Tuyển chọn và đánh giá đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn bacillus có hoạt tính probiotic bổ sung vào thức ăn cho heo

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VŨ THỊ THANH XUÂN

TUYỂN CHỌN VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS CĨ HOẠT
TÍNH PROBIOTIC BỔ SUNG VÀO THỨC ĂN CHO HEO

Ngành

Công nghệ sinh học

Mã số

8420201

Người hướng dẫn khoa học

TS. Nguyễn Xuân Cảnh

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019


LỜI CẢM ƠN
Sau hai năm học tập và nghiên cứu, nay tơi đã hồn thành luận văn tốt nghiệp
Thạc sỹ Công nghệ Sinh học. Để đạt được thành quả quả như ngày hơm nay, tơi xin bày
bỏ lịng biết ơn sâu sác đến TS. Nguyễn Xuân Cảnh, người thầy luôn tận tâm đối với
học trị của mình. Người đã hết lịng hướng dẫn chỉ bảo và động viên tơi trong suốt q
trình thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn:
Tồn thể q Thầy, cơ Khoa Cơng nghệ Sinh học - Học viện Nông nghiệp Việt

Nam đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian tôi theo học tại trường.
Công ty TNHH dược Hanvet đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi làm thí nghiệm và
thực hiện đề tài một cách tốt nhất.
Những người thân yêu trong gia đình đã ln bên cạnh, ủng hộ tơi và là nguồn
động viên lớn lao nhất và hy sinh nhiều nhất để tơi có được ngay hơm nay.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2019
Tác giả luận văn

Vũ Thị Thanh Xuân

i


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệụ, kết quả nêu
trên trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ cơng trình
nào. Các tài liệu tham khảo trích dẫn đều có nguồn gốc xác thực.
Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2019
Tác giả luận văn

Vũ Thị Thanh Xuân

ii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn............................................................................................................................................ i
Lời cam đoan...................................................................................................................................... ii
Mục lục............................................................................................................................................... iii

Danh mục chữ viết tắt...................................................................................................................... vi
Danh mục bảng................................................................................................................................ vii
Danh mục hình,............................................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn............................................................................................................................. ix
Thesis abstract..................................................................................................................................... x
Phần 1. Mở đầu................................................................................................................................. 1
Phần 2. Tổng quan tài liệu............................................................................................................ 3
2.1.

Giới thiệu về probiotic...................................................................................................... 3

2.1.1.

Lịch sử probiotic................................................................................................................ 3

2.1.2.

Định nghĩa probiotic.......................................................................................................... 4

2.1.3.

Đặc điểm chung vi khuẩn probiotic............................................................................... 4

2.1.4.

Cơ chế tác động chung của probiotic............................................................................ 6

2.1.5.

Vai trị của probiotic đối với vật ni............................................................................ 8

2.1.6.

Tiêu chuẩn lựa chọn chủng vi sinh vật probiotic...................................................... 10

2.1.7.

Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotic trên thế giới và Việt nam................13

2.2.

Vi khuẩn Bacillus............................................................................................................. 16

2.2.1

Đặc điểm sinh học của Bacillus................................................................................... 16

2.2.2.

Cơ sở khoa học chọn chủng Bacillus trong sản xuất probiotic............................. 19

2.2.3.

Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotic từ các chủng Bacillus trong
chăn nuôi gia súc và gia cầm trong và ngồi nước.................................................. 23

2.3.

Probiotic trong chăn ni heo....................................................................................... 26

2.3.1.

Lợi ích của probiotic trong chăn nuôi heo................................................................. 27

2.3.2.

Các chú ý khi sử dụng probiotic................................................................................... 28

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu...................................................................... 30
3.1.

Vật liệu............................................................................................................................... 30

3.1.1.

Nguồn vi sinh vật............................................................................................................. 30

3.1.2.

Thiết bị và dụng cụ.......................................................................................................... 30

iii


3.1.3.

Hóa chất............................................................................................................................. 30

3.2.

Phương pháp nghiên cứu................................................................................................ 31

3.2.1.

Phương pháp lấy mẫu..................................................................................................... 31

3.2.2.

Phương pháp phân lập vi khuẩn Bacillus................................................................... 32

3.2.3.

Phương pháp quan sát hình thái khuẩn lạc................................................................ 32

3.2.4.

Phương pháp nhuộm gram............................................................................................. 32

3.2.5.

Phương pháp nhuộm bào tử theo M.A.Peskop......................................................... 33

3.2.6.

Định danh vi khuẩn bằng phương pháp sinh học phân tử...................................... 33

3.2.7.

Phương pháp phân tích vi sinh..................................................................................... 36

3.2.8.

Phương pháp xác định khả năng sinh enzyme ngoại bào của chủng
Bacillus

2.2.9.

38

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn đối với sinh sinh vật kiểm định bằng
phương pháp đục lỗ thạch

38

3.2.10. Khảo sát khả năng chịu pH dạ dày................................................................................ 39
3.2.11. Khảo sát khả năng chịu muối mật................................................................................. 40
3.2.12. Phương pháp tạo chế phẩm............................................................................................. 40
Phần 4. Kết quả và thảo luận..................................................................................................... 42
4.1.

Phân lập các chủng vi khuẩn Bacillus......................................................................... 42

4.2.

Sàng lọc và tuyển chọn các chủng Bacillus có đặc tính probiotic........................ 44

4.2.1

Khảo sát hoạt tính đối kháng với vi sinh vật kiểm định......................................... 44

4.2.2.

Khảo sát khả năng sinh enzyme ngoại bào................................................................ 47

4.2.3.

Khảo sát khả năng chịu pH dạ dày............................................................................... 49

4.2.4.

Khảo sát khả năng chịu muối mật................................................................................ 50

4.3.

Đặc điểm sinh học và phân loại chủng Bacillus đã tuyển chọn............................ 53

4.3.1.

Đặc điểm hình thái của các chủng Bacillus đã tuyển chọn.................................... 53

4.3.2.

Đặc điểm sinh hóa của các chủng Bacillus đã tuyển chọn..................................... 54

4.3.3.

Phân loại các chủng Bacillus đã tuyển chọn............................................................. 56

4.4.

Khảo sát các điều kiện nuôi cấy................................................................................... 59

4.4.1.

Nhiệt độ nuôi cấy............................................................................................................. 59

4.4.2.

Khảo sát pH ban đầu....................................................................................................... 60

4.5.

Bước đầu nghiên cứu tạo chế phẩm............................................................................ 61

4.5.1.

Tính đối kháng của các chủng tuyển chọn................................................................. 61

iv


4.5.2.

Quy trình lên men xốp.................................................................................................... 61

4.5.3.

Khả năng chịu nhiệt của chế phẩm.............................................................................. 63

Phần 5. Kết luận và kiến nghị.................................................................................................... 65

5.1.

Kết luận.............................................................................................................................. 65

5.2.

Kiến nghị........................................................................................................................... 65

Tài liệu tam khảo.............................................................................................................................. 66
Phụ lục................................................................................................................................................ 72

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

CFU

Colony-forming unit

CMC

Carboxy methyl cellulose

Co1

Escherichia coli

NA

Nutrinet agar

NB

Nutrient broth

NST

Nhiễm sắc thể

PCR

Polymerase Chain Reaction

Ps1

Pasteurella suiseptica

Sc1

Salmonella choleraesuis

TSA

Tryptone soy agar

TSB

Tryptic Soy Broth

ADN

Deoxyribonucleic acid

rARN

Ribosomal ribonucleic acid

Cs

Cộng sự

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Tóm tắt cơ chế tác động chủ yếu của các chủng probiotic lên vật chủ...........12
Bảng 2.2. Tóm tắt một số thơng tin của một vài sản phẩm probiotic có mặt trên thị
trường............................................................................................................................ 16
Bảng 2.3. Kết quả bổ sung probiotic cho heo con sau cai sữa (thí nghiệm trên heo lai D
x YL từ ngày tuổi 28 đến 56 ngày)........................................................................ 27
Bảng 2.4. Kết quảcủa probiotic (hỗn hợp L. acidophillus, L. sporogenes và

L.

kefir) đến tăng trưởng và tỷ lệ tiêu chảy ở heo từ sơ sinh đến cai sữa..........28
Bảng 4.1. Kết quả phân lập các vi sinh vật từ ngn khác nhau......................................... 42

Bảng 4.2. Đường kính vịng đối kháng của các chủng Bacillus phân lập được với các
chủng vi khuẩn gây bệnh.......................................................................................... 44
Bảng 4.3. Hoạt tính enzyme ngoại bào của các chủng Bacillus.......................................... 47
Bảng 4.4. Đánh giá khả năng chịu pH dạ dày của các chủng vi khuẩn............................. 49
Bảng 4.5. Đánh giá khả năng chịu muối mật của các chủng vi khuẩn............................... 51
Bảng 4.6. Kết quả API 50CH của các chủng Bacillus đã chọn............................................ 54
Bảng 4.7. Kết quả mơi tương quan di truyền của các dịng vi khuẩn tuyển chọn có
trong ngân hàng gen (NCBI)................................................................................... 56
Bảng 4.8. Tính đối kháng của các chủng nghiên cứu............................................................. 61
Bảng 4.9. Cơ chất thích hợp cho q trình lên men xơp....................................................... 62
Bảng 4.10. Hàm lượng vi khuẩn biến động theo thời gian ủ lên men xốp......................... 63
0

Bảng 4.11. Tỷ lệ sống sót của nguyên liệu sấy ở 100 C......................................................... 63

vii


DANH MỤC HÌNH,
Hình 2.1. Cơ chế tác động chung của probiotic đối với động vật........................................ 7
Hinh 2.2. Hình thái tế bào vi khuẩn Bacillus.......................................................................... 17
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí nghiệm tổng quát.................................................................................. 31
Hình 4.1. Hình thái khuẩn lạc của một sống chủng vi khuẩn phân lập trên môi
trường NA.................................................................................................................... 43
Hình 4.2. Hoạt tính đối kháng của các chủng Bacillus phân lập được với vi
khuẩn kiểm định......................................................................................................... 46
Hình 4.3. Vịng phân giải cơ chất của các chủng vi khuẩn tuyển chọn............................... 48
Hình 4.4. Hình thái tế bào và bào tử của các chủng đã chọn (ở độ phóng đại
1250 lần)....................................................................................................................... 53
Hình 4.5. Kết quả ABI 50 CH của các chủng Bacillus tuyển chọn................................... 55

Hình 4.6. Kết quả điện di sản phẩm PCR trên gel agarose của 3 dòng vi khuẩn
tuyển chọn.................................................................................................................... 56
Hình 4.7. Cây phân loại của các chủng 23.............................................................................. 57
Hình 4.8. Cây phân loại của các chủng 24.............................................................................. 58
Hình 4.9. Cây phân loại của các chủng 25.............................................................................. 58
Hình 4.10. Khảo sát nhiệt độ nuôi cấy của các chủng Bacillus đã chọn............................. 59
Hình 4.11. Khảo sát pH ni đến khả năng sinh trưởng......................................................... 60

viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Vũ Thị Thanh Xuân
Tên luận văn: Tuyển chọn và đánh giá đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn
Bacillus có hoạt tính probiotic bổ sung vào thức ăn cho heo.
Ngành: Công nghệ sinh học

Mã số: 8420201

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam.
Mục đích nghiên cứu:
Tuyển chọn và đánh giá đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn Bacillus có
đặc tính probiotic để tạo chế phẩm.
Phương pháp nghiên cứu:
1.

Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn sinh bào tử.

Xác định một số đặc tính probiotic như khả năng chịu axit, chịu muối mật,
sinh enzyme ngoại bào, kháng khuẩn gây bệnh.

2.
3.

Giải trình tự của đoạn gen 16S rRNA để định danh lồi.

Kết quả chính và kết luận
Từ chất chứa ở ruột và phân heo từ các trại chăn ni, tơi đã phân lập được
40 chủng vi khuẩn có khả năng sinh bào tử.
1.

Qua 4 bước sàng lọc và tuyển chọn các đặc tính probiotic của các chủng
Bacillus chọn được 3 chủng 23, 24 và 25 có tiềm năng sử dụng làm probiotic.
2.
3.

Kết quả xác định trình tự của đoạn gen 16S rRNA cho thấy chủng 23 là

B. vegensis với mức tương đồng là 99,93%, chủng 24 là B. paralicheniformis với mức

tương đồng là 100% và chủng 25 là B. coagulans với mức tương đồng là 99,66%.
4.

Xác định được nhiệt độ, pH ban đầu thích hợp cho ni cấy. Đối với B.
0

0

vegensis là 37 C, pH 7,0; B. paralicheniformis là 37 C, pH 7,0 và B. coagulans là
0

40 C, pH 7,0.
Chọn được cơ chất và thời gian lên men xốp thích hợp nhất cho hàm lượng
vi khuẩn cao. Đối với B. vegensis là tinh bột sắn + 10% đậu tương và 72 giờ;
5.

B. paralicheniformis là tinh bột sắn + 5% đậu tương và 48 giờ; B. coagulans là cám

gạo và 48 giờ.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Xuan Vu Thi Thanh
Thesis title: Selection and evaluation of biological characteristics of some Bacillus
strains with probiotic activity added to pig feed.
Major: Biotechnology

Code: 8420201

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA).
Research Objectives: Selection and evaluation of biological characteristics of some
Bacillus strains with probiotic activity to produce inoculants.
Materials and Methods:
1. Isolate and select of spore-forming bacteria strains.
2. Identify some probiotic properties such as tolerance of acid, tolerance of bile

salt; production of extracellular enzyme; pathogenic antibacterial.
3. Sequencing of 16S rRNA gene segment to identify species.

Main findings and conclusions:
1. From the pig intestinal contents and manure from farms, I have isolated 40

strains of spore-forming bacteria.
2. Through 4 steps of screening and selecting the probiotic properties of

Bacillus strains, 3 strains of 23, 24 and 25 are potential to be used as probiotics.
3. Results of sequencing of the 16S rRNA gene segment showed that strain 23

was B. vegensis with 99.93% similarity, strain 24 was B. paralicheniformis with 100%
similarity and strain 25 was B. coagulans with 99.66% similarity.
4. Determine the initial pH and temperature suitable for culture. For

B. vegensis it is 37°C, pH 7.0; B. paralicheniformis is 37°C, pH 7.0 and B. coagulans is
40°C, pH 7.0.
5. Choose the most suitable substrate and porous fermentation time for high

bacterial content. For B. vegensis is tapioca starch + 10% soybean and 72 hours;
B. paralicheniformis is tapioca starch + 5% soybean and 48 hours; B. coagulans are rice
bran and 48 hours.

x


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
Trong dinh dưỡng động vật, việc tăng cường sức khoẻ hệ thống tiêu hố
của vật ni thơng qua những tác động tới hệ vi sinh vật đường ruột được coi là
một giải pháp rất hữu hiệu. Hệ vi sinh vật đường ruột của vật nuôi rất phong phú
về chủng loại và số lượng, những biến động về cơ cấu, số lượng các loài vi sinh
vật đường ruột là một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến những rối loạn

trong tiêu hoá và hấp thu. Bởi vậy, việc sử dụng các biện pháp kỹ thuật thông qua
thức ăn và nuôi dưỡng nhằm tạo nên một thế cân bằng tối ưu giữa các loài vi sinh
vật đường ruột theo hướng có lợi cho vật chủ đã và đang là hướng nghiên cứu
được các nhà nghiên cứu trong và ngồi nước quan tâm. Có nhiều biện pháp để
cải thiện quan hệ cân bằng giữa các nhóm vi khuẩn có lợi và có hại trong đường
tiêu hố của gia súc, gia cầm. Biện pháp cổ điển được ứng dụng rộng rãi từ
những năm 1950 của thế kỷ trước là sử dụng kháng sinh liều thấp. Tuy nhiên,
việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi ngày càng bị hạn chế (kể từ
ngày 01 tháng 01 năm 2006, các nước thuộc EU cấm hoàn toàn việc sử dụng
kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi - Hector Cervanter, 2006), nên nhu cầu tìm ra
các giải pháp thay thế kháng sinh ngày càng trở thành cấp bách. Một trong những
giải pháp hữu hiệu nhất hiện nay là probiotic. Probiotic - theo Fuller (1992) là
chất bổ sung vi sinh vật sống hữu ích trong thức ăn nhằm cải thiện sự cân bằng
hệ vi sinh vật đường ruột theo hướng có lợi cho vật chủ.
Các sản phẩm probiotic nhập khẩu dùng trong chăn nuôi có mặt trên thị
trường Việt Nam nhiều nhưng các đáp ứng tích cực cho vật ni chưa được rõ
ràng. Các nhà khoa học cho rằng có thể là các vi sinh vật đó khơng phù hợp với
hệ vi sinh vật đường ruột của vật chủ bản địa. Mặt khác, các nghiên cứu sản xuất
các chế phẩm probiotic dùng trong chăn ni ở nước ta cịn rất hạn chế. Chính vì
thế, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Tuyển chọn và đánh giá đặc điểm sinh học
của một số chủng vi khuẩn Bacillus có hoạt tính probiotic bổ sung vào thức ăn
cho heo” với định hướng tìm ra các vi khuẩn Bacillus có hoạt tính probiotic phù
hợp với heo nội địa. Đề tài này được thực hiện thành công sẽ mở ra triển vọng
trong việc sản xuất đáp ứng với yêu cầu của ngành chăn ni heo (hồn tồn dựa
vào các nguyên liệu từ thiên nhiên) theo hướng công nghiệp ở nước ta, hạn chế
nhập khẩu.

1

Mục đích nghiên cứu
Sử dụng chủng Bacillus có đặc tính probiotic đã tuyển chọn để bổ sung
vào thức ăn cho heo.
Đối tượng nghiên cứu.
Các chủng vi khuẩn Baillus phân lập từ các mẫu phân và chất chưa trong
ruột heo của các trại chăn nuôi heo (theo quy mô công nghiệp).
Vi sinh vật kiểm định
Các chủng vi khuẩn gây bệnh ở heo: Salmonella choleraesuis – Sc1 (gây
bệnh phó thường hàn), Pasteurella suiseptica – Ps1 (gây bệnh tụ huyết trùng),
Escherichia coli – Co1 (gây bệnh tiêu chảy), Escherichia coli – Co21 (gây bệnh
phù đầu) (do công ty TNHH dược Hanvet cung cấp).
Thời gian, địa điểm nghiên cứu.
- Thời gian: 6/2018-10/2019
- Địa điểm nghiên cứu: phịng thí nghiệm của cơng ty TNHH dược

Hanvet
Nội dung nghiên cứu
- Phân lập các chủng Bacillus từ mẫu phân và chất chứa đường tiêu hóa

của heo.
- Tuyển chọn chủng Bacillus có đặc tính của probiotic.
- Định danh đến loài các chủng Bacillus đã tuyển chọn
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng vi khuẩn Bacillus đã

tuyển chọn
Tạo chế phẩm probiotic và kiểm tra khả năng sống sót của các chủng
nghiên cứu trong chế phẩm sau bảo quản.
-

2

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU VỀ PROBIOTIC
2.1.1. Lịch sử probiotic
Những nghiên cứu về probiotic mới chỉ bắt đầu vào thế kỷ 20, Henry
Tisser (1900), một bác sỹ người Pháp đã quan sát và thấy rằng phân của những
đứa trẻ mắc bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn lạ hình trứng hoặc hình chữ Y hơn
những đứa trẻ khỏe mạnh.
Sau đó năm 1907, Elie Metchnikoff - người Nga, đạt giải Nobel – đã
chứng minh được rằng việc tiêu thụ LactoBacillus sẽ hạn chế các nội độc tố của
hệ vi sinh vật đường ruột. Ơng giải thích được điều bí ẩn về sức khỏe của những
người Cơ-dăc ở Bulgary, họ sống rất khỏe mạnh và tuổi thọ có thể lên tới 115
tuổi hoặc hơn, nguyên nhân có thể là do họ tiêu thụ rất lớn các sản phẩm sữa lên
men, điều này được ông báo cáo trong sách “sự kéo dài cuộc sống” – The
Prolongation of life (1908).
Có thể nói Tisser và Metchnikoff là người đầu tiên đưa ra những đề xuất mang
tính khoa học về probiotic, làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về probiotic.

Năm 1930, nhà khoa học người Nhật Minoru Shirota phân lập các vi
khuẩn lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh (Fuller.R -1992) . Cùng
năm đó, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã chứng minh là LactoBacillus acidophilus
có khả năng làm giảm bệnh táo bón thường xuyên. Các nhà khoa học đại học
Havard phát hiện ra các vi khuẩn đường ruột đóng một vai trị quyết định trong
q trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, cung cấp một số vitamin và các chất
dinh dưỡng khác nhau mà cơ thể vật chủ khơng tự sản xuất ra được. Sau đó 5
năm, một trong các đồ uống lên men – đặt tên là “Yakult” từ sữa được cho là hỗ
trợ sức khỏe đường ruột (intestinal health) được sản xuất. Khái niệm chung
probiotics được chấp nhận ở Châu Á trong nhiều năm khi các sản phẩm lên men
từ sữa probiotic đầu tiên được giới thiệu ở Châu Âu những năm của thập niên 80.

Ngày nay, các sản phẩm probiotic có chứa Bifidobacteria hoặc
LactoBacillus được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến trên khắp thế giới như những
nguồn thực phẩm chính giúp tăng cường sức khỏe cho con người cũng như vật
nuôi.

3


2.1.2. Định nghĩa probiotic
Theo ngơn ngữ Hi Lạp, probiotic có nghĩa là “vì sự sống”. Thuật ngữ
probiotic được Parker đề nghị sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974 để chỉ “những
vi sinh vật và những chất làm cân bằng hệ vi sinh vật ruột” (Fuller, 1989). Từ đó

đến nay thuật ngữ probiotic đã được cả thế giới sử dụng để chỉ những chế phẩm
vi sinh vật sống hữu ích khi được đưa vào cơ thể động vật thông qua thức ăn

hoặc nước uống tạo nên những ảnh hưởng có lợi cho vật chủ. Kể từ khi xuất
hiện, khái niệm probiotic vẫn chưa có một định nghĩa thống nhất. Tuy nhiên, hiện
có hai định nghĩa được cho là phản ánh khá đầy đủ bản chất của probiotic và
được sử dụng nhiều trong các ấn phẩm khoa học: (i) theo Fuller (1989), probiotic
là “chất bổ sung vi sinh vật sống vào thức ăn giúp cải thiện cân bằng của hệ vi
sinh vật đường tiêu hóa theo hướng có lợi cho vật chủ”; (ii) theo tổ chức Y tế thế
giới (WHO, 2001), probiotic là “các vi sinh vật sống khi đưa vào cơ thể theo
đường tiêu hoá với một số lượng đủ sẽ đem lại sức khoẻ tốt cho vật chủ”
2.1.3. Đặc điểm chung vi khuẩn probiotic
Về lý thuyết, bất cứ loài vi khuẩn, nấm sợi, nấm men hay sinh vật đơn bào
khơng gây độc nào cũng đều có khả năng sử dụng làm probiotic (Hồ Trung
Thông, Hồ Lê Huỳnh Châu (2009). Tuy nhiên, để có thể tác động có lợi lên tiêu
hóa vật chủ thì trước hết chúng phải khả năng sống sót ở điều kiện khắc nghiệt
trong đường tiêu hóa, cụ thể như sau:

 Chịu muối mật

Muối mật được coi là chất kháng khuẩn trong đường tiêu hóa, bảo vệ ruột
khỏi sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh. Do vậy, khi thức ăn cùng vi sinh
vật probiotic từ dạ dày chuyển xuống vùng ruột, tại đây chúng sẽ chịu tác động
của muối mật. Khả năng sống sót của các chủng vi sinh vật sau tác dụng của
muối mật là một trong những đặc tính quan trọng của vi sinh vật được sử dụng
làm probiotic.
 Chịu pH thấp

Các nhà khoa học đã chứng minh, các probiotic phải trải qua q trình tiêu hóa
khắc nghiệt hơn 90 phút trước khi được giải phóng từ dạ dày vào ruột. Tuy nhiên,
các q trình tiêu hóa có thời gian xảy ra lâu hơn nên vi sinh vật probiotic phải
chịu áp lực dạ dày với pH thấp ít nhất là 90 phút, tiếp đến chúng phải gắn vào
biểu mô ruột và phát triển được trong ruột trước khi phát huy vai trò đối với

4


vật chủ. Vì vậy, đây là yếu tố cần thiết để tạo sự thích ghi ban đầu, là một trong
những tiêu chí quan trọng khi sàng lọc, tuyển chọn các chủng probiotic.
 Chịu kháng sinh

Kháng sinh được sử dụng phổ biến trong điều trị bệnh đường ruột cho
người cũng như vật ni. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích do kháng sinh mang
lại thì phương pháp trị liệu bằng kháng sinh có một số hạn chế nhất định như tác
động không chọn lọc, không phân biệt được mầm bệnh thật sự hay vi sinh vật có
lợi trong đường ruột. Vì thế, phương pháp này đã dẫn đến sự mất cân bằng hệ vi
sinh vật đường ruột và có thể gây ra một số ảnh hưởng xấu cho vật chủ như tiêu
chảy, rối noạn tiêu hóa,…(Nguyễn Văn Bá và cs.,2002).

Chính vì vây, việc sử dụng probioic thường được bổ sung cho vật chủ
trong thời gian điều trị bằng kháng sinh để hạn chế sự mất cân bằng hệ vi sinh
vật đường ruột. Do đó, các chủng dùng làm probiotic cần phải có khả năng chịu
được kháng sinh và đảm bảo khơng chuyển gen đề kháng kháng sinh sang những
vi khuẩn khác có mặt trong đường tiêu hóa, đặc biệt là những vi khuân gây bệnh.
 Khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột

Các chủng vi sinh vật probiotic chỉ có thể tác động tốt nhất khi chúng có thể sinh
trưởng và phát triển được trong đường tiêu hóa. Bên cạnh khả năng sống sót
được trong đường tiêu hóa thì chúng phải có khả năng bám dính vào thành biểu
mơ ruột để khơng bị rửa trơi ra ngồi cùng với phân.
Nhờ khả năng bám dính đó mà các chủng probiotic có thể ngăn cản được
khu trú của các vi khuẩn gây bệnh bằng cách giành vị trí bám dính trên thành
ruột hay trên các bề mặt khác. Người ta đã chứng minh được khả năng bám dính
và phát triển trên bề mặt của Carnobacterium KI làm cho chủng này cạnh tranh
vượt trội và ngăn cản được sự lan rộng của các vi khuẩn gây bệnh ở cá như V.
anguillarium và A. hydrophila. (Phạm Văn Ty và Nguyễn Nguyên Thành (2009)
Công Nghệ vi sinh và mơi trường. NXB Giáo dục).
Do đó, sự kết bám với tế bào biểu mô ruột của các chủng probiotic là một
yêu cầu quan trọng cho việc định cư lâu dài và tạo ưu thế cạnh tranh trong hệ vi
sinh đường ruột (Pedersen và Tannock, 1989, Freter, 1992, Alander et al.,1997)
Bên cạnh khả năng sống sót và phát triển được trong điều kiện khắc nghiệt
của đường tiêu hóa, vi sinh vật probiotic cịn có khả năng sản sinh chất có hoạt tính
kháng khuẩn như các axit hữu cơ, bacterioxin, H2O2,…Những chất này được

5


sản sinh cùng với quá trình sinh trường và phát triển của chúng trong đường tiêu
hóa, tác động ức chế và tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh, tạo nen sự cân bằng vi

sinh vật đường ruột. Ngoài ra, một số chủng vi sinh vật probiotic cịn có khả
năng sinh nhiều loại enzyme có lợi cho việc tiêu hóa thức ăn, kích thích tăng
trọng, điều hịa miễn dịch vật chủ và tăng khả năng tiêu hóa đề kháng cho vật
chủ. (Hong, H.A, Duc le, H and Cutting, S.M 2005).
Tóm lại, những yều cầu của probiotic cần đạt được:
- An toàn cho người và động vật của vật chủ, chịu pH thấp ở dạ dày và

muối mật trong đường ruột,…
- Có khả năng sống sót trong đường ruột của vật chủ, chịu được pH thấp ở

dạ dày và muối mật trong đường ruột,…
- Có khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột để làm giảm số lượng vi

sinh vật gây bệnh
- Có khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột để làm giảm số lượng vi

sinh vật gây bệnh.
- Có khả năng ức chế các vi sinh vật gây bệnh nhờ khả năng sinh chất có

hoạt tính kháng khuẩn giúp cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột.
- Có lợi cho q trình tiêu hóa của vật chủ nhờ khả năng sinh một số loại

enzyme ngoại bào,…
- Có khả năng tăng cường đáp ứng miễn dịch và sức đề kháng của vật chủ.
- Có khả năng sống sót cao và giữ được đặc tính ổn định trong thời gian

dài ở điều kiện thường.
- Chế phẩm có chất lượng cảm quan tốt.
8-

9

- Đủ số lượng yều cầu đạt 10 10 CFU/g chế phẩm
- Phù hợp với yêu cầu sản xuất cơng nghiệp, quy trình ni cấy và sản

xuất đơn giản, chi phí thấp, cách sử dụng đơn giản.
2.1.4. Cơ chế tác động chung của probiotic
Đã có nhiều nghiên cứu giải thích cơ chế tác động của probiotic, song vẫn
cịn nhiều ý kiến khác nhau. Sau đây là tóm tắt những kiểu tác động của probiotic
được nhiều nhà khoa học chấp nhận.
Theo tài liệu của Han Poong industry Co. Ltd (2002), Fulller (1992), Lã
Văn Kính (1998), cơ chế tác động của probiotic được tóm tắt như hình 1.1 sau:

6


Hình 2.1. Cơ chế tác động chung của probiotic đối với động vật
Probiotic giúp duy trì hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột bằng hoạt
động đối với vi sinh vật gây bệnh.
Đối kháng là hiện tượng một loài vi sinh bằng cách này hay cách khác ức
chế hoặc tiêu diệt sự sinh trưởng và phát triển của một loài vi sinh vật khác. Một
số nhà khoa học cho rằng, cơ chế tác động đối kháng xảy ra khi nguồn thức ăn
cạn kiệt do sự phát triển nhanh chóng của một loài vi sinh vật và tạo điều kiện bất
lợi cho sự phát triển vi sinh vật khác. (Compant et al., 2003)
Hoạt động đối kháng với vi sinh vât gây bệnh bao gồm:
+ Cạnh tranh về vị trí bám dính trên nhung mao ruột để tranh giành chất

dinh dưỡng và khối lượng các chất được sinh ra. Khi vi sinh vật gây bệnh cạnh
tranh, thiếu chất dinh dưỡng nên khơng thể sinh trưởng và phát triển được. Từ đó
có thể ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, thiết lập lại sự cân bằng hệ vi

sinh vật đường ruột. Phương pháp sử probiotic để loại

7


trừ các vi khuẩn có hại bằng q trình cạnh tranh tốt hơn nhiều so với phương
pháp sử dụng kháng sinh.
+ Ngoài khả năng gia tăng về số lượng để canh tranh vị trí bám với vi sinh

vật gây bệnh, vi sinh vật probiotic cịn có thể tác động nhờ khả năng sản sinh các
chất có hoạt tính kháng khuẩn như: kháng sinh, bacterioxin, axit hữu cơ, H 2O2,
ethanol,…Những chất này được sinh ra trong quá trình sống của vi sinh vật, có
khả năng tiêu diệt có chọn lọc các vi khuẩn gây bệnh, tạo nên sự cân bằng hệ vi
sinh đường ruột. (Lương Đức Phẩm, 2007, Các chế phẩm sinh học dùng trong
chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản. NXB Nông nghiệp, Hà Nội)
Gia tăng lượng thức ăn vào khả năng tiêu hóa: probiotic kích thích tính
thèm ăn, làm tăng tích lũy mỡ, nitrogen, Ca, P, Cu, Mn (Nahashon et al., 19921996), tiết các enzyme tiêu hóa như amylase, cellulase, lipase, protease,… giúp
phân giải các chất dinh dưỡng phức tạp thành chất đơn giản dễ hấp thụ.




Tổng hợp vitamin nhóm B như: B1, B6, B2, B12, làm giảm hoạt tính

urease trong ruột non, ngăn chặn tổng hợp những amin độc, giảm nồng độ NH 3
trong phân gia súc, gia cầm, do đó có ảnh hưởng tốt đối với mơi trường.
Kích thích hệ thống miễn dịch: yếu tố được xác định có vai trị kích
thích hệ thống miễn dịch là thành phần của vách tế bào vi khuẩn (peptidoglycan).
Sự phân hủy peptidoglycan tạo ra chất muraml peptid có tác dụng kích thích hoạt
động của đại thực bào (Tannock, 1997). Saarela et al. (2000) cho rằng khả năng

bám vào niêm mạc ruột của probiotic tạo nên sự tương tác giúp probiotic tiếp xúc
với hệ thống lympho bào đường ruột và hệ thống miễn dịch, nhờ đó thúc đẩy hiệu
quả miễn dịch và tạo nên sự ổn định của hàng rào bảo vệ ruột.


Tóm lại, probiotiic được xem là sản phẩm hữu hiệu cho việc phòng ngừa và
điều trị bệnh tiêu chảy ở vật nuôi nhờ cơ chế cạnh tranh và đối kháng với vi sinh vật
gây bệnh, sản sinh các chất có hoạt tính kháng khuẩn, kích thích đáp ứng miễn dịch
của cơ thể vật chủ,…(Hình 2.1). Tuy nhiên , lợi ích của nó chỉ thể hiện khi vật ni
có sức khỏe kém, stress hoặc có sự xáo trộn hệ vi sinh vật đường ruột.

2.1.5. Vai trò của probiotic đối với vật ni
Probioic có tác dụng tốt đối với vật ni như gia súc, gia cầm, thủy cầm,
thủy sản. Cụ thể như sau:
+ Probiotic giúp phát triển hệ vi sinh vật đường ruột bình thường, tăng

cường khả năng tiêu hóa và hấp thị dinh dưỡng từ các loại thức ăn. Đối với gia

8


súc dạ cỏ, probiotic còn giúp hệ vi sinh vật dạ cỏ phát triển và hoạt động tốt hơn.
+ Ức chế và có thể tiêu diệt được các vi sinh vật có hại. Làm tăng sức đề

kháng và khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi đối với vật ni, phịng
chống các dịch bệnh thường gặp, nhất là bệnh phân trắng ở heo con do E. coli.
Nghiên cứu của Phạm Khắc Hiếu và cs. (2002) về tác dụng kháng khuẩn
của chế phẩm EM1 (do Nhật Bản sản xuất) cho thấy: chế phẩm này có tác dụng
ức chế E. coli, Salmonella, Klebsiella, Shigella, Proteus, Staphylococcus,
Streptocuccus, Clostridium perfringes, Sarcina lutea. Sau khi dùng chế phẩm

9

EM1 trộn với thức ăn cho heo (khoảng 10 CFU/kg thức ăn), kết quả kiểm tra số
lượng E. coli trong 1 gam phân heo đã giảm 7% ở heo từ 1-21 ngày tuổi, giảm
5,3% ở heo từ 22-60 ngày tuổi.
+ Làm cho gia súc, gia cầm cái mắn đẻ hơn, tăng chất lượng thịt và tăng

năng suất chăn ni.
Lã Văn Kính (1998) đã tổng hợp các cơng trình nghiên cứu của tác giả
nước ngồi khi sử dụng các chế phẩm probiotic trên gà đẻ và gà thịt với kết quả
như sau: đối với gà đẻ, sản lượng trứng tăng 5% ở mức độ bổ sung 100mg
probiotic/kg thức ăn (Mohal et al., 1995). Khi bổ sung hỗn hơp L. acidophilus và
6

L. casei (khoảng 10 CFU/kg thức ăn) đã cải thiện số ngày đẻ trứng, hệ số chuyển
hóa thức ăn và chất lượng lòng trắng (Torture và Fernandez, 1995). Đối với gà
thịt, tăng trọng cao và tiêu tốn thức ăn hơn đối chứng. Đặc biệt là hiệu quả sử
dụng thức ăn đã cải thiện 2% khi bổ sung hỗn hợp L. acidophilus và S. faecium
9

(2x10 CFU/kg thức ăn) cho gà thịt.
+ Góp phần cải thiện chất lượng nước, chống ô nhiễm môi trường nước,

tăng cường khả năng phân hủy các chất hữu cơ, giảm nồng độ N và P, kích thích
sinh trưởng của tảo, giảm nguy cơ mắc bệnh và tăng năng suất tôm, cá….(Phạm
Văn Ty, Vũ Nghiêm Thành, 2009, Công nghệ vi sinh và môi trường, NSX Giáo
dục). Chẳng hạn như sử dụng chế phẩm chứa B. subtilis, B. licheniformis, B.
polymixa, B. circulans, B. laterosporus đã làm tăng hiệu quả sử dụng ăn và thúc
đẩy tăng trưởng của ấu trùng cá tầm Acipenser nudiventris.
+ Đặc biệt, dùng chế phẩm probiotic hòa vào thức ăn hay nước uống cho

vật nuôi sẽ giảm hoặc làm mất mùi hôi thấy ô nhiễm chuồng trại chăn nuôi. Có
thể dùng dạng dịch pha lỗng phun trực tiếp lên cơ thể vật ni như chó, lợn….

9


sẽ mất mùi thối, phun trực tiếp vào bầu vú con cái khi cho con bú sẽ tránh bị
nhiễm khuẩn có hại
Tóm lại, probiotic đã trờ thành sản phẩm hữu hiệu, là bạn đồng hành của
người chăn nuôi, giúp người chăn nuôi tăng hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi.
(Tạp chí chăn ni, 2008)
2.1.6. Tiêu chuẩn lựa chọn chủng vi sinh vật probiotic
2.1.6.1. Lựa chọn các chủng probiotic
Việc lựa chọn các chủng vi sinh vật với tiêu chuẩn đầu tiên là phải an tồn
cho q trình sản xuất và ứng dụng, có khả năng sống sót và chiếm lĩnh
(colonization) trong đường tiêu hóa vật chủ. Các tiêu chuẩn lựa chọn này được
hợp lý hóa thơng qua các thí nghiệm in vitro, từ đó sẽ tuyển chọn được các chủng
có tiềm năng như là nguồn probiotic (Trần Ngọc Phương, Lê Quang Minh,
(2002), Kĩ thuật chăn nuôi gia súc, NSX Đã Nẵng).
Các chủng vi sinh vật probiotic được lựa chọn theo các tiêu chuẩn chủ yếu sau:
 Tính bám dính trên bề mặt đường tiêu hóa hoặc các tế bào biểu mơ: Các

chủng probiotic phải bám dính được vào thành ruột non, khu trú tốt trong đường
tiêu hố và sinh sơi nảy nở. Khả năng bám dính được xem là một yêu cầu quan
trọng để tăng khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh, bảo vệ biểu mô và tăng khả
năng miễn dịch của vật chủ. Đặc tính này làm tăng khả năng cạnh tranh của các
chủng probiotic với các vi sinh vật bất lợi khác.
 Hoạt tính kháng khuẩn chống lại các vi khuẩn gây bệnh: Lựa chọn được

các chủng có khả năng sản sinh các chất kháng khuẩn là đặc tính quan trọng nhất
trong phát triển probiotic. Các chủng probiotic cần có hoạt tính ức chế vi khuẩn
gây bệnh như E. coli, Salmonella và Campylobacteria. Hoạt tính kháng khuẩn
của chúng có thể theo nhiều cơ chế khác nhau như:
+ Sản sinh ra các chất Bacteriocin.
+ Làm giảm độ pH bởi tạo ra axit lactic.
+ Tạo ra H2O2.
+ Làm giảm độc tố theo các cơ chế khác nhau.
+ Khả năng làm giảm sự bám dính của các vi khuẩn gây bệnh trên bề mặt.

10


+ Cạnh tranh dinh dưỡng với các vi khuẩn gây bệnh.


Khả năng tồn tại trong môi trường axit dạ dày: Khoang miệng và dạ

dày của vật chủ là nơi có mơi trường axit pH từ 2-3 và có mặt các enzym tiêu hoá
(amylase, protease, lysozym…). Các chủng vi sinh vật được coi như là nguồn
probiotic phải tồn tại được trong điều kiện này. Hiện nay các công ty đã khuyến
cáo dùng vỏ bọc (microcapsute) với chế phẩm probiotic nhằm tăng khả năng
sống của vi khuẩn probiotic khi đi qua khoang miệng và dạ dày.
 Khả năng chịu muối mật: thông thường, muối mật trong dịch tiêu hoá

của động vật dao động 1-3%. Để tồn tại và phát triển, các chủng probiotic phải có
khả năng tồn tại và phát triển với nồng độ muối mật ≥ 2%, ngoài ra một số chủng
probiotic (Nấm men, Bacillus và LactoBacillus) có khả năng sinh enzym tiêu hoá
như: amylase, xenlulase và protease, lipase và phytase có vai trị làm tăng khả
năng tiêu hố thức ăn và hấp thu chất dinh dưỡng của vật chủ.

2.1.6.2. Các chủng vi sinh vật dùng phổ biến trong probiotic


Vi khuẩn lactic: gồm 2 chi vi khuẩn chủ yếu là LactoBacillus và

Bifidobacterium.
Các loài thuộc chi LactoBacillus: L. acidophilus, L. amylovorus, L. brevis,
L. casei, L. casei sp.rhamnosus (LactoBacillus GG), L. caucasicus, L. crispatus,
L. Delbrueckii sp. bulgaricus (L. bulgaricus), L. fermentum (L. fermenti), L.
gasseri, L. helveticus, L. johnsonii, L. lactis, L. leichmannii, L. paracasei, L.
plantarum, L. reuteri, L. rhamnosus.
Các loài thuộc chi Bifidobacterium: B. adolescentis, B. bifidum, B. breve,
B. infantis, B. lactis (B. animalis), B. licheniformis, B. longum


Một số vi sinh vật probiotic khác không phải vi khuẩn lactic

LactoBacillus và Bifidobacterium: Bacillus subtilis, Enterococcus faecium,
Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae.
2.1.6.3. Công thức chế phẩm probiotic
Như đã trình bày ở trên có 3 đối tượng chủ yếu cho nghiên cứu phát triển
chế phẩm là vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus và nấm men. Vai trò cũng như cơ
chế tác động của chúng lên vật chủ rất khác nhau, cụ thể có trong bảng sau:

11


Bảng 2.1. Tóm tắt cơ chế tác động chủ yếu của các chủng
probiotic lên vật chủ
Vi khuẩn lactic

- Sinh bacteriocin
- Cạnh tranh vị trí bám.
- Sinh các peptit, kích thích hệ thống
miễn dịch của vật chủ.
- Cạnh tranh dinh dưỡng và vị trí
bám vào biểu mơ.
- Sinh các axit hữu cơ, tăng hiệu quả
hấp thu chất dinh dưỡng.

Tuỳ thuộc vào từng loại sản phẩm mà có thành phần vi sinh vật khác nhau.
2.1.6.4. Yêu cầu an toàn đối với các chủng vi sinh vật probiotic
Việc nghiên cứu, phát triển chế phẩm probiotic và sử dụng trong chăn
nuôi bắt đầu từ khâu nghiên cứu sản xuất và tiêu thụ, sử dụng trên đàn gia súc,
gia cầm. Như vậy các chủng vi sinh vật đã qua nhiều khâu tiếp xúc với con
người, môi trường trước khi vào cơ thể động vật. Điều này cho thấy là yêu cầu an
toàn đối với chủng vi sinh vật là vấn đề quan trọng nhất đối với vật nuôi, con
người và môi trường. Đối với động vật cần có thời gian thử nghiệm từ 1-3 tháng,
kiểm tra các chỉ tiêu tăng trọng, phản ứng cơ thể, theo dõi các bệnh tiêu hoá,
bệnh nhiễm khuẩn và các phản ứng phụ. Ngồi ra cần có những thơng số phân
tích sinh hố về máu và đánh giá chỉ số coliform trong phân. Đối với con người
không cần thiết phải thử nghiệm như trên động vật nhưng cần chú ý các phản
ứng phụ như dị ứng với da, mũi mắt. Với môi trường cần đảm bảo là vi sinh vật
không có hại đối với con người và động vật, khơng mang gen lạ. Nói chung các
chủng vi sinh vật probiotic có nguồn gốc tự nhiên (từ hệ vi sinh vật đường ruột
vật nuôi) là các chủng được khuyến cáo sử dụng. Tổ chức FAO (2002) đưa ra
hướng dẫn với việc tuyển chọn các chủng probiotic, ngồi các đặc tính probiotic
và đảm bảo an tồn thì các chủng này phải được cụ thể hố các thơng tin về
nguồn gốc chủng, tên phân loại đến chi và loài. Đối với vấn đề an toàn probiotic,
cộng đồng Châu Âu đã lập một Uỷ ban khoa học về dinh dưỡng động vật
(SCAN: scientific committee for animal nutrition) đưa ra những quy định đánh

giá an toàn đối với sản phẩm và những khuyến cáo cho vấn đề này qua các điều
luật và kỹ thuật online (SCAN, 2000).

12


Tổ chức FAO (2002) khuyến cáo các chủng probiotic không những cần
được phân loại chính xác mà cịn phải được cung cấp và lưu giữ tại các bảo tàng
vi sinh vật đạt tiêu chuẩn quốc tế. Quy trình sản xuất phải theo tiêu chuẩn GMP

(Good Manufacturing Practices).
2.1.6.5. Phân loại vi sinh vật
Yêu cầu tiên quyết là các chủng vi sinh vật probiotic phải được định danh
chính xác đến chi (genus) và lồi (species) (FAO, 2002). Hiện nay, trên thị trường
có nhiều loại KIT định danh vi sinh vật khác nhau như API 50CH, API-20E...
Tuy nhiên các KIT này được phát triển dựa trên các đặc tính sinh lý và sinh hố
của các vi sinh vật đã biết, vì vậy với yêu cầu định danh chính xác cần kết hợp
các đặc tính phân loại về hình thái, sinh lý sinh hố và sinh học phân tử. Phương
pháp định danh dựa theo sinh học phân tử hiện nay chủ yếu vẫn là dựa theo kỹ
thuật giải trình tự đoạn gen mã hố cho ARN riboxom 16S (đối với vi khuẩn) và
đoạn D1D2 của gen mã hoá cho ARN riboxom 28S hoặc vùng ITS (đối với nấm
men). Trong những điều kiện cho phép thì người ta tiến hành kỹ thuật lai ADN
với các chủng chuẩn để khẳng định vị trí phân loại của chủng nghiên cứu tới lồi.
2.1.7. Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotic trên thế giới và Việt nam
2.1.7.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng các chế phẩm probiotic
trên thế giới
Việc sử dụng thực phẩm có probiotic (hoặc như 1 thành phần tự nhiên của
thực phẩm hoặc thực phẩm đã lên men) đã được biết đến từ lâu, nhưng việc
nghiên cứu hệ vi sinh vật đường ruột và sử dụng probiotic mới thực sự phát triển
từ những năm 80 của thể kỷ 20 (Patterson et al., 2003). Những nghiên cứu phân

loại và đặc điểm của quần thể vi sinh vật đường ruột ở người và động vật được
tiến hành bởi Savage (1987); Vahjen et al. (1998); Apajalahti et al. (1998);
Vander Wielen et al. (2000) đã cho thấy nếu như trong ruột non của người
Bacteroides và Bifidobacterium chiếm ưu thế thì ở gà là Ruminococcus và
Streptococcus. Bằng kỹ thuật phân tử, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng chỉ có
khoảng 20 đến 50% số lồi vi sinh vật đường ruột ở động vật được phân lập, nuôi
cấy như nguồn probiotic (Patterson et al., 2003). Apajialahti et al. (1998);
Netherwood et al. (1999); Gong et al. (2002); Zhu et al. (2002) đã sử dụng kỹ

13


thuật phân tử để nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc quần thể và đặc điểm sinh học của
hệ vi sinh vật đường ruột ở động vật dưới tác động của probiotic. Tuy nhiên, cho đến
nay những nhân tố nào góp phần tạo nên 1 hệ vi sinh vật cân bằng hoặc làm rối loạn
sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột cũng chưa được hiểu biết đầy đủ
(Patterson et al.,2003). Đã có rất nhiều nghiên cứu về vai trò của probiotic đối với
đời sống động vật như tác động của probiotic đối với hệ thống miễn dịch
ở niêm mạc ruột (Schat and Myer, 1991; Hersbberg and Mayer, 2000); đối với sự

thay đổi của niêm mạc ruột non ở vật nuôi (Glick, 1995; Fontaine et al., 1996;
Dai et al., 2000; McCracken and Lorenz, 2001).
Những ảnh hưởng có lợi của probiotic thể hiện ở nhiều khía cạnh khác
nhau nhưng những hiểu biết của con người về cơ chế tác động của probiotic cịn
rất hạn chế. Có một số tác giả cho rằng hiệu quả của probiotic trong việc ức chế
sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh trong đường tiêu hóa của động vật có ý
nghĩa rất quan trọng. Sự kìm hãm được thực hiện theo những cách sau: cạnh
tranh chất dinh dưỡng, sản xuất độc tố và các sản phẩm trao đổi (các axit béo bay
hơi, các chất giống kháng sinh...), cạnh tranh vị trí bám dính ở niêm mạc ruột và
kích thích hệ thống miễn dịch ruột (Fuller, 1989; Gibson and Fuller, 2000; Rolfe,

2000; S.C. Knight et al., 2009).
Trong khoảng 20 năm trở lại đây, nhờ ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật
trong lĩnh vực sinh học phân tử, đặc biệt là kỹ thuật giải trình tự axit nucleic
trong nghiên cứu phân loại và định danh các chủng vi sinh vật, công nghệ sản
xuất các sản phẩm probiotic phục vụ chăn nuôi ngày càng trở nên dễ dàng và phổ
biến hơn ở nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về sử
dụng các sản phẩm probiotic trong chăn nuôi rất khác nhau, đôi khi trái ngược
nhau. Nhiều nghiên cứu bổ sung chế phẩm probiotic trên lợn và gà cho thấy có
đáp ứng tích cực (Henrich et al., 2006): tăng cường khả năng miễn dịch ở lợn
con; tăng tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng; tăng hiệu quả sử dụng thức ăn...).
Bên cạnh đó cũng có nhiều nghiên cứu đã chứng tỏ hiệu quả không rõ rệt của
việc bổ sung các chế phẩm probiotic trên lợn (Breston et al., 1995): không quan
sát thấy ảnh hưởng tích cực của probiotic (LactoBacillus) bổ sung trong khẩu
phần cho lợn cái và đực thiến ở giai đoạn lợn choai và vỗ béo; Navas-Sanchez et
al. (1995): khuyến cáo rằng đối với lợn con sau cai sữa không nên sử dụng các
chế phẩm probiotic; Galassi et al. (2001): khơng thấy có sự khác nhau về tỷ lệ

14