Vi sinh vật - Chương 8: "vi sinh vật ứng dụng trong chăn nuôi thú y" doc

CHƯƠNG 8: VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI THÚ Y
I/ VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG THÚ Y
1.Quan hệ giữa cơ thể vi sinh vật vối môi trường
Mối quan hệ giữa cơ thể vật chủ vi
sinh vật môi trường ngoại cảnh là
mối quan hệ khắng khít là nguyên
nhân của sự không ổn định về sức
khỏe đưa đếnphát sinh bệnh, mối
quan hệ đó baogồm :
- Sức gây bệnh của
VSVvà khả năng nhiểm
bệnh của động vật
- Tính cảm thụ tính chống
đỡ và sức miễn dịch của
cơ thể
- Các yếu tố ngoại cảnh.
1.1 Điều kiện để bệnh phát triển
1.1.1 Yếu tố gây bệnh hay tác nhân gây bệnh
- Bao gồm các yếu tố sinh học, lí hoc, hóa học….Tác nhân gây bệnh là một
nguyên nhân cần thiết như chưa đủ để gây nên bệnh mà còn phải có đủ số lượng
động lực đồng thời phải có sự hỗ trợ các yếu tố bệnh trong là vật chủ và yếu tố
bên ngoài là điều kiện ngoại cảnh, thì bệnh mới co1the63 phát sinh được .
- Tác nhân gây bệnh có thể truyền bệnh theo chiều dọc : mẹ→ con
→cháu….Hoặc truyền theo chiều ngang, truyền trực tiếp, truyền gián
tiếp,truyền bệnh do vật chuyển,do xe cộ;truyền theo không khí gió bụi…
- Tác nhân gây bệnh nào bất buộc có để làm bệnh phát sinh thì được gọi là
nguyên nhân gây bệnh chủ yếu.
1.1.2 Yếu tố cơ thể
- Yếu tố bênh trong là cơ thể động vật với các đặc trưng của chúng nhu7loai2
cảm nhiểm , giống cảm nhiễm , tuổi cảm nhiễm , giới tính cảm nhiểm, đặc tính
di truyền, trạng thái sinh lí, trạng thái bệnh lí tình trạng sức khoẻ của động vật

,các yếu tố di truyền…
1.1.3 Yếu tố môi trường ngoại cảnh
- Các yếu tố của tự nhiên như khí hậu, thời tiết địa lí điạhình, nhiệt độ, ánh
sáng, không khí, độ ẩm…
- Ccá yếu tố nhân tạo do con người tạo ra như chuồng trại, vệ sinh, dinh dưởng,
chăm sóc dụng cụ nuôi dưỡng…
1.2 Hiện tượng nhiễm trùng
- Nhiễm trùng là hiện tượng xảy ra khi mầm bệnh là VSV xâm nhập vào cơ thể
động vật trong những điều kiện nhất định của ngoại cảnh, làm thay đổi hoạt
động sống của động vật.
1.3 Khả năng gây nhiễm trùng của vi sinh vật gây bệnh
1.3.1 Độc lực của vi sinh vật
- VSVmuốn gây nhiễm trùng phải có độc lực độc lực biểu hiện mức độ cụ thể
của tính gây bệnh .
- Độc lực của VSVgây bệnh không cố định mà rất dễ biến động do tác động của
cơ thể và ngoại cảnh, độc lực của chúng có thể làm tăng giảm hoặc làm mất
hoàn toàn bằng nhiều phương pháp nhân tạo ,người ta đã sử dụng khả năng
biến đổicủa độc lục váo việc chế tọa các loại vacxin và tiêu độc.
1.3.2 Số lượng VSV
- Độc lực di dôi với số lượng VSV gây bẹnh nhiễm vào trong cơ thể số lượng xâm
nhập càng nhiều thì bệnh thể hiện càng nặng , có loại mầm bệnh cần số lượng
rất ít cũng đã đủ gây bệnh nhưng cũng có loại cần nhiều mối gây bệnh được
- Tính đặc trưng của độc lực gây bệnh được xác định bằng liều tối thiểu gây chết
50% động vật tức là lượng VSVgây bệnh ít nhất có thể làm chết 50% dộng vật
thí nghiệm trong nhất những điều kiện nhất định.
1.3.3. Đường xâm nhập của VSV
- Mỗi loài VSVgây bệnh có một đường xâm nhập thích hợp , đường xâm nhập
thích hợp là đường mà VSVdễ dàng phát triển và gây bệnh
- Khi gặp đường xâm nhập thích hợp thì chỉ cần số lượng ít VSVgây bệnh cũng
phát huy được độc lực của nó , nếu đường xâm nhập không thích hợp thì phải

có số lượng nhiều mới gây được bệnh.
1.4 Phương thức gây bệnh của vi sinh vật
- Sau khio vào cơ thể, VSV gây bệnh có thể gây tác hại tại chỗ như gây viêm,
thủy nhủng, hoại tử ngay chỗ xâm nhập.Sau đó VSVvào khắp cơ thể theo
phương thức lan dần do tiếp xúc hoặc theo mạch mau1ga6y nên những triệu
chứng nghiêm trọng như hoại huyết,nhiễm trùng huyết….hoặc theo đường dây
thần kinh gây nên rối loạn toàn thân,ngoài ra chúng còn gây nên những tổn
thương cục bộ ở xa chỗ xâm nhập.
- Một điều đáng chú ý là nhiễm trùng không nhất định phải có triệu chứng biểu
hiện ra bên ngoài, có những bệnh mà các ca bệnh không có triệu chứng so với
các ca có triệu chứng chiếm một tỉ lệ khá cao gây khó khăn cho điều tra và công
tác phòng bệnh.
1.5 Các thời kì của bệnh nhiễm trùng
1.5.1 Thời kì nung bệnh
- Thời kì này được tính từ khi VSVvào cơ thể cho đến khi xuất hiện những triệu
chứng đầu tiên
- Đó là thời kì mầm bệnh sinh sản, kích thích gây bệnh và cơ thể bắt đầu phát huy
tác dụng của các cơ năng bảo vệ.Thời kì nung bệnh dài, ngắn tùy theo loại
bệnh ,tùy theo độc lực ,số lượng đường xâm nhập của mầm bệnh , tùy theo sức
đầy kháng của động vật và điều kiện ngoại cảnh.
1.5.2 Thời kì tiền chứng
- Ở thời kì này các cơ năng của cơ thể bắt đầu rối loạn gia súc đã thể hiện những
triệu chứng chung của bệnh nhiễm trùng,đó là sốt ủ rũ, kén ăn biến đổi thái
độ…những biểu hiện này không phải là đặc trưng của bệnh không giúp cho
chuẩn đoán là bệnh gì nhưng cho biết là con vật đã có bệnh.
1.5.3 Thời kì toàn phát
- Thời kì này đã có thêm những triệu chứng đặc trưng của bệnh do mầm bệnh là
VSV đã cótac1độngđếncáctổchức và phủ tạng thích hợp của nó.Căn cứ vào triệu
chứng đó để chuận đoán bệnh dể dàng hơn.
1.5.4 Thời kì kết thúc

Mỗi bệnh nhiểm trùng có thể kết thúc theo nhiều cách con vật có thể chết VSVcó
thể tổn tại một thời gian trong xác chết rồi mới bị tiêu diệt, nếu con vật và
VSVgây bệnh không ai thắng ai thì bệnh sẽ giảm triệu chứng rối biến thành mản
tính kéo dài, con vật vẫn bài xuất mầm bệnh là VSVtrong một thời gia,có khi
con vật đã lành hẳn triệu chứng nhưng vẫn mang và bài xuất vi sinh vật gây
bệnh một thời gian và nó trở thành con lành bệnh mang trung con vật có thể có
hay không có miểm dịch.
2.Hiện tượng kháng sinh và miễn dịch ở vật nuôi
2.1 Khái niệm
2.1.1. Kháng nguyên
Kháng nguyên (antigen) là những phân tử lạ hoặc vật lạ, thường là các protein, khi xâm
nhập vào cơ thể chủ thì có khả năng kích thích cơ thể chủ sinh ra các đáp ứng miễn dịch
đặc hiệu chống lại chúng.
2.1.2. Tính sinh miễn dịch và tính kháng nguyên
Tính sinh miễn dịch và tính kháng nguyên là hai phạm trù liên quan đến nhau nhưng khác
hẳn nhau.
Tính sinh miễn dịch (immunogenicity) là khả năng kích thích sinh ra đáp ứng miễn dịch
dịch thể hoặc đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đặc hiệu với kháng nguyên:
Tế bào B + Kháng nguyên ® Đáp ứng miễn dịch dịch thể
Tế bào T + Kháng nguyên ® Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào
Với ý nghĩa này chúng ta có thể gọi các kháng nguyên dưới một tên khác chính xác hơn
là chất sinh miễn dịch (immunogen).
Tính kháng nguyên (antigenticity) là khả năng kết hợp một cách đặc hiệu của kháng
nguyên với các sản phẩm cuối cùng của các đáp ứng trên (tức là với kháng thể trong đáp
ứng miễn dịch dịch thể hoặc các thụ thể của tế bào lympho T dành cho kháng nguyên
trong đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào).
Mặc dù tất cả các phân tử có tính sinh miễn dịch thì đều có tính kháng nguyên. Nhưng
ngược lại không phải bất kỳ một phân tử nào có tính kháng nguyên thì cũng đều có tính
sinh miễn dịch. Một số phân tử được gọi là hapten có tính kháng nguyên nhưng bản thân
chúng không có khả năng kích thích sinh ra một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Nói một

cách khác các hapten có tính kháng nguyên nhưng không có tính sinh miễn dịch. Khi
hapten được gắn với một protein thích hợp nào đó thì phức hợp hapten-protein này lại trở
nên có tính sinh miễn dịch, và đáp ứng miễn dịch do phức hợp này kích thích sinh ra chủ
yếu là chống lại và mang tính đặc hiệu với phần hapten; phân tử protein gắn với hapten
như vậy được gọi là protein tải (carrier protein). Như vậy phức hợp hapten-protein tải là
chất sinh miễn dịch hoàn chỉnh với hai yêu cầu cần và đủ là tính kháng nguyên (do
hapten cung cấp) và tính sinh miễn dịch (do protein tải cung cấp). Rất nhiều chất quan
trọng về phương diện miễn dịch học bao gồm thuốc, các hormon peptide và các hormon
steroid có thể hoạt động như các hapten.
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch
2.2.1. Những tính chất của bản thân kháng nguyên ảnh hưởng đến tính sinh miễn
dịch
Có bốn đặc điểm của chất sinh miễn dịch góp phần quyết định tính sinh miễn dịch của nó
đó là tính lạ, kích thước phân tử, thành phần và tính không thuần nhất về phương diện
hoá học, và khả năng giáng hoá để có thể được xử lý và trình diện cùng với một phân tử
MHC trên màng tế bào trình diện kháng nguyên hoặc tế bào của cơ thể bị biến đổi.
- Tính lạ: Để kích thích cơ thể sinh ra một đáp ứng miễn dịch thì phân tử kích thích này
phải được nhận biết như là một phân tử không phải của bản thân cơ thể đó (thực sự
không phải của cơ thể hoặc của cơ thể nhưng bị nhận nhầm). Sự nhận biết những gì là
của chính bản thân mình xuất hiện rất sớm trong quá trình phát triển bào thai, ngay khi
các tế bào lympho chưa chín được tiếp xúc với các thành phần của bản thân cơ thể. Bất
kỳ một phân tử nào không được hệ thống miễn dịch nhận biết trong giai đoạn này thì sẽ
được nhận biết như không phải là của bản thân cơ thể đó, hay nói cách khác là lạ. Khi
một kháng nguyên xâm nhập vào một cơ thể thì mức độ sinh miễn dịch của chúng phụ
thuộc vào mức độ lạ. Nhìn chung khoảng cách tiến hoá càng xa giữa hai loài thì sự khác
biệt về di truyền và sự khác biệt về kháng nguyên giữa hai cơ thể sẽ càng lớn, hay nói
cách khác là càng lạ. Ví dụ albumin huyết thanh bò sẽ kích thích sinh đáp ứng miễn dịch
ở gà mạnh hơn là ở một loài gần với loài bò như dê. Tuy vậy cũng có một số ngoại lệ của
qui luật này: một số đại phân tử như collagen và cytochrome C có cấu trúc thay đổi theo
tiến hoá nhưng lại có tính sinh miễn dịch yếu giữa các loài với nhau. Trái lại, một số yếu

tố của bản thân (như giác mạc, tinh dịch) do chúng nằm ở những vị trí đặc ưu cách biệt
với hệ thống miễn dịch do đó chúng bị hệ thống miễn dịch coi là lạ đến nỗi khi đưa các
mô này vào chính cơ thể của nó thì nó cũng có tính sinh miễn dịch mạnh (nhận nhầm là
lạ do chưa tiếp xúc bao giờ).
- Kích thước phân tử: Có một mối quan hệ giữa kích thước của các đại phân tử và tính
sinh miễn dịch của chúng. Các kháng nguyên có tính sinh miễn dịch tốt thường phải có
trọng lượng phân tử lớn hơn 100.000 dalton (Da). Nhìn chung những phân tử có trọng
lượng phân tử thấp hơn cỡ 500 đến 10.000 Da có tính sinh miễn dịch yếu. Tuy nhiên
trong một số trường hợp một số phân tử có trọng lượng phân tử thấp hơn 1.000 Da (ví dụ
như glucagon) cũng có tính sinh miễn dịch.
- Thành phần hoá học và tính không thuần nhất: Chỉ kích thước và tính lạ chưa đủ để
xác định tính sinh miễn dịch, mà cần phải có các tính chất khác. Ví dụ các homopolymer
tổng hợp (tức là những polymer gồm có chỉ một loại acid amine hoặc oza) không có tính
sinh miễn dịch dù cho kích thước của chúng có lớn như thế nào. Việc tổng hợp các
copolymer tạo thành từ các acid amine khác nhau đã làm sáng tỏ vai trò của cấu trúc hoá
học đối với tính sinh miễn dịch. Các copolymer có hai hay nhiều loại acid amine và có
kích thước đủ lớn thì có tính sinh miễn dịch cao. Nếu bổ sung thêm các loại acid amine
thơm như tyrosine hoặc phenylalanine thì tính sinh miễn dịch của các polymer tổng hợp
này tăng lên rõ rệt. Ví dụ một copolymer tổng hợp gồm acid glutamic và lysine muốn có
tính sinh miễn dịch thì cần phải có trọng lượng phân tử là 30.000 đến 40.000 Da. Nếu bổ
sung tyrosine vào copolymer này thì trọng lượng phân tử chỉ cần từ 10.000 đến 20.000
Da cũng đủ để có tính sinh miễn dịch. Nếu bổ sung cả tyrosine và phenylalanine thì chỉ
cần trọng lượng phân tử 4.000 Da là đã có tính sinh miễn dịch. Cả 4 mức độ cấu trúc
protein bậc 1, bậc 2, bậc 3 và bậc 4 đều có ảnh hưởng đến tính phức tạp trong cấu trúc
của một protein và vì vậy cũng ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch.
- Khả năng giáng hoá: Sự hình thành đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch
qua trung gian tế bào đều đòi hỏi sự tương tác của tế bào T với các quyết định kháng
nguyên được xử lý và trình diện cùng phân tử MHC trên bề mặt tế bào. Với tế bào T
H
thì

kháng nguyên phải được trình diện cùng với các phân tử MHC lớp II trên bề mặt các tế
bào trình diện kháng nguyên, còn với tế bào T
C
thì kháng nguyên phải được trình diện
cùng với các phân tử MHC lớp I trên bề mặt các tế bào của bản thân đã bị thay đổi. Vì
vậy, các đại phân tử nếu không được chế biến, xử lý để rồi có thể được trình diện cùng
các phân tử MHC thì có tính sinh miễn dịch thấp. Điều này có thể chứng minh với các
polymer tổng hợp của các acid amine D. Các acid amine D là các chất đồng phân lập thể
của các acid amine L. Các enzyme của đại thực bào chỉ có thể phân cắt các protein chứa
các acid amine L mà không có tác dụng trên các đồng phân lập thể của chúng là các acid
amine D. Vì vậy, các polymer của các acid amine D sẽ không được xử lý bởi đại thực bào
do đó các acid amine D có tính sinh miễn dịch rất thấp.
Nhìn chung các phân tử không hoà tan có tính sinh miễn dịch lớn hơn các phân tử nhỏ và
hoà tan bởi vì chúng dễ bị các đại thực bào nuốt và xử lý. Tạo liên kết hoá học chéo giữa
các phân tử, gây ngưng tập bằng nhiệt và gắn vào các khuôn không hoà tan là những cách
thường được dùng để làm tăng tính không hoà tan của các đại phân tử và do vậy tạo
thuận lợi cho đại thực bào nuốt chúng và làm tăng tính sinh miễn dịch của chúng.
2.2.2. Những tính chất của hệ thống sinh học ảnh hưởng đến tính sinh miễn dịch
Ngay cả khi đã có đủ điều kiện để có tính sinh miễn dịch như tính lạ, kích thước phân tử,
tính phức tạp về cấu trúc, khả năng giáng hoá của đại phân tử thì tính sinh miễn dịch vẫn
còn phụ thuộc vào các tính chất của hệ thống sinh học mà kháng nguyên xâm nhập. Các
tính chất này bao gồm kiểu hình di truyền của túc chủ, liều và đường vào của kháng
nguyên, có hay không sử dụng các tá chất miễn dịch.
- Kiểu hình của túc chủ: Cấu trúc di truyền của túc chủ có ảnh hưởng lớn đến khả năng
sinh đáp ứng miễn dịch của túc chủ cũng như cường độ của đáp ứng ấy. Hugh McDevitt
đã chứng minh rằng hai dòng chuột nhắt thuần chủng khác nhau hình thành đáp ứng miễn
dịch rất khác nhau với cùng một kháng nguyên polypeptide tổng hợp. Sau khi tiếp xúc
với kháng nguyên một dòng sinh ra kháng thể với nồng độ cao, trong khi dòng kia sinh ra
kháng thể với nồng độ thấp. Nếu cho lai chéo hai dòng với nhau thì các con lai ở thế hệ
F1 có đáp ứng với kháng nguyên này ở mức độ trung bình. Bằng phương pháp phân tích

lai chéo ngược người ta đã định vị được gene kiểm soát tính đáp ứng miễn dịch ở một
vùng nằm trong phức hợp gene hoà hợp mô chủ yếu (phức hợp MHC). Nhiều thực
nghiệm cũng đã chứng minh sự liên quan giữa việc kiểm soát di truyền của tính sinh
miễn dịch với các gene nằm trong phức hợp MHC. Người ta đã chỉ ra rằng các protein là
sản phẩm của các gene này (tức các phân tử MHC) tham gia vào quá trình trình diện
kháng nguyên cho tế bào T và đóng vai trò trung tâm trong việc quyết định mức độ của
đáp ứng miễn dịch với một kháng nguyên. Đáp ứng của một túc chủ với một kháng
nguyên còn phụ thuộc bởi các gene mã hoá các thụ thể của tế bào B và tế bào T dành cho
kháng nguyên và vào các gene mã hoá các protein khác nhau tham gia vào các cơ chế đáp
ứng miễn dịch. Sự thay đổi di truyền của tất cả các gene này sẽ làm ảnh hưởng đến tính
sinh miễn dịch của túc chủ đối với một phân tử kháng nguyên biết trước.
- Liều lượng kháng nguyên và đường vào của kháng nguyên: Đối với bất kỳ một
kháng nguyên thực nghiệm nào cũng cần phải có sự kết hợp giữa liều lượng tối ưu, lối
vào của kháng nguyên và qui trình gây mẫn cảm thì mới tạo nên được một đáp ứng miễn
dịch có cường độ cao nhất. Liều kháng nguyên thấp thì không thể tạo nên được đáp ứng
miễn dịch do chúng không đủ để hoạt hoá các tế bào lympho hoặc do chúng gây ra một
tình trạng không đáp ứng (dung nạp liều thấp). Ngược lại một liều quá lớn kháng nguyên
cũng không kích thích được đáp ứng miễn dịch vì chúng làm cho các tế bào lympho rơi
vào trạng thái không đáp ứng (dung nạp liều cao). Thực nghiệm sau đây trên chuột nhắt
với kháng nguyên polysaccharide vỏ phế cầu tinh chế đã cho thấy tầm quan trọng của
liều lượng: với liều 0,5 mg kháng nguyên không kích thích sinh đáp ứng miễn dịch được,
trong khi đó với liều 1.000 lần thấp hơn (5´10
-4
mg) lại sinh ra được đáp ứng tạo kháng
thể với cường độ cao. Hiện tượng không đáp ứng miễn dịch khi được tiếp xúc với liều
kháng nguyên quá thấp hoặc quá cao còn được gọi là dung nạp miễn dịch. Nếu đưa kháng
nguyên vào cơ thể chỉ một lần thì thường chỉ kích thích sinh ra được đáp ứng miễn dịch
với cường độ thấp. Trái lại, nếu đưa cùng một kháng nguyên vào một cơ thể nhưng lặp lại
nhiều lần trong vòng thời gian vài tuần thì lại gây được đáp ứng miễn dịch với cường độ
cao. Khi đưa nhắc lại kháng nguyên vào cơ thể như vậy sẽ có tác dụng kích thích làm cho

các tế bào lympho T và B đặc hiệu với kháng nguyên tăng sinh mạnh hơn thành các clone
tế bào. Có thể đưa các kháng nguyên thực nghiệm vào cơ thể túc chủ bằng các đường tiêu
hoá, đường tĩnh mạch, tiêm trong da, tiêm dưới da, tiêm bắp hoặc tiêm phúc mạc. Lối vào
của kháng nguyên sẽ quyết định cơ quan miễn dịch nào và quần thể tế bào nào sẽ tiếp xúc
với chúng để tham gia vào sự hình thành đáp ứng miễn dịch. Kháng nguyên vào theo
đường tĩnh mạch trước tiên sẽ được chuyển đến lách, kháng nguyên tiêm dưới da sẽ về
hạch lympho. Sự khác biệt của các quần thể lympho cư trú trong các cơ quan này sẽ tạo
nên sự khác nhau về chất lượng của đáp ứng miễn dịch.
- Tá chất: Tá chất (adjuvant, bắt nguồn từ từ adjuvare trong Tiếng La Tinh có nghĩa là
hỗ trợ hoặc giúp đỡ) là những chất khi được trộn với kháng nguyên và tiêm cùng với
chúng sẽ làm tăng tính sinh miễn dịch của kháng nguyên. Người ta thường sử dụng tá
chất để làm tăng đáp ứng miễn dịch khi kháng nguyên có tính sinh miễn dịch thấp hoặc
khi chỉ có được một lượng nhỏ kháng nguyên. Ví dụ đáp ứng tạo kháng thể ở chuột
chống lại albumin huyết thanh bò sẽ tăng lên 5 lần hoặc hơn nữa nếu trộn albumin huyết
thanh bò với tá chất. Cho đến nay chúng ta chưa biết rõ bằng cơ chế nào mà tá chất làm
tăng đáp ứng miễn dịch. Có một số cơ chế được giả thiết (bảng 1). Một số tá chất có tác
dụng kéo dài sự tồn tại của kháng nguyên trong cơ thể túc chủ gây miễn dịch. Ví dụ khi
trộn kháng nguyên với sulphat kali nhôm (còn gọi là alum) thì muối này sẽ gây tủa
protein kháng nguyên. Khi tiêm tủa này thì các kháng nguyên sẽ được giải phóng chậm
hơn từ nơi tiêm vào cơ thể túc chủ, vì vậy thời gian tiếp xúc với kháng nguyên chỉ là vài
ngày nếu không có tá chất sẽ tăng lên vài tuần nếu được trộn với tá chất. Sự tăng kích
thước của tủa cũng làm tăng hiệu quả của tá chất bởi vì các đại phân tử dễ được đại thực
bào nuốt hơn. Các tá chất nước trong dầu của Freund gồm có kháng nguyên trong dung
dịch nước, dầu khoáng và một chất nhũ hoá như monooleate manid, tá chất này đã phân
tán dầu thành các giọt nhỏ bao quanh kháng nguyên vì vậy kháng nguyên được giải
phóng rất chậm từ nơi tiêm vào cơ thể. Tá chất Freund hoàn chỉnh (Freund’s complete
adjuvant) có thêm Mycobarterium đã bị giết bằng nhiệt hoà trong nhũ tương nước trong
dầu có hiệu lực cao hơn loại tá chất Freund không hoàn chỉnh (Freund’s incomplete
adjuvant) bởi vì các thành phần muramyl dipeptide của vách tế bào Mycobarterium sẽ
hoạt hoá đại thực bào làm tăng hoạt động thực bào, tăng biểu lộ các phân tử MHC lớp II

và các phân tử B7 trên màng tế bào, đồng thời tăng tiết các cytokine như IL-1. Phân tử
B7 và các cytokine do đại thực bào tiết ra là đồng kích thích tố kích thích hoạt hoá các tế
bào T
H
. Cả hoạt động trình diện kháng nguyên và các tín hiệu đồng kích thích tế bào T
H

đều tăng lên khi có tá chất. Các tá chất khác như các polyribonucleotide tổng hợp và các
lipopolysaccharide vi khuẩn kích thích đáp ứng tăng sinh không đặc hiệu của tế bào
lympho vì vậy làm tăng cường khả năng chọn lựa clone tế bào lympho do kháng nguyên
kích thích. Một số tá chất kích thích phản ứng viêm tại chỗ và mạn tính do vậy thu hút
các tế bào làm nhiệm vụ thực bào và lympho đến nơi có kháng nguyên. Sự thâm nhiễm
các tế bào này tại nơi tiêm tá chất thường dẫn đến hình thành các u hạt. Cả alum lẫn các
tá chất Freund đều có thể gây nên các u hạt. Sự tăng số lượng đại thực bào tại u hạt và các
đại thực bào ở đây đều là đại thực bào hoạt hoá nên cũng làm tăng quá trình hoạt hoá các
tế bào T
H
.
Bảng 1: Cơ chế tác động theo suy luận của các tá chất thường dùng
Tá chất Cơ chế tác động (suy luận, chưa chắc chắn)
Kéo dài thời
gian có mặt của
kháng nguyên
Tăng tín
hiệu đồng
kích thích
Tạo u
hạt
Kích thích
không đặc hiệu

tế bào lympho
Tá chất Freund không hoà chỉnh + + + -
Tá chất Freund hoà chỉnh + ++ ++ -
Sulphat kali nhôm (alum) + ? + -
Mycobacterium tuberculosis - ? + -
Bordetella pertusis - ? - +
Lipopolysaccharide (LPS) của vi khuẩn - + - +
Polynucleotide tổng hợp (poly IC/poly
AU)
- ? - +
2.3. Quyết định kháng nguyên
Các tế bào miễn dịch không phản ứng với hoặc không nhận diện toàn bộ phân tử kháng
nguyên mà chúng chỉ nhận diện những vị trí nhất định trên phân tử kháng nguyên. Những
vị trí đó được gọi là các epitope hay các quyết định kháng nguyên. Quyết định kháng
nguyên là những vùng hoạt động về phương diện miễn dịch của một kháng nguyên có thể
kết hợp một cách đặc hiệu với các thụ thể dành cho kháng nguyên ở trên bề mặt tế bào
lympho hoặc với kháng thể do tế bào lympho B tiết ra.
Một phân tử kháng nguyên có thể có nhiều quyết định kháng nguyên giống hoặc khác
nhau. Cơ thể chủ có khả năng sinh ra từng loại đáp ứng miễn dịch riêng cho từng loại
quyết định kháng nguyên theo kiểu “nồi nào vung ấy”. Vì vậy gọi là đáp ứng miễn dịch
đặc hiệu. Kháng nguyên có chỉ một loại quyết định kháng nguyên (có thể là nhiều quyết
định kháng nguyên nhưng chúng giống hệt nhau) thì được gọi là kháng nguyên đơn giá.
Kháng nguyên có từ hai quyết định kháng nguyên khác nhau thì gọi là kháng nguyên đa
giá.Giữa các phân tử kháng nguyên khác nhau có thể có một số quyết định kháng nguyên
giống nhau, được gọi là quyết định kháng nguyên phản ứng chéo.
Sự tương tác giữa tế bào lympho và một kháng nguyên phức tạp có thể xẩy ra ở các mức
độ cấu trúc kháng nguyên khác nhau. Trong trường hợp kháng nguyên là protein thì cấu
trúc của quyết định kháng nguyên có thể là cấu trúc bậc 1 (mạch thẳng), bậc 2, bậc 3 và
cũng có thể là cấu trúc bậc 4 (lập thể).
2. 4. Một số loại kháng nguyên

2.4.1. Kháng nguyên nhóm máu
Sự hiểu biết về kháng nguyên nhóm máu là rất cần thiết vì truyền máu là một phương
pháp điều trị được ứng dụng rộng rãi trên lâm sàng. Trước đây, khi chưa có những hiểu
biết đầy đủ về kháng nguyên nhóm máu, rất nhiều trường hợp truyền máu đã dẫn đến
những tai biến nguy hiểm cho người nhận máu, mặc dù những người này lần đầu tiên
được truyền máu. Ngày nay, chúng ta hiểu rằng nguyên nhân của các tai biến đó là do sự
có mặt của kháng thể trong cơ thể nhận chống lại các kháng nguyên có tính sinh miễn
dịch cao có mặt trên hồng cầu của người cho.
Trên bề mặt hồng cầu người có nhiều loại kháng nguyên khác nhau; các kháng nguyên
này được sắp xếp thành các hệ kháng nguyên, chúng do các locus khác nhau kiểm soát và
tồn tại độc lập với nhau trên cùng một tế bào hồng cầu. Hệ thống nhóm máu là một hoặc
nhiều locus quy định cấu trúc của một số kháng nguyên nhất định trên bề mặt các tế bào
hồng cầu. Như vậy, mỗi hệ thống nhóm máu có ít nhất là hai nhóm máu (phenotyp). Cho
đến nay, người ta đã xác định được 20 hệ thống nhóm máu khác nhau, với khoảng trên
200 kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu người. Một số hệ thống nhóm máu quan trọng
gồm có hệ ABO, hệ Rh, hệ Lewis, hệ MNS, hệ P, hệ Kell, hệ Duffy, hệ Kidd. Trong số
đó, hệ ABO và hệ Rh có tầm quan trọng hơn cả.
2. 4.1.1. Hệ ABO:
Hệ này bao gồm 4 nhóm máu (phenotyp) khác nhau là nhóm A, nhóm B, nhóm AB và
nhóm O. Ký hiệu nhóm máu biểu thị kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu: cơ thể nhóm
máu A có kháng nguyên A trên bề mặt hồng cầu; tương tự như vậy cơ thể nhóm máu B
có kháng nguyên B, cơ thể nhóm máu AB có cả hai kháng nguyên A và B, và cơ thể
nhóm máu O không có kháng nguyên A lẫn B trên bề mặt hồng cầu. Kháng thể kháng các
kháng nguyên hồng cầu hệ ABO là kháng thể tự nhiên, nghĩa là chúng có mặt trong các
cá thể người một cách bẩm sinh. Tuy nhiên, trong cơ thể mỗi người sẽ không có kháng
thể chống kháng nguyên hồng cầu của chính bản thân mình (đây là trạng thái dung nạp
miễn dịch). Như vậy, ở cơ thể nhóm máu A có kháng thể chống kháng nguyên B, cơ thể
có nhóm máu B có kháng thể chống kháng nguyên A, cơ thể nhóm máu AB không có
kháng thể chống A và chống B, còn cơ thể nhóm máu O có cả kháng thể chống A và
chống B. Kháng thể chống A và B chủ yếu thuộc lớp IgM, có khả năng gây phản ứng

ngưng kết rất cao. Trên thực tế, người ta xác định nhóm máu hệ ABO bằng phản ứng
ngưng kết hồng cầu với các kháng thể kháng A và kháng B.
Ban đầu, người ta cho rằng các kháng nguyên thuộc hệ ABO do một locus với 3 allen
A,B và O kiểm soát, trong đó A và B trội hơn O. Bảng dưới đây trình bày các genotype
và phenotype cùng với kháng thể trong huyết thanh ở các cơ thể khác nhau:
Genotyp Phenotyp Kháng thể
A/A, A/O A Chống B
B/B, B/O B Chống A
O/O O Chống A, chống B
A/B AB Không có KT chống A và chống B
Dùng các proteaza cắt dần các acid amine trong cấu trúc kháng nguyên, người ta
thấy tính đặc hiệu của kháng nguyên không thay đổi, nhưng khi dùng các enzyme để cắt
các gốc -oza ra khỏi phần polysaccharide trong cấu trúc kháng nguyên thì tính đặc hiệu
của kháng nguyên bị thay đổi. Do đó có thể kết luận rằng tính đặc hiệu của kháng nguyên
hồng cầu hệ ABO được quyết định bởi sự có mặt của một số gốc -oza trong phần
polysaccharide.
Ngày nay, người ta thấy tất cả các kháng nguyên này đều có chung một “lõi” sphingolipit
polysaccharide. Nếu lõi này được gắn thêm gốc fucoza (nhờ sự xúc tác của enzyme
fucosyl transferaza) thì tạo thành chất H, chất này có trên bề mặt hồng cầu của hầu hết
các cơ thể, và đóng vai trò là chất nền để tạo nên kháng nguyên A và kháng nguyên B.
Nếu tại vị trí galactoza cuối cùng của chất H có gắn thêm gốc n-acetyl galactozamin (nhờ
sự xúc tác của enzyme n-acetyl galactozamin transferaza) thì tạo thành kháng nguyên A,
còn nếu cũng tại vị trí galactoza cuối cùng đó có gắn thêm một gốc galactoza nữa (với sự
xúc tác của enzyme galactozyl transferaza) thì tạo thành kháng nguyên B. Hình mô tả
sự khác nhau về cấu trúc giữa chất H với kháng nguyên A và B.
Với việc phát hiện ra bản chất các kháng nguyên nhóm máu hệ ABO, có thể hiểu về
chúng như sau: sự hình thành các kháng nguyên nhóm máu hệ ABO có sự tham gia của
hai hệ thống gien, hệ thống gene ABO và hệ thống gene Hh. Các hệ thống này di truyền
một cách độc lập với nhau, và sản phẩm trực tiếp của chúng là các enzyme xúc tác việc
gắn một gốc -oza lên chất nền: enzyme fucozyl transferaza là sản phẩm trực tiếp của gene

H, enzyme n-axetyl galactozamin transferaza là sản phẩm trực tiếp của gene A, và
enzyme galactozyl transferaza là sản phẩm trực tiếp của gene B. Người có nhóm máu A
có cả gene A lẫn gene H, do đó trên bề mặt hồng cầu có chất H, đồng thời do có enzyme
n-axetyl galactozamin transferaza (là sản phẩm của gene A) nên có khả năng chuyển chất
H thành kháng nguyên A, do đó có ở những người này có kháng nguyên A trên bề mặt
hồng cầu. Tương tự như vậy, người nhóm máu B có cả chất H và kháng nguyên B trên bề
mặt hồng cầu, và người nhóm máu AB có cả chất H lẫn kháng nguyên A và B trên bề mặt
hồng cầu. Tuy nhiên, với những người nhóm máu O theo cách xác định nhóm máu ABO
truyền thống (phản ứng ngưng kết hồng cầu sử dụng kháng huyết thanh mẫu chống A và
chống B), vấn đề trở nên phức tạp hơn. Đại đa số những người này có gene H (genotype
HH hoặc Hh), và do đó có chất H trên bề mặt hồng cầu, song vì họ không có gene A
và/hoặc gene B nên không có kháng nguyên A và/hoặc B trên bề mặt hồng cầu, khi làm
xét nghiệm nhóm máu được ghi nhận là nhóm O (song trên bề mặt hồng cầu của họ có
chất H). Còn lại một số ít người không có gene H (genotype hh) nên không có chất H
trên bề mặt hồng cầu, và do đó cũng không thể có kháng nguyên A và/hoặc B trên bề mặt
hồng cầu; khi làm phản ứng xác định nhóm máu, họ cũng được ghi nhận là nhóm O, song
trong huyết thanh những người này có thể có kháng thể chống chất H. Khi truyền máu
của người nhóm máu O mà bề mặt hồng cầu có chất H cho người nhóm máu O không có
chất H, có thể xảy ra tai biến truyền nhầm nhóm máu. Nhóm máu đặc biệt này có tên gọi
là nhóm O Bombay.
2. 4.1.2. Hệ Rh
Landsteiner và Wiener (1930) đã nhận thấy như sau: nếu lấy hồng cầu khỉ Rhesus gây
miễn dịch cho thỏ, thì huyết thanh thỏ không những có khả năng gây ngưng kết hồng cầu
khỉ mà còn có thể gây ngưng kết hồng cầu của một số người. Ban đầu, những người có
hồng cầu bị ngưng kết bởi huyết thanh thỏ như mô tả ở trên được xếp vào nhóm Rh
+
, và
những người có hồng cầu không bị ngưng kết được xếp vào nhóm Rh
-
, hình thành một hệ

thống nhóm máu gọi là hệ thống nhóm máu Rh. Trong hệ thống nhóm máu Rh có nhiều
kháng nguyên, phần lớn trong số chúng có tính phản ứng chéo và có tính sinh miễn dịch
yếu, trừ kháng nguyên D có tính sinh miễn dịch mạnh. Khi trên bề mặt hồng cầu của một
cơ thể có kháng nguyên D thì cơ thể đó được gọi là Rh
+
mà không cần để ý đến các
kháng nguyên khác trong hệ Rh như thế nào.
Kháng thể kháng D không xuất hiện tự nhiên trong huyết thanh, mà chúng chỉ được hình
thành ở cơ thể Rh
-
khi cơ thể Rh
-
được gây miễn dịch bằng hồng cầu có kháng nguyên D
(Rh
+
), chẳng hạn trong trường hợp truyền máu của người Rh
+
cho người Rh
-
, hoặc trường
hợp người mẹ Rh
-
mang thai Rh
+
; trong các trường hợp này, kháng thể chủ yếu thuộc lớp
IgG.
Việc xác định nhóm máu hệ Rh rất phức tạp do tính phản ứng chéo của kháng nguyên, do
kháng nguyên yếu và do huyết thanh không gây ngưng kết mạnh như đối với hệ ABO.
Trong thực tế, để phát hiện các kháng nguyên trong hệ Rh hoặc phát hiện kháng thể
kháng D trong huyết thanh, người ta thường làm phản ứng Coombs trực tiếp hoặc gián

tiếp. Chẳng hạn, để phát hiện kháng thể kháng D trong một mẫu huyết thanh, trước tiên
người ta trộn huyết thanh đó với một hỗn dịch hồng cầu có kháng nguyên D, sau đó rửa
hồng cầu rồi cho thêm huyết thanh thỏ kháng globulin người; nếu xảy ra hiện tượng
ngưng kết hồng cầu thì có thể kết luận rằng trong mẫu huyết thanh được xét nghiệm có
mặt kháng thể kháng D. Vấn đề này sẽ được bàn kỹ hơn trong phần “Các phản ứng kháng
nguyên - kháng thể”.
4.2. Các kháng nguyên vi sinh vật
Một tế bào vi khuẩn có cấu trúc kháng nguyên khá phức tạp: chúng có thể là các kháng
nguyên vỏ (kháng nguyên bề mặt), kháng nguyên vách, kháng nguyên lông, kháng
nguyên ngoại tế bào (ngoại độc tố, enzyme …)
Các kháng nguyên vỏ vi khuẩn thường có bản chất là polysaccharide, và có thể dựa vào
tính đặc hiệu của các polysaccharide này để định type vi khuẩn trong một loài vi khuẩn
nào đó. Chẳng hạn, dựa vào kháng nguyên vỏ, có thể phân định được tới khoảng 80 type
huyết thanh khác nhau của vi khuẩn Diplococcus pneumoniae.
Các kháng nguyên lông vi khuẩn có bản chất là protein. Kháng nguyên lông cũng mang
tính đặc hiệu với các type vi khuẩn; với Salmonella chẳng hạn, người ta có thể phân định
được trên 1000 type huyết thanh khác nhau dựa vào tính đặc hiệu của kháng nguyên lông.
Các kháng nguyên ngoại tế bào của vi khuẩn (ngoại độc tố, enzyme …) cũng có bản chất
là protein. Các kháng nguyên này có tính đặc hiệu với type vi khuẩn, và do đó có thể
được ứng dụng để chẩn đoán huyết thanh học nhiễm khuẩn. Một ví dụ điển hình là kháng
nguyên ngoại tế bào của Streptococcus, streptolyzin O, được ứng dụng trong chẩn đoán
huyết thanh học nhiễm Streptococcus (phản ứng ASLO - phát hiện kháng thể kháng
streptolyzin O trong huyết thanh bệnh nhân nghi ngờ nhiễm Streptococcus). Ngoài ra,
một số vi khuẩn như vi khuẩn uốn ván, bạch hầu … giải phóng ngoại độc tố gây bệnh,
độc tố này có tính sinh miễn dịch đáng kể. Nếu làm bất hoạt các ngoại độc tố này (nghĩa
là làm mất hoạt tính gây độc của ngoại độc tố nhưng vẫn giữ được tính sinh miễn dịch
của chúng), chúng ta thu được giải độc tố (toxoid), và có thể sử dụng các giải độc tố làm
vaccine phòng bệnh. Mặt khác, có thể sử dụng giải độc tố để gây miễn dịch tạo huyết
thanh chống ngoại độc tố (còn gọi là kháng độc tố - antitoxin) sử dụng trong điều trị
(chẳng hạn huyết thanh kháng uốn ván - SAT).

Các kháng nguyên virus có thể ở bề mặt (capsid) hoặc ở bên trong. Tuỳ theo tính đặc
hiệu của các kháng nguyên này, có thể phân định được các nhóm virus, các type virus và
các type phụ của virus. Ví dụ, kháng nguyên nucleoproteic (NPA) là kháng nguyên chung
cho tất cả các virus pox. Một số virus có khả năng thay đổi kháng nguyên bề mặt, tạo ra
các type phụ.
4.3. Kháng nguyên phù hợp tổ chức (Kháng nguyên hoà hợp mô):
Khi ghép một cơ quan hay một bộ phận (chẳng hạn một mảnh da) từ một cá thể này sang
một cá thể khác, nếu hai cơ thể giống nhau hoàn toàn về mặt di truyền (ví dụ hai anh em
sinh đôi cùng trứng, hoặc hai động vật trong cùng dòng thuần chủng) thì mảnh ghép sẽ
phát triển bình thường trên cơ thể nhận ghép. Trong các trường hợp còn lại, mảnh ghép là
một vật lạ đối với cơ thể nhận, và do đó sẽ kích thích cơ thể nhận sinh đáp ứng miễn dịch
chống lại mảnh ghép, đó là phản ứng thải ghép. Các kháng nguyên trong mảnh ghép có
khả năng kích thích cơ thể nhận ghép sinh ra phản ứng thải ghép được gọi là kháng
nguyên ghép, hay kháng nguyên phù hợp tổ chức (histocompatibility antigen). Các kháng
nguyên phù hợp tổ chức được mã hoá bởi các gene phù hợp tổ chức, còn gọi là gene H
(histocompatibility gene). Vấn đề này sẽ được bàn đến kỹ hơn trong phần “Miễn dịch
ghép”.i
II /SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI
1. Công nghệ vi sinh trong sản xuất các phế phẩm sinh học phục vụ chăn
nuôi
1.1 Công nghệ sản xuất sinh khối nấm men
o
-Nấm men
Saccharomyces cerevisiae (S.
cerevisiae)
Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên,
đặc biệt chúng có nhiều ở vùng đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả. Nhiều
loài nấm men có khả năng lên men rượu. Từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm
men để sản xuất rượu bia. Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều
vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng

lượng khô của tế bào, nên nhiều loại nấm men còn được sử dụng để sản xuất
protein. Ngoài ra nấm men còn được sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh mì.
Tuy nhiên, cũng có nhiều loại nấm men có hạI, gây bệnh cho người và gia súc,
làm hư hỏng lương thực, thực phẩm
- Vai trò chủ yếu cho các nghiên cứu:
Chu trình tế bào (Cell cycle): Sự xác định các gen kiểm soát phân bào nhờ các
đột biến nhạy cảm nhiệt (temperature-sensible mutants (cdc mutants)) dẫn đến mô
hình rất tốt cho nghiên cứu sự phân bào.
Tương tác gen (Gen interaction): nghiên cứu sự ức chế gen (suppression). Hệ thống
plasmid lai kép (two-hybrid plasmid system) giúp tìm các tương tác giữa các protein
ở nấm men đã dẫn đến các bản đồ tương tác phức tạp, mà là khởi đầu cho sinh học
các hệ thống (systems biology).
Di truyền học ty thể: nhờ các đột biến “petite” mất khả năng hô hấp mà phát hiện các
gen của ty thể. Nhờ chúng và các đột biến khác của ty thể mà phân tích chi tiết cấu
trúc và chức năng bộ gen ty thể.
Di truyền học kiểu bắt cặp (Gentics of mating typ): Các alen MAT ở nấm men là các gen
kiểu bắt cặp đầu tiên được xác định các đặc tính ở mức phân tử.
Những đóng góp khác: Di truyền của khóa đóng mở (switching) giữa sự tăng trưởng kiểu
nấm men (yeast-like) và sợi (filamentous); di truyền học sự thoái hóa (senescense).
-Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống Saccharomyces,
chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như các
loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ (các acid amin, peptit), vitamin và các nguyên tố vi
lượng…qua màng tế bào. Sau đó, hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá
trình trao đổi chất để chuyển hoá các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình
phát triển và lên men của nấm men được tiến hành.
Bài viết này xin giới thiệu về sự khác nhau về đặc tính hình thái và đặc tính công nghệ
lên mên giữa nấm men chìm và nấm men nổi:
Đặc tính hình thái
Nấm men chìm: Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi.
Hình dạng chủ yếu là hình cầu.

Nấm men nổi: Tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lại với nhau tạo
thành như chuỗi các tế bào nấm men còn hình dạng chủ yếu hình cầu hoặc ovan với kích
thước 7 – 10 m. Micromet
Đặc tính sinh lý
Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên men các loại đường
trisacarit, ví dụ raffinoza. Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn toàn
đường raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường sacaroza.
Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi lên men và
khả năng hình thành bào tử. Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra
trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy
sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm.
Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn nấm men nổi. Khả năng tạo bào tử của nấm
men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi.
Sự khác nhau về công nghệ lên men
Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên men. Nấm
men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính, trong khi đó nấm men
chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính.
Nấm men chìm còn chia ra 2 loại tuỳ thuộc khả năng kết lắng của nó là nấm men bụi và
nấm men kết bông. Nấm men bụi là loài nấm men phân ly mịn trong dịch lên men và lắng
từ từ khi kết thúc lên men chính. Nấm men kết bông là loài nấm men có thể kết dính với
nhau trong thời gian ngắn khi kết thúc lên men chính và tạo thành khối kết bông lớn nên
lắng nhanh xuống đáy thiết bị. Còn loài nấm men nổi không có khả năng này.
Nấm men chìm kết bông rất có ý nghĩa quan trọng trong thực tế sản xuất bia, làm cho bia
nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men bụi và nấm men
nổi.
Ngoài ra nhiệt độ lên men của mỗi chủng cũng khác nhau. Nấm men chìm có thể lên men
4 - 120C, nấm men nổi là 14 - 250C.
Hầu hết các chủng nấm men đều nhạy cảm với môi trường có nồng độ axit cao, ví dụ như
axit pyruvic giải phóng ra theo con đường EMP. Do vậy, trong quá trình tiến hoá, tự bản
thân chúng đã hình thành một cơ chế “giải độc axit “ bằng cách chuyển hoá axit pyruvic

thành rượu etylic và CO2, rồi sau đó cả hai chất này đều được bài tiết ra khỏi tế bào nấm
men. Kết quả của chuỗi phản ứng này là NADH được tạo thành trong quá trình glucolytic
lại bị ôxy hoá thành dạng NAD+, chất này sau đó lại xuất hiện trong quá trình chuyển
hoá glucoza tiếp theo. Bằng cách này, nấm men có thể liên tục phát triển và chuyển hoá
đường, phản ứng tạo thành rượu etylic có thể viết như sau:
Axit pyruvic còn đóng vai trò trung gian cho nhiều quá trình chuyển hoá các chất quan
trọng khác như este, cacbonyl và các rượu bậc cao.
Trong những năm vừa qua, nhiều khái niệm về các giống khác nhau đã được sử dụng để
phân loại nấm men một cách có hệ thống. Mặc dù đã thu được những tiến bộ đáng kể,
đặc biệt là có sự trợ giúp của sinh học phân tử nhưng còn xa mới đạt được một hệ thống
phân loại hoàn thiện. Do vậy, cần thiết phải có một phương pháp xác định đáng tin cậy để
phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, trong đó có sự tuyển chọn các vi sinh vật thích
hợp cho các quá trình lên men công nghiệp, như quá trình lên men bia
Tại các trung tâm lưu giữ nấm men, người ta quan tâm nhiều đến cấp độ chủng và đã có ít
nhất 1000 chủng nấm men khác nhau thuộc loài S. cerevisiae đã được xác định. Chúng
bao gồm các chủng nấm men bia, rượu vang, rượu cồn và nấm men bánh mì Khó khăn
gặp phải khi tiến hành phân loại các giống nấm men bia là các nhà phân loại nấm men
thường bỏ qua những điểm khác nhau rất nhỏ giữa các giống nấm men, những yếu tố mà
theo họ là không quan trọng, nhưng thực tế đối với nhà sản xuất chúng lại có tầm quan
trọng rất lớn về mặt kỹ thuật. Hiện nay, nấm men bia có hai loài chính đó là nấm men
chìm S. carlsbergensis và nấm men nổi S. cerevisiae ngoài các đặc điểm nêu trên, giữa
chúng có nhiều đặc điểm sinh hoá khác nhau dựa vào năng lực lên men đường disacarit
melibioza của chúng. Ở loài S. carlsbergensis có chứa các gen MEL. Các gen này tạo ra
enzym ngoại bào là a- galactosidaza (melibiaza) có khả năng chuyển hoá đường
melibioza. Trong khi đó S. cerevisiae không chứa gen MEL do đó không chuyển hoá
được đường melibioza. Cũng có thể dựa vào nhiệt độ phát triển để phân biệt sự khác nhau
rõ rệt giữa chúng do nấm men nổi có thể phát triển ở 370C, còn nấm men chìm lại không
có khả năng phát triển ở nhiệt độ này.
1.2. Công nghệ sản xuất sinh khối vi khuẩn
- Vi khuẩn sinh sản bởi một quá trình gọi là nhân đôi - tế bào mới sinh ra bằng cách chia

đôi từ tế bào mẹ. Một số có thể sinh sản rất nhanh ở những điều kiện thích hợp. Nếu có
thực phẩm, độ ẩm thích hợp ở đúng nhiệt vi sinh có thể bắt đầu sinh sản trong vòng chưa
đến hai mươi phút, chỉ trong tám giờ một tế bào ban đầu có thể nhân lên thành 17 triệu vi
khuẩn mớí
- Vi khuẩn chọn lọc, được nuôi cấy trong một môi chất. Dưới sự giám sát, vi khuẩn sau
khi thanh lọc được chuyển qua một bồn lên men sinh học 250 lít sinh trưởng trong vòng
20 giờ.Sau khi kiểm tra chất lượng về độ thuần khiết, vi khuẩn được đưa sang bồn lên
men kín vô trùng có dung tích 5.000 lít để bắt đầu giai đoạn sản xuất. Dưới điều kiện pH
thích hợp, dung dịch đường vô trùng và ôxy được đưa vào để nuôi vi khuẩn. Trong suốt
quá trình này, sản phẩm được lấy mẫu để theo dõi sự vô trùng và các thông số tăng
trưởng.Trong vòng 24 giờ, sẽ thu hoạch vi khuẩn và cô đặc bằng một máy ly tâm cực nhẹ. Vi
khuẩn cô đặc được bọc lại bằng chất keo betaglucan bởi một qui trình đã được cấp bằng sáng
chế. Qui trình này giúp vi khuẩn chống lại độ ẩm để duy trì sự sống trong thời gian bảo quản
hoặc trộn với chất mang. Sau đó sản phẩm được làm lạnh nhanh trong hệ thống lạnh lỏng trước
khi đưa vào sấy ở nhiệt độ ở âm 40
o
C trong hệ thống phòng lạnh lớn. Qui trình sấy lạnh hai bước
này, trong điều kiện độ ẩm dưới 5%, bảo đảm tỷ lệ sống sót của vi khuẩn cao và sẵn sàng cho
giai đoạn cuôí là kiểm tra để đảm bảo các dòng vi khuẩn không nhiễm khuẩn salmonella.
1.3. Công nghệ sản xuất enzym
Enzym là những protein, được sản xuất tự nhiên từ
thực vật, động vật, vi khuẩn, nấm và các sinh vật
khác, hết sức cần thiết cho sự sống. Chúng là những
chất xúc tác thúc đẩy tốc độ các phản ứng hoá học
mà không làm thay đổi tính chất của chúng. Các loại
enzym trên thị trường được trích ra từ vi khuẩn hay
nấm như các loại: Bacillus, Aspergillus và
Trichoderma.
Enzym làm việc bằng cách cắt các hợp chất phức
hợp (hợp chất nền) thành những hợp chất đơn, dễ

dàng cho vi khuẩn sử dụng như là chất dinh dưỡng
của chúng. Enzym từ những nguồn khác nhau làm
việc có hiệu qủa tối ưu ở một nhiệt độ và độ pH cụ thể. Đây là điều cần xem xét cẩn thận
khi chọn một sản phẩm enzym. Enzym được phân loại theo những hợp chất (chất nền) mà
chúng hoạt động. Ví dụ, proteases phân hủy proteins, cắt chúng thành amino acids và
peptides. Cellulases cắt cellulose, thành phần chính không thể tiêu hoá được có nhiều
trong thành tế bào thực vật , thành đường đơn. Chỉ cần một lượng rất nhỏ để phân hủy
một lượng lớn chất nền, tỷ lệ giữa enzym và chất nền là từ 1/1.000 đến 1/1.000.000.
1.4 Công nghệ sản xuất axit amin
- Ứng dung axit amin trong chăn nuôi:
Thiếu hụt bất kỳ một trong các loại AA
không thay thế nói trên trong khẩu phần
đều gây nên ảnh hưởng xấu đến năng suất
sinh trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn
của gia cầm. Loại AA mà trong thức ăn
hỗn hợp thiếu hụt nhiều nhất so với nhu
cầu được gọi là AA giới hạn thứ nhất;
còn AA tiếp theo, ít thiếu hơn được gọi là
AA giới hạn thứ hai, v.v (Howard,
1960). Để khăc phục sự thiếu hụt của các
AA trong khẩu phần, trước hết phải bổ
sung AA giới hạn thứ nhất cho đến mức nhu cầu, sau đó bổ sung các AA giới hạn thứ 2,
thứ 3, v.v Trong trường hợp thứ tự giới hạn của các AA trong khẩu phần được xác định
đúng thì sẽ cải thiện được năng suất sinh trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn. Nếu chưa
giải quyết sự thiếu hụt AA giới hạn thứ nhất mà đã bổ sung AA giới hạn bất kỳ nào khác
(thứ 2, thứ 3, v.v ) vào khẩu phần, thì thay vì đạt hiệu quả tốt, sẽ là sự kìm hãm kết quả.
Khi giải quyết lần lượt sự thiếu hụt của các AA giới hạn thì hiệu quả của việc bổ sung
này sẽ tốt hơn nhiều so với không bổ sung hoặc bổ sung không đúng thứ tự. Thứ tự về
mức độ giới hạn của các AA trong khẩu phần phụ thuộc vào nhu cầu của từng đối tượng
gia cầm về các AA này và hàm lượng của chúng trong thành phần nguyên liệu xây dựng

nên khẩu phần. Ví dụ: đối với gà con, khẩu phần mà trong đó bột cá là nguồn protein
chính thì trình tự giới hạn của các AA là: Tryptophan, Methionine, Phenylalanine, v.v ;
còn trong khẩu phần ngô - đậu tương thì Methionine lại là AA giới hạn thứ nhất.
2.Công nghệ vi sinh trong bảo quản thức ăn súc
2.1 Nguyên tắc bảo quản thức ăn gia súc
Phương pháp phổ biến để bảo quản cây vụ (và một số sản phẩm phụ) cho chăn nuôi gia súc là
phơi héo và ủ si lô. Việc bảo quản không nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng trong thức ăn mà
nhằm giữ lại những gì có sẵn trong cây vụ vào lúc thu hoạch. Cỏ khô được coi là loại hoa màu
đã đựợc phơi còn khoảng 15% độ ẩm hay còn gọi là cân bằng về độ ẩm. Trong điều kiện đó quá
trình sinh học như nấm mốc hoặc lên men sẽ không xảy ra. ủ si lô có nghĩa là giữ thức ăn tươi
hoặc các sản phẩm phụ trong một hệ thống không cần ô xy và việc bảo quản được thực hiện
bằng quá trình lên men a xít đường. ưu điểm của việc ủ si lô là nó cho phép bảo quản một khối
luợng lớn thức ăn, ít phụ thuộc vào thời tiết, ít hư hao, công việc được thực hiện bằng chủ yếu
bằng máy móc ít nhân công. Nhược điểm của việc ủ si lô là ở chỗ nó đòi hỏi đầu tư thiết bị đắt
tiền, phải có kho chứa thức ăn và phải có người giám sát chặt chẽ trong suốt quá trình vận hành.
Quá trình ủ si lô là sự đồng nhất ở tất cả các khâu từ sau khi thu hoạch cho đến khi cho gia súc
ăn. Bao gồm các bước cơ bản dưới đây:
a/ Nguyên liệu thô
Thành phần hoá học và vi sinh học của cây ảnh hưởng đến chất luợng của quá trình ủ. Hàm
lượng ẩm, lượng cácbon trong nước (WSC), hàm lượng protein, khả năng làm chất đệm (BC) và
yếu tố vi sinh vật là những nhân tố quan trọng. BC được xác định là hàm lượng kiềm cần có để
làm thay đổi độ pH của 1 kg DM từ 4 lên 6. Các cây họ đậu cũng có lượng BC cao (600) so với
cỏ (265) và có hàm lượng WSC ít hơn. Hầu hết lượng BC là do anions tạo ra (80-90%), phần
còn lại là do protein. Trước khi thu hoạch, cây vụ thường có rất nhiều vi khuẩn, chủng loại và số
lượng vi khuẩn khác nhau đối với từng loại cây vụ và thay đổi theo môi trường. Trong quá trình
cắt đoạn thức ăn, số lượng vi khuẩn acid lactic (LAB) thường tăng lên. Theo các thông số nói
trên thì ngô nếu được thu hoạch ở thời điểm thích hợp sẽ là loại cây lý tưởng cho việc ủ si lô với
hàm DM từ 30-40%, ít BC, lượng WSC cao và lượng protein thấp.
b/ Thu hoạch
Thời gian thu hoạch có tính chất quyết định đối với giá trị dinh dưỡng, hàm lượng DM, và quá

trình lên men. Chiều dài thân cây cũng là nhân tố quan trọng (giúp cho bò dễ tiêu hoá và tránh bị
bẩn do đất bám vào). Sau khi thu hoạch, quá trình enzym bắt đầu: hấp thụ kỵ khí và sinh nhiệt.
Việc hấp thụ kỵ khí cao gắn liền với hàm DM thấp, nhiệt độ cao và dẫn đến việc mất dinh
dưỡng. Đồng thời quá trình phân giải protein diễn ra. Mức độ phân giải khác nhau tuỳ thuộc vào
hàm DM, tốc độ PH và loại thức ăn.
c/ Phơi héo
Sau khi phơi héo, cần phải đạt được 30% DM và phải hạn chế tới mức thấp nhất vịêc hấp thụ và
tiêu hao WSC (tới 0.3%/giờ ở nhiệt độ cao và hàm lượng DM thấp). Nếu dưới 30% DM thì sẽ
sinh ra chất phế thừa và làm mất OM (như đường, khoáng chất, protein và NPN) và các vấn đề
về sinh thái (BOD cao hơn 100 lần so với rác thải gia đình). Trong khi phơi héo có đến 50%
lượng protein bị mất do có sự phân giải protein)
d/ Cắt thành đoạn
Chiều dài của đoạn cắt ảnh hưởng đến việc đóng gói bởi vì đoạn càng ngắn thì đóng gói càng
dễ. Chiều dài của đoạn cắt không những phụ thuộc vào loại thức ăn, hàm lượng DM, vị trí nơi
cấy trồng, tốc độ thu hoạch mà còn phụ thuộc vào chế độ cho ăn và lượng thức ăn.
e/ Làm giàu dinh dưỡng
Trong khi cắt thành đoạn có thể bố sung thêm chất phụ gia như hoá chất hay thuốc phòng dịch.
f/ Vận chuyển và chất vào thùng chứa
Bởi vì nguyên liệu khi đưa vào là ở dạng ướt và cồng kềnh (tuỳ thuộc vào chiều dài đoạn cắt)
cho nên chi phí cho 1 kg DM là cao, đôi khi chiếm 15% tổng chi phí. Việc đưa vào thùng chứa
phải thực hiện càng nhanh càng tốt để hạn chế tối đa quá trình hiếu khí. Vì vậy các công đoạn
như thu hoạch, cắt đoạn, vận chuyển, đưa vào thùng chứa và đóng gói phải phối hợp chặt chẽ
với nhau. Trong quá trình đó có thể bổ sung thêm chất phụ gia cứng. KHÔNG CHO PHéP sử
dụng chất phụ gia thay cho vịệc quản lý quá trình ủ si lô. Chỉ được dùng chất phụ gia khi chất
phụ gia đó giúp cho việc giảm bớt hao hư DM, nâng cao chất lượng ủ, cải thiện chế độ ăn cho
gia súc và tăng thu nhập.
g/ Đóng gói
Trong hầm ủ thức ăn, không khí giữa các phân tử thức ăn được loại ra ngoài bằng bánh đẩy.
Khoảng cách lý tuởng giữa các lớp thức ăn là 30-50 cm, vì vậy việc đóng gói phải được thực
hiện liên tục trong quá trình nạp thức ăn. Khi thức ăn được chuyển vào trong hầm ủ thì quá trình

lên men hiếu khí bắt đầu, chủ yếu là hấp thụ và phân giải protein bằng máy tạo enzyme, hiếu khí
và các vi sinh vật ngẫu nhiên (như MO, nấm, men và vi khuẩn). Bởi vì đường là tiền chất chính
trong vi khuẩn LAB trong quá trình hiếu khí, việc mất đường trong công đoạn này là quan trọng
và cần phải hạn chế tới mức tối đa. Nhiệt quá cao cũng có thể gây hại cho các chất protein có
sẵn (Millard). Lên men kỵ khí và tăng tế bào LAB bắt đầu sau khi nồng độ oxy thấp do quá trình
hấp thu và/hoặc tiếp xúc với không khí bên ngoài. MO hiếu khí là LAB (phân tử tốt nhất), men
vi khuẩn, men và chủng men.
Ngoài acid lactic, việc lên men dị thể LAB cũng tạo ra ethanol và acid acetic, trong khi lên men
đồng thể LAB (số lượng như mong muốn) chỉ tạo ra acid lactic (acid mạnh như mong muốn) ít
hư hao DM và năng lượng, độ pH thấp và giảm khả năng phân giải protein, tăng tế bào men vi
khuẩn và chủng men. Chủng men hoạt động mạnh trong môi trường có độ ẩm cao và tốc độ acid
hoá trong khi ủ thấp. Cả hai nhóm này ảnh hưởng xấu đến chất lượng ủ.
h/ Đóng kín
Cả hai đầu hồi tường xi măng và lớp trên cùng là các vị trí quan trọng. Tường phải được bảo vệ
chống acid bằng một lớp nhựa đường. Trên bề mặt được phủ bằng lớp polyethylene màu đen
dày 0.15 - 0.39mm gài vào hai đầu và được níu chặt với phía trên cùng bằng lớp nhựa với kim
loại nặng để giữ cho không khí không lọt vào. Sau khi đậy chặt, hàm LAB tăng, luơng pH giảm,
nguyên liệu ủ si lô đã ổn định. Nếu được đóng gói và đậy cẩn thận và hạn chế không để ô xy lọt
vào thì sẽ ít có sự thay đổi về sinh học và hư hao do khả năng lên men thứ cấp thấp.
k/ Lấy thức ăn ra
Tỷ lệ hư hao trong khi lấy thức ăn ra khỏi si lô lên tới 20% DM. Vì vậy cần phải hạn chế việc
rút tấm polyethylene và tránh không để hầm ủ bị rung lắc sao cho ô xy không lọt được vào và
ngăn cản sự lên men kỵ khí như men, nấm mốc và vi khuẩn. Ngoài việc làm mất chất dinh
dưỡng, các chất độc do vi khuẩn tiết ra do nấm mốc có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ của gia súc
và việc sinh ra nhiệt có thể làm mất protein. Việc tăng cường các yếu tố tiêu cực này phụ thuộc
rất nhiều vào các vi sinh vật kỵ khí trong hầm ủ; tăng cường tiếp xúc với ô xy trước và trong khi
ăn; các chất làm ổn định quá trình ủ như độ pH, acid lactic, VFA, hàm lượng đường thải ra),
nhiệt độ xung quanh (phù hợp với tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật).
2.2. Bảo quản thức ăn bằng phương pháp chiếu xạ
Thực phẩm được bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ là thực phẩm đã được chiếu xạ

bằng các nguồn có hoạt tính phóng xạ để bảo quản và ngăn ngừa sự biến chất của thực
phẩm.
Chiếu xạ thực phẩm có tác dụng gì?
Chiếu xạ là phương pháp mới có tính năng kỹ thuật cao, có nhiều ưu điểm hơn so với
phương pháp khử trùng cổ điển bằng nhiệt hoặc hoá chất, được ứng dụng ngày càng phổ
biến trong ngành công nghiệp thực phẩm và dụng cụ y tế. Hiện nay, ở nước ta có Trung
tâm chiếu xạ - Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam (ở phía Bắc) và Trung tâm Nghiên
cứu và triển khai công nghệ bức xạ (ở phía Nam) thực hiện việc chiếu xạ thực phẩm. Tại
Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ bức xạ mỗi năm có khoảng 5.000 tấn
thực phẩm và 2.000 mét khối dụng cụ y tế các loại đã được đưa vào để chiếu phóng xạ
với liều lượng cho phép để diệt khuẩn. Thực chất phương pháp khử trùng bằng tia gama
là chiếu tia phóng xạ với lưu lượng cho phép để diệt khuẩn. Đối với các lô hàng thực
phẩm xuất khẩu, kỹ thuật đông lạnh chỉ mới kìm hãm được sự sinh trưởng các vi sinh vật
nhiễm trong thực phẩm, tuy nhiên nếu đưa vào chiếu xạ các vi sinh vật sẽ bất hoạt. Việc
chiếu xạ rất đơn giản, không cần tháo bỏ bao gói, việc chiếu xạ không độc, không làm
tan băng đối với thực phẩm đông lạnh và không làm giảm giá trị dinh dưỡng.
Hiện nay trên thế giới, 37 quốc gia đã có luật cho phép chiếu xạ thực phẩm và có hơn 30
nhà máy chiếu xạ thực phẩm đã được xây dựng. ở Mỹ cho đến nay Cục quản lý thực
phẩm và thuốc của Mỹ đã cấp phép cho các loại thực phẩm: Lúa mì, bột mì, khoai tây,
thịt lợn, hoa quả, rau, gia vị, gia cầm, thức ăn gia súc, thịt đỏ, trứng, sò. Đối với thực
phẩm đã chế biến và hải sản đang được xem xét để cấp phép.
Trong hoàn cảnh hiện nay, để phát triển sản xuất, kinh doanh, xuất nhập khẩu sản phẩm
thực phẩm chiếu xạ, đảm bảo sức khoẻ người tiêu dùng, đảm bảo uy tín cho nhà sản xuất
và để có căn cứ pháp lý cho việc kiểm tra và quản lý sản phẩm thực phẩm chiếu xạ, mặt
khác, để đảm bảo lợi ích cho doanh nghiệp, tránh tình trạng độc quyền trong các ngành
nghề kinh doanh mà Nhà nước không cấm, đồng thời tranh thủ kỹ thuật, công nghệ hiện
đại của thế giới đi đôi với lợi ích của quốc gia, cần xây dựng và áp dụng các tiêu chuẩn
liên quan đến thực phẩm chiếu xạ, trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩn tương ứng của Tổ
chức Quốc tế về Tiêu chuẩn Thực phẩm (CODEX).
Những loại thực phẩm nào được phép bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ?

Pháp lệnh Vệ sinh an toàn Thực phẩm đã qui định Bộ Y tế ban hành Danh mục thực
phẩm được bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ.
Hội đồng chuyên gia của FAO/IAEA/WHO đã đưa ra một số ví dụ về các điều kiện công
nghệ đối với việc chiếu xạ một số loại thực phẩm như sau:
- Thịt gà: Được chiếu xạ nhằm kéo dài thời gian bảo quản và giảm số lượng các vi sinh
vật gây bệnh như salmonella từ thịt gà đã moi bỏ ruột với liều chiếu xạ trung bình đến 7
kg.
- Cá và sản phẩm cá: Để hạn chế nhiễm côn trùng của cá khô trong quá trình bảo quản
với liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy, để giảm vi sinh vật tạp nhiễm và vi sinh vật gây
bệnh trong cá và các sản phẩm cá bao gói sẵn hoặc chưa bao gói sẵn với liều chiếu xạ
trung bình đến 2,2 kGy.
- Hạt ca cao: Để hạn chế nhiễm côn trùng trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ
trung bình đến 1 kGy và giảm vi sinh vật trên các hạt đã lên men có xử lý nhiệt hoặc
không xử lý nhiệt với liều chiếu xạ trung bình đến 5 kGy.
- Quả xoài, đu đủ: Để hạn chế nhiễm côn trùng, tăng chất lượng bảo quản do làm chậm
quá trình chín của quả, giảm vi sinh vật trên quả bằng kết hợp chiếu xạ và xử lý nhiệt với
liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy.
- Khoai tây: để ức chế sự mọc mầm trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ trung bình
đến 0,5 kGy.
- Gạo: để hạn chế nhiễm côn trùng trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ trung bình
đến 1 kGy
- Gia vị, hành củ khô, tỏi khô: để hạn chế nhiễm côn trùng với liều chiếu xạ trung bình
đến 1 kGy, giảm vi sinh vật tạp nhiễu và vi sinh vật gây bệnh với liều chiếu xạ trung
bình đến 10 kGy.
Thiết bị chiếu xạ thực phẩm được vận hành như thế nào?
Thiết bị chiếu xạ hiện dùng để chiếu xạ thực phẩm thường sử dụng nguồn đồng vị phóng
xạ (60
Co
hoặc 137
Cs

) hoặc tia X và các electron được phát ra từ máy phát. Thiết bị chiếu
xạ có thể là loại vận hành theo chế độ “xử lý liên tục” hoặc loại “xử lý theo mẻ”. Việc
kiểm soát quá trình chiếu xạ thực phẩm tại tất cả các loại thiết bị gắn liền với việc sử
dụng các phương pháp được chấp nhận để đo liều xạ hấp thụ và các phương pháp dùng
để giám sát các thông số vật lý của quá trình này. Việc vận hành các thiết bị chiếu xạ
thực phẩm phải tuân theo các khuyến nghị của CODEX về vệ sinh thực phẩm.
Các đồng vị phóng xạ được sử dụng để chiếu xạ thực phẩm phát ra các photon có năng
lượng đặc trưng. Chất đồng vị được sử dụng làm nguồn phóng xạ hoàn toàn quyết định
khả năng đâm xuyên của bức xạ phát ra. Hoạt động của nguồn được đo bằng đơn vị
becquerel (Bq) và phải được nhà cung cấp nguồn công bố. Hoạt động của nguồn phải
được ghi đầy đủ và lưu giữ lại, có tính đến sự tự nhân ra của nguồn kèm theo ngày đo và
tính kết quả. Các nguồn phóng xạ thường xuyên được bảo quản ở khu vực riêng biệt,
được che chắn, bảo vệ an toàn và có tín hiệu báo chính xác vị trí hoạt động và bảo quản
an toàn nguồn phóng xạ và được nối liên động với hệ thống vận chuyển sản phẩm.
Nguồn bức xạ được sử dụng có thể là chùm electron hoặc chùm tia X được phát ra từ các
máy phát thích hợp. Khả năng xuyên sâu của bức xạ được quy định bởi năng lượng của
electron. Năng lượng trung bình chùm tia được ghi lại đầy đủ, có chỉ dẫn rõ ràng về việc
thiết lập chính xác các thông số của máy. Các thông số này nối liền với nguồn và hệ
thống vận chuyển sản phẩm. Tốc độ dịch chuyển của sản phẩm, độ rộng chiếu tia, tốc độ
quét và tần số xung của chùm tia được điều chỉnh đảm bảo đồng đều liều xạ trên toàn bộ
bề mặt sản phẩm. Trước khi chiếu xạ thực phẩm thường tiến hành một số phép đo lường
để kiểm chứng quy trình chiếu xạ sao cho đáp ứng yêu cầu. Hàng ngày, việc đo liều
được thực hiện trong suốt quá trình vận hành chiếu xạ và được lưu lại.
Mọi quốc gia đều có những yêu cầu khác nhau về thực phẩm chiếu xạ. Khi xuất khẩu
thực phẩm sang các nước, cần tìm hiểu tiêu chuẩn thực phẩm và quy định kỹ thuật của
các nước nhập khẩu đối với thực phẩm chiếu xạ, cần phải biết rõ những loại thực phẩm
có được phép sử dụng công nghệ chiếu xạ để bảo quản thực phẩm và liều chiếu xạ trung
bình đối với mỗi loại thực phẩm là bao nhiêu.
3. Vi sinh vật trong chế biến thức ăn gia súc
3.1 Tác dụng của thức ăn lên men

Lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó chất hữu cơ bị biến đổi dưới tác dụng của các
men (enzyme) vi sinh vật. Các vi sinh vật thường được sử dụng để lên men là vi khuẩn,
nấm men, nấm mốc.

Lợi ích của thực phẩm lên men
Tăng khả năng tiêu hóa hấp thụ: Dưới tác dụng của men vi sinh vật, gluxit dạng phức hợp
được cắt nhỏ thành các đường mạch ngắn, chất đạm được cắt nhỏ thành các axit amin dễ
tiêu hóa hấp thụ. Lactose là đường chỉ có trong sữa, để tiêu hóa đường sữa cần men
lactaza, nhưng men này lại thường thiếu hụt ở người lớn và người ít sử dụng sữa, tạo ra
tình trạng rối loạn tiêu hóa sau khi uống sữa. Khi làm sữa chua, 70% đường lactose đã bị
lên men và chuyển thành axit lactic, nên ăn sữa chua dễ dung nạp hơn. Trong môi trường
axit của thực phẩm lên men, các khoáng chất như canxi, kẽm, tăng khả năng hòa tan giúp
dễ dàng hấp thụ hơn.
Tăng sức đề kháng: Thực phẩm lên men còn là nguồn cung cấp vi khuẩn lactic - loại vi
khuẩn có lợi trong đường ruột. Theo quy luật sinh tồn, vi khuẩn lactic bám vào niêm mạc
đường tiêu hóa, cạnh tranh chỗ bám làm kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh
như Ecoli, Salmonella (gây tiêu chảy), vi khuẩn Pylori (gây viêm loét dạ dày) và nấm
Candida. Quá trình lên men còn tạo ra các chất kháng thể, chất kháng sinh ức chế vi
khuẩn có hại.
Tạo ra chất dinh dưỡng: Quá trình lên men làm tăng hàm lượng một số vitamin. Sữa lên
men thường giàu vitamin nhóm B. Nhờ các men, chất đạm được cắt nhỏ thành các axit
amin được hấp thu trực tiếp và dễ dàng. Các thực phẩm giàu đạm lên men là nguồn cung
cấp các axit amin như nước mắm, tương, chao, phô-mai.
Loại trừ vi khuẩn có hại và các độc tố: Quá trình lên men có thể phân hủy các độc tố có
trong thực phẩm như cyanogenic glucosid có trong khoai mì, măng hay mycotoxin trong
Dưa cà muối chưa đạt độ chua có thể
còn vi khuẩn gây bệnh, ký sinh trùng
gây nhiễm trùng - Ảnh: K.Vy
hạt ngũ cốc. Nếu sử dụng những thực phẩm này mà chưa qua chế biến hoặc chế biến
không đúng cách thì cyamid sẽ giải phóng vào trong cơ thể và gây ngộ độc. Việc muối

chua những loại thực phẩm này giúp loại bỏ được 90-95% cyanogenic glucoside trong
vòng 3 ngày. Cụ thể: lượng cyanogen glucoside trong măng tươi ngâm chua là 2,2
mg/100g trong khi măng tươi chưa luộc là 32-38 mg/100g.
Lên men lactic làm tăng nồng độ pH đã ức chế các vi khuẩn gây thối, các vi khuẩn có hại
và ký sinh trùng
3.2 Lên men thức ăn giàu bột đường
Thức ăn cung cấp chất bột (đường)
Ngũ cốc: Các loại ngũ cốc (gạo, ngô, bột, mỳ, kê, miến…) thường được dùng làm thức
ăn cơ bản ở các nước đang phát triển. Ngũ cốc khô chứa 70% chất bột trở lên, ngoài ra
ngũ cốc còn chứa một phần chất đạm.
a. Gạo: Chất lượng protít của gạo là tốt hơn cả rồi đến bột mỳ và cuối cùng là ngô. Lớp
ngoài cùng của hạt và mầm hạt gạo đều chứa các chất dinh dưỡng quý như đạm, mỡ,
canxi và vitamin nhóm B. Không nên xay xát gạo trắng quá làm mất chất dinh dưỡng.
Khi nấu cơm cũng làm mất vitamin B1, vì vậy không nên vo gạo kỹ quá, tra gạo vào nồi
khi nước đã sôi. Ðậy vung khi thổi cơm.
Lưu ý: Bảo quản gạo, ngô, khoai, sắn ở nơi khô ráo tránh bị mốc, khi thực phẩm bị mốc
cần bỏ không dùng vì mốc sẽ tạo độc tố có hại cho sức khoẻ.
b. Bánh mỳ: Chất lượng bánh mỳ phụ thuộc vào độ chua, độ ẩm và xốp. Bánh xốp, vỏ
mềm dễ tiêu hoá. Ðộ chua và ðộ ẩm cao làm giảm chất lượng bánh.
Bánh sau khi sản xuất cần bảo quản khô sạch trong khi vận chuyển và tiêu thụ. Bị ẩm,
bánh dễ bị mốc và lên men. Không được ăn bánh đã bị mốc hoặc bị nhiễm khuẩn.
c. Khoai, sắn: Hàm lượng chất bột trong khoai sắn tươi chỉ bằng 1/3 hàm lượng chất bột
trong ngũ cốc. Hàm lượng chất đạm trong khoai sắn cũng ít nên ăn khoai, sắn nhiều cần
phải ăn thêm chất đạm nhất là đối với trẻ em để phòng suy dinh dưỡng.
Chú ý: Không ăn khoai tây đã mọc mầm vì chứa chất độc có thể gây chết người. Sắn tươi
có chứa chất độc nên không được ăn sắn tươi sống, có thể gây chết người. Khi ăn sắn
tươi cần bóc vỏ, ngâm nước 12-24 giờ trước khi luộc, luộc xong cần mở vung cho bay hết
hơi để loại chất độc.
3.3 Lên men thức ăn giàu protein
Protein vi sinh vật

Cơ thể người và động vật thường xuyên đòi hỏi các chất dinh dưỡng để duy trì sự sống , tăng
cường sinh trưởng và phát triển .Trong thành phần thức ăn protein chiếm vai trò quan trọng nhất
,nếu thiếu sẽ dẫn đến các bệnh hiểm nghèo .Trẻ em mắc bệnh Kwashiokor do thiếu protein bị
còi cọc, kém phát triển trí tuệ .Thiếu protein thì protein từ gan, máu và chất nhày niêm mạc
được huy động để bù đắp .Do đó thiếu protein lâu dài sẽ dẫn đến suy gan ,giảm sức đề kháng
của cơ thể .Theo WHO mỗi ngày có đến 10.000 người chết vì các bệnh có liên quan đến việc
thiếu protein .
Nguồn cung cấp protein chủ yếu hiện nay là từ các sản phẩm của ngành trồng trọt và chăn
nuôi .Tuy nhiên việc thâm canh và mở rộng diện tích đất canh tác bị hạn chế do thoái hoá giống
cây trồng và do dân số tăng nhanh .
Đối với ngành chăn nuôi, để vật nuôi đạt năng suất cao cần có các loại thức ăn hỗn hợp chứa tỉ
lệ cao protein (bột ngũ cốc, bột xương, bánh dầu, cám ) trong khi vật nuôi chỉ hoàn lại từ 15-
25% lượng protein ở dạng thịt và khoảng 30% ở dạng sữa .
Các hải sản cũng là nguồn cung cấp protein phong phú .Nhưng có đến 90% diện tích đại dương
là các "sa mạc sinh học" , con người rất khó tìm được hải sản thực phẩm ở các vùng biển này
.Phần biển còn lại ở các thềm lục địa đang bị khai thác tối đa và bị ô nhiễm do tàu bè qua lại và
do các ngành công nghiệp ven biển .
Hiện nay để giải quyết vấn đề thiếu hụt protein người ta chú ý nhiều đến con đường sinh tổng
hợp protein nhờ vi sinh vật . Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng sinh
trưởng nhanh của vi sinh vật và sự phong phú về thành phần acid amin trong tế bào của chúng
để làm nguồn cung cấp protein cho gia súc và tương lai là cung cấp thực phẩm cho người .
Sản xuất protein từ vi sinh vật có một số ưu điểm sau :
1/ Không như các loại cây trồng , ta có thể thu toàn bộ sinh khối vi sinh vật một cách đơn giản
và dễ dàng .
2/ Trồng trọt và chăn nuôi chiếm diện tích lớn trong khi nuôi cấy vi sinh vật chỉ cần một không
gian nhỏ .
3/ Tốc độ sinh trưởng và sinh tổng hợp protein của vi sinh vật rất cao , có thể cao hơn từ 100-
10.000 lần so với bò .
Ví dụ :
Để có 1 tấn protein cần phải trồng 4 hecta đậu tương trong 4 tháng ,hoặc nuôi 40 con bò trong

15-18 tháng trong khi chi cần nuôi vi sinh vật trong nồi lên men có dung tích 300m3 trong 24
giờ .
4/ Nuôi cấy vi sinh vật không phụ thuộc vào thời tiết hay khí hậu .Các điều kiện nuôi cấy vi sinh
vật được kiểm soát chặt chẽ .
5/ Nguyên liệu nuôi vi sinh vật rẻ tiền và dễ tìm .
Các nhóm vi sinh vật dùng trong sản xuất protein :
1-Tảo đơn bào và đa bào :
Trong tự nhiên có nhiều loài tảo chứa hàm lượng protein cao nhưng không dùng làm thực phẩm
được do chứa độc tố .Chỉ có một số loài ăn được như Spirulina maxima, Nostoc commune,
Nematonostoc elagelliforme, Chlorella .Từ năm 1967, Sosa Texcoco đã là cơ sở sản xuất công
nghiệp tảo Spirulina đầu tiên trên thế giới . Hiện nay Mehico,Angeri, Iran, Chile cũng sản xuất
tảo này ở các qui mô khác nhau .
Tảo có giá trị dinh duỡng rất cao và được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực thực phẩm, y dược,
chăn nuôi
Tảo chứa nhiều protein và vitamin .Hàm lượng protein của tảo từ 40-55% (Spirulina chứa đến
70% ) và hàm lượng acid amin không thay thế rất cao .Tảo còn chứa nhiều vitamin A, vitamin
nhóm B, C, K, acid nicotinic , biotin…Spirulina còn chứa nhiều xantophyl giúp thịt gia cầm
ngon hơn và lòng đỏ trứng tươi hơn .
2-Nấm men và vi khuẩn :
Trong các nguồn protein sản xuất từ con đường vi sinh vật ,nấm men là đối tượng được nghiên
cứu sớm nhất và được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước .
Năm 1968 Liên Xô là nước đầu tiên xây dựng nhà máy sản xuất nấm men từ parafin dầu hoả .
Sau đó Anh, Pháp, Nhật đã tiến nhanh trong lĩnh vực sử dụng nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ
tiền này để thu protein từ nấm men .
Nấm men chứa hầu hết các chất cần thiết cho sự sống :protein, glucid, lipid, enzyme, chất
khoáng Chúng có khả năng tăng sinh khối nhanh và có đặc điểm sinh lí dễ phù hợp với điều
kiện sản xuất công nghiệp .
Nấm men rất giàu protein (40-60%) và vitamin, đặc biệt là các vitamin nhóm B .Các protein này
có nguồn gốc gần với protein động vật và chứa đủ các acid amin không thay thế .
Các giống nấm men được dùng làm thực phẩm cho người và gia súc là :

Endomyces vernalis, Hensenula suaveolens, Saccharomyces cerevisae, Candida arbores, C.
tropicalis, Mycotorula lipolytica, M. japonica, Torulopsis pulcherima, T. utilis, Monila candia,
Oilium lactis.
3-Xạ khuẩn và nấm mốc :
Người ta ít dùng xạ khuẩn và nấm mốc do giá trị dinh dưỡng của chúng kém hơn vi khuẩn ,nấm
men và kĩ thuật nuôi cấy phức tạp .
Nấm mốc chứa 30-60% protein và nhiều vitamin nhóm B .
Thức ăn nhân tạo từ protein vi sinh vật
Để sử dụng sinh khối protein của vi sinh vật làm thức ăn nhân tạo trước tiên cần loại bỏ các tạp
chất từ môi trường nuôi cấy , tách và tinh chất các cấu tử có giá tri_hỗn hợp các acid amin .Sau
đó bổ sung một vài nhân tố để làm tăng giá trị sinh học của sản phẩm .
Việc tạo thức ăn nhân tạo từ các nguyên liệu vi sinh vật bao gồm việc tạo cho chúng có các cấu
trúc cần thiết và các tính chất về màu sắc, mùi vị phù hợp như thực phẩm thật , đồng thời phải
ổn định dạng của chúng trong quá trình chế biến . Đây là một công việc cực kì phức tạp đòi hỏi
các hiểu biết về hoá lý và công nghệ cao phân tử . Do đó phải mất một thời gian dài nữa các
thực phẩm nhân tạo từ vi sinh vật mới có thể góp phần mạnh mẽ vào cuộc chiến đẩy lùi nạn đói
protein trên thế giới .
Trước mắt , protein vi sinh vật được sản xuất ở dạng dung dịch hoặc bột trắng không mùi vị trộn
vào thức ăn không cấu trúc như bột dinh dưỡng cho trẻ em, bột mì, mì sợi, súp, patê, giò,
chả Đối với nấm men có thể sản xuất dịch tự phân nấm men làm nước chấm có mùi vị thơm
ngon và giá trị dinh dưỡng cao . Bên cạnh đó là việc sản xuất protein vi sinh vật dạng thô làm
thức ăn cho vật nuôi làm tăng năng suất thịt, trứng sữa