Nghiên cứu đặc điểm sinh học cơ bản và sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử để phân loại đến loài của chủng vi khuẩn tía quang hợp có khả năng tổng hợp acid béo không no (dạng omega 6,7,9)

SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hoàng Thị yến
VIỆN ĐẠI HỌC MỜ HÀ NỘI

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
-............. Bofflca..................

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỬU ĐẶC ĐIÊM SINH HỌC CO BẢN VÀ sủ DỤNG KỸ

THUẶT SINH HỌC PHÂN TỦ ĐÉ PHÂN LOẠI ĐẾN LOÀI CỦA
CHỦNG VI KHUẤN TÍA QUANG HỌP CĨ KHẢ NÀNG TĨNG HỌP

ACID BÉO KHÔNG NO (DẠNG OMEGA 6,7,9)

Sinh viên thực hiện

: Trần Thị Diệp

Lóp

: 1302

Giáo viên hướng dẫn

: TS. Hồng Thị Yen

Hà Nội - 2017

GVHD: Hoàng Thị Yen

SVTH: Trần Thị Diệp

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN............................................................................................................. 2

MỤC LỤC................................................................................................................... 3
DANH MỤC CHỬ VIẾT TÁT.................................................................................... 5

TÓM TẦT................................................................................................................... 7
DANH MỤC BÁNG................................................................................................... 9
DANH MỤC HÌNH......................................................................................................1

PHÀN 1: MỚ ĐẦU......................................................................................................1
1.1

Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu................................................................... 1

1.2

Mục đích............................................................................................................ 3

1.3

Yêu cầu.............................................................................................................. 3

PHÀN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................. 4

2.1
2.1.1
2.1.2

2.2

Giới thiệu về lipid và acid béo............................................................................ 4

Giới thiệu vê
viện" V íẹn"£Jặí"liọc Mỡ’Hẳ"NỘÌ....................... 4
Giới thiệu về acid béo........'......... .’.......
5
Vi khuẩn tía quang hợp................................................................................... 11

2.2.1

. Định nghĩa................................................................................................. 11

2.2.2

Phân loại về vi khuẩn tía quang hợp............................................................. 12

2.2.3

Đặc điềm sinh học VKTQH.......................................................................... 13

3.1

Vật liệu.............................................................................................................26

3.1.1

Hóa chất....................................................................................................... 26

3.1.2.

Thiết bị máy móc.............................................................................................. 26

3.1.3.

Địa điếm và thời gian nghiên cứu................................................................ 27

3.2

. Các môi trường nghiên cứu............................................................................ 27

3.3

Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. 28

3.3.1

Phương pháp nuôi cấy VKTQH:................................................................... 28

3.3.2

Phương pháp đánh giá sinh trướng cùa VKTQH.......................................... 28

3.3.3

Phương pháp nghiên cứu đặc điếm hình thái khuân lạc, tế bào.....................28

3.3.4

Phương pháp nghiên cứu hệ sac tố của VKTQH........................................... 29


SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hoàng Thị yến

3.3.5

Phương pháp xác định đặc điểm dinh dưỡng carbon và nitơ....................... 29

3.3.6

. Phương pháp xác định khá năng sử dụng muối cho sinh trướng................29

3.3.7

Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng cùa pH ban đầu................................... 30

3.3.8

Phương pháp nghiên cứu ánh hướng của oxy đến khá nâng tông hợp sac tố

quang hợp ............................................................................................................... 30

3.3.9

Phương pháp xác định trình tự gen Ì6S- rRNA............................................. 30

PHÀN 4. KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................... 34
Báng 4.1. Khả năng sinh trường, tích lũy sinh khối, lipid và tống hợp acid béo không

no của chúng VK VTB.8........................................................................................... 35
4.1

4.1.1

Ket quà nghiên cứu đặc điềm sinh học cơ bàn...................................................36

Hình thái khuân lạc, tế bào.......................................................................... 36

4. ỉ.2 Đường cong sinh trưởng.................................................................................. 31

4.1.3 Đặc điếm hệ sac to quang hợp......................................................................... 38
4. Ị.5 Đặc diêm dinh dường carbon và nitơ................................................................ 40

4. ì.6 Anh hưởng cùa nồng độ muối cho sinh trướng................................................. 42
4.1.7 Anh hướng cữữ pH ẠỉiệỔầVÌjộn..ĐâÌ..hỌC-.MỞ..Hà.NỘÌ.......................... 43

4.2 Xác định trình tự gen của chúng vi khuẩn nghiên cứu..........................................44
KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 49

KÉT LUẬN............................................................................................................... 49

KIẾN NGHỊ.............................................................................................................. 49
TÀI LIỆU THAM KHÁO......................................................................................... 50

PHỤ LỤC.................................................................................................................. 55


SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hoàng Thị yến

DANH MỤC CHŨ VIÉT TẮT
AGL

Axit linolenic-Ỵ

ATP

Adenosine triphosphate

ARN

Ribonucleic acid

C18:l

Oleic

Bchl

Bacteriochlorophyll

DHA

Docosahexacnoic acid

DSMZ

Douth samlung microoganisms zentrum

ED

Entner-Doudoroff

OD

Optical Density

C16:0
C18:0

Palmitic

Thỉỉyiện Viện Đại học Mở Hà Nội
Steric

EMF

Embden-Meyerhof

EPA

Eicosa Pcntaenoic Acid

GS

Glutamine synthetase

ICL

Isocitrate lyase

KDG

2-keto-3-deoxygluconate

MUFAs

Monounsaturated fatty acids

OAA

Oxaloaxetic

PCR

Polymerase chain reaction

PEP

Phosphat enol pyruvat

PEPCK

PEP - carboxykinase


SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hoàng Thị Yến

PUFAs

Polyunsaturated fatty acids

RubisCo

Ribulozo Biphosphate Carboxylase/Oxygenase

Taq

Thermus aquaticus

VKQH

Vi khuan quang hợp

Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội


SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hồng Thị yến

TĨM TÁT

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng chúng VKTQH được lấy từ

tập đồn chúng giống VKTQH cùa Phịng thí nghiệm Trọng diêm Công nghệ

gen thuộc Viện Công nghệ sinh học. Chủng VKTQH lựa chọn (ký hiệu VTB.8)

có khã năng sinh trưởng mạnh (tính theo AOD66Ũ: 1.534 ± 0.012; hàm lượng sinh
khối khô: 0.821 ± 0.075), chứa hàm lượng lipid cao: 27.88 ± 3.227 % trọng

lượng khơ và đặc biệt có khả nàng tống hợp omega 6,7,9.
Qua nghiên cứu các đặc diem sinh học cơ bán, chúng tôi đã xác định được

khuẩn lạc của chủng VTB.8 có hình dạng trịn, lồi, bề mặt xù xì, màu nâu đỏ,

đường kính d = 1,5- 2 mm. Te bào của chúng này có hình bầu dục, đường kính
0,7- 1,8 pm, là vi khuẩn gram (-), chứa bacteriochlorophyll a (Bchl a). Chúng
VK nghiên cứu có khả năng sinh trướng tốt trọng kljoang pH từ 5,5 - 6,5 (tối ưu

tại pH = 5,5), sinh trưởng ở nồng độ muối (NaCl) lừ 0-5% (tối ưu trong khoáng
nồng độ từ 0,5 - 2,5%) và sinh trưởng tốt trong điều kiện kỵ khí - sáng. Khi
nghiên cứu khả năng sử dụng các nguồn carbon và nitơ cho sinh trướng, chùng
VK này có khả năng sử dụng nhiều nguồn carbon và nitơ. Sinh trường tối ưu

trên môi trường chứa nguồn carbon: glucose, acetate, succinate, và nguồn nitơ
như: L. glutamine, alanine, threonine, NH4CL
Sử

dụng

cặp

mồi:

forward

AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’

16SF

và reverse

có

trình

16SR

có

tự:

trình

5’
tự:

5’-

ACGGCTATTACGACT-3’ với enzyme Taq polymerase để nhân gen 16S
rRNA của chúng VKTQH VTB.8 và tiến hành giải trình tự gen 16S rRNA.
Bằng phần mềm BLAST, chuồi trình tự nucleotit nhận được đã được so sánh với

các chuỗi dừ liệu khác đã được công bố trên Ngân hàng gen Quốc tế NCBI. Kết
quâ cho thấy, chủng VTB.8 có độ tương đồng cao về trình tự nucleotit gen 16S


SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hoàng Thị yến

rRNA so với loài Rhodobacter sphaeroides có mã số đăng kí trên Ngân hàng

gen là D16425 đen 99%. Từ kết quá các đặc điếm sinh học cơ bàn kết hợp với

xác định trình tự gen 16S rRNA. chúng tôi cho rằng chùng VTB.8 thuộc loài
Rhodobacter sphaeroides.

Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội


SVTH: Trần Thị Diệp

GVHD: Hoàng Thị Yến

DANH MỤC BẢNG

Băng 2.1. So sánh hấp thụ cực đại của hai dạng bacteriochlorophyll a và b ở

VKTQH (trong tế bào nguyên và trong dịch chiết ete)....................................... 15
Bàng 2.2. Các nhóm carotenoid có mặt trong tế bào VKTQH.............................17
Bảng 4.1. Khá năng sinh trướng, tích lũy sinh khối, lipid và tổng hợp acid béo

không no cùa chùng VK VTB.8............................................................................ 35
Bàng 4.2 Mức độ tích lũy thu sinh khối (OD66o) của chùng VTB.8................... 37
Bâng 4.3 Khả năng sinh trưởng trên các nguồn carbon và nitơ khác nhau của

chúng VKTQH VTB.8.......................................................................................... 41

Bàng 4.4 Kêt quà AOD660 sau 5 ngày nuôi cấy của chùng VKTQH VTB.8 trên
môi trường DSMZ-27 .....i......,,»l.,....rA...l.1............................... 42

,

Lilli viẹii Viện Đại hộc Mỏ Hà Nội

Bang 4.5 Kết quá A()D66O sau 4 ngày nuôi cấy của chủng VKTQH VTB.8 trên

môi trường DSMZ-27 tại pH ban đầu khác nhau................................................. 44


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Hình dạng tế bào của một số đại diện VKTQH khơng lưu huỳnh.... 14
Hình 2.2. Cấu tạo hóa học của vịng porphyry...................................................... 16
Hình 2.3. Cấu trúc của một số Carotenoid có trong VKTQH.............................. 17
Hình 2.4. Sơ đồ cấu tạo của một dạng chromotophor ở VKTQH...................... 18

Hình 2.5 Sơ đồ định vị cùa các thành phần bộ máy quang hợp sơ cấp ở VKTQH
................................................................................................................................... 18
Hình 2.6. Mạch truyền điện tử ở tào và vi khuẩn bậc cao và VKTQH............. 19

Hình 2.7. Chuỗi truyền điện từ ở cà hệ thống hơ hấp và quang hợp của VKTQH
.................................................................................................................................. 24

Hình 4.1. Kết q phận tíqh GC-Mậ <Ềfflỗ|Ỳ6W^(ý’H'à‘NƠÌ.......................... 36
Hình 4.2 Hình dạng khuẩn lạc, tế bào của chủng VTB.8..................................... 36
Hình 4.3. Đường cong sinh trưởng cùa VTB.8................................................... 38

Hình 4.4. Phố hấp phụ dịch huyền phù tế bào của chúng VTB.8..................... 39
Hình 4.5 Đĩa petri ria cấy chủng VKTQH VTB.8.............................................. 40
Hình 4.6 Mức độ tích lũy sinh khối của chủng VTB.8 ờ các nồng độ muối khác
nhau (OD ban đầu- 0,1)......................................................................................... 43
Hình 4.7 Mức độ tích lũy sinh khối của chủng VTB.8 ở các mơi trường có pH
ban đầu khác nhau.................................................................................................. 44
Hình 4.8 Điện di đồ DNA tổng số........................................................................ 45

Hình 4.9 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR........................................................... 46
Hình 4.10 Cây phát sinh chủng loại cùa một số loài VKTQH........................ 48


PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Theo Cục quản lý khám chữa bệnh - Bộ Y tế, dinh dưỡng hợp lý là

nguyên tắc sống cần thiết để giữ gìn sức khỏe cho con người . Chính vì vậy con

người cần phái bồ sung dinh dưỡng hằng ngày cho cơ thế. Trong các loại dinh

dường mà con người thường sử dụng thì khơng thế khơng kế đến acid béo mà
đặc biệt là các acid béo không no (dạng omega 3,6,7,9). Các acid béo không no

đã và đang được nhiều người tiêu dùng trên thế giới cũng như ở Việt Nam sử
dụng. Omega 3,6,7.9 có nhiều cơng dụng khác nhau như: hồ trợ điều trị bệnh

tim mạch, tiểu đường, bố xương khớp, chống lão hóa, làm trắng da, bồ gan. thải
độc gan, hỗ trợ giảm cân và tăng cân...... Vì vậy, việc sử dụng thực phầm chức

năng giàu omega 3,6,7,9 đề bố sung nguồn dinh dưỡng hàng ngày cho con người

đang là xu hướng mới và ngày càng phát triền trong tương lai.
Trên thế giới, đã có rất nhiều các sản phấm thực phẩm chức năng giàu

omega 6,7,9 như: Sea Buckthorn Oil blend Omega 7 (Mỹ), Sibu seven Omega 7
(My). Terry Naturally Omega 7 (Mỹ),...Trong các sàn phấm kể trên, các sàn

phấm có chứa acid béo khơng no dạng omega - 7 chủ yếu được sản xuất từ hạt
macadamia và cây hắc mai biến.

Ó Việt Nam, hiện nay thực phẩm chức năng có chứa omega 3,6,7,9 hầu

như đều là các sản phấm nhập ngoại. Tuy nhiên, cũng đã có một số sàn phâm
được nghiên cứu và sản xuất trong nước ở quy mô thương mại như: sản phấm
STIPIPINE của dự án săn xuất thử nghiệm “Hoàn thiện công nghệ và sàn xuất

thực nghiệm hỗn hợp omega 3 và omega 6 từ nhân hạt hồ đào”. Ket quả của
dự án đã ép được 20 tấn nhân hạt hồ đào; thu được 8.033,6 kg hỗn hợp acid béo

omega 3,6 và sàn xuất được 1.000.000 viên nang mềm STIPIPINE đạt tiêu
chuẩn chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm. Sản phẩm STIP1PINE có tác


dụng giúp hỗ trợ giảm chlesterol và triglyxerit, hỗ trợ giảm rối loạn chuyên hóa

lipit; sàn phẩm Algal Oil Omega 3-6 do công ty cổ phần Dược phấm Quốc tế

ABIPHA sàn xuất và phân phối. Sán phẩm này đã được nghiên cứu bời Viện
Công Nghệ Sinh học - Viện Hàn Lâm Khoa và Công nghệ Việt Nam. Cả 2 sản

phẩm nêu trên đều thuộc Đe án Phát triển và ứng dụng Cơng nghệ sinh học
trong lình vực cơng nghệ chế biến đến năm 2020 do Bộ Công thương là cơ quan

chù trì .().

Các sàn phẩm thực phấm chức năng ở Việt Nam nêu trên đều là các sản
phẩm chứa các acid béo khơng no (dạng omega 3,6,9) mà chưa có sản phẩm nào

chứa acid béo không no (dạng omega 7) và hầu hết các sản phấm đều dược chiết

xuất từ thực vật, cá biển, táo biến. Omega 7 rất khan hiếm ớ cà giới động vật
cũng như thực vật, chúng được chiết suất chù yếu từ cây hắc mai biến và dầu
macadamia [44 |. Tuy nhiên, khi nghiên cứu về nhóm vi khuẩn tía quang hợp

(VKTQH) khơng lưu huỳnh có khả năng tống hợp lipid cao và có chứa acid béo
khơng bão hịa MUFÁs Vằ^ÉÚ^Ằs^dỌí^1 dỉiíègaM,^,^] iầơỲầl Hồng Thị Yen thuộc phịng Thí nghiệm trọng điếm Cơng nghệ gen làm chú nhiệm, chúng tơi

đã phân lập được chung VKTQH có khả năng sinh trưởng mạnh, chứa hàm

lượng lipid cao và có khã năng tồng họp được acid béo khơng no (dạng omega
6,7,9). Tuy nhiên, đe tiến hành sàn xuất sinh khối và tách chiết dầu sinh học làm

tiền đề cho việc nghiên cứu sản xuất sàn phẩm thực phẩm chức năng giàu omega
6,7, 9. Chúng tôi cần xác định xem chúng có những đặc điếm gì và thuộc lồi vi

khuẩn nào. Do vậy, chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu đặc điếm sinh
học cơ bản và sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử đế phân loại đen lồi của
chủng vi khuẩn tía quang hợp có khả năng tồng hụp axit béo không no (dạng
omega 6,7,9)”.

2


1.2

Mục đích
Nghiên cứu các đặc điểm sinh học cư bán và xác định trình tự gen 16S

rRNA cùa chủng VKTQH lựa chọn đê làm cơ sờ cho việc định tên loài của

chúng.

1.3

Yêu cầu
- Kct quà nghiên cứu đặc điếm sinh học:
•

Hình thái khuẩn lạc, tế bào

•

Đường cong sinh trường

•

Đặc điếm hệ sac tố quang hợp

•

Ảnh hưởng của oxy

•

Đặc điêm dinh dưỡng cacbon và nitơ

•

Ảnh hường của nồng độ muối cho sinh trướng

Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội
•

Ảnh hường của pH ban đầu

- Xác định trình tự gen 16S rRNA cùa chùng vi khuấn nghiên cứu

3

PHẦN 2. TĨNG QUAN TÀI LIỆU

2.1

Giói thiệu về lipid và acid béo

2.1.1 Giới thiệu về lipid
❖

Định nghĩa
Lipid là những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phố biến trong tế bào của các

cơ thế sống. Chúng có thành phần hóa học và cấu tạo khác nhau nhưng có tính

chất chung là khơng hịa tan trong các dung mơi hữu cơ như: ether, chloroform,
N-hexan, benzenne...Lipid là hợp phần cấu tạo quan trọng cũa các màng sinh tế

bào, là nguồn cung cấp năng lượng, nguồn cung cap các vitamin A, D, E, F và K
cho cơ thế sống.
❖

Vai trị của lipid
• Cung cấp năng lượng

Lipid là một trong ba thành phan hoá học chính trong khẩu phần hàng
ngày. Khác với protein và glucid, lipid cung cấp năng lượng nhiều hơn (1g lipid

cung cấp khoảng 9 kcal), gấp đôi so với mức năng lượng do carbohydrate và

protein sàn sinh ra. Trong khấu phần ăn hợp lý, nhu cầu năng lượng do lipid

cung cấp khoảng tìr 15 -20%. Thức ăn giàu lipid là nguồn năng lượng cần thiết
cho người lao động nặng, cần thiết cho sự phục hồi sức khoẻ đoi với phụ nữ sau

khi sinh và các cơ thế mới ốm dậy, chất béo dự trữ nằm ờ dưới da và mơ liên

kết.
• Cấu thành các tổ chức

Lipid giống như màng tế bào, là lớp mờ do lipoid, glucolipid và
cholesterol., hợp thành; tùy não và các mơ thần kinh có chứa lipid và glucolipid.
Cholesterol là nguyên liệu cần thiết để chế lạo ra steroit hormoon.

• Duy trì nhiệt độ CO’ thể, bảo vệ các cơ quan trong cơ thế

4


Lipid là chất dẫn nhiệt không tốt ngăn ngừa sự mất nhiệt dưới da, có tác
dụng giữ nhiệt, giúp ích cho việc chống rét, đồng thời còn làm cho lượng nhiệt ớ

bên ngồi đã được hấp thu khơng truyền dẫn vào bên trong cơ thế, có tác dụng

cách nhiệt.
Lipid phân bố không đều trong cơ thế người với tổng hàm lượng khoáng
10%. Lượng chất béo chú yếu tập trung ở các tồ chức dưới da tạo thành lượng

mờ dự trữ để cơ thể sừ dụng khi cần thiết. Một phần chất béo còn bao quanh phũ
tạng như là tồ chức báo vệ, đề ngăn ngừa các va chạm và giúp chúng ớ vị trí

đúng đắn. Nó cịn giúp cơ the tránh khói các tác động bất lợi cùa mơi trường

ngồi như nóng, lạnh. Người gầy thì lớp mỡ dưới da mỏng, do vậy mà cơ the
kém chịu đựng với sự thay đổi của thời tiết.
• Thúc đẩy việc hấp thu các vitamin tan trong chất béo

Vitamin A, D. E, K không tan trong nước mà tan trong chất béo hoặc

dung mơi. Lipid có trong thức ăn sẽ làm dung mơi đê thúc đây sự hâp thu chúng.
Neu hàm lượng lipid trong bữa ăn thấp thì sẽ ảnh hường đến việc hấp thu
caroten trong rau xanh (trong cơ thể caroten chuyển thành vitamin A).
• Làm tăng căm giác no bụng

Lipid ngừng ở dạ dày với thời gian tương đối lâu, cho nên khi ăn những

thức ăn có hàm lượng lipid cao sẽ lâu bị đói.
• Nâng cao giá trị cảm quan ciia thức ăn

Thức ăn có nhiều chất béo sẽ có mùi thơm và ngon, do vậy làm tăng sự
thèm ăn.

2.1.2 Giói thiệu về acid béo
2.1.2.1 Định nghĩa

5


Acid béo là thành phần chính cùa hầu hết các lipid. Acid béo là những

acid carboxylic với chuồi hydrocarbon chứa từ 4 đen 36 carbon. Một so acid béo

có chuỗi hydrocarbon bão hịa (khơng chứa liên kết đơi) và khơng có nhánh một
so acid béo có chuỗi hydrocarbon khơng bão hịa chứa một hay nhiều liên kết

đơi hoặc có nhánh, hoặc vịng, hoặc chứa nhóm chức hydroxyl.
2.1.2.2 . Phăn loại acid béo
Acid béo được chia làm 2 loại: acid béo no và acid béo khơng no
❖

•

Acid béo no

Các acid béo no thường gặp: acid palmitic, stearic, caprilic,..chiếm

khoảng '/2 mờ động vật. 100g mờ lợn nước chứa 39,1g acid béo no chù yếu là

stearic và palmitic.
• Gía trị sinh học thấp hơn acid béo khơng no.
•

Có tác dụng xấu đến q trình chuyển hóa mỡ, chức phận và vai trị cùa

gan khi được cung cấp q liều.
•

Có vai trị rất lớn trong cấu tạo màng tế bào, hồ trợ sự phát triển của

xương.
❖

Acid béo khơng no

• Có nhiều trong dầu từ thực vật, liêu bicu: acid oleic, linoleic, linolenic.
•

Vai trị sinh học mạnh hơn acid béo no, rất đa dạng, và cần thiết với cơ

thể.
• Điều hịa các thành mạch máu.
•

Khi kết hợp với cholesterol tạo este cơ động, giảm nguy cơ xơ vữa động

mạch tạo điều kiện chuyển hóa cholesterol, bài xuất ra khỏi cơ thề.
• Cần thiết cho sự chuyển hóa vitamin B.

6


•

Rất cần thiêt cho sự phát triền của tré sơ sinh từ khi còn là bào thai

(0mega3,DHA).
Omega (6,7,9) thuộc loại acid béo khơng bão hịa. Acid béo khơng bão

hịa là nhóm acid béo trong phân tử có chứa ít nhất một liên kết đôi. Các acid
béo không no (không bão hịa) đơn nối đơi (Monounsaturated fatty acidsMUFAs) và đa nối đôi (Polyunsaturated fatty acids- PUFAs) đã được quan tâm
nghiên cứu và ứng dụng trong dinh dưỡng và dược phàm. Cơ thê không thê tự

tong hợp được các chất này mà phải lấy từ thức ăn bên ngoài nên chúng được
gọi là các acid béo khơng thay thế.

MUFAs và PUFAs có 3 vai trò sinh học chủ yếu. Đầu tiên là tham gia vào
sự điều hòa trao đồi lipid, vận chuyến và hướng tới các mô. Thứ 2 là tham gia

vào thành phần cấu trúc nên thành tế bào. Các PUFAs được chia làm 2 nhóm

chính là omega 3 và omega 6 (Sijtsma và de Swaaf, 2004). Ngồi ra cịn có
omega 9. Tên gọi cùa omega dựa vào liên kết đôi đầu tiên tại vị trí carbon.

KxJlnr vicn.yien Daijiac MoxHa„bwj'...

_.

X.

Các axit beo omega 6 va omega 9 thuộc họ các axil béo khơng no đa nơi

đơi
2.1.2.3 Vai trị của Omega 6,7,9 đối vói sức khỏe con người
Trong khoảng ba thập kì gần đây, các axit béo không no (MUFAs và

PUFAs) đã được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm bời vai trò to lớn mà chúng
mang lại. Con người và động vật hầu như không tự tổng hợp đươc omega 6,7,9

mà chù yếu cung cấp từ nguồn thức ăn.
❖

Tác dung của omega 6 (www.viendinhduong.vn).

J

Bệnh thần kinh và đái tháo đường: một số nghiên cứu cho thấy

uống axit linolenic gamma (AGL) trong 6 tháng trớ lên có thế làm giảm triệu
chứng đau dây thần kinh ờ những người bị bệnh thần kinh đái tháo đường.
J

Ung thư vú: AGL ức chế hoạt động cùa khối u trong các dòng te

bào ung thư vú.

7


J
J

Cao huyết áp: AGL giúp giảm huyết áp cao.

Loãng xương: thiếu omega 6 có khả năng gây lỗng xương. Nghiên

cứu cho thấy, phụ nữ trên 65 tuổi bị loãng xương bố sung omega 6 đã ít lỗng

xương ít nhất 3 năm so với khơng bồ sung.
Kích thích da và tóc tăng trường.

J
❖

Điều tiết trao đồi chất và duy trì các hệ thống sinh sán.

Tác dung của omega 7 (www.viendinhduong.vn)
J

Tóc, da và móng tay: sử dụng omega 7 làm mái tóc sáng bóng, da

sáng, móng tay khóe mạnh, giúp chống lại các triệu chứng lão hóa sớm như: nếp
nhăn, khơ, mất độ đàn hồi, suy dinh dường và các dấu hiệu lão hóa.

•S

Giám cân: tiến sĩ oz (2011) đã chứng minh omega 7 có tác dụng

giám cân.
z

Sức khóe tim mạch: omega 7 có tác dụng duy trì mức cholesterol

Ill

iẹn\

n Đai học ivlo Irà NỘI,

khỏe mạnh và lượng đường trong máu, động mạch hoạt động tốt hơn.
z

Tiêu hóa: omega 7 có tác dung bôi trơn màng nhầy, cái thiện nhiều

vấn đề về viêm và loét đường tiêu hóa, chống táo bón.
z

Giữ ấm cho da, tóc, móng tay và mat: omega 7 cung cấp các dưỡng

chất và độ ấm cần thiết cho da, tóc, có lợi cho những người mắc bệnh khơ mắt
và những phụ nữ bị khơ âm đạo vì nó ni dưỡng và giữ ấm cho các màng nhầy.
❖

Tác dụng của omega 9 (www.viendinhduong.vn):
z

Tác dụng giảm cholesterol xấu.

z

Giám nguy cơ mac bệnh tim mạch, giám xơ cứng động mạch..

z

Tăng cường hệ miễn dịch.

z

Ốn định lượng đường trong máu.

8


Sự tiêu thụ các PUFA được khuyến cáo ớ mức trung bình khoảng 6%

tống năng lượng và khơng vượt q 10%. Trong đó, nên giâm hàm lượng các
acid béo bão hịa và chi nên duy trì ở mức 8-10% tổng năng lượng hấp thụ. Đe
giám nguy cơ các bệnh kinh niên thì hàm lượng các PUFA mạch dài nên dùng là
610 mg/ngày đối với đàn ông và 430mg/ngày đoi với phụ nữ. Và tỳ lệ omega- 3

và omega -6 nam giữa 5:1 và 3:1 là tối ưu cho người (Simopoulos, 2008; Gupta
và cs, 2012).
2.1.2.3 Các nguồn cung cap Omega 6,7,9

Nguồn cung cấp các axit béo omega trong tự nhiên rất phong phú và đa

dạng, nhiều nghiên cứu về tách chiết các acid béo có nguồn gốc động vật, thực
vật và đặc biệt là vi sinh vật đã được các nhà khoa học quan tâm trong vài năm

trở lại đây.
Từ đông, thưc vât:

Nguồn cung cấp omega 6 trong tự nhiên khá phong phú, chúng được tìm

thấy trong hầu hết các loại dầu thực vật như: dầu bắp, dầu hạt bông vải, dầu hạt
nho, dầu mè, dầu đậu nành, dầu hoa hướng dương, dầu hoa anh thảo, dầu lý

chua đen. Omega 6 cịn được tìm thấy trong các loại gia cam. trứng gà, trong

mờ, trong bơ. lúa mì cứng, ngũ cốc nguyên hạt, bánh mỳ và đặc biệt từ tào xoắn
Spirunila platensis (Chamorro và cs., 2002).

Không giống như các omega khác, nguồn cung cấp omega 7 rất hiếm

trong cả giới thực vật và động vật. Chúng được cung cấp từ dầu cá (các loại cá
nước lạnh như cá hồi, cá ngừ, cá mòi, cá thu), một số loại dầu động vật và thực

vật như dầu macadamia và chủ yếu là cây hắc mai biển và một lượng nhò trong
quà

bơ

( />
Against Metabolic-SyndromcO). Hai acid béo omega 7 thường gặp trong tự

nhiên là acid palmitoleic và acid vaccenic được phát hiện năm 1928 trong mỡ
động vật và quà bơ.

9


Nguồn cung cấp omega 9 là dầu oliu, dầu macadamia, cây hồng hoa, dầu

hoa hướng dương, quà bơ, quá hạnh nhân, hạt điều, óc chó, hạt mắc ca, đậu
phơng, q hồ đào, hồ trăn, hạt cải và cây đinh hương.

Nguồn cung cap PUFAs là các loài cá nhiều mỡ như: cá trích, cá thu, cá
sardine, cá hồi, cá basa và saba (Gunstone, 1996)

Từ vi sinh vât:

Cá biển là nguồn cung cấp nguyên liệu truyền thống để sàn xuất acid béo.

Tuy nhiên, nguồn cung cấp này không ốn định và dầu cá có chứa nhiều

cholesterol và có mùi vị khó chịu. Do đó. cần có nguồn nguyên liệu đế săn xuất

acid béo. Các vi sinh vật bao gồm (nấm, vi khuẩn, tào biến,...) là các nguồn
tiềm năng cho việc sàn xuất acid béo này vì những sinh vật này từ lâu đã được

biết đến là những sinh vật sản xuất sơ cấp trong chuồi thức ăn ớ biển và đóng

vai trị quan trọng trong việc tổng hợp MUFAs và PUFAs sơ cấp (Yap và Chen,
2001; Lavens và Sorgeloo, 199,6).

,

, ,

,

nrir Viện viện Đại học Mở Hà Nội

Hiện nay, các loài vi tảo biến quang dị dưỡng chứa hàm lượng PUFAs cao

đều được sử dụng trong ni trồng thúy sàn. Ví dụ: tào silic, Cryptomonads và

Eustigmatophytes giàu một hoặc cả hai Eicosa Pentaenoic Acid-

EPA và

Docosahexaenoic acid- DHA (chiếm 5-35% tồng axit béo); Prasinophytes (4-

10% tống acid béo)...David và cs (1993) đã phân lâp được 38 chúng vi khuẩn ờ
vùng Nam cực và ông đã sàng lọc chúng cho mục đích tổng hợp PUFAs.

Ngồi các nhóm vi khuấn kể trên, vi khuấn tía quang hợp (VKTQH) cũng

đã được các nhà khoa học chứng minh là có khả năng tống hợp được acid béo
khơng no (mà đặc biệt là acid béo không no - omega 7 với hàm lượng rất cao
chiếm 65- 82% tống acid béo) (Hiraishi và Ucda, 1995; Rai và cs, 2015, Kim

2012). Ngồi ra một số lồi VKQHT cịn có khả năng tổng họp PUFAs và thậm
chí cịn có lồi tống họp được cà HUFA (EPA và DHA) (Loo và cs, 2012,

2013). Các lồi có khà năng tong hợp acid béo khơng no điên hình thuộc các

10


chi: Rhodovulum (R.strictum, R.sulfidophilum, R.euryhalinum, R. tesquicola);

Rhodobacter marinus; Rhodopseudomonas palustris; Rhodobacter viridis,l,9).

Gan đây, VKTQH cũng đã được các nhà khoa học chứng minh là có khà
nãng tống hợp được các axit béo mà đặc biệt là axit béo không no (Omega 6,7,9)
với hàm lượng rất cao chiếm 65 - 82% tống axit béo. Các lồi có khả năng tống

hợp axit béo khơng no điền hình thuộc các chi: Rhodovulum (R. strictum, R.

sulfidophilum, R. adriaticum, R. euryhalinum, R. tesquicola, Rhodobacter
marínus, Rhdopseudomonas palustrís, Rhodobacter viridis).

Một trong những ví dụ điển hình như Hiraishi và Ueda (1995) đã phân

lập được một số loài VKTQH thuộc chi Rhodovulum ờ vùng biến xuất hiện thúy

triều đỏ ở Nhật Bản. Các lồi VKTQH khơng lưu huỳnh này có khả năng tồng
hợp được omega 7 (C18:lw7) với hàm lượng rất cao từ 60-80% tống axit béo,

mặc dù C16:0 chì đạt 4-12% và 4 chùng VKTQH thuộc chi Rhodobacter từ bùn
thài của một con sông ở Ấn Độ. Bốn chúng vi khuẩn này đều có hàm lượng
omega 7 rất cao chiếm từ 61.2-79,8% cùa tống axit béo (Raj,1013). Kim và cộng

sự (2012) đã tiến hành nghiên cứu sàn xuất sinh khối VKTQH với mục đích sử
dụng sinh khối đế tách chiết axit béo omega 7. Ông đã tiến hành nghiên cứu

cơng nghệ sàn xuất sinh khối lồi VKTQH này ở điều kiện ni liên tục, có
khuấy đáo, sử lactate làm nguồn carbon và có bổ sung một số nguồn nitơ. Sau 4

ngày nuôi cấy thu được 16,2g sinh khối tươi/lít, axit béo là 665mg FA/L/ngày,

hàm lượng lipit đạt 35% trọng lượng khô và chứa axit vaccenic chiếm 60% tổng

axit béo.
2.2 Vi khuẩn tía quang họp

2.2.1 . Định nghĩa
Vi khuẩn tía quang hợp (VKTQH) là nhóm vi sinh vật tiền nhân có khá
năng tiến hành quang hợp nhưng khơng thãi oxy như vi khuấn lam Khi được
chiếu sáng, rất nhiều lồi trong nhóm này có khá năng sinh trưởng quang tự


dưỡng với CO2 là nguồn carbon hoặc sinh trướng quang dị dường với các chất
hữu cơ làm nguồn carbon .

2.2.2 Phân loại về vi khuẩn tía quang họp

Theo hệ thống phân loại của Bergey (1989), vi khuẩn quang hợp được
chia làm 3 nhóm: vi khuấn tía quang hợp, vi khuấn xanh quang hợp và nhóm vi

khuẩn chứa Behl (nhưng khơng xếp vào 2 nhóm trên).
Riêng nhóm VKTQH được chia làm 3 họ:

v' Họ Chromatiaceae: gồm tất cả các vi khuấn lưu huỳnh màu tía có khã
năng hình thành giọt lưu huỳnh bên trong tế bào.
J Họ Ectothiorhodospiraceae: gồm tất cả các vi khuẩn quang hợp tía có

khả năng hình thành giọt lưu huỳnh bên ngoài tế bào.
J Họ Rhodospữilaceae: gồm tất cà các vi khuẩn quang hợp tía khơng

tích lũy giọt lưu huỳnh.

Thư viên Viên Đại hoc Mớ Hà Nội

Tuy nhiên, theo hệ thống phân loại cúa Bergey 2001(Greub G và Raoult

D.. 2006) VKTQH lại được chia thành 3 nhóm:
J Alphaproteobacteria: gồm VKTQH khơng lưu huỳnh và VKTQH

hiếu khí.
J Betaproteobacteria: cũng gồm VKTQH khơng lưu huỳnh nhưng
nhóm này khác nhóm VKTQH không lưu huỳnh thuộc
s Alphaproteobacteria: về thành phần axit béo, quinone, trình tự và kích

thước cúa cytochrome.

J Gammaproteobacteria:

gồm

hai

họ

Chromatiaceae

và

Ectothiorhodospữacea.

Theo hệ thống phân loại mới VKQHT không lưu huỳnh nằm trong nhóm

“Alphaproteobacteria” và “Betaproteobactería". Trong khi đó, VK.TQH lưu
huỳnh lại nằm trong nhóm “Gammaproteobactería”

12


2.2.3 Đặc điểm sinh học VKTQH
2.2.3.1 Đặc điếm hình thái

Vi khuấn tía quang hợp là các tế bào gram âm, đơn bào và có các dạng
cầu, xoắn, gậy, phấy. Cũng có thể gặp chúng ở trạng thái chuỗi điều kiện mơi

trường đặc biệt. Kích thước của tế bào thường từ 0,3 - 6 pm. Đa số các loài đều
sinh sản bằng nhân đơi, một số lồi có tế bào dinh dưỡng dạng phân cực thường
sinh sản bằng cách nảy chồi.

Khi sinh trưởng trong điều kiện quang hợp, dịch huyền phù tế bào thường

có màu tím tía, đị, nâu vàng, nâu. Sự khác nhau về màu sắc này là do khả năng

hấp thụ ánh sáng khác nhau ở các bước sóng khác nhau và được thế hiện trên
phố hấp thụ. Khi sinh trưởng trong điều kiện có ánh sáng và có mặt các hợp

trong những chất khử của lưu huỳnh thì các tế bào vi khuẩn tía lưu huỳnh tích

lũy nguyên tố lưu huỳnh trong tế bào ở dạng giọt còn ở các tế bào vi khuẩn tía

khơng lưu huỳnh thì khơng có hiện tượng này. Đây chính là đặc điếm hình thái

quan trọng làm cơ sờ ban đầu để tách biệt hai nhóm vi khuẩn tía nêu trên
(Hình 2).

13


Hình 2.1. Hình dạng tế bào của một số đại diện VKTQH không lưu huỳnh

2.2.3.2 . Đặc điếm sinh lý, sinh hóa

Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội
a.

Q trình quang hợp ở VKTQH
Ngoài sáng, cũng giống như những đối tượng quang dường khác.

VKTQH thu nhận năng lượng ánh sáng đề tiến hành quang hợp. Tuy nhiên, khác

với các đối tượng quang dưỡng khác như: tảo và thực vật bậc cao, VKTQH

không sử dụng nước làm chất cho điện tử mà sử dụng lưu huỳnh, các họp chất
khứ của lưu huỳnh, hydro phân tứ hoặc các hợp chất hữu cơ đơn giản làm chất

cho điện tứ và do đó khơng thái oxy.

Phương trình tồng quát của phán ứng quang hợp được viết như sau:
co2 + 2H2A —hv—>

(CH2O)„ + 2A + H2O

Ĩ tào và thực vật bậc cao H2A chính là H2O cịn ở vi khuẩn quang hợp
H2A có thể là chất hữu cơ đơn giàn, các hợp chất khử của lưu huỳnh hoặc hydro
phân tứ. Riêng các chất hữu cơ vừa đóng vai trị làm chất cho điện tử vừa có thế

làm nguồn carbon cho sinh trướng của tế bào.

14


- sắc tồ quang hợp ờ VKTQH:

Sắc tố quang hợp có chức năng hấp thu ánh sáng cho quang hợp. sắc tố
quang hợp ớ VKTQH là bacteriochlorophyll và carotenoid.

+ Bacteriochlorophyll (Belli)

Sac to quang hợp xây ra trong quá trình quang họp cùa vi khuẩn tía quang
hợp được phát hiện năm 1932. Chúng liên quan đến chlorophyll là sắc tố chính

trong tảo và vi khuẩn lam, có khă năng quang hợp nhưng không tạo ra oxi. Hiện

nay bacteriochlorophyll được chia thành 6 nhóm a, b, c, d, e, g dựa vào cấu trúc
phân tử và cơ chế tối đa hấp thụ tia hồng ngoại (nm). Trong đó, trong tế bào
VKTQH chứa hai loại Bchl thuộc nhóm a và b, đây là đặc điếm để phân biệt sự

khác nhau giữa VKTQH với các loại vi khuấn quang hợp khác (Báng 2.2).
Bàng 2.1. So sánh hấp thụ cực đại của hai dạng bacteriochlorophyll a và b ỏ' VKTQH
(trong tế bào nguyên và trong dịch chiết etc)

Dạng

Nhóm vi khuẩn

Bacteriochlorophyll

viện Viện Đại

A

Vi khuẩn tía

B

Cực đại hấp thụ (nm)
Chiết trong ete

Trong tế bào

770-775

830-890

790

1020-1030

Bacteriochlorophyll a, b có trong tế bào VKTQH đều được xếp vào nhóm

bacteriochlorins vì cùng có chung đặc điềm là có hai vịng macrocycle (Hình 2.2).

15


H

c H=s

X.
___
. CHeCH=
H

N

N

Mg...
' N

N

>

CH’S

H
H

’

o
coo Me

COOE

Hình 2.2. Cấu tạo hóa học cúa vòng porphyry

Đa số các đại diện VKTQH chứa sắc tố quang hợp chính là Bchl a. nhưng

một số lồi lại chứa Bchl b như: ■ Thiocapsa plennigii (thuộc họ vi khuân tía lưu

huỳnh), Rhodopseudomonas sulfoviridis, Rhodopseudomonas viridis (thuộc họ
vi khuẩn tía khơng lưu huỳnh).

+ Carotenoid

Màu sắc của dịch huyền phù tế bào VKQH không chỉ phụ thuộc vào
Bacteriochlorophyll mà còn phụ thuộc vào carotenoid. Thành phần sắc tố này

rất đa dạng ở VKTQH. Carotenoid được chia làm 4 nhóm theo cấu trúc phân tử

và cực đai hấp thụ của chúng (Băng 2.3 và Hình 2.3).

16