Ứng Dụng Chế Phẩm Sinh Học Trong Nuôi Tôm

Tóm Tắt

Ngành chăn nuôi tôm cũng như những ngành công nghiệp khác luôn đòi hỏi những kỹ thuật tiên tiến để gia tăng sản lượng. Công nghệ hiện đại và các ngành khoa học khác như công nghệ sinh học và công nghệ vi sinh là những công cụ quan trọng có thể đem lại chất lượng cao và sản lượng lớn. Việc cho ăn và sử dụng các phương pháp mới trong canh tác thường đóng một vai trò quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Việc bổ sung các chất phụ gia vào thức ăn để các loài thủy sản có thể tăng trưởng tốt hơn là một phương pháp phổ biến của nhiều nhà sản xuất thức ăn cho tôm cá sử dụng. Chế phẩm sinh học như vi khuẩn axit lactic và Bacillus spp. được xem là một “chất sinh học thân thiện”, có thể được đưa vào môi trường nuôi để kiểm soát và cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh, từ đó thúc đẩy sự phát triển của các sinh vật được nuôi. Ngoài ra, chế phẩm sinh học là các vi sinh vật không gây bệnh, không độc hại và không có tác dụng phụ khi dùng cho các sinh vật sống dưới nước. Các chủng vi khuẩn này có nhiều các tác động tích cực khác, được mô tả trong bài viết này.

Giới thiệu

Việc sử dụng chế phẩm sinh học làm chất bổ sung cho thức ăn chăn nuôi đã được áp dụng từ những năm 1970. Ban đầu chúng được đưa vào vào thức ăn để tăng sự phát triển, cải thiện sức khỏe của vật nuôi và tăng khả năng kháng bệnh. Kết quả thu được của nhiều quốc gia cho thấy một số vi khuẩn được sử dụng trong chế phẩm sinh học (Lactobacilli) có khả năng kích thích hệ thống miễn dịch (theo Fuller, năm 1992).

Hiệu quả của việc áp dụng các vi khuẩn có lợi nhất định trong dinh dưỡng của con người, lợn, gia súc và gia cầm đã được ghi lại đầy đủ. Tuy nhiên, việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản là một khái niệm tương đối mới. Cùng với sự quan tâm đến các phương pháp xử lý và việc các vi khuẩn thân thiện đang ngày càng tăng trong nuôi trồng thủy sản nên một số dự án nghiên cứu về sự tăng trưởng và tồn tại của ấu trùng cá, động vật giáp xác và hàu đã được thực hiện (Ali, năm 2000).

Yasudo và Taga (1980) dự đoán rằng một số vi khuẩn sẽ được chứng minh là hữu ích không chỉ làm thức ăn mà còn là chất kiểm soát sinh học đối với cá bị bệnh và chất kích hoạt tái tạo chất dinh dưỡng. Chỉ đến cuối những năm 1980, công bố đầu tiên về kiểm soát sinh học trong nuôi trồng thủy sản được xuất hiện, và kể từ đó nỗ lực nghiên cứu đã không ngừng tăng lên (Verschuere và cộng sự, năm 2000).

Bối cảnh nghiên cứu

Vi khuẩn sống ở mọi ngóc ngách của môi trường nước. Trứng cá là giai đoạn đầu tiên của vòng đời cá có thể tiếp xúc với vi khuẩn. Do đó, sự xuất hiện của một hệ vi sinh vật bám dính tương đối dày đặc, không bị nhiễm bệnh và đa dạng ở trên trứng có lẽ sẽ là một rào cản hiệu quả chống lại sự hình thành bầy đàn của các mầm bệnh trên trứng cá. Ngoài ra, việc thiết lập một hệ vi sinh vật đường ruột bình thường có thể được coi là bổ sung cho việc hình thành một hệ tiêu hóa. Trong điều kiện bình thường, hệ thống vi sinh vật này đóng vai trò như một hàng rào chống lại các mầm bệnh xâm nhập. Ấu trùng có thể ăn một lượng vi khuẩn đáng kể. Rõ ràng hệ vi sinh vật trong trứng sẽ ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật cơ bản của ấu trùng cá (theo Verschuere và cộng sự, năm 2000).

Kennedy và cộng sự (1998) đã sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi ấu trùng cá biển. Họ đã xác định và sử dụng chế phẩm sinh học để nuôi cá mòi thông thường, cá trống đỏ, cá hồi đốm và cá đối sọc. Sau đó, họ quan sát thấy rằng việc áp dụng lợi khuẩn vào bể ấu trùng cá (từ trứng thông qua quá trình biến đổi) đã làm tăng tỷ lệ sống, sự đồng đều về kích thước và tốc độ tăng trưởng. Việc bổ sung định kỳ các vi khuẩn vào bể đã làm thay đổi toàn thể vi sinh vật của bể và cá. Ngoài ra, họ cũng nhận thấy rằng khi trứng cá được ấp với lợi khuẩn, khả năng phát triển vi khuẩn quá mức và chết sẽ ít hơn những trứng được ấp mà không có lợi khuẩn.

Carnevali và cộng sự (2004) đã phân lập Lactobacillus fructivorans (AS17B) từ ruột cá tráp biển (Sparus aurata), và sau đó sử dụng nó trong quá trình phát triển của cá tráp biển bằng cách sử dụng Bra- chinons plicatilis hoặc Artemia salina (hoặc có thể sử dụng cả 2) và thức ăn khô làm vật trung gian. Vào cuối thí nghiệm, các tác giả nhận thấy rằng tỷ lệ chết của ấu trùng và cá bột giảm đáng kể.

Trước đây, Gildberg và cộng sự (1997) đã phân tích sự ảnh hưởng của chế phẩm sinh học đối với vi khuẩn axit lactic trong thức ăn của cá tuyết Đại Tây Dương (Gadus morha) về tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống. Trong nghiên cứu của họ, thức ăn khô có chứa vi khuẩn axit lactic (Carnobac- terium divergens) đã được phân lập từ ruột trưởng thành cho cá tuyết ăn. Sau 3 tuần cho ăn, cá bột đã tiếp xúc với chủng vi khuẩn Vibrio anguillarum cực độc. Tỷ lệ chết đã được ghi nhận lại trong suốt 3 tuần khi cho ăn với thức ăn có bổ sung vi khuẩn axit lactic. Kết quả cho thấy có sự cải thiện nhất định về khả năng kháng bệnh của cá bột. Ở cuối thí nghiệm, vi khuẩn axit lactic chiếm ưu thế trong hệ vi khuẩn đường ruột ở những con cá sống sót được cho ăn với  thức ăn có bổ sung vi khuẩn axit lactic.

Lara-Flores và cộng sự (2003) đã sử dụng hai chế phẩm sinh học và nấm men trong quá trình thử nghiệm. Saccharomyces cerevisiae được sử dụng làm chất kích thích tăng trưởng ở cá bột rô phi ở sông Nile (Oreochromis niloticus). Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng cá bột được áp dụng chế độ ăn có bổ sung chế phẩm sinh học có tốc độ tăng trưởng cao hơn so với những con được nuôi trong nghiệm thức đối chứng. Ngoài ra, họ cho rằng nấm men là một chất phụ gia kích thích tăng trưởng trong việc nuôi cá rô phi.

Động vật giáp xác

Trong vài thập kỷ qua, nuôi trồng thủy sản đã trở thành ngành sản xuất lương thực phát triển nhanh nhất thế giới, với tốc độ tăng trưởng hàng năm là 16.8%. Trung bình, theo báo cáo của tổ chức World Bank, dịch bệnh ở tôm gây thiệt hại khoảng 3 tỷ đô la Mỹ trên toàn cầu. Một số hậu quả tiêu cực tiềm ẩn của việc sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản, như sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc và giảm hiệu quả kháng sinh đối với bệnh ở người và động vật, đã dẫn đến các đề xuất về việc sử dụng vi khuẩn không gây bệnh làm chế phẩm sinh học (theo Vaseeharan & Ramasamy, năm 2003).

Moriarty (1999) đã báo cáo về sự thử nghiệm thành công của ông trong việc sử dụng chế phẩm sinh học thay vì kháng sinh để kiểm soát bệnh Luminus vibrios ở các trang trại nuôi tôm ở Negros, Philipin. Tác động của khí Ozone và chế phẩm sinh học lên sự sống của tôm sú (Penaeus monodon) đã được ghi nhận bởi Meunpol và cộng sự (2003). Họ đã nghiên cứu ảnh hưởng của Ozone đối với sự phát triển của vi khuẩn (Vibrio harveyi) và tỷ lệ sống của tôm (P. mono-don) thông qua việc bổ sung thức ăn có chứa chế phẩm sinh học Bacillus S11 và thức ăn không chứa chế phẩm sinh họ Bacillus S11. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ sống của tôm sau khi sử dụng chế phẩm sinh học, kết hợp với khử bằng Ozon, tăng đáng kể so với nhóm không sử dụng chế phẩm sinh học. Tác dụng đối kháng của Bacillus đối với vi khuẩn gây bệnh Vibrios đã được đánh giá trên tôm sú (P. monodon), và nó được đề xuất như một phương pháp điều trị thay vì sử dụng kháng sinh trong nuôi tôm (Vaseeharan & Ramasamy, năm 2003).

Trong một thí nghiệm khác được thực hiện bởi Rengpipat và cộng sự (2003), sự tăng trưởng và khả năng kháng Vibrio ở tôm sú (P. monodon) được nuôi bằng chế phẩm sinh học Bacillus (BS11) đã được nghiên cứu. Người ta thấy rằng tỷ lệ tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm được ăn thức ăn bổ sung chế phẩm sinh học lớn hơn đáng kể so với nhóm không sử dụng chế phẩm sinh học. Một số chủng vi khuẩn Gram âm cũng được sử dụng làm chế phẩm sinh học trên tôm, ví dụ, Alvandi và cộng sự (2004) phân lập Pseudomonas sp. PM11 và Vibrio fluvialis PM17, chúng được đưa vào ruột của tôm giống nuôi trong trang trại và được kiểm tra về ảnh hưởng của chúng đối với các chỉ số miễn dịch của tôm sú. Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng các tiêu chí được sử dụng để lựa chọn các các chế phẩm sinh học giả định, chẳng hạn như khả năng phát triển vượt trội trên môi trường phân lập chính, khả năng sản xuất enzym ngoại bào và các đại thực bào, đều không mang lại hiệu quả như mong muốn và cũng không cải thiện hệ thống miễn dịch ở tôm.

Nogami và Maeda (1992) nhận thấy rằng sản lượng ấu trùng cua (Portunus trituberculatus) tăng lên sau khi bổ sung dòng vi khuẩn P vàM-4 vào nước nuôi của chúng. Ông đã phân lập PM-4 từ ao nuôi giáp xác và nuôi với số lượng lớn bổ sung dòng vi khuẩn này vào nước của ấu trùng cua hàng ngày. Khi vi khuẩn PM-4 tăng lên nhiều hơn một quần thể cụ thể, thì quần thể sinh vật nguyên sinh cũng sẽ tăng nhanh và làm giảm quần thể vi khuẩn.

Nhuyễn thể hai mảnh vỏ

Việc nuôi đại trà sò điệp và hàu đã được giới thiệu ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, tình trạng các ấu trùng chết hàng loạt thường xuyên xảy ra, hạn chế sự thành công của các trại giống. Để ngăn ngừa việc chết chóc này, hầu hết nông dân thường sử dụng thuốc kháng sinh. Như đã đề cập ở phần trước, thuốc kháng sinh bị hạn chế về khả năng ứng dụng, bởi vì khả năng phát triển của mầm bệnh lớn nên nó có thể chống lại thuốc kháng sinh. Một phương pháp thay thế để kiểm soát các dòng vi khuẩn gây bệnh trong các trang trại hai mảnh vỏ có thể là bổ sung nuôi cấy thuần túy các dòng vi khuẩn tự nhiên phân lập (chế phẩm sinh học), đã được chứng minh qua thử nghiệm để tạo ra các chất phụ hóa học ức chế mầm bệnh vi khuẩn (Gildberg và cộng sự, năm 1997; Riquelme và cộng sự, năm 1997; Vaseeharan & Ramasamy, năm 2003).

Alteromons haloplanktis được phân lập từ tuyến sinh dục của đàn sò giống Chile (Argopecten purpuratus) và thể hiện hoạt động ức chế trên cơ thể sống chống lại các mầm bệnh đã biết như Vibrio ordalii, V. parahaemolyticus, V. anguillar-um, V. alginolyticusAeromonas hydrophila. Trong một ca cảm nhiễm thực nghiệm, vi khuẩn A. haloplanktis và chủng vi khuẩn Vibrio 11 (cho thấy tác dụng ức chế trong ống nghiệm đối với V. anguillarum) đã bảo vệ ấu trùng sò chống lại vi khuẩn V. anguillarum (Riquelme và cộng sự, năm 1997; Verschuere và cộng sự, năm 2000).

Douillet & Langdon (1994) đã bổ sung một chủng vi khuẩn (CA2) làm thức ăn bổ sung cho ấu trùng của hàu Crassostrea gigas. Họ thấy rằng ở ấu trùng đã được xử lý bởi các tế bào vi khuẩn CA2 có sự phát triển nhiều hơn.

Về chất lượng nước

Không có vấn đề nghiêm trọng nào về chất lượng nước trong giai đoạn đầu của việc nuôi động vật thủy sinh, khi sinh vật được thả nuôi còn nhỏ, tốc độ trao đổi chất và lượng thức ăn bổ sung vào còn thấp. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của quá trình nuôi cấy, các sinh vật phát triển, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng về sinh khối và chất lượng nước bị suy giảm, chủ yếu là do sự tích tụ chất thải chuyển hóa của các sinh vật nuôi, sự phân hủy của lượng thức ăn dư thừa và mùn bã hữu cơ (Prabhu và cộng sự, năm 1999). Tại thời điểm này, việc áp dụng một nhóm vi sinh vật có lợi (như Lactobacillus, Bacillus, Nitrosomonas, Cellulomonas, Nitrobacter, Pseudomonas, Rhodoseudomonas, NitrosomonasAcinetobacter) sẽ rất hữu ích để kiểm soát vi sinh vật gây bệnh và chất lượng nước (Prabhu và cộng sự, năm 1999; Shariff và cộng sự, năm 2001; Irianto & Austin, năm 2002).

Theo định nghĩa, vi khuẩn được bổ sung trực tiếp vào nước ao không phải là chế phẩm sinh học, và không nên so sánh với vi sinh vật sống được thêm vào thức ăn (Rengpipat và cộng sự, năm 2003). Nhiều nông nhân đã đánh giá một số vi sinh vật cụ thể là chất cải tạo sinh học cho chất lượng nước: Douilett (1998) đã sử dụng chế phẩm sinh học kèm chất phụ gia, có nghĩa là sự pha trộn của vi khuẩn trong hỗn hợp dung dịch lỏng sử dụng trong các hệ thống sản xuất thâm canh. Hỗn hợp chế phẩm sinh học đã cải thiện chất lượng nước trong nuôi cá và giáp xác bằng cách giảm nồng độ vật liệu hữu cơ (OM) và NH3. Phương pháp này được thực hiện bằng một loạt các quy trình enzym liên tiếp nhau bởi các chủng khác nhau có trong hỗn hợp chế phẩm sinh học. Việc bổ sung hỗn hợp này vào các hệ thống nuôi làm giảm sự phát triển của các vi khuẩn Vibrio. Do đó nó có thể kiểm soát các bệnh do các vi khuẩn Vibrio gây ra. Ngoài ra, Bacillus spp. đã được đánh giá là chế phẩm sinh học, với các công dụng bao gồm cải thiện chất lượng nước bằng cách tác động đến các thành phần của quần thể vi sinh vật trong nước, và giảm số lượng mầm bệnh trong vùng lân cận của các loại trang trại. Do đó, Bacilli được cho là có khả năng chống lại các mầm bệnh tiềm ẩn trong môi trường nước (Irianto & Austin, năm 2002). Các loài vi khuẩn thuộc các chi Bacillus, Pseudomonas, Nitrosomonas, Nitrobacter, AcinetobacterCellulomonas được biết là giúp khoáng hóa nước hữu cơ và giảm tích tụ các chất hữu cơ (Shariff và cộng sự, năm 2001). Hơn nữa, có nhiều báo cáo về việc sử dụng các chế phẩm vi sinh trong ao nuôi trồng thủy sản để tăng tỷ lệ loại bỏ NH3. Prabhu và cộng sự (1999) đã sử dụng một số vi sinh vật trong trại nuôi tôm để đánh giá chúng như một yếu tố để kiểm soát chất lượng nước. Theo kết quả của nghiên cứu này, tất cả các yếu tố về thông số chất lượng nước trong ao thí nghiệm đều ở mức tối ưu so với nhóm không sử dụng các vi sinh vật.

Về sự tiêu thụ của con người

Việc sử dụng các vi sinh vật sống để tăng cường sức khỏe cho con người không phải là điều gì đó mới mẻ. Trong hàng ngàn năm, rất lâu trước khi phát hiện ra thuốc kháng sinh, con người đã sử dụng các chất bổ sung vi sinh vật sống như sữa lên men. Theo Ayurve-da, một trong những ngành khoa học y tế lâu đời nhất có niên đại khoảng 2500 năm trước Công nguyên, việc tiêu thụ sữa chua được khuyến khích để duy trì sức khỏe tổng thể. Một giải thích khoa học về tác dụng có lợi của vi khuẩn axit lactic có trong sữa lên men lần đầu tiên được đưa ra vào năm 1907 bởi nhà sinh lý học người Nga đoạt giải Nobel Eli Metchnikoff. Trong chuyên luận hấp dẫn của mình ‘Sự kéo dài tuổi thọ’, Metchnikoff nói rằng, ‘Sự phụ thuộc của vi khuẩn đường ruột vào thức ăn khiến chúng ta có thể áp dụng các biện pháp để thay đổi hệ thực vật trong cơ thể chúng ta và thay thế các vi khuẩn có hại bằng các vi khuẩn hữu ích’ (Talwalkar, năm 2003). Ông đề xuất rằng các sinh vật sản xuất axit trong các sản phẩm sữa lên men có thể ngăn chặn sự “tắc nghẽn” trong ruột già và có thể kéo dài tuổi thọ của người tiêu dùng (Heller, năm 2001). Chế phẩm sinh học có rất nhiều tác dụng đối với sức khỏe con người. Nó có thể được sử dụng cho các ứng dụng như điều chỉnh cộng đồng vi sinh vật đường ruột, điều hòa miễn dịch, kiểm soát các bệnh dị ứng, điều trị các bệnh liên quan đến đường tiêu hóa như bệnh viêm ruột, kiểm soát ung thư đại trực tràng và táo bón (Ouwehand và cộng sự, năm 2002).

Tổng quan tài liệu về chế phẩm sinh học

Định nghĩa và lịch sử

Từ ‘Chế phẩm sinh học’ có nguồn gốc từ chữ “cho cuộc sống” trong tiếng Hy Lạp, và hiện được sử dụng để đặt tên cho các vi khuẩn có lợi cho con người và động vật. Tuy nhiên, định nghĩa về chế phẩm sinh học đã phát triển theo thời gian. Ban đầu, Lily & Stillwell (1965) đã đề xuất sử dụng thuật ngữ này để mô tả các hợp chất được tạo ra bởi một sinh vật nguyên sinh kích thích sự phát triển của sinh vật khác. Phạm vi của định nghĩa này đã được Sperti mở rộng thêm vào đầu những năm 1970 bao gồm các chất chiết xuất từ ​​mô để kích thích sự phát triển của vi sinh vật (Gomes & Mal-cata, năm 1999). Sau đó, các nhà khoa học khác đã áp dụng thuật ngữ này vào các chất bổ sung thức ăn chăn nuôi có tác dụng có lợi đối với vật chủ, bằng cách đem nó đóng góp vào sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột (Talwalkar, năm 2003). Do đó, thuật ngữ chế phẩm sinh học được áp dụng để mô tả “các sinh vật và các chất góp phần vào sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột”. Khái niệm chung này được Fuller (1989) định nghĩa chính xác hơn, ông nói chế phẩm sinh học là “thức ăn bổ sung vi sinh vật sống có tác dụng có lợi đến vật nuôi bằng cách cải thiện sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột của nó”. Định nghĩa này đã được sửa đổi thêm thành “vi sinh vật có thể sống” (axit lactic và các vi khuẩn khác, hoặc nấm men được ứng dụng dưới dạng tế bào khô hoặc trong một sản phẩm lên men) có tác dụng có lợi đối với sức khỏe của vật chủ, bằng cách cải thiện các đặc tính của hệ vi sinh bên trong cơ thể của nó (Havenaar & Huis in’t Veld, năm 1992). Ngoài ra, còn có một định nghĩa khác về chế phẩm sinh học của Coeuret và cộng sự (2004) là “khi ăn một số lượng nhất định các vi sinh vật sống sẽ mang lại lợi ích về sức khỏe hơn nguồn dinh dưỡng cơ bản mà nó vốn có”.

Đặc tính

Vi khuẩn axit lactic

Vi khuẩn axit lactic được xếp vào nhóm vi khuẩn Gram dương. Chúng thường không có khả năng di chuyển và là dạng vi khuẩn không hình thành bào tử để tạo ra axit lactic. Một số loại vi khuẩn của nhóm này chứa cả trực khuẩn (lactobacillicarnobacteria) và cầu khuẩn (streptococci). Các loài vi khuẩn axit lactic khác nhau (như Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Aerococcus, Enterococcus, Vagococcus, Lactobacillus, Carno- bacterium) đã thích nghi để phát triển trong các điều kiện môi trường khác nhau. Chúng được tìm thấy trong đường tiêu hóa của nhiều loài động vật máu lạnh khác nhau, trong sữa và các sản phẩm từ sữa, hải sản và trên một số bề mặt thực vật (Ringø & Gatesoupe, năm 1998). Mặc dù vi khuẩn axit lactic không chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật đường ruột bình thường của ấu trùng hoặc cá đang phát triển, nhưng một số thử nghiệm đã được thực hiện để tạo ra khả năng nhân tạo của vi khuẩn axit lactic ở động vật thủy sản (Verschuere và cộng sự, năm 2000).

Lactobacilli, là một nhóm vi khuẩn axit lactic chính (LAB), có khả năng (Reid, năm 1999; Vázquez và cộng sự, năm 2005):

(1) bám chặt vào các tế bào

(2) loại trừ hoặc giảm bớt khả năng bám của các mầm bệnh;

(3) giành các chất dinh dưỡng thiết yếu;

(4) kích thích khả năng miễn dịch của vật chủ;

(5) bền bỉ và có khả năng sinh sôi nảy nở;

(6) tạo ra axit, hydrogen peroxide, và vi khuẩn đối kháng với sự phát triển của mầm bệnh;

(7) chống lại thuốc diệt vi sinh vật âm đạo, kể cả thuốc diệt tinh trùng (đối với động vật trên cạn);

(8) an toàn và không xâm lấn, không gây ung thư và không gây bệnh;

(9) kết tụ và hình thành một hệ thực vật bình thường, cân bằng.

Nhiệt độ ủ, thời gian ủ và môi trường dinh dưỡng là những yếu tố quan trọng nhất khi phân lập vi khuẩn axit lactic từ cá. Vi khuẩn axit lactic ít khi được phân lập từ ấu trùng của các sinh vật sống dưới nước, vì các yếu tố hạn chế như nhiệt độ nước ủ, thời gian ủ và thiếu glucose trong môi trường.

Theo Ali Farzanfar

Nguồn: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17064272/

Biên dịch: Huyền Thoại – Phòng Marketing Công ty TNHH Bình Minh Capital.

“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”

Xem thêm:

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You cannot copy content of this page