3. CHITOSAN ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔ
3.1. Khả năng kháng khuẩn
Chitosan thể hiện khả năng kháng khuẩn chống lại nhiều loại vi khuẩn, nấm và virus khác nhau. Chitosan đã được chứng minh là có thể ngăn chặn và ức chế các vi sinh vật gây bệnh nhờ vào cơ chế phá vỡ màng tế bào và can thiệp vào các chức năng sống của vi sinh vật (Xing và ctv, 2015). Tính năng kháng khuẩn của chitosan được đề xuất theo ba cơ chế sau:
Thứ nhất, Chitosan nhờ vào nhóm amino có điện tích dương tương tác với các thành phần mang điện tích âm trên màng tế bào, từ đó phá hủy cấu trúc tế bào gây rò rỉ các thành phần nội bào. Thêm vào đó, chitosan cịn có thể tạo phức chọn lọc với các ion kim loại có mặt trên thành tế bào của vi sinh vật làm mất ổn định cấu trúc thành tế bào và giúp ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật.
Thứ hai, chitosan thể hiện khả năng tạo thành một lớp màng trên bề mặt tế bào để ngăn cản quá trình hấp thụ và bài tiết của tế bào, từ đó ức chế sự trao đổi chất của vi sinh vật.
Thứ ba, một số phân tử chitosan có thể xâm nhập vào bên trong màng tế bào và liên kết với DNA của tế bào, ngăn cản quá trình dịch mã mRNA và ức chế tổng hợp protein.
Nhờ vào các cơ chế kháng khuẩn khác nhau, chitosan có khả năng ức chế nhiều loại vi khuẩn gây bệnh trên vật ni, ví dụ các vi khuẩn tụ cầu (Staphylococcus spp. S. aureus và
S. xylosus) (Felipe và ctv, 2019), Pseudomonas
sp. (Aguayo và ctv, 2020) gây bệnh viêm vú, vi khuẩn Intrauterine pathogenic E.coli (IUPEC) (Jeon và ctv, 2016) gây bệnh viêm tử cung bò sữa; vi khuẩn E.coli, Samonella gây bệnh
tiêu chảy trên lợn con và bê (Alam và ctv, 2012; Xiao và ctv, 2014), vi khuẩn Salmonella Typhimurium gây bệnh thương hàn/viêm ruột
trên gà (Menconi và ctv, 2014).
Các nghiên cứu cũng cho thấy chitosan có khả năng phá hủy và ức chế sự hình thành
màng sinh học vi khuẩn. Màng sinh học vi khuẩn được định nghĩa là một tập hợp các vi khuẩn được bao bọc trong một lớp polymer hữu cơ tự sinh, từ đó giúp tăng cường khả năng của vi khuẩn chống lại sự tác động của kháng sinh và quá trình đáp ứng miễn dịch của vật chủ. Đây được xem là một trong các cơ chế hình thành các vi khuẩn kháng thuốc và là nguyên nhân dẫn đến sự thất bại trong việc điều trị các bệnh viêm nhiễm trên vật nuôi bằng kháng sinh. Chitosan nhờ vào tương tác tĩnh điện với màng sinh học vi khuẩn có thể phá hủy các màng sinh học vi khuẩn đã hình thành cũng như ức chế sự hình thành màng sinh học, đã được thử nghiệm thành công với các chủng vi khuẩn tụ cầu gây bệnh viêm vú trên bò sữa (Asli và ctv, 2017; Felipe và ctv, 2019; Aguayo và ctv, 2020).