CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Vị trí và đặc điểm phân loại của Gluconacetobacter xylinus trong sinh giới 1. Vị trí phân loại của Gluconacetobacter xylinus trong sinh giới Theo hệ thống danh pháp quốc tế 1990, Acetobacter xylinum là tên gọi chính thức. Theo “Bergey’s manual of determinative bacteriology” (1957) “Acetobacter xylinum được xếp vào chi Acetobacter, thuộc họ Pseudomonadaceae, bộ Pseudomonadales, lớp Schizomycetes”.
[12] Đến năm 1974, theo “Bergey’s manual of determinative bacteriology”, “Acetobacter xylinum lại được coi như là một loài phụ của Acetobacter aceti, thuộc chi Acetobacter và được nhóm vào những chi không rõ nguồn gốc”. [13] Năm 1984 theo Bergey [2], Acetobacter xylinum được xếp vào chi Acetobacter, thuộc họ Acetobacteraceae. Họ vi khuẩn này gồm 2 chi là Acetobacter và Gluconobacter. Theo Bergey (2005) [14], Acetobacter xylinum được đổi tên thành Gluconacetobacter xylinus và xếp vào chi Gluconacetobacter thuộc họ vi khuẩn Acetobacteraceae.
Họ này gồm 6 chi: Acetobacter, Acidomonas, Asaia, Gluconobacter, Gluconacetobacter và Kozakia. Đặc điểm phân loại 1. Đặc điểm hình thái, tế bào học G.xylinus có dạng hình que, thẳng hoặc hơi cong, có thể di động hoặc không. Nhóm vi khuẩn này không có khả năng sinh bào tử, thường đứng riêng lẻ hoặc tập hợp với nhau thành một chuỗi.
Khi tế bào nhuộm Gram, các đặc điểm nhuộm có thể thay đổi. Điều này có thể giải thích là do các tế bào của vi khuẩn già đi hay do sự thay đổi của môi trường. Khi chất dinh dưỡng của môi trường nuôi cấy không đủ hoặc đã cạn 4 kiệt, G.xylinus sẽ biến đổi hình thái của mình thành các dạng khác nhau để thích nghi với điều kiện sống. Tuy nhiên, nếu quá trình này diễn ra trong thời gian dài sẽ dẫn đến các chủng vi khuẩn bị thoái hóa, các hoạt tính sinh học của vi khuẩn bị giảm một cách đáng kể.
Khuẩn lạc của G.xylinus có kích thước nhỏ, bề mặt nhầy và trơn, phần giữa khuẩn lạc lồi lên, dày hơn và sẫm màu hơn các phần xung quanh, rìa mép khuẩn lạc nhẵn. Đặc điểm sinh lý, sinh hoá Đặc điểm sinh lý: Điều kiện thuận lợi cho G.xylinus phát triển là nhiệt độ từ 25-35C với pH khoảng 4-6. Tuy nhiên, ngay cả khi điều kiện môi trường thuận lợi, các tế bào của vi khuẩn vẫn sẽ suy thoái khi nhiệt độ môi trường cán mức 37C.xylinus thuộc nhóm vi khuẩn chịu được axit, nên trong môi trường nuối cấy thường có thêm axit axetic. Sự có mặt của axit này giúp cho các vi khuẩn khó có khả năng nhiễm khuẩn lên các môi trường nuôi cấy.
Đặc điểm sinh hoá: Có khả năng oxi hóa etanol thành axit axetic, CO2 và H2O. Tạo thành các bọt khí khi phản ứng với catalase. Có khả năng chuyển hóa đường glucozo thành axit gluconic, đồng thời giúp chuyển hóa các phân tử glyxerol thành dihidroaxeton. Không sinh sắc tố nâu.
Đặc điểm nuôi cấy Sau một thời gian khi nuôi cấy trên môi trường thạch sẽ hình thành các khuẩn lạc G.xylinus nhẵn hoặc xù xì. Phần rìa của khuẩn lạc có thể gợn sóng hoặc bằng phẳng, màu trong suốt hoặc trắng. Có thể dễ dàng tách các khuẩn lạc khỏi môi trường nuôi cấy vì chúng thường lồi trên bề mặt môi trường. Khi nuôi cấy trên môi trường lỏng trong điều kiện tĩnh, sau một thời gian trên bề mặt của môi trường dần hình thành một lớp màng sinh học – màng BC.
Ngược lại, trong điều kiện nuôi cấy lắc sẽ tạo ra cellulose dạng hạt 5 với các kích thước khác nhau và phân tán trong môi trường. Vì cấu trúc của cellulose trong từng điều kiện là khác nhau nên đặc tính của chúng trong từng điều kiện cũng là không giống nhau. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn Gluconacetobacter xylinus Môi trường thích hợp để chủng vi khuẩn G.xylinus sinh trưởng, phát triển là môi trường tổng hợp có đầy đủ các chất dinh dưỡng thiết yếu như: C, N, S, P,. Ngoài ra, các nguyên tố vi lượng và các yếu tố tăng trưởng cũng tạo điều kiện cho quá trình sinh trưởng phát triển của vi khuẩn thuận lợi hơn.
Nhu cầu sử dụng đường của G.xylinus là rất lớn, do đó một số sản phẩm như nước dừa già, rỉ đường,. đã được đề xuất làm nguyên liệu nuôi cấy cho G. Nước vo gạo là sản phẩm dễ kiếm, giá thành rẻ, xuất phát từ tự nhiên. Ngoài ra, trong thành phần của nước vo gạo chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, có các vitamin thuộc nhóm B và E và một số thành phần có lợi khác như Fe, Cu, Zn, các axit amin,….
Do đó, nước vo gạo có thể coi là môi trường phát triển tương đối thuận lợi cho chủng vi khuẩn Gluconacetobacter xylinus. Tuy nhiên, không nên sử dụng nước vo gạo khi đã để quá 3 giờ. Do khi để quá lâu dẫn đến tình trạng nước vo gạo bị chua, hàm lượng các chất trong nước vo gạo sẽ bị giảm. Thành phần chất dinh dưỡng của nước vo gạo được thể hiện ở bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của nước vo gạo Thành phần Khối lượng 100g Calori 316KJ Tổng hợp lipit 22g Chất béo bão hòa 4g Chất xơ tiêu hóa được 21g Cacbohydrat 28g Đường 0,9g 6 Protein 12g Vitamin E 5mg Vitamin B6 4mg Vitamin B1 0,96mg Canxi 57mg Thành phần khác 1.
Giới thiệu về màng BC 1. Đặc điểm cấu trúc của màng BC Cellulose vi khuẩn được cấu tạo bởi một chuỗi polime gồm các glucopyranose nối với nhau nhờ liên kết β-1,4-glucan. Tại mỗi điều kiện muôi cấy khác nhau, cấu trúc của BC cũng sẽ khác nhau. Tuy có cùng cấu trúc cellulose nhưng cấu trúc cellulose ở vi khuẩn lại khác so so với cấu trúc cellulose ở thực vật.
Cellulose vi khuẩn có những đặc tính vượt trội hơn mà ở cellulose thực vật không có. Một số đặc tính có thể kể đến như: Cellulose vi khuẩn có khả năng thấm hút nước cao, chịu nhiệt tốt, độ bền cơ học tốt, đường kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao hơn cellulose của thực vật, không độc, không gây dị ứng với người sử dụng,…[4] Năm 1886, Brown là nhà khoa học đầu tiên tiến hành tạo màng BC được sản xuất từ vi khuẩn G. Theo ông, màng BC được cấu tạo bởi các sợi siêu nhỏ có bản chất là hemicellulose với đường kính là 1. Các sợi hemicellulose sẽ tập hợp lại tạo thành một bó.
Các bó này lại kết hợp với nhau tạo thành các dãy dài khoảng 100nm, đường kính từ 3-8nm.1: Cấu trúc của BC 1. Cấu trúc kết tinh màng BC Ngày nay, các cấu trúc của BC và dạng kết tinh của cellulose đã được xác định nhờ các kỹ thuật như phổ hồng ngoại, phổ Raman, và phổ cộng hưởng từ hạt nhân. Trong màng BC gồm có hai loại cấu trúc tinh thể đó là Iα và Iβ. Khi nghiên cứu trong cấu trúc của các sợi cellulose, đều thấy sự xuất hiện của các cấu trúc tinh thể này.
Ở cellulose thực vật, các tinh thể Iβ đã có thể thu được hầu hết còn các tinh thể Iα thì ngược lại. Các tinh thể Iα có nhiều trong cấu trúc của BC ( khoảng 64-71%) hơn là trong cấu trúc của các cellulose thực vật (khoảng 20%). [16] Cấu trúc tinh thể đóng vai trò quyết định các tính chất của cellulose. Tuy nhiên đến hiện tài các đề tài nghiên cứu về mối quan hệ giữa các đặc tính của cellulose và cấu trúc tinh thể của nó vẫn chưa có nhiều.
Tính chất của màng BC - Màng BC trong suốt, khi sờ vào có cảm giác mềm mại, trơn nhẵn do có tỉ lệ Iα cao. - Sức căng, độ bền, độ dai của màng BC tốt, chịu được lực kéo cao. - Có khả năng hấp thụ nước, giữ nước cao gấp nhiều lần so với trọng lượng của chính nó. - Tính đến thời điểm hiện tại, là loại màng sinh học không chứa các thành phần như ligin và hemicellulose.
Vì vậy, màng BC có thể bị phân hủy hoàn toàn. 8 - Khối lượng nhẹ, khả năng chịu nhiệt tốt. [5] - Quan sát màng BC trên kính hiển vi điện tử cho thấy màng có các sợi cellulose rất nhỏ, mảnh, đồng nhất, liên kết chặt chẽ với nhau. Đặc tính của màng BC Sau một thời gian nuôi cấy trong môi trường tĩnh, bề mặt của môi trường sẽ hình thành nên một lớp màng mỏng.
Lớp màng này sau khi tinh chế, làm khô sẽ tạo thành sảm phẩm mỏng như giấy có độ dày 0. Một số đặc tính có thể kể đến của màng BC như: có khả năng đàn hồi tốt, khả năng hút và thấm nước cao, chịu được nhiệt, có thể bị phân hủy nhờ các vi sinh vật, khi sử dụng không gây kích ứng, không gây độc cho con người, đặc biệt là màng BC có khả năng cản khuẩn khá tốt. Chính các đặc tính này của màng BC mà ngày nay người ta đã ứng dụng màng BC vào trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau. Ứng dụng của BC Một số ứng dụng của màng BC như: Sử dụng màng BC giúp cho quá trình xử lí nước thải diễn ra dễ dàng hay dùng màng BC để tiến hành nạp thuốc vào màng từ đó giảm bớt hạn chế của một số loại thuốc.
[19] Chế tạo ra mặt nạ dưỡng da cho con người, làm mặt nạ nhân tạo, điều trị các bệnh về tim mạch, làm da tạm thời để thay thế được da trong khi bị bỏng. Ngoài ra có thể sử dụng màng BC để tạo màng nano bọc thuốc. Tổng quan về thuốc 1. Tên khoa học và cấu tạo - Tên chung quốc tế: Omeprazole - Tên theo danh pháp IUPAC: 5- methoxy- 2-[[(4 - methoxy - 3,5 - dimethyl – 2 - pyridinyl) methyl] sulfinyl] - 1H - benzimidazole.
- Công thức phân tử: C17H19N3O3S 9 - Phân tử khối: 345,4 Hình 1. Công thức cấu tạo của Omeprazole 1. Loại thuốc và dạng thuốc - Loại thuốc: thuộc nhóm thuốc có khả năng ức chế bơm proton, chống loét dạ dày, tá tràng. - Dạng thuốc: [1] + Viên nang đến ruột mới tan 1mg - 20mg.
+ Lọ bột tiêm 40mg kèm ống dung môi 10ml. + Viên bao phim 10 - 20mg. Lý tính Thuốc có dạng bột, màu nâu nhạt. Khó tan trong nước, tan trong dung dịch dicloromethan, tan ít trong ethanol 96% và methanol và tan nhiều trong kiềm loãng.
Nóng chảy ở khoảng 1550C kèm theo sự phân huỷ. Hoá tính Là hợp chất tồn tại ở dạng lưỡng tính, hấp thụ mạnh bức xạ tử ngoại. Các tính chất này ứng dụng trong định tính, định lượng và bào chế thuốc. Độ pH quyết định sự ổn định của omeprazole.
Khi cho thuốc vào môi trường kiềm, nó khá bền vững; ngược lại, đối với môi trường axit, nó dễ dàng bị phân hủy. Dược lý và cơ chế tác dụng Omeprazole là một dẫn xuất của benzimidazole không có hoạt tính ức chế enzym ở môi trường trung tính, nhưng ở pH ≤ 5 Omeprazole được proton 10 hoá thành 2 dạng acid sulphenic và sulphenamic.