đặt vấn đề, đưa ra phương pháp nghiên cứu, xử lý, phân tích số liệu và trình bày một đề tài khoa học. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Sử dụng vi sinh vật trong sản xuất thức ăn thô xanh dạng lỏng Thức ăn thô xanh dạng lỏng (Fermented Liquid Feed, FLF) có thể được sản xuất bằng cách lên men một hoặc một số loại nguyên liệu như hạt ngũ cốc, nguyên liệu giàu protein, nguyên liệu tổng hợp khác (bột đậu tương, bột cá, bột xương), sinh khối thực vật. và phối trộn thức ăn đã lên men này với các thành phần thức ăn không lên men khác để cung cấp thức ăn hoàn chỉnh cho lợn.
Tuy nhiên, phương pháp lên men thức ăn dạng lỏng có thể gặp một số vấn đề: gây ra mất các chất dinh dưỡng thiết yếu như vitamin và axit amin, đặc biệt là sinh tổng hợp các axit amin thiết yếu đã được bổ sung vào thức ăn [24;25]. Dù vậy, về tổng thể các nghiên cứu cũng đưa ra kết luận cho lợn ăn nguồn ngũ cốc hoặc thức ăn đã lên men thay vì các loại thức ăn tổng hợp thông thường hoặc là thức ăn khô sẽ mang lại hiệu quả về kinh tế, chất lượng thịt và bảo vệ môi trường [24; 25]. Trong chăn nuôi lợn, thức ăn chiếm tới 70% chi phí và là yếu tố chính quyết định chất lượng, giá thành sản phẩm. Tại Việt Nam, thức ăn chăn nuôi nước ta chủ yếu là nhập từ nước ngoài (chiếm 71,21%, số liệu của Tổng cục thống kê năm 2014).
Theo Cục chăn nuôi, năm 2014 Việt Nam nhập khoảng 11,7 triệu tấn nguyên liệu thức ăn chăn nuôi, trị giá khoảng 4,9 tỷ USD (tương đương 108. Như vậy ngành chăn nuôi trong nước thực tế đang mang lợi nhuận chủ yếu cho các công ty sản xuất thức ăn và nông dân nước ngoài. Đây cũng là lý do giá thành sản phẩm thịt sản xuất trong nước cao và dự kiến hạn chế lợi thế cạnh tranh với sản phẩm nhập khẩu khi Hiệp định Đối tác xuyên Thái Bình Dương (TPP) được thực hiện. Đứng trước thực trạng đó, cần thiết phải thay đổi phương thức chăn nuôi hữu cơ để vừa đảm bảo hiệu quả về kinh tế (năng suất, hiệu quả), xã hội (chất lượng tốt, VSATTP) và môi 5 trường (tận dụng hiệu quả nguồn tài nguyên sẵn có) và cạnh tranh tốt với sản phẩm ngoại nhập.
Công nghệ xử lý thức ăn thô xanh ở trong nước chủ yếu để chế biến và bảo quản thức ăn chăn nuôi cho gia súc nhai lại, đặc biệt là trâu, bò nhờ công nghệ lên men ủ chua. Một số nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học (chế phẩm EM, chế phẩm đa enzyme Viprotics, bổ sung chế phẩm sinh học hỗn hợp EVP.) hiện nay dùng cho xử lý nguồn nguyên liệu hoặc phụ phế phẩm công nghiệp giàu tinh bột như ngô, cám, gạo, đậu tương, bã bia, rượu sau chưng cất, phế phẩm công nghiệp sản xuất cồn từ sắn hoặc sản phẩm phụ công nghiệp sản xuất miến dong, bánh đa. Nhóm vi sinh vật chủ yếu sử dụng trong các công nghệ trên gồm nấm men S. cerevisiae, Bacillus spp.
giúp thủy phân tinh bột, tạo sinh khối nấm men nhờ kết hợp với một số nguồn nitơ vô cơ, hữu cơ khác nhau. Năm 2006-2009, Phạm Quốc Việt và cộng sự đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu sản xuất probiotic và enzyme tiêu hoá dùng trong chăn nuôi", trong đó đã phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu ích, bước đầu các xác định điều kiện sinh trưởng và phát triển của các chủng vi sinh vậttuyển chọn và tạo tổ hợp các chủng vi khuẩn hữu ích có các đặc tính probiotic. Chế phẩm probiotic đa chủng dạng bột có thành phần chính gồm 6 chủng vi khuẩn có ích (04 chủng vi khuẩn lactic, 01 chủng vi khuẩn Bacillus và 01 chủng nấm men). Sử dụng chế phẩm vi sinh vật bổ sung trực tiếp vào thức ăn chăn nuôi đã cải thiệntốc độ sinh trưởng ở lợn và gà từ 5- 16%, giảm tỷ lệ tiêu chảy ở lợn 32%.
Ngoài ra, đề tài đã sản xuất chế phẩm đa enzyme dạng bột có thành phần chính gồm amylase (2210 IU/g), protease (110IU/g), cellulase (1116 IU/g), beta-glucanase (200 IU/g) và xylanase (1000 IU/g) giúp cải thiệntốc độ sinh trưởng ở lợn và gà từ 6-11%, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn ở lợn và gà từ 5-9% [16]. Đặc điểm sinh học của Bacillus Đặc điểm phân loại: Theo khóa phân loại của Bergey, chi Bacillus là một chi lớn và đa dạng, được phân loại như sau: Giới: Bacteria Ngành: Firmicutes Lớp: Bacilli Bộ:Bacillales Họ: Bacillaceae Chi: Bacillus VK Bacillus được Ehrenberg mô tả lần đầu tiên năm 1835 là “Virbrio subtilis”. Năm 1872, Cohn đặt tên lại là B. Họ Bacillaceae được chia làm 5 chi gồm: Bacillus, Sporolactobacillus, Clostridium, Sporosarcina,Desulfortomaculum, đặc trưng của họ này là hình thành nội bào tử [5; 23].Đặc điểm hình thái TB hình que, thẳng hoặc gần thẳng, kích thước 0,3 - 2,2x 1,2 -7 µm.
Các TB thường xếp thành cặp hay chuỗi, đầu tròn hoặc hơi vuông. LàVK Gram dương, hầu hết có hoạt tính catalase. Chúng thường di động nhờ roi.Một TB chỉ có thể hình thành duy nhất một nội bào tử, nội bào tử có hình oval hoặchình trụ. Bào tử có khả năng chịu nhiệt, axit, sự hình thành nội bào tử không bịngăn cản bởi sự tiếp xúc không khí.
Các loài thuộc chi Bacillus đặc trưng cho trựckhuẩn sinh bào tử mà vẫn giữ nguyên hình que khi mang bào tử, trong một sốtrường hợp chỉ hơi phình to lên một chút [8]. Tùy theo loài, bào tử của chúng có thể nằm ởgiữa, gần cuối, hoặc ở cuối [8;23]. Đặc điểm phân bố: Nhờ khả năng sinh bào tử nên Bacillus có thể tồn tạitrong thời gian rất dài dưới các điều kiện khác nhau. Chúng rất phổ biến trong tự nhiên nên có thể phân lập từ nhiều nguồn khác nhau như đất, nước, không khí, phân, trầm tích biển, thức ăn, sữa, lớp mùn,.Dinh dưỡng và tăng trưởng + Hầu hết các loài thuộc chi Bacillus là những sinh vật hóa dị dưỡng, thunăng lượng nhờ sự oxi hóa các hợp chất hữu cơ như đường, amino axit, axit hữu cơ,.
Một số VK tự dưỡng không bắt buộc (B. schlegelli) có khả năng phát triển trong môi trườngchỉ có CO2. Một số loài Bacillus (B. subtilis) có khả năng sử dụng các chất vô cơ, trong khi một số loài khác như B.
cereus cần các hợp chất hữu cơ (vitamin, axit amin) cho sự sinh trưởng. Đặc biệt Bacillus gây bệnh cho côn trùng như B. anthracis gây bệnh trên người) có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp, chúng không phát triển được trong môi trường VK thông thường như NA, NB [2; 20; 23]. + Phần lớn các loài thuộc chi Bacillus là VK hiếu khí hoặc kị khí tùy nghi,nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 30 – 45C, một số VK chịu nhiệt với nhiệt độ sinh trưởng tối ưu lên tới650C, hoặc ưa lạnh (5C – 25C).
Các loài VK thuộc chi Bacillus sinh trưởng trong khoảngpH rộng từ 2 – 11. Trong phòng thí nghiệm, dưới điều kiện sinh trưởng tối ưu, Bacillus có thời gian thế hệ là 25 phút. Nhờ có phổ chịu đựng pH, nhiệt độ và muối rộng nên Bacillus có thể tồn tại ở điều kiện bất lợi trong thời gian dài [2;18]. Một số loài Bacillusphổ biến trong tự nhiên + B.
Lúc đầu, loài này được sử dụng đểphòng bệnh lỵ cho các chiến sĩ Đức chiến đấu ở Bắc Phi. Chúng có khuẩn lạc khô, khôngmàu hoặc có màu xám nhạt, trắng, hơi nhăn hay tạo ra các lớp màng mịn, lan trên bề mặt thạch. Khuẩn lạc có mép nhăn bám vào môi trường thạch. Trực khuẩn hình que, ngắn, nhỏ,TB đứng riêng rẽ hoặc chuỗi.
Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng là 36-50oC, tối đa là 60oC. Bào tử chịu được nhiệt độ khá cao, có hình bầu dục, phân bố lệch tâm. Nhờ khả năng sinh 8 một số enzyme ngoại bào (amylase, cellulase, protease,…) và sinh tổng hợp được nhiều loại kháng sinh như subtilin, subtilosin A, sublancin,…mà B. subtilis được ứng dụng rất rộng rãi trong chăn nuôi, y học, thực phẩm,…[8].
amyloliquefaciens có hình thái khuẩn lạc và TB tương tự B. Nhưngkhác nhau về đặc tính sinh hóa, có khả năng lên men đường lactose nhanh và lênmen glucose chậm, thành phần G + C của B. subtilis khoảng 41,5% - 43,5% còntrong chủng B. Chúng phân bố phổ biến trong đất, nước.
Do có khả năng sinh tổng hợp mạnh các enzyme như amylase, protease [6], xenlulase và xylanase [33] nên được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất enzyme, công nghiệp thuộc da [5; 34]. amyloliquefaciens còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như nông nghiệp, y học bởi khả năng sinh các chất chuyển hóa như vitamin, nucleoside purine (inosine, guanosine) [33;34], chất kháng khuẩn (bacteriocin), chất kháng nấm (bacimin), hoocmon tăng trưởng thực vật IAA [21;33;34;42]. Đặc biệt, nhiều nghiên cứu cho thấy các chế phẩm probiotic từ B. amyloliquefaciens đã góp phần cải thiện chất lượng môi trường nước, tăng cườngcác phản ứng miễn dịch, kiểm soát sự phát triển quá mức của VSV gây bệnh cho tôm,cá,…[44].
licheniformis là VK hoại sinh, bào tử hình ovan, phát tán chủ yếu trong đất, kể cả đất nghèo dinh dưỡng như đất hoang hay sa mạc. Khuẩn lạc nhỏ, màutrắng đục, bề mặt nhăn nheo. TB chuyển động nhờ tiêm mao và loài này kỵ khí không bắt buộc. pumilus phát tán rộng khắp nơi, thường có mặt trong đất nhiều hơn B.
Khuẩn lạc nhỏ, xung quanh viền mờ không ranh giới. TB của nó gần giống tế bào B. megaterium có khuẩn lạc hình tròn đều, không có thùy, méptròn hoặc hơi lượn sóng, màu trắng kem, trông giống như giọt nến trắng,thường có 9 vòng hoặc các vòng đồng tâm trên mặt. TB dài, đứng riêng rẽ hoặc xếp thành chuỗi.
Bào tử hình elip, nằm lệch tâm. megaterium được sử dụng trong sản xuất penicillin nhờ khả năng tổng hợp penicillin amidase. Bên cạnh đó, chúng còn có thể sản sinh các enzyme phân hủy sinh học, sản sinh vitamin B12, oxetanocin, cytochromes P450 và một số axit amin khác. polymyxa có khuẩn lạc không màu, phẳng, lồi, trơn, lan dần ra xung quanh,mép đôi khi có thùy.
TB đứng riêng rẽ hoặc xếp thành đôi, chuỗi ngắn. Bào tử hình bầu dục kéo dài. Loại VK này làm giảm pectin và polysaccarit trong cây. Ngoài ra, chúng còn có khả năng cố định đạm.
Đây là một VK rất phổ biến trong đất. cereus có khuẩn lạc phẳng, khá khuếch tán, hơi lõm, trắng đục. TB đứngriêng rẽ hay xếp thành chuỗi. Bào tử có hình bầu dục, nằm lệch tâm, TB chất có chứa các hạt và không bào nhỏ.
Chúng thường phát tán khắp nơi, sinh sôi, nảy nở trên thực phẩm và có thể sinh độc tố gây ngộ độc thực phẩm. Cơ sở khoa học lựa chọn chủng Bacillus trong sản xuất probiotic làm thức ăn chăn nuôi Các VK được sử dụng làm probiotic phổ biến nhất là các VK lactic như Bifidobacterium spp, Lactobacillus acidophilus.