Khảo sát một số tính chất, chức năng công nghệ của exopolysaccharide thu nhận từ vi khuẩn lactobacillus plantarum w1, w12 phân lập từ whey sữa đậu nành

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Khoa Cơ khí - Công nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Khảo sát một số tính chất, chức năng công nghệ của
exopolysaccharide thu nhận từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum
W1, W12 phân lập từ Whey sữa đậu nành

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hường
Lớp: Công nghệ sau thu hoạch 46
Thời gian thực hiện: 28/12/2015 – 08/05/2015
Địa điểm thực hiện: PTN khoa Cơ khí – Công nghệ
Đại học Nông Lâm Huế
Giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Bảo Khánh
Bộ môn: Công nghệ sau thu hoạch

NĂM 2016
1


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, con người ngày
càng tiếp cận gần hơn và có nhiều hiểu biết hơn về thế giới vi sinh vật cũng như
những ứng dụng của chúng trong nghành thực phẩm. Đặc biệt là vi khuẩn lactic,
đây là nhóm vi khuẩn rất phổ biến, ngoài khả năng sinh axit lactic cho quá trình
lên men thì vi khuẩn lactic còn có tiềm năng probiotic, có khả năng sinh tổng
hợp bacteriocin, các exopolysaccharide…. Vì vậy ngoài các ứng dụng trong lên

men thực phẩm chúng còn có nhiều ứng dụng quan trọng trong sản xuất các chế
phẩm sinh học, y học.
Các polysaccharide được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn là các đại phân tử bao
gồm polysaccharide nội bào, polysaccharide tạo cấu trúc cho thành tế bào và
exopolysaccharide (polysaccharide ngoại bào).
Khả năng sản xuất exopolysacharide (EPS) từ vi khuẩn lactic rất được quan
tâm bởi vì bên cạnh việc đóng vai trò quan trọng cho hoạt động sống của tế bào,
EPS được sử dụng như các chất phụ gia làm hoàn thiện cấu trúc của thực phẩm.
Nó làm tăng thêm tính hấp dẫn cho các sản phẩm thực phẩm và hoàn thiện tính
lưu biến cũng như lợi ích sức khỏe cho con người mà chúng mang lại trong các
sản phẩm sữa lên men như kích thích miễn dịch, có khả năng ngăn ngừa việc
hình thành các khối u, exopolysacharide tăng cường sức khỏe cho con người,
chống virus, chống ung thư, giảm huyết áp, chống lão hóa.
Xuất phát từ những lý do trên, đồng thời để hiểu rỏ hơn về những lợi ích
mà EPS mang lại tôi quyết định thực hiện đề tài “Khảo sát mội số tính chất,
chức năng công nghệ của EPS thu nhận từ vi khuẩn lactobacillusplantarum
W1, W12 phân lập từ whey sữa đậu nành” làm đề tài nghiên cứu tốt nghiệp
đại học.

DANH MỤC CÁC BẢNG



DANH MỤC CÁC HÌNH


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ent.

: Enterococcus

EMP

: Embden-Mayerhor- Panas

EPS

: Exopolysaccharide

L.

: Lactobacillus

LAB

: Lactic acid bacteria

Lc.

: Lactoccocus

Ln

: Leuconostoc

MRS

: The Man, Rogosa and Sharpes

P.

: Pediococcus

Ped.

: Pediococcus

Str.

: Streptococcus

TCA

: Tricloacetic Acid


MỤC LỤC


PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về vi khuẩn lactic
Các chủng vi khuẩn thuộc nhóm này có đặc điểm sinh thái khác nhau
nhưng đặc tính sinh lý tương đối giống nhau, đều là các vi khuẩn Gram dương,
không tạo thành bào tử (trừ Sporolactobacillus) và không di động. Vi khuẩn
lactic thường có dạng hình cầu, hình oval và hình que. Khác với các vi khuẩn
đường ruột cũng sinh ra axit lactic, các vi khuẩn lactic là nhóm lên men bắt
buộc, không chứa các cytochrome và catalase. Tuy nhiên, chúng có thể sinh
trưởng được khi có mặt oxy
Vi khuẩn lactic gồm các chi chính sau: Aerococcus, Carnobacterium,

Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus,
Pediococcus, Tetragenococcus, Vagococcus và Weissell. Các chi thường được
sử dụng trong các quá trình công nghiệp là Lactococcus, Lactobacillus,
Leuconostoc, Pediococcus, Oenocococcus và Streptocococcus.[7]
1.1.1 Định nghĩa
Vi khuẩn lactic có tên khoa học là Lactobacillus
Nghành: Firmicutes
Lớp: Trực khuẩn
Bộ: Lactobacillales
Họ: Lactobacteriaceae
1.1.2 Phân loại [3],[1]
Có nhiều cách để phân loại vi khuẩn lactic.
Nếu chỉ dựa vào đặc điểm kiểu hình (phenotype) có thể chia chúng thành
hai loại: trực khuẩn (bacilli) và cầu khuẩn (cocci).
Dựa vào cơ chế chuyển hóa gluxit người ta có thể chia vi khuẩn lactic
thành hai nhóm: vi khuẩn lactic lên men đồng hình và lên men dị hình.
Thuộc nhóm vi khuẩn lactic lên men đồng hình có một số loài thuộc các chi
khác nhau như: L. lactic, L. plantarum, L. axitophilus, L. Bulgaricus, L. casei,
L. delbrueckii hoặc một số cầu khuẩn như: Streptococcus, S. thermophilus,
L.cremoris, Pedicoccus crevisiae. Nhóm vi khuẩn lactic lên men đồng hình, quá
trình phân giải glucose theo con đường EMP với đặc trưng tạo ra các axit lactic
như là sản phẩm cuối cùng duy nhất.
7


Còn các vi khuẩn lactic lên men dị hình chuyển hóa glucose theo con
đường oxy hóa khử pentosephotphat. Ngoài axit lactic còn rất nhiều sản phẩm
phụ được tạo ra như các axit hữu cơ, ethanol, CO2, H2, một số chất thơm (este,
diaxetyl). Một số loài đại diện thường gặp ở nhóm này như: Ln. mensenteroides,
Lc. cremoris, Bifidobacterium, L. brevis, L. fermentum.

1.1.3 Vai trò, chức năng
Vi khuẩn lactic lên men cacbonhydrat tạo ra một lượng lớn axit lactic,
chúng có thể lên men được các loại đường monosaccharide và disaccharide.
Một số vi khuẩn lactic có khả năng tạo thành màng nhầy, một số khác có
khả năng đối kháng với thể hoại sinh và các vi sinh vật gây bệnh hoặc làm thối
rữa thực phẩm. Ngoài axit lactic thì vi khuẩn lactic còn sản sinh ra axit axetic,
ethanol, bacteriocin, exopolysaccharide, hợp chất thơm và một số enzym quan
trọng khác. Các vi khuẩn lactic được tìm thấy trong thực phẩm (sản phẩm từ
sữa, thịt lên men, bột chua, rau lên men, đồ uống, thức ăn ủ rượu…), trong nước
thải, nhưng cũng có thể là trong đường sinh dục, đường ruột và hô hấp của con
người và động vật.
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, vi khuẩn lactic hoạt động như là sinh
vật có lợi và đồng thời cũng là các sinh vật gây hư hỏng. Chúng được sử dụng
trong sản xuất các sản phẩm sữa lên men như sữa chua, pho mát, bơ, cũng như
trong sản xuất xúc xích, dưa chua, ….Kết quả của những quá trình lên men là ổn
định chất lượng và tạo hương vị đặc trưng cho các sản phẩm. Tuy nhiên, cần
phải kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn lactic nếu không chúng có thể là một
nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm.
Có 2 kiểu lên men lactic là lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị
hình. Trong lên men lactic đồng hình thực tế chỉ xuất hiện sản phẩm chủ yếu là
axit lactic, còn trong lên men lactic dị hình các sản phẩm cuối cùng khá đa dạng
như axid lactic, ethanol, axit axetic và CO2.
1.1.4 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic
Các loại vi khuẩn lactic khác nhau thì có nhu cầu dinh dưỡng khác
nhau. Chúng có nhu cầu về các nguồn cơ chất chứa các nguyên tố cơ bản như
cacbon, nitơ, photphat và lưu huỳnh ngoài ra còn có nhu cầu về một số chất
cần thiết khác như vitamin, muối vô cơ…

8



Nhu cầu dinh dưỡng cacbon
Vi khuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại hydratcacbon từ các
monosaccaride như: glucoza, fructoza, manoza , các disaccarit như: saccaroza,
lactoza, maltoza cho đến các polysaccarit như: tinh bột, dextrin Vi khuẩn lactic
cũng có thể sử dụng được cả các polysaccharide (dextrin, tinh bột) cho mục đích
năng lượng của chúng. Chúng sử dụng nguồn cacbon này để cung cấp năng
lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và làm cơ chất cho các quá trình lên men đồng
thời tạo ra các axit hữu cơ như axit lactic, malic, fumalic, pyruvic, axetic,
ethanol và CO2.
Một số vi khuẩn lactic lên men dị hình, phân lập từ thực phẩm, còn có thể
sử dụng được các axit gluconic và galactorunic làm nguồn dinh dưỡng cacbon
nhờ sự xúc tác của các hệ enzyme tương ứng. Quá trình cũng tạo ra axit lactic,
axit axetic và CO2.
Các vi khuẩn lactic khác nhau có nhu cầu đối với các nguồn thức ăn cacbon
khác nhau, điều này cũng có thể quyết định sự sinh trưởng của chúng. Ví dụ,
Lactobacillus dalbrueckii phát triển tốt trên cơ chất có nguồn gốc thực vật, có
thể lên men các loạt đường maltoza, glucoza, galactoza và saccharoza nhưng
không sử dụng đường lactoza và rafinoza. Trong khi Lactobcillus bungaricus lại
chỉ có thể sử dụng được lactoza mà không len men maltoza và saccharoza.



Nhu cầu dinh dưỡng nitơ
Căn cứ vào nhu cầu dinh dưỡng nitơ người ta chia vi khuẩn lactic thành 3
nhóm sau:



Các vi khuẩn cần hỗn hợp phức tạp các axit amin trong môi trường



Các vi khuẩn có thể phát triển tốt trên môi trường có chứa cystein và các muối
amon



Các vi khuẩn có thể phát triển tốt trên môi trường chỉ chứa nguồn dinh dưỡng
nitơ duy nhất là muối amon ( giống Streptococus).
Phần lớn vi khuẩn lactic không thể sinh tổng hợp được các hợp chất
chứa nitơ. Vì vậy để đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển chúng phải sử
dụng các nguồn nitơ có sẵn trong môi trường. Các nguồn ni tơ vi khuẩn lactic có
thể sử dụng như: cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa,
pepton,…Hiện nay cao nấm men là nguồn nitơ được sử dụng nhiều nhất và có
9


hiệu quả nhất.


Nhu cầu vitamin
Vitamin đóng vai trò là các coenzyme trong quá trình trao đổi chất của
tế bào, nên rất cần thiết cho hoạt động sống. Tuy nhiên, đa số các loài vi
khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin. Vì vậy cần phải bổ sung
vào môi trường các loại vitamin cần thiết. Các chất chứa vitamin thường sử
dụng như nước chiết từ khoai tây, cà rốt, ngô.



Nhu cầu về các hợp chất hữu cơ khác
Ngoài các axit amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất hữu
cơ khác cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các axit hữu cơ. Axit xitric, axit
oleic có ảnh hưởng thuận lợi đến tóc độ sinh trưởng của vi khuẩn lactic. Nên
hiện nay người ta sử dụng các muối xitrat, dẫn xuất của axit oleic làm thành
phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quả các chủng vi khuẩn lactic. Ngoài
ra axit axetic cũng có những tác động quan trọng đến sự sinh trưởng của tế bào.
Nên người ta thường sử dụng axit axetic dưới dạng các muối axetat để làm chất
đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic.



Nhu cầu về các muối vô cơ khác
Vi khuẩn lactic rất cần các muối vô cơ để đảm bảo cho sự sinh trưởng và
phát triển. Nhằm cung cấp các nguyên tố khoáng như đồng, sắt, natri, kali,
photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt là mangan. Mangan giúp ngăn ngừa quá
trình tự phân và ổn định cấu trúc của tế bào.
1.1.5. Khả năng sinh các hợp chất có chức năng sinh học
1.1.5.1 Khả năng sinh Exopolysacharide[10]
Vi khuẩn lactic sản xuất EPS đóng một vai trò quan trọng trong ngành công
nghiệp thực phẩm. Vi khuẩn có thể sản xuất ra polyme sinh học đa dạng với
những tính chất hóa học khác nhau thông qua việc sử dụng những hợp chất đơn
giản đến phức tạp.
Các EPS được sử dụng trong các hệ thống thực phẩm như các chất làm bền
hoặc các chất tạo cấu trúc. Các chủng của nhiều loài vi khuẩn lactic như Str.
thermophilus, Lab. rhamnosus, Lab. helveticus, Lab. casei và Lac. lactic tạo ra
nhiều EPS khác nhau, chứa các đơn vị glucose, galactose, rhamnose, mannose
và các hydrat cacbon khác.

Vi khuẩn lactic thường được công nhận là an toàn. Do đó, EPS được bài
tiết bởi vi khuẩn lactic có thể được coi là polymer sinh học an toàn và cung cấp
10


một nguồn polysaccharide vi sinh vật sử dụng trong thực phẩm hoặc các ngành
công nghiệp khác.
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng lượng EPS và đặc tính của nó phụ thuộc
rất nhiều vào vi sinh vật và điều kiện, thành phần môi trường nuôi cấy. Ngoài ra,
exopolysacharide được thu nhận từ vi khuẩn lactic có trọng lượng phân tử tương
đối cao và đã được nghiên cứu rộng rãi.
1.1.5.2. Khả năng sinh acid lactic
Acid lactic là một acid có vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm,
nhuộm thuộc da, y dược.
Este của acid lactic không tan trong nước được dùng trong sản xuất mực,
chất dẻo, sơn, đáng chú ý là acid lactic được dùng nhiều trong công nghiệp thực
phẩm, thay thế một phần acid acetic và acid tactric để sản xuất bánh kẹo, nước
giải khát và các loại đồ hộp như thịt cá.
Nhờ khả năng sinh axit lactic của vi khuẩn lactic mà pH của môi trường
được hạ xuống và sinh một số chất kháng khuẩn khác như H 2O2, bacteriocin
nên vi khuẩn lactic có thể ức chế các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm.
Nguyên liệu để sản xuất acid lactic là tinh bột, rỉ đường, glucoza, maltoza.
1.1.5.3. Sản xuất chế phẩm probiotic [13]; [18]
Một vi sinh vật được coi có chức năng probiotic do có các đặc điểm như :
không gây bệnh, có sức đề kháng cao để đi qua ruột và có lợi cho hệ thống miễn
dịch. Nói chung, chúng được coi là có lợi cho cơ thể của vật chủ và sức khỏe
con người. ví dụ như Lactobacillus fermentum đã được xác định là có tiềm năng
probiotic.
Vi khuẩn probiotic được xác định như “các vi sinh vật sống mà khi dùng
với số lượng thích hợp sẽ mang lại lợi ích sức khỏe trên vật chủ”.

Hay probiotic là những vi sinh vật sống mà khi tiêu thụ vào cơ thể một
lượng đầy đủ sẽ có lợi về mặt sức khỏe cho người sử dụng được viết theo định
nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới và Tổ chức nông lương thế giới (WHO/FAO,
2001).
Tuy nhiên, không phải tất cả những vi sinh vật sống nào cũng là probiotic.
Theo đánh giá của tổ chức FAO và WHO, tiêu chuẩn quan trọng nhất để chọn
chủng vi khuẩn probiotic sử dụng dưới dạng thực phẩm là chủng vi khuẩn đó
phải có khả năng sống sót qua hệ tiêu hóa và phải có khả năng phát triển trong
11


đường ruột.

12


Tiềm năng probiotic là những đặc tính có lợi của vi khuẩn lactic khi tồn tại
trong hệ tiêu hóa của con người hay động vật như kích thích tiêu hóa, giảm
cholesterol trong máu, ngăn ngừa bệnh ung thư, tăng hệ miễn dịch ở người và
động vật. Việc khảo sát những tiềm năng probiotic để tuyển chọn làm lợi khuẩn
probiotic có ý nghĩa lớn trong y học cũng như trong công nghệ thực phẩm.
1.1.5.4. Sản xuất bacteriocin[10]; [7]
Thuật ngữ bateriocin hiện nay được sử dụng để chỉ một nhóm các peptid
hoạt động sinh học được tạo ra bởi nhiều chủng vi khuẩn từ các nhóm Gram
dương và Gram âm.
Bacteriocin được tạo ra bởi nhiều chủng vi khuẩn lactic có khả năng diệt
khuẩn đối với các vi khuẩn gây hư hỏng và gây bệnh khác nhau. Một số loài bao
gồm Lactococcus, Str. thermophilus, Lab. acidophilus, Lab. plantarum,
Ped.acidilactic, Ent. faecalis, Tetragenococcus halophilus. Ngày nay, dường
như các chủng vi khuẩn lactic sinh bacteriocin thường gặp trong môi trường

thực phẩm, nó được coi như các chất bảo quản sinh học an toàn và có tiềm năng
sử dụng để giết chết các vi khuẩn mẫn cảm gây hư hỏng thực phẩm rất nhanh và
có hoạt lực cao ở một nồng độ rất thấp.
1.1.4. Giới thiệu về vi khuẩn Lactobacillus plantarum.
Lab. plantarum là một loài vi khuẩn trong chi rất lớn và tương đối đa dạng
của Lactobacillus, trong đó bao gồm khoảng 90 loài có tên hợp lệ ( Molin G,
“Lactobacillus plantarum 299v”, (09/2010) ).
1.1.4.1. Đặc điểm về hình thái và sinh lý của Lactobacillus plantarum
Lab. plantarum được tìm thấy trong hệ tiêu hóa, ngoài ra còn được phân
lập tìm thấy trong nước bọt của con người, trong các sản phẩm sữa lên men,
nguyên liệu thực vật và thức ăn ủ chua. Nó là một loại vi khuẩn gram dương
thuộc loại vi khuẩn lactic sử dụng nguồn cacbon để lên men (kỵ khí), không
hình thành bào tử. Các tế bào nhỏ (0,5-1,2 x 1,0 - 10μm), thuôn dài giống hình
que trực khuẩn lắp ráp trong cặp hay trong các chuỗi có chiều dài thay đổi. Nó
có thể phát triển ở 15 – 450C, pH 3.2 và cao hơn. [17]
Khả năng dị hóa arginine, và sinh ra nitric oxit là tính chất đặc trưng duy
nhất của Lab. plantarum. Lab. plantarum không có khả năng phân giải amino
axit nào ngoại trừ tyrosine và arginine, và có đến 6 con đường khác nhau chuyển
hóa arginine, và đều sinh ra NO. Việc sinh ra NO giúp ngăn chặn các vi sinh vật
gây bệnh như Candida abicans, E. coli, Shigella, Helicobacter pylory, các
amip và kí sinh trùng. [31]
13


Lab. plantarum có thể tồn tại ở pH thấp của dạ dày và tá tràng, chống lại
các tác động của axit mật trong ruột non khi ăn, và tạm thời xâm nhập qua
đường tiêu hóa bằng cách gắn vào niêm mạc ruột và đại tràng. Vì vậy, Lab.
plantarum được sử dụng để thử nghiệm việc điều trị hội chứng ruột kích thích.
1.1.4.2. Chức năng của Lactobacillus plantarum
Lab. plantarum đã được xác định là một probiotic, nó có một tác động tích

cực đối với sức khỏe con người, đặc biệt là với những người có vấn đề về tiêu
hóa. Lab. plantarum là một probiotic và có nhiều lợi ích như có thể sự cải thiện
sự cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột, ổn định enzyme tiêu hóa và có tính miễn
dịch đồng thời nó có khả năng ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn có hại. Ngoài
ra, nó cũng đang được khai thác để sản xuất nhiên liệu sinh học và chế phẩm
sinh học. [17]
Lab. plantarum ngăn chặn sự bám dính của E. coli vào màng nhầy, làm
giảm nội độc tố do E. coli tiết ra. Lab. plantarum có vai trò quan trọng trong
việc bảo vệ các chất chống vi sinh vật và chống lại một cách hiệu quả các vi sinh
vật gây bệnh nội bào và ngoại bào. [31]
Lab. plantarum có khả năng giúp tiêu hóa các chất xơ có trong lúa mì, lúa
mạch đen, và trong men bia... Do đó chúng cải thiện tốt những vấn đề tiêu hóa
như đầy hơi, chướng bụng. [31]
Zhang và cộng sự (2013) đã nghiên cứu hoạt động chống oxy hóa của một
exopolysaccharide phân lập từ Lab. plantarum C88. Kết quả chứng minh rằng
EPS từ Lab. plantarum C88 có chất chống oxy hóa hiệu ứng mà có thể liên quan
đến việc quét gốc tự do ở các phản ứng oxy hóa (ROS), tăng sự điều chỉnh của
enzyme và các hoạt động chống oxy hóa phi enzyme, và giảm peroxy lipid [30]
1.2. Tổng quan về exopolysacharide
1.2.1. Định nghĩa [8]; [10]; [20]
Polysaccharides là polymer carbohydrate phân tử gồm chuỗi dài của
monosaccharide đơn vị liên kết với nhau bằng mối liên kết glycoside và thủy
phân cung cấp cho các thành phần monosaccharides hoạc oligosaccharides
chúng có cấu trúc từ tuyến tính để phân nhánh cao, ví dụ như polysaccharide
lưu trữ như tinh bột và glycogen, polysaccharide cấu trúc như cellulose và
chitin.[32]
Polysaccharide sinh học là thành phần quan trọng có trong các cơ thể sống
như thực vật, tảo biển, vi sinh vật. Polysaccharide sinh học được hình thành từ
14

quá trình biến đổi sinh học như: quá trình hoạt động sống của vi sinh vật, quá
trình sinh trưởng của thực vật, động vật.
Các hợp chất polysaccharide được vi sinh vật tổng hợp có thể phân loại
theo vị trí của chúng trong tế bào. Một số được tìm thấy trong các tế bào, thành
tế bào chất, nơi chúng được sử dụng bởi các vi khuẩn như một nguồn năng
lượng. Một số khác là các peptidoglycan và axit teichoic. Một nhóm nữa của
polysaccharide được bài tiết ra bên ngoài tế bào được gọi là EPS. Thuật ngữ
"exopolysaccharide" hoặc "polysaccharide exocellular" đã được đề xuất bởi
Sutherland (1972) và Cerning (1994) cũng là tên dành để gọi nhóm
này.EPS. Các polysaccharide hoặc có thể được tiết ra trường xung quanh hoặc
duy trì liên kết với bề mặt tế bào dưới dạng vỏ bao EPS.
Vi sinh vật tổng hợp nhiều loại polysaccharide đa chức năng bao gồm
polysaccharide nội bào, polysaccharide cấu trúc ( lipopolysaccharide,
peptidoglycan,…) và polysaccharide ngoại bào hay còn gọi là
exopolysaccharide(EPS).
Một số vi khuẩn acid lactic (LAB) được biết để tổng hợp EPS. EPS thường
tồn tại dưới hai dạng tùy thuộc vào vị trí của họ: exopolysaccharides cell-ràng
buộc (c-EPS) mà tuân thủ chặt chẽ với bề mặt của vi khuẩn, và phát hành
exopolysaccharides (r-EPS) mà phóng ra xung quanh.
Các EPS sinh tổng hợp từ vi khuẩn có khối lượng phân tử cao, được vi sinh
vật tổng hợp trong tế bào sau đó tiết ra môi trường xung quanh, có khi chỉ tổng
hợp bên trong tế bào như levan và dextran nhờ tác động của enzyme.
EPS bao gồm các monosaccharide và một số nhóm chức như: acetate,
pyruvate, succinate và photphate. EPS là polymer tích điện, có chức năng hấp
thụ các phân tử tích điện khác liên quan đến các mối tương tác bề mặt tế bào.
Số lượng, thành phần EPS sinh tổng hợp được có sự khác nhau giữa các
chủng vi sinh vật, thành phần môi trường và điều kiện sinh trưởng trong quá
trình nuôi cấy.
Sự khác nhau của EPS còn được thể hiện qua thành phần monomer, khối

lượng phân tử và cấu trúc của chúng.
1.2.2. Phân loại
EPS được chia thành hai nhóm chính là homopolysaccharide và
heteropolysaccharide. Homopolysaccharide được sản xuất ở nồng độ cao hơn
heteropolysaccharide (De Vuyst và Degeest, 1999). [27]
15


Homopolysaccharide có thể có cấu trúc khác nhau, được phân loại thành
bốn nhóm: α-D-glucans, β-D-glucans, fructans và polygalactane.
Homopolysaccharide gồm có các cellulose, dextran, mutan, alternan, pullulan,
levan, curdlan, riêng genllan và xanthan thuộc nhóm heteropolysaccharide. [10]
Heteropolysaccharide được cấu tạo từ nhiều loại đường khác nhau. Các hợp
chất heteropolysaccharide được hình thành từ nhiều đơn vị lặp đi lặp lại với kích
thước từ disaccharide đến octasaccharide. Bên cạnh đó, còn sự có mặt của các
nhóm khác trong phân tử heteropolysaccharide như nhóm phosphate, amino
hoặc acetyl.[ 10]
Các chủng có khả năng tổng hợp heteropolysaccharide là Str.
thermophilus,Lac.lactic, Lab. delbrueckii, và Lab. Helveticus.[16]
Heteropolysaccharide được sử dụng làm phụ gia thực phẩm trong các sản
phẩm sữa. [18]
1.2.3. Tính chất
1.2.3.1. Tính lưu biến
EPS có tính chất lưu biến đặc biệt như chất ổn định, chất tạo độ nhớt, tạo
gel hoặc chất nhũ hóa và rất có tiềm năng trong phụ gia thực phẩm. Các tính
chất lưu biến của EPS được sản xuất bởi vi khuẩn lactic là do khối lượng phân
tử của chúng, khối lượng phân tử đa dạng, các gốc đường trong thành phần, các
liên kết giữa các đường monomer và sự hiện diện của các nhóm bên .[14]
Trong đó khối lượng phân tử là một trong những đặc điểm quan trọngnhất
quyết định đến các tính chất lưu biến và các tương tác của chúng với các thành

phần thực phẩm khác. Nếu khối lượng phân tử thấp hơn sẽ làm giảm độ nhớt
của EPS trong dung dịch. Mặt khác, polysaccharide ngắn hơn có thể tương tác
tốt hơn với các protein, làm tăng sự ổn định của các hỗn hợp protein polysaccharide. Như vậy, những đặc tính sẵn có của EPS như kích thước của
chuỗi khác nhau sẽ cung cấp tính chất chức năng đa dạng do đó sẽ mở rộng ứng
dụng của chúng trong thực phẩm.
EPS có khả năng thay đổi nhanh chóng độ nhớt của hệ thống thực phẩm,
chống lại các biến dạng của thực phẩm. Độ nhớt gồm hai loại:
•

Nhớt bên trong: là một đặc tính rất quan trọng đối với polysacharide giúp chúng
tách ra khỏi dung dịch. Polysacharide có độ nhớt bên trong cao thì khối lượng
phân tử lớn và có cấu trúc bền vững.
16


•

Nhớt bên ngoài
Do đó các EPS sản xuất từ các chủng vi sinh vật khác nhau làm cho độ
nhớt của sản phẩm khác nhau.
Độ nhớt của dung dịch EPS phụ thuộc vào cấu trúc và khối lượng của nó và
bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố như nồng độ muối, cường độ ion, pH và
nhiệt độ. Độ nhớt phụ thuộc vào pH, ở pH trung tính độ nhớt có xu hướng giảm
khi pH giảm thì độ nhớt lại tăng lên. Các tính chất lưu biến của EPS được phát
hiện ở trong nước, sữa, muối cũng có sự khác nhau ở pH, thời gian và tốc độ cắt
khác nhau. Những kết quả pH này rất quan trọng đối với các sản phẩm sữa lên
men, sản phẩm luôn cần tính axit. EPS có đặc tính có lợi ở pH có tính axit.
Độ đàn hồi: EPS giúp phục hồi lại trạng thái ban đầu của thực phẩm sau khi
bị biến dạng.
1.2.3.2. Tính chất vật lý

EPS tan trong nước có khả năng giữ nước tốt và liên kết với dầu. Các tính
chất này là do cấu trúc của các chuỗi polymer trong EPS mà có thể giữ một
lượng nước lớn thông qua liên kết hydro.
Do khả năng giữ nước tốt nên EPS có tiềm năng được sử dụng trong các
sản phẩm lên men.
1.2.4. Chức năng
Exopolysaccharides Capsular có thể bảo vệ vi khuẩn gây bệnh và góp phần
vào khả năng lây bệnh nhân tạo của chúng. Phần đính kèm của vi khuẩn cố định
nitơ ở rễ cây và các phần tử trong đất, có ý nghĩa quan trọng đối với vùng xung
quanh trong đất của vùng rễ và lây nhiễm của thực vật, có thể được trung gian
bởi EPS. Một ví dụ cho việc sử dụng công nghiệp của EPS là ứng dụng dextran
trong bánh mì panettone và các ngành công nghiệp bánh.EPS cũng có một vai
trò quan trọng trong các bệnh nhiễm trùng nội nha.
Chức năng sinh lý của EPS: EPS đã được tìm thấy được liên kết với nhiều
chức năng trong tế bào vi khuẩn. EPS của vi sinh vật được cho là đóng một vai
trò trong việc bảo vệ các tế bào vi khuẩn trong họ môi trường tự nhiên chống lại
điều kiện bất lợi như khô hạn, căng thẳng thẩm thấu, thuốc kháng sinh hoặc các
hợp chất (ví dụ như các ion kim loại độc hại độc hại, sulfur dioxide, và ethanol)
….

17


Khả năng của một vi sinh vật bao quanh thân với một lớp EPS cao ngậm
nước có thể giúp tự bảo vệ chống lại sự khô hạn và bị ăn thịt bởi sinh vật đơn bào.
Sự hiện diện của một lớp polysaccharide gel hóa xung quanh tế bào có thể
có ảnh hưởng quan trọng tới các tính chất khuếch tán, một số nhà nghiên cứu đã
khẳng định rằng EPS tế bào liên quan làm giảm độ nhạy cảm của vi khuẩn
chống khuẩn và lysozyme.
1.2.5. Nguồn thu nhận

Exopolysacharide được thu nhận từ rất nhiều nguồn khác nhau.
EPS là sản phẩm được thu nhận từ quá trình nuôi cấy vi sinh vật, trong đó
có vi khuẩn lactic. Các chủng của nhiều loại vi khuẩn lactic như: Streptococcus
thermophilus, Lactobacillus rhamnosus, L. helveticus, L. casie... tạo ra nhiều
loại EPS khác nhau, chứa các đơn phân như: glucose, galactose, rhamnose,
manose và các hydrat khác. Tỉ lệ của các đơn phân trong EPS là khác nhau và
tùy loại. Các nhóm hydrat thường gặp trong EPS: N-acetylglucosamine
(GlcNAc), N-acetylgalactosamine (GalNAc) hoặc axit glucuronic (GlcA), ngoài
ra còn có các nhóm thế như phosphate, acetyl và glycerol. EPS từ vi khuẩn lactic
là một trong những phát hiện mới mang tính đột biến có nhiều ứng dụng quan
trọng trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như trong lĩnh vực y tế, mỹ phẩm.
Nhiều loại vi sinh vật như nấm mốc, nấm men, vi khuẩn và tảo đã được
công bố đều có khả năng sinh tổng hợp EPS. EPS của chúng cũng khác nhau
dựa trên thành phần monomer, khối lượng phân tử và cấu trúc
1.3. Quá trình sinh tổng hợp của exopolysacharide của vi khuẩn lactic
EPS sản xuất từ vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn có rất nhiều đặc tính vượt
trội hơn hẳn so với các polysaccharide chiết xuất từ thực vật và tảo. Thậm chí,
một vài EPS tổng hợp từ vi khuẩn có thể thay thế các polysaccharide chiết xuất
từ thực vật (như pectin) hoặc chiết xuất từ tảo (như carrageenan hoặc alginate)
do các tính chất vật lý của chúng được cải thiện hơn.
Con đường tổng hợp EPS của vi khuẩn bao gồm:
1.

Sự hấp thu cơ chất

2.

Con đường chuyển hóa trung tâm

3.

Quá trình tổng hợp polysaccharide.
Các polysaccharide ngoại bào được sử dụng trong các hệ thống thực phẩm
18


như các chất làm bền hoặc các chất tạo cấu trúc. Các chủng của nhiều loài vi
khuẩn lactic như Str. thermophilus, Lab. rhamnosus, Lab. helveticus, Lab. casei
và Lac. lactic tạo ra nhiều EPS khác nhau, chứa các đơn vị glucose, galactose,
rhamnose, mannose và các hydrat cacbon khác.
Hầu hết các EPS được vi khuẩn tổng hợp trong tế bào và tiết ra ngoài môi
trường. Một vài trường hợp ngoại lệ như levans và dextrans thì sự tổng hợp và
trùng hợp xảy ra bên ngoài tế bào dưới tác dụng của các enzym ngoại bào. Con
đường tổng hợp sinh học của vi khuẩn bao gồm sự hấp thu các phân tử đường từ
môi trường, vào trung tâm tổng hợp polysaccharide. Tùy thuộc vào gốc đường
mà nó có thể thể được vận chuyển vào tế bào một cách thụ động hoặc qua một
hệ thống vận chuyển tích cực.

Hình1.1: Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp EPS từ vi khuẩn lactic
19


(Nguồn: Freitas và cộng sự (2011))
Cơ chế tổng hợp EPS trong tế bào được mô tả như sau: Trước tiên, cơ chất
đi vào tế bào thông qua những con đường vận chuyển riêng biệt theo cơ chế chủ
động hay bị động. Ví dụ glycerol vận chuyển vào trong tế bào thông qua cơ chế
khuếch tán thụ động nhờ sự chênh lệch gradient nồng độ giữa bên trong và
ngoài tế bào, do nồng độ glycerol bên ngoài tế bào cao hơn so với trong tế bào.
Còn đối với các loại đường như glucose, frutose thì vận chuyển qua màng tế bào
bằng cơ chế vận chuyển chủ động, chúng được vận chuyển vào trong tế bào nhờ

được cung cấp năng lượng ATP nên có thể đi qua màng tế bào theo chiều ngược
gradient nồng độ. Sau đó, cơ chất được chuyển hóa theo con đường photphoryl
hóa nội bào, hoặc cũng có thể được vận chuyển và bị oxy hóa thông qua con
đường periplasmic oxy hóa trực tiếp. Các con đường oxy hóa periplasmic chỉ
tồn tại trong một số vi khuẩn, trong khi các con đường phosphorylative nội bào
là phổ biến giữa các vi khuẩn. Cả hai hệ thống này đã được báo cáo ở một số
chủng sản xuất EPS và chúng có thể hoạt động đồng thời nếu có sẵn các phân tử
đường.
Tổng hợp polysaccharide đòi hỏi sự sinh tổng hợp các tiền chất kích hoạt
như monosacarit giàu năng lượng, đường diphotphat chủ yếu là nucleoside
(NDP-sugar), có nguồn gốc từ các loại đường photphoryl hóa. Sự tiết EPS là
một quá trình đầy thử thách cho các loại vi khuẩn, với tính ưa nước, polymer có
phân tử lượng cao sắp xếp trong tế bào chất phải đi qua các lớp thành tế bào, mà
không ảnh hưởng đến tính chất rào cản quan trọng.
Sau khi tổng hợp xong, EPS sẽ được tiết ra môi trường ngoại bào.Ngược
lại, với sự đa dạng của các cấu trúc phân tử được tìm thấy trong EPS, những con
đường cho sinh tổng hợp và tiết ra môi trường bên ngoài của chúng trong hầu
hết các vi khuẩn Gram âm đã được báo cáo theo một trong hai cơ chế:con đường
Wzx–Wzy và con đường ABC
Trong hệ thống phụ thuộc Wzx-Wzy: Các tiểu đơn vị được tổng hợp từ các
loại đường NDP được gắn vào hệ thống vận chuyển lipit polypreninphotphat
đến hệ thống Wzx-Wzy. Trên hệ thống Wzx, các tiểu đơn vị được vận chuyển
qua màng trong tế bào đến lớp peptidoglycan của tế bào. Còn tại hệ thống Wzy,
nơi đây quá trình trùng hợp xảy ra nhờ sự tác động của polymeaza.
Polysaccharide hình thành tại màng trong tế bào và đi ra ngoài tế bào nên gọi là
EPS.Trong quá trình vận chuyển này, EPS đi qua một kênh được hình thành
giữa PCP (copolymeraza polysaccarit) gắn vào màng trong tế bào và một thành
20

phần protein gắn vào màng ngoài của tế bào.
Trong hệ thống vận chuyển ABC: Các polysaccharide được polyme hóa ở
màng tế bào chất (màng trong tế bào). Và các polyme này được tiết ra ngoài
thông qua hệ thống vận chuyển ABC, tiếp tục chuyển vị nó đến lớp nhầy giữa
màng tế bào chất và màng ngoài tế bào, mang tính chất peptidoglycan và cuối
cùng đến màng ngoài tế bào và ra ngoài môi trường. Tương tự như con đường
Wzx-Wzy, EPS cũng được vận chuyển qua kênh được hình thành giữa PCP và
một thành phần protein gắn vào màng ngoài của tế bào.
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp exopolysacharide
EPS được sinh tổng hợp từ các chủng của vi khuẩn lactic, mà vi khuẩn
lactic lại có nhiều chủng thuộc các giống khác nhau. Vì vậy, các chủng khác
nhau sẽ có một quá trình sinh tổng hợp EPS khác nhau.
Mặc khác, theo như ta đã biết, EPS là chất được vi khuẩn tiết ra trong môi
trường nuôi cấy, nên thành phần và các yếu tố của môi trường nuôi cấy vi khuẩn
cũng ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp EPS. Các yếu tố môi trường và điều
kiện nuôi cấy có thể tác động đáng kể sản xuất exopolysaccharide về sản lượng
cũng như kích thước và thành phần hoá học của các polysaccharide. Yếu tố quan
trọng cho sản xuất exopolysaccharide bao gồm, các thông số như: thời gian tăng
trưởng của vi khuẩn, nguồn carbon, nguồn nitơ, tỷ lệ oxy, nhiệt độ và pH.
1.4.1 Ảnh hưởng của thành phần môi trường
1.4.1.1 Ảnh hưởng của nguồn cacbon [9], [21]
Nguồn cacbon là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến
sự sinh tổng hợp EPS. Các nguồn cacbon bao gồm saccharose, glucose, lactose,
maltose, mannitol, sorbitol, whey, tinh bột. Ngoài ra một số nguồn cacbon
không phải là đường như methanol và C9 đến C16 n-ankan, cũng có thể được sử
dụng để tổng hợp EPS của vi sinh vật.
Tuy nhiên, nguồn cacbon thích hợp cho sự phát triển của tế bào vi sinh vật
không phải luôn luôn dẫn đến sự tăng khả năng sinh tổng hợp EPS.
Trong một bài báo của Sung – Hwanko và cộng sự năm 2000 về điều kiện
tối ưu cho sản xuất EPS bởi Marine Microorganism Hahella chejuensis :

glucose, galactose, fructose, lactose, sucrose, và tinh bột đã được sử dụng để xác
định ảnh hưởng của nguồn carbon đến khả năng sinh EPS-R, Chủng này đã
được nuôi cấy trong 7 ngày tại 250C, pH = 7.0 có chứa 2% mỗi nguồn carbon
kết quả cho thấy khi sữ dụng sucarose để cung cấp như là nguồn carbon chính
21


sẽ tăng năng suất tổng hợp EPS-R và thu được EPS cao nhất. [23]
Zhang và cộng sự (2012) tiến hành nuôi cấy chủng Lactobacillus
plantarum C88 trên môi trường MRS có bổ sung 2% glucose để thu EPS. Kết
quả cho thấy hàm lượng EPS đạt cực đại được 69 (mg/l). [29]
Các loại nguồn cacbon khác nhau không những ảnh hưởng đến khả năng
sinh tổng hợp EPS mà còn ảnh hưởng đến các thành phần của
EPS. Lab. delbrueckii subsp. bulgaricus NCFB 2772 tạo ra EPS từ môi trường
nuôi cấy có glucose cao hơn ba lần so với fructose. Theo (Grobben et al., 1997)
EPS được tạo ra bởi LAB cũng đã bị ảnh hưởng bởi các nguồn đường khác
nhau. Grobben và cộng sự (1996) cho rằng, quy định của con đường sinh tổng
hợp EPS bởi Lab. bulgaricus NCFB 2772 có thể phụ thuộc vào các nguồn
cacbohydrat .
Các nguồn cacbon có một ảnh hưởng lớn đến sự sinh tổng hợp của EPS từ
LAB. Ngoài các loại đường (glucose, galactose, lactose, mannose, fructose, vv)
và các mối quan hệ giữa chúng, nồng độ của các loại đường có thể có tác dụng
kích thích sự sinh tổng hợp EPS (Cerning et al. 1992; Cerning et al. 1994;
Gamar et al.1997).
Glucose ở dạng D-glucose, là loại monosaccharide dễ hấp thụ nhất, chúng
luôn được vi sinh vật sử dụng đầu tiên. Vì vậy, trong quá trình sinh tổng hợp
EPS người ta thường đưa về loại đường này để vi sinh vật dễ hấp thụ.
Lactose là loại đường có trong sữa người và động vật, nó là một
disaccharide. Một số chủng LAB có khả năng sử dụng lactose làm nguồn dinh
dưỡng vì chúng có khả năng sinh enzyme β-galactosidase. Enzyme này thủy

phân lactose thành glucose và galactose, giúp cho quá trình trao đổi chất của vi
khuẩn được dễ dàng
Monosaccharide và disaccharide là hai nguồn năng lượng quan trọng nhất
cho LAB. Các nguồn cacbon này được dùng để cung cấp năng lượng, xây dựng
cấu trúc tế bào.
1.4.1.2 Ảnh hưởng của nguồn Nitơ [20]
Nitơ cũng là một yếu tố cần thiết cho sự sống của vi sinh vật. Nitơ đóng vai
trò rất quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn. Vi sinh
vật sản xuất EPS có thể sử dụng nhiều nguồn nitơ gồm : amoni, nitrat, nitrit và
các axit amin. Nhưng theo Sutherland thì muối amoni và các axit amin là được
dùng phổ biến nhất. Sản lượng EPS được biết là khác nhau phụ thuộc vào nguồn
nitơ sử dụng. Khi thay đổi nguồn nitơ ban đầu sẽ ảnh hưởng đến kích thước
22


phân tử của EPS hình thành.

23


Đối với Lb. plantarum nuôi cấy trong môi trường whey, dịch chiết nấm
men có nguồn gốc nitơ hiệu quả hơn để sản xuất EPS so với peptide từ đậu
nành, peptone.
Các nguồn nitơ khác nhau như chiết xuất từ cao thịt, nấm men, tryptone,
peptone, ammoniumsulfate, Ammonium oxalate và sodium nitrate cũng đã được
thử nghiệm.
Seesuriyachan và cộng sự (2011) nghiên cứu khả năng sinh EPS bởi
Lab.confusus TISTR 1498 trong môi trường nước dừa có bổ sung các thành phần
peptone, cao thịt, cao nấm với tỉ lệ nhất định. Kết quả cho thấy nguồn Nitơ hữu
cơ được cung cấp từ cao thịt, cao nấm ảnh hưởng đáng kể đến sự tổng hợp EPS

bởi Lab. confuses TISTR 1498, cụ thể việc sản xuất EPS với hàm lượng tối đa là
4,33 g/l, khi nồng độ peptone và nấm men chiết xuất tương ứng là 7,5 và 3 g/l
(cao hơn gần 25% so với việc nuôi cấy không có bổ sung các peptone, cao nấm).
Còn Prasertsan và cộng sự (2008) đưa ra kết quả mô tả cho EPS được tạo
ra bởi chủng Enterobacter cloacae WD7. Khi bổ sung polypeptone thì làm giảm
năng suất EPS sinh ra bởi chủng này. Trong một nghiên cứu khác của Lo và
cộng sự (1997) cũng có kết quả tương tự, khi sản xuất xanthan từ Xanthomonas
campestris, nếu nồng độ nitơ cao thì kết quả hàm lượng EPS tạo thành thấp.
1.4.1.3 Ảnh hưởng của các vitamin và khoáng chất [10]
Khoáng chất và vitamin cũng có ảnh hưởng đến sự phát triển của LAB và
khả năng sinh tổng hợp EPS.Vitamin có thể được bổ sung vào môi trường phát
triển sản xuất để nângcao mức tăng trưởng và sản xuất EPS. EPS thu được bởi
Lab. casei CRL 7 tăng gấp đôi sau khi thêm Mn 2+ vào trong môi trường nuôi
cấy đã xác định (Mozzi etal., 1995). Grobben và cộng sự (1998) đã khảo sát các
nhu cầu dinh dưỡng của Lab. delbrueckii ssp. bulgaricus NCFB 2772 bằng cách
sử dụng một môi trường xác định. Kết quả cho thấy có sự gia tăng hàm lượng
EPS: hàm lượng EPS 130 mg/l - 250 mg/l sau khi bỏ sót một số vitamin không
cần thiết của môi trường đã xác định. Cuối cùng, Macedo và cộng sự (2002) đã
không tìm thấy một tác động đáng kể nào của vitamin. EPS sản xuất
bởi Lab. rhamnosus RW-9595M trong môi trường whey và chiết xuất nấm men
thì các vitamin đã có một ảnh hưởng lớn và làm tăng đáng kể sản lượng
EPS. Sản xuất tối đa của EPS trong nghiên cứu này là 2775 mg/l đã đạt được
trong môi trường whey có bổ sung cao nấm, các khoáng chất, muối và axit amin.
Ngoài ra nhiều chất dinh dưỡng khác cũng cần thiết, thường với số lượng
24


rất ít. Các dưỡng chất này bao gồm kali, magie, canxi, photpho…
1.4.2 Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy
1.4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng, phát triển và tổng
hợp EPS.
Nhiệt độ tối ưu cho sản xuất exopolysacharide là 36 0C đến 390C nhưng tùy
thuộc vào các chủng LAB như sau: L. lactis ở 250C, Str. thermophilusở 400C, L.
rhamnosus từ 20 – 250C, Leuconostoc sp ở 300C
Zhang và cộng sự đã nghiên cứu về khả năng sinh EPS của chủng
Lactobacillus fermentum F6 qua nghiên cứu cho thấy hàm lượng EPS sinh tổng
hợp bởi chủng Lactobacillus fermentum F6 đã được công bố đạt cao nhất khi
nuôi cấy trong môi trường sữa gầy, ở nhiệt độ 370 C và pH = 6,5. [22]
Những ảnh hưởng của nhiệt độ đối với việc sản xuất exopolysacharide
trong Whey đã được nghiên cứu và sản lượng đã được tìm thấy ở 25 0C cao hơn
so với ở 300 C hoặc 370 C.
Lactobacillus sake tăng trưởng ở nhiệt độ thấp hơn, và tổng hợp EPS ở
nhiệt độ cao hơn tuy nhiên tốc độ tăng trưởng trong giai đoạn này giảm theo cấp
số nhân ở nhiệt độ thấp.
Tốc độ tăng trưởng và sản xuất EPS thường được ưa chuộng bởi nhiệt độ tối
ưu. Sutherland (1990) cho thấy rằng khi tăng trưởng của tế bào bị chậm lại (tức là
tại nhiệt độ tăng trưởng thấp hơn), tổng hợp polymer tế bào sẽ bị chậm lại.
Sau đây là một số nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự tổng hợp
EPS:
Garibay và Marshall (1991) cho thấy hàm lượng EPS tạo ra bởi
Lab. delbrueckii ssp. bulgaricus ở 48°C cao gấp hai lần so với nhiệt độ tối
ưu cho sự phát triển của chủng này là 37 - 42°C. Nhưng khi nuôi cấy ở nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ tối ưu thì vẫn không làm thay đổi lượng EPS sinh ra bởi LAB
ưa nhiệt (Zelger và Sebastiani, 1998).
Tương tự đối với chủng Lab. rhamnosus RW-9595M khi tiến hành thay đổi
nhiệt độ nuôi cấy trong môi trường từ 32 - 37°C và trong khoảng từ 22 - 42°C
(Smith et al., 2000; Madeco et al., 2002).
1.4.2.2 Ảnh hưởng của pH
25