Tìm giải pháp thay thế kháng sinhKể từ lần đầu tiên xuất hiện cách đây hơn chục năm, bệnh hoại tử gan tụy cấp đã nhanh chóng lan rộng và trở thành mối nguy lớn nhất với ngành nuôi tôm ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Những con tôm nhiễm bệnh bỗng dưng lờ đờ, bỏ ăn, đổ màu nhợt nhạt, gan tụy mềm nhũn, sưng to hoặc teo lại rồi chết. Điều đáng lo ngại là bệnh gây tử vong rất cao, có thể lên đến 100% chỉ trong vòng 10 đến 35 ngày sau khi thả giống. Sự bùng phát bệnh hoại tử gan tụy cấp đã khiến sản lượng tôm trên thế giới năm 2013 sụt giảm 15% so với năm 2011, gây thiệt hại hàng tỷ USD cho ngành tôm trên toàn cầu.
Cũng như nhiều loại bệnh khác, khi phát hiện tôm bị hoại tử gan tụy cấp, phần lớn người nuôi tôm sẽ tìm đến kháng sinh. Dù là giải pháp trị bệnh hiệu quả và nhanh chóng song kháng sinh cũng là “con dao hai lưỡi”, nhất là khi tình trạng lạm dụng kháng sinh đang phổ biến trong các trang trại nuôi tôm ở Việt Nam. “Việc sử dụng kháng sinh không đúng cách hoặc quá mức có thể gây ra tình trạng kháng thuốc, làm giảm hiệu quả điều trị và tạo ra vi khuẩn kháng kháng sinh nguy hiểm cho cả tôm và con người. Bên cạnh đó là tình trạng ô nhiễm môi trường nước, dẫn đến dư lượng kháng sinh trong tôm, ảnh hưởng đến sức khỏe con người khi tiêu thụ”, ông Lưu Hải Minh, Tổng Giám đốc Công ty CP Công nghệ mới Nhật Hải (OIC New), nhận xét trong hội thảo do Viện Nghiên cứu sáng chế và Khai thác công nghệ (Bộ KH&CN) tổ chức vào ngày 5/1 vừa qua.
Có lẽ, nhiều người vẫn biết lạm dụng kháng sinh là nguy hiểm, nhưng họ chẳng biết làm gì khác để cứu vãn đầm tôm trước căn bệnh nan giải này. Sự phức tạp của bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm nằm ở đặc điểm của tác nhân gây bệnh - vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus mang plasmid chứa gene độc tố PirA và PirB (Photorhabdus insect-related - Pir). “Điểm đáng lưu ý là hai gene độc tố được xác định nằm trên plasmid, có khả năng truyền cho các loại vi khuẩn khác như V. parahaemolyticus, V. harveyi và vẫn duy trì độc lực gây chết tôm. Các chủng vi khuẩn này tồn tại tự nhiên trong môi trường nước lợ mặn nên gây khó khăn trong việc phòng ngừa bệnh, dẫn đến việc sử dụng thuốc kháng sinh trong phòng và trị bệnh cho tôm nuôi là rất phổ biến”, nhóm nghiên cứu Công nghệ sinh học nano và Công nghệ gene-protein tái tổ hợp (Học viện Nông nghiệp Việt Nam), viết trên tạp chí Người Nuôi Tôm.
Công nghệ nano giúp hướng đích chính xác các nơi bị nhiễm bệnh, giúp giảm thiểu lượng thuốc cần sử dụng, tăng hiệu quả phòng và hỗ trợ điều trị bệnh. Ngoài ra, các chế phẩm nano có thể thay thế kháng sinh từ các hoạt chất ở dạng vi nhũ tương nano ba gồm các hạt nano có kích thước siêu nhỏ (10-50nm) thân nước, không kết dính, ổn định, đồng đều và có khả năng hòa tan tốt trong nước. Lưu Hải Minh
|
Mong muốn tìm ra một giải pháp “xanh” hơn đã dẫn đến sự ra đời của chế phẩm nano hỗ trợ phòng ngừa các bệnh về gan, tụy cũng như bệnh phân trắng trên tôm của OIC New. Đây cũng là điểm khởi đầu trên con đường nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano trong lĩnh vực thủy sản của anh Lưu Hải Minh và các cộng sự. “Chúng tôi bước vào con đường nghiên cứu các giải pháp cho nuôi tôm cũng như thủy sản một cách rất tình cờ, bắt nguồn từ đặt hàng của một doanh nghiệp thủy sản”, anh kể lại. Cụ thể, cách đây vài năm, Tập đoàn Thủy sản Minh Phú - một trong những doanh nghiệp xuất khẩu tôm hàng đầu ở Việt Nam, đã đề nghị OIC New tìm ra “một sản phẩm thay thế kháng sinh có thể điều trị hiệu quả bệnh gan tụy trên tôm”.
Trước khi nhận được đặt hàng của Minh Phú, bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm vẫn còn xa lạ với các nhà nghiên cứu ở OIC New. “Từ năm 2021 trở về trước, chúng tôi chỉ nghiên cứu các sản phẩm dùng cho người”, anh Lưu Hải Minh cho biết. Dù là dân “ngoại đạo” song với kinh nghiệm nghiên cứu về chế phẩm nano từ dược liệu thiên nhiên, thoạt đầu, họ nghĩ bài toán này không quá khó. “Nhưng hoàn toàn không phải”, anh Minh nói. “Khi bắt tay vào nghiên cứu, chúng tôi mới hiểu được mức độ nghiêm trọng và phức tạp của những bệnh về gan, tụy trên tôm”.
Nền tảng công nghệ nano vi nhũ tươngTrước những chia sẻ của anh Minh, có lẽ không ít người sẽ thắc mắc tại sao một “ông lớn” trong ngành tôm như Minh Phú lại đặt niềm tin vào một “gương mặt mới” như OIC New? Câu trả lời nằm ở nền tảng công nghệ nano vi nhũ tương (vi nhũ tương là một hệ phân tán của hai hay nhiều pha không tan vào nhau, hình thành những hạt có kích thước nhỏ gọi là pha phân tán, còn gọi là phương pháp micelle, hạt phân tán gọi là hạt micelle) mà OIC New đang sở hữu. Khi bắt đầu khởi nghiệp cách đây hơn chục năm, OIC New không phải là đơn vị duy nhất nghiên cứu về công nghệ nano, nhưng đến nay, họ đã trở thành một trong những doanh nghiệp Việt Nam sở hữu nhiều sáng chế nhất về công nghệ nano.
Từ sáng chế đầu tiên về quy trình điều chế hệ vi nhũ tương nano từ dược liệu được cấp bằng bảo hộ độc quyền vào năm 2016, đến nay, OIC New đã có bốn bằng độc quyền sáng chế và 17 bằng độc quyền giải pháp hữu ích. “Hiện nay, chúng tôi đã làm chủ công nghệ lõi micelle. Hầu hết các hoạt chất thiên nhiên rơi vào tay tôi thì sẽ thành nano, miễn là các hoạt chất đó phải tinh khiết”, anh Minh cho biết. Sự đầu tư nghiên cứu bài bản đã giúp những sản phẩm đầu tiên của họ như nano curcumin dạng vi nhũ tương vẫn đứng vững sau nhiều năm ra mắt dù trên thị trường xuất hiện không ít sản phẩm tương tự.
Khi chuyển đối tượng ứng dụng từ người sang tôm, những ưu điểm của công nghệ nano vẫn không thay đổi. “Công nghệ nano giúp hướng đích chính xác các nơi bị nhiễm bệnh, giúp giảm thiểu lượng thuốc cần sử dụng, tăng hiệu quả phòng và hỗ trợ điều trị bệnh”, anh Lưu Hải Minh phân tích. Ngoài ra, các chế phẩm nano có thể thay thế kháng sinh từ các hoạt chất ở dạng vi nhũ tương nano ba gồm các hạt nano có kích thước siêu nhỏ (10-50nm) thân nước, không kết dính, ổn định, đồng đều và có khả năng hòa tan tốt trong nước.
Việc nắm vững bí quyết công nghệ, cùng sự phối hợp chặt chẽ với các nhà khoa học ở Học viện Nông nghiệp Việt Nam và trường Đại học Cần Thơ đã giúp nhóm nghiên cứu giải quyết thành công bài toán về bệnh gan, tụy trên tôm. Bắt đầu từ những sản phẩm nano đã sử dụng điều trị bệnh gan và đường ruột trên người như nano berberine (được chiết xuất từ cây vàng đắng, có tính kháng khuẩn cao), nano silymarin (được chiết xuất từ cây kế sữa, có tác dụng chống viêm, hỗ trợ điều trị các bệnh về gan) của OIC New, họ đã tiến hành thử nghiệm khả năng ức chế Vibrio parahaemolyticus gây bệnh trên tôm của các chế phẩm nano này. “Các nhà nghiên cứu ở Học viện Nông nghiệp đã thử ròng rã trong vòng hơn một năm, sau khi thay đổi rất nhiều công thức, tối ưu tỉ lệ thì đã thu được kết quả khá tốt. Ở công thức nano berberine 8 ppm, với thời gian tiếp xúc 45 phút hiệu lực ức chế vi khuẩn đạt 97,9%, thời gian tiếp xúc 60 phút và 75 phút cho hiệu suất đạt 100%”, anh Minh cho biết.
Với nền tảng sáng chế sẵn có, hành trình nghiên cứu các sản phẩm mới như thế này có lẽ cũng khá “nhẹ nhàng”? “Không hẳn như vậy”, theo anh Lưu Hải Minh. “Quá trình đi từ sáng chế cho đến một sản phẩm ứng dụng rất vất vả. Đơn cử lúc nghiên cứu, ban đầu chúng tôi chỉ thử nghiệm trên berberine, nhưng sản phẩm cuối cùng là tổ hợp của ba sáng chế đã được cấp bằng của tôi, gồm nano berberine, silymarin và pyrogallol từ vỏ cam quýt - có khả năng phân hủy độc tính của vi khuẩn gây bệnh trên tôm”.
Hiệu quả của sản phẩm đã được chứng minh tại những đầm tôm ở Bạc Liêu. “Sau khi nghiên cứu thành công, chúng tôi bắt đầu triển khai ứng dụng ở Bạc Liêu, rất may là Sở NN&PTNT tỉnh Bạc Liêu và người nuôi tôm nơi đây đã hỗ trợ rất nhiệt tình. Tôi đã thỏa thuận với bà con là cho dùng thử chế phẩm, nếu hết vụ tôm họ thấy hiệu quả hơn thì mới trả tiền. Và may mắn là rất thành công, chúng tôi đã thu được tiền”, anh Lưu Hải Minh hào hứng. Dù bước đầu đạt được kết quả tích cực song anh Minh cũng cho biết sản phẩm hiện nay vẫn khó có thể cạnh tranh với các loại kháng sinh đang tràn lan ở các đầm nuôi tôm. “Tuy nhiên, chúng tôi vẫn sẽ tiếp tục nghiên cứu để tối ưu và hoàn thiện sản phẩm, vì chắc chắn, chúng ta phải tìm ra giải pháp khắc phục tình trạng này”, anh nói.