Ứng dụng chế phẩm sinh học
(probiotics) trong nuôi trồng thủy sản
(H2N2)-Chế phẩm sinh học (probiotics) được dùng nhằm giảm sử dụng kháng
sinh trong chăn nuôi và thủy sản. Từ probiotics xuất phát từ tiếng Hy lạp, có nghĩa
là “cho sự sống”. Lilley và Stillwell (1965) đã dùng thuật ngữ này để mô tả những
chất được bài tiết ra từ một sinh vật nào đó mà có tác dụng kích thích tăng trưởng
cho một sinh vật khác. Năm 1974 Paker đã định nghĩa probiotics là các sinh vật và
các hợp chất góp phần vào sự cân bằng vi sinh hệ trong hệ thống tiêu hóa. Sau đó
Fuller (1989) đã chỉnh sửa và định nghĩa lại với probiotics là sự bổ sung một loại
thức ăn vi sinh vật sống mà có tác dụng có lợi cho vật chủ qua việc cải tiến sự cân
bằng vi sinh hệ trong đường ruột của vật chủ. Mục đích của việc áp dụng
probiotics là nhằm để thiết lập lại mối quan hệ giữa các vi sinh vật có lợi và cơ hội
cấu thành hệ vi sinh vật trong đường ruột.
Một loại probiotics có hiệu quả là phải có khả năng tồn tại và hoạt động trong một
môi trường đa dạng dưới nhiều hình thức khác nhau. Theo Fuller (1989) thì nó cần
phải có những khả năng như sau: (1) là một sản phẩm sống ở qui mô kỹ nghệ; (2)
không mang mầm bệnh và độc tố; (3) tạo ra tác dụng có lợi trên vật chủ; (4) có
khả năng tồn tại và phát triển trong môi trường ruột của vật chủ; (5) duy trì ổn
định và tồn tại lâu dài để được sử dụng sau này trong điều kiện lưu trữ và điều
kiện ngoài hiện trường.
Việc sử dụng vi khuẩn đường ruột có lợi trong thức ăn cho người và động vật trên
cạn đã được biết đến nhiều. Lactobacillus acidophilus được sử dụng phổ biến để
kiểm soát và phòng bệnh do các vi sinh vật mầm bệnh trong ống tiêu hóa của
nhiều động vật trên cạn. Vi khuẩn Lactobacillus rhamnosus có trong yaourt giúp
tăng khả năng tiêu hóa và kháng lại vi khuẩn có hại trong đường ruột. Lý thuyết
kiểm soát sinh học đã được áp dụng trong nuôi trồng thủy sản. Nhiều nhà khoa
học đã cố gắng sử dụng một số loại probiotics trong nuôi thủy sản để điều khiển
quần thể vi tảo của nước trong ao, kiểm soát vi sinh vật gây bệnh, để tăng cường
sự phân hủy các hợp chất hữu cơ dư thừa và cải thiện môi trường ao nuôi.
Ngoài ra, việc sử dụng probiotics có thể gia tăng quần thể các sinh vật làm thức
ăn, cải thiện mức dinh dưỡng của các loài thủy sản nuôi và tăng cường khả năng
miễn dịch của vật nuôi với mầm bệnh. Như vậy, định nghĩa của probiotics đối với
nuôi trồng thủy sản được mở rộng, nó bao gồm cả việc bổ sung vi khuẩn sống vào
ao nuôi, những vi khuẩn có lợi này sẽ cải thiện thành phần vi sinh vật của nước và
nền đáy nhằm cải thiện chất lượng nước. Probiotics được giả định là gia tăng tình
trạng sức khỏe của vật nuôi bằng việc loại trừ các mầm bệnh hoặc hạn chế tối đa
tác hại trực tiếp của mầm bệnh. Vi khuẩn probiotics có thể bám vào bề mặt bên
ngoài của vật chủ hay đi vào trong ruột hoặc trực tiếp từ nước hoặc qua thức ăn
hay qua những hạt có thể tiêu hóa được. Hơn nữa, sử dụng probiotics sẽ góp phần
làm giảm sử dụng hóa chất, kháng sinh trong phòng và trị bệnh cho tôm cá nuôi.
Probiotics được gọi dưới các tên khác nhau như “chế phẩm vi sinh”, “vi khuẩn có
lợi” hoặc “vi sinh vật hiệu quả”, bao gồm vi khuẩn Lactobacillus, Actinomycetes,
Nitrobacteria, vi khuẩn chuyển hóa đạm, Bifidobacterium, nấm men… Những vi
khuẩn hữu ích này có thể cải thiện chất lượng nước nuôi thủy sản và hạn chế mầm
bệnh trong nước từ đó gia tăng năng suất thủy sản nuôi. Trong nuôi trồng thủy sản,
Probiotics được sử dụng như phương tiện kiểm soát dịch bệnh, bổ sung hoặc trong
một số trường hợp thay thế các chất kháng khuẩn. Các nhóm vi tảo (Tetraselmis),
nấm men (Debaryomyces, Phaffia và Saccharomyces), vi khuẩn gram dương
(Bacillus, Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus,
Micrococcus, Streptococcus và Weissella) và vi khuẩn gram âm (Aeromonas,
Alteromonas, Photorhodobacterium, Pseudomonas và Vibrio) đều được sử dụng.
Tuy nhiên, phương thức hoạt động của probiotics chưa được nghiên cứu đầy đủ
một cách hệ thống.
Theo một số những công trình công bố gần đây, trong nuôi trồng thủy sản, cơ chế
hoạt động của vi khuẩn Probiotics có thể theo các khía cạnh: (1) cạnh tranh loại
trừ vi khuẩn gây bệnh hoặc tạo ra hoạt chất ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây
bệnh; (2) cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết để tăng cường dinh dưỡng cho vật
nuôi; (3) cung cấp men tiêu hóa để gia tăng quá trình tiêu hóa ở vật nuôi; (4) trực
tiếp hấp thụ hoặc phân hủy vật chất hữu cơ hoặc chất độc trong nước cải thiện chất
lượng nước; (5) thay đổi quá trình trao đổi chất của vi khuẩn và/ hoặc kích thích
hệ miễn dịch của vật chủ.
Những cố gắng để cải thiện quần thể vi sinh vật trong hệ thống nuôi trồng thủy sản
đã được tiến hành cách đây khá lâu bằng việc sử dụng các dòng vi khuẩn có lợi.
Vadstein et al., (1993) cho rằng bổ sung trực tiếp vi khuẩn chọn lọc là một biện
pháp để kiểm soát quần thể vi khuẩn trong suốt giai đoạn phát triển ấu trùng của
cá biển. Sorgeloos (1994) đề cập đến vấn đề cấy vi khuẩn hữu ích vào trong bể,
trước khi thả cá bột, sẽ không những chỉ làm giảm cơ hội cho các vi khuẩn gây
bệnh phát triển mà còn có tác động có lợi khi vi khuẩn hữu ích phát triển trong
đường ruột của cá bột. Việc sử dụng khẩu phần ăn có chứa probiotics có thể có lợi
cho cá bột khi bi sốc (stress) do môi trường hày do thao tác. Trong nuôi giáp xác,
probiotics cũng đóng một vai trò đáng kể. Garriques và Arevalo (1995) cho rằng
việc sử dụng Vibrio alginolyticus, được phân lập từ nước biển, đã làm tăng tỉ lệ
sống và tốc độ tăng trưởng của tôm P. vannamei trong trại giống.
Nogami và Maeda (1992) nghiên cứu một dòng vi khuẩn PM-4, phân lập từ ao
nuôi ghẹ, dòng vi khuẩn này đã làm giảm số lượng Vibrio spp. trong nước nuôi
ghẹ, Portunus trituberculatus và làm tăng năng suất ấu trùng ghẹ. Jiravanichpaisal
và Chuaychuwong (1997) sử dụng Lactobacillus sp trong nuôi tôm sú (P.
monodon) để hạn chế bệnh gây ra bởi nhóm vibrio và bệnh đốm trắng. Các tác giả
đã xác định được hoạt động ức chế của Lactobacillus sp. trên nhóm Vibrio, E. coli
và Staphylococcus sp.
Việc sử dụng chế phẩm sinh học nhằm hạn chế tối đa khả năng sử dụng kháng
sinh trong việc phòng và trị bệnh thủy sản là khuynh hướng đúng nhằm tránh khả
năng tạo ra các dòng vi khuẩn kháng thuốc ảnh hưởng đến sức khỏe vật nuôi và
con người. Tuy nhiên, hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm sinh học còn phụ thuộc
vào nhiều yếu tố, trong đó tính năng của các dòng vi khuẩn trong chế phẩm là yếu
tố quan trọng nhất. Hiện nay, hiệu quả sử dụng của probiotics chỉ được khẳng định
đối với các trường hợp sử dụng trong điều kiện môi trường được kiểm soát tốt
(phòng thí nghiệm, trại sản xuất giống hoặc trại nuôi trong nhà). Trường hợp ở các
ao nuôi ngoài trời, điều kiện môi trường biến động lớn thì hiệu quả sử dụng của
probiotics chưa được chứng minh một cách rõ ràng.
PGS. TS. Vũ Ngọc Út, Khoa Thủy sản - Đại học Cần Thơ
