English
Tin tức
Định Nghĩa – Ứng Dụng Của Prebiotics Và Probiotics
Bệnh truyền nhiễm là một căn bệnh nghiêm trọng gây thiệt hại nặng nề cho ngành nuôi trồng thủy sản lên đến hàng triệu đô la mỗi năm. Vì vậy, việc phát triển các biện pháp thay thế cho các biện pháp truyền thống để chống lại bệnh bằng các liệu pháp hóa học thường rất được các nhà nuôi trồng thủy sản quan tâm. Trong truyền thống có các phương pháp phòng ngừa và điều trị bệnh như sử dụng vắc-xin và thuốc. Tuy nhiên, chúng có những hạn chế như ràng buộc về quy định hoặc cách sử dụng không thuận tiện. Điều này dẫn đến việc sử dụng các chất phụ gia trong chế độ ăn uống được quan tâm nhiều hơn, bởi vì chúng có thể tác động đến khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh của các loài thủy sản. Mặc dù khái niệm thực phẩm chức năng còn tương đối mới đối với ngành nuôi trồng thủy sản, nhưng có nhiều triển vọng trong việc phát triển chế độ ăn, không chỉ đáp ứng các nhu cầu về dinh dưỡng tối thiểu mà còn cải thiện sức khỏe, tăng khả năng chống căng thẳng và các sinh vật gây bệnh. Hai loại phụ gia thức ăn được nghiên cứu ở các sinh vật trên cạn và dưới nước là những loại phụ gia ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật của đường tiêu hóa (GIT). Prebiotics và probiotics được coi là phổ biến nhất trong tất cả các chất phụ gia.
Prebiotics
Prebiotics là các thành phần thực phẩm không tiêu hóa được, có tác dụng kích thích sự tăng trưởng có chọn lọc và / hoặc kích thích sự trao đổi chất của các vi khuẩn có khả năng tăng cường sức khỏe trong đường ruột, do đó, nó có thể cải thiện sự cân bằng đường ruột của sinh vật (theo Gib-son và Roberfroid, năm 1995). Các vi khuẩn có khả năng tăng cường sức khỏe thường được bổ sung prebiotics. Các prebiotics có xu hướng hạn chế sự xuất hiện của các vi khuẩn có hại thường thuộc chi Lactobacillus và Bifidobacter. Một số loại prebiotics phổ biến bao gồm mannanoligosaccharides, lactose, galacto-gluco-mannans, oligofructose và inulin. Có nhiều loại prebiotics là carbohydrate, chủ yếu là oligosaccharide chuỗi ngắn chứa từ ba đến mười đơn vị carbohydrate, có nguồn gốc từ các loại thực vật khác nhau hoặc các thành phần thành tế bào của nấm men. Một sản phẩm thương mại sở hữu các đặc tính prebioric là sản phẩm dựa trên men GroBiotic-A, một hỗn hợp của men bia tự phân hủy một phần, thành phần nguyên liệu từ sữa và các sản phẩm lên men khô. Các hợp chất prebiotic khác nhau thường không bị thay đổi bởi quá trình chế biến thức ăn và không yêu cầu sự cho phép dựa trên các quy định bắt buộc, làm cho việc sử dụng chúng đơn giản hơn nhiều so với việc sử dụng thuốc hoặc các liệu pháp hóa học. Những lợi ích của prebiotics được mô tả và tóm tắt trong Bảng 1.
Probiotics
Parker (1974) đã định nghĩa probiotic là “các sinh vật và các chất góp phần vào sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột”. Fuller (1989) đã sửa đổi định nghĩa thành “thức ăn bổ sung vi sinh vật sống có tác động tích cực đến vật chủ bằng cách cải thiện sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột của nó.” Sau đó, định nghĩa của probiotics đã được đề xuất mở rộng thành “chất phụ gia được đưa vào nước” của hệ vi sinh vật bởi Moriarty (1998). Wang và cộng sự (2005) đã chứng minh rằng việc sử dụng probiotics vào nước nuôi có thể cải thiện chất lượng nước bằng cách giảm nồng độ nitơ và phốt pho. Việc áp dụng probiotics vào nước nuôi hoặc chế độ ăn của vật nuôi có thể đem lại nhiều ảnh hưởng tích cực như ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh, bổ sung các enzym tiêu hóa để tăng khả năng sử dụng thức ăn, cung cấp các yếu tố thúc đẩy tăng trưởng khác và kích thích phản ứng miễn dịch của sinh vật.
Các probiotics thuộc chi Bacillus và các vi khuẩn lactic khác nhau như Lactobacillus, Lactococcus, Carnobacterium, Pediococcus, Enterococcus và Streptococcus đã được công nhận là các probiotics có thể ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch của cá, khả năng kháng bệnh và các chỉ số hoạt động khác. Vi khuẩn thuộc chi Bacillus là những vi khuẩn hình que Gram dương hình thành bào tử có khả năng chống lại các điều kiện môi trường khác nhau, do đó chúng có thời hạn sử dụng lâu. Các loài như Bacillus subtillis, B. licheniformis, B. Cirans, B. coagulans, B. clausii và B. megaterium đều đã được sử dụng làm probiotics. Những vi khuẩn khác như Lactobacillus rhamnosus, L. delbrüeckii, Carnobacterium maltaromaticum, C. divergens, C. inhibens, và Entero-coccus faecium cũng được sử dụng làm probiotics, cùng với các loại nấm men như Candida sake và Saccharomyces cerevisiae. Vi khuẩn phải sống sót trong quá trình bảo quản và chế tạo probiotics để đưa ra các ảnh hưởng tích cực của chúng, nhưng việc áp dụng các tế bào chết, tế bào đông khô, chiết xuất không bào hoặc bào tử không bào đều cho thấy một số mức độ thành công nhất định (theo Merrifield và cộng sự, năm 2010). Sự hạn chế về việc nuôi cấy vi sinh vật sống trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát trước khi áp dụng chúng vào thức ăn đã hạn chế việc sử dụng probiotics tại các cơ sở nuôi trồng thủy sản; do đó, việc sử dụng các tế bào hoặc bào tử đông khô có thể có ích hơn. Các ứng dụng tiềm năng của probiotics trong nuôi trồng thủy sản như cá, tôm và động vật thân mềm đã được xem xét bởi Burr và cộng sự (2005), Wang và cộng sự (2008), Kesarcodi-Watson và cộng sự (2008), và gần đây nhất là của Ringø và cộng sự (2010a).
Bảng 1: Bảng tóm tắt về các loại prebiotics được đánh giá trong nuôi trồng thủy sản (phỏng theo Ringø và cộng sự, năm 2010b)
|
Prebiotica |
Liều lượng (g kg-1); thời gian thử nghiệm | Chủng | Trọng lượng ban đầu (g) | Phản ứng |
Tác giả |
| Inulin | 150; 4 tuần | Cá hồi Bắc Cực (Salvelinus alpines) | 218
|
Tổn thương tế bào ruột | Olsen và cộng sự (2001 |
|
75; 3 tuần
|
Cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar) | 172 | → Tổn thương tế bào ruột; ↑ Tăng trưởng đường ruột và khối lượng tương đối của đường tiêu hóa | Refstie và cộng sự (2006) | |
| 5 và 10; 1 tuần | Cá tráp đầu vàng (Sparus aurata) | 175 | Ức chế đáng kể quá trình thực bào và làm vỡ hệ hô hấp bạch cầu | Cerezuela và cộng sự (2008) | |
| 20; 1 tháng | Ấu trùng Turbot (Psetta maxima) | n/a | ↑ Tỷ lệ tăng trưởng; Ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột (Bacillus và Vibrio) | Mahious và cộng sự (2006) | |
| MOS | 10; 4 tháng | Cá hồi Đại Tây Dương | 200 | ↓ Tiêu thụ oxy; ↓ Nồng độ Protein và ↑ năng lượng trong toàn bộ cơ thể | Grisdale-Helland và cộng sự (2008) |
| 2; 4 tuần | Cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) | 16.0
|
→ Hiệu suất tăng trưởng, huyết học hoặc chức năng miễn dịch |
Welker và cộng sự (2007)
|
|
| 20 và 40;
67 ngày |
Cá vược châu Âu (Dicentrarchus labrax) | 33.7
|
↑ Tăng trọng lượng (WG); → Hiệu quả sử dụng thức ăn (FE); ↓ Oxy hóa lipid; ↓ Sự hiện diện của Vibrio alginolyticus trong đầu thận |
Torrecillas và cộng sự (2007)
|
|
|
2; 90 ngày
|
Cá hồi vân
(Oncorhynchus mykiss) |
30.0
|
↑ WG và khả năng sống sót; ↑ Hiệu giá kháng thể và hoạt động của lysozyme |
Staykov và cộng sự (2007)
|
|
| 0.2; 43 ngày | Ấu trùng cá tráp trắng (Diplodous sargus) | n/a
|
↑ Chiều dài vi nhung mao | Dimitroglou và cộng sự (2010) | |
| 0 và 4;
12 tuần |
Cá hồi vân
|
13.2
|
↑ WG; ↑ Hoạt động tan máu và thực bào; ↑ Trọng lượng chất nhầy; ↑ Khả năng sống sót chống lại Vibrio anguillarum | Rodrigues-Estrada và cộng sự (2008) | |
| 0.2 và 6;
58 ngày |
Cá rô phi
(Oreochromis niloticus × O. aureus) |
8.1 | → WG; ↑ Khả năng sống sót;
↑ Miễn dịch không đặc hiệu |
He và cộng sự (2003) | |
| 10; 4 tuần | Cá đù đỏ
(Sciaenops ocellatus) |
10.9 | ↑ FE; ↑ Khả năng sống sót sau đó thách thức ký sinh trùng; ↑ Miễn dịch không đặc hiệu | Buentello và cộng sự (2010) | |
| FOS | 10; 4 tháng | Cá hồi Đại Tây Dương | 200 | → Lượng thức ăn nạp vào, WG hoặc khả năng tiêu hóa | Grisdale-Helland và cộng sự (2008) |
| 10; 4 tuần | Cá đù đỏ | 10.9 | ↑ Miễn dịch không đặc hiệu | Buentello và cộng sự (2010) | |
| 0.2 và 6;
58 ngày |
Cá rô phi | 57.0 | → WG; ↑ Khả năng sống sót;
↑ Miễn dịch không đặc hiệu |
He và cộng sự (2003) | |
| 20; 1 tháng | Ấu trùng Turbot | n/a | ↑ WG; Ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột (Bacillus và Vibrio) | Mahious và cộng sự (2006) | |
| 20; 7 tuần | Cá tầm Beluga
(Huso huso) |
19.2 | ↑ Khả năng sống sót; Vi khuẩn lactic tăng cao | Hoseinfar và cộng sự (2011) | |
| scFOS | 0.8 và 1.2;
8 tuần |
Cá rô phi | 5.6 | ↑ WG, lượng thức ăn nạp vào, FE; → Sự sống còn | Hui-Yuan và cộng sự (2007) |
|
0.1 và 0.8; 6 tuần |
Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) | 75.4 | → WG; → Sự sống còn; → FE; Thay đổi cộng đồng vi sinh vật | Li và cộng sự (2007) | |
| GBA | 10 và 20; 4 tuần (thử nghiệm 1) và 7 tuần (thử nghiệm 2)
|
Cá vược vằn lai
(Morone chyrsops × M. saxatilis) |
91.4 (Thử nghiệm 1) và 19.7 (thử nghiệm 2) | ↑ FE; ↑ Suy hô hấp cấp; ↑ Đề kháng chống lại Streptococcus iniae | Li và Gatlin (2004) |
| 20; 16 tuần | Cá vược vằn lai | 64.5 | ↑ Hiệu suất tăng trưởng; ↑ Đề kháng chống lại Mycobacterium marinum | Li và Gatlin (2005) | |
| 10; 6 tuần | Cá đù đỏ | 2.4 | → WG hoặc FE; → Hệ vi sinh vật đường ruột | Burr và cộng sự (2009) | |
| 10; 4 tuần | Cá đù đỏ | 10.9 | ↑ FE; ↑ WG; ↑ Sống sót sau khi thử thách ký sinh trùng; ↑ Miễn dịch không đặc hiệu | Buentello và cộng sự (2010) | |
| 20; 16 tuần | Cá vàng
(Notemigonus crysoleucas) |
1.06 | ↑ Đề kháng chống lại vi khuẩn Flavobacterium columnare | Sink và cộng sự (2007) | |
| 20; 10 tuần | Cá vàng | 0.46 | → Sự sống còn; ↑ Đề kháng chống lại vi khuẩn Flavobacterium columnare | Sink và Lochmann (2008) | |
| 10; 3 tuần | Cá đù đỏ | 500 | ↑ Giá trị hệ số tiêu hóa biểu kiến protein, lipid và hữu cơ | Burr và cộng sự (2008a) | |
| 10 và 20;
8 tuần |
Cá vược vằn lai | 34.4 | → WG hoặc FE | Burr và cộng sự (2010) | |
| 20; 9 | Cá hồi vân | 14.3 | → WG hoặc FE; → Mức độ kháng thể | Sealey và cộng sự (2007) | |
| 4, 8 và 12; 8 tuần | Cá rô phi sông Nin | 18.0 | ↑ WG; ↑ FE; ↑ Sản xuất oxy hóa bạch cầu trung tính; ↑ Lysozyme; ↑ Khả năng chống lại A. hydrophila | Zheng và cộng sự (2011) | |
| XOS | 0, 0.15, 2.1 và 3.2; 45 ngày | Cá giếc Dibel (Carassius auratus gibelio) | 17.0
|
↑ WG; ↑ Khả năng sống sót; → Hoạt động enzym | Xu và cộng sự (2009) |
| Galacto-gluco-mannan | 10; 8 tuần | Cá đù đỏ | 7.0 | ↑ WG; → FE; ↑ Lysozyme;
↑ Chiều cao vi sinh vật trong môn vị, ruột đầu và ruột giữa |
Zhou và cộng sự (2010) |
Chú thích:
a Prebiotics được viết tắt như sau:
MOS = mannanoligosaccharides; FOS = fructooligosaccharides; scFOS = chuỗi ngắn fructooligosaccharides; GBA = GroBiotic-A; XOS = xylooligosaccharid.
b Các mũi tên cho biết phản ứng tăng (↑), giảm (↓) hoặc không thay đổi (→ ).
WG = Tăng trọng lượng; FE = Hiệu quả sử dụng thức ăn
Tác động của hệ vi sinh vật đường ruột ở cá
Hệ vi sinh vật đường ruột bao gồm hai nhóm chính, nhóm vi khuẩn xâm chiếm tạm thời (vi khuẩn ngoại lai) và nhóm vi khuẩn bản địa (vi khuẩn tự tiêu). Nhóm vi khuẩn bản địa là những quần thể thường trú cư trú trên bề mặt biểu mô của GIT, bao gồm cả vi nhung mao. Những vi khuẩn này có thể tạo ra một hàng rào phòng thủ chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh thông qua GIT. Việc hình thành vi khuẩn gây bệnh trong GIT cũng có thể bị cản trở bởi lớp chất nhầy, lớp chất nhầy này hỗ trợ bảo vệ các yếu tố liên quan đến sinh lý và sinh hóa. Trong những năm gần đây, ngày càng thấy rõ rằng hệ vi sinh vật GIT của cá có thể ảnh hưởng đến nhiều quá trình trao đổi chất. Ảnh hưởng này được thực hiện qua trung gian của hệ vi sinh vật kích thích sự phát triển của biểu mô và sự xuất hiện của nhiều gen. Nổi bật trong số này là các phản ứng sinh lý, sinh hóa và miễn dịch khác nhau phải được duy trì hoặc nâng cao để cải thiện tình trạng sức khỏe, chống căng thẳng và kháng bệnh. Ngoài ra, để tăng trọng lượng và khả năng sử dụng thức ăn của sinh vật nuôi thì các phản ứng có thể kết hợp với nhau. Một số khía cạnh quan trọng của việc kết hợp các phản ứng và cách mà prebiotics và probiotics điều chỉnh chúng sẽ được chỉ ra trong các phần dưới đây.
Sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh
Một trong những vị trí phổ biến nhất mà các tác nhân gây bệnh thường xâm nhập ở cá là GIT, do cá thường xuyên tiếp xúc với nguồn nước có chứa nhiều loại vi khuẩn có khả năng gây bệnh khác nhau. Tuy nhiên, có thể ngăn chặn sự nhâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh và gây nhiễm trùng bằng một hệ vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh. Các vi khuẩn bản địa của GIT thường xuất hiện trong điều kiện bình thường, cạnh tranh loại trừ các mầm bệnh đơn giản bằng cách chiếm không gian dọc theo lớp niêm mạc của GIT, buộc vi khuẩn gây bệnh tiếp tục trong trạng thái nhất thời và giảm khả năng gây hại cho đường ruột, tế bào hoặc gây nhiễm trùng. Các vi khuẩn bản địa cũng có thể chống lại các mầm bệnh đang cố gắng xâm nhập GIT bằng cách tạo ra các chất kháng khuẩn. Tuy nhiên, khi trạng thái cân bằng tự nhiên của hệ vi sinh vật bị thay đổi, các điều kiện trở nên thuận lợi hơn cho các sinh vật gây bệnh phát triển.
Prebiotics hoặc probiotics có thể được sử dụng để đưa vào chế độ ăn uống để củng cố số lượng quần thể vi khuẩn có lợi và giảm số lượng vi khuẩn có khả năng gây bệnh. Từ đó có thể duy trì được sự cân bằng mong manh giữa hệ vi sinh vật của GIT. Probiotics trực tiếp đưa các vi khuẩn có lợi vào GIT. Prebiotics được xem là có ích bởi vì nó là một nguồn thức ăn ưu tiên cho các vi khuẩn có lợi. Một số vi khuẩn gây bệnh có thể liên kết với một số prebiotics nhất định, trái ngược với việc xâm nhập vào lớp niêm mạc của GIT, và do đó có thể truyền prebiotics và probiotics từ GIT.
Hệ thống miễn dịch
Niêm mạc là tuyến phòng thủ đầu tiên trong GIT ngăn cách hệ vi sinh vật đường ruột tiếp xúc trực tiếp với các tế bào biểu mô của GIT. Chính vì sự tiếp xúc trực tiếp với chất nhầy này mà hệ thống miễn dịch của GIT, thường được gọi là mô lympho liên quan đến ruột hoặc GALT, đã phát triển các cơ chế để phân biệt giữa vi khuẩn gây bệnh tiềm ẩn và vi khuẩn bản địa bình thường. Do đó, GALT có thể xác định xem liệu có tấn công hoặc chịu đựng sự hiện diện của một loại vi khuẩn cụ thể hay không. Nếu vi khuẩn có khả năng gây bệnh được phát hiện, các cơ chế tế bào và dịch thể của GALT sẽ kích hoạt hệ thống miễn dịch bẩm sinh, tiếp đó là hệ thống miễn dịch thích ứng (thông qua các kháng thể) để ngăn chặn vi khuẩn gây ra và / hoặc lây lan nhiễm trùng (theo Gomez và Balcázar, năm 2008).
Các yếu tố như sản xuất gốc oxy hóa bạch cầu trung tính trong máu, lysozyme huyết thanh và sản xuất anion superoxide trong đại thực bào được hoạt hóa là các thành phần của phản ứng miễn dịch bẩm sinh hoặc không đặc hiệu. Các phản ứng khác nhau này nhằm tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật ngoại lai hoặc vi sinh vật xâm nhập. Có thể giảm tỷ lệ chết của sinh vật thủy sinh khi tiếp xúc với các tác nhân gây bệnh khác nhau bằng cách tăng cường các phản ứng (Bảng 1).
Miễn dịch thích ứng là một thành phần phức tạp hơn của hệ thống miễn dịch. Nó được kích hoạt bởi hệ thống miễn dịch bẩm sinh. Các thành phần của hệ thống miễn dịch thích ứng hoặc đặc hiệu bao gồm các tế bào lympho như tế bào B và tế bào T, có tác dụng cho phép vật chủ nhận biết và chống lại các sinh vật gây bệnh cụ thể. Hệ thống miễn dịch thích ứng cho phép động vật có xương sống, bao gồm cả cá, nhận biết và ghi nhớ các mầm bệnh cụ thể và tạo ra khả năng miễn dịch chống lại sự tiếp xúc với chúng trong tương lai. Tác dụng của việc bổ sung prebiotic hoặc probiotic đối với hệ thống miễn dịch thích ứng vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi, nhưng một số thành phần của nó dường như đã được tăng cường. Để có thể hiểu đầy đủ hơn về tác dụng của prebiotics và probiotics đối với khả năng miễn dịch thích ứng, một số nhà nghiên cứu đã bắt tay vào thực hiên các nghiên cứu bổ sung cho lĩnh vực này.
Khả năng kháng bệnh
Khả năng kháng bệnh của vật nuôi đối với tác nhân gây bệnh được xem là rất quan trọng bởi vì nó có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất và lợi nhuận của doanh nghiệp. Khả năng kháng bệnh là một phản ứng hoặc tác động tổng hợp có thể bị ảnh hưởng bởi cấu tạo di truyền của sinh vật và các thành phần khác nhau của hệ thống miễn dịch.
Việc bổ sung prebiotic và probiotic có thể nâng cao khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh của các loài thủy sản khác nhau do vi khuẩn, virus và động vật nguyên sinh đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu (Bảng 1). Ví dụ: prebiotic GroBiotic-A đã tăng khả năng sống của cá vàng (Notemigonus chrysoleucus) khi tiếp xúc với Flavobacteria columnare, cá vược sọc lai khi tiếp xúc với Streptococcus iniae và Myco- baterium marinum, và cá rô phi sông Nile (Oreochomis niloticus) khi tiếp xúc với Aeromonas hydrophila và Streptococcus iniae. Bảo vệ khỏi các tác nhân gây bệnh khác cũng đã được báo cáo, ví dụ như cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) được cho ăn chế độ ăn bổ sung GroBiotic-A ở mức 2% trọng lượng có khả năng sống sót cao hơn đáng kể sau khi tiếp xúc với virus hoại tử tạo máu truyền nhiễm. Những cải thiện tương tự về tỷ lệ sống sót cũng được nhận thấy ở cá đù đỏ (Sciaenops ocellatus) khi bổ sung GroBiotic-A vào chế độ ăn ở mức 1% trọng lượng trước khi tiếp xúc với loài giun tròn sống ký sinh Amyloodinium ocellatum.
Sự hấp thụ các chất dinh dưỡng
Việc tăng cường một số vi khuẩn có lợi trong GIT có liên quan đến việc cải thiện quá trình tiêu hóa các chất dinh dưỡng và năng lượng trong chế độ ăn của một số loài cá. Ở chế độ ăn cho gà trống đỏ, lượng protein bằng nhau được cung cấp bởi bột cá và bột đậu nành có hệ số tiêu hóa protein, năng lượng và chất hữu cơ cao hơn khi sử dụng prebiotic men sữa GroBiotic-A, mannanoligosaccharide (MOS) hoặc galactooligosaccha-ride (GOS), nhưng không phải inulin, được bổ sung riêng lẻ vào chế độ ăn ở mức 1% trọng lượng (theo Burr và cộng sự, năm 2008b). Cơ chế cụ thể để tăng khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng không được xác định trong nghiên cứu. Burr và cộng sự (2005) cho rằng việc tăng khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng liên quan đến việc bổ sung prebiotic hoặc probiotic có thể là do quần thể vi sinh vật chuộng việc sản xuất các enzym bị thiếu hoặc chỉ xuất hiện ở mức độ thấp trong vật chủ. Ví dụ, tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) khi bổ sung probiotics Rhodobacter sphaeroides và Bacillus sp. ở dạng đông khô đã cho thấy sự gia tăng hoạt động của enzyme protease, lipase, amylase và cellulose (theo Wang, năm 2007).
Việc prebiotics có thể làm tăng diện tích hấp thụ của GIT, dựa trên những thay đổi định lượng trong các phép đo mô học của GIT như chiều cao nếp gấp ruột, chiều cao tế bào ruột và chiều cao vi nang đã được chỉ ra trong các nghiên cứu gần đây (theo Dimitroglou và cộng sự, năm 2010; Zhou và cộng sự, năm 2010). Những thay đổi như vậy có thể góp phần làm tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng. Thêm vào đó, để tăng trọng lượng và hiệu quả sử dụng thức ăn, có thể tăng cường sử dụng chất dinh dưỡng và tăng cường trao đổi chất kết hợp với prebiotics và probiotics. Những cải thiện này có thể dễ dàng nhận thấy khi các sinh vật được nuôi trong điều kiện môi trường không tối ưu hoặc có sự hiện diện của các sinh vật gây bệnh.
Các tác động khác
Sự hiểu biết bổ sung về cách mà các hợp chất ảnh hưởng đến sự trao đổi chất có thể sẽ được đưa ra khi các kỹ thuật nghiên cứu mới được phát triển để đánh giá tác động nội tiết và phân tử của việc bổ sung prebiotic và probiotic. Ví dụ, ấu trùng cá vược châu Âu (Dicentrarchus labrax) đã tăng trọng lượng khi ăn vi khuẩn Lactobacillus sp. probiotic thông qua luân trùng và Artemia,liên quan đến tăng sự xuất hiện của các yếu tố tăng trưởng giống insulin (IGF) -I dựa trên phiên mã mRNA và giảm phiên mã myostatin mRNA (theo Carnevali và cộng sự, năm 2006). Nghiên cứu cũng nhận thấy rằng hàm lượng cortisol – hooc môn chống căng thẳng của toàn bộ cơ thể ấu trùng cá chẽm đã giảm sau 70 ngày tiếp xúc với probiotic, so với nhóm đối chứng. Điều này cho thấy rằng probiotic giúp làm giảm căng thẳng cho cá. Tác dụng ức chế miễn dịch của cortisol đối với cá trong phản ứng này đã nhận được nhiều sự quan tâm từ phía các nhà nuôi trồng thủy sản. Lochmann và cộng sự (2010) cho biết cá vàng khi được cho ăn với chế độ ăn cơ bản có mức độ cortisol của toàn cơ thể và tỷ lệ chết cao hơn đáng kể so với những loài được cho ăn với chế độ bổ sung GroBiotic-A.
Ứng dụng thực tiễn của prebiotics và probiotics
Để probiotics phát huy tác dụng có lợi đối với các sinh vật nuôi thì khả năng tồn tại của chúng phải được duy trì trong quá trình bảo quản và chế biến. Do đó, có thể gặp phải một số hạn chế trong việc nuôi cấy vi sinh vật sống kết hợp với sản xuất thức ăn chăn nuôi. Việc đưa probiotic vào thức ăn phải diễn ra ngay sau khi quá trình ép đùn kết thúc để các sinh vật trong probiotic không tiếp xúc với nhiệt độ cũng như áp suất quá cao, và để đảm bảo khả năng tồn tại của probiotic. Việc sử dụng probiotics ở dạng tế bào đông khô hoặc bào tử có thể ít yêu cầu hơn.
Prebiotics không phải là sinh vật sống, do đó những hạn chế trong việc sản xuất thức ăn chăn nuôi thường ít được quan tâm khi xử lý bằng prebiotics. Khả năng biến đổi hóa học của các hợp chất prebiotic trong quá trình sản xuất thức ăn vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi, mặc dù một số prebiotic đã được chứng minh là có thể đem lại hiệu quả khi được kết hợp với thức ăn ép đùn.
Các cách bảo quản cụ thể prebiotics và probiotics cho đến nay vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi. Mặc dù các hợp chất này có tác dụng kích thích miễn dịch, nhưng nó không còn tác dụng khi sử dụng trong thời gian dài, có thể gây ức chế miễn dịch như đã lưu ý với các chất kích thích miễn dịch khác. Do đó, các chất phụ gia có thể được bổ sung vào chế độ ăn để có thể sử dụng lâu dài. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu cẩn thận về các quy trình quản lý tinh vi cho từng loại prebiotics hoặc probiotics để tối ưu hóa hiệu quả của chúng. Ví dụ, sử dụng probiotics hoặc prebiotics đúng thời gian quy định, có thể là trước khi sinh vật nuôi tiếp xúc với một giai đoạn căng thẳng, hoặc vào những thời điểm cụ thể trong năm, khi các sinh vật gây bệnh phổ biến nhất. Đó có thể là cách hiệu quả nhất để thu được lợi ích từ các hợp chất này trong các chế độ nuôi cụ thể.
Những ý kiến khác
Hiện nay, một số probiotics và prebiotics đã được bán trên thị trường và đang được sử dụng. Mặc dù phải tốn khá nhiều chi phí khi sử dụng các sản phẩm này, nhưng việc cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm tỷ lệ mắc bệnh có thể bù đắp các chi phí đó.
Một cách khác để sử dụng prebiotics và probiotics là sử dụng kết hợp chúng lại với nhau. Sự kết hợp này được gọi là synbiotic. Synbiotic có chức năng cải thiện sự sống sót và bổ sung vi sinh vật sống trong GIT. Mặc dù có một số nghiên cứu về việc hạn chế sử dụng synbiotics trong nuôi trồng thủy sản, nhưng nhiều tác động tích cực của prebiotics hoặc probiotics có thể dẫn đến sự phát triển của các quy trình sử dụng kết hợp các hợp chất này.
Theo Delbert M. Gatlin III 1 và Anjelica M. Peredo
Biên dịch: Huyền Thoại – Bình Minh Capital.
Xem thêm:
- Ứng Dụng Của Sybiotics (Probiotics Và Prebiotics) Trong Việc Phát Triển Ngành Nuôi Trồng Thủy Sản
- Đánh Giá Sự Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Đến FCR Ở Tôm Thẻ Chân Trắng Thái Bình Dương Được Nuôi Bằng Công Nghệ Biofloc
- Tổng Quan Về Bệnh Gây Ra Do Vi Khuẩn Vibrio Trong Ngành Nuôi Tôm (Phần I)