Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http //www lrc tnu edu vn i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THÙY LINH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG LACTOBACILLUS, BACILLUS VÀ RHODOSPI[.]
i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THÙY LINH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG LACTOBACILLUS, BACILLUS VÀ RHODOSPIRILLACEAE DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC CẢI THIỆN MÔI TRƢỜNG NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC THÁI NGUYÊN – 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THÙY LINH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG LACTOBACILLUS, BACILLUS VÀ RHODOSPIRILLACEAE DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC CẢI THIỆN MÔI TRƢỜNG NƢỚC NI TRỒNG THỦY SẢN Chun ngành : Cơng nghệ sinh học Mã số : 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS LƢƠNG THỊ HỒNG VÂN TS TRẦN ĐỨC HẠNH Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc ghi rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thùy Linh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn v LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu lớp Cao học công nghệ sinh học trường đại học Khoa Học, nhận giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình thầy giáo, cô giáo nhà trường Nhân dịp xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể thầy giáo, cô giáo; đặc biệt thầy, cô môn Khoa học sống, Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn khoa học PGS TS Lương Thị Hồng Vân TS Trần Đức Hạnh – CTHĐQT công ty cp thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực đề tài hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Cù Hữu Phú ThS Âu Xuân Tuấn cung cấp tài liệu ý kiến q báu để tơi hồn thiện đề tài nghiên cứu Tôi chân thành cám ơn tới Giáo sư, Tiến sỹ trình đọc luận văn có nhận xét tinh tế, sắc sảo, giúp tơi sửa chữa thiếu sót Xin cám ơn ban Giám Đốc, phòng ban đồng nghiệp công ty Cp thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet tạo điều kiện thời gian cổ vũ, động viên tơi suốt q trình thực đề tài Xin trân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thùy Linh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Vi khuẩn quang hợp : VKQH Bacteriochlorophyll : B chl BT : Bào tử KL : Khuẩn lạc TH : Thu hồi LM : Lên men CFU : Đơn vị khuẩn lạc CP : Chế phẩm CTV : Cộng tác viên 10.OD : Mật độ quang 11.DO : Oxi hịa tan 12.COD : Nhu cầu oxi hóa 13.BOD : Nhu cầu oxi sinh học Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i MỤC LỤC vii DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC HÌNH xii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình phát triển nghề ni trồng thủy sản Việt Nam 1.1.1 Hiện trạng nuôi trồng dịch bệnh hoạt động nuôi trồng thủy sản 1.1.2 Hiện trạng sử dụng chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản 1.2 Giới thiệu chung Probiotic 1.2.1 Định nghĩa probiotic 1.2.2 Vai trò probiotic 1.2.3 Những nhóm vi sinh vật thƣờng đƣợc sử dụng sản xuất probiotic 1.2.4 Vi khuẩn Bacillus 11 1.2.5 Vi khuẩn Lactobacillus 14 1.2.6 Vi khuẩn quang hợp tía 18 1.2.7 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình sinh trƣởng phát triển vi khuẩn 20 1.3 Đặc điểm số đánh giá nƣớc nuôi trồng thủy sản 21 1.3.1 Đặc điểm nƣớc nuôi tôm cá 21 1.3.2 Những số đánh giá nƣớc nuôi tôm cá 22 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn viii 1.3.3 Yêu cầu nƣớc nuôi tôm cá 24 1.4 Các bệnh thƣờng xảy cho tôm ao nuôi bị nhiễm bẩn 25 1.5 Ứng dụng Chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản 27 1.6 Một số sản phẩm probiotic dùng chăn nuôi thủy sản thị trƣờng 29 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu lý chọn đối tƣợng nghiên cứu 31 2.2 Hóa chất thiết bị sử dụng 32 2.2.1 Hóa chất 32 2.2.2 Thiết bị 32 2.3 Môi trƣờng nghiên cứu 33 2.3.1 Môi trƣờng MRS (g/l) 33 2.3.2 Môi trƣờng SA (g/l) 33 2.3.3 Môi trƣờng MPA (g/l) 33 2.3.4 Dung dịch vi lƣợng (g/l) 34 2.3.5 Hỗn hợp vitamin (mg/ml) 34 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu xác định tiêu nghiên cứu 34 2.4.1 Phƣơng pháp lựa chọn chủng vi khuẩn sử dụng để sản xuất chế phẩm sinh học 34 2.4.2 Nghiên cứu số yếu tố ảnh hƣởng đến trình nhân giống 35 2.4.3.Nghiên cứu số yếu tố ảnh hƣởng đến trình lên men 36 2.4.4 Phƣơng pháp định tính vi khuẩn nghiên cứu 37 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Kết nghiên cứu tuyển chọn giống sản xuất 39 3.1.1 Chọn chủng có hoạt tính sinh học ổn định, an tồn với vật ni 39 3.1.2 Xác định điều kiện nhân giống 42 3.2 Kết nghiên cứu quy trình lên men sản xuất chế phẩm 47 3.2.1 Lên men chìm 47 3.2.2 Kết nghiên men Bacillus, Lactobacillus mơi trƣờng xốp 49 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ix 3.3 Kết nghiên cứu kỹ thuật thu hồi sinh khối tạo chế phẩm bảo quản chế phẩm 55 3.3.1 Tạo chế phẩm dạng dịch dạng bột 55 3.3.2 Thử an tồn với động vật thí nghiệm 57 3.3.3 Kỹ thuật bảo quản chế phẩm 58 3.4 Xây dựng tiêu chuẩn sở quy trình kiểm nghiệm chế phẩm 59 3.5 Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loài vi khuẩn sử dụng để xử lý môi trƣờng 11 Bảng 1.2: Sự xếp chi Lactobacillus 15 Bảng 1.3: Một số đặc điểm vi khuẩn tía 19 Bảng 1.4: Ảnh hƣởng pH đến sinh trƣởng phát triển tôm cá 23 Bảng 1.5: Một số tiêu nƣớc nuôi trồng thủy sản [5] 25 Bảng 1.6: Các thơng số mơi trƣờng thích hợp cho tôm sú thâm canh [2] 25 Bảng 3.1 Kiểm tra khả đối kháng với vi khuẩn gây bệnh tôm cá 39 Bảng 3.2 Khả sinh enzym phân hủy hữu vi khuẩn 40 Bảng 3.3: Khả sinh trƣởng (theo tích lũy sinh khối OD660) chủng vi khuẩn tía Rhodopseudomonas palustris nguồn nƣớc thải 41 Bảng 3.4: Thành phần môi trƣờng nhân giống Bacillus thích hợp 42 Bảng 3.5: Nhiệt độ nhân giống Bacillus thích hợp 43 Bảng 3.6: Tỷ lệ giống thích hợp 43 Bảng 3.7: Thành phần môi trƣờng nhân giống L.acidophillus TN thích hợp 44 Bảng 3.8: Nhiệt độ nhân giống Lactobacillus acidophillus TN thích hợp 44 Bảng 3.9: pH mơi trƣờng nhân giống L.acidophillus TN thích hợp 44 Bảng 3.10: Tỷ lệ giống L.acidophillus TN thích hợp 45 Bảng 3.11: Nhu cầu vitamin Rhodopseudomonas palustris RD 45 Bảng 3.12: Khả sinh trƣởng R.palustris RD khoảng pH 45 Bảng 3.13: Xác định độ thông khí bình lên men L.acidophillus TN R.palustris RD 48 Bảng 3.14: Xác định độ thông khí bình lên men Bacillus 48 Bảng 3.15: Khảo sát thời gian lên men Bacillus L.acidophillus TN 49 Bảng 3.16: Khảo sát thời gian lên men R.palustris RD 49 Bảng 3.17: Tỷ lệ giống thích hợp 50 Bảng 3.18: Nguồn cacbon thích hợp lên men Lactobacillus môi trƣờng xốp 50 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn xi Bảng 3.19: Thời gian lên men thích hợp 51 Bảng 3.20: Thành phần lên men Bacillus môi trƣờng xốp 52 Bảng 3.21: Ảnh hƣởng nguồn cacbon đến trình lên men Bacillus mơi trƣờng xốp 52 Bảng 3.22: Nhiệt độ lên men Bacillus môi trƣờng xốp 53 Bảng 3.23: Tỷ lệ giống lên men Bacillus môi trường xốp 53 Bảng 3.24: Thời gian lên men Bacillus mơi trƣờng xốp thích hợp 53 Bảng 3.25: Nhiệt độ sấy thích hợp chế phẩm lên men B.subtilis DA 56 Bảng 3.26: Thành phần công thức tạo chế phẩm bột 56 Bảng 3.28: Kết thử độc tính cấp chế phẩm bột 57 Bảng 3.29: Kết thử độc tính cấp chế phẩm lỏng 57 Bảng 3.30: Bảo quản chế phẩm dạng dịch 58 Bảng 3.31: Bảo quản chế phẩm dạng bột 59 Bảng 3.32: Tóm tắt tiêu chuẩn chế phẩm 59 Bảng 3.33: Định tính chế phẩm theo TCVN 2011 60 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn xii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tế bào Bacillus subtilis 12 Hình 1.2 Tế bào Bacillus licheniformis 13 Hình 1.3 Tế bào Bacillus amyloliquefaciens 13 Hình 3.1: Khả chịu mặn chủng vi khuẩn 40 Hình 3.2: Ảnh hƣởng nhiệt độ đến sinh trƣởng R.palustris RD 46 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình nhân giống 47 Hình 3.4: Sơ đồ quy trình lên men chìm lên men mơi trƣờng xốp 54 Hình 3.5: Quy trình kiểm nghiệm chế phẩm 61 Hình 3.6: Quy trình sản xuất chế phẩm 63 Hình 3.7: Hệ thống lên men sục khí hãng Sartorius – Đức 65 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nuôi trồng thủy sản đƣợc coi ngành sản xuất thực phẩm quan trọng việc cung cấp protein động vật cho nhu cầu tiêu dùng ngƣời Trong hai mƣơi năm qua, ngành nuôi trồng thủy sản tăng trƣởng nhanh chóng, đƣợc coi ngành có tốc độ tăng trƣởng cao ngành sản xuất thực phẩm Tại Châu Âu, sản lƣợng ni trồng thủy sản dự đốn vƣợt mức 2,5 triệu năm 2015 đạt mức triệu năm 2030 Các nƣớc khu vực châu Á Thái Bình Dƣơng nƣớc có sản lƣợng nuôi trồng thủy sản cao giới, chiếm 89% khối lƣợng Tại Việt Nam ngành nuôi trồng thủy sản thu hút nhiều ngƣời tham gia đóng góp đáng kể vào tăng trƣởng kinh tế Tuy nhiên, nuôi trồng thủy sản phải đối mặt với thực trạng khó khăn nhiễm bẩn môi trƣờng nuôi dịch bệnh tôm, cá gây thiệt hại nặng nề cho ngƣời nuôi Khi ao đầm nuôi bị nhiễm bẩn hội tốt cho nhóm vi sinh vật có hại phát triển mạnh mẽ, khơng kiểm sốt đƣợc hậu vật ni bị bệnh Có bệnh phát thành dịch lây lan Đặc biệt nhóm bệnh hội Vibrio gây nhƣ bệnh phát sáng, bệnh đen mang, bệnh ăn mịn vỏ kitin, bệnh mịn đi, cụt râu phát sinh nƣớc nuôi bị nhiễm bẩn Nguyên nhân gây ô nhiễm ao đầm nuôi trồng thủy sản lƣợng thức ăn thừa với uế thải hữu phế thải lột xác để trì hoạt động sống tôm với xác động vật thủy sinh phù du yếu tố làm cho ao ni bị nhiễm bẩn, bên cạnh việc sử dụng hóa chất, kháng sinh để phịng ngừa bệnh xử lý mơi trƣờng ni, ngồi tác dụng mong muốn gây nhiều ảnh hƣởng không tốt đến môi trƣờng ngƣời, tồn dƣ kháng sinh môi trƣờng thủy sinh ảnh hƣởng đến cân hệ vi sinh vật ao, vi phạm vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, gây khó khăn việc xuất thủy sản thị trƣờng giới 2 Vì vậy, việc xử lý mơi trƣờng q trình ni nhằm cải thiện mơi trƣờng nƣớc phòng ngừa dịch bệnh cấp thiết Một giải pháp quan trọng sử dụng chế phẩm sinh học có chứa vi sinh vật mang đặc tính hữu ích ( phân hủy hữu cơ, đối kháng với vi khuẩn gây bệnh…) để xử lý mơi trƣờng, tăng khả phịng bệnh vật ni đƣợc nhiều nƣớc giới áp dụng Tuy nhiên, chế phẩm sinh học, thuốc thú y thủy sản thị trƣờng chủ yếu chế phẩm nhập từ nƣớc ngồi, có giá thành cao, cách sử dụng phức tạp ( thƣờng phải hoạt hóa trƣớc sử dụng) nên gây tâm lý ngại sử dụng cho ngƣời dân Từ sở lý luận thực tiễn nói trên, chúng tơi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tuyển chọn số chủng Lactobacillus, Bacillus Rhodospirillaceae dùng để sản xuất chế phẩm sinh học cải thiện môi trường nước nuôi trồng thủy sản ” Mục tiêu nghiên cứu - Tuyển chọn đƣợc chủng vi khuẩn chủng có hoạt tính sinh enzym phân giải hữu cơ, sinh chất kháng khuẩn khử H2S dùng để sản xuất chế phẩm sinh học - Tạo chế phẩm sinh học có chất lƣợng tốt để cải thiện, xử lý môi trƣờng nƣớc nuôi thủy sản Nội dung nghiên cứu - Tuyển chọn chủng vi khuẩn có đặc tính tính chất phù hợp để sử dụng sản xuất chế phẩm sinh học xử lý môi trƣờng nƣớc nuôi trồng thủy sản - Xác định đƣợc điều kiện tối ƣu lên men sản xuất chế phẩm - Thu hồi sinh khối tạo chế phẩm probiotic bảo quản chế phẩm probiotic - Xây dựng tiêu chuẩn sở quy trình kiểm nghiệm chế phẩm probiotic - Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm probiotic từ chủng vi khuẩn nghiên cứu 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình phát triển nghề ni trồng thủy sản Việt Nam Trong năm qua, nuôi trồng thủy sản phát triển mạnh, góp phần tích cực vào việc phát triển kinh tế, xã hội Nuôi cá nƣớc ngọt, ba ba, ếch có tốc độ tăng nhanh, tạo công ăn việc làm tăng thu nhập cho phận lớn ngƣời dân Theo trang thông tin điện tử Tổng cục Thủy sản, giám đốc trung tâm thông tin thủy sản Dƣơng Long Trì [30], ƣớc tính giá trị nuôi trồng thủy sản tháng đầu năm 2013 đạt 45.185 tỷ đồng (trong tổng số 83.318 tỷ đồng giá trị sản xuất thủy sản) Sản lƣợng ƣớc đạt 1.405 nghìn ( tăng 2,6% so với kì năm 2012) Trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, đặc biệt thu hút nhiều ngƣời tham gia nuôi tôm Tôm mặt hàng xuất chiếm thị phần đáng kể kim ngạch xuất thủy sản nƣớc ta Hàng năm, riêng tôm thu đƣợc hàng ngàn USD Tôm sú nghề nuôi tôm sú đem lại lợi nhuận cao, góp phần khơng nhỏ việc phát triển kinh tế nhiều vùng Công nghệ ni tơm sú bƣớc đƣợc hồn thiện từ ni quảng canh vùng có nhiều diện tích đến bán thâm canh thâm canh với mật độ cao (40-50 con/m2) Trong thời gian qua, nuôi tôm bán thâm canh thâm canh phát triển nhanh, tạo hội du nhập công nghệ nuôi nƣớc tiên tiến giới vào Việt Nam, nhanh chóng thay cho ni quảng canh lạc hậu, hiệu phá hủy môi trƣờng tự nhiên [10] Một số sở nuôi tôm thâm canh bắt đầu đánh giá đƣợc vai trò quan trọng việc quản lý môi trƣờng nuôi nên ý đầu tƣ sở hạ tầng yêu cầu kỹ thuật Xây dựng đầm, ao ni, hệ thống cấp nƣớc với yêu cầu Tuy vậy, phần lớn sở nuôi trồng thủy sản lại chƣa nhận thức việc bảo vệ môi trƣờng nuôi để phát triển bền vững Nuôi tôm thâm canh, đặc biệt nuôi tôm sú chịu nhiều rủi ro khách quan nhƣ mƣa, bão, lũ lụt, hạn hán rủi ro chủ quan nhƣ kỹ thuật lạc hậu, giống, thức ăn, hóa chất, chế phẩm xử lý mơi trƣờng, thuốc trị bệnh chất lƣợng Ngay thu hoạch đƣợc sản phẩm ngƣời ni tơm cịn gánh chịu thiệt hại sản phẩm dƣ lƣợng kháng sinh Bởi vậy, nhiều sở nuôi tôm bị thua lỗ nặng 1.1.1 Hiện trạng nuôi trồng dịch bệnh hoạt động nuôi trồng thủy sản Sự phát triển nhanh chóng hoạt động ni trồng thủy sản kéo theo tình trạng nhiễm nặng nề, làm lây lan bùng phát dịch bệnh Trong điều kiện nuôi tôm nay, môi trƣờng ao nuôi giàu dinh dƣỡng Nguyên nhân ngƣời nuôi đƣa vào ao nuôi lƣợng thức ăn tổng hợp lớn mà có phần nhỏ (khoảng 17%) lƣợng thức ăn đƣợc đồng hóa thành sinh khối tơm, cịn lại bị hịa tan nƣớc tiết ngồi môi trƣờng Lƣợng thức ăn thừa, uế thải hữu phế thải lột xác để trì hoạt động sống tôm với xác động vật thủy sinh phù du yếu tố làm cho ao ni nhiễm bẩn Có thể nói đa số đầm tôm bị thất bại môi trƣờng bị nhiễm bẩn [1] Sự nhiễm bẩn ao đầm ngồi nhiễm hữu cịn nhiễm bẩn việc sử dụng hóa chất, kháng sinh q trình ni Khi tơm có tƣợng ăn thay đổi thời tiết hay lột xác ngƣời ni thƣờng cho hóa chất, kháng sinh vào ao ni Việc sử dụng hóa chất khử trùng ao bên cạnh tác dụng mong muốn cịn gây tác hại mơi trƣờng nhƣ việc tồn lƣu hóa chất mơi trƣờng thủy sinh, làm giảm số lƣợng vi sinh vật có lợi ao nuôi (vi khuẩn phân hủy hữu cơ, vi khuẩn đối kháng với vi sinh vật gây bệnh), làm cho trình phân hủy hữu bị đình trệ hậu môi trƣờng bị giàu dinh dƣỡng, kích thích phát triển vi sinh vật gây bệnh, tăng hội bệnh Bên cạnh việc sử dụng hóa chất, kháng sinh ni trồng thủy sản gây tƣợng kháng thuốc, dƣ lƣợng kháng sinh thực phẩm hải sản gây cho ngƣời tiêu dùng rủi ro tiềm ẩn nhƣ tăng mẫn cảm với dƣ lƣợng thuốc xuất hệ vi khuẩn đƣờng ruột kháng lại chất kháng khuẩn Vấn đề trì mơi trƣờng ni yếu tố định thành bại nghề nuôi tôm [1] Tuy nhiên ngƣời nuôi trồng thủy sản nhận thức đƣợc vấn đề Nhiều sở chƣa có hệ thống cấp nƣớc kỹ thuật Nƣớc trƣớc cấp vào đầm, ao sau ni, xả ngồi mơi trƣờng chƣa có biện pháp xử lý Các ao hồ đƣợc bố trí dày đặc thiếu quy hoạch nên đơi nƣớc xả đầm nguồn cấp đầm khác hội để mầm bệnh lây lan, phát triển thành dịch bệnh Những thiệt hại dịch bệnh gây dẫn đến thua lỗ nuôi tôm xảy hàng năm khắp nơi nƣớc Theo thống kê, đồng sông Cửu Long, năm 2004 có 50% tổng số hộ ni bị thua lỗ Ở khu vực miền Trung, tôm bị bệnh cịn nhiều hơn, đến 65% số sở ni bị bệnh Có nhiều năm, nhiều sở ni bị thiệt hại toàn sản lƣợng Ở miền Bắc, 50% số sở nuôi tôm bị bệnh gây thiệt hại khơng nhỏ [10] Nhóm bệnh đốm trắng, đỏ thân, đen mang thƣờng xuất Tiếp bệnh nấm, ký sinh trùng, bệnh vi khuẩn nhƣ phát sáng, bệnh mịn đi, cụt mang tính chất hội nƣớc bị ô nhiễm, đặc biệt ô nhiễm hữu tôm cá bị stress thay đổi nhiệt độ, pH, mật độ thả dày, thay đổi độ mặn nƣớc nguy bị bệnh không tránh khỏi [4,5,9] 1.1.2 Hiện trạng sử dụng chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản Để giảm thiểu bất lợi hóa chất nuôi trồng thủy sản, cần phải hạn chế việc sử dụng Điều có nghĩa phải thƣờng xuyên đối mặt với hàng loạt vấn đề ô nhiễm mơi trƣờng dịch bệnh Vì năm gần đây, nghiên cứu để tìm yếu tố sinh học nhƣ probiotics, enzymes góp phần cải tạo mơi trƣờng, tăng sức đề kháng cho đối tƣợng nuôi trồng đƣợc tiến hành mạnh mẽ Tuy vậy, việc sử dụng chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản vấn đề cần bàn Phần lớn sản phẩm lƣu hành thị trƣờng sản phẩm nhập ngoại bao gồm chế phẩm trộn vào thức ăn chế phẩm xử lý nƣớc Nhiều công ty cung cấp, phân phối nhận chuyển giao kĩ thuật để sản xuất nhƣng mục đích thƣơng mại chƣa quyền lợi ngƣời sử dụng Chƣa kể đến việc đƣa lƣợng đáng kể chủng vi sinh vật vào Việt Nam tiềm tàng nhiều nguy an toàn sinh học Việc gia tăng mức độ thâm canh diện tích ni trồng dẫn đến mơi trƣờng có chiều hƣớng xấu nhu cầu chế phẩm sinh học cao 6 Nhất tình hình thị trƣờng thơng báo cấm nhiều loại kháng sinh sử dụng nuôi trồng thủy sản Đối với hình thức ni tơm bán thâm canh hay ni thâm canh, việc sử dụng chế phẩm sinh học đƣợc nhìn nhận nhƣ biện pháp tích cực Bởi chế phẩm sinh học có tác dụng giảm độc ao, chủ yếu NH3 H2S; giảm mùi hôi; cải thiện màu nƣớc; ổn định pH cân hệ sinh thái ao Chế phẩm sinh học có tác dụng phịng bệnh, giảm thiểu tƣợng gây bệnh cho tơm Ngồi ra, việc áp dụng chế phẩm sinh học ni trồng thủy sản cịn giúp đối tƣợng nuôi hấp thụ thức ăn tốt hơn, giảm hệ số tiêu thụ thức ăn, tăng suất thu hoạch từ 20-30% [22,24] Bên cạnh đó, việc sử dụng chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản hạn chế sử dụng hóa chất kháng sinh, yếu tố gây hậu việc nuôi trồng thủy sản bền vững Thực tế cho thấy, sở sử dụng chế phẩm sinh học đạt suất tôm cao, giảm thiểu nguy mắc bệnh 1.2 Giới thiệu chung Probiotic 1.2.1 Định nghĩa probiotic Thuật ngữ probiotic Metchnikoff đƣa nghiên cứu ngƣời nơng dân Bungary có sức khỏe tốt vào năm 1970 Từ “probiotic” có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa “Cho sống” Tuy nhiên, định nghĩa probiotics phát triển nhiều theo thời gian Lily Stillwell (1965), mô tả lần probiotic nhƣ hỗn hợp đƣợc tạo thành động vật nguyên sinh có khả thúc đẩy phát triển đối tƣợng khác Phạm vi định nghĩa đƣợc mở rộng Sperti vào đầu năm 70 bao gồm, dịch chiết tế bào thúc đẩy trình phát triển vi sinh vật [15],[23] Probiotic nhóm vi khuẩn trung tính, sống đƣờng tiêu hóa động vật, chúng tạo thành khu hệ vi sinh vật, có chức cản trở phát triển số vi sinh vật gây bệnh ngƣời cung cấp số chất có lợi cho thể, có tác dụng tốt cho hệ miễn dịch Con ngƣời sử dụng chế phẩm có chứa probiotic nhƣ loại thực phẩm nhƣ loại thuốc phòng chữa bệnh Probiotics vi sinh vật nhƣ: vi khuẩn hay nấm men mà thêm vào thực phẩm với mục đích điều chỉnh quần thể vi sinh vật đƣờng ruột vật chủ Theo Laurent Verschuere công tác viên (2000) probiotic đƣợc định nghĩa nhƣ sau: "Probiotics sinh vật sống có ảnh hƣởng tốt cho vật chủ nhờ vào biến đổi hệ sinh vật gắn với vật chủ hay xung quanh vật chủ, từ cải thiện khả sử dụng thức ăn, nâng cao khả chống bệnh vật chủ, cải thiện môi trƣờng xung quanh” Năm 2001 Schrezenmeir Devrese định nghĩa Probiotic "Lƣợng vi sinh vật sống xác định với số lƣợng thích hợp đƣợc chuẩn bị sản phẩm, có tác dụng biến đổi tích cực hệ vi sinh vật vùng ruột có tác dụng tốt đến sức khỏe vật chủ” Theo định nghĩa FAO/WHO 2002:" Probiotic, vi sinh vật sống đƣợc kiểm soát chặt chẽ, với lƣợng thích hợp mang lại lợi ích cho vật chủ" Tóm lại probiotic là: - Tập hợp vi sinh vật sống - Đƣợc đƣa vào thể vật ni qua đƣờng tiêu hóa (thức ăn hay thuốc) - Đem lại hiệu tích cực cho sức khỏe vật chủ Để “tập hợp vi sinh vật sống “thực sự” đem lại hiệu tích cực cho sức khỏe vật chủ”, chúng phải đƣợc chọn lọc đáp ứng tiêu chuẩn về: - An toàn sinh học - Hoạt tính sinh học - Đặc tính kỹ thuật để trở thành sản phẩm ngành lên men công nghiệp Cơ chế hoạt động Probiotic Theo vài công trình nghiên cứu gần chế phẩm sinh học đƣợc hoạt động theo số phƣơng thức sau: - Cạnh tranh loại trừ vi khuẩn gây bệnh: Chế phẩm sinh học có khả bám dính vào bề mặt niêm mạc ruột, tạo chế bảo vệ chống lại mầm bệnh qua việc cạnh tranh điểm bám thức ăn 8 - Tạo hoạt chất ức chế: nghiên cứu gần chứng minh dòng chế phẩm sinh học sản sinh chất diệt khuẩn chống lại mầm bệnh thông thƣờng cá nhƣ Enterococcus durans, Escherichia coli, Micrococcus luteus Pseudomonas aeroginosa - Tăng cƣờng hệ miễn dịch vật ni: chế phẩm sinh học kích thích hệ miễn dịch vật ni Các chất kích thích miễn dịch khác tùy theo môi trƣờng cách sử dụng Các chất dẫn xuất định nhƣ polysaccharides, lipoproteins, nucleotides and ß-glucans có khả làm tăng bạch huyết cầu cách kích hoạt đại thực bào Việc sử dụng Bacillus sp đƣợc chứng minh có hiệu việc phịng bệnh vật ni cách kích hoạt hệ miễn dịch dịch hệ miễn dịch tế bào ni tơm sú 1.2.2 Vai trị probiotic Tăng cường sức khỏe ngăn chặn mầm bệnh: Trong thời gian dài, chất kháng sinh đƣợc sử dụng để ngăn chặn bệnh dịch nuôi trồng thủy sản Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh gây nhiều vấn đề nhƣ dƣ thừa chất kháng sinh sản phẩm thủy sản, tạo chế kháng kháng sinh nhƣ làm cân men tiêu hóa đƣờng ruột, gây ảnh hƣởng đến sức khỏe vật nuôi Hơn nữa, nhu cầu ngƣời sản phẩm thủy sản an toàn giới ngày cao Do vậy, việc sử dụng chế phẩm sinh học biện pháp hữu hiệu việc ngăn chặn mầm bệnh kiểm sốt dịch bệnh ni trồng thủy sản Chế phẩm sinh học có khả sản sinh chất có tác dụng diệt vi khuẩn gây bệnh bám thành ruột vật chủ, coi chế phẩm sinh học rào cản hữu hiệu ngăn chặn phát triển mầm bệnh Ngoài ra, chế phẩm sinh học hay “vi khuẩn có lợi” cịn có khả cạnh tranh vị trí bám thức ăn thành ruột với vi sinh vật gây bệnh, không cho phép vi sinh vật bám vào thể vật nuôi, nhờ giúp ngăn ngừa dịch bệnh, đảm bảo sức khỏe cho vật nuôi ... ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THÙY LINH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG LACTOBACILLUS, BACILLUS VÀ RHODOSPIRILLACEAE DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC CẢI THIỆN MÔI... lý luận thực tiễn nói trên, chúng tơi tiến hành đề tài: ? ?Nghiên cứu tuyển chọn số chủng Lactobacillus, Bacillus Rhodospirillaceae dùng để sản xuất chế phẩm sinh học cải thiện môi trường nước nuôi. .. chế phẩm sinh học có chất lƣợng tốt để cải thiện, xử lý môi trƣờng nƣớc nuôi thủy sản Nội dung nghiên cứu - Tuyển chọn chủng vi khuẩn có đặc tính tính chất phù hợp để sử dụng sản xuất chế phẩm sinh