11
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngành chăn nuôi Việt Nam hiện nay đang có những chuyển biến mới. Số lƣợng bầy
đàn ngày càng tăng và tình hình bệnh trong chăn nuôi ngày càng có nhiều diễn biến phức
tạp. Vì thế yêu cầu kiểm soát mầm bệnh đảm bảo sức khỏe cho thú nuôi là yêu cầu cấp
thiết. Bên cạnh đó, nhà chăn nuôi còn nhắm tới hiệu quả kinh tế tối đa trong sản xuất với
những chi phí tối thiểu. Đó cũng là mục tiêu của các nhà khoa học nhằm ứng dụng thành
quả nghiên cứu khoa học trong chăn nuôi.
Hiện nay, bệnh đƣờng tiêu hóa đã và đang gây nhiều tổn thất về mặt kinh tế cho các
nhà chăn nuôi. Việc sử dụng kháng sinh để điều trị bệnh này đang dần hạn chế do những
tác dụng phụ. Liệu pháp thay thế cho kháng sinh là sử dụng probiotic (chế phẩm sinh học)
ngày càng đƣợc chú trọng. Probiotic là một hỗn hợp các vi khuẩn sống có lợi hay các
enzyme của chúng. Chúng có tác dụng ức chế các vi sinh vật gây bệnh, làm cân bằng lại
hệ vi sinh vật đƣờng ruột, tổng hợp vitamin B, thúc đẩy sự tăng trƣởng của thú nuôi.
Trong hỗn hợp probiotic, mỗi vi khuẩn có một đặc tính có lợi riêng. Trong đó, nhóm vi
khuẩn Lactobacillus mà đặc biệt là Lactobacillus sporogenes với khả năng tạo bào tử sẽ
cho phép kéo dài thời gian bảo quản và tế bào sinh dƣỡng sau khi phục hồi vẫn có hoạt
tính ổn định. Nhờ vậy mà L. sporogenes ngày càng đƣợc ứng dụng nhiều trong sản xuất
chế phẩm sinh học.
1.2. Mục đích
Tìm hiểu một số đặc điểm của vi khuẩn Lactobacillus sporogenes nhằm ứng dụng để
sản xuất chế phẩm vi sinh (probiotic).
1.3. Yêu cầu
Phân lập các chủng L. sporogenes từ các sản phẩm chế phẩm sinh học có sẵn.
Đánh giá khả năng hình thành bào tử trong điều kiện nhiệt độ và môi trƣờng nuôi cấy
thay đổi.

13
Bản thân tế bào nấm men có chứa một lƣợng dinh dƣỡng rất cao bao gồm: protein,
lipid, glucid, khoáng và nhiều vitamin nhất là vitamin nhóm B, cải thiện tăng trƣởng và
sức đề kháng.
2.3.2.3. Trung hòa độc tố và phân hủy một số độc chất
Theo Rami và Khetarpaul (1998), probiotic có khả năng sản xuất các chất có tác
dụng trung hòa độc tố gây tiêu chảy của vi khuẩn E. coli, có thể làm giảm hoạt tính
urease trong ruột non, ngăn chặn sự tổng hợp các amin độc, làm giảm nồng độ NH
3

trong phân gia súc, gia cầm [27]. Một vài vi sinh vật có khả năng khử độc và phân hủy
một số chất có độc tính, tạo thành những dẫn xuất không độc. Nhiều nghiên cứu cho
thấy tế bào nấm men có tính khử các chất độc đƣợc sinh ra trong quá trình tiêu hóa nhƣ:
indol, skatol, phenol,… Tác dụng trung hòa và khử độc của probiotic không những giúp
cho ống tiêu hóa hoạt động tốt hơn mà còn có ý nghĩa về mặt môi trƣờng.
2.3.2.4. Giúp ổn định hệ vi sinh vật đƣờng ruột
Động vật khỏe mạnh, có hệ tiêu hóa hoạt động tốt là cơ sở cho sự chuyển hóa tốt
thức ăn phục vụ cho nhu cầu cơ thể. Đặc tính quan trọng nhất của một đƣờng tiêu hóa
khỏe mạnh là sự cân bằng của hệ vi sinh vật đƣờng ruột. Việc bổ sung probiotic giúp
duy trì hệ vi sinh vật đƣờng ruột thông qua hoạt động cạnh tranh và đối kháng.
Hoạt động cạnh tranh thể hiện ở các vị trí bám dính trên nhung mao ruột, các chất
dinh dƣỡng và khối lƣợng các sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật. Nhiều nghiên cứu
chứng minh probiotic ức chế sự bám dính của vi sinh vật gây bệnh nhƣ E. coli,
Salmonella typhimurium [7, 19, 29]. Việc ức chế khả năng bám dính của vi sinh vật gây
bệnh giúp ngăn ngừa sự phát triển và gây bệnh của chúng.
Nhóm vi khuẩn lactic là những vi sinh vật tiêu biểu cho hoạt động đối kháng của
của probiotic. Chúng chống lại các vi sinh vật gây bệnh nhờ vào các sản phẩm do
chúng tạo ra nhƣ: bacteriocin, acid hữu cơ, hydroperoxydase, lactocidin,… Lactocidin
có phổ kháng khuẩn rất rộng. Các acid acetic và lactic làm giảm pH đƣờng ruột khiến
môi trƣờng đƣờng ruột trở nên bất lợi cho sự tồn tại của vi sinh vật gây bệnh Gr (-).

chảy so với dùng kháng sinh và heo con tăng trọng tốt (cao hơn đối chứng 0,9 kg/con).
Phòng vi sinh Khoa Chăn Nuôi Thú Y trƣờng Đại Học Nông Lâm đã sản xuất thành
công chế phẩm Biolactyl, qua sử dụng đã cho hiệu quả tốt trong việc phòng bệnh tiêu
chảy cho heo con theo mẹ và hiện đang đƣợc sử dụng rộng rãi.

15
Viện Pasteur Nha Trang cũng đã sản xuất chế phẩm Biosubtyl (Bacillus subtilis) đã
sử dụng có hiệu quả trong phòng và trị bệnh tiêu chảy trên ngƣời và gia súc.
2.3.3.2. Thế giới
Trên thế giới, trong những thập niên gần đây, ngƣời ta hƣớng vào việc phân lập và
chọn các chủng vi sinh vật có tính đối kháng cao đƣa vào đƣờng ruột, nâng cao sức
chống đỡ đối với mầm bệnh, phòng trị bệnh đƣờng ruột cho ngƣời, động vật nuôi, nhất
là trẻ sơ sinh, ngƣời già và thú non.
Hiện nay ở Mỹ, Nhật, Anh và nhiều nƣớc khác trên thế giới đã sản xuất những chế
phẩm hỗn hợp nhiều loại enzyme, kết hợp nhiều loài vi sinh vật trong việc phòng trị
bệnh, nâng cao khả năng tiêu hoá của ngƣời và vật nuôi nhƣ: Biozim, Rozim F - 3C,
Lactopure, NatureFlora,…
2.4. Tổng quan về Lactobacillus sporogenes
2.4.1. Lịch sử phát hiện
L. sporogenes lần đầu tiên đƣợc phân lập vào năm 1933 bởi L.M. Horowitz-
Wlassowa và N.W. Nowotelnow. Vào thời gian đó, vi khuẩn đƣợc phân loại và mô tả
nhƣ sau: tế bào hình que, Gram (+), tạo bào tử, sản xuất acid lactic, hiếu khí hay kị khí
tùy ý, phản ứng catalase (+) (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, 1974).
Vi khuẩn còn có tên là Bacillus coagulans [8].
Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây, đặc biệt là nghiên cứu dựa trên sự tƣơng
đồng về DNA đã khẳng định L. sporogenes gần gũi với Lactobacillus hơn Bacillus.
Năm 1967, L. sporogenes đƣợc xếp lại vào giống Lactobacillus.
2.4.2. Đặc điểm phân loại
Vi khuẩn L. sporogenes có đặc điểm phân loại nhƣ sau:
Họ: Lactobacillaceae Giống: Lactobacillus

-Khuẩn lạc Bacillus có bề mặt nhăn.
Hình dạng tế bào
-Bacillus luôn có dạng hình que thẳng, trong khi
Lactobacillus còn có dạng hình que uốn cong.
-Bào tử của Bacillus ở giữa thân còn bào tử của
L. sporogenes có ở một đầu tế bào.
Các đặc điểm sinh trƣởng phát triển và sinh hóa
Tƣơng tự nhƣ hình thái, những điểm tƣơng đồng Lactobacillus và khác biệt
Bacillus về mặt sinh trƣởng phát triển và sinh hóa của L. sporogenes đƣợc trình bày ở
Bảng 2.3 và 2.4

17
Bảng 2.3 Những tƣơng đồng về đặc điểm sinh trƣởng và sinh hóa của L.
sporogenes và Lactobacillus [35]
Điểm tƣơng đồng
Chi tiết
Môi trƣờng nuôi cấy
-Khó nuôi cấy, cần những chất hữu cơ phức tạp để
phát triển nhƣ: carbonhydrate (để lên men),
peptone, chiết thịt, chiết nấm men.
-Môi trƣờng nuôi cấy thích hợp: MRSA có bổ sung
nƣớc ép cà chua
a
.
pH tối ƣu
5,5 - 6,8
Nhiệt độ tối ƣu

18
Một số phản ứng sinh hóa
Lactobacillus cho phản ứng oxidase (-) và nitrate (-)
trong khi Bacillus luôn cho hai phản ứng này (+)
Khả năng lên men đƣờng
Bacillus không lên men đƣợc lactose

2.4.4.2. Bào tử
Hình thái
Lớp vỏ bào tử có cấu tạo là một phức hệ peptidoglycan - acid dipicolinic - calcium. Bào
tử hình ellip, nằm ở một đầu của tế bào sinh dƣỡng, có kích thƣớc 0,9 - 1,21,0 - 1,7 µm .
Cấu tạo chi tiết của bào tử L. sporogenes đƣợc mô tả theo Hình 2.1.

Hình 2.1 Giản đồ cấu tạo bào tử. Gồm: lớp ngoại bào tử (exosporium), màng
ngoài (outer coat), màng trong (inner coat), lớp vỏ dƣới màng trong (cortex), màng vỏ
của vách tế bào mầm (cortical membrane of the germ cell wall), tế bào chất sát nhập
vào tế bào mẹ (incorporated mother cell cytoplasm), nguyên sinh chất (core/protoplast),
vật chất nhân (nuclear material) [15, 39].
Khi gặp phải điều kiện bất lợi nhƣ nhiệt độ, pH, môi trƣờng dinh dƣỡng không phù
hợp,… L. sporogenes từ dạng tế bào sinh dƣỡng tạo thành bào tử.
Đặc tính
o In vitro

19
Bào tử L. sporogenes bền với nhiệt và những điều kiện môi trƣờng khắc nghiệt
khác. Chúng vẫn sống ngay cả sau khi đã xử lý ở 100
o
C trong 20 phút trong dung dịch
đệm phosphate ở pH 7. Bào tử nảy chồi trong dịch canh chứa malt ngay cả khi có HCl
pha loãng (pH 4,6 – 5,6), dịch NaOH (pH 7,6 – 9,6), dịch muối (nồng độ 5%, 10%,

dinh dƣỡng có giá trị cao cho các đối tƣợng: trẻ sơ sinh, ngƣời đang dƣỡng bệnh, ngƣời
già hay gia súc non.
Phân giải lipid
Nhờ có enzyme lipase, Lactobacillus có khả năng phân cắt chất béo ở dạng
triglyceride thành các acid béo và glycerol. Điều này cũng có ý nghĩa về mặt dinh
dƣỡng đối với ngƣời và vật nuôi.
Có những nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm sàng (preclinical) cho rằng Lactobacillus
phân giải đƣợc cholesterol trong lipid huyết thanh (serum lipids) [25, 26] và muối mật
[14]. Cả hai khả năng này đều có ý nghĩa về mặt lâm sàng.
Phân giải đƣờng lactose
Lactobacillus mang enzyme beta - galactosidase, glycolase và lactic dehydrogenase
(LDH) có tác dụng chuyển hoá đƣờng lactose thành acid lactic. Đây là một acid hữu cơ
có những đặc tính sinh học đặc biệt.
o Vai trò của acid lactic [5]
Về mặt sinh lý học, acid lactic có những ƣu điểm sau:
 Tăng cƣờng khả năng tiêu hóa protein sữa thông qua sự đông vón
 Tăng cƣờng hoạt tính Ca, P, Fe
 Kích thích sự tiết dịch vị
 Tăng nhanh cử động đẩy nhanh thức ăn đi xuống dạ dày
 Là nguồn năng lƣợng cho quá trình hô hấp
Chính những ƣu điểm trên đã phần nào chứng minh hiệu quả của việc ứng dụng
Lactobacillus làm probiotic. Tùy thuộc vào loài và điều kiện nuôi cấy, Lactobacillus
sản xuất hai loại đồng phân quang học: D (-) và L (+) acid lactic (xem Hình 2.3). Ở
ngƣời, cả hai loại đồng phân này đều đƣợc hấp thu trong đƣờng ruột.