Trang ph bìa
Li c
Mc lc
Danh mc các bng i
Danh m iii
Danh mc các iv
Danh mc các ký hiu, các ch vit tt vi
T V 1
NG QUAN TÀI LIU
1.1. Tng quan v Probiotic 4
1.1.1. Gii thiu chung 4
1.1.2. Tiêu chun la chn chng vi sinh vt probiotic 10
1.1.3. Vi khun Bifidobacterium 11
1.2. Tng quan v vi gói 18
1.2.1. Khái nim ca vi gói 18
1.2.2. Các vt liu s d vi gói 20
1.2.3. 27
1.2.4. Các yu t n hiu qu vi gói probiotic 29
1.2.5. Hong cn hong ca t bào vi sinh vt và
quá trình lên men 31
1.3. Các nghiên cc v vi gói vi khun probiotic 31
1.4. Tng quan v chanh dây 35
1.4.1. Ngun gc chanh dây 35
1.4.2. m hình thái 35
1.4.3. Thành phng ca chanh dây 36
1.4.4. Công dng ca chanh dây 36
T LIM
2.1. Trang thit b, hóa cht, vt liu 38
3.5. Kho sát bing ca pH, acid lactic trong quá trình lên men 62
3.5.1. Khu kin ca quá trình lên men chanh dây 62
3.5.2. Kho sát bing pH, acid lactic trong quá trình lên men
bng ch phm vi gói 72 3.6. Kho sát thi gian bo qun sn phm 74
C
4.1. 77
4.2. 78
79
86
NG QUAN TÀI LIU
4
1.1.
1.1.1. u chung
ngun thc phng sc kht nuôi.
1.1.1.2.
Theo ngôn ng Hi Lp, probiotic s s
Thut ng ngh s dng l
ch ng vi sinh vcht làm cân bng h vi sinh vt ng ru[22].
probiotic vi sinh vt sng b sung vào thc
i thin cân bng h vi sinh vng rut ng có li cho vt ch.
aar và Huis probiotic là nhng vi sinh vt
l hay kt hp nhng vi khun có li, mang li li ích cho vt ch bng cách ci
thic tính ca vi sinh vng rut[42].
Theo Vin khoa hc Quc t (International Life Sciences Institute) (1998)
ng vi sinh vt sng b sung vào th ng có
ln vt ch [42].
Theo t chc Y t th gii (WHO, 2001), probiotic t sng
ng tiêu hoá vi mng cn thit s i sc kho
tt cho vt ch [19].
Hin nay, thut ng c c th gii s d ch nhng ch
phm vi sinh vt sng hu ích ng vt i thông qua
thc ung to nên nhng ng có li cho vt ch [19].
1.1.1.3. Vai trò ca probiotic
Hin nay, các nhà khoa hc nhiu li ích mà probiotic
mang l u hoà hing không dung n
6
rut kt, làm gim cholesterol, ci thin chn dch và phòng nga nhim
trùng, gim viêm, ci thin h
Có rt nhiu cách gii thích khác nhau v ng ca probiotic,
các ion st. Siderophore có th hòa tan st ta thành dng d s dng cho vi sinh
vn dng yu t này, có th chn nhng sinh vt vô hi có kh n
xut siderophore làm probiotic, cnh tranh ion st vi vi sinh vt gây bnh [8].
Bifidobacteria có kh n sinh siderophore và cnh tranh ion st trong rut già
vi E. coli [26]. ng thi vi cnh tranh loi tr, các vi sinh vt probiotic còn sn
sinh các cht kìm hãm vi khu, lactoferrin, lysozyme, hydrogen
t s acid hc chng bt li lên
vi khun có hi, ch yu là gim thp pH trong rut [14].
+ Bacteriocin c sn xut bi vi khuLactobacilus plantarum,
L. acidophilus NCFM, L. johnsonii NCC 533, L. casei. c vi vi
khun Gra Lactococcus, Steptococcus, Staphylococcus, Listeria và
Mycobacteria. Bacteriocin c sinh ra t B.bifidum NCDC 1452 có kh
kháng rt nhiu vi khu E.coli, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus,
Micrococcus flavus và Pseudomonas fluorescens [26 hon ca
bacteriocin ch yu to nên nhng l trên màng t bào chc
tit ra gây tr ngi cht ca vi khun gây bnh. Mt vài vi
khun thuc ging Bifidobacterium sn xut ra bacteriocin gây
c cho c vi khuc bit probiotic còn kích thích các
t bào biu mô rut sn xut ra các cht kháng khun [43].
+ Acid hng c ch s phát trin ca vi khun gây bnh,
c sn xut bi vi khuacid acetic, acid lactic, acid propionic làm
ging, n pH ni bào ca vi khun gây bnh. Mt vài
loài vi khun ging Lactobacilus n s phát trin ca Salmonella enterica
bng cách sn xut ra acid lactic [43].
t kháng khun, do mt vài vi khun
Lactobacillus sn sinh có kh n s phát trin ca vi khun Gonococci.
8
9 1.1. Nhng li ích t vic tiêu th probiotic [48].
1.1.1.4. Vi sinh vt probiotic
Hu ht nhng vi sinh vc s dng làm probiotic thuc nhóm vi khun
lactic, gm 2 loài vi khun ch yu là Lactobacillus và Bifidobacterium : L.
acidophilus, L. brevis, L. casei, Lactobacillus GG, L. bulgaricus, L. fermentum, L.
johnsonii, L. lactis, L. plantarum, L. rhamnosus, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B.
lactis (B. animalis), B. licheniformis, B. longum.
n mm
bnh ni sinh
hn mm
bnh ngoi sinh
Đáp ứng cân
bằng miễn dịch
Tách muối mật
và bài tiết
10
Ngoài ra, còn mt s vi sinh vt không phi vi khun lactic c s dng
: Bacillus subtilis, Enterococcus faecium, Saccharomyces
boulardii, Saccharomyces cerevisiae [22].
1.1.2. Tiêu chun la chn chng vi sinh vt probiotic
Vic la chn các chng vi sinh vt làm probiotic vi tiêu chuu tiên là
phi an toàn cho quá trình sn xut và ng dng, có kh
ng tiêu hóa vt ch. Các tiêu chun la chc kho sát thông qua
các thí nghim in vitro, t tuyn chn c các chng có ti
probiotic [20].
Các chng vi sinh vc la chn theo các tiêu chun ch yu
sau:
Kh n tng acid d dày: Khoang ming và d dày ca
ng vt ng acid pH t 2÷3 và có mt các enzyme tiêu
ng vi sinh v c s dng làm
probiotic phi tn tu kin này. Hing là dùng ch
phm vi gói probiotic (microencapsulation) nh ng ca vi khun
ng và d dày.
Kh u mui m phát huy hiu qu probiotic, các chng vi
khun probiotic phi có kh n ti và phát trin vi n mui mt t
0,15÷0,3% [27]. Ngoài ra, mt s chng probiotic (Bacillus và Lactobacillus) có
kh
Bifidobacterium là loài vi sinh vt có mt trong rut già ci (chim 5-
35% trong tng s vi sinh vng ruc s dn
phm sa lên men cung ci do có các tác dng: sn sinh acid lactic
và acid acetic, làm gim pH nên c ch c vi sinh vt gây bnh (hiu qu
cht kháng khun), hn ch amonia t do vào máu do bin NH
3
t do thành NH
4
+
,
tng h
Lyxozyme, mt s thành phn t bào có kh ng min dch
c, to s cnh tranh vi các vi khung rut khác [40].
1.1.3.1. m ca vi khun Bifidobacterium
a. Phân loi
Bifidobacterium là vi khung, k khí bt buc và
c phân loau:
12
Lp: Actinobacteria
Lp ph: Actinobacteriadae
B: Bifidobacteriales
H: Bifidobacteriaceae
Ging: Bifidobacterium [21].
b. Hình thái
Vi khun Bifidobacterium ng, không sinh bào t, hình que vi
nhiu d ng cong, dng móc câu, dng hình gy, dng phân
2
,
tính nhy cm vi oxy khác nhau ph thuc vào các dòng. Mt s dòng có th phát
trin trong s hin din ca oxy, mt vài dòng có th âm tính hoi
catalase. Bifidobacterium có nhiu dng hô hp khác nhau bao gm:
ng hiu khí không có s
2
O
2
: mt dòng vi khun B.
bifidum chu kin hiu khí to ra mng nh H
2
O
2
bi quá trình oxy
hóa NADH.
ng gii hn vi s
2
O
2
: s
2
O
2
là mc t i
vi enzyme fructose-6-phosphate phosphoketolase trong quá trình chuyn hóa
ng ca ging Bifidobacterium.
ng không có s
2
O
14
d. Nhu cng
Bifidobacterium là loài vi sinh vt hóa d ng, có kh u
ngun carbon. Sn phm chính ca quá trình lên men glucose ch yu là L(+)-
lactate và acetate vi t l 2:3, và mt s sn phm ph
acid succinic, acid butyric, acid propo CO
2
[35].
Kh gia các chng
Bifidobacterium. Hu ht các chng Bifidobacterium u có th chuyc
các ngung ribose, galactose, fructose, glucose, sucrose, maltose, melibiose
không th lên men L- arabinose, rhamnose, N-acetyl glucosamine, sorbitol
melezitose, trehalose, glycerol, xylitol và inulin [50].
Bifidobacterium i s i cht hexose thông qua con ng
phosphoketolasec g-, bng cách s dng
mt enzyme ch cht là fructose-6-phosphate phosphoketolase (F6PPK). S hin
din ca F6PPK ng c s dng phân bit Bifidobacterium vi các vi khun
khác có hình thái Lactobacillus, Arthrobacter, Propionibacterium,
Corynebacteruim, và Actinomycetaceae [35].
Bên cnh vic sn xut hn hp L (+)-lactic acid và acid acetic (c
m ch probiotic ca Bifidobacterium ng bng vic sn xut
các vitamin ngoi bào (B1, B6, B9) và các acid amin alanine, valine, aspartic
và threonine.
Schell và cng s (2002) nh chui trình t 2,26 Mb ca chng B.
longum có ngun gc t tr và xác nh c 1.730 trình t mã hóa 60%
GC ca NST. Phân tích tin sinh hc cho thy rng mt s c m sinh lý có th
gii thích mt phn thích ng thành công ca Bifidobacterium trong rut già [35].
Tr a bình
B. adolescentis
B. bifidum biovar b Tr em
B. infantis
B. breve
B. bifidum biovar b
B. longum i ln
B. adolescentis biovars a và b
B. bifidum biovar a
B. longum i già
B. longum
B. adolescentis biovar b
[35]
Trong s 33 loài ca ging Bifidobacterium, c phân lp t rut
ca i. Không phi là tác nhân gây bnh nên chng vi sinh vt này không liên
n bt k bnh ng rut nào i. Bifidobacterium t trong
min dch c chng minh có kh n E.coli O157: H7 bám dính vào
các t bào rut ca i.
Mt s nghiên cu in vitro và in vivo u tra s a các vi
khun acid lactic (LAB) và kh min dch. Bng ng min
17
dc hiu và c hiu ca vt ch, LAB bo v vt ch chng li nhim
trùng bi các vi khun gây bnh ng rutn khi u phát trin và hot
ng thc bào ca các t bào bch cu ht gia sau khi c tiêu th
Bifidobacterium .
Trong khi các vi khun probiotic kích thích h thng min dch bng cách
kích hot c i thc bào và t bào n xut
IFN-. Ngoài ra, Bifidobacterium quá trình làm thoái hóa và thay
th dch nhy ca ng rut, bo v niêm mc rut khi b [35].
- Hoạt tính kháng khuẩn
Hi nhiu nghiên cu chng minh v hot tính kháng khun ca
vi khun Bifidobacterium. Bifidobacterium gim s hin din ca các vi khun gây
bSalmonella typhimurium , Clostridium difficile , Campylobacter jejuni ,
Escherichia coli và Shigella sp. trong rut bng cách cnh tranh chng và
cho các v trí bám dính trên b mt biu mô. Ngoài ra, Bifidobacterium
ra acid lactic, acid acetic hay các p
[35].
- Phòng ngừa và điều trị tiêu chảy
Bifidobacterium
Bifidobacterium.
[45].
Vi gói to ra các ht, gi là vi nang. Có các loi vi nang [5]
- n nhân bên trong nang
hình thành mt khi cu rõ rt.
- a
nhiu nhân nh (vi gói trong vi gói).
- Vi nang nhiu lp là c thit k vi nhiu lp bao khác nhau.
19 Hình 1.1. Các loi vi nang [5].
1.2.1.2. m ca vi gói
m ca vi gói
Vi gói giúp bo v t bào sng, to ra m vi sinh vt ln, ht vi gói bo
v các t bào sng chng chu kin khc nghit cng c
Vi gói có th làm cho t bào kéo dài kh n ti, t i
gian bo qun chng, ging t bào vi sinh vc lâu dài.
nh hot tính i cht ca t bào khi có s i pH,
nhi hay s có mt các cht c ch ng lên men.
To ra các gradient n t, n sn phm, n oxy hòa
tan, ng lên men. T tng khác nhau cho t
c nghiên cu và ng dng khác nhau.
Trong các ngành sn xuc bit là các ngành sn xut các sn phm liên
n probiotic, thì vic vi gói t t quan trng. Nó giúp cho sn
phi tiêu dùng vn còn nguyên giá tr s dng.
Vi gói là mt trong nhng la ch c nh t bào vi sinh vt s dng
21
c bin tính nhit cao làm tháo cu trúc xon ba to thành
các chui tách ri, c làm lnh và hp thu c mnh to thành gelatin.
Gelatin có cha 18 loi acid amin, có hàm ng cao glycine (21,4%), proline
(12,4%) và hydroxyproline (11,9%) [65], [68]
Có hai loi gelatin. Gelatin lou ch bng cách thy phân trong
n trong khong 4,8-5,0. Quy trình thy phân bng
acid mt khong 7-10 ngày, nguyên liu s dng ch yu là da ng vt. Gelatin
loc bng cách thng vt ng kim, có
n trong khong 7- 9. Quy trình thy phân bng kitrình
thy phân bng acid khong 10 ln do có nhiu công c t, hai
loi gelatin này hoàn toàn có th s dc phi hp vi
cho hiu qu i hp vi nhau, gelatin thy phân t
có ch cng, gelatin thy phân t da có ch
do dai cho vt liu [65], [68].
Bng 1.2. Cc tính tiêu biu ca các loi Gelatin
Dng A
Dng B
pH
3.8- 5,5
5,0- 7,5
n
7,0- 9,0
4,7- 6,0
S to gel
gelatin 6,67%, 60
0
C.
c bit trong nhng nuôi cy và gi
ging vi sinh vng thun li cho vi sinh vt phát trin nu có
ng nh thì mt gram gelatin phc cha nhiu
t và tuyc có Samonella, Staphylococus, E. coli
[65].
c. m c m ca cht gói là gelatin
m: R tin, d dàng, d dàng to gel bao quanh t
c vi vi khu i, d dàng b thy gii trong môi ng
d dày- ru phóng thích t bào, vi gói gelatin có th ng trong b lên men
giúp gim chi phí khuy tr phân phu t bào ra khp b
m: Gelatin d c li khi nhi xui 40
0
C nên
phi luôn duy trì nhi gelatin dng dung dch, tuy nhiên nhi cao
khi b sung t vi gói s làm cht t bào. Mt nhiu thi gian sau vi gói
(gelatin sau khi vi gói ph lnh 6-8 gi i hoàn toàn). Gelatin
d tan chy nhi 40
0
ng cho quá trình sy khô vi gói [5].
1.2.2.2. Alginate
a. Cu to, ngun gc ca alginate.
Alginate là mt polysaccharide d hp mch thng, chit xut t các loi to
c bit là to nâu, bao gm các monomer -D-mannuronic (M) -L-
23
>Ni
2+
[66]. Tùy
thuc vào loi ion liên kt và loi alginate mà gel to thành có tính cht khác nhau.
Thông ng s d làm ion to gel. Khi cho kt
hp vi cation hóa tr II ng là ion Ca
2+
s thy xut hin các vùng ni
gia các mch phân t alginate và tp tr
24
c hình thành nhi phòng hoc nhi <100
0
C và tan ch
Dung do gel khi b i gel này mi
p tr a Grant (1973) thì trong quá trình hình
thành gel cn có nh liên kt gia hai hay nhiu chui alginate. Chui
phân t alginate cu to t v glucoronic acid có hình d
mt hng trng vi các np và khe h mà ion Ca
2+
có th nh v và
liên kt, trong khi các ion Ca
2+
gi các phân t alginate li vi nhau thành các chui
alginate. Cu trúc gia các mch glucoronic acid to khong cách gia các nhóm
carboxyl và hydroxyl thích hp vi mng ln các liên kt ca calcium [18],
[25], [66].