Tài liệu Tiểu luận vai trò của vi khuẩn trong chăn nuôi hiện nay

TIỂU LUẬN Môn: Vi sinh vật chăn nuôi Họ và tên: Nguyễn Văn Chung Tên chuyên đề: Vai trò của vi khuẩn trong chăn nuôi hiện nay. Bài làm I. Đặt vấn đề: Vi khuẩn có thể có ích hoặc có hại cho môi trường và động vật, kể cả con người. Vi khuẩn là tác nhân gây bệnh về đường ruột rất quan trọng, một số là tác nhân gây bệnh (pathogen) gây ra các bệnh như: uốn ván, sốt thương hàn, giang mai, tả, bệnh lây qua thực phẩm và lao. Nhiễm khuẩn huyết, là hội chứng nhiễm khuẩn toàn cơ thể gây sốc và giãn mạch, hay bộ phận gây ra bởi các vi khuẩn như streptococcus, staphylococcus hay nhiều loài Gram âm khác. Trong đất, các vi khuẩn sống trong nốt rễ (rhizosphere) biến nitơ thành ammoniac bằng các enzyme của chính mình. Một số khác lại dùng phân tử khí nitơ làm nguồn đạm cho mình, chuyển nitơ thành các hợp chất của nitơ; quá trình này gọi là quá trình cố định đạm. Nhiều vi khuẩn được tìm thấy sống cộng sinh trong cơ thể người hay các sinh vật khác. Ví dụ như sự hiện diện của các vi khuẩn cộng sinh trong ruột già giúp ngăn cản sự phát triển của các vi sinh vật có hại. Vi khuẩn có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ một cách đáng kinh ngạc. Một số nhóm vi sinh "chuyên hóa" đóng một vai trò rất quan trọng trong việc hình thành các khoáng chất từ một số nhóm hợp chất hữu cơ. Ví dụ, sự phân giải cellulose, một trong những thành phần chiếm đa số trong mô thực vật, được thực hiện chủ yếu bởi các vi khuẩn hiếu khí thuộc chi Cytophaga. Khả năng này cũng được con người ứng dụng trong công nghiệp và trong cải thiện sinh học (bioremediation). Các vi khuẩn có khả năng phân hủy hydrocarbon trong dầu mỏ thường được dùng để làm sạch các vết dầu loang v.v. Vi khuẩn cùng với nấm men và nấm mốc được dùng để chế biến các thực phẩm lên men như phô-mai, dưa chua, nước tương, dưa cải bắp (sauerkraut), giấm, rượu, và yoghurt. Sử dụng công nghệ sinh học, các vi khuẩn có thể được "thiết kế" (bioengineer) để sản xuất thuốc trị bệnh như insulin, hay để cải thiện sinh học đối với các chất thải độc hại làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm 1 môi trường. Chính vì vậy mà vi khuẩn có vai trò vô cùng quan trọng với đời sống của con người và chăn nuôi thú y. 2 II. NỘI DUNG: 2.1. Cơ sở khoa học của việc bổ sung vi khuẩn cho người và động vật. Vai trò của hệ vi khuẩn đường ruột Bình thường, trong ruột có một hệ vi khuẩn chí (cân bằng vi khuẩn thường trú trong ruột cả về thành phần lẫn số lượng) để đảm bảo cho hoạt động sinh lý của ruột và của cơ thể, đảm bảo cho cơ thể chống mọi vi khuẩn gây bệnh. Ruột của trẻ sơ sinh lúc mới đẻ ra chưa có vi khuẩn, sau đó 8 giờ, ruột đã có vi khuẩn từ môi trường bên ngoài vào. Khuẩn quần hay hệ vi khuẩn chí này ở người lớn bao gồm 20 triệu vi khuẩn ái khí và 2 tỉ vi khuẩn kỵ khí trong 1g phân. Ngoài ra còn có cả nấm men, với số lượng bình thường <10.000 trong 1g phân. Ở người già, có nhiều nấm men hơn người trẻ, ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ hệ vi khuẩn chí tuỳ thuộc vào chế độ ăncủa trẻ. Với trẻ bú mẹ vi khuẩn bifidus chiếm đa số, trẻ bú sữa bò vi khuẩn Coli, gram âm chiếm đa số. Tại sao có hiện tượng rối loạn tiêu hóa Như ta đã nói ở phần trên, cân bằng vi khuẩn có thể bị phá vỡ do sự đột nhập của vi khuẩn gây bệnh, do sự phát triển quá mạnh bất thường của một loại vi khuẩn thường trú hay nấm men lấn át các vi khuẩn thường trú khác, và khi đó tạo nên hội chứng loạn khuẩn. Có rất nhiều nguyên nhân gây nên hội chứng này, nhưng một nguyên nhân quan trọng là do sử dụng kháng sinh kéo dài hoặc với liều lượng cao, có phối hợp làm tiêu diệt mất nhiều loại vi khuẩn thường trú. Một vài loại còn sống sót trở lên phát triển ưu thế, sinh sôi mạnh hơn và gây bệnh. Biện pháp khắc phục: Loạn khuẩn gây cho cơ thể dễ mắc các bệnh nhiễm khuẩn thông thường như viêm họng viêm phế quản …và đặc biệt trong hội chứng ỉa lỏng do loạn khuẩn, nếu điều trị bằng kháng sinh thì không đỡ hoặc nặng thêm, cấy phân không phát hiện vi khuẩn gây bệnh. Nếu tiếp tục dùng kháng sinh để nhằm mục đich điều trị thì sẽ gây nhiều tác hại hơn. Trong trường hợp này, phải ngừng các kháng sinh, dùng thuốc chống nấm men nếu loại này phát triển mạnh, thậm chí bổ sung lại hệ vi khuẩn có lợi để gây lại thế cân bằng của các vi khuẩn. Trường hợp của bé nhà bạn đã xác định rõ là rối loạn tiêu hoá do nấm, bác sĩ sẽ cho bé uống thuốc diệt nấm đường ruột, thuốc hoàn toàn không ngấm vào máu, chỉ có tác dụng tại ruột vì thế không ảnh hưởng gì nhiều đến sức khoẻ của bé. 3 Điều quan trọng là bạn hãy tuân thủ tốt đơn trị liệu của bác sĩ điều trị để có thể giúp cho bé mau lành bệnh. Cho trẻ đi khám lại nếu thấy bệnh không đỡ. 2.2. Các chế phẩm bổ sung vi khuẩn: Như chúng ta đã biết sữa tươi là một loại thực phẩm quý, giàu chất dinh dưỡng như đạm, đường, khoáng, vitamin và các chất khoáng….Sự lên men lactic được sử dụng rộng rãi trong việc chế biến sữa thành các loại sản phẩm như sữa chua, bơ, fomai…, vừa tăng giá trị dinh dưỡng, vừa có tính chất chữa bệnh đường ruột giúp ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa mà còn có tác dụng bảo quản lâu hơn sữa tươi.Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic nhờ vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Sự lên men lactic đã được biết và ứng dụng từ lâu đời trong dân gian như lên men chua rau quả, làm sữa chua, sữa đông. Trong quá trình lên men lactoza, nhiều chủng vi khuẩn không chỉ sản sinh ra acid lactic mà còn cho hàng loạt các sản phẩm khác như các acid hữu cơ (axetic, propionic, suxinic…), rượu, este, CO2…Lên men lactic là quá trình lên men chủ yếu của các sản phẩm sữa.Trong công nghiệp chế biến sữa, vi khuẩn lactic là nhóm vi khuẩn quan trọng nhất. Chúng thường có dạng hình cầu (hoặc hình ovan) và hình que. Vi khuẩn lactic lên men được mono và disacarit, nhưng không phải tất cả các vi sinh vật này đều sử dụng được bất kỳ loại disacarit nào. Các vi khuẩn lactic không lên men được tinh bột và các polysacarit khác (chỉ có loài L. delbrueckii là đồng hóa được tinh bột). Một số khác sử dụng được pentoza và acid xitric mà chủ yếu là các vi khuẩn lên men lactic dị hình. Các vi khuẩn lactic ngoài việc tạo thành acid còn có một số loài tạo chất thơm (diaxetyl, axetoin, acid bay hơi…) như Streptococcus diaxetylactic. Vi khuẩn lactic có hoạt tính proteaza: phân hủy được protein của sữa thành các peptit và acid amin. Hoạt tính này ở các loài là khác nhau, thường trực khuẩn là cao hơn. Sự lên men sữa chua có thể tiến hành theo kiểu dân gian (lên men tự nhiên – nhờ hệ vi khuẩn lactic có sẵn trong sữa), tuy nhiên kiểu này có tính chất gia đình quy mô nhỏ, vì trong giai đoạn đầu có vi khuẩn gây thối rữa hoạt động nên làm giảm phẩm chất sản phẩm, đôi khi dẫn đến hư hỏng sản phẩm. Do vậy để ổn định sản xuất; chất lượng sản phẩm cao, hiện nay trong công nghiệp người ta phải thanh trùng Pasteur sữa (thanh trùng nhiệt 80 ÷ 900C) để nguội đến nhiệt độ phù hợp lên men, lúc đó mới cấy vi khuẩn lactic thuần khiết vào. 4 2.2.1. Chế phẩm probiotic: Việc sử dụng probiotic ở động vật và nuôi trồng thủy sản được đánh giá cao. Probiotic giúp cải thiện sức khỏe của động vật, giúp tăng trọng, giảm tỉ lệ chết non và ngăn chặn tác nhân gây bệnh. Sự lạm dụng kháng sinh trong ngành chăn nuôi và khả năng đề kháng kháng sinh đã làm tăng mối quan tâm đến probiotics. Việc sử dụng probiotics trong thực phẩm được để xuất rằng có thể làm giảm nguy cơ gây bệnh từ thực phẩm sang người. Ủy ban khoa học châu Âu (EC) về dinh dưỡng động vật (2003) đã khuyến cáo rằng: những giống vi khuẩn trước đây có thể chấp nhận như một probiotic động vật thì bản chất của gen đề kháng kháng sinh phải được xác định và những chủng mang gen đề kháng kháng sinh được sử dụng trong y dược thì không nên bổ sung vào thức ăn chăn nuôi trừ khi vi khuẩn đó có đột biến trên gen đề kháng kháng sinh. Chính sách này sẽ ngăn chặn được việc sử dụng các vi khuẩn có khả năng truyền gen kháng kháng sinh sang các vi khuẩn khác làm probiotic bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Điều này cũng hạn chế ứng dụng của probiotic cho người. Thực tế thì probiotic cần thiết được bổ sung vào thức ăn chăn nuôi trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản và an toàn đối với con người. Sự bám dính lên niêm mạc đường tiêu hóa của vi khuẩn probiotic được xem là cơ chế quan trọng để ngăn các tác nhân gây bệnh. Sản phẩm dùng trong chăn nuôi: Probio-S: Từ bã khoai mì mà ngay cả động vật cũng chê, các chuyên gia thuộc Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã tạo ra thức ăn kích thích tăng trưởng cho mọi vật nuôi kể cả thủy sản. ProBio-S lại là chế phẩm dạng lỏng, được sản xuất bằng cách cho bã tươi vào những bao tải lớn rồi cấy chế phẩm EM-S chứa nhiều chủng vi sinh vật hữu ích như Bacillus sp., Lactobacillus sp., Saccharomyces sp. Với tỷ lệ 1lít EM-S/25kg bã (1ml chứa 1010 tế bào vi sinh vật hữu ích). Ba ngày ủ làm cho lượng vi sinh vật tăng mạnh. Với những chủng vi sinh vật hữu dụng nói trên, chế phẩm ProBio-S giúp cân bằng hệ sinh thái vi sinh vật đường ruột của vật nuôi cũng như giảm lượng vi sinh vật có hại. Nhờ thế mà vật nuôi tiêu hoá tốt hơn, giảm tỷ lệ bệnh đường ruột, tăng trọng nhanh hơn. Sản phẩm dùng cho người: 5 Lacclean Gold LAB: là sự kết hợp synbiotic, giữa 5 chủng probiotic có lượng tế bào sống cao với prebiotic, bổ sung các vitamin. Là thiết kế đặc biệt tốt cho tiêu hóa, phục hồi nhanh chóng khi bị tiêu chảy và các triệu chứng rối loạn đường ruột khác. Chế phẩm Viabiovit dành cho người: Sản phẩm được phối hợp 3 chủng vi khuẩn trong họ Lactobacillus rất có lợi cho đường ruột. Với hàm lượng vi khuẩn lớn và dạng đông khô nên khả năng sống bảo tồn lâu khi được bảo quản ở nhiệt độ thường. các chủng vi sinh vật này sẽ giúp cân bằng hệ thống vi khuẩn có ích trong đường ruột, giúp thúc đẩy quá trình tiêu hoá và hấp thu dinh dưỡng. Mỹ phẩm dùng probiotic: Xu hướng probiotics đang ngày càng thịnh hành. Dòng thực phẩm probiotics sẽ ngày càng phong phú. Những công dụng của probiotics không chỉ xảy ra ở tế bào ruột. Trong các cuộc nghiên cứu gần đây, các nhà vi sinh vật học của mỹ phẩm Biotherm còn phát hiện tinh chất PTP (Pure Thermal Plankton) là một thành phần tự nhiên có tác động mạnh lên các tế bào da, chúng kích thích và điều chỉnh tế bào da tương tự như các probiotic đã thực hiện trên tế bào ruột. 2.2.2. Sản xuất sữa chua: Được tiến hành theo quy trình công nghệ với các giai đoạn như sau. *Phối trộn: Trước tiên cho nước ở nhiệt độ 40 ÷ 450C vào các nồi nấu, sau đó cho bột sữa gầy, chất ổn định vào khuấy đều cho tan, tạo dung dịch đồng nhất, bột không bị vón cục. Nâng nhiệt độ dịch sữa ở các nồi nấu lên 550C và giữ nhiệt trong 60 phút tạo điều kiện thuận lợi để casein bột sữa thủy phân, tăng khả năng giữ nước tốt, hạn chế sự tách nước, quện sữa mịn, chắc. Sau đó tiếp tục nâng nhiệt lên 600C rồi cho bơ, đường vào. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 90oC trong 5 phút để thanh trùng dịch sữa nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây hại có trong sữa. Ngoài ra, thanh trùng còn có ý nghĩa làm tăng khả năng hydrat hóa của các casein tạo cho sản phẩm có độ quện tốt, bền và không bị tách nước. * Làm nguội: Dịch sữa sau khi đồng hóa sẽ được làm nguội đến nhiệt độ cấy men là 44 ÷ 460C, tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn lên men lactic hoạt động. 6 * Cấy men: Men chứa vi khuẩn lactic được cấy vào bồn ủ với tỷ lệ 3 ÷ 5% và khuấy trong 10 phút. Sau đó để yên tạo điều kiện cho quá trình lên men lactic. Quá trình ủ men kết thúc khi PH của dịch sữa đạt 4,65 ÷ 4,75, kết hợp với khuấy nhẹ để phá vỡ thể đông tụ của sữa. Sau đó giảm nhiệt độ của dịch sữa xuống 10 – 250C rồi chuyển đến bồn rót. Từ nhiệt độ lên men 42 ÷ 600C giảm đột ngột xuống 10 – 250C sẽ kìm hãm quá trình lên men tiếp tục của vi sinh vật. 2.2.3. Sản xuất Bơ: Là sản phẩm chế biến từ chất béo sữa và có sử dụng lên men lactic. Chất béo được tách khỏi sữa trên cơ sở khác nhau về tỷ trọng giữa sữa và chất béo bằng phương pháp ly tâm. D chất béo = 0, 93 , D sữa = 1, 036. Chất béo sau khi tách acid và khử trùng Pasteur, để nguội và cấy vi khuẩn lactic thuần khiết để lên men lactic. Sau khi lên men ta thu được bơ chín có vị hơi chua, mùi thơm dễ chịu. Bơ chín được đánh nhuyễn, nhào cho đồng nhất, tách nước ra khỏi bơ thành phẩm. Tùy theo khẩu vị của từng nước có thể thêm muối ăn vào bơ với tỷ lệ khác nhau tối đa 10%. Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ lạnh. 2.2.4. Sản xuất Phomai: Phomai là sản phẩm chế biến từ sữa có sử dụng quá trình lên men lactic. Đây là môt thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu, rất phổ biến và thích hợp khẩu vị người châu Âu, châu Mỹ. Quá trình chế biến phomai gồm những giai đoạn sau: Giai đoạn lên men sữa, kết tủa casein: Sữa sau khi đã thanh trùng Pasteur ở 85 – 950C từ 15 - 20 phút, dùng chế phẩm men Renin và vi khuẩn lactic để kết tủa sữa. Vi khuẩn lactic lên men sinh ra acid lactic, làm giảm pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi để casein kết tủa và emzym Renin giúp cho giúp cho sự kết tủa cazein tốt hơn, cazein lắng xuống và thu được Phomai. Ngoài tác dụng kết tủa, Renin còn thủy phân một phần cazein thành pepton, acid amin… * Giai đoạn ép nén tách huyết thanh: Phần casein kết tủa được ép từ 20 ÷ 24 giờ, ở nhiệt độ 35 ÷ 500C. Trong thời gian này sự lên men lactic vẫn tiếp tục mạnh mẽ. Sau khi ép huyết thanh ra khỏi cục sữa kết tủa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g Phomái đạt đến kết tủa là 31 con/ gam. Phomai lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipid. 7 Huyết thanh sữa bị loại ra chứa lactoza, lactalbumin, lactoglobulin… * Giai đoạn muối Phomai: Khối Phomai sau khi tách huyết thanh sẽ cho vào bể nước muối nồng độ 24% ngâm trong vài ngày để tăng vị mặn, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phomai và kìm hãm vi sinh vật có hại phát triển chủ yếu là trực khuẩn đường ruột. * Giai đoạn ủ chín: Sau khi muối xong, khối Phomai được chuyển vào hầm lên men ở nhiệt độ 50 ÷ 570C, độ ẩm 80 ÷ 90%. Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza dã bị tách hầu hết trong giai đoạn ép nén. Trong khối phomai, vi khuẩn Propionic hoạt động mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid axetic và CO2. Cả hai acid này làm cho Phomai có vị chua, hăng đặc biệt. Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2 ÷ 2,5 tháng. Giai đoạn này gọi là quá trình ủ chín.Tuy vậy, quá trình ủ chín Phomai vẫn được tiếp tục một thời gian nữa cho Phomai hoàn toàn chín. Trong thời gian này cazein tiếp tục được phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzym Renin và vi khuẩn lactic. Khi Phomai chín thì 2/3 cazein được phân giải thành pepton, acid amin và một ít NH3. Phomai được bảo quản lạnh, bao gói bằng một số vật liệu thích hợp, cách ẩm và chống oxy hóa tốt để sử dụng lâu dài và vận chuyển đi xa. 2.2.5. Dưa muối: Có hai loại vi khuẩn lên men lactic: - Một loại vi khuẩn lên men thuần chất nghĩa là sản xuất duy nhất axit lactic. - Một loại vi khuẩn lên men dị chất, vì ngoài sự sản xuất axit lactic còn có khả năng tạo ra nhiều chất khác là axit acetic (giấm), etanol (rượu ) và vài chất đường khác. Sự lên men dị chất này thường rất tai hại nhất là làm dưa bị "khú". Dưa chua có tác dụng kích thích tiêu hoá nhờ có men lactic, ăn ngon miệng hơn, tốt hơn cho cơ thể. Tuy nhiên nếu ai đó có thói quen ăn dưa muối còn cay, đặc biệt là dưa khú thì hãy cảnh giác. Bình thường trong rau cải hàm lượng nitrit chỉ ở dạng vết nhưng khi muối dưa thì hàm lượng nitrit tăng lên trong vài ngày đầu do quá trình vi sinh khử nitrat có trong rau thành nitrit, nhưng nitrit giảm dần và mất hẳn khi dưa đã chua vàng. Khi dưa bị khú thì hàm lượng nitrit tăng cao. Khi nitrit vào cơ thể sẽ có tác dụng với amin bậc hai có trong một số thức 8 ăn như tôm, cá… đặc biệt là mắm tôm sẽ tạo thành hợp chất nitrozamin (chất nitrozamin có khả năng gây ung thư trên động vật thí nghiệm). 2.3 Vi Khuẩn với loài nhai lại (Hệ vi sinh vật trong dạ cỏ) Hệ vi sinh vật trong dạ cỏ bò bao gồm bacteria, protozoa và nấm. Số lượng bacteria 109- 1010 trong 1 rnl chất chứa, có trên 60 loài đã được xác định số lượng bacteria. Số lượng bacteria của từng loài phụ thuộc rất lớn vào khẩu phần ăn của động vật nhai lại. Protozoa có số lượng ít hơn nhiều so với số lượng bacteria, chúng chỉ có 106 trong 1 ml chất chứa, nhưng vì có kích thước lớn hơn nên tổng sinh khối tương tự như bacteria. Vai trò của hệ vi sinh vật trong dạ cỏ của động vật nhai lại rất quan trọng trong việc tiêu hoá thức ăn thô xơ để biến chúng thành những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, dễ hấp thu cho gia súc. Có thể nói nôm na công lao chế biến rơm, cỏ và các loài phụ phầm thành sữa, thịt ở bò chính là nhờ hệ vi sinh vật phong phú này, chính vì vậy mà người chăn nuôi nên có những hiểu biết về hệ vi sinh vật dạ cỏ để bảo vệ hệ vi sinh vật dạ cỏ trong chăn nuôi động vật nhai lại. * Tiêu hoá thức ăn nhờ hệ vi sinh vật ở động vật nhai lại: - Tiêu hoá chất xơ (xenluloz): Xenluloz là màng khó tiêu hoá của tế bào thực vật, hàm lượng của nó khá lớn, chiếm đến 40-50% khối lượng của rơm, cỏ, phụ phẩm ăn vào. Trước hết, thảo trùng phá vỡ màng xenluloz để tạo điều kiện cho vi khuẩn lên men, và giải phóng các chất dinh dưỡng khác như tinh bột, đường đạm trong rơm, cỏ, phụ phẩm để dễ dàng được tiêu hoá. Thảo trùng cũng ăn một phần chất dinh dưỡng đã bị phá vỡ đó để cung cấp năng lượng từ xenluloz cho sự hoạt động của chúng. Chất xơ dưới tác dụng của vi khuẩn lên men rất mạnh, qua một số giai đoạn và cuối cùng tạo ra nhiều chất khí (CH4 C02 H20) và các axit béo bay hơi (axit acetic, axit propionic, axit butyric, axit valeric). Các sản phẩm này được hấp thụ vào máu qua thành dạ cỏ để tham gia vào quá trình trao đổi chất. Vi khuẩn còn làm lên men Hemixenluloza tạo thành pentoza và hetoza; lên men pectin tạo thành một số axit béo bay hơi khác. Tiêu hoá tinh bột và chất đường: Trong các phụ phầm như cám, tấm, vỏ dứa, ngọn mía, rỉ mật... đều có nhiều tinh bột và chất đường. Nó cung cấp năng lượng cho hệ vi sinh vật hoạt động, do đó nó rất có tác dụng cho sự phát triến hệ vi sinh vật trong dạ cỏ. Vi khuẩn và thảo trùng sẽ phân giải tinh bột thành polysacarit, glycozen và amilopectin. Những đa đường này sẽ được lên men, tạo 9 thành axit béo bay hơi. Riêng sự lên men từ từ của amilopectin sẽ ngăn cản sự lên men quá mức khi trâu bò ăn nhiều cỏ tươi non, do đó tránh được hiện tượng đầy hơi, chướng bụng. Các axil béo bay hơi được hấp thụ hoàn toàn qua thành dạ cỏ vào máu, đến gan; một phần được giữ lại tại gan để được oxy hoá cung cấp năng lượng cho động vật nhai lại hoạt động; phần khác được chuyển đến mô bào, nhất là mô mỡ và mô tuyến sữa để góp phần tạo thành mỡ sữa và mỡ dự trữ lúc vỗ béo. Tiêu hoá protein: Các loại rơm, cỏ và phụ phẩm có hàm lượng protein rất thấp: giá trị dinh dưỡng cũng không cao vì chứa ít axit amin không thay thế. Nhưng nhờ vi sinh vật dạ cỏ tiêu thụ lượng protein thực vật ít ỏi này, biến nó thành protein động vật có giá trị dinh dưỡng cao trong cơ thể chúng. Hệ vi sinh vật này theo dịch thức ăn đi xuống dạ múi khế và ruột non, do môi trường không thích hợp nên chúng bị chết đi, trở thành nguồn prolein động vật cho trâu bò. Nhờ đó, phần lớn 60-80%) prolein thực vật trong rơm, cỏ, phụ phẩm được chuyển biến thành protein vi sinh vật. Phần protein thực vật không được vi sinh vật lên men và chuyển hoá sẽ được đưa xuống dạ múi khế và ruột non để tiêu hoá. (Như vậy, nguồn protein ở ruột non sẽ có hai loại: protein của vi sinh vật và protein "nguyên xi" trong thức ăn). Vi sinh vật dạ cỏ có khả năng biến các chất chứa ni tơ không phải protein như urê, muối amon cabamit... thành protein động vật trong bản thân chúng. Do đó, người ta thường bổ sung urê vào khẩu phần cho trâu bò, hoặc xử lý rơm rạ, thân cây ngô sau thu hoạch với urê để tăng tỷ lệ đạm trong khẩu phần. Vi sinh vật phân giải urê nhờ tác dụng của men ureaza, và thải ra NH3-C02. Lượng NH3 này được vi sinh vật sử dụng để biến thành protein. Nếu NH 3 dư thừa sẽ được hấp thu vào máu đến gan. Ở gan NH3 được tổng hợp thành urê, urê này một phần được bài tiết qua nước tiểu, một phần đi vào tuyến nước bọt và lại được nuốt xuống dạ cỏ, trờ thành nguồn cung cấp ni tơ cho vi sinh vật chuyển hoá thành protein. Đây chính là cơ sở khao học cho viêc bổ sung ure cho động vật nhai lại và cũng là cơ sở cho các phương pháp chế biến thức ăn của động vật nhai lại. 2.4. Vai trò của vi khuẩn trong chăn nuôi: Những năm qua, việc sử dụng rộng rãi chế phẩm sinh học EM (tập hợp các loài vi sinh hữu ích gồm các chủng loại vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, 10 nấm men và xạ khuẩn) vào sản xuất nông nghiệp đã góp phần nâng cao chất lượng cây trồng, vật nuôi, cân bằng hệ sinh thái do thuốc bảo vệ thực vật gây ra, hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trường, hướng tới mục tiêu sản xuất nông nghiệp chất lượng cao. Từ thành công dự án tiếp nhận công nghệ sản xuất và ứng dụng chế phẩm sinh học EM trong xử lý môi trường, Trung tâm Ứng dụng tiến bộ KHCN đã nghiên cứu, mở rộng việc ứng dụng chế phẩm EM trong sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi trên địa bàn toàn quốc với 3 nhóm sản phẩm có các tính năng khác nhau. Ứng dụng trong trồng trọt, EM có tác dụng kích thích sinh trưởng, tăng năng suất và chất lượng cây trồng ở nhiều giai đoạn sinh trưởng khác nhau. Trong chăn nuôi, EM có tác dụng làm tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu của vật nuôi đối với điều kiện ngoại cảnh; kích thích khả năng sinh sản và tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn nuôi, thích ứng với các loại gia súc, gia cầm và các loài thuỷ sản. Trong bảo vệ môi trường, do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí H2S, SO2, NH3…) nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh, chuồng trại chăn nuôi… sẽ khử được mùi hôi, đồng thời làm mùn hóa nhanh các loại rác hữu cơ. EM sử dụng hiệu quả trong việc ngăn chặn được quá trình gây thối, mốc tại các kho bảo quản nông sản. Thực tế triển khai ứng dụng chế phẩm sinh học tại một số tỉnh trong toàn quôc đã đạt hiệu quả cao. Các trang trại sử dụng chế phẩm sinh học này trong thời gian 3 tháng đều không có hiện tượng con nuôi mắc bệnh, đặc biệt là cúm gia cầm và dịch lở mồm long móng ở lợn, trâu bò; tốc độ tăng trọng của vật nuôi tại các trang trại có bổ sung chế phẩm EM trong thức ăn và nước uống tăng 5-7% so với vật nuôi tại các trang trại khác. Để ứng dụng chế phẩm sinh học vào sản xuất trên diện rộng và bền vững, năm 2010, Trung tâm Ứng dụng tiến bộ KHCN đã tổ chức tuyên truyền, phổ biến sử dụng các chế phẩm sinh học trong trồng trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm và nuôi thủy sản cho hơn 400 lượt người. Anh Nguyễn Văn Cừ, ở thôn Phượng, xã Nam Dương (Nam Trực) cho biết: Gia đình tôi thường xuyên nuôi 5 con lợn nái, 50 con lợn thịt đã dùng chế phẩm EM hòa vào thức ăn và nước uống cho lợn theo tỷ lệ quy định, tùy thuộc vào từng thời điểm và đối tượng nuôi, đồng 11 thời phun vệ sinh chuồng trại. Kết quả cho thấy, đàn lợn sinh trưởng tốt, chất lượng thịt đảm bảo do giảm hẳn việc sử dụng thuốc thú y, các loại thuốc kháng sinh trong quá trình nuôi, đồng thời ngăn chặn mùi hôi trong chuồng trại, làm giảm ruồi muỗi và côn trùng gây hại. Xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cường sử dụng chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong quá trình sản xuất không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế, tái tạo nguồn tài nguyên mà còn thúc đẩy nhanh việc ứng dụng tiến bộ KHCN trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp, góp phần tăng thu nhập cho nông dân. 2.4.1. Chế phẩm vi sinh EMC Chế phẩm sinh học xử lý phân gia súc, gia cầm, rác thải, phế thải Nông nghiệp làm phân bón hữu cơ và xử lý ô nhiễm môi trường EMC là tập hợp nhiều vi sinh vật hữu hiệu đặc biệt là vi khuẩn có tác dụng: - Phân giải nhanh các chất thải hữu cơ trong phân gia súc, gia cầm, rác thải, phế thải nông nghiệp thành các chất dinh dưỡng cho cây - Làm mất mùi hôi của phân, rác, nước thải và ức chế sinh trưởng các vi sinh vật gây thối. -Tạo chất kháng sinh để tiêu diệt một số vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng. - Chuyển hoá nhanh phân lân khó tiêu thành dạng dễ tiêu. - Hình thành các chất kích thích sinh trưởng thực vật, giúp cây phát triển tốt. * CÁC ỨNG DỤNG CỦA CHẾ PHẨM EMC DẠNG BỘT 1- Khử mùi hôi của nhà cầu và chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm: Hoà một gói chế phẩm EMC(150g) vào 10 lít nước, để 1 ngày. Sau đó phun đều cho chuồng trại và hố xí (2 tuần 1 lần). 2- Xử lý nước thải nhà hàng, nước thải lò mổ gia súc, gia cầm: 1 gói EMC (150g) cho 10 m3. 3- Xử lý bùn cống: 1 gói EMC (150g) cho 1 m3. 4- Sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh từ than bùn: Trộn đều một gói chế phẩm (150g) cho một tấn than bùn có độ ẩm 45% (có thể bổ sung thêm 10- 30% mùn mía, mùn từ nhà máy giấy, mùn từ nhà máy thuốc lá…), bổ sung từ 1- 3% rỉ đường, che đậy để tránh mất nhiệt, ủ 15- 20 ngày, sau đó có trộn thêm lượng N, P, K tuỳ thuộc nhà sản xuất. 12 5- Xử lý rác thải làm phân bón hưũ cơ vi sinh: Hoà một gói chế phẩm (150g) vào nước, tưới đều cho 1 tấn rác, sao cho độ ẩm đạt 45- 50%, ủ đống và che đậy đống ủ, sau 10- 15 ngày có đảo trộn. ủ thêm 25- 30 ngày, mùn ủ được sử dụng làm phân bón. Có thể trộn thêm lượng N, P, K tuỳ thuộc nhà sản xuất. 6- Ủ phân hữu cơ từ phế thải nông nghiệp: ( xem chi tiết ở phần sau) 7- Chống tắc nghẽn hầm cầu: 1 gói 150g cho 1m3 bể phốt (4 tháng/1 lần). 8- Khử mùi hôi hầm cầu, hố xí (3 tháng/1 lần); 1 gói 150g cho 1m3 hầm cầu ướt; 1gói 150g cho 1hố xí khô. 9- Tăng cường sinh khí Biogas trong hầm ủ khí sinh học: 1 gói 150g cho 1m3 bể (2 tháng/1lần). * CÁC ỨNG DỤNG CỦA CHẾ PHẨM EMC DẠNG DỊCH Cách pha chế phẩm: Lấy 1lít chế phẩm EMC gốc hòa với 9 lít nước sạch, bổ sung 5% rỉ đường, để 2- 3 ngày. Dùng 10 lít dịch này pha tiếp với 90 lít nước, bổ sung 5% rỉ đường, để thêm 2 ngày nữa là dùng được. 1- Xử lý nước thải: Phun đều 1lít chế phẩm EMC đã pha cho 1m3 nước thải. 2- Khử mùi hôi của hố xí, nhà cầu và chuồng trại chăn nuôi gia súc , gia cầm: Phun tưới đều chế phẩm EMC đã pha cho toàn bộ chuồng trại, hố xí, nhà cầu với liều phun 1lít/5m2(mỗi tuần một lần). 3- Khử mùi hôi rác thải, phế thải: Sử dụng chế phẩm đã pha phun đều vào rác thải, phế thải khi tập kết để khử mùi hôi thối và xua đuổi ruồi muỗi. * Ủ PHÂN HỮU CƠ TỪ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP 1. Nguyên liêu ủ. - Nguồn phế thải nông, lâm nghiệp và công nghiệp thực phẩm. + Cỏ, rơm rạ, ngô, đậu, lạc, bèo, cây phân xanh…. + Vỏ cà phê, lạc, trấu…. Chú ý: Khi ủ nên tránh các loại cỏ như cỏ gấu, cỏ tranh. - Các loại mùn: Than mùn (than bùn dùng trong sản xuất phân bón), mùn mía, mùn cưa, mùn giấy, mùn thuốc lá…. - Phân chuồng: gia súc, gia cầm. Khi ủ rác, lá, vỏ bào nên bổ sung 25- 50% mùn và phân chuồng để giữ ẩm và tăng nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật. 2. Cách ủ phân hữu cơ từ phế thải nông nghiệp. - Ủ ở những nơi thuận tiện cho việc sử dụng, có nền đất nện, khô ráo. 13 - Nên ủ phế thải khô như rơm rạ, rác lá nên tưới ẩm trước khi ủ ít nhất 12 giờ để nước ngấm vào làm mềm nguyên liệu. - Kích thước nguyên liệu càng nhỏ càng tốt. - Sử dụng 1 gói EMC (150g) cho 1 tấn nguyên liệu. - Hoà EMC vào nước, lượng nước phụ thuộc vào độ ẩm của nguyên vật liệu ủ, làm sao để khi ủ, nguyên vật liệu đạt độ ẩm 50%. Nên bổ sung thêm 1- 3% rỉ đường. - Rải phân rác thành từng lớp trong luống ủ có chiều rộng khoảng 2m, chiều dài tuỳ theo lượng rác nhiều hay ít. Độ cao mỗi lớp khoảng 25- 30 cm. Ta tưới chế phẩm đã hòa vào đều từng lớp, sao cho độ ẩm đạt 50%. Cách kiểm tra độ ẩm khi ủ: Nếu thấy nước ngấm đều trong rác nguyên liệu và khi cầm vào thấy mềm là đạt độ ẩm cần thiết. Tiếp tục rải cho đến khi chiều cao của đống ủ khoảng 1,2- 1,5m. - Sau khi ủ xong, ta cho đậy đống ủ bằng bao tải dứa, rơm rạ hoặc mái lợp. Vào mùa đông, cần phải che đậy kỹ để nhiệt độ đống ủ được duy trì ở mức 400 C. - Nhiệt độ đống ủ sẽ tăng lên cao trong vòng một tuần. Sau 10- 15 ngày kiểm tra và đảo trộn, nếu đống ủ khô thì phải phun thêm nước. - Tuỳ theo loại nguyên liệu mà thời gian ủ khác nhau. Phế thải nông nghiệp, phân chuồng thường ủ 25- 30 ngày. Những phế thải nông nghiệp khác như lá mía, lõi thân cây ngô… thì thời gian ủ dài hơn. 2.5. Vai trò của chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản Tình trạng ô nhiễm môi trường đang xảy ra nghiêm trọng trong nuôi trồng thủy sản do phần lớn các chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn, phân và các rác thải khác đọng lại dưới đáy ao nuôi. Ngoài ra, còn các hóa chất, kháng sinh được sử dụng trong quá trình nuôi trồng cũng dư đọng lại mà không được xử lý. Việc hình thành lớp bùn đáy do tích tụ lâu ngày của các chất hữu cơ, cặn bã là nơi sinh sống của các vi sinh vật gây thối, các vi sinh vật sinh các khí độc như amôniắc, nitrit, hydrogen, sunphua.... Các vi sinh vật gây bệnh như: Vibrio, Aeromonas, Ecoli, Pseudomonas, Proteus, Staphylococcus... nhiều loại nấm và nguyên sinh động vật. Ngày nay, chế phẩm sinh học được coi là một công cụ hữu hiệu để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong ao nuôi, tạo nền tảng vững chắc cho phần lớn hoạt động nuôi trồng thủy sản trên thế giới. Chế phẩm sinh học đã được chấp nhận rộng rãi để khống chế dịch bệnh, tăng sức đề kháng. Khác với 14 biện pháp hóa học và kháng sinh, chế phẩm sinh học cung cấp một phương thức an toàn bền vững đối với người nuôi và tiêu dùng. Thành phần của chế phẩm probiotic thường là một tập hợp các chủng vi sinh vật sống, được tuyển chọn, tối ưu hóa, làm khô bằng phun sấy, đóng khô hoặc bọc trong alginat. Mỗi nhà sản xuất có thể chọn các loài khác nhau, tuy nhiên phổ biến nhất vẫn là các loài bacillus, vi khuẩn lactic lactobacillus, bifidobacterium sp, nấm men saccharomyces cerevisiae và phaffia rhodozyma. Một thành phần khác cũng được thấy trong chế phẩm probiotic đó là tập hợp các enzym có nguồn gốc vi sinh vật như amylase, proteose, lipase, cellulase, chitinase, một số vitamin thiết yếu hoặc axit amin và chất khoáng... nhằm kích thích hoạt tính ban đầu của vi sinh vật của chế phẩm và xúc tác cho sự hoạt động của enzym trong môi trường. Các vi sinh vật được lựa chọn làm probiotic phải có đặc điểm sau đây: - Không sinh độc tố, không gây bệnh cho vật chủ và không ảnh hưởng xấu tới hệ sinh thái môi trường. - Có khả năng bám dính niêm mạc đường tiêu hóa và các mô khác của vật chủ, cạnh tranh vị trí bám với các vi sinh vật gây bệnh, không cho chúng tiếp xúc trực tiếp với các cơ quan của cơ thể. - Có khả năng sinh các chất ức chế, ngăn cản sự sinh trưởng mạnh mẽ của các vi sinh vật gây bệnh. Các chất này gồm nhiều loại có thể tác động đơn lẻ phối hợp với nhau, bao gồm các chất kháng sinh, bacteriocin, siderophore, lysozym, protease, hydroperoxit... - Có khả năng sinh trưởng nhanh, cạnh tranh thức ăn, hóa chất, năng lượng với các vi sinh vật có hại. Ví dụ vi khuẩn probiotic có khả năng sinh siderphore, liên kết với ion sắc, làm cho vi sinh vật gây hại không sinh trưởng được vì thiếu sắt. - Tăng cường khả năng miễn dịch, tăng cường đáp ứng miễn dịch tự nhiên ở tôm và khả năng tạo thành kháng thể ở cá. - Có khả năng cải thiện chất lượng nước ao nuôi do sự hình thành hàng loạt enzym phân giải các chất hữu cơ, làm giảm hàm lượng BOD, giảm các khí độc như: amoniac, H2S,... Không những thế, sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật probiotic còn cung cấp enzyem, các nguyên tố đa, vi lượng cho vật chủ, giúp chúng sử dụng thức ăn hiệu quả hơn và do đó tăng trưởng tốt hơn. Rõ ràng mối lo lắng về sự xuất hiện các vi khuẩn kháng thuốc từ ao nuôi trồng 15 thủy sản do sử dụng hóa chất, kháng sinh, có thể truyền gen kháng thuốc cho cac vi khuẩn gây hại cho người (tồn tạo ngay trong ao nuôi tôm), làm cho kháng sinh không còn hiệu nghiệm để điều trị bệnh cho người nữa, sẽ được giải tỏa nếu thay thế bằng biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học. Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm sinh học là giải pháp ưu việt nhất để có được năng suất, chất lượng, hiệu quả và sự phát triển bền vững của thủy sản nuôi. Chế phẩm sinh học probiotic có khả năng chống nhiễm trùng do vi khuẩn và virút (như virút rota gây tiêu chảy), chống ung thư, kích thích hoạt động của hệ miễn dịch, làm giảm cholesterol... Vì probiotic tác động làm ổn định khu hệ vi sinh vật đường ruột, làm tăng các vi khuẩn có ích (các vi khuẩn sinh vitamin, sinh chất kháng khuẩn, vi khuẩn phân giải đường bột...), làm giảm các vi khuẩn có hại (các vi khuẩn cạnh tranh thức ăn, sinh chất độc...). Trong nuôi trồng thủy sản, probiotic còn là chế phẩm xử lý môi trường. Thay cho mục đích chủ yếu là tiêu diệt các bào tử vi khuẩn, chế phẩm sinh học được sản xuất với mục đích chủ yếu là kích thích sự gia tăng của các vi sinh vật có lợi trong ao nuôi. Mặc dù nhiều loại probiotic đã được đưa vào sử dụng trong nuôi trồng thủy sản trong vài thập niên qua, nhưng việc sử dụng các chế phẩm này chủ yếu theo kinh nghiệm. Tuy nhiên người ta cho rằng, bất kỳ một chế phẩm sinh học nào cũng phải đạt được 3 quá trình sau: - Khống chế sinh học: Những dòng vi khuẩn có ích trong chế phẩm có khả năng sinh các chất kháng khuẩn ví dụ bacteriocin để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trong ao. - Tạo sức sống mới: Các vi khuẩn trong chế phẩm khi đưa vào ao sẽ phát triển mạnh mẽ cả về số lượng và hoạt tính, có khả năng tồn tại cả trong môi trường và trong đường ruột, ảnh hưởng có lợi đối với vật nuôi. - Xử lý sinh học: Khả năng phân giải các chất hữu cơ trong nước giải phóng axít amin, glucose, cung cấp thức ăn có vi sinh vật có ích, giảm thiểu thành phần nitơ vô cơ như amôni, nitrit, nitrat, giảm mùi hôi thối, cải thiện chất lượng nước. Việc sử dụng các vi sinh vật hữu ích nhằm cạnh tranh với các vi khuẩn gây bệnh đã được ứng dụng rộng rãi trong chăn nuôi, thay thế cho việc sử dụng hóa chất, kháng sinh là một giải pháp quan trọng kiểm soát bệnh trong nuôi trồng thủy sản. 16 III. KẾT LUẬN: Nói tóm lại vi khuẩn có vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống và trong chăn nuôi chung. Vi khuẩn có thể có ích hoặc có hại cho môi trường và động vật, kể cả con người. Một số là tác nhân gây bệnh (pathogen) gây ra các bệnh như: uốn ván, sốt thương hàn, giang mai, tả, bệnh lây qua thực phẩm và lao. Nhiễm khuẩn huyết, là hội chứng nhiễm khuẩn toàn cơ thể gây sốc và giãn mạch, hay bộ phận gây ra bởi các vi khuẩn như streptococcus, staphylococcus hay nhiều loài Gram âm khác. Vi khuẩn có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ một cách đáng kinh ngạc. Một số nhóm vi sinh "chuyên hóa" đóng một vai trò rất quan trọng trong việc hình thành các khoáng chất từ một số nhóm hợp chất hữu cơ. Ví dụ, sự phân giải cellulose, một trong những thành phần chiếm đa số trong mô thực vật, được thực hiện chủ yếu bởi các vi khuẩn hiếu khí thuộc chi Cytophaga. Khả năng này cũng được con người ứng dụng trong công nghiệp và trong cải thiện sinh học (bioremediation). Các vi khuẩn có khả năng phân hủy hydrocarbon trong dầu mỏ thường được dùng để làm sạch các vết dầu loang v.v. Những ích lợi bắt nguồn từ các vi sinh vật và các hoạt động của chúng. Nói chung, với năng lực chuyển hoá mạnh mẽ và khả năng sinh sản nhanh chóng của các vi sinh vật cho thấy tầm quan trọng to lớn của chúng trong thiên nhiên cũng như trong các hoạt động cải thiện chất lượng sống của con người nhờ hiểu biết về các hoạt động sống của chúng . 17