Ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc sử dụng vi khuẩn có lợi, chế phẩm sinh học như một chiến lược thay thế cho các hợp chất kháng khuẩn để phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản. Những vi khuẩn tự nhiên này phát huy tác dụng có lợi của chúng đối với vật chủ thông qua việc cạnh tranh, loại trừ các vị trí bám dính trong thành ruột, cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh để lấy chất dinh dưỡng và kích thích hệ thống miễn dịch của vật chủ. Ở cấp độ động vật, chế phẩm sinh học cải thiện sự tăng trưởng về tỷ lệ sống của tôm bằng cách thay đổi cộng đồng sinh vật liên quan đến vật chủ hoặc môi trường xung quanh.
Trong nuôi trồng thủy sản, vi khuẩn có lợi không chỉ được sử dụng trong các ứng dụng thức ăn chăn nuôi để cải thiện sự cân bằng vi sinh đường ruột của động vật thủy sản mà còn được sử dụng trong những ứng dụng nước nuôi. Khi được bổ sung vào nước nuôi, một số vi khuẩn có lợi hoạt động như tác nhân xử lý sinh học bằng cách cải thiện chất lượng nước và điều kiện ao nuôi đồng thời giảm thiểu suy thoái môi trường. Việc lựa chọn cụ thể các vi khuẩn có lợi và khả năng phát triển của chúng trong đường ruột và môi trường nước đóng vai trò quan trọng trong sự thành công của ứng dụng.
Một số các vi khuẩn có lợi được sử dụng làm chế phẩm trong nuôi trồng thủy sản:
| Vi khuẩn Gram + | Vi khuẩn Gram – |
| Bacillus | Paracoccus |
| Enterococcus | Vibrio |
| Lactobacillus | Photorhodobacterium |
| Lactococcus | Nitrobacter |
| Liên cầu | Thiobacillus |
| Bifidobacterium | Aeromonas |
| Carnobacterium | Nitrosomonas |
Cải thiện hệ tiêu hóa, tăng cường sức khỏe ngăn chặn mầm bệnh
Hệ vi sinh vật đường ruột được thiết lập tốt là yếu tố quan trọng đối với sự tăng trưởng và sức khỏe của động vật, vì hệ vi sinh có tác động đến dinh dưỡng, ngăn ngừa nhiễm trùng gây bệnh, ảnh hưởng đến tính toàn vẹn về chức năng của các cơ quan tiêu hóa và sự phát triển của hệ thống miễn dịch. Do vậy, quản lý tốt hệ vi khuẩn đường ruột là một việc quan trọng nhằm nâng cao khả năng ngăn ngừa nhiễm trùng từ các mầm bệnh đường ruột và đảm bảo tiêu hóa hiệu quả các chất dinh dưỡng giúp các chỉ số tăng trưởng hoạt động phát triển tốt. Điều này có thể thực hiện bằng cách lựa chọn các chủng vi sinh vật có lợi và giảm thiểu số lượng các chủng vi sinh vật gây bệnh tiềm ẩn như sau:
- Cạnh tranh loại trừ các vi khuẩn gây bệnh: Sự kết dính và khu trú của bề mặt niêm mạc có thể là cơ chế bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh thông qua việc cạnh tranh các vị trí bám cũng như cạnh tranh chất dinh dưỡng.
- Thay đổi điều kiện môi trường trong ruột: Tăng sản xuất axit béo bay hơi và lactate dẫn đến giảm độ pH, do đó giúp ức chế mầm bệnh.
- Sản xuất các hợp chất ức chế: Các chủng vi khuẩn khác nhau thể hiện các hoạt động kháng khuẩn chống lại mầm bệnh thông qua sản xuất lactoferri, lysozyme, bacteriocins …
- Điều hòa phản ứng miễn dịch đường ruột: Hệ thống miễn dịch không đặc hiệu có thể được kích thích bằng men vi sinh. Thuốc kích thích miễn dịch thay đổi tùy theo phương thức hoạt động và cách chúng được sử dụng.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả và phương thức hoạt động của các sản phẩm probiotic – loại trừ cạnh tranh bởi Enterococcus faecium thông qua sự bám dính và quần thể của bề mặt niêm mạc. Trong một nghiên cứu, các nhóm thí nghiệm gồm 20 con tôm thẻ chân trắng có trọng lượng từ 1-1,5 g được thả vào bể thủy tinh có dung tích 200 lit và cho ăn 5 lần/ ngày liên tiếp trong 6 tuần, và một chế độ ăn bình thường để đối chứng. Nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy sự ảnh hưởng của chế độ ăn có chứa 0,5% chế phẩm sinh học bao gồm Enterococcus lên sức khỏe của tôm. Enterococcus chỉ được tìm thấy dọc theo hệ tiêu hóa của tôm trong các nhóm được cho ăn chế độ ăn bao gồm chủng lợi khuẩn này. Thí nghiệm cũng chỉ ra rằng, việc áp dụng một số chế phẩm sinh học trong thức ăn thủy sản có tác dụng giảm số lượng vi khuẩn Vibrio trong gan tụy và ruột của tôm thẻ chân trắng góp phần giảm nguy cơ nhiễm bệnh của tôm.
Kết quả thí nghiệm tổng số loài Vibrio và Enteroccocus trong hệ tiêu hóa của tôm sau khi cho ăn bằng chế độ thử nghiệm trong 6 tuần:
| Thí nghiệm | Tổng số Vibrio trong gan tụy ( x104 CFU/g) | Tổng số Enterococcus trong gan tụy (x106 CFU/g) | Tổng số Vibrio trong ruột ( x106 CFU/g) | Tổng số Enterococcus trong ruột (x108 CFU/g) |
| Đối chứng | 68,8 ± 19,5 a | 94,1 ± 68,2 | ||
| Probiotic 1 | 1,7 ± 0,9 b | 56,5 ± 23,2 | 29,5 ± 19,4 | 7,8 ± 5,7 |
| Probiotic 2 | 1,2 ± 0,6 b | 39,5 ± 10,2 | 32,5 ± 28,7 | 9,6 ± 6,5 |
Cải thiện chất lượng nước
Hệ vi sinh vật của động vật thủy sản thay đổi thường xuyên, trong môi trường nước, mầm bệnh tiềm ẩn có thể tự duy trì và nhân lên độc lập với vật chủ. Không chỉ nắm bắt được về các mối liên hệ của vi sinh vật với môi trường mà cần phải hiểu rõ các tác động của môi trường do hoạt động nuôi trồng thủy sản gây ra. Tỷ lệ cho ăn và sinh khối cao của nuôi tôm thâm canh tạo ra một lượng lớn chất thải hữu cơ trong môi trường nước, sự tích tụ và phân hủy của các hợp chất hữu cơ này dẫn đến việc giảm lượng oxy trong nước góp phần tạo điều kiện hình thành các chất chuyển hóa độc hại.
Nito dư thừa trong đất và nước có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng liên quan đến chất lượng nước bị suy giảm. Sự gia tăng của các hợp chất độc hại cũng góp phần làm thay đổi thành phần vi khuẩn trong nước hoặc trong đất của ao nuôi, đặc biệt làm tăng sự hiện diện của các vi khuẩn gây hại làm ảnh hưởng đến sự phát triển của tôm. Việc áp dụng chế phẩm sinh học và vi sinh vật phân hủy sinh học vào ao nuôi ngày càng được quan tâm. Loại công nghệ sinh học này được gọi là “ xử lý sinh học” – một cách tiếp cận thân thiện với môi trường để cải thiện năng suất tôm và điều kiện ao nuôi, đồng thời giảm thiểu suy thoái môi trường.
Một trong những công trình nghiên cứu khác gần đây cũng cho nhận định rằng việc sử dụng các sản phẩm probiotic đa chủng trong thức ăn và nước khiến cho tỷ lệ sống của tôm cao hơn, tăng cường chuyển hóa thức ăn và cho hiệu suất tốt hơn ngay cả trong điều kiện nhiễm Vibrio.
Sự hứa hẹn…
Chế phẩm sinh học sử dụng trong thức ăn thủy sản đang mang đầy tính hứa hẹn. Tuy nhiên, sự thành công của các ứng dụng probiotic phụ thuộc vào chủng, nồng độ và cách quản lý. Chế phẩm sinh học hiệu quả phải dựa trên các chủng đã chọn và điều kiện sản xuất được kiểm soát. Các vi sinh vật phải góp phần vào việc sản xuất hiệu quả theo những cách đáng tin cậy, thúc đẩy sức khỏe và sự phát triển nhanh chóng của loài vật nuôi cũng như khả năng xử lý chất thải hiệu quả. Kết quả kém phần lớn liên quan đến việc chất lượng chế phẩm thấp hoặc liều lượng không đảm bảo.
Có nhiều quan điểm và bằng chứng cho thấy chế phẩm sinh học là công cụ hữu hiệu để ứng dụng trong ao nuôi thủy sản, các chủng probiotic được xác định rõ ràng với mục đích cụ thể có thể làm giảm vi khuẩn gây bệnh và các chất thải không mong muốn, do đó có thể giúp cải thiện sức khỏe đường ruột trên tôm, nâng cao hiệu quả trong sản xuất và nuôi trồng.
