Vai trò của vi khuẩn Bacillus trong cải thiện năng suất chăn nuôi

Khoảng chục năm trở lại đây, một số chế phẩm probiotics đã được nghiên cứu bởi các cơ quan khoa học trong nước và đã đi vào sản xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi.

Các chế phẩm probiotics giúp năng lực miễn dịch của hệ miễn dịch đường ruột được cải thiện. Ảnh: LB.

Vai trò của probiotics trong chăn nuôi

Theo nghiên cứu của GS.TS Vũ Duy Giảng và cộng sự: Khoảng chục năm trở lại đây, probiotics đã trở thành một phụ gia quen thuộc trong ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi của nước ta. Một số chế phẩm probiotics đã được nghiên cứu bởi các cơ quan khoa học trong nước và đã đi vào sản xuất. Tuy nhiên, phần lớn các chế phẩm probiotics đang lưu thông trên thị trường là các chế phẩm nhập từ nước ngoài.

Các loài vi sinh vật được sử dụng phổ biến làm probiotics trong chăn nuôi là Enterococcus, Lactobacillus, Bifidobacterium, Pediococcus (thuộc nhóm LAP), Bacillus, Clostridium (nhóm vi khuẩn tạo bào tử), Saccharomyces (nấm men).

Hiệu quả chăn nuôi của các chế phẩm probiotics thường khác nhau, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, đó là chủng loại vi sinh, khả năng sống của các chủng vi sinh trong chế phẩm, số lượng tế bào vi sinh trong 1g chế phẩm, khả năng chịu nhiệt của các chủng vi sinh trong dây chuyền chế biến và bảo quản.v.v.

Đối với hiệu quả của chế phẩm probiotics, Mavromichalis (2014) có nhận xét rằng: “Tuy dưới một cái tên chung là probiotics, nhưng có rất nhiều những chế phẩm probiotics khác nhau, chúng không chỉ khác nhau về giá mà còn rất khác nhau về tính hiệu quả”. Với hiểu biết và kinh nghiệm của mình, tác giả cũng có những nhận xét sau về tác dụng của probiotics.

Probiotics có tác dụng tốt trên gà broiler và lợn con là do những động vật ở giai đoạn này có hệ miễn dịch chưa thành thục và ở đây probiotics có cơ hội phát huy tác dụng. Chế phẩm probiotics có khả năng kháng nhiệt là yêu cầu quan trọng nhất nếu thức ăn được viên, ép đùn hay có các biện pháp xử lý nhiệt khác. Tuy nhiên không phải tất cả các chế phẩm probiotics trên thị trường đều có khả năng kháng nhiệt giống nhau.

Mỗi một chế phẩm probiotics đều đòi hỏi một sự thử nghiệm cẩn thận vì một số nguyên liệu nào đó trong khẩu phần có thể hạn chế hay phát huy tác dụng của chế phẩm. Như vậy, probiotics không có thể coi là phụ gia thêm vào khẩu phần (add-on additives) mà phải coi là một phần của toàn bộ khẩu phần.

Một chế phẩm probiotics có hiệu quả ở một trại nhưng có thể hoàn toàn không hiệu quả ở một trại khác. Nguyên nhân là do có sự khác nhau về hệ sinh thái vi sinh. Điều này là đúng đối với hầu hết các phụ gia tác động vào hệ vi sinh ở ruột.

Như vậy, để đảm bảo được tính hiệu quả của chế phẩm probiotics sử dụng như một phụ gia thức ăn chăn nuôi thì chất lượng của chế phẩm probiotics phải được chuẩn hóa.

Chu kỳ sống và cơ chế tác động của nha bào vi khuẩn Bacillus

Các loài của Bacillus thường được sử dụng làm chế phẩm probiotics, đó là: Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus coagualans, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus cereus var toyoi. Các loài này có khả năng hình thành nha bào, lớp vỏ của nha bào chiếm tới 50% thể tích của nha bào, nhờ đó nó chống chịu được với những điều kiện bất lợi của môi trường như nóng, lạnh, khô hạn, hóa chất, bức xạ…

Nha bào qua thức ăn đi vào dạ dày rồi xuống ruột non, ở đây chúng nảy mầm thành những tế bào sinh dưỡng; tế bào sinh dưỡng phát triển theo cách nhân đôi và đi xuống ruột già; ở ruột già tế bào sinh dưỡng lại tái hình thành nha bào.

Chu kỳ sống và cơ chế tác động của nha bào Bacillus (Simon Cutting, 2016).

Tất cả nha bào và tế bào sinh dưỡng có mặt ở ruột non được các tế bào của mô lympho gắn với ruột (GALT) tiếp nhận, nhờ gắn kết với tế bào M trong mảng Payer. Trong mảng Payer nha bào lại nẩy mầm thành tế bào sinh dưỡng, tế bào sinh dưỡng được tế bào M đem đến cho tế bào hình tua (dendritic cells) và đại thực bào (macrophage cells).

Tế bào hình tua và đại thực bào nhận tế bào sinh dưỡng từ tế bào M rồi đem trình diện với tương bào (plasma cells), tương bào tiết kháng thể IgA. IgA đi vào xoang ruột, ở đây, nó tấn công vào các vi khuẩn xâm nhập hay các vi khuẩn bám dính trên biểu mô ruột.

Phần nha bào không bị tiếp nhận vào GALT sẽ thải ra ngoài theo phân và sống cộng sinh với thực vật. Động vật ăn thức ăn thực vật có chứa nha bào và khi vào trong ống tiêu hóa, chu trình trên được lặp lại. Trong điều kiện bình thường, người ta thấy nha bào trong đường tiêu hóa của người chứa tới 104 CFU/g chất chứa tiêu hóa (GS. Simon Cutting, 2016; TS. Huỳnh A. Hồng và Cộng sự, 2005).

Trong quá trình nha bào Bacillus nẩy mầm thành các tế bào sinh dưỡng, các hoạt chất sinh học như chất kháng khuẩn và enzyme được hình thành. Chính các enzyme (amylase, protease, cellulase và phytase) giúp cho việc phân giải các chất dinh dưỡng trong thức ăn tốt hơn và hấp thu được nhiều hơn, nhờ đó tăng được lượng thức ăn thu nhận và cải thiện năng suất chăn nuôi.

Nhờ sự hoạt động của các enzyme, các chất dinh dưỡng như acid amin hay chất khoáng trong thức ăn được giải phóng nhanh hơn cũng giúp cho năng lực miễn dịch của hệ miễn dịch đường ruột được cải thiện.

Cần lưu ý rằng, các ưu thế của probiotics chỉ có được khi các loài vi sinh trong chế phẩm còn sống với một số lượng đủ lớn khi vào đến ống tiêu hóa của động vật. Như vậy, các loài này phải chống chịu được các điều kiện bất lợi trong dây chuyền sản xuất và trong môi trường của ống tiêu hóa, đặc biệt là chống chịu được với nhiệt độ cao.