Ứng dụng đa dạng của Bacillus subtilis trong nuôi trồng thủy sản.
Trong số rất nhiều loài vi sinh sử dụng trong nuôi trồng thủy sản thì B. subtilis là loài có nhiều tiềm năng nhất. B. subtilis là một loại vi khuẩn đặc biệt, có khả năng tạo ra nhiều tác dụng có lợi trên vật chủ như: cải thiện tăng trưởng, tỷ lệ sống, chất lượng nước, thành phần dinh dưỡng trong thức ăn lên men, hỗ trợ cung cấp vắc xin… Trong đó 7 ứng dụng sau được dùng phổ biến và có hiệu quả thực tế trong sản xuất.
1. Là một chế phẩm sinh học
Probiotics thường được bổ sung dưới dạng đơn lẻ để có thể mang lại lợi ích tối ưu cho vật chủ. Việc bổ sung vào chế độ ăn cả tế bào sinh dưỡng và bào tử B. subtilis có tác động tích cực đến tình trạng sức khỏe của các loài thủy sản do ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa của vật chủ. Vi khuẩn này là một dạng bào tử gram dương không gây bệnh, được sử dụng để cải thiện hiệu suất tăng trưởng cũng như quản lý sức khỏe và dịch bệnh trên tôm. Ngoài ra, có tài liệu cho rằng loài Bacillus có thể sản xuất nhiều peptide kháng khuẩn chống lại vi sinh vật gây bệnh.
Xu hướng hiện nay của men vi sinh là bổ sung một nhóm vi sinh vật có lợi nhằm đạt được lợi ích tối đa trong vật chủ. B. subtilis kết hợp với vi khuẩn axit lactic (LAB) như Lactobacillus lactis, L.acidophilus, L.plantarum và các vi sinh vật khác có tác dụng hiệp đồng đối với sự tăng trưởng, dinh dưỡng, khả năng miễn dịch và khả năng kháng bệnh của vật chủ.
2. Thức ăn cho Artemia
Artemia là thức ăn không thể thiếu đối với ấu trùng của cá, động vật có vỏ và các loài thủy sản khác. Sinh vật này không chỉ cải thiện khả năng sống sót của ấu trùng, cá con mà còn tăng cường sự phát triển của động vật thủy sản. Ngược lại, đôi khi chúng hoạt động như vật mang mầm bệnh vào môi trường nuôi, do đó có thể lây nhiễm cho vật chủ.
Do đó, việc bổ sung các loài Bacillus làm chế phẩm sinh học có thể giảm các mầm bệnh do Artemia gây ra và điều chỉnh hệ vi sinh vật cũng như tăng cường sự phát triển của tôm, cá. Một nghiên cứu đã cho thấy sự ức chế thành công các mầm bệnh A.salmonicida và Vibrio anguillarum từ Artemia bằng bào tử của Bacillus. Bên cạnh đó, bổ sung vi khuẩn B. subtilis vào môi trường nuôi Artemia đã có tác động tốt đến sự sinh trưởng và sinh sản của đối tượng này.
3. Là chất lọc sạch nước sinh học
Một chiến lược quản lý chất lượng nước tốt trong quá trình nuôi trồng thủy sản thâm canh là rất quan trọng để đạt được sản lượng tối đa. Trong số các phương pháp, xử lý sinh học là một phương pháp khả thi nhất. Về vấn đề này, Bacillus được sử dụng để loại bỏ các chất thải hữu cơ, kim loại nặng và các hợp chất gây ô nhiễm. Trong số các loài Bacillus thì B. subtilis thường xuyên được sử dụng để xử lý nước thải và duy trì các yếu tố chất lượng nước như oxy hòa tan, hàm lượng phốt pho, nitrit và amoniac từ môi trường thủy sản.
B. subtilis khi bổ sung vào nước nuôi cũng cải thiện tình trạng sức khỏe và tăng khả năng sống sót của các loài thủy sản. Chúng nhanh chóng phân hủy thức ăn thừa, chất thải hữu cơ và phân của vật nuôi. Ngoài hoạt động xử lý sinh học, cả dạng sinh dưỡng và bào tử của B. subtilis có thể loại bỏ hoặc giảm mầm bệnh trong môi trường nước.
4. Là thành phần trong hệ thống biofloc
Các báo cáo chỉ ra rằng hệ thống biofloc khi bổ sung các loài Bacillus có thể cải thiện hiệu suất tăng trưởng và giảm tỷ lệ chuyển đổi thức ăn ở các loài cá. Vi khuẩn này tiết ra nhiều chất polymer ngoại bào như axit poly-γ-glutamic (PGA) với khả năng lắng đọng cao. Các ưu điểm khác của PGA bao gồm: làm thức ăn, thân thiện với môi trường, có thể phân hủy sinh học, không độc hại đối với động vật và con người.
5. Tăng giá trị dinh dưỡng trong thức ăn lên men
Bột đậu nành là một nguồn protein lý tưởng để thay thế bột cá. Nhưng sự hiện diện của nhiều chất gây dị ứng, các yếu tố kháng dinh dưỡng và mất cân bằng amino acid đã hạn chế việc sử dụng nó trong thức ăn thủy sản. Tuy nhiên, với ứng dụng công nghệ lên men bằng vi khuẩn, tình trạng dinh dưỡng của đậu nành đã được cải thiện đáng kể. B.subtilis đã được sử dụng thành công làm môi trường nuôi cấy khởi đầu cho quá trình lên men đậu nành. Thật vậy, đậu nành lên men có khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng cao hơn như: protein, các axit amin thiết yếu, vitamin và các hoạt động chống oxy hóa. Đồng thời làm giảm rõ rệt các yếu tố kháng dinh dưỡng và chất gây dị ứng.
Tương tự, lông gà chứa nhiều protein (80–85%) có thể thay thế cho bột đậu nành (42,5%) và bột cá (66,5%) trong thức ăn thủy sản, do đó một nghiên cứu đã thành công trong việc cải thiện tỷ lệ tiêu hóa protein lông gà từ 39,09% lên 48,75% bằng cách lên men có bổ sung vi khuẩn B. subtilis.
6. Kết hợp với thảo dược
Ngoài việc sử dụng probiotics, prebiotics hoặc synbiotics, các phương pháp thay thế khác như: kết hợp probiotics với các thành phần thảo dược, tảo, chất kích thích miễn dịch cũng đã được khám phá để tăng cường tác dụng có lợi trên vật chủ. B. subtilis kết hợp với các thảo dược như: thì là, tỏi dẫn đến các chỉ số tăng trưởng ở cá rô phi tốt hơn như: tăng chiều dài, trọng lượng cơ thể và tăng tốc độ tăng trưởng.
7. Phương tiện phân phối vắc xin
Trong thời gian gần đây, vi khuẩn được khám phá như một hệ thống phân phối vắc xin và đã tạo cơ hội để phát triển việc cung cấp vắc xin hiệu quả cho động vật thủy sản. Cả bào tử và tế bào sinh dưỡng B. subtilis có thể đóng vai trò như một chiếc xe lý tưởng cho sản xuất và phân phối vắc xin, protein tái tổ hợp và sản xuất tế bào kháng nguyên một cách an toàn, ổn định.
Thử nghiệm bước đầu cho thấy bào tử B.subtilis dạng CotB-VP28 và CotB-GST-VP28 có khả năng làm tăng hoạt độ enzyme phenoloxidase và superoxide dismutase ở tôm thẻ chân trắng và có khả năng bảo vệ tôm chống lại WSSV ở mức bảo hộ tương ứng là 81% và 73,3%.
Tóm lại ứng dụng của các loài Bacillus nói chung và B.subtilis nói riêng trong nuôi trồng thủy sản là đa yếu tố và đa diện. Chúng cải thiện tăng trưởng, dinh dưỡng, miễn dịch và kháng bệnh ở động vật thủy sản do áp dụng nhiều cơ chế khác nhau như: hiệp đồng, đối kháng, cạnh tranh loại trừ và tác động kích thích miễn dịch.
