Ngăn ngừa bùng phát dịch bệnh thông qua kiểm soát vi khuẩn hiệu quả

Nuôi trồng thủy sản là ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm phát triển nhanh nhất và hiện đang đóng vai trò quan trọng trong sản xuất protein toàn cầu. Nhu cầu  protein thủy sản nâng cao đã dẫn đến tăng cường sản xuất, điều này liên kết trực tiếp với tỷ lệ bệnh tăng lên. Các mầm bệnh chính ảnh hưởng đến ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản bao gồm nấm, virus, ký sinh trùng và vi khuẩn.

Mối đe dọa của vi khuẩn

Vi khuẩn có thể tồn tại rất tốt trong môi trường thủy sản, đặc biệt là khi nhiệt độ nước tăng lên, có thể gây thiệt hại kinh tế đáng kể. Tất cả các vi khuẩn như Aeromonas, Edwardsiella, Pseudomonas, Streptococcus, Vibrio và Yersinia có thể gây bệnh cho động vật thủy sản. Bùng phát bệnh do vi khuẩn thường bao gồm việc sử dụng thuốc kháng sinh. Tuy nhiên, do nhu cầu tiêu dùng ngày càng phản đối sử dụng kháng sinh xúc tiến tăng trưởng nên việc sử dụng chúng có thể ngăn chặn nhà sản xuất không bán sản phẩm sang các thị trường xuất khẩu. Ngoài ra, sử dụng rộng rãi kháng sinh như vậy có liên quan đến sự phát triển của các chủng kháng kháng sinh và chuyển gen kháng giữa các loài vi khuẩn khác nhau. Sự xuất hiện của vi khuẩn kháng bệnh có tác động tiêu cực, không chỉ với nuôi trồng thủy sản, mà còn đối với sức khỏe con người và ảnh hưởng đến nhận thức người tiêu dùng một cách tiêu cực hơn. Do đó, nhu cầu về lựa chọn thay thế với môi trường thân thiện cao hơn bao giờ hết.

Axit hữu cơ để kiểm soát mầm bệnh

Axit và hỗn hợp các axit hữu cơ như một công cụ hiệu quả để cải thiện hiệu suất tăng trưởng và kiểm soát mầm bệnh trong nuôi trồng thủy sản. Gần đây các nhà nghiên cứu đã tập trung vào vai trò của các axit hữu cơ và muối của chúng trong công tác phòng chống và kiểm soát dịch bệnh với thành công rực rỡ. Trong khi ảnh hưởng của axit hữu cơ trên vi khuẩn gây bệnh vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng thì chúng ta có thể phát huy tác dụng kìm hãm vi khuẩn hoặc diệt khuẩn tùy thuộc vào tình trạng sinh lý của cơ thể và các đặc tính hóa lý của môi trường. Axit hữu cơ không hòa tan là lipophilic và có thể bỏ qua các màng sinh chất của vi khuẩn một cách dễ dàng. Ở bên trong tế bào, nơi nồng độ pH thường trung tính hơn môi trường bên ngoài thì các axit hữu cơ phân tách trong các anion và proton của chúng. Thông thường, sự sụt giảm pH tế bào chất do cơ chế này là hiệu quả độc hại chính của axit hữu cơ. Gần đây, cơ chế độc tính khác đã được đề xuất như khả năng can thiệp của các axit vào cấu trúc màng tế bào chất và chức năng cũng như vận chuyển chất dinh dưỡng, vận chuyển electron và tổng hợp phân tử bên trong tế bào.

Chọn một giải pháp khoa học hậu thuẫn

Thị trường axit hữu cơ trong nuôi trồng thủy sản là rất lớn, và việc lựa chọn giải pháp đúng có thể được ví như một bãi mìn. Điều quan trọng là sản phẩm được đánh giá bằng mô hình in vitro và in vivo. Một ấn phẩm gần đây đã chứng minh Biotronic® Top3 (BIOMIN GmbH), chất acid hoá nâng cao, có thể được sử dụng để giảm mầm bệnh và cải thiện khả năng kháng bệnh trong nuôi trồng thủy sản (Menanteau-Ledouble et al. 2017).

Kiểm soát mầm bệnh trong ống nghiệm

Các nhà khoa học nuôi một số mầm bệnh trong môi trường phát triển, có và không có Biotronic® Top3. Các mầm bệnh được lựa chọn dựa trên khả năng gây bệnh phổ biến và thiệt hại kinh tế cao trong nuôi trồng thủy sản, bao gồm Aeromonas spp., Edwardsiella sp., Pseudomonas sp., Streptococcus sp., Vibrio spp. và Yersinia sp. Các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng Biotronic®Top3 giảm sự phát triển của tất cả các tác nhân gây bệnh (Hình 1). Biotronic® Top3 có hiệu quả nhất nhằm chống lại các mầm bệnh Gram âm, mặc dù sự ức chế của Streptococcus cũng đã được quan sát. Đây không phải là điều đáng ngạc nhiên, bởi vì cấu trúc có chứa phức hợp thấm độc đáo  Biomin®, được thiết kế đặc biệt để làm suy yếu màng ngoài của vi khuẩn Gram âm.

Hình 1. sự ức chế tăng trưởng của các mầm bệnh thủy sản bằng Biotronic® Top3.

Trong kết quả in vivo

Hệ thống nuôi trồng thủy sản và động vật liên quan thì phức tạp hơn việc đơn giản hóa trong các mô hình in vitro. Trong một nghiên cứu, cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) không nhiễm mầm bệnh (SPF), được chia thành hai nhóm, và được điều trị bằng thức ăn công nghiệp hoặc thức ăn cùng với bổ sung Biotronic® Top3. Sau 25 tuần, cá bị nhiễm Aeromonas salmonicida do tiêm trong phúc mạc (IP), ngâm và sống chung. Đối với mục đích kiểm soát chất lượng, cá ở cả hai phương pháp điều trị cũng thực hiện cho nhiễm để tìm hiểu nguy cơ tử vong. Một khi nhiễm trùng đã xâm nhập thì khả năng sống sót được tính toán (Hình 2). Trong bể kiểm soát, tỷ lệ tử vong đã được quan sát ngay lập tức khi xuất hiện độc lực mầm bệnh, trong khi ở phương pháp điều trị Biotronic® Top3 tỷ lệ tử vong thấp hơn nhiều, chỉ ra rằng nhiễm trùng có thể bị kìm hãm chậm lại. Điều này có thể có lợi cho người nuôi cá vì chúng ta có thể xác định bệnh mà không phải gánh chịu những thiệt hại lớn. Sau 35 ngày thử thách, cá bổ sung Biotronic® Top3 cho thấy khả năng tồn tại cao hơn đáng kể (80%), so với chỉ 60% ở bể chứa kiểm soát, thể hiện khả năng bảo vệ của Biotronic® Top3. Hơn nữa, cá hồi vân nhận Biotronic® Top3 đã sống sót cao hơn đáng kể (70%) so với những con không nhận bổ sung (25%), khi thử thách qua tiêm IP.

Hình 2. Các đường cong thể hiện khả năng sống sót của cá trong thách thức mầm bệnh. Dữ liệu đại diện cho tỷ lệ tử vong trung bình trên ba tuyến đường lây nhiễm. Nguồn: BIOMIN

Phần kết luận

Dịch bệnh là mối đe dọa dai dẳng đến khả năng sinh lời. Bổ sung chế độ ăn uống  Biotronic® Top3 cải thiện sức khỏe đường ruột bằng cách giảm tải mầm bệnh và tăng sức đề kháng bệnh mà không ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng. Bằng cách cho phép các nhà sản xuất nuôi trồng thủy sản tránh sử dụng kháng sinh xúc tiến tăng trưởng, Biotronic® Top3 cung cấp một sự lựa chọn thú vị đối với biện pháp kiểm soát mầm bệnh truyền thống, mở ra cánh cửa cho khả năng sinh lời cao hơn.

Bài viết này ban đầu xuất hiện trong thức ăn thủy sản quốc tế.

Về Tác Giả: Antonia Tacconi, Tiến sĩ - Giám đốc sản phẩm axit, và Benedict Standen, tiến sĩ -  Giám đốc sản phẩm vi khuẩn tại BIOMIN, quốc gia Áo