(Đồ án hcmute) sử dụng kỹ thuật vi gel để vi bao nấm men saccharomyces boulardii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA VÀ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

SỬ DỤNG KỸ THUẬT VI GEL ĐỂ VI BAO
NẤM MEN SACCHAROMYCES BOULARDII

GVHD: ThS. LÊ HOÀNG DU
SVTH: LÊ THỊ HỒNG LỤA
MSSV: 11116035

SKL 0 0 3 9 3 8

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015

do an


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2015-11116035

SỬ DỤNG KỸ THUẬT VI GEL ĐỂ VI BAO
NẤM MEN SACCHAROMYCES BOULARDII

GVHD: TH.S LÊ HOÀNG DU
SVTH: LÊ THỊ HỒNG LỤA
MSSV: 11116035

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Thị Hồng Lụa

MSSV: 11116035

Ngành: Công nghệ Thực phẩm
1. Tên đồ án: Sử dụng kỹ thuật vi gel để vi bao nấm men Saccharomyces boulardii.
2. Mã số đồ án: 2015-11116035
3. Nhiệm vụ của đồ án:
 Khảo sát khả năng vi bao của màng bao alginate kết hợp với gelatin, soy
protein.
 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ gelatin/ soy protein đến khả năng sống sót của
tế bào nấm men Saccharomyces loulardii được vi bao trong môi trường giả lập

dạ dày, giả lập dịch ruột.
4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/01/2015
5. Ngày hoàn thành đồ án: 15/07/2015
6. Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Lê Hoàng Du
Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã đƣợc thông qua bởi
Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm
Tp.HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2015
Trƣởng Bộ môn

Ngƣời hƣớng dẫn

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang ii

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình nghiên cứu đồ án tốt nghiệp tại bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm, Khoa
Cơng nghệ hóa học và thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh.
Em đã nhận được nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ gia đình, thầy cơ, bạn bè và nhà trường.
Qua đây em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Gia đình đã ln động viên ủng hộ, làm chỗ dựa tinh thần cho em
Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
Quý thầy cơ Khoa cơng nghệ Hóa học và Thực phẩm - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện học tập và nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt em chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Hoàng Du đã trược tiếp hướng
dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu, tạo điều
kiện tốt nhất để em có thể hồn thành đề tài.
Tập thể lớp 111160 đã giúp đỡ và đồng hành cùng tôi trong suốt quãng đời sinh viên.
Cuối cùng em xin chúc quý Thầy, Cô sức khỏe và thành công.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.

TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2015
Sinh viên thực hiện

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang iii

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hồng Du

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của
riêng tơi. Tơi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã
được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định.

Ngày 15 tháng 07 năm 2015
Ký tên

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang iv

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hồng Du

TĨM TẮT KHĨA LUẬN
Gelatin hoặc soy protein kết hợp với sodium alginate, được sử dụng như một hệ
chất bao để vi bao tế bào nấm men Saccharomyces boulardii với mục tiêu tăng khả năng
sống sót của tế bào nấm men khi tiếp xúc với các điều kiện bất lợi ở dạ dày cũng như ở
đường ruột. Phân bố kích thước hạt được đo bằng cách sử dụng kỹ thuật nhiễu xạ laser,
kích thước của hạt vi bao có gelatin trung bình 270.4 µm và kích thước hạt vi bao có soy
protein 360.2 µm. Mẫu hạt vi bao sử dụng màng bao có 0.75% gelatin và mẫu 15% soy
protein cho hiệu suất vi bao cao nhất, tương ứng lần lượt là 85.72% và 82.46%. Mật độ tế
bào của hạt vi bao đạt 8.47 – 8.83 log cfu/g gel đối với mẫu gelatin, 8.72 – 8.95 log cfu/g
gel ứng với mẫu soy protein. Khi vi bao bằng gelatin (0.5, 0.75 và 1%) hoặc soy protein (5,
10 và 15%) với alginate đã cải thiện đáng kể khả năng sống sót của tế bào nấm men trong
mơi trường giả lập dạ dày (pH = 1.55), kết quả số tế bào sống ở nồng độ gelatin 0.75 % và
soy protein 15% cao nhất, cao hơn đáng kể (p < 0.05) so với tế bào tự do và tế bào được
bao một lớp bằng alginate. Sau khi ủ trong môi trường giả lập dạ dày 120 phút, số lượng tế
bào sống sót là 6.78 log cfu/g gel cho màng bao có gelatin 0.75% và 7.12 log cfu/g gel cho
màng bao có soy protein 15%, trong khi tế bào tự do là 4.06 log cfu/g. Khi ủ hạt vi bao
trong mơi trường giả lập dịch ruột, màng bao có chứa 0.75% gelatin hoặc 15% soy protein
cho kết quả vi bao tốt nhất tương ứng 7.65 log cfu/g gel và 7.89 log CFU/ g gel so với đối
với tế bào tự do 5.74 log cfu/g. Như vậy, khi vi bao bằng gelatin hoặc soy protein với

alginate, số lượng tế bào sống sót phù hợp với yêu cầu tối thiểu khi sử dụng probiotics (6 –
7 log cfu/g hoặc ml).
Từ khóa:S. boulardii, gelatin, soy protein, alginate, vi bao, khả năng sống sót

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang v

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .......................................................................ii
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................iii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ iv
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ................................................................................................... v
MỤC LỤC ........................................................................................................................... vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... x
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN................................................................................................ 1
1.1.

Giới thiệu................................................................................................................. 1

1.2.

Probiotics................................................................................................................. 2

1.2.1.

Định nghĩa về probiotics. ............................................................................... 2

1.2.2.

Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotics. ......................................... 2

1.2.3.

Cơ chế hoạt động của probiotics. .................................................................. 3

1.2.4.

Tính chất chức năng & lợi ích đối với cơ thể................................................. 5

1.3.

Nấm men S. boulardii ............................................................................................. 7

1.3.1.

Giới thiệu........................................................................................................ 7

1.3.2.

Đặc điểm S. boulardii .................................................................................... 7

1.3.3.

Cơ chế hoạt động của S. boulardii ................................................................. 8

1.4.

Kỹ thuật vi bao. ..................................................................................................... 10

1.4.1.

Định nghĩa, phân loại. ................................................................................. 10

1.4.2.

Một số kỹ thuật vi bao thường sử dụng ........................................................ 10

CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 20
2.1.

Vật liệu .................................................................................................................. 20

2.2.

Phương pháp. ........................................................................................................ 20

2.2.1.

Chuẩn bị giống vi sinh vật S. boulardii........................................................ 20

2.2.2.

Chuẩn bị dung dịch màng bao. .................................................................... 20

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang vi

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

2.2.3.

Phương pháp vi bao. .................................................................................... 21

2.2.4.

Bố trí thí nghiệm........................................................................................... 22

2.2.5.

Phân tích mật độ tế bào vi bao..................................................................... 24

2.2.6.

Xác định hiệu suất bao. ................................................................................ 24

2.2.7.

Xác định phân bố thước hạt bao. ................................................................. 25

2.2.9.

Khảo sát khả năng sống sót của tế bào được vi bao trong mơi trường giả

lập dịch dạ dày. ............................................................................................................ 25
2.2.11.

Phân tích xử lý số liệu. ................................................................................. 26

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 27
3.1.

Mật độ tế bào vi sinh vật được bao gói. ................................................................ 27

3.3.

Kích thước hạt vi bao S. Boulardii với chất bao gelatin-alginate và soy protein-

alginate. ............................................................................................................................ 32
3.4.

Bề mặt hạt vi bao chụp dưới kính hiển vi điện tử quét. ........................................ 33

3.5.

Khả năng sống sót của tế bào nấm men được vi bao trong môi trường giả lập dạ

dày.

............................................................................................................................... 34

3.6.

Khả năng sống sót của tế bào nấm men S. boulardii được vi bao trong môi trường

giả lập dịch ruột. .............................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 45

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang vii

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotics ................................................... 3
Bảng 1.2: Một số loại màng bao và kích thước hạt bao tương ứng .................................... 17
Bảng 2.1. Cơng thức phối trộn màng bao và tế bào S. boulardii ......................................... 21
Bảng 3.1: Mật độ tế bào nấm men S. boulardii được vi bao trong màng bao gelatin –
alginate (log cfu/g). .............................................................................................................. 27
Bảng 3.2: Mật độ tế bào nấm men S. boulardii được vi bao trong màng bao gelatin – soy
protein (log cfu/g). ............................................................................................................... 27

Bảng 3.3: Hiệu suất vi bao nấm men S. boulardii trong màng bao gelatin – alginate. ....... 29
Bảng 3.4: Hiệu suất vi bao nấm men S. boulardii trong màng bao gelatin – alginate. ....... 30
Bảng 3.5. Khả năng sống của tế bào nấm men theo thời gian (log cfu/g) trong môi trường
giả lập dạ dày. ...................................................................................................................... 35
Bảng 3.6: Khả năng sống của tế bào nấm men S boulardii theo thời gian (log cfu/g) trong
môi trường giả lập dịch ruột ................................................................................................ 40

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang viii

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hồng Du

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Tế bào S. boulardiiquan sát dưới kính hiển vi. ..................................................... 7
Hình 1.2: Cấu trúc alginate và quá trình hình thành gel khi có mặt ion Ca2+ .................... 16
Hình 1.3. Quy trình vi bao nấm men. .................................................................................. 22
Hình 3.1: A. Mật độ tế bào nấm men S. boulardii được vi bao .......................................... 28
Hình 3.2: Hiệu suất vi bao S. boulardii. .............................................................................. 30
Hình 3.3: Biểu đồ phân bố kích thước hạt vi bao. .............................................................. 33
Hình 3.4: Cấu trúc bề mặt hạt vi bao. A. hạt vi bao bằng alginate, B. hạt vi bao bằng soy
protein – alginate, C. hạt vi bao bằng gelatin-alginate ........................................................ 34
Hình 3.5: Khả năng sống của tế bào nấm men S. boulardii trong môi trường giả lập dạ dày
(pH = 1.55). .......................................................................................................................... 36
Hình 3.6: Khả năng sống của tế bào nấm men S. boulardii trong môi trường giả lập dịch

ruột.. ..................................................................................... Error! Bookmark not defined.

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang ix

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
S: Saccharomyces
L: Lactobacillus
WHO/FAO: tổ chức Y tế thế giới và tổ chức nông lương thế giới

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang x

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1.

Giới thiệu
Trong đường ruột của chúng ta, có khoảng hơn 100 ngàn tỉ khuẩn, chúng bao gồm cả

vi sinh vật có lợi và vi sinh vật có hại. Sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột là rất quan
trọng để duy trì lượng vi sinh vật có lợi, hỗ trợ các chức năng về tiêu hóa và miễn dịch.
Tuy nhiên, trong cuộc sống hằng ngày hệ tiêu hóa của chúng ta rất dễ bị tác động bởi các
yếu tố bên ngoài, gây rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột. Chẳng hạn như sự lão hóa, dùng
kháng sinh, chế độ ăn uống không hợp lý,…Các nhân tố này làm giảm hệ vi sinh vật có lợi,
tạo điều kiện cho vi sinh vật gây hại gia tăng, ảnh hưởng đến sức khỏe. Qua đó cho thấy
tầm quan trọng của hệ vi sinh đường ruột trong duy trì sức khỏe và phòng bệnh.
Việc bổ sung probiotics được xem như là một biện pháp hữu hiệu để tăng cường hệ
tiêu hóa giúp nâng cao lượng vi sinh vật có lợi. Trong đó Saccharomyces boulardii (S.
boulardii) một loại nấm men không gây bệnh hiện đang được sử dụng rộng rãi như là một
loại thuốc để tăng cường hệ vi sinh vật có lợi cho đường ruột (Duong thi ngoc Diep,
2013.). Tuy nhiên, một số probiotics cũng như nấm men S. boulardii khi vào trong cơ thể
bị bất hoạt, phá hủy do pH thấp của dạ dày và tác động của môi trường dịch ruột (Klein và
cộng sự, 1993), một số khác có thể sống sót qua khỏi dạ dày như vi khuẩn trong sữa chua,
Lactobacillus delbruecklii, Streptococcus thermophilus chúng có khả năng chịu được acid
thấp (Marteau và cộng sự, 2003). Do lượng lớn probiotics không thể tồn tại cho đến ruột
già nên cần phải thực hiện một biện pháp nào đó để đảm bảo lượng probiotics còn tồn tại
khi đến ruột già. Hiện nay, một trong những phương pháp hữu hiệu nhất là bao gói và vi
bao chúng, nghĩa là tạo ra một lớp màng bao quanh chúng tránh các tác động của pH dạ
dày, muối mật nhưng vẫn đảm bảo vi sinh vật có khả năng phóng thích đúng lúc (Duong
thi ngoc Diep, 2013). Vì vậy để giải quyết vấn đề này, chúng tôi thực hiện đề tài ―Sử dụng
kỹ thuật vi gel để vi bao S. boulardii ‖ với mục tiêu bảo vệ S. boulardii trong chất bao
gelatin, soy protein, kết hợp với gel alginate tránh các tác động tiêu cực của hệ tiêu hóa lên
khả năng sống sót của tế bào. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài bao gồm:
 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ gelatin, soy protein lên hiệu suất vi bao S.

boulardii

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 1

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ gelatin, soy protein lên khả năng sống sót của S.
boulardii sau vi bao trong mơi trường giả lập dạ dày và môi trường giả lập dịch ruột.

1.2.

Probiotics

1.2.1. Định nghĩa về probiotics
Định nghĩa về probitics lần đầu tiên được Lilly và Stillwell sử dụng vào năm 1965 để
chỉ những ―chất bí mật được tạo ra bởi một lồi vi sinh vật có tác động kích thích sự phát
triển của một loài vi sinh vật khác‖ (Lilly và cộng sự, 1965). Probiotics được định nghĩa là
các vi sinh vật được dùng với một số lượng đủ để tồn tại trong hệ đường ruột và có tác
động tích cực đến hệ vi sinh đường ruột, chúng được tạo thành từ một hoặc nhiều chủng
của một loài đơn lẻ hoặc hỗn hợp của một số lồi, trong đó có các thành phần chung của hệ
thực vật đường ruột bình thường và đã được phân lập từ phân của người khỏe mạnh
(Gismondo và cộng sự, 1999) và còn nhiều định nghĩa khác đã được đưa ra bởi các nhà
khoa học nổi tiếng như Charteris và cộng sự, 1997; Fioramonti và cộng sự, 2003; Marteau

và cộng sự, 2011. Mặc dù có nhiều định nghĩa, thuật ngữ đã được đề cập, song phổ biến
nhất và có giá trị khoa học là định nghĩa của tổ chức Y tế thế giới và tổ chức nông lương
thế giới (WHO/FAO,2001), được kiểm chứng bởi Hiệp hội các nhà khoa học quốc tế về
probiotic và prebiotic đây là định nghĩa chính xác nhất: ―probiotic là những vi sinh vật
sống được đưa trực tiếp vào cơ thể, với một lượng đầy đủ sẽ có lợi về mặt sức khỏe cho
người sử dụng (Araya và cộng sự, 2002). Như vậy, theo định nghĩa này thì những vi sinh
vật sống khơng chỉ bao gồm vi khuẩn mà cịn có nấm men như nấm men S. boulardii. Hầu
hết các chủng probiotics thường được sử dụng để sản xuất thực phẩm thuộc nhóm vi khuẩn
acid lactic như là Lactobacillus và Bifidobacteria (Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, 2008).

1.2.2. Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotics
Vi sinh vật probiotics có thể tìm thấy ở nhiều nơi như ở các cơ chất chứa
carbohydrat, các môi trường khác nhau như niêm mạc người và gia súc (khoang bụng, ruột
và âm đạo), ở thực vật hoặc các vật liệu có nguồn gốc thực vật, trong phân và thực phẩm
lên men.
Hiện nay, các chủng vi khuẩn được sử dụng với vai trò là các probiotics chủ yếu
thuộc Lactobacillus và Bifidobacterium, ngồi ra cịn có Enterococcus và Streptococis.
Những vi khuẩn này thường cư trú ở ruột. Một số chủng tiêu biểu gồm Lactobacillus

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 2

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnous,
Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, bên cạnh đó cịn có nấm men
Saccharomyces Boulardi (Berni Canani và cộng sự, 2011; Hong và cộng sự, 2005).
Bảng 1.1: Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotics
Chủng

Chủng

Các chủng vi khuẩn lactic Các loại vi sinh vật khác

Lactobacillus

Bifidobacterium khác

L. acidophilus

B. adolescentis

Enterococcus faecalis

Bacillus cereus

L. amylovocus

B. alimalis

Enterococcus faecium

Eschiarichia coli

L. casei

B. bifidum

Lactococcus lactis

Propionibacterium

L. crispatus

B. breve

Leuconostoc mesenteroides

freudenreichii

L. gallinarium

B. infantis

Pediococus acidilactici

Saccharomyces cerevisiae

L. gasseri

B. lactis

Sporolactobacillus inulinus

Saccharomyces boulardii

L. iohnsonii

B. longum

Streptococus thermophilus

L. paracasei
L. plantarum
L. reuteri
L. rhamnosus
L. salivarius
(Taylor & Francis, 2004)

1.2.3. Cơ chế hoạt động của probiotics
Cơ chế tác động của probiotics chủ yếu thể hiện trên ba phương thức: cạnh tranh loại
trừ, tổng hợp các chất đối kháng vi sinh vật gây bệnh, điều chỉnh miễn dịch (Steiner và
cộng sự, 2006).
1.2.3.1. Cạnh tranh loại trừ
Đặc điểm cạnh tranh điển hình là cạnh tranh chỗ bám dính. Các vi sinh vật probitics
cư ngụ và nhân lên trên bề mặt của biểu mơ ruột, khóa chặt các vị trí thụ cảm và ngăn cản
sự bám dính của các vi sinh vật khác như E. coli, Salmonella,… Nấm men là probiotics (S.
boulardii) không những tranh vị trí bám dính với các vi khuẩn khác mà cịn gắn kết với các
vi khuẩn có roi (đa số là vi khuẩn có hại) thơng qua các cơ quan thụ cảm mannose và đẩy

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 3

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

chúng ra khỏi vị trí bám dính ở niêm mạc ruột (Czeruckap và cộng sự, 2002.). Bên cạnh
việc cạnh tranh loại trừ probiotics còn cạnh tranh về nguồn dinh dưỡng với vi sinh vật gây
bệnh, vì sự sinh trưởng và phát triển số lượng lớn vi sinh vật gây bệnh ảnh hưởng đến sự
sinh trưởng và phát tiển của các vi khuẩn có lợi.
1.2.3.2.

Tổng hợp các chất đối kháng vi sinh vật gây hại

Bên cạnh cạnh tranh lọai trừ, các vi sinh vật probiotics cịn sản sinh các chất kìm
hãm sự phát triển của các vi khuẩn khác như lactoferrun, lysozym, hydrogen peroxide cũng
như một số acid hữu cơ khác. Các chất này gây tác động bất lợi đối với các vi khuẩn khác
đặc biệt là các vi khuẩn gây hại (Conway và cộng sự, 1996).
Hoạt động này có được là do:
 Làm giảm pH của môi trường trong khoang ruột thông qua tổng hợp các acid hữu
cơ như acid lactic, acid acetic, acid propionic.
 Làm giảm khả năng oxi hóa khử của môi trường ruột.
 Sản xuất H2O2 trong điều kiện kị khí.
 Đặc biệt tạo những hợp chất ức chế vi sinh vật có hại như Bacteriocin.
a.

Ảnh hƣởng của acid lactic và acid acetic

Sư tích tụ acid lactic và acid acetic làm giảm pH của môi trường và hạn chế sự phát triển

của vi khuẩn Gram (+) và Gram (-) với phổ rộng. Ở pH ruột có chứa 8.4% acid acetic và
1.1% acid lactic ở dạng không phân ly. Đây là yếu tố quan trọng vì ở dạng khơng phân ly
chúng được xem như chất đối kháng chống lại sự tăng trưởng của nhiều vi khuẩn gây bệnh
cũng như vi khuẩn gây thối (Đỗ Thị Liễu, 2011). Những acid acetic và acid lactic ở dạng
khơng phân ly có thể thấm vào màng tế bào vi khuẩn, khi ở môi trường nội bào với pH cao
chúng phân ly tạo ra ion hydrogene, ảnh hưởng đến các chức năng trao đổi chất của tế bào
(Đỗ Thị Liễu, 2011).
b. Khả năng kháng khuẩn của dehydrogene peroxide (H2O2)
H2O2 được hình thành bởi vi khuẩn acid lactic (LAB) và ảnh hưởng đến nhiều vi sinh
vật khác nhau đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Các chủng LAB tạo ra H2O2 trong môi
trường chứa glucose với điều kiện kỵ khí.

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 4

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hồng Du

Sự tích lũy H2O2 trong quá trình trao đổi chất làm tăng hoạt động của enzyme
NADH oxidase, pyruvate oxidase, NADH peroxidase. Đồng thời hình thành dạng gốc
hydroxyl phóng xạ. Q trình này dẫn đến sự oxi hóa màng lipid và làm tăng tính thẩm
thấu của màng. Các ảnh hưởng này góp phần oxi hóa tế bào vi khuẩn cũng như phá hủy
acid nucleic và protein tế bào.
c.

Tổng hợp Bacteriocin
Vi khuẩn lactic tạo ra nhiều tạo ra nhiều chất đối kháng tương tự sản phẩm trao đổi

chất, chất giống chất kháng sinh và protein kháng khuẩn gọi chung là Bacteriocin (là nhóm
peptide hoặc protein được tổng hợp nhờ ribosome và có hoạt tính kháng vi sinh vật). Chất
đối kháng này làm thay đổi quá trình trao đổi chất, đặc điểm sinh học và hình dạng tế bào.
1.2.3.3. Điều chỉnh hệ miễn dịch
Thông qua tương tác với hệ thống miễn dịch dịch ruột, các pobiotics có thể điều
chỉnh cả miễn dịch thụ động và chủ động hoặc cả hai. Tác động điều chỉnh đặc hiệu của
probiotics phụ thuộc vào chủng giống hoặc các loài vi khuẩn probiotics (Dugan và cộng
sự, 1999). Tuy nhiên, cơ chế tác động của các probiotics đối với việc nâng cao chức năng
miễn dịch vẫn còn chưa được nghiên cứu sâu sắc. Probiotics có các điều chỉnh hệ miễn
dịch như sau:
 Probiotics như là một phương tiện phân phát các kháng nguyên cho đường ruột
 Đẩy mạnh sự báo hiệu cho tế bào chủ.
 Các kháng nguyên của probiotics kích thích tế bào niêm mạc ruột sản sinh kháng
thể.
Như vậy, cơ chế hoạt động của một chủng probiotics nhất định, phụ thuộc vào hoạt
động chuyển hóa, sự có mặt của các chất mà chúng tạo ra trong quá trình sống. Những
thành phần bên trong tế bào probioitcs như DNA hoặc peptidoglycan cũng đóng vai trị
quan trọng trong cơ chế hoạt động của probiotics. Sự kết hợp chặt chẽ của từng thuộc tính
riêng lẻ trong một chủng probiotics nhất định, sẽ quy định cơ chế hoạt động chủ yếu và ý
nghĩa ứng dụng của chủng probiotics đó trong việc ngăn chặn và điều trị bệnh
(Oelschlaeger và cộng sự, 2010.).

1.2.4. Tính chất chức năng & lợi ích đối với cơ thể
SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 5

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hồng Du

Probiotics là nhóm vi khuẩn có khả năng chuyển hóa carbohydrate thành acid lactic
(Lactobacillus); acid lactic và acid acetic (Bifidobacterium) làm tăng độ acid trong đường
ruột, do đó các chủng vi khuẩn này còn được gọi là vi khuẩn lactic. Chúng thường được
gọi là nhóm vi khuẩn có lợi hay lợi khuẩn.
Các chủng vi khuẩn probiotics ức chế chọn lọc nhóm vi khuẩn đường ruột xấu (ví dụ
nhóm vi khuẩn Clostridia thủy phân protein thành các hợp chất độc cho cơ thể), do nhóm
vi khuẩn có lợi có ưu thế hơn nhóm vi khuẩn xấu trong mơi trường acid, do đó tạo một môi
trường lành mạnh cho hệ đường ruột của cơ thể. Ngồi lợi ích trực tiếp này, probiotic cịn
có các vai trị sau:
• Ngăn chặn sự xâm nhập vào cơ thể của các vi sinh vật gây hại.
• Ngăn chặn, ức chế, phân hủy các tiền chất độc có khả năng gây ung thư cho cơ
thể.
• Làm giảm hoạt lực của các enzyme xúc tác các quá trình trao đổi chất gây hại.
Sản sinh một số tác nhân sinh học hỗ trợ cho hệ miễn dịch.
• Giúp phân giải các chất hữu cơ phức tạp có trong thức ăn thành những hợp chất
đơn giản và dễ tiêu hóa. Giúp chuyển hóa lactose trong sữa cho người sử dụng sữa
nhưng không thể dung nạp được lactose (được gọi là ―Hội chứng không dung nạp
đường lactose‖).
• Giảm nguy cơ ung thư ruột kết, ung thư đương ruột.
• Giảm cholesterol xấu LDL (low density lipoprotein).
• Tăng cường hệ thống miễn dịch và ngăn ngừa viêm, nhiễm trùng.
• Kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn, virus, nấm có hại, có khả năng chịu đựng
được acid dạ dày, muối mật, có khả năng xâm chiếm đường ruột, bám vào màng

nhầy ruột do đó hạn chế sự có mặt của vi sinh vật. Cân bằng hệ vi sinh đường ruột
cho bệnh nhân đang điều trị kháng sinh.
• Phịng và chữa một số bệnh đường tiêu hóa: hỗ trợ điều trị tiêu chảy, táo bón, ung
loét dạ dày,…

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 6

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hồng Du

• Tăng cường hấp thu một số khống chất vi lượng.
• Tăng cường hấp thu & tổng hợp một số vitamin nhóm B.

1.3.

Nấm men S. boulardii

1.3.1. Giới thiệu
S. boulardii là một chủng nấm men ở vùng nhiệt đới được phân lập từ vải thiều và
quả măng cụt vào năm 1923 bởi nhà khoa học người Pháp Henri Boulard. Khi bệnh tiêu
chảy do Vibrio Cholera bùng nổ, nhưng những người uống một loại trà đặt biệt được nấu
từ vỏ của các loại quả nhiệt đới (vải và măng cụt) thì khơng bị mắc bệnh. S. boulardii cũng
có đặc điểm tương tự S. cerevisiae như có dạng hình cầu, dài hay elip,…nảy chồi ở nhiều
phía, khơng có khuẩn ty, khuẩn lạc có dạng bột nhão hơi bóng (Vương Thị Hồng Vi,

2007). Tuy nhiên, S. boulardii khác với S. cerevisiae trong một số đặc điểm về phân loại,
trao đổi chất, và các đặc tính di truyền (Malgoire và cộng sự, 2005). Sau khi phân lập thành
công, tên của ông đã được đặt tên cho loại nấm men này “S. boulardii” (McFarland và
cộng sự, 2010).

Hình 1.1: Tế bào S. boulardii quan sát dưới kính hiển vi.
Nguồn:
S. boulardii thường được bán trên thị trường như là một probiotic ở dạng đơng khơ
và do đó thường được gọi là S. boulardii Lyo.

1.3.2. Đặc điểm S. boulardii
SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 7

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

S. boulardii, một chế phẩm men đã được cấp bằng sáng chế, là nấm men duy nhất có
hoạt tính probiotics (Sazawal và cộng sự, 2006.). Loại nấm men này được sử dụng ở nhiều
quốc gia trên thế giới như là một lá chắn bên ngồi của hệ miễn dịch và có khả năng điều
trị cho bệnh tiêu chảy và rối loạn tiêu hóa do các vi sinh vật có hại gây nên. S. boulardii có
nhiều tính năng thể hiện chúng là một probiotic, tức là nó tồn tại ở đường tiêu hóa, chịu
được acid dạ dày và muối mật. Nhiệt độ tối ưu của chúng là 370C, cả in vitro và in vivo, nó
ức chế sự tăng trưởng của một số tác nhân gây bệnh của vi sinh vật. Tuy nhiên, S.
boulardii thuộc về nhóm các tế bào nhân chuẩn đơn giản (như nấm và tảo), do đó nó khác

với chế phẩm sinh học của vi khuẩn là sinh vật nhân sơ (Czerucka và cộng sự, 2007).

1.3.3. Cơ chế hoạt động của S. boulardii
Cơ chế hoạt động của S. Boulardii đối với hệ thống tiêu hóa ở người đã được khảo
sát trong nhiều nghiên cứu trước đây. Chúng ta có thể phân thành 3 tác động chính: hoạt
động chống vi khuẩn, hoạt động dinh dưỡng, và điều hòa miễn dịch (Berni Canani và cộng
sự, 2011.).
 Hoạt động kháng khuẩn: trong ruột hoạt động kháng khuẩn có thể được chia làm
hai nhóm chính:
Hoạt động chống độc tố trực tiếp: hoạt động này chủ yếu là do các chuỗi peptide
ngắn được tạo ra bởi nấm men. S. boulardii tiết enzyme protease 54kDa, in vivo. Protease
này đã được chứng minh là làm giảm cả độc tố A và B*(souche virulente và
toxinogenique) được tiết ra từ vi khuẩn Clostridium difficile, và ức chế hoạt động của vi
khuẩn

này . Điều

này

dẫn

đến

việc

giảm

nhiễm

độc

do

tế

bào Clostridium difficile (Castagliuolo và cộng sự, 1999).
*Độc tố A: có tác dụng gây sự tiết dịch từ niêm mạc ruột. Độc tố B mạnh hơn độc tố A nhiều lần, tác dụng thẳng vào các
tế bào niêm mạc ruột và hủy hoại chúng gây ra bệnh lý viêm ruột nặng và tiêu chảy gọi là pseudo – membraneuse

Kìm hãm sự phát triển và chống nhiễm vi khuẩn: Escherichia coli và Salmonella
typhimurium, hai vi khuẩn gây bệnh thường liên quan đến tiêu chảy nhiễm trùng cấp tính.
Nấm men tác dụng trực tiếp kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh (Dahan và cộng
sự, 2003). Nấm men có vai trò làm tăng bề dày của các tế bào hấp thụ trên thành ruột. Nhờ
đó, nó được loại bỏ khỏi cơ thể sau lần đi cầu tiếp theo (Gedek và cộng sự, 1999). Các
hypersecretion* nước và chất điện giải (bao gồm chloride ion), do độc tố dịch tả trong
SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 8

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

nhiễm trùng Vibrio cholerae, có thể được đáng kể với sự xuất hiện của S. boulardii . Các
protease 120kDa được tiết ra bởi S. boulardii khơng có khả năng phân giải protein nhưng
có hoạt tính cạnh tranh đặc biệt với độc tố tiết ra của Vibrio cholerae, dẫn đến việc giảm
enterocytic adenosine monophosphate vòng (cAMP) và clorua (Czerucka và cộng sự,

1999).
* Hypersecretion là khi sản xuất quá nhiều, so với nhu cầu.

 Hoạt động dinh dưỡng:
Khi S. boulardii được đưa vào cơ thể bệnh nhân hoặc động vật, chúng sẽ chống lại
kháng sinh để điều trị tiêu chảy, hệ vi khuẩn đường ruột thơng thường sẽ được tái thiết lập
một cách nhanh chóng (Barc và cộng sự, 2008). S. boulardii kích thích sản sinh những
glycoprotein ở lớp nhung mao vách thành ruột như enzyme hydrolase, chất vận chuyển,
nội tiết tố IgA và chất đáp ứng miễn dịch globulins (Ozkan và cộng sự, 2007). S. boulardii
kích hoạt hoạt động của thụ thể peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPAR-γ)
giúp bảo vệ đường ruột và chống các bệnh viêm đường ruột (Therapeutic và cộng sự,
2009).
 Điều hòa miễn dịch
Interleukin 8 (IL-8) là một tiền cytokine được tiết ra trong quá trình nhiễm trùng E.
coli trong ruột. S. boulardii đã được chứng minh là làm giảm sự tiết IL-8 khi
nhiễm E. coli; S. boulardii có tác dụng bảo vệ trong bệnh viêm ruột (Dahan và cộng sự,
2003). S. boulardii thể biểu hiện khả năng chống viêm của nó một phần thơng qua dạng tế
bào có kiểu hình đi gai, chức năng và di chuyển. Hoạt động ức chế các phản ứng miễn
dịch của nó với các kháng nguyên của vi sinh vật thay thế vi khuẩn như
lipopolysaccharide ( LPS). S. boulardii ức chế sự tăng sinh của các tế bào T* trong phản
ứng lympho (Thomas và cộng sự, 2009). Những nghiên cứu gần đây cũng cho thấy rằng sự
tắc ruột ở động vật gặm nhấm thông qua điều trị với S. boulardii (sống hoặc chết vì nhiệt)
có tác dụng bảo vệ chống viêm đường ruột, ngăn chặn sự di chuyển của vi khuẩn đến vị trí
bị tổn thương của đường ruột (Generoso và cộng sự, 2010). Cuối cùng, S. boulardii điều
chỉnh con đường nitơ – oxi thơng qua kìm hãm iNOS (Inducible nitric oxide synthase), góp
phần điều trị, làm giảm viêm thành ruột, kích thích tiết ra chất chống viêm trên vùng vận
chuyển ion biểu mô (Girard và cộng sự, 2003).

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 9

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

* Tế bào T là tên gọi tắt của tế bào lympho T. Gọi là tế bào T vì trong quá trình biệt hố để trưởng thành nó hồn tồn
phụ thuộc tuyến ức (Thymus). Bất đầu từ tế bào gốc, quá trình biệt hố đã phân ra dịng lympho và từ đó tách ra 2 dòng
nhỏ là Lympho T và lympho B. Đối với lympho T khi qua tuyến ức bị giữ lại phần lớn ở vùng vỏ tuyến ức (90-95%). Tại
đây nhờ các hormon của tuyến ức chúng được biệt hoá trưởng thành rồi đi vào vùng tuỷ ức để tiếp tục chín.

1.4.

Kỹ thuật vi bao

1.4.1. Định nghĩa, phân loại
a. Định nghĩa
Bao gói (encapsulation) được hiểu là q trình nhốt một chất vào trong một màng
bao, tạo thành hạt ở kích thước nano mét (nanoencapsulation – nano gói), micro mét
(microencapsulation – vi bao– vi gói) hoặc mili mét (Burgain và cộng sự, 2011).
Vi bao (microencapsulation): một kỹ thuật mà chất rắn, chất lỏng hay chất khí được
đóng gói trong một vật liệu thứ hai với mục đích tránh khỏi các tác động của các hoạt chất
từ môi trường xung quanh. Điều này được hiểu là quá trình tạo thành một lớp màng mỏng,
một lớp vỏ bọc vi bao (shell) hoàn toàn phần vật chất có hoạt tính bên trong (core
material). Vì vậy, các thành phần hoạt chất được xác định là vật liệu cốt lõi, trong khi các
vật liệu xung quanh tạo thành lớp vỏ. Kỹ thuật này đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau từ thực phẩm, hóa chất dược phẩm mỹ phẩm và in ấn (Rama Dubey và cộng sự,

2009).
b. Phân loại
Sản phẩm thu được từ những kỹ thuật vi bao khác nhau có thể được phân loại dựa
theo kích thước sản phẩm cuối cùng, chúng được gọi là bao/gói (capsules) hay bao lớn
(macrocapsules) khi kích thước lớn hơn 5.000 μm, vi bao (microcapsules) khi kích thước
trong phạm vi từ 0.1 – 5.000 μm và bao nano (nanocapsules) khi kích thước nhỏ hơn 0.1
μm (Murugesan và cộng sự, 2012).
Ngồi ra, chúng cũng được phân loại dựa theo hình dạng gồm hạt một nhân
(monocore), nhiều nhân (polycore) và kiểu mạng lưới (matrix). Tuy nhiên, hình thái của
các cấu trúc bên trong của một microparticle phụ thuộc phần lớn vào các vật liệu bao được
lựa chọn và phương pháp microencapsulation được sử dụng (Rama Dubey và cộng sự,
2009).

1.4.2. Một số kỹ thuật vi bao thường sử dụng
SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 10

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

Sự lựa chọn phương pháp vi gói dựa vào kích thước trung bình hạt mong muốn, tính
chất vật lý, hóa học của vật liệu tạo màng, cơ chế q trình phóng thích và giá cả mong
muốn (Serna-Cock và cộng sự, 2013). Các kỹ thuật thường được sử dụng nhất trong vi bao
probiotics là nhũ tương, ép và sấy phun. Ngồi ra cịn các phương pháp vi gói khác như
sấy lạnh, sấy tầng sơi, sấy thăng hoa, hóa lỏng chất bao (fluidized-bed), sấy phun lạnh, dãn

nở chất lỏng siêu tới hạn (superciticial fluid), tách pha đồng tích (coacervation-phase
separation), sấy chảo (pan coating), hóa hơi dung mơi, polymer hóa,… (Jyothi và cộng sự,
2012; Shekhar và cộng sự, 2010). Kích thước của các viên nang thu được là u cầu quan
trọng bởi vì nó ảnh hưởng đến các tính chất cảm quan của thực phẩm. Hạt alginate được
thực hiện bởi kỹ thuật nhũ tương thu được hạt có kích thước từ 20𝜇m đến 2 mm, và bằng
kỹ thuật phun 2-4 mm (Muthukumarasamy và cộng sự, 2006). Với cơng nghệ ép đùn mới,
kích thước của hạt có thể đạt được 150𝜇m. Sấy phun đã được tìm thấy để sản xuất viên
nang kích thước từ 5 đến 80𝜇m. Kích thước trung bình của các hạt tinh bột, có chức năng
như là cơ sở bám dính cho bifidobacteria, được báo cáo là 50𝜇m (Mattila-Sandholm và
cộng sự, 2002).
a. Kỹ thuật nhũ tƣơng
Nhũ tương là kỹ thuật vi bao tế bào probiotics sống bằng chất tạo gel thực phẩm như
sodium alginate, gelatin, carrageenan,… là chất bao (Burgain và cộng sự, 2011).
 Nhũ tương có mặt ion
Nguyên lý của kỹ thuật này dựa trên mối quan hệ giữa pha liên tục và pha phân tán.
Điều kiện cần thiết là phải có một chất nhũ hóa và một chất hoạt động bề mặt. Tác nhân
làm cứng (CaCl2, KCl,…)
Phương pháp này được Sheu và Marshall thực hiện để ―nhốt‖ vi khuẩn bằng cách sử
dụng một hệ nhũ tương nước/dầu (Sheu và cộng sự, 1993). Vật liệu đóng gói, sodium
alginate, đầu tiên được pha trộn với các tế bào vi khuẩn và hỗn hợp này được treo lơ lửng
trong bể chứa dầu, Tween 80 là chất nhũ hóa. Sau đó nhũ tương được phá vỡ bằng cách
thêm CaCl2, và sử dụng phương pháp ly tâm để thu nhận các vi bao. Các vật liệu khác,
chẳng hạn như κ-carrageenan kết hợp với KCl như chất phá vỡ hệ nhũ tương hoặc genipin
gelatin liên kết ngang, cũng có thể được sử dụng để đóng gói chế phẩm sinh học bằng kỹ
thuật nhũ tương (Adhikari và cộng sự, 2000). Kỹ thuật này thường được áp dụng cho vi
SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 11

do an

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

bao probiotics và việc lựa chọn chất bao, chất nhũ và chất phá vỡ hệ nhũ tương có ảnh
hưởng đến kích thước hạt vi bao. Đồng thời đây cũng là yếu tố cần kiểm soát khi thực hiện
vi bao probiotics bằng kỹ thuật nhũ tương hóa có mặt ion.
Kỹ thuật này thường được thực hiện ở quy mô công nghiệp, tuy nhiên nhược điểm
của phương pháp này là kích thước hạt lớn, nhưng cũng có thể kiểm sốt bằng tốc độ
khuấy và tỉ lệ nước/dầu (Kailasapathy và cộng sự, 2009).
 Nhũ tương có polyme hóa bề mặt
Yêu cầu của kỹ thuật này là có sự hình thành một hệ nhũ tương gồm có: pha phân tán
như dung dịch huyền phù tế bào probiotic và pha liên tục là một dung môi hữu cơ. Hạt thu
được chứa tế bào probiotic được bao trong một lớp màng mỏng và vững chắc
(Kailasapathy và cộng sự, 2002). Vật liệu màng thường dùng trong kỹ thuật nhũ tương là
κ-carrageenan, locust bean gum, alginate, chitosan và gelatin, cellulose acetate phtalate và
gellan-xanthan gum (Prakash và cộng sự, 2011).
Các sản phẩm dược phẩm thường sử dụng kỹ thuật này để tạo ra các dạng thuốc bột
có kích thước siêu nhỏ. Theo kỹ thuật này monomer (acrylates alkyl) được thêm từng giọt
vào mơi trường dung dịch nước khuấy polyme hóa có chứa các vật liệu bao gói (vật liệu
cốt lõi) và một chất nhũ hóa phù hợp. Q trình polyme hóa bắt đầu và các phân tử
polymer được tạo ra đầu tiên bị kết tủa trong mơi trường nước để hình thành hạt nhân
chính. Q trình này được xúc tiến diễn ra liên tục, những hạt nhân tăng dần và đồng thời
bị bao bọc bởi các vật liệu cốt lõi để tạo thành các viên nang siêu nhỏ. Nói chung các vật
liệu ưa mỡ (khơng hịa tan hoặc ít tan trong nước) là phù hợp hơn để đóng gói bằng kỹ
thuật này.
Trong thực phẩm kỹ thuật này cũng đã được sử dụng để vi bao vi khuẩn lactic cho
quá trình lên men mẻ và lên men liên tục. Tỷ lệ sống sót của L. bulgaricus trong môi

trường muối mật và acid dạ dày nhân tạo tăng đáng kể khi vi bao vi khuẩn này trong hệ
nhũ tương dầu mè (Amin và cộng sự, 2013).
b. Kỹ thuật ép đùn
Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay và là phương pháp lâu đời nhất
tính tới thời điểm hiện tại, thành phần cần chuẩn bị: dung dịch tạo gel, vi sinh vật, dung

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 12

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

dịch làm cứng (ví dụ: dung dịch CaCl2), thiết bị ép đùn ở áp suất cao (Krasaekoopt và cộng
sự, 2003). Ưu điểm: đơn giản dễ thực hiện, ít tốn kém, khơng sử dụng dung mơi độc hại,
an tồn. Nhược điểm: khó sản xuất ở quy mơ cơng nghiệp vì q trình hình thành hạt diễn
ra chậm (Amin và cộng sự, 2013). Vật liệu tạo màng như alginate, κ-carrageenan, κcarrageenan và locust bean gum, xanthan và gellan, alginate và tinh bột, whey protein đã
được sử dụng để vi bao vi khuẩn lactobacilli và vi khuẩn bifidobacteria, nấm men S.
boulardii (Amin và cộng sự, 2013).
Kích thước của các hạt vi bao bị ảnh hưởng bởi kích thước của vịi phun. Ngồi ra,
đường kính của hạt alginate thu được tăng khi nồng độ sodium alginate tăng (Lee và cộng
sự, 2000), nhưng nồng độ alginate không ảnh hưởng đáng kể đến số lượng tế bào tự do
(Champagne và cộng sự, 1992). Tuy nhiên, việc sử dụng đơn lẻ alginate làm cho hạt vi bao
khơng bền, ngồi ra hạt cịn nhạy cảm với mơi trường acid. Do đó cần phải cải thiện độ
vững chắc của màng bao, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng khi thêm chất bao khác vào
alginate, sẽ cải thiện những nhược điểm của màng bao chỉ dùng alginate. Việc hòa trộn

gellan và xanthan cho kết quả tốt hơn aginate, κ-carrageenan, locust bean gum nhưng kích
thước hạt vi bao được nhận thấy rất khác biệt (Amin và cộng sự, 2013)
c. Kỹ thuật sấy
 Sấy phun thăng hoa (Spray Freeze drying)
Quá trình sấy phun thăng hoa kết hợp quá trình sấy thăng hoa và sấy phun. Tế bào
probiotic trong dung dịch được phun vào pha hóa hơi lạnh của chất làm đông lạnh như nitơ
lỏng. Giai đoạn này phân tán các hạt lạnh đông. Các hạt lạnh đơng sau đó được sấy trong
thiết bị sấy thăng hoa (Amin và cộng sự, 2013).
 Sấy phun
Sấy phun là một phương pháp thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực
phẩm (Picot và cộng sự, 2004), liên quan đến quá trình phun một chất nhũ tương hoặc một
hệ thống treo có chứa probiotics và vật liệu vào buồng sấy, dưới tác dụng của nhiệt độ
trong buồng sấy hơi nước bóc hơi nhanh chóng. Các hạt vi bao thu được ở dạng bột khô.
Vật liệu thường dùng để vi bao trong q tình sấy phun thường là polysaccharides, protein
ngồi ra cịn sử dụng thêm một số loại chất bao khác như gelatin, tinh bột hòa tan và gum
arabic (Lian 2002) tuy nhiên những chất bao này ít được sử dụng hơn hai loại chất bao
SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 13

do an


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Lê Hoàng Du

trên. Đối với các sản có chứa lactose ví dụ như sữa khi sấy sẽ có xu hướng dính thành
buồng sấy khi nhiệt độ tăng cao hơn nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (Vega và cộng sự,
2006).

Quá trình sấy phun được điều khiển bằng tốc độ nhập liệu, lưu lượng khí và nhiệt độ.
Ưu điểm của q trình sấy là nhanh, chi phí thấp. Nhược điểm của kỹ thuật này là quá trình
sấy nếu sử dụng nhiệt độ cao thì sẽ khơng tương thích với khả năng sống sót của vi sinh
vật. Tuy nhiên, nhiệt độ sấy phải cao đủ để tạo điều kiện cho sự bốc hơi nước nhưng phải
thấp hơn nhiệt độ tồn tại của các chế phẩm sinh học và làm giảm hoạt tính của nó trong sản
phẩm cuối cùng. Vì vậy cần phải tốn thời gian để thực hiện các khảo sát về nhiệt độ, thời
gian, cũng như tốc độ sấy sao cho phù hợp nhất đối với chất bao và vi sinh vật.
d. Kỹ thuật tạo gel
Khả năng tạo gel dựa trên khả năng polyelectrolytes*, thông qua các liên kết khi có
sự hiện diện của các ion để tạo thành hạt gel còn gọi là gelispheres.
*polyelectrolytes là các polyme chứa các cation hay anion, chẳng hạn sodium alginate (-), gellan gum (-), CMC (-),
pectin (-), chitosan (+).

Các hạt gel được tạo ra bằng cách cho dung dịch chất bao vào dịch dịch có chứa các
cation đa hóa trị tích điện trái dấu với dung dịch chất bao (dung dịch calcium chloride (+),
sodium tripolyphosphate (-)). Các cation khuếch tán vào mạng cấu trúc của chất bao, tạo
thành một mạng tinh thể ba chiều chứa các liên kết ngang. Những polyelectrolytes tự nhiên
chứa anion nhất định/cation trên cấu trúc hóa học của nó, những anion/cation này tạo thành
cấu trúc meshwork bằng cách kết hợp với các ion khuếch tán vào mạng cấu trúc và gây ra
sự đông (cứng) lại bởi chéo liên kết, hình thành nên hạt gel (Patil và cộng sự, 2012).
Các polyme tự nhiên hay bán tổng hợp như alginat, gellan gum, chitosan, pectin và
carboxymethyl cellulose được sử dụng rộng rãi cho việc bao gói theo kỹ thuật này.
e. Kỹ thuật phun áp lực
Phun áp lực là phương pháp sử dụng áp lực của thiết bị để tạo ra các dòng tia qua vòi
phun. Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn chi phí, q trình tạo hạt nhanh chóng, có thể
điều chỉnh kích thước hạt bằng việc điều chỉnh áp suất của thiết bị. Nhược điểm: cần diện
tích lớn để chứa tác nhân làm cứng hạt vi bao.

SVTH: Lê Thị Hồng Lụa

Trang 14

do an