Hướng phòng bệnh cho tôm bằng phụ gia thức ăn

Tôm, loài thủy sản có giá trị nhất

Nuôi trồng thủy sản là ngành công nghiệp sản xuất protein phát triển nhanh nhất, với tốc độ tăng trường bình quân hàng năm là 10% trong suốt giai đoạn 1980 – 1990. Trong 10 năm từ 2012 – 2022, nuôi trồng thủy sản được dự báo sẽ tăng trưởng từ 29 đến 50%. (FAO 2014). Riêng sản lượng của động vật giáp xác cho thất tỷ lệ tăng trưởng trung bình năm lên đến 18% trong giai đoạn 1970 – 2008. Trong khi đó, nuôi tôm thương phẩm còn chưa xuất hiện vào những năm 80, nhưng ngày nay 60% lượng tôm ta ăn là tôm nuôi. Hơn nữa, tôm là loài thủy sản có giá trị nhất thế giới, theo ước tính của FAO tổng giá trị sản suất lên tới 21 tỷ USD vào năm 2013, và vượt quá xa so với nuôi cá hồi.

Nuôi tôm he biển đã bùng nổ, với sản lượng chỉ là 100 tấn trong những năm 80 lên đến 4 triệu tấn trong năm 2010 (Biểu đồ 1), với năm nhà sản xuất lớn nhất là Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam, Indonesia và Ecuador. Ngành công nghiệp này, phát triển nóng bởi khả năng sinh lời cao, quản lý lỏng dẫn đến bùng phát dịch bệnh. Hiện nay ngành nuôi tôm rất phân tán trên nhiều quốc gia và phương pháp nuôi thâm canh thiếu sự tiêu chuẩn hóa. Vì vậy, sẽ rất khó để đưa ra một sự cải cách mang tính đổi mới. Điều này đòi hỏi một kiến thức chuyên môn cao và sự ứng dụng linh hoạt với từng điều kiện của mỗi địa phương.

Dịch bệnh là mối đe dọa số một của ngành tôm

Mặc dù sự thành công và mở rộng sản xuất là một thực tế đang tiếp diễn, nhưng tại rất nhiều khu vực sản suất tôm vẫn đang chịu thiệt hại nặng nề về kinh tế do tác động của một loạt các lại bệnh dịch trên tôm. Hôi chứng đống trắng do vi rút (WSSV), một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng phát triền trì trệ cho ngành nuôi tôm những năm 90 của thế kỷ trước, vẫn tiếp tục ảnh hưởng đến ngành tôm tại Mexico, Trung và Nam Mỹ, nơi sử dụng phương pháp canh tác trong các ao lớn, không thể sử dụng các biện pháp an toàn snh học có hiệu quả chống lại vi rút.

Sản suất tôm của khu vực Đông Nam Á đã bị tàn phá vào cuối năm 2012 bởi một loại bệnh mới là hội chứng tủ vong sớm (EMS). Hậu quả lớn nhất của đại dịch này có thể thấy rõ nhất trong năm 2013 tại Thái Lan, nhà sản xuất tôm lớn thứ hai thế giới sau Trung Quốc, sản lượng đã bị giảm tới hơn một nửa do EMS gây ra. Sản xuát tôm của Thái Lan, hiện vẫn chưa cho thấy dấu hiệu phục hồi, và tác động của bệnh dịch này đang gây ra sự thay đổi lớn trong hoạt động phân phối các nguồn cung cấp tôm toàn cầu; Indonesia, Ấn Độ và Ecuador đã lấy vị trí nhà sản xuất tôm hàng đầu của Thái Lan và Việt Nam.

“Hôi chứng tử vong sớm” (EMS), về mặt kỹ thuật được gọi là bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND), lần đầu tiên xuất hiện tại Trung Quốc. Sau đó lan đến Việt Nam, Malaysia, Thái Lan và Mexico. Dịch EMS thường xảy ra trong vòng 30 ngày đầu sau khi tôm được thả nuôi với tỷ lệ tử vong có thể vượt quá 70%.

EMS được gây ra bởi một chủng vi khuẩn tương đối phổ biến đó là Vibrio parahaemolyticus, Vi rút này tạo ra một độc tố mạnh làm phá hủy nhanh mô và làm rối loạn chức năng gan tụy trong hệ thống tiêu hóa của tôm.

Cách thức gây bệnh EMS/AHPND thông qua một cơ chế giao tiếp vi rút – vi khuẩn Quorum Sensing (QS), cho phép các vi rút Vibrio phối hợp và sinh ra các độc tố mạnh. Nghiên cứ của Đại học quốc gia Thành Công, Đài Loan đã làm sang tỏ cơ chế gây độc tố của Vibrio được tạo ra trong một đoạn plasmid được mã hóa tương tự như độc tố của vi khuẩn có khả năng diệt côn trùng.

EMS đòi hỏi cải cách trong ngành nuôi tôm

EMS, được gây ra bỏi một loại vi khuẩn rất khó có thể tiêu diệt trong các môi trường sản suất. Việc diệt trừ bệnh này đòi hỏi một cách tiếp cận rất khác so với các phương pháp dựa trên an ninh sinh học hiện tại dùng để chống vi rút đống trắng (WSSV)

Tránh ô nhiễm ngay từ tôm bố mẹ và ấu trùng, kếp hợp với sự tiếp tục kiểm soát sự phát triển của tôn, đặc biệt trong tháng đầu tiên của chu kỳ sống, là rất quan trọng để kiểm soát EMS. Để thực hiện được, cần phải tạo ra những hệ thống nuôi chuyên sâu giúp tôm non vượt qua giai đoạn ảnh hưởng của EMS. Những hệ thống này cho phép kiểm soát tốt hơn về dinh dưỡng và môi trường vi sinh so với thả trưởng tiếp vào ao nuôi.

Việc sử dụng kháng sinh để kiểm soát sự phát triển của vi sinh vật trong suốt quá trình sản xuất là điều không được khuyến khích, do nguy cơ gây ra sự kháng thuốc trên vi sinh vật; những rào cản pháp lý và yêu cầu của người tiêu dung.

Phương pháp tiếp cận bền vững là điều chỉnh  hệ vi sinh trong đường ruột của tôm, bao gồm việc sử dụng các lợi khuẩn được chọn lọc tạo ra các hoạt chất hữu ích nhưu probiotics và sử dụng các hợp chất tự nhiên (có nguồn gốc thực vật gọi là “botanicals” hoặc “phytobiotics”) có khả năng điểu chỉnh hệ vi thực vật thành các hợp chất có lợi cho tôm. Hợp chất điều  chỉnh đường ruột của tôm cần được xử lý nhiệt ổn định, và có thể dễ dàng tích hợp vào thức ăn sản xuất tại nhà mát và có thể bổ sung trong mỗi cữ ăn từ giai đoạn khởi nuôi trở đi, mà không đòi hỏi sự thích nghi của vật nuôi tại ao ươm hoặc trang trại.

Thức ăn chức năng để ngăn chặn dịch bệnh

Các loại thức ăn chức năng có chứa các hoạt chất hỗ trợ sức khỏe đường ruột của tôm, có thể thêm vào mỗi lần cho ăn với nồng độ thích hợp. Những loại thức ăn này là một phần quan trọng trong chiến lược ngăn chặn và đẩy lùi dịch bệnh EMS. Tuy nhiên sự thành công của phương pháp này phụ thuộc vào hiệu quả của các  hoạt chất hỗ trợ sức khỏe đường ruột được chọn lọc để chống lại các vi khuẩn gây bệnh liên quan đến EMS.

Hỗn hợp của các hợp chất điều chỉnh tự nhiên có thể được lựa chọn dựa trên các đặc tính kháng và diệt khuẩn trong những thí nghiệm cụ thể trong ông nghiệm về khả năng gây bệnh của vi khuẩn. Bằng cách này, các chủng Vibrio khác nhau, bao gồm cả Vibrio parahaemolyticus, cho thấy sự nhạy cảm với một số chất phụ gia thức ăn tự nhiên bao gồm một hỗn hợp các chất kháng khuẩn. 

Biểu đồ 3: Ảnh hưởng của liều lượng khác nhau của một sản phẩm phytobiotic với tính kháng khuẩn tự nhiên (Sanacore® GM) đến sự phát triển của vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus (AHPND) trong ống nghiệm. (LB: Không có sản phẩm phytobiotic) Nguồn: Giáo sư CF Lo & TS CT Lee (2014). Đại học Quốc gia Thành Công, Đài Loan

Nghiên cứ gần đây cho thấy, ngoài việc diệt khuẩn và kìm hãm vi khuẩn trực tiếp, hỗn hợp chọn lọc của các các hoạt chất kháng vi sinh vật có cơ chế điều chỉnh các thành phần vi sinh vật rất phức tạp.

Trong y học đối với con người, các hợp chất kháng khuẩn trong hệ thốngQuorum Sensing (QS) ngày càng được sử dụng rộng rãi, như một sự thay thế tiềm năng cho thuốc kháng sinh bởi những hiểu quả mà chúng mang lại và không gây chết người. Quorum Sensing (QS) là một hình thức giao tiếp của vi khuẩn, dựa trên việc sản xuất ra các phân tử tín hiệu có thể phát hiện bởi các vi khuẩn liền kề. Khi mật độ tăng lên, các phân tử này sẽ được tích lũy trong môi trường ngoại bào, qua đó cung cấp một phương tiện cho vi khuẩn theo dõi sự hiện diện của các cá thể khác. Khi những phân tử này đạt một nồng độ đạt một ngưỡng nhất định nào đó, sẽ gây ra những thay đổi trong biểu hiện kiểu gen cụ thể của cả quần thể. Cắt đứt thông tin liên lạc giữa các vi khuẩn (gây ức chế quorum quenching) là một phương pháp mới ngăn chặn các khả năng liên lạc để gây bệnh của vi khuẩn.

Nghiên cứu của hãng Nutriad đã chỉ ra rằng hỗn hợp của các hợp chất kháng sinh tự nhiên có khả năng cắt đứt hệ thống liên lạc QS của vi khuẩn, một trong các tác nhân gây bệnh trên thủy sản tiêu biểu như Vibrio harveyi ở nồng độ thấp hơn nồng độ ức chế tối thiểu.

Cơ chế ức chế vi khuẩn của chất diệt khuẩn, kháng sinh (trên) so với cơ chế của Quorum sensing (dưới).

Phụ gia thức ăn tự nhiên kết hợp các cơ chế tác động khác nhau đối với các chủng Vibrio như diệt khuẩn/kìm khuẩn đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc cải thiện sức sống của tôm khi tiếp xúc với các vi khuẩn gây bệnh.

Việc đưa phụ gia chức năng tự nhiên vào thức ăn vào những viên thức ăn đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp tại các nhà máy thức ăn chăn nuôi đã giúp cải thiện sự sống còn cho sản xuất tôm tại các trang trạn bán thâm canh ở Panama lên tới  24% và 18% trong hai chu kỳ sản xuất độc lập. (Cuellar-Anjel, et al, 2011;. Biểu đồ 4.) Trong các thí nghiệm sản xuất này, thác thức chính gây bệnh ở các trang trại là WSSV và Vibrio. Cải tiến quan trọng nhất cho sự sống của tôm thu được trong các thí nghiệm khác nhau trong cả hai khu vựcL không chịu ảnh hưởng vởi EMS Vibrio/WSSV cũng như khu vực chịu ảnh hưởng của EMS (biểu đồ 4.). Một nghiên cứu của nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Trần Lộc nhận định tính hiệu quả của các sản phẩm phytobiotic tự nhiên trong việc ngăn chặn dịch bệnh EMS và tăng tỷ lệ sống sót trên tôm tới 62 - 107% sau 3 tuần gây nhiễn thực nghiệm (Lộc et al. 2015, Biểu đồ 4.)

Biểu đồ 4: Ảnh hưởng của các chất phụ gia thức ăn chức năng trong khả năng chống khuẩn/QS trên tôm thẻ chân trắng trong các thí nghiệm sản xuất khác nhau (trái) và một thí nghiệm được kiểm soát trong phòng thi nghiệm (phải)

Các kết quả của các phòng thí nghiệp đã chỉ ra rằng các chất phụ gia thức ăn hỗ trợ sức khỏe cho tôm đã làm tăng tỷ lệ sống từ mức trung bình (60 - 70%) lên mức chưa nhiễm EMS (> 85%). Tuy nhiên, kết quả tại các trang trại cũng cho thấy rằng các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi kể trên có vai trò rất quan trọng nhằm kiểm soát sự cân bằng hệ vi sinh vật trong suốt chu kỳ sản xuất.

“Dịch bệnh do vi rút và vi khuẩn đã gây ra sự tàn phá nặng nề đến ngành công nghiệp nuôi tôm. Các quy định về nhập khẩu, nhu cầu của khách hàng và chiến lược phát triển bền vững đòi hỏi sự hạn chế các loại thuốc điều trị bệnh cho tôm. Vác-xin lại không có tác dụng hiệu quả trên các động vật giáp xác, do chung không có hệ miễn dịch đặc hiệu như trên các loài động vật có xương sống. Người nuôi tôm phải sử dụng đến các yếu tố về di truyền, chất lượng nguồn giống, quy trình chăn nuôi và chế độ dinh dưỡng lành mạnh như là các công chủ chủ yếu để kiểm soát bệnh dịch”, trích bài viết của Peter Coutteau, Nutriad.