Ứng dụng công nghệ men vi sinh và Sivibac trong nuôi tôm

Một vài lợi ích từ việc sử dụng probiotic bao gồm cạnh tranh môi trường sống với các mầm bệnh (Garriques and Arevalo, 1995; Moriarty, 1997; Gomez-Gil và ctv., 2000; Balca´zar, 2003;Balca´zar và ctv., 2004; Vine và ctv., 2004a); nguồn dinh dưỡng và enzyme cho quá trình tiêu hóa (Sakata, 1990; Prieur và ctv., 1990; Garriques and Arevalo, 1995); trực tiếp hấp thụ các chất dinh dưỡng hòa tan như một kênh trung gian (Garriques and Arevalo, 1995; Moriarty, 1997); kích thích hệ miễn dịch để chống lại các mầm bệnh xâm nhập (Andlid và ctv., 1995; Scholz và ctv., 1999; Rengpipat và ctv., 2000; jullian and Rodrı´guez, 2002; Irianto and Austin,2002; Balca´zar, 2003; Balca´zar và ctv., 2004); kháng khuẩn

Sự cạnh tranh môi trường sống giữa các vi sinh vật là một hiện tượng tự nhiên, sự tương tác vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong sự cân bằng giữa các vi khuẩn có lợi cạnh tranh với các vi khuẩn gây bệnh. Hệ vi sinh vật bên trong hệ tiêu hóa động vật thủy sản có thể được tạo thành chủ động bằng cách bổ sung các vi sinh vật mong muốn, làm phong phú hệ vi sinh vật và loại bỏ hay làm giảm khả năng gây bệnh của mầm bệnh (Balca´zar, 2002).

Việc sử dụng probiotics cũng giúp tăng cường đáp ứng miễn dịch trong nuôi trồng thủy sản. Hệ miễn dịch không đặc hiệu có thể được kích thích bởi việc sử dụng probiotic. Người ta đã chứng minh rằng bổ sung vi khuẩn Clostridium butyricum qua đường miệng cho cá hồi vân giúp tăng khả năng kháng bệnh của cá đối với các bệnh Vibrio bằng cách tăng hoạt động thực bào của bạch cầu (Sakai và ctv., 1995). Rengpipat và ctv (2000) đã đề cập rằng việc sử dụng Bacillus sp. (strain S11) đã tạo ra khả năng bảo vệ tôm sú (P. monodon) khỏi mầm bệnh bằng việc kích hoạt cả hàng rào miễn dịch tế bào và dịch thể.). Balca´zar (2003) đã chứng minh việc bổ sung một hỗn hợp vi khuẩn (Bacillus sp và Vibrios sp.) đã ảnh hưởng tích cực tới tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm thẻ chân trắng và thể hiện hiệu quả bảo vệ vật chủ chống lại mầm bệnh phát sáng (Vibrio herveyi) và virus gây hội chứng đốm trắng. Khả năng bảo vệ này là nhờ vào sự kích thích hệ miễn dịch bằng cách làm tăng khả năng thực bào và hoạt động kháng khuẩn của vật chủ. Probiotic là nguồn dưỡng chất và cung cấp enzyme cho quá trình tiêu hóa. Vài nghiên cứu cho rằng probiotics có các hiệu quả có lợi cho quá trình tiêu hóa của động vật thủy sản (Balca´zar và ctv, 2006).

Probiotic cũng thể hiện hiệu quả khi bổ sung vào môi trường nuôi thủy sản. Cải thiện chất lượng nước được hỗ trợ đặc biệt bởi các dòng vi khuẩn Bacillus sp. Các vi khuẩn Gram dương chuyển hóa các vật chất hữu cơ thành  CO² tốt hơn vi khuẩn Gram âm. Trải qua quá trình tăng sinh, hàm lượng cao vi khuẩn gram dương có thể  tối thiểu hóa việc hình thành các carbon dạng hữu cơ hòa tan trong môi trường nuôi. Việc sử dụng Bacillus sp được báo cáo rằng đã làm cải thiện chất lượng nước, tỉ lệ sống và tỉ lệ tăng trưởng và tăng cường sức khỏe của tôm sú bột và giảm mầm bệnh Vibrio trong môi trường nuôi (Dalmin và ctv., 2001).

Môi trường nuôi thủy sản có thể xem như một môi trường mở rộng của hệ đường ruột với các yếu tố môi trường nước bao quanh, một hệ vi sinh vật đa dạng bao gồm cả vi  khuẩn không có hại và các mầm bệnh tồn tại trong môi trường nước và môi trường đáy ao, nguồn các chất dinh dưỡng dồi dào từ thức ăn dư thừa và chất thải của động vật thủy sản. Boyd and Cross (1998) đã nói rằng việc sử dụng các probiotic trong môi trường nước có thể giúp cải thiện chất lượng nước nuôi trong khi Moriaty (1998) cho rằng nó có thể giúp cải thiện tỉ lệ sống của vật nuôi.việc sử dụng probiotics trong xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản sẽ mang lại các lợi ích gồm kiểm soát dịch bệnh thông qua việc cạnh tranh môi trường sống, cạnh tranh chất dinh dưỡng, tiết các chất kháng khuẩn ức chế sự phát triển và loại bỏ mầm bệnh khỏi môi trường nuôi. Một loài vi khuẩn chỉ có thể gây bệnh khi chiếm số lượng ưu thế và đủ nhiều trong môi trường nuôi, do đó, việc sử dụng probiotic nếu không loại bỏ hoàn toàn được mầm bệnh thì chúng cũng có thể tạo sự cân bằng, ức chế mầm bệnh phát triển và gây bệnh. Ngoài ra, các vi khuẩn có lợi cũng sử dụng các chất dinh dưỡng như nguồn thức ăn và tăng sinh khối, nhờ đó, các chất thải trong môi trường ao nuôi được loại bỏ, giữ cho  môi trường ao nuôi được sạch hơn.

Probiotic sử dụng trong nuôi trồng thủy sản đã được chứng minh giúp hạn chế việc sử dụng kháng sinh, giảm nguy cơ tạo ra các dòng kháng khuẩn, tạo môi trường nuôi thuận lợi và cạnh tranh môi trường sống với mầm bệnh. Tuy nhiên, việc lựa chọn dòng vi khuẩn thích hợp cũng là một yếu tố rất quan trọng. Vì các vi khuẩn gây bệnh thường là vi khuẩn Gram âm, nên việc sử dụng các vi khuẩn Gram âm làm lợi khuẩn có thể dẫn đến sự dễ dàng trong trao đổi gen và trao đổi các đoạn plasmid. Điều này dẫn đến nguy cơ các gen kháng kháng sinh có thể truyền từ vi khuẩn này sangvi khuẩn khác và có thể truyền đến các vi khuẩn gây bệnh trên người, gây mất an toàn sinh học. Do đó, việc sử dụng các vi khuẩn Gram dương như Bacillus sp và nấm men như Saccharomyces cerevisiae như các nhân tố xử lý môi trường ao nuôi thủy sản sẽ đảm bảo hiệu quả và an toàn hơn.

Bacilus sp là một trong những dòng vi khuẩn phổ biến nhất trong giới vi sinh vật, chúng tồn tại trong cả đất, nước và không khí. chúng tạo thành một nhóm các vi khuẩn dạng que, Gram dương và có khả năng tạo bào tử bền. Bacillus subtilis không gây hại cho động vật, bao gồm cả con người, và chúng là nguồn sản xuất thương mại các chất chuyển hóa thứ cấp như kháng sinh,  enzyme, prtoein khác dòng, kháng nguyên và vaccine (Sonnenschein và ctv, 1993; Berfy và ctv, 2005; Valdez và ctv, 2014). B. subtilis phát triển tốt trên các nguồn carbon và Nito rẻ tiền nhờ enzyme của chúng rất hiệu quả trong phân cắt các nguồn protein, lipid và carbohydrate khác nhau từ động thực vật để tạo ra các đơn vị dinh dưỡng cấu thành cơ bản (Ochoa và ctv, 2014). Bên cạnh đó, hoạt động kháng khuẩn của bacillus cũng được xác định qua khả năng tiết các kháng sinh (Sorokulova,2013). Người ta đã phát hiện đến 795 loại kháng sinh từ các dòng Bacillus. Bacillus spp. được liên hệ với khả năng cải thiện chất lượng nước, giảm mầm bệnh Vibrio trong môi trường nuôi, tăng tỉ lệ sống và cải thiện sức khỏe của tốm sú giống (Dalmin và ctv., 2001; Ngan and Phu, 2011).

Theo Zokaeifar và ctv (2014), sử dụng vi khuẩn B.subtilis trong ao nuôi tôm ở mức 10⁸cfu/ml giúp trong 8 tuần nuôi mang lại các kết quả tốt như cải thiện chất lượng nước, tăng trưởng, hoạt động của các enzyme và tăng cường hệ miễn dịch, kháng bệnh. Li và ctv (2007) đã báo cáo rằng việc bổ sung vi khuẩn B. licheniformis vào môi trường ao nuôi tôm thẻ chân trắng ở hàm lượng 10⁵cfu/ml giúp ức chế sự phát triển của các vi khuẩn Vibrio, kích thích hệ miễn dịch bằng việc tăng tế bào máu, tăng chỉ số SOD và Phenoloxidase trong huyết thanh. Sau đó, Liu và ctv (2010) tiếp tục nghiên cứu thấy rằng B.subtillis E20 khi được bổ sung vào nước nuôi ấu trùng tôm chân trắng ở hàm lượng 10⁹cfu/ml giúp cải thiện tỉ lệ sống, phát triển, đáp ứng miễn dịch và chống lại stress.

Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử. Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của chúng là sử dụng đường glucose, galactose, saccharose, maltose như nguồn cacbon, chúng sử dụng axit amin và muối amon như nguồn nitơ

Chính nhờ đặc điểm dinh dưỡng này mà Saccharomyces cerevisiae có thể được sử dụng như một nhân tố có lợi trong xử lý môi trường ao nuôi thủy sản. valdes và ctv (2013) đã thực hiện một thí nghiệm sử dụng một chế phẩm sinh học chứa các dòng Rhodopseudomonas palustris, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei và Saccharomyces cerevisiae vào môi trường nuôi tôm thẻ chân trắng. Kết quả cho thấy tôm lớn nhanh hơn, rút ngắn thời gian nuôi xuống 90 và 105 ngày so với đối chứng là 120 ngày. Bên cạnh đó, các chỉ tiêu chất lượng nước cũng được cải thiện đáng kể như pH được ổn định ở mức 8.03±0.33 và 7.77±0.22ở 2 ao thí nghiệm so với mức 9.09±0.35 ở ao đối chứng, hàm lượng nitrate giảm còn 0.64 và 0.39 mg/l so với mức 0.71mg/l ở ao đối chứng.

Sản phẩm Sivibac chứa các dòng khuẩn Bacillus và nấm men Saccharomyces giúp cải thiện chất lượng nước môi trường ao nuôi. Sự đa dạng chủng vi sinh trong sản phẩm giúp làm đa dạng khả năng xử lý các chất thải trong môi trường nuôi. Các chủng vi sinh cạnh tranh trực tiếp môi trường sống với các vi khuẩn gây bệnh, ức chế sự phát triển của các mầm bệnh.