Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 1 of 96
1
MỞ ĐẦU
Hàng năm, trên thế giới và Việt Nam, các vụ ngộ độc thực phẩm không
ngừng gia tăng. Nguyên nhân chính gây ra ngộ độc thực phẩm được xác định là do
vi sinh vật gây bệnh và các yếu tố độc (độc tố nấm hay thuốc trừ sâu có trong rau
quả ). Các vi sinh vật gây bệnh đều có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt trong
các loại thực phẩm như thịt lợn, thịt gia cầm, trứng, hải sản và các sản phẩm sữa.
Ngộ độc thực phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và tính mạng con người,
đồng thời gây tác động không nhỏ đến nền kinh tế, chính trị của mỗi quốc gia.
Chính vì thế, vấn đề bảo quản lương thực, thực phẩm luôn được đặt lên hàng đầu
trong chính sách kinh tế, sức khỏe cộng đồng của mỗi quốc gia, đặc biệt là bảo quản
tránh khỏi các vi sinh vật gây bệnh.
Để khắc phục những hạn chế của các phương pháp bảo quản thực phẩm
truyền thống (bảo quản theo phương pháp hóa học, vật lý), các nhà khoa học trên
thế giới đã và đang nghiên cứu, ứng dụng chất bảo quản sinh học không độc hại gọi
chung là bacteriocin. Đây là các peptit có hoạt tính kháng khuẩn, đặc biệt an toàn,
không gây tác dụng phụ khi sử dụng do bị phân cắt nhanh chóng bởi protease trong
đường tiêu hóa ở người. Nhiều bacteriocin đã được nghiên cứu nhưng hiện nay mới
có nisin và pediocin PA-1/AcH được thương mại hóa, sử dụng trong công nghệ
thực phẩm dưới dạng bột. Do đó, việc nghiên cứu và tìm ra các bacteriocin an toàn,
ứng dụng trong bảo quản thực phẩm là rất cần thiết. Enterocin là các bacteriocin
được tạo ra từ chi vi khuẩn Enterococcus rất phong phú và đa dạng, có những đặc
tính đáng quan tâm trong chế biến, bảo quản thực phẩm. Điển hình là enterocin AS-
48 - mét bacteriocin cấu trúc dạng vòng, có phổ ức chế rộng cả vi khuẩn gram
dương và gram âm. Những đặc trưng khác của AS-48 như tính ổn định, bền nhiệt và
tính tan tiêu biểu trong phạm vi pH rộng (thích hợp với nhiều loại thực phẩm) hứa
hẹn là sự lùa chọn thay thế cho các chất bảo quản hóa học trong tương lai.
Từ tính ưu việt của enterocin, đặc biệt là enterocin AS-48 trong bảo quản

Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 3 of 96
3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ BACTERIOCIN
1.1.1. Giới thiệu chung
1.1.1.1. Ngộ độc thực phẩm
Mặc dù con người đã sử dụng những công nghệ bảo quản thùc phẩm mới và
an toàn (ví dụ: HACCP - hệ thống kiểm soát rủi ro về vệ sinh an toàn thực phẩm
mang tính phòng ngõa) trong chế biến và bảo quản nhưng các ca ngộ độc thực
phẩm vẫn không ngừng gia tăng Error! Reference source not found.. Các hóa
chất, kim loại nặng, ký sinh trùng, nấm, virus và vi khuẩn đều có thể gây ngộ độc
thực phẩm. Trong đó, vi khuẩn là nguyên nhân phổ biến nhất với hơn 90% các ca
ngộ độc thực phẩm hàng năm, chủ yếu do Staphylococcus aureus, Salmonella,
Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Listeria
monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, Bacillus cereus, Toxoplasma gondii và
Escherichia coli O157:H7 6, Error! Reference source not found.. Trường hợp
nhẹ là những hậu quả về rối loạn tiêu hóa, mất cân bằng điện giải, kiệt sức, trường
hợp nặng có thể dẫn đến tử vong nếu không chữa trị kịp thời, đúng cách. Do đó, an
toàn thực phẩm luôn là vấn đề quan tâm hàng đầu của mỗi quốc gia mà trọng tâm là
bảo quản thực phẩm phòng tránh các vi sinh vật gây bệnh 6. Theo uỷ ban Khoa
học và Công nghệ Hoa Kỳ, ước tính hàng năm nước này có khoảng 76 triệu ca ngộ
độc thực phẩm, gây ra 5000 ca tử vong. Thực phẩm chính là thịt lợn, thịt gia cầm,
trứng, hải sản và các sản phẩm sữa, tiêu tốn từ 6,5-34,9 tỷ đô la Error! Reference
source not found.. Các mầm bệnh thực phẩm như Listeria spp. có khả năng chịu
nhiệt độ thấp và nồng độ muối cao, gây ra hơn 2500 vụ ngộ độc thực phẩm với 500
ca tử vong chỉ riêng ở Hoa Kỳ 12. Ở Việt Nam, hàng năm cũng có hàng nghìn ca
ngộ độc thực phẩm, gây tổn thất về sức khỏe và kinh tế. Trong năm 2008, tính đến

cùng loài. Ví dụ, lactacin F là bacteriocin thứ 6 được tìm ra từ loài Lactobacilli
34.
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 5 of 96
5
Trong tự nhiên, vi sinh vật có khả năng tạo ra các hợp chất khác nhau nhằm
hạn chế hoặc chống lại các vi sinh vật khác 44, 60. Các hợp chất này được biết
đến như kháng sinh, sản phẩm trao đổi chất thứ cấp như axit lactic, các yếu tố phân
giải như lysozym, các dạng exotoxin protein và bacteriocin. Bacteriocin được tổng
hợp khi vi khuẩn gặp các điều kiện ức chế - tác động của môi trường sống, cạnh
tranh về nguồn dinh dưỡng, không gian Các bacteriocin có hoạt tính kháng khuẩn
cao thậm chí ở nồng độ rất thấp 69. Họ bacteriocin gồm các protein đa dạng về
mặt kích thước, vi khuẩn đích, dạng hoạt động và cơ chế miễn dịch. Hiện nay, có
hàng trăm loại bacteriocin. Những bacteriocin này được tìm thấy trong hầu hết các
vi khuẩn, gần đây còn tìm thấy trong vi khuẩn cổ - Archaea (gọi là các Archaeocin)
60.
Nhiều nghiên cứu được tiến hành với bacteriocin trên các loài vi khuẩn khác
nhau cho thấy chúng được mã hóa bởi các gen trên plasmid (ví dô, Col plasmid
trong E. coli). Mét số được mã hóa bởi các gen nằm trên ADN hệ gen, như
plantaracin A và sakacina 674, trong khi có trường hợp được xác định trên các
transposon như nisin 69.
Vì cũng có hoạt tính kháng khuẩn nên trước đây, bacteriocin bị nhầm lẫn
như là “các chất kháng sinh”. Năm 1965, Reeves và CS. đã tìm ra sự khác biệt của
bacteriocin với các chất kháng sinh bởi đặc điểm đặc trưng: Bacteriocin có bản chất
là protein. Chính sự khác biệt này đã tạo nên đặc tính ưu việt của bacteriocin trong
ứng dụng bảo quản thực phẩm 34.
Sù tranh luận nên được đặt vào bối cảnh khám phá ra nisin năm 1924, trước
cả penicillin và colicin. Khi đó những chất kháng khuẩn protein bị xem là các chất
kháng sinh. Chất kháng sinh được tạo ra bởi một nhóm hạn chế vi sinh vật, là sản

Thực phẩm
Y học
Tổng hợp
Riboxom (sản phẩm chuyển hóa bậc 1)
Sản phẩm chuyển hóa
bậc 2
Hoạt tính
Phổ hẹp
Phổ rộng
Miễn dịch tế bào chủ
Có
Không
Sự có mặt của các tế bào
miễn dịch trong tế bào chủ
Có mặt
Vắng mặt
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 7 of 96
7
Dạng hoạt động
Hầu hết qua sự hình thành lỗ nhưng đôi
khi cũng tác động lên sự tổng hợp sinh
học thành tế bào
Màng tế bào hay các
đích nội bào
Ảnh hưởng độc lên tế bào
nhân chuẩn
Không
Có

chịu trách nhiệm miễn dịch đặc hiệu với tế bào sản xuất (bằng cách gắn và bất hoạt
protein gây độc) và gen phân giải mã hóa cho protein tham gia vào việc giải phóng
colicin thông qua phân giải tế bào chủ 12, 60. Sù tạo colicin được thông qua đơn
vị điều hòa SOS (SOS regulon - là một dạng phản ứng của vi khuẩn với sự hư hại
ADN, trong đó, các gen lexA và recA có vai trò chủ chốt giúp điều hòa chuỗi phản
ứng SOS) 35, 73 và do đó, nã được tạo ra chủ yếu dưới những điều kiện ức chế.
Colicin tiêu diệt vi khuẩn qua các cơ chế khác nhau, bằng cách ngăn chặn tổng hợp
thành tế bào, tăng tính thấm của màng tế bào đích do sự hình thành lỗ hay hoạt hoá
hoạt động của nuclease 60.
Phân loại bacteriocin vi khuẩn gram âm
Các bacteriocin từ vi khuẩn gram âm được đặt tên theo chi, loài sản xuất,
như klebicin của Klebsiella pneumoniae hay theo loài như colicin của E. coli,
marcescin của Serratia marcescens, alveicins của Hafnia alvei và cloacins của
Enterobacter cloacae) 60. Bacteriocin từ vi khuẩn gram âm có thể được phân
thành ba nhóm dùa vào kích thước: Nhóm 1 - Colicin kích thước lớn (25-80 kDa),
nhóm 2 - Các microcin kích thước nhỏ hơn (<10 kDa) và nhóm 3 - Bacteriocin như
phần đuôi của phage gồm các đơn vị lắp ghép peptit. Trong đó, microcin là những
peptit khối lượng phân tử thấp không cảm ứng SOS, có cấu trúc tương tự
bacteriocin líp II của vi khuẩn gram dương, được tổng hợp trong pha cân bằng 42.
Bacteriocin như đuôi phage là các nuclease và protease kháng vi khuẩn que, tiêu
diệt tế bào nhạy cảm bởi sự khử cực màng. Chúng là những phage thiếu sót hay có
nguồn gốc từ phage với chức năng như bacteriocin. Ví dô: Pyocin R2 (từ
Pseudomonas spp.) là một phần thừa của phage P2 trong khi pyocin F2 tương tự
như phage  60.
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 9 of 96
9
1.1.2.2. Bacteriocin từ vi khuẩn gram dương
Nisin là đại điện được nghiên cứu sớm nhất trong các bacteriocin vi khuẩn

c
i
i
n
nt
t
ừ
ừv
v
i
ik
k
h
h
u
u
ẩ
ẩ
n
n


(>10 kDa)
Lớp IV: các
peptit vòng
Loại A:
mạch dài
dài
Loại B:
hình cầu
Loại C: đa
thành phần
AII: như
SA-FF22
AI: như
nisin
Phân lớp IIa:
như pediocin
IIb: đa
thành phần
IIc: còn lại
IIIb: không
phân giải
IIIa: các
lysin
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 10 of 96
10
Líp I - Các lantibiotic (từ lanthionin - chứa antibiotic) là các peptit bền
nhiệt, tác động lên cấu trúc màng (<5 kDa), chứa các axit amin hiếm, bị biến đổi
sau dịch mã như lanthionin (Lan), -methyllanthion, -methyl lanthionin (MeLan),

cũng có những bacteriocin ba hay bốn thành phần. Ví dụ : SLUSH -hemolysin từ
Staphylococcus lugdunensis, là bacteriocin ba peptit; aureocin A70 từ S. aureus
gồm bốn peptit.
 Phân líp IIc là các bacteriocin còn lại của líp này nh- bacteriocin tiết
ra bởi con đường phụ thuộc chuỗi tín hiệu. Ví dô : Sakacin Q.
Líp III - Bacteriocin kích thước lớn >10kDa là các protein không bền
nhiệt, trừ propionicin SM1 từ Propinonibacterium jensenii. Do đó, lớp này Ýt được
ứng dụng trong thực phẩm 60. Có thể chia thành hai phân líp, đầu tiên là
bacteriolysin (các enzyme bacteriolytic) tiêu diệt các chủng nhạy cảm bằng cách
phân giải tế bào, ví dụ : lysostaphin từ Staphylococcus simulans biovar
staphylolyticus. Phân líp thứ hai là các protein kháng khuẩn không phân giải, phải
kể đến đầu tiên là helveticin J, mét bacteriocin 37 kDa từ Lactobacillus helveticus.
Lớp IV - Các bacteriocin vòng là líp đặc biệt gồm các bacteriocin có cấu
tróc vòng (Bảng 2). Đây là các peptit được biến đổi sau dịch mã bằng liên kết cộng
hoá trị nội phân tử tạo cấu trúc vòng cho peptit trưởng thành. Đến nay, líp này gồm
một số thành viên nh- enterocin AS-48, circularin A, gassericin A … được tổng kết
ở bảng 2 60, 63.
Bảng 2. Các bacteriocin vòng tạo ra từ vi khuẩn gram dương
Bacteriocin
Nguồn gốc
Kích thước
(axit amin)
Đặc điểm đặc trưng
1. Enterocin AS-
48
Enterococcus
faecalis
70
- Dạng chuẩn và là bacteriocin vòng biết rõ nhất cả về
hóa sinh và di truyền

- Bacteriocin vòng đầu tiên được phân lập từ vi khuẩn
dạ cỏ, tương đồng 45% với gassericin A
6. Uberolysin
Streptococcus
uberis 42
70
- Từ chi Streptococcus, đáng chó ý do tính không bền
nhiệt và chỉ phân giải các tế bào sinh trưởng nhanh
7. Acidocin B
Lactobacillus
acidophilus M46
58
- Bacteriocin có trình tự tương tự gassericin A, gen mã
hóa (acdB) ở trên một plasmid của chủng sản xuất
8. Subtilosin A
Bacillus subtilis
35
- Bacteriocin vòng mang điện âm, tác động lên cả vi
khuẩn gram dương và gram âm, đáng chú ý ở khả năng
chống chịu các điều kiện ức chế

1.1.3. Ứng dụng của bacteriocin
Đối với vi sinh vật, bacteriocin là phương thức để cạnh tranh dinh dưỡng và
không gian sống giữa các loài, giúp cân bằng sinh thái vi sinh vật 69. Đối với con
người, bacteriocin còng có vai trò quan trọng. Những ứng dụng tiềm năng của
bacteriocin gồm:
1.1.3.1. Bảo quản sinh học thực phẩm
Trước đây bảo quản thực phẩm dùa trên việc sử dụng các chất phụ gia tổng
hợp hóa học. Điều này khiến người tiêu dùng lo ngại do những ảnh hưởng có hại
đến sức khỏe. Bảo quản sinh học thực phẩm với việc sử dụng các vi sinh vật đối

xem như là hệ sinh thái mà các tương tác vi khuẩn có thể ảnh hưởng lớn đến cân
bằng vi sinh vật và sự phát triển những vi khuẩn có lợi hay gây hại. Do đó, cần xác
định hiệu quả của bacteriocin cho mỗi hệ thống thực phẩm 34.
Các bacteriocin được sử dụng trong bảo quản sinh học thực phẩm dưới ba
dạng chính: 12.
- Ủ thực phẩm với giống bảo vệ (thường là vi khuẩn lactic - LAB: Lactic axit
bacteria) để tạo bacteriocin in situ. Trong trường hợp này, khả năng LAB sinh
trưởng và tạo bacteriocin trong sản phẩm là quyết định.
- Bổ sung bacteriocin tinh chế hay bán tinh chế như là các chất bảo quản thực phẩm.
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 14 of 96
14
- Sử dụng bán thành phẩm lên men trước đó với một chủng sinh bacteriocin như là
một thành phần trong quá trình chế biến thực phẩm Error! Reference source not
found..
Một lùa chọn mới hiện nay trên cơ sở dạng thứ hai là dùng màng polythen
hoạt tính bacteriocin cho đóng gói thực phẩm 12.
1.1.3.2. Các sản phẩm chăm sóc sức khỏe
Do nisin có khả năng ức chế phổ rộng các vi khuẩn gram dương nên được sử
dụng trong ngăn ngõa chứng viêm vú ở gia súc. Hiện nay, mutacin từ cầu khuẩn
thuộc các chủng của Streptococcus mutans biến đổi di truyền được sử dụng trong
sản phẩm chăm sóc sức khỏe răng miệng như kem đánh răng, nước súc miệng để ức
chế sâu răng và cao răng. Bacteriocin có trong xà phòng, mỹ phẩm giúp loại trừ
mụn, trứng cá 34, 52.
Các bacteriocin gần đây cũng được ứng dụng trong lĩnh vực y tế. Do vi sinh
vật đang tăng dần tính kháng kháng sinh nên các liệu pháp trong điều trị chống lại
bệnh nhiễm trùng sẽ trở nên vô hiệu. Bacteriocin có thể là một giải pháp cho trình
trạng này, giúp điều trị nhiễm trùng da cục bộ hay nhiễm trùng kháng đa thuốc 56.
Chóng có thể ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn với ưu điểm: Sản phẩm tự nhiên,

1.1.3.4. Các probiotic
Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về probiotic tăng lên nhanh
chóng. Nhiều sản phẩm probiotic đã xuất hiện trên thị trường dưới dạng các loại sản
phẩm đa dạng như viên bọc, bột, sữa chua làm giàu và nhiều loại thực phẩm khác.
Thuật ngữ probiotic bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là vì sự sống. Theo đó,
probiotic là: “Những vi sinh vật sống mà khi đưa vào cơ thể một lượng đủ lớn sẽ tác
động có lợi cho sức khỏe của vật chủ” Error! Reference source not found.. Vi
sinh vật sử dụng cho các sản phẩm probiotic là nấm men, vi khuẩn (đặc biệt là
nhóm LAB). Ví dô, Lactobacillus acidophilus là LAB lên men đồng hình được tìm
thấy trong đường tiêu hoá của người và động vật. Chúng được bổ sung vào các sản
phẩm sữa lên men thương mại nh- sữa chua acidophilus. Những vi khuẩn này có
ảnh hưởng tích cực lên sức khoẻ con người nhờ khả năng sinh bacteriocin - giúp ức
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 16 of 96
16
chế hay tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Các bacteriocin từ L. acidophilus và L.
gasseri có tác dụng kích thích hoạt động của hệ thống miễn dịch, bất hoạt các hợp
chất gây đột biến và ung thư tiềm năng, giảm cholesterol trong máu. Probiotic từ
LAB hiệu quả trong ngăn ngõa sự rối loạn đường ruột và điều trị tiêu chảy do các
nguyên nhân khác nhau. Bacteriocin giúp vi sinh vật có lợi cạnh tranh với vi sinh
vật bản xứ còng nh- hệ vi khuẩn đường ruột gây bệnh 31, 34.
1.1.3.5. Các dấu chuẩn tạo vector tách dòng trong thực phẩm
Các gen kháng kháng sinh (kanamycin, erythromycin, tetracyclin,…) được
sử dụng phổ biến nh- là dấu chuẩn chọn lọc trong vector tách dòng. Với mục đích
khoa học, các gen kháng kháng sinh dùng là dấu chuẩn hữu hiệu cho chọn lọc
những thể biến nạp 69, 73. Tuy nhiên, các dấu chuẩn này không được chấp nhận
trong thao tác với giống khởi động bởi lo ngại chúng có thể truyền tính kháng
kháng sinh vào hệ vi khuẩn đường ruột. Do đó, các gen kháng bacteriocin có thể
được sử dông nh- là dấu chuẩn chọn lọc thay thế, tạo vector tách dòng an toàn trong

ư
ờ
ờ
n
n
g
gt
t
i
i
ê
ê
u
uh
h
ó
ó
a
a

c

r
i
i
o
o
c
c
i
i
n
nL
L
A
A
B
BT
T
h
h
ự
ự
c
c


cao khi kết hợp trong thực phẩm. Tất nhiên, bacteriocin cũng không được ức chế
sinh trưởng của các giống khởi động khác 12, 44.
Hiện nay, chỉ có hai bacteriocin được thương mại là nisin từ Lactococcus
lactis và pediocin PA-1/AcH từ Pediococcus acidilactici, chóng đều được sử dụng
trong công nghiệp thực phẩm. Nisin và pediocin PA-1/AcH có tên thương mại
tương ứng là Nisaplin
TM
, ALTA
TM
12.
Nisin được khám phá ra đầu tiên với mong muốn ứng dụng trong công nghệ
trị liệu. Tuy nhiên những nghiên cứu sau đó cho thấy nisin không bền ở pH sinh lý
và tính nhạy cảm cao với sự phân hủy của enzyme. Với khả năng ức chế các mầm
bệnh (đặc biệt là L. monocytogenes) giúp nisin phù hợp hơn trong công nghiệp thực
phẩm. Nisin được thương mại đầu tiên ở Anh năm 1953. Ngày nay, nisin là một sản
phẩm được FDA phê chuẩn, được WHO công nhận an toàn 69 và bán dưới dạng
bột sấy khô - từ sữa tách bơ qua quá trình lên men. Nisaplin được sử dông hơn 50
nước như là một chất phụ gia thực phẩm, chủ yếu trong chế biến phomat, sản phẩm
sữa và thực phẩm đóng hộp 12.
Pediocin PA-1 đã được thương mại và kiểm soát bởi một số hãng độc quyền
Hoa Kỳ và Châu Âu. Quá trình lên men tạo pediocin PA-1 đã sẵn sằng để thương
mại và được sử dụng như là một chất bảo quản thực phẩm Error! Reference
source not found..
Các bacteriocin khác như lacticin 3147, enterocin AS-48 hay variacin cũng
có nhiều triển vọng. Trong khi đó, các bacteriocin phổ hẹp có thể được dùng trong
ức chế lùa chọn đặc hiệu cao với vi khuẩn gây hại nguy hiểm như L. monocytogenes
34.
1.2. ENTEROCIN
Luận văn Thạc sĩ Sinh học



Page 20 of 96
20
Phân líp IIa - tương tự pediocin. Chóng bao gồm enterocin A từ E. faecium
CTC 492, enterocin CCM 4231 từ E. faecium CCM 4231, enterocin CRL35 từ E.
faecium CRL35 và mundticin từ E. mundtii. Nhiều loại E. mundtii khác cũng tạo
bacteriocin nhưng cấu trúc của chúng chưa được xác định. Những bacteriocin phân
líp IIa này có hoạt tính kháng khuẩn cao, điển hình là Listeria. Đặc biệt, enterocin
CRL35 có hoạt tính ức chế thậm chí cả virus Herpes simplex 18, 27.
Phân líp IIb là các enterocin gồm hai chuỗi polypeptit. Mét trong hai chuỗi
có hoạt tính nhưng cả hai chuỗi đều cần thiết trong sù tạo hoạt tính sinh học đầy đủ
27. Enterocin 1071A và 1071B từ E. faecalis, enterocin L50A và L50B với hoạt
động điều phối. Chúng không bị biến đổi sau dịch mã và không cần sự có mặt của
một peptit tín hiệu cho quá trình tiết Error! Reference source not found.,
enterocin I (tương tự enterocin L50A).
Phân líp IIc gồm bacteriocin không thuộc các phân líp trên, như enterocin P
từ E. faecium P13, bacteriocin 31 từ E. faecalis tiết ra bởi con đường phụ thuộc
chuỗi tín hiệu, enterocin Q, enterocin M (một biến thể của enterocin P), enterocin B.
Phân líp cuối cùng là bacteriocin vòng với đại diện enterocin AS-48, đây là
bacteriocin đầu tiên được tinh sạch từ chi Enterococcus 27, 42, 52, 57, 67.
1.2.2. Hệ vi khuẩn sinh tổng hợp enterocin: Enterococci
1.2.2.1. Enterococci
Enterococci lần đầu tiên được miêu tả bởi Thiercelin năm 1899, là một chi
lớn thuộc họ LAB 12, 23. Enterococci gồm các cầu khuẩn gram dương, kỵ khí tùy
tiện, thường tồn tại dưới dạng cặp và chuỗi, lên men đồng hình và tạo L(+)LA (axit
lactic đồng phân hình học dạng L). Đây là quá trình lên men hydrat cacbon thành
axit lactic như là sản phẩm cuối cùng duy nhất, phân biệt với lên men dị hình (axit
lactic là sản phẩm chính, ngoài ra còn các sản phẩm phụ như axit axetic, ethanol,
CO
2

loài Enterococcus, phân thành 8 nhóm loài dùa trên quan hệ phát sinh loài (tổng
hợp ở bảng 3) [Error! Reference source not found., 44]. Trong đó, E. faecalis và
E. faecium là hai loài chiếm ưu thế, có vai trò quan trọng trong vi sinh y học và thực
phẩm 23, 42, 44]. Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 22 of 96
22
Bảng 3. Các “nhóm loài” khác nhau của Enterococci hiện nay và các loài dùa
trên quan hệ phát sinh chủng loại
STT
Nhóm
Loài
1
E. faecium
‘E. azikeevi' (loài mới), E. durans, E. faecium, E. hirae, E. mundtii, E.
porcinus, E. villorum
2
E. avium
E. avium, E. malodoratus, E. pseudoavium, E. raffinosus
3
E. gallinarum
E. casseliflavus, E. flavescens (ít gặp), E. gallinarum
4
E. dispar
E. asini, E. dispar (ít gặp)
5
E. saccharolyticus

23
của chúng với kháng sinh 10, 29. Đặc biệt là các chủng kháng vancomycin, gây ra
một loạt nguy hiểm và khó khăn trong điều trị bệnh nhiễm trùng 12, 23, 50.
Những nghiên cứu gần đây cho thấy một số loài trong phân lập thức ăn có thể chứa
các yếu tố độc. Trong đó, E. faecalis chứa nhiều rủi ro tiềm Èn hơn và với tần suất
cao hơn các chủng E. faecium. Sù truyền các yếu tố độc mã hóa trên plasmid đáp
ứng pheromon có thể diễn ra in vitro hay trong đường tiêu hóa (với các nghiên cứu
trên mô hình động vật). Nhiều tính độc khác có mặt trong ADN hệ gen hay
transposon 23, 40.
Câu hỏi đặt ra về tính an toàn, có thể chấp nhận enterocin trong thực phẩm
và probiotic vẫn được tranh luận nhiều 23. Việc sử dông Enterococci như là các
probiotic cần được nghiên cứu kỹ lưỡng. Mỗi chủng của Enterococci nên được
kiểm tra tách biệt và chỉ cho phép ứng dụng trong thực phẩm nếu không chứa các
yếu tố độc và kháng kháng sinh 12, 61. Cần nhấn mạnh rằng: Một số chủng
Enterococcus đã được công nhận với lịch sử lâu dài về tính an toàn. Ví dô, E.
faecium SF68 đã được nghiên cứu hơn 20 năm cho việc sử dụng như một probiotic
ở người, đặc biệt trong điều trị tiêu chảy và được xem như một lùa chọn thay thế
các kháng sinh Error! Reference source not found.. Hơn nữa, vai trò và lợi Ých
cụ thể của Enterococci trong thực phẩm xứng đáng được tập trung nghiên cứu 23,
29, 42.
1.3. ENTEROCIN AS-48
Enterocin AS-48 đã được nghiên cứu hơn 20 năm qua, là peptit kháng khuẩn
dạng vòng, được phân lập đầu tiên từ E. faecalis subsp. liquefacies chủng S-48.
Chính cấu trúc vòng nội phân tử này tạo nên hoạt tính sinh học ưu việt của AS-48
so với các enterocin khác. Enterocin AS-48 có hoạt tính kháng khuẩn rộng gồm vi
khuẩn gram dương và gram âm 44, 60. Trong đó, các vi khuẩn gram âm nh- E.
coli, Myxococcus spp., Agrobacterium spp., Salmonella cholerasuis và Shigella
sonnei bị ức chế ở nồng độ bacteriocin cao hơn so với các vi khuẩn gram dương gây
bệnh do ảnh hưởng bảo vệ của màng ngoài tế bào Error! Reference source not
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

1
EFGH tham gia trong quá trình sản xuất enterocin AS-48 và
tạo tính miễn dịch. Gen cấu tróc as-48A, mã hoá một pre-peptit 105 axit amin chứa
một đoạn peptit dẫn đầu gồm 35 axit amin. Thó vị là hai gen gối lên nhau as-48BC
xác định 73 nucleotit xuôi dòng codon kết thúc TAA của as-48A 23. Côm gen as-
48 chứa hai protein vận chuyển ABC (ATP-binding cassette transporter) được mã
hóa bởi as-48C
1
D và as-48EFGH, cùng được phiên mã trong mét mARN
polycistronic với as-48D
1
. Ba gen as-48BC
1
D tạo các protein chịu trách nhiệm
trong quá trình hoàn thiện và tiết của AS-48, bao gồm: Protein vận chuyển As-
Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Page 25 of 96
25
48C
1
D và protein As-48B. Trong khi As-48C
1
D có khả năng tạo tính miễn dịch ở
mức thấp, As-48B có thể một mình hay phối hợp với As-48C
1
D (tạo protein đa
thành phần As-48BC
1
D) giúp loại bỏ peptit dẫn đầu, thúc đẩy sự tạo vòng đầu -

178
10,07
Protein màng đầy đủ (4 TM)
Protein miễn dịch bổ trợ
as-48C
1

164
10,96
Protein màng đầy đủ (6 TM)
Transporter ABC xuất khẩu
as-48D
219
9,30
Protein gắn ATP
Transporter ABC xuất khẩu
as-48D
1

56
10,81
2 TM
Protein miễn dịch
as-48E
169
10,20
Protein màng đầy đủ (4 TM)
Transporter ABC miễn dịch
as-48F
407