Nhóm Tác giả: Christophe Bostvironnois – Giám Đốc Sản Phẩm Toàn Cầu 

Jean-Christophe Bodin – Giám Đốc Sản Phẩm Kỹ Thuật 

John Schleifer – Giám Đốc Sản Phẩm Kỹ Thuật Bắc Mỹ

Dorthe Sandvang – Giám Đốc Bộ Phận Sáng Tạo

Công ty Chr. Hansen

Các chế phẩm sinh học lợi khuẩn dựa trên Bacillus có chứa các bào tử vi khuẩn dường như đặc biệt thích hợp để sử dụng trong thức ăn cho gà thịt. Ở dạng bào tử, chúng không hoạt động trao đổi chất và có khả năng chống chịu với các áp lực của môi trường, bao gồm cả quá trình ép viên. Đã có nhiều năm tranh luận về phương thức hoạt động của chế phẩm sinh học lợi khuẩn ở gà và rộng hơn là ở gia cầm. Nền tảng của các cuộc tranh luận tập trung vào khả năng nảy mầm và hoạt động của bào tử trong ruột do thời gian vận chuyển nhanh chóng trong đường tiêu hóa gia cầm (GIT).

 

Những khía cạnh này đã được làm rõ vào năm 2008 bởi Cartman & cs. Nghiên cứu cho thấy, các bào tử Bacillus subtilis qua đường tiêu hóa của gà (Cartman & cs. 2008). Nên sử dụng liên tục lợi khuẩn Bacillus subtilis một cách hiệu quả để đạt được những lợi ích lâu dài (Latorre & cs. 2014). Một thảo luận khác được tập trung vào việc, dạng bào tử của Bacillus spp. là các vi sinh vật tạm thời trong ruột, hoặc bằng một cách nào đó chúng có thể kết dínhvào biểu mô ruột. Điều này dẫn đến hai luồng quan điểm trong cộng đồng khoa học.

 

Để trả lời câu hỏi này, Ban Đổi mới của Chr. Hansen, A/S đã thực hiện một thí nghiệm huỳnh quang đặc biệt với sự hợp tác của Khoa Dinh dưỡng Động vật, thuộc Viện Sinh lý và Dinh dưỡng Động vật Kielanowski, Học viện Khoa học Ba Lan, Jabłonna, Ba Lan.

 

Một nghiên cứu gần đây đã trả lời cho cuộc tranh luận rằng

 

Nghiên cứu gần nhất được thực hiện để nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm sinh học dạng bào tử Bacillus subtilis bán trên thị trường của Chr. Hansen trong khẩu phần ăn 1,6×106 CFU/gam thức ăn, được thực hiện để khảo sát không gian và sự hình thành màng sinh học Bacillus subtilis trong các mẫu ruột từ các vị trí GIT khác nhau ở 6 con gà thịt. Các phần mô của mỗi con gà được phân tích lặp lại và hiển thị bằng kính hiển vi với 40 lần phóng đại.

Hình 1. Màng sinh học Bacillus subtilis bao phủ bề mặt nhung mao manh tràng

 

Bacillus Subtilis có ở trong ruột lâu dài hay chỉ là tạm thời? Cả hai đều đúng

 

Thật vậy, Hình 1 mô tả rất rõ cách B. subtilis xâm nhập vào biểu mô ruột qua ánh đỏ của huỳnh quang trên bề mặt nhung mao mà mắt chúng ta có thể quan sát được.

Hình 2. Bacillus subtilis trên bề mặt nhung mao và trong chất tiêu hóa

 

Trong Hình 2 quan sát thấy sự phát huỳnh quang khác. Một số chất phát quang bên trong đường ruột đã được nhìn thấy, điều này cho thấy các vi khuẩn Bacillus đã sống và sinh sôi tạm thời trong đường ruột.

 

Bacillus đang hoạt động đúng chỗ!

 

Đây là bức tranh thú vị, mô tả rõ rằng Bacillus có thể xâm chiếm bề mặt của nhung mao. Phần trên cùng của nhung mao đại diện cho một trong những vị trí nhạy cảm nhất của biểu mô. Đây là nơi hấp thụ chất dinh dưỡng do hệ vi nhung mao phát triển đầy đủ. Cũng là nơi của hầu hết các mầm bệnh tác động để tiêu diệt các dịch nhầy (C. perfringens, E.coli, Salmonella).

 

Có thể đưa ra một số lợi ích bằng cách phủ lên bề mặt biểu mô.

 

Sự hiện diện trên nhung mao dẫn đến hiệu quả của vi khuẩn

 

Nhiều ấn phẩm đã ghi lại việc sử dụng chế phẩm sinh học Chr. Hansen dẫn đến sự gia tăng chiều dài của nhung mao và được biết đến là chiều dài nhung mao/Tỷ lệ lớp tuyển ruột (Boroojeni F.J. & cs. 2018). Chỉ số điển hình của chức năng đường ruột được nâng cao. Có thể hiểu một cách đơn giản là khi bề mặt hấp thụ được tăng lên thì hiệu quả của quá trình hấp thụ dinh dưỡng qua biểu mô cũng được cải thiện một cách tương ứng. Bằng cách phủ lên bề mặt nhung mao, Bacillus có thể bảo vệ tính toàn vẹn của nhung mao và vi nhung mao, sau đó kéo dài vòng đời của tế bào (thường khoảng 4 đến 5 ngày) trước khi chúng bị đào thải khỏi đường ruột.

 

Sự hiện diện trên nhung mao dẫn đến hiệu quả của vi khuẩn

 

Một số Bacillus spp. đặc biệt mạnh trong sản xuất chế phẩm vi khuẩn. Vi khuẩn có thể được định nghĩa là peptit ức chế chống lại vi khuẩn có hại. Ví dụ, các peptit này được biết có thể ức chế sự phát triển của C. perfringens nhưng gần đây là với cả E. Coli và Salmonella.

 

Sự hiện diện trên nhung mao giúp cải thiện sản xuất chất chuyển hóa và enzyme

 

Bacillus spp. có thể sản xuất và giải phóng nhiều enzyme hoạt động trong đường ruột. Nguyên lý chính của các enzyme này là tiêu hóa phần thức ăn không tiêu hóa được có thể nằm trong môi trường vi sinh xung quanh các khuẩn lạc trực khuẩn. Một khi các enzyme này được giải phóng, chúng tiếp tục hoạt động và cắt phần phức tạp
không hòa tan hoặc khó tiêu hóa của thức ăn thành các mảnh nhỏ hơn để sau đó vi nhung mao có thể dễ dàng hấp thụ được. Sự hiện diện của Bacillus trên bề mặt biểu mô làm cho các enzyme này hoạt động chính xác cho sự hấp thụ của gà.

 

Trên hết, một bài báo gần đây đã chứng minh khả năng tăng sản xuất butyrate trong đường ruột (Konieczka P & cs. 2018).

Kết luận

 

Những nghiên cứu gần đây đã giúp nhận ra phần quan trọng về cơ chế hoạt động của chế phẩm sinh học Bacillus hiệu quả.

 

Vì vậy, chế phẩm lợi khuẩn Bacillus:

 

• Có thể nở trong ruột và trở thành một phần của hệ vi sinh vật
trong đường ruột ở gia cầm.

 

• Có thể là sinh vật sống tạm thời trong đường ruột.

 

• Có thể trú trên bề mặt của nhung mao ruột, dẫn đến ba lợi ích
chính cho đường ruột của gia cầm:

 

– Bảo vệ bề mặt của nhung mao, kéo dài quá trình hấp thụ toàn
bộ chất dinh dưỡng.

 

– Tạo ra nơi thích hợp để sản xuất bacteriocin, dẫn đến môi trường vi sinh không thuận lợi cho các mầm bệnh như C. perfringens, Salmonella và E. coli.

 

– Giải phóng các enzyme và butyrate cục bộ, gần với biểu mô bề mặt thượng bì. Điều này cho phép tiêu hóa phần khó tiêu của thức ăn và cải thiện khả năng tiêu hóa.

 

Qua nhiều năm tranh cãi gay gắt, câu trả lời từ khoa học cho chúng ta thấy rằng chúng ta chỉ đang sơ khai về tiềm năng của lợi khuẩn trong chăn nuôi gia cầm. Nghiên cứu về công nghệ này sẽ mang đầy hứa hẹn trong tương lai.

______________
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Barletta, 2011. Introduction: Current Market and Expected Developments. In “Enzymes in Farm Animal Nutrition”, CABI, UK, 2nd ed. 1-11.

 

2. Boroojeni F.G. “Bacillus subtilis in broiler diets with different levels of energy and protein” 2018 Poultry Science Association

 

3. Cartman S.T., La Ragione R.M., Woodward M.J. ”Bacillus subtilis germinate in the chicken Gastronitestinal Tract, Applied and Environmental Microbiology” Aug. 2008, p.5254-5258

 

4. Glávits R., Virág GY. & Szabó ZS. (2011) Effect of different concentrations of Bacillus subtilis on growth performance, carcass quality, gut microflora and immune response of broiler chickens, British Poultry Science, 52:6, 658-665

 

5. Gusakov, A.V, Kondratyeva, E.G., Sinitsyn, A.P. 2011. Comparison of two methods for assaying reducing sugars in the determination of carbohydrase activities. International Journal of Analytical Chemistry. Article ID 283658. 4 pp.

 

6. Konieczka P., Nowicka K., Madar M., Taciak M. & Smulikowska S. (2018): Effects of pea extrusion and enzyme and probiotic supplementation on performance, microbiota activity and bioflm formation in the broiler gastrointestinal tract, British Poultry Science.

 

7. Latorre, J. D., et Al. 2014. “Evaluation of Germination, Distribution, and Persistence of Bacillus Subtilis Spores through the Gastrointestinal Tract of Chickens.” Poultry Science 93 (7): 1793–1800.

8. Lin Y, Xu S, Zeng D, Ni X, Zhou M, Zeng Y, et al. (2017) Disruption in the cecal microbiota of chickens challenged with Clostridium perfringens and other factors was alleviated by Bacillus licheniformis supplementation. PLoS ONE 12(8): e0182426.

 

9. Molnár A.K., Podmaniczky B., Kürti P., Tenk I., Glávits R., Virág GY. & Szabó ZS. (2011) Effect of different concentrations of Bacillus subtilis on growth performance, carcass quality, gut microflora and immune response of broiler chickens, British Poultry Science, 52:6, 658-665.

 

10. Sumi C.D., Yang B.W., and Hahm. Y.T., Antimicrobial peptides of the genus Bacillus: a new era for Antibiotics, Can. J. Microbiol. 61: 93–103 (2015).

 

11. Internal Chr. Hansen Source: Project no. 2PROJ1001403, 2013; EXP-12-AC0017, EXP-12-AC0019,
EXP-12-AB0441.

 

Biên dịch: Hồ Ngọc Thủy