Chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản – tầm quan trọng và triển vọng phát triển

Chế phẩm sinh học và cơ chế hoạt động

Thuật ngữ chế phẩm sinh học (probiotics) thường được định nghĩa là các vi khuẩn có lợi cho vật chủ. Theo Fuller (1989), chế phẩm sinh học là sự bổ sung một loại thức ăn vi sinh vật sống có tác dụng có lợi cho vật chủ qua việc cải tiến sự cân bằng vi sinh hệ trong đường ruột của vật chủ. Trong nuôi trồng thủy sản, chế phẩm sinh học thường được sử dụng như một phương tiện kiểm soát dịch bệnh, bổ sung các chất kháng khuẩn,…, tuy nhiên, việc hiểu cơ chế hoạt động của chế phẩm sinh học còn rất hạn chế. Theo một vài công trình nghiên cứu gần đây chế phẩm sinh học được hoạt động theo một số khía cạnh sau:

Cạnh tranh loại trừ vi khuẩn gây bệnh

Chế phẩm sinh học có khả năng bám dính và xâm chiếm bề mặt niêm mạc ruột, do vậy tạo ra cơ chế bảo vệ chống lại mầm bệnh qua việc cạnh tranh điểm bám và thức ăn.

Tạo ra các hoạt chất ức chế

Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh các dòng chế phẩm sinh học sản sinh ra các chất diệt khuẩn chống lại các mầm bệnh thông thường trên cá như Enterococcus durans, Escherichia coli, Micrococcus luteus and Pseudomonas aeroginosa.

Tăng cường hệ miễn dịch của vật nuôi

Các chế phẩm sinh học có thể kích thích hệ miễn dịch của vật nuôi. Các chất kích thích miễn dịch khác nhau tùy theo môi trường và cách sử dụng. Các chất dẫn xuất nhất định như polysaccharides, lipoproteins, nucleotides and ß-glucans có khả năng làm tăng bạch huyết cầu bằng cách kích hoạt đại thực bào. Việc sử dụng Bacillus sp đã được chứng minh có hiệu quả trong việc phòng bệnh trên vật nuôi bằng cách kích hoạt hệ miễn dịch dịch và hệ miễn dịch tế bào trong nuôi tôm sú (Rengpipat et al, 2000).

Tầm quan trọng của chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản

Tăng cường sức khỏe và ngăn chặn mầm bệnh

Trong một thời gian dài, các chất kháng sinh đã được sử dụng để ngăn ngặn bệnh dịch trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh gây ra nhiều vấn đề như dư thừa chất kháng sinh trong các sản phẩm thủy sản, tạo ra các cơ chế kháng khuẩn cũng như làm mất cân bằng các men tiêu hóa trong đường ruột, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của vật nuôi. Hơn nữa, nhu cầu của con người đối với các sản phẩm thủy sản sạch và an toàn trên thế giới ngày càng cao. Do vậy, việc sử dụng chế phẩm sinh học là một phương pháp hữu hiệu trong việc ngăn chặn mầm bệnh và kiểm soát dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản.

Chế phẩm sinh học có khả năng sản sinh ra các chất hóa học có tác dụng diệt các vi khuẩn gây bệnh bám trên thành ruột của vật chủ, do vậy có thể coi chế phẩm sinh học là một rào cản hữu hiệu ngăn chặn sự phát triển của mầm bệnh.

Ngoài ra, chế phẩm sinh học hay các “vi khuẩn có lợi” còn có khả năng cạnh tranh vị trí bám và thức ăn trong thành ruột với các vi sinh vật gây bệnh, không cho phép các vi sinh vật này bám vào cơ thể vật nuôi, nhờ vậy giúp ngăn ngừa dịch bệnh, đảm bảo sức khỏe cho vật nuôi.

Cải thiện hệ tiêu hóa

Chế phẩm sinh học là nguồn dinh dưỡng và enzyme cho bộ máy tiêu hóa của vật nuôi. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế phẩm sinh học có ảnh hưởng tích cực đến quá trình tiêu hóa của các vật nuôi bởi vì các dòng chế phẩm sinh học sản xuất ra các en-zim ngoại bào như as protease, amilaza, lipaza và cung cấp các dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, axit béo, axit amin,… Trong nuôi cá, các vi khuẩn vi sinh như Bacteroides và Clostridium sp đã cung cấp dinh dưỡng cho cá, đặc biệt là cung cấp các axit béo và vitamin. Ngoài ra, một số vi khuẩn có thể tham gia vào quá trình tiêu hóa của động vật hai mảnh vỏ bằng cách sản xuất ra các enzyme ngoại bào như protease, amilaza, lipaza và cung cấp dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, axit béo, axit amin.

Cải thiện chất lượng nước

Chế phẩm sinh học còn giúp ngăn ngừa và giảm thiểu ô nhiễm trong ao nuôi. Các vi sinh vật có lợi giúp phân hủy các chất hữu cơ, góp phần làm giảm thiểu việc hình thành các lớp bùn và chất cặn bã, nhờ vậy chất lượng nước trong ao nuôi được cải thiện, làm tăng số lượng của động vật phù du,  giảm mùi hôi, từ đó tăng sản lượng nuôi trồng thủy sản. Hơn nữa, sử dụng chế phẩm sinh học sẽ góp phần làm giảm việc sử dụng các hóa chất, kháng sinh trong phòng và trị bệnh trong nuôi trồng thủy sản, đảm bảo sản xuất sản phẩm an toàn cho sức khỏe con người và góp phần phát triển ngành nuôi trồng thủy sản bền vững.

Hiệu quả của chế phẩm sinh học trong sinh sản của các loài nuôi

Trong nuôi trồng thủy sản, các loài nuôi đòi hỏi một chế độ dinh dưỡng cao, do vậy, khả năng sinh sản phụ thuộc vào nồng độ lipid, protein, axit béo, vitamin C, vitamin E phù hợp. Hơn nữa, mối quan hệ giữa các thành phần này ảnh hưởng đến quá trình trình sinh sản như rụng trứng, thụ tinh, sinh sản và sự phát triển của ấu trùng. Thực tế, có nhiều trang trại cải thiện dinh dưỡng cho đàn cá bố mẹ bằng cánh cho chúng ăn các phụ phẩm thủy sản như mực, trai, nhuyễn thể hai mảnh vỏ nhỏ hay phụ phẩm kết hợp với thức ăn công nghiệp. Việc sử dụng các sản phẩm thủy sản chưa qua chế biến này thường không cung cấp lượng dinh dưỡng cần thiết cho cá bố mẹ và làm tăng nguy cơ lây bệnh sang cá bố mẹ và cá con như các ký sinh trùng, vi khuẩn và vi rút. Vì vậy, chế phẩm sinh học được thêm vào thức ăn hay thả xuống ao để ngăn chặn nguy cơ lây bệnh và ảnh hưởng tích cực đến sinh sản của loài nuôi.

Hạn chế của việc sử dụng chế phẩm sinh học

Việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản nhằm hạn chế tối đa khả năng sử dụng kháng sinh trong việc phòng và trị bệnh thủy sản là khuynh hướng đúng, nhằm tạo ra các sản phẩm an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng và hướng đến một ngành nuôi trồng thủy sản bền vững. Tuy nhiên, chế phẩm sinh học là một công cụ để phòng ngừa dịch bệnh, không phải để trị bệnh. Chúng có thể có hiệu quả tốt khi được áp dụng trong hệ thống trao đổi nước tĩnh và chỉ ngay sau khi nước được khử trùng. Trong quá trình áp dụng chế phẩm sinh học, không nên dùng các hóa chất hay thuốc để điều trị các bệnh khác bởi vì chế phẩm sinh học dễ dàng bị các hóa chất hay thuốc phá hủy, do vậy các vi khuẩn có ích không phát triển được. Hiện nay, hiệu quả việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản chỉ được khẳng định đối với các trường hợp sử dụng trong điều kiện môi trường được kiểm soát tốt. Trường hợp ở các ao nuôi ngoài trời, điều kiện môi trường có biến động lớn thì hiệu quả sử dụng của chế phẩm sinh học chưa được chứng minh.

Triển vọng tương lai

Mặc dù các nghiên cứu cho thấy chế phẩm sinh học có triển vọng lớn cho ngành nuôi trồng thủy sản, tuy nhiên việc sử dụng hiệu quả chế phẩm sinh học còn là vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu. Nhiều câu hỏi vẫn chưa có lời giải xoay quanh việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản. Liệu chế phẩm sinh học là thức ăn hay chúng cạnh tranh với các vi khuẩn có hại? Liệu chế phẩm sinh học có trở thành mầm bệnh không? Hơn nữa, việc áp dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản có thể làm tăng chi phí sản xuất thủy sản.

Tuy nhiên, xét trong dài hạn, nếu được áp dụng thành công, lợi ích mà chế phẩm sinh học đem lại là rất lớn. Nó không những giúp tăng sản lượng thủy sản mà quan trọng hơn là giúp phát triển một ngành nuôi trồng thủy sản bền vững, sản xuất ra các sản phẩm thủy sản sạch và an toàn cho người tiêu dùng. Ngoài ra, do một số loại kháng sinh dùng trong nuôi trồng thủy sản bị cấm sử dụng nên việc ứng dụng chế phẩm sinh học có thể ngày càng được các nhà sản xuất thủy sản quan tâm hơn.

Trích Tôm Vàng