Probiotics, Prebiotics và Synbiotics

Probiotics là những vi sinh vật có lợi, sẽ xâm nhập và điều chỉnh thành phần hệ vi sinh vật đường ruột, duy trì sức khỏe đường ruột, tăng khả năng miễn dịch và thúc đẩy sự hấp thụ dinh dưỡng của tôm.

Prebiotics là các chất hữu cơ không tiêu hóa được nhưng có thể thúc đẩy sự trao đổi chất và sinh sôi của vi khuẩn có lợi trong cơ thể một cách có chọn lọc, do đó cải thiện sức khỏe của vật chủ.

Synbiotics một sự kết hợp của probiotics và prebiotics, được sử dụng trong thức ăn thủy sản từ năm 2005 và được chứng minh là có tác dụng thúc đẩy tăng trưởng tốt hơn trên động vật thủy sản. Probiotics giúp cạnh tranh không gian sống với các vi khuẩn có hại, đồng thời sản xuất các chất lysozyme trong quá trình phát triển, do đó loại bỏ các vi khuẩn có hại. Mặt khác, prebiotics có thể điều chỉnh sự bám dính của probiotics, chống lại sự bám dính của các mầm bệnh cơ hội, do đó cải thiện cộng đồng vi sinh vật đường ruột của tôm.

Nghiên cứu chế độ ăn Synbiotics

Chế độ ăn kết hợp giữa galactose (0,4%) và Lactobacillus plantarum (10⁸ CFU/kg) làm tăng trọng lượng của tôm thẻ lên 30,2% trong khi việc bổ sung galactose chỉ làm tăng trọng lượng lên 11,7% và việc bổ sung L.plantarum không cải thiện trọng lượng tôm.

Synbiotics được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: Bacillus subtilis, nấm men, β-glucan, mannan oligosaccharide.

Một số chế phẩm sinh học sẽ bị bất hoạt bởi nhiệt độ và áp suất cao trong quá trình ép viên, nếu synbiotics bổ sung trước khi ép viên thì chất lượng sẽ bị ảnh hưởng. Do đó nghiên cứu này so sánh ba phương pháp bổ sung tương ứng với các nghiệm thức:

• Bổ sung trực tiếp vào khẩu phần thức ăn trước khi ép viên (DAP)
• Phun sau khi tạo viên một lần (SDA)
• Phun lên thức ăn trước khi cho ăn hàng ngày (SDE)
• Nhóm đối chứng (CON).

Nghiên cứu chế độ ăn Synbiotics trên tôm thẻ chân trắng. Ảnh: Tepbac

Hiệu quả của chế độ cho ăn Synbiotics

Trong nghiên cứu, so với nhóm đối chứng lượng synbiotics một sự kết hợp của probiotics và prebiotics. Hệ vi sinh vật đường ruột đóng vai trò quan trọng trong điều hòa sức khỏe, hấp thụ dinh dưỡng và khả năng miễn dịch của vật chủ. Quá trình trao đổi chất cộng sinh của hệ vi sinh vật đường ruột tạo ra một số lượng lớn các hợp chất mà vật chủ có thể sử dụng như các axit amin thiết yếu và vitamin. Ví dụ, Bacillus Subtilis có thể tổng hợp vitamin trong quá trình trao đổi chất, thúc đẩy sự hấp thụ canxi và phốt pho. Ngoài ra, các enzym do B.subtilis tiết ra có thể phân hủy carbohydrate, lipid và protein.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung mannan oligosaccharides và các chế phẩm men vi sinh (B.subtilis) đã tăng cường đáng kể chiều dài nhung mao ruột của tôm thẻ. Trong thử nghiệm này, hội chứng phân trắng đã được quan sát thấy ở nhóm đối chứng vào giai đoạn cuối của thí nghiệm, trong khi ba nhóm bổ sung synbiotics cho thấy hội chứng phân trắng ít hơn với phạm vi nhỏ hơn, thời gian muộn hơn và mức độ nhẹ hơn. Nhìn chung, tôm bị hội chứng phân trắng có thể được quan sát thấy những thay đổi bệnh lý trong ruột và gan tụy như hoại tử của các ống gan tụy đã được quan sát thấy trong nghiên cứu này. Khi bổ sung synbiotics hình thái của ruột và gan tụy đã được cải thiện đáng kể. Các kết quả trên chỉ ra rằng bổ sung synbiotics giúp cải thiện đường tiêu hóa, hình thái của gan tụy và ruột, ức chế sự sinh sản của vi khuẩn có hại và giảm sự xuất hiện các bệnh đường ruột.

Gan tụy là nơi tiêu hóa và hấp thụ chính của tôm. Các men tiêu hóa trong dạ dày và ruột chủ yếu do tế bào B sản xuất, tiết ra và vận chuyển đến các cơ quan tiêu hóa tương ứng qua lòng ống. Ở tôm thẻ, hoạt động của các enzym tiêu hóa trong gan tụy được cải thiện bằng cách bổ sung chế phẩm sinh học trong khẩu phần ăn. Trong thử nghiệm này, synbiotics cũng làm tăng hoạt động của các enzyme protease và amylase, đây là một lý do quan trọng để cải thiện khả năng tăng trưởng và sử dụng chất dinh dưỡng. Hoạt động của enzym tiêu hóa được cải thiện có thể là kết quả của việc thúc đẩy quá trình tiết enzym và vi sinh vật có lợi.

Gan tụy tôm dễ mắc bệnh, synbiotics  có thể cải thiện chức năng gan tụy. Ảnh: Tepbac.

SOD (enzyme superoxide dismutase), CAT (enzyme catalase), MDA (hợp chất hữu cơ malondialdehyde) là các chỉ số đánh giá tình trạng stress oxy hóa của các sinh vật sống dưới nước. Trong nghiên cứu này, các hoạt động SOD và CAT trong huyết thanh đã được tăng cường và hàm lượng MDA trong huyết thanh đã giảm khi được bổ sung synbiotics, điều này là do tác động tích cực của cả probiotic và prebiotics.

Hoạt động ACP (enzyme Phosphatase acid), ALP (enzyme Alkaline phosphatase) và LYS (enzyme Lytic) trong huyết thanh là các thông số quan trọng trong hệ miễn dịch không đặc hiệu của tôm. Khi bổ sung Synbiotics, hoạt tính của ACP, ALP và LYS ở nhóm bổ sung synbiotics cao hơn đáng kể so với đối chứng. Các thành phần trong chế phẩm sinh học, chẳng hạn như peptidoglycan, axit lipoteichoic, glucan và mannose oligosaccharide có thể kích hoạt hệ thống miễn dịch hoặc kích thích hệ thống miễn dịch vật chủ sản xuất cytokine.

Trong các nghiên cứu khác trên tôm thẻ, bao gồm cả kết quả hiện tại việc bổ sung probiotics hoặc prebiotics vào thức ăn cũng làm giảm tỷ lệ chết sau khi thử nghiệm với Vibrio. Các thành phần như β-glucan và mannan oligosaccharides từ chế phẩm sinh học có thể tạo phức hợp với protein nhận dạng và sau đó kích hoạt sự biểu hiện của gen liên quan đến miễn dịch và cải thiện khả năng miễn dịch. Ngoài ra, Bacillus subtilis có thể tạo ra polymyxin, nystatin và peptit ngắn trong quá trình sinh trưởng, có tác dụng ức chế vi khuẩn gây bệnh hoặc các con đường cơ hội lây nhiễm nội sinh.

Việc bổ sung synbiotics đã cải thiện đáng kể năng suất tăng trưởng, khả năng sử dụng chất dinh dưỡng và khả năng miễn dịch sinh vật của tôm thẻ. Hơn nữa, việc phun synbiotics trước khi cho ăn hàng ngày cho kết quả tích cực hơn ở hầu hết các thông số so với việc bổ sung trực tiếp synbiotics vào khẩu phần thức ăn trước khi ép viên. Nguyên nhân là do nhiệt độ cao (95-100^oC) đã làm mất hoạt tính của hầu hết các chế phẩm sinh học trong quá trình tạo viên. Lượng Bacillus subtilis và tế bào nấm men trong chế độ ăn bổ sung trực tiếp synbiotics chỉ là 5,3*10⁴ và 4,7*10³ CFU/kg, lần lượt chiếm 0,2% và 0,02% của chế độ ăn phun synbiotics trước cho ăn  (2,5*10⁷-2,8*10⁸).

Do đó, sự cải thiện về hiệu suất tăng trưởng và chức năng miễn dịch chủ yếu đến từ prebiotics chứ không phải là probiotics trong nhóm bổ sung trực tiếp synbiotics và từ cả prebiotics và probiotics trong nhóm phun synbiotics trước cho ăn . Do đó, chế độ ăn uống phun synbiotics lên thức ăn trước khi cho ăn hàng ngày tạo ra hiệu suất tốt hơn chế độ bổ sung trực tiếp synbiotics vào khẩu phần thức ăn trước khi ép viên.