Nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn lactic phân lập từ bột lúa mạch lên men

MỤC LỤC
2.1.1. Phân loại vi khuẩn lactic 7
2.1.1.1. Theo Orla-Jensen (1919) [2] 8
2.1.1.2. Phân loại theo hình dạng tế bào [2] 8
2.1.1.3. Phân loại theo cách thức lên men [9] 8
2.1.1.4. Phân loại dựa vào nhiệt độ 9
2.1.2. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi khuẩn lactic 9
2.1.1.1. Đặc điểm sinh lý 9
2.1.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ đường 11
2.1.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 11
2.1.4. Một số ứng dụng của vi khuẩn lactic 12
2.1.4.1. Trong công nghệ thực phẩm 12
2.1.4.2. Trong công nghiệp 12
2.1.4.3. Trong nông nghiệp và môi trường 13
2.1.4.4. Trong y học 13
2.1.4.5. Trong mỹ phẩm 13
2.1.4.6. Trong chăn nuôi thú y 13
PHẦN 3 27
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
3.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 27
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 27
3.3. Hóa chất và thiết bị sử dụng 27
3.3.1. Hóa chất 27
Bảng 3.1. Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 27
3.3.2. Thiết bị sử dụng 28
Bảng 3.2. Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm 28
3.6. Phương pháp sử lý số liệu 32
4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện nuôi cấy đến sự sinh tổng hợp
bacteriocin 34
4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến sự sinh tổng hợp bacteriocin 34
Hình 4.4. Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ NaCl tới sinh tổng hợp bacteriocin của BL1 40

1
Kết quả trong bảng 4.5 và biểu đồ 4.4 cho thấy NaCl ảnh hưởng tới khả năng sinh trưởng
và tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn BL1. Ở nồng độ 0,5%, vi khuẩn BL1 phát triển tốt
nhất OD610 = 1,8 tuy nhiên khả năng ức chế vi khuẩn chỉ thị không phải là tốt nhất kích
thước vòng kháng khuẩn đạt 9 – 16 mm , ở nồng độ 1% thì sự phát triển không phải là tốt
nhất OD610 = 1,5 nhưng khả năng ức chế các vi khuẩn chỉ thị lại cao kích thước vòng
kháng khuẩn đạt 9 – 18 mm. Khả năng kháng khuẩn và sinh trưởng của chủng BL1 giảm
mạnh nếu không bổ sung NaCl vào môi trường, còn khi tăng nồng độ NaCl lên 1,5% thì sự
sinh tổng hợp bacteriocin và sự sinh trưởng giảm OD610 = 0,9 kích thước vòng kháng
khuẩn là 9 – 18 mm 40
Vì vậy nồng độ NaCl thích hợp cho sự sinh tổng hợp bacteriocin là 1% 40
PHẦN 5 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41
5.1. Kết luận 41
2
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu Error: Reference source not
found
Bảng 3.2. Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm . . Error: Reference source not found
Bảng 4.1. Hoạt tính kháng khuẩn của các chủng vi khuẩn Lactic 29
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến sự sinh tổng hợp bacteriocin
của vi khuẩn BL1 30
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng tổng hợp bacteriocin của vi
khuẩn BL1 31
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh tổng hợp bacteriocin 32
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của NaCl tới khả năng sinh tổng hợp bacteriocin của vi
khuẩn BL1 34
3
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Cấu trúc của Nisin Z Error: Reference source not found

Hình 2.2: Cấu trúc Sakacin P Error: Reference source not found
Hình 3.1: Phương pháp cấy khảo sát khả năng kháng vi khuẩn chỉ thị Error:
Reference source not found
Hình 4.1. Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy tới khả năng sinh
bacteriocin của vi khuẩn BL1 30
Hình 4.2. Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng sinh tổng hợp
bacteriocin của vi khuẩn BL1 31
Hình 4.3. Biểu đồ ảnh hưởng pH tới khả năng sinh bacteriocin của vi khuẩn
BL1 33
Hình 4.4. Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ NaCl tới sinh tổng hợp bacteriocin của
BL1 34

4
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong cuộc sống hằng ngày chúng ta thì vi khuẩn lactic được sử dụng
nhiều trong thực phẩm lên men hằng ngày như dưa muối, cà muối, lên men
rượu, sữa chua, nem chua, pho mai, bia [3]. Nó có vai trò quan trọng trong
đời sống như tăng cường miễn dịch, ức chế các vi sinh vật có hại, bổ sung các
vi sinh vật có lợi, tác dụng kháng khuẩn Và gần đây có nhiều nghiên cứu đã
chứng minh rằng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp bacteriocin.
Bacteriocin là chất kháng khuẩn có bản chất là protein được tổng hợp ở
riboxom từ các chuỗi peptit hoặc protein ở cả vi khuẩn Gram âm và vi khuẩn
Gram dương [20]. Nó có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn do sự tạo thành các
kênh làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, nhiều loại bacteriocin còn có
khả năng phân giải DNA, RNA và tấn công vào peptidoglycan làm suy yếu
thành tế bào của vi khuẩn gây hại [29]. Vì vậy bacteriocin có rất nhiều ứng
dụng, trong mỹ phẩm, xử lí môi trường, chế biến thức ăn chăn nuôi, trong y
học và trong công nghệ thực phẩm [22].

Trong y dược, bacteriocin còn được ứng dụng như một chế phẩm sinh
học để điều trị một số bệnh như viêm đường tiết niệu, hay nhiễm trùng đường
tiêu hoá và còn sử dụng trong điều trị kháng sinh đồ[30] Trong ngành mỹ
phẩm, bacteriocin được sử dụng trong thành phần của một số loại mỹ phẩm
chăm sóc da vì có tính diệt khuẩn và giữ ẩm.Trong công nghệ thực phẩm,
bacteriocin được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong chế biến và bảo quản
một số loại thực phẩm như phomat, xúc xích, sữa chua, một số loại sản phẩm
thịt, rau quả đóng hộp [26]
Ở Việt Nam hiện nay có nhiều nghiên cứu về sinh tổng hợp bacteriocin
từ nem chua, sữa chua, dưa chua Trong bài này tôi “Nghiên cứu khả năng
sinh tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn lactic phân lập từ bột lúa mạch lên
men”.
5
1.2. Mục đích của đề tài
Đánh giá được khả năng kháng các vi khuẩn chỉ thị của vi khuẩn lactic
phân lập từ đồ uống lên men Boza và xác định ảnh hưởng của các điều kiện
lên men đến sự tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn.
1.3. Mục tiêu của đề tài
Khảo sát được khả năng kháng vi khuẩn chỉ thị (Escherichia coli,
Staphylococcus aureus, Salmonella, Bacillus cereus) của các vi khuẩn lactic
phân lập từ Boza.
Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện lên men tới quá trình tổng hợp
bacteriocin: thời gian lên men, pH, nhiệt độ, nồng độ NaCl.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Xác định được khả năng kháng các vi khuẩn độc hại và ảnh hưởng của
điều kiện nuôi cấy tới khả năng hình thành bacteriocin của vi khuẩn lactic từ
Boza, làm cơ sở để có những nghiên cứu tiếp theo về chủng loại bacteriocin
và ứng dụng trong thực tế.
Đề tài giúp sinh viên có thêm kinh nghiệm, kiến thức bổ ích và tiếp cận với

công tác nghiên cứu khoa học để phục vụ cho nghiên cứu và công tác sau này.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Là cơ sở để nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn đã phân lập trong sản xuất
bacteriocin ứng dụng trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm.
Khẳng định vai trò có lợi của đồ uống lên men Boza đối với con người.
6
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic thuộc nhóm vi khuẩn Gram dương, không sinh bào tử,
hình que hoặc hình cầu, có khả năng lên men đường thành acid lactic. Khuẩn
lạc của vi khẩn lactic tròn nhỏ, trong bóng, màu trắng đục hoặc màu vàng
kem hoặc đôi khi khuẩn lạc có kính thước to, tròn lồi trắng đục. Đặc biệt
khuẩn lạc có thể tỏa ra mùi chua của acid. Nhóm vi khuẩn lactic được xếp
chung vào họ Lactobacteriacae thuộc bộ Eubacteriales [2]. Chúng trao đổi
chất và phần lớn sản phẩm cuối của quá trình lên men cacbonhydrat là axit
lactic [1].
Theo Nguyễn Thành Đạt (2007) tất cả những vi sinh vật lactic đều có
các đặc điểm sau:
Đó là những vi khuẩn Gram dương, không di động, không sinh bào tử,
có hoạt tính catalaza, oxydaza, nitratoreductaza âm tính.
Tổng hợp nhiều hợp chất cần thiết cho sự sống nhưng rất yếu, cho nên
chúng là những vi sinh vật đa khuyết dưỡng đối với nhiều axit amin, nhiều
bazơ nucleic, nhiều vitamin… Không có khả năng tổng hợp nhân hem của các
porphyrine, bình thường chúng không có cytochrome.
Chúng là những vi khuẩn kị khí tùy tiện, vi hiếu khí, là loại có khả
năng lên men hiếu khí cũng như lên men kị khí. Có khả năng chống chịu tốt
trong môi trường acid.
Vi khuẩn lactic phân bố tương đối rộng trong tự nhiên, đặc biệt trong
các sản phẩm lên men. Vi khuẩn lactic có thể tồn tại trong đất, trong nước,

trên bề mặt thực vật, trong các sản phẩm lên men (sữa chua, format,…), các
sản phẩm rau muối chua, trong đường tiêu hóa của người và động vật, trong
các sản phẩm thịt [2,8].
2.1.1. Phân loại vi khuẩn lactic
7
Nhóm vi khuẩn lactic rất đa dạng gồm nhiều giống khác nhau. Để phân
loại người ta dựa vào nhiều tiêu chí khác nhau, căn cứ vào đặc điểm hình thái,
phương thức lên men, khả năng phát triển ở các nhiệt độ khác nhau, khả năng
chịu muối, chịu axit hay chịu kiềm.
2.1.1.1. Theo Orla-Jensen (1919) [2]
Chia làm 4 loài chính:
Lactobacillus.
Leuconostoc.
Pediococcus.
Streptococcus.
Ngày nay người ta mới bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic những vi
khuẩn Bifidobacterium (Kandler và Welss, 1986).
2.1.1.2. Phân loại theo hình dạng tế bào [2]
Hình que: Lactobacillus, Carnobacterium.
Hình cầu: Streptococcus, Leuconotoc, Pedicoccus.
Ngoại lệ: Weissella (có cả hình cầu và que), Bifidobacterium.
Phân chia vuông góc nhau trên một mặt phẳng tạo hình tứ cầu
(Aerococcus, Tetragenococcus, Pediococcus).
Hình dạng và sự sắp xếp tế bào có thể thay đổi tùy thuộc vào thành
phần môi trường, điều kiện nuôi cấy, sự có mặt của oxy
2.1.1.3. Phân loại theo cách thức lên men [9]
Lên men đồng hình (homofermentative): Khi lượng axit lactic tạo ra
chủ yếu 85 – 90%. Vi khuẩn lên men lactic đồng hình có enzyme aldolaza
nhưng không có enzyme phosphoketolaza. Nhóm vi khuẩn này gồm các
cầu khuẩn Streptococcus lactic như là Streptococcus cremoris, các trực

khuẩn Lactobacterium acidophilum, Lactobacterium helveticum,
Lactobacterium bulgaricus.
8
Lên men dị hình (heterofermentative): Khi lượng axit lactic lên men
chiếm tỉ lệ thấp khoảng 50%, các axit hữu cơ khác như axit acetic, axit
formic… và CO
2
. Nhóm vi khuẩn lactic này không có enzyme aldolaza nhưng
lại có enzyme phosphoketolaza. Ví dụ: Leuconostoc, Oenococcus, Weissella,
một số Lactobacillus.
2.1.1.4. Phân loại dựa vào nhiệt độ
Chia làm 3 loại [10,11]:
Ưa lạnh: 0 – 27
o
C
Ưa ấm: 5 – 45
o
C
Ưa nhiệt: 20 – 60
o
C
Ngoài ra còn có thể phân loại vi khuẩn lactic theo một số đặc điểm sau [5]:
Khả năng chịu muối.
Khả năng sinh tổng hợp các đồng phân khác nhau của axit lactic.
Phân loại dựa vào tỷ lệ phần trăm của các bazơ Guamin (G) + Cytosin
(C) (%GC). Các loài thuộc giống Streptococcus có tỷ lệ %GC 34-46%,
Leuconostoc 36-43%, Pediococuss 34-43%… [2].
2.1.2. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi khuẩn lactic
2.1.1.1. Đặc điểm sinh lý
Vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacillaceae, thuộc bộ

Eubacteriales. Chúng không đồng nhất về mặt hình thái nhưng về sinh lý
tương đối đồng nhất. Đều là vi khuẩn Gram dương (+), không tạo bào tử, hầu
hết không di động, thu nhận năng lượng nhờ phân giải hydratcacbon và sinh
axit lactic. Axit lactic sinh ra dưới dạng D (-), L (+) hoặc DL [1,7].
Tất cả các vi khuẩn lactic đều lên men bắt buộc, không chứa enzyme
catalaza, cytochrome, hô hấp tùy tiện.
Vi khuẩn lactic đòi hỏi nhu cầu cao về môi trường dinh dưỡng, ngoài
đường, muối khoáng, nitơ, đa số chúng cần hàng loạt các loại vitamin
9
(thiamin, biototin, axit folic, lactoflavin, axit pentotenic, axit nicotinic…) và
các axit amin.
Hình dạng và kích thước tế bào của vi khuẩn lactic thay đổi tùy từng loài,
hình thái còn phụ thuộc vào điều kiện môi trường, thời gian lên men, sự có
mặt của oxi và các tác nhân khác.
2.1.1.2. Đặc điểm sinh hóa của vi khuẩn lactic
Nhu cầu dinh dưỡng cacbon
Cacbon là thành tố chính xây dựng nên cơ thể của mọi sinh vật. Vì
vậy sự chuyển hóa nguồn dinh dưỡng cacbon thành các chất cần thiết cho
tế bào vi sinh vật chiếm vị trí hàng đầu trong quá trình dinh dưỡng của tế
bào vi sinh vật.
Vi khuẩn lactic có thể sử dụng rất nhiều loại hydratcacbon khác nhau,
chúng dễ dàng lên men các loại đường đơn (monosaccharide) như glucose,
fructose, mantose, galactose. Với các loại đường đôi (disaccharide) như
saccharose, mantose… thì được đồng hóa một cách chọn lọc hơn. Đối với các
loại polysaccharide như dextrin, tinh bột… chỉ một số loài mới có khả năng
đồng hóa.
Các loài vi khuẩn lactic khác nhau thì đỏi hỏi nguồn cacbon khác nhau.
Sự phát triển vi khuẩn lactic với mỗi loại đường khác nhau sẽ tạo ra các tế
bào có đặc điểm hình thái và sinh lý khác nhau, vì vậy cũng sẽ có khả năng
chống chịu khác nhau trước áp lực của các quá trình xử lý sau này. Chẳng hạn

khả năng sống sót của L. burgaticus sau khi sấy đông khô cao hơn khi sử
dụng đường fructose và lactose so với mannose. L.delbruceckii có thể sử dụng
đường glucose, galactose, mantose, saccharose nhưng không sử dụng được
lactose, rafinose [4,7].
Nhu cầu về dinh dưỡng nitơ
Nitơ là một nguyên tố cần thiết cho sự sống của mọi sinh vật. Những
vật chất cơ bản của tế bào protein, axit nucleic… đều chứa nitơ vì vậy nitơ
đóng vai trò quan trọng trong sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn. Vi
khuẩn lactic có nhu cầu dinh dưỡng nitơ phức tạp. Phần lớn vi khuẩn lactic
10
không thể tự tổng hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp chứa nitơ, do vậy chúng
cần sử dụng nguồn nitơ có sẵn trong môi trường chủ yếu là các nitơ hữu cơ
như protein, peptid, peptone, axit amine [1].
Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic có thể sử dụng như cao thịt, cao nấm
mem, dịch thủy phân casein từ sữa, peptone, dịch nấm men thủy phân, dịch
chiết thịt Đây là nguồn nitơ được sử dụng thường xuyên trong môi trường
nuôi cấy [7].
Nhu cầu về dinh dưỡng 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 của tế bào. 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 [7].
Nhu cầu về các muối khoáng và các chất hữu cơ khác
Sự phát triển của vi khuẩn lactic không thể thiếu các yếu tố vi lượng và
đa lượng là các ion kim loại như đồng, mangan, sắt, kali, magie… Do đó một
số muối vô cơ như là NaH
2
PO
4
, MgSO

4
, MnSO
4
, KHPO
4
… được bổ sung vào
môi trường nuôi cấy để giúp cho vi khuẩn lactic phát triển tốt [1,7].
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn
lactic
2.1.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ đường
Đường là nguồn hydrocacbon chủ yếu cho vi khuẩn lactic sinh tổng
hợp axit lactic. Nồng độ đường càng cao thì lượng axit sinh ra càng nhiều.
Tuy nhiên khi nồng độ đường quá cao làm cho áp suất thẩm thấu môi trường
tăng cao gây hiện tượng co nguyên sinh ảnh hưởng đến sinh trưởng và lên men của
tế bào. Nguồn hydrocacbon quan trọng đối với vi khuẩn lactic bao gồm glucose,
fructose và lactose. Theo nhiều tác giả, trong lên men công nghiệp lượng đường
thường là từ 5% – 20% nhưng thông thường trong khoảng 12% [6].
2.1.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi
khuẩn. Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến các phản ứng enzym của tế bào vi
11
sinh vật. Nhiệt độ nuôi cấy quá cao hay quá thấp đều có thể gây ức chế các
enzym, làm đình trệ các phản ứng trao đổi chất [1].
Mỗi loại vi khuẩn lactic có khoảng nhiệt độ thích hợp để phát triển.
Loài ưa ấm, sẽ phát triển ở khoảng nhiệt độ 25
o
C - 35
o
C, loài ưa nhiệt sẽ phát
triển ở khoảng nhiệt độ 35

o
C - 45
o
C [11].
2.1.3.3. Ảnh hưởng của pH
Để vi khuẩn lactic sinh trưởng tốt cần duy trì pH môi trường thích hợp,
mặc dù sự ảnh hưởng của pH môi trường ít ảnh hưởng đến pH bên trong tế
bào do màng tế bào tương đối ít thấm với các ion H
+
và OH
-
[1]. pH trong quá
trình lên men lactic phải duy trì từ 4,5 trở lên, tốt nhất là từ 5,5 - 6,5. Giá trị
pH thấp mà mỗi giống vi khuẩn lactic chịu được là khác nhau. Trong quá
trình lên men lactic, axit lactic sinh ra đầu tiên có tác dụng ức chế hoạt động
của các vi sinh vật khác. Sau đó, khi lượng axit lactic tích lũy đủ lớn thì chính
vi khuẩn lactic cũng bị ức chế [7,11].
2.1.4. Một số ứng dụng của vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic là vi sinh vật thực phẩm an toàn được ứng dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh khác nhau của xã hội như công nghiệp, nông nghiệp, y
dược và trong thực phẩm…
2.1.4.1. Trong công nghệ thực phẩm
Trong công nghệ thực phẩm vi khuẩn lactic có ứng dụng quan trọng
như sản xuất sữa chua, phomat, nem chua, muối chua rau quả Ngoài ra nó
còn được dùng để bảo quản thực phẩm [3].
2.1.4.2. Trong công nghiệp
Vi khuẩn lactic được sử dụng để lên men thu axit lactic. Axit lactic có
vị chua dễ chịu và có đặc tính bảo quản nên có thể làm gia vị đối với các loại
nước uống nhẹ, tinh dầu, dịch quả, mứt. Chúng được dùng để axit hóa rượu
vang, và hoa quả nghèo axit, ngoài ra còn được dùng trong công nghiệp thuộc

da, dệt, nhuộm, sơn và chất dẻo [3].
12
2.1.4.3. Trong nông nghiệp và môi trường
Vi khuẩn lactic có khả năng hạn chế sự phát triển của Fusarium- loại nấm
gây bệnh quan trọng trong nông nghiệp. Khi nấm Fusarium phát triển sẽ làm cây
trồng phát triển yếu và làm cây bị bệnh. Chế phẩm EM (Effective Microorganism)
hay chế phẩm vi sinh hữu hiệu bao gồm 80 chủng vi khuẩn trong đó có sự góp
mặt của vi khuẩn lactic. Hiệu quả của chế phẩm này là cải tạo đất, tăng năng suất
cây trồng, và giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường [5].
2.1.4.4. Trong y học
Ứng dụng vi khuẩn lactic để chữa bệnh đường ruột
Ứng dụng axit lactic trong phẫu thuật chỉnh hình
Ứng dụng để sản xuất các loại sữa và bột giàu canxi
2.1.4.5. Trong mỹ phẩm
Các loại lactate kim loại (chẳng hạn như lactate natri) được sử dụng
trong thành phần của một số mỹ phẩn chăm sóc da như punosal của hãng mỹ
phẩm Punac. Mỹ phẩm này có tác dụng chống lại các vi sinh vật có trên bề
mặt da, làm ẩm và làm sáng da [3].
2.1.4.6. Trong chăn nuôi thú y
Vi khuẩn lactic có tác dụng trong phục hồi cân bằng hệ vi sinh vật
đường ruột, và giúp hình thành hệ vi sinh vật dạ cỏ. Nhờ vào sự giảm nồng độ
NH
3
và hạn chế vi sinh vật gây thối nhiễm vào đường ruột, vi khuẩn lactic có
hiệu quả kích thích tăng trưởng ở thú nuôi. Vi khuẩn lactic còn được dùng để
ủ rơm, cỏ cho gia súc, trong quá trình lên men chúng sinh ra một số sản phẩm
có giá trị như vitamin, protein đơn bào… đồng thời kích thích vật nuôi ăn
nhiều hơn. Các chủng vi khuẩn lactic thường được dùng ủ chua thức ăn cho vật
nuôi như Lb. casei, Lb. plantarum… làm tăng năng xuất vật nuôi [ 5].
2.2. Giới thiệu chung về bacteriocin

Trong quá trình sống vi sinh vật thường tiết ra những chất có khả năng
kìm hãm, ức chế và tiêu diệt các vi sinh vật khác có cạnh tranh với chúng về
13
nơi sống và nguồn dinh dưỡng như các axit hữu cơ, axetoin, peroxide hidro,
reuterin, các peptit kháng nấm trong đó phổ biến nhất là bacteriocin [16].
Bacteriocin là peptide hoặc protein do vi khuẩn tổng hợp có hoạt tính
kháng khuẩn [29]. Bacteriocin do Gratia phát hiện ra đầu tiên vào năm 1925
với tên gọi là principe V do một chủng Escherichia coli (colicin V) sinh ra.
Sau đó đổi tên thành “colicin”. Năm 1953 Jacob và cộng sự đổi tên thành
bacteriocin [17].
Bacteriocin phát hiện ở hầu hết các loài vi khuẩn, đặc biệt có một số
loại có khả năng tiết hàng chục bacteriocin khác nhau [15]. Cho đến nay có
hàng trăm bacteriocin được phát hiện và nghiên cứu. Chúng rất đa dạng về
kính thước phân tử, tinh chất vật lý, hóa học, độ bền, phổ kháng khuẩn và cơ
chế tác động [12].
Cho tới nay chỉ có Nisin là bacteriocin duy nhất được Tổ chức Y tế Thế
giới và Tổ chức Nông lương công nhận là chất bảo quản thực phẩm và được
sử dụng rổng rãi tại hơn 50 quốc gia trên Thế giới [17].
Bacteriocin có hoạt tính kháng khuẩn nhưng hoàn toàn khác biệt với
các chất kháng sinh dùng trong y học. Đa phần bacteriocin có phổ kháng
khuẩn không rộng, chủ yếu ức chế hoặc tiêu diệt các vi khuẩn khác có mối
quan hệ gần gũi hoặc tương đồng, có sự canh tranh trức tiếp về nơi sống và
nguồn dinh dưỡng [23].
2.2.1. Khái niệm
Bacteriocin là chất kháng khuẩn có bản chất là peptide hay protein
được tổng hợp trên ribosome ở cả vi khuẩn Gram âm và Gram dương để
chống lại vi khuẩn khác có quan hệ gần gũi với chúng [23]. Như vậy, loại vi
khuẩn tạo ra bacteriocin nào thì có khả năng kháng lại chính bacteriocin đó.
Ngoài ra không gây ra phản ứng dị ứng trong con người và vấn đề về sức
khỏe, bị phân hủy nhanh bởi enzym proteinase, lipase [18].

2.2.2. Các chủng vi sinh vật sinh bacteriocin
Bacteriocin được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn Gram âm hoặc vi khuẩn
Gram dương với những đặc điểm :
14
Bacteriocin của vi khuẩn gram âm: gồm nhiều loại khác nhau về kích
thước, nguồn gốc chủng vi sinh vật sản xuất, kiểu tác động và cơ chế miễn
dịch. Bacteriocin của vi khuẩn Gram âm yếu hơn bacteriocin của vi khuẩn
Gram dương [25].
Bacteirocin của vi khuẩn Gram dương: các bacteriocin này cũng nhiều
như ở vi khuẩn gram âm. Tuy nhiên chúng khác vi khuẩn gram âm ở chỗ là:
việc tạo bacteriocin không cần thiết phải gây chết vi sinh vật chủ và sự sinh
tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn Gram dương cần nhiều gen hơn ở vi khuẩn
Gram âm [14].
Những nghiên cứu trước đây về bacteriocin chủ yếu tập trung vào vi
khuẩn Gram âm, điển hình là E. coli sinh tổng hợp colicin [28]. Tuy nhiên
những nghiên cứu về bacteriocin được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn Gram
dương cũng đã được tiến hành và đã có nhiều báo cáo cung cấp những thông
tin về vấn đề này. Ba chủng vi khuẩn Gram dương được nghiên cứu cho việc
sản sinh bacteriocin lúc bấy giờ là Bacillus sp. Listeria sp. và Staphylococcus
sp [18].
Ngày nay thì các chủng vi khuẩn lactic sinh bacteriocin được nghiên
cứu nhiều hơn, do tính ưu việt của bacteriocin này dùng trong bảo quản thực
phẩm là an toàn với người sử dụng, không độc với tế bào nhân chuẩn, bị phân
hủy bởi proteinase trong hệ tiêu hóa nên ít ảnh hưởng đến quần xã sinh vật
trong ruột người [15]. Thêm vào đó chúng hoạt động trong khoảng pH rộng,
chống lại nhiều vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, cơ chế hoạt động dựa trên
màng tế bào vi khuẩn nên không gây ra tính đề kháng chéo với các kháng sinh
và được mã hóa bởi các gen nằm trên plasmid nên thuận tiện cho thao tác di
truyền [15].
Vi khuẩn lactic từ lâu đã được sử dụng trong thực phẩm vì chúng có

hoạt tính kháng các loại vi sinh vật khác. Đặc tính này là do vi khuẩn lactic
sinh acid hữu cơ và sinh bacteriocin kháng khuẩn kháng nấm [26].
2.2.3. Phân loại
Cho đến nay có khoảng 200 loại bacteriocin được xác định, tuy nhiên
việc phân loại các bacteriocin vẫn chưa được xác định rõ ràng và nó vẫn đang
15
là vấn đề tranh cãi. Các bacteriocin thường được phân loại dựa trên các tiêu
chí khác nhau. Những tiêu chí chính là họ vi khuẩn sản xuất, trọng lượng
phân tử của chúng và cuối cùng là trình tự chuỗi amino acid [20]. Trong đó,
phương pháp phân loại được chấp nhận và sử dụng phổ biến là bacteriocin
được chia thành 4 lớp: lớp I, lớp II lớp III và lớp IV. Hai nhóm bacteriocin
lớp I và lớp II là đối tượng được tìm hiểu và nghiên cứu nhiều hơn hơn hai
nhóm còn lại.
2.2.3.1. Lớp I
Bacteriocin lớp I hay còn gọi là Lanbiotic là những peptide nhỏ (<5
kDa), bền nhiệt và tác động lên cấu trúc màng. Một bacteriocin của nhóm này
là nisin. Các lantibiotic chia thành 2 phân lớp là Ia và Ib dựa trên sự tương
đồng cấu trúc.
Phân lớp Ia
Phân lớp Ia gồm các peptide dạng thuôn dài, linh hoạt và tích điện
dương, chúng hoạt động bằng cách kết hợp với các lipid mang điện tích âm
hình thành các lỗ trong màng tế bào chất của các loài vi khuẩn nhạy cảm [18].
Nisin cũng thuộc nhóm này. Đây là một peptide được hình thành bởi 34
aminoacid, các loại acidamin phổ biến có trong nisin là lanthionine (Lan),
methyllanthionine (MeLan), didehydroalanine (DHA) và acid
didehydroaminobutyric (Dhb). Nisin có 2 biến thể của nisin được ghi nhận là
nisin A và nisin Z.
Hình 2.1. Cấu trúc của Nisin Z
Loại bacteriocin này được sản xuất bởi một vài chủng Lactococcus
lactic, được sử dụng như một chất phụ gia trong thực phẩm. Nó có phổ kháng

16
khuẩn Gram dương rộng, E. coli và các vi khuẩn Gram âm khác chỉ bị ảnh
hưởng bởi nisin khi màng ngoài của chúng bị phá hỏng. Nisin được cho là có
hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả đối với Staphylococcus aureus, Listeria
monocytogenes, các tế bào sinh dưỡng của Bacillus spp. và Clostridium spp
[18]. Chúng được sử dụng chủ yếu trong các thực phẩm đóng hộp và các sản
phẩm từ sữa, đặc biệt trong sản xuất phô mai, nhằm chống lại các vi sinh vật
chịu nhiệt như Bacillus và Clostridium. Nisin cũng được ghi nhận có hiệu quả
chống lại các bệnh viêm vú do vi khuẩn Gram dương gây ra [16].
Phân lớp Ib
Phân lớp Ib gồm các peptide có dạng hình cầu, cấu trúc không linh
động, tích điện âm hoặc không tích điện. Chúng thể hiện hoạt động bằng cách
gây ức chế sinh tổng hợp peptidoglycan [17], gây nhiễu với các phân tử
enzyme thiết yếu của vi khuẩn nhạy cảm. Chúng thường hoạt động trong các
phản ứng lên men quan trọng của vi khuẩn. Nhóm này bao gồm các chất
kháng khuẩn như mersacidine , actagardin, cinnamycin, mutacin A [23].
2.2.3.2. Lớp II
Còn được gọi là lớp Non-Lanbiotic, bao gồm các bacteriocin có trọng
lượng phân tử nhỏ hơn 10 kDa, bền nhiệt và không chứa lanthionine. Các
bacteriocin nhóm II có thể chia thành 3 phân lớp, bao gồm IIa, IIb và IIc.
Lớp IIa
Lớp IIa là lớp lớn nhất, gồm các peptide hoạt động chống Listeria, đại
diện đặc trưng cho nhóm này là Leucocin A, pediocin PA-1. Các sakacin A,
sakacin P cũng là đại diện đặc trưng cho nhóm này. Các bacteriocin nhóm này
hoạt động bằng cách phá vỡ tính toàn năng của màng tế bào, làm mất cân
bằng và thất thoát ion phosphate hữu cơ do đó mà tiêu diệt vi khuẩn [23].
Sakacin A là bacteriocin được sản xuất bởi Lactobacillus sakei LB 706,
được cấu tạo bởi 41 acid amin (tiền thân là 90 acid amin). Bacteriocin này là
một polypeptide ổn định nhiệt, mang đặc tính di truyền[16].
Sakacin P là một polypeptide nhỏ, ổn định nhiệt, được tổng hợp bởi ribosome,

mang đặc tính di truyền [16], được sản xuất bởi Lactobacillus sakei LB 673.
17
Hình 2.2: Cấu trúc Sakacin P
Các bacteriocin này hứa hẹn cho nhiều ứng dụng cộng nghiệp nhờ vào
hoạt động kháng Listeria mạnh của chúng. Thậm chí chúng còn là các tác
nhân kháng Listeria được chú ý nhiều hơn là bacteriocin lớp I (nisin). Sakacin
được ứng dụng trong sản xuất xúc xích, xử lý ở các sản phẩm thịt để giữ được
lâu (như sản phẩm dăm bông [28] và thịt đông lạnh [14]), pho mát, các sản
phẩm lên men acid lactic khác. Ngoài ra, còn được sử dụng để ức chế sự phát
triển của vi khuẩn không mong muốn, có thể là nguyên nhân gây nhớt và gây
mùi ở các sản phẩm.
Lớp IIb
Lớp IIb hình thành bởi một phức hợp của 2 peptide riêng biệt, những
peptide này ít hoặc không có hoạt động nào và nó không có sự giống nhau
giữa các peptide bổ sung. Các bacteriocin nhóm này có thể hoạt động riêng lẻ,
cũng có thể liên hiệp khi hoạt động cùng nhau (enterocin L50A, L50B) tạo lỗ
trên màng tế bào, hoặc chúng có thể cùng cần thiết cho hoạt động kháng
khuẩn (lactococcins Gα/Gβ, Lactococcins M/N và plantaricins EF, JK). Các
bacteriocin đặc trưng cho nhóm này là lactococcin G, plantaricin EF và
plantaricin JK.
18
Lactococcin G là một bacteriocin có hoạt động phụ thuộc vào hoạt động bổ
sung của 2 peptide, là lactococcins Gα và Gβ. Lactococcin Gα gồm có 39 acid
amin, còn Lactococcin Gβ gồm có 35 acid amin. Bactericoin này được sử
dụng như một chất bảo quản thực phẩm, có khả năng kháng tế bào vi khuẩn
Lactococcus lactis. Hoạt động diệt khuẩn chỉ xảy ra khi có sự hiện diện của cả
2 peptid, mặc dù 2 peptide này có khả năng diệt khuẩn độc lập.
Lớp IIc
Lớp IIc là những peptide nhỏ, bền nhiệt, gồm những bacteriocin không
đồng nhất nên phương thức hoạt động của chúng cũng khác nhau. Nhóm IIc

bao gồm tất cả các bacteriocin lớp II không rơi vào nhóm IIa, IIb. Trong phân
lớp này tìm thấy có 2 dạng [23]:
Chất kháng khuẩn có 1 hoặc 2 gốc cystein (như thiolbiotics có một và
cystibiotics có 2 gốc cystein).
Kháng khuẩn không có cystein (lactoccin A và acidocin B)
2.2.3.3. Lớp III
Lớp này bao gồm những peptide lớn, có trọng lượng phân tử lớn hơn
30 kDa, không bền nhiệt. Nhóm này có thể bao gồm các enzyme ngoại bào
kháng lại các vi khuẩn có thể bắt chước các hoạt động sinh lý của bacteriocin.
Các bacteriocin lớp III cho đến nay chỉ được phân lập từ các thành viên của
giống Lactobacillus [18]. Đại diện cho nhóm này là halveticin J [25] được sản
xuất bởi vi khuẩn L. halveticus 481 và helveticin V, acidifilicin A và lactacin
A, lactacin B được sản xuất bởi L. acidophilus.
2.2.3.4. Lớp IV
Hiện nay, có rất ít tài liệu nghiên cứu về nhóm này. Một cách tổng quát
các bacteriocin nhóm IV được định nghĩa là bacteriocin phức tạp có chứa
lipid hoặc carbohydrate moities. Bao gồm các glycoprotein (lactocin 27), hoặc
lipoprotein (lacstrepcins) được quy định bởi non-protein [23].
19
2.2.4. Cơ chế hoạt động của bacteriocin
2.2.4.1. Phạm vi hoạt động
Phạm vi hoạt động của bacteriocin được xem xét dựa trên phạm vi
kháng khuẩn, giống vi sinh vật sinh ra, khối lượng phân tử, tính ổn định, tính
chất hóa sinh và kiểu hoạt động của bacteriocin. Hầu hết các bacteriocin được
tổng hợp bởi vi khuẩn Gram âm có hoạt tính ức chế các loài cùng họ hàng.
Đối với bacteriocin được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn Gram dương có hoạt tính
ức chế các loài vi khuẩn Gram dương đôi khi nó cũng ức chế một số loài vi
khuẩn Gram âm.
2.2.4.2. Cơ chế hoạt động
Bacteriocin 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 DNA, RNA và tấn công vào peptidoglycan để làm suy
yếu thành tế bào.
Các bacteriocin thường có hiệu quả chống lại các vi khuẩn Gram dương
như Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium. Các bacteriocin của
LAB có thể không hiệu quả khi ức chế vi khuẩn Gram âm vì màng ngoài của
chúng gây trở ngại cho hoạt động của bacteriocin. Những màng này có khả
năng ngăn cản các chất tẩy rửa , kháng sinh và thuốc nhuộm xâm nhập vào tế
bào chất (De Mertinis và ctv, 2001). Tuy nhiên cũng có một vài nghiên cứu
công bố hoạt động của bacteriocin chống lại các vi khuẩn nhóm này.
Các bacteriocin từ LAB có thể hoạt động thông qua các cơ chế khác
nhau để phát huy tác dụng kháng khuẩn nhưng màng tế bào thường là đích
nhắm đến. Các bacteriocin có thể có tính diệt khuẩn hoặc định khuẩn, tác
động này chịu rất nhiều bởi một số yếu tố như lượng bacteriocin và độ tinh
khiết của nó, tình trạng sinh lý của các tế bào chỉ thị và các điều kiện thí
nghiệm ( Cintas, 2001).
Có khả năng nhóm I và nhóm II có cơ chế hoạt động giống nhau. Các
peptide liên kết màng huyết tương thông qua các tương tác tĩnh điện với các
photpholipit tích điện âm. Vì vậy, việc thâm nhập của bacteriocin qua màng tế
20
bào phụ thuộc vào điện thế màng, được điều khiển bởi pH và photpholipid.
Các đơn phân tử của bacteriocin hình thành các khối proteic dẫn đến việc
hình thành lỗ kết quả là dẫn đến sự thất thoát của các ion ( K và Mg), tổn thất
lượng proton trong tế bào chất, thất thoát ATP và acid amin. lượng proton
trong tế bào chất có vai trò cơ bản trong việc tổng hợp ATP và trong sự di
chuyển của vi khuẩn vì vậy việc tổng hợp các phân tử lớn cũng như sản xuất
năng lượng bị ức chế, dẫn đến tế bào đích bị chết( Bruno và Montville, 1993).
Phương thức hoạt động của bacteriocin nhóm III chưa được biết đến do
đó cần nghiên cứu để làm sáng tỏ (Parada và ctv, 2007).
Một loại bacteriocin là Lacticin 3147 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 phosphate vô
cơ đi ra khỏi tế bào. Trong sự nổ lực để tái tích lũy lại những ion này, các
ATP sẽ bị thủy phân. Khi ATP được yêu cầu cho sự duy trì của những chức
năng quan trọng trong tế bào, như gradient pH tại màng tế bào , thì đã không còn
nữa, những chức năng sẽ bị phá vỡ và tế bào dần mất năng lượng và chết [32].
2.2.4.3. Tính miễn dịch
Một thuộc tính cần thiết để bảo đảm sự sống sót của vi sinh vật sinh
bacteriocin là có sự miễn dịch đặc biệt. Theo Koponen (2004) tế bào vi khuẩn
có một số cơ chế miễn dịch, đây là khả năng của tế bào trong việc bảo vệ
chính nó để chống lại bacteriocin sinh ra bởi sự trao đổi của chính mình.
Cả cấu tạo thành tế bào và thành phần cấu tạo màng lipid của vi khuẩn cho
thấy sự liên quan đến hoạt động của bacteriocin cũng như sự kháng cự
bacteriocin. Sự biến đổi nhạy cảm của vi khuẩn Gram dương về phía những
bacteriocin đáng kể. Hoạt động kìm hãm của bacteriocin có thể thay đổi giữa
những gen khác nhau, những loài cùng bộ gene và thậm chí đến môi trường
nuôi cấy từ những điều kiện ngoại cảnh khác.( Castellano, 2001)
Có hai kiểu miễn dịch được thấy ở Lantibiotic. Một kiểu miễn dịch dựa
vào protein miễn dịch đặc trưng, LanI. Trong khi kiểu miễn dịch khác dựa
vào vật chuyên chở nhiều thành phần riêng biệt (Lan EFG). Bacteriocin sẽ
nhận biết được những vi sinh vật sinh bacteriocin nhờ sự không có mặt của
21
những thụ thể đặc biệt và kết quả là chúng không bám được vào tế bào vi sinh
vật đó [12].
2.2.5. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sinh tổng hợp bacteriocin
Sự khác nhau của điều kiện môi trường như nhiệt độ, thời gian, PH làm
ảnh hưởng đễn năng suất của bacteriocin. Nhìn chung sự sản xuất bacteriocin
tốt ở điều kiện tối ưu của chủng sản xuất phát triển. Nuôi ở nhiệt độ quá cao

có thể ngăn cản sự tổng hợp bacteriocin.
Việc tạo ra các bacteriocin ở vi khuẩn gram dương thường chuyển từ
pha log đến pha ổn định. Sản lượng bacteriocin tối đa trong môi trường có thể
thấy ở nhiều pha khác nhau trong chu kì tăng trưởng. Nghiên cứu của
Schlegel và Slade (2002) thấy sự sản xuất streptocin STH1 nhiều nhất trong
pha log và giảm dần mức độ sản sinh bacteriocin trước khi vào pha ổn định.
Trái lại sản xuất streptococcin A-FF22 bắt đầu ở cuối pha log và hoạt tính
giảm dần khi nuôi cấy kéo dài.
Trong khi đó một nghiên cứu khác của Suranjita Mitra et al, 2005 khảo
sát trên chủng Lc. Lactics phân lập từ sữa lên men trên môi trường có pH ban
đầu là 6,5 ở nhiệt độ là 37
o
C kết quả cho thấy khả năng sinh tổng hợp cao
nhất là sau 7 giờ. Hay nghiên cứu của L.G. Stoyanova et al., 2005 thời gian
tổng hợp bacteriocin cao nhất là sau 12 giờ ở môi trường nuôi cấy ban đầu có
pH ban đầu là 7.0 ở 30
o
C.
Hay nghiên cứu của E. P. Knoshaug et al., 2000 trên chủng Lactococcus
lactis subsp. lactis phân lập từ nguồn sữa lên men nhẹ cho kết quả thời gian nuôi
cấy tốt nhất là 16 giờ ở trên môi trường có pH ban đầu là 7.0.
Và nghiên cứu của Svetoslav D.Todorov and Leon M.T.Dicks, 2004
trên chủng Lactococus lactis subsp. lactis phân lập từ “bia barley” trong
nghiên cứu này tác giả nghiên cứu khảo sát các giá trị pH môi trường nuôi cấy
khác nhau(4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5) hay Nghiên cứu của H.J.Choi et al(2000)
khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường ban đầu lên sự sinh trưởng và tổng
hợp bacteriocin của chủng Lactococus lactis subsp. lactis phân lập từ kim chi
có pH ban đầu là 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0. Cả 2 nghiên cứu đều kết luận rằng pH
thích hợp nhất là 6,0 ở 30
o

C. Sinh tổng hợp bacteriocin cao nhất là 20 giờ.
22
2.2.6. Ứng dụng của bacteriocin
Đối với vi sinh vật, bacteriocin là một vũ khí để cạnh tranh không gian
sống giữa các loài, giúp cân bằng sinh thái vi sinh vật. Đối với con người thì
bacteriocin lại có ứng dụng rất lớn trong bảo quản thực phẩm, trong nông
nghiệp, trong lĩnh vực y tế cũng như chăm sóc sức khỏe cho con người [15].
2.2.6.1. Ứng dụng bacteriocin trong bảo quản thực phẩm
Thực phẩm hiện nay được bảo quản chủ yếu dựa vào các chất phụ gia
tổng hợp hóa học hoặc các chu trình xử lý nhiệt độ ấp suất điều này khiến
cho người tiêu dùng e ngại về những ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe cũng
như độ an toàn của của sản phẩm [32]. Vì vậy một giải pháp tiềm năng hiện
nay là sử dụng chất kháng khuẩn sinh học để ức chế hay tiêu diệt các vi sinh
vật không mong muốn. Bacteriocin, đặc biệt là bacteriocin từ vi khuẩn lactic
có nhiều đặc tính thích hợp làm chất bảo quản, đây là hợp chất an toàn không
hoạt động và không gây độc trên tế bào người, dễ dàng bị bất hoạt bởi các
protease trong hệ tiêu hóa, bền với nhiệt và ổn định trong các pH, có phổ kháng
khuẩn khá rộng đối với nhóm vi khuẩn gây ngộ độc và hư hỏng thực phẩm.
Sử dụng bacteriocin trong bảo quản thực phẩm mang lại nhiều lợi ích
như tăng thời gian sử dụng của thực phẩm, hạn chế sự độc hại của chất bảo
quản hóa học cũng như giảm bớt nhiệt độ và áp suất trong quá trình xử lý, vì
vậy đảm bảo được giá trị dinh dưỡng nhất là hàm lượng vitamin, hương vị và
màu sắc tự nhiên của thực phẩm [21].
Bacteriocin được sử dụng phổ biến trong công nghệ đóng hộp hoa quả.
Khi khử trùng các hộp hoa quả, nếu tăng nhiệt độ lên cao sẽ làm nhũn mất đi
màu sắc và hương vị tụ nhiên của hoa quả, nếu thêm một lượng bacteriocin
thì có thể làm giảm nhiệt độ khử trùng mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm.
Có ba phương pháp thường được sử dụng trong việc bảo quản thực
phẩm bằng bacteriocin [33].
Ủ thực phẩm với giống bảo vệ ( thường là vi khuẩn lactic) để tạo

bacteriocin tại chỗ. Trong trường hợp nay, khả năng sinh trưởng và tạo
bacteriocin của LAB trong sản phẩm là yếu tố quyết định.
23
Bổ sung bacteriocin tinh chế hoặc bán tinh chế vào thực phẩm như một
chất bảo quản.
Sử dụng thành phẩm của quá trình lên men trước đó với chủng sinh
bacteriocin như là một thành phần trong quy trình chế biến thực phẩm.
2.2.6.2. Ứng dụng bacteriocin trong y tế và chăm sóc sức khỏe
Sự gia tăng nhanh chóng và lan tràn của vi sinh vật kháng đa thuốc
trong những năm gần đây đặt ra yêu cầu về một giải pháp thay thế trong cuộc
chiến điều trị bệnh nhiễm trùng. Một trong những hạn chế của việc sử dụng
các chất kháng sinh phổ rộng là tiêu diệt hầu hết các loài vi khuẩn không
kháng thuốc. Vì vậy hiện tượng đa kháng thuốc đang ngày một lan rộng
bacteriocin hứa hẹn là các chất thế hệ mới với nhiều ưu điểm vượt trội có thể
giải quyết vấn đề này. Với phổ kháng khuẩn hẹp, tính đặc hiệu tế bào đích
cao, bacteriocin được xem là giải pháp cho vấn đề kiểm soát các bệnh nhiễm
trùng đang đặt ra nhiều thách thức hiện nay [19].
2.2.6.3. Ứng dụng bacteriocin trong nông nghiệp
Hàng năm trên thế giới các bệnh ở cây trồng đã gây thiệt hại từ 12-15%
tổng giá trị mùa màng. Phần lớn các bệnh này do vi khuẩn gây ra. Chúng có
thể ký sinh trên lá hoặc rễ, hay nhiễm vào trong các mô của thực vật như các
vi khuẩn kí sinh, cộng sinh hoặc vi khuẩn gây bệnh. Các nhà khoa học đã đề
xuất một phương pháp kiểm soát cây trồng do vi khuẩn gây ra bằng cách sử
dụng các chủng sinh bacteriocin hoặc sử dụng trực tiếp các bacteriocin đã
điều chế. Hiện nay, một số bacteriocin nhóm này đã được sản xuất và bán trên
thị trường, điển hình là agrocin K48, một bacteriocin do Agrobacteriocin
radiobacter K48 sinh ra, có khả năng kháng Agrobacterium tumifaciens gây
bệnh mụn cây cho nhiều loại cây [20].
Ngoài ra nấm cũng là một mối đe dọa lớn đối với cây trồng.
Magnusson(2003) đã nghiên cứu các vi khuẩn lactic ( LAB) phân lập từ nhiều

môi trường khác nhau và thấy rằng các chủng vi khuẩn này sinh ra bacteriocin
có khả năng ức chế Aspergillus fumigatus và 4% tiết bacteriocin có hoạt tính
kháng loại mốc này rất mạnh [21].
24
2.3. Tình hình nghiên cứu
2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Hiện nay ở nước ta việc nghiên cứu về bacteriocin do vi khuẩn lactic sinh
tổng hợp nên đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Tuy nhiên các
nghiên cứu về ứng dụng bacteriocin còn ít và chưa thu được những kết quả khả
quan. Sau đây là một số công trình nghiên cứu điển hình do một số nhà khoa
học thực hiện:
Nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp Bacteriocin của loài Lactobacillus
plantarum L24 của Nguyễn Thị Hoài Hà, Phạm Văn Tý, Nguyễn Thị Kim
Quy, tại trung tâm Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Một số đặc tính của Bacteriocin sản xuất bởi vi khuẩn Lactobacillus
acidiphilus của Lê Thị Hồng Tuyết, Hoàng Quốc Khánh tại Viện Sinh học
Nhiệt Đới, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Năm 2004, các tác giả Tăng Thị Chính, Đặng Đình Kim thuộc Viện
công nghệ môi trường- Viện KH&CN Việt Nam đã nghiên cứu ứng dụng vi
sinh vật làm chế phẩm nuôi tôm cao sản. Một trong những loài vi sinh vật
được dùng là Lactobacillus. Chế phẩm có tác dụnglàm tăng tính ngon miệng,
giúp tiêu hóa các chất dinh dưỡng có trong thức ăn, tăng cường sức đề kháng,
phòng ngừa bệnh đường ruột như nhiễm E.coli, ức chế sự phát triển của các vi
khuẩn có hại do đó nâng cao năng suất nuôi tôm.
Bên cạnh đó, ở nước ta đã sử dụng Bacteriocin trong quá trình làm nem
chua. Kết quả đã kéo dài thời gian bảo quản tránh khỏi tình trạng chảy nước
và góp phần tạo hương vị cho nem chua.
2.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Từ năm 1676, Antonie van Leuuwenhoek đã nghi nhận về tính kháng
trong sản sản phẩm từ một loài vi sinh vật này ngăn cản sự phát triển của loài

sinh vật khác. Đã có rất nhiều bài báo và công trình nghiên cứu về bacteriocin và
bacteriocin từ vi khuẩn lactic và các ứng dụng của nó.
Cùng với các phương pháp hiện đại, nhừng nghiên cứu ngày càng tinh vi
và đa dạng về bacteriocin. Đã có rất nhiều bacteriocin được nghiên cứu và mô tả
25