Phụ gia thức ăn chăn nuôi gốc-vi sinh vật đang trở thành một công cụ thiết yếu trong chăn nuôi hiện đại giúp cải thiện năng suất, tính bền bỉ và sức khỏe tổng thể của heo, gia cầm và thủy sản. Từ rất nhiều năm nay, probiotics đã được ứng dụng rộng rãi trên thứ ăn chăn nuôi. Gần đây hơn, postbiotics nổi lên như một phương pháp bổ sung. Mặc dù đều có nguồn gốc vi sinh vật, nhưng probiotics và postbiotics đều có các cơ chế hoạt động rất khác nhau và vì thế ứng dụng của chúng cũng rất khác nhau.
Probiotics là vi sinh vật sống mang có lợi cho sức khỏe vật chủ nếu sử dụng ở liều lượng phù hợp. Trong dinh dưỡng động vật ngày nay, hầu hết probitics dùng cho thức ăn chăn nuôi thuộc họ Bacillus vì loại vi khuẩn này tạo được bào tử chịu đựng tốt hơn trong các điều kiện chế biến thức ăn. Tuy vậy, cũng cần nhận thức rằng họ Bacillus chứa hàng nghìn, thậm chí hàng triệu chủng khác nhau và chỉ một tỉ lệ nhỏ trong số đó chứng minh được được lợi ích có thể đo được đối với năng suất vật nuôi.
Những tác dụng tích cực của probiotics mô tả trong bài viết này vì thế chỉ đề cập đến những chủng đã được chọn lọc, xác định đặc tính và giá trị thông qua nghiên cứu và thử nghiệm thực địa. Không phải tất cả các chủng Bacillus đều chứng minh tác dụng tốt và hiệu quả của một probiotics phụ thuộc rất nhiều vào chủng cụ thể được sử dụng. Ngược lại một postbiotics lại không chứa vi khuẩn sống. Nó là các sản phẩm chuyển hóa từ vi sinh vật, mảnh vỡ thành tế bào, peptides và các phân tử hoạt tính sinh học khác được tạo ra từ quá trình lên men có kiểm soát. Những hợp chất này tương tác trực tiếp với sinh lý động vật mà không cần bất kỳ vi khuẩn sống hoặc sự sao chép nào của vi khuẩn.
Hiểu rõ những khác biệt này giúp các chuyên gia dinh dưỡng lựa chọn công cụ phù hợp với mục tiêu sản xuất.
Khi Postbiotics mang lại những lợi ích rõ rệt
Postbiotics mang lại những lợi ích mà probiotics khó có thể sao chép được vì chúng không phụ thuộc vào vi sinh vật sống.
Ưu điểm đầu tiên là tốc độ tác dụng. Postbiotics đã chứa các phân tử chức năng do vi sinh vật sản sinh ra như peptide, axit hữu cơ hoặc các hợp chất điều hòa miễn dịch. Sau khi được tiêu hóa, các phân tử này tương tác ngay lập tức với môi trường đường ruột. Probiotics phải sống sót qua dạ dày, thích nghi với điều kiện đường ruột và bắt đầu hoạt động trao đổi chất trước khi sản sinh ra các hợp chất tương tự. Trong các hệ thống sản xuất nhanh như gà thịt hoặc heo con mới cai sữa, sự chậm trễ này có thể làm giảm tác động thực tế của chúng, đặc biệt khi vật nuôi mắc bệnh.
Ưu điểm thứ hai là tính ổn định nhiệt trong quá trình chế biến thức ăn. Vì postbiotics không chứa sinh vật sống, vẫn ổn định trong quá trình ép viên và bảo quản thức ăn. Probiotics có thể mất khả năng sống sót khi tiếp xúc với nhiệt độ ép viên cao. Mặc dù các chủng Bacillus có thể tạo bào tử và do đó chịu được nhiệt tốt hơn nhiều loại vi khuẩn khác, nhưng khả năng sống sót không được đảm bảo trừ khi chủng đó đã được chọn lọc và kiểm định cẩn thận ở điều kiện chế biến nhiệt độ cao.
Ưu điểm thứ ba là liều lượng hợp chất hoạt tính được đảm bảo. Postbiotics cung cấp một nồng độ xác định của các chất chuyển hóa và các phân tử hoạt tính sinh học. Ngày nay, các nhà sản xuất sở hữu những công cụ phân tích mạnh mẽ như kỹ thuật sắc ký và phân tích thành phần chuyển hóa, cho phép xác nhận sự hiện diện và đo nồng độ của các hợp chất quan trọng này trong mỗi lô sản xuất. Khác với probiotics, lượng chất chuyển hóa có lợi được tạo ra phụ thuộc vào sự phát triển của vi khuẩn và hoạt động trao đổi chất trong ruột, phụ thuộc vào thành phần thức ăn, môi trường đường ruột và sự cạnh tranh giữa các vi sinh vật.
Ưu điểm thứ tư là hoàn toàn nằm ngoài cuộc cạnh tranh vi sinh vật. Vi khuẩn probiotic phải cạnh tranh với hệ vi sinh vật sẵn có để tranh giành chất dinh dưỡng và vị trí bám dính. Trong nhiều trường hợp, đặc biệt là khi bị bệnh hoặc sau khi điều trị kháng sinh, khả năng tái thiết lập hoạt tính sinh học của probiotics bị hạn chế. Postbiotics khắc phục nhược điểm sinh học này vì hoạt động của chúng không phụ thuộc vào tính cạnh tranh chiếm chỗ của probiotics. Cuối cùng, postbiotics giúp kích thích miễn dịch có mục tiêu. Các nhà sản xuất có thể lựa chọn các chất chuyển hóa vi sinh vật cụ thể hoặc các mảnh tế bào được xác định là tương tác với các thụ thể miễn dịch trong niêm mạc ruột và kích thích các phản ứng miễn dịch bẩm sinh. Ngược lại, các chủng probiotic thường được lựa chọn dựa trên các tiêu chí như khả năng sống sót trong quá trình chế biến thức ăn, khả năng chịu được các điều kiện dạ dày và khả năng xâm chiếm đường ruột. Những tiêu chí chọn lọc này có thể loại trừ nhiều vi khuẩn tiềm năng thú vị nhưng lại không bền nhiệt độ hoặc không sống được trong môi trường ruột. Vì thế khi thiết kế postbiotics, phạm vi khám phá và phát triển các phân tử chức năng sẽ tiềm năng hơn rất nhiều so với khi chọn lọc probiotics.
Khi probiotics vẫn giữ ưu thế vượt trội
Mặc dù có những ưu điểm này, probiotics vẫn sở hữu những thế mạnh quan trọng mà postbiotics không thể sao chép được vì chúng là sinh vật sống.
Đầu tiên là khả năng sản sinh liên tục các chất chuyển hóa có lợi. Sau khi vào trong ruột, vi khuẩn probiotic có thể liên tục sản xuất axit hữu cơ, các hợp chất kháng khuẩn và các chất chuyển hóa tín hiệu. Theo nghĩa này, chúng hoạt động như những nhà máy chuyển hóa nhỏ bên trong ruột. Trong khi đó Postbiotics chỉ cung cấp một lượng chất chuyển hóa cố định và không thể tạo ra các hợp chất mới sau khi ăn.
Ưu điểm thứ hai là khả năng định hình lại hệ vi sinh vật đường ruột. Thông qua hoạt động trao đổi chất và tương tác sinh thái, probiotics có thể ảnh hưởng đến quần vi khuẩn và giúp thiết lập sự cân bằng vi khuẩn có lợi hơn. Postbiotics không thể thay đổi cấu trúc của hệ vi sinh vật theo cách này vì chúng không tự sao chép.
Probiotics cũng góp phần loại trừ cạnh tranh các mầm bệnh. Một số chủng cạnh tranh chiếm chỗ các vị trí bám dính trên niêm mạc ruột hoặc cạnh tranh chất dinh dưỡng với vi khuẩn có hại. Sự cạnh tranh sinh thái này có thể làm giảm sự xâm nhập của các mầm bệnh như E. coli hoặc Salmonella. Postbiotics không thể có các đặc điểm vi sinh vật vật lý này.
Một lợi ích khác là sản xuất các enzyme tiêu hóa. Nhiều chủng probiotic sản xuất các enzyme giúp phân cắt các thành phần thức ăn như protein hoặc carbohydrate. Những đóng góp về mặt enzym này có thể hỗ trợ quá trình tiêu hóa chất dinh dưỡng theo thời gian. Postbiotics có thể chứa các chất chuyển hóa nhưng không thể tạo ra hoạt động enzym mới trong ruột.
Lựa chọn công cụ phù hợp
Đối với các chuyên gia dinh dưỡng về heo, gia cầm và thủy sản tại Việt Nam và Thái Lan, probiotics và postbiotics nên được xem là các giải pháp bổ sung cho nhau chứ không phải là cạnh tranh lẫn nhau.
Postbiotic đặc biệt hữu ích khi cần các tác dụng chức năng nhanh chóng, ổn định và có thể dự đoán được. Chúng thường được lựa chọn và phát triển với mục tiêu sinh lý cụ thể, thường là tăng cường phản ứng miễn dịch của động vật, đặc biệt là trong giai đoạn đầu đời hoặc thời kỳ chịu áp lực bệnh tật.
Mặt khác, probiotic phù hợp hơn cho việc điều chỉnh lâu dài hệ vi sinh vật đường ruột, nơi hoạt động vi sinh vật liên tục, loại trừ mầm bệnh và đóng góp của enzyme có thể giúp ổn định chức năng đường ruột. Tuy nhiên, sự thành công của chúng phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn chủng vi khuẩn phù hợp, vì chỉ một số ít chủng Bacillus chứng minh được lợi ích nhất quán trong sản xuất chăn nuôi.
Bằng cách hiểu rõ cơ chế khác nhau của hai công cụ này, các chuyên gia dinh dưỡng động vật có thể lựa chọn chiến lược phù hợp nhất để cải thiện sức khỏe, khả năng phục hồi và năng suất của vật nuôi trong các hệ thống chăn nuôi heo, gia cầm và thủy sản.
David Serene
