KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH BACTERIOCIN CỦA VI KHUẨN LACTIC PHÂN LẬP TRÊN NEM CHUA

i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TH
ÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH BACTERIOCIN CỦA VI
KHUẨN LACTIC PHÂN LẬP TRÊN NEM CHUA
Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ THANH THẢO
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN VÀ VI SINH THỰC PHẨM
Niên khóa: 2006 - 2010
Tháng 08/2010
ii
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH BACTERIOCIN CỦA VI KHUẨN
LACTIC PHÂN LẬP TRÊN NEM CHUA
Tác giả
TRẦN THỊ THANH THẢO
Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Bảo quản chế biến nông sản và vi sinh thực phẩm
Giáo viên hướng dẫn:
Tiến sĩ Hồ Thị Nguyệt Thu
Tháng 08/2010
- 1 -
LỜI CẢM TẠ
Với tấm lòng tôn sư trọng đạo, em xin chân thành cảm ơn Qúy Thầy Cô Trường
Đại học Nông Lâm, đặc biệt l
à các Thầy Cô Khoa Công nghệ Thực phẩm đã tận tình
d
ạy bảo trong những năm vừa qua, truyền đạt những kiến thức quý báu để làm hành
trang cho em bước vào đời.
Xin chân thành cảm ơn Cô Hồ Thị Nguyệt Thu đã tận tình hướng dẫn, truyền

thụ kinh nghiệm, cũng như tạo những điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình
h
ọc tập và thực hiện đề tài.
Xin ghi nh
ớ công ơn của Cha Mẹ đã không quản mọi gian lao khó nhọc và sự
hy sinh cao cả để cho con có được ngày hôm nay.
Xin g
ửi đến những người thân yêu, các anh chị và các bạn lớp DH06VT lời cảm
ơn sâu sắc.
Sinh viên
Tr
ần Thị Thanh Thảo
- 2 -
TÓM TẮT
Nem chua là một sản phẩm lên men truyền thống rất phổ biến của Việt Nam,
được ưa thích bởi vị chua tự nhi
ên và cấu trúc giòn, dai đặc trưng. Tuy nhiên, bên cạnh
đó, vấn đề chất lượng vệ sinh đang l
à mối quan tâm hàng đầu của người tiêu dùng lẫn
người sản xuất.
Với nguyện vọng cải thiện hơn nữa chất lượng của sản phẩm về mặt vệ sinh và
định hướng phát triển nem chua thành thực phẩm chức năng, chúng tôi thực hiện đề tài
“Kh
ảo sát khả năng sinh bacteriocin của vi khuẩn lactic phân lập trên nem chua” nhằm
tìm ra các chủng vi khuẩn lactic có khả năng tạo ra các hợp chất kháng lại vi khuẩn
gây bệnh, ổn định chất lượng sản phẩm.
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu trên các mẫu nem ở 5 cơ sở khác nhau. Trong
đó, 3 cơ sở (B
à Chín, Ninh Hòa và Năm Thu) sử dụng lên men tự nhiên trong khi 2 cơ
sở còn lại (Vissan và Giáo Thơ) thực hiện lên men có định hướng. pH bột thịt được đo

lường v
ào ngày lên men thứ tư của nem chua. Vi khuẩn lactic trong bột thịt nem ngày
này c
ũng được đếm tổng lượng, phân lập, khảo sát các đặc tính sinh hóa và tìm hiểu
khả năng sinh bacteriocin của chúng.
Kết quả đo lường cho thấy, pH bột thịt ngày thứ 4 ở ba cơ sở lên men tự nhiên
khác nhau không có ý ngh
ĩa (p > 0,05); trong đó, nem ở cơ sở Năm Thu có giá trị pH
thấp nhất (4,34  0,03). Đối với hai cơ sở lên men có định hướng, phân tích thống kê
cho th
ấy pH bột thịt ngày 4 của chúng khác nhau một cách có ý nghĩa (p ≤ 0,05); trong
đó, Vissan có giá trị pH thấp hơn (4,15
 0,03).
T
ổng lượng vi khuẩn lactic ngày 4 của các mẫu nem ở 3 cơ sở lên men tự nhiên
khác nhau m
ột cách có ý nghĩa (p ≤ 0,05). Nem ngày 4 của cơ sở Năm Thu (1,62.10
8
CFU/g) cao hơn hai cơ sở còn lại (lần lượt là 1,43.10
8
và 1,29.10
8
CFU/g). Đối với 2
cơ sở lên men có định hướng, Vissan và Giáo Thơ, tổng lượng vi khuẩn lactic (lần lượt
là 1,15.10
9
và 3,08.10
8
CFU/g) cao hơn rất nhiều so với 3 cơ sở lên men tự nhiên. Giữa
hai cơ sở lên men định hướng, sự khác biệt về tổng lượng vi khuẩn lactic nem ng

ày 4
là r
ất có ý nghĩa (p ≤ 0,001).
Chúng tôi ghi nhận được 7 dạng vi khuẩn lactic tại 5 cơ sở khảo sát; trong đó,
đa phần có dạng que (chiếm 81,82% các
chủng vi khuẩn kiểm tra).
- 3 -
Kh
ảo sát khả năng kháng khuẩn của các chủng vi khuẩn lactic, chúng tôi nhận
thấy có 01 chủng vi khuẩn thuộc dạng VII ở nem Ninh Hòa có khả năng kháng lại
Staphylococcus aureus ssp. aureus CIP 20256 và 01 chủng dạng I của nem Ninh Hòa
kháng l
ại Salmonella indiana LMBA.
- 4 -
MỤC LỤC
Trang
Trang tựa........................................................................................................................... i
L
ời cảm tạ ........................................................................................................................ii
Tóm t
ắt............................................................................................................................iii
M
ục lục ............................................................................................................................ v
Danh sách ch
ữ viết tắt ..................................................................................................viii
Danh sác các hình ...........................................................................................................ix
Danh sách các b
ảng ........................................................................................................ ix
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................1
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN .........................................................................................3

2.1 Thực phẩm lên men và triển vọng phát triển.............................................................3
2.2 Nem chua – S
ản phẩm thịt lên men của Việt Nam ...................................................4
2.3 Quá trình lên men lactic.............................................................................................5
2.4 Khái quát v
ề vi khuẩn lactic ......................................................................................5
2.5 M
ột số vi khuẩn lactic thường dùng trong thực phẩm ..............................................6
2.5.1
Lactobacillus ....................................................................................................6
2.5.2
Lactococcus ......................................................................................................7
2.5.3
Leuconostoc ......................................................................................................7
2.5.4
Streptococcus....................................................................................................7
2.5.5
Pediococcus ......................................................................................................8
2.6 Bacteriocin.................................................................................................................8
2.6.1 Khái ni
ệm chung...............................................................................................8
2.6.2 Phân lo
ại ...........................................................................................................9
2.6.2.1 L
ớp I ........................................................................................................9
2.6.2.2 L
ớp II .....................................................................................................10
2.6.2.3 L
ớp III....................................................................................................11
2.6.3 Cơ chế hoạt động ............................................................................................11

2.6.4 L
ợi ích và hạn chế của bacteriocin .................................................................12
- 5 -
2.6.4.1 L
ợi ích của bacteriocin ..........................................................................12
2.6.4.2 H
ạn chế của bacteriocin.........................................................................13
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................14
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...........................................................................14
3.2 V
ật liệu và phương pháp nghiên cứu.......................................................................14
3.2.1 Môi trường và thiết bị phân tích .....................................................................14
3.2.2 Nguyên v
ật liệu thí nghiệm ............................................................................14
3.3 N
ội dung nghiên cứu ...............................................................................................15
3.4 Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................15
3.4.1 Kh
ảo sát hệ vi khuẩn lactic trên nem ngày bốn của năm cơ
sở khảo sát ...............................................................................................................17
3.4.1.1 Phương pháp lấy mẫu ............................................................................17
3.4.1.2 Đồng nhất mẫu ......................................................................................17
3.4.1.3 K
ỹ thuật đo pH ......................................................................................17
3.4.1.4 Kh
ảo sát hệ vi khuẩn lactic....................................................................17
3.4.1.5 Đếm khuẩn lạc và cấy chuyền ...............................................................18
3.4.2 Định danh sơ bộ vi khuẩn lactic phân lập ......................................................19
3.4.2.1 Nhu
ộm Gram .........................................................................................19

3.4.2.2 Ph
ản ứng catalase ..................................................................................19
3.4.2.3 Kh
ảo sát khả năng di động ...................................................................19
3.4.2.4 Ki
ểm tra kiểu lên men ...........................................................................19
3.4.2.5 Kh
ảo sát khả năng sinh acid lactic ........................................................20
3.4.3 Kh
ảo sát khả năng sinh bacteriocin của các chủng vi khuẩn
lactic phân lập..........................................................................................................20
3.4.3.1 Thu ho
ạch dịch ly tâm ...........................................................................20
3.4.3.2 Kh
ảo sát sơ bộ khả năng sinh bateriocin của các
chủng vi khuẩn phân lập....................................................................................20
3.4.3.3 Kh
ảo sát khả năng sinh bacteriocin của các chủng
lactic phân lập bằng phương pháp khuếch tán trên thạch .................................21
3.5 X
ử lý thống kê số liệu thu thập ...............................................................................22
- 6 -
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................23
4.1 Khảo sát hệ vi khuẩn lactic của nem chua sau 4 ngày lên men
ở năm cơ sở khảo sát .....................................................................................................23
4.1.1 Giá tr
ị pH và tổng lượng vi khuẩn lactic của nem chua lên men
ngày 4
ở 5 cơ sở khảo sát ........................................................................................23
4.1.2 Ph

ần trăm các dạng khuẩn lạc của nem chua lên men
ngày 4
ở 5 sơ sở khảo sát.........................................................................................25
4.2 Tính ch
ất sinh hóa của những dạng khuẩn lạc phân lập..........................................31
4.3 Kh
ảo sát khả năng sinh bacteriocin của các chủng vi khuẩn lactic
phân lập..........................................................................................................................33
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................36
5.1 Kết luận....................................................................................................................36
5.2 Đề nghị ....................................................................................................................37
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................38
PH
Ụ LỤC .....................................................................................................................41
- 7 -
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
CFU: Colony Forming Unit
LAB: Lactic Acid Bacteria
EMP: Embden - Meyerhof - Parnas pathway
MRS
NB
MRD
TSA
- 8 -
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1:
Cấu trúc của nisin .........................................................................................10
Hình 3.1: Tiến trình thực hiện các khảo sát..................................................................16
Hình 3.2: Trình tự pha loãng cho việc đếm vi khuẩn lactic .........................................18

Hình 3.3: Vùng kháng khuẩn của dịch bacteriocin trên đĩa petri .................................22
Hình 4.1: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng I.............................................26
Hình 4.2: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng II ...........................................26
Hình 4.3: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng III ..........................................27
Hình 4.4: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng IV ..........................................27
Hình 4.5: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng V ...........................................28
Hình 4.6: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng VI ..........................................28
Hình 4.7: Dạng và hình thái tế bào của khuẩn lạc dạng VII ........................................28
Hình 4.8: Sự chuyển màu của dung dịch trong khảo sát khả năng
sinh acid lactic của vi khuẩn..........................................................................................33
Hình 4.9: Vùng kháng khuẩn của chủng vi khuẩn dạng VII đối với
Staphylococcus aureus ssp. aureus CIP ........................................................................34
Hình 4.10: Vùng kháng khuẩn của chủng vi khuẩn dạng I đối với
Salmonella indiana LMBA ...........................................................................................35
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
B
ảng 4.1: Giá trị pH và tổng lượng vi khuẩn lactic của nem chua ngày 4 ở
năm cơ sở khảo sát
.........................................................................................................23
Bảng 4.2: Phần trăm các dạng khuẩn lạc của nem chua ngày 4 ở
năm sơ sở khảo sát
.........................................................................................................29
Bảng 4.3 Tính chất sinh hóa của những dạng khuẩn lạc phân lập
.......................................................................................................................................32
- 9 -
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Nem chua là một trong những sản phẩm lên men truyền thống nổi tiếng của

Việt Nam được làm từ thịt heo, bì và một số phụ liệu khác. Ngày nay, nem chua được
sản xuất tại nhiều vùng của đất nước với những thương hiệu nổi tiếng như: nem Bình
Dương, nem Thủ Đức, nem Lai Vung… Phần lớn nem chua được sản xuất ở qui mô
hộ gia đình theo phương thức lên men tự nhiên nên chất lượng sản phẩm thường
không ổn định. Mặt khác, nem chua là sản phẩm thường được tiêu thụ sống sau 3 - 4
ngày lên men mà không qua ch
ế biến. Do đó, vấn đề về vệ sinh hiện là mối quan tâm
cấp bách của người tiêu dùng lẫn nhà sản xuất. Ngày nay, việc sử dụng những chất
kháng khuẩn hóa học trong thực phẩm bị người tiêu dùng từ chối vì những lí do sức
khỏe. Do đó, liệu có thể tìm ra các chủng vi sinh vật khởi động vừa có khả năng định
hướng quá tr
ình lên men, đảm bảo tính ổn định và cải thiện chất lượng sản phẩm vừa
có khả năng sinh ra những chất có khả năng kháng lại các vi khuẩn gây bệnh?
Trước những y
êu cầu trên, vi khuẩn lactic (LAB) là nhóm vi khuẩn được chú ý
nhiều nhất. Những vi khuẩn này được sử dụng lâu đời với mục đích acid hóa nguyên
li
ệu thông qua việc sản sinh các acid hữu cơ, đặc biệt là acid lactic; mặt khác, chúng
còn có khả năng sinh ra các hợp chất có khả năng kháng khuẩn quan trọng trong việc
bảo quản thực phẩm như: hydrogen peroxide, carbon dioxide, diacetyl, bacteriocin,
reuterin và reutericyclin (Ouwehand và Vesterlund, 2004)
. Trong đó, bacteriocin là
h
ợp chất kháng khuẩn được quan tâm nhiều nhất. Nhiều công trình nghiên cứu đã
ch
ứng minh một vài giống vi khuẩn lactic có khả năng sản sinh bacteriocin kháng lại
các vi sinh vật gây hư hỏng trong thực phẩm như: Listeria monocytogenes,
Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella…
Đề tài “Khảo sát khả năng sinh bacteriocin của vi khuẩn lactic phân lập trên
nem chua” được thực hiện nhằm tìm ra các chủng vi khuẩn lactic có khả năng đề

- 3 -
kháng v
ới các vi sinh vật gây bệnh, tạo tiền đề cho chế biến nem chua có chất lượng
ổn định cũng như an toàn về mặt vi sinh.
1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU
Đề tài này được thực hiện nhằm mục đích khảo sát khả năng tạo bacteriocin của
một số vi khuẩn lactic hiện diện trong nem chua. Qua đó hi vọng sẽ cải thiện nem chua
thành một thực phẩm chức năng có lợi cho sức khỏe.
Yêu cầu
thực hiện:
 Phân lập vi khuẩn lactic trên 5 loại nem lên men ngày 4.
 Thực hiện các phản ứng sinh hóa tiền định danh vi khuẩn lactic.
 Khảo sát khả năng kháng khuẩn của các vi khuẩn lactic phân lập được.
- 4 -
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 THỰC PHẨM LÊN MEN VÀ TRIỂN VỌNG PHÁT TRIỂN
Lên men là một trong những công nghệ lâu đời nhất được sử dụng để bảo quản
thực phẩm. Trong lịch sử, việc lên men thực phẩm đã được khởi xướng cách đây ít
nhất 6000 năm (Holzapfef, 2000). Bắt nguồn từ các nước đang phát triển, quá trình lên
men không ch
ỉ nhằm mục đích bảo quản mà còn góp phần đa dạng hóa thực phẩm với
chi phí phải chăng đáp ứng cho người tiêu dùng có thu nhập thấp (Kalui và ctv, 2010).
Hi
ện nay, nhiều loại thực phẩm lên men được sản xuất trên toàn thế giới ở qui
mô hộ gia đình cũng như ở qui mô công nghiệp. Sự phổ biến rộng rãi của thực phẩm
lên men cho thấy tầm quan trọng cũng như sự ưa chuộng ngày càng tăng của các sản
phẩm này trên thế giới. Trong một số vùng, đặc biệt ở châu Phi, những thực phẩm này
còn
được sử dụng làm thực phẩm cai sữa cho trẻ nhỏ (Lei và Jakobsen, 2004; trích dẫn

bởi Kalui và ctv, 2010).
Các nghiên c
ứu được thực hiện đã cho thấy những thuộc tính vô giá của sản
phẩm lên men. Quá trình lên men tạo ra các hợp chất chuyển hóa góp phần cải thiện
mùi vị và chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm. Bên cạnh đó, một số sản phẩm của
quá trình sinh tổng hợp như acid lactic, ethanol, acetaldehyd, acid pyruvic,… làm thay
đổi pH và giúp ức chế hiệu quả các vi sinh vật gây bệnh. Điều này tăng cường tính an
toàn và kéo dài tuổi thọ cho sản phẩm một cách đáng kể (Motarjemi, 2002). Thêm vào
đó, các enzyme ngoại sinh trong nguyên liệu lên men cũng góp phần cải thiện những
đặc tính tr
ên (Holzapfel, 2000).
Vi
ệc sử dụng giống khởi động vào việc sản xuất các sản phẩm lên men ngày
càng được áp dụng rộng rãi như một phương pháp để rút ngắn thời gian sản xuất, nâng
cấp sản phẩm lên men về mặt chất lượng, tính ổn định cũng như tuổi thọ cho sản phẩm
(Rolle và Satin, 2002). Một số vi sinh vật có lợi trong quá trình lên men được nghiên
c
ứu như vi khuẩn lactic cho thấy rằng chúng có khả năng sản sinh ra các chất kháng
- 14 -
sinh có l
ợi cho sức khỏe, tạo tính an toàn và bảo quản lâu dài cho sản phẩm (Kalui và
ctv, 2010).
Th
ực phẩm lên men ngày nay rất đa dạng, chế biến từ các dạng nguyên liệu
khác nhau như thịt, trái cây, rau quả, ngũ cốc,… Với những tiến bộ hiện nay
về khoa
học kĩ thuật, quá trình lên men không còn sản xuất ở qui mô thủ công và tiến hành tự
nhiên như trước đây nữa mà đ
ã phát triển ở qui mô công nghiệp với sự lên men chủ
động nhờ việc sử dụng các giống khởi động để đáp ứng không chỉ về chất lượng m

à
còn v
ề số lượng cho người tiêu dùng (Nguyễn Đức Lượng, 2006).
2.2 NEM CHUA - SẢN PHẨM THỊT LÊN MEN CỦA VIỆT NAM
Nem chua là một sản phẩm thịt lên men truyền thống ở Việt Nam. Tùy theo
t
ừng vùng miền sản xuất mà nem chua gắn với những tên gọi nổi tiếng như nem Thủ
Đức, nem Lai Vung, nem B
ình Dương… Phần lớn sản phẩm được sản xuất thủ công,
tùy theo kinh nghiệm của từng hộ gia đình mà chất lượng và khả năng bảo quản nem
chua rất khác nhau. Bản chất của quá trình lên men là một quá trình chuyển hóa đường
thành acid lactic nhờ hoạt động của vi khuẩn Lactobacillus, Pediococcus và
Micrococcus. Trong đó, đóng vai trò quan trọng là các Lactobacillus (Nguyễn Đức
Lượng, 2006; Hồ Thị Nguyệt Thu v
à ctv, 2008).
Theo kinh nghi
ệm của các nhà chế biến, thịt dùng trong sản xuất nem chua phải
là thịt “nóng”, thịt có từ thú mới vừa giết mổ. Thịt được làm nhuyễn bằng cách xay
hoặc giã; sau đó, trộn với da heo đã được luộc chín và cắt thành sợi nhuyễn, cùng các
ch
ất phụ gia và gia vị. Hỗn hợp thịt sẽ được tạo thành viên có trọng lượng khoảng 15 -
20 g, k
ế tiếp được gói bằng lá vông, lá chùm ruột hay lá ổi, và được bao phủ bên ngoài
b
ằng nhiều lớp chuối dày (Nguyễn Thị Minh Uyên, 2008). Nhìn chung, quá trình lên
men được thực hiện ở nhiệt độ phòng (khoảng 28 - 30
o
C) trong thời gian từ 3 - 4 ngày.
Trong th
ời gian này, các vi khuẩn lactic hoạt động mạnh và chuyển hóa đường thành

acid lactic. Acid lactic được tạo thành sẽ làm giảm pH của bột thịt, làm thay đổi cấu
trúc của bột thịt, bột thịt trở nên chặc hơn, tạo vị chua cần thiết cho sản phẩm và làm
ức chế sự phát triển của những vi sinh vật gây thối. Nem chua được ăn tươi mà không
cần nấu hay làm nóng. Với kiểu sử dụng này, người tiêu dùng tận hưởng được những
- 15 -
l
ợi ích cho sức khỏe do các vi khuẩn lactic còn sống trong sản phẩm mang lại (Nguyen
và ctv, 2010).
S
ản phẩm nem được đánh giá là đạt chất lượng khi bề mặt sản phẩm không bị
nhớt hoặc nấm mốc, bột thịt dai, không nhão, có vị chua ngọt vừa phải. Nem chua có
thời hạn sử dụng ngắn, tối đa là 3 ngày khi bảo quản ở nhiệt độ môi trường. Nếu muốn
kéo dài thời hạn sử dụng, sản phẩm cần được bảo quản ở nhiệt độ lạnh (khoảng 1
tháng ở nhiệt độ từ 4 - 10
o
C).
2.3 QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường trong điều kiện kị khí (bắt buộc
hay tùy nghi) thành acid lactic. Người ta t
ìm thấy các vi khuẩn (vi khuẩn lactic,
Bacillus), các tảo (Chlorella), một vài loại nấm mốc thủy sinh, các protozoa, cũng như
các cơ bắp của động vật đều có khả năng l
ên men lactic (Vương Thị Việt Hoa, 2006).
Dựa vào sản phẩm sinh ra trong quá trình lên men, người ta chia vi khuẩn lactic
thành 2 nhóm là lên men đồng h
ình và lên men dị hình.
 Lên men đồng hình
Phân giải glucose theo con đường EMP để chuyển thành pyruvat, sau đó khử
trực tiếp hầu hết các pyruvat thành lactat nhờ vào enzyme lactat dehydrogenase.
S

ản phẩm chính là acid lactic chiếm 90%. Ngoài ra còn có các sản phẩm phụ
chiếm tỉ lệ không đáng kể như acid acetic, ethanol, glycerin, CO
2
,…
Các vi khu
ẩn tham gia như Streptococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus, Lb.
delbruikii
, Lb. acidophilus,… (Vương Thị Việt Hoa, 2006).
 Lên men dị hình
Các vi khuẩn lên men lactic dị hình thiếu các enzyme chủ yếu của con đường
EMP. Chúng phân giải kị khí đường glucose chủ yếu theo con đường pentophosphat
(PP).
Ngoài s
ản phẩm là acid lactic (40%) còn tạo ra một lượng lớn các sản phẩm
khác như acid succunic và ethanol (20%), acid acetic (10%), CO
2
và H
2
(20%).
Các vi khu
ẩn tham gia bao gồm Bacterium pentoaceticum, Lactobacterium
casei
, Lb. plantarum, Lb. bifrementans, Leuconostoc casei, Le. cremoris.
- 16 -
2.4 KHÁI QUÁT VỀ VI KHUẨN LACTIC
Vi khuẩn lactic (LAB) là nhóm vi khuẩn Gram (+), có dạng trực khuẩn, cầu
khuẩn hay cầu trực khuẩn, nhìn chung không di động, không sinh bao tử và các đặc
tính sinh hóa âm tính khác như catalase, nitrate reductase và cytorome oxydase (Lý
Ng
ọc Quí, 2006). Chúng có thể hô hấp kỵ khí hoặc kỵ khí tùy ý. Khoảng nhiệt độ

thích hợp cho các vi khuẩn lactic hoạt động khá rộng. Các vi khuẩn lactic ưa ấm có
nhiệt độ tối thích từ 25 - 37
o
C, các loài ưa nhiệt có nhiệt độ tối thích từ 50 - 65
o
C,
nhóm ưa lạnh phát triển ở nhiệt độ 5
o
C hoặc thấp hơn (Nguyễn Thị Minh Uyên, 2008).
Vi khu
ẩn lactic được ứng dụng lâu đời trong nhiều loại thực phẩm lên men có
ngu
ồn gốc động hoặc thực vật vì các tác động có lợi của chúng về dinh dưỡng, cảm
quan và cải thiện tuổi thọ sản phẩm.
Vi khuẩn lactic có khả năng tạo ra các hợp chất kháng khuẩn. Trong đó, việc
sản sinh acid lactic và acid acetic là quan trọng nhất. Tuy nhiên một số chủng vi khuẩn
lactic còn được biết đến bởi việc sản sinh các phân tử có hoạt tính sinh học như
ethanol, acid formic, các acid béo, hydrogen peroxide, diacetyl, reuterin,
reutericyclin,… Nhi
ều giống cũng sản sinh các bacteriocin và những phân tử thể hiện
hoạt tính kháng khuẩn tương tự bacteriocin (De Vuyst và Leroy, 2007).
2.5 MỘT SỐ VI KHUẨN LACTIC THƯỜNG DÙNG TRONG THỰC PHẨM
Một số giống vi khuẩn lactic nồng cốt liên quan đến quá trình lên men thực
phẩm như Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus và Streptococcus.
2.5.1 Lactobacillus
Lactobacillus là giống lớn nhất trong LAB với hơn 80 loài và phân loài được
công nhận (Limsowtin và ctv, 2002). Đây cũng là nhóm loài rất hỗn tạp với sự đa dạng
về các đặc tính lý hóa, sinh hóa và kiểu hình nhưng chủ yếu là dạng que (Axelsson,
2004). Các
Lactobacillus là những vi khuẩn Gram (+), không sinh bào tử, thỉnh thoảng

cặp đôi hoặc tạo thành chuỗi, không di dộng và catalsae âm tính.
Phân b
ố rất nhiều trong tự nhiên và nhiều loài đã được ứng dụng trong thực
phẩm, nhóm vi khuẩn này được ghi nhận là chịu acid cao nhất, có mặt trong cơ thể
người (khoang miệng, đường ti
êu hóa,...), và trong một số thực phẩm lên men như thịt,
sữa, rau quả, ngũ cốc,... (Axelsson, 2004). Một số loài như Lb. casei, Lb. plantarum,
- 17 -
Lb. brevis,… tham gia trong quá trình làm chín phô mai; Lb. delbrueckii subsp.
bulgaricus là một trong hai loài vi khuẩn cho phép sử dụng trong lên men yogurt
(Limsowtin và ctv, 2002).
2.5.2 Lactococcus
Lactococcus có dạng hình cầu hoặc hình trứng, thường bắt cặp hoặc thành
chu
ỗi. Có 5 loài Lactococcus (Lactococcus lactis, Lc. garvieae, Lc. plantarum, Lc.
piscium
và Lc. raffinolactis) hiện đang được công nhận. Tuy nhiên, chỉ có Lc. lactis
subsp. lactis
và Lc. lactis subsp. cremoris mới được sử dụng trong quá trình lên men
th
ực phẩm (Limsowtin và ctv, 2002).
Lactococcus lactis được phân lập từ sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa. Có
khả năng vi khuẩn này nhiễm vào sữa trong quá trình vắt sữa và cho ăn. Lc.
raffinolactis
được phân lập từ sữa chưa tiệt trùng, từ đường ruột động vật và từ các
môi trường trang trại nuôi b
ò. Lc. garvieae và Lc. piscium gây bệnh ở các loài cá, Lc.
garvieae
cũng liên quan tới bệnh viêm vú bò và nhiễm trùng ở người.
Một số chủng Lc. lactis. subsp. lactis có khả năng chuyển hóa citrate, sản sinh

CO
2
, diacetyl và các chất trung gian khác tạo hương thơm cho sản phẩm (ví dụ như bơ
và phô mai Gouda). Nisin, một bacteriocin peptide sản sinh bởi các giống Lactococcus
có sẵn trong thương mại được coi như là một phụ gia bền acid, được sử dụng để kéo
dài thời gian bảo quản thông qua việc ức chế hệ vi sinh vật Gram dương trong thực
phẩm (Limsowtin và ctv, 2002).
2.5.3 Leuconostoc
Leuconostoc có dạng hình cầu xếp chuỗi hoặc bắt cặp, lên men dị hình. Chúng
thường được tìm thấy trên lá, ngũ cốc, nho và các cụm hoa. Những vi khuẩn này phát
tri
ển ở 20 - 30
o
C và không phát triển ở 45
o
C. Leuconostoc (đặc biệt là Ln. lactis và Ln.
mesenteroides
) có vai trò quan trọng trong việc lên men sữa do chúng có khả năng
sinh CO
2
và một lượng đáng kể diacetyl từ citrate trong sữa (Axelsson, 2004). Diacetyl
là h
ợp chất chính tạo hương cho bơ chua, kem chua và phô mai tươi, còn CO
2
thì đóng
vai trò quan trọng trong việc hình thành mắt phô mai. Ngoài ra, nhóm vi khuẩn này
còn
đóng vai trò chủng khởi động trong việc lên men tự nhiên của rau quả (ví dụ như
dưa cải).
- 18 -

2.5.4 Streptococcus
Nhóm vi khuẩn này có dạng hình cầu hoặc hình trứng, kết đôi hay dạng chuỗi,
lên men đồng hình. Hiện đã có trên 50 loài Streptococus được nhận biết, những vi
khuẩn này phân bố chủ yếu trong xoang miệng và ở đường hô hấp. Một số
Streptococcus như Sp. mutans là tác nhân gây bệnh sâu răng và viêm màng tim
(Axelsson, 2004).
V
ề cơ bản, chỉ có Sp. thermophilus là được sử dụng trong sản xuất yogurt (cùng
v
ới Lb. delbrueckii. subsp. bulgaricus) và phô mai. Vi khuẩn này được sử dụng như
một tác nhân acid hóa để đông tụ lactic.
2.5.5 Pediococcus
Pediococcus có dạng tứ cầu, vi hiếu khí, phát triển từ 20 - 30
o
C và không phát
tri
ển ở 45
o
C, ưa acid và lên men đồng hình. Hiện có 7 loài Pediococcus được nhận
biết. Những vi khuẩn này thường được tìm thấy với một lượng lớn trên lá nho, dưa bắp
cải lên men, trái oliu và bia.
Pediococcus quan trọng trong thực phẩm về cả hai mặt tiêu cực và tích cực. Pe.
damnosus
là vi sinh vật gây hư hỏng chính trong sản xuất bia, vì sự sinh trưởng của
chúng có thể dẫn đến việc hình thành diacetyl/acetoin tạo ra vị bơ. Pe. acidilactici và
Pe. pentosaceus được sử dụng như các chủng khởi động cho việc làm xúc xích lên
men.
Pediococcus cũng tham gia vào quá trình làm chín phô mai góp phần làm tăng
hương vị cho phô mai (
Axelsson, 2004).

2.6 BACTERIOCIN
2.6.1 Khái ni
ệm chung
Bacteriocin là các peptide được sản sinh tự nhiên bởi một vài vi khuẩn để ức
chế sự phát triển của các vi sinh vật cạnh tranh khác, chúng có phổ kháng khuẩn hẹp,
chủ yếu là ức chế các loài gần với các chủng sản sinh bacteriocin (Parada và ctv,
2007). Nh
ững hợp chất này được tìm thấy trong hầu hết các loại vi khuẩn nhưng chỉ có
một số loài trong chúng được nghiên cứu kĩ. Hiện nay các bacteriocin sản sinh bởi
LAB được quan tâm nhiều nhất v
ì LAB được coi là vi khuẩn an toàn cho người tiêu
dùng do chúng và các ch
ất chuyển hóa của chúng không tạo nên những tác dụng phụ
khi được sử dụng trong các thực phẩm l
ên men (Ruiz-Larrea và ctv, 2005). Các