Liều lượng của probiotics từ Clostridium butyricum cho tôm thẻ

Tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) là loài nuôi chính trong nhiều năm ở Trung Quốc, Ấn Độ cũng như Việt Nam. Tuy nhiên dịch bệnh trên tôm đang bùng phát khá phức tạp làm ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả kinh tế của ngành tôm. Bệnh là kết quả của sự tương tác phức tạp 3 nhân tố vật chủ, môi trường và mầm bệnh, trong đó khả năng đề kháng với mầm bệnh được coi là yếu tố quan trọng đối với một loài nuôi. Do đó bên cạnh việc cải tiến kỹ thuật nuôi, nuôi tôm khép kín đảm bảm an toàn sinh học thì những biện pháp giúp cải thiện miễn dịch của tôm cũng được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.

Cải thiện miễn dịch cho tôm bằng nhiều biện pháp như sử dụng chất kích thích miễn dịch như β-glucan, quercetin, MOS (Mannan Oligosaccharide)…và có một phương pháp phổ biến là sử dụng probiotics cho tôm. 

Probiotics từ Clostridium butyricum 

Clostridium butyricum là vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, gram dương, thường được tìm thấy trong đất và phân và hệ vi khuẩn đường ruột của người và động vật.

So với các chế phẩm sinh học khác như Bacillus, Lactobacillus và nấm men thì C. butyricum có khả năng chịu được môi trường có độ pH, nhiệt độ cao hơn và chịu được nhiều loại kháng sinh. Chúng đã được sử dụng như một probiotic cộng sinh quan trọng để phòng ngừa các bệnh đường ruột của con người và thú y (Liao và cộng sự, 2015a, b). Nhiều báo cáo cho thấy rằng C. butyricum có thể duy trì hoặc khôi phục lại cộng đồng vi khuẩn có lợi, và ngăn ngừa hoặc sửa chữa sự mất cân bằng của hệ vi khuẩn đường ruột (Zhang et al., 2012).

Ngoài ra, C. butyricum cũng có thể sản xuất một số chất chuyển hóa có thể ức chế vi khuẩn gây bệnh xâm nhập vào đường ruột, chẳng hạn như bacteriocin (Clarke và Morris, 1976) và axit lipoteichoic (Gao et al., 2011). Các axit béo mạch ngắn, đặc biệt là axit butyric được sản xuất bởi C. butyricum có thể cung cấp các chất dinh dưỡng cho quá trình tái tạo và sửa chữa tế bào biểu mô ruột (Pryde et al., 2002).

Là một phụ gia thức ăn, C. butyricum đã được áp dụng rộng rãi trong chăn nuôi gia súc và gia cầm tuy nhiên, vẫn còn ít nghiên cứu về ứng dụng của nó trong động vật thủy sản được báo cáo. Duan et al. (2017) đã đánh giá ảnh hưởng của chế độ ăn uống C. butyricum dưới dạng bào tử trên sự tăng trưởng, và chủ yếu tập trung vào tình trạng sức khỏe ruột, chức năng miễn dịch ruột và phản ứng của chúng đối với stress amoniac của tôm thẻ chân trắng. Tuy nhiên, vai trò dinh dưỡng của probiotics từ C. butyricum đối với đáp ứng miễn dịch của huyết thanh, và các cơ quan miễn dịch chính trong tôm vẫn chưa chắc chắn và thiếu thông tin hỗ trợ. Do đó nghiên cứu này đánh giá hiệu suất tăng trưởng, miễn dịch không đặc hiệu, mô học đường ruột và khả năng kháng bệnh của tôm thẻ Litopenaeus vannamei được nuôi bằng chế độ ăn bổ sung tế bào sống của Clostridium butyricum.

Bổ sung Clostridium butyricum trên tôm thẻ

Nghiên cứu này được xây dựng trong 42 ngày, với chế độ ăn thử nghiệm và 14 ngày tiếp theo thách thức với mầm bệnh Vibrio parahaemolyticus để xác định ảnh hưởng của Clostridium butyricum CBG01 trên tôm thẻ Litopenaeus vannamei (trọng lượng ban đầu 1,60 ± 0,02g). 

Tôm được cho ăn với bảy chế độ ăn thử nghiệm có chứa liều lượng khác nhau như sau:

C. butyricum được phun đồng đều trên thức ăn cho tôm, sau đó được đóng gói với hỗn hợp dung dịch natri alginate và dầu cá và sấy khô trong bóng râm. Tất cả các chế độ ăn thử nghiệm được chuẩn bị hàng ngày và cho tôm ăn trong vòng 2 giờ để đảm bảo sức sống của C. butyricum.

Kết quả cho thấy tốc độ tăng trưởng và tăng trọng của tôm ở nhóm LE và LF được cải thiện đáng kể trong khi tỷ lệ chuyển hóa thức ăn FCR cho tất cả các nhóm bổ sung probiotics từ C. butyricum giảm đáng kể so với đối chứng (P <0,05).

Ảnh hưởng của chế độ ăn uống C. butyricum đến số lượng và chiều cao của nhung mao ruột được thể hiện. Chiều cao của nhung mao ruột tôm ở tất cả các nhóm điều trị cao hơn đáng kể so với đối chứng ( P  <0,05), và ở nhóm LE và LF cao hơn đáng kể so với các nghiệm thức khác ( P  <0,05). Chứng tỏ thức ăn bổ sung với chế phẩm sinh học có thể thay đổi hình thái của ruột của tôm. Do đó, có thể việc tăng cường hiệu suất sinh trưởng và giảm FCR trên tôm là do sự thay đổi hình thái của ruột và cải thiện chức năng hấp thu đối với các chất dinh dưỡng khác nhau. 

Các hoạt động miễn dịch của tôm trong nhóm LE và LF đều được tăng cường đáng kể (P <0,05). Mức độ biểu hiện của các yếu tố miễn dịch trong cơ quan lymphoid của tôm của các nhóm LC, LD, LE và LF cao hơn so với nhóm không bổ sung (P <0,05).

Sau khi thách thức với vi khuẩn gây bệnh là V. parahaemolyticus thì mức độ biểu hiện gen miễn dịch trong LE và LF được điều chỉnh lên đáng kể và tỷ lệ tử vong tích lũy của tôm ở LD, LE và LF thấp hơn đáng kể so với đối chứng (P <0,05).

Sự tăng cường sinh trưởng và miễn dịch của tôm thẻ bởi probiotic từ C. butyricum phụ thuộc vào liều lượng bổ sung vào chế độ ăn. Với liều từ 10 ¹¹ và 10 ¹²  cfu C. butyricum/kg bổ sung vào thức ăn có thể cải thiện đáng kể hiệu suất sinh trưởng và khả năng miễn dịch của tôm thẻ L. vannamei , cũng có tác động tích cực đến cấu trúc hình thái đường ruột. Hơn nữa, bảo vệ chống lại V. parahaemolyticus cũng tăng lên với sự gia tăng trong việc thêm liều, và sự bảo vệ tốt nhất đã được quan sát thấy trong tôm cho ăn một chế độ ăn có chứa C. butyricum ở 10¹² cfu / kg. 

Vì vậy, khi xem xét yếu tố tăng trưởng, khả năng miễn dịch, và khả năng kháng bệnh thì liều 10 ^11-12 cfu /kg thức ăn của probiotics từ C. butyricum CBG01 được khuyến khích sử dụng cho tôm thẻ dựa trên kết quả từ nghiên cứu của Hai-dong Li, Xiang-Li Tiang 2018.