Cục thủy sản

Nuôi trồng thủy sản là lĩnh vực phát triển nhanh nhất của sản xuất lương thực thực phẩm, chiếm gần 50% lượng thủy sản được sử dụng làm thực phẩm cho con người trên toàn thế giới. Người ta ước tính rằng sản lượng nuôi trồng thủy sản nên tăng 2,5 lần vào năm 2030 để theo kịp mức độ tiêu thụ bình quân đầu người hiện tại. Các loài động vật thủy sinh như cá có vẩy, động vật giáp xác và động vật thân mềm này đặc biệt nhạy cảm với một loạt các vi khuẩn gây bệnh, trong đó bao gồm các thành viên của chi Aeromonas, Vibrio và Pseudomonas.

Tuy nhiên, những vi sinh vật, mà là một phần của hệ vi sinh nước, có thể gây bệnh trong các điều kiện căng thẳng, chất lượng nước kém hoặc suy giảm sinh lý của động vật thủy sản (Balcazar et al., 2006). Các chất hóa học thường được sử dụng để kiểm soát quần thể vi khuẩn không mong muốn. Tuy nhiên, phương pháp này đã kích thích sự kháng thuốc của vi khuẩn và các bệnh truyền nhiễm không kiểm soát được (Rodgers và Furones, 2009). Trong bối cảnh này, các vi sinh vật hoặc chế phẩm sinh học đã nổi lên như là các chất hiệu quả để kiểm soát các bệnh truyền nhiễm thông qua các cơ chế loại trừ cạnh tranh. Probiotics được đưa ra trong giai đoạn ấu trùng và vị thành niên làm giảm tỷ lệ tử vong và thúc đẩy sự tăng trưởng (Nimrat et al., 2011). Probiotics thường được trộn vào thức ăn hoặc nước, (Verschuere et al., 2000). Nhiều hợp chất hoạt tính sinh học bao gồm kháng sinh, antitumoral và các tác nhân ức chế miễn dịch cũng như các enzyme khác nhau đã được phát hiện từ các vi sinh vật biển, chủ yếu là xạ khuẩn (Tanaka và Omura, 1990). Trong số đó, các chi Streptomyces đã được coi là một nhà sản xuất tuyệt vời các loại thuốc kháng sinh (Ellaiah và Reddy, 1987).

Tuy nhiên, chỉ một số ít nghiên cứu coi chi này là tác nhân vi sinh cho nuôi trồng thủy sản (Das et al., 2006). Mục đích của nghiên cứu này là nghiên cứu ảnh hưởng của riêng chủng Streptomyces N7 và RL8 hoặc kết hợp với probiotic khác đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei sau khi thử thách với Vibrio parahaemolyticus.

Vật liệu và phương pháp

Tôm thẻ chân trắng con với trọng lượng trung bình 0,78 ± 0.03g được mua từ Công ty AcuaculturaMahr S.A., La Paz, B.C.S. Tôm được nuôi trong bể kính 1500 lít có chứa nước biển được lọc qua một lưới một micron và tiệt trùng bằng tia cực tím (UV). Nước được giữ ở nhiệt độ 29 ± 1°C, độ mặn 37 PSU và có sục khí liên tục suốt thí nghiệm. Tôm được cho ăn tự do ba lần mỗi ngày với một chế độ ăn thương mại (PIASA, 35% protein).

Probiotic và các chủng gây bệnh

Các chủng probiotic được sử dụng trong nghiên cứu này là các chủng Streptomyces RL8 và N7, phân lập từ trầm tích biển và được chọn trong các nghiên cứu về vitro trước đó (García Bernal-et al, 2015.); một hỗn hợp vi khuẩn Bacillus (BMix (Luis-Villaseñor et al, 2011); và Lactobacillus trừ chủng Lactobacillus đã được nuôi cấy ở môi trường Man-Rogosa-Sharpe (MRS), tất cả các chủng khác được nuôi trong nước dùng đậu tương tryptone (TSB) có chứa 3% natri clorua. Streptomyces đã được nuôi cấy trong điều kiện rung ở 30°C trong suốt 7 ngày trong khi Bacillus và Lactobacillus được ủ ở 35°C trong 24-48 giờ. Vi khuẩn sau đó được phân cách ở 4696 g và 4°C trong 10 phút và viên thu được được rửa hai lần bằng nước biển vô trùng. Viên cuối cùng được để lơ lửng trong nước biển vô trùng với một mật độ quang học là 1/600 nm cho xạ khuẩn và 540 nm cho BMix và Lactobacillus; tương đương với dung tích 1 x 109 CFU mL ( TSB). Mầm bệnh vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus CAIM 170 được nuôi cấy trong nước dùng đậu tương tryptone 35°C trong 24-48 giờ. Vi khuẩn được phân cách ở 4696 g và 4°C trong 10 phút và chất viên thu được được lơ lửng trong dung dịch muối 3% (w/v) với một mật độ quang học là 1, tương đương với 1 x 109 CFU mL-1.

Chất pha chế probiotic

Probiotic đã được thêm vào thực phẩm với nồng độ cuối cùng là 1 × 108 CFU g-1 đối với Streptomyces và 1 × 106 CFU g-1 đối với Lactobacillus và BMix. Chế độ ăn đối chứng nhận được một lượng tương đương nước biển vô trùng. Thức ăn được sấy khô ở nhiệt độ phòng trong vòng 24 giờ sau khi thêm probiotic và sau đó được lưu trữ ở 4°C. Việc bổ sung probiotic vào thức ăn được thực hiện hàng tuần.

Sử dụng probiotic

Tôm được phân ngẫu nhiên vào các bể thủy tinh dung tích 120 lít (50 con/bể) chứa nước biển tiệt trùng được lọc, tại nhiệt độ 29 ± 1°C và sục khí liên tục. Chín nhóm thử nghiệm với hai bản sao được thiết lập như sau: (RL8) chủng Streptomyces RL8; chủng Streptomyces N7 (N7); (StrepMix) hỗn hợp Streptomyces (nghĩa là N7 + RL8); (Lact) Lactobacillus; (Lact- StrepMix) Lactobac illus + hỗn hợp Streptomyces; (BMix) hỗn hợp vi khuẩn Bacillus; (BMix-StrepMix) BMix + hỗn hợp Streptomyces; (All-Mix) tất cả- hỗn hợp probiotics; và khẩu phần đối chứng (không bổ sung probiotic). Vào cuối giai đoạn thử nghiệm (30 ngày), mức tăng kích thước (SI), mức tăng trọng lượng (WG), mức tăng trọng lượng hàng ngày (DWG), tốc độ tăng trưởng (GR), tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR), tốc độ tăng trưởng tuyệt đối (AGR), tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) và tỷ lệ sống (SR) của các chế độ ăn khác nhau đã được tính toán theo các phương pháp mô tả trước đây (Felix và Sudharsan, 2004)

Thách thức với Vibrio parahaemolyticus CAIM 170

Thách thức đã được thực hiện theo phương pháp ngâm bằng V. parahemolyticus CAIM 170 với lượng 1 x 106 CFU mL-1 (Austin et al., 1995), sau khi sử dụng probiotic trong 30 ngày. Tất cả chín nhóm đều có mười con tôm và hai bản sao được thử thách. Tỷ lệ sống của tôm được ghi lại trong bốn ngày.

Phân tích thống kê

Tính chất bình thường và tính đồng nhất ban đầu được đánh giá bởi phương thức thử nghiệm tương ứng là Kolmogorov-Smirnoff và Levene, (Sokal và Rohlf, 1981). Dữ liệu được phân tích bằng ANOVA theo sau đó là phương pháp so sánh Tukey để xác định sự khác biệt về tăng trưởng. Các phân tích được thực hiện bằng phần mềm thống kê 6.0 (StatSoft, Tulsa, OK). Mức ý nghĩa thống kê đã được thiết lập tại p <0,05. Tỷ lệ sống đã được tính toán cho từng nhóm thực nghiệm và so với đối chứng dương để xác định tỷ lệ sống qua phương pháp Pearson Chi-square và Fisher, sử dụng chương trình phiên bản SPSS 21.0.

Các kết quả và thảo luận

Ảnh hưởng của probiotics đối với sự tăng trưởng của tôm

Một số thông số tăng trưởng đã được xác định sau khi cho tôm thẻ chân trắng L. vannamei ăn chế độ ăn probiotic khác nhau (Bảng 1). Nói chung nhóm không cho ăn Streptomyces (chủng N7 và RL8) có các thông số tăng trưởng tốt hơn so với nhóm probiotic đối chứng (Lact và BMix) và nhóm đối chứng không được ăn probiotic, mặc dù sự khác biệt này chỉ có ý nghĩa đối với SI cũng như SGR và FCR của chủng Streptomyces RL8 (Bảng 1, p <0,05). Đối với các chế độ ăn kết hợp Streptomyces, các nhóm StrepMix và nhóm BMix-StrepMix cho thấy các thông số tăng trưởng tốt hơn đáng kể so với Lact- StrepMix, All-Mix cũng như nhóm đối chứng không được ăn probiotic (Bảng 1, p <0,05) . Không có tình trạng tôm chết liên quan đến bất kỳ chế độ ăn probiotic nào trong 30 ngày thử nghiệm. Probiotic đã trở thành một mô hình thay thế bền vững cho việc sử dụng các hợp chất hóa học và thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản (Bidhan et al., 2014).

Sự cải thiện tăng trưởng được ghi nhận thông qua việc sử dụng các chủng Streptomyces N7 và RL8 là phù hợp với các nghiên cứu trước đó, cho thấy sự gia tăng tốc độ tăng trưởng của cá cảnh Xiphophorushelleri và tôm sú Penaeus monodon sau khi sử dụng Streptomyces cho thức ăn (Das et al., 2010; Dharmaraj và Dhevendaran, 2010). Các nghiên cứu trước đây cũng đã chỉ ra rằng việc bổ sung probiotic vào thức ăn hoặc nước cải thiện hiệu suất tăng trưởng của L.vannamei (Liu et al., 2009), do sự sản xuất các enzyme ngoại bào như protease, carbohydrolases và lipase  là các nhân tố tham gia vào quá trình tiêu hóa của tôm (Liu et al., 2009). Xạ khuẩn cũng có thể sản xuất một nhóm các enzym ngoại bào khác nhau mà phân hủy các chất hữu cơ như tinh bột, cellulose, protein và lipid (Prakash et al., 2013). Như đã chỉ ra trước đây, chủng Streptomyces N7 và RL8 sản xuất một số các enzyme (García Bernal-et al., 2015). Vì vậy, rất có thể chúng đóng một vai trò trong việc cải thiện sự phát triển như đã tìm thấy trong nghiên cứu này.

Bảng 1. Tác động của probiotics đến các thông số tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng L.vannamei

SI: Mức tăng kích thước; WG: Mức tăng trọng lượng; DWG: Mức tăng trọng lượng hàng ngày; GR: Tỷ lệ tăng trưởng; SGR: Tỷ lệ tăng trưởng cụ thể; FCR: Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn; SR: Tỷ lệ sống.

Dữ liệu được thể hiện dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn. Các chế độ ăn với các chữ cái khác nhau có sự khác biệt đáng kể so với chế độ ăn đối chứng (p <0,05).

Tỷ lệ sống sau khi thử thách với V. parahaemolyticus

Tất cả các nhóm thử nghiệm đã được thử thách với V. parahaemolyticus CAIM 170 sau khi cho tôm ăn các chủng probiotic khác nhau trong thời gian 30 ngày, trừ nhóm đối chứng dương. Sau khi ghi lại tỷ lệ sống trong 96 giờ, tất cả các nhóm ăn probiotic có tỷ lệ sống cao hơn so với nhóm ăn chế độ ăn đối chứng. Các nhóm Streptomyces RL8 và BMix-StrepMix, với tỷ lệ sống gần 95%, một tỷ lệ sống cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (p <0,05, Hình 1). Mặc dù Lact, Lact-StrepMix, Bmix và nhóm All-Mix cho thấy tỷ lệ sống cao, gần 85%, nhưng không cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (p? 0.05, Hình 2).

Chỉ có các nhóm Streptomyces N7 và StrepMix cho thấy tỷ lệ sống thấp nhất trong tất cả các nhóm được cho ăn probiotic.

Hình 1. Tỷ lệ sống của người của tôm Litopenaeusvannamei được cho ăn probiotic khác nhau sau khi thử thách với V. parahemolyticus. Các thanh với các chữ cái khác nhau có sự khác biệt đáng kể so với khẩu phần ăn đối chứng (p <0,05).

Điều này phù hợp với những phát hiện trước đó của Das et al. cho thấy chủng Streptomyces CLS-28 làm tăng đáng kể tỷ lệ sống của tôm sú sau khi thử thách với Vibrio harveyi (Das et al., 2010). Mặc dù các tác giả này cho rằng tác dụng bảo vệ này là nhờ khả năng đã được biết rõ của Streptomyces trong việc sản xuất các hợp chất kháng khuẩn (Das et al., 2010).

Kết luận

Nghiên cứu này cho thấy rằng riêng một số chủng Streptomyces hoặc kết hợp với các chi khác, chủ yếu là vi khuẩn Bacillus, có thể gây một tác dụng probiotic ở tôm bằng cách cải thiện các thông số tăng trưởng và tăng sức đề kháng với bệnh tật. Trong số hai chủng Streptomyces cũng như kết hợp với vi khuẩn Bacillus và Lactobacillus, chủng RL8 Streptomyces và BMix-StrepMix là những ứng cử viên probiotic triển vọng nhất được sử dụng trong nuôi tôm. Sự kết hợp của Streptomyces với Bacillus đáng chú ý hơn nữa do chúng là các vi khuẩn tạo thành bào tử có thể tạo ra vô số các enzyme ngoại bào và kháng sinh (Chater et al, 2010;. Hong and Cutting, 2005), trong đó có thể được phát triển thành các chất kiểm soát mới với tính năng probiotic được cải thiện và thời hạn sử dụng kéo dài.

HNN (Theo: fis.com)