Sàng lọc chủng vi khuẩn probiotic để ứng dụng trong chăn nuôi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

TP HỒ CHÍ MINH, 1/2011
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

SÀNG LỌC CHỦNG VI KHUẨN PROBIOTIC
ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI


CBHD:

PGS.TS. NGUY
Ễ
N THÚY HƯƠNG

KS. PHAN THỊ THU DUNG
SVTH:

HOÀNG NGÂN HÀ

MSSV:

60600569

iii



LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn, bên cạnh sự cố gắng nổ lực của bản
thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ của:
PGS.TS. Nguyễn Thúy Hương  Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, Đại
học Bách Khoa Tp HCM  đã gợi ý đề tài, hướng dẫn tận tình các vấn đề
liên quan đến đề tài.
KS. Phan Thị Thu Dung  đã gợi ý đề tài và cung cấp mẫu trong quá
trình phân lập.
Các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Trường Đại học
Bách Khoa TPHCM – là những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức
quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường, giúp tôi hoàn thành tốt luận
văn này.
Các cán bộ phòng thí nghiệm 102, 108, 117 của Bộ môn Công nghệ
Sinh Học, Đại học Bách Khoa Tp HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi
có thể sử dụng các trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm.
Các bạn sinh viên lớp HC06BSH – Trường Đại Học Bách Khoa
TPHCM – đã cùng học tập, trao đổi kinh nghiệm và giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình làm việc.
Gia đình tôi đã động viên tinh thần và giúp đỡ về mặt kinh tế để tôi có
thể an tâm thực hiện luận văn.
Tôi xin gởi đến những người kể trên lời cảm ơn chân thành.

iv




TÓM TẮT

Probiotic được định nghĩa là những vi sinh vật sống có lợi cho sức khỏe con
người và động vật. Ngày nay, probiotic không chỉ được sử dụng cho người mà con
ứng dụng trong chăn nuôi. Nhằm mục đích sàng lọc chủng vi khuẩn probiotic để
ứng dụng trong chăn nuôi, tiến hành phân lập hệ vi khuẩn trong đường ruột heo con
dưới 20 ngày tuổi, kết quả thu được 10 chủng kí hiệu L1 đến L10 từ mẫu ruột non
và 6 chủng kí hiệu K3, K4, K5, K6, K7, K9 từ mẫu ruột già. Qua quá trình sàng lọc
hoạt tính probiotic ta thu được hai chủng K6, K7 có khả năng chịu được điều kiện
cực đoan nhất. Kết quả định danh hai chủng này bằng bộ kit API50 CHL như sau
K6: Lactobacillus acidophilus và K7: Bifidobacterium bifidum.




v



MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG viii
DANH MỤC HÌNH ix
DANH MỤC ĐỒ THỊ x

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
1.3 Nội dung nghiên cứu 2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1 Tình hình chăn nuôi heo trên thế giới và ở Việt Nam 3
2.1.1 Tình hình chăn nuôi trên thế giới 3
2.1.2 Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam 4
2.2 Đặc điểm của heo con 6
2.2.1 Giới thiệu chung 6
2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến heo con trong giai đoạn cai sữa 7
2.2.3 Đặc điểm của hệ tiêu hóa heo 8
2.2.4 Hệ vi sinh vật đường ruột của heo trong giai đoạn cai sữa 8
2.2.5 Hình thái học ruột non của heo con 9
2.3 Tổng quan về probiotic 11
2.3.1 Định nghĩa probiotic 11
2.3.2 Giới thiệu nhóm vi khuẩn được sử dụng làm probiotic 12
2.3.3 Tác động của probiotic 17
2.3.4 Ảnh hưởng của probiotic đến hệ vi khuẩn đường ruột heo con 17



vi


2.3.5 Ảnh hưởng của probiotic lên sự tăng trưởng của heo 19
2.3.6 Tình hình sử dụng probiotic trong thức ăn chăn nuôi trên thế giới và
ở Việt Nam 21
2.4 Prebiotic và synbiotic 24
2.4.1 Prebiotic 24

2.4.2 Synbiotic 24
2.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 27
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 32
3.1 Vật liệu và môi trường 32
3.2 Nội dung nghiên cứu 35
3.3 Phương pháp nghiên cứu 37
3.3.1 Quy trình thu nhận mẫu và phân lập 37
3.3.2 Cấy chuyền và làm thuần chủng vi khuẩn phân lập 39
3.3.3 Quan sát đại thể và vi thể 39
3.3.4 Đặc điểm sinh lý 40
3.3.5 Thử nghiệm sinh hóa nhằm định danh các vi khuẩn phân lập 41
3.3.6 Sàng lọc chủng vi khuẩn có hoạt tính probiotic cao 42
3.3.7 Định danh vi khuẩn bằng bộ kit định danh API50 CHL 44
3.3.8 Khảo sát giống 44
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47
4.1 Phân lập và chọn giống vi khuẩn lactic 47
4.1.1 Đặc điểm đại thể và vi thể 47
4.1.2 Đặc điểm sinh lý 53
4.1.3 Đặc điểm sinh hóa của hệ vi sinh vật phân lập 54
4.2 Tuyển chọn chủng vi khuẩn có hoạt tính probiotic cao 58



vii


4.2.1 Khả năng sống trong môi trường pH thấp 58
4.2.2 Khả năng kháng các chủng vi khuẩn gây bệnh 62
4.3 Kết quả định danh từ bộ kit API 50 CHL 63
4.4 Khảo sát giống 65

4.4.1 Xây dựng đường tương quan OD
610
và mật độ tế bào (CFU/ml) 65
4.4.2 Đường cong sinh trưởng 67
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71
5.1 Kết luận 71
5.2 Kiến nghị 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73






viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Diễn biến số lượng đàn heo thế giới 3
Bảng 2.2: Lượng thịt heo tiêu thụ năm 2006 4
Bảng 2.3: Diễn biến số lượng đàn heo và sản lượng thịt heo Việt Nam 5
Bảng 2.4: Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotic ở người 13
Bảng 2.5: Những chủng vi sinh vật dùng làm probiotic cho động vật 15
Bảng 2.6: Tác động của một số chủng probiotic đến hệ vi khuẩn đường ruột heo . 18
Bảng 2.7: Tác động của probiotic lên khả năng tăng trưởng của heo 19
Bảng 2.8: Các loại oligosaccharide dùng làm prebiotic 24
Bảng 4.1: Đặc điểm đại thể và vi thể của vi khuẩn phân lập từ đường ruột heo 48
Bảng 4.2: Đặc điểm sinh lý của hệ vi khuẩn phân lập từ ruột heo 53
Bảng 4.3: Kết quả thử nghiệm catalase và khả năng sinh acid 54
Bảng 4.5: Sự thay đổi số lượng tế bào theo thời gian ở các mức pH khác nhau 59

Bảng 4.6: Khả năng kháng Bacillus sp. của các chủng thử nghiệm 62
Bảng 4.7: Kết quả định danh bằng bộ kit API50 CHL 64
Bảng 4.8: Số liệu đường chuẩn của Lactobacillus acidophilus trên môi trường
MRS 65
Bảng 4.9: Số liệu đường chuẩn của Bifidibacterium bifidum trên môi trường MRS
66
Bảng 4.10: Độ đục thay đổi theo thời gian nuôi cấy của Lactobacillus acidophilus
68
Bảng 4.11: Độ đục thay đổi theo thời gian nuôi cấy của Bifidobacterium bifidum68





ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Heo con 6
Hình 2.3: Cấu tạo ruột non của heo 9
Hình 2.4: Ảnh chụp hiển vi lông ruột của heo 45 ngày tuổi 10
Hình 2.4: Vi khuẩn bám trên thành ruột 16
Hình 2.4: Sản phẩm probiotic cho heo 21
Hình 2.5: Sản phẩm probiotic cho gà, tôm, cá 23
Hình 2.6: Tác động của FOS 26
Hình 4.1: Mẫu ruột heo 47
Hình 4.1: Đặc điểm đại thể của các chủng phân lập được 51
Hình 4.2: Đặc điểm vi thể của hệ vi khuẩn phân lập từ mẫu ruột heo 53
Hình 4.3: Khả năng lên men các loại đường 57
Hình 4.4: Hoạt tính ức chế Bacillus sp. của các chủng phân lập 63

Hình 4.5: Hình kết quả định danh bằng bộ kit API50 CHL 64





x


DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 4.1: Đường chuẩn của Lactobacillus acidophilus 66
Đồ thị 4.2: Đường chuẩn của Bifidobacterium bifidum 67
Đồ thị 4.3: Đường cong sinh trưởng của chủng Lactobacillus acidophilus 69
Đồ thị 4.4: Đường cong sinh trưởng của chủng Bifidobacterium bifidum 70




Chương 1: Mở đầu


1


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Dân số thế giới ngày càng gia tăng, đòi hỏi ngành nông nghiệp phải ngày
càng phát triển để đáp ứng nhu cầu lương thực thực phẩm gia tăng nhanh chóng.
Trong đó, cùng với trồng trọt thì chăn nuôi đóng vai trò quan trọng, cung cấp một
lượng thực phẩm lớn cho con người. Đối với nước ta, là một nước nông nghiệp thì

chăn nuôi là một ngành kinh tế quan trọng, vừa đáp ứng nhu cầu trong nước vừa
đáp ứng nhu cầu xuất khẩu. Hiện nay việc sử dụng kháng sinh và chất kích thích
sinh trưởng trong chăn nuôi đang rất tràn lan và thiếu kiểm soát. Dư lượng kháng
sinh và chất kích thích sinh trưởng trong gia súc làm giảm chất lượng thịt, ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng và lo ngại sử dụng quá nhiều sẽ dẫn
tới hiện tượng kháng kháng sinh của các vi khuẩn gây bệnh trong đường ruột.
Từ năm 2006, ở Châu Âu đã phản đối mạnh mẽ việc sử dụng kháng sinh và
chất kích thích sinh trưởng hóa học trong chăn nuôi. Từ đó, việc nhập khẩu thịt heo
của nước ta gặp phải rất nhiều khó khăn. Tuy nhiên việc cấm sử dụng các chất
kháng sinh lại dẫn tới việc gia tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường ruột như bệnh
tiêu chảy và dẫn tới tử vong cho heo, mà trong chăn nuôi theo qui mô công nghiệp
thì việc điều khiển năng suất và phòng ngừa được dịch bệnh là rất quan trọng. Đặc
biệt, trong quá trình sinh trưởng và phát triển của heo thì thời điểm heo tách mẹ là
giai đoạn quan trọng nhất, heo con thường bị stress do một số yếu tố bất lợi như:
dinh dưỡng, môi trường, mất cân bằng hệ đường ruột. Kết quả là khả năng tiêu thụ
thức ăn thấp, giảm chức năng tiêu hoá … dẫn đến hiện tượng tiêu chảy và sinh
trưởng kém, ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình phát triển của heo. Để thay thế chất
kích thích tăng trưởng người ta muốn tìm một chất phụ gia khác. Và chất phụ gia
trong thức ăn cho heo con cho đến nay là prebiotic, probiotic và synbiotic (là sự kết
hợp của prebiotic và probiotic). Probiotic giúp kích thích tiêu hóa, tăng khả năng
tiêu thụ thức ăn và khả năng miễn dịch của heo, phòng ngừa dịch bệnh đường ruột.
Chương 1: Mở đầu


2


Từ đó, probiotic góp phần nâng cao được hiệu quả chăn nuôi [32]. Hiện nay, các
sản phẩm probiotic được bán trên thị trường chủ yếu là nhập từ nước ngoài, chất
lượng của các sản phẩm cũng chưa được kiểm soát. Do đó, độ tin cậy của các sản

phẩm probiotic đó đối với người chăn nuôi chưa cao. Đồng thời giá thành các chế
phẩm này là khá cao do chưa tối ưu được qui trình sản xuất, từ khâu thu nhận đến
khâu sản xuất.
Tuy nhiên, hiện nay các chủng vi khuẩn probiotic sử dụng trong chăn nuôi
đang được nghiên cứu còn khá ít. Từ những yêu cầu cấp thiết trên việc nghiên cứu
để tìm ra những chủng vi khuẩn probiotic có khả năng ứng dụng trong chăn nuôi là
rất cần thiết.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích tìm ra những chủng vi khuẩn
probiotic có khả năng ứng dụng trong chăn nuôi, giúp cải thiện khả năng tăng
trưởng và phát triển của heo con, tạo tiền đề cho những nghiên cứu về tác động của
chúng lên sự sinh trưởng và phát triển của heo trong những giai đoạn tiếp theo. Do
đó hướng nghiên cứu tập trung vào mục tiêu chính:
 Khảo sát hệ vi khuẩn đường ruột heo heo dưới 20 ngày tuổi.
 Tìm ra hệ vi khuẩn có hoạt tính probiotic cao
1.3 Nội dung nghiên cứu
Với mục tiêu trên, nội dung của nghiên cứu như sau:
 Phân lập và định danh vi khuẩn probiotic từ hệ vi sinh vật đường ruột
của heo con dưới 20 ngày tuổi.
 Tuyển chọn các chủng có hoạt tính probiotic cao, chịu được môi
trường khắc nghiệt trong đường ruột.
Chương 2: Tổng quan tài liệu


3


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tình hình chăn nuôi heo trên thế giới và ở Việt Nam
2.1.1 Tình hình chăn nuôi trên thế giới

Nghề chăn nuôi heo ra đời từ rất sớm. Bắt đầu xuất hiện ở châu Âu và châu
Á cách đây khoảng một vạn năm. Kỹ thuật chăn nuôi được hoàn thiện theo thời
gian, đặc biệt là từ thế kỷ XX đến nay chăn nuôi heo đã phát triển theo hướng sản
xuất công nghiệp cho năng suất và chất lượng cao. Hiện nay heo được nuôi trên
khắp thế giới, tuy nhiên đàn heo thế giới phân bố không đều ở các châu lục. Trong
đó, châu Âu chiếm khoảng 52%, châu Á 30,4%, châu Úc 5,8%, châu Phi 3,2%,
châu Mỹ 8,6% [9]. Một số quốc gia chăn nuôi heo có công nghệ cao và có tổng đàn
heo lớn như: Nga, Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, Canada, Hà Lan, Đan Mạch, Đức, Ý, Úc,
Trung Quốc, Singapore, Đài Loan. Nhìn chung ở các nước tiên tiến và công nghiệp
đều có chăn nuôi heo phát triển theo hình thức công nghiệp và đạt trình độ chuyên
môn hoá cao.
Theo số liệu thống kê FAO (2004). Ngành chăn nuôi heo toàn thế giới liên
tục tăng trưởng ổn định trong 15 năm qua và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong
thời gian tới.
Bảng 2.1: Diễn biến số lượng đàn heo thế giới
Năm 1960 1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004
Số heo
(triệu con)
521 880 920 950 1204 1215 1278 1257
Nguồn: FAO ( 2004) [9]
Mỹ là quốc gia có sản lượng ngành chăn nuôi đứng hàng đầu trên thế giới.
Trong đó, riêng ngành chăn nuôi heo đứng thứ hai sau bò với 61,2 triệu con tính
đến tháng 12 năm 2005, tăng bình quân 1,15% năm, trong đó có 6,01 triệu con gồm
nái, nái hậu bị và heo đực giống. Số heo cai sữa trung bình 9,03 con/lứa năm 2005
Chương 2: Tổng quan tài liệu


4

so với 8,96 năm 2004, tăng 0,87%. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã lập kế hoạch để
tổng đàn heo đạt 65,49 triệu vào năm 2015 [12].
Tình hình tiêu thụ thịt heo trên thế giới:
Bảng 2.2: Lượng thịt heo tiêu thụ năm 2006

Triệu tấn
Lượng thịt tiêu thụ

( kg/người/năm)
Trung Quốc 52,5 40,0
EU 20,1 43,9
Mỹ 9,0 29,0
Nga 2,6 18,1
Nhật Bản 2,5 19,8
Khác 12,2
Tổng 98,9

Nguồn: USDA Foreign Agricultural Service (2006) [39]
Thịt heo là một trong những loại thịt được sử dụng rộng rãi nhất trên thế
giới, chiếm khoảng 38% sản lượng thịt trên toàn thế giới. Theo USDA Foreign
Agricultural Service gần 100 triệu tấn thịt heo được tiêu thụ trên thế giới năm 2006.
Từ năm 1997 đến 2005, lượng thịt heo được tiêu thụ trên toàn thế giới tăng 27%.
Một số nước tiêu thụ thịt heo nhiều nhất trên thế giới như: Trung Quốc, EU,
Mỹ, Nga,… [39]
2.1.2 Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam
Ở Việt Nam chăn nuôi heo xuất hiện từ lâu đời và trở thành một nghề truyền
thống của nông dân, tuy nhiên trình độ chăn nuôi lạc hậu cùng việc sử dụng các
giống nguyên thủy có sức sản xuất thấp nên hiệu quả không cao. Chăn nuôi heo ở
nước ta chỉ thực sự phát triển mạnh từ những năm cuối thế kỷ XX đầu thế kỷ XXI.
Trong thời gian gần đây do tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp cùng với các

khó khăn của chăn nuôi trong thời gian khủng hoảng kinh tế toàn cầu làm cho số
lượng đầu heo cả nước bị giảm nhẹ, tuy nhiên việc nâng cao chất lượng giống và kỹ
thuật chăn nuôi để đảm bảo năng suất và sản lượng thịt heo luôn có xu hướng tăng
Chương 2: Tổng quan tài liệu


5


lên. Số liệu của tổng cục thống kê năm 2007 cho thấy đàn heo nước ta tăng từ 23,2
triệu con năm 2002 lên đến 26,6 triệu con năm 2007. Sản lượng thịt heo hơi cũng
tăng nhanh từ 1,65 triệu tấn năm 2002 đến 2,71 triệu tấn năm 2007 [9].
Bảng 2.3: Diễn biến số lượng đàn heo và sản lượng thịt heo Việt Nam
Năm
Chỉ tiêu
2002 2003 2004 2005 2006 2007
Đầu heo (triệu con) 23,2 24,9 26,1 27,4 26,9 26,6
Sản lượng thịt (triệu tấn) 1,65 1,80 2,01 2,29 2,50 2,6
Nguồn: Tổng cục thống kê (2007)[9]
Thịt heo chiếm đến 76-77% trong tổng số các loại thịt sản xuất ở trong nước.
Hiện nay phần lớn heo được nuôi theo hình thức nông hộ bán thâm canh. Trong
những năm gần đây do thực hiện chính sách công nghiệp hoá trong nông nghiêp,
chuyển đổi cơ cấu vật nuôi cây trồng nên sản phẩm của ngành chăn nuôi heo đã
tăng lên đáng kể đặc biệt là về chất lượng sản phẩm.
Trong hơn 20 năm, ngành chăn nuôi phát triển khá nhanh, tốc độ tăng
trưởng bình quân qua các giai đoạn có xu hướng tăng rõ rệt, đặc biệt là tốc độ tăng
trưởng về đầu con. Heo là gia súc có xu hướng tăng khá nhanh, nhất là trong giai
đoạn sau thập kỷ 90. Trong giai đoạn 1986-1990, số đầu heo chỉ tăng 1%/năm, giai
đoạn 1991-1995 tốc độ tăng trưởng bình quân đã đạt 5,97%/năm. Giai đoạn 2000-
2003, mặc dù thị trường xuất khẩu khó khăn nhưng chăn nuôi heo vẫn tăng trưởng

cao, bình quân 7,2%/ năm. Theo số liệu thống kê tại thời điểm 01/4/2010, cả nước
có 27,3 triệu con, tăng 3,06% so với cùng kỳ năm 2009 [36].
Ở nước ta chăn nuôi heo khá phổ biến, tuy nhiên có những khu vực và tỉnh
thành là chăn nuôi mạnh như khu vực đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu
Long, Đông Nam Bộ, duyên hải Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, Đông Bắc, Tây
Bắc,… Tính đến thời điểm 01/04/2010 các tỉnh có số đầu lợn lớn trên 1 triệu con là
Hà Nội, Đồng Nai, Nghệ An, Thái Bình, Bắc Giang [36].
Định hướng chăn nuôi heo Việt Nam trong những năm tới là: Tăng số đầu
heo, nâng cao năng suất và chất lượng thịt bằng cách nghiên cứu và đưa vào nuôi
Chương 2: Tổng quan tài liệu


6


những công thức lai mới phù hợp với điều kiện tự nhiên nước ta đồng thời với đẩy
mạnh nghiên cứu và đưa vào sản xuất các loại thức ăn gia súc mới thích hợp cho
từng giai đoạn phát triển của heo. Đẩy mạnh nghành chăn nuôi hàng hoá, từng bước
tiếp cận với thị trường xuất khẩu, nâng cao hiệu quả kinh tế, góp phần vào sự phát
triển của đất nước.
Tình hình tiêu thụ thịt heo ở Việt Nam:
Thịt heo là một nguồn thịt quan trọng ở Việt Nam, hơn 98% hộ gia đình tiêu
thụ thịt heo. Hơn 30 năm trở lại đây, tỷ lệ tiêu thụ thịt heo vẫn giữ ở mức ổn định
khoảng 75% (gia cầm đứng thứ hai với khả năng tiêu thụ 15%). Trong thập kỷ qua,
mặc dù sản lượng thịt heo hằng năm đều tăng (khoảng 6%) nhưng lượng tiêu thụ
tính theo bình quân đầu người vẫn khá thấp, như năm 2003 đạt khoảng
20kg/người/năm. Thị trường tiêu thụ chủ yếu tập trung ở vùng đô thị, các thành phố
lớn, trong đó Thành phố Hồ Chí Minh và Hà nội giữ kỷ lục cao nhất với 25 kg
thịt/người/năm [17].
2.2 Đặc điểm của heo con

2.2.1 Giới thiệu chung
Ở nhiều nước heo con thường được cai sữa vào khoảng 18-25 ngày tuổi,
nhưng ở một số nước heo được cai sữa muộn hơn. Trọng lượng trung bình của heo
con từ 25 đến 45 ngày tuổi vào khoảng 7,5 đến 13 kg [32].

Hình 2.1: Heo con [43]
Ở một số nước, heo con được cai sữa từ rất sớm, mục đích của việc cai sữa
sớm là để hạn chế các bệnh truyền nhiễm từ heo mẹ sang heo con, tăng năng suất
Chương 2: Tổng quan tài liệu


7


heo nái, giảm thời gian cho một kì sinh sản, tăng sức khỏe cho heo nái. Giai đoạn
heo cai sữa là giai đoạn vô cùng quan trọng, nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng tốc
độ tăng trưởng của heo con trong giai đoạn này ảnh hưởng sự phát triển trong giai
đoạn sau và là một trong những yếu tố tác động đến trọng lượng của heo trưởng
thành. Tốc độ tăng trưởng của heo con trong giai đoạn cai sữa đặc biệt quan trọng,
bởi trong tuần đầu tiên sau khi cai sữa nếu heo tăng trưởng 225g/ ngày thì heo thịt
sẽ nặng hơn khoảng 7,7kg [32].

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến heo con trong giai đoạn cai sữa
Khi heo con được cai sữa, chúng thường phải đối mặt với nhiều yếu tố bất
lợi gây stress như thay đổi nguồn dinh dưỡng (sự thay đổi nguồn thực phẩm từ sữa
mẹ sang thức ăn khô), môi trường (nhiệt độ), tâm lý, mất cân bằng hệ vi sinh vật
đường ruột. Dẫn đến việc heo con thường tiêu thụ lượng thức ăn thấp và phải được
theo dõi trong 1-2 tuần đầu tiên. Đặc biệt trong giai đoạn này heo con thường bị
bệnh tiêu chảy, giảm khả năng tiêu hóa và hấp thụ thức ăn.
2.2.2.1 Thay đổi nguồn thức ăn

Khi heo con bị tách mẹ đột ngột, hệ tiêu hóa thường mất cân bằng dẫn đến
tình trạng heo con thường không ăn trong tuần đầu tiên. Nguyên nhân cụ thể dẫn
tới tình trạng này vẫn chưa được giải đáp rõ nhưng có một số yếu tố ảnh hưởng
như: nguồn thức ăn chuyển đổi từ sữa mẹ sang thực phẩm heo, có bổ sung các
thành phần dinh dưỡng vật lý và hóa học, gây shock cho hệ tiêu hóa của heo. Ngoài
yếu tố dinh dưỡng còn những yếu tố khác như nhiệt độ, lượng nước, mùi vị của
thức ăn. Hơn thế nữa lúc này thì sức chứa của đường ruột heo còn bị hạn chế nên
khả năng tiêu hóa của heo rất kém, dễ mắc bệnh về đường ruột như tiêu chảy,… Do
đó khi mới tách mẹ người ta thường cho những thức ăn ở dạng lỏng rồi mới thay
đổi từ từ sang dạng khô để hệ tiêu hóa thích nghi dần [31][32].
2.2.2.2 Môi trường và tâm lý
Theo nghiên cứu của Funderburke năm 1985, khi cai sữa heo con bị tách rời
ra khỏi mẹ và bắt đầu sống chung với bầy đàn nên chúng thường gặp vấn đề về tâm
lý và làm giảm khả năng miễn dịch. Heo con thường có những cư xử bất thường
như cắn, rượt đuổi những con heo khác,… [31][ 32].
Chương 2: Tổng quan tài liệu


8


2.2.3 Đặc điểm của hệ tiêu hóa heo
Hệ tiêu hóa là một đường ống dẫn bắt đầu từ miệng kéo dài xuống trực
tràng. Thức ăn từ miệng xuống sẽ đến hầu là nơi tiếp nhận vừa thức ăn và vừa
không khí vào. Nắp đậy trên miệng hầu là một van tự động để đóng mở khí quản
khi nuốt thức ăn. Ống thực quản nối từ hầu xuống bao tử của heo, là nơi nhận
nhiệm vụ tiêu hóa thức ăn. Hệ tiêu hóa của lợn có khả năng tiêu hóa triệt để các loại
rau và thức ăn có nguồn gốc động vật thành chất dinh dưỡng. Sinh lý của lợn cũng
khá giống với người. Ruột cũng có hai phần là ruột non và ruột già, bề mặt trong
của ruột non có chứa hàng triệu các sợi lông nhung. Chúng làm nhiệm vụ hấp thụ

các chất dinh dưỡng từ thức ăn sau khi đã tiêu hóa. Phần cuối ruột già được nối với
manh tràng rồi đến ruột kết, là nơi nhận nhiệm vụ tiêu hóa cellulose. Cuối cùng của
hệ tiêu hóa là trực tràng, là nơi chứa bã thức ăn đã hấp thụ hết chất dinh dưỡng sau
khi đi qua hệ tiêu hóa [13].

Hình 2.2: Hệ tiêu hóa của heo [13]
2.2.4 Hệ vi sinh vật đường ruột của heo trong giai đoạn cai sữa
Hệ vi sinh vật chủ yếu trong đường ruột heo là Lactobacilli, Bifidobacteria,
Streptococci, Clostridium perfringes và E.coli, chúng còn thay đổi theo độ tuổi của
heo và bắt đầu ổn định khi heo đạt từ 4 đến 6 tuần tuổi [32]. Vi khuẩn
Bifidobacteria chiếm ưu thế trong đường ruột heo là Bifidobacterium
psuedolongum. Nhiệt độ tối ưu của Bifidobacteria từ 37-43°C, pH tối ưu từ 6,5-7,1.
Chương 2: Tổng quan tài liệu


9


Đối với heo con, tổng số vi khuẩn Bifidobacteria trong dịch bao tử 10
3
-10
6
, khoảng
10
8
trong dịch ruột non và khoảng 10
8
đến 10
9
trong ruột già [32].

Khi heo cai sữa hệ đường ruột cũng thay đổi, nhóm vi khuẩn gây bệnh
đường ruột gia tăng, đặc biệt là nhóm vi khuẩn E.coli gây bệnh. Nguyên nhân là do
sự thay đổi nguồn thức ăn dẫn đến hệ vi sinh vật đưa vào đường ruột heo cũng thay
đổi, còn sự gia tăng của nhóm vi khuẩn gây bệnh được giải thích là do khi còn bú
sữa mẹ, do có chứa globulin miễn dịch để chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn gây
bệnh nên khi heo con cai sữa mất đi sức đề kháng các vi khuẩn gây bệnh bắt đầu
tấn công hệ tiêu hóa. Đây là nguyên nhân chính gây mất cân bằng hệ vi sinh vật
đường ruột heo.
2.2.5 Hình thái học ruột non của heo con

Hình 2.3: Cấu tạo ruột non của heo [32]
Trong giai đoạn heo cai sữa, ruột non là bộ phận có nhiều thay đổi về hình
thái và cấu tạo. Ruột non có bề mặt lớn, là nơi hấp thụ phần lớn các chất dinh
dưỡng của động vật, ngoài việc hấp thu các chất dinh dưỡng ruột đồng thời ngăn
không cho các hợp chất có hại hấp thụ vào cơ thể. Hình dạng lông ở mặt trong
thành ruột non của heo là hình ngón tay, sự hiện diện của chúng làm gia tăng diện
tích bề mặt hấp thu của thành ruột. Heo con 10 ngày tuổi có tổng diện tích tiếp xúc
bề mặt trong thành ruột là 114m
2
.
Chương 2: Tổng quan tài liệu


10



Hình 2.4: Ảnh chụp hiển vi lông ruột của heo 45 ngày tuổi [32]
Theo nghiên cứu của Shim và cs năm 2004 về hình thái cấu trúc của ruột
non. Trong giai đoạn heo cai sữa cấu trúc lông ruột có sự thay đổi, giảm chiều dài

phần lông nhung và tăng phần chân lông, làm teo các sợi lông dẫn đến việc giảm
50-75% lượng tế bào trên đỉnh của các sợi lông. Những thay đổi này bắt đầu rõ rệt
từ ngày thứ 5 và kéo dài đến tuần thứ 2 sau khi cai sữa. Điều này giải thích nguyên
nhân dẫn đến khả năng hấp thu chất dinh dưỡng kém của heo con trong giai đoạn
cai sữa [32].
Những yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi hình thái của ruột non:
 Vi khuẩn gây bệnh
Vi khuẩn sống kí sinh trong ruột non có ảnh hưởng sâu sắc đến cấu trúc và
sự tiêu hóa, hấp thụ của động vật. Đặc biệt là vi khuẩn E.coli, một loài gây bệnh và
ảnh hưởng đến chiều dài của lông ruột.
 Stress khi cai sữa
Heo con gặp thay đổi của môi trường, tách khỏi mẹ, bắt đầu sống chung
trong bầy đàn làm ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa, cụ thể là làm giảm chiều dài
lông ruột.
 Thích nghi dần với thực phẩm dạng rắn
Chương 2: Tổng quan tài liệu


11


Trong nhiều thập kỉ, để kích thích khả năng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng
của heo con người ta đã sử dụng các chất kích thích tăng trưởng và đều đem lại
hiệu quả. Nhưng ngày nay ngày càng nhiều lo ngại về thực phẩm có sử dụng chất
kích thích. Từ năm 2006 ở các nước châu Âu đã cấm sử dụng chất kích thích tăng
trưởng cho gia súc nhưng kèm theo đó thì nguy cơ mắc bệnh tiêu chảy và tỉ lệ tử
vong ngày càng tăng. Để thay thế các chất kích thích tăng trưởng, người ta đã tìm
một loại phụ gia khác là prebiotic, probiotic và synbiotic (là sự kết hợp của
prebiotic và probiotic) và vẫn được sử dụng hiện nay.
Nhiều nghiên cứu cho thấy, sử dụng bổ sung probiotic, prebiotic hay

synbiotic đều kích thích sự tăng trưởng heo con. Theo Russel et al (2006) prebiotic
làm tăng trọng lượng của heo con. Abe et al (1995) lại cho rằng bổ sung probiotic
trong thức ăn của heo cải thiện trọng lượng và khả năng tiêu thụ thức ăn. Còn
Nemcova lại khẳng định rằng synbiotis, là sự kết hợp của prebiotic và
Lactobacillus paracasein, làm tăng lượng vi khuẩn có lợi và giảm vi khuẩn có hại
cho heo con thời kì cai sữa [33].
2.3 Tổng quan về probiotic
2.3.1 Định nghĩa probiotic
Probiotic được dùng để chỉ những vi sinh vật có lợi cho người và động vật
do Dr.Eli Metchinikoff, một nhà khoa học người Nga đạt giải Nobel năm 1908, đưa
ra khi ông nghiên cứu về vai trò của những vi khuẩn có lợi trong đường ruột.
Từ “probiotic” có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là “cho cuộc sống”. Tuy
nhiên, định nghĩa về probiotic đã phát triển nhiều theo thời gian[30][19].
Lily và Stillwell (1965) đã mô tả trước tiên probiotic như hỗn hợp được tạo
thành bởi một động vật nguyên sinh mà thúc đẩy sự phát triển của đối tượng khác.
Sau đó, Parker (1974) đã áp dụng khái niệm này đối với phần thức ăn gia súc có
ảnh hưởng tốt đối với cơ thể vật chủ bằng việc góp phần cân bằng hệ vi sinh vật
đường ruột của nó. Vì vậy, khái niệm probiotic được ứng dụng để mô tả “cơ quan
và chất mà góp phần cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột”.
Chương 2: Tổng quan tài liệu


12


Năm 1992, Fuller định nghĩa probiotic là chế phẩm ảnh hưởng có lợi cho vật
theo hướng cải thiện cân bằng đường ruột, loại trừ các yếu tố bất lợi đến sự tiêu hóa
và hấp thu chất dinh dưỡng truyền thống.
Dưới cái nhìn của nhà thực phẩm, Lyon (2005) cho rằng probiotic là những
thực phẩm chức năng khi ăn vào sẽ có ảnh hưởng rõ ràng trong điều chỉnh các quá

trình chức phận của cơ thể.
Hiện nay, probiotic được định nghĩa đơn giản hơn: probiotic là những vi
sinh vật sống, chủ yếu là vi khuẩn Lactobacilli và Bifidobacteria có lợi cho sức
khỏe được ăn vào qua đường miệng cùng với chất dinh dưỡng truyền thống khác
trong thức ăn. (Zayed &Roos, 2003) [4][24].
Còn theo FAO/WHO 2002 thì probitics được định nghĩa như sau: “Live
microorganisms which when administered in adequate amounts confer a health
benefit on the host” có nghĩa là một hay hỗn hợp nhiều vi khuẩn sống mà khi cung
cấp cho người hay động vật thì mang lại những hiệu quả có lợi cho vật chủ bằng
cách tăng cường các đặc tính của vi sinh vật trong hệ tiêu hóa [31][15].
2.3.2 Giới thiệu nhóm vi khuẩn được sử dụng làm probiotic
2.3.2.1 Nhóm vi khuẩn dùng làm probiotic cho người
Dòng vi khuẩn phổ biến: vi khuẩn sinh acid lactic (LAB). LAB đóng vai trò
quan trọng đối với sức khỏe, được sử dụng nhiều trọng công nghiệp.
LAB là những vi khuẩn Gram dương, thường không di động, không sinh bào
tử, các phản ứng catalase âm, oxydase âm, nitratreductase âm. Những vi khuẩn này
sinh tổng nhiều hợp chất cần cho sự sống rất yếu nên chúng là những vi sinh vật
khuyết dưỡng đối với nhiều loại acid amin, base nucleotic, nhiều loại
vitamin,…không co khả năng tổng hợp nhân heme của porphyrine, bình thường
chúng không có cytochrome. Vì vậy, chúng được xếp vào nhóm vi khuẩn kỵ khí
tùy nghi (vi hiếu khí), có khả năng lên men trong điều kiện hiếu khí cũng như
kỵ khí.
LAB có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi
trường như pH, nhiệt độ và sự tích lũy các sản phẩm chuyển hóa cuối. Chúng đòi
hỏi các vitamin như: thimine, biotin, acid pantotemic, acid nicotinic và các acid
Chương 2: Tổng quan tài liệu


13

amine. Do đó, trong môi trường nuôi cấy LAB thường bổ sung thêm: nước chiết
giá, nước chiết cà chua, cao nấm men, cao thịt,…
Nhóm vi khuẩn này rất đa dạng gồm nhiều giống khác nhau. Tế bào của
chúng có dạng hình cầu như: Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus,
Leuconostoc, Pediococcus, hoặc hình que như Lactobacillus. Ngày nay, nhóm vi
khuẩn lactic còn được bổ sung thêm những vi khuẩn Bifidobacteria (Kandler &
Welss, 1986). Ngoài ra, dựa vào khả năng lên men người ta chia LAB thành hai
nhóm LAB đồng hình và LAB dị hình [4].
Bảng 2.4: Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotic ở người
Chủng
Lactobacillus
Chủng
Bifidobacterium

Các chủng vi khuẩn
lactic khác
Các loài vi sinh
vật khác
L. acidophilus

L. amylovocus
L. casei
L. crispatus
L. gallinarum
L. gasseri
L. johnsonii
L. paracaseii
L. plantarum
L. reuteri

L. rhamnosus
L. salivarius
B. adolescentis

B. alimalis
B. bifidum
B. breve
B. infantis
B. lactis
B. longum
Enterococcus faecalis

Enterococcus faecium
Lactococus lactis
Leuconostoc
mesenteroides
Pediococus acidilactici
Sporolactobacillus
inulinus
Streptococus
thermophilus
Bacillus cereus

Escherichia coli
Propionibacterium
freudenreichii
Saccharomyces
cerevisiae
Saccharomyces
boulardii

( Nguồn Taylor & Francis, 2004)[4]
Một loạt các chủng probiotic đã được kiểm tra khả năng ngăn ngừa bệnh tiêu
chảy và thu được thành công ở các mức độ khác nhau. Người ta thu được một số
chủng có khả năng sử dụng để ngăn bệnh các chứng tiêu chảy ở trẻ em như
Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium bifidum,
Strepococcus thermophilus, Bifidobacterium longum, Enterococcus. faecium,
Streptococcus boulardi, Trong đó Lactobacillus rhamnosus GG làm giảm thời
gian mắc bệnh xuống 50% đối với bệnh tiêu chảy ở trẻ em do virus gây ra. Còn
Chương 2: Tổng quan tài liệu


14


Bifidobacterium bifidum kết hợp với Strepococcus thermophilus trong công thức
sữa tiêu chuẩn thì cho kết quả làm giảm tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy [24].
2.3.2.1 Nhóm vi khuẩn dùng làm probiotic cho động vật
Probiotic đã được sử dụng trong chăn nuôi từ năm 1975, năm 1960 nghiên
cứu đầu tiên đã chứng minh Lactobacillus có khả năng kích thích sự tăng trưởng
của heo. Nhưng sau đó kháng sinh và các chất kích thích sinh trưởng được sử dụng
tràn lan nên việc sử dụng probiotic không còn được quan tâm. Tuy nhiên, sau 30
năm ở châu Âu và Bắc Mỹ đã cấm sử dụng các chất kích thích sinh trưởng cho các
loại gia súc, gia cầm [19][ 31]. Các bệnh về đường ruột là mối quan tâm lớn nhất,
và ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi và việc sử dụng probiotic giúp
cải thiện dinh dưỡng, giảm nguy cơ các bệnh về đường ruột. Ngoài ra sử dụng
probiotic còn làm giảm mối nguy gây bệnh trong thức ăn heo.
Nhiều chủng vi khuẩn được sử dụng làm probiotic được phân lập từ hệ
đường ruột, miệng, phân của một số động vật và con người. Nhóm vi khuẩn thường
được dùng làm probiotic ở động vật là Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacillus
spp, Streptococcus, Enterococcus, Pediococcus, nấm men Saccharomyces

cerevisiae . Các chủng thuộc nhóm Bacillus và Lactobacillus có nhiều loại được sử
dụng làm probiotic. Trong đường tiêu hóa của động vật, Lactobacillus và
Enterococcus thường hiện diện với mật độ khoảng 10
8
và 10
5
/10
6
trên gam. Còn
Bacillus và nấm men không thường hiện diện ruột [21]. Các chủng thường được
dùng như Lactobacillus acidophilus, Enterococci faecium, Bifidobacterium
bifidum. Các chủng này phải không gây bệnh, gram dương, chịu được môi trường
acid, muối mật, chống lại E.coli, ổn định, bám dính vào màng nhầy ruột. Chúng
được cho vào thực phẩm heo như chất phụ gia, để có hiệu quả các chủng probiotic
cần phải đáp ứng điều kiện sau:
 Sống được và ổn định trong thực phẩm gia súc.
 Có khả năng sống và sinh sản sau khi đi qua dạ dày.
 Cản trở ảnh hưởng của những vi khuẩn gây bệnh hoặc tiết ra các hợp
chất chuyển hóa để ức chế vi khuẩn gây bệnh [22].

Chương 2: Tổng quan tài liệu


15


Bảng 2.5: Những chủng vi sinh vật dùng làm probiotic cho động vật [19]

Trong các chủng vi khuẩn probiotic bổ sung vào đường ruột, chủng
Enterococcus faecium là có khả năng bám dính ngay vào thành ruột, sự hiện diện

Gia súc

Chủng vi khuẩn Tài liệu dẫn
Heo
Enterococcus faecalis
E. faecium
Bacillus cereus
B. subtilis
B. licheniformis
Lactobacillus johnsonii
L. reuteri
L. acidophilus
Saccharomyces cerevisiae
Ozawa, K. và cs,1983
Deprez, P. và cs, 1989
Zani, J.L. và cs, 1988
Mordenti, A. và cs, 1999
Mordenti, A. và cs, 1999
duToit, M. và cs, 1998
Reuter, G và cs, 1997

Gia
cầm
L. animalis
L. fermentum
L. salivarius
L. acidophilus
Streptococcus faecium
L. reuteri
E. faecium

S. cerevisiae
Bacillus
Reid, G, 2000
Reid, G, 2000
Garriga, M, 1998 và Pascual, M, 1999
Morishita, T.Y. và cs, 1997
Morishita, T.Y. và cs, 1997
Casas, I.A và cs, 1998
Netherwood, T. và cs, 1999
Kumprecht, I. và cs, 1996
Kumprecht, I. và cs, 1996
Bò
Nấm men
Aspergillus oryzae
B.subtilis
L. acidophilus
E. coli
Proteus mirabilis
Bifidobacterium pseudolongum
Gambos, S. và cs, 1995
McGilliard, M.L. và cs, 1998
McGilliard, M.L. và cs, 1998
Abe, F. và cs, 1995
Zhao, T. và cs, 1998
Zhao, T. và cs, 1998
Abe, F. và cs, 1995
Chương 2: Tổng quan tài liệu


16

của chủng này tương đương với số lượng của các chủng còn lại của nhóm
Enterococcus, Pediococcus và Lactobacillus. Còn nhóm Bacillus thì không có khả
năng bám dính, chúng chỉ tồn tại trong ruột một thời gian ngắn. Để các chủng vi
khuẩn bổ sung có tác dụng trong hệ tiêu hóa thì phải bổ sung đến một giới hạn nhất
định khi đó các amino acid, vitamin, kháng thể do chúng sinh ra mới biểu hiện.
Thường vi khuẩn probiotic bổ sung chiếm 10
6
đến 10
7
/g thì chúng sẽ cân bằng với
hệ vi sinh vật có sẵn trong hệ tiêu hóa của động vật [21].
Đối với nhiều loài động vật khác nhau thì ta có nhiều cách để bổ sung
probiotic khác nhau, trong đó có hai con đường bổ sung probiotic chính, đó là bổ
sung trong thực phẩm hoặc bổ sung vào nước uống. Nhiều kết quả cho thấy hình
thức bổ sung trong thực phẩm vẫn là phương pháp hiệu quả hơn. Các dạng bổ sung
có thể ở dạng viên thuốc, dạng paste, bột hoặc hột nhỏ được trộn trong thực phẩm
gia súc. Nếu bổ sung hằng ngày thì tỷ lệ vi khuẩn probiotic sống trong hệ tiêu hóa
ngày càng tăng [31].

Hình 2.4: Vi khuẩn bám trên thành ruột
a) Lactobacilli trên bề mặt diều gà
b) Streptococci và Lactobacilli trên thành bao tử heo[31]
 Yêu cầu cho việc sử dụng probiotic cho động vật:
Từ năm 1970, việc sử dụng các chất phụ gia trong thức ăn cho động vật đã
được quy định chặt chẽ ở châu Âu (quy định điều 70/524/EEC) và được điều chỉnh
lại năm 1994. Những quy định này nhằm đảm bảo sự an toàn trong việc sử dụng