Trong đường ruột của heo có hàng trăm ngàn tỷ vi khuẩn, số lượng vi khuẩn lớn hơn 10 lần số lượng tế bào cơ thể. Vi khuẩn trong đường ruột đựợc xếp thành ba nhóm. Nhóm 1 là nhóm vi khuẩn có ích chiếm tỷ lệ trên 90%, gồm phần lớn là các giống vi khuẩn kỵ khí (Bifidobacteria, Lactobacilli, Bacteroides, Eubacteria, Streptococci), sản sinh các acid hữu cơ, quan trọng nhất là acid lactic. Nhóm 2 chiếm khoảng 1% và gồm chủ yếu là Enterococci và E.coli. Nhóm 3 chiếm tỷ lệ dưới 0,01% và gồm chủ yếu là những vi khuẩn gây  bệnh  như Proteus,  Staphylococci và
Pseudomonas.

Ở điều kiện sinh lý bình thường, ba nhóm vi khuẩn trên chung sống theo tỷ lệ “hoà hoãn” là >90: 1: 0,01 (thuật ngữ chuyên môn gọi tình trạng này là eubiosis). Nếu số lượng vi khuẩn có hại tăng lên, tỷ lệ “hoà hoãn” bị phá vỡ (thuật ngữ chuyên môn gọi tình trạng này là dysbiosis), dẫn đến rối loạn tiêu hoá, suy giảm khả năng miễn dịch đường ruột, suy giảm sức kháng bệnh của cơ thể.

Số lượng vi khuẩn có lợi thường bị suy giảm do kháng sinh, hoá chất và nấm mốc độc hại có trong thức ăn, cũng như do các bất lợi về môi trường như nóng ẩm, khí thải chuồng nuôi... Nếu tìm cách “gieo lại” vi khuẩn có lợi thì duy trì được mối quan hệ cân bằng giữa vi khuẩn có lợi và có hại, nhờ đó ngăn ngừa được rối loạn tiêu hoá, bảo vệ được niêm mạc ruột và hệ miễn dịch đường ruột, giúp heo khoẻ mạnh, tiêu hoá hấp thu thức ăn tốt, tăng trưởng nhanh.

Để “gieo lại” vi khuẩn có lợi, người ta dùng chế phẩm probiotic. Probiotic là thức ăn bổ sung vi sinh vật có ích còn sống, những vi sinh vật này ảnh hưởng có lợi cho vật chủ do cải thiện được trạng thái cân bằng của hệ vi sinh trong đường ruột (Fuller, 1989).    

Trong quy chuẩn thức ăn, probiotic thuộc nhóm phụ gia thức ăn chăn nuôi có vai trò làm ổn định hệ vi sinh vật trong đường tiêu hoá của động vật dạ dày đơn và động vật nhai lại.

 Kiểu tác động của probiotic

Các nghiên cứu mới nhất cho thấy vi khuẩn probiotic có chức năng kháng khuẩn, chức năng hàng rào;chức năng điều tiết phản ứng miễn dịch và cũng là tác nhân có tính chất chống dị ứng. Các chức năng này không chỉ thông qua bản thân vi khuẩn mà còn thông qua DNA, chất tiết và thành phần của vách tế bào vi khuẩn probiotic (Michail, 2005).

Chức năng hàng ràothể hiện ở chỗ probiotic kích thích sự gắn kết chặt chẽ vớitế bào biểu mô ruột, giảm các chất tiết gây viêm của vi khuẩn gây bệnh, tăng sản sinh các phân tử bảo vệ tế bào như mucin và tăng sự sản sinh enzym của diềm bàn chải ở biểu mô ruột.

Chức năng điều tiết phản ứng miễn dịchthể hiện ở chỗ probiotic làm giảm sản sinh các chất gây viêm, kích thích đáp ứng sinh kháng thể từ các tế bào trách nhiệm miễn dịch ở ruột để ngăn ngừa bệnh và ngăn ngừa dị ứng.

Chức năng kháng khuẩnthực hiện theo các cơ chế: (1) Làm thay đổi hệ vi sinh đường ruột, giảm vi khuẩn gây bệnh. Thí dụ sử dụng probiotic chứa một số loài lactobacilli và bifidobacteria thì làm giảm số lượng Clostridia, BacteroidesvàE.coli. (2) Sản sinh các chất kháng khuẩn như acid béo mạch ngắn, acid lactic, bacteriocin, hydrogen peroxide, pyroglutamate…có tác dụng ức chế sự tăng trưởng của cả vi khuẩn Gram âm và dương. (3) Tranh giành vị trí bám dính vào niêm ruột với vi khuẩn gây bệnh hoặc phong toả các thụ thể  (receptor) của niêm mạc ruột, nhờ vậy ngăn chặn vi khuẩn gây bệnh xâm lấn vào bên trong tế bào. (4) Tranh giành chất dinh dưỡng với vi khuẩn gây bệnh. Ví dụ, vi khuẩn probiotic có thể tiêu thụ các đường đơn làm giảm tăng trưởng của Clostridium difficile, một loài vi khuẩn tăng trưởng phụ thuộc vào loại đường này.

 Các nhóm vi sinh vật probiotic

Những vi sinh vật probiotic sử dụng trong thức ăn chăn nuôi bao gồm vi khuẩn lactic, bào tửBacillus và nấm men.

 Vi khuẩn lactic:Vi khuẩn này chiếm vị trí quan trọng trong nhóm vi khuẩn đường tiêu hoá của người và động vật, chúng có khả năng lên men một số carbohydrate sinh acid lactic. Vi khuẩn lactic quan trọng trong probiotic thuộc giống Lactobacillus, Pediococcus, Bifidobacterium vàEnterococcus. Enterococcus faecium (trước đây gọi là Streptococcus faecium) là loàiquan trọng nhất được sử dụng trong dinh dưỡng động vật. Các nhóm vi khuẩn này sản xuất acid lactic cùng với các chất có tính kháng khuẩn và tạo ra màng mucopolysaccharide có tác dụng bảo vệ biểu mô niêm mạc ruột.

Một số cơ chế hoạt động của nhóm vi khuẩn lacticđã được nhận biết là (Servin, 2004): (1)  Sản sinh acid lactic, các acid béo mạch ngắn, hạ thấp pH môi trường ruột, có tác dụng ức chế các vi khuẩn gây bệnh nhưng lại có lợi cho sự hoạt động và tăng trưởng của vi khuẩn có ích. (2) Sản sinh các chất ức chế vi khuẩn gây bệnh như bacteriocin, nicin, lysozyme, lactoperoxidase. Bacteriocins bao gồm nhiều chất như subtilin, brevicin, colicin…, đó là các protein sản xuất từ ribosom của vi khuẩn có tác dụng kháng khuẩn. Chúng giết các tế bào nhậy cảm bacteriocin bằng cách chọc thủng màng tế bào vi khuẩn, làm dò rỉ nguyên liệu của tế bào và giảm năng lực vận chuyển của màng. (3) Loại bỏ vi khuẩn gây bệnh và ngăn ngừa chúng bám dính vào màng niêm mạc bằng cách phát triển nhanh và hình thành hàng rào chống lại sự  xâm lấn của các vi khuẩn gây bệnh thông qua cơ chế hình thành mucoplysaccharide và các chất nhầy niêm mạc khác. (4) Ức chế vi khuẩn gây bệnh sản sinh độc tố. (5) Kích thích khả năng đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu của ruột. (5) Ảnh hưởng đến sự chuyển hoá của acid mật và như vậy có lợi cho sự hấp thu mỡ. (6) Tác động lên biểu mô ruột và tăng khả năng tiêu hoá hấp thu dưỡng chất.

 Bào tử Bacillus:Trong các sản phẩmprobiotic, vi khuẩn Bacillus ở dạng bào tử, khi bào tử đi vào đường tiêu hoá cùng với thức ăn, chúng nẩy mầm và phát triển. So với sự nẩy mầm của hạt, sự nẩy mầm của bào tử Bacillus có sự thay đổi rất sâu sắc về chuyển hoá. Các chất chuyển hoá trung gian trong quá trình nẩy mầm phóng thích vào môi trường ruột và gây ảnh hưởng xấu cho sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Bào tử Bacillus cũng có khả năng kích thích hệ miễn dịch đường ruột. Bào tử probiotic phải được nẩy mầm ở phần trên của ruột để thể hiện tất cả các hoạt tính của chúng.

 Nấm men: Nấm men sử dụng trong dinh dưỡng động vật chủ yếu là các chủng (dòng) của loài  

Saccharomyces cerevisiae. Một số chủng của S. cerevisiae có vai trò probiotic thông qua cơ chế sau đây. (1) Trung hoà độc tố của vi khuẩn gây bệnh. (2) Kích thích sự phát triển của vi khuẩn lactic. (3) Bám dính vào vi khuẩn có tiêm mao do sự hiện diện của các thụ thể đường mannose và làm cho vi khuẩn gây bệnh bị bất hoạt, rồi bài thải ra ngoài theo phân. (4) Điều chỉnh hệ thống miễn dịch của cơ thể thông qua cơ chế kích thích đáp ứng của IgA đối với các tác nhân gây bệnh. (5) Củng cố tính toàn vẹn của tế bào niêm mạc ruột và tế bào ruột, làm tăng chiều cao vi lông nhung (villi) và độ sâu mào ruột (crypt), nâng cao khả năng tiêu hoá hấp thu thức ăn.

 Lợi ích của probiotic trong chăn nuôi heo       

Probiotic bổ sung vào thức ăn cho heo, đặc biệt heo con làm tăng tốc độ tăng trưởng, giảm hệ số chuyển hoá thức ăn và giảm tỷ lệ chết vì tiêu chảy. Ngoài ra, nhờ tăng trưởng đồng nhất mà thể trọng của cả đàn đồng đều hơn; nhờ tăng tỷ lệ tiêu hoá và tích luỹ protein thức ăn, lượng nitơ thải ra môi trường giảm đi. Trong chăn nuôi heo nước ta, probiotic đã được áp dụng phổ biến khoảng 10 năm trở lại đây. Probiotic thường được sử dụng như một phụ gia bổ sung vào thức ăn cho heo con cai sữa để ngăn ngừa tiêu chảy khi heo chuyển từ sữa mẹ sang thức ăn khô. Đã có một số chế phẩm probiotic nhập ngoại hoặc sản xuất ở trong nước được đánh giá là có kết quả tốt đối với tăng trưởng, hiệu quả chuyển hoá thức ăn (FCR), hạn chế vi khuẩn gây bệnh và ngăn ngừa tiêu chảy ở heo con, đặc biệt có khả năng thay thế kháng sinh.

Các chú ý khi sử dụng probiotic

Chế phẩm probiotic chỉ được phép đăng ký sử dụng sau khi đã được đánh giá về chất lượng, hiệu quả, độ an toàn đối với người, động vật nuôi và môi trường bởi các cơ quan chuyên môn của Nhà nước.

Một chế phẩm probiotic tốt phải đạt những yêu cầu(1) Vi khuẩn của probiotic phải được định danh rõ ràng về giống (genus), loài (species) và dòng (strain). Cùng một loài, nhưng khác dòng thì khác về tác dụng và cách sử dụng. Ví dụ: Vi khuẩn Bifidobacterium lactis DR10 vàBifidobacterium lactisBb-12 cùng giống Bifidobacterium, cùng loài lactis nhưng khác chủng: DR10 và Bb-12, hai dòng vi khuẩn này cho kết quả chăn nuôi khác nhau. (2) Hiệu quả của chế phẩm probiotic được đánh giá theo độ bền của chế phẩm với các chỉ tiêu số lượng tế bào vi sinh còn sống (CFU/g chế phẩm - CFU: Colony Forming Unit = Đơn vị hình thành khuẩn lạc) ở cuối thời gian bảo quản, số lượng tế bào vi sinh còn sống trong hỗn hợp thức ăn viên với các cách chế biến khác nhau như viên hay ép đùn…. (3) Hiệu quả của chế phẩm probiotic còn được đánh giá theo với liều lượng sử dụng. Ví dụ, một loại thức ăn hỗn hợp (TAHH) bổ sung probiotic A cho heo sau cai sữa đã được xác nhận là có hiệu quả khi số lượng vi khuẩn probiotic trong TAHH tính theo CFU/1kg thức ăn là  2 x 10⁹; nếu chế phẩm A chứa 1 x 10¹⁰CFU/g,  thì lượng chế phẩm bổ sung vào thức ăn phải đạt mức 200mg/kg (chế phẩm A chứa 1 x 10¹⁰ CFU/1000mg, do đó 200mg chứa 0,2 x 10¹⁰ CFU/kg = 2 x 10⁹ CFU). (4) Hiệu quả của probiotic phụ thuộc vào từng loại chế phẩm, vào liều lượng và cách sử dụng của chế phẩm. Như vậy, hiệu quả của chế phẩm probiotic chỉ được xác nhận từ những thí nghiệm chặt chẽ trên con vật đối với riêng chế phẩm đó.

 Kết luận

Sử dụng probiotic trong chăn nuôi heo có tác dụng duy trì sự cân bằng hệ vi đường ruột, ngăn ngừa rối loạn tiêu hoá, tăng cường năng lực miễn dịch ruột, kích thích tăng trưởng, tăng hiệu quả chuyển hoá thức ăn. Sử dụng probiotic cùng với các phụ gia khác như acid hữu cơ, thảo dược có thể loại bỏ hoàn toàn kháng sinh bổ sung vào thức ăn. Tuy nhiên, chỉ sử dụng đúng cách thì hiệu quả chăn nuôi của probiotic mới phát huy đầy đủ.

Nguyễn Tân Lang - Trạm CĐXN

(Theo nguồn internet; G.S. Vũ Duy Gỉảng, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam.)