Quản lý môi trường vi sinh vật của gia cầm bằng màng sinh học tích cực

Đảm bảo môi trường vi sinh an toàn trong toàn bộ chu trình sản xuất là điều bắt buộc

5 tháng 12 năm 2023

Lallemand

1. Vi khuẩn có ở khắp mọi nơi

Trong các tòa nhà trang trại, tất cả các bề mặt - sàn, tường, trần và thiết bị - đều bị vi sinh vật xâm chiếm chủ yếu dưới dạng màng sinh học. Những màng sinh học này có thể vô hại, tích cực hoặc thậm chí tiêu cực đối với động vật nếu chúng chứa mầm bệnh.

Trước khi một lứa vật  nuôi mới vào tòa nhà, việc vệ sinh và khử trùng là cần thiết. Tuy nhiên, các bề mặt không được giữ vô trùng. Các vi sinh vật mang theo từ môi trường vật nuôi (không khí, bụi, rác, thiết bị chuồng trại, v.v.) và từ chính động vật mới, nhanh chóng bắt đầu tái định cư trên bề mặt, hình thành màng sinh học. Những vi sinh vật này có thể là vi khuẩn không mong muốn hoặc mầm bệnh tiềm ẩn.

2. Màng sinh học là gì?

Bạn có biết rằng 90% sinh khối vi khuẩn trên Trái đất được tổ chức dưới dạng màng sinh học? Màng sinh học được định nghĩa là “một cộng đồng vi sinh vật gắn trên bề mặt” (theo Costerton và cộng sự, 1999).

Chúng tiết ra một chất nền ngoại bào bảo vệ, chất này có thể chiếm 85% sinh khối màng sinh học. Màng sinh học có thể đại diện cho các hệ sinh thái rất phức tạp đang phát triển hệ thống giao tiếp giữa tế bào với tế bào (cảm biến đại biểu). Màng sinh học có thể được hình thành bởi vi khuẩn có lợi (tức là màng sinh học dương tính) hoặc do vi khuẩn không mong muốn (tức là màng sinh học âm tính).

Mối quan tâm lớn là một số vi khuẩn gây bệnh ở dạng màng sinh học có thể kháng thuốc chống vi trùng hoặc chất khử trùng cao hơn từ 10 đến 1.000 lần so với vi khuẩn phân lập (Briandet và cộng sự, 2012, Cabeca và cộng sự, 2012).

Trong chăn nuôi, bất kỳ tòa nhà trang trại hoặc bề mặt thiết bị cho ăn nào đều chứa màng sinh học có thể là mối đe dọa tiềm tàng đối với sức khỏe động vật nếu không được quản lý tốt.

3. Khái niệm màng sinh học tích cực

Ý tưởng là đưa vi khuẩn có lợi dọc theo bề mặt và thiết bị của tòa nhà ngay sau khi làm sạch và khử trùng. Những vi khuẩn có lợi đó có thể phát triển thành màng sinh học vi khuẩn tích cực bên trong tòa nhà, tạo ra ít không gian hơn cho sự phát triển của màng sinh học tiêu cực ( Hình 1 ). Đây là khái niệm màng sinh học tích cực.

Vì vậy, có thể áp dụng một cách tiếp cận mới để quản lý an toàn sinh học, bao gồm ba bước chính:

1. Làm sạch
2. Khử trùng
3. Áp dụng vi khuẩn được chọn sẽ tạo thành màng sinh học tích cực.

Các thử nghiệm trang trại và nghiên cứu in vitro đã cho thấy tiềm năng của khái niệm mới này như một phần của hộp công cụ quản lý an toàn sinh học trang trại.

Hình 1: Sau khi làm sạch và khử trùng, việc áp dụng dung dịch màng sinh học dương tính giúp ngăn chặn sự tái xâm nhập của các vi khuẩn không mong muốn trên bề mặt tòa nhà.

Để phát triển giải pháp màng sinh học tích cực (LALFILM PRO), các chuyên gia vi sinh tại Cơ quan Dinh dưỡng Động vật Lallemand đã chọn lọc các chủng vi khuẩn cụ thể có khả năng hình thành màng sinh học và nhanh chóng chiếm giữ bề mặt trang trại.

Màng sinh học tích cực được hình thành bởi vi khuẩn được chọn lọc nhanh chóng chiếm không gian trên bề mặt trang trại. Thử nghiệm in vitro cho thấy độ che phủ bề mặt 90% sau 12 giờ ( Hình 2 ), để lại ít chỗ cho vi khuẩn không mong muốn hơn.

Hình 2: Sự phát triển LALFILM PRO theo thời gian thực theo thời gian với kính hiển vi quét laser đồng tiêu (Nguồn: INRA-LALLEMAND). Lúc 12h, hình thái màng sinh học dương tính phẳng, đồng nhất, dày và kết dính. Nó trưởng thành, hiệu quả và sẵn sàng cho động vật xâm nhập.

Các vi khuẩn được chọn được tạo thành một hỗn hợp kết dính cụ thể có thể phun trên cả bề mặt thẳng đứng và nằm ngang.

4. Ứng dụng trong chăn nuôi gà thịt

Ở các trang trại gia cầm, một số biện pháp an toàn sinh học nội bộ được áp dụng như vệ sinh, khử trùng và áp dụng các biện pháp vệ sinh. Mỗi bước này đều tác động đến mức độ áp lực lây nhiễm trước khi gia cầm mới vào chuồng. Việc triển khai màng sinh học vi khuẩn tích cực trong chuồng trước khi động vật đến và trong chuồng là một lợi ích thực sự bổ sung ngoài các quy trình này.

Một thử nghiệm thương mại đã được tiến hành tại một chuồng gà thịt ở Pháp. LALFILM PRO được sử dụng với liều lượng khuyến cáo cho chuồng nuôi gia cầm (tương ứng 0,2 g sản phẩm/m ² bề mặt sàn, theo cách tính liều lượng cụ thể tùy theo loại công trình), 1 ngày trước khi gia súc vào và sau 15 ngày. ngày chăn nuôi để củng cố sự hiện diện của vi khuẩn có lợi trong lứa. Các bề mặt trung chuyển được lấy mẫu để phân tích vi sinh vật.

• Người ta đã chứng minh rằng việc áp dụng LALFILM PRO đã dẫn đến việc tạo ra màng sinh học vi khuẩn dương tính (sự gia tăng đáng kể quần thể Bacillus spp .) (Hình 3) .
• Kết quả là, trong các tòa nhà áp dụng LALFILM PRO, tổng tổn thất (loại bỏ + tỷ lệ chết) đã giảm 21% so với các tòa nhà đối chứng.
• Bằng cách tạo ra màng sinh học tích cực, LALFILM PRO giúp cải thiện môi trường vi sinh vật để sản xuất an toàn trong chuồng gia cầm, thể hiện qua việc giảm tỷ lệ tử vong và tỷ lệ loại bỏ.

Hình 3: Sự phát triển của quần thể vi khuẩn có lợi trong môi trường gà thịt - Ngày 0 tương ứng với sự xâm nhập của gà. (Dinh dưỡng động vật Lallemand, Dữ liệu nội bộ, Trang trại thương mại, Pháp, 2017).

5. Một khái niệm được hỗ trợ khoa học

Một nghiên cứu in vitro bên ngoài đã được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Dịch tễ học Phân tử (LEPIMOL), Trường Thú y, Đại học Liên bang Uberlandia, Uberlandia, MG, Brazil, để nghiên cứu tác dụng của LALFILM PRO đối với sự tái tổ hợp của các vi sinh vật khác nhau đáng lo ngại ở gia cầm nông nghiệp (Monteiro và cộng sự, 2021).

Salmonella Gallinarum (SG), Campylobacter jejuni , Salmonella Heidelberg (SH) và tụ cầu vàng kháng methicillin (MRSA) đã được thử nghiệm trên các bề mặt khác nhau. Khả năng tồn tại của SH, SG và MRSA được đánh giá trên bề mặt polystyrene (tấm vi mô) và trên dăm gỗ (chất độn hữu cơ đã được khử trùng từ trang trại gà), để mô phỏng các bề mặt đã được khử trùng và chất độn chuồng sạch được tìm thấy trước khi động vật vào tòa nhà.

Trong nghiên cứu này, LALFILM PRO được phun lên các bề mặt sạch và đã khử trùng với nồng độ 0,1 g/m ² , và 24 giờ sau, các bề mặt đó được cấy một loại vi sinh vật.

• Hai loài Salmonella được thử nghiệm có mức tăng trưởng hạn chế trong mọi điều kiện môi trường được tiêm LALFILM PRO trước đó. Sự khác biệt đáng kể đã được quan sát thấy từ 24 giờ sau khi tiêm chủng đối với tất cả các điều kiện ngoại trừ chất nền hữu cơ đối với S. gallinarum trong đó sự khác biệt đáng kể được thể hiện ở 48 giờ.
• MRSA có mức tăng trưởng hạn chế trong mọi điều kiện môi trường được tiêm LALFILM PRO trước đó. Ngay sau 24 giờ sau khi bổ sung, sự phát triển của MRSA đã giảm đáng kể 3,5 log trên bề mặt polystyrene và 1,3 log trên chất độn chuồng hữu cơ.
• Campylobacter jejuni chỉ được thử nghiệm trên bề mặt polystyrene. Nó đã hạn chế đáng kể sự phát triển trên bề mặt polystyrene đã được tiêm LALFILM PRO trước đó trong 48 giờ. Thật vậy, 48 giờ sau khi bổ sung, mức tăng trưởng của Campylobacter jejuni thấp hơn đáng kể 1,4 log.
• Sự xâm nhập của vi khuẩn được thử nghiệm bị hạn chế trong mọi điều kiện môi trường khi được tiêm LALFILM PRO trước đó. Kết quả từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm này cho thấy màng sinh học dương tính do LALFILM PRO tạo ra là một công cụ hiệu quả giúp giảm sự tái tập trung của các vi khuẩn không mong muốn trên bề mặt.

Hình 4: Ảnh hưởng của LALFILM PRO đến sự phát triển SH và SG trên các vật liệu khác nhau. (Monteiro và cộng sự, 2021)

Một nghiên cứu in vitro bên ngoài khác do INRA Micalis (Paris) thực hiện cho phép các nhà khoa học hình dung được sự tương tác giữa màng sinh học dương tính LALFILM PRO và các vi sinh vật khác nhau ( trong trường hợp này là Staphylococcus aureus HG003, Listeria monocytogenes LO28, Escherichia coli SS2 và Escherichia coli 977). Các màng sính học (?) (Coupons) được gép LALFILM PRO hoặc chỉ chủng vi sinh vật được thử nghiệm (đối chứng). 24 giờ sau, các vi sinh vật được thử nghiệm đã được thêm lên trên màng sinh học LALFILM PRO. Hình 5 cho thấy một ví dụ về trực quan hóa màng sinh học tích cực và tiêu cực.

Hình 5: Trình bày sự tương tác của LALFILM PRO với S.aureus. a) Riêng màng sinh học LALFILM PRO; b) Riêng màng sinh học S.ureus; c) màng sinh học hỗn hợp LALFILM PRO (màu xanh lá cây) và S. vàng (màu đỏ); d) chỉ hiển thị S. Aureus trong màng sinh học hỗn hợp của LALFILM PRO và S. Aureus. (INRA Mialis, báo cáo nội bộ, 2019).

6. Phần kết luận

Các biện pháp an toàn sinh học của trang trại gia cầm - bao gồm làm sạch, khử trùng và áp dụng các biện pháp vệ sinh - tác động đến mức độ áp lực lây nhiễm trước khi gia súc mới vào chuồng. Việc tích hợp phương pháp màng sinh học tích cực được chứng minh là một công cụ hiệu quả để bổ sung cho các biện pháp này. Nó giúp cải thiện môi trường vi sinh vật sau bước khử trùng và trong suốt mẻ sản xuất.

Trong bối cảnh sức khỏe ngày nay, việc đảm bảo môi trường vi sinh vật an toàn trong toàn bộ chu trình sản xuất là điều bắt buộc và các phương pháp tiếp cận mới về an toàn sinh học kết hợp khử trùng và phương pháp quản lý hệ sinh thái vi sinh vật có đạo đức là rất hứa hẹn.

Bạn có muốn biết thêm về màng sinh học tích cực và tầm quan trọng của chúng trong việc xây dựng trang trại không?

Để tìm hiểu thêm về LALFILM PRO, hãy tham khảo trang web của chúng tôi: https://lallemandanimalnutrition.com/en/europe/products/lalfilm-pro

Tác giả

Monteiro GP, Rossi DA, Valadares Jr EC, Peres PABM, Braz RF, Notário FO, Gomes MM, Silva RR, Carrijo KF, Fonseca BB; Vi khuẩn Lactic và Bacillus Sp. Màng sinh học có thể làm giảm khả năng tồn tại của Salmonella Gallinarum, Salmonella Heidelberg, Campylobacter Jejuni và Staphylococcus Aureus kháng Methicillin trên các chất nền khác nhau; Braz. J. Poult. Khoa học. 23 (02); 2021; https://doi.org/10.1590/1806-9061-2020-1408

 

Võ Văn Sự dịch. Lallemand. 5 December 2023. Managing birds' microbial environment with positive biofilms. https://www.thepoultrysite.com/articles/managing-birds-microbial-environment-with-positive-biofilms