Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về probiotic 1. Khái niệm về probiotic Thuật ngữ 'probiotics' lần đầu tiên được sử dụng bởi Lilly và Stillwell (1965) để chỉ các chất thúc đẩy tăng trưởng được sản xuất bởi một sinh vật đơn bào có lông rung có tác dụng kích thích sự tăng trưởng sinh vật khác. Parker (1974) định nghĩa Probiotics là “các sinh vật và các chất góp phần tạo nên sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột”.
Fuller (1989) xác định lại chế phẩm sinh học là "thức ăn bổ sung vi sinh vật sống tác động có lợi đến động vật chủ bằng cách cải thiện cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột”. Trong nhiều năm, từ probiotic đã được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Ban đầu nó được sử dụng để mô tả các chất được tạo ra bởi một sinh vật nguyên sinh và được kích thích bởi sinh vật khác (Lilly, 1965), nhưng sau đó thuật ngữ này được sử dụng để mô tả các chất bổ sung vào thức ăn chăn nuôi có tác dụng có lợi đối với vật chủ bằng cách tác động lên hệ vi sinh vật đường ruột (Parker, 1974). Crawford (1979) đã định nghĩa probiotics là “một hiệp quần các vi sinh vật sống (chủ yếu là Lactobacillus spp.) được đưa vào động vật để đảm bảo thiết lập tính cân bằng của hệ vi sinh vật có ích trong đường ruột và giảm thiểu sinh vật gây bệnh ”.
Fuller, (1989) sau đó đã đưa ra một định nghĩa về chế phẩm sinh học là “thức ăn bổ sung vi sinh vật sống có ảnh hưởng có lợi đến sự cân bằng vi sinh vật đường ruột cho động vật chủ”. Hiệp hội Thực phẩm Quốc gia Hoa Kỳ chỉ ra probiotic là nguồn vi sinh vật sống tự nhiên bao gồm vi khuẩn, nấm và nấm men (Miles, 1991). Tổ chức FAO và WHO đã định nghĩa men vi sinh là “vi sinh vật sống, khi sử dụng với lượng vừa đủ sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ” (FAO / WHO, 2001). Định nghĩa này được Tổ 4 chức Khoa học Quốc tế, Hiệp hội Probiotics và Prebiotics chấp nhận (Hill và cs, 2014).
Cơ chế hoạt động Khi con vật khỏe mạnh thì vi sinh vật có lợi hoạt động tối đa, nhưng nếu bị căng thẳng thì VSV có lợi, đặc biệt là lactobacilli, có xu hướng giảm số lượng và phát triển quá mức các loại không có lợi. Sự thay đổi này có thể dẫn đến tiêu chảy, giảm tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn, v. Hệ VSV trong ruột rất ổn định, nhưng có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố môi trường và khẩu phần. Vệ sinh quá mức, sau khi dùng kháng sinh và căng thẳng có thể dẫn đến thay đổi.
Trong tự nhiên, gà con sẽ nhận được một hệ VSV đường ruột hoàn chỉnh từ phân gà mẹ nên bảo vệ gà con khỏi nhiễm trùng. Tuy nhiên, gà nuôi thương phẩm được ấp trong lò ấp sạch, úm trong môi trường sạch và không chứa các sinh vật thường thấy trong ruột gà. Do đó, ảnh hưởng đến các đặc tính của hệ vi sinh vật đường ruột. Việc bổ sung probiotics ngay khi mới nở là cần thiết cho gia cầm hơn là ở các loài động vật khác.
Các loài VSV hiện đang được sử dụng trong các chế phẩm probiotic rất đa dạng. Các chủng Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus plantarum, Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Bifidobacterium spp. và Escherichia coli. Hai trường hợp ngoại lệ, Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus, là những vi sinh vật bắt nguồn từ sữa chua Fuller, (1989).
Một số men vi sinh khác có kích thước siêu nhỏ như các chủng nấm và nấm men thuộc loài Saccharomyces cerevisiae (Fuller, 2001). Tăng cường khả năng kháng khuẩn hoặc tác dụng ức chế trực tiếp chống lại mầm bệnh là các yếu tố quan trọng của probiotic để làm giảm tỷ lệ mắc bệnh và thời gian mắc bệnh cho vật chủ. Probiotic cung cấp hệ vi sinh vật hoàn chỉnh. Hệ vi sinh vật sẵn có trong đường tiêu hóa không bảo vệ trực tiếp nhưng kết hợp với probiotic sẽ hình thành sự bảo vệ.
5 Phương thức hoạt động của men vi sinh ở gia cầm bao gồm: (i) duy trì hệ vi sinh đường ruột bình thường bằng cách cạnh tranh loại trừ và đối kháng (Kizerwetter-Swida, 2009); (ii) thay đổi sự trao đổi chất bằng cách tăng hoạt động của enzym tiêu hóa và giảm hoạt động của enzym vi khuẩn và sản xuất amoniac (Yoon, 2004); (iii) cải thiện lượng thức ăn ăn vào và tiêu hóa (Awad, 2006); và (iv) kích thích hệ thống miễn dịch (Brisbin, 2008). Probiotic có thể diệt và cạnh tranh được sử dụng như một phương pháp để kiểm soát bệnh dịch và các tác nhân gây bệnh. Loại trừ cạnh tranh ở gia cầm là sử dụng các vi sinh vật đường ruột tự nhiên trong gà con và gà hậu bị Nurmi và Rantala, (1973). Rantala và Nurmi, (1973) đã khẳng định rằng trong tuần đầu sau khi nở, gà con dễ bị nhiễm khuẩn Salmonella nhất.
Sử dụng Lactobacillus liều cao không tạo ra sự bảo vệ, do vi khuẩn đường ruột của gà đã kháng S. Phương pháp loại trừ cạnh tranh dùng cho gà con một ngày tuổi khi dùng hệ vi sinh từ gà trưởng thành đã chứng minh thành công tác động của hệ vi sinh vật đường ruột về chức năng và khả năng kháng bệnh (Stern, 2001). Phương pháp loại trừ cạnh tranh cung cấp ngay cho gà con hệ vi sinh vật đường ruột trưởng thành thay vì tự thu nhận vi khuẩn tự nhiên. Loại trừ cạnh tranh là một biện pháp rất hiệu quả để bảo vệ gà con mới nở, gà tây hậu bị, chim cút và chim trĩ và có thể cả các loài chim khác, chống lại Salmonella và các tác nhân gây bệnh đường ruột khác (Schneitz, 2005).
Men vi sinh chứa nhiều vi khuẩn lactic được sử dụng giúp cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, đồng thời người ta còn thêm các men và các chất có lợi vào ruột (Marteau và cs, 1993). acidophilus hoặc hỗn hợp vi khuẩn lactobacillus trong vòng 40 ngày đã làm gà tăng amylase có ý nghĩa thống kê so với lô đối chứng với P <0,05 (Jin, và cs, 2000). Lactobacilli ruột có thể tiết ra enzym, do đó làm tăng hoạt tính amylase của ruột (Sissons, 1989). Người ta đã xác định rõ chế phẩm sinh học làm thay đổi pH đường tiêu hóa và hệ VSV để làm tăng hoạt động của men trong ruột và khả năng tiêu hóa các chất dinh dưỡng (Dierck, 1989).
Schneitz (2005) cho rằng các enzym phân giải protein 6 và amylolytic hoạt động trong Aspergillus oryzae có thể ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng được tiêu hóa. Khả năng tiêu hóa chất khô có liên quan chặt chẽ đến các enzym do nấm men tiết ra (Han, 1999). Ngoài ra, probiotic còn làm giảm sinh amoniac trong ruột (Chiang, 1995). Probiotic là một thuật ngữ chung và các sản phẩm có thể chứa tế bào nấm men, vi khuẩn có khả năng cải biến môi trường tiêu hóa để có lợi cho sức khỏe và cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn (Dierck, 1989).
Các cơ chế mà men vi sinh cải thiện quá trình chuyển đổi thức ăn hiệu quả bao gồm thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột, tăng cường sự phát triển của sinh vật kỵ khí có lợi và vi khuẩn gram dương sinh axit lactic và hydro peroxit, ngăn chặn sự phát triển của mầm bệnh đường ruột, tăng cường tiêu hóa và sử dụng các chất dinh dưỡng (Yeo, 1997). Thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột bằng sử dụng probiotic dẫn đến sự thay đổi đáp ứng miễn dịch (McCracken, 1999). Các cơ chế chính xác cho các hoạt động điều hòa miễn dịch của probiotic không rõ ràng. Tuy nhiên, người ta chứng minh rằng probiotic có nhiều kích thích khác nhau đến các tế bào của hệ thống miễn dịch tạo ra các cytokine, giúp cho việc cảm ứng và điều chỉnh đáp ứng miễn dịch tốt hơn (Maassen, 2000).
Việc sản xuất đáp ứng IgA của niêm mạc phụ thuộc vào các cytokine, chẳng hạn như yếu tố tăng trưởng biến đổi β (Lebman, D. Quan trọng là, các loài và chủng lactobacilli khác nhau có thể tạo ra biến đổi yếu tố tăng trưởng β, mặc dù ở nhiều mức độ khác nhau (Blum, 2002). Probiotics, đặc biệt là lactobacilli, có thể điều chỉnh phản ứng kháng thể của hệ thống đối với kháng nguyên ở gà (Koenen, 2004). Tác động của probiotic đối với sinh trưởng Các nghiên cứu về tác động có lợi đối với năng suất của gia cầm đã chỉ ra rằng bổ sung probiotic có tác dụng tích cực.
Kết quả của Kabir và cs, (2004) đó là tăng khối lượng sống cao hơn đáng kể (P <0,01) ở gà thí nghiệm so với đối chứng ở tất cả các giai đoạn 2, 4, 5 và 6 tuần tuổi. Lan và cs, (2003) cho thấy tăng khối lượng ở gà thịt được sử dụng hai loài probiotic cao hơn đối chứng (P <0,01). Ngoài ra, Torres-Rodriguez và cs, (2007) báo cáo rằng việc sử dụng 7 probiotic (FM-B11) làm tăng khối lượng trung bình và thịt xẻ của gà tây. Tuy nhiên, Karaoglu và Durdag, 2005) đã sử dụng Saccharomyces cerevisiae như một probiotic vào khẩu phần để đánh giá hiệu suất tăng trưởng nhưng không thấy sự khác biệt giữa các lô thí nghiệm.
Kabir và cs, (2004) chế phẩm vi sinh làm tăng năng suất thân thịt gà cao hơn đáng kể so với đối chứng bắt đầu từ tuần tuổi thứ 2, 4 và 6 (P <0,01). Mahajan và cs, (1999) cho biết tỷ lệ thịt xẻ, thân thịt cao hơn có ý nghĩa thống kê (P <0,05) ở lô gà sử dụng probiotic (Lacto- Sacc). Mutus và cs, (2006) đã đánh giá tác động của bổ sung probiotic trên các thông số hình thái và sức căng của xương chày và họ phát hiện ra rằng trọng lượng, chiều dài và chỉ số trọng lượng / chiều dài, chỉ số độ bền, đường kính, hàm lượng Ca không bị ảnh hưởng bởi khẩu phần bổ sung probiotic, trong khi độ dày tỷ lệ tro và hàm lượng P đã được cải thiện đáng kể ở lô sử dụng probiotic. Tác động của probiotic lên hệ vi sinh vật đường ruột và hình thái đường ruột Kabir và cs, (2005a) đã đánh giá tác dụng của probiotic loại bỏ vi khuẩn gây hại, điều chỉnh hệ vi khuẩn đường ruột bằng cách xác định tổng lượng VSV sống, tổng số lượng lactobacillus ở diều và manh tràng của gà được cho ăn tại các thời điểm sau ăn 2, 4 và 6 tuần tuổi.
Kết quả nghiên cứu các sinh vật probiotic đã ức chế một số mầm bệnh bằng cách chiếm vị trí bám dính ở thành ruột, thúc đẩy nguyên phân của tế bào và tăng kích thước nhân tế bào đường ruột so với đối chứng. Samanya và Yamauchi, (2002) cho biết gà được bổ sung B.