Trong chăn nuôi gia súc, gia cầm cụ thể là lợn, gà thường xuất hiện một số bệnh như nhiễm khuẩn huyết, nhiễm đường tiết niệu, bệnh tiêu chạy, bệnh thương hàn, bệnh bạch ly,… Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho thấy nhiễm trùng đường hô hấp dưới, bệnh tiêu chảy là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra bệnh tật và tử vong [36]. Nguyên nhân chính gây ra một số các bệnh thường gặp ở vật nuôi là do các vi sinh vật gâybệnh.
Bacillus có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và cải thiện
sức khỏe của động vật do vi khuẩn này thường cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh về nguồn thức an, nă ̆ng lượng, muối khoáng và môi trường sống. Hoạt động kháng vi sinh vật của các vi khuẩn Bacilluscòn về việc cạnh tranh loại trừ (dinh dưỡng, vị trí bám dính) với các vi khuẩn gây bệnh. Ngoài ra, một số vi khuẩn Bacillus có khả năng sinh tổng hợp một số chất kháng sinh như: subtilisin, gramicidin, tyrothricin, pumilin,... đây là các chất kháng sinh được bổ sung vào thức ăn chăn
nuôi đểức chếvi khuẩn gây bệnh và kích thích tiêu hóa cũng như tăng trọng của vật nuôi. Ngoài ra, các vi khuẩn thuộc chi Bacillusđược biết đến với khả năng sản xuất một số chất kháng khuẩn bao gồm lipo-peptide, surfacin và bacteriocin, và
các chất ức chế tương tự bacteriocin. Những hoạt chất này thường có tác dụng kháng lại các vi khuẩn gây bệnh Gram (+) và một vài chủng Gram (-) và nấm.
Các loài Bacilluslà một trong những nguồn lớn nhất của các sản phẩm tự nhiên có hoạt tính sinh học, có nhiều hoạt tính kháng sinh. Có gần đến 167 Số lượng kháng sinh do trực khuẩn sản xuất, trong đó, 66 kháng sinh từ B.subtilis, 23 kháng sinh từ B.brevisvà các kháng sinh peptit còn lại được sản xuất từ các loài khác thuộc giống Bacillus. Các kháng sinh peptit được tổng hợp từ ribosome (ví dụ: bacteriocin, subtilin, …) được tạo thành trong quá trình nhân lên của tế bào và các kháng sinh được tổng hợp không từ ribosome (ví dụ: surfactin, gramicidin, lychenysins,…) được tạo ra trong quá trình hình thành bào tử hoặc sau khi sinh trưởng. Bên cạnh đó, các chủng Bacilluscũng tạo ra nhiều loại kháng sinh không phải peptit với các cấu trúc hóa học khácnhau như amicoumacins, macrolactins, hardidin,…Một số kháng sinh có thể ức chế được cả Gram dương và một vài loài thuộc Gram âm như subtilin, Gramicidin S,… một số khác chỉ ức chế được Gram
dương như Bacitracin A, Lichenicidin,… [37].
Các chủng Bacilluskhác nhau đã được báo cáo là có hoạt tính kháng khuẩn. Fuchs và cộng sự đã phân lập được entianin, là một subtilin mới được sản xuất bởi
B. subtilis subsp. spizizenii DSM 15029 với hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ chống lại S. aureus, E. faecalisvà các vi khuẩn Gram dương gây bệnh khác [38].
Sublancin 168 được sản xuất bởi B.subtilis 168, hợp chất này chủ yếu chống lại vi khuẩn Gram dương bao gồm các mầm bệnh quan trọng như B.cereus, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus [37].
Có nghiên cứu chỉ ra rằng Tyrocidine được sản xuất bởi B.brevis chống lại
một số mầm bệnh quan trọng, bao gồm vi khuẩn Gram dương Listeria
monocytogenes, nấm gây bệnh Aspergillus fumigatus, nấm men Candida albicans,… [37].
Một số các chủng Bacillussubtilisđược phân lập từ đất và phân gà có khả năng ức chế sự phát triển của E.coli, Salmonella spp., Staphylococcus spp. [25].
Joseph và cộng sự (2013) đã phân lập và xác định đặc tính của bacteriocin được sản xuất từ B.subtilis và cho thấy mức độ hoạt động kháng khuẩn của bacteriocin chống lại mầm bệnh do vi khuẩn gây loét bàn chân, với mức cao nhất là chống lại Klebsiella spp. [16].
Bacillus cereus BC1 và BC2 cho thấy hoạt tính kháng khuẩn chống lại
Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae , và Staphylococcus aureuscũng đã được chỉ ra. Sự ức chế của K. pneumoniaebởiB.amyloliquefaciensAMS1 đã được báo cáo trước đó. ProbioticBacilluschủng DET6 từ chất thải thực phẩm và MKSK- E1, MKSK-J1, và MKSK-M1 từ nước tương truyền thống của Hàn Quốc đã ức chế sự phát triểncủaE. coli. Hoạt động đối kháng của probioticB. megateriumtừ ruột cá đối với vikhuẩn Streptococcus mutansgây ra các bệnh răng miệng cũng
đã được báo cáo.Sự ức chế mầm bệnh của các chủngvi khuẩn được cho là do
nhiều yếu tố bao gồm sự tiết ra một số enzyme tiêu hóa và chất ức chế, loại trừ cạnh tranh [39].
Bảng 1. 3: Một số hoạt chất kháng khuẩn được tổng hợp từ Bacillus [37]
STT Nguồn sản xuất Kháng sinh Vi sinh vật nhạy
cảm với kháng sinh
1 Bacillus brevis Gramicidin S, Tyrocidine
Vi khuẩn Gram dương và một vài vi khuẩn Gram âm.
2 Bacillus subtilis
Subtilin, Ericin, Entianin, Subtilosin A, Bacilysin, Mersacidin, Sublancin 168, Bacitracin, Polymyxin, Difficidin Vi khuẩn Gram dương và một vài vi khuẩn Gram âm.
3 Bacillus cereus Cerexin, cerein Vi khuẩn Gram dương
4
Bacillus
licheniformis Lichenicidin, Bacitracin Vi khuẩn Gram dương
5
Bacillus
thuringiensis Thuricin Vi khuẩn Gram dương
6 Bacillus coagulans Coagulin Vi khuẩn Gram dương
7 Bacillus polymyxa Paenibacillin, Polymyxin
Vi khuẩn Gram dương và một vài
vi khuẩn Gram âm.
8
Bacillus
halodurans Haloduracin Vi khuẩn Gram dương 9 Bacillus amyloliquefaciens Bacillomycin, Mycobacillin, Fungistatin Nấm mốc và nấm men