Phân biệt các dạng sản phẩm sinh học có hoạt tính cao thường dùng trong thủy sản
Các thay đổi về môi trường, chế độ ăn uống, thuốc men và mầm bệnh đều có thể gây stress cho tôm cá, nó làm mất cân bằng quần thể vi sinh vật trong đường ruột, ảnh hưởng đến việc hấp thu dưỡng chất trong thức ăn và hệ miễn dịch của động vật thủy sản. Các sản phẩm sinh học và các giải pháp sinh học để thay thế kháng sinh và chất kháng khuẩn đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản. Trong bài viết này, tôi xin chia sẻ những khái niệm và thông tin cơ bản về các sản phẩm sinh học được dùng rộng rải hiện nay như prebiotics, probiotics, synbiotics, postbiotics, antibiotics và bioremediators.
1. Prebiotics
Prebiotics (hợp chất tiền sinh học) được định nghĩa là một thành phần của thức ăn không được tiêu hóa, nó có tác dụng kích thích sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật có lợi trong hệ tiêu hóa của động vật. Hay nói cách khác, prebiotics là nguồn thức ăn cho probiotics (là các vi sinh vật sống hữu ích trong đường ruột vật chủ). Prebiotics chủ yếu là các oligosaccharides. Prebiotics lần đầu tiên được mô tả và đặt tên bởi Marcel Roberfroid vào năm 1995. Cũng giống như probiotics, prebiotics được xem là một loại thực phẩm chức năng và nó nằm trung gian giữa thực phẩm và thuốc.
Các prebiotics được sử dụng phổ biến trong sản phẩm thương mại bao gồm các fructan dạng inulin, fructooligosaccharide, galactooligosaccharide, isomaltooligosaccharide, xylooligosaccharide, lactulose, lactosucrose và oligosaccharide từ đậu nành (stachyose, raffinose). Các oligoaccharide này có thể được tìm thấy trong thức ăn tự nhiên hoặc có thể được tổng hợp bằng enzym từ đường đơn (glucose) hoặc đường đôi (sucrose và lactose). Phần lớn các oligosaccharide chứa 3 đến 9 phân tử đường, mặc dù có sự biến động lớn về số lượng các phân tử đường liên kết với nhau. Inulin có nguồn gốc từ rễ cây rau diếp xoăn chứa 2 đến 60 phân tử đường fructose, trong khi lactulose (một prebiotics tổng hợp) chỉ chứa đường galactose liên kết với fructose. Các phân tử đường trong oligosaccharide thường liên kết ở dạng β và do vậy chúng không bị thủy phân bởi các enzym tiêu hóa.
2. Probiotics
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.
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.
3. Synbiotics
Synbiotics là sự kết hợp cả hai probiotics và prebiotics nhằm cải thiện hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột của động vật. Các sản phẩm synbiotics cũng đượng xem là một dạng thực phẩm chức năng, sự kết hợp giữa prebiotics và probiotics có tác dụng làm gia tăng hiệu quả hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột, giúp cho động vật tiêu hóa và hấp thụ thức ăn dễ dàng hơn.
Lý do mà thuật ngữ synbiotics ra đời đó là do khả năng tồn tại của vi khuẩn (probiotics) trong hệ tiêu hóa trở nên kém đi nếu không có "thức ăn" là prebiotics. Để nâng cao khả năng tồn tại, không chỉ do bản chất của sản phẩm mà còn trong đường ruột, vi khuẩn có lợi phải gắn kết nhiều hơn và tốc độ phát triển mạnh hơn nhằm hạn chế tối thiểu sự phát triển của vi khuẩn gây hại. Nếu không có nguồn prebiotics cần thiết để nuôi sống cho những probiotics này, khả năng chịu đựng oxy hóa, pH thấp và nhiệt độ của chúng rất kém. Thêm vào đó, những probiotics này sẽ khó cạnh tranh vị trí với những vi khuẩn gây hại khác nếu nguồn thức ăn là prebiotics không đảm bảo. Vì vậy, việc kết hợp probiotics và prebiotics khi sử dụng là lựa chọn tốt hơn.
4. Postbiotics
Postbiotics là những sản phẩm trao đổi chất của chế phẩm sinh học (probiotics). Một dòng vi khuẩn cụ thể có trong chế phẩm sinh học (probiotics) được xem như là một postbiotics (Ví dụ như, Lactobacillus paracasei B21060, L. rhamnosus GG). Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp postbiotics vẫn được xem là probiotics. Postbiotics cũng có tác dụng kích thích sự tăng trưởng và/hoặc hoạt động của hệ vi sinh vật trong đường ruột của động vật.
5. Antibiotics
Năm 1889, Vuillemin đã đề cập đến từ “antibiosis” với ý nghĩa là sự kháng giữa các sinh vật sống. Sau đó, vào năm 1942, Waksman đưa ra định nghĩa “antibiotics” là những chất được tạo bởi các vi sinh vật, nó chống lại sự phát triển hoặïc tiêu diệt các vi sinh vật khác ở một nồng độ nhỏ.
Xét về mặt từ ngữ, “antibiotics“ có nghĩa là kháng sinh (anta = kháng, bios = sinh vật). Ý nghĩa này quá rộng , có thể bao gồm cả thuốc sát trùng đồng thời không nêu lên được tác động chuyên biệt trên vi sinh vật gây bệnh và tính không độc cho cơ thể sinh vật hữu nhũ ở liều điều trị.
Theo quan niệm mới ngày nay, thuốc kháng sinh là tất cả những chất hóa học, không kể nguồn gốc (chiết xuất từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật, bán tổng hợp hay tổng hợp) có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn (bacteriostatic) hoặc tiêu diệt vi khuẩn (bactericidal) bằng cách tác động chuyên biệt trên một giai đoạn chuyển hóa cần thiết của vi sinh vật. Với định nghĩa này, nhiều thuốc trước đây xếp vào loại chất kháng khuẩn tổng hợp (như sulfamid, quinolone) bây giờ cũng được xếp vào loại kháng sinh.
Phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học như sau:
- Nhóm beta-Lactam: penicillin, ampicillin, amoxicillin, cephalosporin...
- Nhóm aminoglycosid: streptomycin, gentamicin, kanamycin, neomycin...
- Nhóm polypeptid: colistin, bacitracin, polymyxin...
- Nhóm tetracyclinee: tetracyclinee, oxytetracyclinee, chlotetracyclinee, doxycycline..
- Nhóm phenicol: chloramphenicol, thamphenicol
- Nhóm macrolide: erythromycin, spiramycin, tylosin...
- Nhóm kháng sinh gần gũi với macrolide: lincomycin, virginiamycin...
- Nhóm sulfamid: sulfaguanidin, sulfacetamid, sulfamethoxazol...
- Nhóm diaminopyrimidin: trimethoprim, diaveridin
- Nhóm quinolonee: acid nalidixic, flumequin, norfloxacin...
- Nhóm nitrofuran: nitrofurazol, furazolidon, furaltadon...
- Các nhóm khác: glycopeptid, pleuromutilin, polyether ionophore...
6. Bioremediators
Bioremediations là một kỹ thuật xử lý và quản lý chất thải có liên quan đến việc sử dụng các sinh vật sống (vi khuẩn, nấm, thực vật và các enzyme tạo ra từ sinh vật) để loại bỏ hoặc trung hòa tác nhân gây ô nhiễm tại một vị trí cụ thể. Theo EPA, bioremediations là "Quá trình xử lý sử dụng các sinh vật tự nhiên để phá hủy các hợp chất gây độc thành các dạng ít độc hơn hoặc thành hợp chất không gây độc hại."
Kỹ thuật này có thể chia thành hai dạng tổng quát là in situ và ex situ. In situ bioremediations liên quan đến việc xử lý các chất ô nhiễm hoặc gây độc tại một vị trí cụ thể, trong khi đó ex situ bioremediations liên quan đến việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm hoặc gây độc ở một nơi nào đó. Một vài ví dụ về kỹ thuật có liên quan đến bioremediations là phytoremediation, bioventing, bioleaching, landfarming, bioreactor, composting, bioaugmentation, rhizofiltration, và biostimulation.
Tác giả: Triệu Thanh Tuấn, www.aquanetviet.org
Hỗ trợ trực tuyến
-
Hotline Vinhthinh Biostadt - Thủy Sản
Zalo - ĐT: 0912 889 542
-
Hotline Vinhthinh Biostadt- Nông Nghiệp
Zalo - ĐT: 0915446744
HOTLINE0912.889.542
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Trang chủThông tin kỹ thuậtNUÔI TÔM SÚ, THẺThuốc - Hóa chất - chế phẩm sinh học và chất dinh dưỡng bổ sungPhân biệt các dạng sản phẩm sinh học có hoạt tính cao thường dùng trong thủy sản
English
