2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Hiện nay có nhiều những nghiên cứu trong nước về probiotic, tuy nhiên chưa định hướng dưới dạng phát triển thực phẩm hay dược phẩm bổ trợ tiêu hóa. Những nghiên cứu về hai lĩnh vực này rất ít mà chủ yếu chỉ dừng lại ở khâu phân lập và định danh, tuyển chọn chủng có hoạt tính probiotic cao. Phần lớn các nghiên cứu tập trung vào các chủng hiếu khí như Lactibacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, Lactococcus,…Những nghiên cứu về probiotic tập trung vào hai đối tượng là con người và các loại gia súc như gà, heo,… nhằm xác định hiệu quả của việc bổ sung các loại vi khuẩn có lợi vào thức ăn gia súc mà đa số là hiệu quả tăng trưởng.
Nghiên cứu của Trần Thị Thu Hồng, Phạm Hồng Sơn và cộng sự, trường Đại Học Nông Lâm, Đại học Huế đã mô tả “Hiệu quả sinh trưởng của lợn con sau cai sữa khi sử dụng khẩu phần ăn bổ sung vi khuẩn Lactobacillus fermentum” năm 2009. Đầu tiên tiến hành phân lập vi khuẩn Lactobacillus từ mẫu bã bia và dịch lỏng từ nhà máy bia, kết quả là phân lập cho thấy trong phế phẩm nhà máy bia có 4 loài vi khuẩn là Lactobacillus fermentum, Lactobacillus mucisae, Lactobacilllus plantarum, Lactobacillus brevis. Trong đó vi khuẩn Lactobacillus fermentum
chiếm ưu thế. Các chủng vi khuẩn này cũng đều tìm thấy ở đường tiêu hóa động vật (Wang và cộng sự, 2009, Pedersen và cộng sự, 2004; Olstorpe và cộng sự, 2008; Yun và cộng sự, 2010). Các chủng này đều có tiềm tăng để sản xuất chế phẩm probtioc. Sau đó người ta tiến hành thí nghiệm 2: Xác định hiệu quả sinh trưởng của heo con sau cai sữa khi sử dụng khẩu phần ăn có bổ sung vi khuẩn
Lactobacillus fermentum. Thí nghiệm được tiến hành trên 16 con heo trọng lượng trung bình 10,7 kg chia thành 2 lô, một lô sử dung khẩu phần ăn cơ sở, một lô sử dụng khẩu phần ăn có bổ sung vi khuẩn Lactobacillus fermentum, tiến hành trong 8 tuần. Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng ăn vào của heo không thay đổi, ở lô thí nghiệm có bổ sung Lactobacillus fermentum khả năng tăng trọng có xu hướng cao hơn, và tiêu tốn thức ăn thấp hơn đối chứng, cụ thể tiêu tốn thức ăn ở lô bổ sung
28
lô không bổ sung L.fermentum là 7 con, chiếm 87,5% , còn lô có bổ sung
L.fermentum là 6 con, chiếm tỷ lệ 75%. Ngoài ra ở lô không bổ sung L.fermentum
thì tiêu chảy xuất hiện sớm từ những ngày đầu tiên và thường kéo dài, thậm chí có con bị tiêu chảy 5 ngày, còn lô bổ sung L.fermentum thì heo bị ỉa chảy khoảng cuối tuần đầu tiên và chỉ khoảng 1-2 ngày là khỏi ngay [3].
Nghiên cứu “Đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn lactic phân lập trên
địa bàn thành phố Hà Nội” năm 2008 của Mai Đàm Linh và cộng sự đã phân lập
được 10 chủng vi khuẩn lactic, trong đó đa số đều mang đặc tính của nhóm
Lactobacillus. 10 chủng tuyển chọn đều sinh axit lactic cao, ức chế vi khuẩn tốt, khả năng phân giải protein mạnh. Chọn ra 3 chủng có hoạt tính mạnh nhất và tiến hành nuôi cấy thử trên môi trường MRS cải tiến sử dụng nước chiết rau cải xanh, nước chiết cà chua và nước chiết giá đỗ để giảm giá thành của môi trường [5].
Nghiên cứu của Hồ Trung Thông và Hồ Lê Quỳnh Châu, trường Đại Học Nông Lâm, Đại học Huế đã nghiên cứu về “Khả năng sống trong môi trường đường tiêu hóa của động vật của một số chủng vi sinh vật nhằm từng bước chọn lọc tạo nguyên liệu sản xuất probiotics” năm 2009. Nghiên cứu này bước đầu xác định tiềm năng probiotic ở mức độ invitro của 11 chủng vi khuẩn phân lập trong đó 6 chủng phân lập từ yaourt (LA1, LA2, LA3, LA4, LA5 và LA11), 2 chủng từ dịch dạ dày (LA6, LA7) và 2 chủng từ dịch ruột non của heo (LA8, LA9, 1 chủng từ nước muối dưa (LA10). Các chủng phân lập được đem đánh giá khả năng sống trong các điều kiện bất lợi của đường tiêu hóa động vật dạ dày đơn. Kết quả thu được hầu hết các chủng vi sinh vật đều không tồn tại được ở pH 1. Chỉ có 4/11 chủng (LA5, LA6, LA7 và LA11) có khả năng tồn tại ở điều kiện pH2 và pH3. Sau đó tiếp tục lấy 4 chủng này đem khảo sát khả năng sống trong môi trường có pepsine (3g/l, pH2), pancreatine (1g/l, pH8) và muối mật (0,3%). Kết quả cho thấy cả 4 chủng đều có khả năng sống trong các môi trường xử lý và có thể tồn tại trong đường tiêu hóa động vật. Kết quả định danh bằng phương pháp giải trình tự gen 28S rRNA cho thấy chủng LẠ và LA11 thuộc loài Saccharomyces cerevisiae, chủng LA6 và LA7 thuộc loài Kazachstania bovina. Sau đó hai chủng LA5 và
29
LA11 thuộc loài Saccharomyces cerevisiae được đem nghiên cứu tiếp cho mục đích tạo nguyên liệu sản xuất probiotics [10].
Một nghiên cứu khác cũng của Hồ Lê Quỳnh Châu, Hồ Trung Thông và Nguyễn Thị Khánh Quỳnh về “Đánh giá khả năng bám dính và kháng khuẩn ở mức độ in vitro của một số chủng vi sinh vật có tiềm năng sử dụng làm probiotics”, năm 2010. Nghiên cứu này đã được tiến hành nhằm đánh giá tiềm năng về khả năng bám dính, kháng E. coli và B. cereus trong điều kiện in vitro của 9 chủng vi sinh vật: B. pumilus N1, B. pumilus B2/1, B. clausii B1, B. clausii B2/2, L. suntoryeus LII1, E. faecium LII3/1, B. subtilis LII4, L.casei LII5/1 và nấm men S. cerevisiae
LA5. Kết quả cho thấy tất cả các chủng đều có khả năng tự bám dính, tỉ lệ bám dính cùng chủng cao nhất ở S. cerevisiae LA5 và thấp nhất ở B. clausii B1. Vi khuẩn sinh axit lactic và nấm men có khả năng bám dính trong cùng chủng cao hơn so với nhóm Bacillus. Có 4 chủng (B. pumilus B2/1, B. clausii B2/2, L. suntoryeus
LII1, L. casei LII5/1) có khả năng bám dính đồng thời với vi khuẩn E. coli và B. cereus. Tỷ lệ bám dính giữa tế bào vi sinh vật thử nghiệm với vi khuẩn E.coli đạt giá trị cao nhất là 82,88% (L. casei LII5/1). B. pumilus B2/1, L. suntoryeus LII1 và
S. cerevisiae LA5 có khả năng bám dính tốt đối với B. cereus (49,87%; 47,13%; 48,47%). B. clausii B1, B. clausii B2/2 và S. cerevisiae LA5 không ức chế 2 loại vi khuẩn E. coli và B. cereus. Chủng B. subtilis LII4 và B. pumilus B2/1 đối kháng với E. coli nhưng không đối kháng B. cereus. Chủng E. faecium LII3/1 và L. suntoryeus LII1 có khả năng đối kháng mạnh nhất đối với cả E. coli và B. cereus. Các thử nghiệm in vivo cần được tiến hành để khẳng định mức độ ảnh hưởng của các chủng vi sinh vật này trên động vật [10].
Trong nghiên cứu “Ảnh hưởng của việc bổ sung probiotic vào khẩu phần đến khả năng tiêu hóa thức ăn, tốc độ sinh trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy của lợn con và lợn thịt” năm 2008, tác giả Trần Quốc Việt và cộng sự đánh giá hiệu quả của việc sử dụng 3 chế phẩm probiotic thử nghiệm (CP Probiotic 1 gồm 3 chủng Enterococcus faecium-6H2, Lactobacillus acidophilus- C3, Bacillus subtilis-H4; CP Probiotic 2 gồm 3 chủng Pediococcus pentosaceus- Đ7, Lactobacillus plantarum-1K8, Bacillus subtilis-H4 và CP Probiotic 3 gồm 3
30
chủng Lactobacillus plantarum-3K2, Lactobacillus rhamnosus-5M2, Bacillus licheniformis-H3) với mật độ trong mỗi chế phẩm là 108 cfu/g. Liều bổ sung 2kg/tấn. Thí nghiệm tiến hành theo 5 lô, 3 bổ sung 3 CP Probiotic, 1 lô bổ sung Colistin 98% với liều 100ppm và 1 lô chỉ sử dụng khẩu phần ăn bình thường không bổ sung chế phẩm nào. Từ kết quả thí nghiệm thấy nhìn chung khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng trong thức ăn cải thiện rất nhiều ở lô heo con được ăn khẩu phần có bổ sung CP Probiotic 1 và kháng sinh; không có sự khác biệt về khả năng ăn vào và hiệu quả chuyển hóa thức ăn nhưng tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy ở heo con thấp ở lô sử dụng CP Probiotic 1 và lô sử dụng kháng sinh (chiếm 2,57% và 2,13%) còn ở những lô còn lại tỷ lệ heo con mắc bệnh tiêu chảy nặng khá cao (chiếm 4,17%).
Như vậy từ các chủng VK Lactic và Bacillus có đặc tính probiotic, khi tổ hợp lại
với nhau thành một chế phẩm probiotic đa chủng thì hiệu quả của chúng không giống nhau và chế phẩm Probiotic 1 tỏ ra hiệu quả hơn [11].
2.5.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có nhiều dự án nghiên cứu về ảnh hưởng của những vi khuẩn có đặc tính probiotic đối với sức khỏe con người và vật nuôi. Những nghiên cứu này hầu hết dựa trên những chủng vi sinh vật được phân lập từ hệ tiêu hóa của người và động vật khảo sát khả năng ứng dụng, tác động của những chủng này bổ sung vào thực phẩm của người và gia súc.
Trong nghiên cứu “Effect of Streptococcus faecalis BIO-4R on intestinal flora of weanling piglets and calves”. Nghiên cứu cho thấy, 14 ngày sau khi bổ sung probiotic, hệ vi sinh vật đường ruột của heo con có sự cân bằng giữa nhóm vi khuẩn sinh acid lactic và các chủng bifidobacteria, streptococci và lactobacilli. Ngoài ra, kết quả thu được cho thấy số lượng Salmonella trong đường ruột heo cũng giảm đáng kể sau khi bổ sung BIO-4R [25].
Ngoài các chủng vi khuẩn, nấm men Saccharomyces cerevisiae cũng được sử dụng để làm probiotic như trong nghiên cứu “Effects of yeast culture on performance, gut integrity, and blood cell composition of weanling pigs” của tác giả C. M. C. van der Peet-Schwering, A. J. M. Jansman, H. Smidt and I. Yoon. Nghiên cứu tiến hành trên 480 heo con mới cai sữa, và thấy rằng bổ sung chất
31
kháng sinh, hay nấm men Saccharomyces cerevisiae và oligosaccharide không ảnh
hưởng đến hiệu quả tăng trưởng. Tuy nhiên thành phần của tế bào máu, chiều dài
của lông ruột, hệ vi sinh vật trong đường ruột lại chịu ảnh hưởng đặc biệt trong giai đoạn heo cai sữa[14].
Năm 2009, Il. Jae Cho và cs đã nghiên cứu về tính chất của Lactobacillus
spp được phân lập từ phân của lợn con đang nuôi bằng sữa mẹ. Trong nghiên cứu này probiotic được sử dụng thích hợp cho lợn con. Tác giả tiến hành phân tích các đặc tính của probiotic của chủng thu được bao gồm: sức chịu đựng trong dạ dày, đường ruột và hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh tiêu hóa ở lợn. Kết quả phân tích và định danh cho thấy chủng Lactobacillus sp. IJ-1 (L. reuteri IJ-1) có hoạt tính probiotic cao nhất [20].
Một nghiên cứu tương tự của Qingqiang Yin và cộng sự, năm 2005, tiến hành phân lập và định danh Lactobacillus trong ruột và phân lợn sử dụng quá trình lên men carbohydrate và phân tích 16S rDNA độ chính xác là 98-99%. Kết quả chủng Lactobacillus ruminis là loại Lactobacillus chiếm ưu thế trong ruột non, ruột già, dạ dày và phân lợn [29].
Năm 2009, Gloria Romina Ross và cộng sự đã nghiên cứu những tác dụng của probiotic lên hệ đường ruột của lợn. Kết quả cho thấy việc sử dụng probiotic giúp tăng khả năng tiêu hóa thức ăn, tăng tỉ lệ tăng trưởng của lợn và giảm các bệnh tiêu hóa như tiêu chảy …[18].
Trong nghiên cứu của Gloria Romine Ross và cộng sự năm 2010, tiến hành khảo sát trên heo con 35 ngày tuổi về trọng lượng cơ thể và khả năng hấp thu thức ăn khi bổ sung probiotic trong thức ăn. Nhận thấy rằng nhóm heo con không bổ sung probiotics xuất hiện nhiều tế bào bạch cầu trong ruột non và ruột già hơn nhóm có bổ sung probiotics. Tế bào bạch cầu là nguyên nhân nhiễm kí sinh trùng, tăng trưởng chậm và thậm chí giảm cân ở động vật [18].
32
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP