ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ BACTERIOCIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Phần I: Tổng quan về bacteriocin
MỤC LỤC
1
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
LỜI NÓI ĐẦU
Bacteriocin là một chất có hoạt tính kháng khuẩn đã và đang được nhiều nhà
khoa học nghiên cứu. Tuy đã được ứng dụng trong y học và thực phẩm nhưng với
những tính năng đặc biệt tiềm năng ứng dụng của bacteriocin là rất lớn.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của cô Vũ Thị Kim Hạnh, em đã nghiên cứu đề tài
Đồ án môn học “Tổng quan về Bacteriocin và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm”.
Với những cố gắng của bản thân và sự chỉ dẫn ân cần của cô, em đã hoàn thành nhiệm
vụ được giao. Tuy nhiên, đây là một đề tài còn mới mẻ, tài liệu tham khảo chưa nhiều
nên còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài
này thêm phần hoàn thiện.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Kim Hạnh, quý thầy cô trong Bộ
môn và các bạn rất nhiều.
2
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BACTERIOCIN
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Bacteriocin được khám phá năm1925, khi Gratia quan sát khả năng ức chế của
E.Coli V lên E.Coli Φ. E.Coli V sinh ra một loại chất bền với nhiệt, với nồng độ rất
nhỏ vẫn có thể ức chế sự phát triển của E.Coli Φ trong môi trường lỏng.
Năm 1948, loại chất này được đặt tên là Colicin và nó được chia thành 17 loại
dựa trên sự hấp phụ đặc hiệu của nó (Fredericq, 1948).
Năm 1953, Jacob và các đồng sự phát hiện ra rằng các chất kháng khuẩn thuộc
tuýp Colicin cũng có thể được sản sinh bởi các vi khuẩn không thuộc dạng trực khuẩn
đường ruột, thuật ngữ “bacteriocin” ra đời. Trong khi chất kháng sinh được định nghĩa
là những chất do vi khuẩn (prokariotes hay eukaryotes) sản sinh, ở nồng độ thấp có khả
năng ức chế những sinh vật khác; thì bacteriocin được miêu tả là các phân tử có chứa
protein trong cấu trúc có hoạt tính kháng khuẩn đối với các loài vi khuẩn khác, nhất là

các chủng trong cùng một loài.
Nhiều nghiên cứu cho thấy, bacteriocin có thể được sinh ra bởi cả hai loại vi
khuẩn gram dương và gram âm. Các nghiên cứu về bacteriocin do vi khuẩn gram
dương ngày càng nhiều nhờ tiềm năng rất lớn ứng dụng vào bảo quản thực phẩm hoặc
ứng dụng để ngăn ngừa và giải quyết vấn đề nhiễm khuẩn trong y học. Từ thời Pasteur
và Robert Koch có nhiều ghi nhận về sự cần thiết của việc ức chế, tiêu diệt các vi sinh
vật gây bệnh. Sự khám phá thuốc kháng sinh của A.Fleming 1929 đã mở đường cho
việc sử dụng kháng sinh điều trị và tiêm chủng chống lại những bệnh do vi sinh vật.
Mặc dù biện pháp kháng sinh cấm sử dụng trong thực phẩm, việc lợi dụng dùng chất
phụ gia kháng khuẩn với đặc tính bảo quản và chống vi sinh vật đã trở thành phong
cách riêng trong việc an toàn và bảo quản thực phẩm. Trong ngành thực phẩm và nước
uống việc bổ sung phụ gia bảo quản đã trở thành cách thức truyền thống để bảo quản
thực phẩm.
Trong bảo quản thực phẩm, đã có một số loại bacteriocin (Nisin, Natamysin)
được chấp nhận như chất bảo quản ở Hoa Kì và hơn 20 quốc gia trên thế giới. Như đã
biết vi khuẩn lactic đóng vai trò rất quan trọng trong các loại thực phẩm lên men. Một
vài loại vi khuẩn lactic có khả năng ức chế rộng rãi sự phát triển của nhiều loại vi sinh
vật gây hư hỏng thực phẩm. Ví dụ Lactococcus lactis sinh nisin – một tác nhân ức chế
đã được phát hiện năm 1928, hiện nay được sử dụng với quy mô lớn và ứng dụng trong
công nghệ bảo quản thực phẩm, nhất là các sản phẩm từ sữa.
Trong y dược, người ta phát hiện chủng Staphylococcus aureus 502A hầu như
không chứa độc tố, có thể ngăn ngừa các căn bệnh nghiêm trọng do Staphylococcus
gây ra đối với trẻ em mới sinh và giúp điều trị u nhọt gây ra bởi Staphylococcus. Vì
3
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
vậy trong tình hình vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh ngày càng nghiêm trọng và ngành
công nghiệp dược phẩm gặp nhiều khó khăn trong việc phát triển các loại thuốc kháng
sinh mới, người ta nghĩ đến việc sử dụng các chủng vi khuẩn có khả năng sinh
bacteriocin, không gây độc đối với cơ thể để đẩy lùi sự xâm nhiễm và phát triển của
các loài vi sinh vật gây bệnh khác.[4,5]

1.2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BACTERIOCIN
1.2.1. Khái niệm
Trong một quần thể, mỗi tế bào vi sinh vật đều có những cơ chế tự bảo vệ và
cạnh tranh. Hầu như tất cả các loại vi khuẩn trong quá trình sinh trưởng, phát triển,
chúng đều có thể tổng hợp các hợp chất có khả năng ức chế các vi khuẩn khác nhau và
đôi khi ngay cả bản thân cũng bị ức chế. Các loại phân tử này bao gồm:
o Độc tố vi khuẩn (Ví dụ: diptheria, tetanus, cholera…).
o Các enzyme làm tan tế bào vi khuẩn như: lysostaphin, phospholipase A,
hemolysins.
o Các sản phẩm của quá trình trao đổi chất như acid hữu cơ, amonia,
hydrogen peroxide, diacetyl…
o Chất kháng sinh phổ rộng cổ điển như: glamicidin, valinomycin,
bactracin…
o Bacteriocin và các hợp chất giống bacteriocin.
Bacteriocin là những chất có bản chất protein có hoạt tính kháng khuẩn được
sinh tổng hợp từ nhiều loại vi khuẩn. Tuy nhiên trong công nghiệp bacteriocin chủ yếu
được sản xuất từ vi khuẩn lactic nhờ tiềm năng sử dụng trong bảo quản thực phẩm như
là chất bảo quản tự nhiên.
So với chất kháng sinh thì bacteriocin cũng có hoạt tính kháng khuẩn, nhưng
khác với kháng sinh ở chỗ bacteriocin có tính đặc hiệu như enzyme, chỉ tác động lên
một số vi sinh vật, do đó, khả năng kháng lại bacteriocin là rất cao.
1.2.2. Bản chất hóa học
4
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
 Protein:
Tất cả các bacteriocin đều có chứa protein hoặc các peptid trong phân tử.
Protein hoặc peptid đóng vai trò quan trọng trong chức năng diệt khuẩn của
bacteriocin. Một số loại bacteriocin chứa tổ hợp nhiều phân tử protein liên kết lại với
nhau.
Các amino acid bất thường (unusual amino acid) trong phân tử một số loại

bacteriocin giúp tạo nên một cấu trúc phân tử bền vững hơn (lanthionine hay ß –
methyllanthionine), hoặc làm tăng hoạt tính sinh học của phân tử (didehydroalanine,
didehydrobutyrine, cysteine).
Một số loại bacteriocin còn có chứa các amino acid chưa bão hoà trong phân tử
như: didehydroalanine, didehydrobutyrine. Các amino acid này là sản phẩm của phản
ứng dehydrate hoá các hydroxyl amino acid serine và threonine.
Khác với bacteriocin của vi khuẩn gram âm, bacteriocin của vi khuẩn gram
dương được tổng hợp ban đầu dưới dạng các prepeptid sau đó được hoạt hoá bằng cách
tách bỏ một đoạn peptid trong cấu trúc.
Giá trị pH của môi trường ảnh hưởng tới tính chất bacteriocin về nhiều mặt. Ở
pH 7, nhiều loại bacteriocin có khối lượng phân tử nhỏ như các lantibiotic hoặc các
peptid không chứa lantibiotic thường mang điện dương. Các bacteriocin có hoạt tính
kháng khuẩn cao hơn ở pH thấp (pH 5 hoặc nhỏ hơn). Khả năng hấp thụ của
bacteriocin lên màng tế bào phụ thuộc pH, bacteriocin hấp thụ nhiều nhất lên màng tế
bào ở pH 6 và ít nhất ở pH 2. Thông thường bacteriocin tích điện dương nhiều ở pH 5
và điện tích dương giảm đi khi pH tăng lên 6 hoặc cao hơn.
Thành phần, trình tự, số lượng các amino acid trong phân tử peptid tạo ra những
đặc điểm khác nhau giữa các loại bacteriocin bao gồm: khối lượng phân tử, điểm đẳng
điện PI, tính kỵ nước, điện tích của phân tử ở pH xác định…
 Các thành phần khác:
Một số bacteriocin không chỉ nhạy cảm với protease mà còn lipase,
phospholipase, amylase. Điều này chứng tỏ bacteriocin còn chứa nhiều thành phần
khác như: lipid, glucid, phospholipid. Ví dụ: Lactocin 27 được cấu tạo từ phức hợp
lipocarbohydrate protein. Caseicin LSH và Leuconocin 3 là các glycoprotein.
Sự hiện diện của cầu nối – S – S – hoặc thioether trong cấu trúc cũng ảnh hưởng
đến độ bền và hoạt tính của bacteriocin.
1.2.3. Đặc điểm
5
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
 Bacteriocin thuộc nhóm các sản phẩm trao đổi chất bậc hai, do bacteriocin khi

sinh ra không tham gia vào quá trình trao đổi chất của chính tế bào sinh tổng
hợp ra nó.
 Bacteriocin có khả năng chống lại một số vi khuẩn gram dương, là những tế bào
có mối quan hệ gần gũi hoặc cùng họ với loại tế bào đã sinh tổng hợp ra
bacteriocin. Ngoài ra còn có một số loại bacteriocin có khả năng chống lại các
vi khuẩn gram âm như: Listeria, E.Coli hay Samonella…
 Bacteriocin là những cấu trúc chịu nhiệt tốt có chứa protein và hoạt tính hoạt
động tốt ở pH acid hoặc trung tính, mất hoạt tính ở pH >8. Hầu hết bacteriocin
mang điện dương, kỵ nước mạnh mẽ và điểm đẳng điện lớn.
 Bacteriocin có khả năng gắn đặc hiệu với cơ quan thụ cảm (receptor) trên bề
mặt tế bào.
 Khả năng tổng hợp bacteriocin hay khả năng miễn dịch của tế bào đối với
bacteriocin của chính nó được quyết định bởi các gen nằm trên plasmid, nhiễm
sắc thể hoặc transposons.
 Nồng độ bacteriocin cao có thể giết chết chính tế bào vi khuẩn sản sinh ra nó.
 Bacteriocin bị mất hoạt tính bởi các enzym như: trypsin, pepsin, α-
chymotrypsin.
Bảng 1.1. Tính nhạy cảm của Bacteriocin với enzyme protease sử dụng L.
monocytogenes làm chỉ thị [6]
6
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Bảng 1.2. Đặc điểm của bacteriocin thuộc nhóm I& IIA [7]
Bacteriocin Vi sinh vật MW
(Da)
Đặc tính
Laticin
3714
Lc. lactis 2847 Bền nhiệt ở 100
0
C trong 10 phút ở pH 5

hay 90
0
C ở pH bằng 7 trong 10 phút.
Nhạy cảm với trypsin, α–chymotrypsin,
proteinase K, và pronase E, kháng pepsin
Plantaricin
C
Lactobacillus
plantarum
3500-
4000
Ổn định ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ
thấp, bền nhiệt ở 100
0
C trong 60 phút hay
121
0
C trong 10 phút. Hầu hết ổn định ở
pH acid hay trung tính. Nhạy cảm với
pronase, trypsin, và α–chymotrypsin,
kháng lại pepsin, proteinase K, α–
amylase, và lipase.
Bavaricin A Lactobacilus
bavaricus
3500-
4000
Bền nhiệt ở 100
0
C trong 60 phút. Ổn định
ở pH bằng 2.0 đến 9.7, nhạy cảm với

7
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
pepsin, trypsin, pronase E, proteinase K
và chymotrypsin A, kháng lại với
catalase.
Piscicolin
126
Carnobacteriu
m piscicola
JG126
4416 Ổn định ở pH bằng 2 sau khi lưu trữ 2
tháng tại 4
0
C. Bền nhiệt tại 100
0
C trong
120 phút tại pH 2–3, trở nên ít ổn định
hơn khi pH tăng. Nhạy cảm với –
chymotrypsin, protease type I, XIV,
XXIII, và trypsin, kháng catalase, lipase
và lyzozyme .
Variacin Micrpcoccus
varians
2658 Ổn định ở pH từ 2 đến 10, bền nhiệt
115
0
C trong 20 phút, nhạy cảm với
pronase E, proteinase K, ficin, khng
catalase.
Nisin Lc. lactis 3488 Bền nhiệt ở 121

o
C trong thời gian dài, pH
= 2
Pediocin PA
– 1
Pediococcus
acidilactici
4624 Bền nhiệt ở 80
o
C trong 60 phút, pH4 –
pH 6
Lactococcin
MMFII
Lactococcus
lactis
4143 Bền nhiệt ở 70
o
C trong 30 phút, pH5 –
pH 8

1.2.4. Phổ tác dụng
Bề rộng phổ tác dụng có thể rất khác nhau đối với từng loại bacteriocin.
Lactococcin A, B và M có phổ tác dụng hẹp, chỉ tiêu diệt các loài Lactococcus. Trong
khi đó một số loài lantibiotic như Nisin và mutacin B có khả năng tiêu diệt rất nhiều
loại vi sinh vật bao gồm: Actinomyces, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium,
Enterococcus, Gaderella, Lactococcus, Listeria, Micrococcus, Mycobacterium,
Probioni bacterium, Streptococcus và Staphylococcus. Ngoài ra, các loại bacteriocin
8
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
này còn có khả năng ức chế các loài gram âm như: Campylobacter, Haemophilus,

Helicobacter và Neisseria.
Các loài bacteriocin từ vi khuẩn gam dương có phổ tác dụng hẹp nhưng vẫn
rộng hơn nhiều so với phổ tác dụng của Colicin. Chúng thường tác dụng lên các vi
khuẩn gram dương. Hoạt tính ức chế có thể tăng lên trong điều kiện pH thích hợp hoặc
trong sự có mặt của một số tác nhân hoá học làm yếu các liên kết trên vách tế bào.
Bảng 1.3. Hoạt tính của vi khuẩn gây bệnh đối với chủng sinh bacteriocin [6]
Bảng 1.4. Phổ tác dụng của một vài bacteriocin từ vi khuẩn Gram dương [7]
9
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Nghiên cứu tổng quát về hoạt tính kháng khuẩn của các bacteriocin trọng lượng
phân tử nhỏ cho thấy:
10
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
o Trong một loài, có những chủng nhạy cảm và những chủng kháng lại
bacteriocin.
o Khi một chủng nhạy cảm với một loại bacteriocin, trong khuẩn lạc của nó
vẫn có những tế bào có khả năng kháng lại bacteriocin đó.
o Một chủng nhạy cảm với loại bacteriocin này nhưng lại kháng loại
bacteriocin tương tự.
o Tế bào có khả năng sinh bacteriocin này nhưng nhạy cảm với loại
bacteriocin khác.
o Bacteriocin có khả năng ức chế sự nảy mầm bào tử của một chủng nhạy
với loại bacteriocin đó.
o Trong điều kiện bình thường, vi khuẩn gram âm không bị tác động bởi
bacteriocin của vi khuẩn gram dương.
1.3. DI TRUYỀN HỌC VÀ SINH TỔNG HỢP BACTERIOCIN
1.3.1. Tổ chức của tổ hợp gen [4]
Những phát hiện về di truyền học của bacteriocin nhóm I và nhóm II đã góp
phần cho thành công của việc nghiên cứu tiềm năng ứng dụng trong công nghệ thực
phẩm, đặc biệt là nisin. Sự sản xuất gen mã hóa bacteriocin được thực hiện trong tổ

hợp gen operon (một nhóm gen liên hệ chặt chẽ với nhau điều hòa sự sản sinh enzyme)
(Nes, 1996; Sahl và Bierbaum, 1998; Mc Auliffe, 2001). Đối với những bacteriocin
mạch thẳng, bao gồm plantaricin, carnobacteriocin và sakacin, chúng có những peptide
cảm ứng đặc biệt hay những peptide kích thích sự tổng hợp bacteriocin (Quadri,1997;
Brurberg, 1997; Anderssen, 1998). Tổ hợp gen bacteriocin có thể nằm ở nhiễm sắc thể
như trong trường hợp của subtilin (banerjee và Hansen, 1988) và mersacidin (Altena,
2000); hoặc có thể nằm ở plasmid như trong trường hợp của divergicin A (Worobo,
1995) và sakacin A (Axelsson và Holck, 1995); hoặc cũng có thể trong transposons
như trong trường hợp của nisin (Rauch và deVos, 1992) và lacticin 481 (Dufour,
2000).
Sự phân tích di truyền học sinh tổng hợp một vài loại lantibiotic như epidermin
(Schnell, 1992; Bierbaum, 1996; Geissler, 1996), nisin (Buchmann, 1988; Mulders,
1991; de Vos, 1995), subtilin (Banerjee và Hansen, 1988; Klein, 1992; Klein và Entain,
1994), lacticin 481 (Piard, 1993; Rince, 1997; Uguen, 2000) và mersacidin (Bierbaum,
1995; Altena, 2000) đã khám phá ra những gen có liên quan đến sinh tổng hợp
lantibiotic gồm có: gen mã hóa cho prepeptide (LanA), những enzyme chịu trách
11
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
nhiệm điều chỉnh các phản ứng (LanB, C/LanM), protease quá trình (processing
protease) chịu trách nhiệm việc tách peptide dẫn (leader peptide) (LanP), ABC (ATP-
binding cassette), protein vận chuyển có vai trò chuyển vị peptide (LanT), protein điều
tiết (LanR, K) và những protein sản sinh chất tự bảo vệ hay protein miễn dịch (LanI, F,
E, G).
Di truyền học của nhiều bacteriocin nhóm II như là lactococcin A, B, M (Holo,
1991; van Belkum, 1991,1992; Stoddard, 1992; Venema, 1995), pediocin PA1/AcH
(Marugg, 1992; Motlagh, 1992a,b; Bukhtiyarova, 1994;Venema, 1995), và plantaricin
A (Diep, 1994, 1995, 1996) đã được nghiên cứu. Gen mã hóa sinh tổng hợp bacteriocin
nhóm II có nhiều điểm chung với nhóm I, bao gồm: gen cấu trúc mã hóa tiền chất của
peptide, gen miễn dịch, gen vận chuyển ABC, protein điều tiết và cuối cùng là protein
phụ (accessory protein – AP). Những accessory protein này cần thiết cho việc vận

chuyển ra khỏi tế bào của các bacteriocin nhóm II, chúng không được tìm thấy trong
các lantibiotic (Nes, 1996; Sablon, 2000).
1.3.2. Con đường sinh tổng hợp [4]
Tất cả các bacteriocin được tổng hợp như một prepeptide không hoạt động sinh
học mang một peptide dẫn có đầu N. Con đường sinh tổng hợp lantibiotic đi theo một
quy trình chung (hình 1.1): sự hình thành prepeptide, điều tiết các phản ứng, sự phân
cắt peptide dẫn bởi enzyme thủy phân protein và sự thay đổi vị trí của prepeptide hiệu
chỉnh (modified prepeptide) xuyên qua màng tế bào chất. Sự phân cắt của peptide dẫn
có thể xảy ra trước, trong hay sau khi ra khỏi tế bào. Căn cứ theo con đường sinh tổng
hợp, có hai nhóm tổ chức gen của lantibiotic có thể được nhận dạng (Sahl và
Bierbaum, 1998; Guder, 2000; McAuliffe, 2001). Đối với những lantibiotic nhóm I
như là nisin, epidermin, subtilin và Pep 5, phản ứng đề hydrate được cho là do enzyme
LanB xúc tác, trong khi LanC được xác định có vai trò trong việc hình thành thioether.
Các prepeptide hiệu chỉnh được thay đổi vị trí thông qua tác nhân vận chuyển ABC
LanT. Ngược lại, lantibiotic nhóm II như cytolysin, lacticin 481 và mersacidin dường
như chỉ được hiệu chỉnh bởi enzyme LanM (van Kraaij, 1999; McAuliffe, 2001) và
quá trình này xảy ra đồng thời với sự vận chuyển bởi LanT (P).
12
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Hình 1.1. Biểu đồ trình tự sinh tổng hợp lantibiotic. 1: Sự hình thành
prebacteriocin. 2: prebacteriocin được hiệu chỉnh bởi LanB và LanC, vận chuyển nhờ
tác nhân vận chuyển đặc hiệu ABC LanT và giải phóng bacteriocin hoàn chỉnh
(mature bacteriocin) nhờ LanP. 3: Histidine protein kinase (HPK) cảm nhận sự có mặt
của bacteriocin, phosphoryl hóa nó. 4: nhóm phosphoryl (P) sau đó được nhường cho
chất điều chỉnh đáp ứng (response regulator-RR). 5: RR hoạt hóa sự sao chép của gen
điều tiết. 6: sinh chất miễn dịch.[4]
Các bacteriocin nhóm II được tổng hợp nhờ một prepeptide chứa một conserved
N-terminal leader và đó là nơi diễn ra quá trình phân hủy cặp glycin. Không giống như
lantibiotic, chúng không chịu sự tác động hiệu chỉnh lớn từ Lan/MeLan. Sau khi hình
thành prepeptide, prepeptide được chuyển ra khỏi tế bào nhờ tác nhân vận chuyển ABC

và protein đi kèm (accessory protein) của nó. (Nes, 1996; Ennahar, 2000). Con đường
sinh tổng hợp bacteriocin nhóm II được trình bày ở hình 1.2.
13
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Hình 1.2. Biểu đồ trình tự sinh tổng hợp bacteriocin nhóm II. 1: sự hình thành
prebacteriocin và prepeptide của nhân tố cảm ứng (induction factor - IF). 2:
prebacteriocin và pre-IF được vận chuyển nhờ tác nhân vận chuyển đặc hiệu ABC,
giải phóng bacteriocin và IF hoàn chỉnh (mature bacteriocin, IF). 3: Histidine protein
kinase (HPK) cảm nhận sự hiện diện của IF và phosphoryl hóa nó. 4: nhóm
phosphoryl (P) sau đó được nhường cho chất điều chỉnh đáp ứng (response regulator-
RR). 5: RR hoạt hóa sự sao chép của gen điều tiết. 6: sinh chất miễn dịch.[4]
14
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
1.4. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA BACTERIOCIN
Sự hoạt động của bacteriocin xảy ra trên màng tế bào chất của tế bào mục tiêu.
Nói chung, tuỳ thuộc vào từng loại cấu trúc phân tử khác nhau của các nhóm
bacteriocin mà nó có cơ chế kháng khuẩn khác nhau.
Các bacteriocin nhóm I thì chêm hay chèn vào các lỗ, còn các bacteriocin nhóm
II tạo thành các cơ chất phủ lên các lỗ nhằm ngăn cản sự chuyển đổi các proton qua
màng tế bào. Như vậy, cơ chế hoạt động của bacteriocin gồm hai bước:
- Bước 1: các protein sẽ bám lên các đầu phospholipid hay protein thụ thể trên
màng tế bào theo cơ chế đặc hiệu. Chính vì lý do này nên bacteriocin sẽ chống lại các
tế bào gần gũi với tế bào tổng hợp nên bacteriocin hơn.
- Bước 2: tuỳ thuộc vào cấu trúc của từng loại bacteriocin mà nó có thể ngăn cản
quá trình chuyển đổi các proton giữa tế bào đích với môi trường. Quá trình này ngăn
cản sự trao đổi chất của tế bào và gián tiếp ngăn cản sự tổng hợp năng lượng, ATP cho
tế bào, dẫn đến tế bào ngừng hoạt động hay bị chết đi.
Ví dụ: Lacticin 3147 là một Lactibiotic được cấu tạo bởi hai thành phần, đó là 2
chuỗi peptid: Lac 1 và Lac 2. Hai thành phần này cần cho hoạt tính kháng khuẩn của
lacticin. Kết quả là nó hình thành những điểm tích điện chuyên biệt trên màng của tế

bào Gram dương.
Hầu hết các bacteriocin hoạt động bằng cách tạo kênh hay lỗ trên màng làm phá
huỷ năng lượng hữu ích của tế bào sống. Các bacteriocin của vi khuẩn G
+
thường
không có receptor đặc hiệu để hút bám mặc dù vẫn có những ngoại lệ. Hoạt động khác
với vi khuẩn G
-
ở hai điểm chính sau:
- Việc tạo bacteriocin thì không cần thiết phải gây chết cho vi sinh vật sản xuất.
Sự khác biệt này là do cơ chế vận chuyển để giải phóng bacteriocin. Ở một vài vi sinh
vật thì phụ thuộc vào hệ thống tiết. Ngoài ra, ở vi khuẩn G
+
có sự điều hoà đặc hiệu
bacteriocin nên các bacteriocin chỉ dựa vào hệ thống điều hòa của tế bào chủ.
- Hầu hết các bacteriocin kích thước nhỏ hoạt động trong phạm vi pH rộng từ 3 –
9, thậm chí acidocin B có thể hoạt động ở pH 11, ở điểm đẳng điện cao cho phép
chúng tương tác với bề mặt điện tích âm của màng tế bào vi khuẩn. Đối với các
bacteriocin phổ kháng khuẩn rộng các hợp chất cần thể nhận thì sẽ gắn phần kỵ nước
vào màng vi khuẩn. Sau đó sự liên kết của các phân tử bacteriocin với nhau sẽ tạo
thành những lỗ xuyên màng làm mất gradient và gây chết tế bào.
Lớp lipid tích điện âm của màng tế bào chất là receptor đầu tiên cho bacteriocin
trong việc hình thành lỗ. Ví dụ như nisin: xử lí tế bào bằng nisin cho thấy nó tạo ra khe
hở cho tia UV chiếu được vào trong nội bào; nisin là một bacteriocin có các phần tích
15
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
điện dương; liên kết với màng lipid tích điện âm, hình thành lỗ, bên cạnh đó làm trung
hoà điện tích của màng, làm mất đi lực vận chuyển proton. Do có sự hình thành lỗ
không đặc hiệu, các chất nhỏ như ion, ATP thoát ra ngoài, còn các chất lớn như protein
không thoát ra tạo nên điện thế màng, làm tế bào chết từ từ. Bruno (1992) đã chứng

minh Nisin phá huỷ hoàn toàn cơ chế vận chuyển proton của L.monocytogenes. Một số
bacteriocin từ vi khuẩn G
+
có thể làm vô hoạt các tác nhân gây bệnh G
-
khi sử dụng tác
nhân có tính kìm kẹp (chelating) như EDTA để phá hủy các đặc tính của lớp rào cản
bên ngoài vi khuẩn G
-
. Ngoài ra, nisin cho thấy là có tác dụng gây ra sự tự phân của tế
bào, gia tăng áp suất nội bào làm cản trở chuyển hóa năng lượng, ngăn cản sự phục hồi
vách tế bào.
Hình1.3: Cơ chế tạo lỗ hay kênh ion trên màng tế bào của bacteriocin nhóm II [18]
Người ta cho rằng các bacteriocin nhóm IIa có thể tự tạo lỗ xuyên qua màng tế
bào vì chúng là những bacteriocin cực nhỏ và lưỡng cực. Các cystibiotic thuộc lớp IIc
như cerecin 7/8, enterocin B, carnobacteriocin A và devergicin A có đặc điểm là có cấu
trúc bậc 2 có sự hiện diện các vùng lớn bao quanh gần như toàn bộ vùng kỵ nước.
Trong tất cả các trường hợp phần cystein đầu tiên tìm thấy nằm sau lysin tích điện
dương ở cuối phần ưa nước và phần thứ hai nằm ở 3 trình tự cuối. Liên kết disulfur cần
16
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
cho hoạt tính kháng khuẩn cuộn trong phần C của protein tạo thành cấu trúc kỵ nước
bền vững, ngoài ra trong phân tử có chứa glycerin nên phân tử rất linh động. Chính sự
linh động này cho phép chuyển từ cấu trúc β thành α để thích hợp với tính kỵ nước.
Chiều dài của vòng kỵ nước đủ dài xuyên qua mang tế bào chất và khi có sự gắn kết
một số lượng lớn cấu trúc vòng sẽ gây chết [12, 13].
Các hiểu biết thông thường về phổ ức chế của bacteriocin từ vi khuẩn G
+
là
chúng chỉ giết giới hạn một số vi khuẩn G

+
khác. Phổ giết chết đóng vai trò quan trọng
từ những trường hợp phổ hẹp như Lactococcin A, B, M chỉ giết được Lactococcus đến
trường hợp phổ rộng như nisin A, mutacin B có thể giết được nhiều vi sinh vật như
Actinomyces, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Enterococcus, Gardnerella,
Lactococcus, Listeria, Micrococus, Mycrobacterium, Propiobacterium, Streptococcus
và Staphylococcus. Ngược lại với những hiểu biết trên là các bacteriocin cũng có hoạt
tính chống lại các vi khuẩn G
-
gây bệnh như : Campylobacter, Haemophilus,
Helicobacter và Neisseria [13].
1.5. THU NHẬN BACTERIOCIN
Yêu cầu của việc sản xuất bacteriocin trên quy mô công nghiệp đòi hỏi sản
lượng cao nhất để đảm bảo tính kinh tế. Trong nghiên cứu về nisin, pediocin AcH từ
Pediococcus acidilactici; leuconocin Lcm1 từ Leuconostoc carnosum và sakacin A từ
L.sake Lb706, Yang và Ray(1994) cho rằng môi trường phát triển là nhân tố quyết định
đến điều này, bao gồm duy trì pH tối ưu và dinh dưỡng bổ sung cho mỗi chủng hay
loài vi khuẩn. Để tăng sản lượng và hiệu suất làm sạch bacteriocin từ vi khuẩn lactic
trong lên men công nghiệp và hạ thấp giá thành sản xuất, Coventry (1996) chứng minh
rằng nisin, pediocin PO2, brevicin 286 và piscicolin 126 có thể được phóng thích một
cách đáng kể từ lượng protein cho vào canh trường bề mặt ban đầu (khoảng 92%-99%
lượng protein cho vào).
Một thành công quan trọng của việc sản xuất bacteriocin là áp dụng những tiến
bộ mới của công nghệ sinh học như cải thiện chủng sản xuất bacteriocin, công nghệ về
protein cũng như những phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản xuất. Theo
hướng nghiên cứu này, Guyonnet(2000) đã làm giảm giá thành sản xuất, tăng tốc độ và
hiệu quả của phương pháp làm sạch bacteriocin từ canh trường liên tục.
Để tối ưu hóa quá trình sản xuất bacteriocin, những mô hình đã được đặt ra để
dự đoán hiệu quả thương mại của việc sản xuất bacteriocin dựa trên những thông tin
thu được từ hệ thống các phép thử. Sử dụng những tấm agar truyền thống, Blom(1997)

đã phác họa một phương pháp kiểm tra đồng bộ ảnh hưởng của những nhân tố như pH,
nồng độ tế bào chỉ thị, agar, soy và nồng độ natri chloride đến hiệu suất bacteriocin [4].
17
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Có tổng cộng 220 chủng vi khuẫn lactic được phân lập từ 32 mẫu thực phẩm lên
men truyền thống để sản xuất bacteriocin. Vi khuẩn lactic là cơ sở sinh học cho sự sản
xuất vô số thực phẩm lên men. Sự đóng góp quan trọng nhất của những vi khuẩn này
đến sản phẩm lên men là đảm bảo giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu và ức chế sự phát
triển của vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng trong thực phẩm. Sự ức chế này có thể
do sự sản xuất nhiều sản phẩm trao đổi chất khác nhau như acid hữu cơ (acid lactic,
acid acetic…), hydrogen peroxide, diacetyl và bacteriocin. Một vài bacteriocin chỉ tiêu
diệt vi khuẩn thuộc về những loài tương tự với loài sản xuất bacteriocin nhưng một số
bacteriocin khác tiêu diệt một dãy rộng vi khuẩn gram dương. Bacteriocin có được sự
quan tâm đáng kể trong những năm gần đây và có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc
phân lập và phát triển những chủng vi khuẩn mới sản xuất bacteriocin. Tỉ lệ phát hiện
bacteriocin từ sự phân lập vi khuẩn lactic chỉ có 0,2% và vì vậy cần rất nhiều nghiên
cứu để sản xuất và thu nhận bacteriocin. Mục tiêu của những nghiên cứu hiện nay là
chọn những vi khuẩn sản xuất bacteriocin từ nhiều sản phẩm để sử dụng những chất ức
chế có bản chất protein này trong bảo quản thực phẩm.[14]
1.5.1. Môi trường nuôi cấy
Kelstrup và Gibbons (2002) đã thấy rằng gia tăng tính nhớt của dịch môi trường
bằng cách thêm agar, dextran, glycerol, hay tinh bột sẽ gia tăng năng suất sản sinh
bacteriocin của vi khuẩn Streptococcus cô lập từ khoang miệng của người và động vật
gặm nhấm. Một nghiên cứu khác của M.A. Riley (2007) về staphylococcin 1580 cho
thấy nuôi trong môi trường bán rắn sẽ cho năng suất lớn hơn 20 lần so với môi trường
lỏng.
Các chất riêng biệt hợp thành môi trường có thể quyết định sự sản xuất của
bacteriocin. Sự sản xuất bacteriocin bởi các chủng khác nhau của S. mutans có thể làm
gia tăng bằng cách thêm cao nấm men 2% vào môi trường cơ bản Trypticase. Tương
tự, sự hình thành butyricin 7423 trong môi trường được thấy là phụ thuộc với lượng

casein hydrolysate thêm vào cho đến tối đa 5%. Sự hình thành bacteriocin của các
chủng Corynebacteria và bởi Staphylococcus được thấy rằng phụ thuộc hàm lượng
amino acid trong môi trường nuôi cấy. Ion Mangan (2004) được thấy là cần thiết cho
nhiều sản phẩm sản sinh trong môi trường hoá học xác định. Thêm 0.5% mannitol vào
môi trường brain heart infusion broth làm gia tăng năng suất của staphylococcin 426
nhưng giảm lượng staphylococcin 414. Tương tự, glucose làm gia tăng sự sản xuất
streptococcin A–FF22 nhưng làm giảm streptococcin B–74628. Những nghiên cứu
khác cho thấy thêm vào cả glucose hay manitol sẽ làm gia tăng sự sản xuất chất ức chế
bởi phage type 71 Staphylococcus trong dịch chiết đậu nành. [18]
1.5.2. Điều kiện nuôi cấy
18
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Sự khác nhau của điều kiện môi trường như nhiệt độ, thời gian, oxy, pH có ảnh
hưởng đến năng suất của bacteriocin có hoạt tính. Nhìn chung, sự sản xuất bacteriocin
tốt hơn ở điều kiện nhiệt độ tối ưu của chủng sản xuất phát triển. Nuôi ở nhiệt độ quá
cao có thể ngăn cản sự sản sinh bacteriocin và đôi khi dẫn đến sự thay đổi các đặc tính
một cách không thuận nghịch. [17]
Việc tạo ra các bacteriocin ở vi khuẩn G
+
thường khi chuyển từ pha log đến pha ổn
định. Sản lượng bacteriocin tối đa trong môi trường có thể thấy ở nhiều pha khác nhau
trong chu kỳ tăng trưởng. Schlegel và Slade (2002) nhận thấy sự sản xuất streptocin
STH1 nhiều nhất trong suốt pha log và giảm dần mức độ sản sinh bacteriocin trước khi
bước vào pha ổn định. Trái lại, sản xuất streptococcin A – FF22 bắt đầu ở cuối pha log
và hoạt tính giảm dần dần khi nuôi kéo dài. Tương tự, sản xuất staphylococcin C55 bắt
đầu ở pha log, đạt đến tối đa giữa 24 và 48 giờ phát triển, và sau đó suy tàn dần.
Butyricin 7423 thì được tiết ra trong suốt cuối pha log, tuy nhiên, perfringocin 11105
chỉ xuất hiện nhiều vào pha ổn định và sản phẩm của nó dường như lại tiêu hủy một
phần tế bào sản xuất.
Meitert (2005) đã báo cáo một vài chủng C. diphtheriae giải phóng bacteriocin liên

tục nhưng một vài chủng khác lại sản xuất gián đoạn. Lachowicz (2002) nghiên cứu
khả năng sản xuất staphylococcin A–1262a trên môi trường rắn. Hoạt tính được nhận
thấy đầu tiên sau 8 giờ, đạt đến tối đa khi từ 18 đến 24 giờ, và sau đó giảm dần về 0.
Những nghiên cứu khác cũng nhận thấy hoạt tính bacteriocin bị mất khi nuôi kéo dài.
Sự ảnh hưởng này có thể liên quan đến sự xuất hiện của chất bất hoạt bacteriocin hay
enzyme tiêu hủy hoặc thay đổi chúng [16, 17].
Một ảnh hưởng thú vị lên sự phục hồi một số bacteriocin là pH. Một nghiên cứu về
điều kiện để tối ưu sản xuất colicin K cho thấy rằng điều chỉnh pH môi trường là một
yếu tố then chốt. Một số nghiên cứu tìm thấy rằng sản xuất streptococcin A–FF22 trên
agar Todd–Hewitt sẽ gia tăng khi điều chỉnh pH ban đầu của môi trường đến 6,5. [18]
1.5.3. Định vị và tinh sạch bacteriocin
Nhiều bacteriocin của vi khuẩn G
+
dường như tồn tại ở hai dạng là liên kết với tế
bào và ở ngoài tế bào. Tỷ lệ của mỗi dạng phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của môi
trường. Bacteriocin trong phân loại này bao gồm megecin C–216, lactocin LP27,
staphylococcin 1580, butyricin 7423, staphylococcin C55 và streptococin A–FF22.
Những nhận xét tương tự cũng được báo cáo nhiều với colicin. [20]
Trong trường hợp bacteriocin có nhiều ở xung quanh tế bào, các tính chất hoá học,
cơ học, enzyme có thể ảnh hưởng đến việc giải phóng chúng khỏi tế bào. Viridin A, B,
và C (bacteriocin của Streptococcus viridans) có thể thu được ở trạng thái tế bào tự do
(cell-free) sau khi đồng nhất dịch tế bào sản xuất bacteriocin. Staphylococcin 414 cũng
được tìm thấy ở bề mặt tế bào của chủng sản xuất nhưng có thể tách ra bằng cách phá
19
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
vỡ cơ học tế bào. Trái lại, staphylococcin 462 không thể bị hoà tan bằng cách phá vỡ tế
bào sản xuất. Các nghiên cứu khác cũng chứng tỏ rằng staphylococcin 1580 có thể
được trích từ vi khuẩn với 5% NaCl. Tương tự tinh chế colicin E2–W3110 và E3–
W3110 và bacteriocin JF246 của S. marcescens được hỗ trợ bằng cách trích bacteriocin
quanh tế bào với 1M sodium chloride. Streptococcin A–FF22 ở dạng liên kết với tế

bào có thể được trích bằng cách đun trong axit loãng. Streptococcin, nisin và
diplococcin cũng có thể được thu bằng cách trích với axit từ tế bào sản xuất. Trong một
số nghiên cứu khác phương pháp xử lý nhiệt dịch nuôi cấy của Lactobacillus đã gia
tăng khả năng giải phóng lactocin LP27 từ tế bào. Phương pháp trích với axit dường
như có hiệu quả trong ví dụ này. Donoghue khi sử dụng một phương pháp khác đã
nhận thấy rằng megacin C–216 và Cx–337 được giải phóng từ tế bào sinh
megacinogenic bằng cách xử lý với lysozyme, kết hợp tiền xử lý với trypsin. Tác giả
kết luận rằng megacin được định vị trên bề mặt ngoài tế bào. [19]
Thường dịch thô đầu tiên được cô đặc bằng cách lắng tủa phân đoạn với acid, muối,
ethanol, hoặc các hỗn hợp khác nhau. Sau đó việc tinh chế có thể dựa vào kích cỡ khác
nhau (sắc ký lọc gel, lọc qua máy siêu lọc, ly tâm) hay thay đổi điện tích (sắc ký trao
đổi ion, điện chuyển). [21]
Một vấn đề chung là sự mất hoạt tính trong quá trình tinh chế. Do đó việc giám sát
hoạt tính bacteriocin (đơn vị bacteriocin/miligram protein) tại mỗi bước tinh chế và
điều chỉnh khi có thể để tránh việc mất nhiều hoạt tính là rất quan trọng [15].
1.5.4. Thu nhận một số bacteriocin
o Thu nhận nisin từ Lactococcus lactis
Môi trường: sử dụng môi trường whey ứng với 2,3% whey, 1,75%pepton, 2,0%
saccharose là tối ưu cho sự tổng hợp bacteriocin của Lc.lactis 1.
Điều kiện nuôi cấy: thời gian 30h, pH môi trường ban đầu 5 – 6, nhiệt độ thích
hợp 30
o
C, chế độ lắc đảo 100 vòng/phút. Có thể cố định tế bào Lc.lactis 1 lên chất
mang truyền thống alginate và chất mang mới BC.
Môi trường whey sau khi được tối ưu thành phần dinh dưỡng cũng như điều
kiện nuôi cấy cho kết quả tốt có ý nghĩa thực tiễn.[2]
o Thu nhận plataricin từ Lactobacillus plantarum L24
20
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Chủng vi sinh vật được phân lập từ nước dưa. Môi trường MRS dùng trong

nghiên cứu có thành phần sau (g/l): Casein peptone, tryptic digest 10, cao thịt - 10, cao
nấm men - 5, glucose – 20, Tween -80, K
2
HPO
4
- 2, Natri acetate - 5, (NH
4
)
2
citrate -
2.00, MgSO
4
. 7 H
2
O - 0.20, MnSO
4
. H
2
O - 0.05, nước 1000 ml, pH từ 6,2 – 6,8. Khử
trùng 121
o
C trong 15 phút.
Xác định hàm lượng bacteriocin theo phương pháp Brarford.Xác định
bacterioxin trên gel polyacrylamit (SDS-PAGE) theo phương pháp của Laemmli.
Bacterioxin có mặt trong tất cả các nhóm của vi khuẩn lactic như:
Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus.
Trong đó, hai nhóm chính là: Lactobacillus, Lactococcus đóng vai trò quan trọng. Theo
hệ thống phân loại do Kleen - Hammer, các bacteriocin được chia thành 4 nhóm, dựa
trên trọng lượng phân tử, độ bền nhiệt, sự có mặt của các axit amino. Do đó, để xác
định rõ Lactobacillus plantarum L24 chúng tôi nghiên cứu thuộc nhóm sinh

bacteriocin nào, chủng L24 được nuôi cấy tĩnh sau 24 giờ tiến hành phá vỡ tế bào và hạ
pH xuống 2,5, để qua đêm ở 4
o
C. Sau đó chỉnh pH về 7,0 và đem tủa với aceton 100%,
lạnh (giữ ở -22
o
C) với thể tích bằng thể tích mẫu. Ly tâm 10000 vòng trong 15 phút.
Làm khô mẫu và hòa tan trở lại bằng dung dịch đệm l mẫu bacteriocin thô được tra
vào mỗi giếng trên gel pH=7,0. Lấy 10 polyacrymit 15%. Chạy với I = 1,5A/giếng.
Kết quả cho thấy trọng lượng phân tử của bacterioxin của Lactobacillus plantanrum
L24 thuộc nhóm lớn, nhóm bacterioxin II, protein kháng khuẩn có trọng lượng phân tử
nhỏ từ 10 – 30kDa.[1]
o Thu nhận acidocin B từ Lactobacillus acidophilus
Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus sản xuất bacteriocin có khả năng kháng một
số vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm như Escherichia coli, Salmonella và một số vi
khuẩn lactic khác.
Sự sản xuất bacteriocin bắt đầu từ 12 giờ. Nhiệt độ tối ưu cho sự tạo bacteriocin
là 30 - 37
0
C với pH 5 - 7. Chủng vi khuẩn có khả năng sử dụng tốt các loại đường như
manitol, maltose, lactose và glucose để sản xuất bacteriocin. Hoạt tính bacteriocin tăng
khi bổ sung 1% yeast extract, còn các thành phần khác như glucose, meat extract,
casein pepton, NaCl không ảnh hưởng hoạt tính bacteriocin.
Bacteriocin sản xuất bởi vi khuẩn L. acidophilus nhạy cảm với protease nhưng
lại ổn định với các dung môi hữu cơ, sự thay đổi pH và xử lí nhiệt.
21
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Bacteriocin được tinh sạch bằng sắc kí lọc gel và điện di trên gel SDS - PAGE
để xác định độ tinh sạch và trọng lượng phân tử.[3]
o Thu nhận từ Salmonella

Có nhiều nghiên cứu đã được thực hiện đối với các bacteriocin của nhiều loại vi
khuẩn Gram dương và Gram âm, bao gồm cả bacteriocin của Salmonella. Trong
nghiên cứu của Patankar, Joshi đã nghiên cứu sản xuất và nhận dạng bacteriocin sinh
tổng hợp bởi Salmonella.
Trong nghiên cứu này, E.Coli R12 Row được sử dụng làm chủng chỉ thị. Môi
trường sử dụng là tryptic soy agar và tryptic soy broth. Agar mềm dinh dưỡng chứa
peptone 10g, dịch trích thịt 3g, NaCl 5g và agar-agar 10g trên một lít nước tiệt trùng.
[8]
1.6. PHÂN LOẠI BACTERIOCIN
Theo Gordon và Obrien (2006), bacteriocin của vi khuẩn Gram âm được chia
làm hai nhóm là colicin và microcin. Colicin được xem là đại diện tiêu biểu cho
bacteriocin từ vi khuẩn Gram âm. Tính chất của colicin đặc trưng cho tính chất của
bacteriocin:
o Phổ tác dụng hẹp, chỉ ức chế những loài tương đồng.
o Có chứa protein trong phân tử.
o Có tác dụng diệt vi khuẩn.
o Gắn đặc hiệu với cơ quan thụ cảm (receptor) trên bề mặt tế bào.
o Khả năng tổng hợp bacteriocin hay khả năng miễn dịch của tế bào đối
với bacteriocin của chính nó được quyết định bởi các gen nằm trên
plasmid.
o Nồng độ bacteriocin cao có thể giết chết chính tế bào vi khuẩn sản sinh ra
nó.
Bacteriocin từ vi khuẩn gram dương dồi dào hơn vi khuẩn gram âm vì
bacteriocin từ vi khuẩn gram dương có nhiều điểm khác biệt so với colicin. Một vài tác
giả sử dụng thuật ngử hợp chất giống bacteriocin ( bacteriocin – like – substance ) hay
hợp chất có khả năng ức chế giống bacteriocin ( bacteriocin – like – inhibitory –
substance, BLIS) để gọi các chất kháng khuẩn này. Các BLIS giống colicin vì chúng
chứa thành phần protein trong phân tử và là các chất kháng sinh có nguồn gốc vi
22
Phần I: Tổng quan về bacteriocin

khuẩn. Nhưng chúng khác colicin ở khả năng gắn vào các cơ quan thụ cảm, ở cấu trúc,
và ở cơ chế cảm ứng.[7]
Rất nhiều sản phẩm trao đổi chất từ vi khuẩn gram dương được xem là
bacteriocin. Mỗi nghiên cứu đưa ra một cách phân loại khác nhau. Trong một số trường
hợp các loại enzym hemolysin, phospholipase hay các enzym có hoạt tính phân giải tế
bào vi khuẩn đều được xem là bacteriocin. Theo Klaenhammer (1999) thì các
bacteriocin thì các bacteriocin được chia làm 4 nhóm:
Hình 1.3. Sơ đồ phân loại bacteriocin của vi khuẩn gram dương[7]
23
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Hình 1.4. Cấu tạo một số bacteriocin loại I.[9]
Chú thích: Hình thức viết tắt của các acid amin hiệu chỉnh: a: D-alanine; B:
2,3-dihydrobutyrine; O: 2,3-dihydroalanine; u:D-α-aminobutyric acid; a-S-A:
lanthionine (Lan); u-S-A và A-S-u: methyllanthionine (MeLan); A-NH-K:
lysinoalanine; D-OH: erythro-3-hydroxyaspartic.
Bảng 1.6: Bảng phân loại bacteriocin
NhómIA(lantibiotics) Vi sinh vật tổng hợp Tham khảo
Nisin
Lactocin S
Epidermin
Gallidermin
Lacticin 481
Lactococcus lactis
Lactobacillus sake
Staphylococcus epedermidis
Staphylococcus gallinarum
L. lactis
Hurst, 1981
Mortvedt, 1991
Allgaier, 1986

Kellner, 1988
Piard, 1992
NhómIB(lantibiotics)
Mersacidin
Cinnamycin
Ancovenin
Duramicin
Actagardin
Bacillus subtilis
Streptomyces cinnamoneus
Streptomyces ssp.
Streptomyces cinnamoneus
Actinoplanes ssp
Altena, 2000
Bierbaum, 1998
Saht & bierbaum, 1998
Saht & bierbaum, 1998
Saht & bierbaum, 1998
Nhóm II A
Pediocin PA-1/AcH
Sakacin A& sakacin P
Leucocin A-UAL 187
Mesentericin Y105
Enterocin A
Divercin V41
Lactococcin MMFII
Pediococcus acidilactici
Lactobacillus sake
Leuconostoc gelidum
Leuconostoc mesenteroides

Enterococcus faecium
Carnobacterium divergens
L. lactis
Henderson, 1992
Holck &Tichazek, 1992
Hastings, 1991
Hechard, 1992
Aymerich, 1996
Metivier, 1998
Ferchichi, 2001
24
Phần I: Tổng quan về bacteriocin
Nhóm II B
Lactococcin G
Lactococcin M
Lactacin F
Plataricin A
Plataricin S
Plataricin EF
Plataricin JK
L. lactis
L. lactis
Lactobacillus johnsonii
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus plantarum
Nissen-Meyer, 1992
Van Benkum, 1991
Allison, 1994

Nissen-Meyer, 1993
Timenez-Diaz, 1995
Anderssen, 1998
Anderssen, 1998
Nhóm II C
Acidocin B
Carnobactericin
Divergicin A
Enterocin P
Enterocin B
Lactobacillus acidophilus
Carnobacterium piscicola
C. divergens
E. faecium
E. faecium
Leer, 1995
Worobo, 1994
Worobo, 1995
Cintas, 1997
Nes & Holo, 2000
Nhóm III
Helveticin J
Helveticin V-1829
Lactobacillus helveticus
Lactobacillus helveticus
Joerger&Klaenhammer
Vaughan, 1992
Nhóm I: được biết như các lantibiotic, chúng là những peptide nhỏ (<5kDa )
mang các amino acid như: lanthionine (Lan), methyllanthionine (Melan),
dehydrobutyryl, dehydroalanine. Nhóm I chia làm 2 loại tuỳ theo cấu trúc hoá học và

kháng khuẩn.
o Loại A: là những peptid kéo dài với mạng cực dương, nó sẽ cố gắng sử
dụng hoạt tính của chúng để xuyên qua hệ thống các lổ trên màng tế bào.
o Loại B: là những peptid hình cầu nhỏ hơn và có điện tích âm hoặc không
mang điện tích.
25