Việc sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản có nguy cơ đe dọa sức khỏe cộng đồng do tích tụ sinh học dư lượng các chất kháng sinh, và các nhà nghiên cứu đã cảnh báo việc sử dụng kháng sinh quá mức ở các trang trại nuôi trồng thủy sản vì lợi ích kinh tế ngắn hạn. Trước tình hình đó thì acid hữu cơ và muối của chúng được sử dụng như là chất phụ gia trong thức ăn dùng cho động vật thủy sản đã được quan tâm nghiên cứu.
Việc gia tăng các hoạt động nuôi trồng thủy sản đã làm dịch bệnh xảy ra thường xuyên và gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người nuôi. Sau khi phát hiện ra khả năng kích thích tăng trưởng và phòng chống bệnh, một lượng đáng kể các chất kháng sinh đã được sử dụng trong ngành nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là ở Châu Á, nhằm ngăn ngừa và/hoặc kiểm soát các bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn gây ra. Việc sử dụng rộng rãi nhiều loại kháng sinh trong ngành nuôi trồng thủy sản, cả khi dùng trị bệnh và thúc đẩy tăng trưởng, đã làm tăng các tác động có hại tiềm tàng đến sức khỏe con người, động vật cũng như môi trường thủy sinh. Sự xuất hiện kháng kháng sinh trong các mầm bệnh vi khuẩn khác nhau liên quan đến bệnh thủy sản đã được chứng minh rõ. Việc sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản có nguy cơ đe dọa sức khỏe cộng đồng do tích tụ sinh học dư lượng các chất kháng sinh, và các nhà nghiên cứu đã cảnh báo việc sử dụng kháng sinh quá mức ở các trang trại nuôi trồng thủy sản vì lợi ích kinh tế ngắn hạn. Nhận thức của cộng đồng về việc sử dụng thuốc kháng sinh để phòng bệnh trong thức ăn chăn nuôi đã dẫn đến việc cấm sử dụng chúng trong thức ăn chăn nuôi. Một nỗ lực trên toàn thế giới để giảm thiểu và cuối cùng là loại bỏ việc sử dụng kháng sinh cho mục đích kích thích tăng trưởng trong ngành nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi đã bắt đầu bằng việc cấm sử dụng các kháng sinh liều thấp ở Liên minh Châu Âu vào tháng 01/2006. Phát triển các chất không kháng sinh (non-antibiotic) hiệu quả như một sự thay thế cho việc sử dụng thuốc kháng sinh trong phòng bệnh để kiểm soát các bệnh truyền nhiễm và cải thiện hiệu suất tăng trưởng là điều rất quan trọng để tiếp tục phát triển ngành nuôi trồng thủy sản trên thế giới.
Trước tình hình đó thì acid hữu cơ và muối của chúng được sử dụng như là chất phụ gia trong thức ăn dùng cho động vật thủy sản đã được quan tâm nghiên cứu.
Acid hữu cơ là gì?
Acid hữu cơ là các hợp chất hữu cơ có một hoặc nhiều nhóm carboxyl. Chúng bao gồm acid carboxylic đơn chức, mạch thẳng, bão hòa (C1 – C18) và các chất dẫn xuất tương ứng của chúng, như các acid không bão hòa (cinnamic, sorbic), hydroxylic (citric, lactic), phenolic (benzoic, cinnamic, salicylic) và các acid carboxylic đa chức (azelaic, citric, succinic ) với cấu trúc phân tử chung là R-COOH, trong đó R đại diện cho nhóm chức năng có hóa trị 1. Các acid này thường được gọi là acid béo chuỗi ngắn, acid béo dễ bay hơi hoặc các acid cacboxylic yếu.
Acid hữu cơ được sản xuất thông qua quá trình lên men của carbohydrate bởi các loài vi khuẩn khác nhau thông qua các quá trình trao đổi chất và các điều kiện khác nhau. Một số acid hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp, ví dụ acid acetic, propionic và butyric cũng được hình thành ở nồng độ cao trong ruột già của người và động vật nhờ các cộng đồng vi sinh vật kỵ khí. Nhiều loại acid hữu cơ chuỗi ngắn (C1 – C7) tự nhiên có mặt như các thành phần thông thường của thực vật hoặc các mô động vật. Tuy nhiên, hầu hết các acid hữu cơ được sử dụng thương mại trong ngành công nghiệp thực phẩm và thức ăn chăn nuôi được sản xuất tổng hợp. Các acid hữu cơ cũng có thể chuyển thành các muối đơn hoặc đôi thông qua việc kết hợp với K, Na, Ca, …
Các nghiên cứu có liên quan đến acid hữu cơ và động vật thủy sản hiện nay chủ yếu tập trung vào khả năng tăng cường hấp thu phospho và các khoáng chất khác. Ngoài ra, chúng còn có các tác dụng khác như: Ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây hại (nấm mốc, nấm men, vi khuẩn gây bệnh) tồn tại trong môi trường sống, trong thức ăn và trong cơ thể của động vật thủy sản; Cải thiện tốc độ tăng trưởng, cải thiện hệ số chuyển hóa thức ăn.
Tác dụng lên vi khuẩn gây bệnh và hệ vi khuẩn đường ruột của vật chủ
Acid hóa bột cá, nguyên liệu làm thức ăn và thức ăn có thể giúp khống chế sự phát triển của vi khuẩn trong điều kiện bảo quản. Acid hữu cơ và sự phối trộn trong chế biến thức ăn có thể đem lại lợi ích như một chất điều chỉnh môi trường đường ruột (Gut Environment Modifier – GEM). Trong nguyên liệu thức ăn hoặc trong ruột, những acid hữu cơ như acid formic, benzoic và furamic ức chế sự phát triển của vi khuẩn.
Cơ chế tác động của acid hữu cơ tiêu diệt vi khuẩn có hại
Những phân tử của acid hữu cơ thâm nhập vào vách tế bào vi khuẩn (đặc biệt là vi khuẩn gram âm), phân ly trong tế bào chất và làm rối loạn những chức năng của tế bào. Do đó, khi được dùng với liều lượng thích hợp, hỗn hợp các muối của các acid này đem lại sự an toàn, hiệu nghiệm và chi phí thấp trong việc kiểm soát bệnh đường ruột do vi khuẩn gram âm, thúc đẩy hệ vi khuẩn đường ruột của vật chủ phát triển.
Tác dụng kích thích tăng trưởng
Acid hữu cơ và muối của chúng đã được quan tâm sử dụng như là những phụ gia trong thức ăn chăn nuôi (được gọi là non-antibiotics) nhằm thay thế các chất kháng sinh.Trong dinh dưỡng động vật, các chất acid hữu cơ và muối của chúng dùng để cải thiện thành tích vật nuôi thông qua các đường khác nhau: thức ăn, trong đường dạ dày – ruột và do đó ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của động vật.
Bảng 1. Tác dụng của acid hữu cơ và muối trong dinh dưỡng động vật.
Trong đường tiêu hóa: cơ chế hoạt động của các acid hữu cơ trong đường tiêu hóa hoạt động theo 2 cách: (1) làm giảm pH trong dạ dày, đặc biệt ở ruột non, (2) phân ly trong tế bào vi khuẩn và sự tích lũy các anion muối ức chế sự phát triển của những vi khuẩn gram âm.
Trong thức ăn: ngay cả trong điều kiện môi trường có vệ sinh tốt, thức ăn thủy sản cũng có thể bị ảnh hưởng do một lượng nhỏ nấm mốc, nấm men và vi khuẩn. Trong điều kiện thích hợp, các vi sinh vật này phát triển nhanh chóng, đặc biệt ở độ ẩm cao (> 14%). Những chất bảo quản làm giảm sự phát triển của vi sinh vật và do đó làm giảm nguy cơ đưa vào tôm, cá những vi sinh vật gây bệnh. Ngoài ra, acid còn khử những liên kết trong các nguyên liệu thức ăn và do đó cải thiện thành tích vật nuôi. Hàm lượng protein cao trong thức ăn đảm bảo tốc độ tăng trưởng tốt cho những con non nhưng cũng sinh ra hệ đệm trong thức ăn cao và làm giảm acid HCl trong dạ dày, dẫn đến sự hoạt hóa pepsin và tiết enzym dịch tụy vì vậy cũng giảm, làm cho tiêu hóa dưỡng chất bị hạn chế. Các acid hữu cơ được đưa vào sẽ làm giảm hệ đệm của thức ăn và do đó giúp cải thiện tiêu hóa thức ăn.
Như đã đề cập ở trên, pH không thích hợp ở dạ dày sẽ ức chế hoạt động của pepsin và làm cho sự tiêu hóa protein bị hạn chế. Hoạt động phân giải protein đòi hỏi pH < 4. Cũng như vậy, hoạt động tiết ra enzym dịch tụy cũng bị hạn chế khi pH cao và do đó làm giảm khả năng tiêu hóa chung ở những động vật độc vị (monogastric).Bổ sung acid hữu cơ vào thức ăn có thể dẫn đến pH thấp ở tá tràng, cải thiện việc giữ lại nitơ và làm tăng độ tiêu hóa các chất dinh dưỡng.
Các vi khuẩn như Salmonella, E. coli bị ức chế hoạt động khi pH < 5, các acid hữu cơ xâm nhập qua màng tế bào vi khuẩn, phân ly trong tế bào chất làm thay đổi hoạt động của các enzym và trao đổi chất của tế bào, do đó ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh có sự suy giảm số lượng vi khuẩn trong dạ dày và tá tràng, trong khi chủng vi khuẩn có lợi là Lactobacillus dường như chịu được môi trường có tính acid và thậm chí còn phát triển thêm về số lượng.
Trong trao đổi chất: các acid hữu cơ và muối của chúng cũng được xem là nguồn cung cấp năng lượng trong thức ăn của vật nuôi.
Bảng 2. Năng lượng thô của các acid hữu cơ và muối của chúng trong thức ăn dùng trong nuôi trồng thủy sản.
Nguồn: Freitag, 2006; trích bởi Christian Lückstädt, 2006a.
Các acid hữu cơ quan trọng có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loài vi khuẩn Vibrio spp. gây bệnh cho tôm, đặc biệt Vibrio harveyi. Chủ yếu là nhóm acid hữu cơ mạch ngắn, bao gồm: Acetic acid, Butyric acid, Formic acid Propionic acid.
Nhằm đáp ứng tốt nhất nhu cầu của người nuôi thì công ty Mỹ Bình đã nghiên cứu cho ra đời sản phẩm BUTYROL với thành phần chính từ acid butytic với công dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây hại (nấm mốc, nấm men, vi khuẩn gây bệnh) tồn tại trong môi trường sống, trong thức ăn và trong cơ thể tôm, cá. Đồng thời giúp tăng độ tiêu hóa và hấp thu thức ăn của vật nuôi. Mọi thông tin chi tiết quý khách có thể liên hệ về số điện thoại 0911 383 533 để được tư vấn tận tình.
Nguồn: tổng hợp