Nghiên cứu thành phần và các đặc tính probiotic của vi khuẩn lactic phân l ập từ thịt chua phú thọ

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

Bùi Nguyễn Hải Linh

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VÀ CÁC ĐẶC TÍNH
PROBIOTIC CỦA VI KHUẨN LACTIC PHÂN LẬP TỪ
THỊT CHUA PHÚ THỌ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2017


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

Bùi Nguyễn Hải Linh

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VÀ CÁC ĐẶC TÍNH
PROBIOTIC CỦA VI KHUẨN LACTIC PHÂN LẬP TỪ
THỊT CHUA PHÚ THỌ

Chuyên ngành: Động vật học
Mã số: 60 42 01 03

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Trịnh Thành Trung

Hà Nội - 2017


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn, tôi xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới TS. Trịnh Thành Trung, Th.S Trần Thị Lệ Quyên cùng toàn bộ các
cán bộ Viện VSVvà Công nghệ Sinh học- Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi
có thể hoàn thành đề tại luận văn tốt nghiệp này.
Đồng thời, tôi cũng muốn gửi những lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Thị
Thanh Hương và các quý thầy cô giảng dạy ở Viện Sinh thái và Tài nguyên
sinh vật đã động viện và hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện.
Ngoài ra, tôi cũng cảm ơn những người bạn, những người luôn sát
cánh bên tôi những lúc khó khăn và giúp tôi vượt qua để hoàn thành luận
văn một cách tốt nhất.
Với tấm lòng biết ơn sâu sắc, tôi luôn biết ơn và ghi nhớ những sự giúp
đỡ hết sức quý báu đó.

Hà Nội, ngày

tháng
Học viên

Bùi Nguyễn Hải Linh

năm 2017


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1

I.

TỔNG QUAN................................................................................................2

1.1.

Probiotic...................................................................................................... 2

1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và định nghĩa probiotic.................................................2
1.1.3. Vai trò của probiotic.................................................................................... 3
1.1.4. Cơ chế tác động chung của probiotic..........................................................7
1.1.5. Các nhóm VSV có đặc tính probiotic thường gặp........................................8
1.2.

Vi khuẩn lactic........................................................................................... 10

1.2.1. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic.......................................................... 10
1.2.2. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic có đặc tính probiotic........................ 11
1.3.

Thực phẩm lên men.................................................................................. 13

1.3.1. Định nghĩa và các loại thực phẩm lên men............................................... 13
1.3.2. Thực phẩm lên men từ thịt heo................................................................14
1.4.

Thịt chua Phú Thọ......................................................................................15

II.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP............................................................18

2.1.

Nguyên liệu................................................................................................18

2.2.

Thiết bị và hóa chất................................................................................... 18

2.3.

Phương pháp.............................................................................................19

2.3.1. Xử lý mẫu thịt chua................................................................................... 19
2.3.2. Phân lập và xác định số lượng vi khuẩn lactic...........................................19
2.3.3. Hoạt hóa vi khuẩn được lưu giữ ở điều kiện lạnh sâu.............................. 20


2.3.4. Giải trình tự gene...................................................................................... 20
2.3.5. Phương pháp xác định đặc điểm hình thái............................................... 22
2.3.6. Phương pháp nghiên cứu đặc tính probiotic.............................................23
2.3.6.1. Hoạt tính kháng khuẩn.............................................................................. 23
2.3.6.2. Xác định kiểu lên men............................................................................... 24
2.3.6.3. Hoạt tính β-galactosidase..........................................................................24
2.3.6.4. Khả năng chịu acid.....................................................................................24
2.3.6.5. Khả năng chịu muối mật............................................................................25
III.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................................... 26

3.1.....................................Phân lập vi khuẩn lactic trong thịt chua Phú Thọ
26

3.2.

Phân loại và phân tích tần xuất bắt gặp vi khuẩn lactic trong thịt chua Phú
Thọ

28

3.2.1. Phân loại vi khuẩn lactic............................................................................ 28
3.2.2. Xây dựng cây phát sinh chủng loại............................................................ 31
3.2.3. Phân tích tần xuất bắt gặp vi khuẩn lactic.................................................32
3.3.

Đặc tính probiotic......................................................................................34

3.3.1. Hoạt tính kháng khuẩn.............................................................................. 34
3.3.2. Khả năng lên men......................................................................................37
3.3.3. Hoạt tính β-galactosidase..........................................................................39
3.3.4. Khả năng chịu acid và muối mật................................................................40
3.3.4.1. Khả năng chịu acid.....................................................................................41
3.3.4.2. Khả năng chịu muối mật............................................................................44


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................50
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 54

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
cs

cộng sự

ĐC

đối chứng

LAB

Lactic Acid Bacteria

VSV

vi sinh vật


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Minh họa cơ chế tác động của probiotic........................................... 8
Hình 1.2. Nguyên liệu và quy trình sản xuất thịt chua Phú Thọ......................16
Hình 2.1. Mẫu thịt chua Phú Thọ……………………………………………18 Hình 3.1.
Phân lập vi khuẩn lactic trên mẫu 12 (hình A), 14 (hình B), 19 (hình C) và
20 (hình D)………………………………………………………28 Hình 3.2. Cây phát sinh
chủng loại dựa trên trình tự gene 16S rRNA của các loài thuộc chi
Lactobacillus....................................................................................................32
Hình 3.3. Tần suất xuất hiện các loài vi khuẩn lactic trong thịt chua Phú Thọ
......................................................................................................................... 33
Hình 3.4. Khả năng kháng khuẩn của một số chủng LAB với 6 chủng vi
khuẩn kiểm định E. faecalis 52788G (hình A), S. aureus 2421Đ (hình B), K.

pneumoniae 1465G (hình C), A. baumannii 56915Đ (hình D), P. aeruginosa
47793Đ (hình E) và E. coli 2361G (hình F)........................................................35
Hình 3.5. Khả năng kháng khuẩn của các chủng LAB với nhóm vi khuẩn
“ESKAPE”..........................................................................................................36
Hình 3.6. Số lượng chủng và loài kháng hoặc ức chế nhóm vi khuẩn
“ESKAPE”..........................................................................................................37
Hình 3.7. Khả năng lên men của chủng vi khuẩn lactic...................................38
Hình 3.8. Số lượng chủng và loài có khả năng lên men đồng hình.................38
Hình 3.9. Hoạt tính β-galactosidase của chủng TPM 1302 (1), TPM 1303 (2),
TPM 1304 (3), TPM 1308 (4), TPM 1309 (5), TPM 1503 (6) và TPM 1504
(7) sau 24 giờ...................................................................................................39
Hình 3.10. Khả năng sinh β-galactosidase của chủng LAB qua 24 giờ và 48
giờ....................................................................................................................40
Hình 3.11. Số lượng chủng và loài có khả năng sinh β-galactosidase sau 24
giờ....................................................................................................................40
Hình 3.12. Số lượng chủng có khả năng chịu acid...........................................43


Hình 3.13. Giá trị OD600 của các chủng có khả năng chịu acid.........................44
Hình 3.14. Số lượng chủng có khả năng chịu muối mật..................................45
Hình 3.15. Giá trị OD600 của các chủng có khả năng chịu muối mật................46


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Giá trị pH và các thông số vi sinh trong 9 sản phẩm thịt chua Phú
Thọ...................................................................................................................27
Bảng 3.2. Phân loại các loài vi khuẩn lactic trong thịt chua Phú Thọ..............30


1

1

MỞ ĐẦU
Trong quá trình tiến hóa của con người, rất nhiều loại thực phẩm
lên men và đồ uống lên men có cồn đã được tạo ra theo phương cách lên
men tự nhiên (sử dụng VSV sẵn có trong tự nhiên) hoặc lên men chủ định
(sử dụng các VSV đã tuyển chọn trong giống khởi động). Mỗi đất nước, mỗi
dân tộc, mỗi vùng miền và mỗi nền văn hóa khác nhau luôn sở hữu cho
riêng mình từng loại thực phẩm lên men đặc trưng. Với giá thành rẻ, giá trị
dinh dưỡng cao, phù hợp với khẩu vị của từng dân tộc, thực phẩm lên
men đã và đang được sử dụng như một nhu cầu tất yếu của cuộc sống.
Tại Việt Nam, trong số các loại thực phẩm lên men thì thịt chua là món
ăn phổ biến được nhiều người biết đến. Dựa trên kinh nghiệm truyền
thống, mỗi vùng miền có các phương cách chế biến và sản xuất thịt chua
khác nhau để tạo nên hương vị riêng. Mặc dù phương pháp sản xuất còn
thủ công và cơ sở sản xuất còn nhỏ lẻ nhưng gần đây nhiều loại thịt chua đã
được thương mại hóa và bán trong các cửa hàng và siêu thị.
Tuy nhiên, hiểu biết khoa học về thành phần VSV hay những loài VSV
chính tham gia vào quá trình lên men hình thành chất lượng thịt chua vẫn
còn nhiều hạn chế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu
thành phần và các đặc tính probiotic của vi khuẩn lactic phân lập từ thịt
chua Phú Thọ”.


I.
1.1.

TỔNG QUAN

Probiotic

1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và định nghĩa probiotic
a, Lịch sử nghiên cứu probiotic
Những nghiên cứu về probiotic mới chỉ bắt đầu vào thế kỷ 20, Henry
Tisser (1900), một bác sỹ người Pháp đã quan sát và thấy rằng phân của
những đứa trẻ mắc bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn lạ hình trứng hoặc hình
chữ Y hơn những đứa trẻ khỏe mạnh [32].
Sau đó năm 1907, Elie Metchnikof - người Nga, đạt giải Nobel - đã
chứng minh được rằng việc tiêu thụ Lactobacillus sẽ hạn chế các nội độc tố
của hệ VSV đường ruột. Ông giải thích được điều bí ẩn về sức khỏe của
những người Cô-dăc ở Bulgary, họ sống rất khỏe mạnh và tuổi thọ có thể lên
tới 115 tuổi hoặc hơn, nguyên nhân có thể là do họ tiêu thụ rất lớn các
sản phẩm sữa lên men, điều này được ông báo cáo trong sách “sự kéo dài
cuộc sống” - The Prolongation of life (1908) [32].
Có thể nói Tisser và Metchnikof là người đầu tiên đưa ra những đề
xuất mang tính khoa học về probiotic, làm cơ sở cho những nghiên cứu
tiếp theo về probiotic [11].
Năm 1930, nhà khoa học người Nhật Minoru Shirota phân lập các vi
khuẩn lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh [12]. Cùng năm đó,
các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã chứng minh là Lactobacillus acidophilus có
khả năng làm giảm bệnh táo bón thường xuyên. Các nhà khoa học đại học
Havard phát hiện ra các vi khuẩn đường ruột đóng một vai trò quyết định
trong quá trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, cung cấp một số vitamin và
các chất dinh dưỡng khác nhau mà cơ thể vật chủ không tự sản xuất ra được
[11]. Sau đó 5 năm, một trong các đồ uống lên men - đặt tên là “Yakult” từ
sữa được cho là hỗ trợ sức khỏe đường ruột (intestinal health) được sản
xuất. Khái niệm chung


probiotics được chấp nhận ở Châu Á trong nhiều năm khi các sản phẩm

lên men từ sữa probiotic đầu tiên được giới thiệu ở Châu Âu những năm của
thập niên 80 [12].
Ngày nay, các sản phẩm probiotic có chứa Bifidobacteria hoặc
Lactobacillus được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến trên khắp thế giới như
những nguồn thực phẩm chính giúp tăng cường sức khỏe cho con người
cũng như vật nuôi.
1.1.2. Định nghĩa probitic
Theo ngôn ngữ Hi Lạp, probiotic có nghĩa là “vì sự sống”. Thuật ngữ
probiotic được Parker đề nghị sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974 để
chỉ “những vi sinh vật và những chất làm cân bằng hệ vi sinh vật ruột”
(Fuller, 1989) [11]. Từ đó đến nay thuật ngữ probiotic đã được cả thế giới sử
dụng để chỉ những chế phẩm vi sinh vật sống hữu ích khi được đưa vào cơ
thể động vật thông qua thức ăn hoặc nước uống tạo nên những ảnh
hưởng có lợi cho vật chủ. Kể từ khi xuất hiện, khái niệm probiotic vẫn chưa
có một định nghĩa thống nhất. Tuy nhiên, hiện có hai định nghĩa được cho
là phản ánh khá đầy đủ bản chất của probiotic và được sử dụng nhiều trong
các ấn phẩm khoa học:
(i) theo Fuller (1989) [11], probiotic là “chất bổ sung vi sinh vật sống vào
thức ăn giúp cải thiện cân bằng của hệ vi sinh vật đường tiêu hóa theo
hướng có lợi cho vật chủ”; (ii) theo tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2001),
probiotic là “các vi sinh vật sống khi đưa vào cơ thể theo đường tiêu hóa với
một số lượng đủ sẽ đem lại sức khỏe tốt cho vật chủ”.

1.1.3. Vai trò của probiotic
Probiotic được coi như là một thực phẩm chức năng rất được ưa
chuộng bởi các tính năng của nó mang lại. Những tác động chủ yếu của các


chủng vi khuẩn probiotic tới sức khỏe con người gồm những mặt chính
như sau

- Ngăn chặn sự xâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh bằng cách
cản chúng bám vào thành ruột
Probiotic khi được bổ sung vào cơ thể, các VSV này sau khi vượt
qua các rào cản về lý học và hóa học trong hệ dạ dày - ruột non thì
chúng sẽ tiến hành bám dính vào thành ruột để thực hiện chức
năng có lợi cho cơ thể vật chủ. Chúng cạnh tranh nơi ở với vi
khuẩn gây bệnh, ngăn cản không cho các vi khuẩn này bám vào
thành ruột, từ đó làm giảm số lượng vi khuẩn ngăn chặn các mầm
bệnh [14].
- Giúp cho việc tiêu hóa thức ăn được hữu hiệu hơn
Đối với những người thường bị chứng bất dung nạp đường
lactose trong các sản phẩm sữa do trong ruột không có enzyme
tiêu hóa loại đường này thì probiotic sẽ giúp họ tiêu hóa được dễ
dàng hơn [14].
- Giảm nguy cơ bị tiêu chảy do uống nhiều thuốc kháng sinh
Việc sử dụng probiotic để phòng ngừa tiêu chảy gây ra bởi thuốc
kháng sinh rất được quan tâm
Sự phát triển một cách rộng rãi và đặc hiệu cao của thuốc
kháng sinh đã khiến cho ngành y học quá tin tưởng vào phương
pháp trị liệu kháng sinh. Tuy nhiên, tác động loại bỏ của thuốc
kháng sinh không phân biệt được mầm bệnh thực sự và hệ VSV
có lợi trong ruột. Vì vậy, phương pháp trị liệu kháng sinh cũng dẫn
đến thay đổi hệ cân bằng của ruột và gây ra một vài ảnh hưởng xấu
mà có thể tòn tại lâu dài ngay cả sau khi ngừng sử dụng cách điều
trị này.


Bên cạnh đó, sự xuất hiện nhanh của nhiều chủng vi
khuẩn kháng lại kháng sinh chẳng hạn như Enterocci kháng
vancomycin và Staphylococcus aureus kháng methicillin là một

vấn đề đáng


quan tâm. Hơn nữa một vài bệnh lây nhiễm lại gia tăng và trở
nên trầm trọng hơn trong điều trị thuốc kháng sinh. Ví dụ,
bệnh tiêu chảy có thể do Clostridium difficile, một mầm bệnh cơ
hội, hoạt động và tăng nhanh khi có sự mất cân bằng của hệ VSV
trong ruột thông thường diễn ra trong suốt quá trình điều trị
kháng sinh [14]. Mặc dù bệnh này nói chung được điều trị thành
công với một loại thuốc kháng sinh thứ hai, tuy nhiên một vài
bệnh lây nhiễm vẫn tái diễn mặc cho các phương pháp trị liệu
kháng sinh khác (Sanders, 1999).
Về sau việc sử dụng probiotic đã cải thiện đáng kể hệ VSV nội
sinh (Markowitz và Bengmark, 2002) bằng cách thay thế các vi
khuẩn có ích bị mất. So với các nhược điểm như đắt, tính hóa học
và xâm hại ruột của thuốc kháng sinh, ưu điểm của probiotic là an
toàn, nguồn gốc tự nhiên và phần lớn không có bất cứ ảnh hưởng
có hại nào.
Ngoài tác dụng giảm nguy cơ bị tiêu chảy do uống nhiều thuốc
kháng sinh thì việc sử dụng probiotic còn có tác dụng ngăn ngừa
nguy cơ tiêu chảy gây ra bởi các loại virus gây bệnh [14].
- Tăng cường hệ miễn dịch
Probiotic như một vị thuốc chứa các phân tử chống viêm
cho đường ruột. Đồng thời góp phần đẩy mạnh sự báo hiệu cho
tế bào vật chủ để giảm các phản ứng viêm bằng cách tạo các
phản ứng miễn dịch cho cơ thể.
- Giảm cholesterol trong máu
Hàm lượng cholesterol trong huyết thanh ảnh hưởng rất lớn
đến các bệnh về tim mạch. Nếu hàm lượng này cao hơn 1mmol
so với mức bình thường thì người bệnh đang ở mức độ nguy hiểm

của các bệnh về tim mạch (35%) và có thể gây chết người nếu cao
hơn 45%.


Vì vậy chỉ cần giảm 1% hàm lượng cholesterol trong máu là có thể
giảm được mức độ nguy hiểm của bệnh về tim mạch từ 2 đến
3% (Masnon, 1992) [20]. Và việc sử dụng các sản phẩm probiotic
có khả năng làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu [1]. Một
trong những bằng chứng đầu tiên đó là việc sử dụng probiotic
Lactobaccilii trong các sản phẩm có ảnh hưởng tốt đến tim
mạch, bao gồm cả khả năng ngăn ngừa và điều trị các hội chứng
thiếu máu cục bộ của tim (Oxman, 2001) và giảm đáng kể hàm
lượng cholesterol trong máu (De Roos và Katan, 2000) [15].
- Giảm thiểu hiện tượng dị ứng
L. rhammousus GG đã được thử nghiệm trên hai đối tượng
có mức độ dị ứng cao đó là phụ nữ 6 tuần trước khi sinh và trẻ sơ
sinh trong vòng 6 tháng. Kết quả cho thấy sự giảm có ý nghĩa về
mức độ dị ứng (Kalliomaki, 2001). Nghiên cứu này cho thấy tiềm
năng của probiotic trong việc tạo ra các phản ứng giúp cơ thể
chống lại các chất lạ xâm nhập vào cơ thể và ngăn ngừa hiện tượng
dị ứng xảy ra. Trong nghiên cứu y học khác về bệnh dị ứng của trẻ
con với sữa bò, người ta thấy rằng chứng viêm da dị ứng này có thể
giảm bớt khi sử dụng thực phẩm probiotic của chủng L.
rhammousus và B. lactic BB-11 (Majamaa và Isolauri, 1996; 1997;
Isolauri và cs, 2000) [15].
Ngoài các ứng dụng chính trên thì probiotic theo như các nghiên
cứu khác còn có khả năng thuyên giảm triệu chứng đường ruột của hội
chứng ruột bị kích thích, nhiễm nấm âm đạo, nhiễm Helicobacter pylori ở

dạ dày, bệnh viêm ruột và nhiễm trùng đường tiết niệu.


1.1.4. Cơ chế tác động chung của probiotic
Có rất nhiều cách giải thích khác nhau về cơ chế tác động, nhưng phần
lớn các tài liệu về probiotic đề cập đến ba khía cạnh sau: (i) cạnh tranh loại
trừ; (ii) đối kháng vi khuẩn và (iii) hỗ trợ miễn dịch (Steiner, 2006). Minh họa
cơ chế hoạt động của probiotic thông qua hình 1.1
Cạnh tranh loại trừ là đặc tính đấu tranh sinh tồn điển hình của
các VSV. Hình thức cạnh tranh loại trừ thường thấy ở các VSV ruột là cạnh
tranh vị trí bám dính. Các VSV probiotic cư ngụ và nhân lên trong ruột, khóa
chặt các vị trí thụ cảm và ngăn cản sự bám dính của các VSV khác như:
Escherichia coli, Salmonella. Một số nấm men probiotic (Saccharomyces
cereviese, S. boulardii) không chỉ cạnh tranh vị trí bám dính của các vi khuẩn
khác mà còn gắn kết các vi khuẩn có roi (phần lớn là những vi khuẩn có hại)
thông qua các cơ quan thụ cảm mannose và đẩy chúng ra khỏi vị trí bám
dính ở niêm mạc ruột (Czerucka, 2002). Tuy nhiên, cạnh tranh dinh
dưỡng là phương thức cạnh tranh khốc liệt nhất vì sự sinh sôi với số lượng
lớn của một loài VSV nào đó là một đe dọa nghiêm trọng đối với các loài
khác về nguồn cơ chất cho phát triển.
Đồng thời cạnh tranh loại trừ, các VSV probiotic còn sản sinh các chất
kìm hãm vi khuẩn như lactoferrin, lysozym, hydrogen peroxide cũng như một
số axit hữu cơ khác. Các chất này gây tác động bất lợi lên vi khuẩn có hại chủ
yếu là do sự giảm thấp pH trong ruột (Conway, 1996).


Hình 1.1. Minh họa cơ chế tác động của probiotic
Ruột là cơ quan miễn dịch lớn nhất ở động vật có vú. Giữa hệ VSV
ruột và hệ thống miễn dịch có mối tương tác đặc thù. Năng lực miễn dịch
thể dịch và miễn dịch tế bào của hệ thống miễn dịch đường ruột bị ảnh

hưởng rất lớn bởi sự cân bằng của hệ VSV ruột (Cebra, 1999). Thông qua
tương tác với hệ thống miễn dịch ruột, các probiotic có thể điều chỉnh cả
miễn dịch thụ động và chủ động hoặc cả hai. Tác động điều chỉnh miễn
dịch đặc hiệu của probiotic phụ thuộc vào chủng giống hoặc các loài vi
khuẩn probiotic (Dugas, 1999). Tuy nhiên, cơ chế tác động của probiotic đối
với việc nâng cao chức năng miễn dịch vẫn còn chưa được hiểu biết đầy đủ.

1.1.5. Các nhóm VSV có đặc tính probiotic thƣờng gặp
Các nhóm VSV cơ bản
-

Nhóm vi khuẩn lactic


Đây là vi khuẩn thân thuộc với con người từ ngàn xưa. Trong tự
nhiên, chúng phân bố rất rộng rãi, thường gặp nhiều trong các sản
phẩm muối chua như dưa chua, thịt chua và sữa chua. Nhiều nghiên
cứu đã cho thấy rằng, vi khuẩn lactic có một vai trò quan trọng trong
quá trình tiêu hóa và hấp thụ thức ăn của vật chủ. Nhờ khả năng sản
sinh ra axit lactic, axit pyruvic, tổng hợp vitamin nhóm B và sản sinh
enzyme nên có tác dụng ức chế VSV, cải thiện tăng trưởng và sức đề
kháng của vật chủ.
- Nhóm vi khuẩn Bacillus
Các vi khuẩn Bacillus là nhóm trực khuẩn sinh bào tử, sống hiếu khí
tùy tiện nhưng trong điều kiện hiếu khí hoạt động mạnh hơn.
Chúng phân bố phổ biến trong tự nhiên. Một số loại của giống này
còn thấy trong khoang miệng, trong đường ruột của người và động
vật. Tất các loài Bacillus đều có khả năng phân giải hợp chất hữu cơ
như protein, tinh bột, cellulose nhờ khả năng sinh enzyme ngoại
bào mạnh như amylase, cellulose, protease.

- Nấm men Saccharomyces
Nhóm này được con người biết đến từ rất lâu và được sử dụng
trong nghề làm bánh mì, nấu rượu, làm bia và ủ rượu vang. Trong
thành phần của tế bào nấm men rất giàu protein, vitamin nhóm B và
khoáng chất. Chúng còn hấp thu và bài thải độc tố ra ngoài, tham
gia chuyển hóa glucose thành axit pyruvic là cơ chất cho các VSV có
lợi hoạt động và sinh sản.
- Nấm mốc
Điển hình là Aspergillus oryzae, A. niger, chúng có vai trò sản sinh
các enzyme amylase, protease, cellulose nhằm tăng cường khả
năng tiêu hóa thức ăn của con người và động vật.


10

1.2.

Vi khuẩn lactic

1.2.1. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic
Theo hệ thống phân loại của Bergey (2009), vi khuẩn lactic (LAB)
được phân loại như sau:
Lactobacteriaceae

Họ
Chi

Lactobacillus

Paralactobacillus

Pediococcus

Vi khuẩn lactic là vi khuẩn Gram dương, chịu acid, có dạng hình cầu
hoặc hình que, không tạo bào tử, có oxidase và catalase âm tính và hầu
hết không di động. Đa số các loài vi khuẩn lactic lên men kỵ khí bắt buộc.
Một số loài hiếu khí có thể sử dụng oxi thông qua flavoprotein oxidase.
Vi khuẩn lactic có khoảng nhiệt độ sinh trưởng khá rộng. Những loài
ưa nhiệt có nhiệt độ tối ưu từ 50C - 65C. Trong khi đó, một số loài có thể
sinh trưởng ở 5C hoặc thấp hơn nữa. Vi khuẩn lactic rất khó nuôi bởi vì hầu
hết chúng không có khả năng sinh tổng hợp một số hợp chất hữu cơ phức
tạp như vitamin, amino acid, purine và pyrimidine, do đó, cần phải bổ sung
các hợp chất này vào môi trường nuôi cấy.
Trong quá trình lên men, các VSV sẽ chuyển hóa các chất có trong
nguyên liệu thô ban đầu thành sản phẩm lên men có giá trị dinh dưỡng
cao hơn và có mùi vị hấp dẫn hơn. Hơn nữa, các chất được tạo ra có thể bảo
quản được thực phẩm lâu hơn, tăng lượng axít amin cần thiết, axít béo
omega-3, isoflavones, các chất có hoạt tính có lợi cho sức khỏe, vitamin
và khoáng chất, làm giảm các chất không mong muốn và các chất kháng dinh
dưỡng, tạo nên nhiều các chất oxy hóa như α-tocopherol, β-carotene,
selenium, phenolic và chất kháng khuẩn, tăng cường khả năng tiêu hóa và
thúc đẩy các chức năng probiotic (Tamang và cs, 2010). Bên cạnh việc tham
gia vào hình thành chất lượng sản phẩm, nhiều VSV trong thực phẩm lên
men sở hữu các tính trạng có lợi cho sức khỏe con người (đặc tính


10

probiotic). Vi khuẩn lactic có khả năng sản sinh β-galactosidase, một
enzyme phân cắt đường lactose thành

24

đường đơn và là enzyme rất cần thiết cho người không có khả năng dung
nạp lactose trong sữa (Vrese và cs, 2001; Solomons, 2002). Hơn nữa, vi
khuẩn lactic có thể tổng hợp bacteriocin, một loại peptide có chứa các axít
amin bất thường “unusual amino acid” được tổng hợp trên hệ thống
ribosome của tế bào. Bacteriocin có khả năng kháng khuẩn, đặc biệt là
những vi khuẩn có quan hệ gần gũi với chủng sản sinh bacteriocin.

1.2.2. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic có đặc tính probiotic
Về lý thuyết, bất kỳ loài vi khuẩn lactic không gây độc nào cũng đều có
khả năng sử dụng làm probiotic. Tuy nhiên, để có thể tác động có lợi lên hệ
tiêu hóa của vật chủ thì trước hết chúng phải có khả năng sống sót ở điều
kiện khắc nghiệt trong đường tiêu hóa, cụ thể như sau
- Chịu muối mật
Muối mật được coi là chất kháng khuẩn trong đường tiêu hóa,
bảo vệ ruột khỏi sự xâm nhập của các VSV gây bệnh. Do vậy, khi thức
ăn cùng với VSV probiotic từ dạ dày chuyển xuống vùng ruột, tại
đây, chúng sẽ chịu tác động của muối mật. Khả năng sống sót của các
chủng VSV sau tác dụng của muối mật là một trong những đặc
tính quan trọng của VSV được sử dụng làm probiotic.
- Chịu pH thấp
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 và ruột. Tuy nhiên, các quá trình tiêu hóa có thời gian xảy ra
lâu hơn nên VSV probiotic phải chịu áp lực của dạ dày với pH thấp
đến khoảng 1,5. Do đó, các chủng được sử dụng làm probiotic phải
chịu được pH thấp ít nhất 90 phút, tiếp đến chúng phải gắn vào biểu

25

mô ruột và phát triển được trong ruột trước khi phát huy vai trò đối
với vật chủ.