Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết từ chủng vi khuẩn lam Spirulina platensis BM

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH
CỦA CÁC CẶN CHIẾT TỪ CHỦNG VI KHUẨN
LAM SPIRULINA PLATENSIS BM
Cao Thị Huệ1, Lê Thị Ngọc Quỳnh1, Nguyễn Thị Lan Hương1,
Nguyễn Thị Kim Cúc1, Đặng Diễm Hồng1,2
1
Trường Đại học Thủy lợi, email:
2
Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Vi tảo là thực vật bậc thấp, có kích thước
hiển vi, là thành phần chủ yếu tạo nên năng
suất sơ cấp của thuỷ vực và giữ vai trò quan
trọng trong việc duy trì sự phát triển của hệ
sinh thái nước.
Hiện nay, trên thế giới sản xuất khoảng
6000 tấn vi tảo khô/năm và đã cho doanh thu
1,25 tỷ USD [1]. Trên trái đất có khoảng
20.000 lồi vi tảo và đã có hàng trăm loài
được nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng.
Vi khuẩn lam Spirulina platensis là vi tảo
đa bào, dạng sợi, có vai trò quan trọng trong
đời sống con người và động vật như làm thức
ăn, xử lý môi trường, là nguồn cung cấp các
chất có hoạt tính sinh học, có khả năng tăng
cường miễn dịch, phòng chống ung thư, giảm
chlolesterol…Từ năm 1970, vi khuẩn lam đã

được nuôi ở nhiều nước trên thế giới, các
nước sản xuất vi tảo chủ yếu tập trung ở châu
Á và vành đai Thái Bình Dương. Ở nước ta,
S. platensis được nhập nội từ Pháp năm 1972
và trở thành đối tượng nghiên cứu sinh lý,
sinh hóa tại Viện Sinh vật học (nay là Viện
Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam) [2].
Trong điều kiện Phịng thí nghiệm Cơng
nghệ Sinh học thuộc Trường Đại học Thủy
lợi, chúng tôi đã tiến hành nuôi chủng S.
platensis BM trên môi trường SOT. Trong
bài báo này, chúng tơi trình bày kết quả
nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng vi sinh
vật kiểm định của các cặn chiết thô thu được
từ sinh khối chủng S. platensis BM được

nhân ni tại Phịng thí nghiệm Cơng nghệ
Sinh học, Trường Đại học Thủy lợi.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật liệu nghiên cứu
Chủng vi khuẩn lam S. platensis BM được
cung cấp bởi Phòng Công nghệ Tảo - Viện
Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam. Các dung môi
sử dụng để tạo cặn chiết: n-hexan, etyl axetat
và metanol đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
Điều kiện nuôi vi khuẩn lam
Vi khuẩn lam S. platensis BM được nuôi

trên môi trường SOT, ni tĩnh bằng bình
tam giác 250 ml và lắc bằng tay 3 lần/ngày
trong điều kiện chiếu sáng/tối là 12/12 (giờ),
cường độ ánh sáng 44 µmol/m2/s lux, nhiệt
độ 25oC [2].
Xác định sinh trưởng của vi khuẩn lam
Sinh trưởng của chủng S. platesis BM
được xác định một cách gián tiếp nhờ
phương pháp đo mật độ quang hấp thụ tại
bước sóng 556 nm. Phép đo được thực hiện
trên
máy
quang
phổ
UV-VIS
(Biospectrometer Basic, Eppendorf, Đức).
Theo phương pháp này, số lượng photon ánh
sáng bị hấp thụ tỉ lệ thuận với lượng sinh
khối tế bào trong mẫu đem đo (trừ những
mẫu có nồng độ tế bào quá đậm đặc) [2].
Thu sinh khối khô của vi khuẩn lam
Sinh khối của chủng S. platensis BM được
thu ở đầu pha cân bằng trên đường cong sinh

274


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

trưởng bằng phương pháp lọc qua lưới lọc có

đường kính lỗ < 25 µm, sấy chân khơng và
bảo quản trong các túi hút chân không cho tới
khi sử dụng [2].

ngày nuôi cấy, giá trị mật độ quang tăng đều
và đạt cực đại ở ngày thứ 38 với giá trị OD556
đạt 12,37 ± 1,12.

Tạo các cặn chiết từ sinh khối khô của
vi khuẩn lam
Mẫu sinh khối khô chủng S. platensis BM
được nghiền nhỏ, sau đó chiết lần lượt với
các dung mơi có độ phân cực tăng dần như nhexan, etyl axetat và metanol. Đối với mỗi
dung môi chúng tôi tiến hành chiết 3 lần ở
nhiệt độ 50oC, thời gian 45 phút/lần dưới tác
dụng của sóng siêu âm (S300H, Elma,
Germany), tỉ lệ dung mơi/mẫu khơ là 3/1
(v/w). Sau đó, các dịch chiết được gom lại và
cô quay dưới áp suất giảm, nhiệt độ 50oC thu
được các cặn chiết thô tương ứng: cặn chiết
n-hexan (SPH), cặn chiết etyl axetat (SPE) và
cặn chiết metanol (SPM).
Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật
kiểm định của các cặn chiết
Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
được thực hiện dựa trên phương pháp pha
loãng đa nồng độ của Hadacek (2000) [3].
Đây là phương pháp thử hoạt tính kháng vi
sinh vật kiểm định và nấm nhằm đánh giá
mức độ kháng khuẩn mạnh yếu của các mẫu

thử thông qua giá trị nồng độ ức chế tối thiểu
(minimum inhibitory concentration) (MIC).
Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định được
đánh giá đối với 3 chủng vi khuẩn Gram (+),
3 chủng Gram (-) và 1 chủng nấm. Các
chủng vi sinh vật kiểm định: Escherichia
coli ATCC25922, Pseudomonas aeruginosa
ATCC27853,
Salmonella
enterica
ATCC12228,
Enterococcuc
faecalis
ATCC13124,
Stapphylococus
aureus
ATCC25923, Bacillus cereus ATCC 13245
và
chủng
nấm
Candida
albicans
ATCC10231 được cung cấp bởi viện Kiểm
nghiệm vệ sinh an toàn thực phẩm quốc gia.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Sinh trưởng của vi khuẩn lam S. platensis
Kết quả theo dõi sinh trưởng của chủng S.
platensis BM cho thấy chủng này sinh trưởng
tốt và ổn định trên mơi trường SOT. Sau 40

Hình 1. Sinh trưởng của chủng
S. platensis BM trên môi trường SOT
Kết quả tạo các cặn chiết từ sinh khối
khô chủng S. platensis BM
Từ 70 g sinh khối khô chủng BM, bằng
phương pháp chiết lần lượt với các dung mơi
có độ phân cực tăng dần, chúng tôi thu được
3 cặn chiết (bảng 1).
Bảng 1. Khối lượng của các cặn chiết
từ sinh khối khô chủng S. platensis BM
Cặn chiết
SPH
SPE
SPM
Khối
0,770 ± 0,04 0,7566 ± 0,04 9,24 ± 0,55
lượng

Kết quả trình bày ở bảng 1 cho thấy, các
chất chứa trong sinh khối chủng BM chủ yếu
tập trung ở cặn chiết phân cực metanol, tổng
hàm lượng cặn chiết chiếm 13,2%. Cặn chiết
n-hexan và etyl axetat tập trung những chất
kém phân cực hơn và có tỉ lệ tương ứng là
1,1 và 1,08%.
Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
của chủng S. platensis BM
Kết quả đánh giá hoạt tính kháng vi sinh
vật kiểm định được trình bày ở bảng 2 cho

thấy, cả 3 cặn chiết đều thể hiện hoạt tính
kháng vi sinh vật kiểm định tốt trên 3 chủng
Gram (+) gồm E. faecalis ATCC299212, S.
aureus ATCC259233, B. cereus ATCC13245
và chủng nấm men C. albicans. Đối với
chủng E. faecalis ATCC299212, cặn chiết
SPH thể hiện hoạt tính tốt nhất với giá trị
MIC đạt 16 µg/ml. Hai cặn SPE và SPM thể
hiện hoạt tính thấp hơn với giá trị MIC là 32
µg/ml (đối với cả 2 cặn chiết).

275


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

Bảng 2. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của cặn chiết từ chủng S. platensis BM

Cặn chiết

SPE
SPH
SPM
Steptomycin
Cyclohexamide

E.
faecalis
ATCC
299212

32
16
32
256

Gram +
S.
aureus
ATCC
25923
64
64
64
256

E.
coli
ATCC
25922
32

B.
cereus
ATCC
13245
16
32
64
128

Đối với chủng B. cereus ATCC13245, cặn
chiết SPE thể hiện hoạt tính tốt nhất với giá
trị MIC là 16 µg/ml, cặn chiết SPH và SPM
có giá trị MIC lần lượt là 32 và 64 µg/ml.
Cả 3 cặn chiết có khả năng kháng chủng S.
aureus ATCC25923 như nhau với giá trị
MIC đạt 64 µg/ml. Đối với cả 3 chủng vi sinh
vật gram (+), các cặn chiết từ chủng S.
platensis BM đều có giá trị MIC cao hơn
mẫu đối chứng Steptomycin.
Từ Bảng 2 chúng tôi nhận thấy, các cặn
chiết SPE, SPH và SPM đều khơng thể hiện
hoạt tính trên các chủng gram (-) được kiểm
định như E. Coli ATCC25922, P. aeruginosa
ATCC27853, S. enterica ATCC13076. Điều
này có thể được giải thích bởi sự khác nhau
của cấu trúc tế vào vi khuẩn gram (+) và vi
khuẩn gram (-). Đối với vi khuẩn gram (-),
vách tế bào có cấu trúc phức tạp gồm 2 lớp
màng ngồi và peptidoglycan mỏng. Lớp
thành ngồi có thể giúp cho vi khuẩn gram (-)
khó bị tiêu diệt hơn.
Đối với chủng nấm được kiểm định
Candida albicans ATCC10231, cả 3 cặn chiết
đều có khả năng kháng rất tốt với giá trị MIC
của SPH, SPE, SPM lần lượt là 8, 16 và 32
µg/ml. Kết quả thu được của chúng tôi phù hợp
với công bố của Mostafa và cộng sự (2014) về
một hợp chất sạch từ S. platensis có hoạt tính
kháng vi sinh vật kiểm định và kháng nấm [4].

4. KẾT LUẬN

Chúng tôi đã bước đầu nuôi thành công
chủng vi khuẩn lam S. platensis BM trong

Gram P.
aeruginosa
ATCC
27853
256

S.
enterica
ATCC
13076
128

Nấm men
C.
albicans
ATCC
10231
16
8
32
32

điều kiện Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sinh
học, Bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường
Đại học Thủy lợi. Ba cặn chiết n-hexan, etyl

axetat và metanol của chủng S. platensis BM
đều thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm
định rất tốt đối với 3 chủng vi khuẩn gram
(+) và khả năng kháng nấm Candida albicans
ATCC10231, tuy nhiên khơng thể hiện hoạt
tính kháng khuẩn đối với 3 chủng gram (-).
Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy
chủng S. platensis BM có những hoạt tính sinh
học quan trọng, có thể được sử dụng làm
nguyên liệu bào chế thực phẩm bổ sung có lợi
cho sức khỏe cho con người và động vật nuôi.
Trong thời gian tới, chúng tôi sẽ nghiên cứu và
đánh giá sâu hơn về thành phần hóa học và tác
dụng sinh học của chủng vi khuẩn lam này.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Pulz O., Gross W. (2004). Valuable
products from biotechnology of microalgae.
Appl. Microbiol. Biotechnol., 65, 635-648.
[2] Đặng Diễm Hồng (chủ biên) (2019). Nuôi
trồng vi tảo giàu dinh dưỡng làm thực phẩm
chức năng cho người và động vật nuôi ở
Việt Nam. NXB Khoa học Tự nhiên và
Công nghệ, 749 tr.
[3] Hadacek F. & Greger H. (2000). Test of
antifungal natural products methodolagies,
comparability of result and assay choise.
Phytochem. Anal., 90, 137-147.
[4] Mostafa M El-Sheekh et al (2014).
Production
and

characterization
of
antimicrobial active substance from S.
platensis. Iran J Microbiol., 6(2):112-119.

276