[Người Nuôi Tôm] – Nghiên cứu gần đây cho thấy postbiotic từ Lactobacillus rhamnosus và L. farciminis giúp tăng cường sức khỏe, miễn dịch và kháng Vibrio ở tôm thẻ chân trắng, đồng thời làm rõ sự khác biệt giữa prebiotic, probiotic và postbiotic.

 

Cơ chế hoạt động của prebiotic, probiotic và postbiotic

Prebiotic (chất tiền sinh học) là các hợp chất không bị tiêu hóa trong ruột, có tác dụng nuôi dưỡng vi khuẩn có lợi. Chúng thường có nguồn gốc từ thành phần cấu trúc của vi sinh vật nhân thực, như FOS, GOS, MOS, B-glucans, peptidoglycan và inulin. Prebiotic được sản xuất bằng cách nuôi cấy vi sinh vật quy mô lớn, sau đó dùng enzyme cắt chọn lọc, gần như không trải qua quá trình lên men.

Probiotic (chế phẩm sinh học) là vi sinh vật có lợi giúp tăng cường sức khỏe đường ruột bằng cách cạnh tranh với vi khuẩn gây hại, củng cố hàng rào ruột và tạo ra các chất kháng khuẩn. Chúng hỗ trợ tiêu hóa, miễn dịch, chuyển hoá và thải độc. Trong chăn nuôi, các chủng Lactobacillus và Bacillus phổ biến nhờ khả năng sản xuất axit lactic dạng không phân ly- có thể xuyên màng tế bào vi khuẩn, phá vỡ pH nội bào và làm suy yếu vi khuẩn, đặc biệt hiệu quả với vi khuẩn Gram âm và một số Gram dương. Khi kết hợp với môi trường pH thấp hoặc bổ sung axit hữu cơ, hiệu lực kháng khuẩn càng tăng.

Postbiotic (chất chuyển hóa sau sinh học) là các hợp chất sinh học do vi khuẩn probiotic (như Lactobacillus rhamnosus) hoặc nấm men (như S. cerevisiae) tạo ra trong quá trình lên men. Không cần vi khuẩn sống để phát huy tác dụng, postbiotic bền nhiệt, dễ phối trộn vào TĂCN và chứa hàng trăm chất như SCFA, peptide, enzyme, mảnh tế bào… giúp cải thiện sức khỏe đường ruột, miễn dịch và hiệu suất vật nuôi.

 

Sự khác biệt trong cơ chế phòng vệ của nấm men và vi khuẩn

Nấm men, đặc biệt là Saccharomyces cerevisiae, sở hữu cơ chế phòng vệ tự nhiên mạnh mẽ trước vi khuẩn và virus. Thành tế bào giàu B-glucan, mannoprotein và kitin tạo lớp bảo vệ vững chắc. Khi bị tấn công, nấm men có thể tự khởi động quá trình tự thực bào hoặc chết theo chương trình để hạn chế lây lan, đồng thời cạnh tranh dinh dưỡng với vi khuẩn bằng cách hút cạn đường, axit amin và điều chỉnh pH môi trường. Ngoài ra, nấm men còn sản xuất protein sốc nhiệt (HSP) và enzyme chống oxy hóá (như superoxide dismutase, catalase) để bảo vệ khỏi stress do độc tố hoặc virus.

Một số chủng nấm men mang virus RNA kép có thể tiết độc tố tiêu diệt đối thủ và điều chỉnh quá trình phiên mã để kiểm soát virus. Dù S. cerevisiae không còn cơ chế can thiệp RNA nhiều loài nấm men khác vẫn duy trì khả năng này. Trong khi đó, vi khuẩn phát triển hệ phòng vệ đa dạng: cạnh tranh không gian và dinh dưỡng, tiết chất kháng khuẩn (như bacteriocin, axit hữu cơ, hydrogen peroxide) và enzyme phân giải. Chúng còn tạo màng sinh học, cấu trúc đa tế bào bao quanh bởi ma trận bảo vệ, giúp chống lại kháng sinh và stress môi trường, đồng thời điều phối hành vi tập thể thông qua hệ cảm biến mật độ.

Về mặt di truyền, vi khuẩn có hệ thống CRISPR-Cas giúp nhận diện và tiêu diệt DNA ngoại lai từ thực khuẩn thể, đồng thời ghi nhớ các đoạn DNA virus để tăng cường miễn dịch sau này. Chúng cũng sử dụng enzyme hạn chế để phân hủy DNA lạ và bảo vệ bộ gen riêng nhờ cơ chế methyl hóa đặc hiệu.

Tóm lại, nấm men và vi khuẩn có hệ thống phòng vệ rất khác nhau, dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong loại và chức năng của các chất chuyển hóa chúng tạo ra. Trong điều kiện lên men, nơi vi sinh vật phải đối mặt với thiếu oxy, nhiệt độ cao, cạnh tranh không gian và dinh dưỡng, những cơ chế này được kích hoạt, thúc đẩy sản sinh các chất chuyển hóa có lợi, giúp cải thiện sức khỏe đường ruột cho vật nuôi.

 

Postbiotic trong tôm thẻ chân trắng

Hiệu quả của chế phẩm hậu sinh học Metalac (STI Biotechnologie) đã được thử nghiệm trong một thử nghiệm gần đây trên tôm thẻ chân trắng. Metalac là một sản phẩm hậu sinh học được tạo ra thông qua quá trình lên men kép của 2 chủng Lactobacillus (L. farciminis và L. rhamnosus). 4 thử nghiệm trước đó (Orapint & cs, 2012) đã chứng minh rằng Metalac cải thiện đáng kể khả năng chống chịu của tôm trước các thách thức của môi trường.

Trong 4 thử nghiệm này, 2 nhóm tôm thẻ chân trắng được cho ăn, từ PL5 đến PL30, một chế độ ăn đối chứng hoặc chế độ ăn đối chứng được bổ sung 1 kg Metalac trên mỗi tấn thức ăn. Kết quả cho thấy, tỷ lệ sống tăng 62%, 8%, 22%, 23% và 10%. khi chúng được trải qua các thử thách đột ngt sau đây ở giai đoạn PL30: Nhiệt độ giảm từ 29°C xuống 15°C, nhiệt độ tăng từ 29°C lên 35°C, độ mặn thay đổi từ 25 xuống 0 ppt và từ 25 lên 40 ppt, xử lý formaline ở nồng độ 600 ppm (Hình 1).

Hình 1. Tỷ lệ sống của tôm thẻ chân trắng trong 5 thử nghiệm thách thức môi trường khác nhau ở PL30 (nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao, độ mặn thấp, độ mặn cao, formalin cao)

Kết quả này cho thấy, hậu sinh Lactobacillus giúp tôm chống chịu tốt hơn với các yếu tố bất lợi của môi trường. Điều này rất quan trọng trong điều kiện mưa lớn và đột ngột, thường kèm theo sự thay đổi nhiệt độ nước ao nhanh chóng ở Đông Nam Á.

Trong một thử nghiệm gần đây (Sritunyalucksana & cs, 2025), tôm thẻ chân trắng được cho ăn Metalac (0,5 kg/tấn thức ăn) trong 4 tuần. Tác động của thức ăn bổ sung Metalac lên sự tăng trưởng, hệ vi sinh vật đường ruột và khả năng miễn dịch của tôm đã được đánh giá. Ngoài ra, khả năng kết dính cũng được thử nghiệm để đánh giá hoạt động kết dính của vi khuẩn cả trong huyết tương và bởi chính Metalac.

Kết quả sau 1 tháng cho thấy, tôm thẻ chân trắng được cho ăn Metalac có kích thước lớn hơn nhóm đối chứng (nhóm đối chứng: 3,64 ± 0,6 g, Metalac: 4,16 ± 0,6 g, NS). Không có ý nghĩa người ta phát hiện thấy sự khác biệt về số lượng tế bào máu toàn phần (THC) và số lượng tế bào máu khác biệt (DHC), nhưng hoạt động thực bào của tế bào máu và chỉ số thực bào của tế bào máu đều tăng đáng kể (p < 0,016, p < 0,004; Hình 2).

Hình 2. Hoạt động thực bào và chỉ số ở tôm thẻ chân trắng được cho ăn không có (T1) và có Metalac (T2)

Nồng độ phenoloxidase không cao hơn đáng kể ở nhóm Metalac so với nhóm đối chứng, nhưng biểu hiện gen liên quan đến prophenoloxidase (proPO) cho thấy sự gia tăng đáng kể ở nhóm Metalac. Kết quả xét nghiệm ngưng kết vi khuẩn trong huyết tương cho thấy, hiệu giá ngưng kết trung bình dao động từ 683 đến 1.280 giữa hai nhóm cho ăn. Nhóm Metalac cho hiệu giá ngưng kết vi khuẩn cao hơn đáng kể so với nhóm T1 (p = 0,002). Tác dụng in vitro của Metalac đối với sự ngưng kết VP-AHPND cũng đã được chứng minh. Nồng độ ngưng kết trung bình của nhóm là 0 đối với VP-AHPND không có Metalac và 230 ± 166 VP-AHPND có Metalac.

Hình 3. Hình ảnh cho thấy sự ngưng kết của vi khuẩn trong huyết tương của tôm thẻ chân trắng ở nhóm đối chứng (T1) và nhóm Metalac (T2)

Tôm cũng được thử nghiệm với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus (VP-AHPND) trong phòng thí nghiệm thương mại, với kết quả cho thấy tỷ lệ sống sót là 55% so với tỷ lệ sống sót là 30% ở nhóm đối chứng.

Như vậy, có thể kết luận rằng các chất chuyển hoá sau sinh học từ Lactobacillus có khả năng làm giảm các thách thức do vi khuẩn và căng thẳng môi trường trong nuôi tôm.

Vũ Ninh (Theo Aquafeed)