Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

• Tác giả: Trần Thị Ái Luyến
• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Khảo Sát Cấu Trúc Và Tính Chất Exopolysaccharide Từ Lactobacillus Fermentum
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về polysaccharide
• 1.2. Giới thiệu chung về polysaccharide
• 1.3. Ứng dụng của polysaccharide
• 1.4. Tổng quan về Lactobacillus fermentum
• 1.5. Tổng quan về exopolysaccharide từ vi khuẩn lactic
• 1.6. Đặc điểm phân loại và một số đặc tính lý hóa
• 1.7. Tính chất chức năng và ứng dụng
• 1.8. Tình hình nghiên cứu về exopolysaccharide từ LAB
• 1.9. Về điều kiện nuôi cấy thu nhận EPS
• 1.10. Về quá trình tách chiết và tinh chế EPS
• 1.11. Về đặc tính hóa lý: khối lượng phân tử, thành phần, liên kết và cấu trúc
• 1.12. Về tính chất công nghệ và các tác dụng về sức khỏe
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ
• 2.3. Thiết bị và dụng cụ. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp xác định mật độ tế bào vi khuẩn bằng phương pháp đo mật độ quang (OD)
• 2.5. Phương pháp nuôi cấy thu nhận sinh khối
• 2.6. Phương pháp thu nhận và tách EPS
• 2.7. Sơ đồ tổng thể về phương pháp nghiên cứu cải thiện hiệu suất thu nhận EPS từ một số chủng Lb
• 2.8. Xác định hàm lượng EPS bằng phương pháp phenol-sulfuric
• 2.9. Xác định hàm lượng nitơ tổng số bằng phương pháp Kjeldahl
• 2.10. Phương pháp khảo sát một số tính chất có tiềm năng ứng dụng trong công nghệ thực phẩm
• 2.11. Phương pháp xác định khối lượng phân tử và đặc điểm cấu trúc của EPS
• 2.12. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu cải thiện hiệu suất thu nhận EPS từ một số chủng Lb
• 3.2. Kết quả tuyển chọn một số chủng Lb. fermentum sinh tổng hợp EPS cao
• 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần môi trường lên quá trình sinh tổng hợp EPS từ các chủng Lb. fermentum tuyển chọn
• 3.4. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến quá trình sinh tổng hợp EPS của các chủng Lb. fermentum TC13, TC16, TC21, MC3
• 3.5. Kết quả khảo sát điều kiện tách EPS từ dịch lên men
• 3.6. Khả năng hòa tan trong nước
• 3.7. Khảo sát khả năng giữ nước và giữ dầu
• 3.8. Khả năng chống oxy hóa
• 3.9. Kết quả phân tích khối lượng phân tử và một số đặc điểm về cấu trúc của các EPS sinh tổng hợp từ Lb
• 3.10. Khối lượng phân tử
• 3.11. Đặc điểm về cấu trúc của EPS-MC3
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÓ LIÊN QUAN ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về exopolysaccharide

Exopolysaccharide (EPS) là một loại polysaccharide được sản xuất bởi các vi khuẩn, đặc biệt là các vi khuẩn lactic như Lactobacillus fermentum. EPS có thể được tiết ra bên ngoài tế bào vi khuẩn, tạo thành một lớp màng bảo vệ hoặc chất nhờn trong môi trường nuôi cấy. Chúng có vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính chất cảm quan của sản phẩm thực phẩm, đồng thời cũng có nhiều ứng dụng trong y học và công nghệ sinh học. EPS từ Lactobacillus không chỉ giúp tăng cường cấu trúc sản phẩm mà còn mang lại nhiều lợi ích sức khỏe như khả năng chống oxy hóa và tác dụng probiotic. Nghiên cứu về EPS từ Lactobacillus fermentum đang ngày càng được chú trọng, nhằm khai thác tiềm năng ứng dụng của chúng trong ngành thực phẩm và dược phẩm.

1.1. Cấu trúc exopolysaccharide

Cấu trúc của EPS từ Lactobacillus fermentum có thể phân loại thành hai nhóm chính: homopolysaccharide (HoPS) và heteropolysaccharide (HePS). HoPS được cấu tạo từ một loại monosaccharide duy nhất, trong khi HePS bao gồm nhiều loại monosaccharide khác nhau. Sự đa dạng trong cấu trúc này không chỉ ảnh hưởng đến tính chất vật lý và hóa học của EPS mà còn quyết định khả năng ứng dụng của chúng trong thực phẩm và y học. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, thành phần monosaccharide và vị trí liên kết trong cấu trúc EPS có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy và loại chủng vi khuẩn. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc tối ưu hóa quy trình sản xuất EPS nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

II. Tính chất exopolysaccharide

Tính chất của EPS từ Lactobacillus fermentum rất đa dạng và có nhiều ứng dụng thực tiễn. EPS có khả năng tạo gel, tăng độ nhớt và ổn định nhũ tương, điều này rất quan trọng trong công nghệ thực phẩm. Ngoài ra, EPS còn có khả năng giữ nước và giữ dầu, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm thực phẩm. Các nghiên cứu cũng cho thấy EPS có hoạt tính sinh học mạnh mẽ, bao gồm khả năng chống oxy hóa và tác dụng probiotic, giúp cải thiện sức khỏe đường ruột. Những tính chất này làm cho EPS trở thành một thành phần lý tưởng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm.

2.1. Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của EPS từ Lactobacillus fermentum bao gồm khả năng hòa tan trong nước, độ pH ổn định và khả năng tương tác với các thành phần khác trong thực phẩm. EPS có thể tạo thành các liên kết hydrogen với nước, giúp tăng cường độ hòa tan và tính ổn định của sản phẩm. Hơn nữa, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng EPS có thể tương tác với các protein và lipid, tạo ra các cấu trúc phức tạp có lợi cho sức khỏe. Những tính chất này không chỉ làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm mà còn mở rộng khả năng ứng dụng của EPS trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

III. Ứng dụng exopolysaccharide

EPS từ Lactobacillus fermentum có nhiều ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Trong ngành thực phẩm, EPS được sử dụng như một chất tạo gel, chất ổn định và chất nhũ hóa, giúp cải thiện cấu trúc và độ nhớt của sản phẩm. Trong dược phẩm, EPS có thể được sử dụng như một chất mang thuốc, giúp tăng cường hiệu quả điều trị. Ngoài ra, EPS còn có tiềm năng trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, nhờ vào các hoạt tính sinh học của chúng. Việc nghiên cứu và phát triển EPS từ Lactobacillus fermentum không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm trong nhiều lĩnh vực.

3.1. Ứng dụng trong thực phẩm

Trong ngành thực phẩm, EPS từ Lactobacillus fermentum được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia thực phẩm. Chúng giúp cải thiện độ nhớt, tạo gel và ổn định nhũ tương, từ đó nâng cao chất lượng và giá trị cảm quan của sản phẩm. EPS cũng có khả năng giữ nước, giúp sản phẩm không bị khô và duy trì độ tươi ngon. Hơn nữa, với các hoạt tính sinh học như khả năng chống oxy hóa và tác dụng probiotic, EPS từ Lactobacillus fermentum đang trở thành một thành phần quan trọng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sức khỏe và dinh dưỡng.