Khả năng ức chế Vibrio spp của protein tăng cường vi khuẩn trên tôm thẻ chân trắng

Hàng loạt thử nghiệm đã chứng tỏ phụ gia thức ăn Me-pro tạo khả năng đối kháng tốt cho TTCT trước các chủng vi khuẩn Vibrio – tác nhân gây bệnh AHPND trên tôm. 

Giảm số lượng vi khuẩn

Năm 2017, AHPND xuất hiện ở Ecuador với lượng vi khuẩn V.parahaemolyticus và V.vulnificus được ghi nhận 3×104 cfu/g cùng tỷ lệ chết 100% trong các bể nuôi ấu trùng. Dịch bệnh ảnh hưởng đến ấu trùng ở giai đoạn đầu với tỷ lệ chết 100%, trong khi tỷ lệ chết ở tôm giống là 30 – 40% trong 20 ngày thả nuôi đầu tiên.

Các nghiên cứu gần đây trong hệ thống nuôi tôm sử dụng protein tăng cường vi khuẩn (Me-pro) của hãng Prairie Aquatech, South Dakota, Mỹ đã chứng minh, đây không chỉ là một giải pháp tiềm năng giúp tạo ra thức ăn thủy sản thân thiện sinh thái, mà còn ức chế khả năng phát triển của vi khuẩn Vibrio. Protein này được sản xuất tại nhà máy công nghệ hiện đại, từ nguyên liệu khô dầu đậu tương không biến đổi gen và nấm tự nhiên không độc hại (Aureobasidium pullulans). Phụ phẩm sau khi được lên men còn chứa một lượng đáng kể các peptide chuỗi ngắn và axit amin tự do, với những đặc tính dẫn dụ thức ăn và kích thích tính thèm ăn rất hiệu quả ở vật nuôi. Kết quả từ nhiều thử nghiệm cho thấy Me-pro đã duy trì sức khỏe của tôm, đồng thời nâng cao hiệu suất tăng trưởng và hiệu quả cho ăn, với tỷ lệ bổ sung chỉ bằng một nửa tổng khối lượng các thành phần trong thức ăn.

Nghiên cứu về Me-pro tại Ecuador nhằm đánh giá khả năng ức chế vi khuẩn Vibrio spp của phụ gia này ở các liều bổ sung khác nhau (0,5%, 1% và 2%). Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm sinh học và phân tử sinh học, Qsbiotech ở La Libertad, tỉnh Santa Elena thuộc Ecuador với vi khuẩn Vibrio được lấy từ ruột TTCT.

Xây dựng nghiên cứu

Để phân tích tổng số Vibrio, chuẩn bị môi trường phân lập chọn lọc thiosulfate citrate bile sucrose (TBCS, Difco), bổ sung 2% Natri clorua và ủ ở nhiệt độ 35°C trong 24 giờ. Độ pH của một lít dung dịch được điều chỉnh lên 8,6 và đun nóng đến khi sôi bằng cách khuấy liên tục suốt 2 phút. Sau đó, đặt dung dịch lên các đĩa vô trùng và bảo quản ở nhiệt độ 2 – 8°C đến khi sử dụng. Môi trường ChromAgar được sử dụng để phân lập vi khuẩn V.parahaemolyticus và V.vulnificus: Hòa bột agar (74,4 g) tan trong 1 lít nước cất thành dung dịch đồng nhất và đun sôi ở 100°C.

Để phân lập, sử dụng các chủng probitocis, môi trường TSA (Difco): Hòa tan bột agar (40 g) trong 1 lít nước cất tạo thành dung dịch đồng nhất trong 2 phút và đặt lên đĩa để chưng cất ở 121°C trong 15 phút.

Môi trường (trypticase soy broth, Difco) được sử dụng để phân lập các chủng vi khuẩn V.paraheaemolyticus, V.vulnificus và nhiều probiotics thương mại. Hòa tan bột agar (30 g) trong 1 lít nước cất thành dung dịch đồng nhất suốt 2 phút, đặt lên đĩa để chưng cất ở 121°C trong 15 phút.

Mẫu phụ Me-pro lơ lửng trở lại trong nước cất ở liều thử nghiệm 0,5%; 1% và 2% và được bổ sung vào tất cả môi trường thạch ở 3 nồng độ, nhằm đánh giá khả năng đối kháng V.parahaemolyticus. Chiết xuất DNA và các quy trình đánh giá được hoàn tất bằng kỹ thuật PCR.

Khả năng ức chế vi khuẩn

Các kết quả cho thấy, ở tỷ lệ bổ sung 0,5%; 1% và 2%, Me-pro có khả năng ức chế vi khuẩn Vibrio trong môi trường ChromAgar Vibrio và TCBS. Kết hợp Me-pro trong môi trường TCBS và ChromAgar cho thấy kết quả về hoạt tính ức chế Vibrio type 1 (màu vàng) lần lượt là 38%, 48% và 57%. Với type 2 Vibrio, tỷ lệ ức chế là 78% và 100% với liều bổ sung 1%, 2% và khả năng ức chế V.parahaemolyticus lần lượt là 38%, 45% và 62%. Trong môi trường ChromAGar, Me-pro làm giảm số lượng vi khuẩn V.parahaemolytics ở liều bổ sung 0,5%.

Ba chủng Vibrio là tác nhân gây ra EMS, được phân lập từ các mẫu ấu trùng, nuôi trong môi trường thạch ChromAgar và TCBS và được thử nghiệm bằng PCR. Cấy V.parahaemolyticus (VP AHPND) vào môi trường TSB dung dịch đồng thời bổ sung Me-pro 1% và 2%. Kết quả chỉ ra, Me-pro 1% và 2% làm giảm 40% tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn trong 6 giờ đầu tiên.

Các chủng V.vulnificus được phân lập từ các mẫu tôm có dấu hiệu dịch bệnh và được sử dụng trong thử nghiệm này. Tại Ecuador, số lượng vi khuẩn V.parahaemolyticus và V.vulnificus ở mức độ 104 cfu/g gây tỷ lệ chết cao. Tuy nhiên, với Me-pro 10% có thể tác động mạnh mẽ đến tốc độ tăng trưởng của V.vulnificus và làm giảm 72% số lượng vi khuẩn này chỉ trong 18 giờ. Với tỷ lệ bổ sung Me-pro 15%, tốc độ tăng trưởng của V.parahaemolyticus đã giảm đáng kể 63%.

Me-pro là thành phần thức ăn cho tất cả các loại tôm, cá. Do hàm lượng phytate thấp và 90% phốt pho trong sản phẩm này đều được vật nuôi tiêu thụ; nên bổ sung Me-pro còn làm giảm lượng phốt pho xả vào nước qua chất thải của tôm, cá. Me-pro đã được châu Âu cho phép sử dụng trong thức ăn thủy sản từ năm 2019