nghiên cứu đặc điểm và vai trò của lactobacillus acidophilus trong chế phẩm probiotic

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Ái Liên

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ VAI TRÒ
CỦA LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS
TRONG CHẾ PHẨM PROBIOTIC

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Ái Liên

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ VAI TRÒ
CỦA LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS
TRONG CHẾ PHẨM PROBIOTIC
Chuyên ngành: Vi sinh vật
Mã số: 60 42 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRẦN THANH THỦY

Thành phố Hồ Chí Minh - 2011

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:
TS. Trần Thanh Thủy, người đã luôn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo
mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành tốt luận văn.
Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Bình Dương, Ban giám hiệu Trường Trung học phổ
thông Bình Phú đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học.
Quý thầy cô Khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Tp. HCM đã tận tình dạy dỗ
tôi trong thời gian học cao học.
Quý thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm Bộ môn Vi sinh–Sinh hóa, Sinh lý trường
Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh và Viện Sinh học nhiệt đới Tp. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ,
động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện các thí nghiệm của đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn bạn Trần Thị Minh Định, người đã tận tình giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện các thí nghiệm của đề tài và chỉnh sửa luận văn.
Tôi xin cảm ơn anh Phan Văn Giác, anh Nguyễn Xuân Đức, em Đỗ Thị Thu Nga,
em Lê Đình Hưng và em Đặng Thị Tuyết đã nhiệt tình hỗ trợ, động viên tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn bên
cạnh, ủng hộ tôi.

Trần Thị Ái Liên


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào.
Các tài liệu tham khảo trích dẫn đều có nguồn gốc xác thực.
Tác giả luận văn

Trần Thị Ái Liên


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 1
T
0

T
0

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ 2
T
0

T
0

MỤC LỤC .................................................................................................................... 3
T
0

T
0

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... 6
T
0

T

0

MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 7
T
0

T
0

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 9
T
0

T
0

1.1. Tổng quan về PROBIOTIC ........................................................................................9
T
0

T
0

1.1.1. Lược sử nghiên cứu .................................................................................................9
T
0

T
0

1.1.2. Các vi sinh vật probiotic thường gặp ....................................................................10
T
0

T
0

1.1.3. Đặc điểm chung của vi sinh vật probiotic .............................................................12
T
0

T
0

1.1.4. Cơ chế tác động chung của probiotic ....................................................................14
T
0

T
0

1.1.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng các chế phẩm probiotic....................................16
T
0

T
0

1.2.Vi khuẩn LACTIC ......................................................................................................18
T

0

T
0

1.2.1. Đặc điểm hình thái, sinh lý và phân loại ...............................................................18
T
0

T
0

1.2.2.Quá trình lên men lactic .........................................................................................22
T
0

T
0

1.2.3. Tiêu chuẩn chọn chủng vi khuẩn lactic sử dụng làm probiotic.............................23
T
0

T
0

1.2.4. Vai trò probiotic - lactic đối với người .................................................................24
T
0

T
0

1.2.5. Vai trò probiotic lactic đối với vật nuôi ................................................................26
T
0

T
0

1.2.6. Cơ chế tác động của probiotic – lactic ..................................................................28
T
0

T
0

1.2.7. Ứng dụng của vi khuẩn lactic ................................................................................30
T
0

T
0

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 32
T
0

T
0

2.1. Vật liệu ........................................................................................................................32
T
0

T
0

2.1.1. Nguyên liệu ...........................................................................................................32
T
0

T
0

2.1.2. Hóa chất .................................................................................................................33
T
0

T
0

2.1.3. Thiết bị và dụng cụ ................................................................................................33
T
0

T
0

2.1.4. Môi trường nuôi cấy ..............................................................................................33

T
0

T
0

2.2. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................35
T
0

T
0

2.2.1. Xác định khả năng sinh acid tổng bằng MT cacbonat agar ..................................35
T
0

T
0

2.2.2. Phân lập từ môi trường MRS ................................................................................36
T
0

T
0

2.2.3. Phương pháp quan sát hình thái khuẩn lạc [14]. ...................................................36
T
0

T
0


2.2.4. Phương pháp nhuộm Gram [14] ............................................................................36
T
0

T
0

2.2.5. Phương pháp khảo sát khả năng di động [15] .......................................................37
T
0

T
0

2.2.6. Phương pháp xác định kiểu hô hấp [15]................................................................37
T
0

T
0

2.2.7. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính catalase [43] ..................................................38
T
0

T
0

2.2.8. Phương pháp xác định hoạt tính protease [15] ......................................................38
T
0

T
0

2.2.9. Phương pháp khảo sát khả năng sinh acid lactic [3], [11] ....................................38
T
0

T
0

2.2.10. Phương pháp khảo sát khả năng sinh bacteriocin ...............................................39
T
0

T
0

2.2.11. Phương pháp khảo sát khả năng đề kháng chất KS của LAB bằng đĩa giấy KS
chuẩn ...............................................................................................................................40
T
0

T

0

2.2.12. Phương pháp khảo sát khả năng chịu đựng pH thấp [14], [15] ..........................41
T
0

T
0

2.2.13. Khả năng chịu đựng acid mật [14] ......................................................................41
T
0

T
0

2.2.14. Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy đến sự ST và hoạt tính kháng khuẩn ..................42
T
0

T
0

2.2.15. Ảnh hưởng pH ban đầu đến sự ST và hoạt tính kháng khuẩn ............................42
T
0

T
0

2.2.16. Ảnh hưởng nhiệt độ đến sự ST và hoạt tính kháng khuẩn ..................................43
T
0

T
0

2.2.17. Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy tĩnh, lắc đến sự ST và hoạt tính kháng khuẩn ...43
T
0

T
0

2.2.18. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng nguồn cacbon MT nuôi cấy đến sự ST và hoạt
tính kháng khuẩn .............................................................................................................43
T
0

T
0

2.2.19. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng nồng độ glucose đến sự ST và hoạt tính kháng
khuẩn ...............................................................................................................................44
T
0

T
0

2.2.20. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng nồng độ cao nấm men lên sự ST và hoạt tính
kháng khuẩn ....................................................................................................................44
T
0

T
0

2.2.21. Động thái quá trình sinh trưởng và hoạt tính kháng khuẩn các chủng LAB được
tuyển chọn .......................................................................................................................44
T
0

T
0

2.2.22. Bảo quản giống vi khuẩn lactic bằng phương pháp đông khô [14] [15].............45
T
0

T
0

2.2.23. Xác định gián tiếp số lượng tế bào bằng cách đếm số lượng các khuẩn lạc mọc
trên môi trường thạch [17] ..............................................................................................45
T
0

T
0

2.2.24. Phương pháp.định danh bằng sinh học phân tử ..................................................46
T
0

T
0

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ............................................................. 48
T
0

T
0

3.1. Kết quả phân lập chủng Lactobacillus acidophilus .................................................48
T
0

T
0

3.1.1. Xác định khả năng sinh acid bằng môi trường cacbonat agar ..............................48
T
0

T
0

3.1.2. Phân lập vi khuẩn lactic trên môi trường MRS .....................................................48

T
0

T
0

3.2. Đặc điểm sinh học của hai chủng LAB được tuyển chọn .......................................52
T
0

T
0

3.2.1. Các đặc điểm hình thái của chủng PA2 và PP ......................................................52
T
0

T
0

3.2.2. Các đặc điểm sinh lý, sinh hóa của 2 chủng PA2 và PP .......................................53
T
0

T
0

3.3. Phổ kháng khuẩn của 2 chủng vi khuẩn lactic nghiên cứu....................................56
T
0

T
0

3.4. Khả năng chịu đựng điều kiện bất lợi trong đường tiêu hóa của các chủng LAB
nghiên cứu ..........................................................................................................................58
T
0

T
0


3.4.1. Khả năng kháng các chất kháng sinh ....................................................................58
T
0

T
0

3.4.2. Khả năng chịu đựng pH thấp.................................................................................60
T
0

T
0

3.4.3. Khả năng chịu acid mật .........................................................................................61
T
0

T
0

3.5. Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến sự sinh trưởng và hoạt tính kháng khuẩn của
chủng tuyển chọn ..............................................................................................................63
T
0

T
0

3.5.1. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy ........................................................................63
T
0

T
0

3.5.2. Ảnh hưởng pH ban đầu .........................................................................................66
T
0

T
0

3.5.3. Ảnh hưởng nhiệt độ nuôi cấy ................................................................................68
T
0

0T

3.5.4. Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy tĩnh và lắc.............................................................71
T
0

T
0

3.5.5. Nguồn cacbon ........................................................................................................73
T
0

T
0

3.5.6. Nồng độ glucose ....................................................................................................76
T
0

T
0

3.5.7. Nồng độ cao nấm men ...........................................................................................78
T
0

T
0

3.6. Động thái quá trình tạo sinh khối tế bào của các chủng LAB trong điều kiện tối
ưu ........................................................................................................................................80
T
0

T
0

3.7. Khả năng sống sót của các chủng vi khuẩn lactic sau đông khô ...........................83
T
0

T
0

3.8. Định danh đến loài bằng phương pháp sinh học phân tử ......................................84
T
0

T
0

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 86
T
0

T
0

Kết luận ..............................................................................................................................86

T
0

T
0

Kiến nghị ............................................................................................................................87
T
0

T
0

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 88
T
0

T
0

PHỤ LỤC ................................................................................................................... 94
T
0

T
0


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CFU

Colony forming unit (mật độ tế bào)

ĐC

Đối chứng

G-

Gram âm

P

P

G+

Gram dương

KS

Kháng sinh

LAB

Lactic Acid Bacteria (Vi khuẩn lactic)

L

Lactobacillus

MT

Môi trường

MRS

De Man - Rogosa - Sharpe

OD

Optical density (mật độ quang)

ST

Sinh trưởng

VK

Vi khuẩn

VSV

Vi sinh vật

P

P

MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế xã hội, khi chất lượng cuộc sống
không ngừng được nâng cao, vấn đề chăm sóc sức khỏe con người ngày càng được chú
trọng. Do vậy, việc tạo ra các chế phẩm sinh học nhằm cải thiện và tăng cường sức khỏe con
người được tạo ra ngày càng nhiều. Một trong những chế phẩm sinh học đó chính là
probiotic, chúng được tạo ra từ việc ứng dụng vi sinh vật (VSV) có lợi bổ sung vào hệ tiêu
hóa của con người. Việc sử dụng VSV probiotic thực tế đã mang lại nhiều lợi ích to lớn đối
với sức khỏe con người, thông qua các đặc tính probiotic vốn có của chúng. Điển hình là
điều trị các chứng bệnh rối loạn đường tiêu hóa, khắc phục một số hạn chế do việc điều trị
kháng sinh dài ngày, giúp đồng hóa lactose trong sữa uống đối với các bệnh nhân không có
khả năng dung nạp lactose trong sữa. Bên cạnh đó, chúng còn có khả năng ảnh hưởng đến
hoạt tính biến dưỡng như đồng hóa cholesterol, tạo ra các vitamin và giải phóng các enzyme
có lợi giúp cho việc tiêu hóa thức ăn được dễ dàng hơn, hấp thu các chất dinh dưỡng cần
thiết, khử các chất có khả năng gây ung thư và các hợp chất độc hại, kích thích điều hòa hệ
miễn dịch, tăng khả năng đề kháng cho cơ thể chủ,...
Những chủng vi sinh vật probiotic thường được nghiên cứu và sử dụng chủ yếu là vi
khuẩn lactic nhờ có các đặc tính ưu việt phù hợp cho việc sử dụng tạo chế phẩm probiotic
cho người cũng như vật nuôi. Những đặc tính đó là: khả năng sống sót và phát triển tốt
trong điều kiện bất lợi ở đường tiêu hóa của người như acid mật, pH thấp, kháng sinh,...
Đồng thời, chúng còn có khả năng sản sinh nhiều hoạt chất kháng khuẩn như acid lactic,
bacteriocin, H 2 O 2 , diacetyl,… tạo môi trường bất lợi, từ đó ức chế VSV gây bệnh và thiết
R

R

R

R

lập sự cân bằng hệ VSV đường ruột. Bên cạnh đó, chúng còn có khả năng sản sinh nhiều
enzyme thúc đẩy quá trình tiêu hóa hấp thu các chất của cơ thể vật chủ.
Trong số các chủng vi khuẩn lactic nghiên cứu làm probiotic thì chủng Lactobacillus
acidophilus sớm được biết đến và nghiên cứu nhiều nhất. Đây là chủng vi khuẩn được phân
lập đầu tiên bởi Moro (1900) từ ruột người và động vật, đặc biệt là từ phân của trẻ sơ sinh
nuôi bằng sữa mẹ. Mặt khác, vi khuẩn này có mặt trong hầu hết các chế phẩm probiotic trên
thị trường hiện nay.
Xuất phát từ các lí do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu cho mình là: “Nghiên
cứu đặc điểm và vai trò của Lactobacillus acidophilus trong chế phẩm probiotic”.


Với mục tiêu:
Nhằm tìm hiểu vai trò probiotic của L. acidophilus thông qua các đặc điểm sinh học
của chủng này.
Nhiệm vụ của đề tài:
1. Phân lập, tuyển chọn 2 chủng L. acidophilus từ các chế phẩm probiotic dành cho
người.
2. Tìm hiểu các đặc điểm sinh lý, sinh hóa của chủng L. acidophilus.
3. Khảo sát phổ kháng khuẩn của 2 chủng L. acidophilus với các VSV gây bệnh
đường ruột ở người.
4. Nghiên cứu khả năng tồn tại trong điều kiện bất lợi ở đường ruột.
5. Xác định các điều kiện ST và sinh chất đối kháng của 2 chủng L. acidophilus được
tuyển chọn.
6. Nghiên cứu khả năng sống sót sau quá trình đông khô.
7. Phân loại đến loài 2 chủng VK nghiên cứu bằng sinh học phân tử.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về PROBIOTIC
1.1.1. Lược sử nghiên cứu

Lịch sử nghiên cứu probiotic bắt đầu trong những năm cuối thế kỷ 19, khi các nhà vi
sinh vật học phát hiện ra sự khác biệt giữa hệ VSV trong ống tiêu hóa của người bệnh và
người khỏe mạnh. Hệ vi sinh vật có ích trong hệ thống ống tiêu hóa được gọi là probiotic.
Năm 1870, khi nghiên cứu tại sao những người nông dân Bungary có sức khỏe tốt,
nhà sinh lý học người Nga Eli Metchnikoff đã đưa ra thuật ngữ “probiotic” có nguồn gốc từ
Hy Lạp, theo nghĩa đen là “vì cuộc sống” để chỉ những vi sinh vật đã được chứng minh có
ảnh hưởng tốt đến sức khỏe của người và động vật [63].
Năm 1925, Beach là người đầu tiên có những nghiên cứu thực nghiệm về thức ăn có
chứa “Lactobacillus acidophilus” [15].
Năm 1968, King đã nghiên cứu thành công việc kích thích sự tăng trưởng của heo
bằng thức ăn có bổ sung L. acidophilus [15], [65].
Khái niệm này sau đó được làm rõ hơn bởi Fuller (1989). Probiotic là “một chất bổ
trợ thức ăn chứa vi sinh vật sống có ảnh hưởng có lợi đến vật chủ bằng việc cải thiện sự cân
bằng hệ vi sinh vật ruột của nó”.
Một định nghĩa khác về probiotic là “các vi sinh vật sống có ích cho sức khỏe của vật
chủ khi được bổ sung một lượng vừa đủ” [54]. Đây là những nhóm vi khuẩn (VK) sống
trong đường tiêu hóa của người, chúng tạo thành một khu hệ VSV, cản trở sự phát triển của
một số VSV gây bệnh, cung cấp cho con người một số chất có lợi cho cơ thể, ảnh hưởng tốt
đến hệ miễn dịch. Con người sử dụng các chế phẩm probiotic như một loại thực phẩm,
thuốc phòng và chữa bệnh [60].
Nghiên cứu về việc sử dụng VSV probiotic trong chế độ ăn uống đã được tiếp tục
suốt cả thế kỷ qua. Công việc ở giai đoạn trước của thế kỷ là đề cập đến việc sử dụng sữa
lên men để điều trị bệnh lây nhiễm đường ruột. Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào lợi
ích sức khỏe khác của các VSV này, cũng như về bảo đảm sự sống sót của các VK này khi
ở trong vùng dạ dày - ruột và các loại thực phẩm để vận chuyện chúng vào trong cơ thể con
người (Lourens - Hattingh và Viljoen, 2001).


1.1.2. Các vi sinh vật probiotic thường gặp
Vi sinh vật được sử dụng làm probiotic gồm nhiều nhóm khác nhau như vi khuẩn, xạ

khuẩn, nấm men, nấm mốc. Tuy nhiên, vì những đặc tính ưu việt của vi khuẩn lactic (LAB)
phù hợp với việc tạo chế phẩm probiotic cho người cũng như vật nuôi nên thành phần của
hầu hết các chế phẩm probiotic hiện nay chủ yếu là các chủng LAB.
Một số nhóm vi sinh vật probiotic thường gặp:
Nhóm vi khuẩn lactic: Theo Lee, Nomoto, Salminen và Gorbach (1999), một số
loại chế phẩm probiotic được biết đến nhiều nhất với các chủng LAB, trong đó chủ yếu là
những loài thuộc chi Lactobacillus và Streptococcus như L. acidophilus, L. casei, L.
plantarum, L. bulgaricus, L. kefir, L. delbruckii, L. sporogenes, Bifidobacterium breve,
Bifidus bacteria, Streptococcus faecalis,…
Những chủng này đều có thể chịu đựng nhiệt độ cũng như các tác động trong quá trình
sản xuất thuốc, không tương tác với các thành phần bổ sung thêm trong chế phẩm như
vitamin, acid amin, acid béo, đường và đặc biệt là fructoligosaccharide, là một tá dược được
dùng phổ biến trong hầu hết các chế phẩm propiotic.
Các chế phẩm probiotic có thể sử dụng chỉ một chủng LAB (như L. acidophilus hay L.
sprorogenes,…) hoặc kết hợp nhiều chủng LAB (L. acidophilus, L. sprorogenes, L. kefir,
Streptococcus faecalis,…). Sử dụng chế phẩm probiotic - lactic là liệu pháp rất tốt cho các
trường hợp rối loạn đường tiêu hóa, giúp duy trì hệ VSV có lợi cho hệ tiêu hóa, ngăn ngừa
tiêu chảy hữu hiệu và nhiều trường hợp bệnh khác nhờ những tác dụng trong cơ thể người
[12], [49].

 Bacillus subtilis
B. subtilis là VK ứng dụng làm probiotic từ rất sớm. Chúng được sử dụng qua đường
uống để phòng và chữa các rối loạn tiêu hóa như tiêu chảy sau khi dùng kháng sinh (KS). B.
subtilis có tác dụng hồi phục hệ VSV tự nhiên trong đường tiêu hóa của người sau khi dùng
KS kéo dài. Các chế phẩm B. subtilis được bán ở hầu hết các nước Châu Âu, mặc dù người
ta còn chưa biết nhiều về cơ chế tác dụng của chúng. Bào tử của B. subtilis có thể vượt qua
rào chắn đường tiêu hóa, một phần bào tử nảy mầm trong ruột non và sinh sôi trong đường
ruột. Một số tác dụng lâm sàng của B. subtilis đã được biết như làm tác nhân kích thích
miễn dịch trong một số bệnh [63].
 Bacillus clausii [17]

- Thuộc giống Bacillus, G+, không di động, nuôi cấy dễ dàng với các MT dinh dưỡng
P

P

thông dụng, có khả năng sinh bào tử giúp VK tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt. Bào tử của
B. clausii có thể qua dạ dày với tỉ lệ sống sót cao, có thể sống được trong MT dịch vị với pH
= 2 ít nhất l2 giờ. Chúng đề kháng rất tốt với nhiều loại KS. Vì thế, có thể dùng chung trong
thời gian điều trị KS.
- Khi vào ruột non, bào tử B. clausii sẽ nảy mầm thành dạng sinh trưởng và tiếp tục
sinh sôi nảy nở trong ruột. Nhờ đó lấp đầy lại được khoảng trống rối loạn hệ VK trong
đường ruột. Đồng thời sự ST của B. claussi sẽ tái lập được điều kiện kị khí, tạo điều kiện
thuận lợi cho sự phát triển trở lại của các VK có lợi ở đường ruột (như Bifidobacterium,
Lactobacillus, Bacteroides) đã bị rối loạn vì các nguyên nhân khác nhau.
- B. clausii thường được dùng tạo chế phẩm probiotic cho người như chế phẩm
Enterogermina ở dạng lỏng. Bào tử được bào chế dưới dạng hỗn dịch không màu,

không mùi, không vị trong từng ống nhựa nhỏ nên tiện lợi khi sử dụng, đặc biệt là
cho trẻ em.
Nấm men được sử dụng làm probotic như Saccharomyces cerevisiae, S. boulardii.
Trong các chế phẩm probiotic tạo ra sinh khối chứa acid amin, các vitamin nhóm B, hấp thu
độc tố và bài thải ra ngoài. Chúng chuyển hóa glucose thành acid pyruvic là cơ chất cho các
VSV có lợi hoạt động và sinh sản. Ngoài ra, chúng còn tiết enzyme tiêu hóa như amylase,
protease,…[15].
S. boulardii: được dùng như probiotic từ năm 1950. Là thành phần chính của

một số chế phẩm probiotic như ultralevure (Pháp), florastor, bioflora (Pháp). Tác
động hiệu quả trong điều trị tiêu chảy nhiễm trùng cấp. Ngừa tiêu chảy do KS và trị

liệu phối hợp trong nhiễm trùng H. pylori. S. boulardii tác động thông qua cơ chế:
+ Tiết enzyme proteinase làm giảm độc tố do Clostridium difficile, sản sinh
phosphatase làm bất hoạt các nội độc tố do E. coli tiết ra.
+ Tăng lượng kháng thể IgA, tăng các men lactase, sucrase, maltase, và Naminopeptidase, tăng hấp thu ở người tiêu chảy, duy trì các acid béo chuỗi ngắn cần
thiết cho cho việc hấp thu nước và chất điện giải.
+ Ngoài ra, chúng còn tác dụng giảm viêm ở đường ruột do kích thích tế bào T.


 Nấm mốc trong chế phẩm probiotic có vai trò tạo sinh khối chứa nhiều acid amin,
sản xuất enzyme amylase, protease nhằm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn ở động vật nuôi
[15].
1.1.3. Đặc điểm chung của vi sinh vật probiotic
Vi sinh vật probiotic khi được bổ sung vào cơ thể qua đường tiêu hóa, chúng tác
động thông qua một số cơ chế khác nhau. Tuy nhiên, để có thể tác động lên hệ tiêu hóa vật
chủ thì trước hết chúng phải có khả năng sống sót ở điều kiện khắc nghiệt trong đường tiêu
hóa. Điển hình là các điều kiện như pH thấp, acid mật, kháng sinh,…
 Chịu pH thấp
Đây là yếu tố cần thiết để tạo sự thích nghi ban đầu. Các nhà khoa học đã chứng
minh, các probiotic phải trải qua các quá trình tiêu hóa khắc nghiệt hơn 90 phút trước khi
được giải phóng từ dạ dày vào ruột. Tuy nhiên, các quá trình tiêu hóa có thời gian xảy ra lâu
hơn nên VSV probiotic phải chống lại được các điều kiện áp lực của dạ dày với pH thấp đến
khoảng 1,5. Do đó, các chủng được chọn lọc để sử dụng như trong chế phẩm probiotic cần
phải chịu được môi trường pH thấp ít nhất 90 phút. Sống sót ở pH 3,0 trong 2 giờ và nồng
độ acid 1000 mg/l được xem như là khả năng chống đỡ đối với acid tối ưu đối với các chủng
probiotic [43].
Tiếp đến, chúng phải gắn vào biểu mô và phát triển được trong ruột trước khi chúng
có thể bắt đầu phát huy vai trò đối với sức khỏe vật chủ.
Ngoài ra, VSV probiotic phải chống lại được các enzyme trong đường miệng như
lysozyme. Vì vậy, khả năng chịu acid là một trong những tính chất đầu tiên để sàng lọc khi
muốn tuyển chọn các dòng probiotic [40].

 Chịu acid mật
Acid mật được coi là chất kháng khuẩn trong đường tiêu hóa, bảo vệ ruột khỏi sự
xâm nhập của các VSV gây bệnh. Ở hầu hết các sinh vật (bao gồm người), quá trình tổng
hợp acid mật chủ yếu thông qua sự tiêu thụ cholesterol. Cơ thể tổng hợp khoảng 8 mg
cholesterol một ngày và dùng 4 mg cholesterol để tổng hợp acid mật. Tổng cộng có khoảng
20 – 30 g acid mật tiết vào ruột mỗi ngày [68].
Do vậy, khi thức ăn cùng VSV từ dạ dày chuyển xuống vùng ruột. Tại đây, chúng
chịu sự tác động của acid mật. Khi acid mật đi vào khu vực tá tràng thì số lượng VSV sẽ
giảm. Khả năng chịu đựng acid mật là một trong những đặc tính cần thiết của VSV có hoạt
tính probiotic [54].


 Chịu kháng sinh
Kháng sinh được ứng dụng phổ biến trong điều trị một số bệnh cho người cũng như
vật nuôi. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích do KS mang lại thì phương pháp trị liệu KS có
một số hạn chế nhất định như là tác động loại bỏ không phân biệt được mầm bệnh thật sự và
hệ VSV có lợi trong ruột. Vì vậy, phương pháp trị liệu này đã dẫn đến thay đổi sự cân bằng
hệ VSV của ruột và gây ra một vài ảnh hưởng xấu có thể tồn tại lâu dài ngay cả sau khi
ngưng sử dụng cách điều trị này.
Chính vì vậy, việc sử dụng probiotic thường được chỉ định uống trong thời gian điều
trị bệnh bằng kháng sinh, để phòng mất cân bằng hệ VSV trong đường ruột. Do đó, các
chủng dùng làm probiotic cần phải có khả năng chịu đựng được kháng sinh [14].
 Khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột
Các chủng VSV probiotic khác nhau có những ảnh hưởng khác nhau lên đường tiêu
hóa. Chúng chỉ có thể tác động được khi chúng có thể ST và phát triển tốt trong đường tiêu
hóa. Do vậy, bên cạnh khả năng sống sót thì chúng phải có khả năng bám vào thành biểu
mô ruột, nhờ đó chúng mới không bị rửa trôi ra ngoài cùng với phân [34].
Sự kết bám với tế bào biểu mô ruột là một yêu cầu quan trọng cho việc định cư lâu
dài của VK probiotic trong đường ruột, chống lại sự loại bỏ do nhu động ruột và tạo được
một ưu thế cạnh tranh trong hệ VSV đường ruột (Pedersen và Tannock 1989; Freter 1992;

Alander và cộng sự 1997) [31], [35].
Bên cạnh khả năng sống sót và phát triển được trong điều kiện khắc nghiệt của
đường tiêu hóa, vi sinh vật probiotic còn có khả năng sản sinh những chất có hoạt tính
kháng khuẩn như các acid hữu cơ, ethanol, bacteriocin, H 2 O 2 ,… Những chất này được sản
R

R

R

R

sinh cùng với quá trình ST và phát triển của chúng trong đường tiêu hóa, tác động ức chế và
tiêu diệt các VK gây bệnh, tạo nên sự cân bằng hệ sinh thái đường ruột.
Ngoài ra, chúng còn có khả năng ảnh hưởng đến hoạt tính biến dưỡng như đồng hóa
cholesterol, lactose, tạo ra các vitamin và giải phóng nhiều enzyme có lợi giúp cho việc tiêu
hóa thức ăn diễn ra dễ dàng. Bên cạnh đó, chúng còn giúp hấp thu các chất dinh dưỡng cần
thiết, khử các chất có khả năng gây ung thư, các hợp chất độc hại, kích thích điều hòa hệ
miễn dịch cơ thể chủ, tăng khả năng đề kháng cho cơ thể vật chủ,…[12],[49].
Theo tổ chức lương thực và thực phẩm Quốc Tế (FAO) [61]. Một chủng VSV được
sử dụng tạo chế phẩm probiotic cần phải đảm bảo tiêu chuẩn sau đây:


-

Giống dùng cho probiotic phải mang tính đại diện và được công nhận chung về tính an
toàn cho người và vật nuôi (GRAS microorganism) [28], [51].

-

Có nguồn gốc từ người được chứng minh an toàn cho người.

-

Có khả năng sống sót trong điều kiện acid ở dạ dày, nồng độ acid mật và kháng sinh
trong ruột.

-

Có khả năng kết bám vào biểu mô ruột, định cư và tăng trưởng nhanh về số lượng
trong ruột người.

-

Góp phần điều chỉnh tích cực chức năng của ruột.

-

Khả năng ảnh hưởng đến hoạt tính biến dưỡng như đồng hóa cholesterol và lactose,
tạo ra các vitamin và giải phóng các enzyme có lợi giúp cho việc tiêu hóa thức ăn được
diễn ra dễ dàng, hấp thu các chất dinh dưỡng cần thiết và khử các chất có khả năng gây
ung thư và các hợp chất độc hại [12],[52].

-

Tạo ra chất có hoạt tính kháng khuẩn và kháng mầm bệnh ở người như sản sinh acid L
- lactic và những chất ức chế VK gây hại.

-

Có khả năng tiết ra các chất có hoạt tính sinh học có thể kích thích đáp ứng miễn dịch,
làm gia tăng chức năng phòng thủ của mạng lưới tế bào chủ.

-

Có khả năng tồn tại trong suốt quá trình sản xuất và bảo quản bằng đông khô.
1.1.4. Cơ chế tác động chung của probiotic
Vi sinh vật probiotic khi được bổ sung vào cơ thể vật chủ, chúng tác động lên đường

tiêu hóa của vật chủ theo những cơ chế như cạnh tranh và đối kháng với các VK gây bệnh,
sản sinh các chất có hoạt tính kháng khuẩn, kích thích đáp ứng miễn dịch của cơ thể vật
chủ,…
 Cạnh tranh và đối kháng với các VK gây bệnh
Hệ vi sinh vật ở đường tiêu hóa mất cân bằng do nhiều nguyên nhân khác nhau, một
trong những nguyên nhân chính là do việc sử dụng KS dài ngày dẫn đến việc tiêu diệt các
VSV có lợi trong ruột. Để khắc phục điều này, người ta thường bổ sung các VSV có lợi
thông qua sử dụng probiotic. Các VSV probiotic sẽ phát triển, chiếm ưu thế trong đường
ruột bằng cách cạnh tranh về mặt vị trí bám, về hấp thu chất dinh dưỡng và khối lượng các
chất được sản sinh. Từ đó, ức chế và tiêu diệt được VSV gây hại, thiết lập lại sự cân bằng hệ
VSV đường ruột.
Trong một nghiên cứu cho thấy, khi cung cấp thường xuyên các VSV có lợi dưới
dạng sữa lên men hoặc dạng đông khô cho người và động vật nuôi với liều lượng thích hợp


(1,2 tỷ CFU/ kg thức ăn/ ngày), sự cân bằng của hệ VSV đường ruột được duy trì [7], [13],
[23], [56].
 Tác động kháng khuẩn do sản sinh một số chất kháng khuẩn
Probiotic tác động không chỉ thông qua sự phát triển, gia tăng về số lượng cạnh tranh
vị trí bám với VK gây bệnh, chúng còn tác động nhờ vào khả năng sản sinh các chất có hoạt
tính kháng khuẩn như KS, một số acid hữu cơ (acid lactic, acid acetic, acid formic, acid béo,

…), diacetyl, hydrogen peroxide, ethanol,… Đặc biệt, nhiều chủng VSV còn sản xuất
bacteriocin và các phân tử có hoạt tính kháng khuẩn [53]. Những chất này có tác dụng ức
chế và tiêu diệt các VK gây bệnh ở đường ruột.
 Tăng cường hoạt động chuyển hóa của vi khuẩn đường ruột.
Một số chủng VSV probiotic khi được bổ sung vào đường tiêu hóa có vai trò tăng
cường hoạt động chuyển hóa của một số chủng VK đường ruột khác. Chẳng hạn như khi sử
dụng L. rhamnosus dưới dạng sữa lên men, chúng kích thích hoạt động enzyme và khả năng
biến dưỡng của VK đường ruột [56].
 Điều hòa phản ứng miễn dịch
Vi sinh vật probiotic có thể có khả năng điều hòa phản ứng miễn dịch thông qua ảnh
hưởng lên lympho bào B. Như khi cho chuột sử dụng L. plantarum ATCC 14917 và L.
fermentum YIT 0159, chúng sẽ kích thích sự đồng hóa 3H - thymidine trong tế bào lách ở
P

P

chuột. Ngoài ra, L. plantarum ATCC 14917 và L. fermentum YIT 0159 cũng có thể tăng
cường bổ thể và kháng huyết thanh ở thỏ. Điều này chứng tỏ chúng kích thích hoạt động
trên lympho bào B của tế bào lách [56].
Ngoài ra, VSV probiotic còn tác động lên hệ tiêu hóa của người cũng như vật nuôi
bằng những cơ chế khác, như đồng hóa lactose trong sữa,... Sự không dung hòa lactose là
tình trạng sinh lí xảy ra ở những người thiếu khả năng sản xuất enzyme lactase hay βgalactosidase. Lactase cần thiết để đồng hóa lactose trong sữa, phân giải chúng thành các
phân tử đường glucose và galactose đơn giản. Các cá thể thiếu lactase sẽ không tiêu hóa
được sữa và thường gây ra những khó khăn trong quá trình tiêu hóa, đặc biệt ở trẻ sơ sinh.
Triệu chứng thường thấy là khó chịu ở bụng, tiêu chảy, bị vọp bẻ, đầy hơi, nôn và buồn
nôn,… khi dùng sữa. Một vấn đề khác có liên quan đến việc không dung hòa lactose là tình
trạng thiếu canxi do không dùng sữa. Ngoài ra, VK khu trú trong ruột kết không lên men
tiêu hóa được lactose sẽ sản xuất acid và khí, gây ra các triệu chứng như đau bụng, sưng phù
và tiêu chảy [22].

Các dòng probiotic đã được chứng minh là có thể giải quyết vấn đề không dung hòa
được lactose nhờ khả năng sản xuất lactase và tăng nồng độ β-galactosidase ở ruột non. Do
vậy, người ta cho các bệnh nhân không dung hòa được lactose sử dụng probiotic. Các dòng
probiotic sẽ thủy phân lactose trong sữa uống và lactose sẽ được đồng hóa, đồng thời canxi
cũng được hấp thu [53].
1.1.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng các chế phẩm probiotic
Chế phẩm probiotic hiện nay rất đa dạng với nhiều hình thức khác nhau. Một trong
những chế phẩm probiotic được biết đến phổ biến với tên thường gọi là “men vi sinh”.
Chúng tồn tại ở các dạng như cốm, bột, lỏng, viên nén,… chứa VSV có thể ở dạng sống,
chết đông khô, xác VK. Các sản phẩm probiotic có thể phối hợp nhiều chủng VK (như L.
acidophilus, L. sprorogenes, L. kefir, Streptococcus faecalis,…) hoặc chỉ sử dụng một
chủng VK ( như L. acidophilus hay L. sprorogenes,…) [12], [49].
Một số chế phẩm thông dụng ở dạng men tiêu hóa trên thị trường hiện nay như
Antibio (Hàn Quốc), Probio (Việt Nam), Acidophilus (Mỹ), Biolactyl (Việt Nam), Lactéol
(Pháp), Bio - acimin (Việt Nam), Biolactyl (liên doanh Pháp), L – bio - 3D (Việt Nam),
Bioflora (Pháp),… Các chế phẩm này được sử dụng nhằm khắc phục: các chứng bệnh về
đường tiêu hóa, một số hạn chế do điều trị bằng KS dài ngày mang lại, điều trị tiêu chảy
cấp, tăng cường khả năng miễn dịch,…
Tuy nhiên, thực tế cho thấy chất lượng các chế phẩm probiotic trên thị trường hiện
nay đang là một vấn đề đáng lo ngại.
Theo Yeung P.S.M và cộng sự, có một số sản phẩm thương mại probiotic ghi trên
nhãn không đúng với nội dung (xem bảng 1.1), có đến 28/44 sản phẩm nghiên cứu có tên
không đúng với nội dung ghi trong nhãn, trong đó có 9/16 sản phẩm trên nhãn là L.
acidophilus nhưng khi kiểm nghiệm bằng phương pháp lên men carbonhydrat lại cho kết
quả là một loài khác [9], [58].
Bảng 1.1. Kết quả khảo sát một số chế phẩm probiotic [58]
Số sản phẩm không

Loài không được công bố nhưng có

đúng tên

trong sản phẩm

7/15 sản phẩm dược

Phương pháp

L. paracasei; L. leichmannii; E. Lên
faecium; S. cerevisiae; L. rhamnosus

carbonhydrat

men


6/19 sản phẩm thực L. plantarum; L. delbrueckii,
phẩm chức năng

P.

pentosacceus;

E.

faecium,

API rapid ID KIT
L.

rhamnosus
5/13 sản phẩm thực L. plantarum; L. delbrueckii, P. API rapid ID KIT
phẩm chức năng

pentosaceus,

E.

faecium,

L.

rhamnosus; L. fermentum
9/15 sản phẩm thực L.
phẩm chức năng

johnsonii;

L.

rhamnosus,

paracasei; L. crispatus

L. DNA

–

DNA

homology

Theo kết quả kiểm tra mới đây (2011) của Thanh tra Sở Y tế Tp. Hồ Chí Minh:
khoảng 50% men vi sinh trên thị trường Tp. Hồ Chí Minh chứa men độc, thậm chí nhiều
men thực chất chỉ là bột mì có chứa độc tố [66].
Theo kết quả kiểm nghiệm thuốc của tác giả Phạm Hùng Vân (2007) thì có đến 4/10
chế phẩm probiotic cho người đã sử dụng không đúng chủng được ghi trên nhãn thuốc. Đặc
biệt, các sản phẩm này đã bổ sung nhầm VK gây hại vào các chế phẩm probiotic. Điển hình
là chế phẩm Biosubtyl DL (dạng gói bột do Viện Vắc xin Đà Lạt sản xuất) và chế phẩm
Subtyl (dạng viên nén, sản xuất tại Việt Nam). Hai chế phẩm đã ghi thành phần trên nhãn là
vi khuẩn B. subtilis, nhưng thực tế lại là Bacillus cereus, một loài VK gây bệnh đường tiêu
hóa do có nhiều dòng mang độc tố gây nôn ói và tiêu chảy sau khi uống sớm nhất là nửa
tiếng [17], [67].
Theo kết quả nghiên cứu khác của tác giả Nguyễn Thị Minh Tâm (2008): có 4/14 chế
phẩm probiotic khảo sát đã công bố trên nhãn là L. acidophilus nhưng kết quả định danh
bằng API50CHL cho thấy VK phân lập được không liên quan đến loài này [9].
Kết quả kiểm nghiệm thuốc mới đây của Cục Quản lý Dược cho biết 2 loại men tiêu
hóa: thuốc bột Biolac (lô sản xuất 030710, ngày sản xuất 15/7/2010, có hạn dùng 14/7/2012,
số đăng ký QLSP-0046-08) và thuốc viên nang Biolac 500mg (lô sản xuất 321210, ngày sản
xuất 10/12/2010, hạn dùng 9/12/2012, số đăng ký QLSP-0046-08) không đạt tiêu chuẩn
chất lượng về định tính, độ nhiễm khuẩn và độ đồng đều khối lượng. Do vậy, Cục Quản lý
Dược, Bộ Y tế có quyết định đình chỉ lưu hành và yêu cầu thu hồi trên toàn quốc [65].
Tác dụng và hiệu quả lâm sàng của các chế phẩm probiotic phụ thuộc gần như hoàn
toàn vào đặc tính sinh lý – sinh hóa của chủng VSV được sử dụng. Chỉ những loài nào đã
được nghiên cứu lâm sàng đầy đủ mới bảo đảm an toàn và lợi ích sử dụng được chứng minh


một cách khoa học. Vì vậy, việc công bố sai danh pháp của VSV trong chế phẩm probiotic
là một điều không thể chấp nhận được. Để bảo đảm quyền lợi cho người tiêu dùng, cần phải

có một tiêu chuẩn kiểm tra các sản phẩm chức năng mà trong đó chỉ tiêu định danh phải
được quan tâm đúng mức, xây dựng đủ cơ sở khoa học cho công tác kiểm nghiệm.

1.2.Vi khuẩn LACTIC
1.2.1. Đặc điểm hình thái, sinh lý và phân loại
Nhìn chung vi khuẩn lactic là vi khuẩn G+, không tạo bào tử, kị khí tùy ý và hầu hết
P

P

không di động. Chúng thuộc loại đa khuyết dưỡng, được tìm thấy trong nhiều loại thực
phẩm lên men như sữa chua, kim chi, dưa muối chua, nem chua,… LAB tồn tại khá hạn chế
trong một số MT do nhu cầu dinh dưỡng cao của nó [10].
Về mặt hình thái, các nhóm LAB tồn tại chủ yếu ở hai dạng: hình que hoặc hình cầu
[10].
Về mặt sinh lí, chúng tương đối đồng nhất: thu nhận năng lượng nhờ phân giải
carbohydrat và tiết ra acid lactic. Khác với các VK đường ruột sinh acid lactic, LAB là
nhóm kị khí không bắt buộc, chúng không có cytochrome và enzyme catalase. Tuy nhiên,
chúng vẫn có thể ST được khi có mặt oxy do có enzyme peroxidase [18].
Theo khóa phân loại Bergey (2001), vi khuẩn lactic được xếp vào 4 họ:
Lactobacillaceae, Enterococcaceae, Leuconoscaceae, Streptococcaceae, thuộc:
Giới: Bacteria
Ngành: Firmicutes
Lớp: Bacilli
Bộ: Lactobacillales
Họ I: Lactobacillaceae
Giống: Lactobacillus; Pediococcus
Họ II: Enterococcaceae
Giống: Enterococcus
Họ III: Leuconoscaceae

Giống: Leuconostoc
Họ IV: Streptococceae
Giống: Streptococcus; Lactococcus


Nhóm LAB được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm thuộc về các chi như
Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus. Trong đó Lactobacillus chiếm vị
trí quan trọng nhất [4], [6], [15], [57], [59].
 Lactobacillus [24], [27], [65].
Giống Lactobacillus có dạng hình que, thường tồn tại từng tế bào riêng rẽ hay dạng
chuỗi, kích thước tế bào dao động từ 0,5-1,2 x 1-10 µm. tế bào không di động, G+, không
P

P

sinh bào tử. Chúng là dạng kị khí không bắt buộc, có thể tăng trưởng ở nhiệt độ từ 50C –
P

P

530C và tăng trưởng tối thích từ 300C đến 400C. Chúng có thể sống ở pH nhỏ hơn 5.
P

P

P

P

P

P

Nhu cầu dinh dưỡng của Lactobacillus rất phức tạp cần phải có nguồn cacbonhydrat,
acid amin, peptit, các este của acid béo, dẫn xuất của các acid nucleic,
vitamin và khoáng chất. Giống Lactobacillus không tổng hợp được porphyrinold nên không
có các hoạt tính hoạt động phụ thuộc nhân heme, do đó hoạt tính catalase âm tính. Tuy
nhiên, có một vài chủng có thể sử dụng porphyrinold từ MT nên có hoạt tính catalase dương
tính (L. mali), có cytochrom và có thể khử được nitrat (Meisel, 1991).
Lactobacillus có thể sử dụng glucose để lên men đồng hình (sản phẩm cuối cùng có
hơn 85% là acid lactic) hay lên men dị hình (sản phẩm cuối cùng gồm acid lactic, CO 2 ,
R

R

etanol). Sự hiện diện của oxy hay các tác nhân oxy hoá khác như acetat có thể tạo thành
lactat. Một số chất như citrat, malat, tartrat, quinolat, nitrat, nitrit,… cũng được chúng sử
dụng như nguồn năng lượng trong quá trình trao đổi chất hoặc đóng vai trò như chất nhận
electron.
Lactobacillus bao gồm 25 loài được chia thành 3 nhóm chính dựa vào sản phẩm cuối
cùng tạo thành là:
-

Nhóm I: lên men đống hình bắt buộc.

-

Nhóm II: lên men dị hình tuỳ ý

-

Nhóm III: lên men dị hình bắt buộc
Bảng 1.1. Phân loại Lactobacillus [59]

Đặc điểm

Nhóm I

Nhóm II

Nhóm III

-

Lên men pentose

-

+

+

-

Tạo CO 2 từ glucose

-

+

+

-

Tạo CO 2 từ gluconat

-

+

+

-

FDP aldolase

-

+

+

R

R

R

R

R

R

R

R


Một vài đại diện

Ghi chú:

L. acidophilus

L. casei

L. brevis

L. delbrueckii

L. cuvatus

L. buchneri

L. helveticus

L. plantarum

L. fermentun

L. salivarius

L. sake

L. reuteri

-: không có khả năng

+: có khả năng

Một điều đáng chú ý là việc xác định chính xác các loài của giống Lactobacillus
không chỉ dựa vào đặc điểm sinh lí. Pot và cộng sự (1994) đã cung cấp một số phương pháp
xác định Lactobacillus như phân tích thành phần DNA hay RNA (bằng lai phân tử hay giải
trình tự), rRNA là đích của các mẫu dò DNA được sử dụng để xác định các loài. Người ta
cũng sử dụng phương pháp điện di SDS –PAGE toàn bộ protein của tế bào dưới những điều
kiện chuẩn để xác định chính xác các loài.
Một số loài thuộc chi Lactobacillus thường sử dụng để tạo chế phẩm probiotic cho
người như: L. acidophilus, L. bulgaricus, L. casei, L. kefir, L. delbruckii, L. sporogenes,…
 Lactobacillus acidophilus
Là vi khuẩn probiotic có mặt trong hầu hết các men tiêu hóa. Lần đầu tiên được phân
lập bởi Moro (1990) từ phân của trẻ sơ sinh đã qua phẫu thuật. Có dạng hình que kích thước
từ 0,5-1 x 2-10 µm, là vi khuẩn G+, đi theo cặp hoặc dạng chuỗi ngắn. Đây là LAB ưa nhiệt,
P

P

có thể phát triển ở 450C [46].
P

P

Chúng có khả năng sống 2 ngày trong dịch vị, 5 ngày trong dịch mật tinh khiết và 8
ngày trong dịch ruột. Chúng có khả năng tạo ra các bacteriocin như lactocidin, acidophilin,
có thể đề kháng được 40 loại kháng sinh [46].
L. acidophilus như là một probiotic lên men đồng hình và dị hình sống trong đường
ruột, miệng và âm đạo nhưng chiếm ưu thế nhất trong số đó là 6 loài lên men đồng hình, tạo
thành nhóm gọi là phức hợp L. acidophilus [46]. Các thành viên của nhóm này tạo điều kiện
thuận lợi cho sự phát triển bình thường của hệ VSV trong đường ruột. Cơ chế tác động bao
gồm:
-

Duy trì hệ vi sinh vật bình thường trong đường ruột.

-

Tác động lên hệ VSV gây bệnh.

-

Điều hoà khả năng miễn dịch.

-

Hoạt tính chống đột biến và chống ung thư.

-

Làm mất sự liên kết của các acid mật.

-

Tạo enzyme lactase.

-

Làm giảm lượng cholesterol trong huyết thanh [59].

 Lactobacillus bulgaricus
Đây là loài VK quen thuộc, cư trú thường xuyên trong ruột người và động vật, cùng
với các loài VK khác tạo thành một khu hệ VSV không thể thiếu. L. bulgaricus đã được ứng
dụng cho lên men sữa chua từ rất lâu [28].
 Lactobacillus casei
- Trực khuẩn nhỏ, có kích thước rất ngắn. Chúng có thể tạo thành chuỗi, không
chuyển động, G+.
P

P

- Chúng có khả năng lên men được các loại đường glucose, fructose, mannose,
galactose, maltose, lactose, salicin. Trong quá trình lên men chúng tạo thành acid L-lactic
với nồng độ khoảng 180 g/l trong tổng số 210 g/l acid lactic [28].
 Lactobacillus kefir
L. kefir có chứa nhiều tryptophan là một trong những acid amin quan trọng có tác
dụng an thần. Ngoài ra, chúng cũng có thể cung cấp nhiều Ca và Mg, là những khoáng
chất rất quan trọng cho hệ thần kinh. Chúng cung cấp photpho, carbonhydrat, chất béo và
các protein giúp tế bào cơ thể phát triển và duy trì năng lượng. Trong thành phần tế bào
VK còn chứa nhiều vitamin B1, B12, K rất tốt cho da [28].
 Lactobacillus delbruckii

- L. delbruckii có thể lên men được các loại đường glucose, maltose, fructose,
galactose và dextrin. Chúng không có khả năng lên men xylose, arabinose, rhamnose,
lactose, raffinose, trehalose, inulin, mannitol.
- L. delbrukii sản xuất 90% là acid L- lactic từ nguồn đường glucose. Trong thành
phần tế bào có chứa các chất khoáng, acid amin quan trọng giúp cơ thể nhanh chóng hồi
phục sức khỏe [28].
 Lactobacillus sporogenes
- Vi khuẩn này đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa và biến dưỡng của
con người. Ổn định ở nhiệt độ phòng, tăng sinh rất nhanh trong ruột.
- Quá trình lên men tạo acid L (+) lactic, cung cấp phức hợp vitamin B và các
enzyme tiêu hóa như protase, lipase, amylase, lactase,… Chúng cũng sản xuất bacteriocin,
giúp kiểm soát sự tăng trưởng vượt mức của những nhóm VSV gây thối trong ruột, duy trì
sự cân bằng pH acid [28].


 Streptococcus
Tế bào hình cầu hay oval, đường kính nhỏ hơn 2µm, xếp thành dạng đôi hay chuỗi
ngắn hoặc dài, ưa ấm, nhiệt độ thích hợp khoảng 370C. Có khả năng phân giải nhiều loại
P

P

đường như glucose, mantose, lactose. Chúng góp phần tạo nên hương vị và chất lượng cho
một số sản phẩm, nhất là sữa. Hiện nay, chủng thường được dùng làm probiotic là
Streptococcus faecalis khi kết hợp với các chủng LAB khác như L. acidophilus và
Bifidobacterium,…
Streptococcus faecalis: tế bào hình cầu, đường kính nhỏ hơn 1µm, thường xếp dạng
đôi hoặc 4 tế bào. Phát triển tốt ở nhiệt độ từ 200C – 400C. Nhiệt độ tối thích cho sự tăng
P

P

P

P

trưởng là 370C. Chúng có thể phát triển trong điều kiện vi hiếu khí hoặc kị khí, 6,5% NaCl,
P

P

pH 9,6 và trong sữa chứa 0,1% xanh methylen. Khử cacboxyl tyrozin, không dịch hóa
gelatin. Lên men lactic đồng hình tạo ra lượng acid khoảng 90 - 95%. Trong điều kiện pH
trung tính, VK này còn tạo ra một số chất có khả năng kháng khuẩn như ethanol, acid acetic,
diacetyl, H 2 O 2 . Đặc biệt, một số chủng còn có khả năng sinh bacteriocin dạng cytolysin,
R

R

R

R

streptococin và nisin. [15],[59]. Bên cạnh đó, tốc độ sinh trưởng của chúng rất lớn. Do đó,
áp đảo nhanh VK gây tiêu chảy và các bệnh đường ruột khác [28].
 Pediococcus
Các dòng Pediococcus được tìm thấy trong thực phẩm, thực vật. Chúng sản xuất acid
lactic và được dùng chủ yếu trong lên men dưa cải, nước ủ rượu, bia và hèm rượu. Là dòng
LAB đặc biệt, giúp cân bằng hệ VK đường ruột [21].

1.2.2.Quá trình lên men lactic
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kị khí đường với sự tích lũy acid lactic trong
môi trường. Có thể tóm tắt theo phương trình sau:
Lactat dehidrogenase
CH3CO-COOH

CH3CHOHCOOH

Acid pyruvic

Acid lactic
NADH

NAD+ + H+

Các loài LAB khác nhau về cơ chế lên men glucose. Căn cứ vào sản phẩm lên men chia
LAB thành hai nhóm.
- Nhóm VK lên men đồng hình: sản phẩm tạo ra chủ yếu là acid lactic.


- Nhóm VK lên men dị hình: sản phẩm tạo ra ngoài acid lactic còn có ethanol,
CO 2 ,…
R

R

 Lên men lactic đồng hình
Các LAB lên men đồng hình phân giải đường theo con đường EMP (EmbdenMeyerhof–Parnas) và cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic (90 - 98%). Chỉ một phần nhỏ
pyruvate được decacboxyl hóa và chuyển thành acid acetic, ethanol, aceton và CO 2 . Mức độ
R

R

tạo thành các sản phẩm phụ thuộc vào sự có mặt của oxy.
 Phương trình tóm tắt
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pi
R

R

R

R

R

2CH 3 CHOHCOOH + 2ATP

R

R

Glucose

R

Acid lactic

Một số LAB lên men đồng hình thường gặp là Lactococcus lactis, L. acidophilus, L.
casei, L. cremoris, L. hevelticus, L. delbrueckii, Streptococcus lactis, S. thermophilus, P.

cerevisiae [57].
 Lên men lactic dị hình
Vi khuẩn lactic lên men dị hình do thiếu 2 enzyme chủ yếu của con đường EMP là
aldolase và triozophosphat – merisoase nên giai đoạn đầu của quá trình phân giải glucose
xảy ra theo con đường PP (pentose - phosphat). Quá trình chuyển hóa trizophosphat thành
acid lactic giống như lên men đồng hình.
Sản phẩm của quá trình lên men lactic dị hình ngoài acid lactic (40%), còn có các sản
phẩm khác như acid succinic, ethanol (20%), acid acetic (10%), các chất khí còn lại (20%)
[57].
 Phương trình tóm tắt
C 6 H 12 O 6
Glucose
R

R

R

R

R

R

CH 3 CHOHCOOH + CH 3 CH 2 OH + CO 2 + xKcal
Acid lactic
Ethanol
R

R

R

R

R

R

R

R

Một số LAB lên men dị hình thường gặp là Leuconostoc mensenteroides, Leuconostoc
cremoris, L. brevis, L. fementum,… [4], [6], [57].
1.2.3. Tiêu chuẩn chọn chủng vi khuẩn lactic sử dụng làm probiotic
Vi sinh vật được sử dụng trong hầu hết các chế phẩm probiotic hiện nay chủ yếu là
LAB, do chúng mang những đặc điểm ưu việt vốn có thích hợp cho việc tạo chế phẩm
probiotic. Tuy nhiên, không phải bất kì LAB nào cũng được ứng dụng làm probiotic. Những
chủng LAB được chọn phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau:
-

Là VK hiện diện bình thường ở ruột của người, ST và phát triển nhanh.