TÁC ĐỘNG KHÁNG KHUẨN CỦA ACID BÉO CHUỖI VỪA Ở GÀ THỊT

Các acid béo chuỗi vừa (trung bình) MCFA có độ dài chuỗi từ 6-12 nguyên tử carbon, được sử dụng rộng rãi trong kỹ nghệ, chủ yếu do hoạt động kháng khuẩn và có ảnh hưởng tích cực trên năng suất động vật. Những thử nghiệm chỉ ra rằng các MCFA đáp ứng sự thay thế cho kháng sinh trong thức ăn để cải thiện sức khỏe và năng suất vật nuôi. Bài tóm tắt lược dịch trong tạp chí Poultry World (10/2017) do Catharina Nieuwenhuizen trích dẫn các kết quả nghiên cứu in vitro và in vivo với tiêu đề “Antibacterial effect of MCFAs in broilers” để xác định rõ đặc tính của MCFA về tính kháng khuẩn, tác động trên hệ vi khuẩn ruột, sức khỏe và năng suất của gà thịt. Những kết quả nghiên cứu này có thể giúp các nhà chăn nuôi và nghiên cứu và tham khảo, xem như là một trong những cách giải quyết thay thế kháng sinh trong thức ăn hiện nay. Nội dung tóm tắt được giới thiệu ở các phần chính dưới đây.

            Tác động của acid béo trên vi khuẩn: Các MCFA có thể xem là sự thay thế chất thúc đẩy sinh trưởng là kháng sinh (AGP) trong thức ăn vật nuôi do hoạt tính kháng khuẩn của chúng. Thụy Điển là nước đầu tiên loại trừ sử dụng kháng sinh làm chất thúc sinh trưởng, bắt đầu từ năm 1986. Sau đó các nước khác đã đi theo trong những năm 1990. Trong thời gian ấy, ngành nông nghiệp đã chú ý tìm các cách thay thế kháng sinh. Zentek và cộng sự năm 2011 đã xem xét lại ảnh hưởng kháng khuẩn của acid caprylic (C8) và acid capric (C10) trong những thử nghiệm in vitro. Bảng 1 cho thấy cách mô tả tổng quan về tác động kháng khuẩn của MCFA. Công ty Noba đã thực hiện thử nghiệm in vitro với 3 hỗn hợp các acid béo khác nhau gồm C8 (acid caprylic),C10 (acid capric) và C12 (acid lauric). Thử nghiệm này cho thấy tất cả sản phẩm đều kháng khuẩn, kháng lại vi khuẩn G^(-) như E. coli và Salmonella nhưng cũng kháng lại vi khuẩn G⁽⁺⁾, như Enterococcus, Staphylococcus và Clostridia. Hỗn hợp cao nhất của C8 và C10 có tác động kháng khuẩn mạnh nhất, kháng lại E. coli và Salmonella. Những nguồn báo cáo khác nhau công bố là acid lauric có hiệu quả nhất kháng lại vi khuẩn G⁽⁺⁾. Tác động kháng khuẩn của các MCFA được giải thích là do MCFA có khả năng khử các hoạt tính của cả vi khuẩn, virus và ký sinh. Vì thế, điều rõ ràng chung cho các MCFA là chất kháng khuẩn.

            Tuy nhiên, đôi khi những kết quả từ những thử nghiệm in vitro khác nhau có thể trái ngược nhau. Ví dụ, trong 1 nghiên cứu in vitro C8 và C10 là chất kháng khuẩn kháng lại E. coli và salmonella và trong nghiên cứu in vitro khác cho là không có ảnh hưởng nào đo được. Điều này có thể được giải thích bởi cách dùng khác nhau về nồng độ, môi trường nuôi cấy, những dòng vi khuẩn khác nhau và giá trị pH. Trong những thí nghiệm in vitro đã chỉ cho thấy một tương quan âm giữa giá trị tăng lên của pH và hiệu quả của các MCFA. Dựa trên những kết quả đó, pH của môi trường xung quanh có tầm quan trọng lớn. Hoạt tính vi khuẩn tùy thuộc vào độ phân ly của các acid béo. Vì MCFA ở dạng hòa tan béo không phân ly, ở mức pH giữa khoảng 3 và 6 chúng có thể dễ dàng xuyên qua màng bán thấm. Khi MCFA được dùng trong thức ăn với khả năng đệm thấp, tác động kháng khuẩn của các MCFA sẽ phải có hiệu quả hơn.

            Những kiểu hoạt động khác nhau: Bên cạnh tính xuyên thấu màng, các MCFA có thể có những kiểu họat động khác nhau. Mục tiêu trước tiên của các MCFA có vẻ là ở màng tế bào vi khuẩn và những xử lý cần thiết khác nhau xảy ra bên trong và ở tại màng này. Các MCFA có thể làm cho màng vi khuẩn trở nên xốp hoặc thậm chí làm hòa tan màng trong trường hợp ở nồng độ cao. Các MCFA có thể làm hư hỏng quá trình sản xuất năng lượng của các tế bào bởi sự can thiệp chuỗi chuyên chở điện tử và phá vỡ sự phosphoryl hóa-oxy hóa. Những xử lý khác có thể góp phần ức chế sự sinh trưởng hoặc chết vi khuẩn do sự tiêu tế bào, ức chế hoạt tính enzyme hoặc làm suy yếu hấp thu dưỡng chất. Công ty Noba đã thực hiện một thí nghiệm khác có các MCFA khác nhau (C6, C8, C10 và C12; 1% các MCFA trên nhóm) được thử nghiệm trong khẩu phần gà thịt sinh trưởng từ ngày 7-28, gồm những khẩu phần sệt và không sệt. Trong nhóm MCFA khác nhau được so với nhóm đối chứng có trộn dầu nành và mỡ động vật. Mục đích của thử nghiệm này là nghiên cứu ảnh hưởng của các MCFA trên hệ số chuyển hóa thức ăn và hệ vi khuẩn trong ruột non. Vì hầu hết nghiên cứu khác được làm là nghiên cứu in vitro, thí nghiệm này là thử nghiệm trên in vivo, với mục đích thử để giải thích sớm hơn kết quả in vitro với trạng thái thực tế. Những mẫu lấy tại chồi meckel vào ngày 24. Từ những mẫu được lấy các chỉ tiêu tổng vi khuẩn và số lượng Lactobacilli được xác định, sử dụng sự sắp xếp chuỗi qPCR và rDNA. Nhưng tại sao lại là Lactobacilli? Vì vi khuẩn này hiện diện ưu thế trội ở hồi tràng và Lactobacilli có thể cũng ảnh hưởng âm đến hiệu quả thức ăn.

            Sự hiện diện của Lactobacilli ở hồi tràng: Việc điều hòa thành phần vi khuẩn đường ruột, đặc biệt ở hồi tràng có tầm quan trọng chủ chốt vì nó ảnh hưởng lớn đến chức năng của ruột và sự sử dụng các chất dinh dưỡng. Mỗi gram của chất tiêu hóa hồi tràng chứa 10⁸ – 10⁹ vi khuẩn. Quần thể vi khuẩn trong hồi tràng bị ảnh hưởng ở mức cao bởi thành phần khẩu phần vì nó ảnh hưởng đến tính có lợi của chất nền và thành phần của các loài vi khuẩn xa điểm giữa đường ruột. Hình 1 chỉ số lượng vi khuẩn hiện diện tại hồi tràng. Ở hồi tràng Lactobacillus spp có nồng độ cao nhất (70%).

Hình 1: Nồng độ của hệ vi khuẩn ở hồi tràng

            Ảnh hưởng âm của Lactobacilli: Lactobacilli được biết chủ yếu là những vi khuẩn tốt. Những vi khuẩn Lactobacilli đã nổi tiếng như probiotica trong kỹ nghệ thực phẩm. Trong chăn nuôi điều này cũng có thể được đặt vào cách nhìn khác. Tất cả vi khuẩn đều tiêu thụ năng lượng và các chất dinh dưỡng. Thực tế là Lactobacilli hiện diện trong ruột non ở số lượng cao, ngụ ý rằng chúng tiêu hóa lượng có ý nghĩa các acid amin, vitamin và carbohydrate. Lactobacilli trong ruột non có thể tiêu hóa ước chừng 3-6% tổng các acid amin của khẩu phần. Lactobacilli biến đổi glucose thành acid lactic, điều này đưa đến mất đi 6% năng lượng thuần so với giá trị glucose. Ngoài ra, Van de Hoeven-Hangoor (2013) cũng đã mô tả khía cạnh âm tính khác, rằng Lactobacilli có thể tách tiếp hợp các muối mật, làm giảm sự nhũ hóa, tiêu hóa và hấp thu, vì thế vẫn tồn tại chất nền nhiều hơn tại phần xa trung tâm hồi tràng sẽ được dùng cho sự sinh trưởng của vi khuẩn. Rốt cục, điều này dẫn đến chứng rối loạn khuẩn ruột và gây tổn thất năng suất.

            Tác động trên Lacobacillus: Tất cả các MCFA cải thiện hệ số chuyển hóa thức ăn ở các khẩu phần sệt cũng như không sệt. Ảnh hưởng rõ nhất của sự giảm thấp tổng lượng vi khuẩn thấy trong nhóm có mức C12 cao. Nhóm với mức cao của các acid béo C8 và C10 đã làm giảm có ý nghĩa sự dồi dào tương đối của Lactobacilli. Ngoài ra, có một sự thay đổi được chú ý, đó là những nhóm có mức cao C8, C10 và C12 chỉ cho thấy sự thay đổi từ Lactobacillus aviaries đến Lactobacillus salivarius. Các loài L. salivarius, L. aviaries và L. crispatus có liên quan đến năng suất bị suy giảm. Harrow và cộng sự (2007) đã liên kết về cải thiện tăng trọng gà thịt với giảm bớt độ lớn quần thể L. salivarius ở hồi tràng.

            Nhận xét: Đã có nhiều nghiên cứu về tác động của các acid béo chuỗi trung bình có ảnh hưởng đến quần thể vi khuẩn ruột, đến sức khỏe và năng suất vật nuôi từ đó có thể sử dụng nhóm này trong nghiên cứu thay thế kháng sinh làm chất thúc sinh trưởng. Như bài báo đã dẫn, điều quan trọng là nhóm các MCFA đã tác động tích cực đến nhóm vi khuẩn chủ lực Lactobacilli hồi tràng. MCFA cũng làm thay đổi độ lớn quần thể các loài Lactobacilli nên có ảnh hưởng đến tăng trọng của gà thịt. Như cách giải thích nêu trong bài báo về cơ chế tác động, các MCFA có hiệu quả kháng khuẩn trên cả vi khuẩn có lợi và vi khuẩn gây bệnh như chỉ trong Hình 1. Vì vậy, điều quan trong là sự phối hợp nhóm của các MCFA và nồng độ trong thức ăn như thế nào để các MCFA phát huy hiệu quả diệt mầm bệnh và có lợi cho năng suất vật nuôi.

PGS TS Bùi Xuân Mến, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Vemedim

Tài liệu tham khảo

Nieuwenhuizen C (2017), Antibacterial effect of MCFAs in broilers

http://www.poultryworld.net/Health/Articles/2017/10/Antibacterial-effect-of-MCFAs-in-broilers-194522E/

Noba Vital Lipids (2016) Effect of MCFAs on feed efficiency and bacteria profiles in the gut. http://www.allaboutfeed.net/Feed-Additives/Articles/2016/4/Effect-of-medium-chain-fatty-acids-on-FCR-in-broilers-2791188W/

Theo Vemedim.com