nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm bổ sung neo-polynut

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT


Trương Ba Hùng

NGHIÊN CỨU VÀ HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT
CHẾ PHẨM BỔ SUNG NEO-POLYNUT

Chuyên ngành: Vi sinh vật
Mã số: 60 42 40

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHẠM VIỆT CƯỜNG

Hà Nội - 2010


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC LỤC

Mở đầu 1
Chương I: Tổng quan tài liệu 3
1. Giới thiệu sơ lược về beta – glucan 3
1.1. Tình hình nghiên cứu beta-glucan trong và ngoài nước 3

1.2. Nguồn nguyên liệu chứa -glucan 4
1.3. Ứng dụng của -glucan 4
1.3.1. Ứng dụng trong thực phẩm 4
1.3.2. Ứng dụng  -glucan trong y dược, mỹ phẩm 5
1.3.3. Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản 6
2. Probiotics 7
2.1. Định nghĩa probiotics 7
2.2. Cơ chế tác động của probiotics 8
2.2.1. Sinh tổng hợp ra các chất kháng khuẩn 8
2.2.2. Cạnh tranh vị trí gắn kết 10
2.2.3. Cạnh tranh nguồn dinh dưỡng 11
2.2.4. Kích thích miễn dịch 11
2.3. Vi sinh vật probiotics 12
2.3.1. Vi khuẩn lactic 12
2.3.2. Bacillus spp 13
2.4. Các tiêu chuẩn chọn vi khuẩn probiotics 14
2.5. Ứng dụng của probiotics … 15
2.5.1. Trong thực phẩm và dược phẩm 15
2.5.2. Nông nghiệp 19
2.5.2.1. Nuôi trồng thủy hải sản. 19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2.5.2.2. Chăn nuôi 22
Chương II: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 27
2.1. Vật liệu 27
2.2 . Phương pháp nghiên cứu 29
Chương III: Kết quả 31
3.1. Hoàn thiện công nghệ lên men thu nhận sinh khối
chủng saccharomyces cerevisiae 1 31
3.1.1. Lựa chọn môi trường tối ưu 31

3.1.2. Khảo sát các điều kiện tăng trưởng tối ưu 32
3.2. Hoàn thiện lên men các chủng probiotics bổ sung 35
3.2.1. Hoàn thiện công nghệ lên men thu nhận sinh khối chủng 35
3.2.1.1. Kết quả xác định đường cong sinh trưởng vi khuẩn
l. acidophilus trong hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu. 35
3.2.1.2. Kết quả xác định sự thay đổi pH theo thời gian
của hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu 36
3.2.1.3. Kết quả xác định hàm lượng đường giảm theo thời gian của
hai môi trường lên men MRS và dịch chiết dứa tối ưu 37
3.2.1.4. Kết quả so sánh khả năng ức chế vi sinh vật chỉ thị của dịch
nuôi cấy l. acidophilus trong môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu. 39
3.2.1.5. Nghiên cứu trạng thái nuôi cấy 42
3.2.2. Hoàn thiện công nghệ lên men thu nhận sinh khối
chủng bacillus subtilis B1 43
3.2.2.1. Xác định đường cong sinh trưởng của chủng bacillus subtilis B1
trên 2 loại môi trường 43
3.2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình sinh trưởng
của vi khuẩn bacillus subtilis 46
3.2.3. Hoàn thiện công nghệ tách chiết thu hồi thành tế bào
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

từ sinh khối saccharomyces cerevisie 53
3.2.4. Hoàn thiện công nghệ tách beta-glucan từ thành tế bào
làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng 54
3.2.5. Hoàn thiện công nghệ thủy phân nấm men
thu hồi acid amin tự do và protein 55
3.2.5.1. Tách thu hồi protein từ dịch tế bào nấm men 56
3.2.5.2. Thủy phân protein tách axit amin tự do 57
3.2.6. Hoàn thiện và ổn định công nghệ sản xuất chế phẩm thức ăn
bổ sung phục vụ chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản 58

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm chức năng
cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản 62
Chương IV. Kết luận 67
Tài liệu tham khảo 68














Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Mật độ tế bào của chủng nấm men S.cerevisae 1 trên hai môi trường nghiên
cứu.
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của pH ban đầu lên sinh khối S.cerevisiae1 sau 30 giờ
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của chủng S. cerevisiae1
Bảng 3.4: Mật độ tế bào của chủng S.cerevisiae1 sau khoảng thời gian lên men
Bảng 3.5: Các thông số tối ưu lên men thu hồi sinh khối chủng S.cerevisiae1
Bảng 3.6: Tính toán giá thành cho 1 lít môi trường dịch chiết dứa tối ưu (2009)
Bảng 3.7: Xác định mật độ L.acidophilus VN1 dưới các trạng thái nuôi khác nhau
Bảng 3.8 Mật độ chủng vi khuẩn nghiên cứu trong các loại môi trường khác nhau theo

thời gian
Bảng 3.9. Sinh khối của chủng vi khuẩn nghiên cứu theo thời gian
Bảng 3.10. Sinh khối của chủng vi khuẩn nghiên cứu với các nguồn cacbon khác nhau
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của chủng vi khuẩn nghiên cứu
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy lên sinh trưởng của B.subtilis
Bảng 3.13. Sinh khối của chủng vi khuẩn nghiên cứu dưới các điều kiện pH ban đầu
khác nhau
Bảng 3.14: Đánh giá sự phát triển của B.subtilis B1
Bảng 3.15: Điều kiện lên men tối ưu cho 2 chủng probiotics
Bảng 3.16: Thực hiện thu hồi và sản xuất nguyên liệu bột probiotic
Bảng 3.17: Hàm lượng protein và hexose trong sản phẩm glucan tách chiết từ thành tế
bào của chủng nấm men nghiên cứu
Bảng 3.18: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng protein thu được trong dịch thủy phân
Bảng 3.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình thủy phân thu nhận axit amin
Bảng 3.20: Thông số lên men của các chủng vi sinh vật probiotic
Bảng 3.21: Đánh giá khả năng sấy phun
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Bảng 3.22: Công thức phối trộn cho 100 kg sản phẩm NEO-POLYNUT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 3.1: Mối tương quan giữa pH ban đầu của môi trường đến sinh khối chủng
S.cerevisiae1
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của chủng S. cerevisiae1
Hình 3.3: Đường cong sinh trưởng của S.cerevisiae1
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn đường công sinh trưởng của vi khuẩn L. acidophilus nuôi
trong hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH theo thời gian của hai môi trường lên men
MRS và dịch chiết dứa tối ưu
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hàm lượng đường và OD
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đường tổng thay đổi theo thời gian lên men của

hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu
Hình 3.8: Môi trường dịch chiết dứa tối ưu không sinh H
2
O
2
Hình 3.9 : Đồ thị biểu diễn khả năng ức chế vi sinh vật chỉ thị (E.coli) của dịch nuôi
cấy L. acidophilus trên môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu
Hình 3.10. Đồ thị đường cong sinh trưởng của chủng Bacillus subtilis B1 trong MT1
Hình 3.11. Đồ thị đường cong sinh trưởng của chủng Bacillus subtilis B1 trong MT2
Hình 3.12. Biểu đồ biểu hiện ảnh hưởng của các nguồn cacbon khác nhau tới sinh khối
của B.subtilis B1
Hình 3.13. Biểu đồ biểu hiện ảnh hưởng của các nguồn nitơ khác nhau tới tích luỹ sinh
khối

15 20 24 20 43 48 63 68 73 78

7X10
9

4X10
9

7X10
9

7X10
9

7X10
9

7X10
9

7X10
9

7X10
9



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
Việc kết hợp giữa các chất có hoạt tính sinh học và các chủng probiotic
trong các công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ đời sống nói chung và trong
sản xuất nông nghiệp nói riêng hiện đang là hướng đi tích cực và có tính khả quan.
Các chất có hoạt tính sinh học đang được rất nhiều nhà khoa học trên thế
giới cũng như trong nước quan tâm trong đó có polysaccharide. Polysaccharide là
thành phần quan trọng trong phần lớn các chất trùng hợp sinh học (biopolymer), chúng
có vai trò chính trong việc tạo cấu trúc và tính toàn vẹn của vi khuẩn và nấm (Bohn &
Bemiller, 1995, Sakurai et al., 1996, Vetvika et al., 1997).  -glucan là một
polysaccharide cũng rất được chú ý bởi những đặc tính sinh học của nó có, như hiệu
quả mạnh trong việc củng cố hoạt động của miễn dịch không đặc hiệu, có đặc điểm
kháng khối u mạnh, có hiệu ứng kháng virut và kháng khuẩn, và cuối cùng chúng giúp
cho vết thương mau lành và chống nhiễm sau khi bị thương hoặc sau khi phẫu thuật.
Bên cạnh đó việc sử dụng các chế phẩm sinh học bổ sung vào thức ăn chăn
nuôi để cải thiện năng suất, thay thế kháng sinh , hóa dược và nâng cao chất lượng sản

phẩm chăn nuôi đang là một su hướng tất yếu của các nước trong khu vực và trên thế
giới (Hill, 1990; Charteris và cs,1998; Chang và cs, 2001). Trong nước đã có những
nghiên cứu sản xuất probiotic bổ sung vào thức ăn để giảm tiêu chảy, cải thiện khả
năng tiêu hóa (Phạm Văn Toản,1996; Đỗ Trung Cứ và cs, 2000; Phan Ngọc Kính,
2001; Nguyễn Như Pho và Trần Thị Thu Thủy, 2003; Võ Thị Hạnh, 2003). Nhưng các
nghiên cứu này mới là bước đầu, chưa có sự hợp tác triệt để giữa các chuyên gia công
nghệ vi sinh và dinh dưỡng thức ăn để tạo ra sản phẩm có tính ổn định cao và sử dụng
hiệu quả cho vật nuôi [7].
Hiện nay ở Việt nam việc kết hợp giữa các nhóm vi khuẩn probiotic và -glucan
để tạo chế phẩm bổ sung thức ăn chăn nuôi vẫn là một hướng nghiên cứu còn nhiều
mới mẻ. Do đó chúng tôi lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản
xuất chế phẩm bổ sung NEO-POLYNUT”, nhằm hướng tới mục đích tạo ra một chế

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
phẩm sinh học chức năng, bổ sung vào thức ăn chăn nuôi giúp tăng khả năng chuyển
hóa thức ăn, tăng cường hệ thống miễn dịch cho vật nuôi, hạn chế các nguy cơ gây
bệnh, và giảm chi phí chăn nuôi thông qua việc giảm hệ số tiêu thụ thức ăn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1. Giới thiệu sơ lƣợc về Beta - Glucan
1.1. Tình hình nghiên cứu beta-glucan trong và ngoài nƣớc
Từ đầu những năm 1970, một số viện nghiên cứu ở Nhật Bản đã thử tách chiết
-glucan từ nấm lớn và nó trở thành hướng chính ở Nhật Bản.
Những năm gần đây, beta-glucan phân lập từ thành tế bào nấm men ngày càng
được chú ý. Các hợp chất này có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như tăng cường
miễn dịch, kháng khối u và là tác nhân bảo vệ phóng xạ, kích thích hệ thống miễn dịch
(Bohn & Bemiller 1995, Sakurai et al. 1996, Vetvika et al. 1997). Theo Paulsen et al.
(2001, 2003) sử dụng -glucan nấm men cho cá hồi Atlantic và cá hồi cầu vồng sẽ làm
tăng hoạt tính lysozym huyết thanh của chúng.
Khoa Công nghệ Sinh học, trường tổng hợp Hàn Quốc đã tách chiết được
glucan tan trong kiềm từ thành tế bào Sacchromyces cerevisiae chủng dại và chủng đột

biến có độ tinh sạch cao (Ha et al.,2002). Thái Lan, cũng như Australia, beta-glucan
cũng đã được chiết từ nấm men và sử dụng như một chất kích thích miễn dịch tiềm
năng cho Penaeus monodon và Salmo salar L. (Suphantharika et al., 2003, Paulsen et
al., 2000). Ngoài ra, ở nhiều nước khác như Nhật Bản, Mỹ, Canađa, Tiệp Khắc, Nga
cũng tiến hành khá nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này phục vụ nuôi trồng thuỷ sản.
Trong giai đoạn 2004-2005 của chương trình công nghệ sinh học, với sự tài trợ
của đề tài KC-04-28, lần đầu tiên ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ
sinh học đã bắt tay nghiên cứu quy trình công nghệ tách chiết -glucan từ thành tế bào
Sacchromyces cerevisiae, bước đầu đã thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao. Sản
phẩm beta-glucan từ chủng nấm men S.cerevisiae 1 chỉ có một loại mạch bêta-1,6. Sản
phẩm beta - glucan từ chủng nấm men S.cerevisiae 3 có hai loại mạch bêta-1,6 và bêta-
1,3. Chế phẩm Bêta glucan từ chủng S.cerevisiae 1 có trên 80% hexoza và 0.99%
protein. Chế phẩm beta - glucan từ chủng S.cerevisiae 2 và S.cerevisiae 3 có hàm
lượng protein khoảng 1,2% và hơn 50% hexoza.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
Chế phẩm -glucan được thử nghiệm trên chuột có tác dụng phục hồi số lượng
tế bào bạch cầu máu ngoại vi và khả năng thực bào của đại thực bào ổ bụng của động
vật gây suy giảm miễn dịch thực nghiệm bằng chiếu xạ. Chế phẩm  - glucan từ chủng
S.cerevisiae 1 có tác dụng tốt đối với hệ thống miễn dịch không đặc hiệu ở nồng độ
nghiên cứu.
Hiện nay, Liên hiệp Khoa học sản xuất Công nghệ sinh học và Môi trường đã sử
dụng beta - glucan trong chế phẩm Neo-Polynut phục vụ chăn nuôi và nuôi trồng thủy
sản. Chế phẩm Neo-Polynut đã được Bộ thủy sản công nhận chất lượng và cho phép
sản xuất lưu hành.
1.2. Nguồn nguyên liệu chứa -glucan
Glucan thu được từ các nguồn khác nhau như: thực vật, tế bào nấm men, nấm
nói chung được miêu tả như polymer của glucoza. Glucan có một số hoạt tính sinh học

như hoạt hóa hệ miễn dịch, chống ung thư, kích thích sinh trưởng.
-glucan tìm thấy trong nấm lớn có phân nhánh chỉ với một phân tử glucoza và
chỉ tăng cường miễn dịch đến một mức nào đó. Bên cạnh đó, - glucan chiết từ thành
tế bào nấm men bánh mỳ phân nhánh rất mạnh và nó có khả năng tăng hoạt tính miễn
dịch mạnh nhất trong tất cả các loại - glucan.
-1,3-D-Glucan đã được chiết từ thành tế bào nấm men Saccharomyces
cerevisiae và được đặt tên vào đầu năm 1960 bởi nhóm nghiên cứu ở Mỹ (trường Tổng
hợp Tulane, khoa Y học, chuyên ngành sinh lý học). -Glucan đã được tách chiết từ
các chủng nấm men như Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces delbrueckii,
Candida albicans, Candida cloacae, Candida tropicalis, Hansenula henricii Đặc biệt
- Glucan đã được tách từ xác nấm men lên men bia với nồng độ Glucan lên tới 92%.
1.3. Ứng dụng của -glucan
1.3.1. Ứng dụng trong thực phẩm
- Cung cấp nguồn xơ thực phẩm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
- Cung cấp chất đóng cục phân.
- Cung cấp nguồn axit béo chuỗi ngắn qua lên men vi khuẩn trong ruột già, cải
thiện sự tiêu hóa, giúp ích cho các tế bào màng trong ruột kết và ruột nói chung.
Để khẳng định hiệu quả của Glucan như một phụ gia có lợi trong thực phẩm,
các nhà khoa học đã sử dụng chuột đồng vì lypoprotein profile máu của chúng giống
người. Chuột được nuôi bằng thức ăn có hàm lượng cholestorol cao (0,2% cholesterol
và 10% dầu dừa), sau 7 tuần lượng cholesterol trong máu của chúng dao động từ 267-
279mg/dl. Sáu tuần tiếp theo, chuột thí nghiệm được nuôi với thức ăn có bổ sung 5%
cám yến mạch, cám lúa mỳ hoặc Glucan từ thành tế bào nấm men. Kết quả nhận được
cho thấy Glucan giảm lượng cholesterol tổng (42%), LDL cholesterol (69%) và tăng
đáng kể lượng HDL cholesterol (16%). Glucan cũng có hiệu quả giảm lượng
cholesterol trong huyết thanh. Khi chuột được nuôi ở chế độ dinh dưỡng giàu

cholesterol đồng thời với 5% Glucan hoặc cám yến mạch, sau 4 tuần, Glucan giảm
lượng cholesterol tổng xuống 13% so với 6% của cám yến mạch. LDL đã giảm 15%
trong nhóm ăn thêm Glucan và 4% trong nhóm ăn thêm cám [3]. Những kết quả trên
cho thấy -Glucan là nguồn phụ gia có giá trị trong công nghiệp thực phẩm.
1.3.2. Ứng dụng  -Glucan trong y dƣợc, mỹ phẩm
Từ những nghiên cứu cơ sở tác dụng của -Glucan lên hệ thống miễn dịch của
chuột, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu trên rất nhiều loài động vật khác nhau
như tôm, cá, gà, thỏ, -Glucan đều có hoạt tính gây kích thích miễn dịch và 4 cơ chế
miễn dịch chính là:
- Tạo ra các bạch cầu (hematopoiesis) để phá hủy nguồn bệnh.
- Huy động tế bào, là khả năng của các bạch cầu chuyển đến chỗ bị thương.
- Năng lực thực bào hay khả năng nhấn chìm tế bào lạ.
- Tạo ra các chất trung gian hoạt hóa oxy và các nhân tố khác giết chết vật thể lạ.
Cơ chế -Glucan thể hiện hiệu quả có lợi là kết hợp với thụ quan glucan đặc
hiệu nằm trên tế bào đại thực bào, như vậy, nó sẽ hoạt hóa tế bào này. Một khi đại thực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
bào đã được hoạt hóa, chúng sinh ra cytokine có nhiệm vụ chuyển thông tin cần thiết
đến các tế bào miễn dịch khác và cuối cùng hoạt hóa hoặc hiệu chỉnh chức năng của hệ
thống miễn dịch.
1.3.3. Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản
-glucan được biết như một chất tăng cường hệ thống miễn dịch và có hiệu lực
tăng cường hệ thống miễn dịch của vật chủ (Yadomae T. và Ohno N.,1996). Đã có một
số nghiên cứu sử dụng -glucan như một chất kích thích hệ thống miễn dịch tiềm năng
trong nuôi trồng thuỷ sản.
Hệ thống prophenoloxidaza (proPO) được đánh giá giữ vai trò quan trọng trong
hệ bảo vệ của các loài giáp xác. Vì vậy hoạt tính PO trong hemocyte của P.monodon
được sử dụng như chỉ thị cho đặc tính kích thích miễn dịch của  - glucan. Kết quả thí

nghiệm in vitro của Suphantharika et al.(2003) cho thấy,  - glucan tăng hoạt tính PO
trong tất cả hemocyte được xử lý. Chế phẩm -glucan từ nấm men bánh mì (YGT) có
thành phần -glucan cao hơn 40% so với -glucan từ bã men bia (BYG) và YGT tăng
hoạt tính PO cao hơn gấp 2 lần so với BYG. Như vậy hoạt tính PO không những phụ
thuộc vào hàm lượng -glucan mà có lẽ còn phụ thuộc vào các tính chất lý học khác
như trọng lượng phân tử và cấu trúc hoá học của -glucan.
Thí nghiệm in vivo khi cho tôm ăn thêm 0,2% -glucan cũng nhận được những
kết quả khả quan như trong thí nghiệm in vitro. Nhưng trong thí nghiệm này, YGT cho
đáp ứng thấp hơn so với BYG. Điều này có thể giải thích do sự khác biệt thời gian xử
lý: ở thí nghiệm in vitro, hemocyte tiếp xúc trực tiếp với -glucan trong 30 phút, còn
trong thí nghiệm in vivo, -glucan được cho ăn trong 3 ngày. Nhưng -glucan và các
sản phẩm phân huỷ của nó làm thế nào được hấp thu vào hệ tiêu hoá và nó kích thích
hemocyte thế nào để hoạt hoá hoạt tính PO vẫn còn chưa rõ.
Kết quả thí nghiệm của Rostad Gunnar và cs. (1995) cho thấy, khi bổ sung
glucan vào thức ăn hàng ngày của Salmo salar với hàm lượng 1g/kg thức ăn trong 12

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
tuần trước khi cho nhiễm nguồn bệnh, lượng cá sống sót tăng lên rất nhiều. Cụ thể đối
với Vibrio salmonicida subsp. salmonicida gây bệnh furuncolusis, lô thí nghiệm cá
được ăn thức ăn bổ sung M-glucan sẽ chết ít hơn 33% so với đối chứng. Kết quả tương
tự đối với Vibrio anguillarum serotype 1, cá non trong lô thí nghiệm chết 15%, trong
khi ở lô đối chứng, cá chết đến 85%. Với thí nghiệm tiêm 0,2 ml dung dịch chứa 2mg
M-glucan trực tiếp dưới bụng cá, sau 3 tuần tiêm một lượng vi khuẩn gây bệnh cho cá,
M-glucan cũng làm giảm đáng kể tỉ lệ cá bị chết. M-glucan còn là một tá dược với
vaccine tăng sức đề kháng của cá lớp Osteichthyes, đặc biệt là cá hồi Atlantic (Salmo
salar). Kết quả thí nghiệm cho thấy khi Salmo salar non (30g/con) được tiêm dưới
bụng một lượng dung dịch vaccine và 0,5mg M-glucan, hoặc chỉ có M-glucan hoặc
vaccine, tỉ lệ cá chết sẽ tương ứng 20 %, 28%, 38%. Riêng ở lô đối chứng khi cá chỉ

được tiêm dung dịch muối sinh lý, sau khi bị xử lý với nguồn bệnh, tỉ lệ cá chết cuối
cùng là 42%. Như vậy, sự kết hợp giữa M-glucan và vaccine furunculosis là phương
pháp hiệu quả nhất để tăng sức đề kháng của Salmo salar đối với furunculosis. Kết quả
tương tự cũng nhận được đối với bệnh vibriosis do các loại vi khuẩn chi Vibrio khác
nhau gây nên.
Hiệu quả của Beta-glucan như một dược phẩm phòng bệnh để tăng sức đề kháng
của tôm hùm lớn (Penaeus monodon) cũng đã được các tác giả nghiên cứu. Tôm non
được bổ sung 5g glucan/kg thức ăn hàng ngày, sau 5 tuần chúng bị nhiễm bởi nguồn
bệnh virut và hỗn hợp Vibrio harenggii và Vibrio parahemolytiens. Bảy tuần sau khi bị
nhiễm, lượng tôm bị chết trong lô đối chứng là 80%, trong khi ở lô thí nghiệm tôm
được nuôi với thức ăn có bổ sung M-glucan lượng tôm chết giảm xuống 50%.
2. Probiotics
2.1. Định nghĩa Probiotics
Probiotics là thuật ngữ có nguồn gốc từ Hy Lạp bao gồm có hai từ: “pro” có ý
nghĩa là vì, “biosis” có nghĩa là sự sống. Probiotics được định nghĩa đầu tiên là do
Parker(1974): “ những sinh vật và các chất mà giúp cân bằng hệ sinh vật đường ruột”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
Nhưng 1989, Fuller đã định nghĩa lại Probiotics:” những vi sinh vật sống bổ sung vào
thức ăn mà chúng có tác động tốt đến sức khoẻ của động vật chủ bằng cách tạo cân
bằng hệ sinh vật đường ruột” [33]. Bifidobacteria và lactobacilli là chi được sử dụng
rộng rãi nhất. Nấm men (Saccharomyces cerevisiae), một vài chủng E. coli và
Bacilllus spp cũng được sử dụng như một probiotics [32].
Havenaar và Huis Int Veld, 1992 định nghĩa:” probiotics là một hoặc sự kết hợp
của các vi sinh vật sống, ảnh hưởng có lợi đến vật chủ, hoàn thiện hệ vi sinh vật đường
ruột [34].
Theo viện khoa học quốc tế ( International Life Sciences Institute), nhóm làm
việc tại châu Âu (1998) định nghĩa probiotics: “ là vi sinh vật sống bổ sung vào thức ăn

tác động có lợi đến vật chủ” [34].
Theo tổ chức thực phẩm, nông nghiệp và sức khỏe thế giới “ probiotics là những
vi sinh vật sống, khi mà sử dụng một lượng đầy đủ như là thức ăn, sẽ mang lại sức
khỏe tốt cho vật chủ ” [37].
Theo FAO:” Những vi sinh vật khi sử dụng với một lượng đủ sẽ tác động có lợi
đến vật chủ”. Hầu hết probiotics là vi khuẩn, sinh vật đơn bào [36].
2.2. Cơ chế tác động của probiotics
Sự tương tác lẫn nhau bình thường của hệ vi sinh đường ruột là một trong các
yếu tố quan trọng đảm bảo sức khỏe của vật chủ, sự tương tác này bị gián đoạn có thể
dẫn đến một số bệnh lý do mất cân bằng hệ vi sinh đường ruột làm tăng nhanh số
lượng vi khuẩn gây bệnh. Probiotics được chứng minh là có khả năng chống lại một số
tác nhân gây bệnh như Escherichia coli, Salmonella, Listeria monocytogenes,
Helicobacter pylori, và rotavirus. Cơ chế tác động của probiotics như sau:
2.2.1. Sinh tổng hợp ra các chất kháng khuẩn: bao gồm bacteriocins, acid hữu cơ, và
hydrogen peroxide .
Bacteriocins là một chất kháng khuẩn, được chia làm 4 lớp:
 Lớp thứ nhất là những phân tử peptid nhỏ (< 5 kDa)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
 Lớp thứ hai là những phân tử peptid nhỏ (< 10 kDa), thường là những phân
tử peptid hoạt động ở màng tế bào.
 Lớp thứ 3 là những phân tử protein lớn (>30 kDa), bền về nhiệt, gồm các
enzyme ngoại bào
 Lớp thứ tư là những bacteriocins phức tạp, ngoài protein còn có các thành
phần khác như lipid và cacbohyrate [37].
Bacteriocins được sản xuất bởi vi khuẩn lactic, khi tiến hành phân tích gen cuả các
vi khuẩn lactobacilus gồm L. plantarum, L. acidophilus NCFM, L. johnsonii NCC 533,
và L. sakei đều thấy chúng là các loài có khả năng sinh bacteriocins và chúng thường

độc đối vi khuẩn gram dương như Lactococcus, Streptococcus, Staphylococcus,
Listeria, và Mycobacteria. Cơ chế hoạt động cơ bản của bacteriocins chủ yếu tạo nên
những lỗ trên màng tế bào chất và sau đó enzyme được tiết ra gây trở ngại cho quá
trình trao đồi chất của vi khuẩn gây bệnh. Một vài vi khuẩn thuộc chi Bifidobacteria
cũng có khả năng sản xuất ra bacteriocins gây độc cho cả vi khuẩn gram âm và gram
dương. Đặc biệt probiotics còn kích thích các tế bào biểu mô ruột sản xuất ra các chất
kháng khuẩn [37].
Acid hữu cơ cũng có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh, được sản
xuất bởi vi khuẩn lactic như acetic, lactic, acid propionic làm pH môi trường hạ thấp
xuống ảnh hưởng đến pH nội bào của vi khuẩn gây bệnh. Một vài vi khuẩn chi
Lactobacillus ngăn chặn sự phát triển của Salmonella enterica bằng cách sản xuất ra
acid lactic [37].
Hydrogen Peroxide cũng là chất kháng khuẩn, một vài vi khuẩn Lactobacillus
trong cơ quan âm đạo phụ nữ được tìm thấy chúng có khả năng sản sinh ra hydrogen
peroxide ngăn cản sự phát triển vi khuẩn gây bệnh gonococci trong cơ quan sinh dục
nữ. Ngoài ra vi khuẩn Lactobacillus còn ngăn chặn sự phát triển của Gardnerella
vaginalis khi có sự kết hợp của hydrogen peroxide, lactic acid, và bacteriocins [37].


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
2.2.2 Cạnh tranh vị trí gắn kết
Khả năng gắn kết trên biểu mô ruột là một yếu tố quan trọng cho vi sinh vật cư
trú trên ruột, và cũng chính là giai đoạn đầu của qu trình xm nhiễm. Probiotics trong hệ
tiêu hóa có chức năng ngăn chặn khả năng bám dính của tác nhân gây bệnh và giảm
lượng chất độc của chúng trên biểu mô ruột. Một vài vi khuẩn Lactobacilli và
Bifidobacteria có khả năng cạnh tranh vị trí với vi khuẩn gây bệnh bao gồm S.
enterica, Yersinia enterocolitica và bám dính trên tế bào biểu mô ruột. Một vài trường
hợp, vi khuẩn probiotics có thể chiếm cả vị trí gắn kết của vi khuẩn gây bệnh ngay cả

khi những vi khuẩn gây bệnh này đã bám chặt trên tế bào biểu mô nếu được xử lý với
probiotics [37]. Lactobacillus GG và Lactobacillus plantarum 299V cạnh tranh vị trí
bám với Escherichia coli 0157H7 và HT-29, Lactobacilli fermentum RC-14 cạnh tranh
vị trí bám dính với Staphylococcus aureus do đó làm giảm sự bám dính của các tác
nhân gây bệnh [37].
Ngoài ra probiotics còn có các cơ chế khác tác động lên các vi khuẩn gây bệnh.
Vi khuẩn probiotics như Treptococcus thermophilus và Lactobacillus acidophilus enha
hoạt hóa tạo ra protein bịt kín vùng bị tổn thương của ruột. Thứ hai, các vi khuẩn
probiotics khác như Lactobacillus rhamnosus GG có khả năng ngăn ngừa bệnh viêm
ruột và các tế bào chết bám trên biểu mô ruột. Cuối cùng là chức năng ngăn chặn,
lactobacillus được chứng minh rằng là chủng có khả năng làm giảm độ thẩm thấu vào
màng nhầy, hạn chế được sự xâm nhập của vi sinh vật có kích thước nhỏ ở chuột [26].
Sinh tổng hợp chất nhày là một trong những cơ chế chống lại các tác nhân gây
bệnh, chất nhầy sẽ cô lập, bất hoạt vi sinh vật gây bệnh. MUC2 và MUC3 là hai
mRNA làm tăng kích thích sản sinh ra chất nhầy, bảo vệ tế bào biểu mô chống lại sự
bám dính của vi khuẩn gây bệnh. Lactobacillus plantarum 299v được chứng minh rằng
có khả năng làm giảm tác động của E. coli trên tế bào biểu mô ruột.



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
2.2.3. Cạnh tranh nguồn dinh dƣỡng
Probiotics còn có khả năng cạnh tranh các chất dinh dưỡng với các vi sinh vật
gây bệnh. Bất kỳ vi sinh vật nào cũng cần có nguồn dinh dữơng để phát triển, chẳng
hạn sự phát triển vi khuẩn probiotics sử dụng đường đơn (glucose, fructose) làm giảm
sự phát triển của Clostridium difficile (sử dụng đường đơn ) [26].
Sắt là yếu tố quan trọng đối với tất cả các tế bào sống ngoại trừ Lactobacillus
plantarum và Borrelia burgdorferi, nó cần thiết trong các quá trình sinh hóa trong tế

bào và có thể gây độc ở ngưỡng cao. Sự hấp thu và lưu trữ sắt được điều chỉnh bởi tế
bào [38]. Siderophore lá chất có khối lượng phân tử thấp, có khả năng gắn kết các ion
sắt. Siderophore có thề hòa tan sắt tủa thành dạng dễ sử dụng cho vi sinh vật. Do đó tận
ứng yếu tố này, có thể chọn các vi sinh vật vô hại có khả năng sản xuất siderophore
làm vi khuẩn probiotic, nó sẽ cạnh tranh ion sắt với vi khuẩn gây bệnh [9].
Bifidobacteria có khả năng sản sinh siderophore và cạnh tranh ion sắt trong ruột già
như E. coli [38].
Ngoài ra probiotics còn tác động đến hệ thống quorum sensing ở vi khuẩn gây
độc, quorum sensing có liên quan đến quá trình điều hòa các nhân tố gây độc của vi
khuẩn đặc biệt là Virio. Vi khuẩn probiotics sẽ phá vỡ hệ thống này, đây cũng là một
biện pháp mới để chống lại các vi khuẩn gây bệnh trong thủy sản.
2.2.4. Kích thích miễn dịch
Mặc dù cơ chế vẫn chưa được sáng tỏ, việc sử dụng probiotics có tác dụng làm
tăng dáp ứng miễn dịch, nhất là miễn dịch tự nhiên. Spanhaak et al thí nghiệm sử dụng
Lactobacillus casei Shirota ở 20 người đàn ông. Những ngừơi đàn ông này được ăn
theo chế độ trong 8 tuần, 10 người đàn ông được uống sữa lên men bổ sung 1x10
12

cfu/ml Lactobacillus casei Shirota, 10 người còn lại uống sữa lên men. Kết quả làm
tăng đáp ứng miễn dịch ở 10 người sử dụng sữa chua có bổ sung Lactobacillus casei
Shirota [39]. Nhiều chủng Lactobacillus có khả năng hoạt hóa đại thực bào, kích thích

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
hình thành bạch cầu trung tính, kích thích tế bèo tua (dendrit) làm tăng khả năng tổng
hợp IgA và interferon gamma.
2.3. Vi sinh vật probiotics:
2.3.1. Vi khuẩn lactic:
Lactobacillus spp: Hầu hết các vi sinh vật probiotics đều là các vi khuẩn sản

sinh ra acid lactic. Từ xưa con người đã biết cách sử dụng các vi khuẩn có lợi bổ sung
vào các sản phẩm lên men, chủ yếu thuộc loài L. casein và một vài chủng L.
acidophilus. Cách đây khoảng 40 năm và 30 năm ở Đức vi khuẩn lactic đã được ứng
dụng bổ sung vào trong các sản phẩm sữa lên men. Hai loài “Lactobacillus
acidophilus” và “Bifidobacterium bifidum” được giới thiệu rất phổ biến ở Đức vào
cuối 1960 trong các sản phẩm bơ sữa bởi vì nó có thể giúp ổn định vi khuẩn đường
ruột và tạo một cảm giác chua nhẹ gây cảm hứng cho người tiêu dùng trong các sản
phẩm sữa chua. Ở Đức sản phẩm có tên thương mại là “mild yogurts” hoặc “bio-
yogurts“. Ở Mỹ sữa acidophilus lại được phát triển và điều quan trọng đối với các loài
này là phải được chứng minh là an toàn với người sử dụng. L. casei/paracasei, L.
rhamnosus, L. acidophilus, và L. johnsonii đây là những loài được sử dụng nhiều nhất
và đã được chứng minh là an toàn cho người sử dụng [38].
Lactobacillus có khoảng 60 loài bao gồm L. acidophilus, L. plantarum, L. casei,
và L. rhamnosus…. Cách đây hơn 100 năm con người đã sử dụng các vi khuẩn
Lactobacillus bổ sung vào thực phẩm nhằm tăng thời gian bảo quản, tăng vị ngon, tạo
ra các cấu trúc khác nhau trong thực phẩm. Hương vị của sản phẩm là do các sản phẩm
trao đổi chất của Lactobacillus. Chẳng hạn acetaldehyde có trong yogurt, diacety có
trong có trong các sản phẩm sữa lên men [38].
Khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh của lactobacillus đã được nghiên cứu
trong điều kiện in vitro, đặc biệt khả năng bám dính và cạnh tranh vị trí bám dính của
lactobacillus với các vi khuẩn gây bệnh. Coconnier et al, chứng minh được L.
acidophilus ngăn cản sự bám dính của E. coli O157:H7, Salmonella enterica, Yersinia

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
pseudotuberculosis và Listeria monocytogenes trên tế bào Caco-2 cells. Tương tự như
vậy, Forestier et al. cũng chứng minh được khả năng ngăn cản bám dính của L. casei
và L. rhamnosus Lcr35 đối với E. coli và Klebsiella pneumoniae trên tế bào Caco-2
cells. Ngoài cớ chế cản trở sự bám dính của vi khuẩn gây bệnh thì Lactobacillus còn

ức chê vi khuẩn gây bệnh bằng sinh acid làm pH môi trường giảm xuống và
bacteriocins. Theo nghiên cứu của Vescovo et al, ông tiến hành thử nghiệm khả năng
kháng khuẩn của năm chủng L. casei trên Aeromonas hydrophila, L. monoytogenes, S.
typhimurium,và S. aureus trong điều kiện invitro. Tuy nhiên ở nghiên cứu này, L. casei
IMPCLC34 là chủng có tác động mạnh nhất đối với Aeromonas hydrophila, S.
typhimurium, và S. aureus, tuy nhiên nó không có tác động kháng đối với L.
monocytogenes. Nhưng ngược lại Lactobacillus spp phân lập từ gà lại có khả năng
kháng lại Campylobacter spp trong điều kiện invitro [38].
Dựa vào khả năng sinh bacteriocins của Lactobacillus, mà Lactobacillus được
sử dụng rất nhiều trong các sản phẩm rau quả, thịt, và cá lên men. Khả năng sinh
bacteriocins của lactobacillus được khám phá vào 1975, và nhiều loại bacteriocins
khác đã được biết đến. Hiện nay lactobacillus được ứng dụng rộng rãi trong các sản
phẩm cá, bơ sữa, và thịt trong vấn đề bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hầu
hết các chủng sinh bacteriocins đều đã được biết, như Lactocin 705 bởi L. casei
CRL705 kháng S. aureus, L. monocytogenes, S. pyogenes, Acidocin CH5 bởi L.
acidophilus CH5 kháng vi khuẩn gram âm, acidophilin 801 bởi L. acidophilus IBB 801
kháng một số vi khuẩn gram âm và gram dương… [38].
2.3.2. Bacillus spp
Bacillus subtilis là trực khuẩn hình que, Gram dương, hô hấp hiếu khí, sinh rất
nhiều enzyme, đặc biệt là enzyme endo--1,4-glucanase có giá trị ứng dụng trong thực
tế cao. Kích thước của vi khuẩn là (3 - 5) m x 0,6 m.
Vi khuẩn Bacillus subtilis có bao nhày (giác mạc), bao nhày cấu tạo từ
polypeptit, chủ yếu là axit polyglutamic. Việc hình thành giác mạc giúp cho vi khuẩn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
Bacillus subtilis có khả năng chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt do giác mạc
có khả năng dự trữ thức ăn và bảo vệ vi khuẩn tránh bị tổn thương khi bị khô hạn.
Quan sát dưới kính hiển vi tiêu bản nhuộm màu, có thể nhìn thấy màng nhày của vi

khuẩn Bacillus subtilis không màu, trong suốt, tế bào của vi khuẩn bắt màu nâu đỏ trên
nền tiêu bản xanh hoặc đen.
Bacillus subtilis là loài vi khuẩn có khả năng di động. Điều đó được thể hiện khi
quan sát khuẩn lạc của vi khuẩn trên môi trường đặc: vi khuẩn Bacillus subtilis có
khuẩn lạc mỏng, mầu trắng, bề mặt nhăn nheo, mép có răng cưa. Một phương pháp có
thể xác định khả năng di động của vi khuẩn trên môi trường đặc: nếu khuẩn lạc mỏng,
lan nhanh, mép không đều, hình không tròn thì chứng tỏ đó là vi khuẩn có tiêm mao và
có khả năng chuyển động. Ngược lại, nếu khuẩn lạc tròn, mép phẳng, khá dày thì
thường là khuẩn lạc của vi khuẩn không có khả năng di động.
Một đặc điểm nữa của vi khuẩn Bacillus subtilis là sinh bào tử. Vào cuối thời kỳ
sinh trưởng, phát triển, bên trong tế bào sẽ sinh ra một thể nghỉ có dạng hình cầu hoặc
hình bầu dục được gọi là bào tử hay nội bào tử. Vì mỗi tế bào chỉ sinh ra một loại bào
tử cho nên đây không phải là loại bào tử có chức năng sinh sôi nảy nở như ở nấm.
Khác với Clostridium, Bacillus subtilis khi sinh ra bào tử vẫn giữ được hình dạng tế
bào là hình que, không bị biến đổi hình thái tế bào. Bào tử có thể giữ sức sống trong
vài năm đến vài chục năm. Đã có những chứng cứ về việc duy trì sức sống trong 200 -
300 năm của bào tử vi khuẩn Bacillus subtilis. Khi gặp điều kiện thuận lợi, những bào
tử này lại được tái phục hồi và chúng lại tiếp tục chu kỳ sống của mình.
2.4. Các tiêu chuẩn chọn vi khuẩn probiotics:
Các vi sinh vật dùng làm probiotics phải đảm bảo các đặc điểm sau:
- Không gây bệnh, khi sử dụng nó sẽ có tác động tốt đối với vật chủ
- Có khả năng tồn tại khi đi xuyên qua dạ dày ( dịch tiêu hoá, dịch acid, dịch mật)
- Có khả năng bám đính tốt trên niêm mạc ruột của đường tiêu hoá vật chủ
- Sản xuất các kháng sinh chống lại các mầm bệnh: acid, bacteriocin, H
2
O
2….


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15
- Duy trì tốt khả năng sống trong quá trình sản xuất, bảo quản và sử dụng
- Có khả năng bám dính vào niêm mạc đường tiêu hoá vật chủ
- Dễ nuôi cấy
- Kích thích hoạt động của gen kháng và sinh ra chất chống ung thư.
- Tăng cường khả năng hấp thụ lactose
- Giảm huyết áp của những người bị chứng cao huyết áp.
- Ngăn ngừa và giảm mức độ gây bệnh tiêu chảy
- On định cấu trúc gen trong quá trình tạo chế phẩm
2.5. Ứng dụng của probiotics
2.5.1. Trong thực phẩm và dƣợc phẩm
Trong cơ thể người tồn tại khoảng 10
14
tế bào vi sinh vật với sự đa dạng của các
loài, có khoảng 400 loài. Các vi sinh vật tồn tại trong đường ruột tác động qua lại giúp
cân bằng hệ vi sinh đường ruột. Sự tồn tại của các vi sinh vật trong hệ tiêu hoá còn phụ
thuộc vào chế độ dinh dưỡng trong cơ thể. Trong cơ thể luôn tồn tại các vi khuẩn cơ
hội, khi gặp điểu kiện thuận lợi nó sẽ phát triển đủ số lượng và gây độc cho cơ thể.
Vi khuẩn probiotics được rộng rãi trong các sản phẩm khác nhau trên khắp thế
giới, chúng được bổ sung vào thực phẩm, tạo ra các chế phẩm thuốc và bổ sung vào
thức ăn cho vật nuôi.
Thực phẩm probiotics là thực phẩm chứa các vi khuẩn sống có lợi và không ảnh
hưởng đến sức khỏe của con người. Chẳng hạn, trong các sản phẩm sữa lên men bổ
sung Lactobacillus acidophilus có thể giúp cho những người không có khả năng hấp
thu sữa có thể hấp thụ tốt hơn. Một số thực phẩm probiotics như là phomat, sữa chua,
kifer, dưa cải, giấm… [40]
Thực phẩm probiotics hiện nay được bán rất phổ biển ở Mỹ phần lớn là yogurt.
Yogurt được làm từ sữa kết hợp với các loài Streptococcus thermophilus và
Lactobacillus acidophilus hoặc Lactobacillus bulgaricus. Sữa có nguồn gốc từ bò, dê,

cừu….

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16
Kefir cũng là một sản phẩm lên men, có thể được làm từ nhiều nguồn gốc khác
nhau: sữa bò, sữa cừu, sữa dê. Ngoài ra có thể làm từ sữa đậu nành, sữa gạo và nước
dừa. Khi chọn được vi khuẩn probiotics thích hợp sẽ cấy vào sữa, những loài có thể
dùng là Lactobacillus kefiri, một số chi Leuconostoc, Lactococcus
Thức uống probiotics được giới thiệu đầu tiên vào 2007 bởi New Food, được
khám phá bởi Steve Demos, đây là loại đồ uống chứa Lactobacillus plantarum 299v.
Ngoài ra còn nhiều sản phẩm lên men khác mang tính chất truyền thống: món
dưa cải bắp ở Đức, kim chi ở Hàn quốc, choucroute ở pháp[51]
Probiotics được sử dụng như một loại thuốc chữa bệnh, hiện nay trên thị trường
ngoài các sản phẩm đa dạng về probiotics ở dạng thực phẩm, còn có các dạng viên nén,
dạng dịch, dạng bột dùng điều trị một số bệnh đường tiêu hóa:
- Tiêu chảy do kháng sinh: khoảng 20% người dùng thuốc kháng sinh, đặc
biệt là Clindamycine, Cephalosporine, Penicilline bị mắc bệnh tiêu chảy. Nguyên nhân
là do kháng sinh sẽ giết các vi sinh vật đường ruột làm mất cân bằng hệ vi sinh đường
ruột. Clotridium difficle và Kelbsiela oxytoca là hai tác nhân gây bệnh chính, khi hệ vi
sinh đường ruột ổn định chúng vẫn tồn tại với số lượng ít trong ruột, khi mất cân bằng
thì chúng tăng lên nhanh và giải phóng độc tố là A và B gây bệnh tiêu chảy và viêm
ruột. Có nhiều nghiên cứu sử dụng probiotics để chữa bệnh tiêu chảy do kháng sinh và
kết quả cho thấy S. boulardii, Lactobacillus rhamnosus GG, Enterococcus faecium
SF68 có tác dụng tốt. Chúng làm giảm đáng kể thời gian phục hồi khi mắc bệnh [39].
Một nghiên cứu sử dụng L. acidophilus để trị bệnh tiêu chảy do sử dụng thuốc kháng
sinh erythromycin, nghiên cứu này tiến hành trên 16 người, một nữa cho sử dụng
125ml sữa chua chứa L. acidophilus mỗi ngày, nữa nhóm còn lại cho sử dụng sữa
chua không có L. acidophilus. Kết quả nghiên cứu, nhóm sử dụng sữa chua có chứa L.
acidophilus bệnh hồi phục trong 2 ngày, nhóm còn lại 8 ngày [39].

- Tiêu chảy cấp : Nguyên nhân do rotavirus, chủ yếu ở trẻ em ở các nước đang
phát triển. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng Lactobacillus. rhamnosus GG,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17
Bifidobacterium bifidum và Streptococcus thermophilus làm giảm lượng rotavirus
trong hệ tiêu hóa [39]. Một nghiên cứu điều trị tiêu chảy cấp tính trẻ em ở châu Á, cho
thấy rằng khi sử dụng Lactobacillus rhamnosus GG có thể rút ngắn một nữa thời gian
chữa trị. Ở châu Âu, kết quả nghiên cứu sử dụng L. rhamnosus đã bị bất hoạt bởi nhiệt
cũng mang lại kết quả tương tự như L. rhamnosus sống [9] . Bin và Boulloche đã thực
hiện nghiên cứu sử dụng Lactocbacillus acidophilus để điều trị tiêu chảy cấp ở trẻ em.
Bin tiến hành nghiên cứu 50 trẻ en bị tiêu chảy cấp ở Trung Quốc. Ông lấy ngẫu nhiên
30 người điều trị bằng cách sử dụng L. acidophilus, còn 20 bé còn lại thì điều trị bằng
phương pháp bình thường. Kết quả cho thấy không có sự khác biệt giữa hai cách chữa
trị, thời gian khỏi bệnh của hai phương pháp chữa bệnh là như nhau. Nghiên cứu của
Boulloche et al ở 103 bé còn bú sữa mẹ và trẻ em bị tiêu chảy cấp sử dụng L.
acidophilus đã bất hoạt bằng cách sử dụng nhiệt. Kết quả cũng cho thấy không có sự
khác biệt giữa hai nhóm điều trị. Thời gian phục hồi bệnh như nhau [39].
- Viêm đƣờng tiêu hóa: do nhiều tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, vi rút, kí sinh
trùng nhưng nguyên nhân chủ yếu là do nhiễm rotavirus và Helicobacter pylori gây
viêm loét và ung thư dạ dày. Chúng xâm nhập vào các tế bào ở đỉnh nhung mao ruột,
phá hủy nhung mao, làm mất khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng. Do khả năng
hấp thụ chất dinh dưỡng kém, các chất cacbohydroxit tồn động trong ruột, dẫn đến
tiêu chảy và mất nứơc nghiêm trọng gây nguy hiểm cho trẻ sơ sinh và trẻ dưới ba tuổi
và trẻ suy dinh dưỡng [9].
- Ngừa ung thƣ: Một số thành viên của vi khuẩn đường ruột có khả năng tiết ra
các enzyme như glycosidase, azoreductase, nitroreductase và

- glucoronidase, chúng

sẽ hoạt hóa các chất tiền ung thư thành các chất ung thư hoạt hóa. Những nghiên cứu
trên người sử dụng L. acidophilus hoặc Lactobacillus casei làm giảm đáng kể hoạt
động của các enzyme trên [36].
- Giảm cholesterol: Cholesterol là một chất béo steroid, có ở màng tế bào của tất
cả các mô trong cơ thể, và được vận chuyển trong huyết tương của mọi động vật. Khi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

18
lượng cholesterol trong máu cao sẽ gây ra một số bệnh tim mạch như xơ vữa động
mạch, huyết áp tăng, bệnh lý ở hệ thống mạch vành như nhồi máu cơ tim, đột quỵ.
Trong cơ thể, cholesterol có 2 dạng mà y học gọi là LDL-C có trọng lượng phân tử
thấp (hay còn gọi là cholesterol có hại) và HDL-C có trọng lượng phân tử cao(hay còn
gọi là cholesterol có lợi). HDL vận chuyển cholesterol đến các cơ quan, vì vậy nếu
hàm lượng của HDL trong máu càng cao thì càng giảm nguy cơ mắc bệnh mạch vành.
Ngược lại LDL-C vận chuyển cholesterol từ cơ quan đến mạch máu cho nên nếu nồng
độ LDL-C trong máu cao là có nguy cơ mắc bệnh cao. LDL-C luôn tạo ra các mảng
xơ vữa trên thành các động mạch nói chung và động mạch vành tim nói riêng. Các
mảng xơ vữa này làm cho lòng các động mạch vành bị chít hẹp hoặc có thể bít tắc, từ
đó gây nên tình trạng thiếu máu đến nuôi dưỡng tế bào cơ tim, gây ra các cơn đau thắt
ngực và nhồi máu cơ tim. Nghiên cứu của Gilliland SE, Nelson CR, Maxwell C trong
điều kiện in vitro vi khuẩn có thể làm giảm lượng colesterol trong môi trường nuôi cấy.
Một nghiên cứu của Lin et al. về khả năng làm giảm cholesterol trong máu của
Lactobacillus bulgaricus và Lactobacillus acidophilus. Ông tiến hành trên 23 người
cho sử dụng thuốc dạng viên nén chứa 3x10
7
CFU Lactobacillus bulgaricus và
Lactobacillus acidophilus trong 16 tuần, và 15 người không sử dụng thuốc. Kết quả ở
nhóm cho sử dụng thuốc thì hàm lượng cholesterol trong máu giảm xuống từ 5.7 xuống
5.4 sau 16 tuần [39]. Nghiên cứu ở Ấn Độ, sử dụng sữa trâu lên men bằng loài L.

acidophilus làm giảm lượng cholesterol trong máu 12 - 20% sau một tháng sử dụng
[39]. Hai nghiên cứu khác sử dụng E. faecium và S. thermophilus, các nhà nghiên cứu
tiến hành thử nghiệm trên 29 người đàn ông, cho sử dụng sữa lên men chứa 10
8
- 10
11

cfu/ml E. faecium và S. thermophilus và 28 người đàn ông sử dụng sữa bình thường.
Kết quả cho thấy hàm lượng cholesterol trong máu giảm 0.37 - 0.41 mmol/L sau 6 tuần
sử dụng, nhóm sử dụng sữa bình thường thì hàm lượng cholesterol không đổi. Sau đó
tác giả tiến hành nghiên cứu lần hai ở phậm vi rộng hơn, ông tiến hành tương tự ở 87
người đàn ông và phụ nữ kết quả cho thấy hàm lượng cholesterol giảm nhiều sau 4 -12

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19
tuần và thí nghiệm cuối cùng 24 tuần và 30 tuần thì thấy không có sự thay đổi nhiều.
Ông đưa ra kết luận E. faecium có khả năng làm giảm Cholesterol trong máu nhanh
[39].
- Tăng cƣờng khả năng tiêu hóa lactose và hoạt động của các enzyme khác:
Hiện tượng không có khả năng tiêu hóa lactose tìm thấy khắp trên thế giới do cơ thể
không có enzyme lactase thủy phân lactose. Enzyme này được giải phóng khi vi khuẩn
bị dung giải do tác dụng của acid mật [9]. Triệu chứng của bệnh thường gây phìn bụng,
đầy hơi, tiêu chảy. Theo kết quả nghiên cứu của Rasstal et al 2000 vi khuẩn latobacii
và bifidobacteria làm tăng enzyme lactase trong ruột non [33]. Ở trẻ sơ sinh thường
mắc chứng kém tiêu hóa đường saccarose, khắc phục bằng cách cho uống
saccharomycess cerevisiae, trong nấm men có chứa enzyme saccarase.
2.5.2. Nông nghiệp
2.5.2.1. Nuôi trồng thủy hải sản.
UN FAO ước tính tới năm 2020 một nữa lượng thủy sản cung cấp cho tòan thế

giới sẽ được cung cấp nhờ nuôi trồng thủy sản do các nguồn cá khai thác tự nhiện bị
khai thác quá mức. Ở Việt Nam nuôi trồng thủy sản cũng đang trên đà phát triển, năm
2002 chính phủ đã quyết định thủy sản là ngành kinh tế ưu tiên, trong đó nuôi tôm là
ngành mũi nhọn nhằm tăng kinh ngạch xuất khẩu, chuyển đổi cơ cấu kinh tế kém hiệu
quả, giảm áp lực khai thác ven bờ, nâng cao việc sử dụng đất và tạo việc làm cho người
dân. Năm 2002 Việt Nam đã xuất khẩu trên 2 tỉ USD thủy sản, trong đó tôm chiếm
50% đứng hàng thứ 5 trên thế giới. Hiện nay phổ biến nhất là nuôi tôm sú và cá ba sa,
tuy nhiên hiện nay ngành nuôi trồng thủy sản đang mắc phải khó khăn chủ yếu là dịch
bệnh do vi khuẩn, virút, nấm, ký sinh trùng gây ra. Khi phát hiện bệnh nông dân
thường sử dụng kháng sinh đổ xuống hồ hoặc bổ sung thêm vào thức ăn. Kháng sinh
có thể điều trị tức thời đối với các vi khuẩn gây bệnh, tuy nhiên khi sử dụng nhiều lần
vi khuẩn sẽ trở nên kháng thuốc ( khó trị hơn), mặc khác khi sử dụng thường xuyên sẽ
để lại dư lượng kháng sinh trong tôm, cá nuôi gây ảnh hưởng đến con người dẫn đến