng tránh làm tổn thương đến cơ co rút chân và ống tiêu hóa, cấy ở vị trí trước xoang bao tim thì tránh việc cấy quá sâu dễ làm chết Trai.

6. Nuôi thành ngọc.

Nuôi vỗ: Sau cấy nhân Trai bị tổn thương nên cần phải nuôi vỗ để Trai phục hgồi sức khỏe. Nơi nuôi vổ phải yên tĩnh và điều kiện môi trường ít dao động. Sau một tuần nuôi vỗ vết thương sẽ lành và lớp biểu bì mặt ngoài màng áo sẽ phát triển bao lấy nhân cấy. Biểu bì mặt trong sẽ bị mô liên kết hấp thụ trong 2 ngày.

Nuôi thành ngọc: Sau khi Trai đã phục hồi chúng ta chuyển chúng đến bãi chính để nuôi thành ngọc. Bãi nuôi thành ngọc có nồng độ muối 25-30%o, nhiệt độ từ 20-30^oC. Nuôi Trai bằng lồng tre hay lưới, thời gian nuôi thường từ 1-4 năm tùy theo yêu cần ngọc to hay nhỏ.

7. Chăm sóc quản lý.

Trong quá trình nuôi Trai công việc chăm sóc chủ yếu là giữ cho lồng Trai sạch và tránh những bất lợi cho Trai. Lồng Trai thường bị các sinh vật sống bám làm ảnh hưởng đến sinh trưởng. Nên định kỳ tẩy rửa khi thấy trên vỏ Trai có nhiều sinh vật bám, nhất là sinh vật bám trên bản lề của Trai nếu không Trai sẽ không mở vỏ được. Trong điều kiện môi trường bất lợi phải di dời đi nơi khác. Trai cũng có nhiều địch hại như Hải miên, Cua, Sao biển... cần có biện pháp phòng trừ.

8. Nuôi gây màu.

Ngọc trai được ưa chuộng có màu trắng hồng. Loại ngọc này có thể được tạo thành ở những vùng biển nhất định mà nơi khác không tạo ra được. Vùng biển như vậy được người ta dùng để nuôi gây màu. Điều kiện môi trường cụ thể để tạo màu cho ngọc trai thì chưa được xác định rõ, nhưng theo kinh nghiệm thì khu vực này có thức ăn dồi dào, các điều kiện môi trường như nhiệt độ, nồng độ muối, khí hậu biến đổi theo mùa rõ rệt. Vì vật trước khi thu hoạch ngọc người ta chuyển Trai đến vùng biển gây màu để nuôi, sau vài tháng nuôi gây màu thì có thể tiến hành thu hoạch.

9. Thu hoạch.

Ngọc trai được thu hoạch vào mùa nhiệt độ thấp thì chất lượng ngọc tốt hơn thu ở mùa có nhiệt độ cao. Thời kỳ thu hoạch rộ thường vào tháng 8-10 hàng năm.

Tách vỏ Trai, thu lấy ngọc sau đó rửa sạnh và tiến hành phân loại. Trai không đạt tiêu chuẩn như hạt không tròn, có nhiều vết bẩn sẽ được xử lý tiếp. Có thể tẩy bẩn cho ngọc bằng dung dịch H₂O₂ 2% từ 10-15 phút, sau đó rửa lại bắng xà phòng và ngâm vào cồn 40^o trong 6 giờ. Có thể dùng sóng siêu âm để tẩy vết bẩn. Ngọc không tròn có thể được mài tròn và đánh bóng. Nếu màu sắc không đẹp có thể dùng phẩm nhuộm để nhuộm màu.