năng trong nuôi trồng thủy sản
Bacteriocin từ vi khuẩn biển đang được tập trung nghiên cứu. Phần lớn những nghiên cứu này tập trung vào xác định tính kháng của các chủng sản sinh bacteriocin để sử dụng chúng như là một chất kháng sinh hoặc probiotic [53]. Vi khuẩn sinh bacteriocin có thể nói là một “vũ khí” có hiệu quả, do bản thân bacteriocin là một kháng sinh thế hệ mới, còn chủng sinh ra nó đóng vai trò làm probiotic [43, 70].
Các chủng vi khuẩn sử dụng làm probitotic khác nhau về hoạt tính sinh học, hoạt động trao đổi chất và phổ kháng khuẩn. Tuy nhiên, để ứng dụng trên động vật thì các chủng vi khuẩn này phải là những loài không gây bệnh và không sản sinh ra độc tố. Ngoài ra, chúng còn phải nâng cao sức đề kháng của vật chủ, kháng lại các chủng có hại [56]. Đối với một chế phẩm probiotic, hoạt tính kháng khuẩn có ý nghĩa quan trọng, có vai trò cạnh tranh hoặc ức chế vi khuẩn gây bệnh. Một số vi khuẩn có hoạt tính kháng khuẩn theo cơ chế tiết ra chất kháng khuẩn không đặc hiệu như là các acid béo mạch ngắn [19], hoặc H2O2 [39], trong khi một số chủng vi khuẩn khác lại sản sinh ra các độc tố có phổ kháng khuẩn rất hẹp như là bacteriocin hoặc các chất ức chế giống bacteriocin (BLIS) và thực khuẩn. Louis và cộng sự [60] đã chứng minh các
chủng sinh bacteriocin có khả năng cạnh tranh với các chủng vi khuẩn gây hại trong cùng môi trường sống. Hơn nữa, bacteriocin là một peptide có tính kháng khuẩn tương đối hẹp, chỉ có hoạt tính kháng các chủng vi khuẩn có họ hàng gần với chủng sản sinh ra nó, và có phổ ức chế đặc hiệu [31]. Do bản chất của chúng, nên bacteriocin được coi là một chất kháng sinh mới thích hợp để thay thế các chất kháng sinh truyền thống.
Chính vì vậy, một giải pháp mới hiện nay trong ngành NTTS là lựa chọn các chủng vi khuẩn làm probiotic với định hướng phòng trừ bệnh cho một vài nhóm vi khuẩn cụ thể.
Tiềm năng ứng dụng bacteriocin trong NTTS dựa trên các quan điểm sau: - Bacteriocin có thể là một giải pháp có hiệu quả nhất trong phòng ngừa dịch bệnh cho các đối tượng nuôi, do hạn chế sự tiếp xúc giữa vật chủ và các tác nhân gây bệnh [32].
- Sử dụng các chất kháng sinh truyền thống không chỉ làm tăng khả năng kháng bệnh của vi khuẩn, phá vỡ hệ vi sinh và gây ra hiện tượng mất cân bằng mà còn làm tích lũy các gốc kháng sinh trong các sản phẩm thủy sản có hại cho sức khỏe người tiêu dùng [6]. Do đó việc sử dụng chất kháng sinh thế hệ mới, bacteriocin, là giải pháp thay thế mang tính an toàn (GRAS) theo FDA [32].
- Do bacteriocin có phổ kháng khuẩn hẹp, nên bổ sung probiotic của các chủng sinh bacteriocn để để phòng trừ dịch bệnh là thích hợp. Bởi vì chúng chỉ có khả năng kháng đến một số vi khuẩn gây bệnh đích, vẫn giữ được các chủng vi khuẩn có lợi khác và hạn chế rủi ro của việc kháng thuốc [32].
Tuy nhiên không phải một chủng vi khuẩn nào cũng được lựa chọn để làm probiotic. Tiêu chí để lựa chọn các chủng vi khuẩn sinh bacteriocin để làm chế phẩm sinh học bao gồm:
- Đầu tiên, chủng vi khuẩn đó phải được phân lập từ động vật có xương sống và không có xương sống ở biển nhằm thích nghi với điều kiện về nhiệt và độ mặn của vùng nuôi [1, 32]. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn này cần trải qua giai đoạn thử tính kháng trong điều kiện in vitro.
- Hai là các chủng vi khuẩn làm probiotic được tuyển chọn bằng in vitro để xác định khả năng đối kháng của nó với các chủng vi khuẩn đích gây bệnh [80].
Sau khi vi khuẩn được lựa chọn, chúng có thể được sử dụng dưới dạng là những chất kháng khuẩn được thu nhận trong quá trình nuôi hoặc là chế phẩm probiotic (Hình 1.3).
(Desriac et al; 2010) [32]
Hình 1.3. Quy trình tuyển chọn một probiotic trong nuôi trồng thủy sản
Khi sử dụng dưới dạng chất kháng khuẩn thường phải được xác định nguồn gốc tự nhiên, kiểu hoạt động và kiểu gen của vi khuẩn. Do đó giá thành sản xuất thường cao và giảm hiệu quả kinh tế khi áp dụng trong NTTS, đặc biệt là đối với các trại nuôi
Mẫu động vật hoặc nước biển
Kiểm tra tính kháng khuẩn in vitro
Các chủng vi khuẩn được phân lập
Loại bỏ
- Xác định phổ ức chế - Các nhân tố ảnh hưởng - Nghiên cứu gen mã hóa
-Đánh giá in vitro
-Kiểm ta in vivo trên quy mô nhỏ
Loại bỏ Loại bỏ
Thử nghiệm tính kháng đối với các tác nhân gây bệnh trong các điều kiện nuôi
Thương mại hóa sản phẩm Đăng ký pháp lý Tính toán giá trị kinh tế Bacteriocin – kháng sinh
Vi khuẩn – Probiotic Kiểm tra tính kháng khuẩn in vitro
Các chủng vi khuẩn được phân lập
Loại bỏ
- Xác định phổ ức chế - Các nhân tố ảnh hưởng - Nghiên cứu gen mã hóa
-Đánh giá in vitro
-Kiểm ta in vivo trên quy mô nhỏ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Loại bỏ Loại bỏ
Thử nghiệm tính kháng đối với các tác nhân gây bệnh trong các điều kiện nuôi
Thương mại hóa sản phẩm Đăng ký pháp lý Tính toán giá trị kinh tế Bacteriocin – kháng sinh
trong những nước đang phát triển. Cho nên, các sản phẩm probiotic thường được sử dụng với tác dụng kép: hiệu quả về tác dụng và giá thành sản phẩm.
Chính vì vậy, tiêu chí cuối là giá thành sản phẩm của các chế phẩm sinh học phải phù hợp với người nuôi. Bước đầu tiên của lựa chọn một chủng làm probiotic là chọn các chủng vi khuẩn từ động vật biển có những tính kháng đối với các chủng đích nghiên cứu. Việc phân lập được các chủng vi khuẩn ban đầu có hoạt tính được cho là giai đoạn quan trọng để đánh giá chất lượng của một probiotic, mặc dù không phải lúc nào hoạt tính in vitro cũng thể hiện hiệu quả trong điều kiện in vivo [80].