Chế phẩm sinh học (Probiotic) trong nuôi tôm

Quay lại

Chế phẩm sinh học (Probiotic) trong nuôi tôm

: 9328

Tôm được xếp vào loài hải sản ưa thích nhất của người tiêu dùng Mỹ và hơn ½ lượng tôm trên thị trường đến từ nuôi trồng thủy sản.

Sau nhiều thập kỷ tăng trưởng ấn tượng, sản lượng nuôi tôm toàn cầu năm 2012 đạt 3,78 triệu tấn. Tuy nhiên, bùng phát dịch bệnh nghiêm trọng đôi khi đã làm cản trở tốc độ tăng trưởng của ngành nuôi tôm công nghiệp và gây ra thiệt hại kinh tế to lớn này hàng tỷ USD. Loại bệnh gần đây nhất bùng phát là Hội chứng tôm chết sớm (EMS) hoặc “Hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính” (AHPNS) lần đầu tiên được báo cáo năm 2009. EMS đã và đang ảnh hưởng đến ngành nuôi tôm công nghiệp rất nhiều ở châu Á và Mexico, chủ yếu nhắm vào tôm giai đoạn nhỏ trong vòng một tháng sau khi thả. Thiệt hại kinh tế ước tính do EMS hơn 1 tỉ USD mỗi năm. Những nỗ lực nghiên cứu quan trọng đã được đầu tư trong việc tìm kiếm nguyên nhân và phương pháp chữa trị, tác nhân gây bệnh EMS (AHPNS) đã được xác định là một chủng vi khuẩn đặc hiệu Vibrio parahaemolyticus và hiện giờ có thể được phát hiện thông qua xét nghiệm PCR.

Cơ chế về khả năng gây bệnh EMS chưa được hiểu hết hoàn toàn. Tuy nhiên, phương thức hoạt động được cho là do loại vi khuẩn cư trú trong đường ruột của tôm, sản sinh ra độc tố gây phá hủy và rối loạn chức năng của gan vốn là cơ quan tiêu hóa/hấp thụ chính ở tôm, hậu quả dẫn đến tôm chết hàng loạt. V. parahaemolyticus là loài vi khuẩn thường sống ở môi trường ven biển và cửa sông trên khắp thế giới và có liên quan rất gần với nhiều loài vi khuẩn gây bệnh phát sáng trên tôm như V. harveyi, V. campbelli V. owensii. Để tiêu diệt các mầm bệnh vi khuẩn này đã được chứng minh là rất khó, nếu không nói là không thể. Duy trì tốt trạng thái cân bằng của hệ vi sinh vật trong hệ tiêu hóa của tôm và trong môi trường nuôi nhằm ngăn chặn bất kỳ sự mất cân bằng nào đó mà tạo thuận lợi cho quá trình truyền bệnh và quá trình chiếm đóng của vi khuẩn gây bệnh có thể là một phương pháp tiếp cận hợp lý hơn. Sử dụng các chế phẩm sinh học/probiotic có thể đóng một vai trò quan trọng trong khía cạnh này.

Chế phẩm sinh học là gì?

Thuật ngữ “probiotic” xuất phát từ tiếng Latin “cho cuộc sống” và đã có những ý nghĩa phổ biến khác nhau theo thời gian. Thuật ngữ trong nuôi trồng thủy sản hiện đại có thể thường có nghĩa là một sự bổ sung vi khuẩn đơn dòng hoặc hỗn hợp nuôi cấy của các chủng không gây bệnh được chọn lọc. Parker đã mô tả probiotic là các sinh vật và các chất góp phần vào sự cân bằng vi khuẩn đường ruột. Fuller đưa ra một định nghĩa sửa đổi về probiotic là ‘thức ăn bổ sung vi khuẩn sống tác động có lợi cho động vật chủ bằng cách cải thiện sự cân bằng vi khuẩn đường ruột của vật chủ’. Một phiên bản mới hơn của Tổ chức Lương Nông và Tổ chức Y tế Thế giới định nghĩa là ‘các vi sinh vật sống khi được dùng với số lượng thích hợp mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ’. Đối với nuôi trồng thủy sản, vi khuẩn hiện diện trong môi trường thủy sinh ảnh hưởng đến các thành phần của hệ sinh vật đường ruột bởi vì vật chủ và các vi sinh vật chia sẻ một hệ sinh thái. Probiotic có thể hoạt động như một chất bổ trợ vi khuẩn trong chế độ ăn tác động có lợi đến chức năng sinh lý của vật chủ bằng cách điều chỉnh miễn dịch niêm mạc và hệ thống, cũng như cải thiện sự cân bằng dinh dưỡng và vi khuẩn trong đường ruột.

Sử dụng các chế phẩm sinh học/probiotic/men vi sinh trong nuôi tôm

Sử dụng các chế phẩm sinh học/probiotic trong nuôi tôm vẫn còn ở các giai đoạn rất sớm và nhu cầu phải dùng nhiều hơn so với việc sử dụng cho động vật trên cạn và cá. Một số nghiên cứu có liên quan đến probiotic ở tôm he và tôm càng được tóm tắt ở bảng dưới đây. Probiotic đã được sử dụng trong nuôi tôm ở các giai đoạn phát triển khác nhau cho các mục đích khác nhau. Probiotic đã được sử dụng để ổn định nước trong các bể ương tôm, ức chế sự phát triển của các tác nhân gây bệnh và duy trì chất lượng nước trong các ao nuôi thâm canh. Các nghiên cứu đã cho thấy điều trị bằng probiotic trong các giai đoạn phát triển ban đầu có thể hiệu quả hơn trong việc phòng ngừa rối loạn tiêu hóa liên quan đến dạ dày-ruột bởi vì đường tiêu hóa và chức năng chưa phát triển đầy đủ, hệ miễn dịch vẫn chưa hoàn thiện.

Bảng 1: Sử dụng nhiều loại probiotic khác nhau trong nuôi tôm he/tôm càng.

Probiotic Sử dụng cho các loài tôm Cách thức

sử dụng

Tác động chính
Bacillus sp. S11 Penaeus monodon Thức ăn Kích thích tăng trưởng
Bacillus sp. Penaeids Nước Ức chế mầm bệnh
Saccharomyces cerevisiae,

S.exiguous, Phaffiarhodozyma

Litopenaeus vannamei Thức ăn Ức chế mầm bệnh
Bacillus sp.,

Saccharomyces sp.

Penaeus monodon Nước Cải thiện chất lượng nước
Bacillus sp. 48 Penaeus monodon Nước Cải thiện chất lượng nước
B. subtilis E20 Litopenaeus vannamei Thức ăn Kích thích tăng trưởng
B.s coagulan SC8168 Litopenaues vannamei Nước Cải thiện chất lượng nước

và tỉ lệ sống

Pediococcus acidilactici Litopenaeus stylirostris Thức ăn Chống chịu stress
Bacillus NL 110

Vibrio NE 17

Macrobrachium rosenbergii Thức ăn, Nước Cải thiện chất lượng nước

& khả năng tiêu hóa dinh dưỡng

Bacillus spp,

Enterococcus sp

Farfantepenaeus brasiliensis Nước Ức chế mầm bệnh
P. pentosaceus,

Staphylococcushemolyticus

Litopenaeus vannamei Thức ăn Cải thiện đề kháng bệnh
B. subtilis

B. megaterium

Litopenaeus vannamei Thức ăn Chống chịu stress
B. subtilis strains L10G1 Litopenaeus vannamei Thức ăn Cải thiện đề kháng bệnh

và miễn dịch

B. subtilis Macrobrachium rosenbergii Thức ăn, Nước Kích thích tăng trưởng và

nâng cao tỉ lệ sống

 

Sử dụng chế phẩm sinh học/probiotic trong nuôi tôm có thể được phân loại theo ba cách chính: qua thức ăn, nước nuôi, kết hợp cả qua thức ăn và nước nuôi. Phần lớn các chế phẩm sinh học được sử dụng trong các nghiên cứu trước đó trên tôm he và tôm càng là vi khuẩn axit lactic (Gram dương), vi khuẩn Bacillus (Gram dương), Vibrio alginolyticus (Gram âm), Nitrobacter spp. (Gram âm) và một số nấm men như là Saccharomyces cerevisiae, S. exiguous, Phaffia rhodozyma, vv… Các chức năng của probiotic khác nhau ở phạm vi lớn. Một số probiotic kích thích đáp ứng miễn dịch của vật chủ, sản sinh vitamin, giải độc các hợp chất trong chế độ ăn và phân hủy các thành phần khó tiêu hóa, trong khi đó có những loại probiotic khác có thể ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn gây bệnh bằng cách sản sinh các hợp chất ức chế phổ rộng. Probiotic cũng có thể đem lại lợi ích cho tôm bằng cách cạnh tranh lấy các chất nền chất dinh dưỡng sẵn có, không gian và thậm chí sắt trong hệ vi sinh vật trong môi trường dạ dày-ruột và/hoặc làm thay đổi chất lượng nước ở môi trường bên ngoài. Do đó, các tác động có lợi của chế phẩm sinh học/probiotc đối với tôm thường được đưa ra như nâng cao hiệu suất chuyển đổi thức ăn, cải thiện tốc độ tăng trưởng, bảo vệ kháng lại các mầm bệnh và cải thiện chất lượng nước.

Synbiosis – sự kết hợp probiotic và prebiotic

Prebiotic là một thành phần được lên men một cách chọn lọc làm cho các thay đổi đặc hiệu cả về thành phần và/hoặc tác dụng của hệ vi khuẩn đường ruột đem lại lợi ích phù hợp với điều kiện sức khỏe của vật chủ. Trong một số trường hợp, prebiotic có thể có ích cho các tác động của probiotic. Sử dụng kết hợp probiotic và prebiotic được biết đến là “Synbiotic.” Với sự hỗ trợ của prebiotic, probiotic sẽ phát triển mạnh và sống khỏe trong hệ thống tiêu hóa của vật chủ. Sự hợp phối này tạo khả thi cho việc sử dụng synbiotic để đạt được lợi ích nhiều hơn so với chỉ sử dụng probiotic. Sử dụng synbiotic được nhận thấy mang lại các tác động có lợi như cải thiện sức đề kháng bệnh và tăng trưởng, tăng tỉ lệ sống sau khi cảm nhiễm virút bệnh đốm trắng (WSSV) ở một vài nghiên cứu trên tôm thẻ Litopenaeus vannamei.

Quorum Sensing – Quá trình giao tiếp giữa vi khuẩn

Quorum Sensing (QS) là một quá trình giao tiếp/thông tin giữa các tế bào vi khuẩn với nhau có liên quan đến điều hòa biểu hiện gen để đáp ứng với những biến động về mật độ quần thể tế bào. Cơ chế vi khuẩn “Dò tìm Mật độ Tới hạn” tạo ra và phóng thích các phân tử tín hiệu hóa học gọi là các chất tự kích hoạt (autoinducer) gia tăng về nồng độ là chức năng của mật độ tế bào. Việc phát hiện nồng độ kích thích ngưỡng tối thiểu của autoinducer dẫn đến quá trình thay đổi trong biểu hiện gen. Dòng thác QS có thể xảy ra cả trong và giữa các loài qua autoinducers đặc hiệu rút ra các phản ứng đặc hiệu. Mặc dù bản chất của các tín hiệu hóa học, các cơ chế chuyển tiếp tín hiệu và các gen đích được kiểm soát bởi các hệ thống quorum sensing của vi khuẩn khác nhau ở mỗi trường hợp, khả năng để giao tiếp với nhau cho phép vi khuẩn phối hợp biểu hiện gen của chúng và thành tập tính của toàn bộ cộng đồng. Vi khuẩn độc có thể khởi động tấn công vào vật chủ với QS kiểm soát khả năng phát sinh bệnh.

Hiểu biết được cơ chế làm thế nào V. parahaemolyticus gây ra EMS trên tôm rất quan trọng và phát triển các phân tử hóa học đặc hiệu để có thể hoặc cản trở cơ chế QS nhất định của loài vi khuẩn gây bệnh này hoặc thúc đẩy một số cơ chế QS thay thế có thể hữu ích tiếp theo các chiến lược chống nhiễm khuẩn mới trong nuôi tôm.

Với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ sinh học trong những năm gần đây, không nghi ngờ gì khi có thể đạt được nhiều kiến thức chuyên sâu về probiotic và ứng dụng thích hợp của probiotic/prebiotic có thể đạt được những tác động tích cực hơn nữa trong nuôi tôm.

BioAqua.vn

Nguồn: Hui Gong – HGONG@UGUAM.UOG.EDU – Phó giáo sư Tiến sĩ Hui Gong tại Trường Khoa học Tự nhiên và Ứng dụng của Đại học Guam. Chuyên ngành nuôi tôm với 17 năm kinh nghiệm trong nghiên cứu ứng dụng trong cả hai nền tảng học thuật và công nghiệp.

Chia sẻ

Quay lại