Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 1
LỜI MỞ ĐẦU
Vào cuối thế kỷ 20, hoạt động kháng khuẩn của các loại thảo dược và gia vị đã
được nghiên cứu. Có rất nhiều loại thảo dược và gia vị (đinh hương, quế, tỏi, sả, hành,
ớt, tiêu…) đã được xác định là có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh đối với nhiều loại vi
khuẩn như Escherichia coli, Bacillus subtilis, Salmonella, Shigella…. Và một số loại
kháng khuẩn đã được đưa vào để bảo vệ thực phẩm thay thế cho các loại phụ gia.
Ngày nay, nhu cầu tiêu dùng của con người ngày càng tăng, nhận thức của con
người ngày càng cao. Thực phẩm không những phải có chất lượng cao, tuổi thọ dài mà
còn phải có nguồn gốc tự nhiên và tươi ngon. Các loại vi sinh vật chính là nguyên nhân
chính gây nên sự sự hư hỏng và ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan của các loại sản
phẩm thực phẩm cũng như tính mạng con người. Để tránh sự tấn công của các loại vi
sinh vật trong thực phẩm người sản xuất thường sử dụng chất bảo quản hóa học.
Những hóa chất này hoạt động như các hợp chất kháng sinh ức chế sự tăng trưởng của
vi sinh vật không mong muốn. Tuy nhiên, về khía cạnh an toàn thì các loại chất bảo
quản này không được đảm bảo. Chúng được xem là một trong những nguyên nhân gây
ung thư do độc tố còn sót lại trong thực phẩm khi sử dụng. Chính vì thế, để tìm ra các
hợp chất kháng khuẩn có nguồn gốc từ tự nhiên không những bảo quản được thực
phẩm mà còn an toàn cho người sử dụng là một vấn đề cấp thiết. Các hợp chất kháng
khuẩn này phải kiểm soát thậm chí là tiêu diệt các loại vi sinh vật gây hư hỏng thực
phẩm.
Trong tự nhiên có rất nhiều loại thảo dược cũng như gia vị có hoạt tính kháng
rất tốt không những bảo quản mà còn có thể làm tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm.
Trong đó, tỏi và sả là hai loại gia vị quen thuộc và có nhiều tác dụng đối với sức khỏe
con người.
Tỏi không chỉ được sử dụng làm gia vị trong hầu hết các món nấu, xào để tăng
cường mùi vị món ăn nhờ vào mùi thơm đặc trưng. Tỏi còn được sử dụng như một
kháng sinh thiên nhiên có tác dụng chữa trị rất nhiều loại bệnh từ đường tiêu hóa cho
đến các loại bệnh như: tim mạch, huyết áp, phòng chống ung thư, giảm viêm khớp, và
đặc biệt là tỏi có khả năng kháng khuẩn rất tốt. Dung dịch nước chiết xuất từ tỏi có tác
dụng kháng khuẩn rất tốt có khả năng chống lại 17 loại vi khuẩn gram dương và gram
âm bao gồm Staphylococcus aureus, Salmonella typhi, Pseudomonas aeruginosa,
Escherichia coli, Proteus spp, Bacillus subtilis,….(theo Electronic Journal of Biology,
2009, Vol. 5(1): 5-10).
Sả không những là một loại gia vị có mùi thơm dễ chịu dược sử dụng trong
nhiều món ăn mà sả còn có nhiều tác dụng khác như: chống vi trùng và kháng khuẩn,
sả rất hữu ích trong điều trị nhiễm trùng dạ dày, ruột kết, đường tiết niệu và các vết
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 2
thương; còn giúp chữa trị các bệnh như thương hàn, nhiễm trùng da, ngộ độc thực
phẩm và mùi hôi cơ thể. (Theo báo The Times of India). Đặc biệt dịch chiết từ lá sả có
tác dụng kháng khuẩn rất tốt đối với cả vi khuẩn gram dương và gram âm như:
Salmonella sp,Bacillus subtilis, Escherichia coli, Steptococcus pneumonia,
Staphylococcus aureus, nấm Aspergillus niger… (theo Isam S.Hamza và cộng sự
2009).
Tuy nhiên, việc nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của tỏi, sả ở Việt Nam chưa
được quan tâm nhiều. Các nghiên cứu về hoạt chất kháng khuẩn của tỏi chủ yếu chỉ
được đưa vào trong chăn nuôi để chữa bệnh cho gia cầm, gia súc (chủ yếu ở trường
Đại học Nông Lâm – Thành phố Hồ Chí Minh). Riêng về sả, hầu như chưa có nghiên
cứu nào về lĩnh vực này được công bố.
Do có những công dụng tuyệt vời như thế nên việc nghiên cứu hoạt tính kháng
khuẩn từ tỏi, lá sả và đưa vào ứng dụng trong ngành thực phẩm là một trong những vấn
đề đáng được quan tâm.
Và theo CIRAD (2006), thịt lợn chiếm 77% tổng lượng các loại thịt tiêu dùng
hàng ngày trên thị trường Việt Nam.
Chính vì tầm quan trọng của thịt heo đối với đời sống và nhu cầu thị hiếu của
người tiêu dùng cũng như những lợi ích của dịch chiết tỏi, lá sả mang lại. Được sự cho
phép của Trường Đại học Công nghệ Sài Gòn – khoa Công nghệ Thực phẩm dưới sự
hướng dẫn của ThS. Hoàng Thị Khánh Hồng, chúng tôi xin được phép tiến hành thực
hiện đề tài: ” Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết tỏi, lá sả” và thử
nghiệm ứng dụng khả năng kháng khuẩn của dịch chiết tỏi, lá sả để bảo quản thịt heo.
Trong khuôn khổ đề tài, chúng tôi xin tiến hành thực hiện những nội sau:
- Ly tâm thu nhận dịch chiết có tính kháng khuẩn từ củ tỏi, lá sả.
- Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn cảu dịch chiết tỏi, lá sả trên các loại vi sinh
vật như: Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus.
- Thử nghiệm khả năng bảo quản thực phẩm của dich chiết tỏi trên thịt heo.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 3
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguyên liệu
1.1.1. Tỏi
1. Đặc điểm, phân loại
Tên khoa học: Allium sativum.
Tên thường gặp: Ail, ajo, garlic, tỏi, Knoblauchzweibel (Đức), da Suan (Trung
Quốc), taisan, inniku (Nhật Bản), Taesan (Hàn Quốc)…
Thuộc họ hành tỏi Liliaceae, nghĩa là có họ hàng với hành tây, hành ta, hành
tím, tỏi tây… và cũng được con người sử dụng làm gia vị, thuốc, rau như những loài họ
hàng của nó.
Phân loại khoa học:
- Giới (regnum): Plantae
- Bộ (ordo): Asparagales
- Họ (familia): Alliaceae
- Phân họ (subfamilia): Allioideae
- Tông (tribus): Allieae
- Chi (genus): Allium
- Loài (species): A. Sativum
Phía dưới cây tỏi mang nhiều rễ phụ, phía trên mang nhiều lá. Lá cứng hình dải,
thẳng, dài 15 - 50cm, rộng 1 - 2,5cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp. Ở mỗi nách lá phía
gốc có một chồi nhỏ sau này phát triển thành một tép Tỏi, các tép này nằm chung trong
một cái bao (do các bẹ lá trước tạo ra) thành một củ tỏi tức là thân hành (giò) của Tỏi.
Hoa xếp thành tán ở ngọn thân trên một cán hoa dài 55cm hay hơn. Bao hoa
màu trắng hay hồng bao bởi một cái mo dễ rụng tận cùng bằng mũi nhọn dài.
Phần hay được sử dụng nhất của cả cây tỏi là củ tỏi. Củ tỏi có nhiều tép. Từng
tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ.
Vào năm 1858, Pasteur đã chứng minh được tính kháng khuẩn (antibacterial)
của tỏi.
Hình 1.1 Củ tỏi tươi
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 4
2. Điều kiện trồng trọt, phân bố
a. Phân bố
Tỏi có nguồn gốc từ Trung Á, hiện được trồng khắp nơi ở Châu Á, Châu Âu.
Ở Việt Nam, tỏi được trồng ở khắp mọi miền nhưng tập trung nhiều ở Lý Sơn
(Quãng Ngãi), Kim Môn (Hải Dương), Gia Lâm (Hà Nội), Ninh Thuận, Bắc Giang,
Hưng Yên
Đảo Phú quý được mang danh “vương quốc tỏi”, tỏi ở đây ngon nhất vì được
trồng bằng san hô vụn.
b. Điều kiện trồng trọt
Nước ta trồng tỏi vào khoảng tháng 10 - 11 dương lịch. Tỏi củ được thu hoạch
vào tháng 1 năm sau.
Thích hợp với đất thịt nhẹ hay đất cát pha, giàu mùn, màu mỡ, thoáng khí, dễ
thoát nước, pH thích hợp từ 6 – 6,5. Nhạy cảm: độ ẩm quá cao, vùng đất lạnh, hay có
mưa. Có thể bón phân chuồng, phân xanh ủ kỹ.
Cần thời tiết nóng và ngày dài mới hình thành củ, trời mát và ngày ngắn thì đâm
mầm, ra lá mạnh hơn. Lúc cây ra rễ cần ẩm, khi củ đã to lại cần khô ráo. Ưa đất phì
nhiêu nhiều chất hữu cơ, đặc biệt đất hơi kiềm.
Thiếu nước cây phát triển kém, củ nhỏ. Ngược lại, nếu thừa nước cây dễ bị các
loại bệnh như thối ướt, thối nhũn và làm cho củ dễ bị hỏng.
Thông thường tỏi tây được gieo bằng hạt, nhổ cây con đem trồng. Cây trồng
cách nhau 15 cm, các luống cách nhau 20–25 cm.
Thu hoạch: Sau trồng từ 120 – 140 ngày, lúc lá đã già gần khô tiến hành thu
hoạch. Nhổ củ, giũ sạch đất, cắt rễ, chột, lấy củ đem phơi.
Hình 1.2 Cây tỏi
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 5
3. Thành phần hóa học của tỏi
Theo hiệp hội dinh dưỡng Hoa Kỳ (2006), thành phần hóa học trong tỏi gồm:
Các hợp chất lưu huỳnh
Tỏi có ít nhất 33 hợp chất lưu huỳnh như: aliin, allicin, ajoene, allylpropyl
disulfide, trisulfide diallyl, sallylcysteine, vinyldithiines, S-allylmercaptocystein…
Trong tỏi còn nguyên vẹn có chứa nhiều hợp chất lưu huỳnh không bay hơi:
Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong tỏi còn nguyên vẹn là T-glutamyl-s-allyl-l-
cysteines và s-allyl-l-cysteines sulfoxides (alliin). Trong đó, alliin là chính, alliin là
chất không màu, không mùi, có chứa amino acid, là một tiền chất allicin, methiin,
cycloalliin.
Trong tỏi bị cắt hoặc nghiền nhỏ có chứa các hợp chất organosulfur:
Thiosulfinates:
Các hợp chất thiosulfinates được hình thành do các phản ứng enzyme của các
hợp chất sulfoxldes.
Các hợp chất thiosulfinates bao gồm allicin, allylmethyl, methylallyl, và rans-1-
propenyl-thiosulfinate…
Allicin điển hình nhất trong các hợp chất thiosulfinates là, đây là hợp chất có
tính kháng khuẩn mạnh nhất trong củ tỏi.
Các hợp chất bay hơi organosulfur:
Tỏi được cắt hoặc nghiền có chứa nhiều chất bay hơi thiosulfinates hơn tỏi
nguyên tép.
Các chất dễ bay hơi thiosulfinates trong dầu tỏi bao gồm: diallyl disulfide
(DADS) (66%), diallyl sulfua (DAS), trisulfide diallyl, disulfide methylallyl, ajoenes…
Hơn 20 hợp chất sulfide đã được xác định trong hơi nước chưng cất dầu tỏi và
dầu hòa tan chiết xuất của tỏi. Các hợp chất sulfide có một nhóm allyl, chịu trách
nhiệm cho các mùi đặc trưng và hương vị của tỏi. Các hợp chất sulfide chính trong dầu
tỏi bao gồm DAS (57%), allylmethyl (37%), và dimethyl (6%) hexasulfides.
Diallyl trisulfide là dồi dào nhất trong dầu tỏi tươi, nhưng trong các sản phẩm
tinh dầu thương mại thì DADS lại chiếm số lượng lớn.
Các hợp chất organosulfur tan trong nước:
Dịch chiết từ củ tỏi trong dung môi cồn và nước chứa chủ yếu s-allyl-l-
cysteines, trans-s-1-propenyl-l- cysteines và một lượng nhỏ methyl-cysteine-l.
Các enzyme: allinase, peroxidases, myrosinase,…
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 6
Các vitamin như: A, B1, B2, C, E…
Các khoáng chất: Selen, germanium, tellurium, canxi, natri, sắt, mangan…
Ngoài ra, trong tỏi còn chứa 17 loại axit amin, trong đó có 8 loại axit amin
không thay thế.
4. Công dụng của tỏi
a. Đối với sức khỏe con người
Từ hàng ngàn năm nay, tỏi được sử dụng như là 1 kháng sinh thiên nhiên, người
Trung Quốc và người Hy Lạp cổ dùng tỏi điều trị những bệnh liên quan đến hô hấp,
bệnh do ký sinh trùng và nhiều bệnh khác. Ngày nay, tỏi được xem như dược phẩm “trị
bá bệnh” vì nó có hiệu quả toàn diện đối với hệ thống miễn dịch.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới, các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu
phát hiện ra trong tỏi có selen và các nguyên tố vi lượng chứa kháng khuẩn alliin làm
tăng cường khả năng của hệ thống miễn dịch, làm giảm huyết áp cao và nhiều bệnh
nâng cao sức khỏe. Các công dụng của tỏi:
- Làm giảm cholesterol để phòng bệnh tim mạch.
- Đề phòng tắc nghẽn mạch máu.
- Tác dụng giảm đường huyết.
- Tác dụng tăng cường hệ miễn dịch.
- Tác dụng kháng sinh: kháng khuẩn, kháng virus, diệt ký sinh trùng và nguyên
sinh động vật.
- Tác dụng diệt giun sán như giun đũa, giun kim, giun móc và trứng của chúng.
- Tác dụng xua muỗi và diệt côn trùng.
- Tác dụng phòng chống rối loạn tiêu hóa, kích thích tiết dịch vị, tiết mật, phòng
tránh các nhiễm khuẩn dạ dày ruột, chống co thắt dạ dày ruột, bảo vệ cơ thể
chống nhiễm độc các kim loại nặng.
- Tác dụng chống nhiễm độc chất phóng xạ.
- Tác dụng giải độc nicotin mạn tính.
- Tác dụng bảo vệ gan: giúp giảm lượng lipid peroxides và triglycerides trong
gan.
- Tác dụng chống các bệnh đường hô hấp.
- Phòng chống ung thư dạ dày và ung thư da.
- Làm suy giảm viêm đau khớp.
- Tác dụng dưỡng nhan ích thọ, làm chậm sự lão hóa.
- Ngoài ra, tỏi còn có các tác dụng khác như: chữa các bệnh răng miệng, chữa
bệnh mắt, chữa bỏng và lở loét ngoài, chữa màng nhĩ thủng, chữa phong thấp và
đau thần kinh, làm cho trẻ bú sữa nhiều hơn.
b. Tác dụng kháng khuẩn
Một số vi khuẩn, virus, nấm, nấm mốc, và ký sinh trùng bị giết hoặc bị ức chế
bởi tỏi hoặc các thành phần của nó như:
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 7
- Acinetobacter calcoaceticus - Aspergillus flavus
- Aspergillus fumigatus - Aspergillus parasiticus
- Aspergillus niger - Bacillus cereus
- Candida albicans - Candida lipolytica
- Cryptococcus neoformans - Cryptosporidium
- Debaryomyces hansenii - Escherichia coli
- Hansenula anomala - Herpes simplex loại virus 1
- Herpes simplex loại virus 2 - Histoplasma capsulatum
- Nhân cytomegalovirus (HCMV) - Suy giảm miễn dịch virus HIV
- Nhân rhinovirus type 2 - Cúm B
- Kloeckera apiculata - Lodderomyces elongisporus
- Loại vi-rút parainfluenza 3 - Vaccinia vi rút
- Siêu vi khuÄn mụn nước viêm miệng - Micrococcus luteus
- Mycobacterium phlei - Mycobacterium tuberculosis
- Paracoccidioides brasiliensis - Pneumocystis carinii
- Proteus vulgaris - Pseudomonas aeruginosa
- Rhodotorula rubra - Saccharomyces cerevisiae
- Salmonella typhimurium - Salmonella typhimurium
- Shigella dysenteriae - Shigella flexneri
- Staphylococcus aureus - Streptococcus faecalis
- Torulopsis glabrata - Toxoplasma gondii
- Vibrio parahaemolyticus
5. Độc tính, tác dụng phụ:
Allicin độc với gan nếu dùng liều lượng rất lớn trong thời gian dài (100mg/kg).
Hoạt lực của một số enzyme gan giảm, hàm lượng glycogen và RNA thấp hơn, hàm
lượng chất béo cao hơn.
Ăn tỏi tươi khi đói kích thích niêm mạc gây cảm giác ợ nóng và đau bụng kéo
dài.
Dầu tỏi gây viêm cục bộ dùng lượng lớn, tiếp xúc kéo dài dẫn tới hoại tử mô.
Gây eczema dị ứng nếu tiếp xúc thường xuyên…
6. Hợp chất kháng khuẩn của tỏi
Hoạt tính kháng khuẩn của tỏi chủ yếu do các hợp chất lưu huỳnh quyết định
như: allicin, diallyl sulfide, ajoene
i. Allicin:
Allicin được gọi là 2-propene-1-sulfinothioc axit S-2-propenyl ester; Thio-2-
propene-1-sulfinic axit S-allyl ester.
Allicin là chất lỏng không màu, có mùi mạnh đặc trưng cho củ tỏi. Allicin dễ tan
trong nước, benzen, ether và nhiều dung môi khác nhau.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 8
Allicin là hoạt chất mạnh nhất và quan trọng nhất của tỏi. Allcilin lần đầu tiên
được phân lập năm 1944 bởi Chester J. Cavallito và John Hays Bailey.
Allicin không hiện diện trong tỏi. Tuy nhiên, khi được cắt mỏng hoặc đập dập
và dưới sự xúc tác của phân hoá tố allicinase, chất aliin có sẵn trong tỏi biến thành
allicin. Do đó, càng cắt nhỏ hoặc càng đập nát, hoạt tính càng cao. Một ký tỏi có thể
cho ra từ 1 đến 2 gam allicin.
Allicin là một chất kháng sinh tự nhiên rất mạnh, có tác dụng ức chế sinh trưởng
của vi khuẩn mạnh bằng 1/5 thuốc penicillin và 1/10 thuốc tetracycline. Nước tỏi pha
loãng 125.000 lần vẫn có dấu hiệu ức chế nhiều loại vi trùng gram âm và gram dương
như saphylococcus, streptococcus, samonella, V.cholerae, B.dysenteriae,
mycobacterium tuberculosis Allicin còn có khả năng kháng nấm, tiêu diệt giun kim,
sán, làm giảm hoạt tính của vi rút gây cảm lạnh và cúm… nhờ ức chế quá trình tổng
hợp protein, DNA và RNA làm chậm quá trình sinh trưởng của vi sinh vật.
Allicin dễ biến chất sau khi được sản xuất ra. Càng để lâu, càng mất bớt hoạt
tính. Allicin bị mất đi hoàn toàn rong vòng một vài phút và hình thành DAS,
allylmercaptan. Allicin để ở 20°C trong 20 sẽ bị phân hủy thành diallyl disulfide
(DADS) (66%), diallyl sulfua (DAS) (14%), diallyl trisulfide (9%), và dioxide lưu
huỳnh do các liên kết hydro hoặc liên kết hóa trị không ổn định.
Ngoài ra, một số nghiên cứu công bố gần đây chỉ ra rằng alllicin có thể: giảm xơ
vữa động mạch và lắng đọng chất béo, bình thường hóa sự cân bằng lipoprotein và
giảm huyết áp.Nó cũng có đặc tính chống huyết khối và chống viêm, và các chức năng
như chất chống oxy hóa.
Cơ chế kháng khuẩn của allicin:
Allicin – kháng sinh thảo mộc rất mạnh do trong công thức phân tử có chứa:
nguyên tố oxy hoạt động. Ngoài ra, allicin cạnh tranh với acid amin cystein – yếu tố
sinh trưởng và phát triển của hầu hết các VK gây bệnh ở người và gia súc. Phản ứng
cạnh tranh kết hợp với cystein nên VK bị mất yếu tố sinh trưởng nên không phát triển
được.
ii. Diallyl sulfide
Diallyl sulphide là sản phẩm của allincin phản ứng với nước nhưng hoạt tính
không mạnh bằng allincin. Tuy nhiên, sulfide không hư hoại nhanh như allicin và vẫn
giữ được dược tính khi nấu. Giống như allicin, càng giã nhỏ càng sinh ra nhiều sulfide,
nếu nấu nguyên củ tỏi sẽ không có hiệu lực.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Washington đã phát hiện ra chất diallyl
sulphide trong tỏi có thể dễ dàng phá hủy lớp màng bảo vệ của các loại vi khuẩn gây
bệnh trong cơ thể. Thậm chí, chất hóa học này còn có hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn gấp
100 lần so với hai loại kháng sinh thông dụng là erythromycin và ciprofloxacin.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 9
Tiến sĩ Michael Konkel, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Kết quả nghiên
cứu cho thấy chất diallyl sulpide trong tỏi có khả năng giảm nguy cơ nhiễm vi khuẩn
trong môi trường và nguồn cung cấp thực phẩm”.
Theo Daily Mail, khả năng kháng khuẩn của chất diallyl sulphide trong tỏi có
thể mở ra những phương pháp xử lý mới đối với thịt tươi sống và chế biến, nhằm giảm
nguy cơ nhiễm vi khuẩn Capylobacter. Capylobacter tiết ra độc tố Campylobacteriosis
là một trong những nguyên nhân gây nhiễm trùng thông qua đường ăn uống do thực
phẩm, nguồn nước bị ô nhiễm hoặc thịt sống.
Theo những nghiên cứu của Trung Quốc và Ý được phổ biến trong tạp chí British
Journal of Cancer số tháng 3/1993 cũng cho biết tỏi có nhiều hoạt chất có thể ngăn
chận sự phát triển của nhiều loại khối u ung thư. Theo các nhà khoa học trường Đại
học Pensylvania khả năng ngăn chận khối u ung thư của tỏi liên quan đến các hợp chất
S-allyl cysteine, diallyl disulfide và diallyl trisulfide.
iii. Ajoene:
Các nhà khoa học Đan Mạch đã phát hiện ra một hợp chất tự nhiên trong tỏi là
ajoene, nó có thể ngăn chặn vi khuẩn tiếp xúc và kết hợp với nhau làm cho quá trình
tiêu diệt vi khuẩn dễ dàng hơn.
Ajoene có khả năng ức chế sự biểu hiện của 11 gen trong vi khuẩn
Pseudomonas aeruginosa, đây là nhân tố quyết định độc tố của Pseudomonas
aeruginosa. Đây là nguyên nhân chính gây nên bệnh nhiễm trùng mãn tính ở những
bệnh nhân bị xơ nang (theo Tim Holm Jakobsen).
Ajoene cũng ngăn ngừa vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa tiết độc tố
rhamnolipid để phá hủy các tế bào bạch cầu của cơ thể. Đây là tác nhân để tiêu diệt vi
khuẩn và ngăn ngừa nhiễm trùng.
Ajoene không trực tiếp giết chết vi khuẩn. Ajoene kết hợp với kháng sinh
tobramycin có thể giết chết hơn 90% vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa trong màng
sinh học (theo Jakobsen). Thuốc kháng sinh thông thường một mình không có hiệu lực
trên màng sinh học. Nhưng khi phối hợp với ajoene một số cấu trúc bảo vệ của màng
sinh học biến mất, cho việc tiếp cận thuốc kháng sinh dễ dàng hơn với vi khuẩn.
Không chỉ góp phần tiêu diệt được vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa. Ajoene
cũng có tác dụng làm giảm độ dính của máu, làm giảm nồng độ fibrinogen trong máu
giúp giảm nguy cơ nghẽn mạch.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 10
iv. Selen:
Ngoài các hợp chất trên, trong tỏi còn có hàm lượng khoáng chất selen, một chất
chống oxy hoá mạnh làm tăng khả năng bảo vệ màng tế bào, phòng chống ung thư và
bệnh tim mạch của tỏi.
Selen có khả năng chống lại các loại vi khuẩn như: E. coli. B. subtilis, S. aureus,
Salmonella typhimurium…
Selen giúp tăng cường hoạt động chống gây đột biến của vi khuẩn probiotic
Enterococcus faecium.
Selen đã được xác định để biểu hiện tính kháng khuẩn, kháng virus, kháng
nấm. chống ký sinh trùng, kháng histamin, và các thuộc tính chống ung thư.
1.1.2. Sả
1. Đặc điểm và phân loại
Sả còn có tên gọi: Cỏ sả, lá sả, sả chanh, hương mao.
Tên khoa học: Cymbopogon Citratus Stapf, thuộc họ lúa - Poaceae.
Chi sả (danh pháp khoa học: Cymbopogon) là một chi chứa khoảng 55 loài.
Sả chanh (Cymbopogon flexuosus) là loài thực vật thuộc sả.
- Giới (regnum): Plantae
- Ngành (divisio): Magnoliophyta
- Lớp (class): Liliopsida
- Bộ (ordo): Poales
- Họ (familia): Poaceae
- Chi (genus): Cymbopogon
- Loài (species): C. flexuosus
Thân rễ có màu trắng hoặc hơi tím, có nhiều đốt, lá hẹp dài, kích thước 50 –
100 x 0,5 – 2 cm mép lá hơi nhám. Bẹ lá ôm chặt với nhau rất chắc, tạo thành một thân
giả (mà ta thường gọi là củ). Sả đẻ chồi ở nách lá tạo thành nhánh như nhánh lúa. Với
cách sinh sản này từ một nhánh trồng ban đầu về sau chúng sẽ sinh sôi ra nhiều nhánh
tạo thành một bụi sả (giống như bụi lúa), mỗi bụi có thể gồm 50 – 200 tép. Cây cao 0,8
– 1,5m. Cụm hoa to dài đến 60cm, có 4 – 9 đốt, gồm nhiều bông nhỏ.
Sả có thể được sử dụng ở dạng khô, bột hoặc tươi tùy theo mục đích sử dụng.
Hình 1.3 Sả tươi
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 11
Sả là một loại cây hương liệu được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực Ấn Độ, Việt
Nam, Malaysia và Thái Lan. Sả cũng thường được sử dụng như một thành phần trong
các loại trà thảo dược và tao hương thơm cho các loại xà phồng…
2. Điều kiện trồng trọt, phân bố
a. Phân bố
Sả chanh được trồng nhiều ở các nước Nam Mỹ như Achentina, Braxin,
Hoduras, Guatemala, Liên Bang Nga, Bắc Australia, ẤnĐộ, Banglades, Việt Nam và
các nước Đông Nam Á khác.
Ở Việt Nam, sả được trồng khá phổ biến ở nông thôn, nhất là trong các vườn
thuốc gia đình và trạm y tế xã, từ đồng bằng đến miền núi.
Hiện nay, sả còn được phát triển ở quy mô nông trường tại Thái Nguyên, Vĩnh
Phúc, Đăk Lăk, Tây Ninh, An Giang… để cất tinh dầu sử dụng trong nước và xuất
khẩu.
b. Điều kiện trồng trọt
Sả dễ trồng, không kén đất, thích nghi rộng với mọi vùng khí hậu.
Sả phát triển tốt ở nơi đất xốp, thô, có độ ẩm cao, chịu mát và ít nước, mỗi tháng
chỉ 2-3 lần tưới.
Trồng sả quy mô lớn phải đúng kỹ thuật, nếu trồng dày sẽ gây thiếu ánh sáng
quang hợp, trồng thưa sẽ bị cỏ xâm lấn, hút hết “đạm” trong lòng đất, lá sả sẽ khô, còi,
sâu, vàng úa.
Cách trồng đem lại hiệu quả cao nhất là nên trồng hàng cách hàng 0,8m cây
cách cây 0,7m.
Sau khi trồng 3 – 4 tháng đã có thể thu hoạch sả để ăn, làm thuốc…
Hình 1.4 Cây sả
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 12
3. Thành phần hóa học và dược chất của cây sả
Các loại sả khác nhau sẽ có thành phần hóa học khác nhau và hàm lượng tinh
dầu cũng khác nhau. Nhưng hàm lượng tinh dầu luôn dao động khoảng từ 0,46 –
0,55%.
Tinh dầu sả chanh là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi thơm của sả. Thành phần
chính của tinh dầu là citral (bao gồm geranial và neral) chiếm từ 65 – 86%. Citral tạo
mùi thơm chính và đặc tính mạnh chống vi khuẩn và chống nấm cho sả.
Ngoài citral, trong tinh dầu cây sả còn chứa geraniol, myrcene, limonene,
isopulegol, citronellal, linalool, acid cuea geranium, alpha-pinen, beta-sitosterol,
coumarin, tannin, acid ursolic…
Một điểm đặc trưng cho tất cả các loại sả là trong tinh dầu có chứa
Methytheptenon với hàm lượng 1 - 2% làm cho tinh dầu có mùi đặc trưng của sả.
Thành phần chính trong lá sả thay đổi tùy địa phương. Ở Việt Nam, thành phần
chính trong sả chanh bao gồm:
- 0.2-0.5% tinh dầu sả,
- 35% cis-citral
- 40% trans-citral
- 14% myrcene
- 3% geranyl acetate
- 2% methyl heptenone
- 1% linalool
Sả chanh có rất ít năng lượng calorie, chứa khoảng 99 calo/100g nhưng không
chứa cholesterol.
Phần thân phù và lá rất tốt có chứa acide folique (100 g lá và thân cung cấp
khoảng 75 mg hay 19% AJR Apports Journaliers Recommandes) Folate rất quan trọng
trong việc phân chia tế bào và tổng hợp DNA.
Phần lá mỏng sả chanh rất giàu một số nhiều vitamine, vitamine cần thiết như :
B5, B6, B1, Những vitamin này cần thiết trong chiều hướng là cơ thề cần lấy từ bên
ngoài để tái tạo lại.
Sả tươi cũng chứa những vitamin với lượng nhỏ chống sự oxy hóa như là
vitamine C và vitamin A.
Sả cũng bao gồm một số khoáng chất như canxi, sắt, magiê, mangan, phốt pho,
kali, selen và kẽm.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 13
4. Công dụng của sả
a. Đối với sức khỏe con người:
Trong thực phẩm, sả là một gia vị quen thuộc được dùng để ăn sống hoặc tẩm
ướp để tăng thêm mùi vị cho các món ăn. Trong y học, sả còn có tác dụng phòng và
chữa được nhiều bệnh như sau:
- Ngăn ung thư.
- Hỗ trợ tiêu hóa: hạn chế đau dạ dày, ợ chua, đầy bụng, tiêu chảy.
- Hỗ trợ tiêu hóa.
- Giải độc hiệu quả.
- Tăng cường sức khỏe hệ thần kinh.
- Giảm huyết áp.
- Giúp giảm đau.
- Tốt cho da.
- Tốt cho sức khỏe phụ nữ.
- Chống sốt.
- Giúp giảm cân.
- Giúp diệt nấm.
- Chống khuẩn.
b. Ứng dụng trong bảo quản thực phẩm:
Mặc dù ở Việt Nam sả chanh ít được nghiên cứu nhưng trên thế giới tinh dầu sả
chanh có rất nhiều tác dụng và đã được đưa vào để ứng dụng bảo vệ thực phẩm như:
Dạng sả bột hay được dùng trộn chung với bột cà ri thành một khối nhão có tên
gọi là Sejeh. Mục đích để kéo dài thời gin bảo quản của cà ri nhờ tiêu diệt các loại vi
sinh vật gây hại. Không những có tác dụng bảo quản mà sả còn có tác dụng nâng cao
cao hương vị cho bột cà ri.
Theo sở Khoa học và Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Khoa học
Bangkok, Thái Lan. Dịch chiết từ lá sả đã được đưa vào bảo quản nhằm kéo dài thời
gian sử dụng kem dừa của Thái Lan ở nhiệt độ bảo quản 4 ± 2
0
C. Trong thời gian bảo
quản, các chỉ tiêu coliform và hiếu khí được kiểm tra 3 ngày 1 lần và định mức CFU
luôn ở mức cho phép và thời gian bảo quản cũng như các chỉ tiêu màu sắc, hình thái,
cấu trúc đều tốt hơn kem dừa không có dịch chiết.
Ngoài ra, tinh dầu sả còn được ứng dụng trong bảo quản sữa chua để tiêu diệt
một số nấm mốc như: : Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus và Aspergillus
ochraceus để kéo dài thời gian bảo quản của sữa chua (theo Tạp chí khoa học Mỹ
2010).
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 14
5. Khả năng kháng khuẩn của sả
Trong lá sả thành phần kháng khuẩn tập trung chủ yếu trong tinh dầu. Các thành
phần kháng khuẩn chủ yếu như:
a. Citral:
Là thành phần chính trong tinh dầu lá sả. Gồm 2 đồng phân cis – cistral (neral)
và trans – citral (geranial).
Citral có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh có thể tiêu diệt được cả vi khuẩn hiếu
khí và kị khí như Staphyloccus aureus, Salmonella paratyphi, Shigella flexnerii,
Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Bacillus subtilis và Pseudomonas
aeruginosa. Ngoài ra, citral còn có khả năng tiêu một số loại nấm mốc như nấm
Stolonifer rhizopus, Penicillium italicum,
Geranial có hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn so với đồng phân neral nhưng
neral là nhân tố tạo nên mùi chanh đặc trưng cho lá sả. Geranial có hoạt tính kháng
khuẩn rất mạnh gần bằng ampicillin và tương đương với kháng sinh nitrofurantoin khi
làm đối chứng. Tuy nhiên, geranial rất nhạy cảm với oxy nên dễ bị oxy hóa và mất đi
hoạt tính.
Citral khi áp dụng bên ngoài đã được tìm thấy tác dụng chống viêm, chống
nhiễm khuẩn, chống bệnh thấp khớp, chất khử mùi (Carbajal 1989), chống viêm, thuốc
lợi tiểu, an thần (Carbajal, 1989 và Carlini, 1986).
Không chỉ kháng khuẩn, citral còn có tác dụng điều trị ung thư. Các nhà nghiên
cứu đã kiểm chứng tác dụng của citral lên tế bào ung thư bẳng cách cho thêm chất này
vào các tế bào ung thư và tế bào lành mạnh cấy trong một đĩa thử nghiệm. Lượng citral
sử dụng tương đương với lượng citral có trong một ly bình thường trong đó 1 gram sả
đươc chế trong nước sôi. Kết quả cho thấy là citral đã làm chết các tế bào ung thư
nhưng không làm hại tới các tế bào lành mạnh. Theo bác sĩ Ofir thì chất citral
có khả năng đẩy được các tế bào ung thư vào chỗ “ tự huỷ diệt” nhờ vào một cơ chế
gọi là apoptosis (một cơ chế đã được chương trình hoá sẵn theo đó các tế bào sẽ tự
động tìm cái chết).
b. Myrcene:
Myrcene có nhiều trong các loại tinh dầu thảo mộc tự nhiên như: sả, húng quế,
ớt, cà chua, xoài,
Hầu hết tinh dầu của sả chứa từ 12 – 25% myrcene và là thành phần cao thứ hai
trong tinh dầu.
Nếu citral trong tinh dầu sả có thể kháng lại các vi khuẩn gram dương, gram âm
và các loại nấm mốc thì myrcene không có khả năng kháng khuẩn. Tuy nhiên, myrcene
lại là tác nhân có tác dụng tăng cường hoạt động kháng khuẩn của citral khi phối trộn
lại với nhau.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 15
Khi kết hợp myrcene với terpinenol thì hoạt tính rất mạnh. Hỗn hợp sau khi phối
trộn có khả năng chống lại vi khuẩn Staphylococcus aureus rất tốt. Hỗn hợp trên đã ức
chế khả năng tăng trưởng và tiêu diệt các tế bào của Staphylococcus aureus.
c. Các hoạt chất khác:
Ngoài ra, trong tinh dầu cây sả còn chứa geraniol, limonene, isopulegol,
citronellal, linalool, acid cuea geranium, alpha-pinen, beta-sitosterol, coumarin, tannin,
acid ursolic…đây cũng là những thành phần rất quan trọng góp phần tạo mùi thơm đặc
trưng của tinh dầu sả, cũng như khả năng kháng một số vi khuẩn, nấm mốc và có khả
năng chữa một số bệnh.
1.2. Chất kháng khuẩn từ thực vật
1.2.1. Lịch sử phát triển của chất kháng khuẩn từ thực vật
Vào cuối thế kỷ trước, hoạt động kháng khuẩn của cây thuốc và gia vị đã được
kiểm tra. Mù tạt, cây đinh hương, quế và các loại dầu thiết yếu đã được biết đến để làm
chậm sự hư hỏng của vi sinh vật trong thực phẩm (theo Nakatani, năm 1994).
Vào thế kỷ 20, nhiều báo cáo đã được công bố về hoạt động ức chế của các loại
gia vị chống lại các sinh vật gây bệnh do thực phẩm.
Năm 1949, Dold và Knapp đã kiểm tra hoạt động kháng khuẩn của 27 chất chiết
xuất từ thực vật chống lại 8 chủng sinh vật thử nghiệm như: E. coli, B. subtilis,
Salmonella Typhosa, Shigella paradysenteria… và cho thấy tỏi có hoạt động chống lại
tất cả các sinh vật được kiểm tra. Hành tây, hạt nhục đậu khấu, đinh hương ức chế sự
tăng trưởng của tất cả các sinh vật thử nghiệm, ngoại trừ vi khuẩn B. subtilis.
Năm 1982, Ueda cũng đã thử nghiệm chất chiết xuất từ cây thuốc và gia vị bằng
dung môi là ethanol để ức chế vi khuẩn và nấm trong môi trường nuôi cấy tại pH khác
nhau. Đinh hương được nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn có thể chống lại tất cả các
sinh vật thử nghiệm bao gồm cả vi khuẩn B. subtilis PCI, S. aureus 209P, E. coli,
Salmonella Typhimurium, Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa, Proteus
vulgaris, Proteus morganii.
Năm 1985, Galli phát hiện dầu mù tạt có thể chống lại cả vi khuẩn Gram dương
và âm. Quế, kinh giới, rau oregano và thyme đều có tính kháng khuẩn tốt.
Năm 1984, Shelef nghiên cứu cây xô thơm, hương thảo và allspice cũng có tính
kháng khuẩn.
Năm 1983, Shelef nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn thảo dược và chiết xuất
dược liệu của chúng trong ống nghiệm.
Năm 1989, Bahk phát hiện khả năng kháng Listeria monocytogenes trong nước
dùng thịt của các loại gia vị như: tỏi, hành tây, quế… ở các nồng độ khác nhau.
Năm 1992, Ting và Deibel báo cáo về một cuộc khảo sát tính kháng khuẩn của
tiêu đen, ớt hạt tiêu, quế, tỏi, mù tạt, ớt bột, rau mùi tây… với 14 loại sinh vật khác
nhau như Listeria monocytogenes….
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 16
Năm 2001, Elgayyar chứng minh rằng dầu của rau oregano hoàn toàn ức chế sự
tăng trưởng của vi khuẩn Salmonella Typhimurium và ức chế Listeria monocytogenes
mạnh mẽ nhất. Ngoài ra, bạch chỉ, rau mùi, cần tây, mùi tây có hoạt động kháng
Listerial vừa phải.
Năm 2002, Friedman sử dụng một khảo nghiệm microplate để đánh giá mức độ
hoạt động diệt khuẩn của các loại tinh dầu và các thành phần dầu chống lại các vi
khuẩn gây bệnh của gỗ, lá nguyệt quế, nụ đinh hương, rau oregano, quế, allspice, cỏ xạ
hương, và dầu hoắc hương. Cỏ xạ hương, rau oregano, quế, nụ đinh hương, các loại
dầu majoran… chống lại vi khuẩn Salmonella enterica mạnh mẽ nhất.
Năm 1999, Arora và Kaur đã khám phá ra tác dụng diệt khuẩn của tỏi đối với S.
aureus và Salmonella Typhi….
1.2.2. Công dụng của các chất kháng khuẩn từ thực vật
Ngày nay, có rất nhiều loại thảo dược cũng như gia vị đã được nghiên cứu hoạt
tính kháng khuẩn như: tỏi, hành, gừng, nghệ, quế, sả, hẹ, đinh hương….
Một số loại không chỉ được sử dụng như một loại gia vị nhằm làm tăng hương
vị trong các món ăn mà nó còn có rất nhiều tác dụng đối với con người như: làm giảm
cholesterol, hạ huyết áp, phòng chống một số loại ung thư…
Đặc biệt các hợp chất thu được trong dịch chiết của các loại thực vật trên còn có
tác dụng kháng khuẩn rất lớn. Các hợp chất kháng khuẩn thu được trong các loại thực
vật có khả năng kháng lại rất nhiều loại vi khuẩn, nấm mốc, tiêu diệt các loại giun sán,
kí sinh trùng…
Và có một số hợp chất kháng khuẩn cũng đã được đưa vào để bảo quản thực
phẩm thay thế cho một số hóa chất độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng con
người.
1.3. Hệ vi sinh vật trên thịt
1.3.1. Escherichia coli
1. Giới thiệu về vi khuẩn Escherichia coli:
a. Nguồn gốc tên gọi
Năm 1885, tại München bác sĩ nhi khoa Theodor Escherich đã tìm ra một loại vi
khuẩn mới trong tã lót trẻ em và được công bố với tên gọi đầu tiên là Bacterium coli
commune. Chỉ 4 năm sau vi khuẩn này được giới chuyên môn đổi tên
thành Escherich nhằm tri ân người có công khám phá. Tuy nhiên, nó được gọi bằng
tên Bacillus coli vào năm 1895 và Bacterium coli vào một năm sau đó, Sau nhiều kiểu
gọi, đến năm 1991, vi khuẩn kia được định danh thống nhất toàn cầu là Escherichia
coli hay E. coli.
E.coli cũng được sử dụng nhiều trong công nghệ sinh học. Mặc dù E.coli là
loài vi khuẩn được nghiên cứu sâu nhất, cho đến nay nó vẫntiếp tục được quan
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 17
tâm nghiên cứu, với rất nhiều phát hiện mới ở tầm phân tử, đặc biệt cơ chế bệnh sinh
của các type gây bệnh (pathotype).
b. Phân loại E. coli
Theo Migula (1895), Castellani và Chalmers (1919) E. coli thuộc:
- Vực (domain): Bacteria
- Ngành (phylum): Proteobacteria
- Bộ (ordo): Entemrobacteriales
- Họ (familia): Enterobacteriaceae
- Chi (genus): Escherichia
- Loài (species): E. Coli
2. Đặc điểm của E. coli
a. Đặc điểm phân bố
Escherichia coli (E. coli) là một nhóm vi khuẩn đa dạng trong số các loài vi
khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động
vật có vú).
E.Coli là một loại trực khuẩn sống thường xuyên trong ruột người và một số
động vật. Chúng chiếm tới 80% vi khuẩn hiếu khí sống ở ruột.
Gia súc là ổ chứa vi khuẩn quan trọng nhất, đặc biệt là loài ăn cỏ nhai lại như
trâu, bò, dê, cừu. Vi khuẩn cư ngụ trong đường ruột của những loài vật này và được
đào thải ra môi trường qua phân của chúng. Người cũng có thể coi là ổ chứa vi khuẩn
do đóng vai trò trong việc lây truyền người - người.
b. Đặc điểm hình thái
E. coli có hình que, hai đầu tròn, kích thước dài ngắn khác nhau, thường từ
2 - 3 micromet x 0,5 micromet. Thường đứng riêng rẽ từng tế bào, cũng có khi ghép
từng đôi một, có khi kết với nhau thành từng đám hoặc 1 chuỗi ngắn. Thường có
tiêm mao mọc khắp bề mặt, có khả năng di động. Không có khả năng hình thành
bào tử, có khả năng hình thành giáp mạc (vỏ nhày) khi gặp môi trường dinh dưỡng
tốt. Nhuộm gram âm.
Hình dạng của vi khuẩn trên môi trường thạch NB là khuẩn lạc dạng tròn,
đường kính 2 – 4 mm, màu trắng đục. Sau 1- 4 ngày bề mặt nhăn nheo, màu hơi ngã
vàng.
Hình 1.5 Vi khẩn E. coli
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 18
3. Tính chất sinh vật hóa học
Lên men các đường glucose, lactose, levulose, galactose, xylose, ramnose,
manit kèm theo sinh hơi.
Không lên men đường adonit và inozit.
Nghiệm pháp IMVIC: Dùng để phân biệt E.coli với các vi khuẩn đường ruột
khác, gồm có các phản ứng.
Phản ứng sinh indol (I): E. coli có indol (+).
Phản ứng đỏ metyl (M): E. coli có phản ứng đỏ metyl (+).
Phản ứng Voges Proskauer (V): Phản ứng này dùng để kiểm tra khả năng sinh
ra acetyl - metyl cacbinol E.coli có phản ứng Voges Proskauer âm tính.
Phản ứng kiểm tra lên men đường inozitol (I): Trong thực tế không làm.
Phản ứng tìm khả năng sử dụng cacbon của citrat (c) E.coli phản ứng citrat âm
tính.
Ngoài ra, E.coli không phân giải được ure, không sinh H
2
S sau 48 giờ.
4. Tính chất nuôi cấy
Dễ nuôi cấy, có thể mọc được trên môi trường hiếu khí cũng như kỵ khí.
Mọc được ở nhiệt độ từ 5 – 40oC, thích hợp nhất ở 37oC. Có thể sống được ở
pH 5,5 - 8,0, thích hợp nhất ở pH 7 - 7,2. Trên môi trường thạch thường có khuẩn lạc
dạng S (nhắn bóng, bờ đều). Đôi khi hình thành khuẩn lạc dạng R (nhăn nheo) hoặc
dạng M (nhày). Khuẩn lạc có màu xám, đục.
Trong môi trường lỏng, sau 1 - 2 ngày nuôi cấy thường làm đục môi trường, có
váng trên bề mặt hoặc dính quanh thành ống, tạo thành cặn lắng xuống đáy.
Có khả năng lên men đường lactoza khác với một số nhóm gây bệnh đường ruột
khác thường không có khả năng lên men đường Lactoza.
Ngoài ra còn có khả năng lên men một số đường khác như Glucoza, Galactoza
v.v Khi lên men có sinh khí làm sủi bọt môi trường.
5. Lợi ích của E.Coli
Không lâu sau khi chào đời, các loại vi khuẩn bắt đầu xuất hiện trong hệ tiêu
hóa của trẻ em, rồi dần dần phát triển thành một hệ vi khuẩn hoàn chỉnh gọi là “vi
khuẩn chí” đường ruột. Hệ vi khuẩn này gồm có hai nhóm chính: nhóm chiếm phần lớn
là các vi khuẩn yếm khí (sống trong môi trường ít dưỡng khí); nhóm kia là các vi
khuẩn ái khí (phát triển trong môi trường có đủ dưỡng khí).
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 19
E. coli là vi khuẩn chiếm đến 80% trong nhóm vi khuẩn ái khí này. E. Coli cùng
các vi khuẩn khác trong hệ vi khuẩn chí đường ruột góp phần vào nhiều chức năng
quan trọng trong sự sống của con người. Những chức năng đó bao gồm:
- Ngăn chặn sự tấn công của các vi khuẩn xâm nhập vào hệ tiêu hóa
- Kích thích hệ miễn dịch của cơ thể
- Sản xuất các chất có lợi cho cơ thể, ví dụ vitamin K, biotin, folate
- Giúp chuyển hóa các chất đường .
Như vậy, nói chung E. coli là loại vi khuẩn không có hại, chúng sống thường trú
trong hệ tiêu hóa con người, góp phần giúp ích cho con người. Tuy vậy, một khi vì lý
do gì đó chúng bị lạc vào chỗ khác ngoài hệ tiêu hóa thì chúng có thể gây bệnh. Ví
dụ E. coli gây bệnh nhiễm trùng tiểu, bệnh viêm màng não…
Do chiếm tới 80% vi khuẩn hiếu khí trong ruột và luôn giữ thế cân bằng sinh
thái nên E. coli được chọn làm vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm. Có nghĩa là ở đâu có E.
coli chứng tỏ có ô nhiễm phân và có ô nhiễm các loại vi sinh vật gây bệnh khác.
Ở trong ruột E. coli sống đối kháng với một số vi khuẩn khác như Salmonella
và Shigella (thương hàn và lỵ) nhờ có khả năng tạo ra một loại chất ức chế có tên là
Colixin. Chúng còn có khả năng tổng hợp một số vitamin thuộc nhóm B, E và K.
Vì thế khi không gây bệnh chúng có lợi cho đường ruột nhờ hạn chế được một số vi
khuẩn gây bệnh khác, giữ thế cân bằng sinh thái trong ruột và sinh tổng hợp một số
vitamin.
6. Đặc điểm kháng nguyên và khả năng gây bệnh của E.Coli
a. Đặc điểm kháng nguyên
Có kháng nguyên O, kháng nguyên H và kháng nguyên bề mặt K.
- Kháng nguyên O: Có chừng 157 quyết định kháng nguyên O được đánh số 1,
2,3,4
- Kháng nguyên H: Có tới 52 quyết định kháng nguyên H.
- Kháng nguyên K: Gồm có kháng nguyên L và B không chịu nhiệt và kháng
nguyên А, M chịu nhiệt, Kháng nguyên bề mặt K thường ngăn cản hiện tượng
ngưng kết О của vi khuẩn sống. Nếu đun sôi 1 giờ huỷ kháng nguyên K, hiện
tượng ngưng kết О lại xuất hiện. Có khoảng 100 kháng nguyên K.
b. Khả năng gây bệnh
Gây bệnh ở đường tiêu hoá
Tuy là vi khuẩn cộng sinh ở đường tiêu hoá, nhưng E. coli có thể gây viêm dạ
dày, ruột thường gặp ở trẻ nhỏ, trẻ đang bú.
Gây bệnh ngoài đường tiêu hoá
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 20
E. coli có thể gây nhiễm trùng đường tiết niệu, sinh dục, nhiễm trùng đường gan,
mật, nhiễm khuẩn vết thương, vết bỏng, viêm phế quản, viêm phổi, viêm tai giữa, viêm
xoang, viêm màng não mù ỏ trẻ sơ sinh, nhiễm khuẩn huyết.
1.3.2. Bacillus subtilis
1. Giới thiệu về vi khuẩn Bacillus Subtilis (B. subtilis)
a. Lịch sử phát triển
Bacillus subtilis được phát hiện đầu tiên trong phân ngựa năm 1941 bởi tổ chức
y học Nazi của Đức. Ban đầu được sử dụng chủ yếu là để phòng bệnh lỵ cho các binh
sĩ Đức chiến đấu ở Bắc Phi.
Đến những năm 1949 – 1957, khi Henrry, Albot và các cộng sự tách được các
chủng B. subtilis thuần khiết thì ứng dụng của vi khuẩn này mới trở nên rộng rãi. Từ
đó, thuật ngữ “subtilis therapy” ra đời.
b. Phân loại Bacillus subtilis
Theo phân loại của Bergey (1994), vi khuẩn Bacillus subtilis thuộc:
- Giới: Bacteria
- Ngành : Firmicutes
- Lớp : Bacilli
- Bộ: Eubacteriales
- Họ: Bacillaceae
- Giống: Bacillus
- Loài: Bacillus subtilis
2. Đặc điểm của Bacillus subtilis
a. Đặc điểm phân bố
Vi khuẩn Bacillus subtilis thuộc nhóm vi sinh vật bắt buộc ở đường ruột, chúng
được phân bố hầu hết trong tự nhiên như: cỏ khô, bụi, đất nước không khí, xác và bã
thực vật bị thối rửa.
B. subtilis hiện diện trong đất với một số lượng phổ biến là 10
6
– 10
7
CFU/g. Vi
khuẩn này có khả năng sinh bào tử để có thể chịu đựng các điều kiện nhiệt độ khắc
nghiệt và những thay đổi bất lợi của môi trường sống. Thông thường có khoảng 60%
số lượng B. subtilis trong đất tồn tại ở trạng thái này (Alexander, 1977). Đất nghèo
dinh dưỡng ở sa mạc, đất hoang thì Bacillus subtilis rất hiếm.
Nước và bùn ở cửa sông cũng như nước biển có sự tồn tại của bào tử và tế bào
sinh dưỡng Bacillus subtilis.
Hình 1.6 Vi khẩn B. subtilis
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 21
b. Đặc điểm hình thái
B. subtilis là trực khuẩn nhỏ, hai đầu tròn, bắt màu tím Gram dương, kích thước
0.5 – 0,8 µm x 1,5 – 3 µm, đứng đơn lẻ hay tạo thành chuỗi ngắn. Vi khuẩn có khả
năng di động, có 8 – 12 tiêm mao, sinh bào tử hình bầu dục nhỏ hơn tế bào vi khuẩn và
nằm giữa tế bào.
Bào tử B. subtilis phát triển bằng cách nảy chồi do sự nứt của vỏ, không kháng
acid, có khả năng chịu nhiệt, chịu ẩm, tia tử ngoại, phóng xạ…(Tô Minh Châu, 2000).
Hình dạng của vi khuẩn trên môi trường thạch LB ( Luria-Bertani ) là khuẩn lạc
dạng tròn, rìa răng cưa không đều, đường kính 3 – 5 mm, màu vàng xám, tâm sẫm
màu. Sau 1- 4 ngày bề mặt nhăn nheo, màu hơi ngã nâu.
Trên môi trường canh LB (Luria-Bertani) B. subtilis phát triển làm đục môi
trường, tạo màng nhăn, lắng cặn kết lại như vẩn mây ở đáy, khó tan khi lắc đều.
c. Bào tử của vi khuẩn Bacillus subtilis
Bào tử là một hình thức tiềm sinh của vi khuẩn, nó giúp cho vi khuẩn vượt qua
những điều kiện bất lợi như: môi trường nghèo dinh dưỡng, nhiệt độ, pH không thích
hợp, môi trường tích luỹ nhiều sản phẩm trao đổi chất bất lợi …
Mỗi vi khuẩn chỉ tạo được một bào tử. Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào tử sẽ
nảy mầm để trở về dạng tế bào sinh dưỡng.
3. Tính chất đối kháng của Bacillus subtilis với một số vi sinh vật gây bệnh
Do Bacillus subtilis là vi khuẩn bắt buộc đường ruột nên ngoài khả năng chịu
đựng được acid dạ dày, các chất dịch tiêu hoá trong đường ruột. Chúng còn có khả
năng đấu tranh lại với các vi sinh vật gây bệnh ở đường ruột.
Với vi sinh vật gây bệnh
Môi trường nuôi cấy nấm bệnh có sự hiện diện của Bacillus subtilis với một số
lượng lớn sẽ gây ra sự cạnh tranh dinh dưỡng, cạnh trạnh không gian sống giữa vi
khuẩn và nấm. Do vi khuẩn phát triển nhanh hơn (trong 24 giờ) sẽ sử dụng phần lớn
các chất dinh dưỡng trong môi trường, đồng thời tạo ra kháng sinh subtilin nên sự sinh
trưởng của nấm bị ức chế.
Với đồng loại
Trong môi trường dinh dưỡng bị cạn kiệt, Bacillus subtilis đã tạo ra chất
kháng sinh giết chết những tế bào vi khuẩn bên cạnh chưa bắt đầu quá trình này nhằm
tiêu thụ chất dinh dưỡng giải phóng từ các tế bào này với mục đích kéo dài thời kỳ
trước khi tạo bào tử.
4. Lợi ích của vi khuẩn Bacillus subtilis
Tạo ra các chuyển hóa giúp cải tạo đất.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 22
Phân giải các protid động vật, thực vật trong đất, nước rất mạnh.
Sản xuất protein vi sinh vật từ dầu mỏ và khí đốt.
Ngoài ra, B. subtilis có khả năng tổng hợp nhiều loại acid amin không thay thế
như: lyzin, valin, treonin, izoleuxin và các acid amin khác như xitrulin, thyroxin,
prolin, aspartic. Một số loại vitamin cũng được B. subtilis sản sinh, đặc biệt là vitamin
B
2
vì trong mỗi gam chất khô của nó có thể có đến 7,8 µg vitamin B
2
.
Theo công trình nghiên cứu của Work và các cộng sự thì B. subtilis là vi khuẩn
có khả năng sản sinh ra nhiều loại enzyme như amylase, protease, diastase, lexithinase,
phân giải gelatin và làm tiêu fibrin…Tuy nhiên B. subtilis hoạt động mạnh mẽ nhờ vào
hai loại enzyme tiêu hóa là amylase và protease.
Ngoài ra B. subtilis còn có khả năng tổng hợp một số loại kháng sinh có tác
dụng ức chế sinh trưởng hay tiêu diệt một số vi sinh vật khác, phổ tác dụng là tương
đối rộng: các vi khuẩn Gram âm, Gram dương, vi nấm, Mycobacterum và một số vi
khuẩn khác.
Nhờ có các kháng sinh này mà B. subtilis có khả năng cạnh tranh với các loài vi
sinh vật khác và người ta đã ứng dụng chúng để tái tạo sự cân bằng của hệ vi sinh vật
đường ruột, ứng dụng làm các chế phẩm probiotic cho người và vật nuôi.
5. Độc tính của Bacillus subtilis
Đối với con người
Một số chủng Bacillus subtilis cũng như những họ hàng gần của nó là B.
licheniformis, B. pumulis, B. megaterium có khả năng sản xuất lecithinase, một enzyme
có khả năng phá vỡ màng tế bào động vật hữu nhũ. Tuy nhiên, vẫn chưa có bằng chứng
nào cho thấy lecithinase gây bệnh trên người.
Một số nghiên cứu cho thấy B. subtilis cũng liên quan đến vài trường hợp ngộ
độc thực phẩm.
B. subtilis sản xuất độc tố ngoại bào là subtilisin, mặc dù subtilisin có độc tính
thấp nhưng trong thành phần protein của nó có khả năng gây dị ứng đối với những
người tiếp xúc trong thời gian dài gây những bệnh như viêm da, viêm đường hô hấp.
B.subtilis có tính độc rất thấp đối với người vì nó sản xuất enzyme ngoại bào và
các tác nhân gây độc không đủ để có thể gây hại cho người. Ngoại trừ những trường
hợp có đột biến trong tế bào vi khuẩn hay hệ thống miễn dịch của người đang quá suy
yếu. Trong một số trường hợp, người ta vẫn phát hiện B. subtilis ở những bệnh nhân bị
ung thư phổi, hoại thư bạch cầu, áp xe khi lắp bộ phận giả… Tuy nhiên, tỉ lệ các
trường hợp này là rất hiếm, chỉ có 2 trong 24 trường hợp nhiễm Bacillus (trong 1034 ca
nhiễm khuẩn) là do B. subtilis.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 23
Đối với động vật
B.subtilis được phát hiện trong một số trường hợp bò và cừu sẩy thai. Tuy
nhiên, B. subtilis vẫn không được cho là nguyên nhân gây bệnh. B. subtilis nhiễm vào
và gây tử vong cho muỗi Anophelis aulicifacies gây sốt rét ở Ấn Độ (Gupta and Vyas,
1989) và được sử dụng như 1 tác nhân kiểm soát sinh học trong nghiên cứu về bệnh
này.
Đối với thực vật
B. subtilis không được coi là tác nhân gây bệnh cho thực vật (7 CFR 330, et
seq.; Claus and Berkeley, 1986).
Tuy nhiên, có 1 số báo cáo trong các tài liệu liên kết B. subtilis với các bệnh
thực vật xác định (Kararah et al. 1985) B. subtilis gây phân hủy pectin và
polysaccharides của mô thự vật dẫn đến thối củ ở khoai tây. Gây những vết viêm loét
trên một số cây rừng.
1.3.3. Staphylococcus aureus
1. Giới thiệu về vi khuẩn Staphylococcus aureus (S. aureus)
a. Nguồn gốc tên gọi
Tụ cầu khuẩn (staphylococci) được mô tả lần đầu tiên bởi nhà phẫu thuật người
Scotland, ông Alexander Ogston vì nguyên nhân của một số hiện tượng sinh mủ (hình
thành mủ) truyền nhiễm ở người. Năm 1882, ông đặt tên cho chúng là staphylococcus
(tiếng Hy Lạp: straphyle, chùm nho; coccus, hạt lúa hay trứng cá) vì hình dạng chúng
xuất hiện dưới kính hiển vi.
b. Phân loại
Theo Rosenbach năm 1884, S. aureus thuộc:
- Vực (domain): Bacteria
- Giới (regnum): Eubacteria
- Ngành (phylum): Firmicutes
- Lớp (class): Bacilli
- Bộ (ordo): Bacillales
- Họ (familia): Staphylococcaceae
- Chi (genus): Staphylococcus
- Loài (species): S. Aureus
Hiện nay có 27 loài và 7 phân loài của thế hệ Staphylococcus, sự sản xuất
enterotoxin chủ yếu được đi liền với loài S. aureus, mặc dù nó cũng được sản xuất bởi
các loài khác bao gồm S. intermedius và S. hyicus.
Hình 1.7 Vi khẩn S. aureus
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 24
2. Đặc điểm của S. aureus
a. Đặc điểm hình thái
S. aureus là một khuẩn cầu Gram dương (+) mà có dạng hình cầu những tế bào
dạng trứng có đường kính khoảng 1µm. Sự phân chia tế bào ở một mặt phẳng để tạo
thành những khối tế bào không đồng đều giống như chùm nho.
b. Đặc điểm nuôi cấy
Phát triển dễ dàng ở môi trường thông thường, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy ý, mọc
tốt ở 37
0
C nhưng tạo sắc tố tốt ở 20
0
C.
Ở môi trường canh LB 5-6 giờ làm đục môi trường, sau 24 giờ thì đục hẳn.
Ở môi trường đặc, khuẩn lạc tròn, lồi, bóng láng, óng ánh, màu vàng, màu cam,
màu trắng, to dần sau 24 giờ
3. Tính chất sinh hóa và đề kháng
Tụ cầu có hệ thống enzyme phong phú, những enzyem được dùng trong chẩn
đoán là:
- Catalase (khác liên cầu).
- Coagulase (tiêu chuẩn để phân biệt tụ cầu vàng với tụ cầu khác).
- Lên men đường Mannit: lên men chậm nhiều loại đường.
- Tạo acide nhưng không sinh hơi.
Tụ cầu tương đối chịu nhiệt và thuốc sát khuẩn hơn những vi khuẩn khác, chịu
độ khô và có thể sống ở môi trường nồng độ NaCl cao, nhạy cảm thay đổi với kháng
sinh, nhiều chủng đề kháng với penicillin và các kháng sinh khác.
4. Cấu trúc kháng nguyên
Vách tế bào vi khuẩn chứa kháng nguyên polysaccarit.
Kháng nguyên protein A ở bề mặt.
Có thể căn cứ vào các kháng nguyên trên để chia tụ cầu thành nhóm, tuy nhiên
phản ứng huyết thanh không có giá trị trong chẩn đoán vi khuẩn.
5. Khả năng gây bệnh
Đường xâm nhập là da (gốc chân lông, vết thương) và niêm mạc. Tụ cầu không
gây nên một chứng bệnh nhất định nhưng thường làm phát sinh nhiều hình thức nhiễm
khuẩn khác nhau.Tụ cầu thường gây nên những điểm nung mủ ở da, ở niêm mạc, nó có
thể xâm nhập vào nhiều cơ quan khác nhau, nhiễm trùng hay xảy ra ở những cơ thể đề
kháng sút kém như già yếu, trẻ còn bú, bệnh đái tháo đường, HIV, dùng thuốcức chế
miễn dịch
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 25
Các nhiễm trùng da và nung mủ sâu là một hình thức đặc biệt, như đinh râu,
chốc lỡ, viêm tủy xương, viêm phổi màng phổi, viêm màng ngoài tim, viêm màng
não…
Ngoài ra, còn gây ra các bệnh như: nhiễm trùng huyết, viêm ruột cấp tính, ngộ
độc thức ăn, hội chứng da phồng rộp…
1.3.4. Salmonella
1. Giới thiệu về vi khuẩn Salmonella
a. Lịch sử phát triển
Salmonella do Daniel E. Salmon (1850 – 1914) phát hiện ra năm 1885.
Năm 1880 Grafhy đã mô tả hình ảnh vi khuẩn quan sát được trên tiêu bản và là người
đầu tiên phân lập được S.typhi vào năm 1884.
b. Phân loại khoa học
- Vực (domain): Bacteria
- Liên giới(superregnum): Bacteria
- Giới (regnum): Bacteria
- Ngành (phylum): Proteobacteria
- Lớp (class): Gammaproteobacteria
- Bộ (ordo): Enterobacteriales
- Họ (familia): Enterobacteriaceae
- Chi (genus): Salmonella
2. Đặc điểm của salmonella
a. Đặc điểm phân bố
Bất kỳ thực phẩm tươi có nguồn gốc động vật như thịt lợn, thịt gia
cầm, sữa và các sản phẩm sữa, trứng, hải sản cùng với một số rau, quả có
thể chứa vi khuẩn salmonella. Ngoài ra, còn có thức ăn tự làm có chứa trứng
tươi như kem, bột làm bánh…
Động vật nuôi trong nhà cũng có thể mang vi khuẩn salmonella như
gà, vịt, lợn…
b. Đặc điểm hình thái
Salmonella là một giống vi khuẩn gram âm, hình que, không tạo bào tử, di động,
sinh sống trong đường ruột, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy ý, có đường kính khoảng
0,7 µm đến 1,5 µm, dài từ 2 µm đến 5 µm và có vành lông rung hình roi. Hầu hết các
loài Salmonella có thể sinh hydro sulfua.
Hình 1.8 Vi khẩn Salmonella