Khả năng sử dụng một số vi khuẩn lab phân lập trong khoang miệng ức chế sự tạo thành màng sinh học của lactobacillus fermentum​

Đồ án tốt nghiệpLỜI CÁM ƠN Để hoàn thành được đồ án “Khả năng sử dụng một số vi khuẩn LAB phân lập trong khoang miệng ức chế sự tạo thành màng sinh học của Lactobacillus fermentum” trong

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hoài Hương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đặng Vân Anh

LỜI CAM ĐOAN

Đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Hoài Hương Giảng viên Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môitrường của trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh

Những kết quả này hoàn toàn không sao chép từ các nghiên cứu khoa học khácdưới bất kì hình thức nào Các số liệu trích dẫn trong đồ án này đều hoàn toàn trungthực Tôi xin chịu trách nhiệm toàn bộ về đồ án của mình

Tp.HCM, ngày tháng năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đặng Vân Anh

i

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành được đồ án “Khả năng sử dụng một số vi khuẩn LAB phân

lập trong khoang miệng ức chế sự tạo thành màng sinh học của Lactobacillus fermentum” trong suốt quá trình học tập, rèn luyện và trau dồi kiến thức em đã gặp

phải không ít lần khó khăn nhưng nhờ có sự quan tâm, giúp đỡ và hướng dẫn tận tìnhcủa TS Nguyễn Hoài Hương, Giảng viên Khoa Công nghệ Sinh học - Thực phẩm -Môi trường trường Đại học Công nghệ TPHCM, cùng những kiến thức và kỹ năng cầnthiết Cô truyền dạy mà em có thể đạt được thành quả của ngày hôm nay Em xin chânthành cảm ơn cô

Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến các Thầy Cô giảng viên vàBan lãnh đạo Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường trường Đại họcCông nghệ TPHCM đã tạo điều kiện giúp em tiếp cận được nhiều nguồn tài liệu đểhoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định

Dù đồ án đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những sai sót nhất định do khảnăng hiểu biết hạn hẹp và thông tin tài liệu không mấy khả quan để phục vụ quá trìnhthực hiện đồ án Kính mong nhận được sự góp ý và chỉ dạy của các Thầy Cô để em họchỏi thêm những kinh nghiệm, tích lũy cho quá trình học tập rèn luyện và chuẩn bị hànhtrang bước sang một môi trường làm việc mới sau này

Ngoài ra, con xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, gia đình, những người đãbên con và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con trong quá trình thực hiện đồ án tốtnghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày tháng năm 2017

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CÁM ƠN

MỤC LỤC

PHỤ LỤC THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài

2.Tình hình nghiên cứu

3.Mục tiêu nghiên cứu

4.Nhiệm vụ nghiên cứu

5.Phương pháp nghiên cứu

6.Các kết quả đạt được

7.Kết cấu đồ án

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1.Tổng quan về vi khuẩn Lactic (LAB)

1.2.Tổng quan về Probiotic

1.3.Màng sinh học

1.4.Sâu răng

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.Địa điểm nghiên cứu

2.2.Thời gian thực hiện

2.3.Vật liệu và thiết bị

2.4.Phương pháp luận

2.5.Phương pháp thí nghiệm

iii

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

3.1.Kết quả thử nghiệm sinh lý

3.2.Kết quả thử nghiệm sinh hóa

3.3.Kết quả khả năng sinh enzyme

3.4.Kết quả khả năng kháng khuẩn

3.5.Kết quả khả năng kháng kháng sinh

3.6.Kết quả khảo sát khả năng ức chế màng sinh học của các vi khuẩn lactic sau khi qua xử lý nhiệt

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1.Kết luận

2.Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC XỬ LÝ SỐ LIỆU

PHỤ LỤC THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG

 Thành phần môi trường de Man, Rogosa, Sharpe agar (MRS agar):

Tween 80Cao thịtPeptonYest ExtractD-glucoseDiamonium Citrate 2g

Điều chỉnh pH = 6.5 ± 0.2 tại 25 o C.

 Thành phần môi trường de Man, Rogosa, Sharpe broth (MRS broth):

Tween 80Cao thịtPeptonYest ExtractD-glucose

Điều chỉnh pH = 6.5 ± 0.2 tại 25 o C.

 Thành phần nước muối sinh lí:

NaClNước cất

 Thành phần môi trường Glucose Phosphate broth (MR – VP broth):

PeptoneDextrose

K2HPO4

Nước cất

v

AgarNước cất

Điều chỉnh pH = 6.8 ± 0.2 tại 25 o C.

 Thành phần môi trường canh tryptone:

TryptoneNaClNước cất

Điều chỉnh pH = 7.5 ± 0.2 tại 25 o C

 Thành phần môi trường Triple sugar iron agar (TSI):

Cao thịtPeptoneYeast extractLactoseSucroseDextroseFeSO4

ii

 Thành phần môi trường Blood agar:

Beef heart infusion 500g

TryptoseNaClAgarMáu cừuNước cất

Điều chỉnh pH = 7.3 ± 0.2 tại 25 o C.

 Thành phần môi trường Skim milk agar:

Bột sữa gầyCasein enzymic hydrolysateCao nấm men

DextroseAgar

Điều chỉnh pH = 7.0 ± 0.2 tại 25 o C.

 Thành phần môi trường Lactobacillus biofilm medium (LBM):

PeptoneCao nấm men

K2HPO4

(NH4)3C6H5O7

DextroseCao thịtTween 80

Điều chỉnh pH = 7.0 ± 0.2 tại 25 o C.

ii

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

LAB Lactic acid bacteria /Lactobacillales

SAS Statistical Analysis Systems

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Tổng hợp các nghiên cứu khảo sát một số chủng probiotic trong việc bảo vệ

răng miệng 3

Bảng 1.1 Đặc điểm sinh lý của một số chủng vi khuẩn lactic 11

Bảng 1.2 Khả năng đối kháng của các sản phẩm biến dưỡng của vi khuẩn LAB 19

Bảng 2.1 Phân loại khả năng kháng kháng sinh dựa vào đường kính vòng kháng 62

Bảng 3.1 Kết quả thử nghiệm sinh lý 64

Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm sinh hóa 67

Bảng 3.3 Kết quả thử nghiệm lên men carbohydrate 69

Bảng 3.4 Kết quả khả năng sinh enzyme của các chủng lactic 71

Bảng 3.5 Tỉ lệ kháng khuẩn của các chủng lactic (%) 76

Bảng 3.6 Kết quả kháng kháng sinh của các chủng lactic 77

Bảng 3.7 Kết quả ức chế khả năng tạo màng sinh học của vi khuẩn lactic sau khi xử lý nhiệt 82

iii

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Môṭsốvi khuẩn lactic điển hinh̀ 8

Hình 1.2 Sơ đồ các con đường lên men lactose của vi khuẩn lactic 13

Hình 1.3 Cơ chế tác động của Lactobacillus spp lên những vi khuẩn trong khoang miệng 28

Hình 1.4 Các dạng sản phẩm từ sữa có chứa probiotic 29

Hình 1.5 Các giai đoạn hình thành màng sinh học 32

Hình 1.6 Mạng lưới EPS cùng tế bào vi khuẩn trong màng sinh học, hình thành dưới đáy một chai thủy tinh được chụp dưới kính hiển vi điện tử 32

Hình 1.7 Vi sinh vật, bùn đất bám dưới đáy tàu thông qua sự hình thành màng sinh học 35

Hình 1.8 Vi khuẩn chịu nhiệt hình thành màng sinh học dày khoảng 20 mm trong hồ nước nóng Mickey, Oregon 36

Hình 1.9 Đốm trắng – dấu hiệu đầu tiên của sự khử khoáng ở men răng 39

Hình 1.10 Răng bị tổn thương nghiêm trọng do quá trình khử khoáng 39

Hình 1.11 Giản đồ mô tả lý thuyết nguyên nhâu gây sâu răng 40

Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 46

Hình 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng ức chế màng sinh học sau khi vi khuẩn lactic bị xử lý nhiệt 63

Hình 3.1 Kết quả nhuộm bào tử bằng Malachite green của các chủng lactic 66

Hình 3.2 Kết quả thử nghiệm sinh dưỡng kỵ khí Dưới đáy ống nghiệm có xuất hiện sinh khối, chứng tỏ các chủng đều tăng trưởng bình thường khi không có khí O2 67

Hình 3.3 Kết quả thử nghiệm Citrate (+: Salmonella typhimurium ) 68

Hình 3.4 Kết quả thử nghiệm H2 S 68

Hình 3.5 Kết quả thử nghiệm Indole (+: Escherichia coli ) 69

Hình 3.6 Kết quả lên men carbohydrate của các chủng lactic 70

Hình 3.8 Kết quả khả năng sinh enzyme thủy phân Casein 73 Hình 3.9 Kết quả khả năng sinh enzyme thủy phân Gelatin 73 Hình 3.10 Tất cả các chủng đều chuyển sang màu vàng cho kết quả dương tính với

thử nghiệm β- galactosidase 74

Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ kháng khuẩn của các chủng lactic 75 Hình 3.12 Kết quả kháng kháng sinh của các chủng lactic 80 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ ức chế khả năng tạo màng sinh học của các vi khuẩn

lactic sau khi xử lý nhiệt 81

v

Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Song song với sự phát triển về kinh tế, chính trị và xã hội thì các nghiên cứu khoahọc thuộc lĩnh vực Công nghệ sinh học cũng ngày càng phát triển Ngày nay con người

đã ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ vào trong cuộc sống, từ công nghiệp,nông nghiệp, an ninh quốc phòng cho đến giải trí, v.v

Các nhà khoa học cùng với các nhà nghiên cứu đã ứng dụng các kiến thức từcác tài liệu trên toàn thế giới và áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới để cho ra đời cácgiống cây trồng, vật nuôi, vi sinh vật có tính năng ưu việt hơn các giống hiện có Bêncạnh đó người ta còn tạo ra những loại thức ăn mới, nghiên cứu ra các loại thuốc, các

bộ kit xác định bệnh, những nhân tố mới có giá trị phục vụ đời sống, phát triển kinh tế

- xã hội và bảo vệ môi trường

Ngoài ra, đã có nhiều kết quả nghiên cứu khoa học áp dụng cho lĩnh vực côngnghệ thực phẩm Từ những nghiên cứu đó chúng ta cho ra đời các loại vi sinh vật dùngtrong chế biến nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan và bảo quản thực phẩm,làm cho thực phẩm không đơn giản chỉ là bổ sung năng lượng mà còn có thể giúp conngười phòng chống một số bệnh, tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể

Đi đôi với sự phát triển không ngừng của xã hội, nhu cầu sử dụng các chế phẩm,thực phẩm cũng như việc sinh hoạt lành mạnh để có được sức khỏe tốt luôn là mục tiêucủa rất nhiều người đang hướng tới Thời gian gần đây, chúng ta thường nghe nhiều vềkhái niệm “Probiotics” mà không phải ai cũng hiểu Probiotics là gì Probiotics trênthực tế chính là các vi khuẩn sống có lợi đường ruột, khi ăn vào đem lại các lợi ích sứckhoẻ con người nhờ cải thiện hệ vi sinh đường ruột và chức năng của ruột Hai loài vi

khuẩn probiotics thông dụng hiện này Bifidobacteria và Lactobacillus Vi khuẩn

probiotic giúp tăng cường hệ miễn dịch, ngăn ngừa ung thư Ngoài ra, việc có thể pháthiện được một loài vi khuẩn có khả năng ức chế sự tạo thành màng sinh học của các vi

tính an toàn như một chủng vi khuẩn Probiotic cũng được khá nhiều nhà khoa học quantâm và đó là lý em em chọn thực hiện đề tài này Em muốn mình có thể tìm hiểu cụ thểhơn về loại vi khuẩn này cũng như hy vọng rằng có thể vận dụng những điều mình biếtđược vào thực tế, cụ thể là khi làm việc sau này.

Bussher và cộng sự đã xác định được rằng L acidophilus và L casei có trong sữa chua đã làm giảm tỷ lệ của các Lactobacillus spp khác và Streptococcus mutans trong

nước bọt và mảng bám răng của các đối tượng nghiên cứu xuống sau một tuần sử dụng

[48]. Ahola và cộng sự cũng khảo sát tương tự nhưng trong sản phẩm lên men pho mát,

LGG và Lactobacillus rhamnosus LC 705 có trong pho mát có thể làm giảm tỷ lệ sâu

răng ở trẻ nhỏ [49]

Hallstrom và cộng sự cũng đã chứng minh được việc sử dụng chủng probiotic

L reuteri ATCC 55730 và ATCC PTA 5289 không góp phần hình thành mảng bám

trong khoang miệng [44]

Hầu hết các nghiên cứu lâm sàng của probiotic trong việc bảo vệ răng miệng đều

thông qua việc định lượng tổng vi khuẩn mutans streptococci (MS) trong khoang

miệng Các thành quả nghiên cứu trong những năm gần đây được tổng hợp ở bảng 1.

2

Sử dụng các chủng vi khuẩn lactic đã được phân lập từ khoang miệng Mục tiêu cuối cùng sau khi thực hiện các thử nghiệm khảo sát là xác định xem chúng có khả

3

Đồ án tốt nghiệp

năng ức chế sự tạo thành màng sinh học của Lactobacillus fermentum không và có đủ

an toàn để bổ sung vào các sản phẩm sử dụng cho con người và động vật không

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

_ Tiến hành các thử nghiệm sinh lý, sinh hóa

_ Khảo sát khả năng kháng khuẩn

_ Khảo sát khả năng kháng kháng sinh

_ Xác định độ an toàn và khả năng ức chế màng sinh học của Lactobacillus fermentum.

5. Phương pháp nghiên cứu

a) Phương pháp luận

_ Tiến hành các thử nghiệm sinh lý: khả năng chịu nhiệt ở 10oC, 45oC, 60oC; khả năngchịu mặn: 3,5% NaCl và 6,5% NaCl; khả năng sinh bào tử; khả năng sinh dưỡng trongđiều kiện kỵ khí

_ Tiến hành các thử nghiệm sinh hóa: khả năng lên men carbohydrate; thử nghiệm MR– VP; thử nghiệm Citrate; Thử nghiệm Indole; khả năng sinh H2S

_ Khảo sát khả năng sinh enzyme: enzyme thủy phân Gelatin; enzyme thủy phân Casein; thử nghiệm tan huyết; thử nghiệm – Galactosesidase _ Khảo sát khả năng kháng khuẩn bằng phương pháp đo độ đục

_ Khả năng kháng kháng sinh bằng phương pháp khuếch tán đĩa thạch (Agar Diffusion Test)

_ Khả năng ức chế tạo màng sinh học của Lactobacillus fermentum sử dụng các vi

khuẩn lactic sau xử lý nhiệt

b) Phương pháp xử lý số liệu

- Sử dụng phần mềm excel để vẽ đồ thị

6 Các kết quả đạt được

_ Chọn được chủng vi khuẩn lactic an toàn và có thể ứng dụng để ức chế sự hình thành

màng sinh học của Lactocbacillus fermentum.

7 Kết cấu đồ án

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan tài liệu – nội dung chương đề cập đến các nội dung liên

quan đến tài liệu nghiên cứu

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu – nội dung chương đề cập đến

các dụng cụ, thiết bị và các phương pháp nghiên cứu trong đồ án

Chương 3: Kết quả và biện luận – nội dung chương đưa ra những kết quả mà đề

tài thực hiện được và đưa ra những biện luận cho kết quả thu được

Chương 4: Kết luận và kiến nghị – nội dung chương tóm lại những kết quả mà

đề tài đạt được và đề nghị cho những hướng cải thiện thêm trong đề tài.

5

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 Tổng quan về vi khuẩn Lactic (LAB)

1.1.1 Giới thiệu chung

Vi khuẩn lactic (LAB) có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của chúng ta.Chúng tạo ra các thực phẩm lên men và bảo quản thực phẩm khỏi bị hư hỏng Từ đầuthế kỷ 20, Elie Metchnikoff (1845-1916) đã đề xuất sử dụng các LAB cho mục đíchchữa bệnh Từ đó, lĩnh vực nghiên cứu probiotic đã ra đời và phát triển Đến nay,những nghiên cứu về probiotic đã không ngừng cung cấp những bằng chứng có tínhkhoa học về hiệu quả thực sự của probiotic đối với sức khỏe con người

Từ lâu vi khuẩn lactic đã được con người ứng dụng rộng rãi để chế biến các loạithực phẩm lên men (sữa chua, muối dưa, muối cà, ), ủ chua thức ăn cho gia súc hoặc

để sản xuất acid lactic và các loại muối của acid lactic Từ năm 1780, lần đầu tiên nhàhóa học người Thụy Điển Scheele đã tách được acid lactic từ sữa bò lên men chua.Năm 1875, L Pasteur đã chứng minh được rằng việc làm sữa chua là kết quả hoạt độngcủa một nhóm vi sinh vật đặc biệt gọi là vi khuẩn lactic 21 năm sau đó (1878), Lister

đã phân lập được vi khuẩn lactic và đặt tên là Bacterium lactic (ngày nay gọi là

Streptococcus lactic) và đến năm 1881 ngành công nghiệp lên men nhờ vi khuẩn lactic

đã được hình thành

Vi khuẩn lên men lactic gọi là vi khuẩn lactic, hiện nay chúng được công nhận là

an toàn sinh học (generally recognized as safe - GRAS), được sử dụng thường xuyêntrong thực phẩm và có đóng góp trong hệ vi sinh vật có ích của con người

Một đặc tính quan trọng khác của vi khuẩn lactic là chúng có khả năng tạo rabacteriocin (chất kháng khuẩn) như lactacin, brevicin, lacticin, helveticin, sakacin,plantacin, có tác dụng ức chế một số vi sinh vật gây bệnh, ngăn chặn sự phát triểncủa các nguồn bệnh trong thực phẩm [2] [3]

Vi khuẩn lactic có hoạt tính kháng khuẩn diện rộng do có khả năng sản xuất racác chất ức chế: như một số acid hữu cơ, hydrogen peroxide, diacetyl, các chất có khốilượng phân tử thấp và bacteriocin là chất có khả năng ức chế cả vi khuẩn gram (+) và

vi khuẩn gram (-) Các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sản sinh acid hữu cơ, đặcbiệt là acid lactic trong quá trình sinh trưởng và phát triển Đối với hydroxy peroxidethì khả năng kháng khuẩn là do việc tạo ra các chất oxy hóa mạnh như oxygen nguyên

tử, các gốc tự do superoxide và các gốc tự do hydroxyl Đối với bacteriocin, cơ chếkháng khuẩn do vi khuẩn lactic tổng hợp đã được nghiên cứu đầu tiên ở nisin,bacteriocin gram (+) [4]

1.1.2 Đăcc̣ điểm hình thái của vi khuẩn lactic.

Các tế bào có hình dáng đa dạng: từ hình que dài, mảnh đến hình que ngắn uốncong, thường tạo thành chuỗi Không có khả năng di động (ngoại trừ một số chủng cótiên mao hoặc lông roi trên bề mặt cơ thể), không sinh bào tử, gram dương Một sốchủng thể hiện tính lưỡng cực, xuất hiện các chấm nhỏ hoặc các đường kẻ dọc (quansát qua kính hiển vi) khi nhuộm vi khuẩn với thuốc nhuộm gram hoặc methylene blue.[51]

Khuẩn lạc của vi khuẩn lactic tròn nhỏ, trong bềmăṭbóng, màu trắng đục hoặcmàu vàng kem, hoặc khuẩn lạc có kính thước to hơn tròn lồi trắng đục Đặc biệt khuẩnlạc tỏa ra mùi chua của acid

Về kích thước tế bào thì đối với các dạng cầu khuẩn là từ 0.5 – 1.5μm Các tếbào hình cầu xếp thành cặp hoặc hình chuỗi có chiều dài khác nhau Còn với trựckhuẩn thì từ 1 - 8μm Trực khuẩn đứng riêng lẻ hoặc kết thành chuỗi

 Đặc điểm hình thái giống vi khuẩn lactic điển hinh: ̀

Trong sốcác vi khuẩn lactic, giống Lactobacillus đươcc̣ xem làđaịdiêṇ cho chủng

vi khuẩn này

7

Đồ án tốt nghiệp

Tùy thuộc vào hình thái tế bào mà người ta chia vi khuẩn lactic thành 2 dạng :

hình cầu và hình que Kích thước của chúng thay đổi tùy theo từng loài

_ Giống Lactobacillus

Giới : Vi khuẩn

Ngành : Firmicutes Lớp: Bacilli

Bộ: Lactobacillales Họ: Lactobacillacea Giống: Lactobacillus

a)

b)

Hình 1.1 Môṭsốvi khuẩn lactic điển hinh

Đồ án tốt nghiệp

Chi Lactobacillus hiện bao gồm hơn 125 loài như: L acidophilus, L brevis, L

casei, L fermentum, L plantarum, L bulgaricus …

Tế bào có dạng hình que nhưng hình dạng của chúng có thể thay đổi tùy vào điềukiện của môi trường sống, có thể là dạng que ngắn hoặc dài, xếp thành chuỗi hay đứng

riêng lẻ hoặc ở dạng que kép Lactobacillus là vi khuẩn Gram dương, không di động,

không sinh bào tử, âm tính với catalase, kỵ khí chịu oxy, có khả năng chịu được môitrường có pH thấp Một số loài có thể phát triển ở môi trường nghèo chất dinh dưỡng,

và chịu được nhiệt độ cao Ngoại trừ loài L plantarum thì những loài khác không có

khả năng chuyển hóa nitrate khi ở điều kiện nhất định

Các loài Lactobacillus thường được tìm thấy các sản phẩm lên men từ động vật

và thực vật, đặc biệt là trong các sản phẩm sữa, trong hệ tiêu hóa, hệ bài tiết và hệ sinhdục người Các loại thực phẩm lên men như sữa chua và thực phẩm chức năng cũng có

chứa các vi khuẩn này như: Lactobacillus pasterian, Lactobacillus brevis,

Lactobacillus axitophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus sake, Lactobacillus plantarum.

Sự phân chia của vi khuẩn lactic dựa theo các sản phẩm của quá trình trao đổi

chất của chúng Vì vậy có thể chia các loài Lactobacillus thành 3 nhóm như sau:

- Nhóm I (Lên men đồng hình bắt buộc): Chúng được gọi là Thermobacterium,

có fructose - 1,6 - diphosphate aldolase (FDP aldolase) nhưng không cóphosphoketolase Chúng lên men được hexose để tạo acid lactic nhưng khônglên men được pentose, thường phát triển ở 45oC

- Nhóm II (Lên men dị hình tùy nghi): Chúng được gọi là Streptobacterium (có

FDP aldolase và cảm ứng phosphoketolase) Tuy nhiên, hexose là lên menđồng hình và pentose được chuyển thành acid lactic và ethanol hoặc acidacetic

- Nhóm III (Lên men dị hình bắt buộc): Chúng được gọi là Betabacterium (có

phosphoketolase nhưng không có FDP aldolase), quá trình trao đổi chất cảhexose và pentose lên men dị hình

Trên thực tế, đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng Lactobacillus rất hữu ích trong

việc điều trị hoặc ngăn ngừa nhiễm nấm, nhiễm trùng đường ruột, hội chứng ruộtkích thích, tiêu chảy do dùng thuốc kháng sinh, tiêu chảy do nhiễm khuẩn

Clostridium difficile, cơ thể không phân giải được lactose, bệnh về da như: ban đỏ

do sốt, chàm, viêm loét da và ngăn ngừa nhiễm trùng đường hô hấp

1.1.3 Đặc điểm sinh lý – sinh hóa

1.1.3.1 Đăcc̣ điểm sinh lý, sinh trưởng

Sinh dưỡng ở điểu kiện kỵ khí tùy nghi, thường tăng trưởng trên bề mặt môitrường rắn kèm theo các điều kiện: kỵ khí, giảm áp suất oxy, 5-10% CO2 Có thể bị ứcchế tăng trưởng trong điều kiện hiếu khí, một số loài thuộc nhóm sinh vật kỵ khí bắtbuộc

Có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp đối với các amino acid, peptide, dẫn xuất acidnucleic, vitamin, khoáng, acid béo, ester acid béo và carbohydrate Các yêu cầu dinhdưỡng đặc trưng cho từng loài, thường là các chủng đặc biệt Nhiệt độ tăng trưởng từ 2– 53oC, nhiệt độ tối ưu khoảng 30 – 40oC

Tăng trưởng tốt trong điều kiện môi trường acid, pH tối ưu khoảng 5.5 – 6.2,thường tăng trưởng ở mức pH 5.0 hoặc thấp hơn, tốc độ tăng trưởng giảm trong điềukiện pH môi trường trung tính hoặc kiềm

10

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1.1 Đặc điểm sinh lý của một số chủng vi khuẩn lactic

Chi

Lactobacillus Lactococcus Leuconostoc Oenococcus Pediococcus Streptococcus Tetragenococcu

s Aerococcus Carnobacterium Enterococcus Vagococcus Weissella

(đh: đồng hình ; dh: dị hình)

1.1.3.2 Đăcc̣ điểm sinh hoá

Vi khuẩn lactic làvi khuẩn gram (+), oxidase âm tính, không cókhảnăng di đôngc̣

1.1.3.3 Quá trình trao đổi chất

Quá trình trao đổi chất và năng lượng của vi khuẩn lactic thực hiện thông quaviệc lên men lactic LAB có khả năng lên men các loại đường hexose (glucose,mannose, galactose, fructose…), disaccharide (lactose, saccharose…); pentose(arabinose, xylose, ribose…) và các hợp chất liên quan Chúng chỉ sử dụng được cácloại đường ở dạng đồng phân D Tuy nhiên, LAB có thể thích ứng với nhiều điều kiệnkhác nhau làm thay đổi cách thức trao đổi chất và dẫn đến các sản phẩm cuối cùng tạo

ra cũng khác nhau

Quá trình lên men lactic có thể đồng hình hoặc dị hình Lên men đồng hình gồmcon đường EMP chuyển hóa đường thành pyruvate, sau đó pyruvate bị khử thànhlactic acid 90% đường được chuyển hóa thành acid lactic Trong khi đó ở lên menlactic dị hình chỉ 50% đường được chuyển hóa thành acid lactic, còn lại là CO2,acetaldehyde, ethanol

Hình 1.2 Sơ đồ các con đường lên men lactose của vi khuẩn lactic

A) Lên men đồng hình B) Lên men dị

hình 13

Đồ án tốt nghiệp

 Lên men lactic đồng hình

Lên men đồng hình là quá trình lên men trong đó có các sản phẩm acid lactictạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ acid acetic, acetol,diacetyl Phương trình chung biểu diễn quá quá trình lên men:

C6H12O6 

2CH3CHOHCOOH + 21,8.104 JCon đường Glycolysis hay con đường EMP (Embden-Meyerhof-Parnas pathway)được sử dụng bởi hầu hết các LAB (ngoại trừ leuconostocs, nhóm III Lactobacilli,Oenococci và Weissellas) tạo ra fructose-1,6-diphosphate (FDP) và nhờ FDP aldolase

để tiếp tục chuyển thành dihydroxyacetonephosphate (DHAP) và phosphate (GAP) đối với những chất có mức phosphoryl hóa ở 2 vị trí, sau đó tạothành pyruvate Trong điều kiện có nhiều đường và hạn chế oxy, pyruvate bị khử thànhacid lactic bởi lactate dehydrogenase (nLDH) và NAD+, do đó NADH đã được oxyhóa trước đó, khi thế oxy hóa khử được cân bằng, sản phẩm cuối cùng được tạo ra chủ

glyceraldehyde-3-yếu là acid lactic và quá trình này được gọi là lên men lactic đồng hình (Hình 1.2A)

 Lên men lactic dị hình

Đặc điểm của con đường này là sự khử hidro ngay từ bước đầu tạo phosphogluconate Theo sau đó là sự tách carbon tạo pentose-5-phosphate và tiếp tụcchuyển hóa thành glyceraldehyde-3-phosphate (GAP) và acetyl phosphate GAP đượctạo thành tương tự như trong con đường glycolysis và kết quả là tạo ra acid lactic.Trong điều kiện không có mặt của các chất nhận điện tử, acetyl phosphate sẽ bịkhử tạo thành ethanol thông qua CoA và acetaldehyde Khi quá trình này ngoài sảnphẩm acid lactic còn tạo ra một lượng đáng kể các sản phẩm phụ như CO2, ethanol,acid acetic, acid succinic thì nó được gọi là lên men lactic dị hình

6-Phương trình chung biển diễn quá trình lên men:

C6H12O6 

CH3CHOHCOOH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH + C2H5OH +CO2

Trong đó, acid lactic chiếm khoảng 40%, acid succinic khoảng 20%, rượu etylic

và acid acetic 10% các loại khí 20% đôi khi không có các khí mà thay vào đó là sựtích luỹ một lượng ít acid foocmic

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men, quá trình sinh trưởng và

phát triển của vi khuẩn lactic

Trong công nghiệp, vật liệu dùng để làm môi trường cho vi sinh vật phát triển cầnđảm bảo các yếu tố: đầy đủ chất dinh dưỡng, không có độc tố, cho hiệu suất thu hồi làlớn nhất và giá thành rẻ [79] Mỗi nguồn dinh dưỡng cung cấp không chỉ ảnh hưởngđến sự phát triển của vi khuẩn trong quá trình nuôi cấy mà còn ảnh hưởng không nhỏđến quá trình thu hồi và bảo quản chế phẩm sinh khối sau này

 Thành phần môi trường nuôi cấy

Vi khuẩn lactic thuộc loại vi sinh vật dị dưỡng Nguồn năng lượng cần thiết chohoạt động sống và phát triển của chúng là nguồn năng lượng do trao đổi chất với môitrường bên ngoài Thành phần môi trường MRS để nuôi cấy vi khuẩn lactic có chứanhiều chất dinh dưỡng và dễ bị tạp nhiễm cũng ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy vikhuẩn lactic Ngoài ra, để duy trì sự sống, điều hòa các quá trình chuyển hóa trong tếbào, chúng cần sử dụng nguồn glucid có trong môi trường dinh dưỡng làm nguồncarbon (chủ yếu là đường lactose), nguồn nitơ (pepton, acid amin), vitamin, muốikhoáng và các yếu tố vi lượng

 Yếu tố môi trường

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là một trong những nhân tố quan trọng, ảnh hưởng đến enzyme của tếbào vi sinh vật Khi nhiệt độ nuôi cấy quá cao hay quá thấp đều có thể gây ức chế cácenzyme, dẫn đến ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn Nhiệt

độ càng cao thì sự lên men càng mạnh Phần lớn vi khuẩn lactic sinh trưởng tốt nhất ở

15

Đồ án tốt nghiệp

nhiệt độ 30 – 40oC Một số có thể sinh trưởng dưới 15oC và thậm chí một số dòng có thể sinh trưởng dưới 5oC [5]

Ảnh hưởng của pH

Trong quá trình lên men, vi khuẩn lactic sinh acid làm pH môi trường giảm và khi

nó giảm tới mức nào đó nó sẽ ảnh hưởng lên sự phát triển của vi khuẩn lactic Do đó,cần phải luôn điều chỉnh pH về khoảng tối thích cho vi khuẩn trong suốt quá trình nuôi,

pH tối ưu phải giữa 5.5 và 6.0

Ảnh hưởng của nồng độ acid

Acid là sản phẩm chính của quá trình lên men lactic do hoạt động sống của vikhuẩn lactic tạo nên Các vi khuẩn này chịu được acid, tuy nhiên với lượng acid tíchlũy trong môi trường ngày một nhiều sẽ ức chế chúng Để giúp vi khuẩn lactic pháttriển bình thường không bị chính sản phẩm do hoạt động của chúng để tạo ra, người tacho vào môi trường các chất đệm thích hợp với một lượng đủ để trung hòa lượng acidsinh ra thông thường chất đệm này là CaCO3

Vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình lên men

Hệ vi sinh vật tạp nhiễm, thường ảnh hưởng xấu đến quá trình lên men ởnhững mức độ khác nhau có thể phá hủy các tế bào giống hoặc phá vỡ tế bào quátrình trao đổi chất cần thiết cho sự tạo thành sản phẩm lên men

1.1.5 Ứng dụng của vi khuẩn lactic

Nhờ khả năng tạo ra acid lactic từ các nguồn carbohydrate khác nhau, hoạt tínhkháng nhiều loại vi sinh vật có hại mà các chủng vi khuẩn lactic được ứng dụng nhiềutrong công nghệ lên men truyền thống và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trongnhiều lĩnh vực khác nhau như:

_ Thực phẩm: Chúng giúp giảm việc sử dụng các chất hóa học cũng nhưcường độ xử lý nhiệt, có thể thay thế các chất bảo quản thực phẩm, làm cho thực

dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng về tính an toàn, độ tươingon, thực phẩm ăn liền, thực phẩm chế biến tối thiểu và gia tăng sản phẩm cótính cảm quan mới lạ như giảm tính acid hoặc giảm nồng độ muối đồng thời kéodài đươcc̣ thời gian bảo quản của các sản phẩm thưcc̣ phẩm như bánh mi.̀

_ Công nghiệp: Vi khuẩn lactic là nguồn để lên men sản xuất acid lactic,đem lại nguồn thu hàng tỷ đô vì đây là chất được sử dụng rất rộng rãi ở nhiều lĩnhvực khác nhau

_ Y học: Chữa các bệnh đường ruột, cải thiện hệ tiêu hoá…

_ Nông nghiệp và môi trường: Vi khuẩn lactic hạn chế sự phát triển của nấmFusarium, Aspergillus, chế phẩm EM có vai trò cải tạo đất và không gây ô nhiễm, ứcchếmôṭsốvk gây bênḥ trên các loài thuỷhải sản Ngoài ra còn đươcc̣ ứng dungc̣ trongbảo quản haṭgiống do sư c̣phát triển của nấm mốc như: bắp, đâụ phông,c̣…

1.1.6 Hoaṭ tính sinh hocc̣

Các vi khuẩn lactic (LAB) có thể sản xuất một số chất kháng sinh như acid lactic

và reuterin, ngoài ra còn có các acid hữu cơ, peroxit hydro, bacteriocin kháng khuẩn vàcác loại peptide kháng nấm LAB đã được biết đến trong nhiều năm và đóng vai tròquan trọng trong việc sản xuất của một loạt các thực phẩm lên men Lợi ích sức khỏecủa LAB được biết là ảnh hưởng tích cực nhất định trong đường tiêu hóa của conngười [6] [7]

1.1.6.1 Khả năng kháng khuẩn của chủng vi khuẩn lactic

LAB cũng ức chếsư c̣phát triển của vi sinh vâṭcóhaịgây thối rữa thông qua các sảnphẩm chuyển hoánhư hydrogen peroxide, carbon dioxide, diacetyl vàđăcc̣ biêṭlàbacteriocin

Bacteriocin: Bacteriocin là protein có hoạt tính sinh học do vi khuẩn tiết ra, có thểtiêu diệt hoặc ức chế sự tăng trưởng của các vi khuẩn khác có quan hệ họ hàng với

17

Đồ án tốt nghiệp

chúng [8] Bacteriocin có hoạt tính kháng khuẩn, được sản sinh ra bởi nhiều nhóm vikhuẩn đa dạng, có thể khác nhau bởi phương thức và phổ hoạt động, phân tử lượng,đặc điểm sinh hóa và nguồn gốc [9]

Ưu điểm của bacteriocin là có hoạt tính kháng khuẩn cao ngay cả khi ở nồng độrất thấp Tuy nhiên, bacteriocin thường có phổ kháng khuẩn hẹp hơn kháng sinh Khácvới chất kháng sinh, bacteriocin thường được dùng trong thực phẩm và không có ảnhhưởng độc lên tế bào nhân chuẩn còn chất kháng sinh chỉ được dùng trong y tế và cóảnh hưởng độc lên tế bào nhân chuẩn Trên thế giới bacteriocin được sản xuất bằngcông nghệ lên men vi sinh bởi vi khuẩn lactic

Bacteriocin còn cómôṭ sốhaṇ chếnhư: itt́ đươcc̣ biết đến hơn chất bảo quản hoá hocc̣

Bi thoạt́i biến nhanh chóng bởi các enzyme phân giải protein

Bacteriocin đươcc̣ ứng dung:c̣ Bổ sung bacteriocin tinh chế hay bán tinh chế như làcác chất bảo quản thực phẩm, dùng màng polyethylen hoạt tính bacteriocin cho đónggói thực phẩm

Sản phẩm chuyển hoácủa LAB sử dungc̣ đểchống laịcác vi sinh vâṭgây thối rữavàchức năng hoácóthểức chếvi sinh vâṭcủa chúng đươcc̣ tóm tắt như sau:

Bảng 1.2 Khả năng đối kháng của các sản phẩm biến dưỡng của vi khuẩn LAB [5].

1.2.1 Lược sử nghiên cứu

Lịch sử nghiên cứu probiotic bắt đầu trong những năm cuối thế kỷ 19, khi các nhà

vi sinh vật học phát hiện ra sự khác biệt giữa hệ VSV trong ống tiêu hóa của ngườibệnh và người khỏe mạnh Hệ vi sinh vật có ích trong hệ thống ống tiêu hóa được gọi

là probiotic

Năm 1870, khi nghiên cứu tại sao những người nông dân Bungary có sức khỏetốt, nhà sinh lý học người Nga Eli Metchnikoff đã đưa ra thuật ngữ “probiotic” cónguồn gốc từ Hy Lạp, theo nghĩa đen là “vì cuộc sống” để chỉ những vi sinh vật đãđược chứng minh có ảnh hưởng tốt đến sức khỏe của người và động vật [83]

Khái niệm này sau đó được làm rõ hơn bởi định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới

và Tổ chức Lương nông thế giới (WHO/FAO, 2001): “Probiotic là những vi sinh vậtcòn sống khi đưa vào cơ thể một lượng đầy đủ sẽ có lợi cho sức khỏe của người sửdụng.” [90]

19

Đây là những nhóm vi khuẩn (VK) sống trong đường tiêu hóa của người, chúngtạo thành một khu hệ VSV, cản trở sự phát triển của một số VSV gây bệnh, cung cấpcho con người một số chất có lợi cho cơ thể, ảnh hưởng tốt đến hệ miễn dịch Conngười sử dụng các chế phẩm probiotic như một loại thực phẩm, thuốc, sử dụng chúngnhư một phương tiện để vận chuyển vi khuẩn probiotic vào trong cơ thể, từ đó giúpphòng và chữa bệnh.

1.2.2 Các vi sinh vật probiotic thường gặp

Vi sinh vật được sử dụng làm probiotic gồm nhiều nhóm khác nhau như vi khuẩn,

xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc Tuy nhiên, vì những đặc tính ưu việt của vi khuẩn lactic(LAB) phù hợp với việc tạo chế phẩm probiotic cho người cũng như vật nuôi nên thànhphần của hầu hết các chế phẩm probiotic hiện nay chủ yếu là các chủng LAB

Một số nhóm vi sinh vật probiotic thường gặp:

 Nhóm vi khuẩn lactic: Theo Lee, Nomoto, Salminen và Gorbach (1999), một số

loại chế phẩm probiotic được biết đến nhiều nhất với các chủng LAB, trong đó chủ

yếu là những loài thuộc chi Lactobacillus và Streptococcus như L acidophilus, L.

casei, L plantarum, L bulgaricus, L kefir, L delbruckii, L sporogenes, Bifidobacterium breve, Bifidus bacteria, Streptococcus faecalis,…

Những chủng này đều có thể chịu đựng nhiệt độ cũng như các tác động trong quátrình sản xuất thuốc, không tương tác với các thành phần bổ sung thêm trong chế phẩmnhư vitamin, acid amin, acid béo, đường và đặc biệt là fructoligosaccharide, là một tádược được dùng phổ biến trong hầu hết các chế phẩm propiotic

Các chế phẩm probiotic có thể sử dụng chỉ một chủng LAB (như L acidophilus hay L sprorogenes,…) hoặc kết hợp nhiều chủng LAB (L acidophilus, L.

sprorogenes, L kefir, Streptococcus faecalis,…) Sử dụng chế phẩm probiotic - lactic là

liệu pháp rất tốt cho các trường hợp rối loạn đường tiêu hóa, giúp duy trì hệ VSV có

20

Đồ án tốt nghiệp

lợi cho hệ tiêu hóa, ngăn ngừa tiêu chảy hữu hiệu và nhiều trường hợp bệnh khác nhờ những tác dụng trong cơ thể người [71] [75]

 Bacillus subtilis

B. subtilis là VK ứng dụng làm probiotic từ rất sớm Chúng được sử dụng qua

đường uống để phòng và chữa các rối loạn tiêu hóa như tiêu chảy sau khi dùng kháng

sinh B subtilis có tác dụng hồi phục hệ VSV tự nhiên trong đường tiêu hóa của người sau khi dùng kháng sinh kéo dài Các chế phẩm B subtilis được bán ở hầu hết các nước

Châu Âu, mặc dù người ta còn chưa biết nhiều về cơ chế tác dụng của chúng Bào tử

của B subtilis có thể vượt qua rào chắn đường tiêu hóa, một phần bào tử nảy mầm trong ruột non và sinh sôi trong đường ruột Một số tác dụng lâm sàng của B subtilis

đã được biết như làm tác nhân kích thích miễn dịch trong một số bệnh [83]

 Bacillus clausii

Thuộc giống Bacillus, GP+P, không di động, nuôi cấy dễ dàng với các môi trường

dinh dưỡng thông dụng, có khả năng sinh bào tử giúp VK tồn tại trong điều kiện khắc

nghiệt Bào tử của B clausii có thể qua dạ dày với tỉ lệ sống sót cao, có thể sống được

trong môi trường dịch vị với pH = 2 ít nhất l2 giờ Chúng đề kháng rất tốt với nhiềuloại kháng sinh Vì thế, có thể dùng chung trong thời gian điều trị kháng sinh

Khi vào ruột non, bào tử B clausii sẽ nảy mầm thành dạng sinh trưởng và tiếp tục

sinh sôi nảy nở trong ruột Nhờ đó lấp đầy lại được khoảng trống rối loạn hệ VK trong

đường ruột Đồng thời sự sinh trưởng của B claussi sẽ tái lập được điều kiện kỵ khí,

tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển trở lại của các VK có lợi ở đường ruột (như

Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides) đã bị rối loạn vì các nguyên nhân khác

nhau

B. clausii thường được dùng tạo chế phẩm probiotic cho người như chế phẩm

Enterogermina ở dạng lỏng Bào tử được bào chế dưới dạng hỗn dịch không màu,

không mùi, không vị trong từng ống nhựa nhỏ nên tiện lợi khi sử dụng, đặc biệt là cho trẻ em.

Được sử dụng làm probiotic như Saccharomyces cerevisiae, S boulardii Trong

các chế phẩm probiotic tạo ra sinh khối chứa acid amin, các vitamin nhóm B, hấp thuđộc tố và bài thải ra ngoài Chúng chuyển hóa glucose thành acid pyruvic là cơ chấtcho các VSV có lợi hoạt động và sinh sản Ngoài ra, chúng còn tiết enzyme tiêu hóanhư amylase, protease,… [78]

S boulardii: được dùng như probiotic từ năm 1950 Là thành phần chính của một

số chế phẩm probiotic như ultralevure (Pháp), florastor, bioflora (Pháp) Tác động hiệuquả trong điều trị tiêu chảy nhiễm trùng cấp Ngừa tiêu chảy do KS và trị liệu phối hợp

trong nhiễm trùng H pylori S boulardii tác động thông qua cơ chế:

Tiết enzyme proteinase làm giảm độc tố do Clostridium difficile, sản sinh phosphatase làm bất hoạt các nội độc tố do E coli tiết ra.

Tăng lượng kháng thể IgA, tăng các men lactase, sucrase, maltase, và aminopeptidase, tăng hấp thu ở người tiêu chảy, duy trì các acid béo chuỗi ngắn cần thiết cho cho việc hấp thu nước và chất điện giải

N- Ngoài ra, chúng còn tác dụng giảm viêm ở đường ruột do kích thích tế bào

T

1.2.3 Tiêu chuẩn chọn chủng vi khuẩn lactic sử dụng làm probiotic

Vi sinh vật được sử dụng trong hầu hết các sản phẩm probiotic hiện nay chủ yếu

là LAB, do chúng mang những đặc điểm ưu việt vốn có thích hợp cho việc tạo chếphẩm probiotic Tuy nhiên, không phải bất kì LAB nào cũng được ứng dụng làmprobiotic Những chủng LAB được chọn phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau:

 Là VK hiện diện bình thường ở ruột của người, sinh trưởng và phát triển nhanh.

22

1.2.4 Đặc điểm chung của vi sinh vật probiotic

Vi sinh vật probiotic khi được bổ sung vào cơ thể qua đường tiêu hóa, chúng tácđộng thông qua một số cơ chế khác nhau Tuy nhiên, để có thể tác động lên hệ tiêu hóavật chủ thì trước hết chúng phải có khả năng sống sót ở điều kiện khắc nghiệt trongđường tiêu hóa Điển hình là các điều kiện như pH thấp, acid mật, kháng sinh,…

 Chịu pH thấp

Đây là yếu tố cần thiết để tạo sự thích nghi ban đầu Các nhà khoa học đã chứngminh, các probiotic phải trải qua các quá trình tiêu hóa khắc nghiệt hơn 90 phút trướckhi được giải phóng từ dạ dày vào ruột Tuy nhiên, các quá trình tiêu hóa có thời gianxảy ra lâu hơn nên VSV probiotic phải chống lại được các điều kiện áp lực của dạ dàyvới pH thấp đến khoảng 1,5 Do đó, các chủng được chọn lọc để sử dụng như trong chếphẩm probiotic cần phải chịu được môi trường pH thấp ít nhất 90 phút Sống sót ở pH3.0 trong 2 giờ và nồng độ acid 1000 mg/l được xem như là khả năng chống đỡ đối vớiacid tối ưu đối với các chủng probiotic [70]

23

Ngoài ra, VSV probiotic phải chống lại được các enzyme trong đường miệng nhưlysozyme Vì vậy, khả năng chịu acid là một trong những tính chất đầu tiên để sàng lọckhi muốn tuyển chọn các dòng probiotic [69].

 Chịu acid mật

Acid mật được coi là chất kháng khuẩn trong đường tiêu hóa, bảo vệ ruột khỏi

sự xâm nhập của các VSV gây bệnh Ở hầu hết các sinh vật (bao gồm người), quá trìnhtổng hợp acid mật chủ yếu thông qua sự tiêu thụ cholesterol Cơ thể tổng hợp khoảng8mg cholesterol một ngày và dùng 4mg cholesterol để tổng hợp acid mật Tổng cộng

có khoảng 20 – 30 g acid mật tiết vào ruột mỗi ngày [85]

Do vậy, khi thức ăn cùng VSV từ dạ dày chuyển xuống vùng ruột Tại đây,chúng chịu sự tác động của acid mật Khi acid mật đi vào khu vực tá tràng thì số lượngVSV sẽ giảm Khả năng chịu đựng acid mật là một trong những đặc tính cần thiết củaVSV có hoạt tính probiotic [1]

 Chịu kháng sinh

Kháng sinh được ứng dụng phổ biến trong điều trị một số bệnh cho người cũngnhư vật nuôi Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích do kháng sinh mang lại thì phươngpháp trị liệu kháng sinh có một số hạn chế nhất định như là tác động loại bỏ khôngphân biệt được mầm bệnh thật sự và hệ VSV có lợi trong ruột Vì vậy, phương pháp trịliệu này đã dẫn đến thay đổi sự cân bằng hệ VSV của ruột và gây ra một vài ảnh hưởngxấu có thể tồn tại lâu dài ngay cả sau khi ngưng sử dụng cách điều trị này

Chính vì vậy, việc sử dụng probiotic thường được chỉ định uống trong thời gianđiều trị bệnh bằng kháng sinh, để phòng mất cân bằng hệ VSV trong đường ruột Do

đó, các chủng dùng làm probiotic cần phải có khả năng chịu đựng được kháng sinh[77]

 Khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột

Các chủng VSV probiotic khác nhau có những ảnh hưởng khác nhau lên đường tiêu hóa Chúng chỉ có thể tác động được khi chúng có thể sinh trưởng và phát triển tốt

24