Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu về probiotic 1. Probiotic và ứng dụng trong chăn nuôi Probiotic được bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp với nghĩa trợ sinh (Prolife). Fuller (1989) [38] định nghĩa Probiotic là một loại thức ăn bổ sung vi sinh vật sống, có tác động có lợi đến động vật chủ nhờ khả năng duy trì sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột.
Năm 1989, US FDA (Food and Drug Administriation) đã yêu cầu những nhà sản xuất dùng thuật ngữ vi sinh vật được cho ăn trực tiếp là DFM (Direct Fed Microbials) hơn là dùng probiotic. FDA định nghĩa DFM là một nguồn vi sinh vật sống tìm thấy trong tự nhiên, nó bao gồm cả vi khuẩn, nấm mốc, nấm men (Lã Văn Kính, 1998) [11]. Probiotic là tổ hợp nhiều loại vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm men, những yếu tố kích thích sinh trưởng được sản sinh bởi vi sinh vật có tác dụng tương hỗ được bổ sung vào thực phẩm với mục đích điều chỉnh quần thể sinh vật đường ruột của vật chủ và được sử dụng như một liệu pháp trong việc chữa trị bệnh tiêu chảy hay sự mất cân bằng của vi sinh vật đường ruột. Probiotic là sự nuôi cấy riêng lẻ hay hỗn hợp các vi sinh vật sống có ảnh hưởng có lợi cho vật chủ bằng cách cải thiện những đặc tính của vi sinh vật có lợi.
Theo tổ chức y tế thế giới WHO: "Probiotic là các vi sinh vật sống khi được đưa một lượng cần thiết vào cơ thể sẽ đem lại hiệu quả có lợi cho cơ thể". Chức năng và tác động của probiotic Các nghiên cứu mới nhất cho thấy, vi khuẩn probiotic có chức năng kháng khuẩn, chức năng hàng rào, chức năng miễn dịch và cũng là những tác nhân có tính chất kháng lại dị ứng. Các chức năng này, không chỉ thông qua bản thân vi khuẩn mà còn thông qua ADN, chất tiết và vách tế bào vi khuẩn probiotic (Sonia Michail, 2005) [47]. Chức năng hàng rào thể hiện ở chỗ probiotic kích thích sự gắn kết chặt chẽ các tế bào biểu mô ruột, giảm các chất tiết gây viêm của vi khuẩn bệnh, luan.an 4 tăng sản sinh các phân tử bảo vệ nhờ mucin và tăng sự sản sinh enzyme của diềm bàn chải của biểu mô ruột.
Chức năng miễn dịch thể hiện ở chỗ probiotic làm giảm sản sinh các chất gây viêm, gây đáp ứng sản sinh kháng thể của hệ miễn dịch ruột để ngăn ngừa bệnh cũng như đáp ứng miễn dịch để ngăn ngừa dị ứng. Chức năng kháng khuẩn thực hiện theo các cơ chế sau: Làm biến đổi hệ vi sinh vật đường ruột, giảm vi khuẩn bệnh, do bổ sung probiotic thuộc một số loài Lactobacilli và Bifidobacter thì làm giảm số lượng Clostridia, Bacteroides và Eacherichia coli (E. Sản sinh các chất kháng khuẩn nhờ axit béo mạch ngắn, axit lactic, hydrogen peroxit, pyroglutamate có tác dụng ức chế sự tăng trưởng của cả vi khuẩn gram âm và dương. Tranh giành sự bám dính vào niêm mạc ruột với vi khuẩn bệnh hoặc phong toả các các thụ quan (receptor) của niêm mạc ruột, nhờ vậy ngăn chặn vi khuẩn bệnh xâm lấn vào bên trong.
Cơ chế tác dụng của probiotic Trong ống tiêu hóa có hàng trăm nghìn tỷ vi khuẩn, số lượng vi khuẩn có lợi đường ruột thường được duy trì một tỷ lệ cân bằng so với vi khuẩn có hại, tỷ lệ này vào khoảng 85/15 (85% vi khuẩn có lợi và 15% vi khuẩn có hại). Nếu tỷ lệ cân bằng này nghiêng về phía vi khuẩn có hại, thì xuất hiện rối loạn tiêu hóa, suy giảm khả năng miễn dịch niêm mạc ruột, dẫn đến suy giảm sức kháng bệnh của toàn cơ thể. Sự suy giảm vi khuẩn có ích thường xẩy ra khi sử dụng kháng sinh, tiếp xúc với hóa chất nông nghiệp hoặc do ô nhiễm. Bổ sung probiotic là gieo lại vi khuẩn có ích bị tổn hại do các yếu tố trên.
Theo tài liệu của Fuller (1992) [39], Fuller (1989) [38], Lã Văn Kính (1998) [11], cơ chế tác dụng của probiotic như sau: - Duy trì hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột bằng cách loại trừ cạnh tranh và hoạt động đối kháng. Cạnh tranh bao gồm: Cạnh tranh về vị trí bám dính trên nhung mao ruột, cạnh tranh chất dinh dưỡng, cạnh tranh về khối lượng các chất sinh ra bởi vi sinh vật. Nhiều nghiên cứu chứng minh probiotic ức chế bám dính trên nhung mao của vi sinh vật gây bệnh như: E.coli, Sallmonella,Tryphimurium (Barnes và cs, 1997) [35]. Việc ức chế khả năng bám dính của vi sinh vật gây luan.an 5 bệnh sẽ ngăn ngừa sự phát triển và gây bệnh của chúng, từ đó probiotic được coi là giải pháp phòng ngừa bệnh đường ruột.
- Tăng khả năng tiêu hóa thức ăn: Kích thích tính thèm ăn, làm tăng tích lũy mỡ, nitrogen, Ca, P, Cu, Mn (Nahason và cs, 1992 - 1996; trích dẫn bởi Lã Văn Kính, 1998) [11]. - Làm giảm urease trong chất chứa ruột non, ngăn chặn tổng hợp những amin độc, giảm nồng độ NH3 trong phân gia súc, gia cầm, do đó ảnh hưởng có lợi đối với môi trường. - Tổng hợp vitamin nhóm B như: B1, B2, B6, B12. - Trung hòa và khử độc tố trong đường ruột.
Ảnh hưởng có lợi của probiotic trong thức ăn là sự sản xuất các chất kháng khuẩn có tác dụng trung hòa độc tố tiêu chảy của vi khuẩn E. - Kích thích hệ thống miễn dịch: Yếu tố được xác định có vai trò kích thích hệ thống miễn dịch là thành phần của vách tế bào vi khuẩn (peptidoglycan). Sự phân hủy peptidoglycan tạo ra chất muramin peptid có tác dụng kích thích hoạt động của đại thực bào. Khả năng bám vào niêm mạc ruột của probiotic tạo lên sự tương tác giúp probiotic tiếp xúc với hệ thống lympho đường ruột và hệ thống miễn dịch, nhờ đó thúc đẩy hiệu quả miễn dịch và tạo nên sự ổn định của hàng rào bảo vệ của ruột.
Thành phần hỗn hợp vi khuẩn probiotic sử dụng trong thí nghiệm * Lactobacillus axitophilus Đặc điểm: Là vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacteriacea, trực khuẩn gram dương, kích thước thay đổi từ 2,5 - 10µ× 4,5 - 21µ, không sinh nha bào, không di động, kị khí, thích hợp ở nhiệt độ 30 - 400C, chịu được môi trường pH thấp, (<5), lên men đường glucose, lactose và maltose sinh axit nhưng không sinh hơi. Tác dụng: Bám chặt vào màng nhầy ruột, ức chế sự bám dính của vi sinh vật gây bệnh; sản xuất các axit hữu Hình 1. Lactobacillus acidophilus cơ (axit lactic, axit acetic, axit benzoic), làm giảm pH đường ruột, tạo môi luan.an 6 trường không thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật có hại; sản xuất một số kháng sinh có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh như lactacin B; sinh H2O2 có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật có hại; sản xuất các enzym tiêu hoá (amylase, cellulase, lipase, protease) nên có tác dụng kích thích tiêu hoá, và các vitamin như B1, B2, B6, B12; khử độc tố trong đường ruột. Tiêu chuẩn của vi khuẩn Lactobacillus lí tưởng dùng trong probiotic phải đạt các yêu cầu: Chịu đựng được tính axit và mật, có khả năng bám dính vào niêm mạc ruột, sống tốt trong môi trường ruột, sản xuất được các chất kháng khuẩn để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh.
* Bacillus subtilis Hình 1. Bacillus subtilis Đặc điểm: Trực khuẩn gram dương, có bào tử, hiếu khí, di động được không có giáp mô, thích hợp ở nhiệt độ 350C, lên men đường glucose và saccharose. Tác dụng: Sản sinh enzyme tiêu hoá: amylase, cellulase, pectinase, protease, lipase, tripsin, mannans, sản sinh các axit hữu cơ: axit lactic, axit acetic làm giảm pH đường ruột, tổng hợp vitamin nhóm B, cạnh tranh vị trí bám với vi khuẩn gây bệnh. * Saccharomyces cerevisiae Loài Sacchoramyces cerevisae hiện đang được sử dụng như một công cụ đắc lực để mang các ADN tái tổ hợp phục vụ cho việc sản xuất các sản phẩm thế hệ mới của kỹ thuật di truyền.an 7 Đặc điểm: Nấm men đơn bào hiếu khí, hình tròn hoặc hình bầu dục, nhân rất nhỏ, tế bào phân chia theo cách nẩy chồi, thích hợp môi trường có pH từ 2-9, có khả năng lên men một số loại đường và sinh axit.
Tác dụng: Tạo sinh khối chứa axit amin và vitamin nhóm B. Vách tế bào chứa mannan và glucan có tác dụng hoạt hoá đại thực bào, do đó giúp tăng cường miễn dịch. Hấp phụ độc tố và thải ra Hình 1. Saccharomyces cerevisae ngoài.
Chuyển hoá glucose thành axit pyruvic, là cơ chất giúp các vi sinh vật có lợi hoạt động và sinh sản. Sản xuất các enzym tiêu hoá: amylase, cellulase, lipase, protease. Sản xuất các axit lactic, axit acetic, axit pyruvic, axit propionic, đưa pH ruột xuống 4-5. * Lactobacillus casei Đặc điểm: là một vi khuẩn kị khí tạm thời của loài Lactobacillus được tìm thấy ở ruột non và miệng của người.
vì sản sinh axit lactic nên nó trợ giúp cho sự phát triển của các vi khuẩn mong muốn. Lactobacillus casei chịu được biên độ hilus, sản sinh ra các enzyme amylase. Tác dụng: tăng cường tiêu hoá, giảm sự không dung nạp sữa và chứng Hình 1. Lactobacillus casei thường được sử dụng trong chế biến sữa.
Các sản phẩm bao gồm: kem pho mát, kem chua. * Beta glucana Đặc điểm: Là hỗn hợp sinh học tự nhiên bao gồm Beta 1- 3, 1- 6 glucan và Manna Oligosaccharide được chiết xuất từ các thành tế bào của nấm men Saccharomyces cerevisiae. Bản chất là một carbohydrate tinh chế tạo thành chuỗi phân tử glucose. Beta glucana Tác dụng: Tiêu hoá chất xơ, nó giúp khắc phục các vấn đề tiêu hoá như kém hấp thu.
Là một enzyme rất quan trọng mà cơ thể không tự tổng hợp được giúp phá vỡ tổ chức liên kết bên ngoài của cellulose, tăng hiệu quả loại thải chất độc ra ngoài cơ thể. Những vi khuẩn trên được dùng để trộn hỗn hợp men bổ sung vào thức ăn của lợn thí nghiệm sao cho cứ 1kg men có ít nhất 8. Probiotic được sử dụng cho thí nghiệm do Công ty cổ phần thuốc thú y Toàn Thắng nhập khẩu từ Mỹ. Mật độ vi sinh vật trong chế phẩm là 108 CFU/g.
Đề tài sử dụng các chủng vi khuẩn, nấm men và sản phẩm của nấm men: Lactobacillus axitophilus, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus casei, Bacillus subtilis, β - glucanase, và gồm các axit hữu cơ, các axit amin, chất điện giải (Cù Thị Thúy Nga, 2014) [18]. Đặc điểm sinh trưởng và nhu cầu dinh dưỡng của gà Ross 308 thương phẩm 1. Đặc điểm sinh trưởng Sinh trưởng là quá trình tích lũy các chất hữu cơ do quá trình đồng hóa và dị hóa, là sự tăng lên về khối lượng của các bộ phận và toàn bộ cơ thể về chiều dài, chiều rộng, chiều cao của con vật dựa trên di truyền của đời trước.