Danh gia chat luong giong cua mot so chung vi khuan lactobacillus

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VI THỊ THU HÒA

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG GIỐNG
CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN LACTOBACILLUS
TRONG ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN

Chuyên ngành:

Chăn nuôi

Mã số:

60.62.01.05

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Nguyễn Thị Tuyết Lê

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để
bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Vi Thị Thu Hòa

i


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của
bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết
ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Tuyết Lê đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công
sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Dinh dưỡng - Thức ăn, Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận
tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn
thành luận văn./.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Vi Thị Thu Hòa

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan .....................................................................................................................
i Lời cảm ơn ........................................................................................................................
ii Mục lục ...........................................................................................................................
iii

Danh

mục

các

chữ

viết

tắt................................................................................................. v Danh mục bảng
................................................................................................................ vi Danh mục biểu
đồ ........................................................................................................... vii Danh mục

hình ................................................................................................................ vii Trích yếu
luận văn ......................................................................................................... viii Thesis
abstract................................................................................................................... x Phần
1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.
Đặt vấn đề ...........................................................................................................
1
1.2.

Mục đích – yêu cầu............................................................................................. 2

1.2.1.
2

Mục đích .............................................................................................................

1.2.2.

Yêu cầu ............................................................................................................... 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 3
2.1.

Tổng quan về Lactobacillus ............................................................................... 3

2.1.1.

Đặc điểm của vi khuẩn Lactobacillus................................................................. 3

2.1.2.

Lên men lactic ở Lactobacillus........................................................................... 4

2.1.3.

Một số đặc tính probiotic của Lactobacillus ...................................................... 5

2.1.4.

Vai trò của vi khuẩn Lactobacillus trong chăn nuôi........................................... 6

2.2.
9

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của vi sinh vật .......................

2.2.1.
9

Yếu tố dinh dưỡng ..............................................................................................

2.2.2.

Yếu tố vật lý ..................................................................................................... 11

2.2.3.
14

Yếu tố hóa học ..................................................................................................

2.3.

Biến dị ở vi sinh vật .......................................................................................... 15

2.3.1.

Khái niệm ......................................................................................................... 15

2.3.2.

Các dạng biến dị ............................................................................................... 16

2.4.

Các phương pháp bảo quản vi sinh vật............................................................. 17

2.4.1.
17

Phương pháp cấy truyền vi sinh vật..................................................................
3


2.4.2.
19

Giữ giống vi sinh vật trong môi trường đất, cát, hạt ........................................

2.4.3.
20

Phương pháp đông khô và đông khô dịch thể trực tiếp ....................................

2.4.4.
21

Bảo quản lạnh ...................................................................................................

2.4.5.
21

Phương pháp bảo quản lạnh sâu .......................................................................

2.5.

Vai trò của sinh khối vi khuẩn lactic trong chăn nuôi ...................................... 22

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................
23

4


3.1.

Đối tượng – địa điểm – thời gian nghiên cứu ................................................... 23

3.2.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 23

3.2.1.

Đánh giá sự biến đổi về mặt hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong
thời gian giữ giống:........................................................................................... 23

3.2.2.

Đánh giá sự biến đổi về đặc tính sinh học của các chủng Lactobacillus.......... 23

3.3.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 23

3.3.1.

Nguyên vật liệu................................................................................................. 23

3.3.2.

Phương pháp bảo quản, giữ giống .................................................................... 24

3.3.3.

Phương pháp xác định hình thái ....................................................................... 24

3.3.4.

Các phản ứng sinh hóa – Catalase Test ............................................................ 24

3.3.5.

Phương pháp đánh giá khả năng phân giải protein........................................... 25

3.3.6.

Phương pháp xác định khả năng sinh axit lactic và đông vón sữa ................... 25

3.3.7.

Phương pháp đánh giá sức sống của giống....................................................... 26

3.3.8.

Phương pháp đánh giá khả năng sinh trưởng ở các điều kiện nhiệt độ
khác nhau .......................................................................................................... 26

3.3.9.

Phương pháp xác định số lượng tế bào............................................................. 26

3.4.

Xử lý số liệu...................................................................................................... 27

Phần 4. Kết quả và thảo luận....................................................................................... 28
4.1.

Đánh giá sự biến đổi hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong quá
trình giữ giống .................................................................................................. 28

4.1.1.

Sự biến đổi hình thái khuẩn lạc ........................................................................ 28

4.1.2.

Sự biến đổi hình thái vi khuẩn .......................................................................... 30

4.2.

Đánh giá sự biến đổi các đặc tính sinh học của các chủng Lactobacillus
trong thời gian bảo quản giữ giống................................................................... 32

4.2.1.

Khả năng phân giải protein............................................................................... 32

4.2.2.

Khả năng đông vón sữa và sinh axit lactic của các chủng Lactobacillus ......... 35

4.2.3.

Đánh giá sức sống của các chủng giống Lactobacillus trong thời gian
bảo quản............................................................................................................ 38

4.2.4.

Khả năng sinh trưởng ở các mức nhiệt độ khác nhau....................................... 39

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 50
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 50

5.1.1.

Về sự biến đổi hình thái của Lactobacillus trong thời gian bảo quản .............. 50

5.1.2.

Về sự biến đổi đặc tính sinh học của Lactobacillus trong thời gian
bảo quản............................................................................................................ 50

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 51

5.2.1

Tồn tại ............................................................................................................... 51

5.2.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 51

Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 52
4

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
cs.

Nghĩa tiếng Việt
: Cộng sự

o

: Độ C

C

h
NXB
ST TB
VK
VSV

: Giờ
: Nhà xuất bản
: Sinh trưởng
: Tế bào
: Vi khuẩn
: Vi sinh vật

5

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Hoạt độ của nước đối với một số giống vi sinh vật ..................................... 12
Bảng 4.1. Đặc điểm khuẩn lạc của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo
quản giữ giống ............................................................................................. 29
Bảng 4.2. Hình thái vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian bảo quản......................... 31
Bảng 4.3. Khả năng phân giải protein của các chủng vi khuẩn Lactobacillus
trong thời gian bảo quản ..............................................................................
32
Bảng 4.4. Khả năng sinh axit lactic của các chủng vi khuẩn Lactobacillus trong
thời gian bảo quản ........................................................................................
35
Bảng 4.5. Khả năng đông vón sữa ở thời điểm 24h của các chủng Lactobacillus
trong thời gian bảo quản giữ giống ..............................................................
37
Bảng 4.6. Số lượng tế bào sống (TB/ml) của các chủng Lactobacillus trong thời
gian bảo quản giữ giống............................................................................... 38
o

Bảng 4.7. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 30 C ........................ 41
o

Bảng 4.8. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 35 C ........................ 43
o

Bảng 4.9. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 40 C ........................ 45
o

Bảng 4.10. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 45 C......................... 47

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 2.1. Giới hạn nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật ............................................... 13
Biểu đồ 4.1. Khả năng phân giải protein của các chủng Lactobacillus trong thời gian
bảo quản ......................................................................................................
34
Biểu đồ 4.2. Khả năng sinh axit lactic của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo
quản giữ giống ............................................................................................
36
o

Biểu đồ 4.3. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 30 C.......................... 42
o

Biểu đồ 4.4. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 35 C.......................... 44
o

Biểu đồ 4.5. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 40 C.......................... 46
o

Biểu đồ 4.6. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 45 C.......................... 48

DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1. Đĩa petri nuôi cấy NCb ................................................................................... 31
Hình 4.2. Khuẩn lạc NCb................................................................................................ 31
Hình 4.3. NCb qua ba lần cấy chuyển ............................................................................ 31
Hình 4.4. Hình thái một số chủng giống Lactobacillus .................................................. 32
Hình 4.5. Khả năng phân giải protein của các chủng Lactobacillus .............................. 34
Hình 4.6. Khả năng đông vón sữa của vi khuẩn Lactobacillus ...................................... 38
Hình 4.7. Đánh giá sinh trưởng trên môi trường MRS dịch thể ..................................... 40

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Vi Thị Thu Hòa
Tên Luận văn: Đánh giá chất lượng giống của một số chủng vi khuẩn
Lactobacillus trong điều kiện bảo quản
Ngành: Chăn Nuôi

Mã số: 60.62.01.05

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Đánh giá sự biến đổi về hình thái, đặc điểm sinh trưởng và một số đặc tính sinh
học của 6 chủng vi khuẩn Lactobacillus được bảo quản, giữ giống trên môi trường
o

thạch nghiêng trong tủ lạnh (4 C) trong 90 ngày để từ đó đánh giá phẩm chất giống và
đưa ra quy trình bảo quản giống phù hợp trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài có 4 nội dung chính
- Đánh giá sự biến đổi về mặt hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong thời
gian giữ giống.
- Đánh giá khả năng sống sót của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo
quản.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở các điều kiện
nhiệt độ khác nhau trong thời gian bảo quản.
- Đánh giá một số đặc tính sinh học của giống:
+ Đánh giá khả năng phân giải protein
+ Đánh giá khả năng sinh axit lactic và đông vón sữa

Nguyên vật liệu
Các chủng Lactobacillus sử dụng trong nghiên cứu:
+ 01 chủng Lactobacillus bulgaricus: Proc
+ 02 Lactobacillus acidophilus: LA, NCb
+ 03 Lactobacillus plantarum: LP, ND1, ND2
Tất cả các chủng giống đều được phân lập và chọn lọc mới từ các mẫu là các sản
phẩm lên men. Sử dụng môi trường MRS để giữ giống.
Phương pháp nghiên cứu.
8


- Phương pháp bảo quản, giữ giống: Giống Lactobacillus được nuôi cấy trên môi
o

o

trường thạch nghiêng MRS ở 37 C/48h sau đó giữ giống trong tủ lạnh (4 C).

9


- Phương pháp xác định hình thái: Vi khuẩn nhuộm Gram và quan sát dưới kính
hiển vi quang học.
- Các phản ứng sinh hóa: gồm phản ứng lên men đường, Catalase Test.
- Phương pháp đánh giá khả năng phân giải protein: sử dụng phương
pháp khuếch tán trên thạch, đo đường kính vòng phân giải.
- Xác định khả năng sinh axit lactic bằng phương pháp chuẩn độ và đông vón sữa.
- Phương pháp đánh giá sức sống của giống: Đếm số lượng tế bào sống bằng
phương pháp pha loãng nồng độ.
- Phương pháp đánh giá khả năng sinh trưởng ở các điều kiện nhiệt độ khác

nhau:
o

xác định số lượng tế bào nuôi cấy ở các mức nhiệt độ 30, 35, 40 và 45 C ở 24-48h.
Kết quả chính và kết luận
o

- Với phương pháp bảo quản giữ giống trên môi trường thạch nghiêng ở 4 C
trong 90 ngày với thời gian cấy truyền 1 tháng/lần thì khuẩn lạc và hình thái tế bào của
các chủng giống nghiên cứu không có sự biến đổi so với ban đầu.
- Trong số 6 chủng giống kiểm tra chỉ có 3 chủng LA, LP và Proc vẫn duy trì chất
lượng giống ổn định trong suốt 90 ngày bảo quản.
o

- Ở mức nhiệt độ thường (30-35 C): Các chủng giống có tốc độ sinh trưởng lớn
o

nhất gồm LA, LP, NCb, Proc. Ở nhiệt độ cao (40-45 C): Các chủng giống có tốc độ
sinh trưởng lớn nhất gồm LA và LP.
- Chủng Lactobacillus LA là chủng giống có sức sống và đặc tính sinh học ổn định
nhất trong suốt quá trình bảo quản.

9


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Vi Thi Thu Hoa
Thesis title: Evaluation of viability and stability of some Lactobacillus strains
under storage condition
Major: Animal Science

Code: 60.62.01.05

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Six Lactobacillus strains were preservated by On Agar Slopes Method at
o

refrigeration temperature 4 C. Their morphology, viability, growth ability and some
functional properties relevant to their use as probiotics were evaluated during
90 days of preservation. The aim of this study was to evaluate of

quality of

six Lactobacillus strains and establish a suitable preservation method for stater
culture at laboratory scale.
Materials and Methods
Four main subjects:
- Evaluation of mophology characteristics of six Lactobacillus strains during 90
days of preservation.
- Evaluation of viability of six Lactobacillus

strains during 90 days of

preservation.
- Evaluation of growth ability of six Lactobacillus

strains at different

temperatures during 90 days of preservation.

- Evaluation of some functional properties of six Lactobacillus strains during 90
days of preservation such as protease activity, lactic acid production and milk
coagulation ability.
Materials
Lactobacillus strains were used in this study:
+ 01 Lactobacillus bulgaricus strain: Proc
+ 02 Lactobacillus acidophilus strains: LA, NCb
+ 03 Lactobacillus plantarum strains: LP, ND1, ND2
All strains were isolated from fermented products and preserved on MRS agar
Slopes Method.
10


Study methods
- Preservation of pure culture: Pure culture of six Lactobacillus strains were
o

preserved on MRS agar slopes after taking a growth of 48 h at 37 C at ordinary
o

refrigeration temperature (4 C).
- Morphological examination of culture: Morphological and cultural
examination was carried out by using Gram’s staining method.
- Biochemical tests: sugar fermentation and catalase test.
- Protein hydrolysis test by determining of clearing zone around the bacterial
growth.
- Evaluation of lactic acid production

by titratable acidity method and milk

coagulation ability.
- Viability of culture: Viability was estimated as described by Awan and
Rahman (2002) at 0, 30, 60 and 90 days of storage. Bacterial count based on serial
dilution and plate count method.
- Methods of assessment of growth in the various temperature conditions 30,
35,
o

40 and 45 C: Bacterial count method according to Vinogradxki – Sulghina – Brid
(Nguyễn Lân Dũng, 1978).
Main results and conclusions
- The morphology of six Lactobacillus strains preservated on MRS agar slope at
o

refrigeration temperature 4 C have showed no changes in cell morphology as well as
colony morphology during the 90 days of preservation.
- 3/6 Lactobacillus strains including LA, LP and Proc almost remained stability,
vitality and growth ability during storage of 90 days.
o

- Growth ability at temperature 30 and 35 C: The best growth rate was
detected
4 in Lactobacillus strains including LA, LP, NCb, Proc.
o

- Growth ability at hight temperature 40 and 45 C: The best growth rate was
detected 4 in Lactobacillus strains including LA and LP.
It is concluded that only Lactobacillus strain LA showed the stability during
storage of 90 days.

11


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Probiotic là chế phẩm sinh học chứa các vi khuẩn sống, có tác động làm cân
bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, từ đó ảnh hưởng tốt cho động vật.
Cách thức hoạt động của probiotic là cạnh tranh, qua đó tạo nên hàng rào vật lý
bảo vệ sự tấn công của các vi sinh vật gây bệnh. Ngoài ra, chúng cũng sinh ra các
hoạt chất kháng khuẩn và men kích thích hệ thống miễn dịch của vật nuôi.
Lactobacillus là nhóm vi khuẩn lactic được sử dụng rộng rãi nhất trong chế
tạo probiotics. Hoạt động của Lactobacillus rất hiệu quả trong việc tạo khả năng
bám dính vào tế bào, loại trừ hoặc làm giảm khả năng lan truyền bệnh, tính bền
vững và khả năng nhân lên (Rolfe, 2000). Các chủng Lactobacillus được tìm thấy
và phân lập nhiều ở trong đường tiêu hóa của động vật, trong các phế phụ công
nghiệp sản xuất bia, rượu, đường và sản phẩm lên men.... Các sản phẩm này có
chứa hàm lượng axit lactic rất cao là tiềm năng để sản xuất probiotics.
Để thu được những chủng giống vi khuẩn lactic có phẩm chất sinh học tốt,
đáp ứng yêu cầu trong việc sản xuất các chế phẩm sinh học hay tạo ra các giống
khởi động có chất lượng cao thì khâu phân lập, chọn lọc đóng vai trò then chốt.
Tuy nhiên, công việc chọn lọc này cũng rất tốn kém, đòi hỏi công sức và phụ
thuộc rất nhiều vào công tác bảo quản giống sau phân lập. Các chủng giống được
chọn lọc tự nhiên thường có sức sống tốt và có các đặc tính sinh học cao, nhưng
chúng dễ bị biến đổi hoặc xuất hiện những biến dị không mong muốn nếu khâu
bảo quản và giữ giống không tốt.
Hiện nay có rất nhiều các phương pháp bảo quản, giữ giống vi sinh vật hiệu
quả như đông lạnh, đông khô…. Tuy nhiên, các phương pháp này đòi hỏi phải có
thiết bị, máy móc hiện đại mà nhiều phòng thí nghiệm trong nước chưa đáp
ứng được. Vì vậy, các chủng giống sau phân lập chọn lọc vẫn được giữ giống với
phương pháp truyền thống là nuôi cấy trên thạch nghiêng và bảo quản trong tủ

lạnh. Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện, không tốn kém nhưng lại có một
số nhược điểm như thời gian bảo quản ngắn, dễ bị biến đổi đặc tính sinh học
của giống, thoái hóa giống… Xuất phát từ thực tế trên, để đánh giá sự biến đổi
1


các đặc điểm về hình thái cũng như đặc tính sinh học của một số chủng
Lactobacillus

2


sử dụng làm chế phẩm sinh học trong chăn nuôi trong quá trình giữ giống,
chúng tôi tiến hành đề tài:
“Đánh giá chất lượng giống của một số chủng vi khuẩn Lactobacillus
trong điều kiện bảo quản”.
1.2. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
1.2.1. Mục đích
Theo dõi các chủng vi khuẩn Lactobacillus trong quá trình bảo quản, giữ
o

giống ở nhiệt độ bảo quản tủ lạnh (4 C) để đánh giá sự biến đổi đặc tính sinh
học của chúng trong các điều kiện và thời gian khác nhau, từ đó đánh giá phẩm
chất giống và đưa ra quy trình bảo quản giống phù hợp.
1.2.2. Yêu cầu
Đánh giá phẩm chất giống vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian giữ giống
trên các tiêu chí sau:
- Đánh giá về hình thái.
- Đánh giá về đặc tính sinh học như: sức sống, khả năng phân giải
protein, khả năng sinh axit lactic và đông vón sữa; khả năng sinh trưởng ở các

điều kiện nhiệt độ khác nhau.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TỔNG QUAN VỀ LACTOBACILLUS
2.1.1. Đặc điểm của vi khuẩn Lactobacillus
Theo khóa phân loại vi khuẩn của Bergey’s (2005) Lactobacillus được
phân loại như sau:
Ngành:

Firmicutes

Lớp:

Bacilli

Bộ:

Eubacteriales

Họ:

Lactobacillaceae

Giống:

Lactobacillus

Lactobacillus thuộc nhóm các vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic gồm một số
giống trong ngành Firmicutes, chúng có chung đặc tính là các vi khuẩn Gram
dương và lên men carbohydrate thành năng lượng và axit lactic.
Giống Lactobacillus rất đa dạng. Sự đa dạng của chúng có thể được đánh
giá bằng hàm lượng G+C trong ADN của các loài, thường chiếm 32-53 mol%.
Điểm đặc trưng phổ biến nhằm phân biệt chúng với phần lớn các giống khác là
dạng hình que và khả năng tạo ra axit lactic như một sản phẩm cuối cùng
chủ yếu. Bên cạnh đó, Lactobacillus còn là vi khuẩn Gram dương, không hình
thành bào tử và hiếm khi di động. Người ta thấy rằng tế bào Lactobacillus điển
hình có dạng hình que, với kích thước biến đổi trong khoảng (0,5-1,2)×(1-10)
µm, đôi khi trông chúng có thể gần giống như hình cầu (coccoid) trong điều
kiện nào đó và thường hình thành dạng chuỗi hoặc tồn tại đơn (Abee et al.,
1999).
Khuẩn lạc của vi khuẩn Lactobacillus trên môi trường agar có kích thước 25mm, dạng lồi, mờ đục và không nhuộm màu. Những tế bào này đòi hỏi môi
trường nuôi cấy phức tạp, có khả năng lên men và phân hủy saccharose. Ít
nhất một nửa sản phẩm lên men từ nguồn cacbon là lactose.
Về nhu cầu oxy, Lactobacillus là vi khuẩn kỵ khí tùy ý, thường sinh
trưởng chậm trong không khí. Đôi khi, sự sinh trưởng của chúng có thể được
kích thích bằng cách thêm 5% CO2 vào môi trường nuôi cấy.
4


Về nhu cầu dinh dưỡng, vi khuẩn Lactobacillus cần chế độ dinh dưỡng
đặc biệt, chúng phát triển rất tốt trên môi trường có chứa nhiều phức chất.

5


0

Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn Lactobacillus là 30 – 40 C.
0

Nhưng chúng có thể sinh trưởng trong phạm vi nhiệt độ là 5 – 53 C.
Vi khuẩn Lactobacillus có khả năng chịu đựng được môi trường có tính
axit. pH tối ưu cho sự phát triển của chúng là pH 5,5 – 5,8.
Lactobacillus có một số đặc tính sinh hóa đặc trưng như: catalase âm
tính, khử nitrate âm tính (đôi khi dương tính với pH > 6), có khả năng lên men
glucose… (Axelsson and Lars, 2004).
Lactobacillus phân bố tương đối rộng rãi trong tự nhiên đặc biệt là trong
các sản phẩm lên men, chúng giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp
thực phẩm: các sản phẩm chế biến từ sữa và rượu bia. Người ta có thể tìm thấy
Lactobacillus ở cả động vật và thực vật. Ở người, Lactobacillus thường tìm thấy
ở ruột và âm đạo (Fuller, 1989).
2.1.2. Lên men lactic ở Lactobacillus
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh
vật, điển hình là vi khuẩn lactic. Lactobacillus có khả năng lên men nhiều loại
đường đơn và đường đôi nhưng không có khả năng lên men các loại glucid phức
tạp và tinh bột. Sự phát triển của chúng cần sự có mặt của peptone, axit amin
hay muối amoni. Vi khuẩn Lactobacillus có yêu cầu đặc biệt về chất dinh dưỡng
là giàu vitamin, axit amin và khoáng chất. Quá trình lên men xảy ra tốt nhất trong
môi trường axit pH từ 5,5÷6, khi pH < 5,5 quá trình lên men bị dừng lại. Nhiệt độ
0

thích hợp cho quá trình lên men từ 15÷50 C. Tuy nhiên, mỗi loài có khoảng nhiệt
độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt
0

độ lớn hơn 80 C vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn.
Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào vi khuẩn. Đầu tiên, đường sẽ

được vi khuẩn lactic đưa vào bên trong tế bào nhờ cơ chế vận chuyển đặc trưng
của màng tế bào. Nếu phân tử đường là đường đơn như glucose thì sẽ vào
thẳng chu trình chuyển hóa, còn nếu phân tử đường là đường đôi hay các dạng
đường khác thì sẽ bị thủy phân thành các monosaccharide rồi mới vào chu trình
chuyển hóa. Sau đó phân tử đường này sẽ đi vào các chu trình chuyển hóa khác
nhau và cuối cùng cho sản phẩm là axit lactic, axit axetic, CO2…

6


Dựa vào sản phẩm tạo thành của quá trình lên men mà người ta chia
chúng ra làm hai nhóm là vi khuẩn lactic lên men đồng hình hay vi khuẩn lactic
lên men dị hình (Nguyễn Lân Dũng và cs., 2002)

7


Các loài thuộc nhóm lên men đồng hình tạo ra 85% axit lactic từ glucose,
trong khi các loài lên men dị hình chỉ tạo ra 50% axit lactic và một lượng đáng kể
carbone dioxide, acetate và ethanol. Các loài Lactobacillus lên men đồng hình
gồm:

Lactobacillus

acidophilus,

Lactobacillus

delbrueckii,

Lactobacillus

leichmannii… và các loài lên men dị hình gồm: Lactobacillus brevis, Lactobacillus
buchneri, Lactobacillus casei, Lactobacillus fermentum… (Axelsson and Lars,
2004). Mặc dù tất cả các loài Lactobacillus đều tạo ra axit lactic, nhưng các loài
khác nhau có thể tạo ra các axit lactic khác nhau về đồng phân hóa học.
2.1.3. Một số
Lactobacillus

đặc

tính

probiotic

của

2.1.3.1. Khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh
Lactobacillus có khả năng sinh ra các chất ức chế với cả vi khuẩn Gram
dương, Gram âm, kể cả nấm và có khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn bao
gồm các axit hữu cơ, hydrogen peroxit, cacbondioxit, và diaxetyl cũng như
bacteriocin và các hợp chất giống bacteriocin (Hollang et al., 1987; Mishra and
Lambert, 1996).
Axit hữu cơ có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh, được
sản sinh bởi vi khuẩn lactic như acetic, lactic, axit probionic. Một vài vi khuẩn
chi Lactobacillus có khả năng ngăn chặn sự phát triển của E. coli, M. luteus,
Salmonella typhi và Shigella flexneri bằng cách sinh ra ra axit lactic (Mai Thị Đàm
Linh và cs.,
2008). Cả axit lactic và axit axetic đều có khả năng hạn chế sự phát triển của các
vi sinh vật khác bởi chúng làm giảm pH bên trong đường ruột và chính điều này

đã ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của các vi sinh vật khác.
Ngoài ra, Lactobacillus còn có khả năng sinh ra bacteriocin, một loại
protein có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn khác do sự tạo thành các kênh
làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, nhiều loại bacteriocin còn có khả năng
phân giải ADN, ARN và tấn công vào peptidoglycan để làm suy yếu thành tế
bào. Bacteriocin sẽ tấn công các vi khuẩn gây bệnh và ức chế sự phát triển của
chúng, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh như: E.coli, Samonella, Vibrio,
8


Campylobacter, Shigella, Clostridium, Candida albicans, và một số virus khác
(Mishra and Lambert, 1996).

9


2.1.3.2. Khả năng chịu mặn
Khả năng chịu mặn của Lactobacillus có vai trò quan trọng vì đây là yếu
tố đầu tiên quyết định sự tồn tại của probiotic trong môi trường nước biển.
Khả năng chịu mặn là đặc tính quý khi sử dụng các chủng này chế tạo chế
phẩm sử dụng cho nuôi trồng thủy sản ở các vùng khác nhau. Một số
chủng Lactobacillus đã được biết với khả năng chịu độ mặn cao, cao hơn rất
nhiều so với độ mặn trung bình từ 3,1% tới 3,8% của nước biển như L.
amylovorus DCE
471 có thể tồn tại và sinh ra bacteriocin trong môi trường 3 % (w/v) NaCl
(Patricia et al., 2003).
2.1.3.3. Khả năng tồn tại trong đường tiêu hóa và ức chế vi khuẩn gây bệnh
Trong các điều kiện in vitro, nhiều chủng Lactobacillus đã được tuyển chọn
với khả năng tồn tại ở trong điều kiện bất lợi của đường ruột động vật thủy sản
như môi trường axit HCl ở dạ dày, môi trường kiềm của ruột, lyzozyme, dịch

tụy, dịch mật (Srikanjana et al., 2008).
Khả năng tồn tại trong các điều kiện khắc nghiệt của đường tiêu hóa giúp
cho các vi sinh vật probiotic có thể cạnh tranh được vị trí bám dính và các
nguồn dinh dưỡng, năng lượng với các vi khuẩn gây hại. Một số chủng
Lactobacillus có khả năng tồn tại tốt trong đường tiêu hóa đã được phân
lập như: L. curvatus, L. reuteri, L. plantarum, L. parapentarum, L. pentosus,
L. keferi, L. fermentum, L. animalis, L. mucosae, L. Aviaries, L. hilgardii, và L.
Panis (Srikanjana et al., 2008 ; Yazid et al., 1999).
Afolabi et al. (2008) cho biết, vi khuẩn lactic có thể sản sinh các hoạt chất
kháng lại cả vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Adesokan et al. (2008) đã báo
cáo, nhiều loài vi khuẩn lactic có khả năng ức chế Staphylococcus aureus,
Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Escherichia coli and Proteus
vulgaris. Obadina et al. (2006) cũng cho biết Lactobacillus plantarum có khả
năng ức chế Salmonella thyphii, Staphylococcus aureus, E.coli và B.substilis.
2.1.4. Vai trò của vi khuẩn Lactobacillus trong chăn nuôi
2.1.4.1. Trong bảo quản và chế biến thức ăn chăn nuôi
Công nghệ lên men trong bảo quản thức ăn đã được sử dụng từ lâu. Đó
là kỹ thuật truyền thống lên men thức ăn xanh được gọi là “ủ xanh” để bảo
1
0


quản dự trữ thức ăn dùng trong chăn nuôi gia súc lớn. Nguyên lý của
phương pháp là sử dụng quá trình lên men của vi khuẩn lactic hình thành
một lượng axit

1
1