Vai trò của các vi sinh vật probiotic đối với hệ sinh thái đường ruột và hiệu quả sử dụng probiotic trong chăn nuôi

Mục đích của bài đánh giá tổng quan này nhằm cung cấp một số kiến thức cập nhật và tài liệu tham khảo cho các nhà chăn nuôi, chuyên gia về dinh dưỡng vật nuôi cân nhắc trước khi đưa ra quyết định về việc sử dụng probiotics trong chăn nuôi.

NGUYỄN THỊ TUYẾT LÊ Vai trò vi sinh vật probiotic hệ sinh thái… VAI TRÒ CỦA CÁC VI SINH VẬT PROBIOTIC ĐỐI VỚI HỆ SINH THÁI ĐƯỜNG RUỘT VÀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PROBIOTIC TRONG CHĂN NUÔI Nguyễn Thị Tuyết Lê Bùi Quang Tuấn Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Tác giả liên hệ: Nguyễn Thị Tuyết Lê Email: tuyetle_hua@vnua.edu.vn TÓM TẮT Probiotic vi sinh vật có lợi cịn sống, sử dụng với liều thích hợp mang lại lợi ích cho vật ni Trong dinh dưỡng động vật, probiotic sử dụng dạng thức ăn bổ sung với mục đích nhằm trì cân hệ sinh thái đường ruột, tăng hiệu sử dụng thức ăn cho vật nuôi đặc biệt gia súc non hệ vi sinh vật đường ruột chưa phát triển hoàn thiện Bài tổng quan đánh giá vai trò probiotic hệ sinh thái đường ruột vật nuôi hiệu sử dụng probiotic chăn nuôi lợn, gà gia súc nhai lại Các kết nghiên cứu chứng minh hiệu probiotics chăn nuôi lợn chủ yếu tăng tiêu hóa hấp thu, cải thiện hiệu sử dụng thức ăn phòng bệnh tiêu chảy Hiệu việc bổ sung probiotics phần ăn cho gia cầm với mục đích ức chế vi khuẩn gây bệnh Salmonella, E coli, Clostridium perfringes, Campylobacter jejuni; Giảm mùi chuồng nuôi cải thiện hiệu sử dụng thức ăn từ tăng suất chăn nuôi đánh giá Bài viết đánh giá việc ứng dụng probiotics chăn nuôi gia súc nhai lại với mục đích tăng suất sữa, giảm tỷ lệ mắc axit cỏ, tăng khối lượng tích lũy phịng bệnh đường ruột Gần đây, vấn đề lạm dụng kháng sinh chăn nuôi chứng có liên quan đến gia tăng kháng thuốc vật ni cộng đồng việc sử dụng probiotics chăn nuôi giải pháp hữu ích để giảm phụ thuộc vào kháng sinh thức ăn chăn nuôi với mục đích phịng bệnh kích thích tăng trưởng Vì vậy, mục đích đánh giá tổng quan nhằm cung cấp số kiến thức cập nhật tài liệu tham khảo cho nhà chăn nuôi, chuyên gia dinh dưỡng vật nuôi cân nhắc trước đưa định việc sử dụng probiotics chăn ni Từ khóa: probiotic, hiệu sử dụng thức ăn, chăn nuôi lợn, chăn nuôi gia cầm, chăn nuôi gia súc nhai lại ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ vi sinh vật (VSV) đường ruột đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng lớn đến khả tiêu hóa, hấp thu sức khỏe vật nuôi Hệ VSV đường ruột bị tác động yếu tố stress thay đổi thức ăn, vận chuyển, thay đổi thời tiết, gia súc nhập đàn, sử dụng kháng sinh dài ngày thay đổi thành phần dinh dưỡng phần tăng hàm lượng protein thô, phospho, canxi, hàm lượng xơ thơ thấp kích thích tăng sinh nhóm vi khuẩn có hại đường ruột gây cân hệ VSV đường ruột Sự cân hệ VSV đường ruột làm tăng nguy mắc bệnh đường tiêu hóa vật ni làm cho vật chậm lớn, giảm suất chăn ni Vì vậy, người chăn ni có xu hướng sử dụng kháng sinh thức ăn chăn ni với mục đích kích thích sinh trưởng giảm thiểu tác động yếu tố ngoại cảnh đến hệ VSV đường ruột, giúp ngăn ngừa vi khuẩn gây bệnh giảm tỷ lệ mắc bệnh đường ruột vật nuôi (Thacker, 2013) Tuy nhiên, trước tình trạng kháng kháng sinh ngày tăng cộng đồng, ngày 19/11/2018 Quốc hội Việt Nam thông qua Luật Chăn nuôi (Luật số 32/2018/QH14) đó, việc sử dụng kháng sinh thức ăn chăn nuôi thuốc thú y phép lưu hành Việt Nam sử dụng kháng sinh với mục đích kích thích sinh trưởng bị cấm (Quốc hội Việt Nam, 2018) Vì vậy, sử dụng probiotics thức ăn chăn nuôi giải pháp thay kháng sinh hữu hiệu với mục đích trì ổn định hệ VSV đường ruột, phịng bệnh tăng suất chăn ni Mục đích báo nhằm đánh giá vai trò probiotic hệ sinh thái đường ruột tóm tắt cập nhật kết nghiên cứu, chứng chứng minh hiệu probiotic chăn nuôi lợn, gà gia súc nhai lại Dựa đánh giá tổng quan này, nhà chăn nuôi cân nhắc trước đưa định việc sử dụng probiotic chăn nuôi VIỆN CHĂN NI – Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Chăn nuôi – Số 106 Tháng 12/2019 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA PROBIOTICS Khái niệm Thuật ngữ “probiotics” Lilly Stillwell sử dụng lần (1965) để mơ tả chất kích thích tăng trưởng sản sinh protozoa ciliate để kích thích sinh trưởng ciliate khác Parke (1974) định nghĩa “probiotics” vi sinh vật chất có vai trị ổn định cân hệ VSV đường ruột Với khái niệm này, probiotics bao gồm sinh vật sống vật thể không sống Sau đó, Fuller (1989) bỏ cụm từ “các chất” sửa khái niệm probiotics thành “là dạng thức ăn bổ sung VSV có lợi cịn sống để đem lại lợi ích cho vật chủ thơng qua việc cải thiện cân hệ VSV đường ruột” Năm 2001, khái niệm probiotics đưa Tổ chức Nông-Lương giới (FAO) Tổ chức y tế giới (WHO) sau: Probiotics VSV sống sử dụng với liều thích hợp đem lại lợi ích cho vật chủ (FAO/WHO 2001) Khái niệm chấp nhận rộng rãi thông qua Hiệp hội khoa học quốc tế Probiotics Prebiotics (Hill cs., 2014) Cơ quan quản lý dược phẩm thực phẩm Mỹ (USFDA) sử dụng khái niệm VSV cho ăn trực tiếp (DFM-direct fed microbes) thay cho thuật ngữ probiotics Phân loại đặc điểm probiotics Các VSV có đặc tính probiotics phân loại sau: Các probiotics vi khuẩn nấm: Ngoại trừ số nấm men (Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces bourlardii, Candida pintolopesii), nấm sợi (Aspergillus oryzae, A niger), phần lớn VSV sử dụng probiotics vi khuẩn Một số vi khuẩn có lợi sử dụng nhiều gồm: loài thuộc giống Lactobacillus (L acidophilus, L casei, L delbreukii subsp bulgaricus, L brevis, L cellobiosus, L curvatus, L fermentum, L lactis, L plantarum, L reuterii), Bifidobacterium, Enterococcus, Bacillus Probiotics có hình thành bào tử khơng hình thành bào tử: Nhóm khơng hình thành bào tử loài thuộc giống Lactobacillus, Streptococcus Bifidobacterium; Nhóm hình thành bào tử lồi thuộc giống Bacillus (Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, B licheniformis, B polymyxa, B megaterium) Probiotics đơn chủng đa chủng: Probiotics đơn chủng chế phẩm probiotic chứa loài vi khuẩn nấm Bro-bio-fair (Saccharomyces cerevisiae), Anta Pro EF (Enterococcus faecium) Probiotics đa chủng chế phẩm có chứa hỗn hợp gồm từ hai lồi VSV trở lên chế phẩm PoultryStar ME (có chứa Enterococcus faecium, Lactobacillus reuteri, L salivarius Pediococcus acidilactici); PrimaLac (gồm Lactobacillus spp., E faecium, Bifidobacterium thermophilum) Hoặc chế phẩm Microguard gồm Lactobacillus, Bacillus, Streptococcus, Bifidobacterium Saccharomyces Probiotics “bản địa” “ngoại lai”: Các vi sinh vật có đặc tính probiotics thành viên hệ VSV đường ruột gọi VSV “bản địa” (autochthonous probiotics), ví dụ Lactobacillus Bifidobacterium; Các VSV khơng có mặt đường ruột động vật gọi VSV “ngoại lai” (allochthonous probiotics) nấm men Các VSV lựa chọn để sản xuất chế phẩm probiotics có đặc điểm chung sau (1) Có tác động tích cực vật chủ Các vi khuẩn probiotic chủ yếu thuộc nhóm Gram dương, có khả kháng muối mật, axit mật, kháng lại với yếu tố chế biến thức ăn nhiệt độ cao; (2) Các VSV probiotic sống môi trường yếm khí đường ruột thể tỷ lệ sống sót cao, khả bám dính vào niêm mạc ruột tốt thích nghi NGUYỄN THỊ TUYẾT LÊ Vai trò vi sinh vật probiotic hệ sinh thái… nhanh chóng đường ruột; (3) Các VSV probiotic có khả sản sinh sản phẩm trao đổi chất hữu ích enzyme, axit hữu cơ, hợp chất kháng khuẩn bacteriocin Hàm lượng axit hữu sản sinh giúp kiểm soát pH đường ruột theo xu hướng giảm; (4) Các VSV probiotic vi sinh vật có lợi, không gây hại cho tế bào niêm mạc ruột vật chủ sức khỏe cộng đồng Probiotics dinh dưỡng động vật Trong dinh dưỡng động vật, probiotics xếp vào nhóm thức ăn bổ sung Các nhóm VSV probiotics sử dụng phổ biến chăn ni chia thành nhóm: Nhóm vi khuẩn lactic (Lactobacillus, Streptococcus); Nhóm Bacillus (B subtilis ) Nhóm nấm men (Saccharomyces cerevisiae) Các chế phẩm probiotics dạng đơn chủng: sử dụng chủng probiotics (Lactobacillus acidophilus Bacillus subtilis Saccharomyces cerevisiae…); Hoặc dạng đa chủng: phối hợp nhiều chủng vi khuẩn nấm men Một số dạng sản phẩm probiotics phổ biến thực tiễn: Dạng cho uống (dạng bột hòa tan nước dung dịch); Dạng cho ăn: bổ sung trực tiếp vào phần ăn; Sử dụng dạng bào tử chủng Bacillus hữu ích chọn lọc để giúp đề kháng với nhiệt độ cao sấy, ép viên Bổ sung chế phẩm probiotics thức ăn chăn ni để nhằm trì cân hệ sinh thái đường ruột cho vật nuôi Liều lượng bổ sung thời gian sử dụng tùy thuộc nhiều yếu tố như: ổn định số lượng, đặc tính sinh học VSV probiotic thức ăn đường tiêu hóa vật ni tình trạng hệ VSV đường ruột vật ni Vì vậy, dựa vào số lượng tế bào VSV chế phẩm (CFU/g) để định liều sử dụng thời gian sử dụng cố định cho chế phẩm Liều sử dụng probiotics phải xác định cho chế phẩm riêng biệt cho giai đoạn sử dụng Liều sử dụng khuyến cáo nằm khoảng từ 1x108 – 1x1010cfu/1kg thức ăn Các dạng sản phẩm thương mại chế phẩm probiotics đa dạng, từ dạng bột, dạng hạt, dạng ép viên, dạng có vỏ bọc capsule (viên nhộng) dạng viên mềm pastes (Fuller, 1992) Sử dụng probiotics gia súc trưởng thành tốt gia súc non lượng thức ăn thu nhận gia súc trưởng thành cao Vì vậy, sử dụng hàm lượng lớn probiotic thức ăn trường hợp sau: Hệ VSV đường ruột vật ni chưa phát triển hồn thiện gia súc non Hệ VSV đường ruột vật nuôi bị tác động với yếu tố stress thay đổi thức ăn, vận chuyển, thay đổi thời tiết, sử dụng kháng sinh dài ngày Khi bổ sung kháng sinh thức ăn nhằm mục đích phịng bệnh, bổ sung thêm probiotics để ổn định hệ VSV đường ruột Nguy nhiễm bệnh cao: nhập đàn, khí hậu thời tiết thay đổi, xung quanh có dịch Thay đổi thành phần dinh dưỡng phần: tăng protein, phospho, Canxi, hàm lượng xơ thơ thấp , kích thích tăng sinh nhóm vi khuẩn có hại đường ruột Vai trò vi sinh vật probiotic hệ sinh thái đường ruột vật nuôi Hệ sinh thái đường ruột (Gastrointestinal ecosystem) mơi trường đường tiêu hóa mà thành phần nhiệt độ, độ pH, hệ thống niêm mạc ruột, quan tiết dịch tiêu hóa, enzyme hệ VSV sống đường tiêu hóa liên quan chặt chẽ với để đảm VIỆN CHĂN NI – Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi – Số 106 Tháng 12/2019 bảo cho hoạt động tiêu hóa, hấp thu vật ni diễn bình thường Trong đó, hệ VSV đường ruột đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng lớn đến khả tiêu hóa, hấp thu vật ni Ở động vật khỏe mạnh có hoạt động tiêu hóa hấp thu diễn bình thường cân VSV có lợi có hại đường ruột trì trạng thái ổn định với số lượng VSV có lợi chiếm tỷ lệ lớn so với VSV có hại Trong đường ruột động vật thường tồn hai nhóm VSV: Nhóm VSV có lợi tồn ruột non nhóm VSV có hại (VSV gây thối gây bệnh) tồn ruột già Nói đến cân hệ VSV đường ruột đến cân hai nhóm VSV Tạo cân hệ VSV đường ruột cách bổ sung chế phẩm probiotics vào thức ăn Vi sinh vật có lợi chế phẩm sau vào đường ruột “nảy mầm” ruột non, giúp tạo cân hệ sinh thái đường ruột Cụ thể: Đảm bảo số lượng nhóm vi khuẩn có lợi đường ruột ln ổn định: nhóm vi khuẩn chiếm tỷ lệ lớn tới 90% gồm loài yếm khí (Bifidobacteria, Lactobacillae, Bacteroides, Eubacteria Chúng có vai trò sản sinh axit lactic axit béo bay chuỗi ngắn Các vi khuẩn vệ tinh gồm E.coli Enterococci chiếm 1% Các vi khuẩn có hại chiếm tỷ lệ nhỏ khoảng 0,01% gồm nhóm Proteus, Staphylococci Pseudomonas Khi tỷ lệ nhóm 90:1:0,01 với phần lớn vi khuẩn có lợi hệ sinh thái đường ruột đạt cân (Eubiosis) Khi tỷ lệ bị phá hủy, nhóm vi khuẩn có hại tăng số lượng, cân hệ sinh thái đường ruột chuyển sang trạng thái cân (dysbiosis) Tạo hiệu ứng “rào cản” bao phủ toàn bề mặt niêm mạc ruột, cạnh tranh vị trí bám, nguồn dinh dưỡng với VSV có hại Vi sinh vật có hại khơng cịn vị trí bám thải ngồi theo phân Sản sinh axit hữu axit lactic, axit propionic, axit axetic… làm giảm pH đường ruột dẫn đến ức chế VSV có hại Sản sinh chất kháng khuẩn tự nhiên (bacteriocins), hydrogen peroxide (H2O2) ỨNG DỤNG PROBIOTIC TRONG CHĂN NI Ứng dụng probiotics chăn ni lợn Sử dụng với mục đích tăng tiêu hóa, hấp thu Các chế phẩm probiotics sử dụng chăn nuôi lợn chủ yếu dạng thức ăn bổ sung: bổ sung vào thức ăn nước uống với mục đích tăng khả tiêu hóa, hấp thu Các VSV có lợi q trình tiêu hóa tham gia phân giải carbohydrate, lipid, protein, cellulose; Enzyme VSV giúp trình tiêu hóa xơ đường ruột động vật dày đơn, từ tăng tỷ lệ tiêu hóa, tăng hiệu sử dụng thức ăn Hệ enzyme saccharolytic VSV cellulase, hemicellulase, xylanase, pectinase giúp q trình tiêu hóa xơ đường ruột động vật dày đơn, từ tăng tỷ lệ tiêu hóa, tăng hiệu sử dụng thức ăn Quá trình phân giải carbohydrate manh tràng, ruột già động vật dày đơn sản sinh axit béo bay chuỗi ngắn (SCVFA), axit lactic chất khí (H2, CO2, CH4) Các axetat nhanh chóng hấp thu vào máu, cung cấp lượng cho mô Propionic chuyển thành đường glucose gan; Butyrate nguồn cung cấp lượng cho tế bào biểu mô niêm mạc ruột già Axit hữu sản sinh trình lên men nhóm vi khuẩn có lợi giúp tăng cường hấp thu sắt, muối khống hoạt hóa enzyme giúp tăng khả tiêu hóa hấp thu NGUYỄN THỊ TUYẾT LÊ Vai trò vi sinh vật probiotic hệ sinh thái… Pollmann cs (1980) báo cáo bổ sung probiotic đơn chủng Lactobacilllu sacidophilus cải thiện hiệu sử dụng thức ăn (FCR) tăng khả tăng khối lượng (ADG) lợn khơng có hiệu tương tự lợn giai đoạn vỗ béo Huang cs (2004) chứng minh rằng, bổ sung Lactobacilli vào phần ăn hàng ngày cho lợn cai sữa tăng lượng thức ăn thu nhận lợn tăng khối lượng bình quân g/con/ngày tuần nhiên không hiệu tuần Le Bon cs (2010) cho biết, sử dụng probiotic cho lợn cai sữa cải thiện đáng kể hiệu sử dụng thức ăn lợn Mặc dù độ dài lông nhung, khả tiết dịch nhầy độ dày lớp dịch nhầy niệm mạc ruột non khơng có thay đổi sau tuần sử dụng probiotic số lượng E coli giảm rõ rệt so sánh với lô đối chứng Một số nghiên cứu hiệu sử dụng probiotics giai đoạn lợn khác tóm tắt Bảng Bảng Hiệu probiotics sinh trưởng lợn (Bajagai cs., 2016) VSV probiotics ADG FCR ADFI S+ S- NS Clostridium butiricum Lactobacillus acidophilus S+ NS S- Saccharomyces cereviseae Lactobacillus acidophilus S+ NS NS Bacillus subtilis Saccharomyces cereviseae Bacillus subtilis Lactobacillus platarum Enterococcus faecium EK13 Bifidobacterium longum Bacillus subtilis S cerevisiae subsp bourladii Bacillus licheniformis Lứa tuổi lợn Lợn thịt Nguồn tham khảo Meng (2012) cs Lợn cai Lv cs (2015) sữa Lợn thịt Bajagai cs (2016) Lợn cai Bajagai cs sữa (2016) S+ NS NS NS - - Lợn sơ Bajagai cs sinh (2016) NS NS - Lợn sơ Bajagai cs sinh (2016) - S+ - Lợn cai Le Bon cs sữa (2010) NS S- NS Lợn thịt Davis (2008) cs Chú thích: ADG = Tăng khối lượng bình quân/ngày; FCR = hiệu sử dụng thức ăn; ADFI = Thức ăn thu nhận bình quân/ngày; S (+) = Tăng rõ rệt ; S (−) = giảm rõ rệt; NS = không rõ; – = Không nghiên cứu Sự khác kết nghiên cứu Bảng rằng, khác liều sử dụng, chủng probiotic sử dụng chế phẩm khác biệt quy trình chăm sóc nuôi dưỡng (khẩu phần ăn, thành phần dinh dưỡng, phương thức nuôi…) khác giống lợn lý giải thích chế phẩm probiotic sử dụng loài VSV lại có kết nghiên cứu khác Hiệu việc cải thiện khả tiêu hóa hấp thu probiotic chứng minh VSV probiotic có hệ enzyme phong phú, giúp tăng cường trình lên men phân giải VIỆN CHĂN NI – Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Chăn ni – Số 106 Tháng 12/2019 hợp chất hữu cơ, protein, xơ… chất khoáng (phosphor) thức ăn Theo Kim cs (2007), vi khuẩn lactic đường ruột lợn sản sinh enzyme amylase, lipase, phytase protease Các tác giả chọn lọc chủng Lactobacillus sp PSC101 có khả sinh tất loại enzyme kể kháng muối mật axit mật Một số trực khuẩn sinh bào tử Bacillus amyloliquefaciens sinh enzyme ngoại bào α-amylase, cellulase, protease metalloprotease (Bajagai cs., 2016) Sự tăng cường hoạt động enzyme đường ruột vật nuôi bổ sung probiotics nguyên nhân làm tăng khả tiêu hóa hấp thu lợn Bên cạnh đó, sản phẩm trao đổi chất hình thành trình lên men VSV probiotic đường ruột axit hữu cơ, axit béo bay … làm tăng khả tiết dịch nhầy, cải thiện phát triển lớp lông nhung niêm mạc ruột lợn từ cải thiện q trình tiêu hóa hấp thu Klingspor cs (2013) cho biết, bổ sung probiotic đơn chủng Entetococcus faecium NCIMB 10415 thức ăn cho lợn với liều x 106/g giúp tăng khả tiêu hóa, hấp thu thức ăn E faecium có khẳ làm tăng hấp thu tăng tiết dịch nhầy niêm mạc ruột non Huang cs (2004) phát thấy khả tiêu hóa protein thơ phosphor ngô bột đậu tương phần ăn lợn cai sữa tăng bổ sung 0,1% hỗn hợp chủng Lactobacillus với mật độ 2,4x105cfu/g Meng cs (2010) có kết luận tương tự, khả tiêu hóa protein lợn tăng lên rõ rệt bổ sung hỗn hợp chủng gồm B.subtilis Clostridium butyricum phần ăn lợn thịt so với đối chứng Giang cs (2010) báo cáo kết tăng khả tiêu hóa xơ thô protein thô hồi tràng lợn sau bổ sung probiotic đa chủng gồm B subtilis H4, S boulardii Sb, E faecium 6H2, L acidophilus C3, P pentosaceus D7,và L fermentum NC1 vào phần ăn lợn tuần sau cai sữa So với đối tượng lợn lợn nuôi thịt, nghiên cứu ảnh hưởng probiotic đến suất sinh sản lợn nái hạn chế Ahasan cs (2015) cho biết sử dụng chế phẩm probiotics đa chủng gồm Bacillus spp., Lactobacillus spp., Streptococcus spp cải thiện số lượng chất lượng sữa mẹ từ cải thiện tiêu số con/ổ, tỷ lệ sống khối lượng lợn Alexopoulos cs (2004) báo cáo kết bổ sung chế phẩm BioPlus 2B gồm Bacillus licheniformis Bacillus subtilis cho lợn nái mang thai từ tuần trước đẻ suốt giai đoạn nuôi cải thiện suất sinh sản lợn nái với việc giảm tỷ lệ chết tiêu chảy, giảm tỷ lệ chết trước cai sữa lợn tăng khối lượng lợn cai sữa khả tiết sữa, chất lượng sữa lợn mẹ cải thiện Các tác giả cho biết bổ sung chế phẩm giúp giảm tỷ lệ hao hụt lợn mẹ giai đoạn nuôi Giúp tăng sức đề kháng, tăng cường hoạt động hệ miễn dịch chống lại vi khuẩn gây bệnh Các VSV có hoạt tính probiotic giúp làm tăng cường di chuyển hoạt động đại thực bào máu mô; Tăng cường sản sinh số loại kháng thể giúp tiêu diệt VSV gây hại Sử dụng chế phẩm probiotics giúp tăng hàm lượng kháng thể máu Theo Vinderola cs (2005), bổ sung vi khuẩn probiotic giúp tăng cường tiết IL-6 tế bào biểu mơ ruột dẫn đến biệt hóa tế bào B chịu trách nhiệm sản xuất IgA, IgM Trong đó, IgA kết hợp với tăng tiết tiết dịch nhầy mucin niêm mạc ruột đóng vai trị quan trọng việc tiết vi khuẩn gây bệnh ngoại lai NGUYỄN THỊ TUYẾT LÊ Vai trò vi sinh vật probiotic hệ sinh thái… Tăng cường hoạt động đại thực bào: Bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae subp boulardii cho lợn cai sữa 3-4 tuần giúp cải thiện sinh trưởng sau cai sữa tăng số lượng đại thực bào nhiều vị trí ruột non (Baum cs, 2002., Bontempo cs., 2006) Vai trò probiotic việc làm giảm tỷ lệ mắc tiêu chảy lợn sau cai sữa Tiêu chảy lợn thường gặp tuần sau cai sữa Vì probiotic sử dụng phổ biến giai đoạn nhằm giảm tỷ lệ mắc tiêu chảy sau cai sữa lợn giảm sử dụng kháng sinh chăn nuôi Kết nghiên cứu Bhandari cs (2010) cho biết, vi khuẩn probiotic E.coli sản sinh colicin có khả ngăn cản bám dính ETEC K88 vào niêm mạc ruột lợn không bị tiêu chảy Theo Chen cs (2016), tỷ lệ mắc tiêu chảy lợn cai sữa gây nhiễm với ETECT giảm đáng kể sau bổ sung chủng vi khuẩn Enterococcus faecalis dạng bọc (CG 1.0007) phần Lv cs (2015) báo cáo kết tương tự, tỷ lệ tiêu chảy lợn cai sữa thấp rõ rệt lơ thí nghiệm có bổ sung chế phẩm probiotic (Lactobacillus acidophilus Saccharomyces cerevisiae) selen so với lô đối chứng Một số vi khuẩn gây bệnh đường ruột có sản sinh độc tố đường ruột (enterotoxins) – yếu tố độc lực nguyên nhân gây tiêu chảy gia súc E coliserotype O157:H7, Salmonella enteritidis, S typhimurium, Clostridium difficile… Một số độc tố đường ruột bị trung hòa số sản phẩm trao đổi chất vi sinh vật probiotics (Yirga, 2015) Kết nghiên cứu in vivo Carey cs (2008) chứng minh lượng lớn axit lactic sản sinh 15 chủng vi khuẩn Lactobacillus khác ức chế độc tố đường ruột shigatoxin 2A sản sinh chủng E coli O157:H7 Bên cạnh đó, số probiotics ức chế q trình tổng hợp amine vi khuẩn gây bệnh Các vi khuẩn coliform đường ruột có khả khử carboxyl axit amin để hình thành amine, chất độc hại, gây kích ứng niêm mạc ruột có liên quan với tỷ lệ mắc tiêu chảy Vì vậy, sử dụng vi khuẩn probiotics ngăn cản tăng sinh coliform nhờ chế cạnh tranh, từ ngăn cản q trình tổng hợp amine (Yirga, 2015) Ứng dụng probiotics chăn nuôi gia cầm Các nghiên cứu sử dụng probiotic để ức chế Salmonella, E coli Clostridium perfringens gia cầm: Probiotics sử dụng chăn nuôi gia cầm từ năm 1970, đặc biệt sử dụng cho gà nở Nurmi Rantala (1973) chứng minh sử dụng chất nạo từ niêm mạc manh tràng gia cầm trưởng thành cho gà nở uống ức chế vi khuẩn Salmonella enterica serotype Enteritidis Mead (1989) khuyến cáo việc sử dụng probiotics cho gà nở giai đoạn từ 4-6 tuần tuổi thời kỳ hệ vi sinh vật manh tràng gà nở chưa phát triển ổn định tuần tuổi Đến có nhiều nghiên cứu chứng minh hiệu kháng khuẩn theo chế cạnh tranh đối kháng probiotics giúp vật chủ chống lại số vi khuẩn gây bệnh Salmonella typhimurium, Campylobacter jejuni, Yersinia Enterocolitica Eschreichia coli O157:H7 (Casey cs., 2007; Schoeni Wong, 1994; Zhang cs., 2007; Weinnack cs., 1981) Nghiên cứu Watkins Kratzer (1983) cho thấy: gà bổ sung chế phẩm có chủng Lactobacillus có số lượng coliforms manh tràng thấp rõ rệt với lơ đối chứng VIỆN CHĂN NI – Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Chăn ni – Số 106 Tháng 12/2019 Vào năm 1990s hai chế phẩm probiotic thương mại BROILACT® AVIGUARD® sử dụng rộng rãi UK cho gà ngày tuổi với mục đích ức chế Salmonella enteritidis PT4 S typhimurium Kết sử dụng chế phẩm làm giảm đáng kể số lượng vi khuẩn Salmonella phân gà (Nuotio cs., 1992; Schneitz Nuotio, 1992) Các chế phẩm sử dụng probiotic đơn chủng dã sử dụng để kiểm soát Salmonella E coli gà thịt Theo báo cáo Edens cs (1997), Higgins cs (2007), Vicente cs (2008), sử dụng probiotic đơn chủng thuộc giống Lactobacillus làm giảm tỷ lệ nhiễm Salmonella E coli gà thịt gà tây La Ragione cs (2004) báo cáo số lượng vi khuẩn Clostridium perfringens E coli O78:K80 giảm rõ rệt sau sử dụng chủng Lactobacillus johnsonii F19785 cho gà thịt Sử dụng Probiotic dạng bào tử vi khuẩn Bacillus subtilis cho thấy khả ức chế hoàn toàn vi khuẩn Clostridium perfringens gà ngày tuổi Tuy nhiên hiệu thải trừ vi khuẩn phân diễn chậm bào tử cần có thời gian để nảy mầm đường ruột gà (La Ragione Woodward, 2003).Một nghiên cứu khác (Kizerwetter-Swida Binek, 2009, cho thấy sau bổ sung Lactobacillus salivarius phần làm giảm số lượng vi khuẩn Clostridium perfringens Salmonella enteritidis Tuy nhiên, nhiều ý kiến tranh cãi hiệu việc sử dụng probiotics với mục đích phịng điều trị bệnh so sánh với hiệu sử dụng kháng sinh Các ý kiến cho kiến cứu cho thấy số tiềm việc sử dụng probiotic phòng trị bệnh đường ruột gia cầm câu hỏi đặt chủng vi khuẩn probiotic có thực ức chế tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh? Bởi số nghiên cứu in vivo cho thấy sau sử dụng hoạt chất kháng khuẩn vi khuẩn Lactic bacteriocin cho gà thịt vi khuẩn gây bệnh tìm thấy phân với số lượng dao động từ 103-104cfu/g (Corr cs., 2007) Các nghiên cứu sử dụng probiotic để ức chế Campylobacter, cầu trùng gia cầm Hiệu việc sử dụng chất chứa niêm mạc manh tràng gà trưởng thành khỏe mạnh để ức chế vi khuẩn Campylobacter jejuni chứng minh qua nhiều nghiên cứu Fuller (1992), Zhang cs (2007) Trong đó, Zhang cs (2007) phân lập 145 chủng vi khuẩn có lợi từ manh tràng gà có khả ức chế Campylobacter jejuni Salmonella spp Một số nghiên cứu cho thấy sử dụng probiotic đa chủng gồm Citrobacter diversus 22, Klebsiella pneumonia 23 E coli 25 (CE3) có hiệu tốt việc hạn chế khả nhiễm Campylobacter jejuni gà ngày tuổi (Schoeni Wong, 1994; Timmerman cs 2004) Các tác giả cho sử dụng probiotic đa chủng, chế tác động cạnh tranh vi khuẩn có lợi gây bệnh hiệu sử dụng probiotic đơn chủng Bên cạnh đó, Probiotics bảo vệ gà thịt chống lại cầu trùng Eimeria acervulina ruột non tăng tiết interferon IFN-γ Interleukin IL-2 từ tăng hoạt động miễn dịch cục chống lại cầu trùng (Dalloul cs., 2003) Sử dụng probiotic với mục đích tăng cường tiêu hóa hấp thu, nâng cao hiệu sử dụng thức ăn, tiết kiệm thức ăn giảm chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng Ngồi mục đích phịng trị bệnh, probiotic cịn sử dụng chăn ni gia cầm với mục đích tăng khả tiêu hóa hấp thu, tăng hiệu chăn nuôi Han cs (1999) báo cáo, bổ sung 0,15% Aspergillus oryzae 0,3% Saccharomyces cerevisiae phần gà thịt làm tăng khả hoạt động enzyme amylolytic proteolytic, giúp tăng khả tiêu hóa protein lượng trao đổi lượng gà Candrawati cs (2014) bổ sung Saccharomyces spp S-7 phần cho gà thịt với tỷ lệ 0,2, 0,4 0,6% NGUYỄN THỊ TUYẾT LÊ Vai trò vi sinh vật probiotic hệ sinh thái… làm tăng khối lượng tích lũy, tăng hiệu sử dụng thức ăn, tăng tỷ lệ thịt lườn, giảm tỷ lệ mỡ bụng giảm có ý nghĩa thống kê hàm lượng cholesterol máu so với đối chứng Sử dụng probiotics với mục đích giảm mùi Chăn nuôi gia cầm tập trung với mật độ cao gần khu dân cư thường phải đối mặt với tình trạng mùi tích tụ lượng lớn khí NH3, H2S chuồng ni Sự nhiễm mùi hôi ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng mà cịn ảnh hưởng tới tình cảm “xóm giềng” hộ chăn ni hàng xóm xung quanh Vì vậy, gần việc sử dụng probiotic với mục đích giảm mùi chuồng ni gà nhận quan tâm đặc biệt Chiang Hsiel (1995) báo cáo rằng, bổ sung Lactobacillus, Bacillus Streptococcus với liều lượng 0,5g/kg thức ăn làm giảm đáng kể hoạt động enzyme urease NH3 sản sinh phân gà thịt tuần tuổi Nguyễn Thị Tuyết Lê Bùi Quang Tuấn (2012) sử dụng chế phẩm probiotic đa chủng gồm Bacillus subtilis, Lactobacillus spp., Streptococcus Saccharomyces cerevisiae bổ sung vào lớp độn lót chuồng gà thịt Trong suốt tuần ni, hàm lượng khí NH3 chuồng ni giảm từ 1,5 -2,8 lần so với lô đối chứng Số lượng vi khuẩn Salmonella Clostridium perfringens phân giảm so với lô đối chứng Đối với chuồng nuôi gà đẻ, Nguyễn Thị Tuyết Lê cs (2013) báo cáo kết tương tự Hàm lượng NH3 chuồng nuôi gà đẻ giống Lương Phượng giảm từ 1,5-3,9 lần so với lô đối chứng mà không ảnh hưởng tới suất trứng gà Candrawati cs (2014) bổ sung Saccharomyces spp S-7 phần cho gà thịt với tỷ lệ 0,2, 0,4 0,6% giảm có ý nghĩa thống kê hàm lượng N-NH3 phân so với đối chứng Sử dụng probiotics chăn nuôi gia súc nhai lại Hiệu tăng suất sữa Probiotics cải thiện suất sữa bò Theo Nocek Kautz (2006), sản lượng sữa bị tăng lên 2,3 lít/con/ngày sử dụng phần bổ sung 5x109cfu Enterococcus faecium 2x109 cfu Saccharomyces cerevisiae cho bò ngày Boyd cs (2011) báo cáo kết tương tự, sản lượng sữa bình qn/ngày bị Holstein tăng 7,6% sử dụng phần có bổ sung hỗn hợp hai chủng Lactobacillus acidophilus NP51 Propionibacterium freudenreichiii NP24 với liều 4x109cfu/con/ngày Ở dê sữa Saanen, sản lượng sữa trung bình/ngày tăng khoảng 14% ăn phần có bổ sung Saccharomyces cerevisiae với nồng độ 4x109cfu/con/ngày (Stella cs., 2007) Poppy cs (2012) cho biết, sử dụng chế phẩm probiotics thương mại có chứa Saccharomyces cerevisiae giúp tăng sản lượng mỡ sữa lên 0,06kg/ngày, tăng sản lượng protein sữa lên 0,03kg/ngày Lượng vật chất khô ăn vào tăng thêm 0,62kg/ngày giai đoạn đầu chu kỳ tiết sữa tăng 0,78kg/ngày cuối chu kỳ tiết sữa Sự tăng lượng vật chất khô ăn vào q trình tiêu hóa hấp thu cải thiện hoạt động vi sinh vật cỏ Một nghiên cứu tiến hành cừu Kritas cs (2006) cho thấy, sử dụng Bacillus licheniformis Bacillus subtilis cho cừu cuối thời kỳ mang thai suốt thời gian tiết sữa giảm tỷ lệ mắc tiêu chảy cừu non đồng thời tăng khả tiết sữa, hàm lượng protein mỡ sữa cừu mẹ Tuy nhiên, Krishnamoorthy Krishnappa (1996) lại khơng thấy có khác biệt lượng vật chất khô ăn vào, suất 10 VIỆN CHĂN NI – Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Chăn nuôi – Số 106 Tháng 12/2019 chất lượng sữa bị sữa có bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae với lô đối chứng, không bổ sung nấm men Ứng dụng làm giảm tỷ lệ mắc bệnh axit cỏ Bệnh axit cỏ bệnh dinh dưỡng phổ biến bò sữa đặc biệt bị sữa cao sản Bình thường, bị khỏe mạnh pH cỏ dao động từ 5,7-7,3 nhiệt độ ổn định khoảng 38-42oC Khi pH cỏ giảm xuống