Tuyển chọn chủng vi khuẩn có đặc tính probiotics từ ruột gà nuôi tự nhiên ứng dụng tạo chế phẩm bổ sung thức ăn nuôi gà công nghiệp

Sử dụng probiotic một cách hợp lý giúp vật nuôi khỏe mạnh, tăng sức đề kháng, cạnh tranh với các vi sinh vật gây bệnh, giúp chuyển đổi hệ số tiêu hóa thức ăn tốt hơn và giảm dần lượng

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGÔ CHÍ CÔNG

TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN CÓ ĐẶC TÍNH PROBIOTICS TỪ RUỘT GÀ NUÔI TỰ NHIÊN ỨNG DỤNG TẠO CHẾ PHẨM BỔ SUNG

THỨC ĂN GÀ NUÔI CÔNG NGHIỆP

Chuyên Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã Chuyên Ngành: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Trịnh Ngọc Nam

Người phản biện 1:

Người phản biện 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGÔ CHÍ CÔNG……… MSHV: 16002161

Ngày, tháng, năm sinh: 20/08/1992 Nơisinh: Bình Định Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã chuyên ngành: 60540101

I TÊN ĐỀ TÀI:

Tuyển chọn chủng vi khuẩn có đặc tính probiotics từ ruột gà nuôi tự nhiên ứng dụng tạo chế phẩm bổ sung thức ăn gà nuôi công nghiệp

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn có đặc tính probiotics từ ruột gà nuôi tự

nhiên và ứng dụng tạo chế phẩm bổ sung thức ăn chăn nuôi gà công nghiệp

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo quyết định số 592/QĐ-ĐHCN về việc giao đề

tài và cử người hướng dẫn luận văn thạc sĩ của Hiệu trưởng trường Đại học Công Nghiệp TP HCM ngày 01 tháng 02 năm 2018

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/08/2018

IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Trịnh Ngọc Nam

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019

VIỆN TRƯỞNG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập và nghiên cứu, với sự giúp đỡ tận tình của Thầy Cô, gia đình

và bằng sự nỗ lực của bản thân, tôi đã hoàn thành luận văn nghiên cứu Để đạt được kết quả này, tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến:

Thầy Trịnh Ngọc Nam đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều kiến thức, kinh nghiệm

vô cùng quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù, Thầy rất bận rộn với công việc giảng dạy nhưng vẫn luôn theo dõi, hướng dẫn và chỉ bảo giúp tôi hoàn thành tốt các thí nghiệm trong luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô của Viện công nghệ sinh học và thực phẩm, Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã cho tôi những kiến thức quý báu trong thời gian học tập tại trường Những kiến thức được tích lũy từ sự giảng dạy tận tình của quý Thầy Cô đã giúp tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Kỹ Thuật Sao Mai đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi được hoàn thành tốt các thí nghiệm tại Phòng nghiên cứu và phát triển sản phẩm của công ty

Cuối lời tôi xin kính chúc quý Thầy Cô và Ban lãnh đạo công ty dồi dào sức khỏe và thành công trong cuộc sống!

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Probiotic được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong ngành thực phẩm, dược phẩm, chăn nuôi Sử dụng probiotic một cách hợp lý giúp vật nuôi khỏe mạnh, tăng sức đề kháng, cạnh tranh với các vi sinh vật gây bệnh, giúp chuyển đổi hệ số tiêu hóa thức

ăn tốt hơn và giảm dần lượng thuốc, kháng sinh sử dụng, đặc biệt đối với ngành chăn nuôi công nghiệp Nguồn vi sinh vật có đặc tính probiotic từ trong tự nhiên rất đa dạng và phong phú đặc biệt là trong đường ruột của vật nuôi Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là phân lập, tuyển chọn các chủng vi khuẩn có đặc tính probiotic từ ruột gà nuôi tự nhiên để ứng dụng tạo chế phẩm probiotic bổ sung thức ăn chăn nuôi gà công nghiệp Từ 50 chủng vi khuẩn phân lập được từ ruột gà, tiến hành khảo sát khả năng chịu pH acid, khả năng chịu muối mật, khả năng kháng lại các vi sinh vật kiểm nghiệm, khả năng thích nghi với một số loại kháng sinh thông dụng trong chăn nuôi,

đường ruột Kết quả đã tuyển chọn được 3 chủng vi khuẩn C19, C31 và C43 có đặc tính probiotic tốt: khả năng chịu pH 1.5 trong 3 giờ, chịu được nồng độ muối mật

1.5% trong 10 giờ, khả năng kháng lại các vi sinh vật kiểm nghiệm như Escherichia

coli, Salmonella sp., Staphylococcus aureus với đường kính vô khuẩn từ 9 – 14 mm,

pepsin, pancreatin trong 180 phút Tiến hành định danh các chủng vi khuẩn đã tuyển

chọn dựa vào vùng gen 16S rRNA đã xác định là các chủng Bacillus cereus, Bacillus

megaterium, Bacillus sp Chế phẩm probiotic trên của các chủng vi khuẩn tuyển chọn

thấy hiệu quả trong sự sinh trưởng của gà nuôi công nghiệp Những kết quả của nghiên cứu cho thấy khả năng ứng dụng của vi khuẩn probiotic phân lập từ đường ruột vật nuôi trong chăn nuôi

Từ khóa: probiotic, chế phẩm sinh học, Bacillus, gà nuôi công nghiệp, bào tử

probiotic

ABSTRACT

Nowadays, probiotics are widely used in food products, pharmaceutical and considered as one of the main components of livestock industry These microorganisms have strong influence on animal health by improving food digestion, increasing immune system and acting against many pathogentic microorganisms Microbial sources with probiotic properties are abundant in nature, especially in livests gastrointestinal tract The aims of this study are evaluating the probiotic potential of 50 bacterium strains isolated from chichken intestine to produce probiotic preparation for use in the poultry industry Parameters consisted of the ability to acidic, heat and bile salt tolerance, produce spores, pathogen antagonistic activity,

good probiotic characteristics such as tolerance to low pH 1.5 after 3 hrs culture, tolerance to 1.5% bile salt after 10 hrs, resistance to gastrointestinal pathogens

Salmonella sp., Escherichia coli, and Staphylococcus aureus with zone of inhibition

diameter 9-14mm, resistance to gentamicin, amoxicillin, ampicillin, vancomicin, doxycicline antibiotics, and good adhesion ability on chicken intestinal epithelium

sequencing of 16S rRNA, C19, C31 and C43 were identified as strains Bacillus

cereus, Bacillus megaterium, and Bacillus sp The probiotic products of the selected

together, the results of this study showed the applicability of probiotic bacteria isolated from chicken gastrointestine for the poultry industry

Keywords: probiotic, probiotics, Bacillus, the poultry industry, probiotic spores

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Học viên

Ngô Chí Công

MỤC LỤC

MỤC LỤC……… ………v

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

MỞ ĐẦU ……… 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa của đề tài 4

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

Probiotic 5

Định nghĩa ‘’Probiotic’’ 5

Đặc điểm chung của các chủng vi sinh vật probiotic 5

Vai trò và cơ chế tác dụng của các chủng vi sinh vật probiotic đối với vật chủ ………8

Vai trò của các chủng probiotic đối với vật chủ 8

Cơ chế tác dụng của các vi sinh vật probiotic đối với vật chủ 9

Tình hình nguyên cứu và ứng dụng của probiotic trên thế giới và Việt Nam ……… 11

Thế giới 11

Việt Nam 12

Một số chủng vi sinh vật probiotic phổ biến 13

Lactobacillus sp 13

Bifidobacterium sp 15

Bacillus sp 16

Đặc điểm của gà 19

Đặc điểm sinh trưởng của gà 19

Đặc điểm hệ tiêu hóa của gà 20

Đặc điểm hệ vi sinh vật đường ruột ở gà 22

Tổng quan về chế phẩm probiotic 23

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 25

Vật liệu 25

Đối tượng 25

Thiết bị, dụng cụ 25

Hóa chất, môi trường 26

Phương pháp nguyên cứu 27

Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 28

Phương pháp phân lập các chủng vi sinh vật Probiotic 28

Quan sát hình thái khuẩn lạc đặc trưng và hình thái hiển vi của các chủng vi sinh vật……… ……….28

Nhuộm Gram các chủng vi khuẩn có đặc tính probiotic 29

Bảo quản và lưu trữ các chủng vi sinh vật probiotic 29

Khảo sát khả năng chịu được pH của dạ dày 30

Khảo sát khả năng dung nạp muối mật 30

Phương pháp xác định khả năng kháng khuẩn và sinh bacteriocin 31

Khảo sát khả năng chịu được một số loại kháng sinh thông dụng trong chăn nuôi 32

Khả năng chịu được enzyme trong dạ dày và đường ruột 33

Khảo sát khả năng hình thành bào tử của các chủng vi khuẩn probiotic ……… 33

Xác định khả năng bám dính vào niêm mạc đường ruột 34

Định danh các chủng vi khuẩn probiotic bằng phương pháp giải trình tự vùng gen 16S rRNA ……….35

Phương pháp phối trộn tạo chế phẩm probiotic 36

Phương pháp kiểm nghiệm và đánh giá hiệu quả chế phẩm probiotic trên gà ……… 36

Khả năng tăng trọng 38

Ngoại hình 38

Đánh giá mức độ nhiễm các loại bệnh thông thường ở gà 38

Tỉ lệ các chủng vi sinh vật gây hại trong phân gà 38

Phương pháp xử lý số liệu 38

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

Phân lập các chủng vi sinh vật 39

Kết quả khảo sát khả năng chịu được acid của dạ dày 47

Kết quả khảo sát khả năng chịu được muối mật 55

Kết quả khảo sát khả năng đối kháng với vi sinh vật kiểm nghiệm và khả năng sinh bacteriocin 60

Kết quả khảo sát khả năng chịu được một số loại kháng sinh thông dụng

trong chăn nuôi 63

Kết quả khảo sát khả năng hình thành bào tử của các chủng probiotic 67

Kết quả định danh các chủng vi khuẩn probiotic 69

Kết quả khảo sát khả bám dính vào niêm mạc ruột của các chủng vi khuẩn probiotic 77

Kết quả khảo sát khả năng chịu được enzyme của dạ dày và ruột 78

Kết quả phối trộn tạo chế phẩm probiotic từ các chủng vi khuẩn probiotic phân lập được 81

Kết quả kiểm nghiệm và đánh giá hiệu quả chế phẩm probiotic trên gà 82

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88

1 Kết luận 88

2 Kiến nghị 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….90

PHỤ LỤC ……… 95

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 107

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo của một dạng bào tử vi khuẩn Bacillus 17

Hình 1.2 Các giai đoạn nảy mầm của một bào tử Bacillus 19

Hình 1.3 Sơ đồ hệ tiêu hoá của gà 20

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thực hiện ……… ………27

Hình 3.1 Biểu đồ ảnh hưởng của pH đối với sự phát triển các chủng vi khuẩn trong thời gian 3 giờ ……… ………55 Hình 3.2 Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ muối mật đối với sự phát triển các chủng

Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện tỉ lệ phần trăm hình thành bào tử của các giống vi khuẩn

Hình 3.12 Gà nuôi thí nghiệm với chế phẩm probiotic C43 ở giai đoạn 40 ngày tuổi

83 Hình 3 13 Biểu đồ thể hiện tốc độ tăng trọng trung bình của gà qua các lô thí

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Đặc điểm một số nhóm thuộc Lactobacillus 15

Bảng 2.1 Thiết bị, máy được sử dụng trong nghiên cứu ……… 25 Bảng 2.2 Thí nghiệm đánh giá mức độ hiệu quả các loại chế phẩm probiotic trên gà

nuôi công nghiệp 37 Bảng 3.1 Tổng hợp các đặc điểm hình thái khuẩn lạc và đặc điểm tế bào của các

Bảng 3.2 Hình thái khuẩn lạc và đặc điểm nhuộm Gram của một số chủng vi khuẩn

phân lập từ ruột gà 44 Bảng 3.3 Kết quả khảo sát khả năng chịu được các nồng độ pH khác nhau của các

chủng vi khuẩn phân lập được 51 Bảng 3.4 Kết quả khảo sát khả năng chịu được các nồng độ muối mật khác nhau của

các chủng vi khuẩn phân lập được 56 Bảng 3.5 Kết quả kiểm nghiệm hoạt tính khảng khuẩn của của các chủng giống vi

khuẩn phân lập 61 Bảng 3.6 Kết quả khảo sát khả năng chịu được kháng sinh của các chủng vi khuẩn

64 Bảng 3.7 Kết quả khảo sát khả năng hình thành bào tử của các chủng vi khuẩn ở các

mức nhiệt khác nhau trong 12 giờ 67 Bảng 3.8 Kết quả khảo sát khả năng bám dính của các chủng vi khuẩn trong mẫu

ruột gà tươi trong thời gian 2 giờ 77 Bảng 3.9 Kết quả khảo sát khả năng chịu được enzyme tiêu hóa cảu các giống vi

khuẩn qua các mức thời gian khảo sát 79

Bảng 3.10 Tăng tỉ trọng trung bình (gam) và hệ số chuyển đổi thức ăn của gà qua

các lô thí nghiệm 84 Bảng 3.11 Bảng số liệu kiểm nghiệm vi sinh vật gây bệnh trong phân gà qua các lô

thí nghiệm 86

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Dân số thế giới ngày một tăng cao, nhu cầu về nguồn thức ăn cũng sẽ tăng theo để đáp ứng sự tồn tại và phát triển của con người Cùng với sự bùng nổ dân số là sự bùng phát dịch bệnh và sự lạm dụng chất hóa học, thuốc, kháng sinh, chất kích thích tăng trưởng Đó là những vấn gây áp lực lớn lên nền nông nghiệp nói chung và ngành chăn nuôi nói riêng Trong ngành chăn nuôi, việc phối trộn không đúng quy cách, không đúng liều lượng thuốc, kháng sinh ngày càng nhiều sẽ dẫn đến một hậu quả vô cùng nghiêm trọng hơn là vô tình làm tăng thêm hiện tượng kháng kháng sinh của các loài

vi khuẩn gây bệnh đối với người và vật nuôi Dẫn đến chất lượng sản phẩm không tốt, gây ra nhiều hệ quả xấu đối với sức khỏe con người, vật nuôi và môi trường, làm cho nền nông nghiệp phát triển không bền vững Nhiều giải pháp đặt ra cho các nhà khoa học, nhà quản lý và người chăn nuôi làm sao để vừa tạo ra sản lượng sản phẩm chăn nuôi đủ lớn để đáp ứng nhu cầu xã hội vừa có có được chất lượng sản phẩm tốt,

an toàn và bền vững Trong đó có việc áp dụng công nghệ sinh học để sản xuất các loại chế phẩm sinh học như probiotic để bổ sung vào nguồn thức ăn vật nuôi giúp vật nuôi khỏe mạnh, lớn nhanh, kháng được các loại bệnh và an toàn

Trong chăn nuôi gà công nghiệp lấy thịt và lấy trứng, do điều kiện nuôi giới hạn, mất

tự do và ăn nguồn thức ăn tổng hợp sẵn chứa nhiều kháng sinh, chất tăng trưởng, lượng đạm cao nhưng thời gian tiêu hóa lại ngắn dẫn đến hệ số tiêu hóa thức ăn thấp Gây lãng phí nguồn thức ăn, chất lượng sản phẩm không cao, mất an toàn và nguồn chất thải lớn gây lên gánh nặng cho xã hội và môi trường

Probiotic mang rất nhiều lợi ích khác nhau như hỗ trợ việc tiêu hóa thức ăn được tốt hơn và giảm sự rối loạn trong hệ đường ruột, đẩy mạnh sự tổng hợp vitamin B, cải thiện sự dung nạp lactose, cải thiện chức năng miễn dịch, ngăn chặn các chức viêm nhiễm, ức chế các loại vi khuẩn gây hại trong ruột

Hiện nay, trên thế giới và tại Việt Nam có rất nhiều công ty sản xuất các dạng chế phẩm sinh học như probiotic để ứng dụng vào nhiều sản phẩm khác nhau từ các dạng thực phẩm cho con người cho đến sản phẩm thức ăn chăn nuôi Các chủng vi sinh vật

được sử dụng làm probiotic chủ yếu thuộc nhóm Bacillus sp., Lactobacillus sp.,

Bifidobacterium sp., Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp.,…

Với điều kiện khí hậu nhiệt đới, nguồn động vật, thực vật và vi sinh vật vô cùng đa dạng và phong phú như Việt Nam nên hệ vi sinh vật có đặc tính probiotic tốt cũng sẽ rất đa dạng Đặc biệt hệ vi sinh vật từ đường ruột của gà thả vườn tự nhiên tại các vùng nông thôn rất đa dạng nhưng chưa được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong probiotic

Vì vậy, để góp phần vào việc đánh giá, ứng dụng probiotic trong chăn nuôi gà công nghiệp được hiệu quả, mang lại sự đa dạng trong hệ probiotic đặc trưng của Việt

Nam, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: ”Tuyển chọn chủng vi khuẩn có đặc tính

probiotics từ ruột gà nuôi tự nhiên nhằm ứng dụng tạo chế phẩm bổ sung thức

ăn gà nuôi công nghiệp.”

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu chung

Tuyển chọn những chủng vi khuẩn probiotic có đặc tính từ hệ vi sinh vật đường ruột của gà nuôi thả tự nhiên tại vùng nông thôn Việt Nam để hướng đến việc ứng dụng tạo ra chế phẩm probiotic bổ sung trong thức ăn chăn nuôi gà công nghiệp

2.2 Mục tiêu cụ thể

đường ruột gà nuôi thả tự nhiên

danh được để có thể đáp ứng được với các yêu cầu về sản xuất chế phẩm và là một

hệ probiotic hiệu quả trong đường ruột của gà

Ứng dụng các chủng vi sinh vật probiotic vừa tuyển chọn được để hướng đến sản

xuất chế phẩm probiotic nhằm bổ sung vào thức ăn chăn nuôi gà công nghiệp

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các chủng vi khuẩn có đặc tính probiotic trong hệ sinh vi vật đường ruột của gà nuôi thả vườn tự nhiên tại vùng nông thôn huyện Tây Sơn, tỉnh Bình Định

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian: từ 11/2017 đến 6/2018

Địa điểm nghiên cứu: phòng thí nghiệm vi sinh, phòng thí nghiệm hóa sinh, phòng thí nghiệm sinh học phân tử của Viện Sinh Học và Thực Phẩm, Trường Đại học Công Nghiệp TP HCM Nhà F, số 12 Nguyễn Văn Bảo, Phường 4, Quận Gò Vấp, Tp Hồ Chí Minh

Địa điểm thực nghiệm: xưởng sản xuất của Công ty Cổ Phần Kỹ Thuật Sao Mai F6,

KP 4, Phường Tân Hiệp, Tp Biên Hoà, Đồng Nai

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Phân lập các chủng vi sinh vật có đặc tính probiotic từ ruột gà nuôi tự nhiên bằng phương pháp cấy trải và cấy ria trên đĩa pertri

Tuyển chọn, sàng lọc những chuẩn vi khuẩn có đặc tính probiotic mong muốn từ các

vi khuẩn đã phân lập, định danh được thông qua các đánh giá:

 Khả năng phát triển từ bào tử thành tế bào sinh dưỡng và bám dính trong đường ruột

phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Góp phần làm phong phú thêm nhiều chủng vi sinh vật có đặc tính probiotic có lợi trong hệ vi sinh vật của vật nuôi Từ đó có thêm nhiều sự lựa chọn chủng giống vi khuẩn thích hợp cho sản xuất chế phẩm bổ sung vào thức ăn chăn nuôi, giúp góp phần cải thiện chất lượng chăn nuôi hiện nay

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Probiotic

Định nghĩa ‘’Probiotic’’

Các chủng vi khuẩn probiotic đã đươc con người sử dụng từ hàng ngàn năm trước từ các sản phẩm muối chua, lên men tuy nhiên mãi cho đến đầu thế kỷ 20 con người mới bắt đầu nghiên cứu về chúng Năm 1907 Metchnikoff là người đầu tiên đề nghị

sử dụng chủng vi khuẩn Lactobacillus để bổ sung vào hệ vi sinh vật đường ruột nhằm

hạn chế độc tố do những vi khuẩn có hại gây ra và kéo dài tuổi thọ của người sử dụng [1]

Năm 1965 Lilly và Stiwell đã mô tả thuật ngữ “probiotic” là những chất sản sinh bởi

vi sinh vật làm tăng trưởng một vi sinh vật hoặc sinh vật khác[1] Năm 1989, Fuller

đã khái niệm lại probiotic như sau: “Probiotic là một loại thức ăn bổ sung vi sinh vật sống, có tác động có lợi đến vật chủ nhờ khả năng duy trì sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột” [2]

Năm 2001, Schrezenmeir và De Vrese định nghĩa: “Probiotic là lượng vi sinh vật sống xác định với số lượng thích hợp được chuẩn bị trong các sản phẩm, có tác dụng biến đổi tích cực hệ vi sinh vật đường ruột và ảnh hưởng tốt đến sức khỏe vật chủ” [3]

Năm 2002 FAO và WHO đã định nghĩa lại: “Probiotic, đó là những vi sinh vật sống được kiểm soát chặt chẽ, với lượng thích hợp mang lại lợi ích cho vật chủ” [4] Đây

là định nghĩa được chấp nhận nhiều hơn cả

Đặc điểm chung của các chủng vi sinh vật probiotic

Vi sinh vật probiotic là những chủng vi khuẩn, nấm mốc, nấm men đơn bào không sinh độc tố với vật chủ, mang lại những tác dụng lợi ích cho vật chủ và đáp ứng các điều kiền sau:

 Khả năng chịu được muối mật

Muối mật gồm natri glycocholate và natri taurocholate tiết ra từ túi mật Trong ruột non, muối mật ngoài chức năng hỗ trợ tiêu hóa còn có chức năng kháng khuẩn, bảo

vệ ruột non khỏi sự xâm nhiễm của các vi khuẩn có hại Vì vậy các chủng vi sinh vật probiotic khi vào ruột non sẽ chịu ảnh hưởng trực tiếp từ muối mật, khả năng sống sót và phát triển tốt trong điều kiện có muối mật là điều kiện để lựa chọn các chủng

vi sinh vật probiotic [5]

Trong dạ dày khoảng hoạt động của pH rất thấp (từ 1.5 – 3), quá trình tiêu hóa trong

dạ dày và ruột non kéo dài từ 90 phút đến 180 phút Do đó, khả năng thích ứng với

pH dạ dày và phát triển bám dính vào thành ruột tốt trong khoảng thời gian thức ăn được tiêu hóa là một yếu đó quang trọng để chọn lọc các chủng probiotic [6]

Việc lựa chọn các chủng probiotic có khả năng ức chế, kháng lại các vi sinh vật gây bệnh trong đường ruột cũng là một tiêu chí quan trọng để ứng dụng bổ sung probiotic vào đường ruột vật chủ nhằm giúp vật chủ khỏe mạnh và ứng dụng sản xuất các loại

bacteriocin khác Các loại vi khuẩn kiểm nghiệm thường được sử dụng như: E.coli,

Salmonella, Staphylococcus, Campylobacteria…

Cơ chế kháng khuẩn của các loại probiotic theo nhiều kiểu khác nhau như:

 Khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột [7]

Các chủng vi sinh vật chỉ phát triển tốt và có hiệu quả trong đường ruột khi khả năng bám dính của chúng trên thành ruột tốt Thời gian tiêu hóa thức ăn từ dạ dày cho đến khi bài tiết ra ngoài theo phân là rất nhanh [5], do đó các chủng vi sinh vật probiotic phải có khả năng sinh trưởng và phát triển nhanh trong khoảng thời gian tiêu hóa thức

ăn để có thể bám dính lại thành ruột mà không bị trôi ra ngoài [6, 7]

Khi các vi sinh vật probiotic cư trú và bám dính tốt trên các vị trí niêm mạc ruột sẽ cạnh tranh vị trí các vi sinh vật khác, lúc này các vi sinh vật khác có thể dễ dàng bị

đào thải ra ngoài Chủng Carnobacterium K1 đã được nghiên cứu khả năng bám dính

trên bề mặt ruột làm cho chủng này cạnh tranh vượt trội và ngăn cản được sự lan rộng

của các vi khuẩn gây bệnh ở cá như Vibrio anguillarum và Aeromonas hydrophila

[8]

Trong phần lớn các loại thức ăn công nghiệp hiện nay đều có bổ sung một lượng kháng sinh nhất định nhằm nâng cao hiệu quả sức khỏe vật nuôi, giúp vật nuôi chống chịu lại các điều kiện biến đổi môi trường và sự xâm nhiễm của vi sinh vật gây hại Tuy nhiên, kháng sinh thường không có tính chọn lọc cao, ngoài tác dụng ức chế các loại vi sinh vật gây bệnh thì nó còn ức chế luôn các loại vi sinh vật có lợi trong đường ruột Dẫn đến mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, gây rối loạn tiêu hóa, tiêu chảy…

Cơ chế tác dụng của kháng sinh lên tế bào vi sinh vật: i) ức chế quá trình sinh tổng hợp vách tế bào vi khuẩn, khi đó tế bào dễ bị các đại thực bào phá vỡ do thay đổi áp suất thẩm thấu ii) ức chế chức năng của màng tế bào làm cho các phẩn tử có khối lượng lớn như protein và các ion thoát ra ngoài iii) ức chế quá trình sinh tổng hợp protein vi) ức chế quá trình sinh tổng hợp acid nucleic [9]

Vì vậy, các chủng dùng làm probiotic cần phải có khả năng chịu được một số loại kháng sinh phổ biến trong chăn nuôi ở những nồng độ nhất định và không có khả

năng chuyển gen đề kháng kháng sinh sang những vi khuẩn khác trong đường tiêu hóa, đặc biệt là những vi khuẩn gây bệnh [10]

 Yêu cầu của một chủng vi khuẩn probiotic cần đạt được là [11, 12]

lại các vi sinh vật gậy bệnh khác trong đường ruột

đơn giản, chi phí thấp, dễ sử dụng

Vai trò và cơ chế tác dụng của các chủng vi sinh vật probiotic đối với vật chủ

Vai trò của các chủng probiotic đối với vật chủ

Trong hệ vi sinh vật đường ruột của người, gia súc, gia cầm các chủng vi sinh vật probiotic có những tác dụng tích cực như:

- Giúp cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường khả năng tiêu hóa các loại thức ăn, đặc biệt là các loại thức ăn khó tiêu hóa Tăng cường sinh tổng hợp các nhóm vitamin đặc biệt là vitamin B, tăng khả năng hấp thu khoáng, giảm lượng cholesterol trong huyết thanh [13]

mình, từ đó giúp tăng sức đề kháng và chống chịu lại các điều kiện biến đổi của môi trường

lông… Do không cần sử dụng nhiều các loại kháng sinh, chất kích thích tăng trưởng nên sản phẩm từ vật nuôi sẽ an toàn và thân thiện hơn

cường khả năng phân hủy các chất hữu cơ, giảm nồng độ N và P, kích thích sinh trưởng của tảo, giảm nguy cơ mắc bệnh và tăng năng suất tôm, cá và các loài thủy sản khác Đối với chuồng trại chăn nuôi sẽ giảm được mùi thôi thúi do chất thải vật nuôi sinh ra

đối với vật nuôi [13]

Cơ chế tác dụng của các vi sinh vật probiotic đối với vật chủ

Cơ chế tác dụng của hệ vi sinh vật probiotic đối với vật chủ vẫn đang là chủ đề được rất nhiều nhà khoa học quan tâm tìm lời giải có rất nhiều giải thích liên quan đến cơ chế tác dụng tuy nhiên vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau, nhưng phần lớn điều tập trung giải thích cho 3 khía cạnh sau: (i) cạnh tranh loại trừ, (ii) đối kháng vi khuẩn, (iii) điều chỉnh miễn dịch [14]

Cạnh tranh loại trừ là đặc điểm sinh tồn của vi sinh vật chúng cạnh tranh qua nhiều hình thức khác nhau như cạnh tranh vị trí bám dịnh, cạnh tranh nguồn dinh dưỡng thiết yếu… Các chủng vi sinh vật probiotic bám dính trên thành ruột và phát triển liên tục khóa chặt các vị trí thụ cảm và ngăn chặn sự bám dính của vi sinh vật có hại như

E coli, Salmonella… Không chỉ cạnh tranh bám dính, chúng còn có khả năng gắn

kết các vi khuẩn có roi (đa số thuộc nhóm vi khuẩn gây bệnh) thông qua cơ quan thụ cảm mannose và đẩy các vi sinh vật gây hại này ra khỏi thành ruột [15]

Cạnh tranh loại trừ và đối kháng vi khuẩn của các chủng probiotic còn được thể hiện thông qua cơ chế sản sinh chất ức chế bacteriocin như lactoferrin, lysozyme, hydrogen peroxide và các acid hữu cơ khác để làm giảm pH môi trường gây ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật có hại [1]

Các vi khuẩn probiotic như Lactobacilli và Bifidobacteria có tác động đến cơ chế

miễn dịch từng phần và miễn dịch toàn thân Điều hòa hệ thống miễn dịch bằng cách tăng cường tiết ra các IgA, IgM và các immunoglobulin khác [16-18] sIgA, immunoglobulin đóng vai trò quan trọng ở bề mặt niêm mạc, cung cấp bảo vệ chống lại các kháng nguyên, các mầm bệnh tiềm ẩn, độc tố và yếu tố độc lực [19], kích hoạt sản xuất các đại thực bào và tăng cường sự hình thành phagocytosis [20]

Một số vi khuẩn probiotic có vai trò trong sự bài tiết cytokine pro và kháng viêm [18] Làm giảm lượng antitrypsin, protein tiết niệu eosinophil X, yếu tố hoại tử khối u (TNF) –α, các phản ứng viêm [21]

Một số vi khuẩn Bifidobacteria và Lactobacilli có thể tăng cường sản xuất tế bào

T-helper cân bằng đáp ứng và kích thích sản xuất interleukin (IL) -10, và TGF-β [22, 23] cả hai trong đó có vai trò trong việc phát triển khả năng miễn nhiễm với kháng nguyên và có thể giảm dị ứng miễn dịch

Ảnh hưởng đối với miễn dịch bẩm sinh [24]

Ảnh hưởng đối với miễn dịch thích ứng [24]

Tình hình nguyên cứu và ứng dụng của probiotic trên thế giới và Việt Nam

Năm 1940, Yokohamo đã nghiên cứu sản xuất chế phẩm Kumura từ B subtilis để ngăn chặn sự phát triển và sinh độc tố của chủng nấm mốc Asp flavus, Asp

paraciticus Nghiên cứu này được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất thức

ăn chăn nuôi [25] Tại Nhật Bản, với chế phẩm probiotic có tên gọi là EM (Effective

Microorganisms) trong đó có Bacillus, do TeRuo Higa (Trường Đại học Ryukyus,

Okinawa, Nhật Bản) nghiên cứu năm 1980 [25]

Savage, 1987; Vahjen và cộng sự, 1998; Wielen và cộng sự, 2000 đã nghiên cứu cho

thấy trong ruột non của người quần thể vi khuẩn Bacteroides và Bifidobacterium chiếm ưu thế thì trong ruột non của gà nhóm vi khuẩn Ruminocoscus và Steptococcus

chiếm phần lớn Bằng kỹ thuật phân tử người ta đã xác định được có từ 20 đến 50%

số loài vi khuẩn đường ruột là probiotic [13] Các nghiên cứu khác về vai trò của probiotic đối với vật chủ, tác động đến hệ thống miễn dịch, tác dụng đến thành niêm mạc ruột, thay đổi niêm mạc ở cả người và vật nuôi

Trong những năm gần đây, nhờ tiến bộ của công nghệ sinh học, đặc biệt trong lĩnh vực sinh học phân tử và giải trình tự gen chúng ta đã phân loại và định danh được rất nhiều chủng vi khuẩn có đặc tính probiotic khác nhau Ứng dụng để sản xuất các sản phẩm probiotic phục vụ cho con người và chăn nuôi Tuy nhiên cũng có các nghiên cứu giải thích rằng trong một số trường hợp việc ứng dụng bổ sung probiotic trên vật nuôi không mang lại hiệu quả Breton và cộng sự, 1998 đã giải thích về việc sử dụng

chủng vi khuẩn Lactobacillus bổ sung thức ăn của lợn cái và lợn đực thiến trong giai

đoạn vỗ béo không có biểu hiện tích cực [26] Navas-Sanchez, 1995 cho rằng đối với lợn con sau khi cai sữa không nên sử dụng chế phẩm có bổ sung probiotic [27], Galassi và cộng sự, 2001chứng minh được rằng không thấy sự khác biệt về tỉ lệ hiệu quả tiêu hóa và sử dụng năng lượng của các nhóm vật nuôi sử dụng probiotic và không sử dụng probiotic [28]

Việt Nam

Tại Việt Nam, probiotic được nghiên cứu để ứng dụng trong sản xuất chỉ mới vài năm trở lại đây

Năm 1995, Đào Trọng Đạt và Vũ Đình Hưng sử dụng yaourt và canh trùng của

Bacillus subtillis dùng để phòng và trị bệnh phân trắng ở heo con [29]

Năm 2003, Phạm Ngọc Lân và các cộng sự đã phân lập được 2 chủng Lactobacillus

agillus và Lactobacillus salivarius từ ruột gà để ứng dụng sản xuất probiotic dùng

trong chăn nuôi Cũng trong năm này, Nguyễn La Anh và các cộng sự đã phân lập được chủng vi khuẩn lactic BC 5.1 từ bắp cải chua và ứng dụng trong chế biến thực phẩm Biochie giúp của thiện môi trường nuôi tôm, cá

Năm 2012, Trần Thị Bích Quyên và cộng sự đã phân lập được chủng vi khuẩn B

amyloliquefaciens Q22 từ phân heo để ứng dụng sản xuất chế phẩm probiotic bổ sung

thức ăn chăn nuôi heo

Một số chủng vi sinh vật probiotic phổ biến

Lactobacillus sp

Đặc điểm hình thái: Lactobacillus có dạng hình que, thường tồn tại từng tế bào riêng

rẽ hay dạng chuỗi, kích thước tế bào dao động từ 0,5-1,2 x 1-10 µm Không có khả năng di động, Gram dương, không sinh bào tử Chúng là dạng kị khí không bắt buộc,

nhỏ hơn 5 [30]

Lactobacillus thuộc nhóm vi khuẩn Lactic acid bacteria (LAB) có thể sử dụng glucose

để lên men Căn cứ vào sản phẩm lên men chia làm 2 nhóm đồng hình (sản phẩm cuối cùng có hơn 85% là acid lactic) hay lên men dị hình (sản phẩm cuối cùng gồm acid lactic, COR2R, etanol) Sự hiện diện của oxy hay các tác nhân oxy hoá khác như

acetat có thể tạo thành lactat Nhu cầu dinh dưỡng của Lactobacillus rất phức tạp cần

phải có nguồn carbonhydrat, acid amin, peptit, các este của acid béo, dẫn xuất của

các acid nucleic, vitamin và khoáng chất Giống Lactobacillus không tổng hợp được

porphyrinold nên không có các hoạt tính hoạt động phụ thuộc nhân heme, do đó hoạt tính catalase âm tính Tuy nhiên, có một vài chủng có thể sử dụng porphyrinold từ

môi trường nên có hoạt tính catalase dương tính (L mali), có cytochrom và có thể

khử được nitrat

Acid pyruvic Acid lactic

NADH NDA+ + H+Phương trình lên men lactic của vi khuẩn LAB

Vi khuẩn LAB lên men đồng hình phân giải đường theo con đường EMP (EmbdenMeyerhof–Parnas), sản phẩm chủ yếu là acid lactic (chiếm 90 - 95%) Chỉ một phần nhỏ pyruvate được decacboxyl hóa và chuyển thành acid acetic, ethanol,

aceton và COR2R Mức độ tạo thành các sản phẩm phụ thuộc vào sự có mặt của oxy [31]

Glucose + 2ADP + 2Pi 2 Acid lactic + 2ATP

Vi khuẩn lactic lên men dị hình do thiếu 2 enzyme chủ yếu của con đường EMP làvaldolase và triozophosphat – merisoase nên giai đoạn đầu của quá trình phân giải glucosevxảy ra theo con đường PP (pentose - phosphat) Quá trình chuyển hóa trizophosphat thành acid lactic giống như lên men đồng hình

Sản phẩm của quá trình lên men lactic dị hình ngoài acid lactic (40%), còn có các sản phẩm khác như acid succinic, ethanol (20%), acid acetic (10%), các chất khí còn lại (20%) [31]

Lactobacillus bao gồm 25 loài được chia thành 3 nhóm chính dựa vào sản phẩm

cuối cùng tạo, thành là [32]:

- Nhóm I: lên men đống hình bắt buộc

- Nhóm II: lên men dị hình tuỳ ý

- Nhóm III: lên men dị hình bắt buộc

Bảng 1.1 Đặc điểm một số nhóm thuộc Lactobacillus [6]

Bifidobacteria là vi khuẩn Gram dương, thành tế bào chứa polysaccharides, protein

và acid teichoic Nhiệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng là 37 - 41°C Tế bào có dạng hình chữ “Y hoặc V’’, không di động, không sinh bào tử, catalase âm tính

Bifidobacteria thuộc nhóm vi khuẩn kỵ khí tùy nghi, khả năng chịu được acid và dung

nạp muối mật tùy thuộc mỗi loài [33] Chúng được phân lập chủ yếu từ hệ tiêu hóa của động vật có vú, côn trùng và chim Ở động vật có vú, số lượng quần thể

Bifodobacterium phụ thuộc vào độ tuổi, chúng chiếm số lượng từ 80% - 1% tổng số

hệ vi sinh vật đường ruột và giảm dần theo độ tuổi [33] Trong giai đoạn đầu tiên bú

sữa mẹ của tre sơ sinh, số lượng Bifidobacterium nhiều hơn vì trong sữa mẹ chứa

nhiều oligosaccharides và monosaccharides là nguồn prebiotics cần thiết cho chúng phát triển

Các dòng B longum và B breve phân lập từ người là 2 chủng có ngưỡng chịu được oxy cao nhất, trong khi chủng B adolescentis rất nhạy cảm Khả năng nhạy cảm với oxy của Bifidobacteria là một nhược điểm cản trở khả năng sử dụng chúng để sản xuất các sản phẩm probiotic Bifidobacterium [33]

Hiện nay chỉ có khoảng hơn 10 chủng Bifidobacterium là được sản xuất thương mại Trong số đó là Bifidobacterium animalis subsp., Bifidobacterium longum sub sp chủng Bifidobacterium breve Nhờ khả năng dung nạp cho oxy nên B animalis subsp lactis là loài Bifidobacterium được sử dụng rộng rãi nhất trong các sản phẩm probiotic B animalis subsp lactis cũng có khả năng sống sót trong đường ruột và dạ dày tốt hơn so với các Bifidobacteria khác [34]

Bacillus sp

Đặc điểm hình thái: tế bào hình que, thẳng hoặc gần thẳng, kích thước 0,3 - 2,2 x 1,2 -7 µm Các tế bào thường đứng riêng lẻ, xếp thành cặp hay chuỗi, đầu tròn hoặc hơi vuông Là vi khuẩn Gram dương, hầu hết có catalase dương tính

Các vi khuẩn Bacillus là nhóm trực khuẩn sinh bào tử, sống hiếu khí tùy tiện, phân

bố rộng khắp trong tự nhiên và trong cơ thể người và động vật, thích nghi tốt với

từ 2 – 11 [35]

Tất cả các loài Bacillus đều có khả năng phân giải hợp chất hữu cơ như protein, tinh

bột, cellulose nhờ khả năng sinh enzyme ngoại bào khá mạnh như: amylase, cellulase,

protease [1] Hầu hết các loài thuộc chi Bacillus là những sinh vật hóa dị dưỡng, thu

năng lượng nhờ sự oxi hóa các hợp chất hữu cơ như đường, amino acid, acid hữu cơ,

Ngoài ra, các vi khuẩn này còn có khả năng sinh bacterioxin có khả năng ức chế một

số vi sinh vật gây bệnh đường ruột đặc biệt là E coli, đồng thời giúp kích thích tiêu

hóa và tăng trọng ở vật nuôi Trong chế phẩm probiotic, người ta thường sử dụng các

chủng thuộc giống Bacillus sau: B subtilis, B mesentericus, B megathericum, B

licheniformis, B clausii,…[1]

Các loài vi khuẩn Bacillus có một cơ chế đặc biệt để bảo vệ đặc điểm di truyền, chống

lại các điều kiện bất lợi của môi trường đó là sự hình thành bào tử Sự hình thành bào

tử là tạo ra một loại tế bào từ tế bào sinh dưỡng ban đầu, có thể sống sót trong thời gian dài với ít hoặc không có chất dinh dưỡng và sẵn sàng trở lại tế bào sinh dưỡng nếu gặp điều kiện môi trường thích hợp Cấu trúc của bào tử và thành phần hóa học đóng vai trò quan trọng trong sự kháng bào tử

Hình 1.1 Cấu tạo của một dạng bào tử vi khuẩn Bacillus [36]

Bắt đầu từ bên ngoài vào trong các lớp bào tử bao gồm exosporium, lớp phủ, màng ngoài, vỏ não, màng tế bào mầm, màng trong và lõi trung tâm [36, 37]

đặc biệt là nhóm của nhóm Bacillus cereus Tuy nhiên ở một số loài Bacillus khác

như B subtilis lớp exosporium này mỏng dần hoặc tiêu biến Cấu trúc này có thể rất

quan trọng trong sự tương tác của bào tử với các sinh vật mục tiêu

- Lớp vỏ bào tử là một cấu trúc phức tạp gồm nhiều lớp và chứa ≥ 50 protein

trong B subtilis , hầu hết là các sản phẩm gen đặc hiệu bào tử Lớp vỏ này có vai trò

quan trọng trong việc bào tử chống lại một số hóa chất, các enzyme ngoại sinh có thể làm mòn vỏ bào tử và bị các động vật nguyên sinh ăn, nhưng có vai trò rất ít trong kháng bào tử đối với nhiệt, bức xạ và một số hóa chất khác

dù màng này là một cấu trúc thiết yếu trong sự hình thành bào tử

vật nhưng với một số thay đổi bào tử cụ thể Vỏ nhân là cần thiết cho sự hình thành của một bào tử không hoạt động và để giảm lượng nước của lõi bào tử

vai trò chính trong kháng bào tử đối với nhiều hóa chất, đặc biệt là những chất qua màng tế bào này để phá huỷ DNA

có chứa hầu hết các enzyme bào tử cũng như DNA, ribosome và tRNAs Trong hầu hết các trường hợp, enzyme và acid nucleoic của bào tử giống với tế bào đang phát triển, mặc dù có một số đại phân tử độc nhất trong lõi

Sự nảy mầm của bào tử trong tự nhiên chỉ xảy ra khi gặp những điều kiện môi trường nhất định như đáp ứng dinh dưỡng hay các yếu tố chỉ định như acid amin đơn, đường, nucleotide purine… Quá trình nảy mầm được miêu tả cụ thể trong hình 1.2

Hình 1.2 Các giai đoạn nảy mầm của một bào tử Bacillus [38]

Đặc điểm của gà

Đặc điểm sinh trưởng của gà

Giống gà được thực hiện nghiên cứu phân lập các vi sinh vật probiotic thuộc giống

gà Ri lai gà Nòi được nuôi thả tự nhiên tại vùng nông thôn huyện Tây Sơn, tỉnh Bình Định Gà Ri (gà ta vàng) là giống gà địa phương có từ lâu đời trên đất nước ta và được nuôi phổ biến ở khắp mọi miền đất nước Trong đó, phổ biến nhiều nhất ở vùng đồng bằng trung du Bắc bộ và trung Nam Bộ Có tầm vóc nhỏ, chân thấp, chân, da,

mỏ có màu vàng nhạt Gà mái đầu nhỏ, thanh, mào đơn có bộ lông vàng nhạt, hoặc vàng nâu có điểm lông đen ở cổ, lưng Gà trống có bộ lông sặc sỡ nhiều màu hơn, lông ở cổ đỏ tía hoặc da cam, lông cánh và đuôi ánh đen dáng chắc khỏe, ngực vuông

và mào đứng Khi 1 năm tuổi, con trống nặng 1,8 - 2,5 kg; con mái nặng 1,3 - 1,8 kg Giống gà được kiểm nghiệm chế phẩm probiotic là giống gà công nghiệp lông vàng,

có hình dạng cân đối, tiết diện hình vuông hay hình chữ nhật do công ty cổ phần CP Việt Nam cung cấp Các giống gà công nghiệp thông thường chỉ nuôi 2 tháng 10 ngày Gà bị nhốt một chỗ, không được vận động nhiều, ăn thức ăn công nghiệp nên nhanh lớn hơn Gà công nghiệp trong nước nuôi 48 ngày là lấy ăn thịt

Đặc điểm hệ tiêu hóa của gà

Hình 1.3 Sơ đồ hệ tiêu hoá của gà

1 - Thực quản; 2 -Diều; 3 -Dạ dày tuyến; 4 - Dạ dày cơ; 5 - Lá lách; 6 - Túi mật; 7 - Gan; 8 - Ống mật; 9 - Tuyến tuỵ; 10 - Ruột hồi manh tràng; 1 1 - Ruột non; 12 -

Ruột thừa (manh tràng); 13 - Ruột già; 14 - Ổ nhớp

Gà có tốc độ trao đổi chất và năng lượng cao hơn so với động vật có vú Cường độ tiêu hoá mạnh ở gia cầm được xác định bằng tốc độ di chuyển của thức ăn qua ống tiêu hoá Ở gà còn non, tốc độ này là 30 - 39 cm trong 1 giờ; ở gà lớn hơn là 32 - 40cm và ở gà trưởng thành là 40 - 42cm Chiều dài của ống tiêu hoá gia cầm không lớn, thời gian mà khối thức ăn được giữ lại trong đó không vượt quá 2 - 4 giờ, ngắn hơn rất nhiều so với động vật khác, do đó, để quá trình tiêu hoá thức ăn diễn ra thuận lợi và có hiệu quả cao, thức ăn cần phải phù hợp về với tuổi và trạng thái sinh lý, được chế biến thích hợp, đồng thời có hàm lượng xơ ở mức ít nhất [39]

 Tiêu hóa ở diều

Ở gà, diều chứa được 100 - 120g thức ăn Thức ăn ở diều được làm mềm ra, quấy trộn và được tiêu hoá từng phần bởi các men của thức ăn và các vi khuẩn nằm trong thức ăn thực vật

Dạ dày gia cầm gồm dạ dày tuyến và dạ dày cơ Thức ăn từ diều được chuyển vào dạ dày tuyến, nó có dạng ống ngắn, vách dày, được nối với dạ dày cơ bằng một eo nhỏ Vách dạ dày tuyến cấu tạo gồm màng nhày, cơ và mô liên kết Bề mặt của màng nhầy

có những nếp gấp dễ thấy, đậm và liên tục

Dịch dạ dày được tiết vào trong khoang của dạ dày tuyến, có acid clohidric, enzyme

và musin Cũng như ở động vật có vú, pepsin được tiết ra ở dạng không hoạt động - pepsinogen và được hoạt hoá bởi acid clohidric Các tế bào hình ống của biểu mô màng nhầy bài tiết ra một chất nhầy đặc rất giàu musin, chất này phủ lên bề mặt niêm mạc của dạ dày Sự tiết dịch dạ dày ở gia cầm là liên tục, sau khi ăn thì tốc độ tiết tăng lên

Dịch dạ dày tinh khiết là một chất lỏng không màu hoặc hơi trắng đục, có pH acid Độ pH của dịch dạ dày ở gia cầm trung bình là 3,0; thường là 2,6 Độ pH sẽ giảm xuống sau khi tiếp nhận thức ăn giàu chất kiềm, cacbonat canxi, bột xương Ở gà, số lượng dịch dạ dày và độ acid tăng dần lên cùng với độ tuổi Ở gà con vài ngày tuổi, dịch dạ dày có tính acid (pH = 4,2 - 4,4) Acid clohydric tự do không thường xuyên được tìm thấy trong khối chứa trong dạ dày của gà con có độ tuổi từ 1 - 5 ngày

Ở gà con 31 - 40 ngày, độ acid đạt mức tối đa (pH = 1,15 - 1,55) và giữ ở mức độ đó với sự dao động không lớn trong các thời kỳ tiếp theo

Hoạt tính phân giải protein của dịch dạ dày ở gà con 10 - 20 ngày tuổi đạt tới mức độ cao (1,36 - 2,00mm) và sau đó bị thay đổi rất ít đến 60 ngày tuổi

 Tiêu hóa ở ruột

Dịch ruột gà là một chất lỏng đục, có phản ứng kiềm yếu (pH - 7,42) với tỷ trọng 1,0076 Trong thành phần dịch ruột có các men proteolytic, aminolytic và lypolytic

và cả men enterokinase Dịch tuỵ là một chất lỏng không màu, hơi mặn, có phản ứng hơi toan hoặc hơi kiềm (pH 7,2 - 7,5) Trong chất khô của dịch, ngoài các men, còn

Dịch tuỵ của gà trưởng thành có chứa các men trypsin, cacbosipeptidase, amylase, mantase, invertase và lipase Trypsin được bài tiết ra ở dạng chưa hoạt hoá là trypsinogen, dưới tác động của enzyme dịch ruột enterokinase, nó được hoạt hoá, phân giải các protein phức tạp ra các acid amin Enzyme proteolytic khác là các cacbosipeptidase được trypsin hoạt hoá cũng có tính chất này.Các enzyme amylase

và mantase phân giải các polysacaride đến các monosacaride như glucoase, lipase được dịch mật hoạt hoá, phân giải lipid thành glycerin và acid béo

Cơ chế việc chế tiết tuyến tuỵ ở gà giống với động vật có vú Ở gà 10 - 12 tháng tuổi, trước khi cho ăn, tuyến tiết ra một lượng dịch nhỏ: 0,4 - 0,8ml/giờ (sự chế tiết bình thường) Từ 5 - 10 phút sau khi cho ăn, mức độ chế tiết tăng 3 - 4 lần và giữ đến giờ thứ ba, sau đó việc tiết dịch dần dần giảm xuống, đến giờ thứ 9 - 10 sau khi cho ăn thì bằng mức độ ban đầu

Đặc điểm hệ vi sinh vật đường ruột ở gà

Số lượng vi sinh vật cư trú bên trong hệ tiêu hóa của vật nuôi tùy thuộc vào mỗi loại

và độ tuổi khác nhau, số lượng loài có thể đạt từ 400 – 500 loài Tuy nhiên, mật độ vi sinh vật ở từng giai đoạn tiêu hóa khác nhau là khác nhau từ dạ dày, tá tràng, ruột non, ruột già vào khoảng 101 – 103, 101- 104, 105 – 108, 109 – 1012 CFU/ml tương ứng theo thứ tự [40]

Sự cộng sinh giữa các loài vi sinh vật khác nhau trong hệ tiêu hóa, chủ yếu là trong ruột tạo lên một quần thể vi sinh vật cân bằng ngay sau khi vật nuôi sinh vài giờ Hệ

sinh vật kỵ khí như Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacteroides, Eubacteria,

Clostrodium…; (2) nhóm vệ tinh – Satellite flora gồm các loài như E coli, Enterococcus… và nhóm (3) Residual gồm các vi sinh vật có hại như Proteus, Staphylococcus, Pseudomonas… Tỉ lệ 3 nhóm trên được cho là cân bằng khi tỉ lệ là

90 : 1.0 : 0.01%

Tổng quan về chế phẩm probiotic

Chế phẩm probiotic là hỗn hợp của một hay nhiều chủng vi sinh vật probiotic hữu ích được phối trộn với chất mang thích hợp nhằm cải thiện và góp phẫn hỗ trợ quá trình tiêu hóa của vật chủ khi được sử dụng với một liều lượng thích hợp Chế phẩm probiotic được bổ sung trong thức ăn chăn nuôi được xem là giải pháp cho vật nuôi mau lớn, khỏe mạnh nhờ khả năng cân bằng hệ tiêu hóa, kích thích tiêu hóa, hạn chế

sự phát triển của vi khuẩn có hại trong đường ruột vật nuôi từ đó giảm rủi ro và tỉ lệ vật nuôi bị bệnh

Yếu cầu của một chế phẩm probiotic:

các chủng vi sinh vật probiotic được sử dụng phải có tính hỗ trợ cộng sinh với nhau trong môi trường đường ruột

trong danh mục cho phép sử dụng của nhà nước

tức là những sản phẩm probiotic được đóng gói trong bao bì riêng, sau đó được trộn cùng thức ăn hoặc nước uống cho vật nuôi theo tỉ lệ trong từng giai đoạn sinh trưởng

Một số lưu ý khi sử dụng chế phẩm probiotic trong chăn nuôi:

phân chia cho từng đối tượng vật nuôi khác nhau, bà con cần lưu ý chọn đúng sản phẩm dành cho vật nuôi lấy thịt hay trứng hay sữa để đảm bảo vật nuôi sinh trưởng tốt nhất

với giai đoạn đó Ví dụ như heo con mới tách sữa cần probiotic khác so với heo trong giai đoạn tăng trọng Chế phẩm probiotic cho mỗi giai đoạn sẽ có thành phần và tỉ lệ bào tử vi sinh vật khác nhau

nuôi sẽ hiệu quả khi đưa một lượng probiotic vừa đủ vào hệ tiêu hóa vật nuôi, nhằm cân bằng hệ vi sinh đường ruột tốt nhất Trước khi cho ăn, uống, bà con nên tìm hiểu trước để sử dụng với lượng vừa đủ, tránh lãng phí

phát triển hệ miễn dịch tự nhiên, ngăn ngừa bệnh tật, đảm bảo các chức năng tiêu hóa Probiotic sẽ hỗ trợ hệ tiêu hóa vật nuôi trong giai đoạn đổi thức ăn, tách sữa, cai sữa,… những thời kỳ dễ dẫn tới bệnh đường ruột nhất

dễ bảo quản hơn so với những chế phẩm probiotic thông thường

Các chủng vi sinh vật gây bệnh đường ruột E coli, Salmonella sp., Staphylococus

aureus thuần chủng do Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh cung cấp

Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị

Bảng 2.1 Thiết bị, máy được sử dụng trong nghiên cứu

Hóa chất, môi trường

Môi trường MRS Broth (Biokar, Pháp) Môi trường Peptone Water (Biokar, Pháp) Môi trường DSM

Môi trường dung dịch đệm PBS (10X) Môi trường LB (Biokar, Pháp)

Phương pháp nghiên cứu

Toàn bộ quy trình nghiên cứu được thực hiện theo sơ đồ sau:

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thực hiện

Lấy mẫu dịch ruột gà

Bảo quản lưu trữ giống

Thử nghiệm, đánh giá hiệu quả sử

dụng trên gà nuôi công nghiệp

Phản ứng sinh hóa Catalase

Khả năng chịu pH thấp

Khả năng dung nạp muối mật

Khả năng kháng khuẩn, vi sinh vật gây bệnh

Khả năng thích nghi một số loại kháng sinh

Khả năng sinh bào tử và phát triển từ bào tử thành tế bào sinh dưỡng trong ruột

Khả năng chịu được các loại enzyme dạ dày và

ruột