phân lập và tuyển chọn vi khuẩn biển sinh bacteriocin từ ruột cá giò nhằm định hướng ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản bền vững

Do vậy, sử dụng các vi khuẩn sinh bacteriocin có thể là giải pháp thay thế rất phù hợp với vai trò kép bởi vì bacteriocin sẽ là một chất kháng sinh thế hệ mới an toàn và thân thiện với s

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nha Trang đã luôn quan tâm, chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình, giúp cho tôi có được những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường T ô i x i n d à n h l ờ i c ả m ơ n s â u s ắ c nh ấ t

đ ế n C ô N gu y ễ n T h ị N gọ c T h a n h và T h ầ y N gu y ễ n V ă n D u y, B ộ mô n

C ô n g nghệ Môi Trường, Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nha Trang đã định hướng, dìu dắt và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn đến chị Nguyễn Minh Nhật, cán bộ quản

lý phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học, đã tạo mọi điều kiện về thời gian, dụng

cụ, máy móc để tôi hoàn thành đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên lớp 50CNMT, cùng toàn thể các bạn sinh viên thực tập tại phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện bài đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và các bạn bè đã tạo điều kiện, động viên khích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua

Nha Trang, tháng 6 năm 2012

Sinh viên Đặng Thị Thương

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ GIÒ 3

1.1.1 Tên gọi của cá Giò 3

1.1.2 Đặc điểm hình thái 4

1.1.3 Màu sắc và kích thước 5

1.1.4 Nơi sống, sinh học và nghề cá 5

1.1.5 Phân bố 5

1.1.6 Phân loại theo cấp bậc 6

1.1.7 Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế 6

1.2 TÌNH HÌNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN, CÁC VẤN ĐỀ TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI 7

1.2.1 Tình hình nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam và thế giới 7

1.2.2 Các vấn đề phát sinh trong nuôi trồng thủy sản 13

1.2.2.1 Tình hình dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản 13

1.2.2.2 Các vấn đề môi trường trong nuôi trồng thủy sản 16

1.3 TỔNG QUAN VỀ BACTERIOCIN 19

1.3.1 Khái niệm về bacteriocin 19

1.3.2 Phân loại bacteriocin 21

1.3.3 Một số tính chất của bacteriocin 25

1.3.3.1 Phạm vi hoạt động của Bacteriocins 27

1.3.3.2 Cơ chế hoạt động của Bacteriocin 27

1.3.3.3 Kiểu hoạt động của Bacteriocin 28

1.3.4 Lợi ích và hạn chế của bacteriocin 30

1.3.5 Tình hình nghiên cứu về bacteriocin trên thế giới và Việt Nam 32

1.3.6 Ứng dụng của bacteriocin 36

1.3.6.1 Ứng dụng của bacteriocin trong kiểm soát vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm 36

1.3.6.2 Ứng dụng của bacteriocin trong ngành công nghiệp thủy sản chống lại sự hư hỏng và dịch bệnh 38

1.4 TỔNG QUAN VỀ CHẾ PHẨM SINH HỌC (PROBIOTICS) 42

1.4.1 Thành phần chế phẩm sinh học 43

1.4.2 Cơ chế tác động của chế phẩm sinh học 44

1.4.3 Tình hình nghiên cứu chế phẩm sinh học trên thế giới và Việt Nam 46

1.4.4 Ứng dụng của chế phẩm sinh học 48

1.4.4.1 Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản 48

1.4.4.2 Ứng dụng trong xử lý môi trường 51

1.4.4.3 Một số ứng dụng khác 52

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 54

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 54

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 54

2.2.1 Cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu 54

2.2.2 Phương pháp phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn sinh bacteriocin 55

2.2.2.1 Phương pháp phân lập vi khuẩn tổng số 55

2.2.2.2 Phương pháp bảo quản và giữ giống 57

2.2.2.3 Phương pháp tuyển chọn chủng vi khuẩn sinh bacteriocin 58

2.2.2.4 Phương pháp xác định đặc điểm sinh học và định danh của chủng vi khuẩn sinh bacteriocin 61

2.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 64

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 65

3.1 KẾT QUẢ PHÂN LẬP VI KHUẨN TỔNG SỐ TỪ RUỘT CÁ GIÒ 65

3.2 KẾT QUẢ TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN BIỂN SINH BACTERIOCIN 68

3.2.1 Kết quả tuyển chọn sơ bộ các chủng vi khuẩn biển sinh bacteriocin 68

3.2.2 Kết quả kiểm tra bản chất protein của dịch bacteriocin thô với enzym protease K 72

3.3 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ PHÂN LOẠI CỦA CHỦNG VI KHUẨN SINH BACTERIOCIN 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

PHỤ LỤC 82

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

GLOBALGAP On-Farm Food Safety standard

HACCP Hazard Analysis of Critical Control Points IHNV Infectious Hematopoietic Necrosis Virus

PTN-CNSH Phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Một số loài cá Giò và môi trường sống của chúng 3

Bảng 1.2 Phân loại theo cấp bậc của cá Giò (Siganus canaliculatus ) 6

Bảng 1.3 Sản lượng nuôi trồng thủy sản thế giới năm 2001 theo vùng nước 8

Bảng 1.4 Sản lượng nuôi trồng thủy sản và kim ngạch xuất khẩu thủy sản các năm 2006 – 2010 10

Bảng 1.5 Diện tích mặt nước nuôi trồng thuỷ sản các năm 2006–2010 10

Bảng 1.6 Tình hình khai thác và nuôi trồng thủy sản từ năm 2007 đến 2 tháng năm 2011 12

Bảng 1.7 Sản lượng thủy sản quý tháng 5/2012 và 5 tháng đầu năm 2012 13

Bảng 1.8 Một số tác nhân gây bệnh, bệnh và cách điều trị 14

Bảng 1.9 Bacteriocin và kháng sinh 20

Bảng 1.10 Phân loại bacteriocin 24

Bảng 1.11 Tính chất hóa lý của một số bacteriocin của vi khuẩn Gram dương 26

Bảng 1.12 Một số bacteriocin từ vi khuẩn biển 34

Bảng 1.13 Ví dụ về các thử nghiệm bacteriocin trong các sản phẩm thủy sản 41

Bảng 3.1 Số chủng vi khuẩn biển phân lập từ cá Giò 65

Bảng 3.2 Kết quả phân lập các chủng vi khuẩn từ ruột cá Giò 66

Bảng 3.3 Kết quả tuyển chọn sơ bộ chủng vi khuẩn sinh bacteriocin từ ruột cá Giò 69

Bảng 3.4 Kết quả kiểm tra với enzym protease K 72

Bảng 3.5 So sánh trình tự đoạn gen 16S rDNA của chủng Alcaligenes faecalis T20 với các trình tự tương đồng trên Genbank bằng công cụ BLAST 76

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cá Giò (Siganus canaliculatus) 4

Hình 1.2 Cấu trúc của nisin 22

Hình 1.3 Kiểu hoạt động của bacteriocin của vi khuẩn lactic (LAB) 29

Hình 1.4 Số lượng bài báo nghiên cứu về bacteriocin trong mỗi thời kỳ 10 năm từ 1950-2010 được trích dẫn trên Pubmed 33

Hình 2.1 Sơ đồ cách thức tiếp cận vấn đề nghiên cứu 54

Hình 2.2 Quy trình thử hoạt tính kháng khuẩn của dịch bacteriocin thô với các chủng vi khuẩn chỉ thị 59

Hình 2.3 Hình ảnh minh họa các bước nhuộm Gram 62

Hình 3.1 Khuẩn lạc mọc riêng rẽ trên đĩa thạch ở độ pha loãng 10-7 65

Hình 3.2 Hình ảnh cấy ria thuần khiết khuẩn lạc 69

Hình 3.4 Vòng kháng của chủng T20 đối với chủng chỉ thị B1.1 và V1.1 71

Hình 3.5 Kết quả kiểm tra với enzyme protease K của T20 và T22 72

Hình 3.6 Hình ảnh cấy điểm chủng T20 và T22 sau 48 giờ ở 370C 73

Hình 3.7 Hình ảnh tế bào chủng T22 (bên trái) và T20 (bên phải) quan sát dưới kính hiển vi ở độ phóng đại X-100 74

Hình 3.8 Khả năng chịu muối của chủng vi khuẩn T20 74

Hình 3.9 Trình tự đoạn gen 16S rDNA của chủng Alcaligenes faecalis T22 (1342 bp) 76

MỞ ĐẦU

Việt Nam có bờ biển dài hơn 3.260 km, với diện tích vùng biển rộng hơn 1 triệu km2, gấp 3 lần diện tích đất liền Tính đa dạng sinh học biển được đánh giá là rất lớn, nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ Các hướng nghiên cứu được quan tâm

từ trước đến nay thường tập trung vào sự đa dạng của động vật và tảo biển Tuy nhiên, những nghiên cứu cơ bản về vi khuẩn biển, nhất là trong tương quan với các động vật chủ, cũng như tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực nuôi trồng hải sản, còn rất hạn chế

Nuôi trồng thủy sản hiện là một trong những lĩnh vực sản xuất thực phẩm phát triển mạnh nhất ở nước ta Tuy nhiên, dịch bệnh thường xuyên xảy ra đã gây thiệt hại kinh tế hàng triệu đô laMỹ mỗi năm Trong số các tác nhân gây bệnh thì vi

khuẩn điển hình là các loài Vibrio, được coi là một trong những nguyên nhân chính

Hơn nữa, cùng với hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, những quan ngại đối các vi khuẩn gây bệnh ngày càng tăng lên, bởi vì ở nhiệt độ cao hơn thì khả năng gây bệnh

và truyền nhiễm cũng tăng theo

Chất kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản dường như đã mất hiệu quả do việc lạm dụng quá mức Việc sử dụng các chất kháng sinh không chỉ làm tăng khả năng kháng bệnh của vi khuẩn, phá vỡ hệ vi sinh bình thường và gây ra hiện tượng mất cân bằng vi sinh mà còn làm tích lũy các gốc kháng sinh trong sản phẩm thủy sản có hại cho sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy, các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường như sử dụng vaccine, chất kháng sinh thế hệ mới hay probiotic đã

được đề xuất (Corripio-Myar et al., 2007; Smith, 2007) Tuy nhiên, sử dụng vaccine

thường tốn chi phí sản xuất, chi phí nhân công và gây stress mạnh cho động vật nuôi Do vậy, sử dụng các vi khuẩn sinh bacteriocin có thể là giải pháp thay thế rất phù hợp với vai trò kép bởi vì bacteriocin sẽ là một chất kháng sinh thế hệ mới an toàn và thân thiện với sức khỏe con người và môi trường, trong khi đó các vi khuẩn đóng vai trò của probiotic

Trong nhiều năm qua bacteriocin thường được thu nhận từ vi khuẩn lactic có nguồn gốc từ các loại thực phẩm nhằm ứng dụng để kéo dài thời gian bảo quản thực

phẩm Tuy nhiên, để có thể ứng dụng trong phòng trừ dịch bệnh cho lĩnh vực nuôi trồng hải sản, vi khuẩn sinh bacteriocin cần được phân lập từ các sinh vật biển hay môi trường nước biển để thích nghi với những thay đổi về nhiệt độ và độ mặn của điều kiện nuôi Vì vậy, các vi khuẩn sống bám ở động vật biển có thể là một nguồn thích hợp để phân lập và tuyển chọn các chủng sinh bacteriocin Hơn nữa, các loài động vật hải sản địa phương cũng là nguồn mẫu tốt cho việc phát hiện các loài vi khuẩn mới cùng với các loại bacteriocin mới

Việc đánh giá đa dạng sinh học của vi khuẩn sinh bacteriocin sẽ góp phần cung cấp những hiểu biết mới về đặc điểm sinh lý- sinh thái- tiến hóa của vi sinh vật biển trong mối tương tác với các động vật chủ và với các vi khuẩn đích gây bệnh Hơn nữa, các bacteriocin hay BLIS mới có thể được ứng dụng làm chất bảo quản thực phẩm hay làm thuốc phòng trừ bệnh vi khuẩn cho người, gia súc, gia cầm hay động vật biển Đặc biệt, những ứng dụng tiềm năng từ kết quả đề tài trong việc phát triển chất kháng sinh thế hệ mới và probiotic có thể dẫn tới giảm thiểu dịch bệnh trong nuôi trồng hải sản Sự thành công của đề tài chắc chắn sẽ đóng góp tích cực vào sự phát triển bền vững của nghề nuôi trồng hải sản và cung cấp cho các ngư dân địa phương một giải pháp mới để giảm thiểu thiệt hại, nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ môi trường trong khu vực Việc thực hiện đề tài là rất cấp thiết và phù hợp cho hoạt động nuôi trồng hải sản trong cả nước, không chỉ ở khía cạnh khoa học mà còn cả trong những ứng dụng thực tiễn Vì vậy chúng tôi chọn đề tài

“Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn biển sinh bacteriocin từ ruột cá Giò nhằm định hướng ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản bền vững.”

Nội dung của đề tài:

- Thu mẫu động vật (Cá Giò) tại vùng vịnh Nha Trang – Khánh Hòa

- Phân lập vi khuẩn tổng số từ ruột cá Giò

- Tuyển chọn các chủng vi khuẩn sinh bacteriocin sống trong ruột cá Giò

- Thử hoạt tính bacteriocin của chủng vi khuẩn sống trong ruột cá Giò

- Xác định đặc điểm hình thái của chủng vi khuẩn sinh bacteriocin

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ GIÒ

1.1.1 Tên gọi của cá Giò

Cá Giò là tên gọi địa phương Còn tên khoa học theo tiếng Latinh của loài cá Giò nghiên cứu là Siganus canaliculatus Loài cá Giò này cũng có tên gọi khác là cá

Dìa

Chúng thuộc về họ cá Giò Siganidae, họ này theo Fishbase có hai chi và 25

loài Chúng sống ở vùng Ấn độ – Thái Bình Dương và Biển Địa Trung Hải

Bảng 1.1 Một số loài cá Giò và môi trường sống của chúng

Nguồn [4] Trong những loài cá Giò trên thì loài cá Giò chấm trắng (Siganus canaliculatus) được chọn để nghiên cứu trong đề tài này

Cá trưởng thành: vùng nước mở

S canaliculatus Cá con: bãi cỏ; rừng ngập mặn

Cá trưởng thành: chủ yếu sống ở các bãi cỏ, ngoài ra sống ở rạn

san hô và rừng ngập mặn

S fuscescens Rạn san hô, thảm thực vật dưới đáy của vùng nước nông, nước

ven bờ

S guttatus Cá con: Trong các rễ cây ở vùng bóng của rừng ngập mặn, vịnh

nông, cửa sông

Cá trưởng thành: ven biển nhưng trước và sau cửa sông

S javus Biển, vùng nước lợ, nước ngọt, có thể ở cửa sông, hồ và bến cảng

S lineatus Cá con: rừng ngập mặn, dọc theo bờ các bến tàu

Cá trưởng thành: rạn san hô, bãi cỏ, dọc theo bờ các bến tàu

S puellus Các rạn san hô ngầm, vùng cỏ biển

S rivulatus Vùng nước nông ở cảng, ở dưới bãi cát ở các hồ đá

Hình 1.1 Cá Giò (Siganus canaliculatus)

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Cá Giò có cơ thể rất nhỏ (8 cm hoặc nhỏ hơn) tới rất lớn (15 cm) Chúng có gai ở vây có thể chích và có các tuyến chứa chất độc Những gai này có thể thấy ở vây lưng, vây ngực và vây hậu môn Vết chích có thể gây đau nhưng không gây chết người Nó được đặt tên “rabbitfish” vì mũi nó giống như thỏ, hoặc có thể do thói quen ăn rong biển của nó Nó cũng được đặt tên “spinefoot” theo các gai trên vây ngực, một đặc điểm độc nhất của loài này

Cá có thân dẹt, thon vừa, chiều cao thân 2,3 – 2,8 lần chiều dài chuẩn Đầu hõm ít nhiều đến phía trên mắt, mõm nhọn chứ không tròn, trước mũi của cá con có nắp dài, càng lớn càng ngắn đầu và hoàn toàn thoái hóa ở cá lớn, nắp mũi che chưa tới nửa sau của mũi ở các loài có chiều dài chuẩn hơn 12 cm Trước vây lưng có một gai hướng về trước, gai IV – VII của vây lưng dài nhất, dài hơn gai cuối cùng 1,7 – 2,2 lần, gai cuối cùng của vây hậu môn ngắn hơn gai vây hậu môn dài nhất (thường là gai III) 1,2 – 1,5 lần Phần mềm của vây lưng và vây hậu môn thấp, tia dài nhất của vây lưng ngắn hơn 0,7 – 1 lần so với gai dài nhất của vây lưng Vây đuôi gần như lõm ở rìa đối với các loài có chiều dài chuẩn nhỏ hơn 10 cm Loài cá này có vảy nhỏ, má không có vảy, hoặc có ít hoặc có nhiều vảy li ti, có 16 – 26 dãy vảy giữa đường bên và gốc các gai vây lưng chính

1.1.3 Màu sắc và kích thước

Màu sắc của cá Giò hay biến đổi, nhất là do ảnh hưởng của trạng thái môi trường sống Màu cơ bản là xám bạc ở trên lưng chuyển dần sang bạc ở dưới bụng, trên gáy và mặt trên của đầu có vệt màu xanh lá cây, trên gáy và thân có rất nhiều (100 - 200) đốm màu xanh ngọc chuyển dần sang trắng Các đốm này ở mặt dưới thì to bằng que diêm, ở trên đường bên thì nhỏ hơn và ở trên gáy chỉ to bằng đầu ghim

Chiều dài lớn nhất khoảng 25 cm, thường là 20 cm

1.1.4 Nơi sống, sinh học và nghề cá

Cá Giò sống ở vùng nước ven bờ cạn có độ sâu 50 m Loài này chịu được nước đục, sống ở vùng cửa sông, nhất là quanh những tầng lớp rong biển và cũng có

ở những vùng nước sâu, sạch cách bờ biển vài km

Cá con sống thành đàn rất lớn ở những vịnh cạn và trên những lớp rạn san

hô, càng lớn thì đàn cá nhỏ dần, chia thành nhóm khoảng 20 cá thể trưởng thành Vào khoảng thời kỳ sinh sản thì xuất hiện những đàn lớn hơn Cá Giò ăn tảo đáy biển hoặc ít hơn là tảo biển nước cạn

1.1.6 Phân loại theo cấp bậc

Bảng 1.2 Phân loại theo cấp bậc của cá Giò (Siganus canaliculatus )

Loài Siganus canaliculatus (Park, 1797) –

pearly spinefoot, whitespotted rabbitfish

1.1.7 Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế

Cá Giò chấm trắng nói riêng và cá Giò nói chung là một món ăn được nhiều người ưa thích, ở một số địa phương trở thành đặc sản bởi giá trị dinh dưỡng rất cao của nó Cá Giò rất nhiều thịt, thịt rất béo, thơm ngon, bổ dưỡng Cá Giò có thể được dùng để chế biến rất nhiều món ngon khác nhau như: chiên giòn, nướng, nấu canh chua, kho, Cá Giò không những có thành phần dinh dưỡng cao mà còn có giá trị kinh tế cao Tùy vào kích thước của cá Giò mà giá của nó cũng khác nhau, kích thước cá càng lớn thì giá cả càng cao Trung bình 1kg cá Giò loại trung bình có giá

50 -80 ngàn đồng, còn những loại có kích thước lớn thì có giá từ 100 ngàn đồng trở lên Cá Giò có giá trị dinh dưỡng tốt và giá trị kinh tế cao nên tình hình đánh bắt cá giò nói riêng và các loài thủy hải sản ngày càng tăng

1.2 TÌNH HÌNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN, CÁC VẤN ĐỀ TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI

1.2.1 Tình hình nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam và thế giới

Trên thế giới

Theo thống kê của FAO, tỷ lệ tăng trung bình hằng năm của NTTS tính từ

1970 tới nay là 8,9%, trong khi đó tỷ lệ tăng của thủy sản khai thác là 1,4% và của

sản phẩm thịt gia súc chăn nuôi là 2,8% Sản lượng NTTS thế giới năm 2001 đạt

48,42 triệu tấn, trong đó động vật thủy sản 37,85 triệu tấn và thực vật thủy sinh đạt 10,56 triệu tấn

Tổng sản lượng NTTS thế giới năm 2000 đạt 45,71 triệu tấn (tăng 6,3% so với năm 1999), trị giá 56,470 tỷ USD (tăng 4,8% so với năm 1999) Trong số đó, hơn một nửa là sản lượng cá nuôi (23,07 triệu tấn, đạt 50,4%), tiếp theo là nhuyễn thể (10,73 triệu tấn, chiếm 23,5%), thực vật thủy sinh (10,13 triệu tấn, chiếm 22,2%), giáp xác (1,65 triệu tấn, chiếm 3,6%), động vật lưỡng cư và rùa biển (100.271 tấn, chiếm 0,22%) và động vật không xương sống thủy sinh khác (36.965 tấn, chiếm 0,08%) Mặc dù giáp xác chỉ chiếm 3,6% về sản lượng, nhưng chúng lại chiếm 16,6% về giá trị Các nhóm loài cá, giáp xác, nhuyễn thể, rong biển, ba ba đều tăng từ 6,1% đến 12,1%, riêng loài động vật thủy sinh không xương sống, bao gồm cả tiểu biển (sea squirts) và nhím biển thì giảm tới 15,2% sản lượng

Có khoảng 210 loài thủy sản, kể cả thực vật thủy sinh được nuôi trồng, trong

đó có 131 loài cá, 42 loài nhuyễn thể, 27 loài giáp xác, 8 loài thực vật thủy sinh, 2 loại động vật lưỡng cư và rùa biển được nuôi trồng Các con số chứng tỏ đối tượng NTTS rất phong phú và đa dạng Tuy nhiên, trong thực tế, có tới 21,2% sản lượng NTTS toàn cầu (tức trên 9,7 triệu tấn) không được báo cáo là thuộc các loài nào, ví

dụ như Trung Quốc không có số liệu thống kê về các loài nuôi biển, chỉ có sản lượng là 426.957 tấn năm 2000

Nuôi biển và nước lợ ven biển chiếm 54,9%, nuôi nước ngọt chiếm 45,1% Trong giai đoạn từ 1970 đến 2000, chính nuôi nước ngọt lại có mức tăng trung bình hằng năm cao nhất với 9,7%, sau đó là nuôi nước lợ 8,4% và nuôi biển tăng 8,3%

Tính về sản lượng, nuôi nước lợ chỉ chiếm 4,6% nhưng tính về giá trị thì chúng lại chiếm 15,7% toàn bộ giá trị NTTS

Bảng 1.3 Sản lượng nuôi trồng thủy sản thế giới năm 2001 theo vùng nước

Cá, giáp xác,

nhuyễn thể

Q: 37.851.356 V: 55.686.482

Q: 21.747.553 V: 26.504.555

Q: 2.334.782 V: 10.655.267

Q: 13.769.021 V: 18.526.660 Thực vật thủy

sinh

Q: 10.562.279 V: 5.784.324

Q: 310 V: 631

Q:16.607 V: 22.919

Q: 10.545.362 V: 5.760.774 Tổng số Q: 48.431.635

V: 61.470.806

Q: 21.747.863 V: 26.505.186

Q: 2.351.389 V: 10.678.186

Q: 24.314.383 V: 24.287.434

Q: Số lượng (tấn), V: Giá trị (ngàn USD)

Các loài cá nước ngọt vẫn chiếm ưu thế trong NTTS Sản lượng năm 2001 đạt 20,80 triệu tấn, chiếm 85,2% tổng sản lượng cá nuôi đạt giá trị 22,122 tỷ USD Tiếp theo là cá di cư hai chiều (2,543 triệu tấn, chiếm 10,4%, trị giá 7,435 tỷ USD

và cá biển (1,091 triệu tấn, chiếm 4,1 %, trị giá 4,088 tỷ USD)

Nuôi tôm luôn chiếm ưu thế trong NTTS Sản lượng nuôi tôm năm 2000 của thế giới là 1.087.111 tấn, chiếm 66% giáp xác nuôi, trị giá 6,880 tỷ USD, chiếm 73,4% giá trị trong nuôi giáp xác Năm 2001, sản lượng đạt 1.270.875 tấn, trị giá 8,432 tỷ USD Theo tính toán, sản lượng tôm nuôi hiện nay chiếm trên 1/4 sản

lượng tôm nói chung của thế giới Các loài tôm được nuôi nhiều nhất là tôm sú (P monodon), tôm nương (P chinensis) và tôm chân trắng (P vannamei)

Theo bản báo cáo tình hình NTTS thế giới năm 2006 của Tổ chức Lương nông thế giới (FAO), châu Á chiếm 9 vị trí trong 10 quốc gia dẫn đầu về NTTS, trong đó VN đứng vị trí thứ 6

Trung Quốc là nước dẫn đầu bảng xếp hạng với 69,6% về sản lượng và 51,2% về giá trị các mặt hàng thủy sản được nuôi trồng trên thế giới Vị trí thứ 2 của Ấn Độ chỉ chiếm 4,2% cả về sản lượng cũng như giá trị Ở vị trí thứ năm, Nhật vẫn chiếm đến 6% về mặt giá trị (4,24 tỉ USD) tuy sản lượng nuôi trồng chỉ khoảng 1,26 triệu tấn do sản phẩm của nước này chủ yếu là các loại thủy sản có giá trị cao

Bản báo cáo cũng cho biết 43% (khoảng 45,5 triệu tấn) các loại thủy sản được tiêu thụ có nguồn gốc từ việc nuôi trồng với tổng giá trị là 63 tỉ USD Thứ tự của bảng xếp hạng là Trung Quốc, Ấn Độ, Philippines, Indonesia, Nhật, VN, Hàn Quốc, Bangladesh và Chile

Theo báo cáo của FAO, thủy sản nuôi hiện là nguồn cung cấp đạm động vật tăng trưởng nhanh nhất của thế giới và đáp ứng gần một nửa sản lượng tiêu thụ toàn cầu Báo cáo NTTS thế giới năm 2010 cho thấy, sản lượng thủy sản nuôi của thế giới đã tăng hơn 60% từ 32,4 - 52,5 triệu tấn trong giai đoạn 2000 - 2008 Và dự kiến trong năm 2012, thủy sản nuôi sẽ đáp ứng hơn 50% lượng tiêu thụ thủy sản của thế giới

Hiện nay, thủy sản nuôi đang góp phần giảm nghèo và cải thiện an ninh lương thực ở nhiều khu vực trên thế giới Tuy nhiên, NTTS phát triển không đồng đều ở các khu vực Châu Á - Thái Bình Dương được xem là khu vực có ảnh hưởng nhất về NTTS của thế giới Trong số 15 nước NTTS đứng đầu thế giới, có 11 nước thuộc khu vực châu Á - Thái Bình Dương

Một số nước dẫn đầu về sản lượng nuôi trồng một số loài chính như Trung Quốc dẫn đầu về cá chép; Thái Lan, Việt Nam, Indonesia và Ấn Độ chiếm ưu thế về tôm cỡ nhỏ và cỡ lớn; Na Uy và Chilê dẫn đầu về sản xuất cá hồi

Ở Việt Nam

Trong những năm qua, NTTS đã phát triển một cách mạnh mẽ và đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế - xã hội và nâng cao vị thế của đất nước

Diện tích mặt nước NTTS tăng dần theo các năm trên địa bàn cả nước Trong

đó, đáng chú ý nhất là diện tích mặt nước ở hai vùng ĐBSH và ĐBSCL Đến năm

2008, diện tích NTTS đã được mở rộng lên trên 1 triệu ha và sản lượng đạt gần 2,45 triệu tấn, tăng gấp 12 lần so với năm 1980 Đến năm 2010, diện tích NTTS cả nước gần như không tăng, nhưng sản lượng vẫn đạt 2,8 triệu tấn Với sự đóng góp chủ yếu của sản phẩm từ NTTS, giá trị xuất khẩu thủy sản của Việt Nam năm 2008 đạt trên 4,5 tỷ USD, đứng thứ tư trong những ngành hàng có kim ngạch xuất khẩu cao nhất của cả nước Và đến năm 2010, giá trị kim ngạch xuất khẩu tăng lên khoảng

4.940 USD Như vậy, NTTS ngày càng đóng vai trò quan trọng của toàn ngành nông nghiệp

Bảng 1.4 Sản lượng nuôi trồng thủy sản và kim ngạch xuất khẩu thủy

sản các năm 2006 – 2010

Sản lượng (nghìn tấn) 1.693,9 2.123,3 2.465,6 2.569,9 2.826,6 Kim ngạch xuất khẩu thủy sản (Tr.USD) 3.358 3.763 4.510 4.200 4.940

Đối tượng nuôi cũng đa dạng, nhưng tôm sú vẫn là đối tượng nuôi chủ đạo đối với các loài nuôi mặn, lợ Sản lượng thủy sản nuôi ở nước ta ngày càng tăng từ 0,723 triệu tấn năm 2000 lên đến 2,1 triệu tấn năm 2007, tăng gấp 3,4 lần và đưa tốc

độ tăng trưởng về sản lượng bình quân năm 14,3%/năm Trong đó tôm mặn lợ (chủ yếu tôm sú) 0,37 triệu tấn, cá tra 1,1 triệu tấn Vùng ĐBSCL luôn chiếm một tỷ lệ lớn trong cơ cấu sản lượng nuôi toàn quốc ( chiếm 68%)

Ngoài tôm sú và 1 số loài cá da trơn (basa) thì các loài nuôi biển cũng đang

là một đối tượng rất được quan tâm và phát triển trong 10 năm lại đây Các tỉnh vùng duyên hải ven biển như Quảng Ninh, Khánh Hòa, Phú Yên là nơi phát triển mạnh các loài nuôi biển: tôm hùm, cá chẽm, cá chim trắng vây vàng, Đây là những loài có giá trị kinh tế rất cao, mang lại lợi nhuận lớn cho người nuôi Vì thế trong những năm đầu mới phát triển nuôi biển, nhiều gia đình đã trở lên giàu có, đời sống người dân được nâng cao

Theo Tổng cục Thủy sản (Bộ NN&PTNT), năm 2011 là năm ngành thủy sản

cả nước có được kết quả đáng phấn khởi cả về sản xuất nuôi trồng, khai thác và xuất khẩu Tổng diện tích NTTS của cả nước đạt 1.099.000ha, tăng 2,5% Sản lượng thủy sản ước đạt 5,32 triệu tấn, trong đó sản lượng nuôi trồng đạt 3 triệu tấn, tăng 7,8% và sản lượng khai thác đạt 2,35 triệu tấn, tăng 2,32% so với 2010 Giá trị xuất khẩu ước đạt 6 tỷ USD, tăng 19,6% so với năm 2010 chủ yếu do được giá Các sản phẩm xuất khẩu sang những thị trường lớn, thị trường truyền thống đều tăng mạnh

về giá trị như Mỹ tăng 23,5%, Hàn Quốc tăng 32%, Trung Quốc tăng 49%, so với cùng kỳ năm ngoái

Theo Báo cáo mới công bố vào cuối tháng 12 của Bộ NN&PTNT, sản lượng thủy sản cả nước năm 2011 ước đạt 5.457 ngàn tấn, tăng 5,1% so với cùng kỳ năm ngoái Trong đó, sản lượng khai thác thủy sản ước đạt 2.527 ngàn tấn, tăng 4,6%; sản lượng nuôi trồng ước đạt 2.930 ngàn tấn, tăng 7,4% cùng kỳ năm 2010

Theo Bộ NNPTNT, sản lượng khai thác và NTTS quý I/2012 ước đạt 1.134,4 ngàn tấn, tăng 3% so với cùng kỳ năm 2011

Bảng 1.6 Tình hình khai thác và nuôi trồng thủy sản từ năm 2007 đến 2 tháng

Ước sản lượng NTTS 5 tháng đầu năm 2012 đạt 1.014.000 tấn, tăng 5,6% so với cùng kỳ năm trước Riêng trong tháng 5, sản lượng nuôi trồng đạt 304 nghìn tấn, tăng 5,6% so với cùng kỳ

Bảng 1.7 Sản lượng thủy sản quý tháng 5/2012 và 5 tháng đầu năm 2012

Ước thực hiện So với năm trước Chỉ tiêu ĐV tính KH

năm Tháng

báo cáo

Lũy

kế (từ đầu năm)

Tháng báo cáo

Lũy kế (từ đầu năm)

Tổng sản lượng 1.000

tấn 5,530 522 2,072 105 104,1 Sản lượng khai thác

1.2.2 Các vấn đề phát sinh trong nuôi trồng thủy sản

1.2.2.1 Tình hình dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản

Tình hình NTTS ngày càng được mở rộng, phát triển mạnh, mang lại lợi nhuận cao và đạt được nhiều thành tựu to lớn Nhưng bên cạnh đó ngành NTTS đang phải gánh chịu thiệt hại năng nề do tình hình dịch bệnh trong NTTS

Ngành nuôi biển mới phát triển thì cũng bị dịch bệnh gây thiệt hại nặng nề, bên cạnh đó ô nhiễm môi trường và trầm tích đáy tăng dần Đỉnh điểm là dịch bệnh trên tôm hùm xảy ra vào cuối năm 2007, gây thiệt hại hàng tỷ đồng cho các hộ nuôi trồng vì tôm hùm dịch bệnh chết và giá cả giảm nhanh Những hộ dân nuôi tôm ở Cam Ranh (Khánh Hòa), Phú Yên là bị thiệt hại nặng nề nhất

Sau đợt dịch bệnh sữa năm 2007 gây chết hàng loạt tôm hùm, từ đó đến nay dịch bệnh trên tôm hùm năm nào cũng xuất hiện, mức độ thiệt hại khoảng 15% sản lượng Từ tháng 11 đến nay, dịch bệnh bùng phát mạnh trở lại với mức độ thiệt hại rất lớn, từ 30- 50 % tôm mắc bệnh Đặc biệt tại xã Xuân Thịnh (Phú Yên), vùng trọng điểm nuôi tôm hùm, mức độ tôm chết lên tới 70% Theo ông Tuấn, thị xã Sông Cầu có 22.000 lồng nuôi với khoảng 300.000 con tôm hùm trong giai đoạn trưởng thành (0,3- 1 kg/con) bị chết, ước tính thiệt hại lên tới trên 300 tỷ đồng

Còn tại Khánh Hoà có 20.000 lồng nuôi tôm hùm, sản lượng hàng năm đạt trên 900 tấn Các bệnh sữa, đỏ thân, mang đen, lột xác không hoàn toàn đã xuất hiện

rải rác với mức độ thiệt hại từ 10- 15% Cũng như ở Phú Yên, từ cuối năm 2011 hiện tượng tôm hùm chết hàng loạt tại một số vùng nuôi tập trung, thiệt hại hàng vạn con; chủ yếu do bệnh sữa (chiếm 83%), thiệt hại gần 40 tỷ đồng Tương tự, tỉnh Bình Định có 532 lồng tôm hùm với 40.000 con Đợt dịch này trên 2.000 con trọng lượng từ 0,5- 1kg đã bị chết

Ngoài ra một số đối tượng nuôi có giá trị kinh tế cao như cá chẽm, cá chim trắng vây vàng… cũng bị thiệt hại do dịch bệnh

Theo báo cáo của Viện Nghiên cứu NTTS II, từ đầu năm 2012 đến nay, tình hình dịch bệnh trên tôm nuôi tiếp tục bùng phát và gây thiệt hại nặng nề ở nhiều địa phương vùng ĐBSCL như: Trà Vinh, Bến Tre, Kiên Giang, Bạc Liêu, Sóc Trăng Trong đó, Trà Vinh và Kiên Giang là 2 tỉnh có diện tích nuôi thâm canh và bán thâm canh bị thiệt hại nặng nhất Tôm nuôi bị thiệt hại chủ yếu do bệnh đốm trắng (WSSV), hoại tử cơ quan tạo máu và cơ quan biểu mô dưới vỏ (IHHNV) và một số trường hợp không xác định được bệnh Một số VK gây bệnh được nêu ở Bảng 1.8

Bảng 1.8 Một số tác nhân gây bệnh, bệnh và cách điều trị

Florfenicol, Sulfadimethoxine and Ormetoprim, Oxytetracycline dihydrate

Vibrio Cá hồi , cá tuyết,

lươn Nhật Bản

Cold water vibriosis, Hemorrhagic septicemia, Skin Ulcers

Oxytetracycline Potentiated sulfonamides, Oxolinic acid

Cytophaga Cá hồi, cá trê, cá

rô phi, cá pecca

Columnaris disease Oxytetracycline

dehydrate Florfenicol

Streptococcus Cá pecca, cá rô

phi, cá bơn, cá chẽm, cá hồi Đại Tây Dương

Streptococcosis Oxtetracycline

Amoxicillin Erythromycin

Nguồn [21]

Theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản, hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính hay còn gọi là hội chứng chết sớm trên tôm xuất hiện hiện lần đầu tiên tại Trung quốc năm 2009, Việt Nam năm 2010, Malaysia năm 2010 và Thái Lan năm 2012 Ở nước

ta, hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính xuất hiện tại vùng ĐBSCL từ năm 2010 và đến năm 2011 thì bùng phát thành dịch trên diện rộng, gây thiệt hại hơn 97 nghìn ha tập trung ở các tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Bến Tre Năm 2012, dịch bệnh tiếp tục diễn ra theo chiều hướng phức tạp Tập trung nhiều tại Trà Vinh, Kiên Giang và đã bắt đầu xuất hiện ở một số tỉnh ven biển phía Bắc (Hải Phòng, Quảng Ninh) và Bắc Trung bộ (Thanh Hóa, Nghệ An), Nam Trung bộ (Quảng Ngãi, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận) Theo thống kê, trong tổng diện tích thả nuôi hơn 622.750 ha, đã có hơn 38.381 ha bị thiệt hại Trong đó, chủ yếu là tôm

sú với khoảng 35.823 ha, phần lớn diện tích nuôi tôm bị bệnh là các vùng nuôi tôm thâm canh

Trong các địa phương có diện tích tôm nước lợ bị nhiễm bệnh, Trà Vinh là tỉnh bị thiệt hại nặng nề nhất gần 10 nghìn ha, Cà Mau gần 9.000 ha, Sóc Trăng trên 7.000ha, và Bạc Liêu khoảng 7.000 ha Hiện tại, tình hình dịch bệnh tại Trà Vinh đã tạm ổn, riêng Sóc Trăng, Bạc Liêu dịch bệnh vẫn có xu hướng gia tăng

Tại nhiều khu vực nuôi tôm với diện tích lớn, có nơi tỷ lệ tôm bị chết lên đến

từ 30-70% Hiện hầu hết các tỉnh ven biển đã thả giống vụ nuôi mới, trong đó chỉ riêng 12 tỉnh nuôi tôm trọng điểm, diện tích thả giống đạt trên 617.000ha, thì đã có

Fish tuberculosis Ampicillin

Erythromycin thiocyanate

Edwardsiella Cá da trơn Enteric septicemia

Fish gangrene

Florfenicol Sulfadimethxine and Ormetoprim

đến 35.238ha bị dịch, chủ yếu xảy ra đối với tôm sú và một phần tôm thẻ chân trắng

Theo thống kê của Sở NNPTNT Trà Vinh, đến nay có 8.000ha tôm nuôi của tỉnh bị thiệt hại với số tiền ước tính trên 800 tỷ đồng Còn nếu tính chi tiết cả công chăm sóc và tiền thuê ao tôm, con số này có thể lên đến trên 2.300 tỷ đồng

Tại Bạc Liêu, theo số liệu của Sở NNPTNT tỉnh này, chỉ trong tuần qua đã

có thêm 700ha tôm nuôi bị thiệt hại, nâng tổng diện tích thiệt hại toàn tỉnh từ đầu vụ đến nay lên đến 7.850ha, ước tính mất trắng hơn 200 tỷ đồng Tại Cà Mau, diện tích

bị thiệt hại đã lên đến 7.800ha

Ông Nguyễn Văn Phong, Phó Chủ tịch UBND tỉnh Trà Vinh cho biết, hiện tình hình dịch bệnh trên tôm nuôi diễn biến rất phức tạp, trong đó huyện Mỹ Long Nam bị thiệt hại trên 98%, huyện Duyên Hải 70-80%, 2 huyện Trà Cú và Châu Thành diện tích tôm nuôi bị thiệt cũng liên tục tăng cao “Tổng thiệt hại ước lên khoảng 800-900 tỷ đồng Tôm chết làm giảm sản lượng khoảng 15.000 tấn, tương đương số tiền là 2.300 tỷ đồng”

1.2.2.2 Các vấn đề môi trường trong nuôi trồng thủy sản

NTTS mang lại nhiều lợi ích kinh tế nhưng cũng để lại hậu quả nặng nề về môi trường nếu không được quản lý một cách chặt chẽ

Trong năm qua cũng nhờ việc áp dụng các tiêu chuẩn tiên tiến như Global GAP, SQF, HACCP…trong nuôi trồng và chế biến nên tình trạng ô nhiễm môi trường được hạn chế Các mô hình nuôi như: NTTS trên vùng nước ngọt tập trung, nuôi cá bè trên sông, nuôi tôm/cá đăng quầng, nuôi cá kết hợp VACB… Các mô hình NTTS trên vùng nước lợ - mặn tập trung, chủ yếu như nuôi quảng canh, nuôi quảng canh cải tiến, nuôi bán thâm canh, nuôi thâm canh hay nuôi công nghiệp, nuôi sinh thái, luân canh lúa - tôm, luân canh lúa-cá, cá-tôm…đã đem đến nhiều lợi ích kinh tế cho người nuôi

Tuy nhiên, trong quá trình phát triển đã nảy sinh không ít tồn tại, bất cập như: công tác quy hoạch không kịp với tốc độ phát triển, sản xuất nhỏ lẻ, tự phát, không theo quy hoạch, môi trường một số nơi có dấu hiệu suy thoái dẫn đến dịch

bệnh phát sinh và mất cân bằng giữa cung cầu, đầu tư cơ sở hạ tầng cho sản xuất còn hạn chế… Trong đó, vấn đề môi trường ngày càng trở nên bức thiết Tình trạng phát triển NTTS còn tự phát, thiếu quy hoạch, chưa có hệ thống cấp và thoát nước hợp lý, thức ăn thừa không được xử lý, việc sử dụng hóa chất xử lý môi trường, thuốc phòng ngừa dịch bệnh không hợp lý gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và lây lan dịch bệnh Quá trình phát triển đã bộc lộ những vấn đề bất cập về môi trường cần sớm được giải quyết

Các mối quan tâm về môi trường liên quan đến phát triển NTTS bao gồm:

 Sự ô nhiễm môi trường cục bộ nảy sinh từ việc nuôi tập trung ở các hệ thống nuôi nước ngọt và nước mặn không có sự cân nhắc về sức tải môi trường

 Sự thận trọng cần thiết đối với việc đưa các loài mới nhập ngoại vào NTTS do các rủi ro về dịch bệnh, tác động môi trường và đa dạng sinh học

 Sự mất đi đáng kể rừng ngập mặn và vùng đất ngập nước từ việc chuyển đổi các diện tích ven biển và cửa sông sang nuôi tôm

 Sự bùng phát dịch bệnh thủy sản, ô nhiễm nước và nhiễm mặn do nuôi tôm tràn lan và không có kế hoạch ở trên cát và các diện tích đất nông nghiệp;

 Sự tăng đột biến gần đây trong việc sử dụng cá tạp trong NTTS nước mặn và nước lợ

Môi trường đất, môi trường nước và các hệ sinh thái trong phát triển NTTS

bị biến đổi gây suy thoái, ô nhiễm môi trường Khi bị đào đắp ao nuôi thủy sản, đào kênh rạch cấp và thoát nước, vệ sinh ao nuôi sau mùa thu hoạch đã làm biến đổi độ

pH môi trường nước, gây ô nhiễm môi trường và dịch bệnh tôm, cá trong nuôi trồng Các nguồn thải ra sông rạch đã tác động làm cho môi trường nước bị biến đổi

Chất lượng nước trong các ao nuôi thủy sản gồm cá nước ngọt, nuôi tôm ven biển đặc biệt là trong các mô hình nuôi công nghiệp đã cho thấy dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ (BOD, COD, nitơ, phốt pho cao hơn tiêu chuẩn cho phép), có sự xuất hiện các thành phần độc hại như H2S, NH3, chỉ số vi sinh Coliforms và không phải lúc nào cũng được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường

Môi trường nước ở vùng ngọt hóa có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ, các vi sinh trong nước coliforms, độ đục, amoniac trong nước ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước, đặc biệt là nước dùng cho nhu cầu cấp nước

Môi trường nước ở vùng mặn hóa ven biển hàm lượng sắt (phèn hóa) trong nước do quá trình phèn hóa mạnh mẽ, NH3, Coliforms gây ảnh hưởng đến NTTS, đặc biệt độ đục môi trường cao do nước phù sa và quá trình đào đắp sên vét ao nuôi tôm phát sinh không được xử lý thải ra môi trường

Quá trình chuyển dịch trồng lúa sang NTTS diễn ra quy mô lớn ở vùng mặn hóa ven biển làm gia tăng xâm nhập mặn ở các vùng ven biển (ví dụ như ĐBSCL) Tác động làm suy giảm rừng ngập mặn ven biển tiếp tục diễn ra ảnh hưởng đến các

hệ sinh thái rừng ngập mặn Nuôi cá bè trên sông rạch, nuôi thâm canh thủy sản vùng ngọt hóa đã gây nên các tác động đến chất lượng môi trường nước tại những khu vực này

Chất thải trong NTTS là bùn thải chứa phân của các loài thủy sản tôm cá, các nguồn thức ăn dư thừa thối rữa bị phân hủy, các chất tồn dư của các loại vật tư sử dụng trong nuôi trồng như: hóa chất, vôi và các loại khoáng chất Diatomit, Dolomit, lưu huỳnh lắng đọng, các chất độc hại có trong đất phèn Fe2+, Fe3+, Al3+, SO42-, các thành phần chứa H2S, NH3 là sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí ngập nước tạo thành, nguồn bùn phù sa lắng đọng trong các ao NTTS thải ra hàng năm trong quá trình vệ sinh và nạo vét ao nuôi Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng

ô nhiễm môi trường NTTS: Các nguồn thải từ các khu công nghiệp, các khu dân cư, các hoạt động nông nghiệp khác và từ chính các hoạt động NTTS Đối với các mô hình nuôi kỹ thuật cao, mật độ nuôi lớn như nuôi thâm canh, nuôi công nghiệp, thì nguồn thải càng lớn và tác động gây ô nhiễm môi trường càng cao Các loại chất thải chứa nitơ và phốtpho ở hàm lượng cao gây nên hiện tượng phú dưỡng môi trường nước phát sinh tảo độc trong môi trường NTTS Đặc biệt, nguồn chất thải này lan truyền rất nhanh đối với hệ thống nuôi cá bè trên sông, nuôi cá bao ví trong các đầm trũng ngập nước cùng với lượng phù sa lan truyền có thể gây ô nhiễm môi trường và dịch bệnh thủy sản phát sinh trong môi trường nước Vấn đề quản lý

bùn thải nuôi tôm là hết sức bức xúc cần phải được quản lý để xử lý triệt để ở khu vực NTTS nước mặn Thức ăn thừa không được xử lý, việc sử dụng hóa chất xử lý môi trường, thuốc phòng ngừa dịch không hợp lý gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và là nguyên nhân lan truyền dịch bệnh Đặc biệt là các vùng nuôi biển (lồng bè) thì mức độ phát tán các chất thải nhanh hơn do đây là vùng nuôi mở, sự lưu thông nước lớn…Vì vậy, mức độ thiệt hại ở các vùng nuôi biển là rất lớn khi có dịch bệnh và ô nhiễm môi trường xảy ra Để phát triển ngành NTTS có hiệu quả về mặt kinh tế và môi trường hơn thì cần các biện pháp quản lý, quy hoạch và phát triển các vùng nuôi biển một cách bền vững

1.3 TỔNG QUAN VỀ BACTERIOCIN

1.3.1 Khái niệm về bacteriocin

Bacteriocin là các peptide kháng sinh được tổng hợp trên ribosom của tế bào

VK Bacteriocin tích điện dương, có khối lượng phân tử thấp, bền nhiệt, nhạy cảm với enzyme phân hủy protein và có khả năng ức chế các chủng có quan hệ họ hàng gần gũi với chủng sinh bacteriocin đó

Bacteriocin là các peptide được sản sinh tự nhiên bởi một vài VK để ức chế

sự phát triển của các VSV cạnh tranh khác, chúng có phổ kháng khuẩn hẹp, chủ yếu

là ức chế các loài gần với các chủng sản sinh bacteriocin (Parada và ctv,2007) Những hợp chất này được tìm thấy trong hầu hết các loại VK nhưng chỉ có một số loài trong chúng được nghiên cứu kĩ Hiện nay các bacteriocin sản sinh bởi LAB được quan tâm nhiều nhất vì LAB được coi là VK an toàn cho người tiêu dùng do chúng và các chất chuyển hóa của chúng không tạo nên những tác dụng phụ khi được sử dụng trong các thực phẩm lên men (Ruiz-Larrea và ctv, 2005)

Các bacteriocin sản sinh bởi LAB có những ứng dụng quan trọng trong bảo quản thực phẩm Những vi khuẩn lactic này tạo ra các protein miễn dịch đặc hiệu để

tự bảo vệ, chống lại tác động kháng khuẩn của bacteriocin của chúng (Cintas và ctv, 2001) Có thể nói nghiên cứu đầu tiên và lâu đời nhất về bacteriocin là công trình nghiên cứu của Gratia và ctv vào năm 1925 về khả năng kháng khuẩn

của Escherichiacoli (colicin V) (Desriac và ctv, 2010; Ruiz-Larrea và ctv, 2005)

Thuật ngữ bacteriocin không xuất hiện cho đến những năm 1950 Định nghĩa về bacteriocin đầu tiên đã dựa trên đặc tính của colicin, đó là một chất sinh tổng hợp gây tử vong, phổ hoạt động hẹp bị giới hạn ở những loài tương tự như vi khuẩn sản xuất Ba chủng vi khuẩn Gram (+) được nghiên cứu cho việc sản sinh bacteriocin

lúc bấy giờ là: Bacillus sp.; Listeria sp và Staphylococcus sp Các nghiên cứu trong

những năm 1980 đã cho thấy có sự gia tăng đáng kể về số lượng các công bố trên bacteriocin Từ thời điểm này bắt đầu bùng nổ những nghiên cứu về bacteriocin, định hướng như một chất kháng khuẩn an toàn trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm (Desriac và ctv, 2010)

Bacteriocin bản chất là peptid hay protein kháng khuẩn sinh ra bởi vi khuẩn

để chống lại vi khuẩn khác Chú ý phân biệt có sự khác nhau giữa bacteriocin và antibiotic

Bảng 1.9 Bacteriocin và kháng sinh ( Cleveland et al.,2001)

Ứng dụng Thực phẩm, y tế, nuôi

trồng thủy sản

Y tế, nuôi trồng thủy

sản Sinh tổng hợp Trên ribosomal Sản phẩm trao đổi chất

bậc II Phạm vi hoạt động Phổ kháng khuẩn hẹp Phổ kháng khuẩn rộng Khả năng gây đáp ứng

miễn dịch của sinh vật chủ

Cơ chế kháng thuốc của tế

bào mục tiêu

Ảnh hưởng đến thành phần cấu tạo màng tế bào

Liên quan đến gen

Interaction requirements Sometimes docking

nội bào

Nguồn [20]

Các kháng sinh truyền thống được ứng dụng trong chữa trị sức khỏe con người thì tiêu diệt nhiều loài mầm bệnh khác nhau, còn bacteriocin chỉ nhắm vào mục tiêu duy nhất là những loài sản xuất ra chúng và những loài có quan hệ họ hàng, gần gũi với chủng sinh ra bacteriocin đó

Bacteriocin, đa số chống lại vi khuẩn gram dương, nhưng hiện nay có thể tăng hoạt tính của bacteriocin bằng cách kết hợp với các chất khác như chelating agent hoặc dùng kỹ thuật gene, protein có thể chống lại được VK gram âm

1.3.2 Phân loại bacteriocin

Cho đến nay có khoảng 200 loại bacteriocin được xác định, tuy nhiên việc phân loại các bacteriocin vẫn chưa được xác định rõ ràng và nó vẫn đang là vấn đề tranh cãi

Các bacteriocin thường được phân loại kết hợp với các tiêu chí khác nhau Những tiêu chí chính là họ vi khuẩn sản xuất, trọng lượng phân tử của chúng và cuối cùng là trình tự chuỗi amino acid (Desriac và ctv, 2010) Một cách tổng quát, bacteriocin được chia thành 3 lớp: lớp I, lớp II và lớp III

 Lớp I

Bacteriocin lớp I hay còn được gọi là Lanbiotic là những peptide nhỏ (<5 kDa), bền nhiệt và tác động lên cấu trúc màng Một thành viên nổi bật của nhóm này lanisin (Parada và ctv, 2007) Các Lanbiotic được chia thành 2 phân lớp là Ia và

Ib dựa trên sự tương đồng cấu trúc

a) Phân lớp Ia

Phân lớp Ia gồm các peptide dạng thuôn dài, linh hoạt và tích điện dương, chúng hoạt động bằng cách hình thành các lỗ trong màng tế bào chất của các loài vi khuẩn nhắm đến (Ouwehand và Vesterlund, 2004)

Nisin thuộc nhóm này Đây là một peptide được hình thành bởi 34 amino acid Có 2 biến thể của nisin được ghi nhận là nisin A và nisin Z, chúng chỉ khác nhau bởi amino acid thứ 27: histidine trong nisin A được thay thế bởi asparagin trong nisin Z.Cấu trúc của nisin được thể hiện ở Hình 1.2

Hình 1.2 Cấu trúc của nisin (Nguồn:Ruiz-Larrea và ctv, 2005)

Loại bacteriocin này, được sản xuất bởi một vài chủng Lactococcus lactic,

được sử dụng như một chất phụ gia trong thực phẩm Nó có phổ kháng khuẩn Gram

(+) rộng, E coli và các vi khuẩn Gram (-) khác chỉ bị ảnh hưởng bởi nisin khi màng

ngoài của chúng bị phá hỏng Nisin được cho là có hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả

đối với Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, các tế bào sinh dưỡng của Bacillus spp Và Clostridium spp (Ouwehand và Vesterlund, 2004) Chúng

được sử dụng chủ yếu trong các thực phẩm đóng hộp và các sản phẩm từ sữa, đặc

biệt trong sản xuất phô mai, nhằm chống lại các vi sinh vật chịu nhiệt như Bacillus

 Lớp II

Còn được gọi là lớp Non-Lanbiotic, bao gồm các bacteriocin có trọng lượng phân tử nhỏ hơn 10 kDa, bền nhiệt và không chứa lanthionine Các bacteriocin nhóm II có thể chia thành 3 phân lớp, bao gồm IIa, IIb và IIc

a) Lớp IIa

Lớp IIa là lớp lớn nhất, gồm các peptide hoạt động chống Listeria, đại diện đặc trưng cho nhóm này là pediocin PA-1 và sakacin P Các bacteriocin nhóm này hứa hẹn cho nhiều ứng dụng công nghiệp nhờ vào hoạt động kháng Listeria mạnh của chúng Thậm chí chúng còn là các tác nhân kháng Listeria được chú ý nhiều hơn là bacteriocin lớp I (nisin) vì chúng không có phổ ức chế rộng Vì vậy, chúng không tiêu diệt các giống khởi động (Ouwehand và Vesterlund, 2004)

 Lớp III

Lớp này bao gồm những peptide lớn, có trọng lượng phân tử lớn hơn 30 kDa, không bền nhiệt Nhóm này có thể bao gồm các enzyme ngoại bào kháng lại các VK

có thể bắt chước các hoạt động sinh lý của bacteriocin Các bacteriocin lớp III cho

đến nay chỉ được phân lập từ các thành viên của giống Lactobacillus (Ouwehand và

Bảng 1.10 Phân loại bacteriocin

Trọng lượng phân tử (kDa)

Hoạt động

Gracilicutes

Colicin Escherichia coli 40-80

Phân giải acid nucleic/ Tạo lỗ màng

Phân giải kiểu đuôi phage/Tạo lỗ màng

Protein -

Bacteriocins

faecalis peptidoglycan

Lysostaphin Staphylococcus

Thủy phân peptidoglycan

Gracilicutes

Microcin Escherichia coli 3-9

Hoạt tính enzyme nội bào/ Tạo lỗ màng

ở một khoảng nhất định nhưng chủ yếu chúng thuộc nhóm I, II Chủng ST28MS và

ST26MS được sản xuất bởi Lactobaccillus plantarum không giảm khả năng hoạt

động chống VK sau 90 phút tại 1000C hay 20 phút tại 1210C (Torodov and Dicks, 2005) Hay đặc điểm tính chịu nhiệt có thể liên quan đến cấu trúc phân tử của

bacteriocin

 Độ bền pH

Cũng như độ bền nhiệt, một số bacteriocin có thể hoạt động tốt dưới những khoảng pH nhất định Chủng ST28MS và ST26MS (Torodov and Dicks, 2005) ngoài có độ bền nhiệt cao, chúng lại có thể hoạt động ổn định trong 2 giờ tại những

giá trị pH từ 2-12 Những đặc tính này đều dựa vào bản chất thành phần cấu trúc của bacteriocin đó Độ bền nhiệt độ và pH rất quan trọng trong quá trình bảo quản nguyên liệu thực phẩm Tùy vào trạng thái, nhiệt độ thực phẩm mà chúng ta có thể lựa chọn loại bacteriocin bổ sung vào sao cho phù hợp với mục đích sản xuất

 Độ bền với các enzyme

Mỗi loại bacteriocin có thành phần cấu trúc các amino acid khác nhau nên sẽ

chịu sự phân cắt đặc hiệu của các enzym khác nhau, thích hợp với nó Khi bị phân cắt bởi các enzym này sẽ khiến bacteriocin mất đi hoạt tính kháng khuẩn Đồng thời đây cũng là dấu hiệu giúp ta nhận biết được đó có phải là bacteriocin không (Bảng 1.11)

Bảng 1.11 Tính chất hóa lý của một số bacteriocin của vi khuẩn Gram

dương (Torodov and Dicks, 2005) Tên bacteriocin Nhiệt độ cho

2 Clostocin A 1000C/30phút 4-9 Chymotrypsin, Pronase P,

Dnase, Trypsin, Rnase

3 Clostocin B 800C/10phút 4-9 Chymotrypsin, Pronase P,

Dnase, Trypsin, Rnase

4 Clostocin C 800C/10phút 4-9 Chymotrypsin, Pronase P,

Dnase, Trypsin

5 Clostocin D 1000C/30phút 4-9 Chymotrypsin, Pronase P,

Rnase, Dnase, Trypsin

6 Boticin E-S5 1000C/10phút 1,1-9,5 Chymotrypsin, Pepsin,

Trypsin, Pronase P, Rnase,

Dnase

7 Boticin P 600C/30phút 6,5-7,5 Trypsin, Dnase, Rnase,

Alkaline phosphotase, Phospholipases C, D

9 Perfreingocin

11105

1.3.3.1 Phạm vi hoạt động của Bacteriocins

Hầu hết các bacteriocin được sinh tổng hợp bởi VK Gram âm (-) có hoạt tính

ức chế các loài cùng họ hàng Đối với bacteriocin được sinh tổng hợp bởi VK Gram dương (+) có hoạt tính ức chế các loại VK Gram (+) Tuy nhiên một vài loại VK Gram (-) bị ức chế bởi bacteriocin hay chất giống bacteriocin được sinh ra bởi VK Gram (+) Những vi khuẩn Gram (+) có khả năng ức chế vi khuẩn Gram (-) như

Lactobacillus acidophilus, Bacillus cereus, Streptococi, Staphylococci, Corynebacteria

1.3.3.2 Cơ chế hoạt động của Bacteriocin

Bacteriocin có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn khác do sự tạo thành các kênh làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, nhiều loại bacteriocin còn có khả năng phân giải ADN, ARN và tấn công vào peptidoglycan để làm suy yếu thành tế bào

Lacticin 3147 có tác dụng diệt khuẩn trên những tế bào nhạy cảm bởi sự tương tác đầu tiên với thành tế bào Đó là nguyên nhân mà trên màng tế bào tạo ra những kênh cho K+ và phốt phát vô cơ đi ra khỏi tế bào Trong sự nỗ lực để tái tích lũy lại những ion này, những hệ thống hấp thu phụ thuộc ATP dẫn tới thủy phân của ATP bên trong Khi ATP được yêu cầu cho sự duy trì của những chức năng quan trọng tế bào, như gradient pH tại màng tế bào, những chức năng tế bào bị phá vỡ và

tế bào dần dần mất năng lượng và chết

Các bacteriocin thường có hiệu quả chống lại các vi khuẩn Gram (+) như

Bacillus, Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium Các bacteriocin của

LAB có thể không hiệu quả khi ức chế vi khuẩn Gram (-) vì màng ngoài của chúng gây trở ngại cho hoạt động của bacteriocin Những màng này ngăn cản các phân tử như chất kháng sinh, chất tẩy rửa và thuốc nhuộm xâm nhập tế bào chất (De Martinis

và ctv, 2001) Tuy nhiên, có một vài nghiên cứu đã công bố hoạt động của bacteriocin chống lại các VK nhóm này, ví dụ như plantaricin 35d sản xuất bởi

Lactobacillus plantarum chống lại Aeromonas hydrophila (Messi và ctv, 2001), thermophylin sản xuất bởi Streptococcus thermophillus hoạt động chống lại E Coli

và Yersiniaenterocolitica (Ivanova và ctv, 1998)

Các cơ chế hoạt động khác nhau đã được đề ra cho các bacteriocin như thay đổi hoạt động enzyme, ức chế sự nảy mầm của bào tử và ngừng hoạt động của các chất mang anion thông qua sự hình thành của các lỗ (Abee, 1995)

Các bacteriocin từ LAB có thể hoạt động thông qua các cơ chế khác nhau để phát huy tác dụng kháng khuẩn nhưng màng tế bào thường là đích được nhắm đến Sự tương tác tĩnh điện ban đầu giữa màng tế bào và peptide của bacteriocin được cho là động lực cho các chuyển biến tiếp theo (Deegan, 2006)

Các bacteriocin có thể có tính diệt khuẩn hoặc định khuẩn, tác động này chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi một số yếu tố như lượng bacteriocin và độ tinh khiết của

nó, tình trạng sinh lý của các tế bào chỉ thị và các điều kiện thí nghiệm (Cintas, 2001) Có khả năng là lớp I và II sử dụng cùng các cơ chế hoạt động giống nhau Các peptide liên kết màng huyết tương thông qua các tương tác tĩnh điện với các phospholipid tích điện âm Vì vậy, việc thâm nhập của bacteriocin ngang qua màng tế bào phụ thuộc vào điện thế màng, được điều khiển bởi pH và phospholipid Các đơn phân tử của bacteriocin hình thành các khối protein dẫn đến việc hình thành lỗ kết quả là dẫn đến sự thất thoát của các ion (chủ yếu là K và Mg), tổn thất lượng proton trong tế bào chất, thất thoát ATP và acid amin Lượng proton trong tế bào chất có vai trò cơ bản trong sự tổng hợp ATP và trong sự di chuyển của VK Vì vậy, việc tổng hợp của các phân tử lớn cũng như sản xuất năng lượng bị ức chế, dẫn đến chết tế bào đích (Bruno và Montville, 1993)

Phương thức hoạt động của các bacteriocin nhóm III không được biết đến

Do đó, đòi hỏi phải nghiên cứu nhiều hơn để làm sáng tỏ nó (Parada và ctv, 2007)

1.3.3.3 Kiểu hoạt động của Bacteriocin

Bacteriocin có khả năng tiêu diệt các VK khác do sự tạo thành các kênh làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, nhiều loại bacteriocin còn có khả năng phân giải DNA, RNA và tấn công vào peptidoglycan để làm suy yếu thành tế bào

Hình 1.3 Kiểu hoạt động của bacteriocin của vi khuẩn lactic (LAB)

Nhiều thông tin đầu tiên về cơ chế hoạt động của bacteriocins được dựa vào những nghiên cứu về colicins Nomura và nhóm của anh ta được nổi bật trong lĩnh vực này và nhiều nghiên cứu mới đã được xem xét vào năm 1967 Nghiên cứu lĩnh vực này tập trung lớn vào hai khía cạnh riêng biệt của hoạt động bacteriocin trên những VK nhạy cảm: động lực học của tương tác vật lý giữa bacteriocins và những

VK nghi ngờ và sự tìm ra thương tổn sinh hóa đặc trưng trong khoảng thời gian ảnh hưởng của VSV Trong giả thiết rộng của kiểu hoạt động của bacteriocins, nó được giả thiết rằng sự tương tác của bacteriocins với tế bào nhạy cảm bao gồm 2 giai đoạn Giai đoạn thứ nhất tương ứng với sự hút bám vật lý của phân tử bacteriocin

để tiếp cận thụ quan bên ngoài tế bào và nó có thể là một pha thuận nghịch Sự tổn thương sinh lý học không thường xuyên được tạo ra và loại bỏ của bacteriocin trong giai đoạn này Trong một thời gian vừa phải sau đó, giai đoạn 2 phát triển mà thay đổi bệnh lý không thuận nghịch bị ảnh hưởng qua tổn thương sinh hóa đặc trưng

Dữ liệu động học chỉ rõ bacteriocin như tác nhân gây chết những VK nhạy cảm trong những quá trình làm tổn thương đơn giản, được gọi là “quantal killing”

“Quantal killing” được thấy từ phân tử gam hoạt động giết của loại kháng sinh

Nghiên cứu của colicins thấy rằng nó hút thụ quan đặc trưng trên vỏ bên ngoài của sinh vật

có hai kiểu hoạt động, chúng có thể kết hợp với lipid II, như xe chuyên chở peptidoglycan subunits từ tế bào chất đến thành tế bào, vì thế ngăn cản sự tổng hợp thành tế bào, dẫn đến tế bào chết Ngoài ra, chúng có thể sử dụng lipid II như cắt phân tử để bắt đầu quá trình gắn vào màng và hình thành kênh dẫn đến tế bào chết nhanh chóng Lantibiotic có hai chuỗi peptid như lacticin 3147, chúng có thể có hai hoạt động này do cả hai peptid tham gia Nhưng ngược lại, mersacidin có duy nhất một hoạt động gắn vào lipid II nhưng không hình thành kênh Thông thường những peptid lớp II có “an amphiphilic helical structure” và được cài vào tế bào gốc của màng dẫn đến bị khử cực và chết Bacteriocin của nhóm III như là lysostaphin có thể tác động trực tiếp vào thành tế bào của VK Gram (+) dẫn đến chết và làm tan tế bào gốc

1.3.4 Lợi ích và hạn chế của bacteriocin

 Lợi ích của bacteriocin

Ngày nay, áp dụng rộng rãi các bacteriocin trong lĩnh vực thực phẩm đã mang đến những lợi ích nhất định so với việc sử dụng những chất bảo quản hóa học truyền thống như:

 Bacteriocin chứng minh tính an toàn của chúng trong chuỗi thực phẩm dành cho người Chúng có ít hạn chế hơn so với những chất bảo quản hóa học

vì là các phân tử được sản sinh tự nhiên bởi vi sinh vật lên men trong thực phẩm lên men truyền thống (Ruiz-Larrea, 2005)

 Không gây tác động đến môi trường vì chúng bị thoái biến nhanh chóng

 Các bacteriocin được sử dụng như nguồn thức ăn chủ yếu đối với các tác nhân gây bệnh mà không làm ảnh hưởng đến VK có lợi (Ouwehandvà Vesterlund, 2004)

 Bacteriocin không làm thay đổi các tính chất cảm quan của thực phẩm (Ruiz-Larrea, 2005)

 Chúng có phổ hoạt động rõ ràng

 Có tác dụng bổ sung cho các tác nhân kháng khuẩn

 Bacteriocin cũng có nhiều ưu điểm để được chọn để thay thế thuốc kháng sinh trong NTTS:

 Không gây độc hại đối với tế bào nhân chuẩn và GRAS, là một giải pháp an toàn thay thế kháng sinh truyền thống (Galvez et al., 2008)

 Nó cũng được chứng minh rằng bacteriocin tinh khiết không ảnh hưởng tới cảm giác của thủy sản và chúng tương đối ổn định với độ mặn 10% Ngoài ra phổ hoạt động tương đối hẹp so với kháng sinh truyền thống, giới hạn áp lực lựa chọn cho VK phát triển khả năng kháng các kháng sinh và do đó làm giảm các tỉ lệ mầm bệnh kháng thuốc

 Hạn chế của bacteriocin

Với những lợi ích trên bacteriocin ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như một loại kháng sinh an toàn Tuy nhiên, chúng cũng có một số mặt bất lợi sau:

 Ít được biết đến hơn so với các chất bảo quản hóa học

 Bị thoái biến nhanh chóng bởi các enzyme phân giải protein

 Chi phí cao trong việc đáp ứng các tính năng kỹ thuật

 Chỉ có hiệu quả chống lại một số loại vi khuẩn nào đó.Trên thực tế, có những rào cản pháp lý yêu cầu sự công nhận và chấp thuận cụ thể đối với việc sử dụng chúng ở dạng tinh khiết và bán tinh khiết (Ruiz-Larrea, 2005)

1.3.5 Tình hình nghiên cứu về bacteriocin trên thế giới và Việt Nam

 Trên thế giới

Bacteriocin là một trong những vũ khí hiệu lực nhất nhằm chống lại các VK khác trong tự nhiên Bacteriocin có thể hoạt động như một yếu tố cạnh tranh hoặc một phân tử liên lạc trong mỗi tập đoàn VK Vì vậy, các bacteriocin, chủ yếu từ VK lactic, đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực bảo quản và an toàn vệ sinh thực phẩm Dựa trên thông tin về số lượng các bài báo khoa học liên quan, có thể nói trong hơn một thế kỷ vừa qua những nghiên cứu về bacteriocin ngày càng được quan tâm nhiều hơn Tuy vậy số công trình nghiên cứu về bacteriocin có nguồn gốc

ủ vòng kháng khuẩn sẽ xuất hiện, thể hiện bởi một vòng kháng rõ quanh giếng

Sáu năm sau, nhóm tác giả Tagg, Dajani và Wannamaker thuộc Khoa Vi sinh- Trường Đại học Otago, New Zealand, Trường Đại học Dược Minnesota, Minnesota đã nghiên cứu về những loại bacteriocin của VK Gram (+) và cho ra nhiều kết quả có giá trị Nghiên cứu đã cho biết được tính đối kháng của bacteriocin, cách đặt tên và phân loại bacteriocin, chiết tách và tinh sạch bacteriocin, phân tích hoạt tính bacteriocin

Cho đến nay trên thế giới mới chỉ có một vài nghiên cứu cơ bản về các sinh vật biển sinh bacteriocin hay BLIS được công bố (Hình 1.4) Hiện chưa có công trình nào về lĩnh vực đó được thông báo ở Việt Nam Trong khi đó các loài động vật biển địa phương nuôi ở vùng ven biển miền Trung nước ta là nguồn vật chủ rất

thích hợp cho việc phân lập các VK do hệ vi sinh đường ruột của chúng vẫn chưa nghiên cứu đầy đủ trên thế giới Từ các động vật này, các bacteriocin mới hay các BLIS mang các đặc tính sinh học mới có thể được phát hiện

Hình 1.4 Số lượng bài báo nghiên cứu về bacteriocin trong mỗi thời kỳ 10 năm

từ 1950-2010 được trích dẫn trên Pubmed

Chú thích: “Colicin” là các bacteriocin từ E coli, “microcin” là các bacteriocin

rất nhỏ từ enterobacteria, “LAB bacteriocin” là bacteriocin từ vi khuẩn lactic và “marine bacteriocin” là các bacteriocin có nguồn gốc từ biển (Desriac et al 2010)

Những bacteriocin biển này hiện đang được nghiên cứu làm các loại thuốc mới cho nuôi trồng hải sản Những khía cạnh mới trong việc sử dụng VK biển sinh bacteriocin làm probiotic trong nuôi trồng hải sản cũng được thảo luận

Gần đây, những loại VSV gắn kết với động vật biển đang được nghiên

cứu Nhiều tác giả đã chỉ ra rằng những loại VK này thuộc các họ Vbrio, Pseudoalteromonas, Aeromonas, Aeteromonas và nhóm cytophaga- Flavobaterium- Bacterioides

Wilson và các cộng sự đã phân lập được 9 loại vi khuẩn biển sinh ra

những chất kháng sinh từ một vài loài động vật không xương sống ở biển (Hàu, Bọt biển, Nhím biển… ) được trình bày trong Bảng 1.12