Probiotic Trong Nuôi Trồng Thủy Sản

Nhiều sản phẩm hiện đang được bán cho ngành nuôi trồng thủy sản trên thực tế không phải là probiotic thực sự và thậm chí có thể gây hại. Các khái niệm về probiotic và ứng dụng của chúng trong nuôi trồng thủy sản sẽ được thảo luận dưới đây.

Probiotic, loại vi khuẩn có lợi tự nhiên hiện nay đã được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong nuôi tôm. Chúng có thể có một hoặc nhiều chức năng có lợi cho người nuôi:

• Cải thiện chất lượng nước và trầm tích đáy ao, giúp giảm căng thẳng cho tôm, từ đó cải thiện sức khỏe tôm.
• Làm sạch nước thải hơn, nhờ đó tác động đến môi trường thấp hơn.
• Vi khuẩn gây bệnh và độc lực của chúng có thể được kiểm soát và hệ sinh thái vi sinh vật tổng thể có thể được quản lý.
• Không sử dụng thuốc kháng sinh. Điều này giúp ngăn chặn sự gia tăng độc lực và khả năng gây bệnh của mầm bệnh dưới nước do kháng sinh. Nó cũng sẽ giảm thiểu nguy cơ kháng nhiều loại kháng sinh.
• Kích thích hệ thống miễn dịch của tôm.
• Cải thiện hệ vi sinh đường ruột và từ đó giảm tỷ lệ mắc bệnh và tăng khả năng tiêu hóa thức ăn

Do đó, năng suất và lợi nhuận sẽ được cải thiện khi sử dụng probiotic có chọn lọc.

Một số khái niệm về vi khuẩn probiotic

Thuật ngữ “probiotic” được định nghĩa là “sự nuôi cấy đơn hoặc hỗn hợp các vi sinh vật sống mà khi sử dụng cho động vật hoặc con người sẽ đem lại tác động có lợi bằng cách cải thiện các đặc tính của hệ vi sinh vật bản địa”. Moriarty (1996a, 1998) đã mở rộng định nghĩa này trong ngành nuôi trồng thủy sản bao gồm việc bổ sung vi khuẩn tự nhiên vào bể và ao nơi vật nuôi sinh sống.

Vi khuẩn probiotic cải thiện sức khỏe của tôm hoặc cá bằng cách kiểm soát mầm bệnh, cải thiện chất lượng nước và thay đổi thành phần quần thể vi sinh vật trong nước và trầm tích. Vi khuẩn probiotic xâm nhập vào ruột thông qua nước hoặc bám vào bề mặt thức ăn hay các hạt khác và được động vật tiêu thụ. Vì vậy, chúng được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản như chất điều hòa chất lượng nước và trầm tích cũng như chất bổ sung vào thức ăn.

Quần thể vi khuẩn trong nước và trầm tích rất phức tạp với nhiều loài khác nhau tương tác ở khoảng cách gần. Probiotic thực sự được thiết kế để tăng cường các loài có lợi và ức chế những loài có hại.

Khi chúng tôi bắt đầu nghiên cứu probiotic trong các trang trại nuôi tôm thương phẩm, các sản phẩm hiện có trên thị trường thường có số lượng ít các loài vi khuẩn quan trọng như Bacillus. Trước khi sử dụng, người nông dân phải ủ Bacillus trong môi trường dinh dưỡng để tạo ra số lượng vi khuẩn đủ cao bổ sung vào ao nhằm mang lại lợi ích (ví dụ, xem Moriarty 1996 a, 1996 b, 1998). Giờ đây, chúng tôi có thể sản xuất các chủng Bacillus tinh khiết với chi phí thấp và đóng gói chúng dưới dạng hỗn hợp bào tử dạng bột có thời hạn sử dụng lâu dài. Loại bột này rất đơn giản cho người nông dân sử dụng.

Nhiều người nuôi tôm cá thường xem probiotic như một loại thuốc kháng sinh. Họ mong đợi một hiệu quả nhanh chóng và dứt điểm. Khi kết quả của việc sử dụng probiotic không đạt được ngay lập tức hoặc không ấn tượng, họ thường cảm thấy chán nản. Sự thay đổi của một quần thể vi khuẩn là cần có thời gian. Đó là một quá trình liên tục đòi hỏi phải bổ sung các chủng vi khuẩn có lợi trong suốt thời gian nuôi. Vi khuẩn được thêm vào phải được lựa chọn cho các chức năng cụ thể, được bổ sung ở mật độ đủ cao và trong điều kiện môi trường phù hợp để có hiệu quả.

Bacillus – Probiotic thực sự trong nuôi tôm

Các loài Bacillus gram dương là những loài sinh ra bào tử và tạo ra nhiều loại hợp chất đối kháng. Chúng thích hợp làm probiotic thương mại trong nuôi trồng thủy sản. Các loài như B. subtilis và B. licheniformis tự nhiên được tìm thấy trong môi trường nước ngọt, nước biển và trong đường ruột của tôm. Chúng được coi là probiotic thực sự cho nuôi tôm (Moriarty 1998, 1999; Decamp và Moriarty, 2005).

Các sản phẩm không hiệu quả được bán dưới dạng probiotic đã khiến người nông dân đặt câu hỏi về khái niệm probiotic thay vì bản chất, phương thức hoạt động hoặc số lượng vi khuẩn trong sản phẩm. Một số loại probiotic chứa các loài vi khuẩn không phù hợp hoặc mật độ vi khuẩn quá thấp để mang lại hiệu quả trong nuôi trồng thủy sản. Ví dụ, các sản phẩm có chứa loài Lactobacillus dành cho động vật giáp xác được sản xuất cho con người hoặc động vật trên cạn sẽ không thích hợp cho tôm vì những vi khuẩn này không tồn tại tự nhiên trong tôm. Một số sản phẩm ở Châu Á có nhãn ghi rõ các loài Clostridium, Pseudomonas putida, P. aeruginosa, Enterococcus faecium và E. faecalis là những tác nhân gây bệnh cho người và/hoặc cá. Một số sản phẩm có chứa vi khuẩn lưu huỳnh tía, cần ánh sáng và H₂S trong điều kiện kỵ khí. Những điều kiện như vậy sẽ gây chết cho tôm.

Hệ vi sinh vật trong trầm tích và nước nơi tôm hoặc cá sống bị ảnh hưởng bởi vi khuẩn được thải ra từ phân của tất cả các động vật trong môi trường của chúng. Nếu có mầm bệnh, mật độ quần thể của nó có thể tăng lên thông qua các tương tác trong đường ruột của động vật và trong phân. Khi thức ăn cho động vật thủy sinh được thêm vào nước, thức ăn sẽ hấp thụ vi khuẩn có trong nước trước khi chúng được ăn.

Tuy nhiên, khi vi khuẩn probiotic được bổ sung vào nước và được hấp phụ vào thức ăn, chúng sẽ xâm nhập vào đường ruột và cạnh tranh với các mầm bệnh. Do đó, người nông dân có thể điều chỉnh thành phần loài bằng cách thêm một số lượng lớn các chủng vi khuẩn hoặc tảo mà họ mong muốn vào môi trường nuôi; nói cách khác, họ tạo điều kiện thuận lợi để các loài vi khuẩn hoặc tảo mong muốn có cơ hội phát triển.

Các quá trình trong ao có sự tham gia của vi khuẩn

Vi khuẩn Vibrio thường chiếm ưu thế khi tảo tàn và mật độ quần thể tôm cao. Sự khuếch tán oxy bị hạn chế trong các mảnh vụn hữu cơ ở đáy ao, đặc biệt là khi tỷ lệ cho ăn cao, vì thế oxy bị cạn kiệt nhanh chóng. Vi khuẩn lên men, bao gồm cả Vibrio, trở nên hoạt động và giải phóng axit hữu cơ, một số trong số chất axit này có thể gây độc cho tôm và được vi khuẩn khử sunfat trong ao nuôi tôm sử dụng.

Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các mảnh vụn hữu cơ và chất nhớt không tích tụ ở đáy ao. Tất cả phân, thức ăn thừa và xác tảo tàn phải được phân hủy nhanh chóng. Chỉ sục khí thôi là chưa đủ. Quần thể vi khuẩn đang hoạt động phải được thay đổi thành những loài thích nghi với sự phân hủy nhanh chóng của các phân tử hữu cơ phức tạp. Nhóm Bacillus sản xuất nhiều loại exo-enzyme rất hiệu quả trong việc phân hủy các phân tử lớn như protein và chất béo.

Khi các chủng Bacillus chọn lọc được thêm vào ao thường xuyên với mật độ cao, chúng sẽ phân hủy chất hữu cơ nhanh hơn so với những ao chỉ có quần thể Bacillus tự nhiên. Bacillus khử nitrat là những chủng có khả năng phân hủy chất thải hữu cơ và sử dụng nitrat khi oxy bị cạn kiệt, đặc biệt hiệu quả ở đáy ao. Hiện nay, một loại sản phẩm của INVE có sẵn trên thị trường có chứa vi khuẩn được chọn lọc đặc biệt để thúc đẩy quá trình phân hủy (Hình 1).

Hình 1: Tác dụng của Bacillus mật độ cao trong ao. Bacillus cạnh tranh với các vi khuẩn khác trong ao để lấy chất hữu cơ từ tảo, thức ăn và động vật. Bacillus được chọn lọc đặc biệt để thay thế Vibrio gây bệnh

Kết quả sử dụng probiotic trong tôm nuôi thương phẩm

Khi một sản phẩm phù hợp và hiệu quả được sử dụng thì kết quả mang lại sẽ rất tốt. Ví dụ, theo Moriarty (1998 và 1999), ở Indonesia và Philippines cho thấy sản lượng cao và ổn định ở tất cả các ao sử dụng probiotic và công nghệ quản lý thích hợp, trong khi những ao không được xử lý probiotic hoặc ao sử dụng kháng sinh thường thất bại do dịch bệnh.

Năm 2004, tại trang trại Teknomin ở Andra Pradesh, Ấn Độ, 25% tôm sú Penaeus monodon đạt trọng lượng 34 g/con trong 3 ao được bổ sung probiotic vào thức ăn (Hình 2). Kích thước trung bình lớn nhất của tôm trong các ao đối chứng chỉ là 25 g/con trong cùng khoảng thời gian (115 ngày). Do đó, lợi nhuận ròng sẽ lớn hơn nhiều khi sử dụng probiotic (Hình 3). Điều này đạt được bằng cách sử dụng các probiotic tương ứng trong nước và bằng cách kết hợp các probiotic Sanolife® trong tất cả thức ăn, để các loài Bacillus có thể xâm nhập vào đường ruột của tôm và cạnh tranh thành công với các loài Vibrio gây bệnh.

Hình 2: Phân bổ sinh khối và kích cỡ tôm tại trang trại Teknomin. Giá trị trung bình được tính dựa trên 3 ao được xử lý bằng Sanolife® PRO-W trong nước và Sanolife® PRO-1 và PRO-2 trong thức ăn của tôm sú Penaeus tại trang trại Teknomin ở Andra Pradesh, Ấn Độ và 3 ao đối chứng. Mật độ thả 10 con/m².

Hình 3: Sự kết hợp giữa SANOLIFE® PRO-1, PRO-2 và PRO-W đã được đánh giá ở Ấn Độ, với 3 ao cho mỗi loại. Tỷ lệ sống và sinh khối tôm thu hoạch cao hơn ở các ao được xử lý bằng probiotic Sanolife. FCR thấp hơn cũng được quan sát thấy ở các ao được xử lý bằng Sanolife, tức là 1,52±0,13 so với 1,6±0,18 ở các ao đối chứng âm. Hơn nữa, tôm có kích thước lớn hơn chỉ được nhận thấy trong các ao được xử lý bằng probiotic Sanolife. Điều này dẫn đến lợi ích tăng gấp 10 lần khi xử lý bằng Sanolife

Probiotic sử dụng trong trại giống

Chức năng chính của probiotic dùng cho trại giống là kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là Vibrio harveyi và V. alginolyticus. Tuy nhiên, kết quả không phải lúc nào cũng tốt vì Vibrios tiến hóa rất nhanh và nhiều chủng có khả năng kháng thuốc mạnh hiện diện ở một số khu vực, một phần là do phản ứng với việc sử dụng kháng sinh. Một số chủng cũng có khả năng kháng probiotic, vì vậy cần chọn lọc các chủng vi khuẩn probiotic có phạm vi địa lý rộng. Gần đây, đã có nhiều báo cáo cho kết quả tốt ở một số quốc gia khác nhau đối với sản phẩm INVE dành cho trại giống (Hình 4).

Hình 4. Trong 2 thử nghiệm riêng biệt được thực hiện trong khoảng thời gian 1 năm ở Thái Lan, ấu trùng naup Penaeus monodon được nuôi đến PL10 và được cho ăn kết hợp Chaetoceros, ấu trùng Artemia và Tôm Lansy (thay thế 40% thức ăn sống) trong chế độ ăn cho ấu trùng của INVE. Trong các thử nghiệm này, việc sử dụng probiotic SANOLIFE MIC hàng ngày ở nồng độ cuối cùng là 1-5x10⁴ cfu/ml nước bể cho kết quả tương tự như kết quả được quan sát thấy khi sử dụng kháng sinh dự phòng và có kết quả tích cực về tỷ lệ sống. Trong cả hai thử nghiệm, lợi nhuận ròng đã đạt được ở nhóm sử dụng Sanolife® MIC, trong khi tỷ lệ sống ở nhóm đối chứng thấp hơn mức cần thiết để đạt được mức hòa vốn.

Sau khi nẩy mầm trong nước vô trùng, sản phẩm được bổ sung hàng ngày vào bể ấu trùng với nồng độ 0,5 ppm cho đến giai đoạn zoea 2 và sau đó là 1 ppm từ giai đoạn zoea 3 đến khi thu hoạch. Kết quả của việc sử dụng probiotic hàng ngày cho kết quả tương tự như kết quả được quan sát thấy khi sử dụng kháng sinh dự phòng. Tỷ lệ sống/sinh khối được cải thiện so với nhóm đối chứng âm, vốn cao hơn chi phí sử dụng probiotic trong tất cả các thử nghiệm.

Rõ ràng, việc giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh do Vibrio đòi hỏi một cách tiếp cận đa ngành, bao gồm các biện pháp vệ sinh và khử trùng tốt để kiểm soát đầu vào các mầm bệnh tiềm ẩn, cũng như quản lý trang trại hợp lý. Tuy nhiên, probiotic chỉ mang lại hiệu quả về mặt chi phí khi chúng được áp dụng hợp lý cùng với cách quản lý trang trại phù hợp.

Theo D. J. W. Moriarty, O. Decamp và P. Lavens

Nguồn: https://aquaasiapac.com/wp-content/uploads/dlm_uploads/2019/12/AquaCulture_Sept0575.pdf

Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

• Probiotic Mang Lại Lợi Ích Cho Tôm Thẻ Chân Trắng Bị Cảm Nhiễm Với AHPND
• Các Chất Thay Thế Mới Như Bacteriocin Dẫn Đầu Trong Việc Thay Thế Kháng Sinh Trong Nuôi Trồng Thủy Sản Ở Tương Lai
• Một Loại Nấm Men Mới Hỗ Trợ Miễn Dịch Tôm