Phân lập vi khuẩn LACTIC có ngườn góc từ thực phẩm và dược phẩm mang hoạt tính PROBIOTIC

Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
o0o



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

PHÂN LẬP VI KHUẨN LACTIC CÓ NGUỒN
GỐC TỪ THỰC PHẨM VÀ DƢỢC PHẨM MANG
HOẠT TÍNH PROBIOTIC


CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ NGÀNH : 111

GVHD: TS. NGUYỄN HOÀI HƢƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THÙY
MSSV: 105111059




Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 6 năm 2009

Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
2
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với nhiều lĩnh vực khoa học phục vụ lợi ích của con người, cuộc cách
mạng khoa học kỹ thuật đưa con người bước vào nền văn minh hiện đại. Khi những
nhu cầu về vật chất được đáp ứng, con người ngày càng quan tâm đến sức khỏe của
mình hơn. Vì vậy, con người đã và luôn đi tìm một sản phẩm hoàn thiện vừa chăm
sóc và bảo vệ sức khỏe, vừa có thể là dược phẩm để trị liệu một số bệnh của thời đại.
Probiotics là sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu đó. Dù ngàn năm trước con người
đã biết sử dụng probiotics như một thưc phẩm bảo vệ sức khỏe nhưng vào những
năm gần đây probiotics mới được đánh giá cao và nghiên cứu sâu hơn.
Từ “probiotic” được bắt nguồn từ Hy Lạp, có nghĩa tiếng Anh là “for life”
nghĩa là “dành cho cuộc sống”. Probiotics là “vi sinh sống trong đó khi được quản lý
phù hợp về mật số lượng đem lại lợi ích cho sức khỏe trên vật chủ” (FAO 2001).
Các nhà khoa học mỗi ngày hiểu biết nhiều hơn về vai trò của vi khuẩn trong
việc giữ cho sức khỏe con người và nhiều lợi ích về sức khỏe liên quan đến sử dụng
đúng loại hình và mức độ của vi sinh sống. Nó đang được ứng dụng rộng rãi vào đời
sống con người bởi ví tính hợp lý và hiệu quả mà nó thể hiện. Probiotics với phương
cách là bổ sung những chủng vi sinh vật hữu dụng vào thành phần thức ăn (của động
vật, loài thuỷ sản, gia cầm…) nhằm làm tăng hiệu quả sử dụng thức ăn, tăng và đảm
bảo tính an toàn về sức khoẻ.
Trên quan điểm về an toàn sinh học, an toàn thiết thực thì probiotics đang chiếm
thế thượng phong so với một số phương cách khác. Vì rằng tính hiệu quả của
probiotics (tính trị bệnh) là sự điều hoà tự nhiên không làm tồn dư kháng sinh, tồn dư
tác hại trong sinh vật chủ. Mà với sự khắt khe của con người thì điều này là số một.
Hiệu quả tác dụng của probiotics không chỉ đơn thuần là làm thức ăn ngon hơn mà
có rất nhiều tác dụng, như: tiêu hoá thức ăn và làm bớt sự rối loạn tiêu hoá; đẩy

mạnh sự tổng hợp vitamin B và một số enzyme tiêu hoá; cải thiện sự dung nạp
lactose; cải thiện chức năng miễn dịch; ngăn chặn những chỗ loét trong hệ thống tiêu
hoá; ngăn chăn chứng viêm; giảm cholesterol; giảm tỷ lệ chết non; làm giảm số
lượng vi khuẩn gây hại; tăng trọng nhanh…
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
3
Như vậy nghiên cứu phát triển và ứng dụng probiotics vào cuộc sống là một
công việc cần được quan tâm và đầu tư nhiều hơn nữa. Với ý nghĩa đó tôi mong
muốn làm phong phú thêm nguồn vi khuẩn probiotic để đóng góp thêm vào ngành
công nghiệp probiotics những chủng vi khuẩn lactic mới từ những nguồn chứa vi
khuẩn lactic an toàn như thưc phẩm và dược phẩm, có tính kháng khuẩn cao và
những hoạt tính probiotic tốt nhất qua đồ án tốt nghiệp của tôi “Phân lập các vi
khuẩn lactic có nguồn gốc thưc phẩm và dược phẩm mang hoạt tính probiotic”.
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
4

Chƣơng 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề.
Khoa học công nghệ luôn phát triển nhằm để đáp ứng lại nhu cầu ngày càng cao
của con nguời. Trên phương trình thăng tiến này, con người đòi hỏi khắt khe hơn về
chất lượng của mọi loại sản phẩm đặc biệt là sự an toàn về sức khoẻ của chính bản
thân họ. Mà chính những nhu cầu này là kích thích tố trực tiếp thúc đẩy khoa học học
phát triển. “ Probiotics” là một phần của sự phát triển ấy.
Từ “probiotic” được bắt nguồn từ Hy Lạp, có nghĩa tiếng Anh là “for life”
nghĩa là “dành cho cuộc sống”.Probiotics là “vi sinh sống trong đó khi được quản lý

phù hợp về mật độ đem lại lợi ích cho sức khỏe trên vật chủ (FAO 2001).” Cơ chế
tác động của probiotics gần như giống với kháng sinh nhưng so với các nhược điểm
tính hóa học và xâm hại ruột của thuốc kháng sinh, ưu điểm của probiotics là an toàn,
tự nhiên, và phần lớn không có bất cứ ảnh hưởng có hại nào.
Các nhà khoa học mỗi ngày hiểu biết nhiều hơn về vai trò của vi khuẩn trong
việc giữ cho sức khỏe con người và nhiều lợi ích về sức khỏe liên quan đến sử dụng
đúng loại hình và mức độ của vi sinh sống. là những vi khuẩn sống trong đường tiêu
hoá. Chúng được mệnh danh là “vi khuẩn tốt bụng” bởi vì giúp cơ thể bảo vệ chống
lại một số các vi khuẩn có hại, nấm và siêu vi [72], [73]. Vi khuẩn dùng rộng rải trong
sản xuất probiotics và được thử nghiệm lâm sàng nhiều nhất, là các loại
Lactobacillus (như L. acidophilus, L. rhamnosus, L. bulgaricus, L. reuteri và L.
casei); nhiều chủng Bifidobacterium và Saccharomyces boulardii là những vi nấm
không gây bệnh. Như vậy vi khuẩn lactic là một trong những nguồn vi khuẩn
probiotic quan trọng nhất, chiếm ưu thế cao.
Vì có nhiều cơ chế tác dụng, nhiều probiotics khác nhau có những ứng dụng cho
nhiều bệnh khác nhau. Vì vậy nguồn vi khuẩn probiotic càng phong phú sẽ góp thêm
khả năng phòng và trị bệnh nhằm bảo vệ sức khỏe cho con người.


Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
5
1.2 Mục tiêu đề tài
- Phân lập vi khuẩn lactic có nguồn gốc từ thực phẩm và dược phẩm .
- Định danh các chủng vi khuẩn lactic đến cấp giống và hướng đến định danh
cấp loài.
- Kiểm tra tính kháng khuẩn của những chủng vi khuẩn lactic phân lập được
nhằm xác định những chủng có tiềm năng probiotic.

1.3 Ứng dụng của đề tài
Sử dụng những chủng vi khuẩn lactic đã phân lập có hoạt tính kháng khuẩn cao
đưa vào sản xuất probiotics ở quy mô công nghiệp.
Nhóm vi khuẩn lactic có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực chế biến thực phẩm.
Các chủng vi khuẩn lactic đã phân lập, ngoài mục đích phục vụ cho đề tài này.
Chúng tôi có thể sử dụng chúng làm vi khuẩn khởi động cho các thưc phẩm lên men
ở quy mô công nghiệp hoặc nuôi cấy để tách chiết bacteriocin đối với những chủng
có khả năng sinh bacteriocin cao.
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
6

Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tổng Quan Về Probiotics
2.1.1. Lịch sử nghiên cứu Probiotics
Việc sử dụng vi sinh vật sống nhằm tăng cường sức khỏe con người không phải
là mới. Trên hàng nghìn năm về trước, rất lâu trước khi có sự tìm ra thuốc kháng
sinh, con người đã biết tiêu thụ các thực phẩm chứa vi sinh vật sống có lợi chẳng hạn
như các sản phẩm sữa lên men. Các bằng chứng cho thấy quá trình sản xuất sữa lên
men được ghi trong “Book of Genesis”. Theo Ayurveda, một trong số ngành y học
lâu đời nhất là vào khoảng 2500 năm trước công nguyên, sự tiêu thụ sữa chua (một
sản phẩm sữa lên men) đã được ủng hộ để duy trì sức khỏe tốt [16]. Các nhà khoa
học đầu tiên, như Hippocrates và những người khác cũng chỉ định sữa lên men với
tính chất dinh dưỡng và thuốc của nó, để chữa trị rối loạn ruột và dạ dày [26].
Khoa học giải thích cho ảnh hưởng có lợi của các vi khuẩn lactic có trong sữa
lên men được cung cấp lần đầu tiên vào năm 1907 bởi người đoạt giải Nobel, nhà
sinh lý học người Nga, Eli Metchnikoff. Trong bài thảo luận xuất sắc của ông " Việc
kéo dài cuộc sống " („The prolongation of life‟), Metchnikoff đã tuyên bố "Sự phụ

thuộc của hệ vi sinh vật trong ruột đối với thực phẩm làm cho nó có khả năng chấp
nhận biện pháp thay đổi hệ vi sinh vật trong người của chúng ta, tức là thay thế vi
sinh vật có hại bởi vi sinh vật hữu ích [38]. Người ta đề xuất rằng sự tiêu hóa một vài
vi khuẩn được chọn lựa có thể có ích lợi ảnh hưởng đến vùng dạ dày ruột người.
Metchnikoff tin vào lý do chính gây ra quá trình lão hóa của con người là do chất
độc tạo thành bởi sự thối rữa và sự lên men trong ruột [42]. Và khi nhận thấy quá
trình lên men acid lactic của sản phẩm sữa ngăn chặn sự thối rữa, ông ta đã tin rằng
sự tiêu thụ sản phẩm sữa lên men như thế sẽ tương tự với việc ngăn chặn lại quá trình
thối rữa ruột. Metchnikoff đưa ra giả thuyết rằng cuộc sống khoẻ mạnh và lâu dài của
nông dân Bungari là do sự tiêu thụ các sản phẩm sữa lên men. Ông tin khi được tiêu
thụ, các vi khuẩn lên men trong sản phẩm ảnh hưởng tốt đến hệ vi sinh vật của ruột
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
7
kết, giảm hoạt động của vi khuẩn độc, bằng cách ấy dẫn đến cuộc sống thọ. Điều này
khiến cho Metchnikoff đã khuyên trong sách của ông rằng uống đồ uống chẳng hạn
như sữa chua chứa vi khuẩn lactic sẽ ngăn cản lão hóa.
Một điều thú vị là một vài năm trước bài thảo luận cuả Metchnikoff [45], trong
khi quan sát sự đối kháng giữa các chủng vi khuẩn, đã nhận thấy sự tiêu thụ vi khuẩn
không gây bệnh để kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh. Ngoài ra, cùng một thời gian,
Henry Tissier đã phân lập Bifidobacteria, trước ki được xếp vào thành viên của
nhóm vi khuẩn lactic, từ phân của trẻ được nuôi bằng sữa mẹ và nhận thấy chúng là
một thành phần nổi bật của hệ vi sinh vật ruột [29]. Tissier tin rằng sự thống trị của
Bifidobacteria trong cơ thể trẻ sẽ chiếm chỗ của các vi khuẩn thối rữa liên quan đến
sự xáo trộn dạ dày và sự tự thành lập của chúng để chiếm chỗ của các vi khuẩn có
ích trong ruột [60]. Như vậy tương tự như Metchnikoff, Tissier tin vào giả thuyết ảnh
hưởng lớn của Bifidobacteria tới số trẻ em này [42]. Lý thuyết của ông được khẳng
định bởi quan sát lâm sàng trẻ nuôi bằng sữa mẹ so với trẻ được nuôi bằng sữa hộp
[47].

Mặc cho sự diễn ra Thế chiến I và cái chết của Metchnikoff làm giảm sự quan
tâm tới liệu pháp diệt khuẩn của ông ấy, nền tảng cho khái niệm hiện đại về
probiotics rõ ràng đã được thành lập. Nghiên cứu về việc sử dụng vi khuẩn lactic
trong chế độ ăn uống đã được tiếp tục suốt cả thế kỷ vừa qua. Trong khi công việc ở
giai đoạn trước của thế kỷ là đề cập đến việc sử dụng sữa lên men để điều trị bệnh
lây nhiễm đường ruột, các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào lợi ích sức khỏe khác
của các vi sinh vật này cũng như về bảo đảm sự sống sót của các vi khuẩn này khi ở
trong vùng dạ dày ruột và các loại thực phẩm để vận chuyện chúng vào trong cơ thể
con người[36].
Các kiến thức có được về probiotics thông qua những nghiên cứu này đã thúc
đẩy mạnh mẽ ngành công nghiệp các sản phẩm sữa. Từ các quan sát từ sớm của Eli
Metchnikoff và các nhà nghiên cứu khác, lịch sử của probiotics với sản phẩm sữa lên
men đã tiếp tục cho đến tận hiện đại. Điều này hiển nhiên được thấy rõ qua thực tế
ngày hôm nay của thị trường thực phẩm sữa-probiotic khổng lồ đang tồn tại.


Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
8
2.1.2. Định nghĩa về Probiotics
Từ “probiotics” có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là “cho cuộc sống”. Tuy
nhiên, định nghĩa về probiotics đã phát triển nhiều theo thời gian. Lilly và Stillwell
(1965) đã mô tả trước tiên probiotics như hỗn hợp được tạo thành bởi một động vật
nguyên sinh mà thúc đẩy sự phát triển của đối tượng khác. Phạm vi của định nghĩa
này được mở rộng hơn bởi Sperti vào đầu những năm bảy mươi bao gồm dịch chiết
tế bào thúc đẩy phát triển của vi sinh vật [23]. Sau đó, Parker (1974) [44] đã áp dụng
khái niệm này đối với phần thức ăn gia súc có một ảnh hưởng tốt đối với cơ thể vật
chủ bằng việc góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột của nó. Vì vậy, khái
niệm “probiotics” được ứng dụng để mô tả “cơ quan và chất mà góp phần vào cân

bằng hệ vi sinh vật ruột”.
Định nghĩa chung này sau đó được làm cho chính xác hơn bởi Fuller (1989) [21],
ông định nghĩa probiotics như “một chất bổ trợ thức ăn chứa vi sinh vật sống mà có
ảnh hưởng có lợi đến vật chủ bằng việc cải thiện cân bằng hệ vi sinh vật ruột của
nó”. Khái niệm này sau đó được phát triển xa hơn : “vi sinh vật sống (vi khuẩn lactic
và vi khuẩn khác, hoặc nấm men ở trạng thái khô hay bổ sung trong thực phẩm lên
men) mà thể hiện một ảnh hưởng có lợi đối với sức khỏe của vật chủ sau khi được
tiêu hóa nhờ cải thiện tính chất hệ vi sinh vật vốn có của vật chủ” [24].
Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã chứng minh vùng ruột thật sự là một hệ sinh
thái vi sinh vật ở người trưởng thành [59]; mặc dù phương pháp trị liệu kháng sinh,
bệnh tật hoặc thay đổi chế độ ăn có thể dẫn đến thay đổi hệ sinh thái này, nhưng
trạng thái mất cân bằng này dường như có khả năng tự hiệu chỉnh ( Tannock, 2005)
[59]. Vi khuẩn probiotic được tiêu thụ với số lượng lớn cũng không đủ để trở thành
chủng chiếm ưu thế trong ruột và có thể hiếm khi được phát hiện trong mẫu ruột
hoặc phân sau một hay hai tuần sau sự tiêu hóa.
Do đó, quan trọng là chúng ta phải hiểu trên thực tế ảnh hưởng của probiotic có
thể được đem lại bởi các sự kết hợp và cơ cấu hoạt động ít gắn bó hơn và tạm thời
hơn so với hệ vi sinh vật đường ruôt ở người. Vì vậy, định nghĩa về probiotics hiện
tại là “vi sinh vật sống mà đi ngang qua vùng ruột và làm lợi cho sức khỏe của người
tiêu dùng”. ( Tannock et al., 2005 ) [59]. Và hiện nay theo định nghĩa của
FAO/WHO [20]: “Probiotics là những vi thể sống mà với số lượng được kiểm soát
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
9
hợp lý sẽ giúp bồi bổ sức khoẻ cho người tiếp nhận”.

2.1.3. Thành phần vi sinh của chế phẩm probiotics
Vi khuẩn dùng rộng rải nhất và được thử nghiệm lâm sàng nhiều nhất, là các loài
thuộc giống Lactobacillus như: L. acidophilus, L. rhamnosus, L. bulgaricus, L.

reuteri và L. casei; tuy nhiên cũng có cả các loài không thuộc vi khuẩn lactic như:
Bacillus cereus, B. clausii, B. pumilis, Escherichia coli (Nissle), Propionibacterium
freudenreichii, P. jensenii, P. acidopropionici, P. thoenii, và một số nấm men không
gây bệnh Saccharomyces boulardii , Saccharomyces cerevisiae.
Đối tượng cạnh tranh của vi khuẩn probiotic
Những vi khuẩn probiotic này có hoạt động chống lại những vi khuẩn có hại. Đó
là sự ngăn chặn hoạt động của một số vi khuẩn sau: Serratia marcescens, Proteus
vulgaris, Escherichia coli, Salmonella typhosa, Salmonella schottmuelleri, Shigella
dysenteriae, Shigella paradysenteriae, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas
aeruginosa ,Staphylococus auerus, Klebsiella pneumoniae, Vibrio comma.

2.1.4. Cơ chế hoạt động của probiotics.
2.1.4.1. Tác động kháng khuẩn của probiotics.
Probiotics làm giảm số lượng vi khuẩn để ngăn chặn các mầm bệnh bằng cách
cạnh tranh với các nguồn bệnh để ngăn chặn sự bám dính vào đường ruột và cạnh
tranh dinh dưỡng cần thiết cho sự sống sót của mầm bệnh đồng thời tiết ra các chất
kháng khuẩn để ức chế và tiêu diệt những vi khuẩn cạnh tranh. Vi khuẩn probiotic
tạo ra các chất đa dạng ức chế cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm, gồm có các
acid hữu cơ, hydrogen peroxide và đăc biệt là bacteriocin. Những hợp chất này có
thể làm giảm không chỉ những sinh vật mang mầm bệnh có thể sống được mà còn
ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của vi khuẩn và sự tạo ra các độc tố. Điều này được
thực hiện bằng cách giảm pH khoang ruột thông qua sự tạo ra các acid chuỗi ngắn dễ
bay hơi, chủ yếu là acetate, propionate, và butyrate, nhất là acid lactic.
Trong đó bacteriocin có bản chất là các peptid kháng khuẩn sinh ra bởi vi khuẩn
để chống lại vi khuẩn khác. Như vậy, loại vi khuẩn tạo ra loại bacteriocin nào thì có
khả năng kháng lại chính bacteriocin đó. Ngoài ra không gây ra phản ứng dị ứng
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
10

trong con người và các vấn đề về sức khỏe, bị phân hủy nhanh bởi enzym protease,
lipase. Chúng có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn khác do sự tạo thành các kênh làm
thay đổi tính thấm của màng tế bào, nhiều loại bacteriocin còn có khả năng phân giải
ADN, ARN và tấn công vào peptidoglycan để làm suy yếu thành tế bào.
Cụ thể như Lacticin 3147 do Lactococcus lactis sinh ra có tác dụng diệt khuẩn
trên những tế bào nhạy cảm bởi sự tương tác đầu tiên với thành tế bào. Đó là nguyên
nhân mà trên màng tế bào tạo ra những kênh cho K + và phốt phát vô cơ đi ra khỏi tế
bào. Trong sự nỗ lực để tái tích lũy lại những ion này, những hệ thống hấp thu phụ
thuộc ATP dẫn tới thủy phân ATP bên trong. Khi ATP được yêu cầu cho sự duy trì
của những chức năng quan trọng của tế bào, như gradient pH tại màng tế bào, những
chức năng tế bào bị phá vỡ và tế bào dần dần mất năng lượng và chết.
Bacteriocin của vi khuẩn lactic có thể phân loại dựa trên cấu trúc cơ bản nhưng
nó còn dựa trên kiểu hoạt động của chúng. Một vài bacteriocin của lớp I như nisin,
nó có hai kiểu hoạt động, chúng có thể kết hợp với lipid II, như xe chuyên chở các
tiểu đơn vị peptidoglycan từ tế bào chất đến thành tế bào, vì thế ngăn cản sự tổng
hợp thành tế bào, dẫn đến tế bào chết. Ngoài ra, chúng có thể sử dụng lipid II như cắt
phân tử để bắt đầu quá trình gắn vào màng và hình thành kênh dẫn đến tế bào chết
nhanh chống. Lantibiotic có hai chuỗi peptid như lacticin 3147, chúng có thể có hai
hoạt động này do cả hai peptid tham gia. Nhưng ngược lại, mersacidin có duy nhất
một hoạt động gắn vào lipid II nhưng không hình thành kênh. Thông thường những
peptid lớp II có cấu trúc như một xoắn anpha lưỡng tính và được cài vào tế bào gốc
của màng dẫn đến bị khử cực và chết. Bacteriocin của nhóm III như là lysostaphin có
thể tác động trực tiếp vào thành tế bào của vi khuẩn gram dương dẫn đến chết và làm
tan tế bào gốc [37].

2.1.4.2.Tác động của probiotics trên biểu mô ruột
- Đẩy mạnh sự liên kết chặt giữa những tế bào biểu mô.
- Giảm việc kích thích bài tiết và những hậu quả do bị viêm của sự lây nhiễm vi
khuẩn.
- Đẩy mạnh sự tạo ra các phân tử phòng vệ như chất nhầy.

Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
11
2.1.4.3.Tác động miễn dịch của probiotics [48].
- Probiotics như là phương tiện để phân phát các phân tử kháng viêm cho đường
ruột.
- Đẩy mạnh sự báo hiệu cho tế bào chủ để làm giảm đáp ứng viêm.
- Tạo đáp ứng miễn dịch để làm giảm dị ứng. [32], bệnh chàm [10].

2.1.4.4.Tác động của probiotics đến vi khuẩn đƣờng ruột
Probiotics điều chỉnh thành phần cấu tạo của vi khuẩn đường ruột. Ở những
phần khác nhau của hệ tiêu hóa thì tồn tại các vi khuẩn probiotic khác nhau. Khi tập
trung ở khoang ruột, chúng tạo nên sự cân bằng tạm thời của hệ sinh thái vi sinh vật
đường ruột, sự thay đổi này được nhận thấy một vài ngày sau khi bắt đầu tiêu thụ
thực phẩm có probiotics, phụ thuộc vào công dụng và liều lượng của giống vi
khuẩn. Kết quả chỉ ra rằng với sự tiêu thụ thường xuyên, vi khuẩn định cư một cách
tạm thời trong ruột, một khi chấm dứt sự tiêu thụ thì số lượng vi sinh vật probiotic
sẽ giảm xuống. Điều này đúng cho tất cả các loại probiotics.
Vi khuẩn probiotic điều hòa hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật đường ruột.
Probiotics có thể làm giảm pH của bộ phận tiêu hóa và có thể theo cách đó sẽ gây
cản trở cho hoạt động tiết ra enzyme của vi sinh vật đường ruột.

2.1.5. Chức năng của probiotics
Vì có nhiều cơ chế tác dụng, nhiều probiotics khác nhau có những ứng dụng cho
nhiều bệnh khác nhau.
- Tiêu hóa thức ăn và làm giảm bớt sự rối loạn tiêu hóa: Trong tất cả trường hợp
tiêu chảy do nhiễm trùng, điều trị bằng probiotics có thể giảm thời gian bệnh cũng
như mức độ trầm trọng của bệnh, dựa trên hồi cứu lớn của Cochrane và phân tích

meta gồm cả nghiên cứu tiêu chảy do siêu vi và tiêu chảy ở người.
- Đẩy mạnh sự tổng hợp vitamin B
- Bảo vệ chống lại E. coli, Salmonella và sự lây nhiễm những vi khuẩn khác:
Probiotics được xem vừa an toàn vừa công hiệu để phòng ngừa và điều trị tiêu chảy
do nhiễm trùng. Cơ chế tác dụng khả dĩ có thể là kết hợp tranh chỗ trực tiếp với vi
trùng gây bệnh trong ruột và điều hòa và tăng cường hệ miễn nhiễm.
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
12
- Cải thiện dung nạp lactose và hoạt động của các enzyme khác: Hiện tượng
không có khả năng tiêu hóa lactose tìm thấy khắp trên thế giới do cơ thể không có
enzyme lactase thủy phân lactose. Enzyme này được giải phóng khi vi khuẩn bị
dung giải do tác dụng của acid mật [64]. Triệu chứng của bệnh thường gây phìn
bụng, đầy hơi, tiêu chảy. Theo kết quả nghiên cứu của Rasstal et al 2000 vi khuẩn
Latobacillus và Bifidobacteria làm tăng enzyme lactase trong ruột non tạo khả năng
phân giải lactose.
- Giảm thiểu tiêu chảy do kháng sinh [25]: khoảng 20% người dùng thuốc kháng
sinh, đặc biệt là Clindamycine, Cephalosporine, Penicilline bị mắc bệnh tiêu chảy.
Nguyên nhân là do kháng sinh sẽ giết các vi sinh vật đường ruột làm mất cân bằng
hệ vi sinh đường ruột. Clotridium difficle và Kelbsiela oxytoca là những tác nhân
gây bệnh chính, khi hệ vi sinh đường ruột ổn định chúng vẫn tồn tại với số lượng ít
trong ruột, khi mất cân bằng thì chúng tăng lên nhanh và giải phóng độc tố gây
bệnh tiêu chảy và viêm ruột. Có nhiều nghiên cứu sử dụng probiotics để chữa bệnh
tiêu chảy do kháng sinh. kết quả cho thấy chủng S. bolardii, S. boulardii,
Lactobacillus rhamnosus GG, Enterococcus faecium SF68 có tác dụng tốt, chúng
làm giảm đáng kể thời gian phục hồi khi mắc bệnh và sử dụng L. acidophilus để trị
bệnh tiêu chảy do sử dụng thuốc kháng sinh erythromycin thì mang lại hiệu quả.
- Tác dụng trong trị tiêu chảy cấp : nguyên nhân do rotavirus, chủ yếu ở trẻ em ở
các nước đang phát triển. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng Lb.rhamnosus GG,

Bifidobacterium bifidum và Streptococcus thermophilus làm giảm lượng rotavirus
trong hệ tiêu hóa [43]. Một nghiên cứu điều trị tiêu chảy cấp tính trẻ em ở châu Á,
cho thấy rằng khi sử dụng Lb. rhamnosus GG có thể rút ngắn một nữa thời gian chữa
trị. Tuy nhiên, ở châu Âu, kết quả nghiên cứu sử dụng L. rhamnosus đã bị bất hoạt
bởi nhiệt cũng mang lại kết quả tương tự như L. rhamnosus sống điều này chứng tỏ
L. rhamnosus sinh ra những hợp chất có khả năng ngăn ngừa sự hoạt động của các
rotavirus
- Ngăn ngừa chứng viêm đường tiêu hóa: do nhiều tác nhân gây bệnh như vi
khuẩn, virus, kí sinh trùng nhưng nguyên nhân chủ yếu là do nhiễm rotavirus và
Helicobacter pylori gây viêm loét và ung thư dạ dày. Chúng xâm nhập vào các tế bào
ở đỉnh nhung mao ruột, phá hủy nhung mao, làm mất khả năng hấp thụ các chất dinh
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
13
dưỡng. Do khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng kém, các chất cacbohydroxit tồn động
trong ruột, dẫn đến tiêu chảy và mất nước nghiêm trọng gây nguy hiểm cho trẻ sơ
sinh và trẻ dưới ba tuổi và trẻ suy dinh dưỡng [43], [31].
- Kích thích hệ miễn dịch: mặc dù cơ chế vẫn chưa được sáng tỏ, tuy nhiên việc
sử dụng probiotics có tác dụng làm tăng dáp ứng miễn dịch, nhất là miễn dịch tự
nhiên. Nhiều vi khuẩn Lactobacillus có khả năng hoạt hóa đại thực bào, kích thích
hình thành bạch cầu trung tính, kích thích tế bào tua (dendrit) làm tăng khả năng tổng
hợp IgA và interferon gamma. [43]
- Ngừa ung thư: Một số thành viên của vi khuẩn đường ruột có khả năng tiết ra
các enzyme như glycosidase, azoreductase, nitroreductase and -glucoronidase,
chúng sẽ hoạt hóa các chất tiền ung thư thành các chất ung thư hoạt hóa. Những
nghiên cứu trên người sử dụng L. acidophilus hoặc L. casei làm giảm đáng kể hoạt
động của các enzyme trên [64], [11].
- Giảm cholesterol: Cholesterol là một chất béo steroid, có ở màng tế bào của tất
cả các mô trong cơ thể, và được vận chuyển trong huyết tương của mọi động vật. khi

lượng cholesterol trong máu cao sẽ gây ra một số bệnh tim mạch như xơ vữa động
mạch, huyết áp tăng, bệnh lý ở hệ thống mạch vành như nhồi máu cơ tim, đột quỵ.
Trong cơ thể, cholesterol có 2 dạng mà y học gọi là LDL-C có trọng lượng phân tử
thấp (hay còn gọi là cholesterol có hại) và HDL-C có trọng lượng phân tử cao (hay
còn gọi là cholesterol có lợi). HDL vận chuyển cholesterol đến các cơ quan, vì vậy
nếu hàm lượng của HDL trong máu càng cao thì càng giảm nguy cơ mắc bệnh mạch
vành. Ngược lại LDL-C vận chuyển cholesterol từ cơ quan đến mạch máu cho nên
nếu nồng độ LDL-C trong máu cao là có nguy cơ mắc bệnh cao. LDL-C luôn tạo ra
các mảng xơ vữa trên thành các động mạch nói chung và động mạch vành tim nói
riêng. Các mảng xơ vữa này làm cho lòng các động mạch vành bị chít hẹp hoặc có
thể bít tắc, từ đó gây nên tình trạng thiếu máu đến nuôi dưỡng tế bào cơ tim, gây ra
các cơn đau thắt ngực và nhồi máu cơ tim. Nghiên cứu của Gilliland SE, Walker
DK(1990) [22] trong điều kiện thí nghiệm vi khuẩn có thể làm giảm lượng
cholesterol trong môi trường nuôi cấy. Một nghiên cứu của Lin et al về khả năng làm
giảm cholesterol trong máu của L. bulgaricus và L. acidophilus [22], [49].

Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
14
2.2. Tổng quan về vi khuẩn lactic [35], [70]
Vi khuẩn lactic có vai trò quan trọng trong công nghiệp sữa, muối chua rau quả,
làm yaourt, cũng như trong nông nghiệp và dược phẩm. Và một đặc tính khác của
vi khuẩn lactic đã được xem trọng là chúng có khả năng tạo ra bacteriocin (chất
kháng khuẩn) như lactacin, brevicin, lacticin, helveticin, sakacin, plantacin, có tác
dụng ức chế một số vi sinh vật gây bệnh, ngăn chặn sự phát triển của các nguồn bệnh
trong thực phẩm (Batt, 1999; Dubernet et al., 2002).

2.2.1 Khái niệm.
Vi khuẩn lactic thuộc vi khuẩn Gram dương, không sinh bào tử, có khả năng lên

men đường để tạo acid lactic. Nhóm vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ
Lactobacteriaccae và được xếp vào năm giống: Streptococcus, Pediococcus,
Lactobacillus và Leuconostoc, Aerococcus. Nhóm vi khuẩn này có rất nhiều hình
dạng khác nhau: có hình trực khuẩn ngắn hoặc dài ở dạng đơn, đôi hoạt xếp thành
chuỗi; hình cầu hoặc cầu trực khuẩn ở dạng đơn, đôi, đám hoạt xếp thành chuỗi.
Ngoài ra vi khuẩn lactic còn có dạnh hình que.
Khuẩn lạc của vi khẩn lactic tròn nhỏ, trong bóng; có màu môi trường, màu trắng đục
hoặc màu vàng kem ; hoặc khuẩn lạc có kính thước to hơn tròn lồi trắng đục. Đặc
biệt khuẩn lạc tỏa ra mùi chua của acid.
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
15

Sơ đồ 2.1:[27] Cây phân loại vi khuẩn lactic, gồm một số vi khuẩn hiếu khí và
kỵ khí tùy nghi, gram dƣơng.
Chú ý: - Khoảng cách tiến hóa gần bằng nhau.
- Trong đó nhóm được đống khung là nhóm vi khuẩn được xem là an
toàn với con người.

2.2.2. Đặc tính chung
Vi khuẩn lactic có thể lên men được các đường monosaccharid, đường
disaccharid, protein tan, pepton và acid. Phần lớn chúng không lên men được tinh bột
và các polisaccharid khác.
Vi khuẩn lên men lactic được Pasteur tìm ra từ sữa bị chua. Vi khuẩn lactic thuộc
họ Lactobacillaceae, thường có dạng hình cầu (hoặc ovan) và hình que.
Theo khóa phân loại của Bergey 1986 giới thiệu về các giống của vi khuẩn
lactic, thì có 5 giống phù hợp với mô tả chung về vi khuẩn lactic: Streptococcus,
Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Aerococcus. Trước đây giống
Bifidobacterium cũng được xếp vào nhóm vi khuẩn lactic trong khóa phân loại của

Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
16
Bergey 1957, trong đó chúng được xem là Lb. bifidum mặc dù Bifidobacterium
không phù hợp với các mô tả chung của vi khuẩn lactic mà chúng liên quan nhiều
hơn đến nhóm Actinomycetaceae một nhóm vi khuẩn gram dương và có con đường
lên men đường khác với vi khuẩn lactic.
Trong 5 giống thuộc vi khuẩn lactic thì có 4 giống được mô tả và nghiên cứu
nhiều nhất đó là: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc. Đây là
những trực khuẩn hoặc cầu khuẩn không tạo bào tử. Tất cả vi khuẩn lactic đều không
chuyển động, gram dương, hô hấp yếm khí tùy nghi.
Đường kính của các dạng cầu khuẩn lactic từ 0,5 - 1,5μm. Các tế bào hình cầu
xếp thành cặp hoặc hình chuỗi có chiều dài khác nhau. Kích thước tế bào trực khuẩn
lactic từ 1 - 8μm. Trực khuẩn đứng riêng rẻ hoặc kết thành chuỗi.
Các loài vi khuẩn lactic có khả năng rất khác nhau khi tạo thành acid lactic trong
môi trường, và sức chịu acid (hay độ bền acid) cũng rất khác nhau. Đa số các trực
khuẩn lactic đồng hình tạo thành acid lactic cao hơn (khoảng 2†3%) liên cầu khuẩn
(khoảng 1%). Các trực khuẩn này có thể phát triển ở pH 3,8†4 (cầu khuẩn không thể
phát triển được ở môi trường này), hoạt lực lên men tốt nhất của trực khuẩn ở vùng
pH 5,5÷6.
Nhiệt độ sinh trưởng tối thích của vi khuẩn lactic ưa ấm là 25†35
0
C, ưa nhiệt là
40÷45
0
C và ưa lạnh là thấp hơn 5
0
C. Khi gia nhiệt khoảng 60†80
0

C thì hầu hết
chúng bị chết sau 10†30 phút.
Trong tự nhiên, vi khuẩn lactic thường gặp ở trong đất, trong nước, trong không
khí, nhưng chủ yếu là ở thực vật và các sản phẩm thực phẩm (trên các loại rau, quả,
sữa, thịt,…).

2.2.3. Đặc điểm hình thái
Tùy thuộc vào hình dạng tế bào mà người ta chia vi khuẩn lactic thành dạng hình
cầu và hình que. Kích thước của chúng thay đổi tùy từng loài.
2.2.3.1 Giống Lactobacillus:
* Phân loại khoa học


Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
17
Bảng 2.1:Phân loại khoa học giống Lactobacillus [8].

Hình 2.1:
Lactobacillus (L. acidophilus) [61]

* Đặc tính:
Tế bào có dạng hình que. Tùy vào điều kiện của môi trường sống mà
hình dạng của chúng thay đổi từ hình que ngắn đến dài. Sắp xếp thành chuỗi hay
đứng riêng lẽ. là giống được sử dụng rộng rãi, là loài có khả năng chịu đựng pH acid
thấp. Kích thước tế bào 0,5-1,2 x 1,0-10,0μm. Ở phase tăng trưởng, tế bào thường
tạo chuỗi. Không di động, không tạo bào tử, tế bào non gram dương và gram âm khi
tế bào già.
•
Trên môi trường agar, khuẩn lạc lồi, mép trơn, đục có đường kính 2-5mm.
Hiếm khi tạo sắc tố nhưng khi tạo sắc tố thì thường là màu vàng, màu cam hay màu
gỉ sắt và màu đỏ gạch.
•
Kỵ khí tùy ý, một vài chủng vi hiếu khí hay kỵ khí nghiêm ngặt. Phát triển
Giới
Vi khuẩn
Nghành
Firmicutes
Lớp:
Bacilli
Loại:
Lactobacillales

ọ :
Lactobacillaceae
Giống:
Lactobacillus
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
18
mạnh trong môi trường agar, kỵ khí có 5-10% O
2
. Các thử nghiệm catalase,
cytochrome và benzidine âm tính.
•
Hơn 50% sản phẩm cuổi cùng của chuyển hóa carbohydrate là lactate, phần
còn lại là acetate, formate, succinate, CO
2
hoặc ethanol. Không tạo acid dễ bay hơi
có số nguyên tử carbon hơn hai. Khả năng khử nitrate kém và tạo pH dưới 6,0.
Không hóa lỏng gelatin. Không phân hủy casein nhưng vài chủng có thể tạo một
lượng nhỏ đạm hòa tan. Không tạo indole và H
2
S.
•
Nhu cầu dinh dưỡng phức tạp: amino acid, peptide, các dẫn xuất acid
nucleic, vitamin, muối, acid béo, ester và một số nguồn carbohydrate và đặc
trưng từng loài. Nhiệt độ phát triển 5-53
o
C, nhiệt độ tối ưu 30-40
o
C, có thể phát

triển tốt ở pH khoảng 5 và pH tối ưu là 5,5-5,8. Tìm thấy trong các sản phẩm sữa,
hạt kefir, sản phẩm thịt, nước, nước thải, bia, rượu vang, nước ép trái cây, hoa
quả, dưa chua, miệng, đường tiêu hóa người và nhiều loài động vật. Ít khi gây
bệnh. Hàm lượng G+C của DNA là 34,7 ± 1,4 đến 53,4 ± 0,5 mol%.
* Các loài thuộc giống Lactobacillus lên men lactic đồng hình:
- Lactobacillus acidophilus: trực khuẩn dài. Đây là loại ưa nhiệt, nhiệt độ tối
thiểu cho sinh trưởng là 20
0
C và tối thích là 37†40
0
C. Trực khuẩn này được phân lập
từ ruột trẻ em và bê mới đẻ.
- Lactobacillus bulgaricus: trực khuẩn tròn (đôi khi dạng hạt), thường kết thành
chuỗi rất dài được tìm ra do Metchnikoff ở sữa chua Bungari. Có khả năng lên men
được đường glucose, không lên men được đường saccharose. Đây là loại ưa nhiệt,
nhiệt độ tối ưu cho chúng phát triển là 45†50
0
C, nhiệt độ tối thiểu là 15†20
0
C, có
khả năng tạo acid rất cao (từ 2,5†3,7% acid lactic).
- Lactobacillus plantarum: trực khuẩn nhỏ, thường kết thành đôi hoặc chuỗi. Là
loại ưu ấm, nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng là 30
0
C, tích tụ được khoảng 1,3%
acid. Loại này tìm thấy chủ yếu trong rau muối chua và ủ chua thức ăn xanh dùng
cho chăn nuôi. Flening (1969) đa kết luận rằng sự đóng góp quan trọng nhất của vi
khuẩn này là việc tạo mùi vị cho sản phẩm lên men và sinh ra hàm lượng acid để bảo
quản, ngăn cản những vi sinh vật không mong muốn có thể sinh ra mùi xấu cho sản
phẩm.

Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
19
* Các loài thuộc giống Lactobacillus lên men lactic không đồng hình:
- Lactobacillus brevis: tìm thấy chủ yếu trong muối chua bắp cải, rau cải, dưa
chuột,
nên nó còn được gọi là "trực khuẩn bắp cải". Trong lên men, ngoài tạo thành acid
lactic (1,2%) nó còn tạo thành acid acetic, rượu ethylic (2,4%) và CO2. Đồng thời
tạo hương làm sản phẩm có hương vị dễ chịu.
- Lactobacillus pentoaceticus: là trực khuẩn, không sinh bào tử. Nhiệt độ thích
hợp cho sự phát triển là 30†35
0
C. Vi khuẩn này lên men một số đường như: glucose,
fructose, galactose, mannose
- Lactobacterium lycopersici: Là trực khuẩn gram dương, sinh hơi, tế bào tạo
thành chuỗi hay đơn, có khi tạo thành từng đôi một. khi lên men tạo thành rượu, acid
latic, acid acetic và CO2, chúng có khả năng tạo bào tử. Tế bào sinh dưỡng thường
chết ở 77†80
0
C.
- Lactobacterium – coli – aerogenes: là giống đại diện của lên men lactic dị hình.
Có dạng hình que, không hình thành bào tử, nhiệt độ thích hợp cho phát trển là
35÷38
0
C. Thường gặp loại này trong nước, trên bề mặt rau quả, trong ruột người và
động vật, trong sữa chua,… Sản phẩm của vi khuẩn này là acid lactic, acid acetic,
acid succinic, rượu ethylic, CO
2
, H

2
O và indol.

2.2.3.2. Giống Streptococcus
* Phân loại:
Bảng 2.2: Phân loại khoa học Giống Streptococcus
[51]
Giới:
Vi khuẩn
Nghành:
Firmicutes
Lớp:
Bacilli
Bộ:
Lactobacillales
Họ:
Streptococcaceae
Giống:
Streptococcus
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
20

Hình 2.2: Streptococcus [71]
Gồm các loài: S. agalactiae, S. anginosus, S. bovis, S. canis, S. equi, S. iniae, S.
mitis, S. mutans, S. oralis, S. parasanguinis, S. peroris, S. pneumoniae, S. pyogenes,
S. ratti, S. salivarius, S. salivarius ssp. thermophilus, S. sanguinis…
* Đặc tính: có dạng hình tròn hoặc hình ovan, đường kính tế bào 0.5-1µm.
Sau khi phân chia theo một phương chúng thường xếp riêng biệt, cặp đôi hoặc chuỗi
ngắn. Là loại vi khuẩn không nha bào, có khả năng lên men nhiều loại đường như:
glucose, lactose, maltose,…
* Các loài thuộc giống Streptococcus lên men lactic đồng hình:
+ Steptococcus cremoris: thường tạo thành một chuỗi dài. Tế bào có kích thước
0,6†0,7µm, thường phát triển ở nhiệt độ thấp hơn.
Rosenbach, 1884
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
21
+ Streptococcus lactis. Nhiệt độ phát triển tối ưu là 25†35
0

C, nhiệt độ tối đa là
35÷38
0
C. Lên men glucose và galactose.
+ Steptococcus lactis: cầu khuẩn hoặc trực khuẩn rất ngắn khi còn non, kết song
đôi thành chuỗi ngắn. Đây là loại ưu ấm, nhiệt độ tối ưu 30†35
0
C, Nhiệt độ tối thiểu
cho sự phát triển là 10
0
C và tối đa là 40†50
0
C. Trong môi trường chúng có khả năng
tích tụ được khoảng 0,8†1% acid. Một số chủng tạo thành bacteriocin ở dạng nisin,
là một hợp chất có tính kháng sinh được dùng trong bảo quản thực phẩm.
+ Streptococcus thermophillus: hình cầu kết thành chuỗi dài, phát triển tốt nhất ở
40÷45
0
C, trong quá trình lên men chúng có khả năng tích tụ được khoảng 1% acid.
* Các loài thuộc giống Streptococcus lên men lactic không đồng hình:
- Streptobacterium brassicae fermentati: thường thấy chúng có trong dịch lên men
chua rau cải. Thường tồn tại tế bào đơn hoặc ghép thành từng đôi hoặc chuỗi ngắn và
thường tạo thành chuỗi dài hình sợi. Đuôi tế bào thường uốn cong lại. Khi lên men
rau cải chua tạo thành acid lactic, acid acetic và rượu (đến 2,4%) và CO2. Chúng lên
men saccharose tốt hơn lactose.

2.2.3.3. Giống Leuconostoc
* Phân loại:
Bảng 2.3: Phân loại khoa học giống Leuconostoc [62]
Giới:

Vi khuẩn
Ngành:
Firmicutes
Lớp:
Bacilli
Bộ:
Lactobacillales
Họ:
Leuconostocaceae
Giống:
Leuconostoc
van Tieghem 1878
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
22











Hình 2.3: Leuconostoc [68]
Gồm các loài nhƣ: L. carnosum, L. citreum, L. durionis, L. fallax, L. ficulneum,
L. fructosum, L. garlicum, L. gasicomitatum, L. gelidum, L. inhae, L. kimchii, L.

lactis…
* Đặc tính: có hình dạng hơi dài hoặc hình ovan, đường kính từ 0.5-0.8µm và chiều
dài khoảng 1.6µm. trong một số điều kiện chúng cũng có dạng hơi tròn, chiều dài
khoảng 1-3 µm. Sau khi phân chia chúng thường sắp xếp thành chuỗi, không tạo
thành đám tập trung. Trong số đó, Leuconostoc mensenteroides cùng với một số vi
khuẩn lactic đồng hình khác như Lactobacillus plantarum tham gia vào việc chế biến
rau muối chua.
2.2.3.4. Giống Pediococcus
* Phân loại:
Bảng 2.4: Phân loại khoa học giống Pediococcus [17].
Giới:
Vi khuẩn
Ngành:
Firmicutes
Lớp:
Bacilli
Bộ:
Lactobacillales
Họ:
Lactobacillaceae
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
23
Giống:
Pediococcus
Claussen 1903

Hình 2.4: Pediococcus sp [67]
Gồm các loài nhƣ: P. acidilactici, P. cellicola, P. claussenii, P. damnosus, P.
ethanolidurans, P. inopinatus, P. parvulus, P. pentosaceus, P. stilesii
* Đặc tính: là những tứ cầu khuẩn hoặc song cầu khuẩn. Có hoạt tính thủy phân
protein rất yếu. Gram dương, thường dính lại với nhau thành cặp đôi hoặc bốn. Quá
trình trao đổi chất của nó là quá trình lên men đồng hình.Chúng là những vi khuẩn
yếm khí tùy tiện, có thể phát triển trên môi trường rắn với sự có mặt của không khí.
Chủng này yêu cầu rất cao về thành phần dinh dưỡng từ môi trường. Vì chúng không
có khả năng sinh tổng hợp các chất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Các loài
Pediococcus khác nhau về tính chịu nhiệt, chịu acid và chịu NaCl.

2.2.4. Đặc điểm sinh lý- sinh hóa
2.2.4.1 Nhu cầu dinh dƣỡng của vi khuẩn lactic
Các loại vi khuẩn lactic khác nhau thì có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Chúng
không chỉ có nhu cầu về các nguồn cơ chất chứa các nguyên tố cở bản như cacbon,
nitơ, photphat và lưu huỳnh mà còn có nhu cầu về một số chất cần thiết khác như
vitamin, muối vô cơ…

2.2.4.1.1. Nhu cầu dinh dƣỡng cacbon
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
24

Vi khuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại hydrat cacbon từ các monosaccarit
(glucoza, fructoza, manoza), các disaccarit (saccaroza, lactoza, maltoza) cho đến các
polysaccarit (tinh bột, dextrin).
Chúng sử dụng nguồn cacbon này để cung cấp năng lượng, xây dựng cấu trúc tế
bào và làm cơ chất cho quá trình lên men tổng hợp các acid hữu cơ.

2.2.4.1.2. Nhu cầu dinh dƣỡng nitơ
Phần lớn vi khuẩn lactic không tự tổng hợp được các hợp chất chứa nitơ. Vì vậy
để đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển chúng phải sử dụng các nguồn nitơ có
sẵn trong môi trường.
Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic có thể sử dụng như: cao thịt, cao nấm men,
trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,…Hiện nay cao nấm men là nguồn nitơ
được sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất. tuy nhiên ở quy mô công nghiệp không
thể sử dụng nguồn nitơ này vì rất tốn kém.

2.2.4.1.3. Nhu cầu về vitamin
Vitamin đóng vai trò là các coenzyme trong quá trình trao đổi chất của tế bào,
nên rất cần thiết cho hoạt động sống. Tuy nhiên, đa số các loài vi khuẩn lactic không
có khả năng sinh tổng hợp vitamin. Vì vậy cần bổ sung vào môi trường các loại
vitamin. Các chất chứa vitamin thường sử dụng như nước chiết từ khoai tây, ngô, cà
rốt hay dịch tự phân nấm men…

2.2.4.1.4. Nhu cầu các hợp chất hữu cơ khác
Ngoài các acid amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất hữu cơ
khác cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các acid hữu cơ.
Một số acid hữu cơ có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn
lactic như acid xitric, acid oleic. Nên hiện nay người ta sử dụng các muối citrat, dẫn
xuất của acid oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quả các
chủng vi khuẩn lactic.
Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hƣơng

SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy
25
Tương tự như hai acid hữu cơ trên, acid axetic cũng có những tác động quan
trọng đến sự sinh trưởng của tế bào. Nên người ta thường sử dụng acid axetic dưới
dạng các muối axetat để làm chất đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic.

2.2.4.1.5. Nhu cầu các muối vô cơ khác
Để đảm bảo cho sinh trưởng và phát triển đày đủ, vi khuẩn lactic rất cần các
muối vô cơ. Nhằm cung cấp các nguyên tố khoáng như đồng, sắt, natri, kali,
photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt là mangan, vì mangan giúp ngăn ngừa quá trình
tự phân và ổn định cấu trúc tế bào.

2.2.4.1.6. Nhu cầu dinh dƣỡng oxi
Vi khuẩn lactic vừa có khả năng sống được trong môi trường có oxy và vừa
sống được trong môi trường không có oxy.
+ Trong điều kiện hiếu khí sinh khối vi khuẩn sẽ phát triển nhanh hơn so với
điều kiện kỵ khí, trong điều kiện này từ một phân tử glucose sẽ bị oxy hóa hoàn toàn
thành CO
2
và H
2
O và tổng hợp các enzyme, từ một phân tử glucose tạo ra 36 hoặc 38
ATP,
+ Trong điều kiện kỵ khí từ một phân tử glucose chỉ tạo ra 2 ATP do đó lượng
cơ chất bị phân hủy rất nhanh và tổng hợp một số chất kháng khuẩn.

2.2.4.2. Quá trình trao đổi chất
Quá trình trao đổi chất và năng lượng của vi khuẩn lactic thực hiện thông qua
việc lên men lactic.

Dựa vào khả năng lên men lactic người ta chia vi khuẩn lactic làm hai nhóm:
Lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình.

2.2.4.2.1 Lên men lactic đồng hình
Lên mem lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm acid lactic
tạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ acid acetic,
aceton, di-acetyl, ………….
Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men: