2.7.2.1. Hình thái, sinh lý
Mục tiêu chủ Probiotic Đáp ứng Refs
Heo Lactobacillus
acidophilus Kháng huyết thanh,giảm cholesterol 110
Dê Lactobacillus
acidophilus
ức chế axit mật 113
Heo Lactobacillus
acidophilus Giảm sản xuất axitamin 55,117,118
Gà Lactobacillus sp. Tăng amylolytic
hoạt động 120
Heo Lactobacillus sp. Cải thiện B-glucan
thủy phân
121
Heo Lactobacillus sp Tăng cường hoạt
Bacillus là một chi của gram dương hình que, thuộc ngnh Firmicutes, hiếu khí bắt buộc hoặc kị khí không bắt buộc, catalase dương tính. Bacillus có hình dạng giống những chiếc que, phần lớn những chiếc que này có bào tử trong hình oval có khuynh hướng phình ra ở đầu. Tập đoàn của giống vi sinh vật này rất lớn, có hình dạng bất định. Ngoài ra bacillus có thể sản xuất cấu trúc đa bào và màng sinh học nên có thể bám dính vào màng nhày, kết dính tốt trong đường ruột, có khả năng sống sót qua 36 ngày trong đường ruột vật chủ. Vì vậy được coi là probiotic
* Phân loại:
Giới (regnum): Bateria
Ngành (divisio): Firmicutes
Lớp(class): Bacillus
Bộ(ordo): Bacillales
Họ(familia): Bacillaceae
Chi(genus): Bacillus
2.7.2.2. Một số loài Bacillus sử dụng làm probiotic
* Bacillus subtilis:
Bacillus subtilis được phát hiện và đặt tên vào năm 1872, nó phân bố phổ biến
trong đất, đặc biệt trong cỏ khô nên còn có tên gọi khác là trực khuẩn cỏ khô. Là những vi khuẩn hình que, ngắn, nhỏ, kích thước (3- 5) × 0.6µm, nhiều khi tế bào nối với nhau thành chuỗi dài ngắn khác nhau hoặc tế bào đứng riêng rẽ. Khuẩn lạc khô, không màu hoặc màu xám nhạt, hơi nhăn hoặc tạo ra lớp màng mịn lan trên bề mặt thạch, có mép nhăn bám chặt vào môi trương thạch.
Nhiệt độ thích hợp cho B. subtilis sinh trưởng là 30- 50oC, thường nuôi cấy ở 370C. Bào tử hình bầu dục, kích thước 0.6-0.9µm, phân bố lệch tâm, gần tâm nhưng không chính tâm. Bào tử có thể sống vài năm đến vài chục năm. Đã có những chứng cứ về việc duy trì sức sống của bào tử B.subtilis trong 200-300 năm.
Vi khuẩn B.subtilis có màng nhày (giác mạc) giúp vi khuẩn có khả năng chịu đựng được điều kiện thời tiết khắc nhiệt, vì màng nhày có thể dự trữ thức ăn và bảo vệ vi khuẩn tránh tổn thương khi khô hạn. Màng nhày có thể quan sát được khi
nhuộm tiêu bản, qua kính hiển vi thấy màng nhày không mà, trong suốt còn tế bo vi khuẩn bắt màu nâu đỏ trn nền tiu bản xanh hoặc đen.
Hình 2.9. Tế bào Bacillus subtilis (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B.subtilis có khả năng sinh một số enzym như amylase, protease kiềm có giá
trị cao, đặc biệt có khả năng sinh tổng hợp riboflavin (tiền vitamin B2). Vì vậy
B.subtillis được ứng dụng khá nhiều trong các ngành công nghiệp. * Bacillus licheniformis
Bacillus licheniformis là một loại vi khuẩn thường được tìm thấy trong đất, được tìm thấy trên lông chim, đặc biệt là ngực và lông, và hầu hết là các loài chim ở mặt đất và các loài như vịt. Là một vi khuẩn gram dương, nhiệt độ tăng trưởng tối ưu là khoảng 500C, mặc dù có thể tồn tại ở nhiệt độ cao hơn. Nhiệt độ tối ưu tiết enzyme là 370C. Tồn tại ở dạng bào tử để chống lại sự khắc nghiệt xung quanh, ở trạng thái thực vật khi có điều kiện tốt.
Hình 2.10. Tế bào Bacillus licheniformis
* Bacillus amyloliquefaciens
Bacillus amyloliquefaciens được phát hiện bởi nhà khoa học Nhật Bản tên là Fukumoto. Bacillus amyloliquefaciens sản xuất ra enzyme amylase và lipase. Giữ thập niên 1940 và 1980 Bacteriologists tranh cải về việc B. amyloliquefaciens là loài riêng biệt hay là một phân loài của B. subtilis. Đến năm 1987 một nhóm nhà khoa học gồm Fergus G. Priest của Heriot – Watt University thành lập nó như là một loài
Hình 2.11. Tế bào Bacillusamyloliquefaciens *Bacillus megaterium
Bacillus megaterium là vi khuẩn gram dương, hình que là một trong những
eubacteria lớn nhất được tìm thấy trong đất. Có thể tồn tại ở điều kiện khắc nghiệt do bào tử tạo ra
Bacillus megaterium dùng sản xuất penicillin, các enzyme sửa đổi
corticosteroid và một số acid amin dehydrogenas.
2.7.2.3. Một số sản phẩm probiotic thương mại chứa bào tử Bacillus.ssp
Tên sản
phẩm Đối tượng Nhà sản xuất Thành phần chế phẩm
AlCare Swine (Heo) Alpharma Inc.,
Melbourne, Australia www.alpharma.com.au/a lcare.htm Bacillus licheniformis: 109 – 1010 bào tử/1kg BaoZym
e-Aqua Aquaculture-Shrimps (Nuôi trồng thủy sản- tôm)
Sino-Aqua Corp.,
Kaohsiung, Taiwan Bacillus subtilis chủng Wu-S và Wu-T: 108CFU/g, sản phẩm còn có Lactobacillus, Saccharomyces.ssp BioGrow Poultry, calves and swine (gia cầm, bê và heo) Provita Eurotech Ltd., Omagh, Northern Ireland, UK. http://www.provita.co.uk Bacillus licheniformis: 1.6 ×109CFU/g và Bacillus subtilis: 1.6 ×109CFU/g BioPlus 2B Piglets, Chickens, turkeys for fattening (heo con , gà và gà tây) Christian Hansen Hoersholm, Denmark http://www.chbiosystems .com Hỗn hợp gồm Bacillus licheniformis và Bacillus subtilis 1.6 ×109CFU/g Esporafe
ed Plus Swine (Heo) Norel, S.A. Madrid, Spain Bacillus cereu:1 ×109
C10 poultry, rabbits and swin (bê, gia cầm, thỏ và heo) Wim de Ko ¨ rverstraat 35 NL-5831 AN Boxmeer (NL) CIP5832b (ATCC 14893) 2 ×108 – 5 ×109 Toyoceri n Calves, poultry rabbits and swine. Possible use also for aquaculture
Asahi Vet S.A., Tokyo (Head Off.), Japan
http://www.asahi- kasei.co.jp
Bacillus cereus var toyoi
(NCIMB-40112/
CNCM-1012): 1 × 1010CFU
Neoferm
BS 10 Animals Sanofi Sante Nutrition Animale, France Hai chủng Bacillus clausii (CNCM MA23/3V and CNCM A66/4M).
Biostart Thủy sản Microbial Solutions, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Johannesburg, South Africa
and Advanced Microbial Systems, Shakopee, MN, USA Hỗn hợp: Bacillu megaterium, Bacillus licheniformis, Paenibacillus polymyxa và 2 chủng Bacillus subtilis 2.7.3. Nấm men Saccharomyces:
Sự hiện diện của nấm men trong bia lần đầu tiên được đề xuất trong năm 1680, mặc dù các chi này được không có tên Saccharomyces cho đến năm 1837. năm 1876 Louis Pasteur chứng minh sự than gia của nấm men vào quá trình lên men, năm 1888, Hansen phân lập nấm men bia.
Nấm men saccharomyces được tìm thấy trong cc sản phẩm ln men v trái cây lên men, saccharomyces sử dụng nguồn đường để lên men.
Quan sát trên kính hiển vi tế bào nấm men có hình cầu hay hình trứng, kích thức 5-14 µm, sinh sản bằng cách nảy chồi hay bào tử.
* Phân loại: Giới: Nấm Ngành: Ascomycota Phân ngành: saccharomycotina Lớp: saccharomycetes Bộ: saccharomycetales
Họ: saccharomycetaceae
Chi: saccharomyces
2.7.3.1. Một số lồi nấm men l probiotics
Saccharomyces boulardii, saccharomyces cerevisae, là những loài nấm men
này có khả năng sống tốt và tăng trưởng tốt ở pH 4-4.5 (pH trong đường ruột), phát triển tối ưu ở 370C, được coi là thần dược trong việc đều trị bệnh tiêu chảy, nấm men khi vào đường ruột được cư dân địa phương chấp nhận. Đó là sự hiện diện của các enzyme, muối mật, axit hữu cơ và các biến thể của Ph và nhiệt độ. Nên được coi là ứng cử viên của probiotic
Hình 2.12. Tế bào nấm men Saccharomyces boulardii v Saccharomyces cerevisae
2.7.3.2. Mô hình cơ chế hành động của Saccharomyces Boulardii chống Vibrio cholerae, Clostridium difficile và Escherichia coli gây bệnh nhiễm trùng. (2007, Blackwell Publishing ltd.)
Hình a: Saccharomyces boulardii tạo ra một 120 kDa protein có tác động ảnh hưởng đến niêm mạc ruột và ức chế độc tố bệnh tả (CT), kích thích adenylate cyclase (AC) và tiết clorua. Saccharomyces boulardii cũng liên kết với CT.
Hình b: Saccharomyces boulardii hành vi về đường ruột niêm mạc và giảm phosphoryl hóa của MLC liên quan đến sự kiểm soát của các mối nối chặt chẽ cũng như kích hoạt của MAPK và NF-JB liên quan đến sự tổng hợp của cytokine proinflammatory IL-8 và TNF-a.
Hình c: Saccharomyces boulardie tiết ra một protease (> 50 kDa) có thể làm tan Clostridium difficile độc tố A và B và protein (<10 kDa) là ức chế con đường tín hiệu-cách liên quan trong tổng hợp-8 IL. Saccharomyces boulardii kích thích sản xuất thuốc kháng độc A IgA.
Hình 2.13: Sự tiếp súc giữa Saccharomyces boulardii và Salmonella typhimurium.(2007, Blackwell Publishing ltd.)
2.8. Đặc điểm của chế phẩm Probiotic trong chăn nuôi
Chế phẩm probiotic, tổng hợp các hợp chất hữu cơ như: acid lactid, acid acetic...,và đặc biệt là becteriocin kháng vi sinh vật gây bệnh, có khả năng sống sót trong dạ dày, có khả năng kết dính cao trong đường ruột và chịu được acid mật
Là một sản phẩm thức ăn chăn nuôi có bổ sung các vi sinh vật có ích cho đường tiêu hóa của vật nuôi, kích thích tiêu hóa, cải thiện hệ vi sinh vật làm cân bằng lượng vi sinh vật có ích trong đường do bị thiếu hụt sau một thời gian dùng kháng sinh, giảm lượng kháng sinh tồn dư trong cơ thể vật nuôi, làm giảm bệnh tiêu chảy, giảm chi phí dùng thuốc kháng sinh, tăng hệ số chuyển hóa thức ăn, (bằng cch bổ sung enzyme hỗ trợ tiu hĩa như enzyme cellulase, enzyme proteaza, enzyme amylaza...).
Chính vì vậy trong chăn nuôi thường bổ sung thêm các vi sinh vật tốt cho đường tiêu hóa vào chế phẩm probiotic để có được công thức thức ăn bổ sung hoàn hảo hơn.
2.9.1. Một số đề tài nghiên cứu trên thế giới:
Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh, probiotic bổ sung vào thức ăn chăn nuôi đang được phát triển mạnh mẽ trên thế giới do những hiệu qủa to lớn của nó trong việc tăng năng xuất vật nuôi, nâng cao hiệu qủa sử dụng thức ăn, hạ giá thành sản xuất và bảo đảm vệ sinh an toàn sản phẩm. Những lòai vi khuẩn, nấm
men như: Lactobacillus acidophillus, Lactobacillus platarum, Bacillus subtilis,
Bacillus megaterium, Treptococcus faecium, Saccharomyce boulardii, Sacchromyces serevisiae. Đã được phân lập, nuôi cấy và bào chế dưới dạng chế phẩm vi sinh,
probiotic, prebiotic bổ sung vào thức ăn nhằm cải thiện khả năng năng tiêu hóa, hấp thu; nâng cao sức đề kháng và thay thế sử dụng kháng sinh, hóa dược trong thức ăn chăn nuôi (Simon, 2001).
Nghiên cứu của Luc Shiming (1980) cho thấy chế phẩm Lactobacillus được phân lập từ gà con khỏe mạnh có tác dụng phòng và trị bệnh pullorum (tiêu chảy cấp tính và ác tính hàng loạt ở gà).
Reverdin (1996) cho rằng Saccharomyces cerevisiae có tác dụng làm nâng cao chất béo trong sữa dê. Nghiên cứu khác cho thấy sử dụng chế phẩm probiotic trên gà đẻ làm tăng sản lượng trứng 5% (Mohal et al., 1995)
Cải thiện số ngày đẻ trứng, hệ số chuyển biến thức ăn, trọng lượng trứng và chất lượng lòng đỏ (Tortuero và Fernandez, 1995).
Nghiên cứu của Tortuero (1989) cho thấy bổ sung hỗn hợp L.acidophilus và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
S. faecium cho gà thịt giai đọan 5-8 tuần đã cải thiện 2% tăng trọng và hiệu quả sử
dụng thức ăn.
Nghiên cứu của Kyriakis (1999) sử dụng Bacillus licheniformis với liều 107 bào tử/g, có tác dụng làm giảm tỷ lệ tiêu chảy, cải thiện tăng trọng và tiêu tốn thức ăn cho heo.
Nghiên cứu Lema (2001) sử dụng các loài Lactobacillus acidophilus;
Streptocccus faecium ; phối hợp giữa Lactobacillus acidophilus với Streptocccus
faecium, Lactobacillus casei, L. fermentum và L. plantarum trộn trong thức ăn cho
Kết quả cho thấy hỗn hợp Lactobacillus cidophilus với Streptocccus faecium,
Lactobacillus casei, L.fermentum và L. plantarum đã làm giảm sự bài thải E.coli
trong phân.
2.9.2. Tìm hiểu một số đề tài nghiên cứu trong nước
2.9.2.1.Đề tài nghiên cứu phân lập đặc điểm vi khuẩn lactic ứng dụng làm chếphẩm vi sinh. Khoa sinh học Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên ĐHQGHN phẩm vi sinh. Khoa sinh học Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên ĐHQGHN
Đề tài phân lập những vi khuẩn lactic trong nem chua tại Hà Nội
- Sử dụng các phương pháp nghiên cứu vsv thông dụng trong việc phân lập và xác định các đặc điểm sinh học của vi khuẩn lactic.
- Đặc điểm, hình dạng của 10 chủng vk lactic tuyển chọn ( trình bày tại bảng 1, phụ lục)
Tuyển chọn vsv có tiềm năng probiotics theo các tiêu chuẩn.
- Định lượng axit lactic (theo phương pháp đo độ 0T, trình bày tại bảng 2, hình 1, phụ lục)
- Hoạt tính kháng khuẩn của các chủng vi sinh vật probiotic (bằng phương pháp khuếch tn trn giếng thạch, trình by tại bảng 3, hình 2 trong phụ lục)
- Hoạt tính enzyme phân giải protein (bằng phương pháp khuếch tn trn giếng thạch, kết quả trình by tại bảng 4, hình 3, phụ lục)
2.9.2.2. Đề tài phân lập tuyển chọn vi khuẩn lên men lactic làm chế phẩm probiotic Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ.tpHCM
Đề tài phân lập, tuyển chọn những vi khuẩn lên men lactic từ: sữa chua, dưa cà muối và các chế phẩm probiotic thương mại
- Phân lập, định danh vi khuẩn lactic (theo phương pháp cổ điển Bergey,s Manual, 1957). Sơ đồ phân lập, định danh (trình bày hình 7 trong phụ lục)
- Một số hình thái khuẩn lạc dưới kính hiển vi ×100 và ×1000 đề tài đã phân lập được. (Trình bày tại bảng 5, phụ lục)
Tuyển chọn vsv có tiềm năng probiotic theo tiu chuẩn
- Kháng vsv chỉ thị E. coli, Salmonella spp., Pseudomonas spp. (phương pháp khuếch tán trên bề mặt thạch, qua giếng thạch và khả năng đối kháng bằng phương pháp Tubidimetric assay (đo độ đục)). Trình bày tại hình 4, hình 5, phụ lục
- Khng acid v muối mật.
Quy trình Sản xuất chế phẩm probiotic, (hình 6, phụ lục)
2.9.2.3. Đề tài nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh, probiotic sử dụng trongthức ăn chăn nuôi. Viện KHKT Nông Nghiệp Miền Nam. 121 Nguyễn Bỉnh thức ăn chăn nuôi. Viện KHKT Nông Nghiệp Miền Nam. 121 Nguyễn Bỉnh Khieâm, Q1,TPHCM
Đề tài phân lập, tuyển chọn các giống Bacillus, Lactobacillus, Saccharomyces, có tiềm năng probiotic từ 2 nguồn:
- Phân lập từ các chế phẩm probiotic thương mại của các công ty trong và ngoài nước
Phân lập từ các thực phẩm lên men như: sữa chua, dưa cà muối, men chua.... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Phân lập theo các phương pháp nghiên cứu vsv thông dụng trong việc phân lập và xác định các đặc điểm sinh học của vsv
Tuyển chọn các vi sinh vật tiềm năng probiotics trong chăn nuôi theo các tiêu chí như:
- Khả năng sinh axit lactic - Khả năng kháng vsv chỉ thị
- Khả năng sinh enzyme phân giải, (hỗ trợ tiêu hóa) - khả năng sống sót trong dịch dạ dày và muối mật - Khả năng lên men
Quy trình Sản xuất chế phẩm probiotic, (trình by tại hình 3.8) Phối chế sản phẩm probiotic.
Đã sản xuất được 20 lít chế phẩm dạng lỏng, 5 kg sản phẩm dạng bột Thành phần sản phẩm:
Dạng lỏng:
Lactobacillus Plantarum, L. Brevis : 109CFU/ml
Bacillus Amyloliquefaciens, B. Megaterium :108CFU/ml
Saccharomyces cerevisae, S. boulardii : 109CFU/ml
Enzyme Amylase : 9 UI/ml
Dạng bột:
Lactobacillus Plantarum, L. brevis : 8.5 x 108cfu/g
Bacillus amyloliquefaciens, B. megaterium :8.2 x 107CFU/g
Ứng dụng chế phẩm: Dùng để bổ sung vào thức ăn chăn nuôi, tăng hiệu quả chuyển hóa thức ăn, giảm lượng kháng sinh tồn dư, chống lại các bệnh về đường ruột cho vật nuôi
2.9.3. Một số đề tài nghiên cứu trong nước đã được công bố
1 Lê thị Châu Vi khuẩn lactics củ xanh thức
ăn cho bò sữa
Tạp chí khoa học và công nghệ 4. 1992
2 Lê thị Châu Sacharomyces ssp. Thức ăn cho bị Tạp chí khoa học
số 5. 1993
3 Lê Thị Phượng Bổ sung paciflor
and pacicoli Ngừa tiêu chảyở heo nái LVTNCNTY,ĐHNL.khoa TPHCM
4 Lưu thọ Uyên Bacillus.spp Chế phẩm EM
chống tiu chảy cho heo
ĐH Nông Ngiệp 1 Hà Nội
5 Nguyễn Duy Hoan,
Trần Thị Kim Oanh Sacharomyces ssp. Aspergillus ssp. Lactobacillu ssp. Chế phẩm EM trong chăn nuôi gà thả vườn Tạp chí chăn nuôi 6 Đỗ trung Cư, Trần Thị Hạnh, Nguyễn Quang Tuyên Sacharomyces ssp. Aspergillus spp. Lactobacillus ssp. Streptococcus ssp Chế phẩm sinh học Biosubtyl trị tiêu chảy ở heo con v sau cai sữa
Tạp chí khoa học kỹ thuật thú y Việt Nam 9 trang 58-62 7 Phan Ngọc kính Sacharomyces spp. Aspergillus spp. Lactobacillus spp. Chế phẩm EM trong chăn nuôi lợn Tạp chí chăn nuôi 4 trang 5-7 8 Tạ Thị Vinh, Đặng Thị Hòe Bacillus Licheniformis và Bacillus Subtilis Chế phẩm sinh học phòng trị bệnh tiêu chảy cho lợn Tạp chí khoa học thú y 9 trang 54- 56 9 Khắc hiếu, Trương
Quang, Văn Kỳ Saccharomycescerevisae, Lactobacillus acidophilus và Streptococcus faecium Chế phẩm EM1. Tác dụng kháng khuẩn Tạp chí khoa học kỹ thuật thú y 9 trang 50-53 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.10. Những mặt tích cực và hạn chế của sản phẩm trong nước
Các nghiên cứu trong nước đã đóng góp tích cực vào việc cải thiện tình hình chăn nuôi. Tìm ra những chế phẩm mới có công dụng trong chăn nuôi gia cầm, gia súc, thủy sản. đó là các công trình nghiên cứu như: Men vi sinh NN1 ứng dụng trong chăn nuôi gia súc, gia cầm. BIO I, BIO II, ứng dụng trong thủy sản…Tuy nhiên, các