[Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam] – Kể từ khi Liên minh châu Âu cấm hoàn toàn việc sử dụng tất cả các loại kháng sinh trong thức ăn từ năm 2006, formaldehyde đã được phê duyệt sử dụng trong thức ăn để đảm bảo vệ sinh an toàn và chất lượng của thức ăn chăn nuôi. Formaldehyde đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng tiêu chuẩn về không kháng sinh trong thức ăn tại Châu Âu. Đặc biệt, nó đóng vai trò không thể thay thế trong việc đảm bảo an toàn vệ sinh và tránh lây nhiễm chéo trong quá trình sản xuất thức ăn chăn nuôi.

Theo báo cáo của Cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA , 2014), cho thấy rằng 0,2 ~ 1 kg formaldehyde trên mỗi tấn thức ăn hoàn chỉnh có thể tiêu diệt hiệu quả hầu hết các vi sinh vật gây hại. Ngoài ra, theo tác giải Wales đã phát hiện ra rằng việc sử dụng formaldehyde có thể kiểm soát một cách hiệu quả Salmonella và các mầm bệnh khác trong thức ăn và nước uống, giảm thiểu các vi sinh vật gây bệnh trong môi trường.

Tuy nhiên, formaldehyde đã bị cấm sử dụng trong thức ăn vào tháng 8 năm 2018, do những bằng chứng nó có hại cho cơ thể con người. Trong khi đó, Cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA) khuyến nghị sử dụng axit formic nhằm thay thế cho formaldehyde và cho phép sử dụng cho tất cả các loài vật nuôi.

Phương thức hoạt động của axit formic chống lại vi khuẩn gây bệnh

Axit formic là axit hữu cơ nhỏ nhất, có công thức phân tử là H₂CO₂ và trọng lượng phân tử là 46,03. Axit formic có thể xâm nhập trực tiếp và hiệu quả vào vi khuẩn dưới dạng phân tử axit (pH≈7,0) (Hình 1), giải phóng anion ( HCOO-) và một proton (H +) vào trong tế bào chất. Điều này làm cho pH bên trong giảm, bơm H + -ATP được kích hoạt, đưa pH bên trong vi khuẩn về mức bình thường.

Quá trình này sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng, có thể ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và tiêu diệt chúng. Trong khi đó, các anion carboxylate có thể ức chế sự tổng hợp DNA và protein, do đó vi khuẩn không thể sinh sản và đạt được hiệu quả diệt khuẩn (DIBNER J J Etc, 2001). Kết quả so sánh tác dụng kìm khuẩn của các axit hữu cơ khác nhau cho thấy axit formic có tác dụng ức chế mạnh đối với các vi khuẩn gây bệnh như E.Coli và Salmonella (STRAUSS G, 2001) (Bảng 2).

Bảng 2. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của các axit hữu cơ khác nhau

(Strauss and Hayler 2001)

Axit Formic ăn mòn và gây kích ứng

Axit formic có mùi khó chịu và ăn mòn mạnh, gây kích ứng và tổn thương mạnh đối với mắt, đường hô hấp và da, nên có các yêu cầu nghiêm ngặt đối với thiết bị vận chuyển và thiết bị lưu trữ. Cơ quan an toàn thực phẩm của Liên minh châu Âu cũng quy định trong tài liệu số EU(EU) 2017 / 940 cho thấy lượng axit formic tối đa được sử dụng trong thức ăn hỗn hợp là 1%. Do đó, việc sử dụng axit formic trên quy mô lớn trong chăn nuôi đã bị hạn chế rất nhiều. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các dẫn xuất axit formic không kích thích và an toàn đã được nghiên cứu và phát triển thành công.

Đặc tính của Axit Diformic

Axit Diformic là axit formic đôi, được hình thành do phản ứng trùng hợp của hai phân tử axit formic thông qua lực Van der Waals (VDW). Đây là một chất lỏng màu nâu có mùi axit formic và cũng không ăn mòn và không gây kích ứng. Giá trị pH của dung dịch axit diformic 1% là khoảng 2,5. Axit Diformic giải phóng hai phân tử axit formic chống lại vi khuẩn và về mặt lý thuyết có cùng phương thức hoạt động với axit formic.

Kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy sau 15 phút trộn nuôi cấy hỗn hợp tế bào PAM của lợn và virus dịch tả lợn châu Phi (ASF), các tế bào PAM của lợn đã bị nhiễm virus và Rosette xuất hiện trên bề mặt tế bào (Hình 3B, dữ liệu chưa được công bố). Rosette trên bề mặt tế bào PAM của lợn đã biến mất sau khi bổ sung axit diformic 15 phút ở nồng độ 4,5 ml/L và virus đã bất hoạt. Đồng thời, nghiên cứu cũng cho thấy hiệu quả tương tự có thể đạt được khi bổ sung formaldehyde ở nồng độ 3 ml/L (xem Hình 4, dữ liệu chưa được công bố).

Kết luận

Axit formic có tác dụng diệt khuẩn và kìm hãm vi khuẩn mạnh, đồng thời cũng đóng vai trò là chất axit hóa và cung cấp giá trị dinh dưỡng. Theo xu hướng phát triển chăn nuôi không kháng thuốc trên toàn cầu, axit formic có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong chăn nuôi. Tuy nhiên, những thiếu sót của axit formic, như khả năng kích ứng và sự ăn mòn, đã hạn chế sử dụng trong sản xuất quy mô lớn. Axit Diformic không chỉ khắc phục những điểm yếu của axit formic, mà còn giữ lại hoàn toàn các ưu điểm của axit formic, làm giảm các mối nguy tiềm ẩn đối với công nhân và thiết bị, mang lại giá trị trong việc sử dụng ở quy mô lớn.

Kasen Zhai¹, Theerawit Poeikhampha²

(1 Numega Nutrition Pte.Ltd, Singapore

2 Faculty of Agriculture, Kasetsart University, Thailand)