Các dòng vi khuẩn được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước bởi vì chúng tồn tại được trong một thời gian dài ở dạng bào tử, dễ dàng tăng sinh và sở hữu một hiệu quả kháng khuẩn mạnh (Hong và ctv., 2005) [2]. Các dòng vi khuẩn thuộc nhóm Bacillus như Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus pumilus được phân lập và đánh giá khả năng xử lý nước, một vài dòng được quan sát thấy có thể loại bỏ ni-tơ khỏi môi trường nước rất tốt (Xie và ctv, 2013)...
Các vi khuẩn nhóm Bacillus là một trong những dạng probiotic chính được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản. Các vi khuẩn này dễ nuôi cấy và hình thành bào tử (Wang và ctv., 2008; Nayak, 2010; Han và ctv., 2015). Thêm vào đó, một vài vi khuẩn trong nhóm này có khả năng tiết các chất kháng sinh và các enzyme hỗ trợ tiêu hóa (Ziaei-Nejad và ctv., 2006). Bacillus amyloliquefaciens là một vi khuẩn không gây bệnh hình que, hiếu khí, Gram dương và có thể tiết enzyme catalase (Loncar và ctv., 2014) [3]. Dòng vi khuẩn này có thể chịu đựng tốt với các biến động của môi trường (Mahdhi và ctv., 2012; Das và ctv., 2013) [4], thể hiện một khả năng kháng khuẩn phổ rộng (Kaewklom et al., 2013), và là một nguồn sản sinh quan trọng các enzyme α-amylase giúp thủy phân carbohydrate (Wang et al., 2008). Trong các thí nghiệm với B. amyloliquefaciens , Reda & Selim (2015) đã quan sát thấy rằng cá rô phi nuôi trong phòng thí nghiệm với việc bổ sung B. amyloliquefaciens cho kết quả cải thiện thành phần dinh dưỡng và đường ruột [5]. Ridha & Azad (2012) cũng đã báo cáo về sự cải thiện tăng trưởng và đáp ứng miễn dịch trên cá rô phi. Cao và ctv (2011) quan sát trên cá chình về hoạt động kháng khuẩn của B. amyloliquefaciens đối với Aeromonas hydrophila [6]. Hiệu quả tương tự cũng được quan sát bởi Ran và ctv (2012) trên cá nheo Mỹ Ictalurus punctatus chống lại A. hydrophila và Edwardsiella ictaluri.
Các probiotic, đặc biệt là các dòng Bacillus spp. được bổ sung trực tiếp vào môi trường nuôi có thể điều chỉnh thành phần vi sinh trong môi trường nước và đáy ao, tăng sự đa dạng của loài, hạn chế sự phát triển và loại bỏ các mầm bệnh trực tiếp và tăng tỉ lệ sống trên tôm. Chúng cũng rất hiệu quả trong việc phân cắt các chuỗi polymers nhờ vào việc chúng rất giàu các enzyme proteases, amylases, lipases và cellulases. Một vài dòng nhất định cạnh tranh với các vi khuẩn khác một cách tự nhiên về vật chất hữu cơ và dẫn đến kết quả là giảm sự tích tụ chất nhầy hay vật chất hữu cơ, tăng oxy hòa tan và cải thiện môi trường (Moriarty, 1996) [7]. Meng và ctv (2009) đã thực hiện thí nghiệm đánh giá các vi khuẩn Bacillus subtitles, Bacillus licheniformis và các vi khuẩn nitrite hóa Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp để xử lý nước thải trong nuôi trồng thủy sản nhằm kiểm soát các chỉ tiêu nước pH, DO, NH4+-N, NO2--N và COD. Kết quả chỉ ra rằng chất lượng nước trong các nghiệm thức được bổ sung probiotic đều tốt hơn so với đối chứng. cả Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis đều cho thấy hiệu quả trong việc loại bỏ COD và nitrite trong nước thải, với hàm lượng COD dưới 100mg/L và nitrite dưới 0,6 mg/L, tỉ lệ loại bỏ COD của 2 loài vi khuẩn lần lượt là 67,97% và 70,16%, tỉ lệ loại bỏ nitrite của 2 vi khuẩn lần lượt là 99,28% và 99,51%. Hàm lượng ammonia và nitrite trong môi trường nước là dưới 0,6mg dưới hiệu quả của các vi khuẩn nitrite hóa, giảm 99,38% và 81,44% so với đối chứng. Các dòng vi khuẩn được lựa chọn có lợi ích khác nhau trong xử lý nước nuôi thủy sản.
Saeed Ziaei-nejad (2008) đã thực hiện thí nghiệm đánh giá hiệu quả của vi khuẩn Bacillus ssp trên các chỉ tiêu chất lượng nước trong nuôi tôm thẻ chân trắng Ấn Độ (Fenneropenaeus indicus). Trong thí nghiệm của mình, Saeed Ziaei-nejad sử dụng một hỗn hợp probiotic chứa 5 loài Bacilluss gồm B. subtilis, B. licheniformis, B. polymyxa, B. laterosporus và B. circulans bổ sung vào ao nuôi. Kết quả cho thấy có sự cải thiện có ý nghĩa về hàm lượng oxy hòa tan, còn về hàm lượng ammonia và BOD mặc dù không có sự khác biệt có ý nghĩa nhưng việc bổ sung probiotic cũng cho thấy hàm lượng ammonia và BOD có xu hướng thấp hơn so với đối chứng.
Hình 1- Hàm lượng Ammonia giữa 2 nghiệm thức đối chứng và probiotic
Nguồn: Saeed Ziaei-nejad (2008)
(Ghi chú trên đồ thị: Culture period = thời gian thí nghiệm - tuần)
Hình 2- Hàm lượng BOD giữa 2 nghiệm thức đối chứng và probiotic
(Ghi chú trên đồ thị: Culture period = thời gian thí nghiệm - tuần)
Nguồn: Saeed Ziaei-nejad (2008)
Li và ctv (2007) đã báo cáo rằng việc bổ sung vi khuẩn B. licheniformis vào môi trường ao nuôi tôm thẻ chân trắng giúp ức chế sự phát triển của các vi khuẩn Vibrio, kích thích hệ miễn dịch bằng việc tăng tế bào máu, tăng chỉ số SOD và Phenoloxidase trong huyết thanh [8]. Sau đó, Li và ctv (2010) tiếp tục nghiên cứu thấy rằng B.subtillis E20 khi được bổ sung vào nước nuôi ấu trùng tôm chân trắng giúp cải thiện tỉ lệ sống, phát triển, đáp ứng miễn dịch và chống lại stress.
Devaraja và ctv (2013) cũng đã báo cáo rằng các vi khuẩn Bacillus pumilus, B. licheniformis, và B. subtilis phân lập từ môi trường nước biển và đất có khả năng kháng khuẩn mạnh với nhiều vi khuẩn gây bệnh trong ương nuôi ấu trùng tôm, đồng thời giúp cải thiện chất lượng nước. trong thí nghiệm của mình, các tác giả đã bổ sung các vi khuẩn này vào cả thức ăn và môi trường nước nuôi [9].
Hình 3 - Biểu đồ thể hiện phần trăm giảm ammonia tổng của các vi khuẩn có lợi trong thí nghiệm của Devaraja và ctv (2013)
(Ghi chú: % reduction of TAN = tỷ lệ giảm TAN (%))
Hình 4 - Biểu đồ so sánh hàm lượng ammonia tổng giữa nghiệm thức sử dụng B. pumilus và đối chứng trong thí nghiệm của Devaraja và ctv (2013)
(Ghi chú: TAN conc. = hàm lượng của TAN; Control = mẫu đối chứng; Culture days = số ngày thí nghiệm)
Bacillus megaterium là một vi khuẩn gram dương, tạo bào tử. chúng hiện diện phong phú trong nhiều môi trường từ đồng lúa đến thức ăn khô, nước biển, bùn đáy, trong hệ vi sinh của tôm cá và cả trong mật ong (Vary 1994).
Aftabuddin và ctv (2013) đã thực hiện thí nghiệm đánh giá hiệu quả của B. megaterium và S. fradiae trong nuôi tôm sú (P.monodon) bằng cả việc cho ăn và bổ sung vào nước nuôi. Kết quả cho thấy việc bổ sung các vi khuẩn B. megaterium và S. fradiae vào thức ăn và môi trường nước đều giúp cải thiện tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và chất lượng môi trường nước nuôi [10].
Các chỉ tiêu chất lượng nước giữa các nghiệm thức trong thí nghiêm của Aftabuddin và ctv (2013)
Th.S Bình Minh - Công ty TNHH TM&DV Nam mỹ tổng hợp
Các tài liệu tham khảo:
[2]. Hong HA, Duc H, Cutting SM (2005). FEMS Microbiol Rev 29(4):813–835
The use of bacterial spore formers as probiotics.
[3]. Loncar, N., N. Gligorijević, N.A. Božić & Z. Vujčić. 2014.
Congo red degrading laccases from Bacillus amyloliquefaciens strains isolated from salt spring in Serbia. Int. Biodeter. Biodegr., 91: 18-23.
[4]. Mahdhi, A., M. Esteban, Z. Hmila, K. Bekir, F. Kamoun, A. Bakhrouf & B. Krifi. 2012.
Survival and retention of the probiotic properties of Bacillus sp. strains under marine stress starvation conditions and their potential use as a probiotic in Artemia culture.
Res. Vet. Sci., 93: 1151-1159.
[5]. Reda, R. & K. Selim. 2015.
Evaluation of Bacillus amyloliquefaciens on the growth performance, intestinal morphology, hematology and body compo-sition of Nile tilapia, Oreochromis niloticus.
Aquacult. Int., 23: 203-217.
[6]. Cao, H., S. He, R. Wei, M. Diong & L. Lu. 2011.
Bacillus amyloliquefaciens G1: a potential antagonistic bacterium against eel-pathogenic Aeromonas hydrophila.
Evi-dence-based complement. Altern. Med., pp. 1-7.
[7]. Moriarty, D.J.W. 1996.
Microbial Biotechnology: A key to sustainable aquaculture.
INFOFISH International 4/96: 29-33.
[8]. Li, K., Zheng, T., Tian, Y., Xi, F., Yuan, J., Zhang, G., & Hong, H. 2007.
Beneficial effects of Bacillus licheniformis on the intestinal microflora and immunity of the white shrimp, Litopenaeus vannamei.
Biotechnology Letters, 29, 525–530
[9]. Shariff M, Yusoff FM, Devaraja TN & Srinivasa Rao PS (2001).
The effectiveness of a commercial microbial product in poorly prepared tiger shrimp, Penaeus monodon (Fabricius), ponds.
Aquaculture Resh 32: 181–187
[10]. Sheikh Aftabuddin, M. Abul Kashem, M. Abdul Kader,M. Nurul Azim Sikder, and M. Abdul Hakim, 2013.
Use of Streptomyces fradiae and Bacillus megaterium as probiotics in the experimental culture of tiger shrimp Penaeus monodon (Crustacea, Penaeidae).
AACL Bioflux, 2013, Volume 6, Issue 3
