Vai trò của vi khuẩn Lactic trong nuôi tôm

1. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic có đặc điểm chung là vi khuẩn Gram dương, thử nghiệm oxydase và catalase âm tính, hình que hay hình cầu, không tạo bào tử, không di động, kỵ khí tùy nghi và lên men carbohydrate tạo sản phẩm chính cuối cùng là acid lactic (Abee và ctv, 1999). Ngoài ra, nó còn sản sinh ra acid acetic, ethanol, các hợp chất thơm, bacteriocin, exopolysaccharide và một số enzyme quan trọng khác (De Vuyst và Leroy, 2007).

      
Hình 1: Lactobacillus plantarum và Lactobacillus lactis

Vi khuẩn lactic có thể phát triển ở các nhiệt độ khác nhau, nhưng hầu hết chúng đều phát triển ở nhiệt độ tối ưu 20 – 30⁰C, một số loài ưa nhiệt phát triển ở nhiệt độ cao hơn 50 – 55⁰C. Vi khuẩn lactic có khả năng chịu được nồng độ muối cao, pH tối ưu cho hầu hết các vi khuẩn lactic là gần điểm trung tính (pH 7,0).
3. Khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh thông qua việc sản xuất các hợp chất kháng khuẩn của vi khuẩn lacti
Vi khuẩn lactic biểu thị một loạt các hoạt động kháng khuẩn. Trong số các hoạt động đó, việc sản xuất acid lactic và acid acetic là quan trọng nhất. Ngoài ra, một số chủng vi khuẩn lactic được biết đến để sản xuất các hợp chất kháng khuẩn như ethanol, acid formic, acid béo, hydrogen peroxide, diacetyl, reuterin, reutericyclin và đặc biệt là  bacteriocin. Bên cạnh việc sản xuất ra hợp chất như bacteriocin, một số vi khuẩn lactic còn có thể tổng hợp peptide kháng khuẩn khác góp phần vào việc bảo quản thực phẩm một cách an toàn. Một trong những đặc điểm của các hợp chất kháng khuẩn là khả năng chống lại các vi khuẩn gây bệnh đường ruột như Escherichia coli, Salmonella và nhóm Vibrio spp. (De Vuyst và Leroy, 2007).

• Acid hữu cơ

            Sản phẩm chính của quá trình lên men là các acid hữu cơ, tùy vào từng loại vi sinh vật và điều kiện môi trường mà sản phẩm acid là khác nhau (Yang, 2000).
Acid lactic là sản phẩm chính của quá trình lên men lactic. Acid lactic làm giảm pH môi trường dẫn đến ảnh hưởng đến pH nội bào của vi khuẩn gây bệnh nên có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Khi acid lactic đi qua màng tế bào, nó sẽ giải phóng ra proton H⁺, làm acid hóa nội bào, phá hủy cơ chế vận chuyển qua màng tế bào gây chết tế bào vi khuẩn (Đặng Phương Nga và ctv, 2007). Mặt khác, pH giảm cũng ức chế quá trình đường phân, tế bào vi khuẩn cạn kiệt năng lượng dẫn đến chết tế bào.
Do đó, việc sử dụng chế phẩm chứa vi khuẩn lactic đưa vào đường ruột của vật nuôi sẽ làm giảm pH đường ruột làm cho các vi khuẩn gây bệnh không phát triển được, từ đó làm giảm tác hại cho vi sinh vật gây ra.

• Hydrogen peroxide và carbon dioxide

Tính chất kháng khuẩn của hydrogen peroxide chủ yếu thông qua việc tạo ra các chất oxy hóa mạnh như oxygen nguyên tử, các gốc superoxide và các gốc hydroxyl tự do. Các chủng Lactobacillus, Lactococcus sản xuất hydrogen peroxide có khả năng ức chế Staphylococcus aureus và Pseudomonas sp.
Carbon dioxide được sản xuất thông qua con đường lên men lactic dị hình có thể ức chế enzyme decarboxylase và sự tích tụ của khí  carbon dioxide trong lớp đôi lipid kép có thể gây ra rối loạn chức năng trong thẩm thấu. Carbon dioxide có khả năng ức chế nhiều vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm đặc biệt là vi khuẩn gram âm, mức độ ức chế khác nhau đáng kể giữa các vi sinh vật (Yang, 2000).

• Diacetyl và acetaldehyde

Diacetyl thường được sản xuất bởi các dòng vi khuẩn lactic lên men citrate. Hiệu quả kháng khuẩn của diacetyl đã được biết đến từ những năm 1930. Nó ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn gram âm bởi phản ứng với các protein arginine, do đó ảnh hưởng đến việc sử dụng arginine. Và vi khuẩn gram âm là nhạy cảm hơn với diacetyl so với vi khuẩn gram dương. Diacetyl 344 mg/ml ức chế các chủng vi khuẩn Listeria, Salmonella, Yersinia, Escherichia coli và Aeromonas.
Acetaldehyde 10 – 100 ppm ức chế sự phát triển của Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium và E. coli (Yang, 2000).

• Acid béo

Các axit béo không bão hòa có khả năng ức chế vi khuẩn gram dương, các hoạt động kháng nấm của axit béo phụ thuộc vào chiều dài chuỗi và pH của môi trường

•             Reuterin có khả năng ức chế sự phát triển của hầu hết các vi sinh vật có hại như vi khuẩn Gram dương, vi khuẩn Gram âm, nấm men, nấm mốc, kí sinh trùng và thậm chí cả virus. Reuterin có hoạt tính kháng khuẩn diện rộng do nó cạnh tranh với các ribonucleotide trong việc gắn với vị trí nhận biết ribose của ribonucleotide reductase - enzyme đầu tiên khởi động quá trình tổng hợp DNA.
• Hầu hết vi khuẩn lactic đều tổng hợp được bacteriocin hay những chất gần giống bacteriocin nên chủng loại của các hợp chất kháng khuẩn này rất đa dạng như lactacin, nisin, acidolin,… Các chất này có khả năng ức chế các tế bào trong cùng họ hay khác họ (Đặng Phương Nga và ctv, 2007). Do đó, việc sử dụng vi khuẩn lactic có khả năng sản sinh bacteriocin mạnh sẽ ức chế hiệu quả các vi khuẩn gây bệnh. Đồng thời, các sản phẩm từ vi khuẩn lactic không ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như sự sinh trưởng của vật nuôi nên rất an toàn