Các dạng chế phẩm sinh học thay thế chất kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản

Cùng với sự phát triển của nuôi trồng thủy sản thì áp lực để tìm các giải pháp thay thế trong điều trị bệnh bằng thuốc kháng sinh cũng ngày một gia tăng. Việc điều trị bệnh cho vật nuôi bằng thuốc kháng sinh theo truyền thống đã làm gia tăng nhiều mối quan ngại về việc tăng khả năng kháng thuốc đối với các mầm bệnh ở các loài nuôi và ở con người cũng như việc tồn dư lượng thuốc kháng sinh trong các sản phẩm nuôi trồng. Do vậy, các biện pháp thay thế thuốc kháng sinh như việc ứng dụng chế phẩm sinh học probiotics và các dạng sản phẩm sinh học khác như prebiotics và synbiotics trong điều trị bệnh và tăng năng suất nuôi đã được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản.

Prebiotics (Chất tiền trợ sinh)

Prebiotics là một thành phần của thức ăn không được tiêu hóa, có tác dụng kích thích sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật có lợi trong hệ tiêu hóa của vật chủ. Cụ thể, prebiotics là carbohydrate không tiêu hóa được như fructo-oligosaccharides, galacto-oligosaccharides, mannan-oligosaccharides và các chất xơ không tiêu như dextrins, inulin, lignin, waxes, beta glucans.

Nhờ hỗ trợ hệ thống miễn dịch nên Prebiotics có thể giúp cải thiện sức khỏe của động vật. Nó thường được bổ sung vào thức ăn để duy trì sức khỏe hệ tiêu hóa và do vậy giúp ngăn chặn sự xâm lấn của mầm bệnh trong chuỗi thức ăn.

Prebiotics bao gồm disaccharides, oligosaccharides và polysaccharides. Prebiotics được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm thương mại bao gồm lactulose, mannan-oligosaccharide (MOS), inulin, soy Fructo-oligosaccharide (FOS) và galacto-oligosaccharide (GOS). Các oligoaccharide này có thể được tìm thấy trong thức ăn tự nhiên hoặc có thể được tổng hợp bằng enzym từ đường đơn (glucose) hoặc đường đôi (sucrose và lactose).

Nhiều dạng prebiotics đã được ứng dụng rộng rãi ở các loài cá khác nhau và cũng mang lại các kết quả khác nhau. Ví dụ, inulin đã được chứng minh mang lại sự thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột của cá hồi Atlantics và cá chẽm nhưng chưa có hiệu quả trong việc kích thích tăng trưởng và hiệu quả thức ăn.

Prebiotics như betaglucans đã được chứng minh có hiệu quả trong việc kháng bệnh nhiễm trùng huyết đường ruột ở cá da trơn khi được tiêm.

Ngoài ra, prebiotic bao gồm nấm men, các sản phẩm lên men ở dạng khô cũng được chứng minh có hiệu quả trong việc giảm hệ số thức ăn và giảm tỷ lệ chết của cá chẽm khi cho tiếp xúc với mầm bệnh.

Oligosaccharides không tiêu hóa được đã được ứng dụng trong nuôi cá hồi vân, cá chẽm, cá da trơn và đã mang lại mức độ thành công khác nhau trong việc cải thiện mức độ tăng trưởng và tăng khả năng kháng bệnh.

Kết quả của các nghiên cứu này cho thấy prebiotics đóng góp vai trò là thức ăn bổ sung giúp tăng tốc độ tăng trưởng và tăng khả năng kháng bệnh trong nuôi trồng thủy sản.

Probiotics (Chế phẩm sinh học)

Chế phẩm sinh học probiotics là các vi sinh vật sống, mang lại sức khỏe cho vật chủ bằng cách đưa các vi sinh có lợi vào đường ruột của vật chủ. Lactobacillus, Bacillus, Enterococcus, Carnobacterium, Saccharomyces và Candida là các vi sinh vật có lợi được nghiên cứu rộng rãi và ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản. Các vi sinh vật này được thả trực tiếp xuống môi trường ao nuôi hay được trộn vào thức ăn cho tôm, cá.

Chế phẩm sinh học Probiotics đã được chứng minh có hiệu quả trong việc chống lại các bệnh do vi khuẩn Vibrio, Aeromonas, Yersiniaand Ichthyophthirius gây ra trong các hồi vân. Trong việc nuôi cá da trê châu Phi, dòng chế phẩm Pediococcus và Entebacteria đã giúp tăng sức khỏe cá, tăng tỷ lệ sống và mang lại năng suất cao. Trong nuôi cá trê sông, Pediococcus và Entebacteria không kích thích tăng trưởng và khả năng miễn dịch trong khi dòng chế phẩm Bacillus lại giúp tăng tỷ lệ sống của cá trê nuôi trong ao.

Theo một vài công trình nghiên cứu gần đây chế phẩm sinh học được hoạt động theo một số khía cạnh sau:

Cạnh tranh loại trừ vi khuẩn gây bệnh: Chế phẩm sinh học có khả năng bám dính và xâm chiếm bề mặt niêm mạc ruột, do vậy tạo ra cơ chế bảo vệ chống lại mầm bệnh qua việc cạnh tranh điểm bám và thức ăn.

Tạo ra các hoạt chất ức chế: Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh các dòng chế phẩm sinh học sản sinh ra các chất diệt khuẩn chống lại các mầm bệnh thông thường trên cá như Enterococcus durans, Escherichia coli, Micrococcus luteus và Pseudomonas aeroginosa.

Tăng cường hệ miễn dịch của vật nuôi: Các chế phẩm sinh học có thể kích thích hệ miễn dịch của vật nuôi. Các chất kích thích miễn dịch khác nhau tùy theo môi trường và cách sử dụng. Các chất dẫn xuất nhất định như polysaccharides, lipoproteins, nucleotides and ß-glucans có khả năng làm tăng bạch huyết cầu bằng cách kích hoạt đại thực bào. Việc sử dụng Bacillus sp đã được chứng minh có hiệu quả trong việc phòng bệnh trên vật nuôi bằng cách kích hoạt hệ miễn dịch và hệ miễn dịch tế bào trong nuôi tôm sú (Rengpipat et al, 2000).

Synbiotics

Synbiotics là sản phẩm kết hợp cả hai probiotics và prebiotics. Sản phẩm này có “vi sinh vật có lợi” (chế phẩm sinh học) và carbonhydrate không tiêu hóa được (prebiotics) để kích thích sự phát triển của các vi sinh vật có lợi trong đường ruột của vật nuôi. Prebiotics giúp tăng cường hoạt động của probiotics làm cho hệ tiêu hóa của vật nuôi khỏe mạnh, tăng cường tính bền vững của hàng rào bảo vệ niêm mạc ruột, ngăn chặn sự xâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh qua ruột, giúp cho vật nuôi tiêu hóa và hấp thụ thức ăn dễ dàng hơn. Vì vậy, việc kết hợp probiotics và prebiotics khi sử dụng là lựa chọn tốt trong nuôi trồng thủy sản.

Các sản phẩm synbiotic phổ biến nhất là Bifidobacteria và các phân tử đường fructo-oligosaccharides (FOS), Lactobacillus GG and inulins, Bifidobacteria và Lactobacilli.

Prebiotics and probiotics đã được chứng minh có hiệu quả trong việc thúc đẩy sự tăng trưởng cũng như sức đề kháng ở nhiều loài nuôi, trong khi synbiotics (pha trộn giữa prebiotics and probiotics) chưa được áp dụng rộng rãi. Các nghiên cứu về việc sử dụng prebiotics and probiotics trong nuôi trồng thủy sản ngày càng phát triển, song các kết quả thu được thường chưa nhất quán, và các cơ chế hoạt động của chúng chưa được hiểu rõ. Việc ứng dụng chế phẩm sinh học trong nuôi cá da trơn đã được chứng minh có hiệu quả thông qua tỷ lệ sống được cải thiện sau khi cho tiếp xúc với vi khuẩn. Synbiotics cũng có hiệu quả trong việc kiểm soát hệ vi sinh vật trong ruột cá, kích thích tăng trưởng và khả năng kháng bệnh.

Ứng dụng prebiotics mannan-oligo-saccharide (MOS)

Tại Trung tâm Nuôi trồng Thủy sản Quốc gia Thad Cochran ở bang Mississippi, Mỹ, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm sản phẩm prebiotics MOS, được chiết xuất từ tế bào nấm men dùng làm thức ăn bổ sung trong nuôi cá da trơn sông.

Trong thử nghiệm thứ nhất, cá da trơn được cho ăn với liều lượng prebiotic 2g/kg thức ăn trong sáu tuần, sau đó cá được tiếp xúc với Edwardsiella ictaluri, vi khuẩn gây ra bệnh nhiễm trùng huyết đường ruột trên cá da trơn. Trong thử nghiệm thứ 2, cá da trơn được cho ăn prebiotic với liều lượng 4 g/kg trong 9 tuần, sau đó cho tiếp xúc với vi khuẩn Edwardsiella ictaluri. Tỷ lệ chết được xác định sau 21 ngày.

Hình thái ruột được kiểm tra đối với cá được cho ăn với prebiotics MOS và cá trước khi tiếp xúc với vi khuẩn. Các phần trên, giữa và phần dưới của ruột cá được mang đi phân tích.

Kết quả

Việc cho ăn bổ sung prebiotics MOS với liều lượng 2-4 g/kg thức ăn trong 6 hoặc 9 tuần không cải thiện về trọng lượng cũng như tỷ lệ thức ăn. Tuy nhiên, tỷ lệ sống tăng lên đáng kể sau khi tiếp xúc với vi khuẩn E. ictaluri ở cả 2 thí nghiệm. Nồng độ plasma của lysozyme, một chỉ số về phản ứng miễn dịch không có sự khác biệt giữa được cho ăn prebiotics MOS trước và sau khi tiếp xúc với vi khuẩn.

Khánh Nga (dịch, tổng hợp) – Fistenet