Nuôi cá tầm là một trong các ngành công nghiệp và kỷ thuật quan trọng. Nuôi công nghiệp một số loài cá tầm được biết đến cách đây khoảng 20-30 năm. Thí nghiệm đầu tiên cho việc nuôi cá tầm được tiến hành vào khoảng giữa thế kỷ 19 ở Nga, Đức, và Nam Mỹ nhằm đáp ứng cho sự suy giảm của việc khai thác từ tự nhiên.
Sau nhiều thất bại liên tiếp, dự án chuyên sâu được tiến hành vào những năm 1950 với sự thành lập của USSR nhằm cung cấp cho cá tầm tự nhiên tại vùng biển Caspian. Nuôi cá tầm nhằm đáp ứng cho việc cung cấp thịt cá và trứng cá muối cho tiêu thụ, cùng với các mục đích khác bao gồm cho việc trưng bày và nuôi cảnh và cả cho việc câu cá.
Cá tầm là một trong những loài quan trọng nhất tại vùng biển Caspian. Nhu cầu tiêu thụ thịt cá tăng lên đáng kể trong những năm gần đây tại Iran do sự tăng trưởng nhanh chóng của cá. Phương pháp cho cá ăn sẽ giúp cá đạt được tăng trưởng tốt nhất từ việc nuôi và cũng có thể ảnh hưởng đến tăng trưởng cũng như tỉ lệ sống. Hiện nay, những thông tin về việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi cá tầm cũng như tầm quan trọng và những lợi ích của việc sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi cá vẫn còn rất ít, nghiên cứu này được thực hiện nhằm xem xét những đặc điểm của chế phẩm sinh học trong nuôi cá tầm nhằm cải thiện tăng trưởng, tỉ lệ sống, ngăn chặn và kiểm soát những bệnh phổ biến trên cá.
Định nghĩa và sự khác biệt của một số loại chế phẩm sinh học
Thuật ngữ “probiotics” hay còn gọi là chế phẩm sinh học được giới thiệu bởi Parker (1974). Theo ông probiotics là “những sinh vật và các chất “substances” giúp cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột”. Fuller (1989) đã xem xét lại và định nghĩa như sau “là những vi sinh vật sống bổ sung cho ăn ảnh hưởng tích cực lên vật chủ bởi cải thiện được sự cân bằng vi sinh vật trong đường ruột của vật chủ”. Định nghĩa này nhằm nhấn mạnh vào tầm quan trọng của tế bào sống như là một nhân tố quan trọng trong tác dụng của probiotics và rỏ ràng nó đã phần nào làm rỏ những lờ mờ xung quanh cụm từ “các chất” (substances). Tuy nhiên,“tác dụng cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột” cũng chỉ được định nghĩa và chỉ ra trong một vài trường hợp. Điều này được chỉ ra bởi Tannock (1997) và ông đã chỉ ra trong soạn thảo về định nghĩa của ông rằng “các tế bào vi sinh vật sống được cung cấp như là bổ sung vào thức ăn với mục đích tăng cường sức khỏe”. Tóm lại, probiotics nhìn chung bao gồm vi khuẩn (bacteria), cyatobacteria, và các vi nấm (microalgae fungi). Những nhà khoa học Trung Quốc dịch sang tiếng Anh như là các vi sinh vật tự nhiên “normal microbiota” hoặc các vi sinh vật hữu ích “effective microbiota” bao gồm các vi khuẩn nhân tạo (phytosynthetic bacteria), Lactobacillus, Actinomucetes, vi khuẩn đạm (Nitrobacteria), các vi khuẩn khử nitơ (denitrifying bacteria), bifidobacterium và nấm men. Thông thường probiotics không bao gồm các loài vi tảo. Trong các tài liệu tiếng Anh, probiotic bacteria thường được gọi chung là vi khuẩn chúng có thể cải thiện chất lượng nước nuôi trồng thủy sản và ngăn cản sự phát triển của mầm bệnh trong nước, nhờ đó tăng cường sản lượng. Probiotics, Probiont, Probiotic bacteria hoặc Beneficial bacteria là những thuật ngữ dùng cho chế phẩm vi khuẩn. Chúng được cung cấp vào và giử sống trong đường ruột của vật chủ nhằm tăng cường sức khỏe và có thể nâng cao chất lượng cá nuôi.
Nghiên cứu tập trung vào một số khảo sát chỉ ra rằng Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, và Carnobacterium thuộc hệ vi sinh vật tự nhiên trong ruột cá khỏe. Nghiên cứu về probiotics trong nuôi trồng thủy sản hiện ở giai đoạn đầu phát triển và vẫn còn nhiều việc cần phải làm. Những nhóm vi khuẩn chủ yếu được thử nghiệm như là probiotics trong nuôi tôm, cua, hào, và cá bao gồm Vibrio, Pseudomonas, Bacillus và một vài dòng thuộc Lactobacilli. Với những thông tin hiện có không đủ để khẳng định, nhiều thí nghiệm cần được thực hiện để có đầy đủ những nhận định thiết thực hơn cho việc đánh giá. Những thí nghiệm được thực hiện chủ yếu trên ấu trùng cá khi mà tỉ sống có thể bị biến đổi một cách đáng kể.
Vi khuẩn lactic (Lactic acid bacteria (LAB)) là vi khuẩn hội sinh chủ yếu trong ruột của động vật trên cạn, và cả trên người, chúng được dùng như probiotics. Nghiên cứu chỉ ra rằng hệ vi sinh vật đường ruột của cá rất phức tạp trong đó một số loài của LAB là một phần trong hệ vi sinh vật tự nhiên trong đường ruột của cá khỏe. Vi khuẩn đường ruột LAB của cá rất đa dạng và quần thể LAB thay đổi cùng với sự thay đổi của môi trường nước.
Gần đây việc sử dụng probiotics trong nuôi trồng thủy sản đặt biệt được chú ý vì khả năng kháng thuốc của vi khuẩn, cùng với việc sử dụng quá liều các loại kháng sinh dẫn tới tồn lưu thuốc trong cá nuôi cho tiêu thụ. Nhằm khuyến khích sự phát triển của cá probiotics, điều quan trọng cần làm là thay đổi trong thành phần LAB do sự thay đổi của môi trường, đặt biệt là sự thay đổi nhiệt độ nước. Những thông tin này có thể dùng để phân lập các dòng LAB nổi bật và ứng dụng để phân lập các chủng dùng như probiotics (Hagi et al., 2004).
Các dòng vi khuẩn LAB gây bệnh bao gồm Streptococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Carnobacterium và Lactococcus đã được tìm thấy trong dịch xoang bụng, thận, gan, tim, và tì. Nhiều biện pháp điều trị bằng kháng sinh và tiêm phòng được dùng để điệu trị cũng như ngăn cản sự bùng phát của những bệnh này đối với sự phát triển của nghề nuôi cá. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng một vài dòng LAB được phân lập từ ruột cá có tác dụng như probiotics.
Nấm men điển hình là nấm men bia (Saccharomyces cerevisiae) và Debaryomyces hansenii được xem là thành phần probiotics vì chúng có khả năng sinh polyamines và có khă năng bám dính và phát triển trong ruột cá (Tovar et al., 2004). Nấm men chứa rất nhiều các chất kích thích miễn dịch bao gồm β-glucan, nucleic acids, và oligosaccharides, nấm men được dùng như là thực phẩm bổ sung cho rất nhiều loài động vật. Hơn thế nữa, polyamines là những phân tử rất nhỏ và chúng tham gia vào rất nhiều các quá trình sinh học bao gồm sự sao chép (cell replication) và sự biệt hóa (differentiation), và tổng hợp các nucleic acids và proteins.
Vai trò của việc cung cấp polyamines cho động vật được nghiên cứu rất phổ biến. Nhưng tài liệu về ảnh hưởng của polyamines lên cá thì rất hiếm (Peres et al. 2007, Tovar et al. 2004) và không có tài liệu nào về Acipenseridea. Peres et al.(1997) quan sát ảnh hưởng của liều lượng đối với các spermine đã được tẩy uế đến ruột trưởng thành của ấu trùng cá vượt bắt đầu cho ăn thức ăn khô. Tovar et al (2004), kết hợp các dòng nấm men sống bằng cách phun vào thức ăn viên cho ấu trùng cá vượt bắt đầu từ giai đoạn mở miệng. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng Debaryomyces hansenii tăng cường sự hoàn thiện đường ruột của ấu trùng cá biển. Điều này được cho là những ảnh hưỡng tích cực lên đường ruột của vật chủ là kết quả của việc sử dụng với nồng độ cao các spermine và spermidine từ nấm men. Tuy nhiên, Ấu trùng không thể phát triển khi được sử dụng spermine hoặc nấm men trong những nghiên cứu đầu tiên. Nấm men cũng là một trong nhưng nhân tố kích thích miễn dịch. Kích thích miễn dịch là một trong những chiến lược cảnh báo nhằm cảnh báo đến hàng rào miễn dịch của động vật thủy sản, tăng cường khả năng kháng bệnh do vi khuẩn.
Kỷ thuật kiểm soát vi sinh
Do tác nhân vi khuẩn thường dẫn đến chậm phát triển và tỉ lệ chết cao cho việc nuôi công nghiệp ấu trùng cá tầm. Do vậy cần phát triển kỷ thuật nhằm cải thiện môi trường nuôi và ấu trùng. Kiểm soát tích cực, bảo vệ hệ vi sinh vật tự nhiên của ấu trùng cá tầm bởi sử dụng các vi sinh vật trong nước và probiotics.
Một số quần thể vi sinh vật được chọn lựa và nuôi trong nước ương trước khi được sử dụng trong các bể ương. Sự phát triển của các loài vi khuẩn có chủ đích được tin tưởng rằng có thể ngăn chặn sự sinh sôi của các vi khuẩn cơ hội gây bệnh trong nước và ấu trùng. Khi được dùng trong giai đoạn phát triển sớm của ấu trùng cá tầm có thể giúp tăng cường tăng trưởng và tỉ lệ sống.
Ngoài ra, việc ứng dụng các chế phẩm probiotics vi khuẩn có thể thúc đẩy hệ thống bảo vệ của hệ vi sinh vật đường ruột chống lại các tác nhân vi khuẩn gây bệnh. Chế phẩm probiotics vi khuẩn có thể bổ sung trực tiếp vào nước hoặc cung cấp cho ấu trùng thông qua thức ăn tươi sống như Daphnia, trùng (white worm) và Artemia. Cần phát triển hơn nữa kỹ thuật này trong tương lai nhằm tăng cường việc kiểm soát số lượng vi khuẩn, phát triển và sự tồn tại trong ruột ấu trùng, và cũng nhằm để phân lập vi khuẩn với sự ảnh hưởng của probiotics lên vật chủ.
Sự tẩy uế trứng là một trong những nhân tố quan trọng cho việc kiểm soát sự phát triển và lây lan của vi khuẩn trong ương ấu trùng. Bởi vì, ấu trùng cá tầm không có khả năng đáp ứng miễn dịch trong giai đoạn ấp, cơ chế bảo vệ không đặt hiệu thì rất quan trọng trong những giai đoạn phát triển đầu tiên và phát triển kỹ thuật nhằm kích thích cơ chế miễm dịch không đặc hiệu thì rất quan trọng cho việc ương ấu trùng cá tầm trong tương lai.
Trước tiên cần phân lập các dòng vi khuẩn nhằm tạo ra các probiotics chất lượng và cả kỹ thuật cho việc kiểm soát sự di chuyển của probiotics đến ấu trùng. Tẩy uế bề mặt trứng cá với hóa chất thích hợp có thể được áp dụng nhằm giảm sự phát triển của vi khuẩn trên bề mặt trứng. Ứng dụng những đặc tính có lợi của vi khuẩn lên ấu trùng vì vậy cần phát triển probiotics nhằm tăng cường khả năng bùng phát của các vấn đề vi sinh. Kết quả chỉ ra rằng khi probiotics vi khuẩn được bổ sung vào nước, điều này thì cần thiết nên làm trước khi thức ăn sống ảnh hưỡng đến đường ruột ấu trùng. Sau khi ngày đầu tiên bắt đầu ăn, quần thể thực vật trong nước sẽ không còn đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hay còn gọi là cư trú của hệ vi sinh vật trong ruột của ấu trùng (Verner et al. 2004, Lee 2003). Mục đích giảm sự lây lan của các vi khuẩn gây hại cho ấu trùng cá vì vậy trong tương lai cần có nhiều nghiên cứu cho việc phát triển ấu trùng Acipenceridae.
Kết luận với tầm nhìn cho tương lai
Với tầm quan trọng của họ Acipenseridae, những đề nghị được trình bày dưới đây:
– Xác định rỏ thành phần của hệ vi khuẩn trong hệ tiêu hóa của cá tầm và phân lập các vi khuẩn và nấm có ích trong nuôi cá tầm nhằm cải thiện tăng trọng cùng với hạn chế và kiểm soát bệnh.
– Xác định rỏ các liều lượng probiotics có thể gây tác hại đến ấu trùng, giống, và cá tầm trưởng thành.
– Xác định rỏ ảnh hưởng lâu dài của việc dùng probiotics lên tăng trưởng và tỉ lệ sống của cá tầm.
– Đánh giá những ảnh hưởng tích cực của probiotics lên tỉ lệ sống của cá.
– Khảo sát sự tồn tại của probiotics in vitro trong cơ của cá.
© Trương Huỳnh Như, trieutuan.blog
Nguồn tin: Fatemeh askarian, Armin Kousha, Kaveh Jafari Khorshidi, Yngvar Olsen and Abbas Matifar. 2008. Future of Applying probiotics in rearing of the Acipenseridea family (sturgeon). World Aquaculture March 2008 Volume 39 No.1.