บทบาทของ แก่นตะวัน ในผลิตภัณฑ์ “เบต้า-แซค พลัส” ช่วยเสริมสัตว์น้ำ
แก่นตะวัน เป็นพืชหัวประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตประเภทโอลิโกแซคคาไรด์ โดยมีอินนูลินและฟรุกโตสเป็นโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งไม่สามารถย่อยได้โดยเอนไซม์ในระบบทางเดินอาหาร คาร์โบไฮเดรตประเภทนี้จะเป็นอาหารของจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในระบบทางเดินอาหาร และส่งผลที่ดีต่อสุขภาพ
โดยช่วยดูดซับสารพิษในทางเดินอาหาร กระตุ้นและพัฒนาให้ผนังลำไส้มีการดูดซึมที่ดีขึ้น ปรับสภาพ pH ในระบบทางเดินอาหารให้เหมาะสมกับการทำงานของเอนไซม์ ทำให้ระบบการย่อยและการดูดซึมของอาหารมีประสิทธิภาพดีขึ้น
เมื่อเสริมแก่นตะวันผงในอาหารสัตว์ หรือ ผลิตภัณฑ์เสริม จะมีผลต่อการเพิ่มน้ำหนักของสัตว์น้ำ ช่วยให้มีอัตราการแลกเนื้อดีกว่า ดังนั้นแก่นตะวันจึงเป็นพืชที่ช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโต ปรับสมดุลของจุลินทรีย์ในทางเดินอาหาร ยับยั้งเชื้อที่ก่อโรค และเพิ่มประสิทธิภาพการให้อาหารโดยลดการใช้สารปฏิชีวนะ
ความสำคัญของแก่นตะวัน
แก่นตะวัน เป็นพืชหัวใต้ดิน คล้ายมันฝรั่ง ที่อยู่ในตระกูลเดียวกันกับทานตะวัน มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Helianthus tuberosus L. มีถิ่นกำเนิดมาจากทวีปอเมริกาเหนือ เป็นพืชพื้นเมืองของประเทศแคนาดา โดยใช้บริโภคเป็นอาหาร และต่อมาจึงใช้เป็นอาหารเลี้ยงสัตว์
ในปัจจุบันแก่นตะวันถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างมากมาย จากคุณสมบัติการช่วยเจริญอาหาร ช่วยลดจำนวนแบคทีเรียที่เป็นโทษ แก่นตะวันเป็นอาหารเสริมชีวนะฟรุคโตโอลิโกแซคคาไรด์ มีอินนูลินเป็นส่วนประกอบ โดยเมื่อนำมาเสริมในอาหารสัตว์จะมีผลต่อการเพิ่มการเจริญเติบโต เพิ่มประชากรของจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ และลดจุลินทรีย์ที่เป็นโทษ ในระบบทางเดินอาหาร
คุณสมบัติของ เบต้า-แซค พลัส
เบต้า-แซค พลัส เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแปรรูปสารสกัดยีสต์ (Saccharomyces cerevisiae) ที่มีคุณสมบัติในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันในกุ้งขาว รวมถึงกระตุ้นการเจริญเติบโตของแบคทีเรียกลุ่มโปรไบโอติก กลุ่ม Bacillus spp. และ Lactobacillus พบว่ายีสต์สกัดสามารถขัดขวางการทำงานของแบคทีเรียที่ก่อโรคโดยกลไก inhibitor quorum quenching ได้ ซึ่งแสดงศักยภาพที่เด่นชัดต่อแบคทีเรียตัวร้าย เช่น Vibrio spp.
แต่ยีสต์สกัดก็ส่งผลบางส่วนต่อการลดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียตัวดี ที่ทำหน้าที่เป็นจุลินทรีย์พรีไบโอติกที่ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของกุ้ง ทำให้แบคทีเรียตัวดีต้องใช้ระยะเวลาในการเพิ่มปริมาณมากยิ่งขึ้น ดังนั้นการใช้ศักยภาพ Quorum quenching inhibitor ของยีสต์สกัด จึงควรใช้ควบคู่กับโปรไบโอติก เพื่อสนับสนุนการเพิ่มปริมาณ ส่งเสริมการเจริญเติบโต และประสิทธิภาพการทำงานของแบคทีเรียพรีไบโอติก
นอกจากนี้ เบต้า-แซค พลัส ยังเป็นผลิตภัณฑ์ที่ช่วยลดการใช้ยาปฏิชีวนะ รวมถึงพัฒนากระบวนการควบคุมเชื้อก่อโรคต้านยาปฏิชีวนะ จากการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ พบว่า เบต้า-แซค พลัส ประกอบด้วยกลูแคนรวม 14-15% ซึ่งเป็น เบต้า-กลูแคน 90-95% ของกลูแคนรวมทั้งหมด และ แอลฟา-กลูแคน 5-10%
นอกจากนี้ยังพบว่าสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิที่พบในผลพลอยจากกระบวนการผลิตแอลกอฮอล์โดยการหมักยีสต์มีผลต่อกระบวนการสื่อสาร หรือ quorum sensing ของแบคทีเรียแกรมลบ โดยสามารถควบคุมการเจริญเติบโตของกลุ่มแบคทีเรียแกรมลบในโครงสร้างประชากรได้ด้วยกลไก quorum quenching ซึ่งนับว่าเป็นจุดเด่นสำคัญของผลิตภัณฑ์
ปัญหาและอุปสรรคของการเลี้ยงกุ้ง
การเพาะเลี้ยงกุ้งขาวในประเทศไทยประสบกับปัญหาโรคที่มีสาเหตุจากเชื้อแบคทีเรีย Vibrio หลายโรค ที่สำคัญได้แก่ โรค Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND) โดยสาเหตุของโรคนี้เกิดจากกุ้งติดเชื้อแบคทีเรีย Vibrio parahaemolyticus สายพันธุ์ที่มีพลาสมิดและยีนผลิตทอกซิน Photorhabdus Insect-related (Pir) A และ Pir B หรืออาจเรียกทอกซินนี้ว่า Tox A และ Tox B (Tran et al., 2013; Dangtip et al., 2015; Sirikharin et al., 2015; Xiao et al., 2017)
และอีกโรคที่สำคัญ คือโรคขี้ขาว (white feces syndrome) ซึ่งในปัจจุบันยังไม่มีรายงานถึงสาเหตุที่แน่ชัดของโรคนี้ อย่างไรก็ตามพบว่าเมื่อกุ้งเป็นโรคขี้ขาวจะมีเชื้อแบคทีเรีย Vibrio parahaemolyticus ในปริมาณมาก ซึ่งอาจเป็นปัจจัยหรือสาเหตุของโรคขี้ขาวได้ โดยการรักษาโรคที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียจะใช้ยาปฏิชีวนะ แต่วิธีการดังกล่าวเป็นวิธีการที่ควรลดหรือเลี่ยงเพื่อตอบสนองต่อความต้องการของผู้บริโภค ซึ่งต้องการผลผลิตหรืออาหารที่ปลอดภัย ไม่มีการปนเปื้อนของยาปฏิชีวนะหรือสารเคมี
การป้องกันและกำจัดเชื้อแบคทีเรีย
โดยปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยมุ่งเน้นศึกษาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีศักยภาพในการยับยั้งการสื่อสารของแบคทีเรีย หรือ quorum sensing inhibition (QSI) (Kali et al., 2016) เนื่องจากระบบ quorum sensing เป็นระบบหรือกระบวนการที่สำคัญในการติดต่อสื่อสารระหว่างเซลล์รวมถึงเซลล์แบคทีเรีย
โดยผ่านสารที่สร้างขึ้นเพื่อทำหน้าที่เสมือนการสื่อสาร เรียกว่า autoinducer ระบบ quorum sensing ระหว่างเซลล์แบคทีเรีย จัดเป็นกลไกสำคัญที่ทำให้แบคทีเรียควบคุมการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม และยังควบคุมการแสดงออกของยีนหลายชนิด เพื่อให้แบคทีเรียสามารถปรับตัวอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้ รวมถึงมีบทบาทเกี่ยวข้องการแสดงออกของยีนผลิตปัจจัยก่อโรค (virulence factors) ระบบ quorum sensing ของแบคทีเรียแต่ละชนิดมีความแตกต่างกัน
อย่างไรก็ตาม autoinducer หรือสารส่งสัญญาณ (signaling molecule) ที่ผลิตขึ้นในแบคทีเรีย ถือว่ามีความสำคัญมาก โดยเป็นสารที่แบคทีเรียผลิตและหลั่งออกสู่ภายนอกเซลล์ เมื่อจำนวนประชากรแบคทีเรียในกลุ่มเพิ่มจำนวนมากขึ้น autoinducer ก็จะถูกสร้างและหลั่งออกมาในปริมาณมากขึ้น
ซึ่งปริมาณที่มากนั้นจะแพร่กลับไปในเซลล์แล้วจับกับตัวรับสัญญาณ (receptor) ส่งผลกระตุ้นเซลล์แบคทีเรียเอง รวมถึงแบคทีเรียชนิดเดียวกันในบริเวณนั้น ให้ตอบสนองโดยการแสดงออกของยีนต่างๆ โดย autoinducer ที่ผลิตโดยแกรมบวกและแกรมลบมีความแตกต่างกัน โดยในแบคทีเรียแกรมบวกเป็นสารเปปไทด์สั้นๆ (oligopeptide) ในขณะที่แบคทีเรียแกรมลบผลิตโมเลกุลที่เรียกว่า acyl homoserine lactones (AHLs)
จุดเด่นของ เบต้า-แซค พลัส
จากการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ พบว่า เบต้า-แซค พลัส ซึ่งเป็นยีสต์สกัดประกอบด้วยกลูแคนรวม (total glucan) 14-15% ซึ่งเป็น เบต้า-กลูแคน 90-95% ของกลูแคนรวมทั้งหมด และ แอลฟา-กลูแคน 5-10% นอกจากนี้ยังพบว่าสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิโดยการหมักยีสต์ มีผลต่อกระบวนการ quorum sensing ของแบคทีเรียแกรมลบ และสามารถควบคุมการเจริญเติบโตของกลุ่มแบคทีเรียแกรมลบในโครงสร้างประชากรได้ ซึ่งนับว่าเป็นจุดเด่นสำคัญของผลิตภัณฑ์
แต่อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในการควบคุมการเจริญเติบโตก็ส่งผลต่อจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในการเพาะเลี้ยงกุ้ง เช่น โพรไบโอติก (ถึงแม้ว่าจะส่งผลเพียง 25-40% ก็ตาม) ซึ่งจะทำให้การเจริญเติบโตของโปรไบโอติกต้องใช้ระยะเวลาเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเสริมสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีศักยภาพในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของโปรไบโอติก เพื่อให้โปรไบโอติกสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
โดยมีรายงานว่า ในแบคทีเรียแกรมบวกกลุ่มพรีไบโอติก การเสริมพรีไบโอติกจะมีส่วนสำคัญต่อการกระตุ้น การเจริญเติบโต และการยึดอาณาเขต (colonization) ในระบบทางเดินอาหารของสัตว์น้ำ ซึ่งจากการศึกษาจำนวนมาก ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของอินูลินต่อโปรไบโอติก (Cerezuela et al., 2013; Li et al., 2018; Zhou et al., 2020) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเป็น growth promoter ต่อโปรไบโอติก
และจากการศึกษาของ Hoseinifar et al., 2015 ได้แสดงให้เห็นว่าอินูลินไม่ส่งผลต่อการกระตุ้นการเจริญเติบโตของ Vibrio spp. ในทางเดินอาหารของกุ้ง ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูงที่จะใช้อินูลินเป็น growth promoter ให้แก่โปรไบโอติก โดยไม่ส่งผลเชิงบวกต่อแบคทีเรียก่อโรค นอกจากนี้อินูลินยังถูกผลิตมาในระดับอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์สำหรับใช้เป็นโปรไบโอติกในอาหารมนุษย์ และใช้ผสมในการเลี้ยงกุ้งอยู่แล้ว
การพัฒนาผลิตภัณฑ์ในการผลิตกุ้ง
ดังนั้นหากบริษัทของไทยสามารถพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตสารเสริมชีวนะที่มีบทบาทในด้านการเจริญเติบโต การกระตุ้นภูมิคุ้มกัน และควบคุมเชื้อก่อโรค โดยเฉพาะกลุ่ม Vibrio spp. ได้ จะทำให้อุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งของไทยมีความเข้มแข็งมากยิ่งขึ้น รวมถึงเป็นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ต่อเนื่องในการผลิตกุ้ง (เบต้า-แซค พลัส) ให้มีศักยภาพในการขยายสู่ตลาดโลก
สนใจผลิตภัณฑ์ เบต้า-แซค พลัส หรือ สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ บริษัท ยีสต์มาสเตอร์ ฟาร์ม จำกัด สำนักงาน 033-023-803 คุณชานนท์ 087-054-5175, www.yeastmasterfarm.co.th
อ้างอิง : นิตยสารสัตว์น้ำ ฉบับที่ 375
