Nghiên cứu lên men các chủng vi sinh probiotics và ứng dụng trong chăn nuôi gà

B

GIÁO D C VÀ ÁÀO T O

TRƯ NG Á I H C TÂY NGUYÊN

PHÙNG DI P LÀI

NGHIÊN C U LÊN MEN CÁC CH!NG VI SINH
PROBIOTICS VÀ

NG D NG TRONG CHĂN NUÔI GÀ

LU%N VĂN TH C SĨ SINH H C

BUÔN MA THU T, NĂM 2011


B

GIÁO D C VÀ ÁÀO T O

TRƯ NG Á I H C TÂY NGUYÊN

PHÙNG DI P LÀI

NGHIÊN C U LÊN MEN CÁC CH!NG VI SINH
PROBIOTICS VÀ

NG D NG TRONG CHĂN NUÔI GÀ

Chuyên ngành: Sinh h c th c nghi m
Mã s : 60 42 30
LU%N VĂN TH C SĨ SINH H C

Ngư.i hư1ng d4n khoa h8c: PGS.TS. Nguy>n Anh Dũng

BUÔN MA THU T, NĂM 2011


i

L I CAM ĐOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các s li u,
k!t qu# nêu trong lu$n văn là trung th'c và chưa ñư)c ai công b trong b+t kỳ
m-t công trình nào khác. M/i s' giúp ñ2 và các thông tin trích d5n ñã ñư)c
nêu rõ ngu8n g c.

Ngư:i cam ñoan

Phùng Di p Lài


ii

L I C M ƠN
Đ@ hoàn thành lu$n văn t t nghi p này, tôi xin tA lòng bi!t ơn sâu sDc ñ!n:
PGS.TS NguyHn Anh Dũng, Giám ñ c Trung tâm Công ngh Sinh h/c,
Trư:ng ĐKi H/c Tây Nguyên, ngư:i hưMng d5n khoa h/c tr'c ti!p ñã t$n tình
hưMng d5n phương pháp nghiên c u và ñóng góp nhiOu ý ki!n quí báu, giúp
ñ2 tôi trong su t quá trình h/c t$p, nghiên c u và hoàn thành lu$n văn.

Lãnh ñKo Trư:ng ĐKi H/c Tây Nguyên, t$p th@ thQy cô giáo phòng Sau
ñKi h/c, Khoa khoa h/c T' nhiên&Công ngh và Khoa Nông Lâm nghi p.
Các bKn bè và ngư:i thân ñã giúp ñ2, ñ-ng viên tôi trong quá trình h/c
t$p và nghiên c u. Trân tr/ng c#m ơn.
Ngư:i th'c hi n

Phùng Di p Lài


iii

M CL C
M

Đ U ................................................................................................. 1

1. Tính c p thi t .................................................................................... 1
2.

M c tiêu c!a ñ$ tài........................................................................... 2

3.

Ý nghĩa khoa h,c ............................................................................. 2

4.

Ý nghĩa th.c ti/n ............................................................................. 2

5. Gi2i h3n ñ$ tài................................................................................... 2

CHƯƠNG 1. T6NG QUAN TÀI LI9U ................................................ 3
1.1. T:ng quan v$ vi sinh v>t probiotics ............................................... 3
1.2. Thành phAn c!a probiotics ............................................................. 3
1.2.1. Bacillus subtilis .............................................................................. 4
1.2.2. Lactobacillus acidophilus ............................................................... 5
1.2.3. Saccharomyces cerevisiae .............................................................. 7
1.2.4. Nitrosomonas sp. ............................................................................ 10
1.3. Tiêu chí ch,n l.a vi sinh v>t probiotics .......................................... 11
1.4. Cơ ch tác ñEng c!a probiotics ....................................................... 11
1.4.1. Tác ñ ng kháng khu n ................................................................... 11
1.4.2. Tác ñ ng bi u mô ru t ................................................................... 12
1.4.3. Tác ñ ng mi"n d#ch ........................................................................ 12
1.4.4. Tác ñ ng ñ$n vi khu n ñư&ng ru t ................................................. 12
1.4.5. Tác ñ ng tăng kh( năng h)p th* th+c ăn ....................................... 12
1.5. Vai trò c!a probiotics ...................................................................... 12
1.5.1. Đ-i v.i v/t nuôi ............................................................................. 12
1.5.2. Đ-i v.i con ngư&i .......................................................................... 13
1.6. MEt sI lưu ý khi sL d ng probiotics ............................................... 13
1.7. Y u tI Pnh hưQng ñ n hiRu quP c!a probiotics .............................. 13
1.8. Công nghR lên men .......................................................................... 14


iv

1.8.1. Gi-ng vi sinh v/t ............................................................................ 14
1.8.2. Nhân gi-ng vi sinh v/t ................................................................... 15
1.8.3. Lên men ......................................................................................... 16
1.9. Các d3ng ch phXm vi sinh v>t (VSV) ............................................ 18
1.9.1. Ch$ ph m nhân nuôi trên môi trư&ng th4ch b5ng ......................... 18
1.9.2. Ch$ ph m VSV d4ng d#ch th

....................................................... 18

1.9.3. Ch$ ph m VSV d4ng khô ................................................................ 19
1.9.4. Ch$ ph m VSV d4ng ñông khô ....................................................... 19
1.9.5. Ch$ ph m d4ng b t ch)t mang ....................................................... 20
1.10. Tình hình nghiên c^u .................................................................... 24
1.10.1. Trên th$ gi.i ................................................................................. 24
1.10.2. Trong nư.c ................................................................................... 26
CHƯƠNG 2. N_I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CdU ........ 33
2.1. NEi dung nghiên c^u........................................................................ 33
2.2. Phương pháp nghiên c^u ................................................................ 33
2.2.1. Đ-i tư9ng và v/t li;u ..................................................................... 33
2.2.2. Phương pháp phân l/p và b(o qu(n m?u ...................................... 34
2.2.3. Phương pháp phân tích ñ#nh lư9ng vi sinh v/t ............................... 36
2.2.4. Phương pháp nghiên c+u xây dBng quy trình nuôi c)y các chDng vi
sinh probiotics ......................................................................................... 38
2.2.5. Phương pháp nghiên c+u (nh hưEng cDa ch$ ph m probiotics trong chăn
nuôi gà ..................................................................................................... 41
2.2.6. Phương pháp xF lý th-ng kê .......................................................... 41
CHƯƠNG 3. KfT QU NGHIÊN CdU VÀ TH O LUgN ............... 42
3.1. Nghiên c^u mô tP ñhc ñiim sinh h,c c!a mEt sI ch!ng vi sinh
Probiotics ................................................................................................ 42
3.1.1. ĐHc ñi m hình thái khu n l4c cDa các chDng vi sinh probiotics ..... 42
3.1.2. ĐHc ñi m sinh hIc cDa các chDng vi sinh probiotics ....................... 43


v

3.1.3. M-i tương quan giKa ñ

ñ*c (chM s- OD) và s- lư9ng t$ bào

(CFU/ml) .................................................................................................. 43
3.2. Nghiên c^u quy trình lên men các ch!ng vi sinh probiotics và t3o
ch phXm probiotics .............................................................................. 47
3.2.1. Tnh hưEng cDa môi trư&ng nuôi c)y ñ$n sinh trưEng cDa các chDng vi
sinh probiotics .......................................................................................... 47
3.2.2. Tnh hưEng cDa th&i gian nuôi c)y ñ$n sinh trưEng cDa các chDng vi
sinh probiotics .......................................................................................... 53
3.2.3. Tnh hưEng cDa pH ñ$n sinh trưEng cDa các chDng vi sinh probiotics ...55
3.2.4. Tnh hưEng cDa nhi;t ñ ñ$n sinh trưEng cDa các chDng vi sinh
probiotics ................................................................................................. 57
3.2.5. Tnh hưEng cDa ñ

lVc ñ$n sinh trưEng cDa các chDng vi sinh

probiotics ................................................................................................. 59
3.2.6. Xây dBng qui trình t4o ch$ ph m probiotics ................................... 61
3.3. nh hưQng c!a thki gian bPo quPn ñ n m>t ñE VSV c!a ch phXm ..63
3.4. Nghiên c^u hiRu quP c!a viRc sL d ng ch phXm probiotics trong
chăn nuôi gà ............................................................................................ 64
3.4.1. Tnh hưEng cDa ch$ ph m probiotics ñ$n s- lư9ng tr+ng ................ 65
3.4.2. Tnh hưEng cDa ch$ ph m probiotics ñ$n kh-i lư9ng tr+ng ............. 67
3.4.3. Tnh hưEng cDa ch$ ph m probiotics ñ$n kh( năng kháng b;nh E gà
ñX tr+ng .................................................................................................... 69
KfT LUgN VÀ Đm NGHn..................................................................... 73
TÀI LI9U THAM KH O ..................................................................... 75

vi

CÁC CHo VIfT TpT
_ MRS

Deman Rogosa Sharpe

_ ĐTQH

Đcc tính quang h/c

_MCN

Mct cDt ngang

_ MT

Môi trư:ng

_ B.subtilis

Bacillus subtilis

_ L.acidophilus

Lactobacillus acidophilus

_ S.cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae

_ VSV

Vi sinh v$t

_ rpm

Rounds per minutes (vòng mfi phút)

_ TB

Trung bình


vii

DANH M C CÁC B NG
B#ng 1.1: Tình hình chăn nuôi gia cQm Đak Lak trong 10 năm
(2000_2009) .......................................................................................... 32
B#ng 2.1: inh hưjng c a thành phQn MT ñ!n sinh trưjng c a
B.subtilis .............................................................................................. 38
B#ng 2.2: inh hưjng c a thành phQn MT ñ!n sinh trưjng c a
L.acidophilus ........................................................................................ 38
B#ng 2.3: inh hưjng c a thành phQn MT ñ!n sinh trưjng c a
S.cerevisiae .......................................................................................... 39
B#ng 2.4: inh hưjng c a thành phQn MT ñ!n sinh trưjng c a
Nitrosomonas sp. ...................................................................................... 39

B#ng 3.1: Hình thái khukn lKc c a 4 ch ng vi sinh v$t.......................... 42
B#ng 3.2: Hình thái t! bào c a 4 ch ng vi sinh probiotics .................... 43

B#ng 3.3: Chl s OD và s lư)ng t! bào (CFU/ml) B.subtilis ............... 43
B#ng 3.4: Chl s OD và s lư)ng t! bào (CFU/ml) L.acidophilus ........ 44
B#ng 3.5: Chl s OD và s lư)ng t! bào (CFU/ml) S.cerevisiae ........... 45
B#ng 3.6: Chl s OD và s lư)ng t! bào (CFU/ml) Nitrosomonas sp. .. 46
B#ng 3.7: inh hưjng c a thành phQn môi trư:ng ñ!n sinh trưjng
c a B. subtilis ....................................................................................... 48
B#ng 3.8: inh hưjng c a môi trư:ng nuôi c+y ñ!n sinh trưjng
L.acidophilus ........................................................................................ 49
B#ng 3.9: inh hưjng c a môi trư:ng nuôi c+y ñ!n sinh trưjng
c a S.cerevisiae ................................................................................... 50
B#ng 3.10: inh hưjng c a môi trư:ng nuôi c+y ñ!n sinh trưjng
c a Nitrosomonas sp............................................................................ 52
B#ng 3.11: inh hưjng c a th:i gian nuôi c+y ñ!n sinh trưjng c a các
ch ng.................................................................................................... 54


viii

B#ng 3.12: inh hưjng c a pH ñ!n sinh trưjng c a các ch ng ............. 56
B#ng 3.13. inh hưjng c a nhi t ñ- ñ!n sinh trưjng c a các ch ng ..... 58
B#ng 3.14: inh hưjng c a t c ñ- lDc ñ!n sinh trưjng c a các ch ng... 59
B#ng 3.15: inh hưjng c a th:i gian b#o qu#n ñ!n sinh trưjng c a các
ch ng.................................................................................................... 63

B#ng 3.16: inh hưjng c a ch! phkm probiotics ñ!n s lư)ng
tr ng................................................................................................. 66
B#ng 3.17: inh hưjng c a ch! phkm probiotics ñ!n kh i lư)ng
tr ng ................................................................................................ 67
B#ng 3.18: S con gà bq nhiHm b nh TB trong ô theo ngày............... 70

ix

DANH M C CÁC HÌNH Vs VÀ Đt THn
Đ8 thq 3.1: Đư:ng tương quan tuy!n tính gira A(CFU/ml) và OD625nm
c a B.subtilis ............................................................................................. 44
Đ8 thq 3.2: Đư:ng tương quan tuy!n tính gira A(CFU/ml) và OD600nm
c a L.acidophilus ...................................................................................... 45
Đ8 thq 3.3: Đư:ng tương quan tuy!n tính gira A(CFU/ml) và OD610nm
c a S.cerevisiae ........................................................................................ 46
Đ8 thq 3.4: Đư:ng tương quan tuy!n tính gira A(CFU/ml) và OD625nm
c a Nitrosomonas sp. ................................................................................ 47
Bi@u ñ8 3.1: inh hưjng c a thành phQn MT ñ!n sinh trưjng c a B.subtilis......48
Bi@u ñ8 3.2: inh hưjng c a MT nuôi c+y ñ!n sinh trưjng c a L.acidophilus .. 50
Bi@u ñ8 3.3: inh hưjng c a thành phQn MT ñ!n sinh trưjng c a S.cerevisiae .. 51
Bi@u ñ8 3.4: inh hưjng c a MT nuôi c+y ñ!n sinh trưjng c a
Nitrosomonas sp. ...................................................................................... 52
Đ8 thq 3.5: inh hưjng c a th:i gian nuôi c+y ñ!n sinh trưjng c a các ch ng.... 54
Bi@u ñ8 3.5: inh hưjng c a pH ñ!n các ch ng ......................................... 57
Bi@u ñ8 3.6: inh hưjng c a nhi t ñ- ñ!n các ch ng ................................. 58
Bi@u ñ8 3.7: inh hưjng c a t c ñ- lDc ñ!n sinh trưjng c a các ch ng...... 60
Bi@u ñ8 3.8: inh hưjng c a ch! phkm probiotics ñ!n s lư)ng tr ng ....... 66
Bi@u ñ8 3.9: inh hưjng c a ch! phkm probiotics ñ!n kh i lư)ng tr ng ... 68
Bi@u ñ8 3.10: inh hưjng c a ch! phkm probiotics ñ!n kh# năng kháng b nh
c a gà ñs tr ng ......................................................................................... 70


1

M

Đ U

1. Tính c p thi t c a ñ tài
"Probiotics là các vi sinh v t s ng khi ñưa m t lư ng c n thi t vào cơ th
ñem l!i hi"u qu% có l i cho cơ th ". Các vi khu)n s ng ñư c phân l p t, các
ch-ng vi khu)n có l i cho cơ th ; các ch-ng này qua th0c nghi"m ch1ng minh
ñư c tác d3ng có l i cho cơ th , không gây b"nh, có kh% năng t7n t!i khi qua
d! dày t8i ru t không b9 tiêu di"t b;i acid d! dày và khi lưu gi< ph%i có kh%
năng t7n t!i th=i gian dài.
L i ích c-a vi sinh probiotics là: Đ i kháng v8i m m b"nh probiotics
kích thích tăng s lư ng h7ng c u, ñ!i th0c bào, t bào lympho và ñBc tính c-a
vi khu)n là ti t acid, H2O2, lysozyme…[32]; tác ñ ng lên promoter trong quá
trình tăng trư;ng c-a ñ ng v t b;i các chLt như biotin và vitamin B12[60];
tăng quá trình hLp thu dinh dưPng; 1c ch vi sinh v t gây b"nh [61]; tăng
cư=ng h" th ng miQn d9ch [16]; cân bRng khu h" vi sinh v t cho ñư=ng ru t;
vi sinh probiotics không mang m m b"nh và chLt ñ c h!i [23].
Ngày nay, khuynh hư8ng sT d3ng li"u pháp thay th cho li"u pháp kháng
sinh dùng trong ñiVu tr9 b"nh ngày càng ñư c chú trXng và phát tri n, nhLt là
nhxem là li"u pháp thay th khZc ph3c ñư c nhdùng kháng sinh mà gây nhiVu ph%n 1ng ph3, chi phí l!i cao và tình tr!ng
kháng kháng sinh c-a vi sinh v t gây b"nh.
Ngành chăn nuôi Vi"t Nam ñang trong quá trình phát tri n theo xu hư8ng
công nghi"p và chuyên môn hóa, góp ph n rLt l8n vào t\ng s%n ph)m nông
nghi"p và là m t b ph n không th thi u trong nVn kinh t qu c dân. Chăn
nuôi cung cLp th9t, sVi"t Nam v,a tr%i qua cơn ñ!i d9ch gia c m, nó không nhh!i nBng nV vV kinh t cho nhiVu h nông dân và các trang tr!i chăn nuôi gia

2

c m qui mô l8n, mà còn ñe do! các trung tâm gi ng gia c m. Theo Trung tâm
Khuy n nông Qu c gia cho bi t, t\ng ñàn gia c m c% nư8c hi"n nay cha h7i
ph3c ñư c 70% so v8i trư8c d9ch (kho%ng 100 tri"u con, riêng ñàn gia c m
gi ng cha m8i ph3c h7i 60%).
V8i nhiVu lý do trên ñV xuLt ñV tài: “Nghiên c u lên men các ch ng vi
sinh probiotics và ng d'ng trong chăn nuôi gà”.
2. M'c tiêu c a ñ tài
i Xây d0ng quy trình nuôi cLy nhân gi ng các ch-ng vi sinh probiotics ñ
1ng d3ng trong chăn nuôi gà.
i Đánh giá hi"u qu% c-a ch ph)m probiotics trong chăn nuôi gà ñk tr1ng.
3. Ý nghĩa khoa h/c
K t qu% nghiên c1u c-a ñV tài góp ph n làm sáng tl vai trò c-a vi"c sT
d3ng các ch-ng vi sinh probiotics.
4. Ý nghĩa th1c ti2n
mng d3ng ch ph)m probiotics trong ngành chăn nuôi gi%m chi phí ñ u tư
và th=i gian chăm sóc, góp ph n c%i thi"n ñ=i s ng c-a nông dân.
5. Gi5i h6n ñ tài
Trong quá trình th0c hi"n, do th=i gian, trang thi t b9 có h!n nên cha ti n
hành theo dõi m t s ñ i tư ng vi sinh v t có l i và các cha tiêu cơ b%n.


3

CHƯƠNG 1. T;NG QUAN TÀI LIAU
1.1. TBng quan v vi sinh vDt probiotics
T, “probiotics” có ngu7n g c t, Hy L!p có nghĩa là “cho cu c s ng”.
Tuy nhiên, ñ9nh nghĩa vV probiotics ñã phát tri n nhiVu theo th=i gian. Lily và

Stillwell (1965) ñã mô t% trư8c tiên probiotics như hun h p ñư c t!o thành b;i
m t ñ ng v t nguyên sinh mà thúc ñ)y s0 phát tri n c-a ñ i tư ng khác. Ph!m
vi c-a ñ9nh nghĩa này ñư c m; r ng hơn b;i Sperti vào ñ u nhmươi bao g7m d9ch chi t t bào thúc ñ)y phát tri n c-a vi sinh v t (Gomes và
Malcata, 2007)[40]. Parker (1974) ñã áp d3ng khái ni"m này ñ i v8i ph n
th1c ăn gia súc có m t %nh hư;ng t t ñ i v8i cơ th v t ch- bRng vi"c góp
ph n vào cân bRng h" vi sinh v t trong ru t c-a nó. Vì v y, khái ni"m
“probiotics” ñư c 1ng d3ng ñ mô t% là các vi sinh v t s ng góp ph n vào cân
bRng h" vi sinh v t ru t” [51].
Đ9nh nghĩa chung này sau ñó ñư c làm cho chính xác hơn b;i Fuller
(1989), ông ñ9nh nghĩa probiotics ch1a vi sinh v t s ng b\ tr th1c ăn %nh
hư;ng có l i ñ n v t ch- bRng vi"c c%i thi"n cân bRng h" vi sinh v t ru t c-a
nó[22]. Khái ni"m này sau ñó ñư c phát tri n xa hơn: “vi sinh v t s ng (vi
khu)n lactic và vi khu)n khác, hoBc nLm men ; tr!ng thái khô hay b\ sung
trong th0c ph)m lên men) mà th hi"n m t %nh hư;ng có l i ñ i v8i s1c khle
c-a v t ch- sau khi ñư c tiêu hóa nh= c%i thi"n tính chLt h" vi sinh v t v n có
c-a v t ch-” (Havenaar và Huis in't Veld, 1994)[36].
1.2. Thành phEn c a probiotics
Thành ph n c-a probiotics thông d3ng nhLt là các vi khu)n sinh acid
lactic. S ch-ng vi sinh v t trong m t ch ph)m có th nhiVu ít khác nhau, các
ch-ng cũng có th cùng loài hoBc khác loài.
Probiotics bao g7m nhkhu)n lactic acid (L.acidophiiius, L.casei, L.rhamnosus, L.buigaricus,


4

Carnobacterium…),

gi ng

Baciiius

(B.subtiiis,

B.iicheniformis,

B.

megaterium, B.poiymyxa,…), Actinomycetes, Nitrobacteria…ñư c áp d3ng
ñ h!n ch s0 nhiQm b"nh ñ i v8i các vi khu)n gây b"nh . M t s thành ph n
khác cũng ñư c tìm thLy trong probiotics là t p h p các enzyme có ngu7n
g c vi sinh v t như amylase, protease, lipase, cellulase, chitinase, m t s
vitamin thi t y u và chLt khoáng [14].
Ngư=i ta cũng dùng bào tT c-a vi khu)n như m t probiotics, thư=ng sT
d3ng là Baciiius, Lactobaciiius, nLm men, Biridobacterium, Streptococcus, ít
thông d3ng là m t ch-ng ñBc bi"t c-a Ciostridium butyricum. Ch ph)m có
tính chLt probiotics g7m nhBaciiius, Lactobaciiius, Saccharomyces, Nitrosomonas… ngư=i ta thư=ng
tr n vào th1c ăn hoBc nư8c u ng.
1.2.1. Bacillus subtilis
1.2.1.1. Đ c ñi m sinh h c
Baciiius subtiiis là tr0c khu)n gram dương, sinh bào tT, chiVu ngang c-a
bào tT không vư t quá chiVu ngang c-a t bào vi khu)n, kích thư8c 0,5i
2,5×1,2i10,0 ~m, sZp x p thành cBp hoBc chuui; do ñó khi có bào tT vi khu)n
không thay ñ\i hình d!ng, bào tT c-a vi khu)n này có s1c s ng rLt lâu.
Tr0c khu)n có ; mXi nơi trong t0 nhiên và khi ñiVu ki"n s ng gay go,
chúng có kh% năng t!o ra bào tT g n như hình c u, ñ t7n t!i trong tr!ng thái
"ng- ñông" trong th=i gian dài. Lo!i sinh v t này có c0c kỳ nhiVu loài khác
nhau, trong ñó ña s là vô h!i.

Baciiius subtiiis dương tính v8i catalase, sT d3ng khí oxy làm chLt nh n
electron khi trao ñ\i khí trong quá trình trao ñ\i chLt. Qua kính hi n vi
Baciiius subtiiis ñơn lk có hình d!ng gi ng nhchi c que này có bào tT trong hình oval có khuynh hư8ng phình ra ; m t ñ u.
Thư=ng thì ngư=i ta quan sát thLy t p ñoàn c-a gi ng sinh v t này rLt r ng
l8n, có hình d!ng bLt ñ9nh và ñang phát tri n lan r ng.


5

1.2.1.2. Đ c ñi m sinh lý
Gi ng Baciiius có hình th1c sinh s%n là nhân ñôi: t, m t t bào m€ s•
hình thành hai t bào con.
Trong s các lo!i vi khu)n thì Baciiius subtiiis có kh% năng sinh bào tT
khi gBp môi trư=ng không thu n l i cho s0 sinh trư;ng c-a chúng.
Baciiius subtiiis là vi khu)n ñ i kháng v8i các vi sinh v t gây b"nh
ñư=ng ru t ; ngư=i và gia súc ñ phòng ch ng b"nh tiêu ch%y (Madigan,
2001)[ 39].
1.2.2. Lactobacillus acidophilus
L.acidophiius là m t chi l8n v8i trên 50 loài thu c hX vi khu)n
Lactibaciiiaceae. Tr0c khu)n hình thái ña d!ng t, dài ñ n d!ng c u tr0c
khu)n ngZn, kích thư8c 0,5i1,2×1,0i10,0 ~m. Thư=ng x p chuui, ñBc bi"t ;
giai ño!n sau c-a pha logarit c-a s0 phát tri n thư=ng không di ñ ng. Gram
dương, âm tính v8i catalase, không t!o bào tT, nhu c u dinh dưPng cao, ưa
acid và s%n ph)m cu i cùng c-a quá trình lên men cacbon là acid lactic, môi
trư=ng acid 1c ch s0 sinh trư;ng c-a các vi sinh v t có h!i.
L.acidophiius là vi sinh v t k‚ khí không bZt bu c. Do ñó, trong th0c t
khi n7ng ñ oxy thLp thì ho!t ñ ng s ng ñư c duy trì bình thư=ng.
Nhu c u dinh dưPng ph1c t!p ñòi hli aminoacid, peptid, các d„n xuLt
c-a acid nucleic, các vitamin, mu i, acid béo, các ester c-a acid béo và có th

lên men các lo!i cacbon.
Phát tri n thu n l i trên bV mBt th!ch trong ñiVu ki"n k‚ khí và 5i10%
CO2. Khu)n l!c trên môi trư=ng th!ch có kích thư8c 2i5 mm, m t kh i l7i,
ñ3c và không sZc t . Kho%ng nhi"t ñ t, 5i53oC, t i ưu ; 30i40oC. Ch9u ñư c
môi trư=ng acid, pH t i ưu thư=ng 5,5i5,8 hoBc thLp hơn.
L.acidophiius có vai trò quan trXng trong s0 lên men c-a nhiVu lo!i th0c
ph)m, t, s%n ph)m snư8c th%i, bia, g!o, trái cây và nư8c trái cây, rau c- lên men, cám và b t nhào


6

chua. Lên men x%y ra khi vi khu)n vào dung d9ch ñư=ng và cacbonhydrat ñ
s%n xuLt rư u, CO2 và acid lactic.
Có nhiVu s%n ph)m svà các vi khu)n acid lactic ñư c thêm vào sthành acid, protein trong sTiVm năng c-a L.acidophiius là ho!t ñ ng như m t kháng sinh ñ ch ng
b"nh nhiQm trùng. L.acidophiius còn kí sinh trong mi"ng, ñư=ng tiêu hóa và
âm ñ!o c-a nhiVu loài ñ ng v t ñ†ng nhi"t trong ñó có ngư=i. V8i tư cách là
m t probiotic, nó có th ñư c sT d3ng ñ ngăn chBn và xT lý ch ng biotic tiêu
ch%y, nhiQm khu)n và men tiêu hóa nhiQm trùng. MBt khác nó có th giúp cơ
th ñư c b%o v" ch ng l!i b"nh ung thư và %nh hư;ng c-a các tr9 li"u bRng
hóa chLt… Hơn nñ c th1c ăn khi ñi du l9ch.
Vi"c phân lo!i vi khu)n lactic vào các chi khác nhau ph n l8n d0a trên
hình thái hXc, quá trình lên men cacbonhydrat, %nh hư;ng c-a nhi"t ñ , n7ng
ñ mu i, n7ng ñ acid hoBc kiVm, cLu hình c-a acid lactic, thành ph n c-a
acid béo và các thành ph n c-a thành t bào.
Có hai con ñư=ng lên men: Glycolysis thì acid lactic là s%n ph)m cu i

cùng, 6iphosphogluconate/phosphoketolase thì ngoài acid lactic còn có
ethanol, acetate và CO2.
Vi khu)n lactic mang nhiVu nhhu tr tiêu hoá, tăng cư=ng kh% năng miQn d9ch, kích thích s0 phát tri n c-a
v t nuôi… Ngoài ra chúng còn giúp ñiVu tr9 các b"nh vV ñư=ng tiêu hoá như:
tiêu ch%y, táo bón, lo!n khu)n…Bên c!nh ñó, vi khu)n lactic còn có kh% năng
kìm hãm, 1c ch các vi sinh v t gây b"nh: Candida aibicans, Baciiius cereus,
Staphyiococcus aureus…do chúng sinh các chLt: bacteriocin, acid lactic,…
giúp cân bRng khu h" vi sinh v t.[60]


7

1.2.3. Saccharomyces cerevisiae
1.2.3.1. Đ c ñi m sinh h c
“NLm men (Yeast, Levure) là lo!i nLm ñơn bào, sinh s%n bRng phương
th1c n%y ch7i hoBc t0 phân ñôi t bào”.
NLm men phân b r ng rãi trong t0 nhiên, nhLt là trong các môi trư=ng
có ch1a ñư=ng, có pH thLp, ch†ng h!n như trong hoa qu%, rau dưa, m t mía, ra
ñư=ng, m t ong…. NLm men S.cerevisiae ñư c bi t ñ n như m t qu n th t
bào s ng ñư c con ngư=i nuôi cLy t, c\ xưa nhLt.
NLm men thu c gi ng S.cerevisiae có các ñBc ñi m sau: sinh s%n dinh
dưPng bRng n%y ch7i ; nhiVu phía; không t!o bào tT bZn; t bào tT, nang bào
tT hình thoi, mui nang ch1a trên 2 bào tT, nang bào tT hình c u hoBc hình
tr1ng, nang chín khó vP; lên men glucose m!nh m•; không t!o thành váng
s8m trên nư8c chi t m!ch nha.
1.2.3.2. Đ c ñi m hình thái và kích thư'c t( bào
NLm men S.cerevisiae thư=ng có cLu t!o ñơn bào, có nhân th t, hình
tròn, hình tr1ng hay b u d3c, hình dài hoBc elip.
Hình d!ng c-a nLm men h u như không \n ñ9nh. Nó ph3 thu c vào tu\i

c-a nLm men và ñiVu ki"n nuôi cLy. S.cerevisiae có hình b u d3c n u nó ;
ñiVu ki"n giàu chLt dinh dưPng; trong ñiVu ki"n y m khí nLm men có hình
tròn, ngư c l!i trong ñiVu ki"n hi u khí t bào kéo dài hơn.
Kích thư8c t bào thay ñ\i tuỳ thu c gi ng, loài, ch-ng.
T bào nLm men thư=ng có kích thư8c l8n gLp t, 5 ñ n 10 l n t bào vi
khu)n. Kích thư8c trung bình c-a t bào nLm men như sau: chiVu dài: 9i
10~m, chiVu r ng: 2i7~m. Ngoài ra kích thư8c t bào nLm men thay ñ\i theo
ñiVu ki"n nuôi cLy, theo tu\i sinh lý.


8

1.2.3.3. C*u t+o t( bào
T bào nLm men cũng như nhiVu lo!i t bào khác ñư c cLu t!o ch- y u
t, các thành ph n cơ b%n sau: thành t bào, màng nguyên sinh chLt, nhân và
các cơ quan khác.
1.2.3.4. S- sinh s.n c/a n*m men
NLm men S.cerevisiae có 2 phương th1c sinh s%n ñó là sinh s%n vô tính
bRng cách n%y ch7i và sinh s%n h1.2.3.4.1. Sinh s%n vô tính bRng cách n%y ch7i
N%y ch7i là phương th1c sinh s%n ch- y u c-a nLm men. ‰ ñiVu ki"n
thu n l i nLm men sinh sôi n%y n; nhanh. Đ i v8i các gi ng nLm men phát
tri n m!nh, có th quan sát thLy tLt c% t bào ñVu có ch7i, do s0 t!o ch7i h u
như chi m toàn b chu kỳ s ng c-a t bào nLm men. Th0c t c% t bào m€ và
t bào con ñVu có th t!o ch7i m8i trư8c khi chúng phân chia. Đ i v8i các
gi ng nLm men phát tri n ch m hơn, thì các t bào h u như không hình thành
ch7i và s0 t!o ch7i cha chi m m t ph n rLt nhl trong chu kỳ c-a t bào. Chu
kỳ này là chu kỳ phát tri n c-a nLm men ñó là th=i gian c n thi t k t, lúc
ch7i m8i hình thành t8i lúc t bào này phát tri n và bZt ñ u t!o t bào m8i.
Quá trình n%y ch7i x%y ra ñ7ng th=i v8i s0 bZt ñ u c-a giai ño!n t\ng

h p DNA. Nhñ n hi"n tư ng mVm hoá c-a l8p thành t bào dư8i tác d3ng c-a các enzyme
lytic. Enzyme này tLn công vào các polysaccharide c-a thành t bào làm cho
ch7i chui ra khli t bào m€. V t chLt m8i ñư c t\ng h p s• ñư c huy ñ ng
ñ n ch7i và làm cho ch7i phình to d n lên. Kích thư8c c-a ch7i tăng d n lên
ñ n khi ch7i ñ!t kích thư8c l8n nhLt thì m t vách ngăn có cLu t!o ph1c t!p
ñư c hình thành t!i ph n c\ c-a ch7i, vách ngăn này trong thành ph n có ch1a
chitin, mannan và glucan. Quá trình phân tách cha hoàn thành khi các l8p vách
ngăn này tách ra và nó ñ l!i trên t bào m€ v t s€o ch7i và trên t bào con v t
s€o sinh.


9

Mui khu v0c trên thành t bào cha t!o ñư c duy nhLt m t ch7i non. Mui
khi có t bào m8i ñư c tách ra thì m t s€o ch7i m8i l!i ñư c hình thành trên t
bào m€ và do ñó bRng cách ñ m s€o ch7i chúng ta có th xác ñ9nh ñư c s
lư ng ch7i ñã ñư c sinh ra trên mui t bào riêng bi"t. BRng cách này chúng ta
có th xác ñ9nh ñư c ñ trư;ng thành c-a t bào.
1.2.3.4.2. Sinh s%n hBào tT túi c-a S.cerevisiae thư=ng có hình d!ng khác nhau có th là hình
c u, hình b u d3c, vl nhŒn không màu. S.cerevisiae sinh s%n ñơn tính t!o
thành bào tT t, t bào riêng lk không thông qua ti p h p, bào tT này khi gBp
ñiVu ki"n thích h p s• phát tri n thành t bào m8i. T bào này l!i ti p t3c n%y
ch7i.
Đ u tiên t,ng cBp bào tT ñơn b i k t h p ngay trong túi x%y ra s0 ph i
h p t bào chLt và nhân, t bào lưPng b i sinh ra s• n%y m m và chui qua
màng túi. T bào này l!i sinh s%n theo cách n%y ch7i. Sau ñó nhân bên trong t
bào phân cZt gi%m nhiQm. T bào bi n thành túi ch1a b n bào tT túi, và c1
sinh s%n như v y. ‰ S. cerevisiae t bào dinh dưPng ñơn b i sinh s%n theo

cách n%y ch7i. Sau ñó 2 t bào k t h p v8i nhau x%y ra quá trình giao chLt và
giao nhân t!o thành t bào dinh dưPng lưPng b i. T bào n%y ch7i và sinh ra
t bào lưPng b i khác và sau ñó chuy n thành bào tT túi. Nhân phân cZt gi%m
nhiQm và sinh ra b n bào tT túi r7i chuy n thành t bào dinh dưPng và ti p t3c
sinh s%n bRng cách n%y ch7i.
1.2.3.5. Tính ch*t sinh lý, sinh hoá
NLm men là ví d3 ñi n hình c-a vi sinh v t hi u khí tuỳ ti"n. Trong ñiVu
ki"n ñ- oxy, nLm men s• phát tri n tăng sinh kh i là ch- y u, còn rư u không
tr0c ti p t!o thành hoBc t!o thành rLt ít. Phương trình x%y ra trong hô hLp hi u
khí:
C6H12O6 + 6O2

6CO2 +

6H2O

+ Q


10

Quá trình hô hLp hi u khí tr%i qua quá trình phosphoryl hoá và ti p t3c ñi
vào chu trình Krebs. ‰ ñây oxy phân tT ñư c sT d3ng như m t chLt nh n
electron cu i cùng và glucose b9 oxy hoá hoàn toàn thành nư8c và CO2.
Ngư c l!i khi thi u oxy quá trình hô hLp y m khí x%y ra và ho!t ñ ng lên
men là ch- y u. NLm men không có kh% năng ch9u ñư c môi trư=ng có ñ
acid cao nên acid pyruvic sinh ra sau con ñư=ng ñư=ng phân ngay l p t1c
chuy n ñ\i thành CO2 và acetaldehyte và cu i cùng thành rư u etylic.
C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

D0a vào ñBc ñi m trên và m3c ñích thu nh n s%n ph)m mà có th ñiVu
khi n quá trình trao ñ\i chLt c-a nLm men.[1]
Vách t bào ch1a mannan và glucan có tác d3ng ho!t hóa ñ!i th0c bào,
do ñó giúp tăng cư=ng miQn d9ch. HLp ph3 ñ c t và bài th%i ra ngoài. S%n
xuLt enzyme tiêu hóa và các acid hV8i cLu t!o c-a thành t bào nLm men là βi1,3iglucan có th ch ng m t
s b"nh khi chúng ñư c b\ sung và có vai trò như vaccine. Chúng ho!t ñ ng
như ñ!i th0c bào.[26]
1.2.4. Nitrosomonas sp.
Nitrosomonas không sinh bào tT, t bào nhl bé hình b u d3c, kích thư8c
kho%ng 0,5i1,5~m, hi u khí; ñư c tìm thLy trong ñLt, nư8c th%i và các khu
v0c b9 ô nhiQm có n7ng ñ các h p chLt ch1a nitơ cao; có kh% năng chuy n
ñ ng và có tiên mao dài ; c0c.
pH t i ưu c-a Nitrosomonas là 6,0i9,0 và nhi"t ñ là 30oC.
Trên môi trư=ng llng, Nitrosomonas tr%i qua m t s pha, phát tri n tùy
thu c ñiVu ki"n. Hai pha ch- y u là pha di ñ ng i t bào có m t hay chùm tiên
mao và pha t p ñoàn khu)n keo i các t bào không di ñ ng.
Ngu7n cacbon duy nhLt trong môi trư=ng là CO2 có trong không khí và
trong thành ph n c-a CaCO3. Nguyên li"u năng lư ng và ngu7n nitơ cho vi


11

khu)n giai ño!n ñ u là quá trình nitrate hoá NH3 và mu i amôn, giai ño!n hai
là nitrite.
NH3 + 3/2 O2 → H+ + NO2i + H2O
Vi khu)n nitrate hóa không sT d3ng các chLt hcách chBt ch• ñ i v8i vi"c oxy hóa cơ chLt NH3 thành nitrite. Chúng có vai trò

quan trXng trong xT lý chLt th%i, nư8c th%i công nghi"p và trong quá trình xT
lý sinh hXc.
1.3. Tiêu chí ch/n l1a vi sinh vDt probiotics
i Có kh% năng bám dính vào niêm m!c ñư=ng tiêu hóa c-a v t ch-.
i Không sinh chLt ñ c, không gây b"nh cho v t ch-.
i Sinh các enzyme hoBc các s%n ph)m cu i cùng mà v t ch- có th sT
d3ng ñư c.
i DQ nuôi cLy, có kh% năng t7n t!i ñ c l p trong m t th=i gian dài.
i Ch1a s lư ng l8n các t bào s ng.
i Ch9u ñư c pH thLp ; d! dày và mu i m t ; ru t non.
i Có kh% năng s ng khi ñư c ñóng gói và ñưa vào sT d3ng.
i Có mùi v9 chLp nh n ñư c khi sT d3ng.
i Khi sT d3ng c n chú ý ñ n nhi"t ñ .
1.4. Cơ ch tác ñGng c a probiotics
1.4.1. Tác ñGng kháng khuHn
Làm gi%m s lư ng vi khu)n gây b"nh ñ ngăn chBn các m m b"nh bRng
nhiVu cơ ch khác nhau:
i Ti t ra các chLt kháng khu)n g7m các acid hcó kh% năng 1c ch vi khu)n gram (+), gram (i).
i C!nh tranh v8i các ngu7n b"nh v9 trí bám dính vào ñư=ng ru t.
i C!nh tranh dinh dưPng c n thi t cho s0 s ng sót c-a m m b"nh.
i Tác ñ ng kháng ñ c t .


12

1.4.2. Tác ñGng biIu mô ruGt
i Đ)y m!nh s0 liên k t chBt c-a nhi Gi%m vi"c kích thích bài ti t và nhnhiQm vi khu)n.

i Đ)y m!nh s0 t!o ra các phân tT phòng v" như chLt nh y.
1.4.3. Tác ñGng mi2n dJch
i Probiotics như là phương ti"n phân phát các phân tT kháng viêm cho
ñư=ng ru t.
i Đ)y m!nh s0 báo hi"u cho t bào ch- ñ làm gi%m ñáp 1ng viêm.
i T!o ñáp 1ng miQn d9ch ñ làm gi%m d9 1ng.
i Kháng nguyên c-a probiotics kích thích t bào niêm m!c ru t s%n sinh
kháng th .
1.4.4. Tác ñGng ñ n vi khuHn ñưLng ruGt
i Probiotics giúp t!o s0 cân bRng t!m th=i c-a h" sinh thái ñư=ng ru t.
ĐiVu này ph3 thu c vào công d3ng và liVu lư ng c-a gi ng vi khu)n.
i Vi sinh probiotics ñiVu hòa ho!t ñ ng trao ñ\i chLt c-a sinh v t ñư=ng
ru t.
1.4.5. Tác ñGng tăng khM năng h p th' th c ăn
Tăng lư ng th1c ăn ăn vào và kh% năng tiêu hóa: chúng tham gia vào s0
trao ñ\i chLt dinh dưPng như cacbon, protein, lipid và khoáng.
1.5. Vai trò c a probiotics
1.5.1. ĐPi v5i vDt nuôi
i Kích thích tiêu th3 tri"t ñ ngu7n th1c ăn hơn và làm gi%m b8t s0 r i
lo!n tiêu hóa.
i Đ)y m!nh s0 t\ng h p vitamin B.
i B%o v" ch ng l!i Escherichia coii, Saimoneiia và s0 lây nhiQm nhvi khu)n khác.
i C%i thi"n s0 dung n!p lactose.


13

i C%i thi"n ch1c năng miQn d9ch.
i Nâng cao kh% năng hLp th3 th1c ăn, làm gi%m h" s th1c ăn, rút ngZn

th=i gian nuôi.
i Tăng ta l" s ng và tăng năng suLt.
i Gi%m chi phí sT d3ng thu c kháng sinh và hóa chLt trong vi"c ñiVu tr9
b"nh.
i Giúp ngăn chBn nh1.5.2. ĐPi v5i con ngưLi
Tăng hi"u qu% kinh t và gi%m th=i gian lao ñ ng cho ngư=i chăn nuôi,
gi%m ô nhiQm môi trư=ng.
1.6. MGt sP lưu ý khi sS d'ng probiotics
i Không sT d3ng cùng lúc v8i các lo!i hóa chLt và kháng sinh.
i N u ñã sT d3ng kháng sinh thì sau khi ngưng sT d3ng 3i5 ngày nên tr n
vào th1c ăn các lo!i probiotics hoBc các lo!i men vi sinh, luân phiên sT d3ng 5
ngày, sau ñó ngưng 5 ngày ñ i v8i lo!i ch ph)m tr n vào th1c ăn.
i C n lưu ý ñ n ñiVu ki"n b%o qu%n các probiotics ; các nơi cung cLp,
tránh nơi có ánh nZng tr0c ti p.
i Bên c!nh ñó xem trong thành ph n có ch1a các nhóm vi sinh v t có l i
hay không, c n xem k• các công d3ng và hư8ng d„n sT d3ng ñ tùy trư=ng
h p c3 th c-a chu7ng tr!i gia c m mà sT d3ng ñ!t hi"u qu% cao.
1.7. Y u tP Mnh hưVng ñ n hiWu quM c a probiotics
i Tình tr!ng dinh dưPng và s1c khle c-a ñ i tư ng sT d3ng.
i S0 hi"n di"n c-a y u t gây stress.
i S0 khác bi"t vV di truyVn, tu\i gii S1c s ng và tính \n ñ9nh c-a probiotics.
i LiVu và s l n sT d3ng.
i Tương tác v8i thu c khác.[14]


14

1.8. Công nghW lên men

1.8.1. Gi6ng vi sinh v8t
Mu n có s%n ph)m t t ngoài quy trình công ngh" thì khâu gi ng là quan
trXng nhLt, nó quy t ñ9nh chLt lư ng s%n ph)m và giá tr9 kinh t c-a quy trình
s%n xuLt.
i Tiêu chu)n c-a gi ng: vi sinh v t t t; có kh% năng sinh t\ng h p t!o
sinh kh i v8i hi"u suLt cao; có kh% năng sT d3ng các nguyên li"u rk tiVn, dQ
ki m như các ph3 ph)m, các ph th%i; trong quá trình lên men không t!o ra
các s%n ph)m ph3 không mong mu n; ít m„n c%m ñ i v8i s0 t!p nhiQm do vi
sinh v t khác; s%n xuLt sinh kh i có th tách dQ dàng ra khli môi trư=ng dinh
dưPng.
Tuy nhiên trong quá trình s%n xuLt, các tiêu chu)n trên không ph%i gZn
liVn v8i nhau. Các vi sinh v t thu c nhóm Eukaryote có kích thư8c t bào l8n
th hình s i, do ñó dQ dàng tách chúng ra khli môi trư=ng dinh dưPng bRng
phương pháp lXc ly tâm thông thư=ng. Nhưng ; chúng thư=ng t7n t!i m t quy
tZc chung là kích thư8c t bào ta l" ngh9ch v8i ho!t tính trao ñ\i chLt.
i Các công vi"c ch- y u c-a công tác gi ng trong s%n xuLt: ki m tra ñ
thu n khi t c-a gi ng trong lên men; ki m tra kh% năng h7i bi n c-a gi ng;
ho!t hóa gi ng sau m t th=i gian sT d3ng; gi< gi ng bRng phương pháp thích
h p có th duy trì nhho!t tính.
i Các phương pháp gi< gi ng:
Hi"n nay thư=ng sT d3ng b n phương pháp chính ñ gi< gi ng vi sinh
v t ñó là:
▪ B%o qu%n trên môi trư=ng th!ch bRng, ñ9nh kỳ ki m tra cLy truyVn
Gi ng vi sinh v t ñư c gi< trên môi trư=ng th!ch nghiêng (ñ i v8i các
gi ng vi sinh v t hi u khí) hoBc trích sâu vào môi trư=ng th!ch (ñ i v8i vi
sinh v t k‚ khí). Các ng gi ng ñư c b%o qu%n trong t- l!nh ; nhi"t ñ 2i4oC.