Xây dựng và lựa chọn phương thức đóng gói, bảo quản màng BC

Đào Văn Kiên K33B - SP Sinh ii LỜI CAM ĐOAN Để đảm bảo tính trung thực của khóa luận, tôi xin cam đoan: Khóa luận “Xây dựng và lựa chọn phương thức đóng gói, bảo quản màng BC tạo ra từ

Trang 1

Đào Văn Kiên K33B - SP Sinh

i

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới

PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung và ThS Nguyễn Thị Thùy Vân đã tận tình

chỉ bảo và giúp đỡ em trong thời gian học tập và nghiên cứu khóa luận này

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo trong tổ bộ môn Vi sinh, khoa Sinh - KTNN, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã nhiệt tình giảng dạy, khuyến khích em trong thời gian học tập và nghiên cứu

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 và Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận này Xin cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã giúp

Trang 2

ii

LỜI CAM ĐOAN

Để đảm bảo tính trung thực của khóa luận, tôi xin cam đoan:

Khóa luận “Xây dựng và lựa chọn phương thức đóng gói, bảo quản

màng BC tạo ra từ chủng Acetobacter xylinum BHN2” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS TS Đinh Thị Kim Nhung và ThS Nguyễn Thị Thùy Vân Các kết quả trình bày trong

khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ khóa luận nào trước đây

Sinh viên

Đào Văn Kiên

Trang 3

iii

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Nội dung của đề tài 2

4 Ý nghĩa của đề tài 2

NỘI DUNG 3

Chương 1 Tổng quan tài liệu 3

1.1 Vị trí và đặc điểm phân loại của A.xylinum 3

1.1.1 Vị trí phân loại của A.xylinum 3

1.1.2 Đặc điểm phân loại của A.xylinum 4

1.2 Cấu trúc và sự hình thành màng BC từ vi khuẩn A.xylinum 6

1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng màng BC trong điều trị bỏng 11

Chương 2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 13

2.1 Vật liệu nghiên cứu 13

2.1.1 Vi sinh vật 13

2.1.2 Dụng cụ và thiết bị 13

2.1.3 Hóa chất 13

2.1.4 Môi trường 14

2.2 Phương pháp nghiên cứu 14

2.2.1 Phương pháp vi sinh 14

2.2.2 Phương pháp vật lý 16

2.2.3 Phương pháp xử lý màng BC từ A.xylinum 17

2.2.4 Phương pháp bảo quản màng BC từ A.xylinum 18

2.2.5 Phương pháp thống kê và xử lí kết quả 20

Chương 3 Kết quả nghiên cứu 21

3.1 Nghiên cứu thu nhận màng BC từ chủng A.xylium BHN2 21

Trang 4

iv

3.1.1 Lên men tạo màng 21

3.1.2 Xử lý màng sau lên men 22

3.2 Nghiên cứu phương thức đóng gói màng BC 23

3.2.1 Đóng gói bằng phương pháp thủ công 23

3.2.2 Đóng gói bằng máy hút chân không 24

3.3 Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC khi đóng gói 26

3.3.1 Khảo sát khả năng thấm hút của màng BC 26

3.3.2 Khảo sát độ bền cơ học của màng BC sau bảo quản 30

3.4 Xây dựng quy trình đóng gói và bảo quản màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm 31

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

Trang 5

v

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Sợi cellulose của màng BC 6

Hình 1.2 Sợi cellulose của thực vật 6

Hình 1.3 Con đường sinh tổng hợp cellulose ở A.xylinum 8

Hình 1.4 Con đường tổng hợp cellulose từ cơ chất glucose 9

Hình 2.5 Kết quả nhuộm Gram của Acetobacter 16

Hình 2.6 Đo độ bền màng BC theo chiều dọc 17

Hình 2.7 Đo độ bền màng BC theo chiều ngang 17

Hình 2.8 Màng sau sấy 19

Hình 2.9 Màng BC ngâm tẩm phụ gia 19

Hình 2.10 Bàng BC tẩm phụ gia đã đóng gói 19

Hình 3.11 A.xylinum BHN2 trên môi trường thạch nghiêng 21

Hình 3.12 Giống A.xylinum BHN2 cấp 1 21

Hình 3.13 Màng BC chưa xử lý 22

Hình 3.14 Màng BC trước xử lý 22

Hình 3.15 Màng BC sau xử lý 22

Hình 3.16 Túi nilon thông thường 23

Hình 3.17 Đóng gói thủ công 23

Hình 3.18 Màng BC đóng gói thủ công 24

Hình 3.19 Túi nilon hút chân không 25

Hình 3.20 Máy hút chân không AMERA - V100 25

Hình 3.21 Màng BC đóng gói bằng máy hút chân không 25

Hình 3.22 Chế phẩm màng BC tẩm Becberin clorid 0,1% đã đóng gói 33

Trang 6

vi

DANH MỤC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ

Trang

Bảng

Bảng 1.1 Đặc điểm sinh hóa của chủng vi khuẩn A.xylinum theo Frateur 5

Bảng 3.2 Khảo sát sự xâm nhiễm của vi sinh vật đối với màng BC đóng gói không tẩm chất phụ gia 23 Bảng 3.3 Khảo sát sự xâm nhiễm của vi sinh vật đối với màng BC đóng gói không tẩm chất phụ gia 24 Bảng 3.4 Khả năng thấm hút nước của màng sau xử lý 27 Bảng 3.5 Khả năng thấm hút dung dịch nước muối sinh lý của màng BC 27 Bảng 3.6 Khả năng thấm hút thuốc trị bỏng B76 của màng 28 Bảng 3.7 Khả năng thấm hút Becberin clorid 0,1% của màng 29 Bảng 3.8 Khảo sát độ bền cơ học của của các mẫu màng BC tẩm chất phụ gia 30

Đồ thị

Đồ thị 3.1 Khả năng thấm hút các chất phụ gia của màng BC 29

Đồ thị 3.2 Độ bền cơ học của các mẫu màng BC tẩm chất phụ gia 30

Trang 7

vii

TÓM TẮT CÔNG TRÌNH

A.xylinum khi được nuôi cấy trên môi trường dịch lỏng trong điều kiện

nuôi cấy tĩnh sẽ hình thành một lớp màng, trong đó có bản chất là cellulose

liên kết với các tế bào vi khuẩn A.xylinum Màng này được gọi là màng

Bacteria cellulose (màng BC) Cellulose trong màng vi khuẩn có một số đặc tính quý như: độ dẻo dai, độ bền, chắc khỏe, độ đàn hồi Nhờ những đặc tính

đó mà hiện nay màng BC được xem như là nguồn nguyên liệu mới có tiềm năng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghệ thực phẩm (làm thạch dừa), y học (làm màng thay thế da tạm thời trên bệnh nhân bỏng), công nghệ mỹ phẩm (làm mặt nạ tẩy trang, làm sáng da)…Tuy nhiên màng BC trong quá trình đến tay người sử dụng thường bị giảm chất lượng hoặc bị nhiễm một số loại nấm mốc và vi khuẩn không mong muốn Vì vậy, tìm ra phương pháp đóng gói và bảo quản màng BC là một vấn đề cấp thiết đang được nghiên cứu

Trong công trình này chúng tôi tập trung nghiên cứu quá trình thu nhận màng, các bước xử lý màng, ngâm tẩm phụ gia, phương thức đóng gói màng

BC từ đó bước đầu xây dựng quy trình đóng gói và bảo quản màng BC với quy mô phòng thí nghiệm Kết quả của công trình là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo xây dựng quy trình sản xuất màng BC trên quy mô công nghiệp, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn và giảm giá thành sản phẩm

Trang 8

Trang 9

ix

Hình 3 Nước muối sinh lý NaCl

0,9% của công ty dược phẩm Văn

Lang

Hình 4 Thuốc trị bỏng B76 của Học viên

Quân y

Hình 5 Cây Vàng đắng dùng để triết xuất Becberin clorid

Trang 10

x

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MC: Microbial cellulose BC: Bacterial cellulose PC: Plant cellulose CFU: Colony Forming Unit OD: Optical Density

CS: Cộng sự

Trang 11

1

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, công nghệ sinh học đã trở thành một trong những ngành

khoa học mũi nhọn, có tác động to lớn đến đời sống con người thế kỷ XXI Công nghệ sinh học cung cấp hàng loạt các sản phẩm cần cho dinh dưỡng và điều trị bệnh của con người, động vật, thực vật Vi sinh vật với hoạt tính phong phú, đa dạng, hiệu quả đang đóng vai trò quyết định cho công nghệ sinh học Đó chính là công nghệ vi sinh mà tiền thân của nó là công nghệ lên men đã trải qua các giai đoạn phát triển khá phức tạp và đạt nhiều thành tựu trong việc ứng dụng các chủng vi sinh vật vào cuộc sống Một trong những

chủng khá phổ biến và được ứng dụng nhiều nhất là vi khuẩn A.xylinum

A.xylinum khi được nuôi cấy trên môi trường dịch lỏng trong điều kiện

nuôi cấy tĩnh sẽ hình thành một lớp màng, trong đó có bản chất là cellulose

liên kết với các tế bào vi khuẩn A.xylinum Màng này được gọi là màng

Bacteria cellulose (màng BC) Cellulose trong màng vi khuẩn có một số đặc tính quý như: độ dẻo dai, độ bền, chắc khỏe, độ đàn hồi Nhờ những đặc tính

đó mà hiện nay màng BC được xem như là nguồn nguyên liệu mới có tiềm năng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghệ thực phẩm (làm thạch dừa), y học (làm màng thay thế da tạm thời trên bệnh nhân bỏng), công nghệ mỹ phẩm (làm mặt nạ tẩy trang, làm sáng da)…Tuy nhiên màng BC trong quá trình đến tay người sử dụng thường bị giảm chất lượng hoặc bị nhiễm một số loại nấm mốc và vi khuẩn không mong muốn

Từ những thực tiễn trên và mong muốn tìm hiểu thêm về vi khuẩn

A.xylinum, quá trình tạo màng BC cũng như nhiều ứng dụng hữu ích của nó

tôi chọn đề tài: “Xây dựng và lựa chọn phương thức đóng gói, bảo quản màng BC”

Trang 12

2

2 Mục tiêu của đề tài

Xây dựng và lựa chọn phương thức đóng gói và bảo quản chế phẩm màng BC

3 Nội dung nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu thu nhận màng BC trên quy mô phòng thí nghiệm

- Nghiên cứu phương thức đóng gói màng BC

- Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC khi đóng gói

- Xây dựng quy trình đóng gói và bảo quản màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm

4 Ý nghĩa của đề tài

Bước đầu xây dựng và đề xuất các phương pháp đóng gói, bảo quản màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm định hướng trong làm màng trị bỏng

Tạo cơ sở tiền đề cho các nghiên cứu đóng gói bảo quản màng BC trên quy mô công nghiệp

Trang 13

3

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Vị trí và đặc điểm phân loại của A.xylinum

1.1.1 Vị trí phân loại của A.xylinum

Tên gọi: A.xylinum là một tên gọi chính thức theo hệ thống danh pháp

quốc tế 1990

Vi khuẩn nói chung, A.xylinum nói riêng đã và đang thu hút được sự

quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới từ trước tới nay Ngay từ thế kỷ XIX các nhà khoa học đã tiến hành phân lập và phân loại chúng Tuy nhiên cho đến nay việc phân loại vi khuẩn này vẫn còn nhiều tranh cãi

Năm 1950, Frateur đã xếp A.xylinum vào nhóm Mezoxydans

Năm 1957, theo “Bergey’s manual of determinative bacteriology” ông

đã xếp A.xylinum vào chi Acetobacter, thuộc họ Pseudomonadaceae, bộ

Pseudomonadales, lớp Schizomycetes

Đến năm 1974, theo “Bergey’s manual of determinative bacteriology”

A.xylinum lại được coi như là một loài phụ của Acetobacter aceti, thuộc chi Acetobacter và được nhóm vào những chi không rõ nguồn gốc.

Cùng với thời gian loài vi khuẩn này lại được sắp xếp vào những vị trí

khác nhau Theo “Applied and Envitromene microbiology” và “Bergey’s

manual of systematic bacteriology” thì họ Acetobacteraceae gồm hai chi vi

khuẩn acetic quan trọng là Acetobacter và Gluconobacter Vi khuẩn

A.xylinum được xếp vào chi Acetobacter

Tới nay, đã tồn tại nhiều quan điểm khác nhau trong việc phân loại vi

khuẩn acetic nói chung và A.xylinum nói riêng Vấn đề này vẫn đang gây

nhiều tranh cãi, đòi hỏi cần có nhiều hơn những nghiên cứu tiếp theo

Trang 14

4

1.1.2 Đặc điểm phân loại của A.xylinum

1.1.2.1 Đặc điểm hình thái - tế bào học

A.xylinum có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, kích thước khoảng

2μm, tế bào đứng riêng lẻ hoặc xếp thành từng chuỗi, không có khả năng di động, không sinh bào tử Các tế bào được bao bọc bởi chất nhày tạo váng nhăn và dày Váng có chứa hemicellulose nên khi gặp H2SO4 và thuốc nhuộm iôt sẽ bắt màu xanh (do phản ứng của hemicellulose), chúng có thể tích lũy 4,5% acid acetic trong môi trường Khi nồng độ acid acetic quá cao vượt quá giới hạn cho phép, nó sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn [6]

Vi khuẩn A.xylinum thuộc nhóm vi khuẩn Gram âm, hiếu khí bắt buộc,

hóa dị dưỡng Tế bào của chúng thường tìm thấy trong giấm, dịch rượu, nước

ép hoa quả, trong đất

1.1.2.2 Đặc điểm nuôi cấy

Trên môi trường thạch đĩa, vi khuẩn A.xylinum hình thành khuẩn lạc

nhẵn hoặc xù xì, rìa mép khuẩn lạc bằng phẳng hay gợn sóng, màu trắng hoặc trong suốt, khuẩn lạc bằng phẳng hoặc lồi lên dễ tách khỏi môi trường Vi

khuẩn A.xylinum khi nuôi cấy trong môi trường lỏng ở điều kiện tĩnh, chúng

sẽ hình thành trên bề mặt môi trường một lớp màng BC[16]

Ngược lại trong điều kiện nuôi lắc, cellulose hình thành dạng hạt nhỏ với kích thước không đều nhau và phân tán trong môi trường dinh dưỡng tạo

ra những đặc tính hình thái khác hẳn cellulose trong điều kiện nuôi cấy tĩnh [10]

1.1.2.3 Đặc điểm sinh lý - sinh hóa

+ Đặc điểm sinh lý

Vi khuẩn A.xylinum phát triển ở nhiệt độ 25 - 35oC, pH = 4 - 6 Nhiệt

độ và pH tối ưu tùy thuộc vào giống Ở 37oC, tế bào sẽ suy thoái hoàn toàn

Trang 15

5

ngay cả trong môi trường tối ưu Tuy nhiên vẫn còn những ý kiến khác nhau

và nhiều tranh cãi về điều kiện nhiệt độ, pH tối thích cho chủng vi khuẩn

A.xylinum sinh trưởng và tạo màng A.xylinum có khả năng chịu được pH

thấp, vì thế thường bổ sung thêm acid acetic vào môi trường nuôi cấy để hạn chế sự nhiễm khuẩn lạ

+ Đặc điểm sinh hoá

Năm 1950, Frateur đã chính thức đưa ra một khóa phân loại mới căn cứ vào các tiêu chuẩn: Khả năng oxy hóa acid acetic thành CO2 và H2O; hoạt tính catalase; khả năng sinh trưởng trên môi trường Hoyer [15]…Theo quan

điểm này A.xylinum là chủng thuộc chi Acetobacter, họ Pseudomonadaceae,

bộ Pseudomonadales, lớp Schizomycetes Đặc điểm phân biệt với các chủng khác trong cùng một chi được trình bày ở bảng 1.1 dưới đây:

Bảng 1.1 Đặc điểm sinh hóa của chủng vi khuẩn A.xylinum

3 Sinh trưởng trên môi

4 Chuyển hoá glycerol thành

đihydroxyaceton Tạo kết tủa đỏ gạch trong dịch sau lên men +

5 Chuyển hoá glucose thành

acid

Vòng sáng xuất hiện xung quanh khuẩn lạc trên môi trường chứa CaCO 3

+

6 Kiểm tra khả năng sinh sắc

7 Kiểm tra khả năng tổng

Trang 16

6

1.2 Cấu trúc và sự hình thành màng BC từ vi khuẩn A.xylinum

1.2.1 Đặc điểm cấu trúc của màng bacterial cellulose

Cellulose được cấu tạo bởi chuỗi polymer β - 1,4 glucopyranose mạch thẳng Nó có thành phần hoá học đồng nhất với cellulose thực vật, nhưng cấu trúc và đặc tính của nó lại khác xa nhau

Hình 1.1 Sợi cellulose của màng BC Hình 1.2 Sợi cellulose của thực vật

Chuỗi polymer β - 1,4 glucopyranose mới hình thành liên kết với nhau

tạo thành sợi nhỏ (subfibril) có kích thước 1,5nm Những sợi nhỏ kết tinh tạo

sợi lớn hơn - sợi vĩ mô, những sợi này kết hợp với nhau tạo thành bó và cuối cùng tạo dải lớn Những dải lớn từ tế bào này khi đẩy ra ngoài sẽ liên kết với với những dải lớn của tế bào khác bằng liên kết hiđro hoặc Van Der Waals tạo thành dạng sệt (gel) hay một lớp màng mỏng Kích thước bên của màng tăng lên khi quần thể vi khuẩn sinh trưởng Những điểm tạo màng BC mới có thể xuất hiện, chính vì thế mà màng BC được mở rộng [14]

1.2.2 Một số tính chất của màng bacterial cellulose

Chung và Shyu đã nghiên cứu các tính chất của BC như độ cứng, độ dính, độ dai và ảnh hưởng của dung dịch đường, muối … lên tính chất của

BC Các mảnh BC có độ cứng là 3,68 kg/cm2 Độ cứng của các miếng BC

Trang 17

7

giảm khi chúng được nhúng vào dung dịch đường và độ cứng tăng lên khi được nhúng vào dung dịch muối [22]

Sản phẩm của cellulose vi khuẩn có một số tính chất như sau:

- Độ bền hóa học, độ bền cơ học và sức căng cao

- Khả năng giữ nước và độ ẩm cao, do đó có thể điều chỉnh độ xốp

- Do khả năng S-BC hình thành sẵn màng, khi ứng dụng trong làm vải không cần qua khâu dệt, làm giấy không cần qua khâu bột giấy

- Có thể theo dõi, kiểm soát lý tính của cellulose do cấu trúc của cellulose vi khuẩn có khả năng biến đổi trong quá trình nuôi cấy

- Kiểm soát được kích thước, cấu trúc và chất lượng của cellulose (kiểm soát được cellulose kết tinh dị hình) trong quá trình nuôi cấy tạo cellulose

- Cellulose vi khuẩn là cellulose sinh học duy nhất được tổng hợp mà không gắn lignin, có thể dễ dàng bị phân hủy bởi một số nhóm vi sinh vật Vì vậy, cellulose vi khuẩn được xem là nguồn vật liệu mới có nhiều ưu thế trong tương lai

1.2.3 Cơ chế tổng hợp bacterial cellulose

Quá trình sinh tổng hợp BC là một tiến trình bao gồm nhiều bước được điều hoà một cách chuyên biệt và chính xác bằng một hệ thống chứa nhiều

loại enzyme, phức hợp xúc tác và các protein điều hoà [8],[7]

Theo tác giả Alina Krystynowics và cộng sự có 4 enzyme tham gia xúc tác tổng hợp cellulose ở vi khuẩn A.xylinum: Glucokinase (GK),

Phosphoglucomutase (PGM), Glucose - 1 - phosphate uridylyltransferase (UDPG pyrophosphorylase hay UGP), Cellulose synthase (CS) Trong đó UGP là enzyme có vai trò quan trọng nhất [9]

Trang 18

8

Hình 1.3 Con đường sinh tổng hợp cellulose ở A.xylinum

 Hai giai đoạn chính sinh tổng hợp cellulose vi khuẩn

Giai đoạn polymer hoá:

Đầu tiên enzyme glucokinase (GK) xúc tác phản ứng phosphoryl hoá chuyển glucose thành glucose-6-phosphate Enzyme phosphoglucomutase tiếp tục chuyển hoá glucose-6-phosphate thành glucose-1-phosphate thông qua phản ứng isomer hoá Glucose-1-phosphate nhờ enzyme UDP-glucose pyrophospholyase chuyển hoá thành UDP-glucose Cuối cùng, UDP-glucose được tổng hợp nên sẽ được hoá thành cellulose và cellulose được tiết ra môi trường ngoại bào nhờ một phức hợp protein màng là cellulose synthase Enzyme này được hoạt hoá nhờ một nucleotide vòng là cyclic-di-GMP

Trang 19

9

Một số chủng vi khuẩn A.xylinum có khả năng sử dụng đường fructose

hiệu quả hơn Hệ thống enzyme phosphotransferase sẽ chuyển fructose thành fructose-1-phosphate Sau đó fructose-1-phosphate sẽ được chuyển hoá thành fructose-bi-phosphate nhờ enzyme fructose-1-phosphatekinase Enzyme phosphoglucose isomerase có hoạt tính cao, sẽ giúp chuyển hoá fructose-6- phosphate thành glucose-6-phosphate Glucose-6-phosphate lại tham gia vào quá trình chuyển hoá tương tự như trên để tạo ra cellulose [21]

Giai đoạn kết tinh:

Các chuỗi glucan được nối với nhau nhờ liên kết -1,4-glucan Trong đó các chuỗi glucan kết hợp tạo thành lớp chuỗi glucan nhờ lực liên kết yếu Van Der Waals Lớp chuỗi glucan này chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn, sau đó chúng kết hợp với nhau bằng liên kết hydro tạo thành các sợi cơ bản gồm 16 chuỗi glucan Các sợi cơ bản tiếp tục kết hợp với nhau tạo thành các vi sợi,sau

đó các vi sợi lại tiếp tục kết hợp với nhau tạo thành các bó sợi [19]

 Ý nghĩa của quá trình sinh tổng hợp cellulose vi khuẩn A.xylinum

Hình 1.4 Con đường tổng hợp cellulose từ cơ chất glucose [22]

Trang 20

10

Phần lớn tế bào trong môi trường tĩnh, A.xylinum không di động do

chúng nằm bên trong lớp màng cellulose Điều này làm cản trở nghiên cứu về quá trình chuyển hoá, vận chuyển chất dinh dưỡng và oxy đến tế bào

Lớp màng cellulose do vi khuẩn A.xylinum tạo ra bao xung quanh môi

trường hạn chế nguồn oxy từ bên ngoài vào môi trường, điều này ngăn cản sự cung cấp oxy cho các vi khuẩn hiếu khí khác, tạo điều kiện thuận lợi cho quá

trình cạnh tranh sinh tồn của vi khuẩn A.xylinum Màng cellulose có khả năng

giữ nước nên giúp cho vi khuẩn phân huỷ các chất dinh dưỡng để sử dụng và giúp tế bào chống lại ảnh hưởng của tia UV (tia tử ngoại) Nhờ tính dẻo dai và tính thấm nước của các lớp cellulose mà các tế bào vi khuẩn kháng lại được những thay đổi không thuận lợi trong môi trường sống như giảm ẩm độ, thay

đổi pH, xuất hiện các độc chất Các vi khuẩn A.xylinum có thể tăng trưởng và

phát triển bên trong lớp vỏ bao Thực nghiệm chỉ ra rằng cellulose bao quanh

tế bào vi khuẩn bảo vệ chúng khỏi tia cực tím Khoảng 23% số tế bào

A.xylinum được bao bọc bởi BC sống sót sau 1 giờ xử lý bởi tia cực tím Khi

tách BC ra khỏi tế bào, khả năng sống của tế bào giảm chỉ còn khoảng 3%

Mạng lưới BC là giá thể chống đỡ cho vi khuẩn A.xylinum luôn ở bề

mặt tiếp giáp giữa môi trường lỏng và không khí Chính mạng lưới này làm cho các tế bào có thể bám chặt trên bề mặt môi trường và làm tế bào thâu nhận chất dinh dưỡng một cách dễ dàng hơn so với khi tế bào ở trong môi trường lỏng không có mạng lưới cellulose [20] Trong môi trường tự nhiên, đa

số vi khuẩn tổng hợp các polysaccharide ngoại bào để hình thành nên lớp vỏ bao quanh tế bào và màng BC là một điển hình

Một vài nghiên cứu còn cho thấy, cellulose được tổng hợp bởi

A.xylinum còn đóng vai trò tích trữ và có thể sử dụng khi vi sinh vật này bị

thiếu dinh dưỡng Sự phân hủy cellulose được xúc tác bởi enzyme exo

Trang 21

11

glucanase hay endo glucanase Các enzyme exo glucanase hay endo glucanase phân huỷ cellulose được phát hiện trong dịch nuôi cấy ở một vài

chủng A.xylinum sản xuất cellulose [21]

1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng màng bacterial cellulose trong điều trị bỏng

1.3.1 Trên thế giới

Trên thế giới màng BC được dùng trong ngành dược phẩm và mỹ phẩm Các tác giả: Hamlyn và cs, Cienchanska, Legeza và cs, Wan và Millon, Czaja và cs, sử dụng màng BC đắp lên các vết thương hở, vết bỏng đã thu được kết quả tốt Đặc biệt tác giả Wan (Canada) đã được đăng kí bản quyền

về làm màng BC từ A.xylinum dùng trị bỏng Các tác giả Jonas và Farad,

Czaja và cs đã dùng màng BC làm da nhân tạo, làm mặt nạ dưỡng da cho phụ

nữ [8]

1.3.2 Ở Việt Nam

Tại Việt Nam tình hình điều trị bỏng trong nước ngày càng được cải tiến Công tác điều trị bỏng bao gồm việc cấy ghép, phẫu thuật, tạo ra một số màng trị bỏng như màng ối, trung bì da lợn, da ếch, màng chatoyant, sử dụng các chất có nguồn gốc từ tự nhiên có tác dụng điều trị bỏng Từ năm 2000 nhóm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Thanh và cs đã có một số công

trình nghiên cứu về màng BC từ A.xylinum và bước đầu nghiên cứu về các

đặc tính màng BC thu được là cơ sở để chế tạo màng sinh học dùng trong trị bỏng ở Việt Nam[20]

Năm 2006, Bộ môn Vi Sinh - Ký Sinh Đại học Y Dược Tp.HCM đã chế tạo thành công màng trị bỏng sinh học có tẩm dầu mù u bằng phương pháp lên men Nó có khả năng thấm nước cao, kết dính chặt và trơ về mặt hóa học nên nó có vai trò như màng sinh học, có thể thay thế da tạm thời Với các hoạt chất tái sinh mô và các chất sát khuẩn đều có nguồn gốc thiên nhiên

Trang 22

12

Mới đây có nhóm nghiên cứu của PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung và cs, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 cũng đang bước đầu ứng dụng màng BC trong điều trị bỏng trên thỏ [13]

Trong công trình nghiên cứu này, chúng tôi không sử dụng dầu mù u

mà thay thế vào đó chúng tôi sử dụng các loại thuốc trị bỏng khác như: Becberin florid 0,1%, thuốc bột trị bỏng B76, nước muối sinh lý Đặc biệt, chúng tôi đã xây dựng và lựa chọn được phương thức đóng gói, bảo quản

màng BC tạo ra từ chủng A.xylinum, tìm ra vật liệu đóng gói và chất bảo quản

phù hợp, vừa hợp giá thành, bảo quản được màng BC trong một khoảng thời gian dài và nâng cao được tác dụng điều trị bỏng của màng

Trang 23

13

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Vi sinh vật

Chủng vi khuẩn A.xylinum BHN2 được nhận từ phòng thí nghiệm Vi

sinh, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội 2

2.1.2 Dụng cụ và thiết bị

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm chúng tôi đã sử dụng những dụng

cụ thiết bị như: Nồi hấp khử trùng (Tomy, Nhật Bản); tủ sấy (Haraeus, Đức);

tủ ấm vi sinh (Haraeus, Đức); box cấy vô trùng; cân điện tử (Precica XT 320

M, Thuỵ Sỹ); micropipep (Gilson, Pháp); tủ lạnh thường và tủ lạnh sâu (Tawasi, Nhật); kính hiển vi quang học (olympus CX41 , Nhật); máy đóng gói hút chân không chuyên dụng AMERA V100; hộp lồng; ống nghiệm; pipet, bàn trang thuỷ tinh; bình tam giác; lam kính; la men; đèn cồn; … và nhiều dụng

cụ hoá sinh thông dụng khác (tại phòng thí nghiệm Vi Sinh, khoa Sinh - KTNN, Trường ĐHSP Hà Nội 2)

Một số hoá chất vô cơ: KH2PO4, MgSO4.7H2O, NaOH

Một số loại thuốc nhuộm: tím gentian, dung dịch fushsin, dung dịch lugol

Agar, nước dừa nguyên chất

Các hoá chất trên được cung cấp bởi phòng thí nghiệm Vi sinh, Trường ĐHSP Hà Nội 2

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	1,65 MB