Khảo sát khả năng sinh tổng hợp nisin của một số chủng vi khuẩn lactic ứng dụng trong bảo quản thực phẩm

Khảo sát khả năng sinh tổng hợp nisin của vi khuẩn lactic trong bảo quản thực phẩm, góp phần nâng cao chất lượng và an toàn thực phẩm.

Trường đại học

Trung Tâm Nghiên Cứu Và Phát Triển Nông Nghiệp Công Nghệ Cao

Chuyên ngành

Bảo Quản Thực Phẩm

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Báo Cáo Khoa Học

2017

151
2
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tổng quan về Bacteriocin

1.2. Sinh tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn lactic

1.3. Những bacteriocin quan trọng

1.4. Plantaricins JK, EF

1.5. Plantaricin S và Plantaricin W

1.6. Vi sinh vật sinh tổng hợp nisin

1.7. Tính chất của nisin

1.8. Cấu trúc phân tử của nisin

1.9. Khả năng diệt khuẩn của nisin

1.10. Cơ chế tác dụng của nisin. Ứng dụng của bacteriocin và nisin

1.11. Tuyển chọn và tinh sạch bacteriocin

1.12. Sơ lược về Lactic acid bacteria

1.13. Phương pháp sắc ký lỏng cao áp

1.14. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung 1: Tiếp nhận, sàng lọc chủng vi khuẩn lactic có hoạt tính kháng

2.1.1. Thí nghiệm 1: Sơ bộ nhận định các chủng vi khuẩn lactic

2.1.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá sự sinh trưởng và khả năng sinh hoạt tính kháng khuẩn trên các loại môi trường cơ bản

2.2. Nội dung 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận của chủng vi khuẩn lactic

2.3. Phương pháp xử lý số liệu

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Nội dung 1: Tiếp nhận, sàng lọc chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh hoạt tính kháng khuẩn

3.1.1. Thí nghiệm 1: Sơ bộ nhận định các chủng vi khuẩn lactic

3.1.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng sinh trưởng và khả năng sinh hoạt tính kháng khuẩn các loại môi trường cơ bản

3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Escherichia coli
3.1.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Salmonella typhimurium
3.1.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Listeria monocytogenes
3.1.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Lactobacillus plantarum
3.1.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng qua độ đục dịch canh trường
3.1.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy lên hàm lượng nisin bằng phương pháp HPL - MS

3.2. Nội dung 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian nuôi cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận của chủng vi khuẩn lactic

3.2.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Escherichia coli

3.2.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Salmonella typhimurium

3.2.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Listeria monocytogenes

3.2.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng Lactobacillus plantarum

3.2.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian cấy đối với hoạt tính dịch thô thu nhận lên thử nghiệm đối kháng qua độ đục dịch canh trường

3.2.6. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH và thời gian lên hàm lượng nisin bằng phương pháp HPL - MS

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

PHỤ LỤC 1: TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 2: THÀNH PHẦN CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG

PHỤ LỤC 3: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ SÁCH ĐỒ

PHỤ LỤC 4: ẢNH ĐỔI HÀM LƯỢNG NISIN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10637:2015

Tóm tắt

I. Tổng Quan Khảo Sát Nisin Giải Pháp Bảo Quản Thực Phẩm

Nisin là một bacteriocin, một loại peptide kháng khuẩn được sản xuất bởi một số chủng vi khuẩn lactic. Đặc biệt, Nisin đã được nghiên cứu rộng rãi về tiềm năng của nó trong bảo quản thực phẩm do khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây hư hỏng và mầm bệnh. Việc sử dụng nisin có thể giúp kéo dài thời gian bảo quản và tăng cường an toàn thực phẩm. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát khả năng sinh tổng hợp nisin của các chủng vi khuẩn lactic khác nhau và tối ưu hóa điều kiện để sản xuất nisin hiệu quả. Nisin là một chất bảo quản tự nhiên tiềm năng, có thể thay thế các chất bảo quản hóa học, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và lành mạnh. Nghiên cứu này tập trung vào ứng dụng nisin trong bảo quản thực phẩm, hướng đến việc tìm ra các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sản xuất nisin cao và phát triển các quy trình sản xuất nisin hiệu quả.

1.1. Tổng quan về Bacteriocin và ứng dụng bảo quản thực phẩm

Bacteriocin là các protein hoặc peptide được sản xuất bởi vi khuẩn, có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các vi khuẩn khác. Bacteriocin do vi khuẩn lactic sản xuất được chia thành nhiều lớp, mỗi lớp có cơ chế hoạt động riêng. Nisin là một trong những bacteriocin được nghiên cứu rộng rãi nhất và được chấp nhận sử dụng như một chất bảo quản thực phẩm an toàn. Ứng dụng nisin giúp kiểm soát sự phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm và kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm. Nghiên cứu về bacteriocin tiếp tục mở ra những tiềm năng mới trong bảo quản thực phẩm và phát triển các giải pháp thay thế cho các chất bảo quản hóa học.

1.2. Vi khuẩn lactic và vai trò sinh tổng hợp Nisin tự nhiên

Vi khuẩn lactic (LAB) là một nhóm vi khuẩn gram dương, lên men đường để tạo ra acid lactic. Nhiều chủng vi khuẩn lactic có khả năng sản xuất bacteriocin, trong đó nisin là một ví dụ điển hình. Vi khuẩn lactic được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm lên menbảo quản thực phẩm nhờ khả năng sinh tổng hợp các chất ức chế vi sinh vật. Việc phân lập vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp nisin cao là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng để cải thiện hiệu quả bảo quản thực phẩm bằng nisin. Nghiên cứu về định danh vi khuẩn lacticmôi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic là cần thiết để tối ưu hóa quá trình sản xuất nisin.

II. Thách Thức Giải Pháp Nisin Bảo Quản Thực Phẩm Tối Ưu

Mặc dù nisin là một chất bảo quản tự nhiên hiệu quả, vẫn còn một số thách thức trong việc sản xuất nisinứng dụng nisin rộng rãi. Chi phí sản xuất nisin có thể cao, và hiệu quả của nisin có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như pH, nhiệt độ và thành phần thực phẩm. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các phương pháp sản xuất nisin hiệu quả hơn, sử dụng các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp nisin cao và tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc cải thiện hiệu quả bảo quản của nisin trong các loại thực phẩm chế biến khác nhau. Giải quyết những thách thức này sẽ mở ra tiềm năng lớn cho ứng dụng nisin trong việc kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện an toàn thực phẩm.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp Nisin

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp nisin của vi khuẩn lactic, bao gồm: loại chủng vi khuẩn lactic, thành phần môi trường nuôi cấy, pH, nhiệt độ, thời gian nuôi cấy và sự hiện diện của các chất ức chế. Việc tối ưu hóa các yếu tố này có thể giúp tăng cường sản xuất nisin và cải thiện hiệu quả bảo quản. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến khả năng sinh tổng hợp nisin và tìm ra các điều kiện tối ưu để sản xuất nisin hiệu quả. Cần đặc biệt lưu ý đến yếu tố an toàn thực phẩm trong quá trình tối ưu hóa sản xuất nisin.

2.2. Các thách thức trong ứng dụng Nisin vào thực phẩm chế biến

Mặc dù nisin có nhiều ưu điểm, việc ứng dụng nisin vào thực phẩm chế biến vẫn còn một số thách thức. Nisin có thể bị mất hoạt tính trong một số loại thực phẩm chế biến do tác động của nhiệt độ, pH hoặc các enzym. Ngoài ra, nisin có thể tương tác với các thành phần khác trong thực phẩm chế biến, ảnh hưởng đến hương vị hoặc cấu trúc của sản phẩm. Nghiên cứu tập trung vào việc giải quyết những thách thức này bằng cách phát triển các công thức thực phẩm chế biến có chứa nisin ổn định và hiệu quả.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Khảo Sát Khả Năng Sinh Tổng Hợp Nisin

Nghiên cứu này sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để khảo sát khả năng sinh tổng hợp nisin của vi khuẩn lactic. Các phương pháp bao gồm: phân lập vi khuẩn lactic, định danh vi khuẩn lactic, nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến khả năng sinh tổng hợp nisin, đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nisin trong thử nghiệm in vitrothử nghiệm in vivo, và xác định cơ chế tác dụng nisin. Các kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về tiềm năng của nisin trong bảo quản thực phẩm và giúp phát triển các giải pháp bảo quản thực phẩm hiệu quả hơn.

3.1. Phân lập và định danh các chủng Vi khuẩn Lactic tiềm năng

Quá trình phân lập vi khuẩn lactic được thực hiện từ các nguồn khác nhau, chẳng hạn như thực phẩm lên men, môi trường tự nhiên, hoặc từ các bộ sưu tập vi sinh vật. Các chủng vi khuẩn lactic được định danh vi khuẩn lactic bằng các phương pháp sinh hóa và phân tử, chẳng hạn như giải trình tự gen 16S rRNA. Các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp nisin cao sẽ được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.2. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của Nisin thông qua thử nghiệm

Hoạt tính kháng khuẩn của nisin được đánh giá bằng các thử nghiệm in vitrothử nghiệm in vivo. Các thử nghiệm in vitro đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm và mầm bệnh bởi nisin trong môi trường nuôi cấy. Các thử nghiệm in vivo đánh giá hiệu quả bảo quản của nisin trong các loại thực phẩm chế biến khác nhau.

3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sản xuất Nisin

Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau trong môi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic, như thành phần dinh dưỡng, pH, nhiệt độ, và thời gian nuôi cấy, đến khả năng sinh tổng hợp Nisin của các chủng vi khuẩn lactic. Mục tiêu là tìm ra môi trường nuôi cấy tối ưu giúp tăng cường sản xuất Nisin hiệu quả nhất. Các yếu tố này được điều chỉnh và thử nghiệm để tìm ra điều kiện tốt nhất cho vi khuẩn lactic phát triển và sản xuất ra lượng Nisin lớn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Nisin Bảo Quản Hiệu Quả và An Toàn

Nghiên cứu này có nhiều ứng dụng thực tiễn trong bảo quản thực phẩm. Nisin có thể được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản của nhiều loại thực phẩm chế biến, chẳng hạn như sữa và các sản phẩm từ sữa, thịt, cá, rau quả và đồ uống. Nisin cũng có thể được sử dụng để kiểm soát sự phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm và mầm bệnh, giúp giảm nguy cơ ngộ độc thực phẩm. Các kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà sản xuất thực phẩm chế biến phát triển các sản phẩm an toàn và chất lượng hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và lành mạnh.

4.1. Kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm với Nisin tự nhiên

Nisin là một chất bảo quản tự nhiên hiệu quả, có thể được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản của nhiều loại thực phẩm chế biến. Bằng cách ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, nisin giúp giữ cho thực phẩm chế biến tươi ngon lâu hơn và giảm lãng phí thực phẩm. Hiệu quả bảo quản của nisin đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu và thử nghiệm.

4.2. Nisin Giải pháp thay thế hóa chất bảo quản trong thực phẩm

Nisin là một giải pháp thay thế tiềm năng cho các chất bảo quản hóa học trong thực phẩm chế biến. Các chất bảo quản hóa học có thể có tác dụng phụ đối với sức khỏe và có thể không được người tiêu dùng chấp nhận. Nisin, là một chất bảo quản tự nhiên, an toàn và hiệu quả, có thể giúp các nhà sản xuất thực phẩm chế biến đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và lành mạnh.

V. Kết Luận Hướng Phát Triển Sinh Tổng Hợp Nisin Bền Vững

Nghiên cứu này đã cung cấp những thông tin quan trọng về khả năng sinh tổng hợp nisin của vi khuẩn lactic và tiềm năng của nisin trong bảo quản thực phẩm. Các kết quả nghiên cứu sẽ giúp phát triển các giải pháp bảo quản thực phẩm hiệu quả hơn, an toàn hơn và bền vững hơn. Các hướng phát triển tiếp theo bao gồm: tối ưu hóa quy trình sản xuất nisin, nghiên cứu cơ chế tác dụng nisin sâu hơn, và mở rộng ứng dụng nisin trong nhiều loại thực phẩm chế biến khác nhau. Hướng đến sản xuất nisin hiệu quả, an toàn, bền vững.

5.1. Tối ưu hóa quy trình sản xuất Nisin từ vi khuẩn lactic

Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất Nisin bao gồm việc cải thiện hiệu quả sinh tổng hợp Nisin của vi khuẩn lactic, giảm chi phí sản xuất và tăng cường độ tinh khiết của Nisin. Các phương pháp tối ưu hóa có thể bao gồm: sử dụng các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp Nisin cao hơn, cải thiện môi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic, và sử dụng các kỹ thuật tinh sạch Nisin hiệu quả hơn.

5.2. Mở rộng ứng dụng Nisin trong ngành thực phẩm chế biến

Việc mở rộng ứng dụng Nisin trong ngành thực phẩm chế biến bao gồm việc nghiên cứu hiệu quả bảo quản của Nisin trong nhiều loại thực phẩm chế biến khác nhau, và phát triển các công thức thực phẩm chế biến có chứa Nisin ổn định và hiệu quả. Các loại thực phẩm chế biến tiềm năng cho ứng dụng Nisin bao gồm: sữa và các sản phẩm từ sữa, thịt, cá, rau quả, đồ uống và thực phẩm lên men.

24/05/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ngày nay, thực phẩm chứa mầm bệnh ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sức khỏe con ngƣời và hiện đang trở thành nguyên nhân chính gây ra các dịch bệnh. Các nguy cơ nhiễm vi sinh vật gây bệnh trong quá trình chế biến thực phẩm ngày càng gia tăng [19]. Hiện nay trong bảo quản thực phẩm, nisin đƣợc sử dụng khá rộng, từ các sản phẩm tƣơi sống đến các loại thực phẩm lên men, đóng hộp, dạng rắn cũng nhƣ dạng nƣớc. Sử dụng nisin thƣờng không làm thay đổi cảm quan, không làm biến đổi chất lƣợng, không để lại dƣ lƣợng trong thực phẩm.

Ngoài ra, dùng nisin để bảo quản thực phẩm đóng hộp sẽ làm giảm nhiệt độ và thời gian thanh trùng. Vì vậy, nisin đã trở thành chất chuyên biệt nguồn gốc sinh học có giá trị để bảo quản thực phẩm, khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của các phƣơng pháp sử dụng hóa chất, chất kháng sinh, chiếu xạ. Trên thế giới, nisin lần đầu tiên đƣợc giới thiệu thƣơng mại nhƣ một chất bảo quản thực phẩm. Lần đầu tiên đƣợc sử dụng để làm chất bảo quản thực phẩm trong các sản phẩm phô mai đã chế biến và từ đó đã xác định đƣợc rất nhiều ứng dụng khác trong thực phẩm và đồ uống.

Tại Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam là cơ quan đầu tiên khởi xƣớng những nghiên cứu về công nghệ lên men và thu hồi nisin từ vi khuẩn Lactococcus lactis, đã thiết lập đƣợc quy trình lên men và quy trình thu hồi bằng phƣơng pháp hấp phụ - phản hấp phụ sử dụng sinh khối tế bào. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung khảo sát các chủng vi khuẩn sinh tổng hợp nisin cao để ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Tuy nhiên, vấn đề thu nhận nisin đạt hiệu suất và độ tinh sạch cao cần phải hoàn thiện thêm. Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài: “Khảo sát khả năng sinh tổng hợp nisin của một số chủng vi khuẩn lactic ứng dụng trong bảo quản thực phẩm” đã đƣợc đề xuất thực hiện.

Trang 12/130 BM20-QT.QLKH hƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LI U 1. Tổng quan về Bacteriocin 1. Bacteriocin Bacteriocin là những hợp chất protein do vi khuẩn sinh tổng hợp và có khả năng ức chế sự phát triển của một số vi khuẩn khác. Bacteriocin không có hoạt tính kháng sinh điển hình, nghĩa là chỉ kìm hãm nhƣng không trực tiếp giết vi sinh vật.

Bacteriocin do lactic acid bacteria sản xuất đƣợc chia thành 3 lớp [37, 48].  Lớp I: Lantibiotic, những phân tử peptide nhỏ (<5kDa), chịu nhiệt, hoạt động trên cấu trúc màng, Lantibiotic chứa những acid amin hiếm (lathionine, 3- methyllanthionine) và một số acid amin khử nƣớc. Lantibiotic có thể chia thành hai phân lớp dựa vào những đặc điểm cấu trúc và chức năng: - Lớp Ia: là những peptide tích điện dƣơng, gồm từ 21-38 acid amin. Những peptide này hoạt động chủ yếu do sự phá vỡ trạng thái nguyên vẹn của màng tế bào của vi sinh vật đích.

- Lớp Ib: là những phân tử peptide hình cầu, có thể chứa đến 19 acid amin. Hoạt động chủ yếu của chúng là phá vỡ các phản ứng enzyme của tế bào đích [28].  Lớp II: là những phân tử bacteriocin nhỏ (<10kDa) gồm những phân tử peptide hoạt động ở màng tế bào, không chứa lanthionine và bền nhiệt. Bacteriocin lớp II chia thành 3 phân lớp: - Lớp IIa: rất đa dạng, điểm đặc trƣng là trình tự bảo tồn ở đầu N và hoạt tính kháng Listeria (ví dụ nhƣ Pediocin P -1, sakacin A).

- Lớp IIb: những bacteriocin lớp này cần có sự kết hợp của 2 peptide trong hoạt động để có hoạt tính kháng khuẩn hoàn chỉnh, ví dụ nhƣ lactococcin G và plantaricins EF e JK. - Lớp IIc: đoạn peptide nhỏ, bền nhiệt, đƣợc đƣa ra ngoài tế bào xuyên qua màng tế bào chất bằng con đƣờng tiết phụ thuộc nhân tố sec, ví dụ nhƣ divergicin và acidocin B.  Lớp III: là những phân tử protein lớn (>30kDa), bền nhiệt, ví dụ nhƣ helveticins 1 do Lactobacillus helveticus sinh ra, acidofilicin A. Trang 13/130 BM20-QT.QLKH Về cơ chế hoạt động, bacteriocin thuộc nhóm I và II thƣờng là các peptide mang điện tích dƣơng và có khả năng thấm qua màng tế bào, gây thủng màng tế bào và làm thất thoát các ion, ATP và thành phần nội bào, dẫn đến tiêu diệt tế bào.

Nhóm lantibiotics là nhóm đƣợc chú ý nhất trong các nghiên cứu hiện nay. Đây là nhóm gồm các bacteriocin có phân tử nhỏ hơn 5kDa, có khả năng chịu nhiệt, chứa các acid amin bất thƣờng. Trong các chủng lactic acid bacteria thì Lactococcus lactis đƣợc quan tâm nghiên cứu rất nhiều, một số chủng Lactococcus lactis có khả năng sinh tổng hợp bacteriocin. Bacteriocin do Lactococcus lactis gồm hai loại: lantibiotic và các kích thƣớc nhỏ, bền nhiệt không phải lantibiotic.

Nisin-bacteriocin do Lactococcus lactis tổng hợp là sản phẩm duy nhất đƣợc Tổ chức nông lƣơng thế giới (FAO) và Tổ chức y tế thế giới (WHO) chấp nhận cho phép sử dụng nhƣ một chất phụ gia thực phẩm. Nisin sẽ phá vỡ chức năng vận chuyển của màng tế bào và tế bào chất thoát ra ngoài, nó có khả năng chống cả vi khuẩn gram âm lẫn vi khuẩn gram dƣơng, ức chế sự hình thành bào tử. Nisin có khả năng kháng đối với Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, tế bào dinh dƣỡng của Bacillus spp. và Clostridium spp., cũng nhƣ ức chế nảy chồi của bào tử các loài Bacillus và Clostridium [22].

Sinh tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn lactic Bacteriocin đƣợc tổng hợp theo cơ chế của sinh tổng hợp protein nhờ ribosome và những peptide bị biển đổi sau dịch mã [22, 43]. Các gen mã hóa sản xuất bacteriocin đƣợc tổ chức chung trong các cụm operon và cá thể đƣợc đặt trên các tiểu phần có thể di chuyển đƣợc nhƣ nhiễm sắc thể liên quan đến các transpons hoặc trên các plasmid [28]. ác bacteriocin đƣợc tổng hợp đầu tiên nhƣ những tiền peptides không hoạt động chứa N-terminal dẫn đầu. Những tiền peptide này đƣợc biến đổi bởi các protein khác hoặc axit amin đƣợc mã hóa bởi cụm gen bacteriocin trƣớc khi đƣa ra ngoài.

Ví dụ, có những lanthionine chứa liên kết chéo với thioether (Lans) hoặc methyl lanthione (MeLan) liên quan đến những amino acid 2. Những amino acid này đƣợc tổng hợp bởi tình trạng mất nƣớc của dƣ lƣợng serine và threonine theo Trang 14/130 BM20-QT.QLKH sau sự bổ sung của nội phân tử chọn lọc của cystein trên các amino acid không bão hòa [25]. Những bacteriocin quan trọng 1. Plantaricin Lactobacillus plantarum đƣợc công nhận là có thể sinh tổng hợp tối thiểu 6 loại bacteriocin khác nhau.

Tất cả những peptide này đƣợc sản xuất đầu tiên nhƣ những tiền chất chứa một nửa glycine. plantarum tổng hợp những bacteriocin thông qua gen PlnE và PlnF. Những peptide này sau đó đƣợc xuất ra ngoài và đƣợc xử lý bởi các protein PlnG và PlnH. Pheromone peptide của hệ thống này đƣợc mã hóa bởi 1 gen riêng biệt (Pln ) và đƣợc xuất ra ngoài bởi PlnG và đƣợc phát hiện bởi histidine protein kinase PlnB mà phosphorylate hai chất điều hòa phản ứng PlnC và PlnD.

Plantaricin ức chế một loạt các LAB gồm đối thủ cạnh tranh tự nhiên của L. plantarum và các vi khuẩn khác nhƣ Pediococcus, Cyanobacteria, Clostiridia và Propionobacteria [28]. Plantaricins JK, EF Các bacteriocin này đóng vai trò nhƣ những peptide hiệp lực. Chúng chứa 30 hoặc 40 dƣ lƣợng trong độ dài và có ít độ tƣơng đồng trong chuỗi đến các plantaricin khác.

Những bacteriocin này hoạt động với độ đặc hiệu nghiêm ngặt và sự kết hợp với các chất khác, ngoại trừ JK hoặc EF bị mất hiệp lực hoàn toàn [57]. Plantaricin S và Plantaricin W Plantaricin S là một hệ thống gồm 2 peptide đƣợc tách từ Lactobacillus plantarum sp. dùng trong việc lên men của olive xanh. Gene cấu trúc (α, β) chỉ ra rằng mỗi peptide ban đầu đƣợc sản xuất với 1 leader chứa glycin gấp đôi.

Những peptide này chứa 26 và 27 hàm lƣợng amino trong độ dài. Plantaricin S đƣợc công nhận trong việc kiểm soát quá trình lên men và bảo quản quả Olea europaea [57, 58]. Bacteriocin chứa 2 peptide khác là plantaricin W bao gồm các phân tử protein Plwa và Plwb. Những thành phần lantiotic này gồm 29 và 32 hàm lƣợng amino acid.

Nisin Trang 15/130 BM20-QT. Vi sinh vật sinh tổng hợp nisin acteriocin đƣợc nghiên cứu nhiều nhất là nisin và đƣợc sinh tổng hợp bởi Lactococcus lactis sucsp. Lần đầu tiên nisin đƣợc phát hiện năm 1982 từ hiện tƣợng Streptococcus latis gây ức chế Lactococcus bulgaricus. Nisin đƣợc đặt xuất phát từ ý nghĩa “chất ức chế N’’ vì Lactococcus lactis ban đầu đƣợc phân vào nhóm N Streptococcus.

Lactococcus lactis là vi khuẩn gram âm đƣợc sử dụng phổ biến trong sản xuất bơ và phomat, có dạng hình cầu hoặc chuỗi ngắn, dƣờng kính tế bào từ 0.15µm tùy thuộc vào điều kiện sinh trƣởng. Chúng bị ức chế trên môi trƣờng chứa 6% NaCl hoặc môi trƣờng quá kiềm (pH 9,6 trở lên) và có thể sinh trƣởng trong môi trƣờng sữa chứa 0,1% xanh methylene. Trong điều kiện nuôi cấy phòng thí nghiệm Lactococcus lactis sinh trƣởng trên môi trƣờng thạch dƣới dạng khuẩn lạc màu vàng sáng. Chúng thực hiện quá trình lên men đồng hình, sinh ra acid lactic (+).

Tuy nhiên trong vài trƣờng hợp chúng cũng có thể sinh acid lactic (-) khi nuôi cấy trong điều kiện pH thấp. Khả năng tạo acid lactic là lý do tại sao loài Lac. lactic là vi khuẩn có vai trò quan trọng chủ yếu trong công nghiệp sữa nhƣ sản xuất sữa, sữa chua, phomat. lactic đƣợc thêm vào sữa, chúng sử dụng enzyme để sinh năng lƣợng ATP từ đƣờng lactose.

Acid lactic sinh ra bởi tế bào vi khuẩn làm đông sữa và đƣợc sử dụng để sản xuất phomat và sữa tƣơng. Nisin là một loại bacteriocin đƣợc khai thác và có ứng dụng rộng rãi nhất. Nó có hoạt tính chống lại vi khuẩn gram (+) gồm các vi sinh vật gây bệnh hoặc vi sinh vật gây hƣ hỏng thực phẩm gồm Samolnella aureus và Listeria monocytogernes. Ở Mỹ, việc sử dụng nó đã đƣợc chứng nhận bởi FDA từ năm 1988 trong phomai, súp lạnh đƣợc xử lý nhiệt và pho mát tiệt trùng đƣợc trữ lạnh.

Tính chất của nisin Khả năng tan: nisin là một peptide mang điện tích dƣơng nên mức độ hòa tan của nisin phụ thuộc rất nhiều vào pH. pH càng thấp thì khả năng tan càng tốt. Nisin hòa tan tốt nhất ở pH 2 (5,7 mg/ml) và giảm nhanh pH 8 (0,25 mg/ml). Hầu nhƣ Trang 16/130 BM20-QT.QLKH nisin không tan trong môi trƣờng trung tính hoặc kiềm.

Ngoài ra, mức độ hòa tan của nisin còn phụ thuộc vào dung dịch đệm. Tính bền nhiệt: nisin là một bacteriocin bền nhiệt. Ở nhiệt độ thấp từ 4 – 100C hoạt tính nisin hầu nhƣ không thay đổi trong một thời gian dài. Khi xử lý ở 10 – 600C trong 30 phút, hoạt tính nisin vẫn duy trì 80 – 90% hoạt tính ban đầu.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Khảo Sát Khả Năng Sinh Tổng Hợp Nisin Của Vi Khuẩn Lactic Trong Bảo Quản Thực Phẩm" cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng sản xuất nisin của vi khuẩn lactic, một chất kháng khuẩn tự nhiên có tiềm năng lớn trong việc bảo quản thực phẩm. Nisin không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản mà còn đảm bảo an toàn thực phẩm, giảm thiểu sự phát triển của vi khuẩn gây hại. Tài liệu này sẽ hữu ích cho các nhà nghiên cứu, chuyên gia trong ngành thực phẩm và những ai quan tâm đến các phương pháp bảo quản an toàn và hiệu quả.

Để mở rộng thêm kiến thức về các phương pháp bảo quản thực phẩm, bạn có thể tham khảo các tài liệu liên quan như Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của một số chitosan khối lượng phân tử thấp tới chất lượng và thời gian bảo quản dưa chuột, nơi nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan trong bảo quản thực phẩm. Bên cạnh đó, Khóa luận tốt nghiệp ảnh hưởng của màng phủ từ chitosan và sáp ong đến chất lượng quả hồng xiêm bảo quản lạnh cũng sẽ cung cấp thêm thông tin về các vật liệu tự nhiên trong bảo quản thực phẩm. Cuối cùng, Đồ án tốt nghiệp đại học ứng dụng kết hợp chitosan và phụ gia thực phẩm trong bảo quản cá tra khô tẩm gia vị sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ứng dụng của chitosan trong bảo quản thực phẩm chế biến. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các phương pháp bảo quản thực phẩm hiện đại.