Khai thác giá trị probiotic của hạt kefir và ứng dụng

IH

QU
GI TH NH PH H
H MINH
TRƯỜNG
IH
BÁ H KHO

QUÁ H Ứ T NH

KH I THÁ GIÁ TRỊ PROBIOTI
ỨNG DỤNG

Ủ H T KEFIR V

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ NGÀNH : 60.42.80

LUẬN VĂN TH

SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2013


c
á bộ

ớ

:
dẫ k

õ ọ ê

ậ xé

ọc

õ ọ ê

ậ xé

c sĩ

cb

á

õ ọ ê

ọc

m ọc vị v c ữ ký)

ọc

m ọc vị v c ữ ký)

v

ọc ác

a

ăm
ộ

(

m ọc vị v c ữ ký)

:

(Gh õ ọ ê
Luậ vă

- H G-TP.HCM

: ........................................................................................

(
á bộ c ấm

K

a ọc :.................................................................................

(
á bộ c ấm

B

ồ
ọc

á

á Luậ vă

m ọc vị c a ộ

c sĩ ồm:
ồ

c ấm b

v uậ vă

c sĩ)

k

ý

1. ............................................................
2. ............................................................
3. ............................................................
4. ............................................................
5. ............................................................

ác
c u ê
H

ậ c a

ịc
sau k

HH I

ộ

ồ

uậ vă
G

á

áL v

c s a c ữa ( u c )
Ư

G KHO

a u

Ạ

Ọ

UỐ

ƯỜ G

A

IH

G HÒ X H I H
BÁ H KHO

HI
ọ ê

ọc v ê :
á

:

Ề

Ậ VĂ
H

s
I KH I

ập- ự

-H

H

Ĩ

ơ s

ọc
HÁ

ú

MSHV: 11310630

/ / 986

:

I.

VỤ

Á H Ứ

ăm s

u ê

ộ

GHĨ VI

: â

số: 6 4 8

GIÁ

OBIO I

H

KEFI

V

Ứ G Ụ G
HI

VỤ V

I

G

1. Phân lập các ch ng vi khuẩn lactic có trong hai mẫu h t Kefir.

2. Sàng lọc các ch ng phân lậ

c qua các ho t tính probiotic.

3. ịnh các ch ng có ho t tính probiotic cao từ bộ giống.
4. Khai thác các ứng dụng:
Tố

u một số

ều ki n nuôi cấ v d

d ỡng thu nhận lactase.

Tố

u một số

ều ki n nuôi cấ v d

d ỡng thu nhận bacteriocin.

Th nghi m t o s n phẩm Bio Kefir chanh dây.
II

G

GI O HI

III

G

IV

Á B

Á B

HO
HƯ

HƯ

H

H HI

G

G

VỤ 21/06/2013
G

Ễ

HÚ HƯ

G

( ọ v ê c ữ kí)

Ư

VỤ 20/08/2012

4
H

G
á

HI
B
Ơ
( ọ v ê c ữ kí)

G KHO ( ọ v ê c ữ kí):………………………

7 ăm
O

O

3


LỜI C M

N

c th ho n th nh lu n v n th c s này tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
-

Cô Nguyễn Th y H ơng, ng ời g i h

ng đ t i

đ t n tình h

ng dẫn em

trong thời gian thực hiện lu n v n n y, c lu n bên c nh động viên những lúc khó
kh n v đ ng g p nhi u ý kiến q báu. Cơ khơng những l ng ời thầy, ng ời thân
trong gia đình cịn l ng ời b n trong suốt quá trình em học t p ờ tr ờng.
c thầy c bộ m n c ng nghệ sinh học đ truy n đ t kiến th c chuyên ng nh,

-

tiếp thêm h nh trang đ t i tiến h nh nghiên c u khoa học
-

Cô Li Tao, chị Thanh, em Tuấn đ t o đi u kiện thu n l i đ t i sử d ng cơ sở v t
chất, m y m c thiết bị trong c c phòng th nghiệm c a bộ m n

-

Các b n học viên cao học K2011 và các anh, chị, b n cao học khóa trên đ đồng
hành cùng tơi trong suốt thời gian qua.

-

Chị Hi n ( H N ng Lâm), b n Phúc và các em: Trung, Duy, Yến Ph ơng, Do n,
Nh , Ng Ph ơng, Tr c Ph ơng, Tiên, Anh Khoa,

ng Khoa đ gi p đở tôi rất

nhi u trong quá trình thực hiện đ tài.
ha m v em trai lu n l ch dựa tinh thần vững ch c, gi p t i c thêm nghị lực

v
-

t qua c c kh kh n

Các thầy cô trong hội đồng phản biện, đ d nh thời gian đọc và nh n xét lu n v n
này.

T iđ đ

c thực hiện lu n v n trong sự yêu th ơng qu mến v h tr nhiệt tình c a

tất cả mọi ng ời T i xin cảm ơn v gửi lời ch c s c kh e đến tất cả
Tp H M, ng y 14 th ng 7 n m 2013
Qu ch

c Tính

i

TÓM TẮT
Tên đề tài: “KHAI THÁ

GIÁ TRỊ PROBIOTIC CỦA HẠT KEFIR VÀ ỨNG

DỤNG”
Nội dung đề tài:
1. Phân l p các ch ng vi khuẩn lactic có trong hai mẫu h t Kefir.
2. Sàng lọc các ch ng phân l p đ

c qua các ho t tính probiotic.

3. ịnh các ch ng có ho t tính probiotic cao từ bộ giống.
4. Khai thác các ng d ng:
 Tối u một số đi u kiện nuôi cấy v dinh d ỡng thu nh n lactase.
 Tối u một số đi u kiện nuôi cấy v dinh d ỡng thu nh n bacteriocin.
 Thử nghiệm t o sản phẩm Bio Kefir chanh dây.
Kết quả đề tài:
 Phân lập: Phân l p đ

c 78 ch ng từ hai mẫu h t kefir.

 Sàng lọc: Sàng lọc đ

c 3 ch ng có ho t tính probiotic tổng cao. Ngoài các ho t

t nh probiotic đ ki m tra, ch ng T23 là ch ng sinh lactase cao nhất, ch ng T17
sinh bacteriocin cao nhất và bám dính tốt nhất là ch ng T9.

 Định danh: ịnh danh bằng bộ kit API 50 CHL:
Ch ng T23: Lactobacillus delbrueckii ssp delbrueckii v i độ t ơng đồng 99.9%.
Ch ng T17: Lactobacillus acidophilus v i độ t ơng đồng 99.9%.
Ch ng T9: Lactobacillus fermentum v i độ t ơng đồng 99.8%

ii


 Khai thác các ứng dụng:
 Tối ưu một số điều kiện nuôi cấy và dinh dưỡng thu nhận lactase từ
Lactobacillus delbrueckii ssp delbrueckii:
 Một số khảo s t th m dò enzyme lactase từ ch ng Lactobacillus delbrueckii ssp
delbrueckii cho kết quả nh sau:
Vị tr enzyme lactase trong tế b o: periplasmic, cytoplasmic v m ng tế b o
Ph ơng ph p thu enzyme tối u: ph vỡ tế b o bằng s ng siêu âm
Nhiệt độ phản ng tối u: 60oC
 Quy trình nu i cấy đ thu nh n enzyme từ ch ng L. delbrueckii ssp delbrueckii:
T ng sinh cấp 1 v cấp 2 trong m i tr ờng MRS v i c c đi u kiện sau: pH 5.5, nhiệt
độ 320 , tỷ lệ cấy giống 20% đ thu sinh khối tối đa
Lên men trong m i tr ờng MRS v i c c đi u kiện sau: pH 6.23, nhiệt độ 34.60 , tỉ lệ
cấy giống 16%, nồng độ glucose 29.2 g/L, peptone 5 g/L, cao nấm men 2.2 g/L đ thu
enzyme tối đa
 Khảo s t độ b n nhiệt và b n pH c a enzyme lactase thu nh n từ ch ng L.
delbrueckii ssp delbrueckii cho thấy enzyme lactase từ ch ng này có khả n ng p
d ng vào q trình th y phân lactose có trong sữa và whey ngọt.
 Tối ưu một số điều kiện nuôi cấy và dinh dưỡng thu nhận bacteriocin từ
Lactobacillus acidophillus :


i u kiện nuôi cấy tế bào thích h p thu bacteriocin: 300C, pH 6, tỷ lệ cấy giống

10%. Thời gian nuôi cấy tế bào thu bacteriocin: 30 giờ.



i u kiện dinh d ỡng thu nh n bacteriocin: M i tr ờng MRS bổ sung cao nấm
men 4% cho kết quả sinh tổng h p bacteriocin tối u, c c nhân tố vi l

ng nh

Vitamin B1, B6, C, MgSO4.7H2O, MnSO4.H2.O và NaCl (0.5-3%) có mặt trong
m i tr ờng gi p l m t ng sự sinh tổng h p bacteriocin. Triamonium citrate (2-20
g/L), glycerol (0.5-20%) có ảnh h ởng giảm sinh tổng h p bacteriocin.
iii


Bacteriocin b n nhiệt từ 25-600C, b n ở pH 6. Ho t tính bacteriocin chịu ảnh
h ởng c a NaCl và Tween.
 Thử nghiệm tạo sản phẩm Bio Kefir chanh dây:
 Tỷ lệ cấy giống ch ng Lactobacillus casei VTCC 186 là 3% (v/v), độ chua kết
th c qu trình lên men ch nh l 95ºTh, nhiệt độ lên men ch nh l 30º , tỷ lệ
phối chế syrup nồng độ 40% (w/v) tối u l 30% (v/v)
 Thời gian bảo quản c a sản phẩm: sau 15 ng y, sản phẩm vẫn đ t chất l
v cảm quan v chất l

ng

ng probiotic, m t độ ch ng Lactobacillus casei đ t 108

cfu/mL.
 Ho t t nh probiotic c a sản phẩm: M t độ vi khuẩn lactic v nấm men đ u t ng

t ơng ng 1.99 và 2.01 lg(cfu/mL) so v i sản phẩm kefir chanh dây truy n
thống, hệ vi khuẩn lactic trong hai sản phẩm đ u c khả n ng sống trong đi u
kiện dịch d d y nhân t o pH2 sau 120 ph t v i tỷ lệ sống s t lần l

t l

39 36% v 52 01%, c khả n ng chịu muối m t, c ho t t nh kh ng Salmonella
sp cũng nh Bacillus sp. v l m giảm cholesterol.
Một phần kết quả trên của chúng tôi đã được đưa vào các bài báo:
1. Trần Thị T ởng An, T ng Thị Yến Ph ơng, Qu ch

c Tính, Nguyễn Thúy

H ơng, 2011, Khảo sát quá trình lên men sữa đ u nành sử d ng hệ vi sinh v t
trong h t kefir, Hội nghị công nghệ sinh học tồn quốc- khu vực phía nam lần II2011.
2. Quach Duc Tinh, Tong Thanh Trung, Nguyen Ngoc Duy, Nguyen Thuy Huong,
2012, Fermentation passionfruit kefir with Lactobacillus casei: enrichment
probiotic activity of traditional kefir, The AFOB-Regional symposium 2012,
Ferbruary, 2012, Ho Chi Minh city-Viet Nam.
3. Qu ch

c Tính, Tống Thành Trung, Nguyễn Ngọc Duy, Nguyễn Th y H ơng,

2012, Khảo sát một số yếu tố ảnh h ởng đến quá trình lên men kefir chanh dây khi
bổ sung Lactobacillus casei VTCC186, Hội nghị khoa học trẻ ĐHQG-HCM lần 1.
iv


4. Qu ch

c Tính, Tống Thành Trung, Nguyễn Ngọc Duy, Nguyễn Th y H ơng,

2012, Khảo sát một số ho t tính probiotic c a kefir chanh dây truy n thống và
kefir chanh dây bổ sung Lactobacillus casei VTCC186, Hội nghị khoa học trẻ
ĐHQG-HCM lần 1
5. Qu ch

c T nh, Vũ Thị Trúc Ph ơng, Lê Hoa Nh , Nguyễn Th y H ơng, 2013,

Tối u một số đi u kiện nuôi cấy ch ng Lactobacillus delbrueckii ssp delbrueckii
thu nh n lactase theo ph ơng ph p qui ho ch thực nghiệm, Hội nghị khoa học
cơng nghệ sinh học tồn quốc –Hà Nội 2013.
6. Vũ Thị Trúc Ph ơng, Lê Hoa Nh , Qu ch

c Tính, Nguyễn Th y H ơng, 2013,

Tuy n chọn ch ng vi khuẩn có ho t tính lactase cao trong bộ giống phân l p từ h t
kefir và khảo sát một số yếu tố thu nh n lactase từ ch ng giống, Hội nghị khoa học
cơng nghệ sinh học tồn quốc –Hà Nội 2013.
7. Nguyễn Thị Th y Tiên, Qu ch

c Tính, Nguyễn Th y H ơng, 2013, Tuy n

chọn v đ nh gi khả nẳng bám dính c a các ch ng vi khuẩn lactic đ

c phân l p

từ h t kefir, Hội nghị khoa học cơng nghệ sinh học tồn quốc –Hà Nội 2013.
8. Nguyễn

ng Khoa, Nguyễn Võ Anh Khoa, Qu ch

c Tính, Nguyễn Thúy

H ơng, 2013, Khảo sát một số nguồn carbon v nitơ hữu cơ trong m i tr ờng
MRS đ nâng cao khả n ng sinh tổng h p bacteriocin c a L. acidophilus, Hội nghị
khoa học công nghệ sinh học tồn quốc –Hà Nội 2013
9. Qch

c Tính, Nguyễn

ng Khoa, Nguyễn Võ Anh Khoa, Nguyễn Thúy

H ơng, 2013, Khảo sát một số đặc tính c a bacteriocin đ

c sinh tổng h p bởi

L. acidophilus, Hội nghị khoa học công nghệ sinh học toàn quốc –Hà Nội 2013

v


MỤC LỤC
TÓM TẮT .......................................................................................................................... ii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƯ NG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 3
1.1.

Probiotic .......................................................................................................... 3

1.1.1. Khái niệm probiotic ........................................................................................... 3
1.1.2. Các sản phẩm sữa probiotic ............................................................................. 16
1.2.

Lactase .......................................................................................................... 32

1.2.1. Bệnh không dung n p lactose .......................................................................... 32
1.2.2. Enzyme lactase ................................................................................................. 34
1.2.3.
1.3.

c ph ơng ph p thu nh n enzyme lactase ..................................................... 42
Bacteriocin .................................................................................................... 47

1.3.1. Lịch sử nghiên c u bacteriocin ........................................................................ 47
1.3.2. Bản chất protein c a bacteriocin ...................................................................... 48
1.3.3. Phân lo i bacteriocin ........................................................................................ 49
1.3.4. Sinh tổng h p bacteriocin ................................................................................ 51
1.3.5. ơ chế đi u hịa q trình tổng h p ................................................................. 55
1.3.6. ơ chế ho t động c a bacteriocin .................................................................... 56
1.3.7. Sự miễn nhiễm bacteriocin c a hệ vi sinh v t sinh bacteriocin ....................... 57
1.3.8. Các yếu tố ảnh h ởng đến sự sinh tổng h p bacteriocin ................................. 59
1.4.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................... 64

1.4.1. Các sản phẩm kefir- probiotic .......................................................................... 64
1.4.2. Enzyme lactase ................................................................................................. 70
1.4.3. Bacteriocin ....................................................................................................... 72
CHƯ NG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯ NG PHÁP ........................................................... 78

2.1.

Giống vi sinh vật – Hóa chất – Mơi trường ............................................... 78

2.2.1. Giống vi sinh v t. ............................................................................................. 78
vi


2.2.2. Hóa chất. .......................................................................................................... 78
2 2 3 M i tr ờng. ...................................................................................................... 78
2.2.4. Thiết bị và d ng c sử d ng. ............................................................................ 79
2.2.5. Nguyên liệu lên men ........................................................................................ 79
2.2.

Phân lập hệ LAB trong hạt kefir. .............................................................. 80

2.2.1. Phân l p ............................................................................................................ 80
2.2.2. Quan s t đặc đi m đ i th và vi th . ................................................................ 81
2.3.

Định danh sơ bộ. .......................................................................................... 82

2.3.1. Khảo s t đặc đi m sinh lý c a các ch ng phân l p .......................................... 82
2.3.2. Các thử nghiệm sinh hóa nhằm định danh các vi sinh v t phân l p đ
2.4.

c. ...... 82

Sàng lọc một số tiêu chí probiotic của hệ LAB ......................................... 84

2.4.1. Khả n ng chịu dịch d dày và muối m t nhân t o ........................................... 84
2.4.2. Khảo sát ho t tính kháng khuẩn ....................................................................... 85
2.4.4. Khả n ng sinh tr ởng và phát tri n m nh ........................................................ 86
2.4.5. Khả n ng chịu cholesterol ................................................................................ 86
2.4.6. Ho t tính lactase ............................................................................................... 87
2.4.7. Khả n ng b m d nh .......................................................................................... 87
2.5.

Định danh các chủng đạt các tiêu chí probiotic cao ................................. 91

2.6.

Khai thác ứng dụng thu nhận lactase từ chủng giống tuyển chọn .......... 92

2.6.1. Tối u đi u kiện thu sinh khối ......................................................................... 92
2.6.2. Một số khảo s t th m dò enzyme lactase từ ch ng chọn lọc ........................... 93
2.6.3. Tối u đi u kiện nuôi cấy đến khả n ng sinh tổng h p lactase bằng ph ơng
pháp qui ho ch cổ đi n ............................................................................................... 94
2.6.4. Tối u đi u kiện nuôi cấy đến khả n ng sinh tổng h p lactase bằng ph ơng
pháp qui ho ch thực nghiệm ...................................................................................... 95
2.6.5. Tối u đi u kiện dinh d ỡng đến khả n ng sinh tổng h p lactase bằng ph ơng
pháp qui ho ch cổ đi n ............................................................................................... 97
2.6.6. Tối u đi u kiện dinh d ỡng đến khả n ng sinh tổng h p lactase bằng ph ơng
pháp qui ho ch thực nghiệm ...................................................................................... 98
vii


2.7.

Khai thác ứng dụng thu nhận bacteriocin từ chủng giống tuyển chọn ......

...................................................................................................................... 100

2.7.1. Khảo sát một số đi u kiện nuôi cấy đến khả n ng sinh tổng h p bacteriocin .....
........................................................................................................................ 101
2.7.2. Khảo sát một số đi u kiện dinh d ỡng đến khả n ng sinh tổng h p bacteriocin
........................................................................................................................ 102
2.7.3. Khảo s t đặc tính bacteriocin ......................................................................... 104
2.8.

Thử nghiệm tạo thức uống kefir chanh dây bổ sung Lactobacillus casei

VTCC 186 (Bio- Kefir chanh dây). .......................................................................... 106
2.8.1. Khảo sát một số đi u kiện lên men t o sản phẩm kefir chanh dây. ............... 106
2.8.2. Thử nghiệm t o sản phẩm Bio- Kefir chanh dây ........................................... 111
2.9.
2.9 1

Phương pháp phân tích. ............................................................................ 113
c ph ơng ph p h a l ................................................................................. 113

2.9.3. Xử lý số liệu ................................................................................................... 116
2 9 4 Ph ơng ph p quy ho ch thực nghiệm ............................................................ 116
2 9 5 Ph ơng ph p cảm quan. ................................................................................. 116
CHƯ NG 3. KẾT QU VÀ BIỆN LUẬN ................................................................. 117
3.1.

Phân lập hệ vi khuẩn từ hạt kefir ............................................................. 117

3.2.

Định danh sơ bộ ......................................................................................... 120

321

ặc đi m sinh lý c a các ch ng phân l p ...................................................... 120

3.2.2. Các thử nghiệm sinh hóa các vi khuẩn phân l p đ
3.3.

c. .................................. 123

Sàng lọc hệ LAB qua các tiêu chí hoạt tính probiotic ........................... 126

3.3.1. Khả n ng chịu dịch d dày và muối m t nhân t o ......................................... 127
3.3.2. Khả n ng kh ng khuẩn ................................................................................... 131
3.3.3. Khả n ng sinh bacteriocin .............................................................................. 133
3.3.4. Khả n ng t ng tr ởng và phát tri n ................................................................ 135
3.3.5. Khả n ng hấp thu cholesterol ......................................................................... 137
3.3.6. Khả n ng sinh lactase ..................................................................................... 139
viii


3.3.7. Khả n ng b m d nh ........................................................................................ 142
3.4.

Định danh các chủng có hoạt tính probiotic tổng hợp cao .................... 160

3.5.

Khai thác ứng dụng thu nhận lactase từ chủng giống tuyển chọn. ....... 167

3.5.1. Tối u đi u kiện nuôi cấy thu sinh khối tế bào .............................................. 168
3.5.2. Khảo sát các yếu tố liên quan đến x c định ho t tính lactase ........................ 174
3.5.3. Tối u đi u kiện thu enzyme lactase .............................................................. 178
3.5.4. Kết quả khảo s t độ b n nhiệt và pH c a enzyme lactase ............................. 196
3.6.

Khai thác ứng dụng thu nhận bacteriocin từ bộ chủng giống tuyển chọn .
...................................................................................................................... 199

3.6.1. Khảo sát một số đi u kiện nuôi cấy đến khả n ng sinh tổng h p bacteriocin199
3.6.2. Ảnh h ởng c a một số thành phần dinh d ỡng đến khả n ng tổng h p
bacteriocin c a L. acidophilus.................................................................................. 205
3.6.3. Khảo s t đặc tính c a bacteriocin .................................................................. 219
3.7.

Thử nghiệm tạo thức uống Bio - Kefir chanh dây .................................. 227

3.7.1. Khảo sát một số đi u kiện lên men t o sản phẩm kefir chanh dây. ............... 228
3.7.2. Thử nghiệm t o sản phẩm Bio- Kefir chanh dây ........................................... 235
CHƯ NG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 252
4.1. Kết luận ............................................................................................................... 252
4.1.1. Phân l p hệ vi khuẩn lactic trong h t kefir..................................................... 252
4.1.2. Sàng lọc các vi khuẩn lactic có ho t tính probiotic cao. ................................ 252
4.1.3. Khai thác các ng d ng từ bộ giống tuy n chọn ............................................ 252
4.2. Kiến nghị ............................................................................................................. 253
TÀI LIỆU THAM KH O............................................................................................. 255
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 275

ix

DANH MỤC B NG
Bảng 1.1. Các ch ng probiotic và thông tin v nhà sản xuất ............................................ 17
Bảng 1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh d ỡng trong 100g Kefir. .......................... 21
Bảng 1.3. Tóm t t hệ vi sinh v t phân l p đ

c trên h t kefir có nguồn gốc khác nhau. . 28

Bảng 1.4. Tỷ lệ m c phải hiện t ng không dung n p lactase ở các nhóm khác nhau trên
thế gi i ............................................................................................................................... 33
Bảng 1.5. Tính chất c a lactase từ vi sinh v t. .................................................................. 35
Bảng 1.6. Trọng l

ng phân tử c a lactase có nguồn gốc từ vi khuẩn ............................. 36

Bảng 1.7. Trung tâm ho t động và các tính chất v t lý c a lactase có nguồn gốc khác
nhau ................................................................................................................................... 36
Bảng 2.1. Các m c c a ma tr n thực nghiệm.................................................................... 96
Bảng 2.2. Khả n ng sinh tổng h p lactase c a ch ng m c tiêu từ thực nghiệm tối u c c
đi u kiện nuôi cấy .............................................................................................................. 96
Bảng 2.3. Các m c c a ma tr n thực nghiệm.................................................................... 99
Bảng 2.4. Khả n ng sinh tổng h p lactase c a ch ng m c tiêu từ thực nghiệm tối u c c
đi u kiện dinh d ỡng ......................................................................................................... 99
Bảng 2.5. Khảo sát ảnh h ởng các nguồn nitơ hữu cơ.................................................... 102
Bảng 2.6. Khảo sát ảnh h ởng c a muối vi l

ng và vitamin lên ho t tính bacteriocin 103

Bảng 2.7. Thiết kế thí nghiệm xử lý enzyme dịch bacteriocin qua lọc màng. ................ 104

Bảng 2.8. Khảo sát tính b n bacteriocin theo nhiệt độ. ................................................... 104
Bảng 2.9. Khảo sát tính b n bacteriocin theo pH ............................................................ 105
Bảng 2.10. Khảo sát ho t tính bacteriocin sau khi xử lý v i NaCl và tween .................. 105
Bảng 3 1

ặc đi m đ i th và vi th c a hệ LAB phân l p từ h t kefir ......................... 117

Bảng 3.2. Một số đặc đi m sinh lý c a các ch ng phân l p ............................................ 120
Bảng 3.3. Kết quả khả n ng sinh acid lactic c a các ch ng vi khuẩn. ............................ 124
Bảng 3.4. Khả n ng chịu dịch d dày và muối m t nhân t o c a các ch ng LAB ......... 127
Bảng 3.5. Kết quả đ ờng kính kháng khuẩn c a các ch ng LAB v i hai ch ng chỉ thị 132
Bảng 3.6. Kết quả sàng lọc ch ng sinh tổng h p bacteriocin ......................................... 134
Bảng 3.7. Gía trị OD c a các ch ng theo thời gian ......................................................... 136
Bảng 3.8. Tỉ lệ sống s t v độ hấp thu cholesterol c a 28 ch ng ................................... 137
x


Bảng 3.9. Kết quả sàng lọc ho t tính enzyme lactase c a 28 ch ng LAB ...................... 140
Bảng 3.10. Tỷ lệ bám dính c a các ch ng nghiên c u v i Xylene ................................. 143
Bảng 3.11. Tỷ lệ tự bám dính c a 4 ch ng LAB ............................................................. 152
Bảng 3.12. Tỷ lệ bám dính c a ch ng vi khuẩn lactic nghiên c u v i vi sinh v t khác . 157
Bảng 3.13. Tổng h p c c đặc tính probiotic c a ch ng T23........................................... 161
Bảng 3.14. Tổng h p c c đặc tính probiotic c a ch ng T17........................................... 163
Bảng 3.15. Tổng h p c c đặc tính probiotic c a ch ng T9 ............................................. 165
Bảng 3.16. Kết quả khảo s t đi u kiện pH thích h p thu sinh khối tế bào ..................... 168
Bảng 3.17. Kết quả khảo s t đi u kiện nhiệt độ thích h p thu sinh khối tế bào ............. 169
Bảng 3.18. Kết quả khảo sát tỉ lệ cấy giống thích h p thu sinh khối tế bào ................... 171
Bảng 3.19. Kết quả x c định vị trí lactase ở ch ng L. delbrueckii ssp delbrueckii ........ 175
Hình 3.18. Tỉ lệ phần tr m vị trí lactase ở ch ng L. delbrueckii ssp delbrueckii. .......... 175
Bảng 3.20. Kết quả khảo s t c c ph ơng ph p thu enzyme lactase ................................ 176

Bảng 3.21. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ng tối u ................................................... 177
Bảng 3.22. Ảnh h ởng c a nhiệt độ đến khả n ng sinh tổng h p lactase....................... 178
Bảng 3.23. Ảnh h ởng c a pH đến khả n ng sinh tổng h p lactase ............................... 180
Bảng 3.24. Ảnh h ởng c a tỷ lệ cấy giống đến khả n ng sinh tổng h p lactase ............ 181
Bảng 3.25. Các m c c a ma tr n thực nghiệm................................................................ 183
Bảng 3.26. Khả n ng sinh tổng h p lactase c a L. delbrueckii ssp delbrueckii từ thực
nghiệm tối u c c đi u kiện nuôi cấy .............................................................................. 183
Bảng 3.27. M c độ ảnh h ởng v độ tin c y c a các yếu tố tối u đi u kiện nuôi cấy.. 184
Bảng 3.28. Tọa độ đi m tối u c a đi u kiện nuôi cấy ................................................... 186
Bảng 3.29. Ảnh h ởng c a nguồn carbon đến sự sinh tr ởng và sinh tổng h p lactase 187
Bảng 3.30. Ảnh h ởng c a nồng độ glucose đến khả n ng sinh tổng h p lactase ......... 189
Bảng 3.31. Ảnh h ởng c a nồng độ pepton đến khả n ng sinh tổng h p lactase ........... 190
Bảng 3.32. Ảnh h ởng c a nồng độ cao nấm men đến khả n ng sinh tổng h p lactase 191
Bảng 3.33. Các m c c a ma tr n thực nghiệm................................................................ 193
Bảng 3.34. Khả n ng sinh tổng h p lactase c a L. delbrueckii spp delbrueckii từ thực
nghiệm tối u c c đi u kiện dinh d ỡng ......................................................................... 193

xi


Bảng 3.35. M c độ ảnh h ởng v độ tin c y c a các yếu tố tối u đi u kiện nuôi cấy.. 194
Bảng 3.36. Tọa độ đi m tối u c a đi u kiện dinh d ỡng .............................................. 195
Bảng 3 37

ộ b n nhiệt c a enzyme lactase. ................................................................. 197

Bảng 3 38

ộ b n pH c a enzyme lactase ở 600C ......................................................... 198

Bảng 3.39. Kết quả khảo s t đi u kiện nuôi cấy ch ng L.acidophilus............................ 200
Bảng 3.40. Kết quả khảo sát ảnh h ởng nguồn đ ờng ................................................... 205
Bảng 3.41. Ảnh h ởng c a cao thịt. ................................................................................ 209
Bảng 3.42. Ảnh h ởng cao nấm men .............................................................................. 210
Bảng 3.43. Ảnh h ởng h n h p cao thịt và cao nấm men .............................................. 212
Bảng 3.44. Ảnh h ởng MnSO4.H2O đến sinh tổng h p bacteriocin ............................... 214
Bảng 3.45. Ảnh h ởng MgSO4.7H2O đến sinh tổng h p bacteriocin ............................. 214
ảng 3 46 T nh kh ng khuẩn c a bacteriocin sau khi lọc màng và sử lý v i enzyme .. 219
Bảng 3.47. Ảnh h ởng c a tỷ lệ cấy giống đến quá trình lên men và chất l ng sản phẩm.
......................................................................................................................................... 228
Bảng 3.48. Cấu trúc c a các sản phẩm lên men v i các tỷ lệ cấy giống khác nhau. ...... 230
Bảng 3.49. Ảnh h ởng c a độ chua kết th c qu trình lên men đến chất l ng sản phẩm.
......................................................................................................................................... 232
Bảng 3.50. Ảnh h ởng c a tỷ lệ phối chế syrup đến vị và cấu trúc c a sản phẩm kefir
chanh dây truy n thống.................................................................................................... 234
Bảng 3.51. Ảnh h ởng c a tỷ lệ cấy giống Lactobacillus casei VT
186 đến quá trình
lên men và chất l ng sản phẩm Bio kefir chanh dây..................................................... 235
Bảng 3.52. Kết quả khảo sát ảnh h ởng c a độ chua kết th c qu trình lên men ch nh đến
chất l ng sản phẩm. ....................................................................................................... 237
Bảng 3.53. Kết quả khảo sát ảnh h ởng c a nhiệt độ đến quá trình lên men và chất l ng
sản phẩm Bio- Kefir chanh dây. ...................................................................................... 239
Bảng 3.54. Cấu trúc c a sản phẩm Bio kefir khi lên men ở các nhiệt độ khác nhau. ..... 241
Bảng 3.55. Ảnh h ởng c a tỷ lệ phối chế syrup đến vị và cấu trúc c a sản phẩm Bio kefir
......................................................................................................................................... 242
Bảng 3.56. Kết quả khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm Bio Kefir. ........................... 243
Bảng 3.57. Kết quả một số chỉ tiêu c a hai sản phẩm. .................................................... 244

xii

Bảng 3.58. Ki m tra khả n ng chịu dịch d dày nhân t o c a hệ LAB trong 2 sản phẩm.
......................................................................................................................................... 245
Bảng 3.59. Ki m tra khả n ng chịu muối m t c a hệ LAB trong hai sản phẩm. ............ 247
Bảng 3 60

ờng kính vịng trong kháng khuẩn c a hai sản phẩm. ............................. 248

Bảng 3.61. Kết quả m t độ vi sinh v t c a 2 sản phẩm trong MT09 trong 2.5 giờ. ....... 250

xiii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hạt kefir . ........................................................................................................... 23
Hình 1.2. Đặc điểm hình thái của một số hạt kefir. .......................................................... 24
Hình 1.3. Quan sát bên ngồi hạt kefir dưới kính hiển vi ................................................ 26
Hình 1.4. Hình quan sát bên trong hạt kefir dưới kính hiển vi ......................................... 27
Hình 1.5. Cấu trúc của kefiran ......................................................................................... 31
Hình 1.6. Thủy phân lactose thành glucose và galactose nhờ lactase . ............................ 35
Hình 1.7. Cơ chế xúc tác thủy phân lactose nhờ enzyme lactase ..................................... 37
Hình 1.8. Cơ chế phản ứng chuyển hóa galactosyl nhờ lactase ....................................... 42
Hình 1.9. Cấu tạo của hai lantibiotic Nisin A và EpilankinK7 ........................................ 50
Hình 1.10. A. Tổ chức cụm gen sinh tổng hợp Nisin, B. Sơ đồ sinh tổng hợp Nisin ......... 53
Hình 1.11. Quá trình sinh tổng hợp lantibiotics. .............................................................. 54
Hình 2.1. Sơ đồ tổng qt thí nghiệm. ............................................................................... 80
Hình 2.2. Sơ đồ tổng quát khảo sát lactase từ chủng giống tuyển chọn. .......................... 92
Hình 2.3. Sơ đồ tổng quát khảo sát bacteriocin từ chủng giống tuyển chọn. ................. 100
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình lên men kefir chanh dây. ........................................................ 106
Hình 2.5. Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khô dịch chanh dây đến quá

trình lên men. ................................................................................................................... 107
Hình 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của pH dịch chanh dây đến quá trình lên men. ............. 108
Hình 2.7. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế dịch chanh dây đến quá trình lên men.
......................................................................................................................................... 109
Hình 2.8. Sơ đồ quy trình lên men kefir chanh dây giàu probiotic. ................................ 111
Hình 3.1. Sinh khối các chủng vi khuẩn kị khí mọc dọc thạch. ....................................... 122
Hình 3.2. Sinh khối các chủng vi khuẩn kị khí tùy ý mọc trên và dọc thạch. .................. 122
Hình 3.3. Kết quả định tính acid lactic với thuốc thử uphemen...................................... 125
Hình 3.4. Các cơ chế khác nhau giúp vi khuẩn lactic có khả năng chịu được điều kiện pH
thấp .................................................................................................................................. 130
Hình 3.5. Vòng trong kháng khuẩn của chủng T44 với 2 chủng chỉ thị.......................... 131
Hình 3.6. Vịng trong kháng khuẩn của chủng T17 với 2 chủng chỉ thị.......................... 135
xiv


Hình 3.7. Khả năng bám dính lên tế bào biểu mơ của các chủng khảo sát. ................... 149
Hình 3.8. Sự bám dính của Lactobacillus acidophilus M92 vào tế bào biểu mơ heo .... 150
Hình 3.9. Sự bám dính của Lactobacillus fermentum lên tế bào biểu bì gà [160] ......... 151
Hình 3.10. Hình ảnh đại thể và vi thể chủng L. delbrueckii ssp delbrueckii .................. 161
Hình 3.11. Kết quả định danh chủng T23 từ bộ kit API 50CHL ..................................... 162
Hình 3.12. Hình ảnh đại thể và vi thể chủng L. acidophilus ........................................... 163
Hình 3.13. Kết quả định danh chủng T17 từ bộ kit API 50CHL. .................................... 164
Hình 3.14. Hình ảnh đại thể và vi thể chủng Lactobacillus fermentum .......................... 165
Hình 3.15. Kết quả định danh chủng T9 từ bộ kit API 50CHL ....................................... 166
Hình 3.16. Đường tương quan tuyến tính giữa mật độ và OD600.................................... 173
Hình 3.17. Đường cong sinh trưởng của chủng vi khuẩn L. delbrueckii ssp delbrueckii
......................................................................................................................................... 174
Hình 3.18. Tỉ lệ phần trăm vị trí lactase ở chủng L. delbrueckii ssp delbrueckii. .......... 175
Hình 3.19. Mặt đáp ứng của hoạt tính lactase theo nhiệt độ và pH ............................... 185
Hình 3.20. Mặt đáp ứng của hoạt tính lactase theo nhiệt độ và pH. .............................. 195

Hình 3.21. Đường tương quan giữa mật độ tế bào và OD (600nm) ............................... 201
Hình 3.22. Đường cong sinh trưởng của chủng L. acidophilus ...................................... 201
Hình 3.23. Sơ đồ biểu thị hoạt tính theo thời gian .......................................................... 204
Hình 3.24. Ảnh hưởng triamonium citrate. .................................................................... 208
Hình 3.25. Ảnh hưởng của một số vitamin đến sinh tổng hợp bacteriocin .................... 215
Hình 3.26. Ảnh hưởng của độ mặn mơi trường đến sinh tổng hợp bacteriocin. ............ 216
Hình 3.27. Ảnh hưởng của glycerol ................................................................................ 218
Hình 3.28. Tính bền nhiệt của bacteriocin trong 30 phút ............................................... 220
Hình 3.29. Tính bền nhiệt của bacteriocin trong 60 phút. .............................................. 221
Hình 3.30. Độ bền hoạt tính bacteriocin theo pH trên chủng chỉ thị Bacillus sp. ......... 223
Hình 3.31. Độ bền hoạt tính bacteriocin theo pH đối với chủng Salmonella sp. ........... 223
Hình 3.32. Độ bền hoạt tính của bacteriocin với NaCl. ................................................. 224
Hình 3.33. Hoạt tính của bacteriocin sau khi xử lý với Tween 20 và Tween 80 ............. 225
Hình 3.34. Sự thay đổi độ chua theo thời gian. ............................................................... 231
xv


Hình 3.35. Sản phẩm Bio-Kefir chanh dây ..................................................................... 244
Hình 3.36. Khả năng kháng khuẩn Bacillus sp. và Salmonella sp của 2 sản phẩm. ...... 249

xvi


MỞ ĐẦU
Kefir là th c uống lên men từ sữa, kefir có rất nhi u tên gọi nh kehir, kiaphur,
kefer, knapon, kepi và kippi. Th c uống này khác v i các sản phẩm từ sữa khác bởi vì nó
khơng do ho t động chuy n hóa c a một giống vi sinh v t. Sữa đ
sinh v t gồm vi khuẩn lactic và nấm men đ

c lên men v i hệ vi

c cố định tự nhiên thành một khối h t đ

c

gọi là h t kefir Do đ , kefir c vị chua đặc tr ng v thoảng nh mùi cồn [1, 2].
Ng ời dân mi n núi Caucasus thuộc n

c Xô Viết cũ - nguyên quán c a kefir -

lên men tự nhiên trong những túi da thú duy trì từ thế hệ n y đến thế hệ khác. Họ không
h biết đến bệnh ung th , bệnh lao, bệnh d dày và họ thọ đến trung bình là 110 tuổi. Núi
Caucasus là vùng duy nhất trên địa cầu m ng ời ta đ t s c khoẻ hoàn toàn ở l a tuổi
này. Từ rất s m c c b c s Nga đ rất tin t ởng rằng kefir có l i cho s c khoẻ và có khả
n ng chữa bệnh.
Nguyên liệu đ sản xuất kefir có th là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò [1]

ầu tiên

ng ời ta lên men sữa thành Kefir trong các túi bằng da thú hoặc bồn bằng g sồi. Hiện
nay, kefir trở thành sản phẩm quen thuộc c a dân c c n
alan,

zech, Hungari ) v c c n

c vùng

c vùng Scandinavia. Q trình sản xuất th cơng

kefir phổ biến ở Argentina, Taiwan, Portugal, Turkey and France

pháp sản xuất kefir m i đ đ

ng Âu (Nga, Ucraina,

c công nh n v chất l

ến 1950, một ph ơng

ng đ l ph ơng ph p lên men c

khuấy trộn. Các nghiên c u cho thấy tỉ lệ sữa và h t là 30:1 hay 50:1 (g/l) là tối u
Ngoài ra, hàng lo t nghiên c u thực hiện lên men kefir v i các giống thuần ch ng phân
l p nh ng chất l

ng sản phẩm vẫn không bằng so v i sản phẩm đ

c lên men bằng h t

kefir truy n thống. Thế nh ng v i khối h t kefir truy n thống thì ta khơng ki m so t đ
sự ổn định v thành phần khối h t vì việc t p nhiễm từ khối h t cũng c th xảy ra
cũng l những vấn đ còn cần đ

c
ây

c giải quyết trong ngành công nghiệp sản xuất kefir [1,

3, 4].

1

Kefir đ

c xem nh l một sản phẩm probiotic tự nhiên, ch a hệ sinh v t còn

sống, ho t động, tồn t i trong hệ tiêu hóa và tham gia h tr việc tiêu hóa th c n trong
d dày [1, 5, 6].
ây l một sản phẩm cao cấp hơn yaghourt bởi vì yaghourt đ

c làm trong thời

gian ng n, ch a ít vi khuẩn có ho t tính m nh. Hệ vi khuẩn trong yaghourt sẽ giảm dần
vài ngày trong hệ tiêu hóa. Cịn kefir thì ch a nhi u hệ vi sinh v t hơn, hơn thế nữa
những vi sinh v t có mặt trong kefir đ

c t o từ một chu i vi sinh v t có ho t tính rất

m nh, các ch ng vi sinh v t này sẽ giúp tiêu diệt hay bất ho t các vi sinh v t gây bệnh [1]
th hiện qua các ho t t nh probiotic nh : hịu dịch d dày, muối m t, hấp thu cholesterol,
kháng khuẩn, b m d nh, lactase,…
Do đ , ch ng t i tiến h nh đ t i: “KHAI THÁ

GIÁ TRỊ PROBIOTIC CỦA

HẠT KEFIR VÀ ỨNG DỤNG”
Lu n v n gồm c c phần ch nh:
 Phân l p, s ng lọc, định danh c c vi khuẩn lactic c ho t t nh probiotic cao từ hai
mẫu h t kefir đ c cung cấp bởi bộ m n
ng Nghệ Sinh Học tr ờng

i Học ch
Khoa-

i học Quốc Gia Th nh phố Hồ h Minh

 Ứng d ng: h ng t i khai th c 3 ng d ng ch nh:
Khai th c ng d ng thu nh n lactase từ bộ ch ng giống tuy n chọn
Khai th c ng d ng thu nh n bacteriocin từ bộ ch ng giống tuy n chọn
Thử nghiệm t o th c uống io – Kefir chanh dây bằng c ch bổ sung Lactobacillus
casei VT
186 v so s nh ho t t nh probiotic c a sản phẩm v i sản phẩm kefir chanh
dây truy n thống

2


CHƯ NG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Probiotic

1.1.1. Khái niệm probiotic
1.1.1.1. Lịch sử
Những nghiên c u v probiotic m i chỉ b t đầu vào thế kỷ 20, Henry Tisser
(1900), một bác sỹ ng ời Ph p đ quan s t v thấy rằng phân c a những đ a trẻ m c
bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn l hình tr ng hoặc hình chữ Y hơn những đ a trẻ kh e
m nh [7].
Sau đ n m 1907, Elie Metchnikoff - ng ời Nga, đ t giải Nobel – đ ch ng minh
đ

c rằng việc tiêu th Lactobacillus sẽ h n chế các nội độc tố c a hệ vi sinh v t đ ờng

ruột. Ông giải th ch đ

c đi u bí ẩn v s c kh e c a những ng ời Cô-d c ở Bulgary, họ

sống rất kh e m nh và tuổi thọ có th lên t i 115 tuổi hoặc hơn, nguyên nhân c th là do
họ tiêu th rất l n các sản phẩm sữa lên men, đi u n y đ

c ng b o c o trong s ch “Sự

kéo dài cuộc sống – The Prolongation of life” (1908) [7]. Có th

nói Tisser và

Metchnikoff l ng ời đầu tiên đ a ra những đ xuất mang tính khoa học v probiotic, làm
cơ sở cho những nghiên c u tiếp theo v probiotic [8].
N m 1930, nh khoa học ng ời Nh t Minoru Shirota phân l p các vi khuẩn lactic
từ phân c a các em thiếu nhi kh e m nh [9]

ùng n m đ , c c nh nghiên c u Hoa Kỳ

đ ch ng minh Lactobacillus acidophilus có khả n ng l m giảm bệnh t o b n th ờng
xuyên. Các nhà khoa học đ i học Havard phát hiện ra các vi khuẩn đ ờng ruột đ ng một
vai trị quyết định trong q trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa th c n, cung cấp một số vitamin
và các chất dinh d ỡng kh c nhau m cơ th v t ch không tự sản xuất ra đ
đ 5 n m, một trong c c đồ uống lên men – đặt tên l “Yakult” từ sữa đ
s c kh e đ ờng ruột (intestinal health) đ

c [8]. Sau

c cho là h tr

c sản xuất. Khái niệm chung probiotic đ

c

chấp nh n ở Châu Á trong nhi u n m khi c c sản phẩm lên men từ sữa probiotic đầu tiên
đ

c gi i thiệu ở Châu Âu những n m c a th p niên 80 [9].

3


Ngày nay, các sản phẩm probiotic có ch a Bifidobacteria hoặc Lactobacillus đ

c

tiêu th rộng rãi và phổ biến trên kh p thế gi i, nh những nguồn thực phẩm chính giúp
t ng c ờng s c kh e cho con ng ời cũng nh v t nuôi.
1.1.1.2.

Khái niệm

Theo ngôn ngữ Hi L p, probiotic c ngh a l “vì sự sống” Thu t ngữ probiotic
đ

c Parker đ nghị sử d ng lần đầu tiên v o n m 1974 đ chỉ “những vi sinh v t và

những chất làm cân bằng hệ vi sinh v t ruột” [8]. Từ đ đến nay thu t ngữ probiotic đ
đ

c cả thế gi i sử d ng đ chỉ những chế phẩm vi sinh v t sống hữu ch khi đ

v o cơ th động v t thông qua th c n hoặc n

cđ a

c uống t o nên những ảnh h ởng có l i

cho v t ch .
K từ khi xuất hiện, khái niệm probiotic vẫn ch a c một định ngh a thống nhất.
Tuy nhiên, hiện c hai định ngh a đ
probiotic v đ

c cho là phản nh kh đầy đ bản chất c a

c sử d ng nhi u trong các ấn phẩm khoa học: (I) theo Fuller (1989),

probiotic l “chất bổ sung vi sinh v t sống vào th c n gi p cải thiện cân bằng hệ vi sinh
v t đ ờng tiêu h a theo h

ng có l i cho v t ch ”; (II) theo tổ ch c Y tế thế gi i (WHO,

2001), probiotic l “c c vi sinh v t sống khi đ a v o cơ th theo đ ờng tiêu hoá v i một
số l

ng đ sẽ đem l i s c khoẻ tốt cho v t ch ”

1.1.1.3.

Cơ chế tác động của probiotic

Các vi khuẩn probiotic có th chống l i các vi sinh v t khác thông qua việc thay
đổi các chất tiết, sản sinh các chất kháng khuẩn, c nh tranh vị trí bám vào ruột v i các h i
khuẩn và sản xuất các chất kh ng độc Probiotic cũng c khả n ng ph t t n hiệu kích thích
hệ thống miễn dịch, cảm ng t o ra kháng th .
c đầu tiên quan trọng trong qu trình t ơng t c giữa vi khuẩn probiotic v cơ
th đ l sự bám dính. Một khi các th th tế bào v t ch nh n diện và chấp nh n liên kết,
các vi khuẩn m i đảm bảo khả n ng kh ng bị lo i b và khởi động các q trình hóa sinh
trong tế b o nh t ng sinh, tiết chất, xâm nh p và ho t hóa chu i tín hiệu c a tế bào v t
ch . Vì sống ch yếu ở đ ờng ruột nên vi khuẩn probiotic th ờng liên kết v i các tế bào
bi u m đ ờng ruột và c nh tranh vị trí bám dính v i các h i khuẩn khác. Mất vị trí bám
4


dính các h i khuẩn sẽ bị c chế khả n ng ph t tri n và bị lo i b ra kh i cơ th . Ví d
Lactobacillus GG và Lactobacillus plantarum 299V có th gây c chế sự g n kết c a
nhóm tế bào E.coli gây xuất huyết đ ờng ruột lên các tế bào bi u mơ. Saccharomyces
boulardii thì ng n sự bám dính c a Entamoeba histolytica (trùng kiết lị) lên tế bào hồng
cầu, tránh cho hồng cầu bị nuốt vào trong các tế bào trùng. Ngoài ra Lactobacilli cũng
ng n c c th th c a mầm bệnh xâm nh p.
Ngoài c nh tranh vị trí bám dính, các vi khuẩn probiotic cịn c nh tranh cả nguồn
dinh d ỡng c a các vi khuẩn gây bệnh. Khi tiêu th monosaccharide, probiotic đ

c chế

khả n ng ph t tri n c a vi khuẩn Clostridium difficile (vi khuẩn gây bệnh viêm đ i tràng
màng giả) vì đây l nguồn th c n ch nh c a lo i vi khuẩn n y Th ng qua cơ chế

enzyme, probiotic cịn có th thay đổi và bất ho t th th gây độc tố c a các mầm bệnh,
tiêu bi u nh th th gây độc tố A c a Clostridium difficile.
Trong qu trình trao đổi chất, vi khuẩn probiotic sinh ra các chu i acid béo ng n,
làm giảm độ pH ở ruột già, c chế khả n ng ph t tri n c a các vi sinh v t khác. Vi khuẩn
Lactobacillus GG có th sinh ra acid lactic, hydrogen peroxide hay pyroglutamate c chế
đ

c cả vi khuẩn Gram d ơng v Gram âm

acteriocin, một protein kháng khuẩn từ

probiotic l i có khả n ng c chế đặc biệt hiệu quả chỉ đối v i các vi khuẩn Gram d ơng
Lactobacilli thì sinh một số h p chất gây bất ho t các h t virus, còn các h p chất hòa tan
từ Lactobacillus rhamnosus GR - 1 và Lactobacillus fermentum RC - 14 thì gây bất ho t
v i adenovirus, lo i virus phổ biến nhất gây ra các bệnh nhiễm khuẩn hô hấp trên th ờng
gặp ở trẻ nh v o mùa thu đ ng và cả virus gây viêm mọng n

c ở miệng.

Các vi khuẩn probiotic còn th hiện ch c n ng r o cản theo c c cơ chế khác nhau.
Streptococcus thermophilus và Lactobacillus acidophilus sẽ t ng c ờng ho t động c a
các protein liên kết tránh sự hình thành các vết th ng trên ruột. Cịn Lactobacillus
rhamnosus GG có th ng n ngừa sự viêm loét và và sự chết tế b o theo ch ơng trình c a
các tế bào niêm m c ruột.

5


Tác d ng bảo vệ c a vi khuẩn probiotic có th thơng qua các thành phần trung
gian nh ADN Th th TLR9 (Toll - like receptor 9) có trên b mặt các tế b o nh b ch

cầu trung t nh v c c đ i thực bào có th nh n biết đặc hiệu v i thành phần nucleotide
c a vi khuẩn probiotic. Nh n đ

c tín hiệu, th th TRL9 sẽ kích ho t một yếu tố phiên

mã gen tên NF - kB (nuclear factor kB), yếu tố này sẽ kích thích sản xuất các cytokine,
các enzyme, và các protein khác tham gia vào các ch c n ng chống vi sinh v t c a các tế
bào làm nhiệm v thực bào ho t hoá. Một số lo i vi khuẩn nh Lactobacilli có th đ

c

g n thêm vào những đo n gen thiết kế sẵn nhằm tiết ra các chất có hiệu ng kháng viêm
nh IL - 10 Khi v o cơ th , IL - 10 cũng c t c d ng nh TRL9, k ch ho t sản sinh ra
cytokine t i những khu vực viêm trong ruột.
Một số ch ng vi khuẩn probiotic cịn có th

cảm

ng t o ra kháng th

(immunoglobulin - viết t t là Ig) từ các tế bào lympho B hay b ch cầu đ hệ miễn dịch
nh n biết và tiêu diệt các tác nhân xâm nh p l . Ví d L. casei có th cảm ng t o ra IgA,
B. bifidum có th t ng số l

ng kháng th nh IgA, IgG, IgM

Những nghiên c u gần đây cịn cho thấy Lactobacilli có khả n ng chống viêm da
dị ng trên trẻ em nhờ ổn định ch c n ng bảo vệ đ ờng ruột, giảm các triệu ch ng đ ờng
tiêu hóa vốn là một trong những nguyên nhân bên trong gây viêm da dị ng [10, 11].
1.1.1.4.

Tiêu chí lựa chọn chủng vi khuẩn probiotic

Việc lựa chọn ch ng giống probiotic đ ng vai trò hết s c quan trọng trong sản
xuất các sản phẩm probiotic. Ba tiêu ch cơ bản c a quá trình sàng lọc ch ng probiotic
bao gồm: Tiêu chí an tồn, tiêu chí ch c n ng v tiêu ch kỹ thu t.
Các tiêu chuẩn an toàn hiện nay c a một ch ng giống probiotic đ đ

c đ a ra ở

nhi u nghiên c u. Tầm quan trọng c a việc địi h i ch ng probiotic phải có nguồn gốc từ
ng ời đ đ

c tranh lu n rất nhi u hiện nay. Tuy nhiên, hầu hết các ch ng đ

thành công vào sản xuất các sản phẩm probiotic đ u có nguồn gốc từ con ng ời
có th đ

c áp d ng
i u này

c l p lu n là do ch ng probiotic có th ho t động tốt hơn trong m i tr ờng

t ơng tự v i đi u kiện m i tr ờng mà ta phân l p ch ng (ví d nh hệ tiêu h a ng ời).
6