(Luận văn thạc sĩ) đánh giá chất lượng giống của một số chủng vi khuẩn lactobacillus

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

VI THỊ THU HỊA

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

Tơi xin cam đoan đây là cơng 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 thơng 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 hồn thành luận văn, tơi
đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự
giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc đến cơ Nguyễn Thị Tuyết Lê đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức,
thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo,
Bộ môn Dinh dưỡng - Thức ăn, Khoa Chăn nuôi - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam đã
tận tình giúp đỡ tơi trong q 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 tơi hồn 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. Mục đích............................................................................................................................. 2
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 trị của vi khuẩn Lactobacillus trong chăn ni.................................. 6
2.2.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của vi sinh vật....9
2.2.1. Yếu tố dinh dưỡng....................................................................................................... 9
2.2.2. Yếu tố vật lý................................................................................................................... 11
2.2.3. Yếu tố hóa học............................................................................................................. 14
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. Phương pháp cấy truyền vi sinh vật............................................................... 17
2.4.2. Giữ giống vi sinh vật trong môi trường đất, cát, hạt.............................. 19
2.4.3. Phương pháp đông khô và đông khô dịch thể trực tiếp......................20
2.4.4. Bảo quản lạnh.............................................................................................................. 21
2.4.5. Phương pháp bảo quản lạnh sâu...................................................................... 21
2.5.
Vai trò của sinh khối vi khuẩn lactic trong chăn nuôi............................ 22
Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu............................................................ 23

iii

3.1.
3.2.
3.2.1.

Đối tượng – địa điểm – thời gian nghiên cứu............................................. 23
Nội dung nghiên cứu............................................................................................... 23
Đánh giá sự biến đổi về mặt hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong

thời gian giữ giống:.................................................................................................. 23
3.2.2.
3.3.
3.3.1.
3.3.2.
3.3.3.
3.3.4.
3.3.5.
3.3.6.

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

Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 23
Nguyên vật liệu............................................................................................................ 23
Phương pháp bảo quản, giữ giống.................................................................. 24
Phương pháp xác định hình thái....................................................................... 24
Các phản ứng sinh hóa – Catalase Test........................................................ 24
Phương pháp đánh giá khả năng phân giải protein............................... 25
Phương pháp xác định khả năng sinh axit lactic và đơng 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 đơng 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

4.2.4.

bảo quản......................................................................................................................... 38
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

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt
cs.

: Cộng sự

oC

: Độ C

h

: Giờ

NXB

: Nhà xuất bản

ST

: Sinh trưởng

TB

: Tế bào

VK

: Vi khuẩn

VSV

: Vi sinh vật

v


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 quản35
Bảng 4.5. Khả năng đơng 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
Bảng 4.7. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 30 oC.......41
Bảng 4.8. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 35 oC.......43
Bảng 4.9. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 40 oC.......45
Bảng 4.10. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 45 oC.....47

vi


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
Biểu đồ 4.3. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 30 oC.......42
Biểu đồ 4.4. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 35 oC.......44
Biểu đồ 4.5. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 40 oC.......46
Biểu đồ 4.6. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 45oC.......48

DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1. Đĩa petri ni 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 đơng 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 Hịa
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 thạch nghiêng trong tủ lạnh (4 oC) trong 90 ngày để từ đó đánh giá phẩm chất
giống và đưa ra quy trình bảo quản giống phù hợp trong điều kiện phịng 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 đơng vón sữa

Ngun 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.
- Phương pháp bảo quản, giữ giống: Giống Lactobacillus được nuôi cấy trên
môi trường thạch nghiêng MRS ở 37oC/48h sau đó giữ giống trong tủ lạnh (4oC).

viii


- 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 vịng phân giải.
- Xác định khả năng sinh axit lactic bằng phương pháp chuẩn độ và đơng 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: xác định số lượng tế bào nuôi cấy ở các mức nhiệt độ 30, 35, 40 và 45 oC ở 24-48h.

Kết quả chính và kết luận
- Với phương pháp bảo quản giữ giống trên môi trường thạch nghiêng ở
4oC 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 khơng 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.
- Ở mức nhiệt độ thường (30-35 oC): Các chủng giống có tốc độ sinh

trưởng lớn nhất gồm LA, LP, NCb, Proc. Ở nhiệt độ cao (40-45 oC): 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.

ix


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 refrigeration temperature 4 o 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.

x


Study methods
- Preservation of pure culture: Pure culture of six Lactobacillus
strains were preserved on MRS agar slopes after taking a growth of 48 h
at 37o C at ordinary refrigeration temperature (4oC).
- Morphological examination of culture: Morphological and cultural
examination was carried out by using Gram’s staining method.
- Biochemical tests: sugar fermentation and catalase test.
growth.

- Protein hydrolysis test by determining of clearing zone around the bacterial

- 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, 40 and 45oC: 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 refrigeration temperature 4o 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.
- Growth ability at temperature 30 and 35oC: The best growth rate

was detected 4 in Lactobacillus strains including LA, LP, NCb, Proc.
- Growth ability at hight temperature 40 and 45 oC: 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.

xi

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 ni.
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
trị then chốt. Tuy nhiên, công việc chọn lọc này cũng rất tốn kém, địi hỏi
cơng 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 địi hỏi phải có
thiết bị, máy móc hiện đại mà nhiều phịng 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, khơng 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, thối hóa giống… Xuất phát từ thực tế trên, để đánh giá sự biến đổi các đặc
điểm về hình thái cũng như đặc tính sinh học của một số chủng Lactobacillus

1


sử dụng làm chế phẩm sinh học trong chăn nuôi trong q trình giữ
giống, chúng tơi 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 giống ở nhiệt độ bảo quản tủ lạnh (4 oC) 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 đơng vón sữa; khả năng
sinh trưởng ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau.

2


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 cịn là vi khuẩn Gram dương, khơng 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 khong (0,5-1,2)ì(1- 10) àm, ụi khi
trụng chỳng cú th gn 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 2-5mm, dạng lồi, mờ đục và khơng nhuộm màu. Những tế bào này địi
hỏi mơi trường ni 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 khơng khí. Đơi khi, sự sinh trưởng của chúng có thể
được kích thích bằng cách thêm 5% CO2 vào mơi trường nuôi cấy.
Về nhu cầu dinh dưỡng, vi khuẩn Lactobacillus cần chế độ dinh dưỡng
đặc biệt, chúng phát triển rất tốt trên mơi trường có chứa nhiều phức chất.

3


Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn Lactobacillus là 30 – 400C.

Nhưng chúng có thể sinh trưởng trong phạm vi nhiệt độ là 5 – 530C.
Vi khuẩn Lactobacillus có khả năng chịu đựng được mơi 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 (đơi 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

khống chất. Q trình lên men xảy ra tốt nhất trong môi trường axit pH từ 5,5÷6, khi pH
< 5,5 q trình lên men bị dừng lại. Nhiệt độ thích hợp cho q trình lên men từ 15÷50 0C.
Tuy nhiên, mỗi lồi có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt độ lớn hơn 80 0C
vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hồn tồn.

Q 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, cịn 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…

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)
4


Các lồi 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 lồi 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 lồi khác nhau có
thể tạo ra các axit lactic khác nhau về đồng phân hóa học.

2.1.3. Một số đặc tính probiotic của Lactobacillus

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.

Ngồi ra, Lactobacillus cịn 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 cịn 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,

Campylobacter,

Shigella,

Clostridium,

albicans, và một số virus khác (Mishra and Lambert, 1996).
5

Candida


2.1.3.2. Khả năng chịu mặn
Khả năng chịu mặn của Lactobacillus có vai trị 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 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

6


lactic đủ để hạ độ pH của thức ăn xuống dưới mức 4,2 làm ức chế vi khuẩn
thối rữa hoạt động làm thối hỏng thức ăn. Để quá trình lên men được tốt, làm
cho thức ăn xanh có thể bảo quản lâu dài cần bảo đảm các điều kiện về nhiệt
độ lên men trên dưới 30o C, độ ẩm 75% và trạng thái yếm khí.
Kỹ thuật lên men thức ăn xanh hiện nay được cải tiến nhiều hơn, đặc
biệt là việc chọn giống vi sinh vật để khơng những có tác dụng cho việc bảo
quản dự trữ mà còn làm tăng giá trị dinh dưỡng của các thức ăn được bảo
quản. Raimbault (1995) đã phân lập từ sắn ở Senegal các chủng vi khuẩn
lactic thuộc chi Lactobacillus có khả năng lên men trực tiếp tinh bột sắn
được dùng trong bảo quản. Khoảng 100 chủng vi khuẩn cũng được tách từ
các nguồn thực phẩm ở Mexico và trong đó tác giả đã chọn được một chủng
thuộc chi Lactobacillus có tác dụng bảo quản sắn tươi và làm giàu protein
rất tốt. Những vi khuẩn này đã được sử dụng trong bảo quản các sản phẩm
giàu tinh bột khác (thức ăn củ quả như khoai lang, dong riềng) và các phụ
phẩm nông nghiệp nhằm làm tăng khả năng tiêu hóa, tăng hương vị các sản

phẩm như bã mia, vỏ lá dứa, thân lõi ngơ. Tác dụng của sự lên men bảo quản
này cịn ở chỗ nó khử được mùi vị khó chịu và chất độc có trong sản phẩm
như vỏ bã sắn, vỏ hạt cà phê, vỏ xoài… (Ali et al., 2012)
Trong chăn nuôi, các phụ phẩm nông nghiệp là nguồn nguyên liệu quan
trọng. Và để tăng cường chất lượng các loại thức ăn bảo quản là các phụ
phẩm nông nghiệp như bã chuối, bã mía, bã củ cải đường, rơm, rạ. Rất nhiều
nghiên cứu đã sử dụng các chủng vi khuẩn lactic kết hợp với các chủng nấm
men và các chủng vi nấm có khả năng đường hóa xơ và sử dụng nguồn nitơ
vô cơ tốt để bảo quản. Ở độ ẩm nguyên liệu 55-70%, nhiệt độ trong thức ăn
bảo quản là 29-30oC có bổ sung thêm ure, muối amoni đã cải thiện rất nhiều
chất lượng của thức ăn cho gia súc, gia cầm.
Sử dụng vi khuẩn lactic có khả năng thủy phân tinh bột phối hợp với nấm men
hay vi nấm men để lên men thức ăn giàu xơ và tinh bột nhằm cải thiện mùi vị cũng
như giá trị dinh dưỡng để nâng cao hiệu quả sử dụng của chúng. Q trình lên men
này đơn giản, thích hợp với các nước vùng nhiệt đới. Quá trình lên men cơ chất đặc
có khuấy trộn làm giàu protein của bột sắn, chuối, vỏ chuối, bã sắn… có bổ sung
thêm muối amoni hoặc ure bảo đảm ở độ ẩm 55- 70%, nhiệt độ 35- 40% sẽ cho sản
phẩm có hàm lượng protein tăng cao như trong bột sắn có thể

7


tăng được lượng protein từ 2- 3% lên đến 18- 20%; lượng prorein trong vỏ chuối
có thể tăng 1,7- 1,8% lên đến 10- 12% (Oboh, 2006; Gunawan et al., 2015)
Raimbault (1995) đã tách 100 chủng vi khuẩn lactic từ các thực phẩm lên men
truyền thống như Pulque, Pozol, Tesguino. Lactobacillus đã được lựa chọn để dùng
vào việc chế biến làm giàu protein cho sắn tươi. Sắn tươi được lên men đã có sự
giảm đáng kể HCN do bị phân hủy và chuyển thành các amon và axit formic.

Vi khuẩn lactic hầu như không sinh độc tố lại tạo được hương vị thơm

ngon và sự độc đáo do các hợp chất hữu cơ được sinh ra nên chúng được sử
dụng rộng rãi trong chế biến thức ăn. Đó là ứng dụng làm sữa chua, dưa muối,
cà muối… Quá trình chế biến thức ăn do vi khuẩn lactic trước đây thường là quá
trình lên men tự nhiên, bởi các chủng vi khuẩn lactic tồn tại trong tự nhiên và có
sẵn trong thức ăn chủ yếu là thức ăn xanh, thực hiện sự lên men sinh axit và các
hợp chất hữu cơ khác làm cho thức ăn chế biến có mùi vị chua thơm.
2.1.4.2. Các chế phẩm sinh học có chứa vi khuẩn lactic sử dụng trong chăn ni Có
thể kể đến rất nhiều sản phẩm Probiotic từ vi khuẩn lactic được sản xuất

và sử dụng khá phổ biến hiện nay trong phòng và trị rối loạn tiêu hóa và
tiêu chảy với các tên thương phẩm khác nhau như Biolactyl
(Lactobacillus acidophillus, Lactobacillus casei), Antibio (Lyonphylized
antibiotic resistant Lactobacillus acidophillus), Lactomed (Lactobacillus
acidophilus, Lactobacillus bifidus, Streptococcus feacalis), Lacteol Fort
(Lactobacillus

acidophillus)

hay

Lactomin

Plus

(Lactobacillus

acidophillus, Bifidobacterium longgum, streptococcus feacalis)
Có thể nói một vài năm gần đây giống Lactobacillus được quan tâm nghiên
cứu như nguồn vi sinh vật hữu ích cho vật ni. Theo Shoeib et al. (1997) thấy tốc
độ sinh trưởng của gà broiler (tăng từ 4,88 – 6,12) và hiệu quả chuyển hóa thức ăn

được cải thiện rõ rệt khi được ăn thức ăn có bổ sung vi khuẩn lactic sống.

Tại Việt Nam, cũng có nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu sử dụng vi
khuẩn lactic trong chăn nuôi. Viện công nghệ sinh học - Trung tâm khoa học
và công nghệ quốc gia đã sản xuất chế phẩm Biolactyl đông khô từ chủng
Lactobacillus acidophilus. Chế phẩm thương phẩm được chế ở dạng viên
nén, có thể bảo quản ở nhiệt độ 15-20 oC có hoạt lực cao trong phịng trị bệnh
đường ruột ở người và gia súc (Nguyễn Văn Uyển và cs., 1994).

8


Nguyễn Thị Hồng Hà và cs. (2003) ở Viện cơ điện nông nghiệp và Công
nghệ sau thu hoạch đã sử dụng 2 chủng vi khuẩn Bifidobacterium bifidum và
Lactobacllus acidophilus để sản xuất chế phẩm probiotic, bước đầu đã
nghiên cứu bằng công nghệ sấy phun. Chế phẩm sau 6 tháng vẫn có vi
khuẩn sống ở mức 106 CFU/g và có khả năng ức chế Salmonella.
Nguyễn La Anh và cs. (2003) (Viện Công nghệ thực phẩm) đã phân lập được
chủng lactic BC5.1 từ nước bắp cải muối chua và xác định được rằng chủng vi
khuẩn này có tính chất của Probiotic và có thể sử dụng trong chế biến thực phẩm.
Lê Tấn Hưng và cs. (2003) ở Viện sinh học nhiệt đới đã nghiên cứu sản xuất
chế phẩm BIO I và BIO II. Chế phẩm BIO II có các vi khuẩn thuộc giống Lactobacillus,
Bacillus và nấm Saccharomyces phối hợp thêm các enzym dùng rộng rãi trong sử lý
nước để nuôi cá, nhưng chế phẩm BIO I dùng trong chăn nuôi hiệu quả chưa cao.

2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG
CỦA VI SINH VẬT
2.2.1. Yếu tố dinh dưỡng
Vật liệu dùng để làm môi trường cho vi sinh vật phát triển cần
đảm bảo các yếu tố: Đầy đủ chất dinh dưỡng, khơng có độc tố, cho

hiệu suất thu hồi là lớn nhất và giá thành rẻ (Lương Đức Phẩm, 2004) .
Mỗi nguồn dinh dưỡng cung cấp không chỉ ảnh hưởng đến sự phát
triển của vi khuẩn trong q trình ni cấy mà cịn ảnh hưởng khơng
nhỏ đến q trình thu hồi và bảo quản chế phẩm sinh khối sau này.

2.2.1.1. Ảnh hưởng của nguồn carbon
Carbon là thành tố chính trong hợp chất hữu cơ xây dựng lên
cơ thể của mọi lồi sinh vật. Vì vậy sự chuyển hóa nguồn dinh
dưỡng carbon thành các chất thiết yếu cho tế bào vi sinh vật chiếm
vị trí hàng đầu trong q trình dinh dưỡng của tế bào.
Vi khuẩn lactic sử dụng được rất nhiều loại hydratcarbon, từ các
hexose (glucose, fructose, manose, galactose), các đường đôi (saccharose,
lactose, maltose) cho đến các polysaccharid (tinh bột, dextrin).
Nguồn năng lượng quan trọng nhất cho vi khuẩn lactic là monosaccharid
và disaccharid. Các nguồn carbon này được dùng để cung cấp năng lượng, xây
dựng cấu trúc tế bào và sinh ra các axit hữu cơ như axit citric, pyruvic, fumaric,

9


acetic… Một vài loại vi khuẩn lactic lên men dị hình phân lập từ các sản
phẩm thực phẩm, có thể sử dụng các axit glucomic và galacturonic tạo
thành CO2, axit acetic và axit lactic. Trong quá trình lên men các cơ
chất chứa carbon, vi khuẩn lactic có thể sử dụng cả các axit amin như
axit glutamic, arginin, tirozin làm nguồn cung cấp năng lượng. Khi đó
xuất hiện q trình đề carboxyl và tạo ra CO 2 . Các loại vi khuẩn khác
nhau thì địi hỏi nguồn carbon khác nhau. Một số lồi vi khuẩn lactic có
thể sử dụng được dextrin và tinh bột (Williams and Wilkins, 1984).

2.2.1.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ

Nitơ cũng là một nguyên tố cần thiết cho sự sống của tất cả vi sinh
vật. Vật chất cơ bản của tế bào (protein, axit nucleic…) đều chứa nitơ, vì
vậy nitơ đóng vai trị hết sức quan trọng trong quá trình sinh trưởng và
phát triển của vi khuẩn. Vi khuẩn lactic đòi hỏi rất nhiều axit amin khác
nhau, do đó chúng cần mơi trường có sẵn nguồn nitơ nhằm đảm bảo sự
phát triển của mình. Axit amin có thể được đồng hóa dưới dạng peptide
nhờ vào tác dụng của enzyme protease ngoại bào hoặc nội bào.
Mỗi loài vi khuẩn khác nhau lại có nhu cầu về nguồn nitơ khác nhau.
Phần lớn vi khuẩn lactic không thể sinh tổng hợp được các chất hữu cơ
phức tạp có chứa nitơ nên chúng địi hỏi nguồn nitơ có sẵn trong mơi
trường. Chỉ có một số lồi vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp các
chất hữu cơ từ nguồn nitơ vô cơ như L. helveticus, chúng có thể bị kích
thích bởi sự có mặt của muối amoni trong mơi trường (Chopin, 1993).
Để sinh trưởng và phát triển bình thường, ngồi nitơ dưới dạng hỗn hợp
các axit amin, vi khuẩn lactic còn cần những hợp chất hữu cơ chứa nitơ như các
sản phẩm thủy phân protein từ lactanbumin, casein, peptone, peptit, dịch nấm
men thủy phân, dịch chiết thịt, tryptone… Đây cũng là nguồn nitơ thường xuyên
được sử dụng để chuẩn bị môi trường nuôi cấy. Tuy nhiên ở quy mô công
nghiệp, ta cần nghiên cứu những nguồn nitơ thích hợp để sản xuất giúp giảm
giá thành sản phẩm mà nâng cao được hiệu quả sản xuất. Trong đó dịch nấm
men thuỷ phân được sử dụng khá nhiều (Axelsson and Lars, 2004).

10


2.2.1.3. Ảnh hưởng của các muối vô cơ và chất kích thích sinh trưởng
Các muối vơ cơ và các chất khống chỉ với lượng rất nhỏ nhưng
lại có ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn.
Chẳng hạn đối với Lactobaccilus, Mn 2+, Mg 2+, Fe 2+ làm tăng cường sự
phát triển của vi khuẩn, hay Ca 2+ tham gia vào cấu trúc enzyme

protease thủy phân một số protein là nguồn dinh dưỡng nuôi tế bào.
Mg2+ là chất hoạt động trong quá trình lên men lactic bằng cách
giúp vi khuẩn lactic sử dụng tốt hơn các loại đường. Carvalho et al.
(2004) đã nhận thấy là khi bổ sung NaCl và saccharose vào môi trường
MRS khi nuôi cấy sẽ đem lại những kết quả khác nhau trong q trình
tạo sinh khối và tỷ lệ sống sót của tế bào khi sấy và bảo quản sau này.
Các chất chứa axit béo có mặt trong mơi trường cũng có ảnh hưởng khơng
nhỏ đến q trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn. Chúng khơng những
kích thích sinh trưởng mà cịn đóng vai trị trong q trình đơng lạnh. Ví dụ
Tween 80 sẽ làm thay đổi một số axit béo trong tế bào vi khuẩn lactic. Sự thay
đổi này làm ảnh hưởng đến khả năng chịu lạnh và chống chịu muối mặn của vi
khuẩn lactic (Ho Phu Ha and Michelle Cartherine Adams, 2007).

2.2.2. Yếu tố vật lý
2.2.2.1. Độ ẩm
Nước là một yếu tố rất quan trọng đối với sự sinh trưởng của vi
sinh vật. Nhu cầu về nước của vi sinh vật cũng khác nhau giữa các
loài. Để xác định nhu cầu về nước, người ta sử dụng chỉ số Độ hoạt
động của nước (Hoạt độ nước – Aw: Water ativity).
Hoạt độ của nước là mối tương quan giữa nước và độ ẩm tương đối của
khơng khí. Ngồi ra hoạt độ của nước còn phụ thuộc vào chất hịa tan trong
nước. Trong một dung dịch có chỉ số Aw thấp, vi sinh vật phải làm việc nhiều
hơn để hấp thu nước từ dung dịch. Vì vậy, thơng thường dung dịch có Aw thấp
sẽ làm chậm sự tăng trưởng của vi sinh vật so với dung dịch có Aw cao hơn.
Muốn cho vi sinh vật có thể phát triển, nồng độ của dung dịch phải vừa phải để
có hoạt độ của nước cao ở mức cần thiết cho vi sinh vật ấy phát triển.

11

Bảng 2.1. Hoạt độ của nước đối với một số giống vi sinh vật

Đa số vi sinh vật phát triển tốt ở độ ẩm trên 80% và độ ẩm môi trường trên
20%. Nếu hạ thấp độ ẩm sẽ làm rối loạn quá trình sinh lý bình thường của vi sinh vật.
Độ ẩm là một trong những yếu tố làm vi sinh vật tiếp nhận thức ăn dễ dàng. Nhờ có
độ ẩm tốt mà các chất dinh dưỡng dễ dàng thâm nhập vào cơ thể, các hệ enzyme
thủy phân mới hoạt động được. Nếu độ ẩm quá thấp sẽ gây ra hiện tượng thay đổi
trạng thái của nguyên sinh chất, khiến vi sinh vật khơng thể phát triển được. Mỗi lồi
vi sinh vật có khả năng chịu đựng được một mức Aw khác nhau.

2.2.2.2. Nhiệt độ
Hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật có thể coi là kết quả của các
phản ứng hóa học, có những yêu cầu chặt chẽ về nhiệt độ. Chính vì vậy,
yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình sống của tế bào.

Vi sinh vật có thể sinh trưởng trong một biên độ rộng của nhiệt
độ được xác định bằng phạm vi từ nhiệt độ thấp nhất (tối thiểu –
minimum) tới nhiệt độ cao nhất (cực đại – maximum). Ngồi khoảng
nhiệt độ đó ra, vi sinh vật sẽ bị hạn chế sự phát triển.

12


Căn cứ vào giới hạn nhiệt độ sinh trưởng có thể phân ra bốn
nhóm: Nhóm ưa lạnh, nhóm ưa ấm, nhóm ưa nhiệt và nhóm chịu nhiệt.

Biểu đồ 2.1. Giới hạn nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật
Phần lớn vi sinh vật phát triển tốt ở nhiệt độ 35 – 37 oC, thuộc
nhóm ưa ấm như các vi sinh vật gây bệnh, gây hư hỏng thực phẩm….
Mơi trường có nhiệt độ thấp thường không gây chết vi sinh vật ngay lập

tức mà nó tác động lên khả năng chuyển hóa các hợp chất, làm ức chế hoạt
động của các hệ enzyme, thay đổi khả năng trao đổi chất của chúng, vì thế làm vi
sinh vật mất khả năng phát triển và sinh sản. Trong một số trường hợp vi khuẩn
sẽ bị chết, nhưng chết từ từ chứ không xảy ra đột ngột như ở nhiệt độ cao.

Mơi trường có nhiệt độ cao thường gây chết vi sinh vật một cách nhanh
chóng. Đa số vi sinh vật bị chết ở nhiệt độ 60 – 80 oC, một số chết ở nhiệt độ
cao hơn. Đặc biệt bào tử có khả năng tồn tại ở nhiệt độ trên 100 oC. Nhiệt độ
cao có thể gây biến tính protein, làm hệ enzyme lập tức không hoạt động
được, khiến vi sinh vật dễ dàng bị tiêu diệt (Nguyễn Khắc Tuấn, 1996).

2.2.2.3. Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu và áp suất thủy tĩnh có thể ảnh hưởng đến cấu
trúc của tế bào vi khuẩn. Màng tế bào chất của tế bào vi khuẩn có tính
bán thấm, do đó các hiện tượng thẩm thấu và việc điều chỉnh áp suất
thẩm thấu qua hệ thống permease đều liên quan đến màng này.
Nồng độ chất tan trong dung dịch: Áp suất thẩm thấu của tế bào vi khuẩn
thường ở 5 – 20 atm. Như vậy, vi khuẩn sinh trưởng thích hợp ở mơi trường có

13