2. Probiotics
2.5.2.1. Nuơi trồng thủy hải sản
UN FAO ước tính tới năm 2020 một nữa lượng thủy sản cung cấp cho tịan thế giới sẽ được cung cấp nhờ nuơi trồng thủy sản do các nguồn cá khai thác tự nhiện bị khai thác quá mức. Ở Việt Nam nuơi trồng thủy sản cũng đang trên đà phát triển, năm 2002 chính phủ đã quyết định thủy sản là ngành kinh tế ưu tiên, trong đĩ nuơi tơm là ngành mũi nhọn nhằm tăng kinh ngạch xuất khẩu, chuyển đổi cơ cấu kinh tế kém hiệu quả, giảm áp lực khai thác ven bờ, nâng cao việc sử dụng đất và tạo việc làm cho người dân. Năm 2002 Việt Nam đã xuất khẩu trên 2 tỉ USD thủy sản, trong đĩ tơm chiếm 50% đứng hàng thứ 5 trên thế giới. Hiện nay phổ biến nhất là nuơi tơm sú và cá ba sa, tuy nhiên hiện nay ngành nuơi trồng thủy sản đang mắc phải khĩ khăn chủ yếu là dịch bệnh do vi khuẩn, virút, nấm, ký sinh trùng gây ra. Khi phát hiện bệnh nơng dân thường sử dụng kháng sinh đổ xuống hồ hoặc bổ sung thêm vào thức ăn. Kháng sinh cĩ thể điều trị tức thời đối với các vi khuẩn gây bệnh, tuy nhiên khi sử dụng nhiều lần vi khuẩn sẽ trở nên kháng thuốc ( khĩ trị hơn), mặc khác khi sử dụng thường xuyên sẽ để lại dư lượng kháng sinh trong tơm, cá nuơi gây ảnh hưởng đến con người dẫn đến
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nguy cơ khĩ dùng kháng sinh trị bệnh cho con ngươi và khơng thể nhập khẩu sang các nước khác gây thiệt hại lớn. Nhiều nơng dân sử dụng kháng sinh như một tác nhân phịng bệnh ngay khi vật nuơi chưa phát bệnh.
Virút là một trong những tác nhân gây bệnh nguy hiểm, là mối đe dọa hàng đầu đối với ngành nuơi trồng thủy sản. Hiện nay người ta phát hiện khoảng 20 virut gây bệnh trên tơm, hầu hết là thành viên họ Pavoviridae, Baculoviridae, Piconaviridae, Togaviridae cùng một số họ khác. Bệnh đầu vàng ở tơm được phát hiện đầu tiên ở Thái vào 1990 tại một hồ nuơi tơm sú do Yellow Head Virus gây ra. Bệnh đốm trắng do virut thuộc chủng Baculoviru được phát hiện đầu tiên tại Đài Loan tỷ lệ chết rất cao cĩ thể 100% sau 3 - 5 ngày nhiễm bệnh [10].
Vi khuẩn cũng là tác nhân gây bệnh nguy hiểm đặc biệt là Virio làm tơm chết rất nhanh. Ngồi ra nấm và kí sinh trùng cũng là tác nhân gây bệnh trên tơm. Tơm thường nhiễm nấm là lagenidium calinectes và Sirolpidium spp ở giai đọan ấu trùng nên tỷ lệ chết rất cao. Kí sinh trùng là động vật nguyên sinh cĩ thể lây nhiễm tất cả các giai đoạn phát triển của tơm như Zoothamnium, Epistylis, Vorticella, anophrys, Acineta ssp, Lagenophrys, Ephelota là các tác nhân kí sinh bên ngồi [10].
Ngồi yêu tố dịch bệnh Ngồi yếu tố dịch bệnh ơ nhiễm mơi trường nuơi trồng cũng là vấn đề khĩ khăn. Với mục đích tăng sản lượng, người dân nuơi với mật độ cao và khơng cĩ biện pháp xử lý thích hợp gây hiện tượng thiếu oxy trong ao dẫn đến tơm bị ngạt. Thức ăn dư thừa dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hĩa làm tảo phát triển, các chất hữu cơ trong ao trích lũy ngày một tăng sẽ làm giảm lượng oxy hịa tan. Lớp bùn lắng động lâu ngày tạo điều kiện cho các vi khuẩn kị khí phát triển sinh khí H2S và CH4. Amoni tồn tại dưới dạng NH3 hoặc NH4+ tùy thuộc vào pH của mơi trường. NH3 độc tính cao hơn NH4+
do NH3 khơng mang điện tích dễ thấm qua màng tế bào mang cá và hịa tan tốt trong chất béo, NH4+ cĩ kích thước lớn hơn, mang điện và kết hợp với nước nên khĩ thấm qua tế bào mang cá. Khi nồng độ NH3 cao tơm sẽ bị ngộ độc cấp
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tính và chết nhanh. Các hợp chất chứa nitơ dạng oxy hĩa gồm nitrite và nitrate khi vượt qua nồng độ 0.3mg/l sẽ gây ngộ độc cho tơm [9].
Cơ chế tác động của probiotics trong thủy sản: cạnh tranh vị trí gắn kết với vi khuẩn, sản xuất ra các chất ức chế, cạnh tranh nguồn năng lượng, tăng cường khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng, nâng cao đáp ứng miễn dịch, can thiệp vào hệ thống quorum sensing của vi khuẩn gây bệnh, nâng cao chất lượng nước ao
Hiện nay cĩ một số biện pháp khắc phục như dùng kháng sinh đổ trực tiếp hoặc bổ sung vào thức ăn cho tơm, phương pháp này hiện nay khơng được chấp nhân. Ở tơm hệ miễn dịch khơng đặc hiệu, nĩ khơng cĩ khả năng ghi nhớ được các bệnh nên sử dụng vacine một mặt khơng đạt được kết quả cao, mặc khác chi phí cao, tốn nhiều thời gian. Do đĩ biện pháp tốt nhất là sử dụng probiotics trong phịng và chữa bệnh ở tơm. Probiotics được dùng với nhiều hình thức như tiêm trực tiếp, bom vào đường ruột, nhúng vào dung dịch probiotics, bổ sung vào thức ăn. Phương pháp hữu hiệu nhất là nhúng tơm vào dung dich probiotics ( tơm ở giai đoạn ấu trung hoặc bổ sung vào thức ăn hàng ngày cho tơm).
- Vi khuẩn và nấm được sử dụng nhiều nhất cĩ vai trị như probiotics. Bacillus spp là vi khuẩn gram dương được sự dụng phổ biến trong cải tạo mơi trường nước trong các ao nuơi, chúng chuyển hĩa các chất hữu cơ thành CO2 và sinh khối, giảm vi khuẩn gây bệnh trong ao [40]. Một nghiên cứu của Watchariya Purivirojkul, Nontawith Areechon, Prapansak Srisapoome và Monchan Maketon phân lập Bacillus spp từ ruột của tơm gồm 3 chủng B. pumilus NW01, B. sphaericus NW02 và B. subtilis NW03, sau đo sử dụng ba chủng trên kiểm tra khả năng kháng với V. harveyi trong điều kiện
in vitro với mật độ 102 CFU/ml, kết quả lượng vi khuẩn V. harveyi từ mức 4.23x10 2 ở 0 giờ sau đĩ tăng 1.40±0.21 × 10 7
cfu/ml ở 24 giờ rồi tiếp tục giảm 7.80±1.90 × 10 5 cfu/ml ở 120 giờ [31].
- Các vi khuẩn sinh acid lactic cũng được sử dụng rộng rãi, Gatesoupe(1991) chứng minh được Lactobacillus giúp lồi cá bơn phát triển nhanh [48]. Một thí nghiệm khả
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
năng kháng của vi khuẩn dị dưỡng đường tiêu hĩa của cá hồi và cá bơn với tác nhân gây bệnh là A. samodicida, kết quả cho thấy vi khuẩn tạo vịng kháng và bao phủ lên A. samodicida [48]. J Brunt and B Austin tiến hành thí nghiệm trên cá hồi, ơng tiến hành phân lập vi khuẩn trong ruột cá hồi và test với hai chủng Lactococcus garvieae 29-99 và Streptococcus iniae 00-318. Vi khuẩn được phân lập trên mơi trường MRS và định danh bằng sinh hoc phân tử, tên là Aeromonas sobria GC2. Khi tiến hành test hai
Aeromonas sobria GC2 với Lactococcus garvieae 29-99 và Streptococcus iniae 00-318
kết quả cho thấy Aeromonas sobria GC2 cĩ khả năng kháng Lactococcus garvieae 29- 99 và Streptococcus iniae 00-318 ( là hai chủng gây bệnh chết ở cá hồi và được phân lập Viện Nghiên Cứu Thủy Sản ). Sau đĩ tiến hành thực nghiệm, bổ sung thức ăn cá hồi bị bệnh với liều lượng 5x10-7 tế bào/ gam thức ăn, kết quả thiệt hại 75% đến 100% khi khơng bổ sung probiotics vào thức ăn, nhĩm điều trị thì thiệt hại từ 0- 6% [13]. Một nghiên cứu về khả năng sống sĩt của tơm Litopenaeus vannamei sau khi bị nhiễm Virio harveyi, tác giả phân lập vi khuẩn lactic từ ruột tơm trưởng thành tại trường đại học Santa Catarina, Brazil, chọn các khuẩn lạc hình cầu và xác định hình thái bằng phương pháp nhuộm gram. Các vi khuẩn phân lập được trãi trên mơi trường MRS ủ 24h và 350C, sau đĩ đục lỗ thạch đường kính 1cm, V. harveyi được trãi trên mơi trường Marine Agar, đặt thạch lên ủ cùng mơi trường Marine Agar ủ 24h ở 300
C. Kết quả cho thấy vịng kháng của hai chủng C2 và B6 cĩ vịng phân giải lớn nhất là 8.0 ± 0.5mm và 6.0 ± 0.6 [13].Theo nghiên cứu của Lara-Flores et al. (2003), ơng sử dụng hai chủng probiotics là nấm ( Saccharomyces cerevisiae) bổ sung vào thức ăn cho cá bột Nile tilapia (Oreochromis niloticus), kết quả nghiên cứu giảm tỷ lệ chết ở cá bột, cá tăng trưởng nhanh hơn [15].
2.5.2.2. Chăn nuơi.
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người đã cải biến di truyền tăng năng suất gia cầm. Khi điều này là tốt cho ngành chăn nuơi gia cầm, con người bắt đầu tăng mật độ nuơi, làm tăng nguy cơ nhiễm các bệnh nguy hiễm cho vật nuơi, đặc biệt là vi
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
khuẩn như E. coli, Salmone spp, Clostridium perfringens và Campylobacter spp. Một thời gian rất dài con người đã sử kháng sinh trong điều trị các loại bệnh này. Nhiều quốc gia đã nghiêm cấm sử dụng kháng sinh bởi vì chúng sẽ tạo ra các vi khuẩn kháng thuốc sẽ khĩ chữa trị cho con người hơn khi bị nhiễm. Do đĩ một biện pháp thay thế tốt nhất và kinh tế nhất là sử dụng các chế phẩm probiotics bổ sung vào thức ăn trong chăn nuơi.
Probiotics được sử dụng trị các bệnh rối loạn hệ vi sinh đường ruột và tăng khả năng thẩm thấu của ruột. Trong hệ tiêu hĩa vi khuẩn di chuyển qua dạ dày đến ruột non và bám chặt vào biểu mơ, chúng giúp tăng tốc độ phát triển và khả năng chuyển hĩa thức ăn ở heo, gà và thú con. Probiotics giúp trung hịa lượng độc tố trong ruột do E. coli gây ra ( đây là vi khuẩn gây bệnh chủ yếu ở heo).
Vi khuẩn probiotics cạnh tranh vị trí bám dính với vi khuẩn gây bệnh như
Clostridium perfringens, giảm khả năng hoạt động của vi khuẩn phân hủy urê, tổng hợp vitamin, kích thích hệ thống miễn dịch, duy trì hệ vi sinh đường ruột, hịan thiện hệ tiêu hĩa [43].
Những sản phẩm probiotics đã được biệt đến rất nhiều qua các sản phẩm sữa lên men và sản phẩm bơ sữa. Các sản phẩm probiotics được ứng dụng trong chăn nuơi ở các nộng trại chỉ được giới thiệu cách nay khoảng hai thập niên với mong đợi là giúp nâng cao hệ thống miễn dịch chống lại các tác nhân gây bệnh. Việc sử dụng probiotics đã được quan tâm rất nhiều đặc biệt ở các quốc gia phát triển như châu Âu đã ngăn cấm sử dụng kháng sinh ngăn ngừa và trị bệnh cho động vật nuơi [43].
Gia cầm: Sản xuất gia cầm thu lãi rất cao, do lợi nhuận mà các chủ trang trại
khơng quan tâm đến sức khỏe con người mà sử dụng kháng sinh một cách bừa bãi, do đĩ việc cấm sử dụng thưốc kháng sinh ở châu Âu vào ngày 1 tháng 1 năm 2006 ở các trang trại chăng nuơi gia cầm đã được ban hành. Một trong những thành cơng của chế phẩm probiotics sử dụng trong chăn nuơi gia cầm là Bacillus subtilis với tên thương mại là CloSTATM. Chế phẩm này giúp hồn thiện khả năng phát triển của vật nuơi. B.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
subtilis cịn được biết đến cĩ khả năng ngăn cản sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh trong hệ tiêu hĩa của gà. B. subtilis PB6, Streptococcus pneumonia đã được chứng minh rằng cĩ khả năng giết Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni,. Các chế phẫm của B. subtilis thường được bảo quản ở các dạng viên nén. Các chế phẩm probiotics cĩ thể chỉ chứa một lồi như Enterococcus faecium với tên thương mại là Protexin® , nhưng đồng thời cũng cĩ thể là sự kết hợp của nhiều lồi thuộc các chi như Lactobacillus, Streptococcus, Enterococcus. Cơ chế bảo vệ của probiotics ở gia cầm chủ yếu cạnh tranh vị trí bám dính với vi khuẩn gây bệnh. Sự bám dính của vi khuẩn probiotics trên ruột của gia cầm là một trong những đặc điểm quan trọng cho việc tuyển chọn các vi khuẩn probiotics. Các nghiên cứu được biết đến rộng rãi như vi khuẩn latic, B. subtilis, Enterocuccus faecium là những lồi cĩ sức sống tốt nhất trong hệ tiêu hĩa của động vật. Nhiều tác động cĩ lợi của probiotics như hồn thiện hệ thống miễn dịch, hịan thiện hệ vi sinh đường ruột, giảm các tác nhân gây viêm, giảm lượng amoniac và urê thải ra, giảm lượng cholesterol, tăng khả năng bám dính. Hiện nay cĩ nhiều nghiên cứu xa hơn sử dụng probiotics nâng cao khả năng phát triển và tăng chất lượng trứng gà [43]. Salmonella là tác nhân chính gây bệnh thương hàn, phĩ thương hàn, bạch lỵ ở gia cầm, chúng thừơng tồn tại trong đường tiêu hĩa của gà và cĩ thể gây bệnh cho con người qua thức ăn. Nghiên cứu của J. Vicente, S. Higgins, L. Bielke, G. Tellez,D. Donoghue, A. Donoghue, and B. Hargis ở gà tây bị nhiễm salmonela, tiến hành hai thí nghiệm với bảy lồi, chia làm hai nhĩm: nhĩm thứ nhất năm lồi: :Escherichia coli, Kluyvera ascorbata, Klebsiella travesanii, Lactobacillus casei, và Lactobacillu cellobiosus, nhĩm thứ hai hai lồi: L. casei và L. cellobiosus. Ơ thí nghiệm thứ nhất sử dụng probiotics ở mật độ 108 và 106 đồng thời kết hợp với phun acid hữu cơ. Kết quả cho thấy sử dụng probiotics ở nồng mật độ cao(108) thì
salmonella giảm tới 90%. Trong khi đĩ khi xử lý với mật độ probiotics thấp( 106) cĩ sự kết hợp với xử lý với acid hữu cơ thì hiệu quả xử lý đến 100%, khơng cịn sự xuất hiện của Salmonella. Ơ thí nghiệm thứ hai chỉ sử dụng probiotics riêng lẻ với mật độ
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tương tự thí nghiệm thứ nhất hoặc sử dụng acid hữu cơ. Kết quả thí nghiệm đạt kết quả khơng cao, chỉ đạt từ 75 - 85% [41]. Do đĩ việc vệ sinh chuồng trại cũng khơng kém phần quan trọng trong chăn nuơi.
Heo: Heo ở giai đoạn cho bú, rất dễ bị xâm nhiễm bởi các vi khuẩn gây bệnh do
hệ vi sinh vật đường tiêu hĩa của heo chua hồn chỉnh, do đĩ việc sử dụng kháng sinh trong trị bệnh và phịng bệnh heo con rất phổ biến, tuy nhiên việc sử dụng kháng sinh lại ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Cấm sử dụng thuốc kháng sinh trong chữa bệnh hoặc đưa ra những quy định nghiêm ngặc trong sử sụng kháng sinh để trị bệnh cho động vật nuơi ở châu Âu đã được ban hành. Sử dụng probiotics giúp hồn thiện sự phát triển và tăng khả năng kháng các vi sinh vật gây bệnh ở heo đã được nghiên cứu rộng rãi và khuyến khích sử dụng. Kế hoạch HEALTHYPIGUT của EU đề ra vào giữa 2001 và 2004, trong nghiên cứu này cĩ sự kết hợp giữa nấm và Pediococccus acidilactici bổ sung vào trong chế độ ăn của heo con, kết quả giúp hịan thiện chức năng mơ cơ trong hệ tiêu hĩa heo con [43]. Baird (1977) đã nghiên cứu thành cơng bổ sung lactobacillus
vào thức ăn giúp tăng trọng lượng trung bình của heo, tương tự Pollman (1986) cũng đã thành cơng trong nghiên cứu của mình giúp tăng trọng lượng heo bằng bổ sung
lactobacillus [16].
Động vật nhai lại: Trong dạ cỏ của động vật nhai lại xảy ra quá trình phân hủy
cabohydrat và protein. Trong dạ cỏ pH từ 5.8 - 6.5, thiếu oxy, đây là điều kiện thuận lợi cho động vật nguyên sinh, vi khuẩn kị khí và nấm. Một trong những ứng dụng sớm nhất của probiotics trong xử lý tăng acid trong dạ cỏ động vật nhai lại bằng nấm. Tăng acid trong dạ cỏ là do sản xuất thừa lượng acid hữu cơ dễ bay hơi như acid probionic, acetates trong thức ăn của chúng. Nếu khơng chữa trị dẫn đến giảm sự ngon miệng, tiêu chảy, giảm thành phần chất béo trong sữa. Do đĩ việc bổ sung nấm vào trong thức ăn sẽ làm giảm vấn đề tăng acid trong dạ dày, tạo điều kiện cho các vi khuẩn phân hủy cellulose phát triển, hịan thiện hệ tiêu hĩa [43].
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Một phần sử sụng nấm để giảm bớt hàm lượng acid trong dạ cỏ, ngồi ra cịn sử sụng vi khuẩn cũng được sử dụng với nhiều thành cơng từ những năm 1970 làm tăng khả năng sản xuất sữa và trọng lượng, hồn thiện sức khỏe và tăng khả năng kháng bệnh
Trong dạ cỏ của động vật nhai lại khi trưởng thành sẽ chứa một lượng lớn các vi