Trung Quốc: Thay thế AGPs từ thức ăn

(Thế Giới Gia Cầm) – Thay vì cung cấp nguyên liệu thức ăn chăn nuôi cho thế giới, các hãng dinh dưỡng chăn nuôi ở Trung Quốc đã quyết định phá vỡ khuôn mẫu và tiếp cận phương pháp sản xuất chất thay thế kháng sinh hoàn toàn mới.

Chất kháng khuẩn trong thức ăn

Hầu hết kháng sinh dùng cho vật nuôi để kích thích tăng trưởng (AGPs) khó hấp thụ qua ruột, nhờ đó giảm thiểu dư lượng trong sản phẩm thịt động vật sau này. Nhưng nhược điểm của phần lớn các AGPs là hoạt tính kháng khuẩn hạn chế đối với các vi khuẩn gram âm như E. coli. Ðối với ngành công nghiệp thức ăn và chăn nuôi, hoạt tính chống vi khuẩn gram âm rất cần thiết.

Các chuyên gia dinh dưỡng chăn nuôi ở Trung Quốc khẳng định, tất các hợp chất phụ gia thức ăn đều có hoạt tính kháng khuẩn, nhưng không đủ để thay thế thuốc kháng sinh. Nói cách khác, mỗi chất kháng khuẩn có tác dụng ở nồng độ ức chế tối thiểu (MIC). Do đó, đặc tính chống vi khuẩn là đặc tính sinh hóa của bất kỳ hợp chất nào (nó có thể bao gồm một số chất dinh dưỡng) nhưng chính nồng độ mới là yếu tố quyết định tác dụng chống vi khuẩn.

Các hợp chất phụ gia thức ăn đều có hoạt tính kháng khuẩn

Nếu chất kháng khuẩn có cấu trúc độc đáo, thì MIC có thể rất thấp và hoạt tính kháng khuẩn mạnh. Ví dụ, axit benzoic MIC 1.000 ppm xâm nhập vào ruột sau của động vật sẽ hoạt động như một chất kháng khuẩn thích hợp. Nếu ở nồng độ khác, axit này sẽ không phát huy chức năng kháng khuẩn mặc dù nó có đặc tính này. Có thể nói, AGPs bị cấm sử dụng không phải do nguyên lý và cơ chế hoạt động của kháng sinh, mà do cơ chế phản ứng nhằm giảm tình trạng kháng kháng sinh ở người. Do đó, vẫn có thể dựa vào nguyên lý kháng khuẩn của kháng sinh để tìm ra giải pháp thay thế AGPs phù hợp.

Thay thế AGPs

Sử dụng bất kỳ chất kháng khuẩn trong thức ăn nào để thay thế AGPs đều phải tuân theo đặc tính thiết yếu, như đặc tính kháng khuẩn mạnh và phổ rộng, đặc biệt là chống lại vi khuẩn gram âm, không kháng kháng sinh, không dễ hấp thụ ở ruột sau, được công nhận an toàn (GRAS) theo tiêu chuẩn của Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA), và cuối cùng là chi phí tương đương kháng sinh.

Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy MIC trong ống nghiệm và liều lượng hiệu quả của mỗi chất phụ gia thức ăn có liên quan đến nhau. Nhìn chung, liều lượng hiệu quả của phụ gia thức ăn (ppm) gấp tối thiểu 3-5 lần (có thể lên đến 10 lần) MIC trong ống nghiệm (ppm). Ðặc tính này hiếm khi được đề cập đến nhưng là chỉ số quan trọng để phát triển giải pháp thay thế AGPs hiệu quả và kinh tế.

Trước khi sàng lọc, cần nắm rõ cơ chế hoạt động của từng chất AGPs. Ví dụ, nên thử nghiệm các hợp chất kháng khuẩn hiệu quả tương đương AGPs (E. coli, Salmonellaand Clostridium perfringens). Sau đó, thử nghiệm các chất thay thế AGPs ở liều cao hơn trên vật nuôi bị căng thẳng, như heo con cai sữa bị tiêu chảy, hoặc gà thịt nhiễm cầu trùng để đánh giá hiệu quả. Tiếp theo, sàng lọc trong các thử nghiệm ở trại nuôi thương mại.

Hơn 10 năm qua, trên 3000 hợp chất GRAS khác nhau đã được sàng lọc hoạt tính kháng khuẩn tại Trung Quốc. Kết quả về hoạt tính kháng khuẩn kết hợp với quá trình trao đổi chất và được ngoại suy dựa theo đặc tính dược lý ban đầu. Chuyên gia dinh dưỡng Trung Quốc phát hiện axit mystistic giải phóng qua đường ruột và có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng, chống lại mầm bệnh đường ruột thường gặp ở gia cầm như C. perfrigens và E. coli. Tuy nhiên, vì myristic là một axit béo chuỗi dài nên dễ hấp thu nhanh chóng trước khi đến ruột sau, từ đó phát huy đặc tính dược lý dưới dạng AGP.

Các chất chuyển hóa thứ cấp do dòng nấm sợi Aspergillus niger tạo ra có tác dụng kháng khuẩn mạnh, nhất là trong quá trình lên men ở trạng thái rắn. Aspergillus niger là dòng nấm sợi phân bố rất rộng rãi trên nhiều loại cơ chất tự nhiên và trong các sản phẩm nông nghiệp. Kết hợp các loại nấm ban đầu, chất chuyển hóa thứ cấp (ví dụ prebiotic) đã tăng hiệu suất của nấm sợi Aspergillus niger trong quá trình sản sinh protease.

Axit benzoic có tính kháng khuẩn mạnh nhất trong các axit hữu cơ tương tự. Tuy nhiên, sinh khả dụng của axit benzoic ở động vật trên 80% và chỉ một phần nhỏ đến được ruột sau. Ngoài ra, axit benzoic còn có mùi khó chịu. Tuy nhiên, axit benzoic có thể được đưa trực tiếp vào ruột sau để phát huy tác dụng chống vi khuẩn thông qua quy trình giải phóng đặc biệt mà không cần đến chất bọc phủ.

Theo Tiến sĩ Ioannis Mavromichalis, một chuyên gia tư vấn dinh dưỡng chăn nuôi thế giới, những chất kháng khuẩn trên không xa lạ nhưng Trung Quốc đã chọn cách thức độc đáo để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh, thay vì cung cấp nguyên liệu thô. Sản phẩm có hoạt động hay không còn tùy thuộc vào người dùng cuối.

Dũng Nguyên

Theo Allaboutfeed