Làm thế nào để sản xuất một sản phẩm vi sinh chất lượng dùng trong NTTS?

Hình 1: Số lượng xuất bản khoa học về vi sinh trong NTTS (Nguồn: PubMed, tháng 12, 2017)

Ngành NTTS hiện nay không chỉ cần mang lại lợi nhuận mà còn phải mang tính bền vững. Do đó, những giải pháp cụ thể để tối ưu hóa sản xuất và nuôi theo hướng tự nhiên cũng như thân thiện môi trường đang được ưu tiên. Một trong những giải pháp phổ biến nhất hiện nay là sử dụng vi sinh thay thế kháng sinh để cải thiện năng suất và ngăn ngừa dịch bệnh trong nuôi tôm, cá.

Vi sinh sử dụng trong thủy sản chiếm phần lớn là họ Bacilli và nấm men. Tuy nhiên, nếu xét đến hiệu quả sử dụng vi sinh cho động vật thủy sản thì có rất ít sản phẩm đạt được: câu hỏi đặt ra là vì sao?

Các nhà sản xuất đưa ra rất nhiều giải pháp vi sinh cho NTTS. Ví dụ: trong một khảo sát 12 sản phẩm vi sinh khác nhau trên thị trường được dùng trong nuôi tôm ở Thái Lan (Nimrat & Vuthiphandchai, 2011): Trong số các sản phẩm được khảo sát, chỉ 2 sản phẩm cung cấp đầy đủ thông tin trên nhãn dán về tổng số và loài vi sinh và liều khuyến cáo. Tuy nhiên, tất cả 12 sản phẩm điều không có thành phần và đạt được tổng số như đã công bố trên nhãn dán, một số sản phẩm còn có sự khác biệt đáng kể.

Vậy làm thể nào để chọn sản phẩm vi sinh hiệu quả nhất?

Vi sinh chết thì không tốt?

Điều đầu về vi sinh, theo định nghĩa, là phải còn sống, và đây là điểm khác biệt với hầu hết các nguyên liệu thức ăn khác. Điều này hoàn toàn đúng khi hiệu quả của vi sinh phụ thuộc vào đặc điểm sinh lý, hoạt động và phát triển của chúng. Vi sinh phải sống được trong các điều kiện sản xuất thức ăn, lưu trữ và hệ tiêu hóa vật nuôi. Sự phát triển của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

– Đặt tính của chủng, vì mỗi loài có những yêu cầu cụ thể riêng.

– Cũng như chất lượng sản xuất từ quá trình lên men đến sấy lạnh và đóng gói. Những yếu tố này thường không được quan tâm đúng mức.

Hình 2: Các yếu tốt ảnh hưởng tính ổn định của vi sinh

Sản xuất vi sinh sống đòi hỏi sự chuyên nghiệp và quản lý chất lượng chặt chẽ trong tất cả giai đoạn và rất ít công ty trên thế giới sở hữu công nghệ và quy mô công nghiệp để sản xuất sản phẩm vi sinh sống đảm bảo những thông tin trên nhãn dán đúng với những gì có trong sản phẩm: vi khuẩn tinh sạch, sống, ổn định, và bền vững, như những mô tả trong khảo sát của Nimrat và Vuthiphandchai. Do đó, nên sử dụng các sản phẩm từ các công ty và nhà sản xuất uy tín.

Hình 3: Biểu đồ mô tả quy trình sản xuất vi sinh vi khuẩn

Một sản phẩm vi sinh phải chuyên biệt

Các nghiên cứu chứng minh hiệu quả của vi sinh sẽ tùy vào từng chủng riêng biệt. Chọn lựa đúng chủng cho các ứng dụng phù hợp, cụ thể là bổ sung vào thức ăn thủy sản, đòi hỏi khả năng chọn lọc chủng và công nghệ. Ví dụ, Trung tâm nghiên cứu Lallemand Aquapharm sử dụng công nghệ sàng lọc vi sinh độc quyền, nền tảng “SeaRch”, để sàng và chọn lọc các chủng tốt nhất cho các ứng dụng cụ thể (Hình dưới).

Xác định và định danh chủng vi sinh là chìa khóa để phát triển và là một mắc xích trong quy trình đăng ký. Định danh chủng đóng vai trò quan trọng trong mối liên hệ giữa chủng với cơ chế hoạt động và hiệu quả lên vật nuôi. Ngày nay, các nghiên cứu vi sinh và hồ sơ trao đổi chất được thực hiện nhờ vào các kỹ thuật định danh phân tử. Thêm vào đó, giải mã hoàn toàn bộ gen được tiến hành trên các chủng vi sinh thương mại. Quá trình định danh cụ thể các chủng vi sinh, bao gồm chi, loài, cũng như mã số định danh chủng, cần được công bố trong hồ sơ sản phẩm.

Hồ sơ an toàn sản phẩm

Hồ sơ đăng ký vi sinh ở châu Âu gồm 3 phần:

1) Chất lượng và định danh chủng (Đặc điểm chủng (hình thái, trao đổi chất, đặc tính…), quá trình sản xuất, ổn định (ở thể đơn hay phối trộn), phương pháp phân tích.

2) An toàn: Cho các loài vật nuôi (không gây hại ở mức gấp 10 lần với liều khuyến cáo) và đối với người vận chuyển và khách hàng cuối cùng (khuyết khả năng kháng kháng sinh, gen gây độc tố và gen gây đột biến) và môi trường.

3) Hiệu quả: Hiệu quả sản phẩm phải được chứng minh ở loài được đăng ký dùng.

Các yếu tố về an toàn đặc biệt quan trọng trong môi trường nước. Với một tình huống thực tế như việc phát tán kháng kháng sinh thì môi trường NTTS sẽ là hồ chứa, hay “vùng đỏ cho các gen kháng kháng sinh” cho việc trao đổi và kết hợp gen diễn ra. Khoảng 90% vi khuẩn có nguồn gốc từ nước biển có thể kháng 1 hay nhiều loại kháng sinh và hơn 20% vi khuẩn có thể kháng ít nhất 5 loại (Martínez, 2003). Trong một xuất bản năm 2017, Watts et al. khuyến cáo khả năng kháng kháng sinh cần phải được đánh giá khi một chủng vi khuẩn được sử dụng như vi sinh. Ở châu Âu, Cơ quan An toàn Thực phẩm (EFSA) thông qua phương pháp đủ điều kiện an toàn (QPS) trong đánh giá vi sinh vật, trong đó bao gồm việc sàng lọc 13 loại kháng sinh.

Pediococcus acidilactici CNCM I-4622 (MA 18/5M) (thành phần trong sản phẩm LALPACK® PROBIO) nằm trong danh sách GRAS Mỹ (cục FDA, thông thường biết đến là an toàn) và QPS châu Âu.

Các nghiên cứu khoa học về cơ chế hoạt động của vi sinh

Đặc tính của vi sinh phụ thuộc vào từng chủng: một đặt tính được tìm thấy trên chủng này sẽ không đại diện cho chi hoặc loài của chủng vi khuẩn đó. Do đó, trong nghiên cứu và tài liệu sản phẩm cần ghi rõ chủng với mã số định danh.

Một số cơ chế quan trọng của vi sinh có lợi cho các loài nuôi thủy sản. Hai cơ chế chính là:

1) Hiện diện, bám dính và tồn tại: Vi sinh được tìm thấy và tồn tại trong môi trường khắc nghiệt của đường ruột nhiều loài cá và tôm và ở nhiều điều kiện nhiệt độ.

2) Cải thiện hệ vi sinh đường ruột: một khi hiện diện trong đường ruột, vi sinh tác động lên hệ vi sinh đường ruột, thay đổi sự cần bằng giữa vi khuẩn có lợi và gây hại như Vibrio.

Những lợi ích khác nên có của vi sinh được chọn như:

– Tác động lên phản ứng miễn dịch: Một số vi sinh được ghi nhận kích thích cân bằng hệ miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu thông qua tác động với niêm mạc ruột. Ví dụ, các nghiên cứu trên chủng P. acidilactici CNCM I-4622 (MA 18/5M) (thành phần trong sản phẩm LALPACK^® PROBIO) cho thấy cân bằng miễn dịch và kháng ôxy hóa trên cá và tôm. Ảnh hưởng của vi sinh lên hệ vi sinh ruột dường như tác động lên hệ thông miễn dịch niêm mạc và hệ miễn dịch không đặc hiệu.

– Tác động lên tính vẹn toàn đường ruột và hấp thu dinh dưỡng: Thông qua ảnh hưởng lên hệ vi sinh và miễn dịch tại chỗ, vi sinh có khả năng cải thiện quá trình phát triển thành ruột và tính toàn vẹn, từ đó cải thiện việc hấp thu dinh dưỡng cho cá và tôm.

Hiệu quả lên năng suất

Hiệu quả trong phòng thí nghiệm là một phía, hiệu quả trong điều kiện thực tế lại là một phía khác. Chọn lựa sản phẩm vi sinh mang đến hiệu quả trong thí nghiệm và điều kiện ao nuôi là rất quan trọng. Yêu cầu thứ ba trong đăng ký sản phẩm ở châu Âu là hiệu quả phải được chứng minh ở loài được đăng ký dùng với ít nhất 3 thí nghiệm ở 2 địa điểm khác nhau, theo quy định của Liên minh châu Âu. Chủng vi sinh P. acidilactici CNCM I-4622 (MA 18/5M) (thành phần trong sản phẩm LALPACK® PROBIO) được cấp phép sử dụng cho các loài vật nuôi thủy sản dựa trên rất nhiều thí nghiệm đánh giá trên tôm, cá hồi và nhiều loài cá nước mặn khác. Trong lần được cấp phép đầu tiên năm 2009, rất nhiều thí nghiệm đã được tiến hành để khẳng định hiệu quả của chủng lên 3 nơi như đã được đề cập trước đó: cân bằng hệ vi sinh đường ruột, điều hòa miễn dịch, tính vẹn toàn đường ruột, từ đó cho hiệu quả vượt trội trong năng suất và kháng với mầm bệnh được cảm nhiễm.

Một ví dụ điển hình là một thí nghiệm trên tôm được thực hiện ở Brazil. Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) giai đoạn gièo được nuôi trong bể tròn. Mục tiêu thí nghiệm nhằm đánh giá ảnh hưởng của vi sinh trộn với thức ăn ép đùn trong điều kiện nuôi mật độ cao, nồng độ muối cao, tương tự với điều kiện thực tế ngoài ao nuôi. Sau 80 ngày nuôi, tôm được bổ sung với P. acidilactici CNCM I-4622 (MA 18/5M) (thành phần trong sản phẩm LALPACK® PROBIO) cho trọng lượng cải thiện đáng kể so với đối chứng. Tỷ lệ chuyển hóa thức ăn được cải thiện 5,4%, theo đó đạt năng suất trên đơn vị thức ăn tốt hơn trong điều kiện bất lợi. Trên cá và các thí nghiệm cảm nhiễm, thí nghiệm gần đây được thực hiện với chủng vi sinh trên với cá đá Hàn Quốc (Sebastes schlegelii) ở điều kiện thông thường và cảm nhiễm với mầm bệnh Edwardsiella tarda. Trước hết, kết quả cho thấy cải thiện chỉ số miễn dịch trong điều kiện chưa cảm nhiễm. Số lượng tế bào bạch cầu và hoạt tính lysozyme tăng lên đáng kể so với đối chứng. Kết quả là cá được bổ sung vi sinh cải thiện các chỉ số miễn dịch không đặc hiệu, cho thấy cải thiện hệ thống phòng vệ trước mầm bệnh. Tỷ lệ sống của cá đá Hàn Quốc khi cảm nhiễm với Edwardsiella tarda được cải thiện 30% (tỷ lệ sống đạt 46,7%) ở nhóm vi sinh khi so sánh với đối chứng không bổ sung vi sinh (tỷ lệ sống đạt 16,7%).

Làm cách nào để phát triển các giải pháp vi sinh cho NTTS

Quy trình phát triển 4 bước “thực tiễn tiên phong trong khoa học hỗ trợ” của Lallemand Animal Nutrition cho sản phẩm vi sinh dùng trong NTTS.

Hỗ trợ kỹ thuật

Vi sinh là giải pháp kỹ thuật và chìa khóa thành công là hiểu rõ cơ chế hoạt động và điều kiện sử dụng, từ việc phối trộn vào thức ăn thủy sản đến sử dụng ngoài ao nuôi. Dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật từ nhà cung cấp đóng vai trò quan trọng đến thành công của người nuôi. Hiện tại, Lallemand Animal Nutrition đã có văn phòng đại diện tại Việt Nam nhằm mang đến các dịch vụ hỗ trợ tốt nhất giúp người nuôi thành công.

Kết luận

Trong suốt quá trình nuôi, cá và tôm gặp nhiều yếu tố stress: mầm bệnh, vận chuyển (chuyển sang ao nuôi), mật độ nuôi cao, và các yếu tố stress từ môi trường (nồng độ muối, nhiệt độ). Theo đó, rất cần thiết phải thực hành quản lý tốt ao nuôi để hạn chế rủi ro liên quan đến các yếu tố nêu trên và tối ưu hóa sức khỏe và năng suất. Một sản phẩm vi sinh khi được chọn lọc, chứng minh an toàn, hiệu quả và nghiên cứu tốt, sẽ là giải pháp hiệu quả khi được thực hành cùng với quản lý ao nuôi toàn diện, nhằm kiểm soát hệ sinh thái vi sinh ở trong đường ruột cá và tôm (an toàn sinh học, phòng bệnh, phương pháp cho ăn…).

>> Vi sinh là vi sinh vật sống được bổ sung vào thức ăn, mang lại hiệu quả tốt cho vật nuôi bằng việc cải thiện cân bằng hệ vi sinh đường ruột.

Stephane Ralite, Sylvie Roquefeuil, Mathieu Castex

Lallemand Animal Nutrition