Biofilm là một kết tập vi sinh bao gồm những tế bào dính lại với nhau và dính với bề mặt các vật vô sinh hay hữu sinh. Những tế bào vi sinh thường được giữ chặt lại với nhau trong một cái khung do chúng tạo ra. Bản chất của khung là DNA, protein và polyssacharide, các chất này có tên gọi là các polyme ngoại bào, viết tắt là EPS (Extracellular Polymeric Substance).
Sự hình thành các lớp biofilm trong ống nước hay các dụng cụ chứa nước bắt đầu từ những vi sinh vật trôi nổi trong nước, lúc đầu chúng bám dính lên các bề mặt các dụng cụ này với lực van der Waals yếu, sau đó nếu chúng không bị tẩy rửa đi thì chúng neo lại với nhau và bám dính bền chặt hơn.
"Những kẻ thực dân" đầu tiên tạo mảnh đất cho những tế bào khác bám vào và cứ như vậy các lớp biofilm thành thục, phát triển và lan tỏa. Để lan tỏa, khung ngoại bào của các lớp biofilm phải được phân giải, sự phân giải này nhờ các enzyme như là dispersin B hay
deoxyribonuclease.
Biofilm có thể chứa nhiều loại vi sinh khác nhau, đó là vi khuẩn, protozoa, nấm và tảo, mỗi nhóm tiến hành những hoạt động chuyển hóa riêng và có thể chế tạo ra vũ khí hóa học để bảo vệ chúng chống lại các chất diệt khuẩn cũng như kháng sinh.
Tiến sĩ Carsten Matz khi nghiên cửu về tính chất của biofilm đã tìm được lý do giải thích tại sao tế bào thực bào không tiêu diệt được vi khuẩn trong biofilm. ông đã thấy vi khuẩn ở biển đã biết tự bảo vệ chúng chống lại amip (amip là phiên bản của tế bào thực bào). Amip sống ở biển giống như tế bào miễn dịch trong cơ thể người, chúng tìm nguồn thức ăn từ vi khuẩn. Khi vi khuẩn sống riêng lẻ trong nước, chúng dễ bị bắt và bị tiêu diệt. Tuy nhiên khi chúng gắn vào lớp biofilm, amip không thể tấn công được chúng.
Các nghiên cứu khác cũng thấy rằng vi khuẩn trong biofilm có thể sản sinh ra các chất có hiệu lực để bảo vệ chúng, trong khi những vi khuẩn sống đơn lẻ thì không làm được như vậy. Biofilm có ở khắp nơi, trên bề mặt của các viên đá nằm dưới đáy sông suối, trên bề mặt nước của các ao tù, trên vỏ của tầu thuyền, tròng lòng các ông dẫn nước, trong lòng các ống dẫn dầu hay dẫn khí đốt, trên sàn các quầy hàng thực phẩm,...
Trong cơ thể động vật biofilm có thể hình thành trên bể mặt lớp tế bào biểu mô như biểu mô ống dẫn niệu, xoang mũi, xoang miệng, trên răng, thậm chí trên bề mặt của những dụng cụ y tế đặt trong cơ thể như van tim, niệu quản nhân tạo...
Trong chuồng nuôi, biofilm có mặt trên các thiết bị và dụng cụ chuồng nuôi, trong bồn nước và các ống dẫn nước, trên bề mặt các thiết bị làm lạnh, hút bụi... Vi khuẩn truyền bệnh sống trong các lớp biofilm là thủ phạm gây bệnh cho động vật nuôi. Chuồng nuôi sử dụng càng lâu, cơ hội tồn tại của các lớp biofilm càng lớn, dịch bệnh càng nhiều.
Nước uống trong chuồng nuôi là môi trường lý tưởng cho mầm bệnh phát triển vì nước dễ dây lẫn nhiều bụi bẩn và thức ăn. Bụi bẩn và thức ăn mang theo vi khuẩn, vi khuẩn trong nước sinh sôi nẩy nở rất nhanh và lan truyền khắp chuồng, cũng như lan chuyền từ chuồng này sang chuồng khác do các ống nước liên thông với nhau.
Một nghiên cứu khảo sát số lượng vi khuẩn ở đầu nguồn và cuối nguồn nước trong bốn trại nuôi gà tại Úc đã thấy số lượng vi khuẩn ở cuối nguồn nước (vòi uống) tăng lên hàng trăm lần. Thậm chí, có một trại người ta không thấy có một tế bào vi khuẩn nào ở đầu nguồn nước, nhưng ở cuối nguồn nước số vi khuẩn đã tăng lên hàng triệu lần (xem bảng).
Bảng: Số lượng vi khuẩn trong nước uống của gà


Vi khuẩn trong ống nước hay trong những dụng cụ chứa nước như bồn chứa, máng uống nếu không được tẩy rửa thường xuyên, các lớp biofilm sẽ hình thành, sau đó các lớp này lan tỏa khắp chuồng và là nguồn truyền bệnh nguy hiểm.
Cũng như ở động vật có vú, năng lực miễn dịch của gia cầm phát triển thông qua hệ thống lympho. Cơ quan của hệ miễn dịch được chia thành cơ quan lympho sơ cấp và thứ cấp (H.1).
Thông thường người chăn nuôi chỉ chú ý vệ sinh chuồng trại, vệ sinh thân thể động vật nuôi mà ít chú ý vệ sinh nguồn nước uống. Cũng có khi người ta chú ý vệ sinh nước uống nhưng lại không chú ý tẩy rửa các lớp biofilm trong ống nước hay trong những dụng cụ chứa nước.
Như vậy chương trình vệ sinh nước uống cần phải chú ý hai điểm:
- Vệ sinh nước uống hàng ngày bằng thuốc sát khuẩn.
- Tẩy rửa các lớp biofilm định kỳ trong ống nước, bồn nước và trong các dụng cụ chứa nước khác. Hiện nay trên thị trường đã có những chế phẩm vừa có tác dụng diệt khuẩn nước, vừa tẩy rửa các lớp biofilm.
Công ty RCI (Rural Chemical Industries, website: www.rci.com.au) của Úc đã đưa ra thị trường hai chế phẩm, một chế phẩm có tên là Holimen/Holimed có tác dụng diệt khuẩn nước uống và một chế phẩm khác có tên là Aqublitz có tác dụng tẩy rửa các lớp biofilm. Holimen/Holimed pha vào nước uống dùng hàng ngày, còn Aquablitz thì dùng định kỳ sau mỗi chu kỳ nuôi (pha Aquablitz vào nước rồi sục rửa bồn chứa, bể chứa và ống dẫn nước, sục rửa trong giai đoạn trống chuồng, không có động vật nuôi).
Công ty INVE của Bỉ đưa ra thị trường chế phẩm EVASIDE S LIQUID (do Công ty Thú y Xanh, Greenvet, phân phối) phân phối. Để diệt khuẩn nước hàng ngày thì dùng liều 0,5-1,5 ml chế phẩm/lít nước uống; để tẩy rửa các lớp biofilm thì dùng liều 3-5 ml chế phẩm/lít nước, cứ 3 tháng phải tẩy rửa một lần. Khi tẩy rửa các lớp biofilm thì nước thải trong quá trình tẩy rửa không cho con vật uống.
Chuồng nuôi và các thiết bị chăn nuôi cũng cẩn định kỳ tẩy rửa các lớp biofilm. Ngày nay ở một số nước chăn nuôi tiên tiến người ta đã sử dụng "Công nghệ Nanocoating" để giữ vệ sinh chuồng nuôi. Các thiết bị chuồng nuôi như sàn chuồng, khung chuồng, bồn chứa nước, ống dẫn nước, máy hút bụi, máy thông gió ... đã được phủ một lớp Nano Bạc. Lớp Nano Bạc bề mặt có tác dụng diệt khuẩn, không cho hình thành biofilm, nguồn lưu trữ và truyền bệnh nguy hiểm trong các trại chăn nuôi.

GS. Vũ Duy Giảng, Đại học Nông nghiệp Hà Nội - Thức ăn chăn nuôi, số 4/2009

Nguồn: www.vcn.vnn.vn