CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Sự phát triển mạnh mẽ của ngành chăn nuôi gà trong những thập niên gần đây đã mang lại lợi ích kinh tế to lớn nhưng cũng làm nảy sinh nhiều vấn đề cần được quan tâm xem xét. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh phòng bệnh, chất kích thích tăng trưởng đã làm gia tăng các chủng vi khuẩn kháng thuốc tự nhiên, làm giảm hiệu quả sử dụng kháng sinh trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn ở người (Lê Thị Hải Yến, 2018). Để hạn chế sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi các nhà khoa học đã tìm ra nhiều giải pháp khác nhau, trong đó có giải pháp sử dụng probiotic - là những vi sinh vật còn sống khi đưa vào cơ thể một lượng đầy đủ sẽ có lợi cho sức khỏe của ký chủ (WHO/FAO, 2001). Các chủng vi sinh vật sử dụng làm probiotic chủ yếu là các chủng vi khuẩn thuộc các chi Lactobacillus, Bifidobacterium và Bacillus.
Khả năng sinh bào tử là ưu thế vượt trội của các loài Bacillus, bào tử chịu nhiệt trong quá trình sấy khô của probiotic. Ngoài ra các loài Bacillus, đặc biệt là B. subtilis còn có khả năng tiết ra nhiều loại enzyme tiêu hóa giúp cải thiện khả năng hấp thụ thức ăn của vật chủ cũng như khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh cho vật chủ (Westers et al. Bacillus subtilis là một vi khuẩn rất phổ biến trong tự nhiên, đa số cư trú trên cơ thể động vật, trong đất, rơm rạ và cỏ khô được gọi là “trực khuẩn cỏ khô” (Euzé by, 1997), hầu như không có độc tính trên người cũng như nhiều loài động vật và có sức đề kháng cao với nhiều tác nhân vật lý và hóa học (Lê Thị Hải Yến, 2018).
Bacillus subtilis có thể sản xuất thành các sản phẩm thương mại ứng dụng trong y học, nông nghiệp và trong công nghiệp thực phẩm (Trịnh Thanh Trung và các cộng sự, 2013). Đây cũng chính là một trong những giải pháp thay thế kháng sinh phòng bệnh, cải thiện năng suất vật nuôi và đóng góp vào quy trình chăn nuôi theo hướng an toàn sinh học. rất đa dạng về các đặc tính sinh học nên không phải tất cả các chủng đều sử dụng làm probiotic được. Đề tài “Phân lập, định danh và xác định các đặc tính có lợi của chủng vi khuẩn Bacillus spp.
từ đất và phân tại trại chăn nuôi gà trong tỉnh Trà Vinh” nhằm chọn lọc được chủng vi khuẩn Bacillus spp. có hiệu quả trong phòng bệnh đường tiêu hóa trên gà.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu chung Tìm được các chủng vi khuẩn Bacillus spp. đáp ứng khả năng probiotic.2 Mục tiêu cụ thể (1) Phân lập được các chủng Bacillus spp. từ đất và phân gà bằng phương pháp truyền thống.
(2) Tuyển chọn được các chủng Bacillus spp. có một số đặc tính của probiotic. (3) Định danh chủng vi khuẩn Bacillus spp. có tiềm năng ứng dụng cao bằng giải trình tự gen 16S rRNA thông qua kỹ thuật sinh học phân tử.3 PHẠM VI GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.1 Phạm vi nội dung Đề tài “phân lập, định danh và xác định các đặc tính có lợi của chủng vi khuẩn bacillus spp.
từ đất và phân tại trại chăn nuôi gà trong tỉnh Trà Vinh” được thực hiện từ khâu lấy mẫu phân và đất tại trại gà. Sau đó đưa về phòng thí nghiệm phân lập, thử sinh hóa, thử đặc tính probiotic. Cuối cùng chọn ra chủng đạt yêu cầu gởi đi định danh tới loài bằng kỹ thuật sinh học phân tử.2 Phạm vi không gian Mẫu được thu từ phân gà và đất trại tại xã Đại Phước, huyện Càng Long; xã Nguyệt Hóa, huyện Châu Thành và xã Song Lộc, huyện Châu Thành. Phân lập, định danh bằng phản ứng sinh hóa, thử đặc tính Probiotic tại phòng thí nghiệm vi sinh Khoa Nông nghiệp Thủy sản, Trường Đại học Trà Vinh.
Định danh bằng kỹ thuật sinh học phân tử tại Công ty TNHHH DV & TM Nam Khoa 1.3 Phạm vi thời gian Từ tháng 12/2019 đến tháng 6/2020 1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT 1.1 Đối tượng nghiên cứu Các chủng vi khuẩn Bacillus spp.2 Đối tượng khảo sát Đất trại và phân gà tại các trại trong tỉnh bao gồm xã Đại Phước, huyện Càng Long; xã Nguyệt Hóa, huyện Châu Thành và xã Song Lộc, huyện Châu Thành. 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ PROBIOTIC 2.1 Lịch sử về probiotic Probiotic có nghĩa là “cho cuộc sống” đã được con người sử dụng từ lâu như những thành phần có lợi cho sức khoẻ (sữa chua, các thực phẩm lên men…) Trong hơn một thế kỷ qua nhiều công trình nghiên cứu đã xác định vai trò, tác dụng đặc biệt là khả năng hoạt hoá, kích thích sự hình thành và phát triển hệ miễn dịch. Henry Tisser (1900), một bác sỹ người Pháp đã quan sát và thấy rằng phân của những đứa trẻ mắc bệnh tiêu chảy có vi khuẩn lạ hình trứng hoặc hình chữ Y hơn những đứa trẻ khỏe mạnh. Đến năm 1907, Elie Metchnikoff (người Nga) 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”. 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. 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 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 probiotic được chấp nhận ở Châu Á khi các sản phẩm lên men từ sữa probiotic đầu tiên được giới thiệu ở Châu Âu những năm của thập niên 80 (Fuller, 1992). Ngày nay, các sản phẩm probiotic 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.2 Các định nghĩa về probiotic Năm 1965, Lilley và Stillwell lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ probiotic để mô tả những chất tiết ra từ vi sinh vật có khả năng kích thích sự phát triển của vi sinh vật khác (Grover & Luthra, 2011).
Trải qua nhiều thập kỷ probiotic được định nghĩa ngày càng rõ hơn, như: “Probiotic là các chủng vi khuẩn sống mà chúng tác động có lợi cho sự cân bằng vi sinh vật đường ruột của động vật” (Marteau et al. “Probiotic là các chủng vi sinh vật sống bổ sung có lợi lên vật chủ bằng cách thay đổi các nhân tố liên quan đến vật chủ hay quần thể vi sinh vật bao quanh, tăng cường việc sử dụng thức ăn hoặc giá trị dinh dưỡng, tăng cường khả năng phản ứng của vật chủ với bệnh, tăng cường chất lượng môi trường xung quanh vật chủ” (Verschuere et al. “Probiotic là lượng vi sinh vật sống xác định với số lượng thích hợp trong các sản phẩm, có tác dụng biến đổi tích cực hệ vi sinh vật ruột và có tác dụng tốt đến sức khỏe vật chủ”. Hiện nay thuật ngữ probiotic được định nghĩa khá đầy đủ là “những vi sinh vật sống mà khi sử dụng ở một lượng vừa đủ sẽ đem lại lợi ích về sức khỏe cho vật chủ” (FAO/WHO, 2001).
Đồng thời định nghĩa này được chấp nhận rộng rãi và thông qua bởi Hiệp hội khoa học quốc tế về Probiotics và Prebiotics (Hill et al.3 Vai trò và cơ chế tác động của probiotic Probiotic khi được đưa vào cơ thể sẽ có nhiều tác động tích cực không chỉ với hệ tiêu hóa mà còn trên nhiều hệ cơ quan khác. Các ảnh hưởng có lợi của probiotic đối với động vật đã được chứng minh như: Tác động đến vi khuẩn đường ruột: Vi khuẩn probiotic điều hòa hoạt động trao đổi chất của sinh vật đường ruột. Probiotic có thể làm giảm pH trong hệ tiêu hóa và có thể theo cách đó sẽ gây cản trở cho hoạt động tiết ra enzyme của vi khuẩn gây bệnh và thay đổi cấu trúc quần thể vi sinh vật đường ruột theo chiều hướng có lợi cho vật chủ. Đồng thời tăng sự dung nạp đường lactose, giúp tránh khỏi tình trạng đầy hơi, khó tiêu khi hấp thu những loại thức ăn có chứa nhiều lactose và làm tăng vi khuẩn có lợi, giảm vi khuẩn gây hại (Soccol et al.
Tác động trên biểu mô ruột: Một số chủng probiotic có khả năng tiết ra một số chất giúp đẩy mạnh sự liên kết giữa những tế bào biểu mô, hoặc có khả năng làm giảm độ thẩm thấu vào màng nhầy, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật. Một số chủng có khả năng sinh tổng hợp chất nhầy tác động có lợi đến mô biểu bì ruột giúp tăng gắn kết các 4 tế bào biểu mô, giảm kích thích bài tiết và những hậu quả do bị viêm nhiễm vi khuẩn, tạo ra các phân tử phòng vệ (Ouwehand et al., 2003) Tăng cường khả năng miễn dịch: Ruột là cơ quan miễn dịch lớn nhất ở động vật, giữa hệ vi sinh vật ruột và hệ thống miễn dịch có mối tương quan đặc thù. Probiotic tác động đồng thời lên cả hệ miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu của cơ thể. Với hệ miễn dịch không đặc hiệu, probiotic giúp giảm thiểu sự di chuyển của các vi khuẩn và chất lạ (kháng nguyên) từ ruột xâm nhập vào mạch máu (Dugas & Postaire, 1999), nhờ đó giúp giảm nhiễm khuẩn và dị ứng đối với các kháng nguyên trong thực phẩm.
Đối với hệ miễn dịch đặc hiệu, tác động của probiotic tương đối phức tạp hơn. Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành, và một số cơ chế tác động của probiotic lên hệ miễn dịch đã được phát hiện (Lee & Salminen, 2009). Tuy nhiên cơ chế tác động của probiotic đối với việc nâng cao chức năng miễn dịch vẫn còn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Ngăn cản sự xâm nhập và ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh.
