Phân lập Exopolysaccharid( EPS) sinh tổng hợp từ Lactobacillus Permentum và ứng dụng vào ngành sản xuất thực phẩm

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Công Nghệ Sinh Học & Công Nghệ Thực Phẩm
----------

Môn học: Vi sinh vật thực phẩm
Đề tài: Phân lập Exopolysaccharid( EPS) sinh tổng hợp từ Lactobacillus
Permentum và ứng dụng vào ngành sản xuất thực phẩm

Hà Nội, 2020

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Mục lục
Phần I Polysaccharide .................................................................................................................... 4
1. Khái niệm về Polysaccharide .................................................................................................. 4
2. Ứng dụng chung của PS .......................................................................................................... 4
Phần II Tổng quan về Lactobacillus fermentum ............................................................................ 6
Phần III Tổng quan về Exopolysaccharide từ vi khuẩn Lactic ...................................................... 7
1. Khái niệm ................................................................................................................................ 7
2. Đặc điểm phân loại và đặc tính lý hóa .................................................................................... 7
2.1 Tính chất chức năng và ứng dụng.................................................................................... 12
2.2 Tính chất chức năng......................................................................................................... 12
2.3 Ứng dụng của EPS trong thực phẩm ............................................................................... 15
Phần IV Phân lập EPS từ Lactobacillus fermentum..................................................................... 17
1. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................... 17
2. Tổng quát quá trình phân lập thu nhận EPS từ một số chủng Lb. Fermentum ..................... 19
Phần V Tiềm năng của EPS tách chiết từ chủng Lb. fermentum để ứng dụng vào ngành cơng
nghiệp thực phẩm ......................................................................................................................... 21
1. Khả năng hịa tan trong nước ................................................................................................ 21
2. Khả năng giữ nước và giữ dầu .............................................................................................. 21

3. Chất chống oxi hóa ............................................................................................................... 23
Phần VI Ứng dụng vào các sản phẩm thực phẩm phổ biến trên thị trường hiện nay .................. 25
1. Ứng dụng vào các sản phẩm sữa ........................................................................................... 25
2. Ứng dụng trong sản phẩm thịt lên men ................................................................................. 25
3. Ứng dụng trong đồ uống có nguồn gốc từ thực vật .............................................................. 26
4. Ứng dụng trong sản xuất bánh mỳ ........................................................................................ 26

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Mở đầu
Trong những năm gần đây, khuynh hướng ứng dụng polymer tự nhiên trong nhiều
lĩnh vực đang tăng lên dẫn đến sự phát triển của các nghiên cứu thu nhận các
Polysaccharide( PS) tổng hợp từ vi khuẩn. Các PS này được tổng hợp ngoại bào và tiết
ra môi trường. Hiện nay, các PS tách chiết được có sự đa dạng về cấu trúc và các tính
chất chức năng. Nguồn Exopolysaccharide( EPS) ngày nay đang được sử dụng rộng rãi
trong công nghệ mỹ phẩm và đặc biệt là thực phẩm. Chúng là những tác nhân làm đặc,
ổn định kết cấu, nhũ hóa, tạo gel,... Hơn nữa, gần đây, những hoạt tính sinh học khác
nhau liên quan đến EPS như khả năng chống oxy hóa, chống ung thư, làm giảm
cholesterol, hoạt động probiotic cũng được nghiên cứu phổ biến …
Hiện nay LAB đang được coi alf nguồn sản xuất EPS đáp ứng được phương diện
ứng dụng trong thực phẩm với những tác động liên quan đến việc cải thiện cấu trúc của
các sản phẩm lên men như sữa chua, phomat,... Bên cạnh đó, nhờ những đặc điểm đa
dạng trong cấu trúc cũng như sự an toàn đối với sức khỏe con người mà EPS sinh tổng
hợp từ vi khuẩn lactic (LAB) được quan tâm nhiều hơn so với EPS từ các loài khác.
Mặc dù hiện nay việc phát triển nghiên cứu thu nhận EPS đang được phát triển
và đóng góp một phần quan trọng trong công nghiệp và trong y học nhưng EPS từ vi
khuẩn vẫn tồn tại một nhược điểm là năng suất thu nhận thấp. Đây cũng là lý do khiến
khả năng thương mại hóa của EPS từ vi khuẩn Lactic ( LAB – Lactic acid bacteria) nói
riêng cịn khá hạn chế

Nhiều nghiên cứu đã kết luận rằng sự đa dạng trong cấu trúc của các loài vi khuẩn
khác nhau có thể liên quan đến nguồn phân lập vi khuẩn, thành phần các chất dinh dưỡng
trong quá trình lên men cũng như điều kiện nuôi cấy và thu nhận. Sự đa dạng này sẽ tạo
nên những ảnh hưởng đến các hoạt tính sinh học cũng như tính chất chức năng trong
công nghệ thực phẩm. Bài báo cáo dưới đây của em sẽ trình bày các đặc tính cấu trúc
của các EPS sinh tổng hợp từ một trong các chủng LAB nói chung và một số chủng
Lactobacillus fermentum nói riêng cũng như ứng dụng tuyệt vời của exopolysaccharide.
Em xin càm ơn cơ Trần Liên Hà vì đã hướng dẫn em trong bộ mơn Vi Sinh Vật
thực phẩm để em có thể có kiến thức chung về vi sinh để hồn thành bài báo cáo. Do
thời gian nghiên cứu có hạn và nguồn tài liệu hạn hẹp nên bài báo cáo của em cịn thiếu
sót nhiều chỗ. Mong cơ và các bạn có thể cho em lời khun để hồn thiện bài báo cáo
của mình

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Phần I Polysaccharide
1. Khái niệm về Polysaccharide
Polysaccharide (PS) là polyme thiên nhiên thuộc nhóm carbohydrate và thường
được coi là các polyme sinh học đa năng với các chức năng được biết đến như là nguồn
năng lượng dự trữ (tinh bột, glycogen); tạo nên cấu trúc vững chắc cho thực vật hoặc
động vật (cellulose, chitin); chất bảo vệ (exopolysaccharide của vi sinh vật),… Hầu hết
chức năng của PS đều được quy định bởi cấu trúc.
Trong chuỗi PS, các monosaccharide liên kết với nhau bằng liên kết glycoside
-

Các PS chỉ chứa một loại monosaccharide được gọi là homopolysaccharide hoặc
homoglycan

-

Các PS chứa nhiều hơn một loại
heteropolysaccharide hoặc heteroglycan

monosaccharide

được gọi là

Trong những năm gần đây, nhiều loại PS mới có vai trị quan trọng trong y học và
thương mại đã được thu nhận từ quá trình lên men vi sinh vật. Các PS này có thể được
sinh tổng hợp từ các lồi vi sinh vật gây bệnh hoặc khơng gây bệnh. Trong đó, các PS
được tổng hợp từ các lồi vi sinh vật khơng gây bệnh (GRAS-Generally Recognized
As Safe) đã được khai thác vì chúng có nhiều ứng dụng quan trọng trong cơng nghiệp
và trong cơng nghệ sinh học với những tính chất độc đáo và mới lạ như tạo gel, khả
năng tự phân hủy sinh học, tính bám dính sinh học,... Một số PS phổ biến đã được thu
nhận từ vi sinh vật có thể kể đến như (i) xanthan, gellan, dextran, alternan, curdlan,
exopolysaccharide (EPS) của vi khuẩn lactic (LAB), levan, alginate (từ vi khuẩn); (ii)
pullulan, scleroglucan, schizophyllan và lentinan (từ nấm); và (iii) BYG (Beer’ yeast
glucan) - các glucan thương mại từ nấm men bia
2. Ứng dụng chung của PS
Với nguồn nguyên liệu thu nhận phổ biến, chi phí thu nhận thấp đã góp phần giúp
các hợp chất PS có thêm nhiều phạm vi ứng dụng hơn trong sản xuất thực phẩm, dược
phẩm, mỹ phẩm,…
✓ Trong công nghệ thực phẩm: Các PS được sử dụng như những chất phụ gia được
bổ sung vào q trình chế biến thực phẩm với vai trị giúp hồn thiện cấu trúc thực
phẩm từ đó làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm: tạo gel, làm tăng độ nhớt, từ
đó tạo nên sự ổn định của nhũ tương hoặc giúp ngăn chặn hiện tượng tách nước
trong một số sản phẩm có bản chất cấu trúc gel đặc biệt là sữa chua [67].
✓ Trong dược phẩm: PS được coi là những vật liệu sinh học phổ biến. Chúng đang
đóng góp vai trị quan trọng cho q trình phát triển sản phẩm mới trong dược

phẩm và những ứng dụng y tế như các chất kết dính đơn giản hoặc là phương tiện
phân phối thuốc tinh vi [67], [114].
✓ Trong cơng nghệ sinh học và phịng thí nghiệm: Nhờ các đặc tính tạo màng film, tạo
gel cùng khả năng gắn các ion đã giúp cho các PS được sử dụng như là các công
cụ vô giá trong công nghệ sinh học và trong cơng tác nghiên cứu tại phịng thí
nghiệm. Chẳng hạn như, việc sử dụng agar tạo cho các khuẩn lạc của vi khuẩn phát
triển; sử dụng các PS hịa tan, khơng hịa tan và dẫn xuất của chúng giúp cố định
protein, cố định enzyme và tế bào động vật hoặc sử dụng như dextran hoặc
pullulan làm chất chuẩn trong kỹ thuật phân tách các phân tử bằng phương pháp
Lê Thị Cẩm Ly 20174911


sắc ký như sắc ký khối phổ( MS), sắc ký lỏng hiệu năng cao( HPLC).
Nhờ vào những tính chất chức năng công nghệ như khả năng tạo gel, tạo độ nhớt,
làm bền nhũ tương cũng như khả năng tự phân giải nên các hợp chất PS càng ngày càng
được quan tâm nghiên cứu khai thác bởi các nhà khoa học trong nước cũng như trên
thế giới. Một trong những nguồn cung cấp các hợp chất PS đang được quan tâm nhiều
nhất là LAB đặc biệt là các PS được chúng tiết ra ngồi mơi trường và được gọi là EPS.

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Phần II Tổng quan về Lactobacillus fermentum
Lactobacillus fermentum là một loài vi khuẩn Gram dương thuộc chi
Lactobacillus (Lb.), các vi khuẩn này thường được tìm thấy trong các sản phẩm lên
men từ động vật và thực vật. Chúng là những vi khuẩn ưa ấm, có nhu cầu dinh dưỡng
phức tạp, lên men dị hình chặt chẽ, có thể lên men các đường như glucose (glc),
fructose (fruc), maltose, sucrose, lactose... Trong quá trình sinh trưởng và phát triển,
chúng chịu các tác động không nhỏ bởi các yếu tố vật lý (pH, nhiệt độ, thời gian, …),
các yếu tố hóa học (nguồn carbon (C) nguồn nitrogen (N),…). Lb. fermentum có thể

tạo thành các khuẩn lạc màu trắng xám với đường kính khoảng 1µm.

Hình dạng Lb. fermentum

Hình dạng khuẩn lạc Lb. fermentum
Từ lâu, Lb. fermentum đã được sử dụng như là giống khởi đầu cho quá trình lên
men trong nhiều sản phẩm thực phẩm và đồ uống. Trong q trình lên men
cacbonhydrat, ngồi sản phẩm chính là acid lactic, Lb. fermentum cịn tạo ra các hợp
chất tạo hương (diacetyl/acetoin) và đặc biệt là các PS ngoại bào (EPS). Chúng là
những hợp chất có giá trị thương mại lớn với các tính chất hóa lý có lợi như khả năng
tạo gel, tạo kết cấu, tạo độ đặc trong thực phẩm cùng những tác động có lợi liên quan
đến sức khỏe như có tiềm năng probiotic, làm giảm cholesterol, kích thích miễn dịch,
chống ung thư .
Từ khi các chủng vi khuẩn Lactic được FDA ( cục Thực phẩm và dược phẩm
Hoa Kỳ) công nhận là vi khuẩn an toàn cho sức khỏe con người, sự quan tâm về EPS
nói chung càng ngày càng tăng nhằm thay thế cho các PS từ thực vật
Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Phần III Tổng quan về Exopolysaccharide từ vi khuẩn Lactic
1. Khái niệm
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi khuẩn có thể sinh tổng hợp nhiều
loại PS khác nhau. Tùy theo vị trí của chúng trên tế bào, các PS đó có thể là nội bào
hoặc ngoại bào. Những PS được tiết ra bên ngoài màng tế bào được gọi là PS ngoại
bào. Chúng có thể tạo thành một chất dính bám chặt và được gọi là PS dạng màng bao
hoặc cũng có thể được gắn lỏng lẻo hoặc được bài tiết hồn tồn ra mơi trường như là
các chất nhờn gọi là EPS … Chúng là những PS chuỗi dài, phân nhánh với các đơn vị
lặp đi lặp lại của các monosaccharide hoặc các dẫn xuất của chúng.
Nói ngắn gọn Exopolysaccharide là các polyme carbohydrat ngoại bào do vi sinh
vật sản xuất và tiết ra, được tích tụ bên ngoài tế bào

2. Đặc điểm phân loại và đặc tính lý hóa
Dựa và thành phần monosaccharide và cơ chế sinh tổng hợp. EPS từ LAB được chia thành 2
nhóm chính là: heteropolysaccharide (HePS) và homopolysaccharide (HoPS)
-

homopolysaccharide (HoPS)

Cấu trúc dạng phân nhánh và không phân nhánh của HoPS
HoPS là những PS được cấu tạo từ một loại monosaccharide (dạng hexose) như D- glc hoặc
D-fruc. Các chi thuộc LAB như Lactobacillus, Leuconostoc (Leu.), Streptococcus (S.) được
biết đến như là nguồn sinh tổng hợp HoPS

Phần ngoại bào

Màng plasmid
Tế bào
chất

Chất
xúc

Tín
hiệu

Fruc

Glc

Mơ hình q trình sinh tổng hợp glucan và fructan
Quá trình tổng hợp HoPS xảy ra ở bên ngoài tế bào nhờ sự xúc tác của các enzyme đặc

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


hiệu glycosyltransferase (GTF - glucansucrase) hoặc fructosyltransferase (FTF fructansucrase). Các enzyme này từ nội bào di chuyển ra bên ngoài tế bào nhờ tín hiệu
xuất. Sau đó chúng xúc tác thủy phân sucrose thành glc và fruc và tạo ra liên kết glycoside
của glc hoặc fruc với một phân tử chất nhận tạo nên chuỗi glucan hoặc fructan. Đây chính
là các HoPS ngoại bào (EPS)
Do đó, sucrose chính là cơ chất được LAB sử dụng để sinh tổng hợp EPS. Trong quá
trình này, sucrose được thủy phân thành gluc và fruc như những cơ chất mới. Ngoài ra
phản ứng này cịn giúp cung cấp năng lượng cho q trình tổng hợp PS
Các HoPS thường khác nhau về loại liên kết, mức độ phân nhánh, độ dài của chuỗi glycan,
khối lượng phân tử và cấu tạo của chúng. Tùy vào thành phần monosaccharide tạo thành
mà các HoPS có thể được phân thành hai nhóm chính: glucan và fructan

Sơ đồ phân loại và đặc điểm cấu tạo của HoPS sinh tổng hợp từ LAB
- Heteropolysaccharide (HePS)
Khác biệt với các HoPS, các HePS có sự đa dạng về thành phần, tỷ lệ
monosaccharide và cấu trúc phân tử của các đơn vị lặp đi lặp lại cũng như đặc điểm
cấu tạo và khối lượng phân tử của polyme

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Cấu trúc dạng phân nhánh và không phân nhánh của HePS
Các chủng vi khuẩn ưa ấm (mesophilic) Lb. casei, Lb. sake, Lb. rhamnosus… và các
chủng ưa nhiệt Lb. acidophilus, bulgaricus và S. thermophilus..được biết đến như là
nguồn tổng hợp nên các HePS từ LAB.
Quá trình sinh tổng hợp của các HePS xảy ra trong tế bào thường trải qua ba giai đoạn:
(a) sự hấp thu cơ chất, (b) sự chuyển hóa đường trung gian và (c)q trình tổng hợp PS

Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp HePS trong tế bào LAB
• Sự hấp thụ cơ chất từ mơi trường vào tế bào vi khuẩn
Đây là quá trình vận chuyển các nguồn C, chủ yếu là các monosaccharide và
disaccharide, từ bên ngồi mơi trường vào tế bào chất. Sau khi vào trong tế bào, hầu
hết nguồn C đều được chuyển thành glc. Quá trình này được thực hiện lặp đi lặp lại.
Tùy thuộc vào loại cơ chất mà nó có thể được đưa đến các tế bào thông qua một hệ
thống vận chuyển thụ động hoặc chủ động. Các hệ thống tham gia vào quá trình vận
chuyển đường thường là phosphoenolypyruvate- phosphotransferase (PEP-PTS) của
LAB.
• Sự chuyển hóa các loại đường trung gian
Q trình chuyển hóa này gồm hai giai đoạn: giai đoạn tổng hợp glucose-1phosphate (Glc-1P) và giai đoạn hoạt hóa, liên kết của các loại đường.
- Sự tổng hợp glucose-1-phosphate:
Khi vào tế bào chất, glc trải qua quá trình glycolysis và phosphoryl hóa. Đây là chìa
khóa trung gian quan trọng gắn kết các q trình đồng hóa trong sự tổng hợp EPS và
các q trình dị hóa của sự phân giải đường. Trước hết, dưới tác dụng của
hexokinase, glc tạo thành glucose-6-phosphate (Glc-6P). Sau đó, dưới tác dụng của

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


phosphoglucomutase (PGM), Glc-6P được chuyển thành Glc-1P
- Sự hoạt hóa và liên kết của các loại đường:
Glc-1P tiếp tục được chuyển hóa thành các nucleotide-đường (NDP) như Uridine
diphosphate glucose (UDP-glc) và Thymidine diphosphate glucose (TDP- glc) (Hình
1.8) nhờ xúc tác của các enzyme tương ứng là UDP-glucose pyrophosphorylase (UGP)
và TDP-glucose pyrophosphorylase (TGP).
UDP-glucose

TDP-rhamnose

TDP-glucose

UDP-galactose

Cấu tạo của UDP- glucose và TDP- glucose, v, TDP-rhamnose và UDP- glactose
Sau đó, các loại đường này tiếp tục chuyển hóa tạo nên các NDP khác bao gồm
Uridine diphosphate galactose (UDP-Gal) do UDP-Glc chuyển thành dưới tác dụng của
UDP-Gal-4-epimerase (UGE) và TDP Rhamnose (TDP-Rha) do sự chuyển hóa từ TDPGlc dưới tác dụng xúc tác bởi TDP-glc dehydratase. Bên cạnh đó, Glc-1P cũng có thể
được chuyển hóa theo hướng tạo thành Mannose-6P (Man-6P) nhờ xúc tác của enzyme
phosphomannomutase (PMM). Từ Man-6P tiếp tục hình thành các hợp chất Man-1P,
GDP-Man và Guanosine di phosphate fructose (GDP-Fruc) nhờ sự xúc tác lần lượt của
các enzyme tương ứng là, man-1P guanylyltransferase, GDP- mannose
pyrophosphorylase (GMP) và GDP-mannose dehydratase; hoặc từ Glc-1P thông qua
bước gian là tạo thành fructose-6P (fruc-6P) dưới tác dụng của hexokinase. Man-6P được
hình thành từ fruc-6P nhờ sự xúc tác của enzyme phosphomannoisomerase (PMI) và cuối
cùng là GDP-fructose.
Sự tạo thành các NDP này (UDP-glc, TDP-Rha, UDP-Gal và GDP-Fruc) có vai trị
rất quan trọng trong q trình tổng hợp EPS. Chúng chính là tiền thân của các đơn vị lặp
lại góp phần tạo nên sự đa dạng trong cấu trúc của các PS từ vi khuẩn.
Bên cạnh đó, Glc-6P cịn được đồng phân hóa và hướng tới các sản phẩm của quá
trình đường phân tạo thành pyruvate trong điều kiện hiếu khí. Pyruvate này theo chu trình
Kreps và hình thành ATP (Adenosin Triphosphate) để cung cấp năng lượng cho quá trình
sinh tổng hợp các nucleotide-đường trong tế bào
- Quá trình tổng hợp EPS
Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Đây là sự lắp ráp của các đơn vị lặp đi lặp lại monosaccharide. Dưới sự xúc tác
của hệ enzyme GTF, các NDP gồm UDP- glc, UDP-gal, TDP-rha, GDP-fruc kết hợp lại
với nhau tạo thành một đơn vị lặp đi lặp lại trong phân tử HePS. Các phân tử lặp đi lặp

lại này được đẩy lên từ bề mặt tế bào sau đó được polyme hóa để tạo thành một chất nhờn
lỏng hoặc PS dạng periplasmic gắn xung quanh các tế bào và chiết xuất ra bên ngoài.
Như vậy, quá trình sinh tổng hợp các HePS trước hết địi hỏi sự tổng hợp nên các
tiền chất đã được kích hoạt. Đó là các monosaccharide giàu năng lượng, chủ yếu là các
loại NDP. Các chủng thuộc LAB có thể sử dụng các monosaccharide và các disaccharide
khác nhau như nguồn năng lượng trong quá trình sinh tổng hợp của chúng.
Sự hình thành các HePS gồm một bộ khung của các đơn vị monosaccharide, các
dẫn xuất của monosaccharide và ln ln có sự phân nhánh. Nhìn chung, sự phân nhánh
cao trong HePS một phần là do các đơn vị lặp đi lặp lại tạo nên, một phần là do số lượng
các monosaccharide ở các mạch bên tạo thành

Sơ đồ phân loại và đặc điểm cấu tạo của các HePS sinh tổng hợp từ LAB
Như vậy, khác với các HoPS, ngoài glc và fruc, HePS còn được cấu tạo bởi các
monome đa dạng hơn như D-gal, L-rham, man, dạng acetyl,… và có sự phân nhánh
nhiều hơn. Thành phần của các tiểu đơn vị monosaccharide và cấu trúc của các đơn vị
lặp lại thường không cố định, trong đó, D-gal, D-glc và L-rham hầu như ln ln có
mặt, nhưng ở tỷ lệ khác nhau . Sự khác biệt giữa HoPS và HePS không chỉ thể hiện qua

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


tính chất hố học, bản chất của các mối liên kết mà nó cịn thể hiện thơng qua các
enzyme tổng hợp và vị trí tổng hợp nên chúng
2.1 Tính chất chức năng và ứng dụng
Do có sự đa dạng trong cấu trúc, các EPS từ vi sinh vật, đặc biệt là từ LAB đã
tạo ra được những tiềm năng ứng dụng có giá trị cao, chất lượng sản phẩm hồn toàn
vượt trội so với các PS từ thực vật, tảo. Bên cạnh những tác dụng nổi bật liên quan
đến việc hỗ trợ về sức khỏe, các tính chất chức năng công nghệ, các ứng dụng của EPS
ngày càng được mở rộng trong các lĩnh vực khác như dược phẩm, dinh dưỡng, thực
phẩm chức năng và mỹ phẩm. Chính vì vậy, chúng có tiềm năng để phát triển và khai

thác làm phụ gia thực phẩm hoặc thành phần của thực phẩm chức năng về cả sức khỏe
và lợi ích kinh tế. Ngồi ra , EPS có thể phân hủy sinh học, khơng độc hại, tương thích
sinh học và có nhiều trong các nguồn tự nhiên cũng là một lợi thế lớn
2.2 Tính chất chức năng
- Chức năng liên quan đến sức khỏe
Việc sử dụng các thực phẩm chứa EPS hoặc các vi khuẩn có khả năng tổng hợp
nên các EPS mang lại rất nhiều lợi ích khác nhau như có tính probiotic và prebiotic;
kháng khuẩn và kích thích miễn dịch hoặc có hoạt tính chống ung thư, chống viêm
lt dạ dày, chống tiểu đường, virus chống oxy hóa hoặc các hoạt động làm giảm
cholesterol

Chức năng liên quan đến sức khỏe

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Sơ đồ biểu diễn các tính chất tăng cường sức khỏe của EPS từ LAB
- EPS có chức năng như là prebiotic và probiotic
Prebiotic được biết đến là những thành phần khơng phải dạng sống và khơng
tiêu hóa được, có tác dụng kích thích vi khuẩn trong ruột. Chúng thường là các
oligosaccharide được chuyển hóa bởi các vi khuẩn có lợi cho sức khỏe và cải thiện
khả năng miễn dịch để chống lại những mầm bệnh. EPS là hợp chất PS. Vì vậy sự có
mặt của EPS trong đường ruột có vai trị như là prebiotic.
Bên cạnh tính năng prebiotic, nhiều chủng vi khuẩn thuộc LAB cũng đã được
nghiên cứu và công bố về tiềm năng probiotic của chúng bao gồm Lb. acidophilus,
Lb. bulgaricus, Lb. lactis,..
- Hoạt động kháng khuẩn
LAB có thể tạo ra nhiều hợp chất chống vi khuẩn bao gồm vi khuẩn, diacetyl,
axit hữu cơ, carbon dioxide và một số chất trọng lượng phân tử thấp khác, chẳng hạn
như reuterin, reutericyclin và peptit kháng nấm. Ngoài các hợp chất này, EPS do LAB

tạo ra có khả năng thể hiện tác dụng đối kháng đối với vi khuẩn gây bệnh đã được một
số nhà nghiên cứu ghi nhận
- Chống viêm, loét dạ dày và tác động làm giảm cholesterol
Viêm là q trình phục hồi mơ bình thường và chức năng của nó để đáp ứng
với nhiễm trùng và tổn thương mơ xảy ra trên vật chủ. Q trình viêm kéo dài dẫn đến
các bệnh viêm nhiễm nghiêm trọng và ung thư. EPS do vi khuẩn probiotic tạo ra đã
được báo cáo là có khả năng kiểm sốt cơ chế gây viêm của tế bào miễn dịch. Nhiều
nhà nghiên cứu thực hiện nhiều nghiên cứu in-vitro trên các dòng tế bào đại thực bào
để đánh giá phản ứng miễn dịch bẩm sinh do EPS gây ra. EPS tiểu thuyết tinh khiết
từ Lactobacillus pentosusLZ-R-17 cho thấy hoạt động kích thích miễn dịch đáng kể
bằng cách tăng khả năng tồn tại của tế bào đại thực bào RAW264.7, tăng cường khả
năng thực bào, cải thiện hoạt hóa đại thực bào và thúc đẩy bài tiết NO, TNF-α, Il-1β,
IL-6 và IL-10

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Hoạt động chống viêm in- vitro của EPS từ LAB trên LPS đã kích thích các
đại thực bài RAW 264.7
- Hoạt tính chống ung thư( kháng u)
Ung thư là sự phát triển bất thường của các tế bào dẫn đến phá hủy các cơ
quan khác nhau của cơ thể dẫn đến tử vong. Hóa trị và xạ trị hiện tại cho bệnh nhân
ung thư sẽ phá hủy các tế bào khối u cũng như các tế bào bình thường. Tiềm năng
chống ung thư của EPS liên quan đến cảm ứng apoptosis, sự biệt hóa của các tế bào
ung thư và sự liên kết của các chất gây ung thư độc tố gen. Các cơ chế có thể có của
hoạt động chống ung thư do EPS gây ra như sau: (1) ngăn ngừa sự hình thành khối u,
(2) cảm ứng quá trình chết của tế bào ung thư, và (3) cải thiện khả năng miễn dịch.
EPS có tính axit được tạo ra bởi chủng Lactobacillus SB27 cho thấy sự gia tăng tối đa
của hoạt hóa capsase-3 gây ra q trình apoptosis, bắt giữ chu kỳ tế bào G0 / G1 và
hoạt động chống tăng sinh trên tế bào.

- Kích thích hê miễn dịch
Nhiều LAB khác nhau và các polysaccharid ngoại bào của chúng đã được phát
hiện để điều chỉnh hệ thống miễn dịch của vật chủ bằng cách thúc đẩy sự gia tăng của
tế bào lympho T / B (tế bào trung gian của hệ miễn dịch tế bào), hoạt động diệt tế bào
tự nhiên (NK), khả năng thực bào của tế bào đơn nhân, hoạt động phân bào, tạo ra các
cytokine và nói chung là tăng khả năng bảo vệ miễn dịch của vật chủ. chống lại mầm
bệnh
Như vậy, thông qua một số nghiên cứu trên động vật và trong thử nghiệm in
vitro đã gợi ý về tác dụng có lợi đến sức khỏe liên quan đến việc sử dụng thường
xuyên các EPS sinh tổng hợp từ LAB. Những nghiên cứu này đã cho thấy EPS xứng
đáng là mục tiêu nghiên cứu về tiềm năng ứng dụng nhằm phục vụ về sức khỏe của
con người cũng như các ứng dụng liên quan như về y tế, mỹ phẩm và dược phẩm,…
Đồng thời, các EPS từ LAB có thể mở ra một hướng mới cho việc phát triển các sản
phẩm thực phẩm chức năng góp phần mở rộng thị trường tiêu thụ các thực phẩm với
Lê Thị Cẩm Ly 20174911


những đặc tính tự nhiên do chính các vi khuẩn này mang lại
2.3 Ứng dụng của EPS trong thực phẩm
Các polyme từ thực vật, động vật là những thành phần không thể thiếu trong một
số loại thực phẩm. Từ lâu, chúng đã được sử dụng như là những thành phần giúp hoàn
thiện kết cấu cho các sản phẩm thực phẩm như sự tạo gel, sự ổn định, sự nhũ tương
hóa, ngăn ngừa sự kết tinh. So với các PS phân lập từ nguồn thực vật (như carrageenan,
guar gum, tinh bột biến tính, glucan v.v), các PS từ vi sinh vật có lợi thế hơn với quy
trình kiểm sốt tốt, được sản xuất với một quy mô lớn trong một không gian và thời
gian tương đối hạn chế, các đặc tính hóa học thu được ổn định và đặc biệt là đáp ứng
được những u cầu về tính an tồn của thị trường. Việc định hướng sử dụng EPS từ
LAB với mục đích làm phụ gia bổ sung vào thực phẩm hay sử dụng trực tiếp LAB có
khả năng sinh tổng hợp EPS làm giống khởi động cho quá trình sản xuất sản phẩm
thực phẩm lên men được coi là an tồn, thành phẩm thu được là tự nhiên. Bên cạnh

đó, các EPS cũng có những tác động quan trọng đến sự phát triển của các sản phẩm
thực phẩm mới (cả về thực phẩm lên men và không lên men), trong đó phải kể đến các
sản phẩm thực phẩm cần được tăng cường các đặc tính lưu biến, cải thiện kết cấu và
sự ổn định cũng như khả năng giữ nước. Đây là những vấn đề cần giải quyết trong cấu
trúc của thực phẩm và EPS từ LAB có thể giải quyết được các vấn đề này
- EPS là tác nhân tạo kết cấu
Các EPS được sử dụng trong thực phẩm với chức năng chính là tác nhân làm đặc
sinh học tạo nên sự ổn định và hạn chế hiện tượng tách nước của các thành phẩm trong
thực phẩm lỏng phổ biến nhất là sữa chua. Khả năng này của EPS có được là nhờ sự
tương tác của chúng với protein, các ion và những thành phần khác trong sản phẩm
do đó giúp làm giảm hiện tượng tách nước, tăng tính ổn định cho sản phẩm, từ đó giúp
thực phẩm có tính đồng nhất cao và tăng giá trị cảm quan. Bên cạnh đó, các EPS từ
một số chủng LAB cũng được kết luận là góp phần cải thiện kết cấu của bột nhào
trong quá trình chế biến các loại bánh sản xuất từ bột mì. Chính vì vậy, nhiều nhà khoa
học đã quan tâm đến việc nghiên cứu một số tính chất hóa lý của EPS có ảnh hưởng
đến các yếu tố tạo nên tính chất lưu biến cho sản phẩm thực phẩm.
- EPS giúp hồn thiện tính lưu biến của các sản phẩm lên men
Độ đàn hồi và độ nhớt là hai biến quan trọng trong tính chất lưu biến của thực
phẩm. Chúng có ảnh hưởng lớn đến các tính chất lý hóa của sản phẩm thực phẩm đặc
biệt là sản phẩm lên men. Việc sử dụng EPS nhằm cải thiện các tính chất lưu biến của
sản phẩm là điều rất cần thiết. Trong các chủng vi khuẩn sử dụng làm giống khởi động
quá trình lên men sữa, nhiều chủng LAB đặc biệt là các loài Lactobacilli được biết
đến là có khả năng sinh tổng hợp EPS. Do đó, dù lượng EPS sinh tổng hợp bởi LAB
là không cao, tuy nhiên chúng cũng đủ để tạo kết cấu cho sản phẩm sữa lên men mà
không cần bổ sung thêm các chất ổn định trong quá trình sản xuất
Tác động hỗ trợ tích cực trong việc cải thiện kết cấu và giảm khả năng tách nước
của
sản phẩm sữa chua tạo thành bởi các EPS sinh tổng hợp từ các chủng LAB sử
dụng để lên men sữa đã được kết luận như EPS từ Lb. delbrueckii bulgaricus và S.
Thermophilus; EPS từ L. lactis subsp. Cremoris; LC330 EPS từ Lb delbrueckii ssp.

bulgaricus .
Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Bên cạnh đó, nhiều cơng trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các EPS được giải
phóng ra bởi các lồi Lactobacilli như Lb. delbrueckii bulgaricus, Lb. helveticus và
Lb. casei có tác dụng thúc đẩy khả năng giữ nước và cải thiện kết cấu tổng thể của các
loại pho mát khác nhau trong giai đoạn chín tới do đó giúp cấu trúc sản phẩm tạo thành
ổn định hơn
Coeuret và cộng sự (2003) kết luận rằng, quá trình hình thành pho mát phụ
thuộc vào sự liên hệ giữa các chủng Lactobacilli với nhau cũng như sự hiện diện hay
vắng mặt của các EPS sinh tổng hợp được.
Từ các công bố trên cho thấy rằng, có thể sử dụng các chủng vi khuẩn có khả
năng sinh tổng hợp EPS cao làm tác nhân vi sinh vật gây lên men trong chế biến thực
phẩm. Quá trình này được thực hiện trong điều kiện in situ. EPS được sử dụng theo
điều kiện này sẽ có tác động như là các tác nhân ổn định tự nhiên, có khả năng làm
đặc, tạo độ nhớt cao và giảm khả năng tách nước. Công nghệ này sẽ tạo ra những sản
phẩm bảo đảm tính an tồn thực phẩm cao do đó sẽ khơng cần sử dụng các chất phụ
gia tổng hợp từ bên ngoài vào.

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Phần IV Phân lập EPS từ Lactobacillus fermentum
Ở Việt Nam, các cơng bố về EPS từ LAB nói chung và từ chủng Lb. fermentum nói
riêng cịn rất hạn chế. Đa số các nguồn cung cấp PS trong các nghiên cứu tại Việt Nam
chủ yếu là từ các loài nấm, các loại rong…Các cơng trình này nghiên cứu đa phần tập
trung vào điều kiện tách chiết, thu nhận, các tính chất hóa lý,… Trong bài báo cáo này
sẽ trình bày rõ hơn về phân lập EPS từ nguồn Lactobacillus fermentum và sự khác biệt
của EPS mới thu nhận này.

1. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nuôi cấy thu nhận sinh khối

Các chủng Lb. fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 từ ống giống gốc được cấy
ria trên môi trường MRS agar, và ủ trong tủ ấm ở 37oC, 24 giờ. Khuẩn lạc thuần sau
đó được cấy vào mơi trường MRS lỏng, ủ trong tủ ấm ở 37oC, 24 giờ. Sinh khối được
thu nhận sau khi ly tâm 5000 vòng/phút ở 4oC, trong 5 phút và rửa lại 2 lần bằng dung
dịch 1% pepton + 0,85% NaCl được tái huyền phù và xác định mật độ tế bào bằng
phương pháp đo mật độ quang ở bước sóng 600 nm.
- Phương pháp thu nhận và tách EPS

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Sơ đồ thu nhận và tách EPS
Sau khi thu được sinh khối tế bào các chủng Lb. fermentum được bổ sung vào
các môi trường cần khảo sát. Tiến hành lên men ở 37oC trong 24 giờ sau đó tủa protein
bởi acid trichloroacetic 30% (TCA) ). Dịch nổi thu được sau khi ly tâm, kết tủa EPS
bởi ethanol lạnh lần 1 (tỷ lệ dịch nổi: ethanol = 1: 2). Hòa tan tủa trong nước cất 50oC
(khoảng 2 ml). EPS trong dịch nổi thu được sau khi ly tâm được kết tủa bởi ethanol
lạnh lần 2 (tỷ lệ dịch nổi: ethanol = 1: 2). Kết tủa được tiếp tục hòa tan trong nước cất
50oC. Dung dịch này được xác định hàm lượng EPS bằng phương pháp phenilsulfuric

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


2. Tổng quát quá trình phân lập thu nhận EPS từ một số chủng Lb. Fermentum

Sơ đồ tổng quát nghiên cứu thu nhận EPS từ Lb. Fermentum
Kết quả nghiên cứu:

LAB là một nhóm các vi khuẩn đã được cơng nhận là vi khuẩn an toàn cho thực phẩm, các
sản phẩm thứ cấp do chúng sinh ra đặc biệt là EPS được kết luận là có nhiều chức năng
khác nhau trong công nghệ thực phẩm cũng như trong y học. Tuy nhiên, nhược điểm chủ
yếu của EPS tổng hợp từ LAB là năng suất tạo thành thấp do đó đã khiến khả năng thương
mại hóa của EPS từ LAB cịn hạn chế. Quá trình tổng hợp EPS liên quan đến rất nhiều yếu
tố như chủng vi khuẩn sử dụng ban đầu, nguồn phân lập, thành phần môi trường và điều
kiện nuôi cấy nhất định. Do đó để tuyển chọn được các chủng vi khuẩn có khả năng sinh
tổng hợp EPS tót, đầu tiên phải nuôi cấy các chủng trong cùng điều kiện trong một thời
gian xác định. Dưới đây là kết quả thu được

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Khả năng sinh tổng hợp EPS của một số chủng vi khuẩn lactic
➔ Kết luận: Trong số các chủng vi khuẩn được khảo sát, Lb. fermentum TC13, Lb.
fermentum TC16, Lb. fermentum TC21 và Lb. fermentum MC3 là những chủng có khả
năng sinh tổng hợp EPS vượt trội hơn so với các chủng còn lại
Điều kiện thu nhận EPS cao của các chủng Lb. fermentum được nghiên cứu

Các
chủng vi
khuẩn Lb.
fermentu
m

TC13
TC16
TC21
MC3

Điều kiện thu nhận
Mật độ
tế bào
Thành phần môi
nuôi
trường
pH
cấy
ban
ban
đầu
Nguồn
Nguồn
đầu
C
N
(cfu/ml
)
4% glc
0,4%
107
5,5
cao nấm
3% suc
0,8%
106
6,0
cao thịt
4% lac
0,8%

106
6,0
cao thịt
4% glc
0,3%
106
6,0
cao nấm

Hiệu suất thu
nhận EPS ở
các điều kiện
đã khảo sát so
với môi
trường đối
chứng MRS
(%)

Nhiệt
độ
nuôi
cấy
(oC)

Thời
gian
lên
men
(giờ)

40

48

353,56

35

48

356,95

35

36

414,51

35

48

479,14

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Phần V Tiềm năng của EPS tách chiết từ chủng Lb. fermentum để ứng
dụng vào ngành công nghiệp thực phẩm
1. Khả năng hịa tan trong nước

Một trong những tính chất lý hóa được quan tâm chủ yếu đặc biệt là trong cơng nghệ
thực phẩm của PS đó là khả năng hịa tan trong nước.
Tính chất này đóng vai trị quan trọng trong chế biến như là khả năng àm đặc hoặc là
tác nhân ổn định trong một số sản phẩm như các loại bánh hoặc kẹo.
Với các EPS chế phẩm thu được sau khi đông khô, tiến hành nghiên cứu khảo sát và
đánh giá khả năng hòa tan trong nước, được kết quả
EPS tách chiết từ các chủng Lb.
fermentum

Độ hòa tan (%)

EPS- TC13

73,33±3,81

EPS-TC16

75,33±5,17

EPS-TC21

64,00±4,97

EPS-MC3

87,00±2,49

Các EPS thu được từ các chủng Lb. fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) đều
có khả năng hịa tan trong nước khá cao. Trong các EPS sử dụng ở nghiên cứu này, EPS
có khả năng hịa tan trong nước tốt nhất là EPS-MC3 đạt khoảng 87%.

Việc các EPS thu được từ các chủng Lb. fermentum có thể hịa tan trong nước, dễ
dàng phân tán đồng đều trong dung dịch, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình biến
đổi như khả năng tạo gel, ổn định khối nhũ tương …của thực phẩm, đặc biệt là đối với
các thực phẩm dạng lỏng (phần lớn là nước). EPS được ví như một tác nhân kết dính và
chất nhũ hố, làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Khi phân tán đều trong khối thực phẩm,
EPS có khả năng ổn định cấu trúc, trạng thái của một số thực phẩm, hạn chế hiện tượng
tách pha – là hiện tượng có ý nghĩa quan trọng đối với một số sản phẩm như sữa, nước
trái cây.
2. Khả năng giữ nước và giữ dầu
Các tính chất vật lý liên quan đến khả năng giữ nước và giữ dầu của EPS được
coi là đặc tính có lợi trong sản xuất thực phẩm đặc biệt là sản xuất các sản phẩm như
sữa lên men, xúc xích, thịt xơng khói,…Các tính chất chức năng này đóng vai trị
quan trọng đối với các đặc tính của sản phẩm thực phẩm trong suốt q trình chế biến
cũng như đặc tính cuối cùng của sản phẩm tạo thành. Trong đó, khả năng giữ nước
đóng một vai trị quan trọng đối với chất lượng cuối cùng của một số sản phẩm chứa
nhiều nước như rau, quả, thịt, cá…

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


EPS tách chiết từ các chủng Lb. fermentum

Khả năng giữ nước (%)

EPS- TC13

140,55 ± 0,45

EPS-TC16

136,22 ± 0,60

EPS-TC21

120,63 ± 1,99

EPS-MC3

135,70 ± 3,11

Bảng khả năng giứ nước của các EPS từ các chủng Lb. fermentum
Kết luận: EPS thu được từ các chủng Lb. fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 đều có khả
năng giữ nước tốt. Trong đó, khả năng giữ nước cao nhất là của EPS từ EPS- TC13, đạt
140,55% và thấp nhất so với các EPS còn lại là EPS- TC21 chỉ đạt 120,63%.
Khả năng giữ nước của EPS có được có thể được coi là một trong những đặc tính quan
trọng của các thực phẩm tươi, nó góp phần duy trì độ tươi của sản phẩm cũng như duy
trì những tính chất vốn có của sản phẩm như độ đàn hồi, tăng giá trị cảm quan giúp duy
trì được sản phẩm trong một thời gian có thể từ đó đáp ứng được yêu cầu thiết yếu của
người tiêu dùng.
Khi khả năng giữ nước của EPS thấp thì tương ứng khả năng giữ dầu của chúng lại tăng
lên khá cao. Khả năng giữ dầu tương ứng của các EPS từ các chủng Lb. Fermentum
TC13, TC16, TC21, MC3 lần lượt là 590,78%; 594,57%; 608,3% và 599,97%
EPS tách chiết từ các chủng Lb. fermentum

Khả năng giữ dầu (%)

EPS- TC13

590,78 ± 1,94

EPS-TC16

594,57 ± 1,42

EPS-TC21

608,30 ± 0,45

EPS-MC3

599,97 ± 1,14

Khả năng hòa tan cũng như khả năng giữ nước của EPS có ảnh hưởng rất lớn
trong việc tạo gel của dung dịch. Khả năng giữ và hòa tan tốt làm cho khối nhũ tương có
độ nhớt, độ sánh cao hơn, kết cấu của khối nhũ tương đồng nhất hơn, khó bị phá vỡ, từ
đó hạn chế được hiện tượng tách pha. Đồng thời khả năng tạo gel cũng tốt hơn, cấu trúc
khối gel bền chặt hơn. Pradip và cộng sự (2013) đã nghiên cứu các thuộc tính lưu biến
của EPS sinh tổng hợp từ Lb. fermentum V10 trong mơi trường sữa lên men có hàm
lượng chất béo thấp. Kết quả cho thấy khả năng tách whey thấp, sản phẩm có độ nhớt
cao, độ kết dính, và các thuộc tính cảm quan tốt
Với khả năng giữ nước của EPS, các chủng lên men khởi đầu có khả năng sản xuất EPS
đã được sử dụng để cung cấp các tác nhân ổn định tự nhiên có sẵn. Ngồi ra, các EPS
có thể hoạt động như là các chất làm đặc tự nhiên, tạo cho sản phẩm có độ nhớt cao hơn
và giảm khả năng tách nước do đó mang lại cho sản phẩm sự cải tiến về chất lượng mà
không sử dụng các chất phụ gia
Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Khả năng giữ nước và giữ dầu tốt của các chủng vi khuẩn lactic giúp chúng có thể
được ứng dụng trong các sản phẩm thực phẩm; đặc biệt là các sản phẩm lên men từ sữa,

kem, qua đó góp phần hoàn thiện cấu trúc của sản phẩm. Chẳng hạn như, đối với các sản
phẩm như các loại sốt có chứa chất béo, khả năng giữ dầu của các PS có mặt trong sản
phẩm sẽ hạn chế được sự tách pha, giúp hệ nhũ tương trong sản phẩm này bền hơn
Với những tính chất có lợi như vậy, trong tương lai EPS sản xuất từ các chủng
Lb. fermentum hồn tồn có thể thay thế một số loại phụ gia tổng hợp trong sản xuất
thực phẩm mà vẫn giữ được tính chất, đặc điểm của sản phẩm đồng thời đảm bảo an
toàn cho sức khỏe.
Từ kết quả khảo sát một số tính chất có tiềm năng ứng dụng trong cơng nghệ thực
phẩm của EPS tổng hợp từ các chủng Lb. fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) bao gồm
khả năng hòa tan trong nước, khả năng giữ nước, giữ dầu có thể nhận thấy rằng, các EPS
thu được từ q trình ni cấy các chủng Lb. fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) đều
thể hiện được các tính chất này khá tốt. Đây là những tính chất rất quan trọng trong việc
thể hiện tính chất lưu biến và khả năng ổn định trạng thái của sản phẩm. Do đó, EPS
sinh ra từ các chủng này đều có thể ứng dụng trong cơng nghệ chế biến các sản phẩm
như sữa chua, các sản phẩm chế biến từ thịt (xúc xích, thịt nguội, …), và các loại bánh
hoặc kẹo cũng như giúp duy trì tốt chất lượng của các sản phẩm có hàm lượng nước cao
như rau quả, thịt, cá, …
3. Chất chống oxi hóa
Chất béo nói chung và các thực phẩm chứa chất béo thường bị biến đổi theo chiều
hướng khơng có lợi khi chế biến nhiệt hoặc bảo quản trong thời gian dài. Các quá trình
biến đổi này xảy ra chủ yếu là do phản ứng oxy hóa và sự phân hủy các sản phẩm oxy
hóa từ đó dẫn đến giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm bị giảm.
Các chất chống oxy hóa được coi là những phụ gia quan trọng trong quá trình chế biến
thực phẩm. Chúng có tác dụng hạn chế sự phát triển của q trình oxy hóa trong các sản
phẩm chứa nhiều chất béo như thịt, các sản phẩm từ sữa, sản phẩm. chiên. Hoạt động
chống oxy hóa của một loại phụ gia bất kỳ phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố như hàm lượng
lipid, nồng độ chất chống oxy hóa, nhiệt độ, oxy, sự có mặt của các chất chống oxy hóa
và các thành phần khác trong thực phẩm như nước và protein. Sử dụng DPPH là một gốc
tự do ổn định và có khả năng nhận điện tử hoặc hydrogen để trở thành phân tử không ổn
định nhằm khảo sát khả năng chống oxy hóa của các EPS thu nhận. Acid ascorbic được

sử dụng như là chất chuẩn đối chứng.

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Nồng độ
(mg/mL)

Hoạt lực chống oxy hóa (%)
EPSTC13

EPSTC16

1,0

-

-

1,5

-

-

29,14 ±
0,52
38,56 ±
0,37
55,01 ±

0,25
76,01 ±
0,35
2,85

27,34 ±
0,32
35,95 ±
0,52
51,08 ±
0,22
72,11 ±
0,45
2,96

2,0
2,5
3,0
3,5
IC50

EPSTC21
36,94 ±
0,35
57,14 ±
0,32
67,41 ±
0,30
78,99 ±
0,30

-

Acid ascorbic
EPSMC3
-

27,14 ±
0,30
47,66 ±
0,55
68,05 ±
0,47
80,93 ±
0,45

-

-

1,32

2,06

Nồng độ
(mg/mL)

0,00125
0,0025
0,0050
0,1250

Hoạt lực
chống
oxy hóa
(%)
27,05 ±
0,12
58,30 ±
0,17
89,57 ±
0,1
93,12 ±
0,12
0,00217

Tỷ lệ bắt gốc tự do DPPH (%) của các EPS thu được từ các chủng Lb. fermentum
(TC13, TC16, TC21, MC3)
Kết luận: các EPS sinh tổng hợp từ 4 chủng Lb. fermentum TC13, TC16, TC21, MC3
đều có khả năng chống oxy hóa. Khả năng chống oxy hóa tăng dần theo chiều tăng của
nồng độ EPS và sự thay đổi này là không giống nhau khi so sánh giữa các EPS từ các
chủng khác nhau. Khả năng bắt gốc tự do của EPS sinh tổng hợp từ chủng Lb.
fermentum TC21 đạt được tương đối cao, ở nồng độ 1,0 mg/ml, EPS từ chủng này đã
có tỉ lệ bắt gốc tự do đạt 36,94% và tăng nhanh khi nồng độ EPS tăng lên 1,5 mg/ml (đạt
57,14

Lê Thị Cẩm Ly 20174911


Phần VI Ứng dụng vào các sản phẩm thực phẩm phổ biến trên thị
trường hiện nay

1. Ứng dụng vào các sản phẩm sữa

EPS có nguồn gốc từ LAB được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp
sữa. Trong những thập kỷ gần đây, các chủng khởi động từ sữa có thể tổng hợp mức
EPS chấp nhận được đã trở thành mục tiêu nghiên cứu
EPS có thể hoạt động như chất làm đặc và chất tạo kết cấu bằng cách tăng độ
nhớt của sản phẩm cuối cùng và như chất ổn định bằng cách liên kết nước và tương
tác với các thành phần sữa khác, chẳng hạn như protein và mixen, để cải thiện độ
cứng của mạng casein. Hơn nữa, EPS có thể làm giảm khả năng tổng hợp và đây
cũng là một đặc tính thuận lợi trong chế biến thực phẩm từ sữa. EPS thường được
sử dụng trong sản xuất nhiều loại thực phẩm từ sữa lên men như sữa chua, kefir ,
sữa chua uống, món tráng miệng làm từ sữa và pho mát.
LAB sản xuất EPS được biết đến để cải thiện các đặc tính kết cấu và cảm
quan của các loại thực phẩm khác nhau, đặc biệt là trong trường hợp các loại giảm
hoặc ít chất béo, trong đó việc giảm hàm lượng chất béo ảnh hưởng tiêu cực đến đặc
tính của sản phẩm
Nghiên cứu về tính chất lưu biến của các sản phẩm từ sữa cho thấy, gần đây hiện tượng
tách nước lên trên bề mặt gel là một vấn đề cần được giải quyết. Để giải quyết vấn đề
này, người ta thường phải bổ sung các chất phụ gia vào các sản phẩm sữa lên men như
các chất tạo độ đặc, chất ổn định, hợp chất hóa học tổng hợp,...Các hợp chất này thường
bị một số nước trên thế giới khơng cho phép sử dụng. Vì vậy, EPS được xem như là
một polyme thiên nhiên có thể thay thế được các hợp chất hóa học này
Đối với sản phẩm pho mát, khả năng giữ nước của EPS được hình thành trong quá
trình sản xuất pho mát đã đáp ứng yêu cầu quan trọng trong việc cải thiện kết cấu của các
loại pho mát và cho phép giảm lượng năng lượng trong sản phẩm cuối cùng
Trong quá trình sản xuất sữa chua, việc bổ sung chất ổn định, tăng hàm lượng
protein và duy trì hàm lượng khống chất thấp có thể ngăn cản q trình tổng hợp trong
sữa chua. Việc kiểm sốt q trình tổng hợp bằng cách sử dụng các chủng khởi động
sản xuất EPS cũng có thể là một giải pháp rõ ràng
2. Ứng dụng trong sản phẩm thịt lên men

Việc áp dụng LAB trong sản xuất thịt có từ thời tiền sử và đã làm phát sinh
ra nhiều loại thực phẩm truyền thống trên toàn thế giới.
Hiện nay, Lactobacillus và Pediococcus nay, là các chi LAB được sử dụng phổ
biến nhất để tăng tính an toàn thực phẩm bằng cách giảm nồng độ vi khuẩn bản địa
trong các sản phẩm thịt sống thông qua việc hình thành axit lactic và axit axetic,
cạnh tranh dinh dưỡng trực tiếp và sản xuất bacteriocin. Các quá trình này cũng
góp phần vào độ ẩm, kết cấu và màu sắc của các sản phẩm thịt
Các nghiên cứu trên đã chứng minh rằng sản xuất EPS bằng LAB có thể là một
cách tiếp cận đầy hứa hẹn trong việc cải thiện kết cấu của các sản phẩm thịt. Tuy
nhiên, vẫn còn nhiều trở ngại cần phải vượt qua trước khi việc sử dụng rộng rãi
LAB tổng hợp EPS trở thành hiện thực trong cơng nghiệp. Ví dụ, chất lượng thực
phẩm cao đồng đều chỉ có thể được đảm bảo nếu sản xuất EPS của LAB được duy
trì trong một phạm vi nồng độ nhất định, được xác định rõ ràn