MỞ ĐẦU Trong dinh dưỡng động vật, việc tăng cường sức khoẻ hệ thống tiêu hoá của vật nuôi thông qua những tác động tới hệ vi sinh vật đường ruột được coi là một giải pháp rất hữu hiệu. Hệ vi sinh vật đường ruột của vật nuôi rất phong phú về chủng loại và số lượng, những biến động về cơ cấu, số lượng các loài vi sinh vật đường ruột là một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến những rối loạn trong tiêu hoá và hấp thu. Bởi vậy, việc sử dụng các biện pháp kỹ thuật thông qua thức ăn và nuôi dưỡng nhằm tạo nên một thế cân bằng tối ưu giữa các loài vi sinh vật đường ruột theo hướng có lợi cho vật chủ đã và đang là hướng nghiên cứu được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm. Có nhiều biện pháp để cải thiện quan hệ cân bằng giữa các nhóm vi khuẩn có lợi và có hại trong đường tiêu hoá của gia súc, gia cầm.
Biện pháp cổ điển được ứng dụng rộng rãi từ những năm 1950 của thế kỷ trước là sử dụng kháng sinh liều thấp. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi ngày càng bị hạn chế (kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2006, các nước thuộc EU cấm hoàn toàn việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi - Hector Cervanter, 2006), nên nhu cầu tìm ra các giải pháp thay thế kháng sinh ngày càng trở thành cấp bách. Một trong những giải pháp hữu hiệu nhất hiện nay là probiotic. Probiotic - theo Fuller (1992) là chất bổ sung vi sinh vật sống hữu ích trong thức ăn nhằm cải thiện sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột theo hướng có lợi cho vật chủ.
Các sản phẩm probiotic nhập khẩu dùng trong chăn nuôi có mặt trên thị trường Việt Nam nhiều nhưng các đáp ứng tích cực cho vật nuôi chưa được rõ ràng. Các nhà khoa học cho rằng có thể là các vi sinh vật đó không phù hợp với hệ vi sinh vật đường ruột của vật chủ bản địa. Mặt khác, các nghiên cứu sản xuất các chế phẩm probiotic dùng trong chăn nuôi ở nước ta còn rất hạn chế. Chính vì thế, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Tuyển chọn và đánh giá đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn Bacillus có hoạt tính probiotic bổ sung vào thức ăn cho heo” với định hướng tìm ra các vi khuẩn Bacillus có hoạt tính probiotic phù hợp với heo nội địa.
Đề tài này được thực hiện thành công sẽ mở ra triển vọng trong việc sản xuất đáp ứng với yêu cầu của ngành chăn nuôi heo (hoàn toàn dựa vào các nguyên liệu từ thiên nhiên) theo hướng công nghiệp ở nước ta, hạn chế nhập khẩu. 1 c Mục đích nghiên cứu Sử dụng chủng Bacillus có đặc tính probiotic đã tuyển chọn để bổ sung vào thức ăn cho heo. Đối tượng nghiên cứu. Các chủng vi khuẩn Baillus phân lập từ các mẫu phân và chất chưa trong ruột heo của các trại chăn nuôi heo (theo quy mô công nghiệp).
Vi sinh vật kiểm định Các chủng vi khuẩn gây bệnh ở heo: Salmonella choleraesuis – Sc1 (gây bệnh phó thường hàn), Pasteurella suiseptica – Ps1 (gây bệnh tụ huyết trùng), Escherichia coli – Co1 (gây bệnh tiêu chảy), Escherichia coli – Co21 (gây bệnh phù đầu) (do công ty TNHH dược Hanvet cung cấp). Thời gian, địa điểm nghiên cứu. - Thời gian: 6/2018-10/2019 - Địa điểm nghiên cứu: phòng thí nghiệm của công ty TNHH dược Hanvet Nội dung nghiên cứu - Phân lập các chủng Bacillus từ mẫu phân và chất chứa đường tiêu hóa của heo. - Tuyển chọn chủng Bacillus có đặc tính của probiotic.
- Định danh đến loài các chủng Bacillus đã tuyển chọn - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng vi khuẩn Bacillus đã tuyển chọn - Tạo chế phẩm probiotic và kiểm tra khả năng sống sót của các chủng nghiên cứu trong chế phẩm sau bảo quản. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. GIỚI THIỆU VỀ PROBIOTIC 2. Lịch sử probiotic Những nghiên cứu về probiotic mới chỉ bắt đầu vào thế kỷ 20, Henry Tisser (1900), một bác sỹ người Pháp đã quan sát và thấy rằng phân của những đứa trẻ mắc bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn lạ hình trứng hoặc hình chữ Y hơn những đứa trẻ khỏe mạnh.
Sau đó năm 1907, Elie Metchnikoff - người Nga, đạt giải Nobel – đã chứng minh được rằng việc tiêu thụ LactoBacillus sẽ hạn chế các nội độc tố của hệ vi sinh vật đường ruột. Ông giải thích được điều bí ẩn về sức khỏe của những người Cô-dăc ở Bulgary, họ sống rất khỏe mạnh và tuổi thọ có thể lên tới 115 tuổi hoặc hơn, nguyên nhân có thể là do họ tiêu thụ rất lớn các sản phẩm sữa lên men, điều này được ông báo cáo trong sách “sự kéo dài cuộc sống” – The Prolongation of life (1908). Có thể nói Tisser và Metchnikoff là người đầu tiên đưa ra những đề xuất mang tính khoa học về probiotic, làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về probiotic. Năm 1930, nhà khoa học người Nhật Minoru Shirota phân lập các vi khuẩn lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh (Fuller.
Cùng năm đó, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã chứng minh là LactoBacillus acidophilus có khả năng làm giảm bệnh táo bón thường xuyên. Các nhà khoa học đại học Havard phát hiện ra các vi khuẩn đường ruột đóng một vai trò quyết định trong quá trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, cung cấp một số vitamin và các chất dinh dưỡng khác nhau mà cơ thể vật chủ không tự sản xuất ra được. Sau đó 5 năm, một trong các đồ uống lên men – đặt tên là “Yakult” từ sữa được cho là hỗ trợ sức khỏe đường ruột (intestinal health) được sản xuất. Khái niệm chung probiotics được chấp nhận ở Châu Á trong nhiều năm khi các sản phẩm lên men từ sữa probiotic đầu tiên được giới thiệu ở Châu Âu những năm của thập niên 80.
Ngày nay, các sản phẩm probiotic có chứa Bifidobacteria hoặc LactoBacillus được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến trên khắp thế giới như những nguồn thực phẩm chính giúp tăng cường sức khỏe cho con người cũng như vật nuôi. Định nghĩa probiotic Theo ngôn ngữ Hi Lạp, probiotic có nghĩa là “vì sự sống”. Thuật ngữ probiotic được Parker đề nghị sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974 để chỉ “những vi sinh vật và những chất làm cân bằng hệ vi sinh vật ruột” (Fuller, 1989). Từ đó đến nay thuật ngữ probiotic đã được cả thế giới sử dụng để chỉ những chế phẩm vi sinh vật sống hữu ích khi được đưa vào cơ thể động vật thông qua thức ăn hoặc nước uống tạo nên những ảnh hưởng có lợi cho vật chủ.
Kể từ khi xuất hiện, khái niệm probiotic vẫn chưa có một định nghĩa thống nhất. Tuy nhiên, hiện có hai định nghĩa được cho là phản ánh khá đầy đủ bản chất của probiotic và được sử dụng nhiều trong các ấn phẩm khoa học: (i) theo Fuller (1989), probiotic là “chất bổ sung vi sinh vật sống vào thức ăn giúp cải thiện cân bằng của hệ vi sinh vật đường tiêu hóa theo hướng có lợi cho vật chủ”; (ii) theo tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2001), probiotic là “các vi sinh vật sống khi đưa vào cơ thể theo đường tiêu hoá với một số lượng đủ sẽ đem lại sức khoẻ tốt cho vật chủ” 2. Đặc điểm chung vi khuẩn probiotic Về lý thuyết, bất cứ loài vi khuẩn, nấm sợi, nấm men hay sinh vật đơn bào không gây độc nào cũng đều có khả năng sử dụng làm probiotic (Hồ Trung Thông, Hồ Lê Huỳnh Châu (2009). Tuy nhiên, để có thể tác động có lợi lên tiêu hóa vật chủ thì trước hết chúng phải khả năng sống sót ở điều kiện khắc nghiệt trong đường tiêu hóa, cụ thể như sau: Chịu muối mật Muối mật được coi là chất kháng khuẩn trong đường tiêu hóa, bảo vệ ruột khỏi sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh.
Do vậy, khi thức ăn cùng vi sinh vật probiotic từ dạ dày chuyển xuống vùng ruột, tại đây chúng sẽ chịu tác động của muối mật. Khả năng sống sót của các chủng vi sinh vật sau tác dụng của muối mật là một trong những đặc tính quan trọng của vi sinh vật được sử dụng làm probiotic. Chịu pH thấp Các nhà khoa học đã chứng minh, các probiotic phải trải qua quá trình tiêu hóa khắc nghiệt hơn 90 phút trước khi được giải phóng từ dạ dày vào ruột. Tuy nhiên, các quá trình tiêu hóa có thời gian xảy ra lâu hơn nên vi sinh vật probiotic phải chịu áp lực dạ dày với pH thấp ít nhất là 90 phút, tiếp đến chúng phải gắn vào biểu mô ruột và phát triển được trong ruột trước khi phát huy vai trò đối với 4 c vật chủ.
Vì vậy, đây là yếu tố cần thiết để tạo sự thích ghi ban đầu, là một trong những tiêu chí quan trọng khi sàng lọc, tuyển chọn các chủng probiotic. Chịu kháng sinh Kháng sinh được sử dụng phổ biến trong điều trị bệnh đường ruột cho người cũng như vật nuôi. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích do kháng sinh mang lại thì phương pháp trị liệu bằng kháng sinh có một số hạn chế nhất định như tác động không chọn lọc, không phân biệt được mầm bệnh thật sự hay vi sinh vật có lợi trong đường ruột. Vì thế, phương pháp này đã dẫn đến sự mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột và có thể gây ra một số ảnh hưởng xấu cho vật chủ như tiêu chảy, rối noạn tiêu hóa,…(Nguyễn Văn Bá và cs.
Chính vì vây, việc sử dụng probioic thường được bổ sung cho vật chủ trong thời gian điều trị bằng kháng sinh để hạn chế sự mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột. Do đó, các chủng dùng làm probiotic cần phải có khả năng chịu được kháng sinh và đảm bảo không chuyển gen đề kháng kháng sinh sang những vi khuẩn khác có mặt trong đường tiêu hóa, đặc biệt là những vi khuân gây bệnh. Khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột Các chủng vi sinh vật probiotic chỉ có thể tác động tốt nhất khi chúng có thể sinh trưởng và phát triển được trong đường tiêu hóa. Bên cạnh khả năng sống sót được trong đường tiêu hóa thì chúng phải có khả năng bám dính vào thành biểu mô ruột để không bị rửa trôi ra ngoài cùng với phân.
Nhờ khả năng bám dính đó mà các chủng probiotic có thể ngăn cản được khu trú của các vi khuẩn gây bệnh bằng cách giành vị trí bám dính trên thành ruột hay trên các bề mặt khác.