Ảnh hƯỞng cỦa probiotics/prebiotics ĐẾn sỨc khỎe vÀ …vcn.org.vn/images/files/tạp...

NGUYỄN THÀNH TRUNG. Ảnh hưởng của probiotics/prebiotics đến sức khỏe và khả năng sản xuất của bò

2

ẢNH HƯỞNG CỦA PROBIOTICS/PREBIOTICS ĐẾN SỨC KHỎE

VÀ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CỦA BÒ

Nguyễn Thành Trung

Bộ môn Môi trường chăn nuôi - Viện Chăn nuôi

Tác giả liên hệ: Nguyễn Thành Trung; Điện thoại: 096 2011 497; Email: [email protected]

TÓM TẮT

Probiotics/Prebiotics có khả năng điều chỉnh sự cân bằng và hoạt động của vi sinh trong đường tiêu hóa, và do

đó được xem như có lợi cho vật chủ và đã được sử dụng như thực phẩm chức năng. Nhiều nhân tố, như khẩu

phần và chăm sóc nuôi dưỡng, đã cho thấy ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và hoạt động của hệ vi sinh vật

đường ruột ở vật nuôi. Các nghiên cứu trước đây cho thấy tiềm năng của probiotics và prebiotics trong dinh

dưỡng gia súc, gia cầm; tuy nhiên, hiệu quả của chúng thường biến động và không chắc chắn, có thể một phần

bởi vì cơ năng của hệ vi sinh đường ruột không được xem xét. Trong trường hợp stress, bổ sung trực tiếp vi sinh

vật có thể được áp dụng để hạn chế nguy cơ ỉa chảy nghiêm trọng gây ra bởi sự bất ổn của môi trường bình

thường của đường ruột. Ích lợi của việc bổ sung prebiotics có thể là nhỏ ở bê khỏe mạnh, ở nó hệ vi sinh đường

ruột ổn định. Tuy nhiên, các chủng vi sinh probiotic được sử dụng với mục đích cải thiện hiệu quả của dạ cỏ

bằng cách thay đổi phương thức lên men vi sinh vật. Tổng quan này chủ yếu tập trung vào lợi ích của việc bổ

sung probiotics/prebiotics đến hệ vi sinh vật dạ cỏ, việc này ảnh hưởng sâu sắc đến dinh dưỡng và sức khỏe vật

nuôi.

Từ khóa: dạ cỏ, đường tiêu hóa, nấm men, oligosaccharide

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ vi sinh vật đường ruột gồm có ít nhất hơn một nghìn chủng khác nhau trong đường ruột

của người (Dave và cs., 2012; Zoetendal và cs., 2008), có ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng

của vật chủ, bao gồm năng lượng ăn vào, vận chuyển, chuyển hóa và dự trữ. Ở gia súc nhai

lại, một lượng lớn năng lượng chuyển hóa từ polysaccharides thức ăn không thể được tiêu hóa

bởi vật chủ do chức năng của hệ vi sinh trong dạ cỏ; tuy nhiên, quá trình này phụ thuộc vào cơ

cấu hệ vi sinh vật cư trú trong dạ cỏ. Các nhân tố ngẫu nhiên và môi trường như thành phần

khẩu phần, hoạt động cho ăn, và quản lý chăm sóc cho thấy đã ảnh hưởng đáng kể đến thành

phần và chức năng của hệ vi sinh vật trong vật nuôi (Zoetendal và cs., 2004).

Phần lớn hệ vi sinh vật đường ruột được chia thành hai ngành vi sinh, Bacteroidetes và

Firmicutes (Abnous và cs., 2009; Karlsson và cs., 2011; Uyeno và cs., 2008). Nói cách khác,

ngành khác nhau có các tổ/nhóm trong mỗi hệ vi sinh, phụ thuộc vào loài vật nuôi. Do đó, hệ

vi sinh vật đường ruột là đặc trưng riêng giữa các loài vật nuôi, các loài vật nuôi cần hệ vi

sinh khác nhau để chuyển hóa hiệu quả thức ăn của chúng thành năng lượng. Nhóm vi sinh

vật đường ruột chủ yếu ở bò đã được xác định là nhóm được định rõ (chủ yếu là chi hoặc

giống) chiếm tới 90% của toàn bộ hệ vi sinh (Uyeno và cs., 2010a; Uyeno và cs., 2010b). Tuy

nhiên, một phần nhất định của hệ vi sinh vật đường ruột vẫn chưa được xác định do không thể

biết hết cấu trúc hệ vi sinh trong hệ sinh thái đường ruột bởi vì nhiều trình tự của gene 16S

rRNA phát hiện trong mẫu phân có nguồn gốc từ những loại chưa biết (có nghĩa là chưa được

phát hiện trước đó trong hệ vi sinh vật đường ruột) (Favier và cs., 2002). Trong khi hệ sinh

thái đường ruột (đặc biệt ở người) được biết đến là có tỷ lệ vi sinh vật đã được nuôi cấy (Dewi

Puspita và cs., 2012), các nghiên cứu tiến hành thêm là cần thiết để khám phá thêm hệ vi sinh

chưa được biết đến đang tồn tại rộng khắp trong hệ đường ruột.

VIỆN CHĂN NUÔI – Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi – Số 104. Tháng 10/2019

3

Khái niệm "probiotics" được định nghĩa bởi FAO/WHO là "các vi sinh vật khi được cung cấp

với số lượng đủ lớn sẽ mang lại lợi ích về sức khỏe cho vật chủ" (Fuller, 1989). Một vài

chủng vi khuẩn acid lactic (LAB), các loài thuộc chủng Lactobacillus, Bifidobacterium, và

Enterococcus, được xem như có lợi cho vật chủ và do đó được coi như probiotics và đã được

bổ sung vào một vài thực phẩm chức năng. Probiotics có khả năng tăng cường sức khỏe của

đường ruột bằng cách kích thích sự phát triển của hệ vi sinh khỏe mạnh (chiếm ưu thế bởi vi

khuẩn có lợi), hạn chế mầm bệnh từ đường ruột, tăng khả năng tiêu hóa, giảm pH, và tăng khả

năng miễn dịch niêm mạc ruột. Điều quan trọng của việc bổ sung vi sinh là không làm xáo

trộn quần thể vi sinh vật đã có trong hệ tiêu hóa, hệ vi sinh này đã thích nghi với môi trường

đó để hoạt động và sinh tồn với vật chủ. Hơn nữa, có một số yêu cầu với vi khuẩn có lợi để

thích nghi với đường ruột của một loài vật nuôi, ví dụ, chịu được với acid mật và thích ứng

với niêm mạc ruột và glycoproteins. Tình trạng trong dạ cỏ tương tự, vi sinh vật bổ sung phải

tìm thấy nơi phù hợp để tồn tại, như là biểu mô, dịch dạ cỏ, hoặc thức ăn thô, và cố gắng ảnh

hưởng đến sức khỏe của vật chủ, như là loại bỏ các phân tử độc hại và tiêu hóa các

carbohydrates mạch dài.

Prebiotics là các thành phần thức ăn không thể tiêu hóa được, khi được đưa vào vật chủ với số

lượng đủ lớn, sẽ kích thích có chọn lọc sự phát triển hoặc hoạt động của một hoặc một số

lượng hạn chế vi sinh vật trong đường ruột. Tác động của việc bổ sung probiotics bằng cách

uống (trong trường hợp này, gọi là cộng sinh) và vi khuẩn nội tại có lợi trong đường ruột có

thể tăng lên bằng cách phối hợp với prebiotics (Gibson và cs., 2004). Prebiotics được sử dụng

phổ biến nhất để tăng hiệu quả sức khỏe là carbohydrate substrates, như là oligosaccharides

hoặc xơ ăn được có tỷ lệ tiêu hóa thấp.

Nghiên cứu về probiotics và prebiotics đã phát triển khi sự hợp tác phát triển nghiên cứu chủ

yếu giữa lĩnh vực thức ăn thực phẩm và thuốc, dược phẩm. Cũng có một số nghiên cứu ứng

dụng cho bò; tuy nhiên, một vài nghiên cứu thảo luận kết hợp với động lực vốn có của vi sinh

vật. Bài tổng quan này khám phá việc sử dụng tốt hơn probiotics và prebiotics để cải thiện

năng suất gia súc nhai lại bằng cách thảo luận tác động có thể của việc bổ sung probiotics và

prebiotics đến hệ vi sinh vật đặc trưng trong đường ruột gia súc nhai lại.

NỘI DUNG

Cấu trúc hệ vi sinh vật đường ruột ở bò

Gia súc nhai lại mới sinh đặc trưng ở chỗ, khi sinh, chúng là hai loại động vật khác nhau về

mặt sinh lý và chức năng khi xem xét hệ tiêu hóa (Heinrichs và Lesmeister, 2005). Đường

ruột của bê mới sinh là vô trùng, và sự xâm chiếm của vi sinh vật vào đường ruột bắt đầu

ngay sau khi sinh. Sau đó, hệ vi sinh phức tạp và mạnh mẽ với mật độ dày đặc vi sinh vật

sống được thiết lập ở ruột lớn khi vật nuôi phát triển cho đến trưởng thành (Stewart và cs.,

1988). Đánh giá bằng phương pháp phân tích phân tử hệ vi sinh đường ruột của bê cho thấy

hệ vi sinh thay đổi mạnh mẽ trong 12 tuần đầu của con vật sau khi sinh (Uyeno và cs., 2010a).

Ví dụ, nhóm vi sinh vật được tìm thấy khi gia súc còn rất non (ít hơn 3 tuần tuổi) là nhóm vi

khuẩn được tìm thấy chủ yếu ở phân của người (Bacteroides Prevotella, nhóm Clostridium

coccoides-Eubacterium rectale, Faecali bacterium, và Atopobium) (Harmsen và cs., 2002;

Sghir và cs., 2000; Uyeno và cs., 2008). Nhóm Bacteroides-Prevotella và C. coccoides-E.

rectale chiếm phần lớn hệ vi sinh (khoảng 50-70% trong tổng số) trong suốt 12 tuần đầu sau


4

sinh, trong khi đó số lượng của Atopobium, Faecalibacterium, và một số vi khuẩn probiotics

(như chủng Lactobacillus và Bifidobacterium) giảm khi con vật lớn dần. Ví dụ điển hình là,

một nhóm vi khuẩn dạ cỏ không nuôi cấy cũng như Ruminococcus flavefaciens và

Fibrobacter nổi lên ở mức có thể phát hiện được (1-2%) trong mẫu phân sau khi sinh. Sự thay

đổi về quần thể vi sinh vật đường ruột của bê phù hợp với sự phát triển trao đổi chất và sinh lý

của đường ruột (Dehority, 2003). Sẽ thảo luận sau, sự biến động và chưa trưởng thành của hệ

vi sinh vật đường ruột sẽ phải đối mặt với sự thay đổi đột ngột trong khẩu phần ăn, nó dẫn đến

tăng tính mẫn cảm của gia súc non đến sự xâm nhập của mầm bệnh và hậu quả là bệnh ỉa chảy

và hô hấp.

Cộng đồng vi khuẩn đường ruột liên quan đến lên men và tiêu hóa các polymer thực vật, điều

này đặc biệt quan trọng ở gia súc ăn cỏ trưởng thành. Động vật nhai lại chứa một cộng đồng

vi khuẩn đa dạng bao gồm một loạt các vi khuẩn kỵ khí trong dạ cỏ, nó tạo nên một cấu trúc

cộng đồng khác từ tập đoàn hiếu khí cho sự tiêu hóa chất xơ (Fathallh Eida và cs., 2012). Các

tập đoàn vi sinh đó tương tác lẫn nhau và tham gia vào quá trình tiêu hóa xơ thực vật có hệ

thống, xơ thực vật đó được chúng tiêu hóa kỵ khí thành các sản phẩm cuối cùng, lần lượt,

được sử dụng như nguồn năng lượng bởi vật chủ (Russell và Rychlik, 2001). Đặc điểm vi

sinh, chức năng, và mối quan tâm hiện nay liên quan đến rối loạn chức năng ở hai phần tương

ứng (dạ cỏ và phần ruột phía dưới) ở bò được tổng hợp trong Bảng 1. Mặc dù chức năng

chính khác nhau giữa các phần, cộng đồng vi khuẩn ở dạ cỏ có thể ảnh hưởng đến cộng đồng

vi khuẩn ở ruột non.

Bảng 1. Đặc điểm vi sinh vật đường ruột ở bò và mối quan hệ với sức khỏe

và khả năng sản xuất

Dạ cỏ Ruột

Nhóm vi sinh

vật chính

Bacteroidetes

Firmicutes

Fibrobacter

Archaea

Các chủng Protozoa

Ở bê trước cai sữa:

Bacteroidetes

Firmicutes

Atopobium

Bifidobacteria

ở bê sau cai sữa hoặc bò:

Bacteroidetes

Firmicutes (bao gồm các

nhóm không nuôi cấy)

Fibrobacter

Chức năng

chính

Liên quan đến dinh dưỡng vật chủ (tiêu hóa

thức ăn xơ và lên men yếm khí thành các acid

béo mạch ngắn-là nguồn năng lượng cho vật

chủ; tổng hợp protein vi sinh vật)

Phản ứng miễn dịch

Tiêu hóa polymers

Vi sinh gây

rối loạn chức

năng

Vi sinh vật sinh tổng hợp lactate quá mức, dẫn

đến giảm pH dạ cỏ và hậu quả là bệnh acid dạ

cỏ

Giảm hoạt động vi sinh vật bởi mất cân bằng

dinh dưỡng, dẫn đến giảm hiệu quả sử dụng

protein khẩu phần

Gây bệnh bởi các vi sinh

vật có hại, như E. coli và

Salmonella


5

Có nhiều tác nhân, ví dụ như khẩu phần ăn và hạn chế trong quản lý, có thể ảnh hưởng mạnh

mẽ đến cấu trúc và hoạt động của cộng đồng vi sinh đó, đôi khi dẫn tới ảnh hưởng sức khỏe

và khả năng sản xuất của gia súc (Dehority, 2003). Ví dụ, bệnh acid dạ cỏ cấp tính (sub-acute

ruminal acidosis - SARA) được thừa nhận rõ ràng là rối loạn chức năng tiêu hóa, nó tiến triển

thành vấn đề sức khỏe gia súc. Sự thay đổi cộng đồng vi sinh kết hợp với SARA ở bò sữa đã

được kiểm soát bằng cách sử dụng phương pháp chuẩn đoán đa hình đoạn giới hạn đoạn cuối

(T-RFLP) của gen 16S rRNA và phương pháp real-time PCR (Khafipour và cs., 2009). Cấu

trúc quần thể vi sinh dạ cỏ khác nhau giữa bệnh acid dạ cỏ cấp tính gây ra bởi thức ăn tinh và

thức ăn thô được quan sát thấy, thậm trí điều kiện lên men dạ cỏ như nhau. Sự tìm ra phương

pháp phân tích T-RFLP cho thấy rằng phần lớn chiếm ưu thế chuyển đổi trong bệnh acid dạ

cỏ cấp tính giảm ở số lượng vi khuẩn Bacteroidetes gram âm. Do các phản ứng viêm có thể

được quy cho một phần là do lipopolysacarit được giải phóng bởi các tế bào chết của vi khuẩn

gram âm (Lettat và cs., 2012; Plaizier và cs., 2012), sự thay đổi quan sát thấy ở số lượng

Bacteroidetes đáp ứng với bệnh acid dạ cỏ cấp tính là hợp lý. Tiềm năng vi sinh và các nhân

tố sinh lý thúc đẩy bệnh acid dạ cỏ cấp tính bằng cách tăng tính thấm biểu mô của

lipopolysacarit chưa được xác định. Hơn nữa, việc lượng mỡ cơ thể tích lũy quá nhiều của bò

sữa là nhân tố rủi ro chính cho các vấn đề về quá trình trao đổi chất, nhiễm trùng, tiêu hóa và

sinh sản (Schröder và Staufenbiel, 2006). Tuy nhiên, hệ thống lên men hiệu quả trong dạ cỏ

bò sữa là đáp ứng hàng đầu cho việc chuyển hóa và tích lũy năng lượng, trong khi đó quần thể

vi sinh cư trú ở đó được đóng góp chủ yếu cho sự thu hoạch năng lượng và trao đổi chất ở

người (Dave và cs., 2012; Kameyama và Itoh, 2014; Ley và cs., 2006). Điều này cho thấy tầm

quan trọng của việc kiểm soát lên men vi sinh dạ cỏ, mặc dù chức năng dạ cỏ không liên quan

trực tiếp đến tích lũy mỡ của cơ thể.

Hiện trạng áp dụng probiotics ở bê

Ở gia súc nhai lại khi còn non, probiotics như LAB hoặc các loài Bacillus thường cư trú ở

phần ruột bên dưới và đóng vai trò quan trọng cho việc ổn định quần thể vi sinh vật đường

ruột và giảm nguy cơ xâm nhiễm của mầm bệnh. LAB là probitics được biến đến nhiều dùng

bổ sung cho bê, và được xem như có thể sử dụng thường xuyên cho việc nuôi dưỡng. Các

nghiên cứu trước đây cho thấy ảnh hưởng có lợi của các sản phẩm đó trong việc cân bằng

quần thể vi sinh đường ruột cũng như trong dinh dưỡng động vật và sức khỏe (Bảng 2). Ỉa

chảy là bệnh chủ yếu và là nguyên nhân gây chết chính ở bê trong giai đoạn đầu đời (Cowles

và cs., 2006; Hill và cs., 2005); do đó, ngăn chặn bệnh này là việc quan trọng để thúc đẩy tăng

khối lượng của bê (Servin, 2004; Timmerman và cs., 2005). Liệu pháp kháng sinh đã được áp

dụng để duy trì tăng khối lượng và chữa trị bệnh ỉa chảy ở bê. Tuy nhiên, vấn đề băn khoăn về

an toàn liên quan đến nguy cơ kháng kháng sinh do việc thải kháng sinh ra môi trường và tồn

dư trong sản phẩm động vật (Martínez-Vaz và cs., 2014; Yamamoto và cs., 2014), chất bổ

sung là probiotics đã được sử dụng như là chất thay thế kháng sinh nhằm tăng cường sức khỏe

vật nuôi và cải thiện năng suất (Allen và cs., 2013; Berge và cs., 2009). Mặc dù việc sử dụng

probiotics cho vật nuôi liên quan đến hiệu quả ở một số nhóm riêng biệt (mầm bệnh) ở trong

hệ vi sinh đường ruột (Gaggìa và cs., 2010; Servin, 2004; Timmerman và cs., 2005), chúng

tương tác với toàn bộ cộng đồng vi sinh trong đường ruột như thế nào cho đến nay vẫn chưa

được biết rõ ràng. Như đã thảo luận ở trên, số lượng lactobacilli và bifidobacteria cho thấy

giảm đi trong hệ vi sinh đường ruột trong những giai đoạn đầu đời của bò (Uyeno và cs.,

2010a). Tối ưu hóa việc tiếp nhận vi sinh được xem như có lợi cho việc chăm sóc nuôi dưỡng


6

bê khỏe mạnh bởi vì nó tăng số lượng vi sinh vật có lợi đó. Việc bổ sung vi sinh vật cùng với

thức ăn từ khi sinh theo cách phòng bệnh cho phép kết hợp và thiết lập các chủng probiotic

cùng với vi sinh vật có lợi của bê. Hơn nữa, sự có mặt sớm của LAB trong hệ sinh thái đường

ruột có thể làm giảm sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh vào niêm mạc đường ruột (Isolauri

và cs., 2001). Việc bổ sung ổn định các loài Lactobacillus cho thấy giúp cải thiện tăng khối

lượng và hạn chế suy giảm miễn dịch ở bê (Al-Saiady, 2010); tuy nhiên, một số nghiên cứu

cho thấy hiệu quả sử dụng không rõ ràng (Bảng 2). Hiệu quả của các chủng probiotics có thể

thay đổi tùy theo điều kiện chăn nuôi có tốt hay không bởi vì, trong các nghiên cứu trước đây,

ảnh hưởng của probiotics là đáng kể khi bê trong nhóm đối chứng (không bổ sung probiotics)

ít khỏe mạnh hơn, được phát hiện qua việc ỉa chảy hoặc nhiệt độ trực tràng (Bayatkouhsar và

cs., 2013; Timmerman và cs., 2005). Trong điều kiện stress, bổ sung cho ăn trực tiếp vi sinh

vật có lợi có thể được áp dụng để giảm nguy cơ hoặc việc ỉa chảy nghiêm trọng gây ra bởi

việc phá vỡ tính ổn định trong môi trường đường ruột. Việc hiểu rõ hơn làm sao các nhóm

lactobacilli và bifidobacteria ức chế được vi khuẩn gây bệnh, bằng cách đối kháng chống lại

tác nhân gây bệnh và / hoặc điều chỉnh các phản ứng miễn dịch đối với nhiễm trùng là cần

thiết (Al-Saiady, 2010; Servin, 2004).

Bảng 2. Các nghiên cứu sử dụng probiotic/prebiotics cho bò

Mục đích và loại sử

dụnga

Ảnh hưởng đến

Lưu ý Tài liệu tham

khảo Tăng

khối

lượng

Hiệu

quả sử

dụng

thức ăn

Sức

khỏe

Probiotics (cho bò

cái tơ):

Nấm men nuôi cấy

Không

đánh

giá

Có Không (Lascano và

Heinrichs, 2009)

Nấm men nuôi cấy Không Không Có (Moya và cs.,

2009)

Probiotics (cho bê):

Nấm men nuôi cấy Có Không Không (Lesmeister và

cs., 2004)

MSPB hoặc CSPB Có Có Có

Ảnh hưởng được xác định

khi kết quả của 4 nghiên cứu

được tập hợp lại

(Timmerman và

cs., 2005)

MSPB Có Không

Không

đánh

giá

Hai hỗn hợp được đánh giá,

một loại probiotic thương

mại và một loại được sản

xuất trong phòng thí nghiệm

(Bayatkouhsar

và cs., 2013)

Lactobacillus

caseissp. casei Có Không Có

(Hasunuma và

cs., 2011)


7

Mục đích và loại sử

dụnga

Ảnh hưởng đến

Lưu ý Tài liệu tham

khảo Tăng

khối

lượng

Hiệu

quả sử

dụng

thức ăn

Sức

khỏe

MSPBb Có Không Có

(Frizzo và cs.,

2010)

MSPBb Không Không Không

(Frizzo và cs.,

2011 )

Prebiotics (cho bê):

FOS Không Không Có (Quigley và cs.,

2002)

FOS (mạch ngắn) Không Có

Không

đánh

giá

(Grand và cs.,

2013)

MOS Không Không Có (Heinrichs và

cs., 2003)

MOS Không Không Không (Terré và cs.,

2007)

MOS Không Có Có Sử dụng bê lai (Ghosh và

Mehla, 2012)

Cellooligosaccharide Không Không Có (Hasunuma và

cs., 2011)

Sản phẩm thương

mạic

Không Không Không (Heinrichs và

cs., 2009)

Sản phẩm thương

mạic

Không Không Không

Số lượng lactobacilli đếm

được trong phân nhiều hơn

và số lượng bifidobacteria

cao hơn một chút ở nhóm bổ

sung prebiotics

(Quezada-

Mendoza và

cs., 2011)

Ghi chú: a

MSPB, probiotic đa chủng vi sinh; CSPB, probiotic riêng cho bò; MOS, mannan-oligosaccharides.

b Hỗn hợp Lactobacillus caseisubsp. casei, Lactobacillus salivarius, và Pediococcus acidilactici.

c Nguồn gốc từ nuôi cấy tế bào tự do của chủng Propionibacterium freudenreichii.

Hiện trạng áp dụng prebiotics ở bê

Một vài loại oligosaccharides (cacbonhydrat mạch dài) được đề xuất có chức năng cụ thể

ở bê. Mannan oligosaccharides (MOS) là đường đa mannose, được xem như ngăn chặn sự

xâm nhập của vi khẩn gây bệnh trong đường ruột. Một nghiên cứu trước đây cho thấy việc

chuyển fructooligosaccharides (FOS) kết hợp với huyết thanh bò phun sấy khô cho bê

giúp giảm nguy cơ và mức độ nghiêm trọng của việc xâm nhập bệnh (Quigley và cs.,

2002). Nó đã cho thấy rằng đường này hạn chế sự xâm nhập của Enterobacteriaceae, đáng

chú ý nhất là Escherichia coli và Salmonella, vào biểu mô ruột (Benyacoub và cs., 2008;


8

Hartemink và cs., 1997). Galactosyl-lactose (GL) là một trisaccharide (galactose cộng với

lactose), chất này được tạo thành bằng cách xử lý enzyme của váng sữa với beta-

galactosidase. Bổ sung GL vào sữa thay thế (MR) cải thiện tăng khối lượng và sức khỏe

của bê sữa (Quigley và cs., 1997). Bổ sung MOS, FOS, và GL có thể cải thiện tăng khối

lượng của bê ở giai đoạn trước và sau cai sữa; tuy nhiên, thay đổi các hoạt động của quá

trình lên men vi sinh vật bằng những loại đường này chưa được kiểm tra chi tiết. Thêm

vào đó, tương tự như với probiotics, những ích lợi thấy được của prebiotics dường như

không đáng kể khi bê khỏe mạnh (Heinrichs và cs., 2009). Như đã trình bày trong Bảng 2,

phần lớn prebiotics không thể hiện hiệu quả có lợi rõ ràng (tăng khối lượng, hiệu quả sử

dụng thức ăn, hoặc sức khỏe) hơn so với probiotics.

Chúng tôi trước đây đã đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung cellooligosacchar ide (CE),

nó là sản phẩm oligosaccharide thương mại có sẵn có chứa đường glucose với các liên kết

beta-1-4, đến khả năng sản xuất và hệ sinh thái đường ruột ở bê Holstein ăn sữa thay thế

hoặc sữa nguyên (Uyeno và cs., 2013). Không có sự khác biệt ở thành phần hệ vi sinh vật

trong phân hoặc profiles acid hữu cơ trong nhóm ăn sữa thay thế. Tuy nhiên, việc bổ sung

làm thay đổi một cách hiệu quả quần thể vi sinh vật của bê khi bổ sung cùng với sữa

nguyên kem bởi vì tỷ lệ của nhóm C. coccoides–E. rectale cao hơn ở nhóm bê được bổ

sung sữa nguyên kem. Từ kết quả này, loại thức ăn lỏng (MR hoặc sữa nguyên kem) với

bê trước cai sữa có thể chịu trách nhiệm cho sự đáp ứng khác nhau với khẩu phần ăn CE.

Tóm lại, bổ sung CE đã không ảnh hưởng đến sự duy trì mật độ của chủng Lactobacillus

và Bifidobacterium ở trong phần dạ dày lớn của bê trước cai sữa. CE được xem xét sử

dụng bởi các loài vi khuẩn cư trú trong ruột non của bê, dẫn đến làm tăng số lượng vi

khuẩn thuộc chủng C. coccoides–E. rectale sản sinh acid butyric (Duncan và cs., 2004;

Louis và Flint, 2009). Nồng độ butyrate trong phân cũng cao hơn ở thời điểm đó cùng với

giá trị đó như nguồn năng lượng, butyrate cũng liên quan đến sinh trưởng và sự khác nhau

của tế bào đường ruột ở dạ dày lớn, do đó cải thiện cấu trúc của biểu mô đường ruột

(Pryde và cs., 2002) và làm tăng hiệu quả tiêu hóa và hấp thu, điều này có thể đóng góp

cho khả năng vượt trội về thu nhận dinh dưỡng (Neish, 2009). CE được bổ sung với thức

ăn lỏng (sữa hoặc MR hoàn nguyên) có thể đi tới phần ruột dưới thông qua ống thông thực

quản (Heinrichs và Lesmeister, 2005), và mang lại ảnh hưởng của prebiotic bằng cách sử

dụng cơ chế tương tự như ở vật nuôi dạ dày đơn.

Một thí nghiệm in vivo cho thấy rằng bổ sung CE cải thiện tăng khối lượng và hiệu quả sử

dụng thức ăn ở bê trong giai đoạn trước cai sữa, nhưng không có tác dụng ở giai đoạn sau cai

sữa (Hasunuma và cs., 2011). Việc này có thể chủ yếu do tăng khả năng lên men dạ cỏ như

propionate và lượng tổng acid béo bay hơi mạnh ngắn (SCFA) tăng lên, điều này cho thấy

rằng CE đã ảnh hưởng phương thức lên men bằng cách cung cấp các nguồn năng lượng và các

bon (Lila và cs., 2006). Sau cai sữa, thức ăn dạng rắn đi vào dạ cỏ và sau đó được vi sinh vật

xử lý. CE dạ cỏ có thể cuối cùng trở thành nguồn dinh dưỡng cho các loại vi sinh khác nhau

trong dạ cỏ. Với ngoại lệ là vật nuôi loài dạ cỏ còn rất nhỏ, prebiotic bổ sung qua đường uống

cho gia súc nhai lại được sử dụng bởi vi sinh vật dạ cỏ và không thể đi xuống phần ruột phía

dưới trừ khi nó được bảo vệ để thoát qua dạ cỏ. Việc bổ sung oligosaccharides cho bê sau cai

sữa vẫn có hiệu quả bởi vì sự hình thành cộng đồng vi sinh vật đường ruột (dạ cỏ hoặc ruột

non) cần thiết ở bê thông qua việc bổ sung prebiotic có thể cải thiện hơn sự sinh trưởng ở giai

đoạn tiếp theo của bê.


9

Ảnh hưởng của việc bổ sung probiotics/prebiotics đến khả năng sản xuất của bò cái tơ,

bò khai thác sữa và bò thịt

Bổ sung probiotics cho gia súc nhai lại trưởng thành chủ yếu được chọn lọc cho cải thiện tiêu

hóa xơ bởi vi sinh vật dạ cỏ. Những probiotics như vậy có ảnh hưởng tích cực đến các quá

trình tiêu hóa khác nhau, đặc biệt quá trình tiêu hóa cellulose và sinh tổng hợp protein vi sinh

vật. Dạng probiotic thường được sử dụng ở bò sữa là các chủng nấm men khác nhau (chủ yếu

là Saccharomyces cerevisiae). Liên quan đến vi khuẩn probiotics cho gia súc nhai lại trưởng

thành, vi khuẩn sản sinh lactate (Enterococcus, Lactobacillus), nó duy trì acid lactic ở mức ổn

định hơn chủng Streptococcus bovis, có thể đại diện cho một phương tiện có thể hạn chế bệnh

acid dạ cỏ (Nocek và cs., 2002; Nocek và Kautz, 2006), đặc biệt là bò vỗ béo. Chủng

Megasphaella elsdenii hoặc Propionibacterium sử dụng lactate, cũng được dùng bổ sung trực

tiếp nhằm tránh hiện tượng tích lũy lactate ở gia súc nhai lại (Ghorbani và cs., 2002; Klieve và

cs., 2003; Stein và cs., 2006).

Những ảnh hưởng chắc chắn nhất sau khi bổ sung nuôi cấy men vào khẩu phần bao gồm

nâng cao khả năng sản xuất ở cả bò đang khai thác sữa và bò sinh trưởng. Phương thức tác

động của men vi sinh không được mô tả một cách chi tiết, nhưng được xem là liên quan

đến thay đổi tốc độ và phương thức lên men dạ cỏ. Một số chủng nấm men khô hoạt động

đặc biệt hiệu quả trong việc tăng và ổn định pH dạ cỏ bằng cách kích thích các quần thể

protozoa nguyên sinh, các quần thể này nhanh chóng tiêu hóa tinh bột và do đó cạnh tranh

hiệu quả với nhóm vi sinh vật sản sinh amylolytic lactate (Al-Saiady và cs., 2004;

Brossard và cs., 2006; Klieve và cs., 2003; Nocek và Kautz, 2006; Stone, 2004; Thrune và

cs., 2009). Môi trường dạ cỏ ít acid cho thấy có lợi cho sự phát triển và hoạt động phân

giải xơ của nhóm vi sinh phân giả cllulose (Beauchemin và cs., 2003; Callaway và Martin,

1997; Chung và cs., 2011; Mosoni và cs., 2007). Nấm men cũng có khả năng thay đổi quá

trình lên men dạ cỏ theo cách nó giảm sự hình thành khí mêtan (CH4) (Chung và cs.,

2011). Trong một nghiên cứu trước đây, nấm men đã làm giảm một chút lượng khí CH4

phát thải ở bò sinh trưởng, trong khi đó SCFA tổng số và các sản phẩm lên men khác

không thay đổi (McGinn và cs., 2004). Chủng S. cerevisiae cung cấp nhân tố phát triển

cho vi sinh vật dạ cỏ, bao gồm acid hữu cơ và oligosaccharides, vitamin B, các amino

acid, chúng kích thích vi sinh vật phát triển trong dạ cỏ, do đó gián tiếp giúp ổn định pH

(McDonald và cs., 2011). Một trong những chức năng khác của nấm men trong dạ cỏ là

thu lượm oxy, nó góp phần tạo ra môi trường yếm khí hơn, cần thiết cho vi sinh vật dạ cỏ

(Dehority, 2003). Trong trường hợp này, nấm men không chỉ có chức năng như probiotic,

mà nó còn giúp các cộng đồng vi sinh vật khác phát triển, và do đó đóng vai trò như một

loại prebiotic. Ảnh hưởng của hoạt động nấm men khô đến cấu trúc cộng đồng vi sinh vật

dạ cỏ đã được xác định bởi phương pháp nhóm (clustering) dựa trên gen 16S rRNA sử

dụng phương pháp phân tích gen (Pinloche và cs., 2013). Đánh giá ảnh hưởng của nấm

men đến quần thể vi sinh cho thấy rằng một số nhóm vi khuẩn bị ảnh hưởng nhiều hơn so

với một số nhóm khác. Sự phát triển hơn của nhóm vi sinh vật sử dụng lactate như

Megasphaera và Selenomonas cũng như nhóm phân giải xơ (Fibrobacter và

Ruminococcus) tăng lên khi bổ sung nấm men, chứng tỏ sự cải thiện trong hoạt động phân

giải xơ như phương thức hoạt động của nấm men.

Các nghiên cứu can thiệp vào quá trình bổ sung nấm men thương mại cho bò sinh trưởng

(bò cái và bê) được tổng hợp trong Bảng 2. Một số lượng lớn nghiên cứu đánh giá ảnh


10

hưởng của nấm men đến chăn nuôi bò sữa (sản sinh sữa và tích lũy khối lượng cơ thể)

được tổng hợp ở trong 2 nghiên cứu được báo cáo cách đây vài năm, một trong số đó là

phân tích tổng hợp và một là bài tổng quan (Desnoyers và cs., 2009; Robinson và

Erasmus, 2009). Desnoyers và cộng sự đánh giá ảnh hưởng của bổ sung nấm men đến

lượng thức ăn thu nhận, sữa sản xuất, và đặc điểm lên men dạ cỏ bằng cách sử dụng phân

tích tổng hợp định lượng. Ảnh hưởng có lợi của việc bổ sung nấm men là làm tăng pH dạ

cỏ và giảm acid lactic khi tỷ lệ thức ăn tinh trong khẩu phần tăng lên và khi lượng thức ăn

ăn vào tăng lên. Một điều tranh cãi ở đây, ảnh hưởng có lợi của bổ sung nấm men đến tiêu

hóa chất hữu cơ tăng lên với tỷ lệ xơ trong khẩu phần, điều này cho thấy có sự cải thiện ở

tiêu hóa dạ cỏ bởi bổ sung nấm men.

Bổ sung kết hợp L. acidophilus NP51 và P. freudenreichii NP24 (4 ×109 cfu/gia súc/ngày)

giúp tăng 7,6% năng suất sữa hàng ngày ở bò Holstein (Boyd và cs., 2011). Probiotics thương

mại có chủng vi khuẩn S. cerevisiae giúp tăng sản lượng sữa 1,18 kg/ngày, mỡ sữa hiệu chỉnh

tăng 1,61 kg/ngày, và năng lượng sữa hiệu chỉnh 1,65 kg/ngày (Poppy và cs., 2012). Tương

tự, khẩu phần bổ sung S. cerevisiae tăng năng suất mỡ sữa 0,06kg/ngày và protein sữa 0,03

kg/ngày. Chất khô ăn vào tăng 0,62 kg/ngày trong giai đoạn đầu khai thác sữa và 0,78

kg/ngày ở giai đoạn cuối khai thác sữa (Poppy và cs., 2012). Ngược lại, không có sự khác

nhau về lượng thức ăn ăn vào, tăng khối lượng cơ thể, năng suất và thành phần sữa khi nấm

men được bổ sung vào khẩu phần cơ sở là thân cây kê cho bò sữa lai (Krishnamoorthy và

Krishnappa, 1996).

pH dạ cỏ có thể giảm dưới ngưỡng tối ưu sau khi gia súc ăn khẩu phần có tỷ lệ cao tinh bột

và/hoặc giảm tỷ lệ xơ trong khẩu phần (Duffield và cs., 2004); acid béo bay hơi mạch ngắn

tích tục lại và phá vỡ khả năng cân bằng của dạ cỏ (Plaizier và cs., 2008). Trường hợp được

coi là acid dạ cỏ cấp tính khi pH giảm xuống dưới 5,6 và duy trì ở mức từ 5,2 đến 5,6 trong

vòng ít nhất 3 giờ trong một ngày (Gozho và cs., 2005). Vấn đề này rất quan trọng liên quan

đến khía cạnh kinh tế khi gia súc bị bệnh này sẽ giảm ngon miệng, ỉa chảy, mất nước, suy

nhược, giảm nhu động dạ cỏ và tỷ lệ tiêu hóa xơ (Duffield và cs., 2004; Plaizier và cs., 2008).

Bệnh acid dạ cỏ do lactic là dạng nghiêm trọng hơn khi pH giảm xuống dưới 5,2 do sự tích tụ

lactate (Owens và cs., 1998).

Ở bò thịt, sự ổn định của pH dạ cỏ có thể có hiệu quả khi chúng được ăn khẩu phần dễ lên

men, khẩu phần này làm tăng nguy cơ gây bệnh acidosis. các chỉ tiêu sinh trưởng (tăng khối

lượng trung bình hàng ngày, khối lượng kết thúc, lượng thức ăn ăn vào, và hiệu quả sử dụng

thức ăn) được cải thiện bởi bổ sung nấm men (Chaucheyras-Durand và Durand, 2010), trong

khi đó ít hoặc không có sự cải thiện về khả năng sản xuất ở các nghiên cứu khác (Beauchemin

và cs., 2003; Uyeno và cs., 2013). Sự khác nhau này có thể do sự khác nhau về thành phần

trong quần thể vi sinh dạ cỏ, trong đó các quần thể khác nhau có khả năng thích ứng với pH

khác nhau. Ví dụ, vi khuẩn phân giải xơ ít khả năng thích ứng với sự biến đổi pH hơn so với

nhóm vi khuẩn phân giải saccharo (Russell và Wilson, 1996).

Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã cho biết về hiệu quả của việc bổ sung nấm men, vẫn

chưa có bằng chứng thuyết phục về việc bổ sung này ở tất cả các thời điểm, giai đoạn

(Chaucheyras-Durand và Durand, 2010). Một điều lưu ý là hiệu quả này biến động nhiều tùy

theo loại sản phẩm bổ sung (McGinn và cs., 2004). Tăng về lợi nhuận thường thay đổi, đặc

biệt khi tính toán sự tăng lên về giá thành thức ăn khi chi phí giá của việc bổ sung này được


11

đưa vào tính toán. Một số sự khác nhau đó có thể do chủng và loại nấm men sử dụng cũng

như các chủng nấm đó còn sống hay đã chết (Lynch và Martin, 2002). Hơn nữa, một số sản

phẩm thương mại, số liệu thử nghiệm thường ở điều kiện in vitro và ở gia súc dạ dày đơn

hoặc tiểu gia súc nhai lại, điều này thực sự không tương ứng với chăn nuôi bò thịt, bò sữa

thực tế.

KẾT LUẬN

Thành phần vi sinh vật đường ruột cho thấy bị thay đổi bởi nhiều yếu tố, bao gồm khẩu phần

ăn, tuổi, và stress, cũng như khả năng đáp ứng của cộng đồng vi sinh vật với môi trường

(Russell và Rychlik, 2001). Do đó, sức khỏe đường ruột có thể được xác định bởi khả năng

duy trì sự cân bằng của hệ sinh thái đường ruột. Mong muốn thay đổi hệ vi sinh có thể bằng

cách dùng ảnh hưởng của probiotics và prebiotics, thay vì để tự nó thay đổi. Probiotics và

prebiotics đều có tiềm năng lớn đến khả năng sản xuất vật nuôi cũng như sức khỏe con người.

Cellooligosaccharide là một ví dụ bởi vì nhiều vi sinh vật dạ cỏ có thể sử dụng nó, nhưng khi

sử dụng cho bê trước cai sữa, số lượng của nhóm C. coccoides–E. rectale tăng đáng kể ở phần

ruột dưới. Giống như CE, nó có thể trở thành sản phẩm hiệu quả, có thể hoạt động cả ở dạ cỏ

và ở phần ruột dưới.

Mặc dù các nghiên cứu đã cho thấy probiotics và prebiotics đã mang lại cân bằng dương trong

hệ vi sinh đường ruột của bò, cơ chế và chức năng của hệ vi sinh dạ cỏ cần được nghiên cứu

một cách chi tiết. Nghiên cứu thêm về cấu trúc và sự hoạt động của vi sinh vật đường ruột,

tương tác chức năng giữa các vi sinh đường ruột, và mối quan hệ giữa vi sinh vật đường ruột

và tế bào vật chủ được bảo đảm để xác định khía cách cơ bản của nghiên cứu

probiotics/prebiotics trong tương lai.

Cũng cần thêm các nghiên cứu xác định xem probiotics sử dụng trong dinh dưỡng gia súc có

đi vào chuỗi thức ăn của con người hay không và chúng ảnh hưởng đến sức khỏe con người

như thế nào. Thông tin về các lưu ý cần thiết khi sử dụng probiotics với nhóm đặc biệt dễ tổn

thương như người suy giảm miễn dịch, hoặc sử dụng trong các vật chủ như vậy có thể giúp

giảm nguy cơ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Abnous, K., Brooks, S. P. J., Kwan, J., Matias, F., Green-Johnson, J., Selinger, L. B., Thomas, M. and

Kalmokoff, M. 2009. Diets enriched in oat bran or wheat bran temporally and differentially alter the

composition of the fecal community of rats. J. Nutr. 139, pp. 2024–2031.

Al-Saiady, M. Y., Al-Shaikh, M. A., Al-Mufarrej, S. I., Al-Showeimi, T. A., Mogawer, H. H. and Dirrar, A.

2004. Effect of chelated chromium supplementation on lactation performance and blood parameters of

Holstein cows under heat stress. Anim. Feed Sci. Technol. 117, pp. 223–233.

Al-Saiady, M. Y. 2010. Effect of probiotic bacteria on immunoglobulin g concentration and other blood

components of newborn calves. J. Anim. Vet. Adv. 9, pp. 604–609.

Allen, H. K., Levine, U. Y., Looft, T., Bandrick, M. and Casey, T.A. 2013. Treatment, promotion, commotion:

Antibiotic alternatives in food-producing animals. Trends Microbiol. 21, pp. 114–119.

Bayatkouhsar, J., Tahmasebi, A. M., Naserian, A. A., Mokarram, R. R. and Valizadeh, R. 2013. Effects of

supplementation of lactic acid bacteria on growth performance, blood metabolites and fecal coliform

and lactobacilli of young dairy calves. Anim. Feed Sci. Technol. 186, pp. 1–11.


12

Beauchemin, K. A., Yang, W. Z., Morgavi, D. P., Ghorbani, G. R., Kautz, W. and Leedle, J. A. Z. 2003. Effects

of bacterial direct-fed microbials and yeast on site and extent of digestion, blood chemistry, and

subclinical ruminal acidosis in feedlot cattle. J. Anim. Sci. 81, pp. 1628–1640.

Benyacoub, J., Rochat, F., Saudan, K. -Y., Rochat, I., Antille, N., Cherbut, C., von der Weid, T., Schiffrin, E. J.

and Blum, S. 2008. Feeding a diet containing a fructooligosaccharide mix can enhance Salmonella

vaccine efficacy in mice. J. Nutr. 138, pp. 123–129.

Berge, A. C. B., Moore, D. A., Besser, T. E. and Sischo, W. M. 2009. Targeting therapy to minimize

antimicrobial use in preweaned calves: Effects on health, growth, and treatment costs. J. Dairy Sci. 92,

pp. 4707–4714.

Boyd, J., West, J. and Bernard, J. 2011. Effects of the addition of direct-fed microbials and glycerol to the diet of

lactating dairy cows on milk yield and apparent efficiency of yield. Journal of Dairy Science,94(9):

4616–4622.

Brossard, L., Chaucheyras-Durand, F., Michalet-Doreau, B. and Martin, C. 2006. Dose effect of live yeasts on

rumen microbial communities and fermentations during butyric latent acidosis in sheep: New type of

interaction. J. Anim. Sci. 82, pp. 829–836.

Callaway, T. R. and Martin, S. A. 1997. Effects of cellobiose and monensin on in vitro fermentation of organic

acids by mixed ruminal bacteria. J. Dairy Sci. 80, pp. 1126–1135.

Chaucheyras-Durand, F. and Durand, H. 2010. Probiotics in animal nutrition and health. Benef. Microbes 1, pp.

3–9.

Chung, Y. H., Walker, N. D., McGinn, S. M. and Beauchemin, K. A. 2011. Differing effects of 2 active dried

yeast (Saccharomyces cerevisiae) strains on ruminal acidosis and methane production in nonlactating

dairy cows. J. Dairy Sci. 94, pp. 2431–2439.

Cowles, K. E., White, R. A., Whitehouse, N. L. and Erickson, P. S. 2006. Growth characteristics of calves fed an

intensified milk replacer regimen with additional lactoferrin. J. Dairy Sci. 89, pp. 4835–4845.

Dave, M., Higgins, P. D., Middha, S. and Rioux, K. P. 2012. The human gut microbiome: Current knowledge,

challenges, and future directions. Transl. Res. 160, pp. 246–257.

Dehority, B. A. 2003. Cellurose digesting rumen bacteria. Pp. 177–208. In B.A. Dehority (ed.), Rumen

Microbiology. Nottingham Univ. Press, Nottingham.

Dehority, B. A. 2003. Numbers, factors affecting the population and distribution of rumen bacteria. pp. 265–

294. In B.A. Dehority (ed.), Rumen Microbiology. Nottingham Univ. Press, Nottingham.

Desnoyers, M., Giger-Reverdin, S., Bertin, G., Duvaux-Ponter, C. and Sauvant, D. 2009. Meta-analysis of the

influence of Saccharomyces cerevisiaesupplementation on ruminal parameters and milk production of

ruminants. J. Dairy Sci. 92, pp. 1620–1632.

Dewi Puspita, I., Kamagata, Y., Tanaka, M., Asano, K. and Nakatsu, C. H. 2012. Are uncultivated bacteria really

uncultivable? Microbes Environ. 27, pp. 356–366.

Duffield, T., Plaizier, J., Fairfield, A., Bagg, R., Vessie, G., Dick, P., Wilson, J., Aramini, J. and McBride, B.

2004. Comparison of techniques for measurement of rumen pH in lactating dairy cows. Journal of Dairy

Science,87(1) , pp. 59–66.

Duncan, S. H., Louis, P. and Flint, H. J. 2004. Lactate-utilizing bacteria, isolated from human feces, that produce

butyrate as a major fermentation product. Appl. Environ. Microbiol. 70, pp. 5810–5817.

Fathallh Eida, M., Nagaoka, T., Wasaki, J. and Kouno, K. 2012. Isolation and characterization of cellulose-

decomposing bacteria inhabiting sawdust and coffee residue composts. Microbes Environ. 27, pp. 226–

233.


13

Favier, C. F., Vaughan, E. E., de Vos, W. M. and Akkermans, A. D. L. 2002. Molecular monitoring of

succession of bacterial communities in human neonates. Appl. Environ. Microbiol. 68, pp. 219–226.

Frizzo, L. S., Soto, L. P., Zbrun, M. V., Bertozzi, E., Sequeira, G., Armesto, R. R. and Rosmini, M. R. 2010.

Lactic acid bacteria to improve growth performance in young calves fed milk replacer and spray-dried

whey powder. Anim. Feed Sci. Technol. 157, pp. 159–167.

Frizzo, L. S., Soto, L. P., Zbrun, M. V., Signorini, M. L., Bertozzi, E., Sequeira, G., Armesto, R. R. and Rosmini,

M. R. 2011. Effect of lactic acid bacteria and lactose on growth performance and intestinal microbial

balance of artificially reared calves. Livest. Sci. 140, pp. 246–252.

Fuller, R. 1989. Probiotics in man and animals: A review. J. Appl. Bacteriol. 66, pp. 365–378.

Gaggìa, F., Mattarelli, P. and Biavati, B. 2010. Probiotics and prebiotics in animal feeding for safe food

production. Int. J. Food Microbiol. 141, Supplement: S15–S28.

Ghorbani, G. R., Morgavi, D. P., Beauchemin, K. A. and Leedle, J. A. Z. 2002. Effects of bacterial direct-fed

microbials on ruminal fermentation, blood variables, and the microbial populations of feedlot cattle. J.

Anim. Sci. 80, pp. 1977–1985.

Ghosh, S., and Mehla. R. 2012. Influence of dietary supplementation of prebiotics (mannanoligosaccharide) on

the performance of crossbred calves. Trop. Anim. Health Prod. 44, pp. 617–622.

Gibson, G. R., Probert, H. M., Loo, J. V., Rastall, R. A. and Roberfroid, M. B. 2004. Dietary modulation of the

human colonic microbiota: Updating the concept of prebiotics. Nutr. Res. Rev. 17, pp. 259–275.

Gozho, G., Plaizier, J., Krause, D., Kennedy, A. and Wittenberg, K. 2005. Subacute ruminal acidosis induces

ruminal lipopolysaccharide endotoxin release and triggers an inflammatory response. Journal of Dairy

Science,88(4), pp. 1399–1403.

Grand, E., Respondek, F., Martineau, C., Detilleux, J. and Bertrand, G. Effects of short-chain

fructooligosaccharides on growth performance of preruminant veal calves. J. Dairy Sci. 96, pp. 1094–

1101.

Harmsen, H. J. M., Raangs, G. C., He, T., Degener, J. E. and Welling, G. W. 2002. Extensive set of 16S rRNA-

based probes for detection of bacteria in human feces. Appl. Environ. Microbiol. 68, pp. 2982–2990.

Hartemink, R., Van Laere, K. M. J. and Rombouts, F. M. 1997. Growth of enterobacteria on fructo-

oligosaccharides. J. Appl. Microbiol. 83, pp. 367–374.

Hasunuma, T., Kawashima, K., Nakayama, H., Murakami, T., Kanagawa, H., Ishii, T., Akiyama, K., Yasuda, K.,

Terada, F. and Kushibiki, S. 2011. Effect of cellooligosaccharide or synbiotic feeding on growth

performance, fecal condition and hormone concentrations in Holstein calves. Anim. Sci. J. 82, pp. 543–

548.

Heinrichs, A. J., Jones, C. M. and Heinrichs, B. S. 2003. Effects of mannan oligosaccharide or antibiotics in

neonatal diets on health and growth of dairy calves. J. Dairy Sci. 86, pp. 4064–4069.

Heinrichs, A. J., and Lesmeister, K. E. 2005. Rumen development in the dairy calf. pp. 53–65. InP.C.

Garnsworthy (ed.), Calf and Heifer Rearing. Nottingham Univ. Press, Nottingham.

Heinrichs, A. J., Jones, C. M., Elizondo-Salazar, J. A. and Terrill, S. J. 2009. Effects of a prebiotic supplement

on health of neonatal dairy calves. Livest. Sci. 125, pp. 149–154.

Hill, T. M., Aldrich, J. M. and Schlotterbeck, R. L. 2005. Nutrient sources for solid feed and factors affecting

thier intake by calves, pp. 113–134. In P.C. Garnsworthy (ed.), Calf and Heifer Rearing. Nottingham

University Press, Nottingham.

Isolauri, E., Sutas, Y., Kankaanpaa, P., Arvilommi, H. and Salminen, S. 2001. Probiotics: Effects on immunity.

Am. J. Clin. Nutr. 73, pp. 444–450.


14

Kameyama, K. and Itoh, K. 2014. Intestinal colonization by a Lachnospiraceaebacterium contributes to the

development of diabetes in obese mice. Microbes Environ. 29, pp. 427–430.

Karlsson, C. L. J., Molin, G., Fåk, F., Johansson Hagslätt, M. -L., Jakesevic, M., Håkansson, Å., Jeppsson, B.,

Weström, B., and Ahrné, S. 2011. Effects on weight gain and gut microbiota in rats given bacterial

supplements and a high-energy-dense diet from fetal life through to 6 months of age. Br. J. Nutr. 106,

pp. 887–895.

Khafipour, E., Li, S., Plaizier, J. C. and Krause, D. O. 2009. Rumen microbiome composition determined using

two nutritional models of subacute ruminal acidosis. Appl. Environ. Microbiol. 75, pp. 7115–7124.

Klieve, A. V., Hennessy, D., Ouwerkerk, D., Forster, R. J., Mackie, R. I. and Attwood, G. T. 2003. Establishing

populations of Megasphaera elsdeniiYE34 and Butyrivibrio fibrisolvensYE44 in the rumen of cattle fed

high grain diets. J. Appl. Microbiol. 95, pp. 621–630.

Krishnamoorthy, U. and Krishnappa, P. 1996. Effect of feeding yeast culture (Yea-sacc 1026) on rumen

fermentationin vitro and production performance in crossbred dairy cows. Animal Feed Science and

Technology,57(3), pp. 247–256.

Lascano, G. J., and Heinrichs, A. J. 2009. Rumen fermentation pattern of dairy heifers fed restricted

amounts of low, medium, and high concentrate diets without and with yeast culture. Livest. Sci .

124, pp. 48–57.

Lesmeister, K. E., Heinrichs, A. J. and Gabler, M. T. 2004. Effects of supplemental yeast (Saccharomyces

cerevisiae) culture on rumen development, growth characteristics, and blood parameters in

neonatal dairy calves J. Dairy Sci. 87, pp. 1832–1839.

Lettat, A., Noziere, P., Silberberg, M., Morgavi, D., Berger, C. and Martin, C. 2012. Rumen microbial and

fermentation characteristics are affected differently by bacterial probiotic supplementation during

induced lactic and subacute acidosis in sheep. BMC Microbiol. 12:142.

Ley, R. E., Turnbaugh, P. J., Klein, S. and Gordon, J. I. 2006. Microbial ecology: Human gut microbes

associated with obesity. Nature 444, pp. 1022–1023.

Lila, Z., Mohammed, N., Takahashi, T., Tabata, M., Yasui, T., Kurihara, M., Kanda, S. and Itabashi, H.

2006. Increase of ruminal fiber digestion by cellobiose and a twin strain of Saccharomyces

cerevisiae live cells in vitro. Anim. Sci. J. 77, pp. 407–413.

Louis, P., and Flint, H. J. 2009. Diversity, metabolism and microbial ecology of butyrate-producing

bacteria from the human large intestine. FEMS Microbiol. Lett. 294, pp. 1–8.

Lynch, H. A. and Martin, S. A. 2002. Effects of Saccharomyces cerevisiae culture and Saccharomyces

cerevisiae live cells on in vitro mixed ruminal microorganism fermentation. J. Dairy Sci. 85, pp.

2603–2608.

Martínez-Vaz, B. M., Fink, R. C., Diez-Gonzalez, F. and Sadowsky, M. J. 2014. Enteric pathogen-plant

interactions: Molecular connections leading to colonization and growth and implications for food

safety. Microbes Environ. 29, pp. 123–135.

McDonald, P., Edwards, R. A., Greenhalgh, J. F. D., Morgan, C. A., Sinclair, L. A. and Wilkinson, R. G.

2011. Food additives, pp. 594–607. In J.F.D. Greenhalgh, C.A. Morgan, L.A. Sinclair, R.G.

Wilkinson (eds.), Animal Nutrition. Seventh ed. Pearson Education Ltd., Harlow.

McGinn, S. M., Beauchemin, K. A., Coates, T. and Colombatto, D. 2004. Methane emissions from beef

cattle: Effects of monensin, sunflower oil, enzymes, yeast, and fumaric acid. J. Anim. Sci. 82, pp.

3346–3356.

Mosoni, P., Chaucheyras-Durand, F., Béra-Maillet, C. and Forano, E. 2007. Quantification by real-time

PCR of cellulolytic bacteria in the rumen of sheep after supplementation of a forage diet with


15

readily fermentable carbohydrates: Effect of a yeast additive. J. Appl. Microbiol. 103, pp. 2676–

2685.

Moya, D., Calsamiglia, S., Ferret, A., Blanch, M., Fandiño, J. I., Castillejos, L. and Yoon, I. 2009. Effects of

dietary changes and yeast culture (Saccharomyces cerevisiae) on rumen microbial fermentation of

Holstein heifers. J. Anim. Sci. 87, pp. 2874–2881.

Neish, A. S. 2009. Microbes in gastrointestinal health and disease. Gastroenterology 136, pp. 65–80.

Nocek, J. E., Kautz, W. P., Leedle, J. A. Z. and Allman, J. G. 2002. Ruminal supplementation of direct-fed

microbials on diurnal pH variation and in situ digestion in dairy cattle. J. Dairy Sci. 85, pp. 429–433.

Nocek, J. E., and Kautz, W. P. 2006. Direct-fed microbial supplementation on ruminal digestion, health, and

performance of pre- and postpartum dairy cattle. J. Dairy Sci. 89, pp. 260–266.

Owens, F., Secrist, D., Hill, W. and Gill, D. 1998. Acidosis in Cattle: A Review1. Journal of Animal Science,76,

pp. 275–286.

Pinloche, E., McEwan, N., Marden, J. -P., Bayourthe, C., Auclair, E. and Newbold, C. J. 2013. The effects of a

probiotic yeast on the bacterial diversity and population structure in the rumen of cattle. PLoS One

8:e67824.

Plaizier, J., Khafipour, E., Li, S., Gozho, G. and Krause, D. 2012. Subacute ruminal acidosis (SARA),

endotoxins and health consequences. Anim. Feed Sci. Technol. 172, pp. 9–21.

Plaizier, J., Krause, D., Gozho, G. and McBride, B. 2008. Subacute ruminal acidosis in dairy cows: The

physiological causes, incidence and consequences. Veterinary Journal, 176(1), pp. 21–31.

Poppy, G., Rabiee, A., Lean, I., Sanchez, W., Dorton, K. and Morley, P. 2012. A meta-analysis of the effects of

feeding yeast culture produced by anaerobic fermentation of Saccharomyces cerevisiaeon milk

production of lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 95(10), pp. 6027–6041.

Pryde, S. E., Duncan, S. H., Hold, G. L., Stewart, C. S. and Flint, H. J. 2002. The microbiology of butyrate

formation in the human colon. FEMS Microbiol. Lett. 217, pp. 133–139.

Quezada-Mendoza, V. C., Heinrichs, A. J. and Jones, C. M. 2011. The effects of a prebiotic supplement (Prebio

Support) on fecal and salivary iga in neonatal dairy calves. Livest. Sci. 142, pp. 222–228.

Quigley, J. D., III, J. J. Drewry, L. M. Murray, and Ivey, S. J. 1997. Body weight gain, feed efficiency, and

fecal scores of dairy calves in response to galactosyl-lactose or antibiotics in milk replacers. J. Dairy

Sci. 80, pp. 1751–1754.

Quigley, J. D., III, C. J. Kost, and Wolfe, T. A. 2002. Effects of spraydried animal plasma in milk replacers or

additives containing serum and oligosaccharides on growth and health of calves. J. Dairy Sci. 85, pp.

413–421.

Robinson, P. H. and Erasmus, L. J. 2009. Effects of analyzable diet components on responses of lactating dairy

cows to Saccharomyces cerevisiaebased yeast products: A systematic review of the literature. Anim.

Feed Sci. Technol. 149, pp. 185–198.

Ross, E., Moate, P., Bath, C., Davidson, S., Sawbridge, T., Guthridge, K., Cocks, B. and Hayes, B. 2012. High

throughput whole rumen metagenome profiling using untargeted massively parallel sequencing. BMC

Genet. 13:53.

Russell, J. B. and Wilson, D. B. 1996. Why are ruminal cellulolytic bacteria unable to digest cellulose at low ph?

J. Dairy Sci. 79, pp. 1503–1509.

Russell, J. B. and Rychlik, J. L. 2001. Factors that alter rumen microbial ecology. Science 292:1119–1122.

Schloissnig, S., Arumugam, M., Sunagawa, S. et al. 2013. Genomic variation landscape of the human gut

microbiome. Nature 493, pp. 45–50.


16

Schröder, U. J. and Staufenbiel, R. 2006. Methods to determine body fat reserves in the dairy cow with special

regard to ultrasonographic measurement of backfat thickness. J. Dairy Sci. 89, pp. 1–14.

Servin, A. L. 2004. Antagonistic activities of lactobacilli and bifidobacteria against microbial pathogens. FEMS

Microbiol. Rev. 28, pp. 405–440.

Sghir, A., Gramet, G., Suau, A., Rochet, V., Pochart, P. and Dore, J. 2000. Quantification of bacterial groups

within human fecal flora by oligonucleotide probe hybridization. Appl. Environ. Microbiol. 66, pp.

2263–2266.

Stein, D. R., Allen, D. T., Perry, E. B., Bruner, J. C., Gates, K. W., Rehberger, T. G., Mertz, K., Jones, D. and

Spicer, L. J. 2006. Effects of feeding Propionibacteriato dairy cows on milk yield, milk components,

and reproduction. J. Dairy Sci. 89, pp. 111–125.

Stewart, C. S., Fonty, G. and Gouet, P. 1988. The establishment of rumen microbial communities. Anim. Feed

Sci. Technol. 21, pp. 69–97.

Stone, W. C. 2004. Nutritional approaches to minimize subacute ruminal acidosis and laminitis in dairy cattle. J.

Dairy Sci. 87:E13–26.

Terré, M., Calvo, M. A., Adelantado, C., Kocher, A. and Bach, A. 2007. Effects of mannan oligosaccharides on

performance and microorganism fecal counts of calves following an enhanced-growth feeding program.

Anim. Feed Sci. Technol. 137, pp. 115–125.

Thrune, M., Bach, A., Ruiz-Moreno, M., Stern, M. D. and Linn, J. G. 2009. Effects of Saccharomyces

cerevisiaeon ruminal ph and microbial fermentation in dairy cows: Yeast supplementation on rumen

fermentation. Livest. Sci. 124, pp. 261–265.

Timmerman, H. M., Mulder, L., Everts, H., van Espen, D. C., van der Wal, E., Klaassen, G., Rouwers, S. M. G.,

Hartemink, R., Rombouts, F. M. and Beynen, A. C. 2005. Health and growth of veal calves fed milk

replacers with or without probiotics. J. Dairy Sci. 88, pp. 2154–2165.

Uyeno, Y., Sekiguchi, Y. and Kamagata, Y. 2008. Impact of consumption of probiotic lactobacilli-containing

yogurt on microbial composition in human feces. Int. J. Food Microbiol. 122, pp. 16–22.

Uyeno, Y., Sekiguchi, Y. and Kamagata, Y. 2010. rRNA-based analysis to monitor succession of faecal bacterial

communities in Holstein calves. Lett. Appl. Microbiol. 51, pp. 570–577.

Uyeno, Y., Sekiguchi, Y., Tajima, K., Takenaka, A., Kurihara, M. and Kamagata, Y. 2010. An rRNA-based

analysis for evaluating the effect of heat stress on the rumen microbial composition of Holstein heifers.

Anaerobe 16, pp. 27–33.

Uyeno, Y., Kawashima, K., Hasunuma, T., Wakimoto, W., Noda, M., Nagashima, S., Akiyama, K., Tabata, M.

and Kushibiki, S. 2013. Effects of cellooligosaccharide or a combination of cellooligosaccharide and

live Clostridium butyricumculture on performance and intestinal ecology in Holstein calves fed milk

or milk replacer. Livest. Sci. 153, pp. 88–93.

Vasconcelos, J. T., Elam, N. A., Brashears, M. M. and Galyean, M. L. 2008. Effects of increasing dose of

live cultures of Lactobacillus acidophilus (strain NP 51) combined with a single dose of

Propionibacterium freudenreichii (strain NP 24) on performance and carcass characteristics of finishing

beef steers. J. Anim. Sci. 86, pp. 756–762.

Yamamoto, S., Nakano, M., Kitagawa, W., Tanaka, M., Sone, T., Hirai, K. and Asano, K. 2014.

Characterization of multi-antibiotic-resistant Escherichia coliisolated from beef cattle in Japan.

Microbes Environ. 29, pp. 136–144.

Zoetendal, E. G., Collier, C. T., Koike, S., Mackie, R. I. and Gaskins, H. R. 2004. Molecular ecological analysis

of the gastrointestinal microbiota: A review. J. Nutr. 134, pp. 465–472.

Zoetendal, E. G., Rajilić-Stojanović, M. and de Vos, W. M. 2008. High-throughput diversity and functionality

analysis of the gastrointestinal tract microbiota. Gut 57, pp. 1605–1615.


17

ABSTRACT

Effect of probiotics / prebiotics on the health and production ability of cows

Probiotics/prebiotics have the ability to modulate the balance and activities of the gastrointestinal (GI)

microbiota, and are, thus, considered beneficial to the host animal and have been used as functional foods.

Numerous factors, such as dietary and management constraints, have been shown to markedly affect the structure

and activities of gut microbial communities in livestock animals. Previous studies reported the potential of

probiotics and prebiotics in animal nutrition; however, their efficacies often vary and are inconsistent, possibly,

in part, because the dynamics of the GI community have not been taken into consideration. Under stressed

conditions, direct-fed microbials may be used to reduce the risk or severity of scours caused by disruption of the

normal intestinal environment. The observable benefits of prebiotics may also be minimal in generally healthy

calves, in which the microbial community is relatively stable. However, probiotic yeast strains have been

administered with the aim of improving rumen fermentation efficiency by modulating microbial fermentation

pathways. This review mainly focused on the benefits of probiotics/prebiotics on the GI microbial ecosystem in

ruminants, which is deeply involved in nutrition and health for the animal.

Keywords: rumen, gastrointestinal tract, yeast, oligosaccharide

Ngày nhận bài: 10/7/2019

Ngày chấp nhận đăng: 25/10/2019

Ảnh hƯỞng cỦa probiotics/prebiotics ĐẾn sỨc khỎe vÀ …vcn.org.vn/images/files/tạp...

Documents